JPH0849948A - クーラーの運転方法及びクーラーのレトロフィット方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現用クーラーに追加コンデンサーを追設する
ことによって冷媒ガスを完全液化し、クーラーの冷却能
力を低下することなく、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａ
を使用する現用クーラーの運転方法及び現用クーラーの
レトロフィット方法の提供を目的とする。 【構成】 コンプレッサー、コンデンサー、膨張弁、蒸
発器よりなる現用クーラーのコンデンサーと膨張弁間に
追加コンデンサーを追設し、追加コンデンサー入りのガ
ス温度よりコンデンサー出のガス温度が１°Ｃ以上低く
する、クーラーの運転方法。現用クーラーから冷媒ガス
を抜き取り、コンデンサーと膨張弁をつなぐガスパイプ
を撤去し、その間に追加コンデンサー入りのガス温度よ
りコンデンサー出のガス温度が１°Ｃ以上低くする追加
コンデンサーを接続するクーラーのレトロフィット方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒ガスとして特定フ
ロンＣＦＣ、代替フロンＨＣＦＣを使用して運転されて
いる現用クーラーの冷媒ガスを、オゾン層に影響を与え
ない新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａに切り換え、新代替
冷媒ガスＨＦＣ１３４ａによる運転を可能とするクーラ
ーの運転方法及びクーラーのレトロフィット方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａで
は、現用クーラーのコンプレッサー及び蒸発器を大型の
ものと交換し、潤滑油も新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａ
と相溶性のあるポリエーテル系（ポリアルキレングリコ
ール）、エステル系、ポリカーボネート系等の合成油系
のものと交換しなければ運転できない、とされていた。
その理由として、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａは従来
の鉱物油系の潤滑油との相溶性が少ないためクーラーの
運転中に冷媒ガスとオイルが分離する、といわれてお
り、又、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａは、運転圧力が
低く、そのため膨張弁、キャピラルチューブの細管をガ
スが通過しにくく、蒸発器へ充分な冷媒ガスが供給され
ないからである、などといわれていた。

【０００３】さらに、特定フロンＣＦＣ又は代替フロン
ＨＣＦＣを新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａと交換した場
合、例え運転できたとしても冷房能力が１０〜３０％程
度低下し、いわゆるクーラーが効かない状態になる、と
いわれていた。その理由は、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３
４ａは、分子量が小さく重量当りの吸熱、放熱能力が少
ないので冷房能力のこの程度の低下は避けられない、と
いうのである。

【０００４】出願人は、冷媒ガスとしてフロンガスを使
用するクーラーの冷房能力等を向上する手段として、コ
ンデンサーや蒸発器を追加したり、特定の運転条件とし
たりすることを提案したが、その実験中、要所に液面計
を取り付け、冷媒ガスの状態を観察したところ、冷媒ガ
スが完全に液化した状態、すなわち液面計を通して泡の
見えない状態とすることによって、１０〜３０％程度の
冷房能力が向上することを発見し、冷媒ガスが完全に液
化した状態となる運転条件とするためのコンプレッサ
ー、コンデンサー、膨張弁、蒸発器の能力、これらの部
分に出入りするガス圧力、ガス温度、水温、風温等との
関連を探索し、一定の成果が得られたものについては既
に特許出願を済ませている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、新代替冷媒
ガスＨＦＣ１３４ａを完全に液化させることによって、
冷媒ガスとオイルの融合をよくし、蒸発器でのオイルの
分離をなくし、また、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａを
泡のない完全に液化した状態とすることによって、膨張
弁、キャピラルチューブ等の細径部でのガスの流れをよ
くし、これによって運転圧力が低くても多量の冷媒ガス
を蒸発器に送って蒸発させることができ、その結果冷房
能力を低下させずに特定フロンＣＦＣ、代替フロンＨＣ
ＦＣを新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａに切り換えてクー
ラーの運転を可能とする、クーラーの運転方法及びクー
ラーのレトロフィット（ＲＥＴＲＯＦＩＴ＝補修、改
装、改造などといわれている。）方法の提供を目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
クーラーの運転方法であって、コンプレッサー、コンデ
ンサー、膨張弁（膨張弁の代わりに使用されているキャ
ピラルチューブを含む）、蒸発器を有する現用クーラー
に、追加コンデンサーを追設し、追加コンデンサー入り
のガス温度より追加コンデンサー出のガス温度を１°Ｃ
以上低くして運転すること、を特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、クーラーのレトロ
フィット方法であって、コンプレッサー、コンデンサ
ー、膨張弁（膨張弁の代わりに使用されているキャピラ
ルチューブを含む）、蒸発器を有する現用クーラーから
現用の冷媒ガスを抜き取る工程と、追加コンデンサー入
りのガス温度より追加コンデンサー出のガス温度が１°
Ｃ以上低くする放熱能力を有する追加コンデンサーを追
設する工程と、新代替冷媒ガス１３４ａを注入する工程
を有すること、を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明は、上記のように現用クーラーからフロ
ンガスＣＦＣ１２、ＨＣＦＣ２２等の冷媒ガスを抜き取
り、既設の空冷又は水冷のコンデンサーとは別の空冷又
は水冷のコンデンサーを追設し、ガスパイプを付け替え
たり新設したりして、回路を完結し、新代替冷媒ガスＨ
ＦＣ１３４ａを注入して運転する。冷媒ガス注入の際、
冷媒ガスの全量を一時に注入しないで、１／４〜１／２
程度を注入してガス洩れのないことを確かめた上、全量
を注入し、さらにガス洩れのないことを確認の上運転を
開始することは勿論である。

【０００９】このようにレトロフィットし、新代替冷媒
ガス１３４ａを使用してクーラーを運転するのである
が、既設のコンデンサーだけでは若干の放熱カロリーが
残っているようであって、液面計で冷媒ガスの状態を観
察すると、時には甚だしく、時には稀にではあるが泡が
見られる。この状態の冷媒ガスを追加したコンデンサー
に送って放熱し、追加したコンデンサー入りのガス温度
より、追加したコンデンサー出のガス温度が１°Ｃ以上
低くなると、放熱が充分となり、泡のない完全液化した
状態が液面計で視認されるようになる。この温度差は、
機器によって異なっているが、最低で１°Ｃ、好ましく
は２〜５°Ｃであるが場合によっては、例えばコンプレ
ッサーとコンデンサーの間に追加コンデンサーを挿入し
た場合には１０°Ｃを超えることもあった。

【００１０】このように冷媒ガスを完全液化すると、新
代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａとオイルの融合がよくなる
ようで、クーラー運転中にガスとオイルの分離が起きな
いことが認められた。この理由は詳らかではないが、新
代替冷媒ガス１３４ａと従来使用していた鉱油系の潤滑
油とは充分馴染み、いわゆるオイル分離によるとされて
いるコンプレッサーの過熱はなく、正常に運転を継続す
ることができた。

【００１１】また、特定フロンＣＦＣ、代替フロンＨＣ
ＦＣ等を新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａに変換してもク
ーラーの冷房能力は、変換前と同等、条件によっては２
０％程度向上することが判明した。この理由も詳らかで
はないが、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａを完全液化す
ると泡がなくなり、その結果運転圧力が低くても膨張
弁、キャピラルチューブ等の細径部をガスがよく通過
し、蒸発器へも多量のガスを送ることができることにな
って、分子量が小さく重量当りの吸熱、放熱量の少ない
新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａに入れ替えても、クーラ
ーの冷房効率が低下しないのであろうと思料される。

【００１２】なお、現用クーラーに追加コンデンサーを
追設し、現在使用されているＨＣＦＣ２２等の現用冷媒
ガスでクーラーを運転した場合、現用冷媒ガスも泡のな
い完全液化した状態となり、したがって、蒸発器に多量
のガスを送ることができることになり、冷房能力が１０
〜２０％程度増加することが認められた。

【００１３】いずれの場合も、追加した空冷、水冷のコ
ンデンサーは、現用クーラーのケース内に収納しても、
別のケースに収納してもよく、追加するコンデンサーは
機器の配置上の都合等ににより、コンプレッサーと既設
のコンデンサーの間に追加することも可能である。

【００１４】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて、さらに
詳細に説明する。

【００１５】図１に示すものは、空冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに空冷コンデンサー追設した第
１実施例であって、コンプレッサー１、空冷コンデンサ
ー２Ａ、膨張弁（小型の機器にあっては、膨張弁に代え
てキャピラルチューブを使用することが多い）３を高圧
ガスパイプ５でつなぎ、膨張弁３、蒸発器４、コンプレ
ッサー１を低圧ガスパイプ６でつないで現用されている
クーラーから、空冷コンデンサー２Ａと膨張弁３とをつ
なぐ高圧ガスパイプ５を取り外し、空冷コンデンサー２
Ｂを追設し、ガスパイプ７でこれらをつなぎ、空冷コン
デンサー２Ａを出た冷媒ガスを空冷コンデンサー２Ｂに
送って大気と熱交換し、ガスパイプ７で膨張弁３に送る
ものである。この場合、追加空冷コンデンサー２Ｂの能
力は、追加空冷コンデンサー２Ｂ入りのガス温度より、
追加コンデンサー２Ｂ出のガス温度を１°Ｃ以上低くで
きるものとする。従って、追加空冷コンデンサー２Ｂを
出たガス温度は空冷コンデンサー２Ａ出のガス温度より
低くなっている。なお、ガスパイプ７として取り外した
高圧ガスパイプ５を転用したり、高圧ガスパイプ５が長
い場合等にはこれを２分してガスパイプ７、７として使
用できることは、当然である。

【００１６】図２に示すものは、空冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに水冷コンデンサー追設した第
２実施例であって、コンプレッサー１、空冷コンデンサ
ー２Ａ、膨張弁３を高圧ガスパイプ５でつなぎ、膨張弁
３、蒸発器４、コンプレッサー１を低圧ガスパイプ６で
つないだ現用クーラーから、空冷コンデンサー２Ａと膨
張弁３とをつなぐ高圧ガスパイプ５を取り去り、追加水
冷コンデンサー２Ｃ２を設置して空冷コンデンサー２Ａ
とつなぎ、追加水冷コンデンサー２Ｃ２を出たガス回路
はガスパイプ７で膨張弁３とつなぐ。８は、ラジエータ
ー等の水温放熱器であって、水ポンプ９を介した水パイ
プ１０で、追加水冷コンデンサー２Ｃ２と水温放熱器８
とを図示のように往復に結び、追加水冷コンデンサー２
Ｃ２と水温放熱器８間を冷却水が循環するようにする。
このように追加水冷コンデンサー２Ｃ２用の冷却水を循
環使用すると、実質的には空冷コンデンサーとなるが空
冷コンデンサーを追加したものより好結果が得られた。
この実施例の場合も、空冷コンデンサー２Ａで大気と熱
交換した冷媒ガスは、追加水冷コンデンサー２Ｃ２に送
られ、その冷却水と熱交換して放熱し膨張弁３に送られ
ることになる。この場合、追加水冷コンデンサー２Ｃ２
入りのガス温度より、追加水冷コンデンサー２Ｃ２出の
ガス温度を１°Ｃ以上低くする。従って、追加水冷コン
デンサー２Ｃ２出のガス温度は、空冷コンデンサー２Ｂ
出のガス温度より低くなっている。空冷コンデンサー２
Ｂのあとに、追加水冷コンデンサー２Ｃ２を設置し、ラ
ジエーター８と追加水冷コンデンサー２Ｃ２を、水ポン
プ９を介した水パイプ１０で往復に結び、冷却水を循環
させて追加水冷コンデンサー２Ｃ２で吸熱し、ラジエー
ター８で放熱した。空冷コンデンサー２Ｂは送風ファン
を回転させて大気と熱交換した。冷媒ガスを新代替冷媒
ガスＨＦＣ１３４ａと交換してクーラーを運転を行なっ
たところ、追加水冷コンデンサー２Ｃ２の放熱量は現用
コンデンサーのほぼ３０％のものとしたところ、液面計
より見た冷媒ガスは泡もなく完全液化しており、冷房能
力もＨＣＦＣ２２の冷媒ガス使用時と大差はなく、クー
ラーは正常に運転を継続することができた。

【００１７】図３に示すものは、水冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに水冷コンデンサーを追設した
第３の実施例であって、コンプレッサー１、水冷コンデ
ンサー２Ｃ１、膨張弁３を高圧ガスパイプ５でつなぎ、
膨張弁３、蒸発器４、コンプレッサー１を低圧ガスパイ
プ６でつないだ現用クーラーから、水冷コンデンサー２
Ｃ１と膨張弁３とをつなぐ高圧ガスパイプ５を取り去
り、追加水冷コンデンサー２Ｃ２を追加して水冷コンデ
ンサー２Ｃ１とつなぎ、追加水冷コンデンサー２Ｃ２を
出たガス回路はガスパイプ７で膨張弁３とつなぐ。この
場合、追加水冷コンデンサー２Ｃ２の放熱水回路は図示
のように、水冷コンデンサー２Ｃ１と共通にしてもよ
く、又別回路にしてもよい。いずれの場合も追加水冷コ
ンデンサー２Ｃ２入りのガス温度より、追加水冷コンデ
ンサー２Ｃ２出のガス温度を１°Ｃ以上低くする。した
がって追加水冷コンデンサー２Ｃ２を出たガス温度は水
冷コンデンサー２Ｃ１出のガス温度より低くなってい
る。現在、フロンガスＨＣＦＣ２２で運転されている水
冷コンデンサーを使用している８ＨＰの通常クーラーの
改造前の測定では、既設の水冷コンデンサーでの放熱量
１時間当たり、１６，０００Ｋｃａｌであり、当然クー
ラーは正常に運転されていたものである。現用のフロン
ガスを抜き取り、既設の水冷コンデンサー２Ｃ１のあと
に、追加水冷コンデンサー２Ｃ２を設置し、この追加水
冷コンデンサー２Ｃ２の放熱はラジエーター８で行っ
た。冷媒ガスを新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａと交換
し、クーラーを運転し、水冷コンデンサー２Ｃ１、追加
水冷コンデンサー２Ｃ２の双方を作動させて測定したと
ころ、水冷コンデンサー２Ｃ１の放熱量は１時間当り１
０，５００Ｋｃａｌ、追加水冷コンデンサー２Ｃ２の放
熱量は１時間当り５，０００Ｋｃａｌであり、全体とし
て若干の減少がみられたが、冷房能力は大差なく、レト
ロフィットしたクーラーは、正常に運転を継続すること
ができた。

【００１８】図４に示すものは、水冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに空冷コンデンサー追設した第
４の実施例であって、コンプレッサー１、水冷コンデン
サー２Ｃ１、膨張弁３を高圧ガスパイプ５でつなぎ、膨
張弁３、蒸発器４、コンプレッサー１を低圧ガスパイプ
６でつないだ現用クーラーから、水冷コンデンサー２Ｃ
１と膨張弁３とをつなぐ高圧ガスパイプ５を取り去り、
追加空冷コンデンサー２Ｂを追加して水冷コンデンサー
２Ｃ１とつなぎ、空冷コンデンサー２Ｂを出たガス回路
は、ガスパイプ７で膨張弁３とつなぐ。コンプレッサー
１から吐出された冷媒ガスは、水冷コンデンサー２Ｃ１
で冷却水と熱交換したのち、追加空冷コンデンサー２Ｂ
に送られて大気と熱交換し、完全液化して膨張弁３に送
られて減圧し、蒸発器４に送られる。この場合、追加空
冷コンデンサー２Ｂ入りのガス温度より、追加空冷コン
デンサー２Ｂ出のガス温度を１°Ｃ以上低くする。従っ
て、追加空冷コンデンサー２Ｂ出のガス温度は水冷コン
デンサー２Ｃ１出のガス温度より低くなっている。

【００１９】以上のように、現在使用されているクーラ
ーの水冷コンデンサー２Ｃ１のあとに、水冷コンデンサ
ー２Ｃ２を追加した場合も、空冷コンデンサー２Ａのあ
とに水冷コンデンサー２Ｃ２を追加した何れの場合も、
追加コンデンサーで冷媒ガスの放熱カロリーをすべて放
熱し、放熱能力の若干の余裕を追加コンデンサーに与え
た時は、現在使用されているクーラーをレトロフィット
することにより、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａで現用
クーラーの運転は可能となる。

【００２０】なお、追加コンデンサーは、空冷コンデン
サーより水冷コンデンサーの方が泡のない完全液化した
状態になりやすいようである。冷却水源のない車両用、
移動用のクーラーの場合は、水冷コンデンサーを使用
し、この水冷コンデンサーの冷却水をラジエーター等の
放熱器で放熱する。このようにすると実質的には空冷と
ということになるが、この方が容積的にも効率的にも好
適であったが、この理由も詳らかではない。したがっ
て、追加コンデンサーとして水冷コンデンサーにラジエ
ーター等の放熱器を配して大気と熱交換させる形式の追
加コンデンサーをレトロフィットすることによって、特
定フロンＣＦＣ１２、代替フロンＨＣＦＣ２２等の冷媒
ガスを使用している自動車、鉄道車両、コンテナ等の冷
房も新代替冷媒ガス１３４ａへの変換ができ、現在使用
されているオゾン層への影響が懸念される特定フロンＣ
ＦＣ、代替フロンＨＣＦＣ等の使用を廃止することが可
能となる。

【００２１】図５に示すものは、現在ＪＲで標準形式と
して使用されているクーラーに、本発明によるレトロフ
ィットを施した第５実施例であって、ＪＲ西日本、鷹取
工場で行われた報告書に基づき説明する。なお、図面と
して、同報告書添付のものを流用したので、他の図面と
配置及び描法が異なっている。

【００２２】報告書には次の通り記載されている。 目的 １ 資料 ＡＢ６２８９ ＡＵ７５ＢＨ（三菱
製） ２ 試験内容 （１）現状の冷房能力（吸い込み、吐き
だし温度）の確認 （２）機器追加による冷房能力（吸込み、吐出し温度）
の確認 （３）冷媒の変更による冷房能力（吸込み、吐出し温
度）の確認〔第２凝縮器（本発明の追加コンデンサーに
相当する。以下同じ）のみ取り付けの場合を含む〕 （４）冷媒の変更及び機器追加による運転状況の確認 ３ 機器回路 図５に示す通り。 ４ 追加する機器 （１）第２凝縮器 （水冷） ３０リットル（５００
×５００×１２０） 冷媒管（３／８ インチ） 全長 約２０メートル （２）ラジエーター（冷却ファン２個付）カルソニック
Ｅ１５−Ａ／Ｔ用 （３）水ポンプ エバラ ２５ＬＰＤ６．２５Ｓ 出
力 ２５０Ｗ （４）膨張弁 （５）第２蒸発器（本発明の追加蒸発器に相当する。以
下同じ） １／２インチ銅管を配管中心間距離２２０ｍｍで巻
いたもの 全長 約１０ｍ ５ 使用する冷媒 （１）Ｒ２２ （２）Ｒ１３４ａ ６ 測定機器及び方法 データレコーダー ： 横河ハイブリッドレコーダー ＨＲ２３ ００ 熱電対 ： タイプ Ｔ及びＫ データ採取点 ： 蒸発器吸込み風温 ： 蒸発器吐出し風温 ： 凝縮器出口風温 ： コンプレッサー出口温度 ： コンプレッサー入口温度 ： キャピラリ入口温度 ： 第２凝縮器水温 ： ラジエーター風温 ： 外気温 結論 １．改良前の状態で吸込み、吐出し温度の差は、約９°
Ｃであった。 ２．第２凝縮器を追加することで、ＡＵ７５ＢＨ型クー
ラーを新冷媒（Ｒ１３４ａ）で運転することができた。
またこの時、使用電力量は２０％程度下がった。 ３．従来の冷媒（Ｒ２２）のままで第２凝縮器を追加し
た場合、１３％程度の性能向上が確認できた。（一時的
に最高３０％の向上があった） ４．新冷媒で第２凝縮器に加え、第２蒸発器、膨張弁を
追加することで、ない時と比較して最高２０％の性能向
上があった。 （付記） １．従来、新ガス（Ｒ１３４ａ）ではコンプレッサー、
および蒸発器を大型のものと交換しなければ、運転でき
ないとされてきたが、今回の実験で第２凝縮器を追加す
るだけで運転は可能であった。 ２．新ガス（Ｒ１３４ａ）はオイル馴染みが悪く、オイ
ル分離によるコンプレッサーの加熱が懸念されたが、コ
ンプレッサーの出口温度で７０°Ｃを下回っており現状
と大差なかった。 ３．新ガス（Ｒ１３４ａ）は、本来の性能が出るまで２
時間程度必要であった。 ４．今回の実験で新ガス（Ｒ１３４ａ）を利用して述べ
１３時間の運転を行なった。

【００２３】測定結果として、表１、表２が添付されて
いる。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】この報告書の結論２．にあるように、第２
凝縮器（追加コンデンサー）を追加し新代替冷媒ガス１
３４ａで運転した場合、使用電力量が２０％程度下がっ
たことは、新しい知見であって、予期しなかったところ
である。しかも表１によれば、蒸発器の吸込み風温と吐
出し風温の温度差は平均１．２°Ｃ増加しており、冷房
能力の向上が見られる。この報告書には第２凝縮器（追
加コンデンサー）について、「第２凝縮器（水冷）」と
記載さているが、「追加する機器」の項に記載されてい
る（１）、（２）、（３）を図２のように配管し、冷却
水を水ポンプ９で循環させ、ラジエーターで放熱したも
ので、実質的には空冷となる。なお、この試験におい
て、潤滑油は従来使用していたメーカー指定のもの（鉱
物油系のものである）を使用した。

【００２７】図６に示すものは、水冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに水冷コンデンサー追設し、さ
らにガス温度を感知して弁が開閉する追加膨張弁３ａ
と、低圧ガスパイプ６に感温筒１３とを追加し、感温筒
が感知した温度を伝えるパイプ１４と低圧ガスパイプ内
の圧力を追加した膨張弁３ａに伝えるガスパイプ１５を
設けた第６の実施例であって、クーラー能力は２ＨＰ、
新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａは２Ｋｇを使用した。測
定個所、測定対象及び測定値は表３の通りである。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３に示す通り大気温のかなり低いときで
あるが、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａを使用したクー
ラーは正常に作動しているのである。

【００３０】図７に示すものは、空冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに水タンク型熱交換器２Ｃを追
設し、さらにガス温度を感知して弁が開閉する追加膨張
弁３ａと、低圧ガスパイプ６に感温筒１３とを追加し、
感温筒が感知した温度を伝えるパイプ１４と低圧ガスパ
イプ内の圧力を追加した膨張弁３ａに伝えるガスパイプ
１５を設けた第７実施例である。図示のように、空冷コ
ンデンサー２Ｂのあとに、水タンク２Ｃを設置し、２Ｃ
内にガスパイプ１０を取り付け、コンプレッサー１、空
冷コンデンサー２Ｂ、水タンク内ガスパイプ１０、膨張
弁３を高圧ガスパイプ７で結び、膨張弁３、蒸発器４、
コンプレッサー１を低圧ガスパイプ６で結ぶ。水タンク
２Ｃに水を入れてクーラーを運転すると、空冷コンデン
サーだけでは放熱が不充分で、放熱カロリーの残ってい
る冷媒ガスは、水タンク２Ｃ内のガスパイプ１０に入
り、水タンク２Ｃ内の水と熱交換して放熱する。このと
きも放熱カロリーすべてなくなる迄ガスパイプ１０を延
ばし、そのあとにもガスパイプに余裕を持たせるのであ
る。放熱カロリーがすべてなくなると、水タンク２Ｃを
出たガス温度は、２Ｃ内の水温と同温になり、更にガス
パイプを延長すると、２Ｃ内の最後に接した水温よりガ
ス温度は１°Ｃ以上低くなる。しかしこの時水タンク２
Ｃを出たあとのガスパイプが縦方向にある時は、液化し
たガスが充満してガスパイプ内に隙間ができないので、
ガス温度は水温より低くならないときがある。この水タ
ンク２Ｃ内の水温度はガスの放熱により、当然上昇す
る。水温が上昇すると２Ｃの水タンクに大気を送って冷
却するか、図７にあるように、追加膨張弁３Ａを出たガ
スパイプ７から分岐した水タンク２Ｃ内を通る低圧ガス
パイプ１１を設け、水タンク２Ｃ内で冷媒ガスを蒸発さ
せて水温を下げるようにする。この冷媒ガスの流量を調
節する必要があるときは、バルブ１２を設ける。この水
タンク２Ｃ内の水温は大気温度プラス１０°Ｃ以内とす
るとクーラーの運転状態はよくなる。この実施例のもの
は、空冷コンデンサー２Ａのあとに、水タンク２Ｃを設
置したもので、新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａは２Ｋｇ
使用した。測定個所、測定対象及び測定値は表４の通り
である。

【００３１】

【表４】

【００３２】表４に示す状態で連続運転しているが何ら
異常はなく、屋外、屋内等で正常に作動しており、屋外
でのクーラーの運転状態を測定した大分県工業試験場の
試験書も交付されている。

【００３３】図８に示すものは、空冷コンデンサーを使
用している現用クーラーに空冷コンデンサー追設した第
８の実施例であって、空冷スポットクーラーをレトロフ
ィットしたものである。図示のようにコンプレッサー
１、空冷コンデンサー２Ａ、膨張弁３Ａ、蒸発器４Ａよ
りなるクーラーに、空冷コンデンサー２Ａのあとに、空
冷コンデンサー２Ｂを追加し、空冷コンデンサー２Ｂに
つないだガスパイプ５Ａを分岐してガスパイプ５Ｂを付
け、ガスパイプ５Ｂに追加膨張弁３Ｂ、ガスパイプ６
Ｂ、追加蒸発器４Ｂとつなぎ、追加蒸発器４Ｂとガスパ
イプ６Ａをガスパイプ６Ｂでつないで蒸発器４Ａ、４Ｂ
を出たガスは合流してコンプレッサー１に戻るようにし
たものである。追加空冷コンデンサー２Ｂは２Ａの約３
０％の能力である。追加蒸発器４Ｂも４Ａの約３０％の
能力である。蒸発器４Ａを出た大気が追加蒸発器４Ｂを
通って熱交換するようにしたのである。膨張弁３Ｂを作
動させて蒸発器を４Ａ、４Ｂ共に作動させた状態を表５
に、蒸発器４Ａだけを作動させた状態を表６に示すす。

【００３４】

【表５】

【００３５】

【表６】

【００３６】表５、表６に示す通り、新代替冷媒ガスＨ
ＦＣ１３４ａを使用して、クーラーは正常に作動してい
る。追加した空冷コンデンサー２Ｂでのガス下降温度、
表５、３．６°Ｃ、表６、３．２°Ｃが重要である。こ
の放熱によって冷却能力を増大させると共に、冷媒ガス
は完全液化してオイルの分離をなくし、泡がなくなり、
膨張弁、キヤピラルチューブ等の細径部でのガスの流量
も増大するのである。その結果、運転圧力の低いＨＦＣ
１３４ａの冷媒ガスを使用しても、クーラーの運転が可
能となる。また、膨張弁３Ｂ、蒸発器４Ｂを追加するこ
とにより、蒸発器での吸込、吹出し大気温度差も１．５
°Ｃ拡がり、蒸発器４Ｂを追加した効果も表われてい
る。

【００３７】図９に示す実施例は、図８に示す６００Ｗ
スポットクーラーに、水タンク型熱交換器を追加した第
９実施例である。図８に示すクーラーの追加空冷コンデ
ンサー２Ｂと並列に、水タンク型熱交換器２Ｃを設置
し、切り換え弁１６を設け、空冷コンデンサー２Ｂ、水
タンク型熱交換器２Ｃの何れかを作動させるようにす
る。水タンク型熱交換器２Ｃは内部に２分のガスパイプ
１５ｍを巻き、水量は２．５ｌとした。コンプレッサー
１から吐出された冷媒ガスが空冷コンデンサー２Ａ、追
加コンデンサー２Ｂを通り、ガスパイプ５Ａを分離して
ガスパイプ５Ａ、ガスパイプ５Ｂとし、ガスパイプ５Ａ
に膨張弁３Ａ、蒸発器４Ａとつなぎ、ガスパイプ５Ｂに
追加膨張弁３Ｂ、追加蒸発器４Ｂとつないで、蒸発器４
Ａ、４Ｂ共に作動させた状態を表７に示す。

【００３８】

【表７】

【００３９】追加空冷コンデンサー２Ｂを作動させず、
空冷コンデンサー２Ａのあとに水タンク型熱交換器２Ｃ
を作動させて、蒸発器４Ａ、４Ｂ共に作動させた状態を
表８に示す。

【００４０】

【表８】

【００４１】表７、表８を比較すると、表７の場合より
表８の場合は大気温度が２°Ｃ低いが、ガス高圧は４．
４ＫｇＣｍ^２高く、コンプレッサーよりの吐出ガス温度
も、３．７°Ｃ高くなっている。空冷コンデンサー２Ａ
でのガス温度の下降も多く、その分水タンク型熱交換器
２Ｃでのガス温度の下降が少なくなっている。したがっ
て、水タンク型熱交換器２Ｃ内の水温により、任意に圧
力を高くすることが出来ることになる。これによって、
運転圧力が低い新代替冷媒ガスＨＦＣ１３４ａを使用し
ても、必要に応じて圧力を高くし、クーラーを運転する
ことができることになる。

【００４２】上記いずれの実施例の場合も、潤滑油は従
来使用していた鉱物油系のものを使用したが、各測定値
に示す通りコンプレッサーの過熱は見られなかった。こ
の理由も詳らかでないが、新代替冷媒ガス１３４ａを完
全液化した泡のない状態で運転することによって、鉱物
系の潤滑油と馴染み、或いは共存して運転されているよ
うに解される。従って、エステル系の潤滑油を使用した
場合に必要なパッキングの材質の変更、含水によるスラ
リー発生に対する考慮等の必要がなく、適正容量の追加
コンデンサーを設置するだけで、現用クーラーのレトロ
フィットができるのである。

【００４３】従って、家庭用クーラー等の電動機とコン
プレッサーが一体となっているクーラーも、潤滑油の変
更による絶縁の低下等のおそれがないので、実施例６、
７の示すところにより、新代替冷媒ガス１３４ａへの転
換を行うことができることになる。

【００４４】追加コンデンサー又は水タンク型熱交換器
等の放熱器によるガス温度の低下は、表３〜表８の測定
値に示すように１．１°Ｃ〜３．６°Ｃである。一般
に、コンデンサーの放熱量は、クーラーのように蒸発温
度の高いときは、冷凍量の１．２倍に取れば充分であ
る、とされているが、上記それぞれの実施例の測定値か
ら新代替冷媒ガス１３４ａを使用する場合は、この程度
の余裕では不充分で、さらに１０〜３０％の追加を必要
とするようである。この場合の目安として、液面計によ
るガス状態の目視が有効であるが、レトロフィットには
液面計の挿入、撤去の作業を要することになるので、液
面計にる目視に代えて追加コンデンサー又は水タンク型
熱交換器等の放熱器によるガス温度の低下を目安として
採用することにしたものである。その温度差は、上述の
実施例のデータよりして、１°Ｃ以上であるが、この温
度差は大きくするためには追加コンデンサー又は水タン
ク型熱交換器の放熱量を大きくする必要があるので、１
〜５°Ｃ程度が望ましい。

【００４５】また、蒸発器を追加することも冷房能力の
増加に有効であるが、図５及び図８に示す 実施例の測
定値に見られるように、コンデンサーの追加ほどの大き
な効果はなく、図５の実施例の報告書に見られるように
追加コンデンサー（第２凝縮器）を追加することだけ
で、現用クーラーの新代替冷媒ガス１３４ａによる運転
が可能となる場合がある。さらに、図５の実施例のよう
にキャピラルチューブを膨張弁の代わりに使用している
機種にあっては、膨張弁を追加することで冷房能力の向
上が見られ、さらに第２蒸発器（追加蒸発器）を追加す
ることで、これらがない時と比較して最高２０％程度の
の性能向上が認められた。

【００４６】以上に述べた実施例の計測結果から、すべ
てのクーラーに実施して性能を低下させず、正常に運転
できる、と速断することはできないであろうが、特定メ
ーカーの特定機種については、適切なレトロフィットが
行え、かつ潤滑油も従来のもの（鉱物油系のものにかぎ
らず）で運転でき、最適化が行えることを示唆するもの
である。

【００４７】

【発明の効果】本発明によって現用クーラーをレトロフ
ィットし、本発明の運転方法を採ることにより、現用の
フロンガスを抜き取り、新代替冷媒ガス１３４ａと入れ
換えてクーラーの使用継続が可能となるので、オゾン層
に影響を及ぼすことなしに現用クーラーによる冷房が出
来ることになり、地球環境を守ることに繋がる。しか
も、理由は詳らかでないが、新代替冷媒ガス１３４ａを
完全液化すると従来使用されていた鉱物油系の潤滑油と
の馴染みがよく、冷房能力が低下することなく、むしろ
最適化することによっては２０％程度の冷房能力の向上
が期待できる効果も得られた。

【００４８】さらに、鉱物油系の潤滑油を使用して冷房
能力を低下させることなく運転できるので、コンプレッ
サーが電動機と一体となっている家庭用クーラー、自動
販売機、ショーケース等にも冷媒ガスの含水による絶縁
低下やパッキングの劣化等のおそれなく、本発明を実施
することができるものである。この場合、電動機等に損
傷を与えない合成油系の潤滑油を使用できることは勿論
であり、又、自動車用クーラー等をレトロフィットする
場合にも、必要に応じて、合成油系、あるいはエステル
系等の潤滑油をしようすることができることも当然であ
る。さらに、新代替冷媒ガス１３４ａを含有する混合ガ
スを使用する場合も同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】空冷コンデンサーに追加空冷コンデンサーを追
設した、第１実施例の略図である。

【図２】空冷コンデンサーに追加水冷コンデンサーを追
設した、第２実施例の略図である。

【図３】水冷コンデンサーに追加水冷コンデンサーを追
設した、第３実施例の略図である。

【図４】水冷コンデンサーに追加空冷コンデンサーを追
設した、第４実施例の略図である。

【図５】車両用クーラーに本発明を実施した第５実施例
の略図である。

【図６】水冷セパレート型クーラーに本発明を実施した
第６実施例の略図である。

【図７】空冷クーラーに本発明を実施した第７実施例の
略図である。

【図８】スポット型クーラーに本発明を実施した第８実
施例の略図である。

【図９】スポット型クーラーに本発明を実施した第９実
施例の略図である。

【符号の説明】

１‥‥‥‥コンプレッサー ２Ａ‥‥‥通常空冷コンデンサー ２Ｂ‥‥‥追加空冷コンデンサー ２Ｃ‥‥‥水タンク型熱交換器 ２Ｃ１‥‥通常水冷コンデンサー ２Ｃ２‥‥追加水冷コンデンサー ３‥‥‥‥膨張弁 ３Ａ‥‥‥通常膨張弁 ３Ｂ‥‥‥追加膨張弁 ４‥‥‥‥蒸発器 ４Ａ‥‥‥通常蒸発器 ４Ｂ‥‥‥追加蒸発器 ５‥‥‥‥高圧ガスパイプ ５Ａ‥‥‥通常高圧ガスパイプ ５Ｂ‥‥‥追加高圧ガスパイプ ６‥‥‥‥低圧ガスパイプ ６Ａ‥‥‥通常低圧ガスパイプ ６Ａ‥‥‥追加低圧ガスパイプ ７‥‥‥‥追加コンデンサーと膨張弁をつなぐガスパイ
プ ８‥‥‥‥水温放熱器 ９‥‥‥‥水ポンプ １０‥‥‥‥水パイプ １１‥‥水タンク２Ｃ内を通る低圧ガスパイプ １２‥‥水タンク２Ｃ内を通る蒸発ガスを調節するバル
ブ １３‥‥感温筒 １４‥‥感温筒お温度を膨張弁３’に伝えるパイプ １５‥‥低圧ガスパイプ内の圧力を膨張弁３’に伝える
ガスパイプ １６‥‥切り換え弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサー、コンデンサー、膨張弁
   （膨張弁の代わりに使用されているキャピラルチューブ
   を含む）、蒸発器を有する現用クーラーに、追加コンデ
   ンサーを追設し、追加コンデンサー入りのガス温度より
   追加コンデンサー出のガス温度を１°Ｃ以上低くして運
   転すること、を特徴とするクーラーの運転方法。
2. 【請求項２】 コンプレッサー、コンデンサー、膨張弁
   （膨張弁の代わりに使用されているキャピラルチューブ
   を含む）、蒸発器を有する現用クーラーから現用の冷媒
   ガスを抜き取る工程と、追加コンデンサー入りのガス温
   度より追加コンデンサー出のガス温度を１°Ｃ以上低く
   する放熱能力を有する追加コンデンサーを追設する工程
   と、新代替冷媒ガス１３４ａを注入する工程を有する、
   クーラーのレトロフィット方法。