JPS59208354A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、飽和圧力の異なる２種の非共沸冷媒を充填し
た２冷媒方式の冷凍装置に関するものである。

従来から第１図図示の如き冷媒回路を有する２冷媒方式
の冷凍装置は知られている（例えは実開昭５７−１６３
５６２号公報及び社団法人日本冷凍協会発行「冷凍」昭
和５６年１１月号参照）。

この冷凍装置は、圧縮機１と、凝縮器２及び蒸発器３と
を備え、該凝縮器２の出口側に気液分離器４を接続して
該気液分離器４のガス域と液域とに、ガス管８と膨張機
構５をもつた液管９とをそれぞれ接続するとともに、前
記ガス管８と液管９とを流れる冷媒を熱交換させる熱交
換器６を設けて、前記液管９に接続する熱交換器６の出
口側を前記圧縮機１の吸入側に接続し、前記ガス管８に
接続する熱交換器６の出口側を、膨張機構７を介して前
記蒸発器３の入口側に接続して冷媒回路Ａを構成し、該
冷媒回路Ａに飽和圧力の異なる２種の冷媒を充填する如
くしている。

この冷凍装置運転中における各部、即ち凝縮器２の入口
側ａ、同出口側ｂ、気液分離器４の液域ｃ、同ガス域ｄ
、ガス管８に接続する熱交換器６の出口側ｅ、蒸発器３
の入口側ｆ、同出口側ｇ、液管９に接続する熱交換器６
の入口側ｈ、同出口側ｉ及び圧縮機１の吸入側ｊ、の冷
媒組成の変化が第２図の濃度線図に示されている。ここ
で、符号Ｔは温度、ｘは混合冷媒における高沸点冷媒組
成分率をそれぞれ示しており、第２図において右端の位
置は高沸点冷媒だけの場合を示し、左端の位置は低沸点
冷媒だけの場合を示している。

これによれは、凝縮器２においてｘ＝ｘ′とすると、気
液分離器４のガス域、ガス管８及び蒸発器３ではｘ＝ｘ
１′（＜ｘ０′）となり、気液分離器４の液域及び液管
９ではｘ＝ｘ２′（＞ｘ０′）となっている。

即ち、蒸発器２における混合冷媒では低沸点冷媒の分離
が高くなつており、蒸発温度に対して蒸発圧力を高く設
定する事は可能であるか、濃縮器２においては低沸点冷
媒と高沸点冷媒とが混合で流れるため低沸点冷媒の影響
によって凝縮温度に対して凝縮圧力を低く設定すること
が困難である。

つまり、凝縮温度を上げようとすると、濃縮圧力も高く
なり、圧縮機１の逆転ができなくなるという問題がある
。

又、凝縮温度を上げんとして、混合冷媒の充填組成を高
沸点冷媒組成分率ｘが高くなるように変えると、蒸発過
程において、低沸点冷媒の分率か低くなり、吸熱作用の
低減を招く。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、凝縮圧
力を上げることなく、凝縮温度を上昇させることを目的
としている。

かかる目的達成のため、本発明は、上記せる如く構成し
た２冷媒方式の冷凍装置において、気液分離器の液域に
接続した液管における膨張機構の下流側に、もう一つの
気液分離器を接続し、且つ該気液分離器のガス域及び液
域を、ガス管及び膨張機構をもつた液管を介して圧縮機
のシリンダ及び熱交換器の液管側にそれぞれ接続して、
凝縮器を循環する冷媒の高沸点成分の組成を圧縮機の吸
入側に比べて増大せしめ得るようにすることを特徴とし
ている。

以下、第３図を参照して本発明の実施例にかかる冷凍装
置を説明する。

本実施例の冷凍装置における冷媒回路Ａは、主要な構成
要素を第１図図示の従来例のものと同一としているので
、共通の符号を付してその詳細な説明を省略する。

第３図において、符号１は圧縮機、２は凝縮器、３は蒸
発器、４は気液分離器、５，７は膨張機構、６は熱交換
器、８はガス管、９は液管である。

本実施例においては、本発明の特徴として、前記液管９
における膨張機構５の下流側に、もう一つの気液分離器
１０を接続し、且つ該気液分離器１０のガス域及び液域
を、ガス管１１及び膨張機構１２をもった液管１３を介
して前記圧縮機１のシリンダ及び熱交換器６の液管側に
それぞれ接続している。

前記気液分離器１０では、その上流側に位置する気液分
離器４で気液分離されて液域に溜る高沸点冷媒を多く含
む冷媒液を中間圧まで減圧して気液分離する。

前記ガス管１１は、気液分離器１０で気液分離された中
間圧の高沸点冷媒を多く含む冷媒ガスを圧縮機１のシリ
ンダ内へガスインジエクションするための導管として利
用する。

この冷媒回路Ａには、高沸点のＲ１２及び低沸点のＲ１
３Ｂ１の２種のフロン冷媒からなる非共沸混合冷媒が充
填されている。尚、前記混合冷媒としては前記具体例の
他、種々のものがあり、前記のものに限定されるもので
はない。

第４図の濃度線図には、本実施例の冷凍装置における各
部、即ち、凝縮器２の入口側ａ、同出口側ｂ、第１の気
液分離器４の液域ｃ、同ガス側ｄ、第２の気液分離器１
０の入口側ｋ、同液域ｌ、同ガス域ｍ、ガス管８に接続
する熱交換器６の出口側ｅ、蒸発器３の入口側ｆ、同出
口側ｇ、液管１３に接続する熱交換器６の入口側ｈ、同
出口側ｉ及び圧縮機１の吸入側ｊの冷媒組成の変化が示
されている。

この冷凍装置の冷媒サイクルを第４図を参照して詳述す
る。

圧縮機１から吐出された混合冷媒ガス（高沸点冷媒組成
分率ｘ＝ｘ０）は、凝縮器２にて冷却されてＲ１２の大
部分が液化された後、気液分離器４にてＲ１３Ｂ１の多
く含む冷媒ガス（ｘ＝ｘ１＜ｘ０）とＲ１２の多く含む
冷媒液ｘ＝ｘ２＜ｘ６）とに分離される。該冷媒液（ｘ
＝ｘ２）は膨張機構５で中間圧に減圧された後、第３の
気液分離器１０にてＲ１２を多く含む冷媒ガス（ｘ＝ｘ
３＞ｘ０）とほとんどＲ１２からなる冷媒液（ｘ＝ｘ４
＞ｘ０）とに分離される。該冷媒液（ｘ＝ｘ４）は、熱
交換器６に至って第１の気液分離器４のガス域における
冷媒ガス（ｘ＝ｘ１）と熱交換してガス化される。一方
第１の気液分離器４からの冷媒ガス（ｘ＝ｘ１）は液化
された後、膨張機構７で減圧され、蒸発器３にて触発さ
れる。蒸発器３を出た冷媒ガス（ｘ＝ｘ１）は熱交換器
６でガス化された冷媒ガス（ｘ＝ｘ）と合流して、吸入
ガス（ｘ＝ｘ３）となって圧縮機１に吸入される。更に
、本実施例におけるは、第一の気液分離器１０のガス域
における冷媒ガス（ｘ＝ｘ３）がガス管１１を介して圧
縮機１のシリンダ内にインジェクションされる。つまり
、圧縮機１の吐出ガス（ｘ＝ｘ０）は、吸入ガス（ｘ＝
ｘ５）に高沸点のＲ１２を多く含む冷媒ガス（ｘ＝ｘ３
）を加えたものとなるのである。

従って、凝縮圧力を上げることなく、凝縮温度を上げる
ことかできるところから、凝縮器２を利用側熱源とする
とき、高温が得られるのである。

又、この場合、蒸発器２側は低沸点のＲ１３Ｂ１を多く
含む冷媒（ｘ＝ｘ１）による運転となり、吸熱作用の低
下はない。

更に、熱交換器６において不要な冷媒ガス（ｘ＝ｘ３）
を圧縮機１側にイニジェクションするようにしているた
め、熱交換効率が上昇し、熱交換器６の小型化も図れる
。

続いて、本発明の冷凍装置の効果を以下に列記する。

（１）圧縮機１へ第２の気液分離器１０のガス域から高
沸点冷媒を多くもむ冷媒ガスをインジェクションするよ
うにしたので、吸入ガスに比べて吐出ガスの方が高沸点
冷媒を多く含むこととなり、凝縮器２において、凝縮圧
力を上げることなく、凝縮温度を上げることが可能とな
る。従って、凝縮器２を利用側熱源とすると、高温が得
られる。

（２）凝縮器２を利用側熱源とする場合、高圧を上げな
くともよいので、成績係数が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の冷凍装置の冷媒回路図、第２図は第１
図の冷凍装動における冷結組成の変化を示す濃度線図、
第３図は本発明の実施例にかかる冷凍装置の冷媒回路図
、第４図は第３図の冷凍装置における第２図相当図であ
る。 １・・・・・圧縮機 ２・・・・凝縮器 ３・・・・・蒸発器 ４，１０・・・・・気液分離器 ５，７，１２・・・・・膨張機構 ６・・・・熱交換器 ８，１１・・・・・ガス管 ９，１３・・・・液管 Ａ・・・・・冷媒回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．圧縮機（１）と、凝縮器（２）及び蒸発器（３とを
   備え、該凝縮器（２）の出口側に第１の気液分離機（４
   ）と該気液分離機（４）で分離された冷媒ガスと冷媒液
   とを熱交換させる熱交換器（６）とを直列に接続して冷
   媒回路（Ａ）を構成し、該冷媒回路（Ａ）に飽和圧力の
   異なる２種の冷媒を充填する如くした冷凍装置において
   前記第１の気液分離機（４）の液域に接続された液管（
   ９）には、膨張機構（５）の下流側に第２の気液分離機
   （１０）を接続し、且つ該第２の気液分離機（１０）の
   のガス域及び液域を、ガス管（１１）及び膨張機構（１
   ２）をもった液管（１３）を介して前記圧縮機（１）の
   シリンダ及び前記熱交換器（６）の液管側にそれぞれ接
   続したことを特徴とする冷凍装置。