JPH06273003A - 冷凍システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は冷凍冷蔵装置や空調機等に用いられ
る圧縮機に関するものであり、１、１、１、２テトラフ
ルオロエタン等の含水素冷媒と、潤滑油としてエステル
系油及びグリコ−ル系油を使用した場合に生じる、封入
直後の冷媒による電気絶縁性の低下を防ぎ、装置本来の
絶縁性を正確に把握することができる密閉型圧縮機を提
供することを目的とするものである。 【構成】 密閉ケーシング２内に収納された機械部と前
記機械部を駆動させるモータ部１２と、冷媒や冷凍機油
を封入する密閉ケーシングの中にほぼ水平に挿入された
チャージパイプの圧縮機内側の終端がロート上であり、
その終端が多数の小孔出で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫、冷凍庫、カー
エアコン等に用いる冷凍システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、クロロフルオロカ−ボン（以下Ｃ
ＦＣと称する）の影響によるオゾン層破壊及び地球の温
暖化等の環境問題が注目されている。このような観点よ
り、冷媒であるＣＦＣの使用量削減が、極めて重要なテ
−マとなってきている。従来、ＣＦＣとして使用されて
来た完全ハロゲン化炭素化合物は、少なくとも水素を１
個以上含むハロゲン化炭素化合物に代替化が図られつつ
ある。さらに具体的には、代表的な冷媒であるジクロロ
ジフルオロメタン（以下ＣＦＣ−１２と称する）は、Ｃ
ＦＣの代替物質であり、オゾン破壊に対する影響の少な
い水素を２個含むハロゲン化炭素化合物である１，１，
１，２−テトラフルオロエタン（以下ＨＦＣ−１３４ａ
と称する）へ代替化を図るため種々の改善取組みがなさ
れている。

【０００３】例えば、１９７８年１０月発行のＤｕＰｏ
ｎｔ社の Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅの
記載によれば、ＨＦＣ−１３４ａは従来のどのような油
とも相溶性が悪く全ての温度域で二層分離を生じ、唯一
グリコール系油にのみ溶解する。しかし、その後の研究
によりエステル系油にも溶解することが判ってきた。例
えば、米国特許 ４８５１１４４号 においてエステル
系とグリコール系の混合した冷凍機油が冷媒ＨＦＣ−１
３４ａに溶解することが示されている。

【０００４】そして、最近の研究ではエステル系油単品
でもＨＦＣ−１３４ａに溶解するものが見出され、その
適用検討が推進されている。例えば、Ｐｕｄｕｅ ＣＦ
ＣＣｏｎｆｅｒａｎｅ１９９０年７月開催の予稿集ｐ１
９０〜１９５。さらに、エステル系油での問題点であっ
た加水分解特性の改善のために、加水分解しても二酸化
炭素しか発生しないようなカーボネート構造を有するよ
うな新種のカ−ボネ−ト系油も提案されつつある。次に
図３を用いて従来の冷蔵庫の冷凍システムの概略を説明
する。冷凍システムとしては特開昭６０−２３５９７４
号や三菱電気技報Ｖｏｌ５８．Ｎｏ５．ｐ３３〜３６等
に記載されている一般的な冷凍システムの内、冷蔵庫や
冷凍庫等に使用されている電磁弁付きの例によって説明
する。

【０００５】１０は冷凍システムである。１１は圧縮機
であり、１２は圧縮機１１の中に位置する機械部であ
る。１３は圧縮機吐出部であり、１４は凝縮器である。
１５は第一のフィルターであり内部に乾燥剤１６が固定
してある。

【０００６】１７はソレノイドを使用した電磁弁であ
り、１８はキャピラリーチューブである。１９は蒸発器
であり、２０はアキュムレータである。２１はサクショ
ンラインであり、２２は逆止弁である。２３は圧縮機吸
入部である。

【０００７】そしてこれらの冷凍要素は銅やアルミ配管
によって相互に接続され密閉され、冷媒２４が封入され
ている。

【０００８】以上のように構成された冷凍システムにつ
いて、以下その動作について説明する。機械部１２によ
って圧縮された冷媒２４はその時に発生する圧縮熱など
により気相状態のままで圧縮機吐出部１３に吐出され
る。吐出された冷媒２４は凝縮器１４で熱を放出し徐々
に気液混合状態となり、最終的には液化する。

【０００９】そして第一のフィルター１５の内部に固定
された乾燥剤１６によって水分を除去される。この水分
を除去された冷媒は圧縮機運転時同期して開く電磁弁１
６を通過し、キャピラリー１７を減圧されながら通過す
る。減圧された冷媒２４は、蒸発器１８で膨張し周囲か
ら熱を奪う。そして、熱を吸収した冷媒２４は気相状態
となりアキュムレータ２０、サクションライン２１、逆
止弁２２、圧縮機吸入部２３を通過し圧縮機１１に戻
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た冷凍システムにおいて、圧縮された冷媒は凝縮器で液
化し、ドライヤ内にある乾燥剤で脱水された後、蒸発器
で気化し冷却を行なった後再び圧縮機に戻ってくる。こ
の乾燥剤は通常分子口径が０．３ないし０．４ｎｍの合
成ゼオライトが使用される。そして、この合成ゼオライ
トはその結晶口径により分子を選択吸着するため、水程
度の分子径（０．２８ｎｍ）を持つ物質以外は吸着し難
い。

【００１１】さらに、上記した様な冷凍システムに冷媒
としてＨＦＣ−１３４ａや冷凍機油としてカ−ボネ−ト
系油を単に入れ替えて使用すると以下のような問題が発
生する。すなわち、凝縮器の後に設置された乾燥剤での
脱水は冷媒に対しては有効であるが、圧縮機内の冷凍機
油に対しては脱水効果がほとんんど無かった。特に、冷
凍機油が親水性の高いカ−ボネ−ト系油ではその傾向が
大きくなる。

【００１２】また、図に示したような圧縮機は、近年省
スペース化を目的として小型化される傾向に有るため放
熱が悪くなり高温で使われることが多くなっている。こ
のため、一般的に分解しても酸を発生しないようなカ−
ボネ−ト系油が使用されようとしている。しかしカーボ
ネート系油でも、空気や不純物が共存し高温になると化
学反応を起こし冷凍システムにとって有害な物質を生成
する。 特にカ−ボネ−ト系油は冷凍機油中に残った水
分によって加水分解を起こして二酸化炭素を生じる。ま
た、カーボネート構造を有するカ−ボネ−ト系油は酸を
生じない変わりに、直接二酸化炭素を発生する。そし
て、この二酸化炭素は凝縮温度が低いため容易に液化せ
ず冷凍システム内に循環すると二酸化炭素となりキャピ
ラリーでチョーク現象により冷凍能力を低下させたり、
圧縮され難いため入力を増加させたりする問題が有っ
た。

【００１３】従って、本発明では上記点に鑑み、少なく
とも１個以上の水素で置換されたハロゲン化炭素化合物
からなる冷媒と前記冷媒に溶解し、分解を起こし二酸化
炭素を発生するような冷凍機油でも使用できるような冷
凍システムを提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の冷凍システムは、少なくとも１個以上の水素
で置換されたハロゲン化炭素化合物からなる冷媒と前記
冷媒に溶解する冷凍機油を封入した圧縮機と、前記圧縮
機に接続された凝縮器と蒸発器と乾燥剤を満たした第一
のフィルターと二酸化炭素吸着剤を満たした第二のフィ
ルターという構成を備えたものである。

【００１５】また、冷媒中の非凝縮ガス成分を除去する
ためには、この第二のフィルターを冷媒が気液混合相状
態にある圧縮機吐出部と第一のフィルターとの間に設け
るものである。

【００１６】さらに、第二のフィルターを蒸発器と圧縮
機吸入部との間に設けるものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記した構成によって、乾燥剤を満た
した第一のフィルターと別に二酸化炭素のような二酸化
炭素吸着剤を満たした第二のフィルターを備えることに
より、冷媒中の二酸化炭素を除去し、キャピラリーでチ
ョーク現象により冷凍能力が低下したり、圧縮され難い
ため入力が増加したりすることがなくなる。

【００１８】また、第二のフィルターを冷媒が気液混合
相状態にある圧縮機吐出部と第一のフィルターとの間に
設けるか、蒸発器と圧縮機吸入部との間に設けることに
よって凝縮した冷媒の影響を受けずに効率的に二酸化炭
素を除去できることとなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例の冷凍システムについ
て、図面を参照しながら説明するが、従来例と同じもの
は、同一番号を付して説明を省略する。

【００２０】図１は本発明の一実施例における冷凍シス
テムの構成図を示すものである。図１において、１は圧
縮機吐出部１２の直後に形成された第二のフィルターで
あり、２はその中にパンチメタルやメッシュによって第
二のフィルターの概略中心に固定されている二酸化炭素
吸着剤である。二酸化炭素吸着剤としては、この場合問
題となるガスが二酸化炭素であるため通常水分共存下に
おいても二酸化炭素の吸着効果の大きな結晶口径が１ｎ
ｍの合成ゼオライトがよい。具体的には耐熱性が高く、
高温でも二酸化炭素の吸着力が高いモレキュラーシーブ
ス１３Ｘ（ユニオン・カーバイト社製）が適している。

【００２１】以上のように構成された冷凍システムにつ
いてその動作を説明する。機械部１２によって圧縮され
た冷媒２４はその時に発生する圧縮熱などにより気相状
態のままで圧縮機吐出部１３に吐出される。吐出された
冷媒２４は第二のフィルター１を通過し、その時、合成
ゼオライトからなる二酸化炭素吸着剤２と接触し二酸化
炭素が除去される。

【００２２】特に二酸化炭素吸着剤２を第二のフィルタ
ー１の概略中心に固定している。そのため部分的に液化
した冷媒２４は第二のフィルター１の管壁を流れるので
二酸化炭素吸着剤に接触しない。すなわち、冷媒２４の
気相中にある二酸化炭素を優先的に吸着できることにな
る。二酸化炭素が除去された冷媒２４は、二酸化炭素で
ある二酸化炭素を含まないため容易に凝縮器１４で熱を
放出し液化する。

【００２３】そして第一のフィルター１５の内部に固定
された乾燥剤１６によって水分を除去される。この水分
を除去された冷媒は圧縮機運転と同期して開く電磁弁１
７を通過し、キャピラリー１８を減圧されながら通過す
る。この時、冷媒２４は、二酸化炭素である二酸化炭素
を含まないためキャピラリーチョークの様な現象を生じ
ず冷凍能力が低下することがない。

【００２４】そして減圧された冷媒２４は、蒸発器１９
で膨張し周囲から熱を奪う。そして、熱を吸収した冷媒
２４は気相状態となりアキュムレータ２０、サクション
ライン２１、逆止弁２２、圧縮機吸入部２３を通過し圧
縮機１１に戻る。圧縮機に戻った冷媒２４は二酸化炭素
である二酸化炭素を含まないため容易に圧縮され、入力
が増加したりすることがなくなる。

【００２５】以上のように本実施例によれば、冷媒２４
の中の非凝縮ガス成分を除去するための第二のフィルタ
ー１を圧縮機吐出部１３と第一のフィルター１５との間
に設けたことにより、気相中から高圧状態で二酸化炭素
を除去することができるため迅速に吸着が行なえる。

【００２６】以下本発明の他の実施例について図面を参
照しながら説明する。図２は本発明の他の実施例におけ
る冷凍システムの構成図を示すものである。図２におい
て、３はアキュムレータ２０と逆止弁２２の間のサクシ
ョンライン２１に形成された第二のフィルターであり、
４はその中にパンチメタルやメッシュによって固定され
ている二酸化炭素吸着剤である。

【００２７】以上のように構成された冷凍システムにつ
いてその動作を説明する。機械部１２によって圧縮され
た冷媒２４はその時に発生する圧縮熱などにより気相状
態のままで圧縮機吐出部１３に吐出される。吐出された
冷媒２４は凝縮器１４で熱を放出し徐々に液化する。

【００２８】そして第一のフィルター１５の内部に固定
された乾燥剤１６によって水分を除去される。この水分
を除去された冷媒は圧縮機１１の運転と同期して開く電
磁弁１７を通過し、キャピラリー１８を減圧されながら
通過する。そして減圧された冷媒２４は、蒸発器１９で
膨張し周囲から熱を奪う。

【００２９】そして、熱を吸収した冷媒２４は気相状態
となりアキュムレータ２０で液相状態の冷媒２４を除去
され、第二のフィルター３を通過し、その時合成ゼオラ
イトからなる二酸化炭素吸着剤４と接触し二酸化炭素が
除去される。二酸化炭素を除去された冷媒２４は逆止弁
２２、圧縮機吸入部２３を通過し圧縮機１１に戻る。圧
縮機に戻った冷媒２４は二酸化炭素である二酸化炭素を
含まないため容易に圧縮され、入力が増加することがな
くなる。

【００３０】そして、この冷媒２４は、二酸化炭素であ
る二酸化炭素を含まないため再度冷凍システムに循環し
てもキャピラリーチョークの様な現象を生じず冷凍能力
が低下することもない。

【００３１】以上のように本実施例によれば、冷媒２４
の中の非凝縮ガス成分を除去するための第二のフィルタ
ー３を蒸発器１９と圧縮機吸入部２３との間の温度の低
い部分に設けたことにより、低温状態で二酸化炭素を吸
着するため二酸化炭素を吸着剤中に多量に保持できる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明の冷凍システムは、
少なくとも１個以上の水素で置換されたハロゲン化炭素
化合物からなる冷媒と前記冷媒に溶解する冷凍機油を封
入した圧縮機と、前記圧縮機内に収納された機械部と、
前記圧縮機に接続された凝縮器と蒸発器と乾燥剤を満た
した第一のフィルターと二酸化炭素吸着剤を満たした第
二のフィルターとを設けることにより、冷媒中の二酸化
炭素を迅速かつ多量に除去することができ、キャピラリ
ーチョーク現象により冷凍能力が低下したり、圧縮され
難いため入力が増加したりすることがなくなる。

【００３３】また、冷媒中の非凝縮ガス成分を除去する
ために、この第二のフィルターを冷媒が気液混合相状態
にある圧縮機吐出部と第一のフィルターとの間に設ける
か、蒸発器と圧縮機吸入部との間に設けてあるので、凝
縮した冷媒の影響を受けずに効率的に二酸化炭素を除去
できることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す冷凍システムの配管図

【図２】本発明の他の実施例を示す冷凍システムの配管
図

【図３】従来の冷凍システムの配管図

【符号の説明】

１、３ 第二のフィルター ２、４ 二酸化炭素吸着剤 １３ 圧縮機吐出部 １５ 第一のフィルター １９ 蒸発器 ２３ 圧縮機吸入

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１個以上の水素で置換された
   ハロゲン化炭素化合物からなる冷媒と、前記冷媒に溶解
   する冷凍機油を封入した圧縮機と、前記圧縮機内に収納
   された機械部と、前記圧縮機に接続された凝縮器と蒸発
   器と乾燥剤を満たした第一のフィルターと、二酸化炭素
   吸着剤を満たした第二のフィルターとからなる冷凍シス
   テム。
2. 【請求項２】 冷媒が１、１、１、２−テトラフルオロ
   エタンであり、冷凍機油がカ−ボネ−ト系油であり、第
   二のフィルターに満たされた吸着剤が二酸化炭素を吸着
   する合成ゼオライトであることを特徴とする請求項１記
   載の冷凍システム。
3. 【請求項３】 冷媒中の非凝縮ガス成分を除去するため
   の第二のフィルターを圧縮機吐出部と第一のフィルター
   との間に設けたこと特徴とする請求項１記載の冷凍シス
   テム。
4. 【請求項４】 冷媒中の非凝縮ガス成分を除去するため
   の第二のフィルターを蒸発器と圧縮機吸入部との間に設
   けたこと特徴とする請求項１記載の冷凍システム。