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カテゴリー:日本 - 機械工学,照明,加熱,武器,爆破 ( 世界での技術分布を見る )

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技術 超低温用非共沸冷媒

出願人 発明者
出願日 2007年10月25日 (7年1ヶ月経過) 出願番号 2007-277413
公開日 2009年5月14日 (5年6ヶ月経過) 公開番号 2009-102567
登録日 - 登録番号 -
特許期限 2027年10月25日 (残12年10ヶ月) 状態 未査定
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課題

在来型の超低温単段式冷凍システム一元式冷凍回路)の冷媒循環系改造することなく、円滑に安定して使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供すること。

解決手段

高沸点ガス沸点Tb1)、低沸点ガス(沸点Tb2)及び極低沸点ガス(沸点Tb3)を含んでなり、各々の沸点が、−273℃≦Tb3≦−130℃<Tb2<−20℃≦Tb1≦+60℃であり、ガス混合重量組成比が、高圧環境下における露点が室温以上となるように、且つ、その沸点が低圧環境下における露点よりも高くなるように設定されたものであることを特徴とする単段式冷凍システム用の超低温用非共沸冷媒

効果

冷媒としてフルオロカーボン使用量をゼロとして、効果的に冷凍能力を向上できる。温室効果等の環境に対する悪影響が極めて少ない。

背景

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冷凍庫冷凍機用冷媒として、従来から、フルオロカーボン、所謂フロンが広く用いられて来た。 しかしながら、化学構造式塩素を有するフロン(特定フロン)が大気層上層部のオゾン層破壊してオゾンホールを形成するとの懸念・危惧から、条約上は所謂モントリオール議定書(オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書)が1987年に採択され、国内法制上は所謂オゾン層保護法特定物質規制等によるオゾン層の保護に関する法律)が1988年に制定された。

このような法律的背景から、法制が整備された後、化学構造式に塩素を有さないフロン系冷媒又はフロン系冷媒の代替物質としての炭化水素系冷媒の開発が推進されてきた。 但し、化学構造式に塩素を有さないフロンであってさえ、その多くが長波長赤外線熱線)の吸収能が高く、所謂温室効果地球環境温暖化する効果)を有するという問題を内在している。

このような技術的背景から、温室効果が小さい物質を選択したり、温室効果が大きい物質の使用量を低減するような技術を開発することが希求されてきたため、低沸点炭化水素主成分として所定の冷媒特性を満たすガスの探索が行われている。 然るに、単独の低沸点炭化水素ガスのみで、従来の特定フロンが有している冷媒としての優れた諸性能と同等の性能を満足することは困難であった。

そこで、2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合することにより、従来の特定フロンが有している冷媒としての優れた諸性能に近づけようとする研究・開発が鋭意推進されてきた。 このような2種以上の低沸点炭化水素ガスからなる混合冷媒としては、従来の常用されてきた単一成分冷媒ガスと同様に一定沸点を示す共沸冷媒が望ましい。 しかしながら、共沸冷媒を実現するための低沸点炭化水素ガスの種類の組合せ組成比率条件は、極めて狭隘な条件に限定されてしまっており、このような条件を外れる殆どの条件においては、2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合しても、非共沸特性を示してしまう。

これらの非共沸冷媒(非共沸特性を示してしまう2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合してなる冷媒)は、単一成分からなる冷媒や、共沸冷媒とは異なり、成分となるガス組成を適宜選択することにより単独のガスの性質を組合せた中間的な望ましい特性を持たせることができるという利点がある反面において、沸点と露点とが不一致であるために、液相と気相とが共存する条件下では、ガス相液化した凝縮相との組成が異なり、凝縮過程においては、一定温度下・一定圧力下では凝縮しないという現象が生じ、冷凍システムの安定した運転に支障を来すという問題点があった。

非共沸冷媒(非共沸特性を示してしまう2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合してなる冷媒)における沸点と露点とが不一致であるという問題点、即ち、液相(凝縮相)と気相(ガス相)とが共存する条件下では、両相の組成が異なるが故に凝縮過程においてピンポイント温度圧力一気に凝縮しないという現象が生じ、冷凍システムの安定した運転に支障を来すという問題点を解決課題とした従来の技術を以下に示す。

特許文献1] 特開昭61−83258号公報 (特公平5−025912号公報)では、非共沸冷媒を用いた冷凍システムにおいて、非共沸混合冷媒蒸発圧力とこれに対応する飽和温度との関係に基づき、膨張弁を介して冷凍システム内の温度・圧力を制御すると共に、これらの制御条件一定範囲を外れると警告手段を作動するようにし、特に後者においては、蒸発器から圧縮機に至る過程低温の吸入冷媒と圧縮機から蒸発器にいたる高圧の冷媒との間で熱交換を行ことが開示されている。 すなわち、使用する成分冷媒の組合せが、低沸点のR−22と高沸点の冷媒R−114であって、それぞれ標準沸点が−40.8℃及び3.85℃であるため非共沸冷媒の特有の露点と沸点の差が大きく、このため圧縮機に於ける液相状態の冷媒吸入などの問題を生じるのであって、冷凍機システムの制御によってこのような状態となることを回避している。

[特許文献2] 特開平8−166172号公報記載では、実施例に開示されている冷媒成分は、フルオロカーボンからなる非共沸混合冷媒、即ち、R−32(標準沸点:−51.7℃)、R−125(標準沸点:−48.5℃)、及び、R−134a(標準沸点:−26.5℃F)である。この非共沸混合冷媒を構成するフルオロカーボンの標準沸点は、何れも、標準大気圧下における常温(0〜40℃)よりも著しく低温度であり、標準大気圧下では標準沸点以下の温度でなければ液化しない。 そのため、圧縮機、凝縮器受液器減圧器、蒸発器から構成し、凝縮器から受液器に流れる冷媒と蒸発器から圧縮機に流れる冷媒とを熱交換させる熱交換器備えた冷凍システムを採用することが開示されている。 冷媒に関しては、沸点の差(混合冷媒としての露点と沸点の差)を小さくすることにより、問題点の課題の解決を図っている。 冷凍システムに関しては、気相と液相との共存する状態において、液化した非共沸冷媒のみを受液器によって分離して蒸発器に送り、また、圧縮機に入る冷媒ガスに液体状態の冷媒が混入して液圧縮を生じるのを防止するため、サクション配管においても気液分離を行なうというメカニズムを採用することが開示されている。 然るに、折角採用したシステムも、却って、その構成が複雑であるが故にメンテナンス保全修理時間・手間・費用を要するのみならず、日常的な運転においても、気液共存状態で気相と液相の組成が異なる特性を有する非共沸溶媒を安定した定常状態に戻すための制御を困難にしている。

[特許文献3] 特許3571296号公報には、トリフルオロメタン(CHF3:R−23)及びパーフルオロエタン(C2:F6:R−116)と、プロパンブタンの1種以上とを含み、前記R−23とR−116との混合比率を、R−23を70〜15wt%、R−116を30〜85wt%としてなることを特徴とする超低温用混合冷媒が開示されている。 当該混合系冷媒は、オゾン破壊能が0で、温暖化効果も低いため環境に悪影響を与えることなく利用できる。R−23及びR−116並びにプロパン及びブタンガスから安価に製造することができ、安全且つ取扱が容易である。 当該混合冷媒の特性により、格別複雑・高度な冷凍機ユニットを新たに構築することが不要であり、既存の冷凍庫の特定フロン冷媒を当該混合冷媒に置換して、そのまま使用継続することが可能であり、超低温、特に−60℃以下の庫内温度を実現することができる。 設備上も極めて安価且つ保守管理が容易である。 超低温を実現できることから、今後発展の予想されるバイオテクノロジーを始め食品その他の分野への展開が期待される。

[特許文献4] 特許3934140号公報(国際公開WO2004/051155A1号パンフレット)には、凝縮器、蒸発器、及び、蒸発器から圧縮機に至る冷媒と凝縮器から蒸発器に至る過程の冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器により構成される単段式冷凍機システム、並びに、そのシステムに使用する非共沸冷媒であって、常温近傍の標準沸点を有する冷媒と−60℃以下の低い標準沸点を有する冷媒との組合せからなり、圧縮後の凝縮過程の圧力に於ける冷媒の露点が常温以上であり、且つ、その圧力に於ける沸点が蒸発器から圧縮機に至る過程の低圧圧力における露点以上であることを特徴とす超低温用非共沸冷媒が開示されている。当該冷媒成分の組合せとして、室温近傍の高沸点を有し、蒸気圧の低い冷媒にブタン、イソブタン、超低温用に適した低沸点の冷媒としてエタン、エチレンなどが利用できることが開示されている。

[特許文献5] 特開2007−169331号公報には、単段式冷凍システム一元冷媒用冷凍回路)に使用することができる他成分系多元)非共沸混合溶媒であって、−50〜−80℃の超低温状態を実現することができる2成分を混合したのみの非共沸冷媒で超低温を達成することが可能であって、さらに地球環境の保護の観点からオゾン層破壊係数がゼロで、地球温暖化係数(GWP)が極めて小さい非共沸混合冷媒が開示されている。 ここで、単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)とは、特定フロンのような従来技術による一元冷媒に使用されてきた一般的な在来型の冷凍回路であって、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ液ガス熱交換器、蒸発器を含んで構成される。 イソブタン(i−C4H10)にエチレン(C2H4)又はエタン(C2H6)を添加した他成分系(多元)非共沸混合溶媒を採用することにより、特殊な多元冷媒用冷凍回路を使用することなく、従来技術の一般的な在来型単段式冷凍システム(一元冷媒用冷凍回路)に使用することができることが開示されている。 当該在来型単段式冷凍システム(一元冷媒用冷凍回路)においては、好ましい態様において、熱交換器として巻き込み型熱交換器を使用することにより、既製の冷凍庫を簡単に超低温用冷凍庫にすることが可能であることが開示されている。

特開昭61−83258号公報 特開平8−166172号公報 特許3571296号公報 特許3934140号公報 特開2007−169331号公報

概要

在来型の超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の冷媒循環系改造することなく、円滑に安定して使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供すること。 高沸点ガス(沸点Tb1)、低沸点ガス(沸点Tb2)及び極低沸点ガス(沸点Tb3)を含んでなり、各々の沸点が、−273℃≦Tb3≦−130℃<Tb2<−20℃≦Tb1≦+60℃であり、ガス混合重量組成比が、高圧環境下における露点が室温以上となるように、且つ、その沸点が低圧環境下における露点よりも高くなるように設定されたものであることを特徴とする単段式冷凍システム用の超低温用非共沸冷媒。 冷媒としてフルオロカーボン使用量をゼロとして、効果的に冷凍能力を向上できる。温室効果等の環境に対する悪影響が極めて少ない。

目的

発明が解決しようとする課題の第1の事項は、超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)で使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項

請求項1

単段式冷凍システムに使用するための非共沸冷媒であって、前記単段式冷凍システムは、圧縮機(1)、凝縮器(2)、蒸発器、及び、熱交換器(3)を含んで構成され、前記熱交換器(3)は、高圧系冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒と、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒との間で熱交換をする機能を有し、前記非共沸冷媒は、高沸点ガス(G1)群から選択された少なくとも1種類のガス、低沸点ガス(G2)群から選択された少なくとも1種類のガス、及び、極低沸点ガス(G3)群から選択された少なくとも1種類のガスの少なくとも3種類のガスを必須構成要件とし、前記高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、前記低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、及び、前記極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3が、−273℃≦Tb3≦−130℃<Tb2<−20℃≦Tb1≦+60℃という数値範囲にあり、前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、及び、前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3の重量組成比が、60重量部≦W1≦90重量部、10重量部≦W2≦30重量部、0.1重量部≦W3≦20重量部、且つ、W1+W2+W3=100重量部という数値範囲にあり、さらに、前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、及び、前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3の重量組成比が、圧縮機(1)から熱交換器(3)を経由して冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に到達するまでの高圧環境下における露点が室温(即、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度)以上となるように、且つ、その沸点が冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から熱交換器(3)を経由して圧縮機(1)に到達するまでの低圧環境下における露点よりも高くなるように設定されたものであることを特徴とする超低温用非共沸冷媒

請求項2

高沸点ガス(G1)群、低沸点ガス(G2)群、及び、極低沸点ガス(G3)群のうちの少なくとも一つの群が、フルオロカーボンガス群を除外した非フルオロカーボンガス群であることを特徴とした請求項1に記載した超低温用非共沸冷媒。

請求項3

高沸点ガス(G1)が、ブタン(沸点−0.5℃)、イソブタン(沸点−12℃)、ブテン(沸点−6.9℃)、及び、エチルアセチレン(沸点+8.1℃)からなる群から選択された少なくとも1種類のガスであり、前記低沸点ガス(G2)が、エタン(沸点−88.68℃)、エチレン(沸点−104.2℃)及びR−14(沸点−128℃)からなる群から選択された少なくとも1種類のガスであり、極低沸点ガス(G3)が、メタン(沸点−161.52℃)であることを特徴とする、請求項1又は2に記載した超低温非共沸混合冷媒

請求項4

高沸点ガス(G1)、低沸点ガス(G2)、及び、極低沸点ガス(G3)の3種類のガスの重量組成比が、高沸点ガス(G1)が、50乃至99.9重量部、低沸点ガス(G2)が、5乃至50重量部、極低沸点ガス(G3)が、0.01乃至10重量部、且つ、高沸点ガス(G1)、低沸点ガス(G2)、及び、極低沸点ガス(G3)の合計重量部が100重量部であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載した超低温用非共沸冷媒。

請求項5

前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、及び、前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3の重量組成比が、70重量部≦W1≦80重量部、15重量部≦W2≦25重量部、0.1重量部≦W3≦10重量部、且つ、W1+W2+W3=100重量部という数値範囲にあることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載した超低温用非共沸冷媒。

詳細

技術分野

0001

本発明は、非共沸混合冷媒を用いて、その非共沸冷媒特性を利用して室温(即、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度環境下において単一の圧縮機、凝縮機を含んで構成される単段式冷凍機システム運転を可能とし、−40℃以下の低温度、特に−60℃以下の超低温度の達成を可能とするシステムを実現し、さらには、前記システムにおいて炭化水素系冷媒ガス又は塩素を含まないフルオロカーボンを使用することにより超低温度を達成を可能とするための超低温用非共沸冷媒に関する。


背景技術

0002

冷凍庫冷凍機用冷媒として、従来から、フルオロカーボン、所謂フロンが広く用いられて来た。 しかしながら、化学構造式に塩素を有するフロン(特定フロン)が大気層上層部のオゾン層破壊してオゾンホールを形成するとの懸念・危惧から、条約上は所謂モントリオール議定書(オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書)が1987年に採択され、国内法制上は所謂オゾン層保護法特定物質規制等によるオゾン層の保護に関する法律)が1988年に制定された。

0003

このような法律的背景から、法制が整備された後、化学構造式に塩素を有さないフロン系冷媒又はフロン系冷媒の代替物質としての炭化水素系冷媒の開発が推進されてきた。 但し、化学構造式に塩素を有さないフロンであってさえ、その多くが長波長赤外線熱線)の吸収能が高く、所謂温室効果地球環境温暖化する効果)を有するという問題を内在している。

0004

このような技術的背景から、温室効果が小さい物質を選択したり、温室効果が大きい物質の使用量を低減するような技術を開発することが希求されてきたため、低沸点炭化水素主成分として所定の冷媒の特性を満たすガスの探索が行われている。 然るに、単独の低沸点炭化水素ガスのみで、従来の特定フロンが有している冷媒としての優れた諸性能と同等の性能を満足することは困難であった。

0005

そこで、2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合することにより、従来の特定フロンが有している冷媒としての優れた諸性能に近づけようとする研究・開発が鋭意推進されてきた。 このような2種以上の低沸点炭化水素ガスからなる混合冷媒としては、従来の常用されてきた単一成分冷媒ガスと同様に一定沸点を示す共沸冷媒が望ましい。 しかしながら、共沸冷媒を実現するための低沸点炭化水素ガスの種類の組合せ組成比率条件は、極めて狭隘な条件に限定されてしまっており、このような条件を外れる殆どの条件においては、2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合しても、非共沸特性を示してしまう。

0006

これらの非共沸冷媒(非共沸特性を示してしまう2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合してなる冷媒)は、単一成分からなる冷媒や、共沸冷媒とは異なり、成分となるガス組成を適宜選択することにより単独のガスの性質を組合せた中間的な望ましい特性を持たせることができるという利点がある反面において、沸点と露点とが不一致であるために、液相と気相とが共存する条件下では、ガス相液化した凝縮相との組成が異なり、凝縮過程においては、一定温度下・一定圧力下では凝縮しないという現象が生じ、冷凍システムの安定した運転に支障を来すという問題点があった。

0007

非共沸冷媒(非共沸特性を示してしまう2種類以上の低沸点炭化水素ガスを混合してなる冷媒)における沸点と露点とが不一致であるという問題点、即ち、液相(凝縮相)と気相(ガス相)とが共存する条件下では、両相の組成が異なるが故に凝縮過程においてピンポイント温度圧力一気に凝縮しないという現象が生じ、冷凍システムの安定した運転に支障を来すという問題点を解決課題とした従来の技術を以下に示す。

0008

特許文献1] 特開昭61−83258号公報 (特公平5−025912号公報)では、非共沸冷媒を用いた冷凍システムにおいて、非共沸混合冷媒の蒸発圧力とこれに対応する飽和温度との関係に基づき、膨張弁を介して冷凍システム内の温度・圧力を制御すると共に、これらの制御条件一定範囲を外れると警告手段を作動するようにし、特に後者においては、蒸発器から圧縮機に至る過程低温の吸入冷媒と圧縮機から蒸発器にいたる高圧の冷媒との間で熱交換を行ことが開示されている。 すなわち、使用する成分冷媒の組合せが、低沸点のR−22と高沸点の冷媒R−114であって、それぞれ標準沸点が−40.8℃及び3.85℃であるため非共沸冷媒の特有の露点と沸点の差が大きく、このため圧縮機に於ける液相状態の冷媒吸入などの問題を生じるのであって、冷凍機システムの制御によってこのような状態となることを回避している。

0009

[特許文献2] 特開平8−166172号公報記載では、実施例に開示されている冷媒成分は、フルオロカーボンからなる非共沸混合冷媒、即ち、R−32(標準沸点:−51.7℃)、R−125(標準沸点:−48.5℃)、及び、R−134a(標準沸点:−26.5℃F)である。この非共沸混合冷媒を構成するフルオロカーボンの標準沸点は、何れも、標準大気圧下における常温(0〜40℃)よりも著しく低温度であり、標準大気圧下では標準沸点以下の温度でなければ液化しない。 そのため、圧縮機、凝縮器受液器減圧器、蒸発器から構成し、凝縮器から受液器に流れる冷媒と蒸発器から圧縮機に流れる冷媒とを熱交換させる熱交換器備えた冷凍システムを採用することが開示されている。 冷媒に関しては、沸点の差(混合冷媒としての露点と沸点の差)を小さくすることにより、問題点の課題の解決を図っている。 冷凍システムに関しては、気相と液相との共存する状態において、液化した非共沸冷媒のみを受液器によって分離して蒸発器に送り、また、圧縮機に入る冷媒ガスに液体状態の冷媒が混入して液圧縮を生じるのを防止するため、サクション配管においても気液分離を行なうというメカニズムを採用することが開示されている。 然るに、折角採用したシステムも、却って、その構成が複雑であるが故にメンテナンス保全修理時間・手間・費用を要するのみならず、日常的な運転においても、気液共存状態で気相と液相の組成が異なる特性を有する非共沸溶媒を安定した定常状態に戻すための制御を困難にしている。

0010

[特許文献3] 特許3571296号公報には、トリフルオロメタン(CHF3:R−23)及びパーフルオロエタン(C2:F6:R−116)と、プロパンブタンの1種以上とを含み、前記R−23とR−116との混合比率を、R−23を70〜15wt%、R−116を30〜85wt%としてなることを特徴とする超低温用混合冷媒が開示されている。 当該混合系冷媒は、オゾン破壊能が0で、温暖化効果も低いため環境に悪影響を与えることなく利用できる。R−23及びR−116並びにプロパン及びブタンガスから安価に製造することができ、安全且つ取扱が容易である。 当該混合冷媒の特性により、格別複雑・高度な冷凍機ユニットを新たに構築することが不要であり、既存の冷凍庫の特定フロン冷媒を当該混合冷媒に置換して、そのまま使用継続することが可能であり、超低温、特に−60℃以下の庫内温度を実現することができる。 設備上も極めて安価且つ保守管理が容易である。 超低温を実現できることから、今後発展の予想されるバイオテクノロジーを始め食品その他の分野への展開が期待される。

0011

[特許文献4] 特許3934140号公報(国際公開WO2004/051155A1号パンフレット)には、凝縮器、蒸発器、及び、蒸発器から圧縮機に至る冷媒と凝縮器から蒸発器に至る過程の冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器により構成される単段式冷凍機システム、並びに、そのシステムに使用する非共沸冷媒であって、常温近傍の標準沸点を有する冷媒と−60℃以下の低い標準沸点を有する冷媒との組合せからなり、圧縮後の凝縮過程の圧力に於ける冷媒の露点が常温以上であり、且つ、その圧力に於ける沸点が蒸発器から圧縮機に至る過程の低圧圧力における露点以上であることを特徴とす超低温用非共沸冷媒が開示されている。当該冷媒成分の組合せとして、室温近傍の高沸点を有し、蒸気圧の低い冷媒にブタン、イソブタン、超低温用に適した低沸点の冷媒としてエタン、エチレンなどが利用できることが開示されている。

0012

[特許文献5] 特開2007−169331号公報には、単段式冷凍システム(一元冷媒用冷凍回路)に使用することができる他成分系多元)非共沸混合溶媒であって、−50〜−80℃の超低温状態を実現することができる2成分を混合したのみの非共沸冷媒で超低温を達成することが可能であって、さらに地球環境の保護の観点からオゾン層破壊係数がゼロで、地球温暖化係数(GWP)が極めて小さい非共沸混合冷媒が開示されている。 ここで、単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)とは、特定フロンのような従来技術による一元冷媒に使用されてきた一般的な在来型の冷凍回路であって、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ液ガス熱交換器、蒸発器を含んで構成される。 イソブタン(i−C4H10)にエチレン(C2H4)又はエタン(C2H6)を添加した他成分系(多元)非共沸混合溶媒を採用することにより、特殊な多元冷媒用冷凍回路を使用することなく、従来技術の一般的な在来型単段式冷凍システム(一元冷媒用冷凍回路)に使用することができることが開示されている。 当該在来型単段式冷凍システム(一元冷媒用冷凍回路)においては、好ましい態様において、熱交換器として巻き込み型熱交換器を使用することにより、既製の冷凍庫を簡単に超低温用冷凍庫にすることが可能であることが開示されている。

0013

特開昭61−83258号公報 特開平8−166172号公報 特許3571296号公報 特許3934140号公報 特開2007−169331号公報


発明が解決しようとする課題

0014

上記した従来技術における問題点に鑑みて、本願発明完成に至る過程において設定した発明が解決しようとする課題を以下に列挙する。

0015

発明が解決しようとする課題の第1の事項は、超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)で使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供することである。

0016

発明が解決しようとする課題の第2の事項は、在来型の超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の冷媒循環系改造することなく、円滑に安定して使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供することである。

0017

発明が解決しようとする課題の第3の事項は、在来型の超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の冷媒循環系において、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒を、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒により冷却する機能を有する熱交換器(3)を付加する簡単な改造をして、円滑に安定して使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供することである。

0018

発明が解決しようとする課題の第4の事項は、オゾン層破壊係数(ODP)が、0のみのガスからなる超低温用3元非共沸冷媒を提供することである。

0019

発明が解決しようとする課題の第5の事項は、地球温暖化係数(GWP)が、0〜21のガスのみからなる超低温用3元非共沸冷媒を提供することである。


課題を解決するための手段

0020

課題を解決するための手段を以下に詳述する。

0021

[第1発明] 単段式冷凍システムに使用するための非共沸冷媒であって、 前記単段式冷凍システムは、圧縮機(1)、凝縮器(2)、蒸発器、及び、熱交換器(3)を含んで構成され、 前記熱交換器(3)は、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒と、 低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒との間で熱交換をする機能を有し、 前記非共沸冷媒は、 高沸点ガス(G1)群から選択された少なくとも1種類のガス、 低沸点ガス(G2)群から選択された少なくとも1種類のガス、 及び、 極低沸点ガス(G3)群から選択された少なくとも1種類のガス の少なくとも3種類のガスを必須構成要件とし、 前記高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、 前記低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3が、 −273℃≦Tb3≦−130℃<Tb2<−20℃≦Tb1≦+60℃ という数値範囲にあり、 前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、 前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3 の重量組成比が、 60重量部≦W1≦90重量部、 10重量部≦W2≦30重量部、 0.1重量部≦W3≦20重量部、且つ、 W1+W2+W3=100重量部 という数値範囲にあり、 さらに、 前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、 前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3 の重量組成比が、 圧縮機(1)から熱交換器(3)を経由して冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に到達するまでの高圧環境下における露点が室温(即、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度)以上となるように、且つ、その沸点が冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から熱交換器(3)を経由して圧縮機(1)に到達するまでの低圧環境下における露点よりも高くなるように設定されたものであることを特徴とする超低温用非共沸冷媒。

0022

[第2発明] 高沸点ガス(G1)群、低沸点ガス(G2)群、及び、極低沸点ガス(G3)群のうちの少なくとも一つの群が、フルオロカーボンガス群を除外した非フルオロカーボンガス群であることを特徴とした第1発明に記載した超低温用非共沸冷媒。

0023

[第3発明] 高沸点ガス(G1)が、ブタン(沸点−0.5℃)、イソブタン(沸点−12℃)、ブテン(沸点−6.9℃)、及び、エチルアセチレン(沸点+8.1℃)からなる群から選択された少なくとも1種類のガスであり、 前記低沸点ガス(G2)が、エタン(沸点−88.68℃)、エチレン(沸点−104.2℃)及びR−14(沸点−128℃)からなる群から選択された少なくとも1種類のガスであり、 極低沸点ガス(G3)が、メタン(沸点−161.52℃)であることを特徴とする、第1発明又は第2発明に記載した超低温用非共沸混合冷媒。

0024

[第4発明] 高沸点ガス(G1)、低沸点ガス(G2)、及び、極低沸点ガス(G3)の3種類のガスの重量組成比が、 高沸点ガス(G1)が、50乃至99.9重量部、 低沸点ガス(G2)が、5乃至50重量部、 極低沸点ガス(G3)が、0.01乃至10重量部、 且つ、高沸点ガス(G1)、低沸点ガス(G2)、及び、極低沸点ガス(G3)の合計重量部が100重量部であることを特徴とする第1発明乃至第3発明の何れかに記載した超低温用非共沸冷媒。

0025

[第5発明] 前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、 前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3 の重量組成比が、 70重量部≦W1≦80重量部、 15重量部≦W2≦25重量部、 0.1重量部≦W3≦10重量部、且つ、 W1+W2+W3=100重量部 という数値範囲にあることを特徴とする第1発明乃至第4発明の何れかに記載した超低温用非共沸冷媒。

0026

[第6発明] 単段式冷凍システムに使用するための非共沸冷媒であって、 前記単段式冷凍システムは、圧縮機(1)、凝縮器(2)、蒸発器、及び、熱交換器(3)を含んで構成され、 前記熱交換器(3)は、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒と、 低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒との間で熱交換をする機能を有し、 前記非共沸冷媒は、 高沸点ガス(G1)群から選択された少なくとも1種類のガス、 低沸点ガス(G2)群から選択された少なくとも1種類のガス、 及び、 極低沸点ガス(G3)群から選択された少なくとも1種類のガス の少なくとも3種類のガスを必須構成要件とし、 前記高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、 前記低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3が、 −273℃≦Tb3≦−130℃<Tb2<−20℃≦Tb1≦+60℃ という数値範囲にあり、 前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、 前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3 の重量組成比が、 60重量部≦W1≦90重量部、 10重量部≦W2≦30重量部、 0.1重量部≦W3≦20重量部、且つ、 W1+W2+W3=100重量部 という数値範囲にあり、 さらに、 前記高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部W1、 前記低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部W2、 及び、 前記極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部W3 の重量組成比が、 圧縮機(1)から熱交換器(3)を経由して冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に到達するまでの高圧環境下における露点が室温(即、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度)以上となるように、且つ、その沸点が冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から熱交換器(3)を経由して圧縮機(1)に到達するまでの低圧環境下における露点よりも高くなるように設定されたものであることを特徴とする超低温用非共沸冷媒。

0027

[第7発明] 単段式冷凍システムに使用するための非共沸冷媒であって、 前記単段式冷凍システムは、圧縮機(1)、凝縮器(2)、蒸発器、及び、熱交換器(3)を含んで構成され、 前記熱交換器(3)は、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒と、 低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒との間で熱交換をする機能を有し、 前記非共沸冷媒は、高沸点ガス(G1)、低沸点ガス(G2)、及び、極低沸点ガス(G3)の3種類のガスを必須構成要件とし、 前記高沸点ガス(G1)は、−20℃以上+60℃以下の沸点を有するガス群から選択された少なくとも1種類のガスであり、 前記低沸点ガス(G2)は、−130℃超−20未満の沸点を有するガス群から選択された少なくとも1種類のガスであり、 前記極低沸点ガス(G3)は、−273℃以上−130℃以下の沸点を有するガス群から選択された少なくとも1種類のガスであり、 高沸点ガス(G1)、低沸点ガス(G2)、及び、極低沸点ガス(G3)の3種類のガスの重量組成比が、 圧縮機(1)から熱交換器(3)を経由して冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に到達するまでの高圧環境下における露点が室温(即、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度)以上となるように、且つ、その沸点が冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から熱交換器(3)を経由して圧縮機(1)に到達するまでの低圧環境下における露点よりも高くなるように設定されたものであることを特徴とする超低温用非共沸冷媒。

0028

[第8発明] 高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、及び、極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3が、 −180℃≦Tb3≦−140℃、 −130℃<Tb2≦ −80℃、 −20℃≦Tb1≦ +10℃ という数値範囲にあることを特徴とする第1発明乃至第7発明の何れかに記載した超低温用非共沸冷媒。


発明の効果

0029

本願発明の効果を以下に列挙する。

0030

発明の効果の第1の事項は、超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)で使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供できることである。

0031

発明の効果の第2の事項は、在来型の超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の冷媒循環系を改造することなく、円滑に安定して使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供できることである。

0032

発明の効果の第3の事項は、在来型の超低温用単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の冷媒循環系において、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒を、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒により冷却する機能を有する熱交換器(3)を付加する簡単な改造をして、円滑に安定して使用することができる超低温用3元非共沸冷媒を提供できることである。

0033

発明の効果の第4の事項は、オゾン層破壊係数(ODP)が、0のみのガスからなる超低温用3元非共沸冷媒を提供できることである。

0034

発明の効果の第5の事項は、地球温暖化係数(GWP)が、3〜21のガスのみからなる超低温用3元非共沸冷媒を提供できることである。


発明を実施するための最良の形態

0035

本願の発明者は、上記した従来技術における問題点に鑑み、化学構造ハロゲン(塩素、フッ素等)を有さない炭化水素系超低温度用共沸冷媒を探索する過程において、高沸点ガス(−20℃≦沸点Tb1≦+60℃)、低沸点ガス(−130℃<沸点Tb2<−20℃)、及び、極低沸点ガス(−273℃≦沸点Tb3≦−130℃)を組合せてなる3元非共沸冷媒につき、常温付近での圧縮過程によって凝縮可能、且つ、蒸発器における冷媒との熱交換による冷却により凝縮可能であるような特殊な条件が存在するのではないかという実験仮説、即ち、在来型の単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)で安定して使用することできる特殊な条件が存在するのではないかという実験仮説を想定した。 もし、このような特殊な条件が存在すれば、このような特殊な条件下では、たとえ非共沸冷媒であったとしても、気液分離等の複雑な機構を不要なものとし、機構を簡素化することが可能となり、沸点と露点とが不一致である非共沸冷媒固有の特性に起因する冷凍機運転における不安定性を解消することができると想到した。 そこで、このような特殊な条件を見出すことができれば、極めて有益であることから、この実験仮説の妥当性につき、鋭意検討を推進した。

0036

即ち、本願発明の技術的思想基本には、従来技術による冷媒である特定フロンを使用してきた在来型の単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)で使用しても、支障なく、従来技術による冷媒である特定フロンと同等又はそれ以上の冷却性能を発揮することができる炭化水素系超低温度用共沸冷媒を開発するといる視点立脚している。 特定フロンを使用してきた在来型の単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)設備を廃棄することなく、使用の継続を可能とすることは、廃棄物を低減し、環境を保護する観点からも、意義深い。

0037

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、『超低温用単段式冷凍システム』なる用語における『超低温』とは、『−50〜−70℃』を意味し、好ましくは『−50〜−80℃』を意味し、さらに好ましくは『−50〜−100℃』を意味し、冷凍庫々内温度として『超低温』を実現することが可能であることを意味する。

0038

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、『単段式冷凍システム』なる用語は、『一元冷媒用冷凍回路』、又は、『一元式冷凍回路』なる用語と等価であり、一台の圧縮機で冷媒を循環させるものシステムを意味する。 単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の典型的な態様を、図1に示す。

0039

単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)が一台の圧縮機で冷媒を循環させるものであるのに対し、2段式冷凍システム(二元式冷凍回路)は、特許文献5(特開2007−169331号公報)の図2、及び、段落番号[0032]〜[0036]に示されているように、二台の圧縮機で各々異なった冷媒を循環させ熱交換器を介在させて低温を得るものであり、二系統の冷凍回路、即ち、高温側圧縮機を含んで構成される第1回路(高温側冷凍回路)と、低温側圧縮機を含んで構成される第2回路(低温側冷凍回路)からなる二系統の冷凍回路を有し、カスケード熱交換器を介して所定の冷熱を得る装置である。

0040

図7に2段式冷凍システム(二元式冷凍回路)を図示した。 第1回路(高温側冷凍回路)では、高温側圧縮機(コンプレッサー)1aと凝縮器(コンデンサー空冷式又は水冷式)2で凝縮させた第1回路冷媒を、カスケード熱交換器3aで蒸発(低温)させて、高温側圧縮機(コンプレッサー)1aに帰還させる。 第1回路冷媒(高圧側回路冷媒、高温側回路冷媒)は、常温で凝縮し、且つ、その蒸発温度は−30℃〜−40℃程度である。

0041

第2回路(低温側冷凍回路)は、低温側圧縮機(コンプレッサー)1bとカスケード熱交換器3aで凝縮(凝縮温度−15〜−20℃)させた第2回路冷媒を、低温側キャピラリーチューブ(減圧器)4aを介して蒸発器5aで噴射蒸発させることにより、本来の冷却対象である冷凍庫々内を冷却し、蒸発器で噴射蒸発された第2回路冷媒は、低温側圧縮機(コンプレッサー)1bを経由してカスケード熱交換器3aに、再度、帰還する。 第2回路冷媒(低圧側回路冷媒、低温側回路冷媒)は、−15〜−20℃常温で凝縮し、且つ、その蒸発温度は−50〜−80℃程度である。

0042

カスケード熱交換器3aでは、第1回路側入口から、冷却・凝縮された低温の第1回路冷媒を送り込み、第2回路側入口から、蒸発器で噴射蒸発された後に低温側圧縮機(コンプレッサー)で圧縮された高温の第2回路冷媒を送り込み、両冷媒の熱交換を行なうことにより、高温の第2回路冷媒を冷却・凝縮させる

0043

第2回路には、保護装置である膨張タンク7が設置され、回路の停止時装置内ガス圧力が高くなったときに、過剰なガスを受容することにより装置内の圧力が高くなるのを防ぐ機能を発揮する。

0044

第2回路には、低温側キャピラリチューブ(減圧器)4bが設置され、凝縮器によって凝縮液化された冷媒ガスを減圧し蒸発させるために減圧させる機能を発揮する。

0045

従来の技術においては、第1回路冷媒(高圧側回路冷媒)としては、例えば、R−22(CHClF2、沸点−40.8℃)、R−404a(R−143a/R−125/R−134a=52/44/4重量%、沸点−46.6)等が使用され、第2回路冷媒(低圧側回路冷媒)としては、例えば、R−23(CHF3、沸点−82℃)が使用されて来た。

0046

蒸発器(冷凍庫々内)において所定の低温(−80℃)を達成するためには、R−23の冷媒を凝縮させることが必要であり、単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)ではなく、2段式冷凍システム(二元式冷凍回路)を採用することが不可避であった。

0047

2段式冷凍システム(二元式冷凍回路)は、単純に比較しても、単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)の概ね二倍部品が必要であり、メカニズムも複雑となることから、小型冷凍庫に適用することは困難である。 本願発明に係る非共沸混合冷媒は、機構が複雑で製造コストが高価な2段式冷凍システム(二元式冷凍回路)ではなく、機構が単純で製造コストが安価な単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)で使用することができる。

0048

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、『室温』なる用語は、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度を意味し、例えば、日本国内においては、温帯地域の気候変動又は季節変化に伴い気象庁発表する一般的な気温範囲である−10〜+45℃を包含するが、通常は、典型的には30±10℃を包含する。

0049

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、『3元非共沸混合冷媒』なる用語は、高沸点ガス(G1)群から選択された少なくとも1種類のガス、低沸点ガス(G2)群から選択された少なくとも1種類のガス、及び、極低沸点ガス(G3)群から選択された少なくとも1種類のガスの3元のガスを含んでなる非共沸混合冷媒を意味する。

0050

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1は、 −20℃≦Tb1≦+60℃ という数値関係にある。

0051

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2は、 −130℃<Tb2<−20℃ という数値関係にある。

0052

本願の特許請求の範囲、明細書、及び、図面においては、極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3は、 −273℃≦Tb3≦−130℃ という数値関係にある。

0053

単段式冷凍システムは、圧縮機(1)、凝縮器(2)、蒸発器、及び、熱交換器(3)を含んで構成される。

0054

熱交換器(3)は、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒と、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒との間で熱交換をする機能を有する。

0055

高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒を、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒により、熱交換器(3)において熱交換をして凝縮させることができれば、非共沸冷媒であっても、気液分離のための複雑なメカニズムを採用することなく、システム全体の構成を簡素化することができ、特定フロンを使用してきた在来型の単段式冷凍システム(一元冷媒用冷凍回路)の使用継続が可能となり、冷凍機の安定した運転が可能となる。

0056

したがって、非共沸冷媒の組成を、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒を、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒により、熱交換器(3)において熱交換をする際に、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒が凝縮することを実現できるように設定することが必要となる。 すなわち、非共沸冷媒の組成を、上述した特許文献4(特許3934140号公報)の表−2にも記載があるが、例えば、表−1に掲載した態様No.1及び態様No.2におけるような数値を実現できるように設定することが必要となる。

0057

[表−1] 熱交換器の入口と出口の温度 (室温 30℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 庫内 高圧系圧力 低圧系圧力 低圧系入口 低圧系出口 高圧系入口 高圧系出口 温度℃ (MPa) (MPa) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 −75 0.9 0.02 −50 → +9 +29 → −39 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 2 −82 1.5 0.02 −38 → +12 +28 → −32 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0058

表−1において、測定点は、図2に示したとおり、低圧系入口(A)、低圧系出口(E)、高圧系入口(F)、及び、高圧系出口(B)である。 測定項目の温度は、配管内温度(℃)と、配管内ゲージ圧(MPa)である。

0059

表−1において、『No.』は、実施態様の便宜的な連続番号であり、『庫内温度℃』とは、蒸発器(5)によって冷却された冷凍庫の庫内温度(℃)であり、『高圧系圧力(MPa)』とは、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の圧力(MPa)であり、『低圧系圧力(MPa)』とは、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の圧力(MPa)であり、『低圧系入口温度(℃)』とは、低圧系(蒸発器(5)に冷媒を送る側の系)の熱交換器(3)の入口での温度(℃)であり、『低圧系出口温度(℃)』とは、低圧系(蒸発器(5)に冷媒を送る往路側の系)の熱交換器(3)の出口での温度(℃)であり、『高圧系入口温度(℃)』とは、高圧系(蒸発器(5)から冷媒が戻る側の系)の熱交換器(3)の入口での温度(℃)であり、『高圧系出口温度(℃)』とは、高圧系(蒸発器(5)から冷媒が戻る復路側の系)の熱交換器(3)の出口での温度(℃)である。

0060

本願発明に係る超低温用非共沸冷媒については、非共沸溶媒の高圧系(蒸発器(5)から冷媒が戻る側の系)における露点(℃)をTd(H)及び沸点をTb(H)、非共沸溶媒の低圧系(蒸発器(5)に冷媒を送る側の系)における露点(℃)をTd(L)及び沸点をTb(L)とすると、表−1に掲載した態様No.1及び態様No.2においては、これらの数値が、表−2に示した関係を満足するように、非共沸冷媒の組成を設定することが必要となる。

0061

[表−2] 熱交換器の入口と出口の温度 (室温 30℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 庫内 高圧系圧力 低圧系圧力 室 温 高圧系冷媒 低圧系冷媒 高圧系冷媒 温度℃ (MPa) (MPa) (℃) 露点(℃) 露点(℃) 沸点(℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 −75 0.9 0.02 +30 ≦ Td(H) Td(L)< Tb(H) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 2 −82 1.5 0.02 +30 ≦ Td(H) Td(L)< Tb(H) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0062

即ち、本願発明に係る超低温用非共沸冷媒については、表−2に示すとおり、圧縮機(1)から熱交換器(3)を経由して冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に到達するまでの高圧環境下における露点が室温(即、単段式冷凍システム運転状態における雰囲気温度)以上となるように、且つ、その沸点が冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から熱交換器(3)を経由して圧縮機(1)に到達するまでの低圧環境下における露点よりも高くなるよう非共沸冷媒の組成を設定することが必要となる。

0063

本願発明の技術的背景を理解するために必要な非共沸冷媒の特性、その特性を利用したシステム、並びに、実験条件についての予備知識については、特許第3934140号特許公報の第4頁第13行乃至第6頁第44頁、第6頁第48行乃至第7頁第1頁、図20、表−1、図1及び図2包括的かつ漏れなく詳述されている。

0064

本願発明は、特許第3934140号特許公報の記載内容背景技術のうちの一つとして完成された経緯があることから、本願の特許請求の範囲、明細書及び図面を理解するに当たり、特許第3934140号特許公報の記載内容は、本願の特許請求の範囲、明細書及び図面から、直接的かつ一義的に導き出すことができる事項とする。

0065

高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、及び、極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3は、 −273℃≦Tb3≦−130℃<Tb2<−20℃≦Tb1≦+60℃ という数値関係にある。

0066

高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、及び、極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3は、好ましくは、 −180℃≦Tb3≦−140℃、 −130℃<Tb2≦ −80℃、 −20℃≦Tb1≦ +10℃ という数値関係にある。

0067

高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、及び、極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3は、より好ましくは、 −165℃≦Tb3≦−155℃、 −110℃≦Tb2≦ −80℃、 −15℃≦Tb1≦ +10℃ という数値関係にある。

0068

高沸点ガス(G1)群の沸点Tb1、低沸点ガス(G2)群の沸点Tb2、及び、極低沸点ガス(G3)群の沸点Tb3は、さらに好ましくは、 −165℃≦Tb3≦−155℃、 −110℃≦Tb2≦ −80℃、 −15℃≦Tb1≦ +10℃ という数値関係にある。

0069

高沸点ガス(G1)の好ましい態様は、ブタン(沸点−0.5℃)、イソブタン(沸点−12℃)、ブテン(沸点−6.9℃)、及び、エチルアセチレン(沸点+8.1℃)からなる群から選択された少なくとも1種類のガスである。

0070

低沸点ガス(G2)の好ましい態様は、エタン(沸点−88.68℃)、エチレン(沸点−104.2℃)及びR−14(沸点−128℃)からなる群から選択された少なくとも1種類のガスである。

0071

極低沸点ガス(G3)の好ましい態様は、メタン(沸点−161.52℃)である。 極低沸点ガス(G3)は、通常、単独では単段式冷凍システムで使用することは困難であるが、蒸気圧の低い高沸点ガス(G1)及び低沸点ガス(G2)と組合せることにより、液化凝縮温度を上げると共に蒸気圧を低下させ、高圧系〔冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)から圧縮機(1)に戻る復路系〕内の高温冷媒を、低圧系〔凝縮器(2)から冷凍庫(8)を冷却するための蒸発器(5)に向かう往路系〕内の低温冷媒により、熱交換器(3)で熱交換して冷却させて凝縮・液化させることにより、永年広く使用されてきた在来型の特定フロンを冷媒とする冷凍システム〔圧縮機能力15〜20気圧(1.5〜2.0MPa)〕の円滑で安定した稼動を実現することができる。

0072

高沸点ガス(G1)群から選択されたガス、低沸点ガス(G2)群から選択されたガス、及び、極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスを含んで構成される本願発明に係る非共沸冷媒の好ましい重量組成比は、高沸点ガス(G1)群から選択されたガスの合計重量部をW1、低沸点ガス(G2)群から選択されたガスの合計重量部をW2、及び、極低沸点ガス(G3)群から選択されたガスの合計重量部をW3とすると、 70重量部≦W1≦80重量部、 15重量部≦W2≦25重量部、 0.1重量部≦W3≦10重量部、且つ、 W1+W2+W3=100重量部 という数値範囲にある。

0073

高沸点ガス(G1)としてイソブタン(沸点−12℃)、低沸点ガス(G2)としてエチレン(沸点−104.2℃)、及び、極低沸点ガス(G3)としてメタン(沸点−161.52℃)を選択した場合、好ましい組成重量比は、高沸点ガス(G1)の重量部をW1、低沸点ガス(G2)の重量部をW2、及び、極低沸点ガス(G3)の重量部W3とすると、 W1が72〜80重量部、 W2が19〜21重量部、 W3が1〜7重量部、 W1とW2とW3の合計が100重量部 である。

0074

表−3に高沸点ガス(G1)群の具体例(−20℃≦Tb1≦+60℃)、表−4に低沸点ガス(G2)群の具体例(−130℃≦Tb2<−20℃)、表−6に極低沸点ガス(G3)群の具体例(−273℃≦Tb3<−60℃)を示す。 沸点は、標準大気圧(1[atm])における沸点である。

0075

[表−3] 高沸点ガス(G1)群の具体例 (−20℃≦Tb1≦+60℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 化合物名 化学式 沸点(℃) 臨界温度(℃) 蒸気圧(MPa) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 四塩化ケイ素 SiCl4 57.6 二硫化イオウ CS2 46.3 三塩化リン SiHCl3 31.8 シアン化水素 HCN 25.7 二酸化窒素 NO2 21.3 フッ化水素 HF 19.51 六フッ化タングステン WF6 17.1 臭化ビニル C2H3Br 15.7 三塩化ホウ素 BCl3 12.4 塩化エチル C2H5Cl 12.3 酸化エチレン C2H4O 10.7 ジメチルプロパン C5H12 9.5 ジクロロシラン SiH2Cl2 8.4 エチルアセチレン C4H6 8.1 191 0.05(21℃) ホスゲン COCl2 7.55 メチルメルカプタン CH4SH 5.96 シス−2−ブテン C4H8 3.73 155 0.1(21℃) 臭化メチル CH3Br 3.56 トリメチルアミン N(CH3)3 2.87 トランス−2−ブテン C4H8 0.88 155 0.1(21℃) ノルマルブタン C4H10 −0.5 153.2 0.11(21℃) 1,3ブタジエン C4H6 −4.5 1−ブテン C4H8 −6.3 146 0.17(21℃) イソブテン C4H8 −6.9 145.0 0.17(21℃) 亜硫酸ガス SO2 −10 イソブタン C4H10 −11.7 135.0 0.22(21℃) 塩化ビニル C2H3Cl −13.8 四フッ化ケイ素 SiF4 −14.2 ジシラン Si2H6 −14.3 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0076

[表−4] 低沸点ガス(G2)群の具体例 (−130℃<Tb2<−20℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 化合物名 化学式 沸点(℃) 臨界温度(℃) 蒸気圧(MPa) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ メチルアセチレン C3H4 −23.21 塩化メチル CH3Cl −24.2 ジメチルエーテル C2H6O −24.82 R−134a CH2FCF3 −26.1 101.2 0.58(21℃) シクロプロパン C3H6 −32.8 アンモニア NH3 −33.4 塩素 Cl2 −34.1 アレン C3H4 −34.4 四フッ化イオウ SF4 −40.4 セレン化水素 H2Se −41.4 プロパン C3H8 −42.1 プロピレン C3H6 −47.72 硫化カルボニル COS −50.23 五フッ化ヒ素 AsF5 −52.8 アルシン AsH3 −55.2 フッ化スルフリル SO2F2 −55.4 硫化水素 H2S −60.3 六フッ化イオウ SF6 −63.8 臭化水素 HBr −66.72 フッ化ビニル C2H3F −72.2 炭酸ガス CO2 −75.8 フッ化メチル CH3F −78.41 R−23 CHF3 −80 五フッ化リン PH5 −84.5 塩化水素 HCl −85 ホスフィン PH3 −87.77 亜酸化窒素 N2O −88.5 ゲルマン Ge −88.5 エタン C2H6 −88.68 32.2 3.8(21℃) ジボラン B2H6 −92 三フッ化ホウ素 BF3 −100.3 三フッ化リン PF3 −101.5 エチレン C2H4 −104.2 キセノン Xe −108.1 シラン SiH4 −111.4 三フッ化窒素 NF3 −129 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0077

[表−5] 極低沸点ガス(G3)群の具体例 (−273℃≦Tb3≦−130℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 化合物名 化学式 沸点(℃) 臨界温度(℃) 蒸気圧(MPa) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 一酸化窒素 NO −151.7 クリプトン Kr −153.35 メタン CH4 −161.52 酸素 O2 −183 アルゴン Ar −186 フッ素 F2 −188.2 一酸化炭素 CO −192 窒素 N2 −195.803 ネオン Ne −246.05 水素 H2 −252.766 ヘリウム He −268.9 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0078

[実施例1] 〈非共沸冷媒を構成するガスの種類〉 非共沸冷媒を構成するガスの種類として、高沸点ガス(G1)群の中からイソブタン(沸点Tb1=−11.7℃)を、低沸点ガス(G2)群の中からエチレン(沸点Tb2=−104.2℃)を、極低沸点ガス(G3)群の中からメタン(沸点Tb3=−161.52℃)を選択した。

0079

〈非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比〉 非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比を、イソブタン(高沸点ガス、G1)、エチレン(低沸点ガス、G2)、及び、メタン(極低沸点ガス、G3)の合計重量を基準(100重量部)として、イソブタンを72重量部、エチレンを21重量部、メタン7重量部とした。

0080

冷凍装置〉 冷凍装置として、図1に示した単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)を使用し、非共沸冷媒を250gを充填して、運転した。 運転を開始し、定常状態で、熱交換器(3)で測定を行なった。

0081

[表−6] 熱交換器の入口と出口の温度 (室温 30℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 庫内 高圧系圧力 低圧系圧力 低圧系入口 低圧系出口 高圧系入口 高圧系出口 温度℃ (MPa) (MPa) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 −90 1.7 0.09 −45 → +2 +30 → −40 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0082

表−6において、測定点は、図2に示したとおり、低圧系入口(A)、低圧系出口(E)、高圧系入口(F)、及び、高圧系出口(B)であり、測定項目は、配管内温度(℃)と配管内ゲージ圧(MPa)である。 表−6において、『No.』は、実施例番号であり、『庫内温度℃』は、蒸発器(5)によって冷却された冷凍庫の庫内温度(℃)である。

0083

[実施例2] 〈非共沸冷媒を構成するガスの種類〉 非共沸冷媒を構成するガスの種類として、高沸点ガス(G1)群の中からイソブタン(沸点Tb1=−11.7℃)を、低沸点ガス(G2)群の中からエチレン(沸点Tb2=−104.2℃)を、極低沸点ガス(G3)群の中からメタン(沸点Tb3=−161.52℃)を選択した。

0084

〈非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比〉 非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比を、イソブタン(高沸点ガス、G1)、エチレン(低沸点ガス、G2)、及び、メタン(極低沸点ガス、G3)の合計重量を基準(100重量部)として、イソブタンを80重量部、エチレンを19重量部、メタン1重量部とした。

0085

〈冷凍装置〉 冷凍装置として、図1に示した単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)を使用し、非共沸冷媒を250gを充填して、運転した。 運転を開始し、定常状態で、熱交換器(3)で測定を行なった。

0086

[表−7] 熱交換器の入口と出口の温度 (室温 30℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 庫内 高圧系圧力 低圧系圧力 低圧系入口 低圧系出口 高圧系入口 高圧系出口 温度℃ (MPa) (MPa) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 2 −82 1.2 0.05 −40 → +10 +30 → −31 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0087

表−7において、測定点は、図2に示したとおり、低圧系入口(A)、低圧系出口(E)、高圧系入口(F)、及び、高圧系出口(B)であり、測定項目は、配管内温度(℃)と配管内ゲージ圧(MPa)である。 表−6において、『No.』は、実施例番号であり、『庫内温度℃』は、蒸発器(5)によって冷却された冷凍庫の庫内温度(℃)である。

0088

比較例1] 〈非共沸冷媒を構成するガスの種類〉 非共沸冷媒を構成するガスの種類として、高沸点ガス(G1)群の中からイソブタン(沸点Tb1=−11.7℃)を、低沸点ガス(G2)群の中からエチレン(沸点Tb2=−104.2℃)を、極低沸点ガス(G3)群の中からメタン(沸点Tb3=−161.52℃)を選択した。

0089

〈非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比〉 非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比を、ブタン85重量%/エチレン15重量%としたブタン−エチレン混合非共沸冷媒を調製した。

0090

〈冷凍装置〉 冷凍装置として、図1に示した単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)を使用し、非共沸冷媒を250gを充填して、運転した。 運転を開始し、定常状態で、熱交換器(3)で測定を行なった。

0091

[表−8] 熱交換器の入口と出口の温度 (室温 30℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 庫内 高圧系圧力 低圧系圧力 低圧系入口 低圧系出口 高圧系入口 高圧系出口 温度℃ (MPa) (MPa) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 −75 0.9 0.02 −50 → +9 +29 → −39 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0092

表−8において、測定点は、図2に示したとおり、低圧系入口(A)、低圧系出口(E)、高圧系入口(F)、及び、高圧系出口(B)であり、測定項目は、配管内温度(℃)と配管内ゲージ圧(MPa)である。 表−8において、『No.』は、比較例番号であり、『庫内温度℃』は、蒸発器(5)によって冷却された冷凍庫の庫内温度(℃)である。

0093

[比較例2] 〈非共沸冷媒を構成するガスの種類〉 非共沸冷媒を構成するガスの種類として、高沸点ガス(G1)群の中からイソブタン(沸点Tb1=−11.7℃)を、低沸点ガス(G2)群の中からエチレン(沸点Tb2=−104.2℃)を、極低沸点ガス(G3)群の中からメタン(沸点Tb3=−161.52℃)を選択した。

0094

〈非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比〉 非共沸冷媒を構成するガスの重量組成比を、ブタン212.5重量部、エチレン37.5重量部、R−14(フルオロメタン)10重量部、合計260重量部としたブタン−エチレン−R14(フルオロメタン)混合非共沸冷媒を調製した。 この非共沸冷媒の重量組成比は、ブタンが81.7重量%、エチレンが14.4重量%、R−14(フルオロメタン)が3.8重量%である。

0095

〈冷凍装置〉 冷凍装置として、図1に示した単段式冷凍システム(一元式冷凍回路)を使用し、非共沸冷媒を260gを充填して、運転した。 運転を開始し、定常状態で、熱交換器(3)で測定を行なった。

0096

[表−9] 熱交換器の入口と出口の温度 (室温 30℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ No. 庫内 高圧系圧力 低圧系圧力 低圧系入口 低圧系出口 高圧系入口 高圧系出口 温度℃ (MPa) (MPa) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 2 −82 1.5 0.02 −38 → +12 +28 → −32 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

0097

表−9において、測定点は、図2に示したとおり、低圧系入口(A)、低圧系出口(E)、高圧系入口(F)、及び、高圧系出口(B)であり、測定項目は、配管内温度(℃)と配管内ゲージ圧(MPa)である。 表−9において、『No.』は、比較例番号であり、『庫内温度℃』は、蒸発器(5)によって冷却された冷凍庫の庫内温度(℃)である。

0098

メタン(沸点−162℃)を使用した実施例1及び2と、R−14(パーフルオロメタン、沸点−128℃)を使用した比較例2とを比較すると、メタンを使用した実施例1及び2の場合の方が、冷却温度が低かった。 さらに、比較例2で使用したR−14の地球温暖化係数(GWP)が6500であるのに対し、実施例1及び2で使用したメタンの地球温暖化係数(GWP)が21と極端に小さかった。

0099

次に、図3図6により、本願発明に係る超低温用非共沸混合冷媒を使用する典型的な超低温用冷凍システム(一元式冷凍回路)、及び、当該システムで使用する熱交換器(巻き込み型熱交換器等)について説明する。

0100

4図(A)に、巻き込み型熱交換器3bの基本構成は、1本の第1熱交換パイプ31の周壁軸方向に沿って延びる3条の窪み部31a,31a,31aを有し、当該3条の窪み部31a,31a,31aの内部に3本の第2熱交換パイプ32,32,32を第1熱交換パイプ31と熱交換関係圧着固定されている。 また、当該3本の第2熱交換パイプ32,32,32は、夫々の両端を分岐合管(図示せず)により接続されている。換言すると、3本の第2熱交換パイプ32,32,32は各々の両端を束ねて分岐収合管にて接続され1本のパイプとなっている。

0101

そして、図4(A)(B)に示す巻き込み型熱交換器の基本構成は、冷凍装置の冷凍能力、装置の大きさの制約等により、図5及び図6に示すように、U型、トラック型等に形成されて使用されている。

0102

図5は、巻き込み型熱交換器の基本構成をU型に形成したU型の巻き込み型熱交換器3cである。 図6は、巻き込み型熱交換器をトラック型に形成したトラック型の巻き込み型熱交換器3dであり、図6(a)の平面図に示すように、両端を半円とし中央部分直線状としたトラック型に形成したものであり、図6(b)の正面図に示すように、重ね合わせて使用されている。

0103

図6(b)では3重に重ね合わせて使用している。尚、U型、トラック型の形状制限されるものでは無く、直線状、円形楕円形等、自由な形状を選択できるものである。 尚、図5及び図6では、図面の煩雑さを避けるために、第2熱交換パイプ32は、2本のみを表示しているが、実際は、図4(A)(B)に示すように、3本の第2熱交換パイプ32,32,32が第1熱交換パイプ31に圧着固定されている。

0104

図4(A)に示すように、例えば、第1熱交換パイプ31の左端は、低圧側熱交換出口16へ連通し、第2熱交換パイプ32、32、32の左端は分岐収合管に束ねられて、高圧側熱交換器入り口18へ連通している。そして、第1熱交換パイプ31の右端は、低圧側アキュームレーター出口15へ連通し、第2熱交換パイプ32、32、32の右端は分岐収合管に束ねられて、高圧側過冷却熱交換器出口13へ連通している。

0105

産業上の利用性] 本発明に係る超低温用非共沸冷媒は、単純な構成からなる冷凍システム、即ち、単段式冷凍システムにおいて使用しても、長期間に亘って安定した運転が可能である。 単段式冷凍システムは、その構成が単純なことから、製造コストも、整備・維持・メンテナンス・修理コストも、相対的に安価である。

0106

本発明に係る超低温度用非共沸冷媒は、安価なガス成分により−60℃以下の超低温度を容易に達成することができ、特に−80℃以下の超低温度を安定して維持できることから従来からの食品類はもとより、生体組織、特に移植用組織培養に用いる貴重な生体組織の長期保存にも広く用いることができるものであり、これらバイオ産業要請応えてこれらの産業の発展に寄与するものである。

0107

本発明に係る超低温度用非共沸冷媒は、炭化水素系冷媒と組合わせてフルオロカーボンを冷媒として使用することなく、効果的に冷凍能力を向上できるので、フロン使用量を完全にゼロとすることが可能となり、温室効果等の環境に対する悪影響が極めて少ない。


図面の簡単な説明

0108

図1は、本願発明に係る超低温用非共沸混合冷媒を使用する態様、及び、実施例で使用した冷凍システム(一元式冷凍回路)の概念図である。 図2は、本願発明に係る超低温用非共沸混合冷媒を使用する典型的な超低温用冷凍システム(一元式冷凍回路)である。 図3は、本発明の実施例で使用した冷凍システムの熱交換器の概念図である。(A)は俯瞰図であり、(B)は(A)の断面図である。 図4は、巻き込み型熱交換器の典型的態様である。(A)は俯瞰図であり、(B)は(A)のA−A部位断面図である。 図5は、U型の巻き込み型熱交換器である。 図6は、トラック型の巻き込み型熱交換器であり、(A)は平面図であり、(B)は正面図である。 図7は、二元式冷凍回路の典型的態様である。


--

0109

1 圧縮機 1a 高圧側圧縮機(高温側圧縮機) 1b 低圧側圧縮機(低温側圧縮機) 2 凝縮器(コンデンサー) 2a ワイヤーコンデンサー 2b スキンコンデンサー 3 熱交換器 3a カスケード熱交換器 3b 巻き込み型熱交換器 3c U型の巻き込み型熱交換器 3d トラック型の巻き込み型熱交換器 4 絞り弁(キャピラリーチューブ、減圧器) 4a 高温側(高圧側)キャピラリーチューブ(減圧器) 4b 低温側(低高圧側)キャピラリーチューブ(減圧器) 5 蒸発器(エバポレータ) 6 アキュムレータ(液吸入防止器) 7 膨張タンク 8 冷凍庫 9 アキュームレータ 11 圧縮ガス往路管 12 圧縮ガス復路管 X 接合部(ロウ付け溶接等により接合) G1 熱交換器・高圧系(高圧側、高温側、往路系)入口 G2 熱交換器・高圧系(高圧側、高温側、往路系)出口 B1 熱交換器・低圧系(低圧側、低温側、復路系)入口 B2 熱交換器・低圧系(低圧側、低温側、復路系)出口

0110

13 高圧側過冷却熱交換器出口 温度計測点 14 低圧側 エバポレーター出口 温度計測点 15 低圧側 アキュームレーター出口 温度計測点 16 低圧側 熱交換器出口 温度計測点 17 低圧側 エバポレーター入り口 温度計測点 18 高圧側 熱交換器入り口 温度計測点 31 第1熱交換パイプ 31a 窪み部 32 第2熱交換パイプ


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