冷冻装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实现-80°c等极低温的冷冻装置，尤其涉及一种使用含有二氧化碳(R744)的制冷剂组合物的冷冻装置。
【背景技术】
[0002]—直以来，在能够将库内冷却至-80°C等极低温的冷冻装置中，使用例如沸点为-88.8°C的乙烷(Rl70)、沸点为-85.7°C的R508A(混合39质量％的三氟甲烷(R23)、61质量％的六氟乙烷(Rl 16)而成的共沸混合物)、沸点为-86.90C的R508B(混合46质量%的三氟甲烷(R23)、54质量％的六氟乙烷(R116)而成的共沸混合物)等沸点低的制冷剂(例如，参照专利文献I)。
[0003]此外，为了降低全球变暖潜能值(Global-warming potential:以下称为GWP)、可燃性，还提出有在上述的主制冷剂中混合二氧化碳(1?744、61? = 1)。进而，由于所述二氧化碳(R744)的热导率高，并且通过混合二氧化碳(R744)，被吸入压缩机的制冷剂的密度升高，循环量增加等作用，因而通过与上述的主制冷剂混合，也能够期待冷冻能力的提高。
[0004]此外，在这种冷冻装置中，由从最终端的蒸发器返回到压缩机的制冷剂所通过的吸入配管以及朝向蒸发器的毛细管构成套管，使两者进行热交换，从而谋求性能的改善(例如，参照专利文献2)。
[0005][现有技术文献]
[0006][专利文献]
[0007]专利文献I:日本专利第3244296号公报
[0008]专利文献2:日本特开2011-112351号公报
【发明内容】
[0009][本发明要解决的技术问题]
[0010]这里，二氧化碳(R744)的沸点为-78.4°C，与作为主制冷剂的乙烷(R170)等相比较高，即使在最终的蒸发器内也难以蒸发。因此，从蒸发器排出来的制冷剂中，二氧化碳(R744)的比率变得非常高，并且，成为-80°C等极低温。另一方面，由于在上述套管部分无论如何都容易产生压力损失，因此二氧化碳(R744)在该部分固化，形成干冰而发生堵塞于制冷剂回路的配管中的状态。
[0011]并且，由于该干冰导致制冷剂回路内的制冷剂循环被阻碍，产生库内温度急剧升高这样的问题。
[0012]本发明是为了解决上述以往的技术课题而完成的，其目的在于提供一种冷冻装置，所述冷冻装置能够有效消除由二氧化碳(R744)的干冰化导致的不良情况的发生。
[0013][解决技术问题的技术手段]
[0014]为了解决上述课题，本发明的冷冻装置，其特征在于，其具备制冷剂回路，所述制冷剂回路在将从压缩机排出的制冷剂冷凝后，在毛细管减压，在蒸发器进行蒸发，从而发挥冷冻效果;封入含有沸点为-89.00C以上-78.1 °C以下的极低温范围的第I制冷剂以及二氧化碳(R744)的混合制冷剂作为该制冷剂回路中的制冷剂;设置对从蒸发器返回压缩机的制冷剂所通过的吸入配管的至少一部分进行加热的加热器。
[0015]权利要求2的发明的冷冻装置，其特征在于，在上述发明中，由主管以及分别与该主管的两端连接的连接配管构成从蒸发器返回到压缩机的制冷剂所通过的吸入配管的至少一部分，将毛细管插入主管内，从两端的连接配管引出，从而形成套管结构体，并且加热器加热套管结构体的至少一部分。
[0016]权利要求3的发明的冷冻装置，其特征在于，在上述各发明中，混合制冷剂还含有在比二氧化碳(R744)的沸点低的温度下具有与该二氧化碳(R744)的溶解性的第2制冷剂。
[0017]权利要求4的发明的冷冻装置，其特征在于，其具备制冷剂回路，所述制冷剂回路在将从压缩机排出的制冷剂进行冷凝后，在毛细管减压，在蒸发器进行蒸发，从而发挥冷冻效果；由主管以及与该主管的两端分别连接的连接配管构成从蒸发器返回到压缩机的制冷剂所通过的吸入配管的至少一部分，将毛细管插入主管内，从两端的连接配管引出，从而形成套管结构体，并且，封入含有沸点为-89.(TC以上-78.1°C以下的极低温范围的第I制冷剂、二氧化碳(R744)以及在比该二氧化碳(R744)的沸点低的温度下具有与该二氧化碳(R744)的溶解性的第2制冷剂的混合制冷剂作为制冷剂回路中的制冷剂。
[0018]权利要求5的发明的冷冻装置，其特征在于，在上述发明中，设置对套管结构体的至少一部分进行加热的加热器。
[0019]权利要求6的发明的冷冻装置，其特征在于，在权利要求2、3或5中的任一项发明中，具备对加热器的通电进行控制的控制装置，该控制装置在套管结构体的温度降低到规定值以下时，使加热器通电。
[0020]权利要求7的发明的冷冻装置，其特征在于，在上述发明中，控制装置在套管结构体的温度降低到规定值以下，并且以冷冻效果进行冷却的对象的温度相对于设定值升高时，使加热器通电。
[0021 ]权利要求8的发明的冷冻装置，其特征在于，在权利要求2、3、5或7中的任一项发明中，具备高温侧制冷剂回路和低温侧制冷剂回路，通过高温侧制冷剂回路的蒸发器和低温侧制冷剂回路的冷凝器构成阶梯式热交换器;在低温侧制冷剂回路设置有套管结构体;在低温側制冷剂回路封入有混合制冷剂，或者在其基础上设置有加热器。
[0022]权利要求9的发明的冷冻装置，其特征在于，在权利要求2?8中任一项发明中，连接配管呈容易产生压力损失的形状。
[0023]权利要求10的发明的冷冻装置，其特征在于，在上述发明中，连接配管为T字管。
[0024][发明效果]
[0025]根据本发明，在下述冷冻装置，即具备制冷剂回路，所述制冷剂回路在将从压缩机排出的制冷剂进行冷凝后，在毛细管减压，在蒸发器进行蒸发，从而发挥冷冻效果;封入含有沸点为-89.(TC以上-78.TC以下的极低温范围的第I制冷剂以及二氧化碳(R744)的混合制冷剂作为制冷剂回路的制冷剂;设置对吸入配管的至少一部分进行加热的加热器，在其基础上，或者代替其，在混合制冷剂中还含有与二氧化碳(R744)的溶解性高的第2制冷剂，因此如权利要求2、4那样，由主管以及分别与该主管的两端连接的连接配管构成从蒸发器返回压缩机的制冷剂所通过的吸入配管的至少一部分，将毛细管插入主管内，从两端的连接配管引出，如权利要求9、10的发明那样，具备由易产生压力损失的T字管构成该连接配管的套管结构体，在该冷冻装置中，能够消除在该部分产生的二氧化碳(R744)的干冰化，使其发挥稳定的冷冻效果。
[0026]特别地，通过如权利要求6的发明那样，具备对加热器的通电进行控制的控制装置，该控制装置在套管结构体的温度降低到规定值以下时，对加热器通电，或者，如权利要求7的发明那样，控制装置在套管结构体的温度降低到规定值以下，并且以冷冻效果进行冷却的对象的温度相对于设定值升高时，对加热器通电，从而能够准确地对利用加热器来加热套管结构体进行控制。
[0027]并且，对于本发明而言，在如权利要求8的发明那样，在具备高温侧制冷剂回路和低温侧制冷剂回路，由高温侧制冷剂回路的蒸发器和低温侧制冷剂回路的冷凝器构成阶梯式热交换器，在低温侧制冷剂回路设置有套管结构体的冷冻装置中，通过在低温侧制冷剂回路中封入混合制冷剂，或者在其基础上设置加热器，从而尤其有效。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的一实施例的冷冻装置的制冷剂回路图。
[0029]图2为图1的冷冻装置的套管结构体部分的外观图。
[0030]图3为说明在实施例中使用的制冷剂的特性的图。
[0031]图4为表示库内温度和图1的低温侧制冷剂回路的蒸发器入口温度相对于含有乙烷(R170)、二氧化碳(R744)和二氟甲烷(R32)的制冷剂组合物中的各制冷剂组成的变化的图。
[0032]图5为说明图4的制冷剂组合物中的二氧化碳(R744)的干冰化及消除它的二氟甲烷(R32)的作用的图。
[0033]图6为表示库内温度和图1的低温侧制冷剂回路的蒸发器入口温度相对于含有乙烷(R170)、二氧化碳(R744)和1，1，1，2_四氟乙烷(R134a)的制冷剂组合物中的各制冷剂组成的变化的图。
[0034]图7表示库内温度和图1的低温侧制冷剂回路的蒸发器入口温度相对于含有二氟乙烯(Rl 132a)、二氧化碳(R744)和二氟甲烷(R32)的制冷剂组合物中的各制冷剂组成的变化的图。
[0035]图8为图1的冷冻装置的其他实施例的套管结构体部分的外观图。
[0036]图9为应用了本发明的一实施例的超低温储藏库的后视图。
【具体实施方式】
[0037]以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
[0038]实施例1
[0039](I)冷冻装置R
[0040]图1为将图9中例示的实施例的超低温储藏库DF的储藏室CB内冷却至-80°C以下的温度(库内温度)，例如-85 0C至-86 0C的极低温的实施例的冷冻装置R的制冷剂回路图。另夕卜，将构成冷冻装置R的制冷剂回路的压缩机1、2等设置于机械室MC，所述机械室MC位于超低温储藏库DF的绝热箱体IB的下部，蒸发器(制冷剂配管)3换热性地安装在绝热箱体IB的内箱IL的绝热材I侧的圆周面上。
[0041](1-1)高温侧制冷剂回路4
[0042]对于本实施例的冷