冷冻装置的制造方法

文档序号:9816199阅读:530来源:国知局
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]以往,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(R116)而成的共沸混合物)、沸点为-86.9 °C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][现有技术文献]
[0005][专利文献]
[0006]专利文献I:日本专利第3244296号公报

【发明内容】

[0007][本发明要解决的技术问题]
[0008]这里,二氧化碳(R744)的沸点为-78.4°C,与作为主制冷剂的乙烷(Rl70)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,由于是-80°C等极低温,因此会发生二氧化碳(R744)固化,形成干冰而滞留于制冷剂回路的配管中的状态。
[0009]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。
[0010]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,所述冷冻装置使用了能够有效消除由二氧化碳(R744)的干冰化所导致的不良情况的制冷剂组合物。
[0011 ][解决技术问题的技术手段]
[0012]为了解决上述课题,本发明的冷冻装置,其特征在于,其具备将压缩机、冷凝器、减压器及蒸发器按该顺序连接成环状而成的制冷剂回路,作为该制冷剂回路中的制冷剂,使用了制冷剂组合物,所述制冷剂组合物含有:以沸点为-89.(TC以上-78.TC以下的极低温范围的制冷剂作为第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二氧化碳(R744)的溶解性的第2制冷剂。
[0013]权利要求2的发明的冷冻装置,其特征在于,在上述发明中,第I制冷剂包含二氟乙烯(R1132a)、或二氟乙烯(R1132a)与六氟乙烷(R116)的混合制冷剂、或二氟乙烯(R1132a)与乙烷(R170)的混合制冷剂、或乙烷(R170)、或乙烷(R170)与六氟乙烷(R116)的混合制冷剂、或混合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(R508A、沸点-85.7°C)、或混合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(R508B、沸点-86.9 °C)。
[0014]权利要求3的发明的冷冻装置,其特征在于,上述各发明中,第2制冷剂包含二氟甲烷(R32)、或I,I,I,2_四氟乙烷(R134a)、或正戊烷(R600)、或异丁烷(R600a)、1,I,I,2,3_五氟戊烯(HF0-1234ze)、或I,I,I,2_ 四氟戊烯(HF0-1234yf)。
[0015]权利要求4的发明的冷冻装置,其特征在于,上述各发明中,相对于制冷剂组合物的总质量,加入大于20%的二氧化碳(R744)。
[0016]权利要求5的发明的冷冻装置,其特征在于,上述各发明中,以能够防止二氧化碳(R744)干冰化的比例加入第2制冷剂。
[0017]权利要求6的发明的冷冻装置,其特征在于,上述各发明中,制冷剂回路具备分别构成独立的制冷剂闭回路的高温侧制冷剂回路和低温侧制冷剂回路,所述制冷剂闭回路在将从压缩机排出的制冷剂冷凝后,在毛细管进行减压,用蒸发器使其蒸发,从而发挥冷却作用;用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,作为在低温侧制冷剂回路的蒸发器发挥最终的冷却作用的低温侧制冷剂回路中的制冷剂,使用了制冷剂组合物。
[0018][发明效果]
[0019]本发明的冷冻装置具备将压缩机、冷凝器、减压器及蒸发器按该顺序连接成环状而成的制冷剂回路,作为该制冷剂回路中的制冷剂,使用了制冷剂组合物,所述制冷剂组合物以如权利要求2中例示的沸点为-89.(TC以上-78.1°C以下的极低温范围的制冷剂作为第I制冷剂,含有该第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二氧化碳(R744)的溶解性的第2制冷剂。通过混合该二氧化碳(R744),能够在降低GWP的同时提高热导率,据此,通过使用上述制冷剂组合物作为如权利要求6的所谓二元冷冻装置的低温侧制冷剂回路中的制冷剂,能够提高二元冷冻装置的冷冻能力。此外,被吸入到压缩机中的制冷剂的密度升高,从而循环量增加,因此能够谋求进一步改善冷冻能力。此夕卜,在主制冷剂为可燃性时,也能够期待在不燃化中的效果。
[0020]特别地,通过混合如权利要求3中例示的第2制冷剂,例如如权利要求5那样以能够防止二氧化碳干冰化的比例加入第2制冷剂,从而在如权利要求4那样相对于制冷剂组合物的总质量,加入大于20%的二氧化碳时,也能够消除制冷剂回路中的干冰的产生,能够发挥稳定的冷冻效果。
【附图说明】
[0021]图1为应用了本发明的一实施例的冷冻装置的制冷剂回路图。
[0022]图2为图1的冷冻装置的套管结构体部分的外观图。
[0023]图3为说明在实施例中使用的制冷剂的特性的图。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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】
[0030]以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
[0031 ] 实施例1
[0032](I)冷冻装置R
[0033]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。
[0034](1-1)高温侧制冷剂回路4
[0035]对于本实施例的冷冻装置R的制冷剂回路而言,作为多元(二元)单级的制冷剂回路,由分别构成独立的制冷剂闭回路的高温侧制冷剂回路4和低温侧制冷剂回路6构成。构成高温侧制冷剂回路4的压缩机I为使用单相或三相交流电源的电动压缩机。在该压缩机I中压缩后的制冷剂被排出到与压缩机I的排出侧连接的制冷剂排出管7。该制冷剂排出管7与辅助冷凝器(预冷凝器(precondenserDS连接。该辅助冷凝器8与用来加热所述储藏室CB的开口边缘而防止结露的框架管9连接。
[0036]从框架管9伸出的制冷剂配管暂时与压缩机I的油冷却器11连接后,接着与构成低温侧制冷剂回路6的压缩机2的油冷却器12连接,然后与冷凝器(COndenSer)13连接。并且,从冷凝器13伸出的制冷剂配管与高温侧脱水机(干芯)14及毛细管16(减压器)连接。脱水机14是用来除去高温侧制冷剂回路4内的水分的水分除去装置。此外,毛细管16从阶梯式热交换器17的高温侧蒸发器19伸出,插入返回到压缩机I的吸入配管18的一部分(18A)内。
[0037]具体而言,在蒸发器19的出口侧的吸入配管18的一部分即配管18A内插入毛细管
16,构成套管结构。通过所述套管结构,流
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