特開2019-211116IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備える冷凍装置及びそれを備える液体温調装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】沸点が互いに異なる二種の冷媒を含む混合冷媒を気液分離することで極めて低温の温度域での冷却を実現する冷凍装置において、沸点が低い方の冷媒が出力し得る冷凍能力を最大限に引き出すことで、冷却可能な温度を引き下げる。
【解決手段】圧縮機20で圧縮された気相の混合冷媒が第1凝縮器21によって一部を凝縮された後、混合冷媒は、第1気液分離器22によって、気相の第1流体部分(I)と、凝縮により液相となった第2流体部分(II)とに分離される。気相の第1流体部分(I)は、第2凝縮器23によって更に一部を凝縮された後、第2気液分離器24によって、気相の第3流体部分(III)と、凝縮により液相となった第4流体部分(IV)とに更に気液分離される。その後、気相の第3流体部分(III)を、第1気液分離器22によって分離された第2流体部分(II)によって凝縮させ、その後、膨張させる。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

上述のように一つの圧縮機を用いる冷凍装置では、混合冷媒を気相の第1流体部分と液相の第2流体部分とに気液分離する際、混合冷媒に含まれる二種の冷媒のうちの低沸点の冷媒の全てが気相の第1流体部分となり、二種の冷媒のうちの高沸点の冷媒の全てが液相の第2流体部分となることが低温冷却の観点では理想的である。すなわち、混合冷媒が気相の低沸点の冷媒と液相の高沸点の冷媒とに完全に分離することが理想的である。なぜならば、気液分離後の気相の第1流体部分に低沸点の冷媒と高沸点の冷媒とが含まれる場合には、凝縮後に或る圧力まで膨張させた際の第1流体部分の温度が、低沸点の冷媒のみの液相を同じ圧力まで膨張させた場合の温度よりも下がらなくなるからである。 しかしながら、この種の従来の冷凍装置では、気液分離後の気相の第1流体部分に、実際上、低沸点の冷媒と高沸点の冷媒とが含まれてしまう。そのため、低沸点の冷媒が出力し得る冷凍能力を最大限に引き出せていない。 本発明は実情を考慮してなされたものであり、沸点が互いに異なる二種の冷媒を含む混合冷媒を気液分離することで極めて低温の温度域での冷却を実現でき、この際、混合冷媒に含まれる二種の冷媒のうちの沸点が低い方の冷媒が出力し得る冷凍能力を最大限に引き出すことで、冷却可能な温度を従来よりも引き下げることができる冷凍装置及び液体温調装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明にかかる冷凍装置は、第1冷媒と前記第1冷媒よりも沸点が高い第2冷媒とを含む気相の混合冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記混合冷媒を冷却し、前記混合冷媒の一部を液相の状態に凝縮させる第1凝縮器と、前記第1凝縮器を通過した気液混相の前記混合冷媒を気相の第1流体部分と前記第1凝縮器によって凝縮された液相の第2流体部分とに分離する第1気液分離器と、前記第1気液分離器で分離された前・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、沸点が互いに異なる二種の冷媒を含む混合冷媒を気液分離することで極めて低温の温度域での冷却を実現でき、この際、混合冷媒に含まれる二種の冷媒のうちの沸点が低い方の冷媒が出力し得る冷凍能力を最大限に引き出すことで、冷却可能な温度を従来よりも引き下げることができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の一実施の形態にかかる冷凍装置を備える液体温調装置の概略図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1…液体温調装置、10…冷凍装置、12…冷媒回路、13…第1分岐流路、13A…流入側端部、13B…流出側端部、13U…上流部、13D…下流部、14…第2分岐流路、14A…流入側端部、14B…流出側端部、14U…上流部、14D…下流部、15…戻し流路、15A…流量調節弁、16…インジェクション流路、20…圧縮機、21…第1凝縮器、21A…凝縮器本体、21B…ファン、22…第1気液分離器、22A…流入ポート、22B…気体流出ポート、22C…液体流出ポート、23…第2凝縮器、24…第2気液分離器、24A…流入ポート、24B…気体流出ポート、24C…液体流出ポート、25…第3凝縮器、26…第1膨張弁、27…蒸発器、28…アキュムレータ、30…第2膨張弁、31…第3膨張弁、100…液体供給回路、111…ポンプ、112…加熱器、150…負荷、200…制御部

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