冷冻装置的制造方法_2

文档序号:9816199阅读:来源:国知局
过处于该套管21 (以下,称为套管结构体)的内侧的毛细管16的制冷剂与流过其外侧的配管18A的来自蒸发器19的制冷剂能够进行热交换。
[0038]这样,通过将毛细管16插入吸入配管18(配管18A)内而形成套管结构体21,从而使得通过毛细管16内的制冷剂与通过吸入配管18(配管18A)内的制冷剂,利用在毛细管16的整周的壁面进行传递的热传导进行热交换。据此,与以往的在吸入配管的外周面添设毛细管的结构相比,能够格外提高热交换性能。
[0039]进而,套管结构体21的配管18A的外周整体被没有图示的绝热材围绕。据此,变得难以受到来自外部的热的影响,能够更进一步提高配管18 A内的制冷剂与毛细管16内的制冷剂间的热交换能力。进而,以在处于套管结构体21的内侧的毛细管16内和该毛细管16的外侧的吸入配管18(配管18A)内,制冷剂的流向成为对流的方式使制冷剂流动。据此,能够更进一步改善该套管结构体21中的热交换能力。
[0040]此外,从毛细管16伸出的制冷剂配管与高温侧蒸发器19连接,该高温侧蒸发器19与低温侧制冷剂回路6的冷凝器22换热地设置。该高温侧蒸发器19与低温侧制冷剂回路6的冷凝器22—起构成阶梯式热交换器17。并且,从高温侧蒸发器19伸出的吸入配管18依次经过高温侧集管23、上述套管结构体21后,与压缩机I的吸入侧连接。即,高温侧制冷剂回路4是将压缩机1、冷凝器13、毛细管16及蒸发器19等按该顺序连接成环状而构成的。
[0041 ] (1-2)高温侧制冷剂回路4的制冷剂
[0042]在该高温侧制冷剂回路4内,封入二氟甲烷(R32)/五氟乙烷(Rl25)/1,I,I,2_四氟乙烷(R134a)共沸混合物(R407D)、或五氟乙烷(R125)/l,l,l-三氟乙烷(ΚΗβαν?,Ι,υ-Η氟乙烷 (R134a) 共沸混合物 (R404A)、或将在二氟甲烷 (R32)、五氟乙烷 (R125)、l,l,l,2-四氟乙烷(R134a)、1,I,1-三氟乙烷(R143a)的制冷剂组中含有氟化烃混合制冷剂的混合制冷剂作为GWP为1500以下的制冷剂组合物,所述氟化烃混合制冷剂含有I,I,I,2,3-五氟戊烯(HF0-1234ze、GWP6、沸点-19°C)、或同样地,将在二氟甲烷(R32)、五氟乙烷(R125)、l,l,I,2_四氟乙烷(R134a)、1,I,1-三氟乙烷(R143a)的制冷剂组中含有氟化烃混合制冷剂的混合制冷剂作为GWP为1500以下的制冷剂组合物,所述氟化烃混合制冷剂含有I,I,I,2-四氟戊烯(HF0-1234yf、GWP4、沸点-29.4°C)。
[0043]沸点在大气压下为约-40°C,该混合制冷剂在辅助冷凝器8、框架管9及冷凝器13中冷凝,在毛细管16减压,流入构成阶梯式热交换器17的高温侧蒸发器19中并蒸发。据此,阶梯式热交换器17成为-36°C左右。
[0044](1-3)高温侧制冷剂回路4的制冷剂的流动
[0045]图1中,虚线箭头表示在高温侧制冷剂回路4中循环的制冷剂的流动。即,从压缩机I排出的高温气体状制冷剂介由制冷剂排出管7从密闭容器排出,在辅助冷凝器8、框架管9放热后,再次返回密闭容器内,通过油冷却器11。据此,能够利用温度降低了的制冷剂对密闭容器内进行冷却。并且,所述高温气体状制冷剂在低温侧制冷剂回路6的压缩机2的油冷却器12、冷凝器13中冷凝而放热液化,然后在脱水机14中被除去所含有的水分,流入套管结构体21的毛细管16。
[0046]这里,在毛细管16中,制冷剂通过在毛细管16整周的壁面进行传递的热传导来与在该毛细管16的整周设置的吸入配管18(配管18A)内通过的制冷剂进行热交换,进而一边降低温度一边减压,并流入蒸发器19。然后,在蒸发器19中,所述制冷剂通过从在阶梯式热交换器17的冷凝器22内流动的制冷剂吸热,从而蒸发。据此,在冷凝器22内流动的制冷剂被冷却。
[0047]并且,之后,在蒸发器19中蒸发后的制冷剂介由吸入配管18从该高温侧蒸发器19排出,经高温侧集管23而流入套管结构体21内,与在上述的毛细管16内流动的制冷剂进行热交换后,回归压缩机I。
[0048](1-4)低温侧制冷剂回路6
[0049]另一方面,构成低温侧制冷剂回路6的压缩机2,与高温侧制冷剂回路4的压缩机I同样地为使用单相或三相交流电源的电动压缩机。该压缩机2的制冷剂排出管26到达内部热交换器27。该内部热交换器27是用来使在压缩机2中被压缩而向毛细管28(减压器)流动途中的高压侧制冷剂与在蒸发器3中蒸发而返回压缩机2的途中的低压侧制冷剂进行热交换的热交换器。
[0050]经过了内部热交换器27的高压侧制冷剂配管与冷凝器22连接。该冷凝器22如前述那样,与高温侧制冷剂回路4的高温侧蒸发器19 一起构成阶梯式热交换器17。从冷凝器22伸出的制冷剂配管与低温侧脱水机(干芯)31及毛细管28连接。脱水机31是用来除去低温侧制冷剂回路6内的水分的水分除去装置。此外,毛细管28插入作为从蒸发器3伸出并返回压缩机2的吸入配管32的一部分的、后述的套管结构体33的主管34内。
[0051 ] (1-5)套管结构体33的结构
[0052]具体结构在图2中示出。即,如图2所示,在位于蒸发器3的出口侧且位于内部热交换器27的上游侧的作为吸入配管32的一部分(紧接着蒸发器3之后)的主管34内插入毛细管28,构成套管结构体33。通过所述套管结构,构成为能使在处于套管结构体33的内侧的毛细管28中流动的制冷剂与在处于其外侧的主管34中流动的来自蒸发器3的制冷剂进行热交换。
[0053]接着,说明该套管结构体33的制造顺序的实施例(另外,前述的套管结构体21也同样)。首先,在直径比毛细管28大的直管状的主管34内,插入直管状的毛细管28,形成套管。接着,将所述套管卷绕成多段的螺旋状。此时,以使主管34的轴的中心与毛细管28的轴的中心尽可能一致的方式进行卷绕,形成螺旋状的套管。据此,在主管34的内壁面与毛细管28的外壁面之间,尽可能构成一致且均匀的间隙。这样,通过将套管卷绕成多级的螺旋状,形成螺旋状的套管结构,从而能够充分地确保毛细管28的长度,并且能够充分地确保所述套管结构体33的热交换部分,同时能够谋求小型化。
[0054]接着,在实施例中,在主管34的两端焊接安装连接配管36的一侧的侧端36B,所述连接配管36是在T字管的另一侧的侧端36A焊接端管37的一端而成,从连接配管36的端管37的另一端的开口分别拉出毛细管28的端部后,焊接该端管37的另一端,进行密封。进而,在一侧的连接配管36的T字管的下端36C连接有与蒸发器3的出口侧相连的吸入配管32,焊接该连接部。同样地,在主管34的另一端安装的连接配管36的T字管的下端36C连接有到达内部热交换器27的吸入配管32,焊接该连接部。并且,通过未图示的绝热材围绕所述套管结构体33的外周。
[0055]这样,通过将毛细管28插入吸入配管32(主管34及连接配管36)内而形成套管结构体33,从而通过毛细管28内的制冷剂与通过吸入配管32(主管34)内的制冷剂,利用在毛细管28整周的壁面进行传递的热传导进行热交换。据此,与在吸入配管的外周面添设了毛细管的结构相比,能够格外提高热交换性能。
[0056]进而,通过用绝热材围绕套管结构体33的外周整体,从而难以受到来自外部的热的影响,能够进一步提尚主管34内的制冷剂与毛细管28内的制冷剂的热交换能力。进而此夕卜,在处于套管结构体33的内侧的毛细管28内和该毛细管28的外侧的吸入配管32(主管34)内,以使制冷剂的流动成为对流的方式使制冷剂流动。据此,能够更进一步改善该套管结构体33中的热交换能力。
[0057]如图9所示,所述套管结构体33被收容在成为超低温储藏库DF的内箱IL的背面侧的绝热材I内。另外,图9中,没有示出围绕套管结构体33的绝热材。此外,图9所示的IS为用绝热材围绕上述阶梯式热交换器17等而成的绝热结构体,其与套管结构体33相邻并被收容在内箱IL的背面侧的绝热材I内。另一方面,从该套管结构体33伸出的吸入配管32经内部热交换器27而与压缩机2的吸入侧连接。即,低温侧制冷剂回路6也是将压缩机2、冷凝器22、毛细管28、蒸发器3等按该顺序连接成环状的构成。
[0058](1-6)低温侧制冷剂回路6的制冷剂组合物
[0059]实施例中,在该低温侧制冷剂回路6内封入混合制冷剂,所述混合制冷剂含有作为第I制冷剂的乙烷(Rl70)、作为在其中混合的制冷剂的二氧化碳(R744)、以及二氟甲烷(R32)。各制冷剂的沸点及GWP在图3中示出。乙烷(Rl70)的沸点为-88.8°C,GWP为3 ; 二氧化碳(R744)的沸点为-78.4°C,GWP为I ; 二氟甲烷(R32)的沸点为-51.7°C,GWP为650,将它们混合而成的制冷剂组合物的沸点也有助于由二氧化碳(R744)带来的冷冻能力提高,为-86°C以下。
[0060]由于二氧化碳(R744)的沸点为_78.4°C,因此不直接有助于以_85°C?_86°C的
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