(57)【要約】【課題】地球の温暖化防止に好適なヨウ素を含む冷媒を使用しても、冷媒中へのヨウ化水素の発生を抑制し、更には、ヨウ化水素による回路機器や部品の腐食を防止することができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置は、ヨウ素を含む共沸冷媒が封入された冷媒循環経路２と、冷媒循環経路２中、凝縮器６と膨張弁８との間又は蒸発器１０と圧縮機４との間に介挿された吸着ユニット１４とを備え、吸着ユニット１４は水分吸着剤１６及び酸素吸着剤１８を内蔵する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から凝縮器を経て膨張弁に至る高圧経路部分及び前記膨張弁から蒸発器を経て前記圧縮機に至る低圧経路部分を有し、ヨウ素成分を含み且つ地球温暖化係数が１５０以下の冷媒が封入された冷媒循環経路と、
前記冷媒循環経路に介挿され、前記冷媒中の水分を吸着する水分吸着器と、
前記冷媒循環経路に挿入され、前記冷媒中の酸素を吸着する酸素吸着器と
を備えることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記水分吸着器は前記酸素吸着器の直上流に位置付けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷媒は、1,1,1,2-テトラフルオロプロペン及びトリフルオロヨウ化メチルを含む共沸冷媒であることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記酸素吸着器は、前記冷媒循環経路の前記高圧経路部分において、前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記酸素吸着器は、前記冷媒循環経路の前記低圧経路部分において、前記蒸発器と前記圧縮機との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記酸素吸着器は分子篩であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の空調システムに組み込まれる冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化を防止するために種々の対策が講じられ、その一環として、この種の冷凍装置にあっても地球温暖化係数の小さい冷媒の使用が義務付けされる傾向にある。地球温暖化係数が小さい冷媒にはCO２、R152a，HC等が挙げられるが、CO２冷媒にはその圧縮に高圧が要求され、また、R152aやHCの冷媒は可燃性であるという不具合を有する。
上述の事情から、CO２、R152a，HC等の冷媒の不具合を解消した共沸冷媒が開発され（特許文献１）、このような共沸冷媒を車両用の冷凍装置に適用することが考えられている。
【特許文献１】米国特許公報第6969701号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の共沸冷媒はその成分の一部にトリフルオロヨウ化メチル(CF３I)を含み、このトリフルオロヨウ化メチルは分子的に不安定であり、冷媒中の水分と反応してヨウ化水素を発生させる。ヨウ化水素は金属に対して強い腐食性を有することから、冷媒循環経路中の圧縮機等の回路機器や部品の耐久性を著しく悪化させる。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところはヨウ素を含む冷媒を使用することで地球の温暖化を防止でき、しかも、その冷媒の使用による耐久性の悪化をも阻止することができる冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明の冷凍装置は、圧縮機から凝縮器を経て膨張弁に至る高圧経路部分及び膨張弁から蒸発器を経て圧縮機に至る低圧経路部分を有し、ヨウ素成分を含み且つ地球温暖化係数が１５０以下の冷媒が封入された冷媒循環経路と、冷媒循環経路に介挿され、冷媒中の水分を吸着する水分吸着器と、冷媒循環経路に挿入され、冷媒中の酸素を吸着する酸素吸着器とを備える（請求項１）。
【０００５】
請求項１の冷凍装置によれば、冷媒循環経路中を冷媒が循環するとき、水分吸着器及び酸素吸着器は冷凍回路中に含まれる水分及び酸素をそれぞれ吸着する。それ故、冷媒の成分であるヨウ素と水分の水素とが結合したヨウ化水素や、このヨウ化水素と酸素による金属の酸化反応が抑制される。
水分吸着器は酸素吸着器の直上流に位置付けられているのが好ましく（請求項２）、この場合、ヨウ化水素及び酸素が金属と反応する前に、冷媒中へのヨウ化水素の発生が低減される。
【０００６】
好ましくは、冷媒は1,1,1,2-テトラフルオロプロペン及びトリフルオロヨウ化メチルを含む共沸冷媒であり、このような共沸冷媒は、冷媒循環経路の高圧経路部分での高圧化を招かず、しかも、不燃性である。
具体的には、酸素吸着器は、冷媒循環経路の高圧経路部分にあっては凝縮器と膨張弁との間に配置されるか（請求項４）、又は、その低圧経路部分にあっては蒸発器と圧縮機との間に配置される（請求項５）。
【０００７】
更に、酸素吸着器は分子篩であるのが望ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１〜６の冷凍装置は、冷媒の地球温暖化係数が１５０以下と小さいので、地球の温暖化対策として大きく寄与することに加え、冷媒循環経路内を循環する冷媒中の水分や酸素がそれぞれの吸着器により除去されるから、冷媒の成分であるヨウ素が水分と反応してヨウ化水素を発生させることもなく、そして、ヨウ化水素及び酸素による冷凍装置の回路機器及び部品の腐食をも防止され、冷凍装置の耐久性は大きく改善する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、車両の空調システムに組み込まれる一実施例の冷凍装置を概略的に示す。
冷凍装置は冷媒循環経路２を備えており、この冷媒循環経路２内には冷媒が封入されている。この冷媒は、１５０以下の地球温暖化係数を有するヨウ素を含んだ冷媒、具体的には特許文献１に開示されているような共沸冷媒を使用でき、この共沸冷媒は、1,1,1,2-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)及びトリフルオロヨウ化メチル(CF3I)を含んでいる。
【００１０】
冷媒循環経路２には圧縮機４、凝縮器６、膨張弁８及び蒸発器１０が順次介挿され、圧縮機４から凝縮器６を経て膨張弁８に至る部位は高圧経路部分となり、そして、膨張弁８から蒸発器１０を経て圧縮機４に至る部位は低圧経路部分となる。なお、膨張弁８は温度式のものであり、蒸発器１０の直下流に配置された感温センサ１２を有する。
上述の高圧経路部分において、凝縮器６と膨張弁８との間には吸着ユニット１４が介挿されている。この吸着ユニット１４はそのケーシング内に分子篩等の水分を吸着する水分吸着剤１６及び酸素吸着剤１８を含み、冷媒循環経路２内を循環する共沸冷媒の流れ方向でみて、水分吸着剤１６は酸素吸着剤１８の直上流に位置付けられている。
【００１１】
図２は、酸素吸着剤１８における酸素(O２)及び窒素（Ｎ２）の吸着特性を示す。図２から明らかなように、酸素吸着剤１８は窒素に比べて酸素を急速に吸着し、酸素吸着剤として優れたものである。
上述した冷凍装置の作動中、冷媒が吸着ユニット１４を通過する際、冷媒に水分や酸素が含まれていても、これら水分及び酸素は水分吸着剤１６及び酸素吸着剤１８によりそれぞれ吸着され、冷媒から除去される。
【００１２】
従って、冷媒の成分であるトリフルオロヨウ化メチル(CF3I)と水分との間での下式(1)の反応は抑制されることになる。
CF3I＋２H２Ｏ  →  HI＋CO２＋３HF        …(1)
従って、冷媒中のヨウ化水素(HI)の発生が低減されることから、ヨウ化水素や酸素の存在に起因する下式(2),(3)の反応もまた阻止又は低減される。
【００１３】
Fe＋２HI  →  FeI２＋H２                …(2)
２Cu＋４HI＋O２  →  ２CuI２＋２H２Ｏ   …(3)
この結果、冷媒循環経路２に介挿されている圧縮機４等の回路機器や部品を構成する鉄系材料や銅系材料がヨウ素により腐食されてしまうのを阻止でき、冷凍装置の作動上の信頼性のみならず、その耐久性をも向上させることができる。
【００１４】
本発明は上述の実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、図１中、２点鎖線で示されているように吸着ユニット１４は、冷媒循環経路２において、蒸発器１０と圧縮機４との間の低圧経路部分に配置されていてもよく、この場合にも、水分吸着剤１６が酸素吸着剤１８の直上流に位置付けられていることは言うまでもない。
【００１５】
また、水分吸着剤１６及び酸素吸着剤１８は必ずしも吸着ユニット１４としてモジュール化されている必要はなく、冷媒循環経路２に水分吸着剤１６及び酸素吸着剤１８を分離して配置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施例の冷凍装置を示した概略構成図である。
【図２】図１の酸素吸着剤が有する酸素及び窒素の吸着特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００１７】
２              冷媒循環経路
４              圧縮機
６              凝縮器
８              膨張弁
１０              蒸発器
１４              吸着ユニット（酸素吸着器）
１６              水分吸着剤
１８              酸素吸着剤
【図１】
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【図２】
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