R-Optimizer🄬の機能と原理
mosby
冷媒の大きなクラスターを自由電子で「ほぐす」というアイデアです。
冷凍サイクルで使われている冷媒の性状を改善するシステムです。
冷媒管の外側から、発生する電気信号を送り続けます。
冷媒管の内側の冷媒の分子隗がそれに反応し、小さくなります。
ここで、分子そのものを変えるわけではありません。変えるのは分子隗の大きさです。
分子隗というのは、冷媒分子が極性を持つために、分子と分子が電気的に結合を起こしてしまい巨大な分子隗を作ってしまいます。 一般に現在冷媒として使用されているHFC（ハイドロフルオロカーボン）は化学的には極めて安定な分子で構成されています。しかしながら、上述の通り、電気的な極性を持つために、大きな塊として冷媒サイクルを循環することになります。
上記は一般的な冷凍サイクルを示す図です。
- 蒸発：蒸発器では熱を奪い冷媒は液体から気体に変化します
- 圧縮：気体を圧縮機（コンプレッサー）で圧力を高めます。
- 凝縮：高圧になった気体を凝縮器で液体に変化させます。
- 膨張弁：液体となった冷媒を膨張させ、再び蒸発。さらに気化させる①に戻ります。
これを繰り返していることを冷凍サイクルといいます。
R-Optimizer🄬の電気信号によって冷媒の分子隗は小さくなりますから、サイクルの中の冷媒の流動性は上がります。
また、蒸発器及び凝縮器の中では熱交換効率が改善します。
◎ 熱交換効率の改善
層流と乱流との違いで説明できます。
冷媒の分子隗が大きい場合は流体としての指数＝レイノルズ数は小さく冷媒管の中では層流として流動します。一方分子隗の小さくなった冷媒＝大きなレイノルズ数を持つので下部のような乱流として流れます。したがって、凝縮器では冷媒管の内壁の近くまで熱を持った冷媒が流れます。逆に蒸発器では冷たい冷媒が同様に内壁の近くまで冷たさをもって流れます。
このような仕組みで、熱交換系の効率は向上します。
◎ 分子隗をどんな方法で小さくするのか？
冷媒の分子構造まで、話を進めます。
現在、多くのエアコンや冷蔵装置・冷凍装置で使われている冷罵の中にR410Aという代表的な冷媒があります。
1990年代の後半からそれまでにあったHCFCの代替として大きなシェアを占めることになったHFC冷媒の一つです。
この冷媒は混合冷媒であり R-32 とR125の50％/50％の混合ガスです。
その分子構造は下図に示します。
冷媒としてこの分子の集合他の中で、単分子として存在することはありません。
それぞれの電気的な極性によって、互いに引き付けあい巨大な分子隗として存在します。
これらの分子がほぼ無限につながっている構造です。
この場合水素原子が電気陰性度が最も低くフッ素原子が最も高いことに起因します。
つまり
上図のような大きな分子隗になっています。
ここにR-Optimizer🄬で生成した自由電子を注入してやると、
電子の電荷にバランスをとる形で、小さな分子隗となって存在することになります。極小の分子隗の外側はマイナス電荷となりますから、互いの分子隗は斥力が作用し、ばらける形になります。ただし、自由電子の寿命τは極めて短いため、この動きが瞬時に始まり瞬時に終わることが予想されます。連続的にこの反応を起こすことができれば、巨視的には安定した、極小クラスターの系が連続的に発生しているということです。
