CN109072900B - 压缩机和热循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明具有密闭容器(10)、设置于密闭容器内的上部并压缩工作介质的压缩部(30)、设置于密闭容器内的底部并储存润滑油的储油部(15)、设置于密闭容器内的压缩部和储油部之间并驱动压缩部的电动部(50)、以贯通密闭容器的储油部的区域内的壁面的方式设置的电源端子(60),该电源端子能够在密闭容器外与外部电源连接,并且在密闭容器内介由引线(57)与电动部电连接。

Description

压缩机和热循环系统
技术领域
本发明涉及压缩机和热循环系统。
背景技术
以往,作为制冷机用工作介质、空调机器用工作介质、发电系统(废热回收发电等)用工作介质、潜热输送装置(热管等)用工作介质、二次冷却介质等热循环用的工作介质,使用了一氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷等氯氟烃(CFC),一氯二氟甲烷等氢氯氟烃(HCFC)。但是,CFC和HCFC被指出对平流层的臭氧层存在影响,现在成为了被限制的对象。
由于这种原因,作为热循环用工作介质,使用对臭氧层影响小的二氟甲烷(HFC-32)、四氟乙烷、五氟乙烷(HFC-125)等氢氟烃(HFC)来替代CFC和HCFC。例如,R410A(HFC-32和HFC-125的质量比为1:1的近似共沸混合工作介质)等是一直以来广泛使用的工作介质。但是,HFC被指出可能是全球变暖的原因。
R410A由于制冷能力强,所以在称作组合式空调和室内空调的通常的空调机器等中被广泛使用。但是,温室效应潜能值(GWP)高达2088,因此需要开发GWP低的工作介质。
于是,最近由于具有碳-碳双键且该键容易被空气中的OH自由基分解,因此针对作为对臭氧层影响很小且对全球变暖影响小的工作介质的氢氟烯烃(HFO)、即具有碳-碳双键的HFC具有越来越多的期待。本说明书中,在没有特别限定的情况下,则将饱和HFC称作HFC,与HFO区别使用。另外,也存在将HFC记述为饱和氢氟烃的情况。进一步,对于HFC、HFO等卤化烃,将其化合物的简称记在化合物名之后的括号内,但在本说明书根据需要使用其简称以代替化合物名。
作为使用了该HFO的工作介质,例如在专利文献1中公开了关于使用了具有上述特性的同时、还具有优良的循环性能的1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)的工作介质的技术。专利文献1中,还以提高该工作介质的不燃性和循环性能等为目的,尝试了将HFO-1123与各种HFC组合作为工作介质。
另外,已知若存在火源,则该HFO-1123单独使用时在高温或高压下会发生自分解。对此,非专利文献1报告了通过将HFO-1123与例如偏氟乙烯等其他成分混合而形成抑制了HFO-1123的含量的混合物、藉此抑制自分解反应的尝试。
另外,专利文献2中除了在热循环系统中使用HFO-1123作为单一工作介质以外,还提出了使用HFO-1123与HFC-32、或HFO-1123与HFO-1234yf的混合工作介质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/157764号
专利文献2:国际公开第2015/136703号
非专利文献
非专利文献1:燃烧、爆炸和冲击波(Combusion,Explosion,and Shock Waves),卷42,编号2,140-143页,2006
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在使用含有HFO-1123这样的氢氟烯烃的工作介质的情况下,需要留意的是,热循环系统中如果由于异常运转等而使工作介质暴露于高温或高压下、在该状态下施加了着火能量,则氢氟烯烃存在发生自分解反应的可能性。
热循环系统内,在高温高压下向工作介质施加一定的着火能量的可能性高的位置主要是压缩机内部。在压缩机内部,如果因为电源端子发生放电(电火花)等而产生着火能量,则存在该着火能量作用于工作介质而发生歧化反应的可能性。
于是,本发明的目的在于提供能够防止压缩机内的电源端子产生火花、进而防止工作介质的自分解反应的发生的压缩机和热循环系统。
解决技术问题所采用的技术方案
为了达成上述目的,本发明的一种形式的压缩机具有
密闭容器、
设置于该密闭容器内的上部并压缩工作介质的压缩部、
设置于所述密闭容器内的底部并储存润滑油的储油部(日文:油溜め部)、设置于所述密闭容器内的所述压缩部和所述储油部之间并驱动所述压缩部的电动部、
以贯通所述密闭容器的所述储油部的区域内的壁面的方式设置的电源端子,该电源端子能够在所述密闭容器外与外部电源连接,并且在所述密闭容器内介由引线与所述电动部电连接。
本发明的另一形式的热循环系统具有与所述压缩机连接并供含有HFO的工作介质循环的工作介质回路。
发明效果
通过本发明,能够防止压缩机内部的电源端子产生火花,进而防止发生由此引起的工作介质的自分解反应。
附图的简要说明
图1是表示本发明的实施方式的压缩机的一例的构成的剖面图。
图2是固定涡旋体和摇动涡旋体的水平剖面图。
图3是表示作为本发明的实施方式的热循环系统的一例的空调装置的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的压缩机100的一例的构成的剖面图。本发明的压缩机只要压缩部配置于上方且电动部配置于下方,则能够使用包括涡旋式压缩机、旋转式压缩机在内的各种压缩机,在本实施方式中,以使用涡旋式压缩机作为本发明的压缩机的示例进行说明。
压缩机100具备密闭容器10、吸入管20、排出管21、压缩部30、轴40、电动部50、电源端子60。
密闭容器10起到压缩机100的壳体的作用,在内部容纳压缩部30、轴40、电动部50、电源端子60等。另外,在密闭容器10的底部形成储油部15,用于储存润滑油(制冷机油)70。介由设置于轴40的供油通路(未图示)向构成压缩部30的部件和轴承等滑动部位供给润滑油70,以使压缩部30能够平滑地进行压缩动作。
储油部15设置有电源端子60,该电源端子60介由绝缘部件62以贯通密闭容器10的方式设置。电源端子60是用于从外部电源向密闭容器10内的电动部50供给电力的端子,具备外部端子61和内部端子63。外部端子61是用于接收来自位于密闭容器10的外部的外部电源(未图示)的电力供给的端子,设置于密闭容器10的外部。内部端子63是用于向电动部50供给电源的端子,设置于密闭容器10内。内部端子63设置于安装有储油部15的区域内的密闭容器10的内周面,处于浸渍在润滑油70中的状态。因此,形成为在内部端子63的端子间存在绝缘性极高的润滑油70的状态,能够消除端子间产生火花的可能性。通过所述构成,能够防止可能导致产生火花的工作介质的自分解反应,其详细情况在后文描述,对其他构成要素进行说明。
吸入管20是用于向密闭容器10内吸入工作介质的配管,应使密闭容器10的内外连通并设置于其侧面。通过吸入管20被吸入密闭容器10内的气态工作介质冷却电动部50,并且被导向压缩部30。
压缩部30起到将吸入密闭容器10内的工作介质压缩至规定压力的作用,因此比电动部50更靠上方。本实施方式的压缩机100中压缩部30的结构没有限定,比电动部50更靠上方即可,能够使用具有各种结构的压缩部30。因此,此处将本实施方式的压缩机100能够使用的压缩部30作为一例进行说明。
压缩部30具备固定涡盘(日文:スクロール)31、摇动涡盘32、奥尔德姆环(日文:オルダムリング)33、框架34、排出管连接部35。固定涡盘31配置于上部,摇动涡盘32配置于下部,以彼此相对的方式设置。摇动涡盘32的下方设置有容纳摇动涡盘32的框架34。此外,在固定涡盘31的上方设置有排出管连接部35。奥尔德姆环33设置于摇动涡盘32的下方。另外,由固定涡盘31和摇动涡盘32的后述的各自的涡旋体形成空间,成为作为密闭空间的压缩室A和与密闭容器10内开放连通的吸入室B。
固定涡盘31和摇动涡盘32协同运动以压缩工作介质。固定涡盘31的结构具有大致水平设置的台板31a和从台板31a的下表面向下方直立的固定涡旋体31b。
台板31a是固定在密闭容器10内的平板状的构件,外周面与密闭容器10的内周面相接,下表面的周缘部与框架34的上部相接。台板31a的中央部形成有将由压缩室A压缩的工作介质排出的排出端口31c、能够与排出端口31c连通的连通部31d。
排出端口31c以一端与压缩室A连通、另一端与连通部31d连通的方式在台板31a的上下方向上延伸设置。排出阀31e设置于排出端口31c和连通部31d之间,以覆盖排出端口31c的方式安装。
排出阀31e在压缩室A内的压力小于规定压力(连通部31d内的压力)时处于将排出端口31c堵塞的状态,限制工作介质从压缩室A侧向排出管21的流动,压缩室A内的压力如果达到规定压力(连通部31d内的压力)以上则被上推,将排出端口31c开启,使工作介质流向排出管21。
排出管连接部35使排出管21与压缩部30连接,因此起到将排出管21与连通部31d连通的作用。
排出管21是将由压缩部30压缩的工作介质从密闭容器10向外部排出的配管。
摇动涡盘32具有大致水平的台板32a、从台板32a的上表面向上方直立而形成的摇动涡旋体32b、从台板32a的下表面向下方延伸的轴套部(日文:ボス部)32c。
台板32a由圆板形状的构件构成,通过利用轴40的旋转的偏心部41的偏心旋转、介由后述的轴套部32c被驱动,在框架34内摇动运动(旋转运动)。
图2是固定涡旋体31b和摇动涡旋体32b的水平剖面图。如图2所示,固定涡旋体31b和摇动涡旋体32b均以涡旋形状、即内旋式曲线形状构成,彼此相对配置。固定涡盘31的固定涡旋体31b呈固定状态、摇动涡盘32的摇动涡旋体32b通过轴40的旋转而摇动(旋转运动),从外侧向内侧压缩工作介质,从中央的排出端口31c向上方排出压缩了的工作介质。
回到图1的说明。轴套部32c是形成于台板32a的下表面的中空圆筒的形状。轴套部32c中容纳了设置于轴40的上端的圆筒状的呈可滑动状态的偏心部41。即,通过轴40的旋转,摇动涡盘32介由容纳于轴套部32c的偏心部41被驱动。
摇动涡盘32以能够滑动的方式容纳于框架34。从而,在框架34的上表面与摇动涡盘32的台板32a的下表面形成滑动面。框架34具有上部和下部开放的形状,上部设置有固定涡盘31的台板31a而被堵塞、下部容纳有轴40和偏心部41。另外,外周面固定于密闭容器10的内周面。
奥尔德姆环33设置于摇动涡盘32的台板32a的下表面的下侧,具有阻止摇动涡盘32的摇动运转中的自转运动的机构,起到仅使其摇动运动(旋转运动)的作用。
另外,关于压缩室A,通过台板31a的下表面和固定涡旋体31b、台板32a的上表面和摇动涡旋体32b形成的空间并利用固定涡旋体31b和摇动涡旋体32b的涡旋的涡旋数以密闭空间的方式形成多个压缩室A。另外,如图2所示,吸入室B形成于固定涡旋体31b和摇动涡旋体32b的前端部分,由框架34的内侧面、台板32a的外周部、固定涡旋体31b的内周面31B和摇动涡旋体32b的外周面32B形成,处于与密闭容器10内连通的状态。从而,从密闭容器10的框架34的下侧的空间流入框架34的工作介质被吸入吸入室B,随着轴40的旋转,吸入室B形成由固定涡旋体31b和摇动涡旋体32b封闭而得的空间(压缩室A),随着轴40的旋转而连续地被压缩。
返回图1,对其他构成要素进行说明。
电动部50利用其输出功率使轴40旋转以驱动压缩部30,供给用于压缩工作介质的动力(能量)。电动部50具备电动机51。电动机51是固定支撑于密闭容器10的定子53与安装于轴40的转子52的组合。
定子53例如在层叠铁芯上介由绝缘构件55安装多个相的固定子线圈54而构成。
转子52例如在内部具有永久磁石(未图示),安装于轴40,以与定子53的内周面之间形成规定的间隙。通过在固定子线圈54中流通电流以在定子53的内侧产生旋转磁场,藉此使转子52、即形成为一体的轴40旋转。为了抑制伴随着摇动涡盘32和奥尔德姆环33的运动的旋转不平衡,也可在转子52上设置平衡器56。
对固定子线圈54的电流的供给通过引线57进行。引线57的一端与固定子线圈54连接,另一端与连接器58连接。连接器58与电源端子60的内部端子63连接。如果从外部电源(未图示)向电源端子60供给电力,则电流介由内部端子63→连接器58→引线57流向固定子线圈54。
电动部50的下方设置有子框架11以划分密闭容器10内的空间。子框架11的下部形成有作为储油部15的空间,形成储存润滑油70的结构。子框架11的中心部设置有以自由旋转的方式支撑轴40的下端部的轴承12,进一步在其周缘部设置有供引线57贯通的贯通孔13。设置贯通孔13以能够从设置于子框架11下部的电源端子60向电动部50供给电力(电流),并使引线57能够容易地贯通。
此处,电动部50设置于压缩部30和储油部15之间,即设置于压缩部30的下方且设置于储油部15的上方。通过这种配置,能够以接近储油部15的方式配置电动部50。
电源端子60是如上所述的用于向电动部50供给电力(电流)的端子,以内部端子63浸渍在储油部15内储存的润滑油70中的方式设置。藉此能够提高内部端子63的电绝缘性,进而防止内部端子63产生火花。通常,内部端子63具有多个彼此邻接的金属端子露出部分,以金属端子露出部分彼此邻接的方式设置,处于露出的金属端子部分可能产生火花的状态。另外,设置为与内部端子63连接的连接器58和引线57的至少一部分浸渍于冷冻机油,藉此抑制压缩机内的异常发热导致的引线57的被覆的损伤(绝缘击穿),能够防止产生火花。
本实施方式中,内部端子63浸渍于润滑油70,邻接的金属端子露出部分彼此之间由于润滑油而呈高绝缘性状态。即,将电源端子60设置在储油部15的区域内,使内部端子63切实地浸渍于润滑油70中。另外,通过将内部端子63浸渍于润滑油70,与之连接的连接器58、引线57的至少一部分及其金属端子露出部分也必然会浸渍于润滑油70中,能够抑制这些组件的异常发热并同样地提高电绝缘性。通常,电源端子60比子框架11更靠近上方,设置于最靠近固定子线圈54的密闭容器10的侧面,因此处于容易与气态工作介质直接接触的状态,可能由于工作介质的特性(介电常数等)而产生火花,结果诱发工作介质的自分解反应。本实施方式中,如图1所示,是内部端子63浸渍于润滑油70内的结构,通过润滑油70所具有的高电绝缘性而使得工作介质极难发生自分解反应。
另外,只要内部端子63的金属端子露出部分浸渍于润滑油70,则电源端子60可设置在包括密闭容器10的底面在内的任意部位,如果考虑设置的容易度、压缩机100的竖直放置,则优选设置于密闭容器10的侧面。藉此,压缩机100能够在地面上竖直放置,能够容易地进行与外部电源的连接操作以及压缩机100的设置。
另外,作为润滑油(制冷机油)70,可以无特别限制地采用与以往的由卤化烃构成的工作介质共同用于热循环系统用组合物的公知的制冷机油。具体而言,作为可使用的制冷机油的示例,可例举含氧类制冷机油(酯类制冷机油、醚类制冷机油)、氟类制冷机油、矿物类制冷机油、烃类制冷机油等。
此处,对压缩机100的运行进行简单说明。
图1中,如果从外部电源(未图示)向电源端子60供给电力(电流),则电流经由浸渍于润滑油70中的内部端子63、连接的引线57流向固定子线圈54,产生旋转磁场而使转子52旋转,轴40随之旋转。
伴随着轴40的旋转,位于轴40的前端的偏心部41的旋转运动使摇动涡盘32发生摇动运动,藉此,固定涡旋体31b与摇动涡旋体32b形成的密闭空间(压缩室A)的容积随着轴40的旋转而减少。
在摇动涡盘32摇动运动的状态下,从吸入管20向密闭容器10内吸入气态工作介质。吸入的气态工作介质介由构成压缩部30的吸入室B被导入,伴随着轴40的旋转在密闭空间的压缩室A中被压缩,压力逐渐升高。进而,如果压缩室A的压力超过规定的压力(连通部31d的压力),则排出阀31e向上方开启,工作介质从排出端口31c经排出阀31e向连通部31d流出,介由排出管21向密闭容器10的外部排出。
在如上所述的运转中,电源端子60的内部端子63的金属端子露出部分不会产生火花,因此即使是含有HFO的工作介质,也能够稳定地持续运转。
然后,对本发明的实施方式的热循环系统进行说明。本实施方式的热循环系统使用本实施方式的压缩机100。
以下,使用图3,使用空调装置150作为本发明的热循环系统的一个示例进行说明。图3是表示作为本发明的实施方式的热循环系统的一例的空调装置150的一例的图。
如图3所示,空调装置150具有室外单元150a和室内单元150b,设置在室外单元150a内的作为压缩机构的压缩机100、四通切换阀154、作为膨胀机构的膨胀阀156、室外热交换器157、设置在室内单元150b内的室内热交换器155通过配管连接而构成了工作介质循环的路径151。
在室外热交换器157中设置风扇160,在室内单元150b中设置风扇161,通过风扇160和161的送风分别使室外热交换器157和室内热交换器155起作用,在路径151中循环的工作介质与周围进行热交换。
空调装置150通过四通切换阀154的切换动作而能够逆转工作介质的循环方向,能够以制冷和制暖方式运行。
另外,空调装置150具备向压缩机100供给电力的逆变电源等电力供给装置172和对其进行控制的控制装置170,从交流电源171向电力供给装置172供给电力,藉此通过压缩机100的电源端子60向电动部50供给电力,电流流向固定子线圈54。
这里,对该空调装置150的大致运行操作进行说明。
制暖运行时,四通切换阀154按图3所示的实线进行设定。如果在该状态下运行压缩机100,则室内热交换器155作为冷凝器,室外热交换器157作为蒸发器,进行制冷循环。
从压缩机100排出的高温高压的工作介质经由四通切换阀154(图3的点d2)流向室内热交换器155,向室内空气放热而冷凝(图3的点d3)。冷凝的高压工作介质经膨胀阀156减压而形成低压的工作介质(图3的点d4),流入室外热交换器157。
流入室外热交换器157的低压的工作介质为气液混合的2相状态(气相·液相),容易吸热蒸发,从室外空气吸热蒸发。蒸发了的低压工作介质经由四通切换阀154,通过图3的点d1而返回并吸入压缩机100。被吸入的低压工作介质被压缩,再次作为高温·高压工作介质被排出。通过重复进行该操作,上述空调装置150进行制暖运转。
制冷运转中,四通切换阀154的流路发生变化(图3中的虚线),工作介质的流动方向与制暖运转完全相反,热交换器的功能也相反(室内热交换器155为蒸发器,室外热交换器157为冷凝器)。
然后,对本发明的实施方式的压缩机100和热循环系统中使用的工作介质进行说明。
如上所述,本发明的实施方式的压缩机100和热循环系统中使用的工作介质可使用以往公知的工作介质,但优选包含氢氟烯烃(HFO)的工作介质。作为HFO,可例举三氟乙烯(HFO-1123)、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)、1,2-二氟乙烯(HFO-1132)、2-氟丙烯(HFO-1261yf)、1,1,2-三氟丙烯(HFO-1243yc)、反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO-1225ye(E))、顺式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO-1225ye(Z))、反式-1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze(E))、顺式-1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze(Z))、3,3,3-三氟丙烯(HFO-1243zf)等,优选包含HFO-1234yf、HFO-1234ze(E)或HFO-1234ze(Z),更优选包含HFO-1234yf或HFO-1123,特别优选包含HFO-1123。
本发明的工作介质优选含有HFO-1123,还可根据需要含有后述的任意成分。相对于工作介质100质量%,HFO-1123的含量优选在10质量%以上,更优选为20~80质量%,进一步优选为40~80质量%,更进一步优选为40~60质量%。
(HFO-1123)
在表1中示出HFO-1123作为工作介质的特性,其中特别与R410A(HFC-32和HFC-125的质量比为1:1的近似共沸混合工作介质)进行了相对比较。循环性能以用后述方法求出的效率系数和制冷能力表示。HFO-1123的效率系数和制冷能力以R410A为基准(1.000)用相对值(以下称作相对效率系数和相对制冷能力)表示。温室效应潜能值(GWP)是政府间气候变化专业委员会(IPCC)第4次评价报告书(2007年)中所示的100年的值,或按照该方法测定的100年的值。本说明书中若无特别说明,则GWP指该值。工作介质由混合物构成时,如后所述,温度梯度是评价工作介质的重要因素,优选是较小的值。
[表1]
表1
R410A HFO-1123
相对效率系数 1.000 0.921
相对制冷能力 1.000 1.146
温度梯度[℃] 0.2 0
GWP 2088 0.3
[任意成分]
本发明中使用的工作介质优选含有HFO-1123,在不损害本发明的效果的范围内,除HFO-1123之外也可任意含有通常作为工作介质使用的化合物。作为这种任意的化合物(任意成分),例如可例举HFC和HFO-1123以外的HFO(具有碳-碳双键的HFC),这些化合物以外的与HFO-1123共同气化、液化的其他成分等。作为任意成分,优选HFC、HFO-1123以外的HFO(具有碳-碳双键的HFC)。
作为任意成分,优选例如与HFO-1123组合后用于热循环时具有进一步提高上述相对效率系数和相对制冷能力的作用的同时、GWP和温度梯度停留在容许范围内的化合物。工作介质如果含有与HFO-1123组合的这种化合物,则在将GWP维持在低水平并获得更为良好的循环性能的同时,由温度梯度产生的影响也很少。
(温度梯度)
在工作介质含有例如HFO-1123和任意成分的情况下,除HFO-1123与任意成分为共沸组成的情况之外,具有相当大的温度梯度。工作介质的温度梯度根据任意成分的种类以及HFO-1123与任意成分的混合比例而不同。
使用混合物作为工作介质的情况下,通常优选使用共沸混合物或如R410A的近似共沸混合物。非共沸组合物在从压力容器向制冷空调机器填充时存在组成发生变化的问题。进一步,在制冷空调机器发生工作介质泄露的情况下,制冷空调机器内的工作介质组成发生变化的可能性极大,难以恢复至初始状态的工作介质组成。另一方面,如果是共沸混合物或近似共沸混合物,则能够避免上述问题。
作为评价混合物的工作介质的使用可能性的指标,一般使用“温度梯度”。温度梯度定义为热交换器、例如蒸发器中蒸发的或冷凝器中冷凝的起始温度和终止温度不同的性质。共沸混合物的温度梯度为0,近似共沸混合物,例如R410A的温度梯度为0.2的情况,温度梯度极为接近于0。
如果温度梯度大,则存在例如蒸发器的入口温度降低而导致结霜的可能性增高的问题。进一步,在热循环系统中,为了提高热交换效率而通常使热交换器中流动的工作介质和水及空气等热源流体形成对流,在稳定运转状态下该热源流体的温度差小,因此在温度梯度大的非共沸混合介质的情况下,难以得到能量效率良好的热循环系统。因此,将混合物作为工作介质使用时,期望是具有合适的温度梯度的工作介质。
(HFC)
作为任意成分的HFC,优选从上述观点出发进行选择。此处,已知与HFO-1123相比,HFC的GWP更高。因此,作为与HFO-1123组合的HFC,优选从以下观点出发进行适当选择:除了提高上述工作介质的循环性能且使温度梯度停留在适当的范围内之外,特别要使GWP停留在容许范围内。
作为对臭氧层影响小、且对全球变暖影响小的HFC,具体优选碳数1~5的HFC。HFC既可以是直链状,也可以是支链状,还可以是环状。
作为HFC,可例举HFC-32、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷、HFC-125、五氟丙烷、六氟丙烷、七氟丙烷、五氟丁烷、七氟环戊烷等。
其中,作为HFC,从对臭氧层影响小、且冷冻循环特性优良的观点出发,优选HFC-32、1,1-二氟乙烷(HFC-152a)、1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a)、1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)以及HFC-125,更优选HFC-32、HFC-152a、HFC-134a以及HFC-125。
HFC可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
工作介质(100质量%)中的HFC含量可根据工作介质的要求特性进行任意选择。例如,由HFO-1123和HFC-32构成工作介质时,HFC-32的含量为1~99质量%的范围则效率系数和制冷能力得到提高。由HFO-1123和HFC-134a构成工作介质时,HFC-134a的含量为1~99质量%的范围则效率系数得到提高。
另外,关于上述优选的HFC的GWP,HFC-32为675,HFC-134a为1430,HFC-125为3500。从将所得工作介质的GWP抑制在低水平的角度考虑,作为任意成分的HFC,最优选HFC-32。
另外,HFO-1123和HFC-32的质量比在99:1~1:99的组成范围内则能够形成接近共沸的近似共沸混合物,几乎不用选择组成范围,两者的混合物的温度梯度就接近于0。从这一点考虑,作为与HFO-1123组合的HFC,HFC-32也是有利的。
本发明所用的工作介质中,在同时使用HFO-1123和HFC-32的情况下,相对于工作介质100质量%,HFC-32的含量具体优选在20质量%以上,更优选为20~80质量%,进一步优选为40~60质量%。
在本发明所用的工作介质中,例如含有HFO-1123时,作为HFO-1123以外的HFO,从具有高临界温度、耐久性和效率系数优良的角度考虑,优选HFO-1234yf(GWP=4)、HFO-1234ze(E)、HFO-1234ze(Z)((E)体和(Z)体的GWP均为6),更优选HFO-1234yf、HFO-1234ze(E)。HFO-1123以外的HFO可单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。工作介质(100质量%)中的HFO-1123以外的HFO含量可根据工作介质的要求特性进行任意选择。例如,由HFO-1123和HFO-1234yf或HFO-1234ze构成工作介质时,HFO-1234yf或HFO-1234ze的含量为1~99质量%的范围则效率系数得到提高。
本发明所用的工作介质在含有HFO-1123以及HFO-1234yf时优选的组成范围在以下用组成范围(S)表示。
另外,表示组成范围(S)的各式中各化合物简称表示相对于HFO-1123、HFO-1234yf和其他成分(HFC-32等)的总量的该化合物的比例(质量%)。
<组成范围(S)>
HFO-1123+HFO-1234yf≧70质量%
95质量%≧HFO-1123/(HFO-1123+HFO-1234yf)≧35质量%
组成范围(S)的工作介质的GWP极低,温度梯度小。另外,从效率系数、制冷能力以及临界温度的角度考虑,也能呈现能够替代以往的R410A的制冷循环性能。
组成范围(S)的工作介质中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的总量,HFO-1123的比例更优选40~95质量%,进一步优选50~90质量%,特别优选50~85质量%,最优选60~85质量%。
另外,工作介质100质量%中的HFO-1123和HFO-1234yf的总含量更优选80~100质量%,进一步优选90~100质量%,特别优选95~100质量%。
进一步,本发明所用的工作介质优选含有HFO-1123、HFC-32和HFO-1234yf,在含有HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32时的优选组成范围(P)如下所示。
另外,表示组成范围(P)的各式中,各化合物的简称表示相对于HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32的总量的该化合物的比例(质量%)。组成范围(R)、组成范围(L)、组成范围(M)也同样如此。另外,以下记载的组成范围中,具体记载的HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32的总量相对于热循环用工作介质总量优选超过90质量%且在100质量%以下。
<组成范围(P)>
70质量%≦HFO-1123+HFO-1234yf
30质量%≦HFO-1123≦80质量%
0质量%<HFO-1234yf≦40质量%
0质量%<HFC-32≦30质量%
HFO-1123/HFO-1234yf≦95/5质量%
具有上述组成的工作介质是HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32各自具有的特性以良好的平衡性得到发挥、且抑制了各自具有的缺点的工作介质。即,该工作介质是GWP被抑制为极低水平的、在用于热循环时由于温度梯度小且具有一定的能力和效率而能够获得良好的循环性能的工作介质。此处,相对于HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32的总量,HFO-1123和HFO-1234yf的总量优选在70质量%以上。
另外,作为本发明所用工作介质的更优选的组成,可例举相对于HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32的总量,HFO-1123的含量比例为30~70质量%、HFO-1234yf的含量比例为4~40质量%以及HFC-32的含量比例为0~30质量%且相对于工作介质总量的HFO-1123的含量在70摩尔%以下的组成。所述范围的工作介质不仅上述效果得到提高,HFO-1123的自分解反应也得到抑制,是耐久性高的工作介质。从相对效率系数的观点出发,HFC-32的含量优选在5质量%以上,更优选在8质量%以上。
另外,还示出了本发明所用的工作介质含有HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32时的其他优选组成,只要相对于工作介质总量的HFO-1123的含量在70摩尔%以下,就可得到HFO-1123的自分解反应被抑制、耐久性高的工作介质。
以下示出进一步优选的组成范围(R)。
<组成范围(R)>
10质量%≦HFO-1123<70质量%
0质量%<HFO-1234yf≦50质量%
30质量%<HFC-32≦75质量%
具有上述组成的工作介质是HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32各自具有的特性以良好的平衡性得到发挥、且抑制了各自具有的缺点的工作介质。即,GWP被抑制在低水平且耐久性得到确保的、在用于热循环时由于温度梯度小且具有高能力和效率而能够获得良好的循环性能的工作介质。
具有上述组成范围(R)的本发明的工作介质的优选范围在以下示出。
20质量%≦HFO-1123<70质量%
0质量%<HFO-1234yf≦40质量%
30质量%<HFC-32≦75质量%
具有上述组成的工作介质是HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32各自具有的特性以特别良好的平衡性得到发挥、且抑制了各自具有的缺点的工作介质。即,GWP被抑制在低水平且耐久性得到确保的、在用于热循环时由于温度梯度更小且具有更高的能力和效率而能够获得良好的循环性能的工作介质。
具有上述组成范围(R)的本发明的工作介质的更优选的组成范围(L)在以下示出。进一步优选组成范围(M)。
<组成范围(L)>
10质量%≦HFO-1123<70质量%
0质量%<HFO-1234yf≦50质量%
30质量%<HFC-32≦44质量%
<组成范围(M)>
20质量%≦HFO-1123<70质量%
5质量%≦HFO-1234yf≦40质量%
30质量%<HFC-32≦44质量%
具有上述组成范围(M)的工作介质是HFO-1123、HFO-1234yf和HFC-32各自具有的特性以特别良好的平衡性得到发挥、且抑制了各自具有的缺点的工作介质。即,该工作介质是GWP上限被抑制在300以下且耐久性得到确保的、在用于热循环时由于温度梯度为低于5.8的低值且相对效率系数和相对制冷能力接近1而能够获得良好的循环性能的工作介质。
如果落入该范围,则温度梯度的上限降低,相对效率系数×相对制冷能力的下限提高。从相对效率系数大的角度考虑,更优选为8质量%≦HFO-1234yf。另外,从相对制冷能力大的角度考虑,更优选HFO-1234yf≦35质量%。
另外,本发明中使用的其他工作介质优选含有HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf,通过该组成可抑制工作介质的可燃性。
进一步优选含有HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf,优选相对于工作介质总量,HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf的总量比例超过90质量%且在100质量%以下,相对于HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf的总量,HFO-1123的比例在3质量%以上35质量%以下,HFC-134a的比例在10质量%以上53质量%以下,HFC-125的比例在4质量%以上50质量%以下,HFO-1234yf的比例在5质量%以上50质量%以下。通过形成为这种工作介质,则工作介质具有不燃性且安全性优良,进一步减少了对臭氧层和全球变暖的影响,用于热循环系统时能够成为循环性能更优良的工作介质。
最优选含有HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf,更优选相对于工作介质总量,HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf的总量比例超过90质量%且在100质量%以下,相对于HFO-1123、HFC-134a、HFC-125和HFO-1234yf的总量,HFO-1123的比例在6质量%以上25质量%以下,HFC-134a的比例在20质量%以上35质量%以下,HFC-125的比例在8质量%以上30质量%以下,HFO-1234yf的比例在20质量%以上50质量%以下。通过使用这种工作介质,则工作介质具有不燃性且安全性更为优良,更进一步减少了对臭氧层和全球变暖的影响,用于热循环系统时能够成为循环性能进一步更优良的工作介质。
(其他任意成分)
本发明的热循环系统用组合物所用的工作介质除上述任意成分以外,也可含有二氧化碳、烃、氯氟烯烃(CFO)、氢氯氟烯烃(HCFO)等。作为其他任意成分,优选对臭氧层影响小、且对全球变暖影响小的成分。
作为烃,可例举丙烷、丙烯、环丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷等。
烃可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
在上述工作介质含有烃的情况下,其含量相对于工作介质100质量%为低于10质量%,优选1~5质量%,更优选3~5质量%。若烃在下限值以上,则工作介质中矿物类制冷机油的溶解性更为良好。
作为CFO,可例举氯氟丙烯和氯氟乙烯等。从防止大幅降低工作介质的循环性能并容易抑制工作介质的可燃性的观点出发,作为CFO,优选1,1-二氯-2,3,3,3-四氟丙烯(CFO-1214ya)、1,3-二氯-1,2,3,3-四氟丙烯(CFO-1214yb)、1,2-二氯-1,2-二氟乙烯(CFO-1112)。
CFO可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
在工作介质含有CFO的情况下,其含量相对于工作介质100质量%为低于10质量%,优选1~8质量%,更优选2~5质量%。若CFO的含量在下限值以上,则容易抑制工作介质的可燃性。若CFO的含量在上限值以下,则容易获得良好的循环性能。
作为HCFO,可例举氢氯氟丙烯和氢氯氟乙烯等。从防止大幅降低工作介质的循环性能并容易抑制工作介质的可燃性的观点出发,作为HCFO,优选1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯(HCFO-1224yd)、1-氯-1,2-二氟乙烯(HCFO-1122)。
HCFO可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
在上述工作介质含有HCFO的情况下,工作介质100质量%中HCFO的含量低于10质量%,优选1~8质量%,更优选2~5质量%。若HCFO的含量在下限值以上,则容易抑制工作介质的可燃性。若HCFO的含量在上限值以下,则容易获得良好的循环性能。
在用于本发明的工作介质含有如上所述的其他任意成分时,工作介质中其他任意成分的总含量相对于工作介质100质量%为低于10质量%,优选在8质量%以下,更优选在5质量%以下。
利用本发明的实施方式的压缩机100和热循环系统,即便是容易发生自分解的工作介质,也能够防止压缩机100内的火花导致发生自分解反应,并能够稳定地进行压缩运转和热循环运转。
另外,本实施方式中,作为压缩机100,以涡旋式压缩机为例进行了说明,只要在密闭容器内的上部配置压缩部30、下部配置电动部50,则能够使用各种压缩机。例如,本发明也能够适用具备旋转活塞、圆筒、叶片等、通过旋转活塞的转动运行来压缩工作介质的旋转式压缩机。
虽然对本发明进行了详细说明或参照特定实施方式对本发明进行了说明,但是对本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的思想和范围的情况下可进行各种变更和修改。本申请基于2016年2月22日提交的日本专利申请(日本专利特愿2016-31193),将其内容作为参照纳入本文。
符号说明
10 密闭容器
15 储油部
20 吸入管
21 排出管
30 压缩部
31 固定涡盘
32 摇动涡盘
40 轴
50 电动部
51 电动机
52 转子
53 定子
57 引线
58 连接器
60 电源端子
61 外部端子
62 绝缘构件
63 内部端子
70 润滑油
100 压缩机
150 空调装置

Claims (7)

1.压缩机,其具有密闭容器、
设置于该密闭容器内的上部并压缩工作介质的压缩部、
设置于所述密闭容器内的底部并储存润滑油的储油部、
设置于所述密闭容器内的所述压缩部和所述储油部之间并驱动所述压缩部的电动部、
以贯通所述密闭容器的所述储油部的区域内的壁面的方式设置的电源端子,该电源端子能够在所述密闭容器外与外部电源连接,并且在所述密闭容器内介由引线与所述电动部电连接,
该电源端子设置于所述密闭容器的所述储油部的区域内的所述壁面中的所述密闭容器的侧面,在所述密闭容器内具有金属端子露出部分,所述电源端子具备外部端子和内部端子,所述外部端子设置于密闭容器的外部,所述内部端子设置于密闭容器内,所述内部端子及其金属端子露出部分切实地浸渍于润滑油中。
2.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述引线通过连接器与所述电源端子连接,所述连接器和所述引线的至少一部分浸渍于所述润滑油。
3.如权利要求1或2所述的压缩机,其特征在于,所述工作介质是含有氢氟烯烃(HFO)的工作介质。
4.如权利要求3所述的压缩机,其特征在于,所述氢氟烯烃包含HFO-1123。
5.如权利要求4所述的压缩机,其特征在于,所述工作介质是单一的HFO-1123工作介质、HFO-1123与HFC-32的混合工作介质、或HFO-1123与HFO-1234yf的混合工作介质。
6.如权利要求4所述的压缩机,其特征在于,所述工作介质包含HFO-1123和其它成分,相对于所述工作介质100质量%,所述HFO-1123的含量为10~80质量%。
7.热循环系统,其特征在于,具有与权利要求1~6中任一项所述的压缩机连接并供所述工作介质循环的制冷剂回路。
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