CN112119269A - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

制冷循环装置(1)具备制冷剂和制冷循环回路。制冷循环回路具有压缩机(10)并使制冷剂循环。制冷剂为HFO系制冷剂单质或者为混合制冷剂。混合制冷剂的HFO系制冷剂的混合率为10重量％以上。压缩机(10)具有电动机(30)。电动机(30)具有树脂部件。树脂部件由PET或PA等构成。

Description

制冷循环装置

技术领域

用于制冷或制暖等的制冷循环装置。

背景技术

专利文献1(日本专利4932793号公报)的制冷循环装置将HFO-1234yf用作制冷剂。

发明内容

发明要解决的课题

制冷循环装置中使用的部件有时包含树脂材料。根据树脂材料的种类，有时会与制冷剂发生化学反应而产生酸。如此产生的酸有可能诱发部件的腐蚀或劣化。

用于解决课题的手段

第1观点的制冷循环装置具备制冷剂和制冷循环回路。制冷循环回路具有压缩机并使制冷剂循环。制冷剂是HFO系制冷剂单质或者混合制冷剂。混合制冷剂的HFO系制冷剂的混合率为10重量％以上。压缩机具有电动机。电动机具有第1树脂部件。第1树脂部件由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PA(聚酰胺)、LCP(液晶聚合物)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)、PAI(聚酰胺酰亚胺)、PPS(聚苯硫醚)以及PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)中的至少一种构成。

根据该构成，电动机具有由PI(聚酰亚胺)以外的树脂构成的第1树脂部件。因此，与这样的第1树脂部件由PI构成的情况相比，因第1树脂部件和HFO系制冷剂的反应而产生的酸的量少。因此，在构成制冷循环系统的部件中，能够抑制由酸引起的腐蚀。

第2观点的制冷循环装置为第1观点的制冷循环装置，其中，第1树脂部件相对于制冷剂的比率为1.5重量％以上。

根据该构成，第1树脂部件相对于制冷剂的比率为1.5重量％以上。因此，量多的第1树脂部件难以与HFO系制冷剂反应，因此能够抑制酸的产生。

第3观点的制冷循环装置为第1观点或第2观点的制冷循环装置，其中，还具备制冷机油和酸捕捉剂。制冷机油储存于压缩机。酸捕捉剂被添加到制冷机油中。酸捕捉剂相对于制冷剂的比率为1.6重量％以下。

根据该构成，酸捕捉剂相对于制冷剂的比率为1.6重量％以下。因此，能够抑制制冷机油的润滑性因酸捕捉剂而降低。

第4观点的制冷循环装置是第1观点至第3观点中的任一观点的制冷循环装置，其中，第1树脂部件为选自电动机的绝缘件、绝缘套筒、捆线、簇块、出口引线的包覆、引出线的包覆中的至少一种。

根据该构成，电动机中使用的部件由PI以外的树脂构成。因此，电动机中酸的产生被抑制，并能够抑制电动机的腐蚀。

第5观点的制冷循环装置是第4观点的制冷循环装置，其中，第1树脂部件包括电动机的绝缘件。

根据该构成，电动机的绝缘件由PI以外的树脂构成。因此，占据某种程度的体积的绝缘件难以与HFO系制冷剂反应，因此能够抑制酸的产生。

第6观点的制冷循环装置为第1观点至第5观点中的任一观点的制冷循环装置，其中，还具备滑动部，所述滑动部包含：PA(聚酰胺)、PAI(聚酰胺酰亚胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)以及DLC(类金刚石碳)中的至少一种。

根据该构成，滑动部的涂布材料由PI以外的材料构成。因此，滑动部中酸的产生被抑制，并能够抑制滑动部的腐蚀。

第7观点的制冷循环装置是第1观点至第6观点中的任一观点的制冷循环装置，其中，电动机还具有第2树脂部件。第2树脂部件包含PI(聚酰亚胺)。第2树脂部件相对于制冷剂的比率小于1.5重量％。

根据该构成，第2树脂部件相对于制冷剂的比率小于1.5重量％。因此，第2树脂部件相对于制冷剂的比率少，因此能够抑制酸的产生。

第8观点的制冷循环装置是第7观点的制冷循环装置，其中，电动机具有被绝缘包覆所覆盖的电线、绝缘纸以及清漆。第2树脂部件包括绝缘包覆、绝缘纸及清漆中的至少一种。

根据该构成，第2树脂部件包括绝缘包覆、绝缘纸及清漆中的至少一种。因此，能够抑制电机的耐热性的降低。

附图说明

图1是示出制冷循环装置1的示意图。

图2是压缩机10的截面图。

图3是压缩机10的另一截面图。

图4是电动机30的截面图。

图5是螺杆转子52以及闸转子53的立体图。

具体实施方式

(1)整体构成

图1示出一实施方式的制冷循环装置1。制冷循环装置1包括：制冷循环回路；和在该制冷循环回路中循环的制冷剂。

(1-1)制冷剂

制冷剂为HFO系制冷剂单质，或者为混合制冷剂。在混合制冷剂的情况下，HFO系制冷剂的混合率为10重量％以上，优选为14重量％以上。作为制冷剂，例如能够使用下表所示的制冷剂1～制冷剂75。

[表1]

(1-2)制冷循环回路

制冷循环回路具有压缩机10、四通切换阀3、热源热交换器4、膨胀阀5以及利用热交换器6。压缩机10的构成之后进行说明。

在四通切换阀3形成实线的连接时，利用热交换器6向用户提供冷热(冷熱)。在四通切换阀3形成虚线的连接时，利用热交换器6向用户提供温热。

膨胀阀5具有滑动部。膨胀阀5的滑动部被涂布材料所覆盖。涂布材料例如可以为PI(聚酰亚胺)以外的材料，具体而言，可以为PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)或DLC(类金刚石碳)。

(2)压缩机10的详细构成

图2及图3所示的压缩机10是螺杆式压缩机。压缩机10具有机壳20、电动机30、轴40以及压缩机构50。

(2-1)机壳20

机壳20是在图中沿水平方向延伸的圆筒状的容器。机壳20的内部的空间被划分为低压空间S1和高压空间S2。在高压空间S2的下方储存有制冷机油L。经由未图示的供油路径向压缩机10的各处的滑动部供给制冷机油L。

在机壳20的低压空间S1侧设置有吸入口25。在机壳20的高压空间S2侧形成有排出口26。低压气体制冷剂从吸入口25被吸入到压缩机10中。高压气体制冷剂从排出口26被排出。

(2-2)电动机30

电动机30配置于低压空间S1。如图4所示，电动机30具有定子31、转子32。定子31被固定于机壳20的内周面。转子32配置在定子31的空洞中，并被固定于轴40。

定子31具有定子铁芯31a、绝缘件31b、线圈绕组31c、绝缘纸31d、绝缘电线31e、绝缘套筒31f、捆线31g、簇块31h、出口引线、引出线、清漆。

定子铁芯31a由层叠钢板构成。绝缘件31b为树脂制，其被设置于定子铁芯31a的端面。线圈绕组31c由导电性材料构成，其卷绕于定子铁芯31a以及绝缘件31b。绝缘纸31d由树脂构成，其被安装于相邻的线圈绕组31c之间的槽等。绝缘电线31e由电线和覆盖该电线的绝缘性的包覆构成。绝缘套筒31f由树脂构成，其使绝缘电线31e的连接部位与周围绝缘。捆线31g由树脂构成，其将绝缘电线31e固定于绝缘件31b。簇块31h为由树脂构成的连接器的壳体，其将2个以上的绝缘电线31e以能够装卸的方式连接。出口引线是用于从电动机30的外部向电动机30供给电力的导线。在出口引线上设有包覆。引出线是从线圈绕组31c延伸的引线。引出线上设有包覆。清漆用于紧固线圈绕组31c。

绝缘件31b、绝缘纸31d、绝缘电线31e的包覆、绝缘套筒31f、捆线31g、簇块31h、出口引线的包覆、引出线的包覆、清漆为树脂部件。其中，绝缘电线31e的包覆、绝缘纸31d以及清漆中的至少一种由含有PI(聚酰亚胺)的材料构成。作为绝缘电线31e的包覆的材料，考虑了出于达成强度的目的而使用PI的情况。另外，作为绝缘纸31d以及清漆的材料，考虑了出于达成耐热性的目的而使用PI的情况。另一方面，绝缘件31b、绝缘套筒31f、捆线31g、簇块31h、出口引线的包覆、引出线的包覆由PI以外的树脂材料构成。作为PI以外的树脂材料的例子，可以举出PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PA(聚酰胺)、LCP(液晶聚合物)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)、PAI(聚酰胺酰亚胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)。

例如，绝缘件31b包含PA、LCP或PBT。例如，绝缘套筒31f包含PET或PA。例如，捆线31g包含PET。例如，簇块31h包含PBT、酚醛树脂或三聚氰胺树脂。

由PI以外的树脂材料构成的部件相对于制冷剂的比率为1.5重量％以上。

由包含PI的树脂材料构成的部件相对于制冷剂的比率小于1.5重量％。

(2-3)轴40

回到图2及图3，轴40将电动机30产生的动力传递至压缩机构50。轴40与转子32固定，并与转子32一起旋转。轴40被轴承41以能够旋转的方式支撑。在轴承41使用滑动轴承的情况下，滑动轴承所包含的树脂材料为PI以外的树脂材料、例如PA、PTFE、PEEK、PAI或PPS。

(2-4)压缩机构50

压缩机构50压缩低压气体制冷剂而产生高压气体制冷剂。压缩机构50具有缸体51、螺杆转子52、闸转子53、闸转子支撑部54。

(2-4-1)缸体51

缸体51作为机壳20的一部分而形成。缸体51收纳螺杆转子52。缸体51具有用于供后述的闸53a贯通的空隙。

(2-4-2)螺杆转子52

螺杆转子52是大致具有圆柱形状的金属制的部件。螺杆转子52与轴40连结。螺杆转子52能够与轴40一起旋转。螺杆转子52的外径比缸体51的内径略小。

图5示出了螺杆转子52和闸转子53。在该图中，省略了缸体51。在螺杆转子52的外周设置有在螺杆转子52的旋转轴心的延伸方向上螺旋状延伸的2条以上的螺旋槽52a。

(2-4-3)闸转子53

闸转子53是具有呈放射状延伸的2个以上的闸53a的旋转体。闸53a贯通缸体51的空隙而与螺杆转子52的螺旋槽52a啮合。螺杆转子52利用从轴40接收到的旋转力而旋转，其结果，螺旋槽52a开始动作。闸53a对应螺旋槽52a的动作而开始动作，由此闸转子53旋转。

(2-4-4)闸转子支撑部54

闸转子支撑部54以能够旋转的方式支撑闸转子53。2个闸转子支撑部54配置为相对于螺杆转子52的旋转轴心对称。

(2-5)其它

螺杆转子52与缸体51以及闸转子53相互滑动。这些滑动部也可以被涂布材料所覆盖。例如涂布材料由PEEK、PTFE或DLC构成。

(3)压缩动作

从图2所示的吸入口25吸入的低压气体制冷剂进入低压空间S1。在压缩机构50中，由缸体51、螺旋槽52a、闸53a所包围的空间作为压缩室发挥功能。随着螺杆转子52的旋转，低压空间S1侧的压缩室一边逐渐减少其容积一边向高压空间S2侧移动。由此，低压气体制冷剂被压缩而成为高压气体制冷剂，被排向高压空间S2。最后，高压气体制冷剂从排出口26被排向压缩机10的外部。

(4)制冷机油L

制冷机油L是为了防止压缩机10的滑动部处的磨损及烧熔而使用的润滑油。制冷机油L主要由基础油、酸捕捉剂、极压剂和抗氧化剂构成。

(4-1)基础油

基础油使用矿物油或者合成油。基础油适当选择与在制冷循环装置1中所使用的制冷剂的相容性良好的物质。矿物油例如为环烷系矿物油、石蜡系矿物油。合成油例如为酯化合物、醚化合物、聚α-烯烃、烷基苯。作为合成油的具体例，可以举出聚乙烯基醚、多元醇酯、聚亚烷基二醇等。在本实施方式中，作为基础油，优选使用聚乙烯基醚、多元醇酯等合成油。需要说明的是，作为基础油，也可以使用2种以上的上述矿物油或合成油组合而成的混合物。

(4-2)酸捕捉剂

酸捕捉剂是通过与因制冷剂分解而产生的酸反应而用于抑制因酸导致的制冷机油L的劣化的添加剂。酸捕捉剂例如为环氧化合物、碳二亚胺化合物、萜烯系化合物。作为酸捕捉剂的具体例，可以举出2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、环氧化环己基甲醇、二(烷基苯基)碳二亚胺、β-蒎烯等。

(4-3)极压剂

极压剂是用于防止滑动部处的磨损和烧熔的添加剂。制冷机油L通过在滑动部处相互滑动的部件表面之间形成油膜，从而防止滑动部件彼此的接触。但是，在使用聚乙烯基醚这样的低粘度的制冷机油L的情况以及施加于滑动部件的压力高的情况下，滑动部件彼此容易接触。极压剂与滑动部处相互滑动的部件表面反应而形成覆膜，由此抑制磨损和烧熔的产生。极压剂例如为磷酸酯、亚磷酸酯、硫代磷酸盐、硫化酯、硫化物、硫代双酚等。作为极压剂的具体例，可以举出磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三苯酯(TPP)、硫代磷酸三苯酯(TPPT)、胺、C11-14侧链烷基磷酸酯、单己基磷酸酯和二己基磷酸酯。TCP吸附于滑动部件的表面，通过分解而形成磷酸盐的覆膜。

(4-4)抗氧化剂

抗氧化剂是用于防止制冷机油L的氧化的添加剂。作为抗氧化剂的具体例，可以举出二硫代磷酸锌、有机硫化合物、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等酚系、苯基-α-萘胺、N,N’-二苯基-对苯二胺等胺系抗氧化剂、N,N’-二亚水杨基-1,2-二氨基丙烷等。

(4-5)混合比

例如在制冷机油L中包含1.0重量％以上的酸捕捉剂。由此，可抑制酸引起的制冷机油L的劣化和膨胀阀5的腐蚀。另外，也能够抑制制冷循环装置1的其它部件的腐蚀。因此，通过使用本实施方式中的制冷机油L，制冷循环装置1的可靠性提高。

酸捕捉剂相对于制冷剂的比率为1.6重量％以下。由此，可抑制制冷机油L的润滑性能的降低。

(5)特征

(5-1)

发明人得到了PI容易因与HFO系制冷剂的反应而产生酸的见解。上述的电动机30的绝缘部件(即，绝缘件31b、绝缘套筒31f、捆线31g、簇块31h、出口引线的包覆、引出线的包覆)由PI以外的树脂构成。因此，与这些绝缘部件由PI构成的情况相比，因绝缘部件与HFO系制冷剂的反应而产生的酸的量少。因此，在构成制冷循环系统的部件中，能够抑制由酸引起的腐蚀。

(5-2)

由PI以外的树脂构成的绝缘部件(即，绝缘件31b、绝缘套筒31f、捆线31g、簇块31h、出口引线的包覆、引出线的包覆)相对于制冷剂的比率为1.5重量％以上。因此，量多的绝缘部件难以与HFO系制冷剂反应，因此能够抑制酸的产生。

(5-3)

酸捕捉剂相对于制冷剂的比率为1.6重量％以下。因此，能够抑制制冷机油L的润滑性因酸捕捉剂而降低。

(5-4)

在电动机30中使用的部件(即，绝缘件31b、绝缘套筒31f、捆线31g、簇块31h、出口引线的包覆、引出线的包覆)由PI以外的树脂构成。因此，电动机30中的酸的产生被抑制，并能够抑制电动机30的腐蚀。

(5-5)

电动机30的绝缘件31b由PI以外的树脂构成。因此，占据某种程度的体积的绝缘件31b难以与HFO系制冷剂反应，因此能够抑制酸的产生。

(5-6)

膨胀阀5的涂布材料或轴40的滑动轴承等滑动部使用了PI以外的材料。因此，滑动部处的酸的产生被抑制，并能够抑制滑动部的腐蚀。

(5-7)

电动机30的一部分由包含PI的树脂制成，该包含PI的树脂相对于制冷剂的比率小于1.5重量％。因此，包含PI的部件相对于制冷剂的比率少，因此能够抑制酸的产生。

(5-8)

绝缘包覆、绝缘纸31d以及清漆中的至少一种包含PI。因此，能够抑制电动机30的耐热性的降低。

(6)变形例

(6-1)第1变形例

在上述实施方式中，绝缘电线31e的包覆、绝缘纸31d以及清漆中的至少一种包含PI。对其进行变换，绝缘电线31e的包覆、绝缘纸31d以及清漆也可以不包含PI。例如，绝缘电线31e的包覆、绝缘纸31d以及清漆也可以由PI以外的树脂形成。

根据该构成，制冷循环装置1更不易产生酸。

(6-2)第2变形例

在上述实施方式中，压缩机10是螺杆式压缩机。取而代之，压缩机也可以为涡旋式压缩机或旋转式压缩机等其它种类的压缩机。

<总结>

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但应该理解的是，在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨以及范围的情况下，能够进行方式、详细内容的多种变更。

符号说明

1：制冷循环装置

5：膨胀阀

10：压缩机

30：电动机

31：定子

31a：定子铁芯

31b：绝缘件

31c：线圈绕组

31d：绝缘纸

31e：绝缘电线

31f：绝缘套筒

31g：捆线

31h：簇块

32：转子

40：轴

50：压缩机构

L：制冷机油

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4932793号公报

Claims (8)

1.一种制冷循环装置(1)，其具备：

制冷剂；以及

制冷循环回路，其具有压缩机(10)并使所述制冷剂循环，

所述制冷剂为HFO系制冷剂单质、或者为HFO系制冷剂的混合率为10重量％以上的混合制冷剂，

所述压缩机具有电动机(30)，所述电动机具有第1树脂部件(31b、31f、31g、31h)，

所述第1树脂部件由

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、

PA(聚酰胺)、

LCP(液晶聚合物)、

PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、

酚醛树脂、

三聚氰胺树脂、

PEEK(聚醚醚酮)、

PTFE(聚四氟乙烯)、

PAI(聚酰胺酰亚胺)、

PPS(聚苯硫醚)以及

PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)中的至少一种构成。

2.如权利要求1所述的制冷循环装置，其中，所述第1树脂部件相对于所述制冷剂的比率为1.5重量％以上。

3.如权利要求1或2所述的制冷循环装置，其中，还具备：

制冷机油(L)，其储存于所述压缩机；以及

酸捕捉剂，其被添加到所述制冷机油中，

所述酸捕捉剂相对于所述制冷剂的比率为1.6重量％以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的制冷循环装置，其中，所述第1树脂部件为选自所述电动机的绝缘件(31b)、绝缘套筒(31f)、捆线(31g)、簇块(31h)、出口引线的包覆、引出线的包覆中的至少一种。

5.如权利要求4所述的制冷循环装置，其中，所述第1树脂部件包括所述电动机的所述绝缘件(31b)。

6.如权利要求1～5中任一项所述的制冷循环装置，其中，还具备滑动部，所述滑动部包含：

PA(聚酰胺)、

PAI(聚酰胺酰亚胺)、

PPS(聚苯硫醚)、

PEEK(聚醚醚酮)、

PTFE(聚四氟乙烯)以及

DLC(类金刚石碳)中的至少一种。

7.如权利要求1～6中任一项所述的制冷循环装置，其中，

所述电动机还具有第2树脂部件，

第2树脂部件包含PI(聚酰亚胺)，

所述第2树脂部件相对于所述制冷剂的比率小于1.5重量％。

8.如权利要求7所述的制冷循环装置，其中，

所述电动机具有被绝缘包覆所覆盖的电线、绝缘纸以及清漆，

所述第2树脂部件包括所述绝缘包覆、所述绝缘纸以及所述清漆中的至少一种。

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