CN116157488A - 组合物在装置中作为制冷剂的用途、装置和制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
抑制制冷剂的歧化反应的传播。一种组合物在压缩机(21)中作为制冷剂的用途,该组合物包含选自由乙烯系的氟代烯烃、2,3,3,3‑四氟丙烯(HFO‑1234yf)和1,3,3,3‑四氟丙烯(HFO‑1234ze)组成的组中的1种或2种以上,该压缩机与第1~第9制冷剂配管(11~19)、气体侧制冷剂连通配管(5)和液体侧制冷剂连通配管(6)一起构成制冷剂回路(10),具有熔点为1000℃以上的部分的热容为6.5J/K以上的第1~第5吸热部(51、52、53、54、55)。
Description
技术领域
涉及组合物在装置中作为制冷剂的用途、装置和制冷循环装置。
背景技术
以往,在制冷装置中,与HFC制冷剂相比全球变暖潜能值(Global WarmingPotential:下文中有时简称为GWP)低的氢氟烯烃(HFO制冷剂)受到关注,例如,1,2-二氟乙烯(HFO-1132)也作为GWP低的制冷剂在专利文献1(日本特开2019-196312号公报)中进行了研究。
发明内容
发明所要解决的课题
这种HFO制冷剂虽然GWP低,但稳定性低,因此,在一定条件下有时容易发生被称为歧化反应的自分解反应。歧化反应是指,由于同一种类的2个以上的分子相互反应等原因而转变为2种以上不同种类的物质的化学反应。这种HFO制冷剂的歧化反应有时会传播。
本发明的目的在于抑制制冷剂的歧化反应的传播。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为了抑制制冷剂的歧化反应的传播进行了反复深入的研究,结果新发现了,通过使用热容大的吸热部,能够抑制制冷剂的歧化反应的传播。本申请的发明人基于上述见解进一步反复研究,由此完成了本发明的内容。本发明提供以下各观点的组合物在装置中作为制冷剂的用途、装置和制冷循环装置。
第1观点的用途为组合物在装置中作为制冷剂的用途。组合物包含选自由乙烯系的氟代烯烃、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)组成的组中的1种或2种以上。装置与制冷剂配管一起构成制冷剂回路。装置具有吸热部。吸热部中,熔点为1000℃以上的部分的热容为6.5J/K以上。
需要说明的是,没有特别限定,该装置可以为压缩机,也可以为膨胀阀或切换阀等控制阀。
另外,吸热部可以由1个部件构成,也可以由多个部件构成。
根据该用途,即使在装置中发生歧化反应,也能抑制该歧化反应的传播。
第2观点的用途为第1观点的用途,其中,组合物包含选自由1,2-二氟乙烯(HFO-1132)、1,1-二氟乙烯(HFO-1132a)、1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)、单氟乙烯(HFO-1141)和全卤代烯烃组成的组中的1种或2种以上。
需要说明的是,1,2-二氟乙烯可以为反式-1,2-二氟乙烯[(E)-HFO-1132],也可以为顺式-1,2-二氟乙烯[(Z)-HFO-1132],还可以为它们的混合物。
第3观点的用途为第2观点的用途,其中,组合物包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132)和/或1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
第4观点的装置为一种使用组合物作为制冷剂的装置。组合物包含选自由乙烯系的氟代烯烃、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)组成的组中的1种或2种以上。装置与制冷剂配管一起构成制冷剂回路。装置具有吸热部。吸热部中,熔点为1000℃以上的部分的热容为6.5J/K以上。
需要说明的是,没有特别限定,该装置可以为压缩机,也可以为膨胀阀或切换阀等控制阀。
另外,吸热部可以由1个部件构成,也可以由多个部件构成。
该装置即使在装置中发生制冷剂的歧化反应,也能抑制该歧化反应的传播。
第5观点的制冷循环装置具备制冷剂回路。制冷剂回路包括第4观点的装置和制冷剂配管而构成。
该制冷循环装置中,能够抑制在制冷剂回路中循环的制冷剂的歧化反应的传播。
附图说明
图1是制冷循环装置的示意性构成图。
图2是制冷循环装置的框图。
图3是示出压缩机的示意性构成的侧视截面图。
图4是示出压缩机的气缸室周边的俯视截面图。
图5是对在关于歧化反应的传播与热容的关系的试验中使用的器具进行说明的示意图。
具体实施方式
以下,举例对本发明的组合物在装置中作为制冷剂的用途、装置和制冷循环装置进行具体说明,但这些记载不限定本发明内容。
(1)制冷循环装置1
制冷循环装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环而对对象空间的热负荷进行处理的装置,例如为调节对象空间的空气的空调装置等。
图1中示出制冷循环装置的示意性构成图。图2中示出制冷循环装置的框图。
制冷循环装置1主要具有:室外单元20;室内单元30;连接室外单元20和室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5;未图示的遥控器;和控制制冷循环装置1的动作的控制器7。
在制冷循环装置1中,进行下述制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩,被冷却或冷凝,被减压,被加热或蒸发后,再次被压缩。本实施方式中,在制冷剂回路10填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。
(2)制冷剂
作为填充在制冷剂回路10中的制冷剂,为包含选自由乙烯系的氟代烯烃、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)组成的组中的1种或2种以上的制冷剂。需要说明的是,关于ISO817中定义的燃烧速度,1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的1.2cm/s低于2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的1.5cm/s,从这点出发是优选的。另外,关于ISO817中定义的LFL(Lower Flammability Limit:燃烧下限),1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的65000vol.ppm 6.5%高于2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的62000vol.ppm6.2%,从这点出发是优选的。其中,作为该制冷剂,可以包含选自由1,2-二氟乙烯(HFO-1132)、1,1-二氟乙烯(HFO-1132a)、1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)、单氟乙烯(HFO-1141)和全卤代烯烃组成的组中的1种或2种以上。作为该制冷剂,特别优选包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132)和/或1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
此处,作为乙烯系的氟代烯烃,可以举出例如1,2-二氟乙烯(HFO-1132)、1,1-二氟乙烯(HFO-1132a)、1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)、单氟乙烯(HFO-1141)、全卤代烯烃等。另外,作为全卤代烯烃,可以举出例如三氟氯乙烯(CFO-1113)、四氟乙烯(FO-1114)等。
需要说明的是,在制冷剂回路10中与上述制冷剂一起填充有制冷机油。
(3)室外单元20
室外单元20通过液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、膨胀阀24、室外风扇25、接收器41、气体侧关闭阀28、液体侧关闭阀29和第1制冷剂配管11~第7制冷剂配管17。
压缩机21是将制冷循环中的低压制冷剂压缩至高压的设备。此处,作为压缩机21,可以使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件被压缩机马达所旋转驱动的密闭式结构的压缩机,本实施方式中使用旋转压缩机。压缩机马达用于改变容量,能够通过逆变器控制运转频率。在压缩机21的吸入侧连接有包含吸入管99的第3制冷剂配管13。在压缩机21的排出侧连接有作为排出管的第1制冷剂配管11。
四通切换阀22是通过对未图示的阀体进行移动控制而切换流路的阀,是将制冷剂回路10切换成制冷连接状态和制热连接状态的阀。具体而言,四通切换阀22在制冷连接状态下被切换成下述状态:将包含与压缩机21的排出侧连接的排出管95的第4制冷剂配管14和与室外热交换器23连接的第5制冷剂配管15连接,并且将与压缩机21的吸入侧连接的第3制冷剂配管13、接收器41、第2制冷剂配管12、和与气体侧关闭阀28连接的第1制冷剂配管11连接。另外,四通切换阀22在制热连接状态下被切换成下述状态:将与压缩机21的排出侧连接的第4制冷剂配管14和与气体侧关闭阀28连接的第1制冷剂配管11连接,并且将与压缩机21的吸入侧连接的第3制冷剂配管13、接收器41、第2制冷剂配管12、和与室外热交换器23连接的第5制冷剂配管15连接。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的散热器或冷凝器发挥功能、在制热运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器23的气体侧端部藉由第5制冷剂配管15与四通切换阀22连接。室外热交换器23的液体侧端部藉由第6制冷剂配管16与膨胀阀24连接。
膨胀阀24设置于制冷剂回路10中的室外热交换器23的液体侧出口至液体侧关闭阀29之间。膨胀阀24是通过对于未图示的阀座移动控制未图示的阀体而能够调节阀开度的电动膨胀阀。膨胀阀24和液体侧关闭阀29藉由第7制冷剂配管17连接。
室外风扇25将室外空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于排出到外部的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。
接收器41设置于压缩机21的吸入侧与四通切换阀22的连接口之一之间,是能够将制冷剂回路10中的剩余制冷剂作为液体制冷剂贮存的制冷剂容器。接收器41的入口侧藉由第2制冷剂配管12与四通切换阀22连接。接收器41的出口侧藉由第3制冷剂配管13与压缩机21的吸入侧连接。
液体侧关闭阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧关闭阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有室外单元控制部27,该室外单元控制部27控制构成室外单元20的各部的动作。室外单元控制部27具有包括CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的收发。
在室外单元20设置有排出压力传感器61、排出温度传感器62、吸入压力传感器63、吸入温度传感器64、室外热交换温度传感器65、外部气体温度传感器66等。这些各传感器与室外单元控制部27电连接,向室外单元控制部27发送检测信号。排出压力传感器61检测在连接压缩机21的排出侧与四通切换阀22的连接口之一的排出管中流通的制冷剂的压力。排出温度传感器62检测在排出管中流通的制冷剂的温度。吸入压力传感器63检测在连接压缩机21的吸入侧与接收器41的吸入配管中流通的制冷剂的压力。吸入温度传感器64检测在吸入配管中流通的制冷剂的温度。室外热交换温度传感器65检测在室外热交换器23中与连接有四通切换阀22的一侧相反的一侧即液体侧的出口流通的制冷剂的温度。外部气体温度传感器66检测通过室外热交换器23前的室外的空气温度。
(4)室内单元30
室内单元30例如设置于作为对象空间的室内的壁面或天花板等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31、第8制冷剂配管18、第9制冷剂配管19和室内风扇32。
室内热交换器31中,液体侧藉由第8制冷剂配管18与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端藉由第9制冷剂配管19与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能、在制热运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。
室内风扇32将室内空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于排出到外部的空气流。室内风扇32由室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有室内单元控制部34,该室内单元控制部34控制构成室内单元30的各部的动作。室内单元控制部34具有包括CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的收发。
在室内单元30设有室内液体侧热交换温度传感器71、室内空气温度传感器72等。这些各传感器与室内单元控制部34电连接,向室内单元控制部34发送检测信号。室内液体侧热交换温度传感器71检测在室内热交换器31的液体制冷剂侧的出口流通的制冷剂的温度。室内空气温度传感器72检测通过室内热交换器31前的室内的空气温度。
(5)控制器7
在制冷循环装置1中,室外单元控制部27与室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成控制制冷循环装置1的动作的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,基于控制器7的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(6)运转模式
制冷循环装置1至少能够执行制冷运转模式和制热运转模式。
控制器7基于从遥控器等收到的指示,判断是制冷运转模式还是制热运转模式,并执行。
在制冷运转模式中,压缩机21例如对运转频率进行容量控制,以使制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22在室外热交换器23中冷凝。流过室外热交换器23的制冷剂在通过膨胀阀24时被减压。
在膨胀阀24被减压的制冷剂经由液体侧关闭阀29在液体侧制冷剂连通配管6中流动,被送到室内单元30。之后,制冷剂在室内热交换器31中蒸发,流向气体侧制冷剂连通配管5。流过气体侧制冷剂连通配管5的制冷剂经过气体侧关闭阀28、四通切换阀22、接收器41,再次被吸入压缩机21。
在制热运转模式中,压缩机21例如对运转频率进行容量控制,以使制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度。
从压缩机21排出的气体制冷剂在四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5中流通后,流入室内单元30的室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中冷凝或放热。在室内热交换器31中冷凝或放热的制冷剂流过液体侧制冷剂连通配管6,流入室外单元20。
通过室外单元20的液体侧关闭阀29的制冷剂在膨胀阀24被减压。在膨胀阀24被减压的制冷剂在室外热交换器23中蒸发,经过四通切换阀22和接收器41,再次被吸入压缩机21。
(7)压缩机21的详细构成
如图3所示,本实施方式的压缩机21为单缸型的旋转压缩机,是具备外壳81和配置于外壳81内的驱动机构82和压缩机构88的旋转压缩机。该压缩机21在外壳81内在驱动机构82的下侧配置压缩机构88。
(7-1)驱动机构
驱动机构82收纳于外壳81的内部空间的上部,驱动压缩机构88。驱动机构82具有作为驱动源的马达83和安装于马达83的作为驱动轴的曲轴84。
马达83是用于使曲轴84旋转驱动的马达,主要具有转子85和定子86。转子85在其内部空间插嵌有曲轴84,与曲轴84一起旋转。转子85由层积的电磁钢板和埋设于转子主体的磁铁构成。定子86隔着规定的空间配置于转子85的径向外侧。定子86在周向上隔着规定的间隔分开配置有多个。定子86由层积的电磁钢板和卷绕在具有齿86b的定子主体86c上的线圈86a构成,其在周向上设有多个。马达83通过使电流流过线圈86a而在定子86产生的电磁力,使转子85与曲轴84一起旋转。在线圈86a的上端部的上侧,以从上方覆盖线圈86a的上端部的方式设有形成为环状的第2吸热部件52。在线圈86a的下端部的下侧,以从下方覆盖线圈86a的下端部的方式设有形成为环状的第3吸热部件53。需要说明的是,线圈86a的上端部与第2吸热部件52的最短距离、和线圈86a的下端部与第2吸热部件52的最短距离没有特别限定,例如可以为5cm以下、优选为3cm以下。第2吸热部件52和第3吸热部件53是熔点为1000℃以上且热容为6.5J/K以上的金属部件。
此处,在外壳81的上端设有用于从外部向压缩机21供给电力的端子部98。通过从外壳81的内侧与端子部98连接的作为连接部件的簇96和从该簇96延伸的电气配线97,向定子86的线圈86a供给电力。
对于端子部98来说,作为尾销,具有向外壳81的外侧延伸的多个外侧销98a和向外壳81的内侧延伸的多个内侧销98b。簇96具有大致长方体形状的形状。簇96的外形由树脂形成。在簇96中的端子部98侧的面,设有插入端子部98的多个内侧销98b的部分。在将簇96与端子部98的多个内侧销98b连结的状态下,在簇96的端子部98侧的面与外壳81的多个内侧销98b延伸出的根源部分之间产生了间隙。在该间隙中,包括外壳81的多个内侧销98b的周围存在制冷剂。并且,以覆盖该间隙的周围的方式设有大致为矩形的第1吸热部件51。需要说明的是,内侧销98b与第1吸热部件51的最短距离没有特别限定,例如可以为5cm以下、优选为3cm以下。第1吸热部件51是熔点为1000℃以上且热容为6.5J/K以上的金属部件。在以上构成中,在驱动压缩机21时接受来自外部的电源供给,从而电流流过端子部98的多个外侧销98a、多个内侧销98b、电气配线97、线圈86a。
曲轴84是插嵌在转子85上、以旋转轴为中心旋转的大致圆柱形状的部件。另外,如图4所示,作为曲轴84的偏心部的曲柄销84a插穿在压缩机构88的活塞89的辊89a(后述)中,以能够传递来自转子85的旋转力的状态嵌入辊89a。曲轴84随着转子85的旋转而旋转,使曲柄销84a偏心旋转,使压缩机构88的活塞89的辊89a公转。即,曲轴84具有将马达83的驱动力传递至压缩机构88的功能。
(7-2)压缩机构
压缩机构88收纳在外壳81内的下部侧。压缩机构88对经由吸入管99吸入的制冷剂进行压缩。压缩机构88为旋转型的压缩机构,主要由前封头91、气缸92、活塞89和后封头93构成。另外,在压缩机构88的压缩室S1中被压缩的制冷剂从形成于前封头91的前封头排出孔91c经被前封头91和消声器94包围的消声器空间S2,向配置有马达83且排出管95的下端所处的空间排出。
(7-2-1)气缸
气缸92为金属制的铸造部件。气缸92具有圆筒状的中央部92a、从中央部92a向径向外侧的一方延伸的第1外延部92b、和从中央部92a向与第1外延部92b相反侧延伸的第2外延部92c。在第1外延部92b形成有吸入制冷循环中的低压制冷剂的吸入孔92e。中央部92a的内周面92a1的内侧的圆柱状空间成为从吸入孔92e吸入的制冷剂流入的气缸室92d。吸入孔92e从气缸室92d向第1外延部92b的外周面延伸,在第1外延部92b的外周面开口。在该吸入孔92e中插入吸入管99的前端部。另外,在气缸室92d内收纳有用于压缩流入气缸室92d内的制冷剂的活塞89等。
由气缸92的圆筒状的中央部92a形成的气缸室92d中,其下端即第1端开口,另外,其上端即第2端也开口。作为中央部92a的下端的第1端被后述的后封头93堵塞。另外,作为中央部92a的上端的第2端被后述的前封头91堵塞。
另外,在气缸92形成有配置后述的衬套89c和叶片89b的叶片摆动空间92f。叶片摆动空间92f跨越中央部92a和第1外延部92b而形成,活塞89的叶片89b藉由衬套89c可摆动地支撑于气缸92。在俯视观察时,叶片摆动空间92f形成为使吸入孔92e的附近从气缸室92d向外周侧延伸。
(7-2-2)前封头
如图3所示,前封头91具有:堵塞作为气缸92的上端的第2端的开口的前封头圆板部91b;和从前封头圆板部91b的中央的前封头开口的周边向上方向延伸的上轴承部91a。上轴承部91a为圆筒状,作为曲轴84的轴承发挥功能。
上轴承部91a的内周面和曲轴84的外周面以曲轴84能够旋转的方式形成有微小的间隙。在该间隙中存在制冷机油,由此确保润滑性。另外,以从上方覆盖该间隙的方式设有环状的第4吸热部件54。需要说明的是,上轴承部91a的内周面与曲轴84的外周面之间的上端部分与第4吸热部件54的最短距离没有特别限定,例如可以为5cm以下、优选为3cm以下。第4吸热部件54是熔点为1000℃以上且热容为6.5J/K以上的金属部件。
在前封头圆板部91b,在图4所示的平面位置形成有前封头排出孔91c。从前封头排出孔91c断续地排出在气缸92的气缸室92d中容积变化的压缩室S1中被压缩的制冷剂。在前封头圆板部91b设有开闭前封头排出孔91c的出口的排出阀。该排出阀在压缩室S1的压力高于消声器空间S2的压力时通过压力差打开,从前封头排出孔91c向消声器空间S2排出制冷剂。
(7-2-3)消声器
如图3所示,消声器94安装于前封头91的前封头圆板部91b的周边部的上表面。消声器94与前封头圆板部91b的上表面和上轴承部91a的外周面一起形成消声器空间S2,以降低伴随制冷剂排出的噪音。如上所述,消声器空间S2和压缩室S1在排出阀打开时藉由前封头排出孔91c连通。
另外,在消声器94形成有:未图示的贯通上轴承部91a的中央消声器开口;和使制冷剂从消声器空间S2向上方的马达83的收纳空间流动的消声器排出孔。
需要说明的是,消声器空间S2、马达83的收纳空间、排出管95所处的马达83的上方空间、在压缩机构88的下方存积润滑油的空间等全部连接,形成压力相等的高压空间。
(7-2-4)后封头
后封头93具有:堵塞作为气缸92的下端的第1端的开口的后封头圆板部93b;和作为从后封头圆板部93b的中央开口的周边部向下方延伸的轴承的下轴承部93a。如图4所示,前封头圆板部91b、后封头圆板部93b和气缸92的中央部92a形成气缸室92d。该下轴承部93a与上述上轴承部91a一起对曲轴84进行轴支撑。
下轴承部93a的内周面和曲轴84的外周面以曲轴84能够旋转的方式形成有微小的间隙。在该间隙中存在制冷机油,由此确保润滑性。另外,以从下方覆盖该间隙的方式设有环状的第5吸热部件55。需要说明的是,下轴承部93a的内周面与曲轴84的外周面之间的下端部分与第5吸热部件55的最短距离没有特别限定,例如可以为5cm以下、优选为3cm以下。第5吸热部件55是熔点为1000℃以上且热容为6.5J/K以上的金属部件。
(7-2-5)活塞
活塞89配置于气缸室92d,安装于作为曲轴84的偏心部的曲柄销84a。活塞89是辊89a与叶片89b一体化的部件。活塞89的叶片89b配置在形成于气缸92的叶片摆动空间92f,如上所述,藉由衬套89c可摆动地支撑于气缸92。另外,叶片89b能够与衬套89c滑动,在运转中摆动,并且反复进行从曲轴84离开或接近曲轴84的动作。
如图4所示,活塞89的辊89a和叶片89b以分隔气缸室92d的形式形成了容积因活塞89的公转而变化的压缩室S1。压缩室S1是由气缸92的中央部92a的内周面92a1、后封头圆板部93b的上表面、前封头圆板部91b的下表面和活塞89包围的空间。随着活塞89的公转,压缩室S1的容积变化,从吸入孔92e吸入的低压制冷剂被压缩而成为高压的制冷剂,从前封头排出孔91c向消声器空间S2排出。
(7-3)动作
在上述压缩机21中,通过利用曲柄销84a的偏心旋转而公转的压缩机构88的活塞89的运动,压缩室S1的容积发生变化。具体而言,首先,在活塞89公转的期间,低压的制冷剂从吸入孔92e被吸入压缩室S1。面对吸入孔92e的压缩室S1在吸入制冷剂时,其容积逐渐变大。进而,当活塞89公转时,压缩室S1与吸入孔92e的连通状态被解除,压缩室S1中的制冷剂压缩开始。之后,与前封头排出孔91c成为连通状态的压缩室S1的容积变得相当小,制冷剂的压力也变高。然后,通过活塞89进一步公转,成为高压的制冷剂从前封头排出孔91c推开排出阀,向消声器空间S2排出。导入消声器空间S2的制冷剂从消声器94的消声器排出孔向消声器空间S2的上方的空间排出。被排出到消声器空间S2的外部的制冷剂通过马达83的转子85与定子86之间的空间,冷却马达83后,从排出管95排出。
(8)实施方式的特征
本实施方式的制冷循环装置1中,使用有可能发生歧化反应的制冷剂。该制冷剂的歧化反应在满足规定的高温条件、高压条件和点火能量条件的环境下,以一定的概率发生。而且,发生的歧化反应有时会从其产生部位向周围传播。
与此相对,发明人准备图5所示的试验装置,发生歧化反应,一边使存在于歧化反应的发生部位周围的网状部件的热容等变化,一边观察歧化反应的传播情况的不同。试验装置主要由耐压容器P、点火源S和网状部件M构成。耐压容器P为具有圆筒形状的内部空间的容器。点火源S是按照在耐压容器P的内部空间的中心连接2个电极间的方式设置的铂线。网状部件M是按照从径向外侧覆盖点火源S的周围的方式设置的外形为圆筒形状的网状部件。需要说明的是,这样使用网状部件是为了在网状部件M的内侧和外侧相同地保持制冷剂的压力而进行试验。按照耐压容器P的内部空间的径向尺寸与网状部件M的径向尺寸相比足够大的方式构成试验装置。网状部件M构成为将网状片卷起成圆筒形状。需要说明的是,在各试验例中,网状部件M的网眼尺寸是统一的,在试验例1~9中使用相同的SUS的网状片,通过增减卷绕次数来改变热容。需要说明的是,对于任何网状部件M,均统一成径向的厚度为1~3mm左右。此处,在耐压容器P中填充作为制冷剂的1,2-二氟乙烯(HFO-1132),使制冷剂的温度为150℃,制冷剂的压力为1.5MPa。关于网状部件M,改变材质、直径D和热容,观察使点火源S打火花而发生的歧化反应的传播是否传播至网状部件M的径向外侧。以下示出试验结果。
需要说明的是,在下表中,“反应后状态”表示目视确认了发生歧化反应后的网状部件M的状态的结果。另外,“网状部件外的温度上升(℃)”表示发生歧化反应时的最高到达温度,使用由配置于耐压容器P内且为网状部件M的外侧的温度传感器得到的检测温度来测定。另外,“网状部件外的煤烟子的发生”是对于发生歧化反应后的耐压容器P的内壁面,通过目视确认了煤烟子附着的有无。
【表1】
根据以上的试验结果,试验例10中的以玻璃纤维为材质的网状部件M的熔点低至840℃,因此,由于发生歧化反应而暴露于高温环境下,从而熔解、消失。该试验例10中,确认到与网状部件M存在的部位相比外部的制冷剂的温度上升,在耐压容器P的内周面确认到煤烟子,确认到无法抑制歧化反应的传播。
另外,试验例1、2、4-6、8中的以SUS为材质的网状部件M虽然熔点高达1400℃,但由于热容不足、小于6.5J/K,因此确认到网状部件M外的制冷剂的温度上升,在耐压容器P的内周面确认到煤烟子,确认到无法抑制歧化反应的传播。具体而言,在热容非常小、为0.65~1.30J/K的试验例1、2中,网状部件M整体熔解。另外,在热容比较小、为1.91~6.49J/K的试验例4-6、8中,确认到网状部件M的一部分熔解,产生了在网状部件M的径向贯通的孔。
另一方面,试验例3、7、9中的以SUS为材质的网状部件M由于熔点高达1400℃、而且热容为6.5J/K以上,因此没有网状部件M的熔解,未确认到网状部件M外的制冷剂的温度上升,也未确认到耐压容器P的内周面的煤烟子,因此确认到抑制了歧化反应的传播。
需要说明的是,例如,若对试验例3和试验例6进行比较,则均是网状部件M是熔点为1400℃的SUS且直径为13mm,在这点是共通的,但在试验例6中无法抑制歧化反应的传播,在试验例3中抑制了歧化反应的传播(试验例9与试验例1的关系、试验例7与试验例5的关系等也相同)。因此,可知网状部件M的直径与抑制歧化反应的传播无关。
并且,在本实施方式的制冷循环装置1的压缩机21中,特别是在端子部98的内侧销98b与簇96的电接点周边、线圈86a的周边、上轴承部91a的周边和下轴承部93a的周边等,容易满足歧化反应的发生条件,在该部位周边有可能发生歧化反应。具体而言,在端子部98的内侧销98b与簇96的电接点处,容易产生点火所需的能量。另外,在线圈86a的周边,在制造线圈86a时发生了电线的绝缘覆膜的制造不良的情况下,在绝缘覆膜因某种接触而剥落的情况下,容易因通电产生点火所需的能量。另外,对于上轴承部91a的周边和下轴承部93a的周边,在与曲轴84之间的滑动面,容易因驱动时的摩擦产生点火所需的能量。
与此相对,在具备本实施方式的压缩机21的制冷循环装置1中,通过设置熔点为1000℃以上、热容为6.5J/K以上的第1吸热部件51~第5吸热部件55,即使在上述部位周边发生了歧化反应,也能抑制其传播。具体而言,即使在端子部98的内侧销98b与簇96的电接点的周边发生了歧化反应,通过第1吸热部件51吸热,也能抑制制冷剂的过度的温度上升,抑制歧化反应的传播。另外,即使在线圈86a的周边发生了歧化反应,通过第2吸热部件52、第3吸热部件53吸热,也能抑制制冷剂的过度的温度上升,抑制歧化反应的传播。另外,即使在上轴承部91a的周边发生了歧化反应,通过第4吸热部件54吸热,也能抑制制冷剂的过度的温度上升,抑制歧化反应的传播。此外,即使在下轴承部93a的周边发生了歧化反应,通过第5吸热部件55吸热,也能抑制制冷剂的过度的温度上升,抑制歧化反应的传播。
(9)其他实施方式
(9-1)其他实施方式A
上述实施方式中,以在压缩机21的内部在容易发生歧化反应的部位的周围配置第1吸热部件51~第5吸热部件55的情况为例进行了说明。
与此相对,作为在制冷循环装置1中有可能发生制冷剂的歧化反应的部位,不限定于这些部位,例如,可以在包含可动部分和/或电动部分的部位的周围配置熔点为1000℃以上且热容为6.5J/K以上的吸热部件。作为具有这种可动部分和/或电动部分的元件,可以举出例如膨胀阀24、四通切换阀22等。
另外,上述实施方式中,以在容易发生歧化反应的部位的周围另行设有用于吸热的吸热部件为例进行了说明。但是,并不限定于这样另行设置特别用于吸热的吸热部件的情况,例如,在容易发生歧化反应的部位的周围,压缩机21、膨胀阀24、四通切换阀22等构成装置本身的部件的熔点为1000℃以上、热容为6.5J/K以上的情况下,也可以使用该部件进行吸热。作为这种构成装置本身的部件,可以举出例如压缩机21的外壳81、膨胀阀24、四通切换阀22中的阀体等。
另外,以上述实施方式的第1吸热部件51~第5吸热部件55分别为单一部件的情况为例进行了说明,但在熔点为1000℃以上的多个吸热部件成为一体而能够确保6.5J/K以上的热容的情况下,也可以通过该一体化物来抑制歧化反应的传播。
(9-2)其他实施方式B
上述实施方式中,作为第1吸热部件51~第5吸热部件55,以熔点为1000℃以上且热容为6.5J/K以上的部件为例进行了说明。
与此相对,作为吸热部件不限于此,从更有效地抑制歧化反应传播的方面出发,例如,可以使用熔点为1000℃以上的部分的热容为6.7J/K以上的吸热部件,可以使用熔点为1200℃以上的部分的热容为6.5J/K以上的吸热部件,更优选熔点为1200℃以上的部分的热容为6.7J/K以上。另外,作为吸热部件,优选使用熔点为1400℃以上的部分的热容为6.5J/K以上的部件,更优选熔点为1400℃以上的部分的热容为6.7J/K以上。
(9-3)其他实施方式C
上述实施方式中,以使用旋转式的压缩机作为压缩机21的情况为例进行了说明。
与此相对,作为通过使用吸热部件来抑制歧化反应的传播的压缩机,不限于旋转压缩机,也可以使用公知的涡旋压缩机或摆动压缩机。
(附记)
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但应当理解的是,能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨和范围的情况下对方式、详细情况进行各种变更。
符号说明
1制冷循环装置
5气体侧制冷剂连通配管(制冷剂配管)
6液体侧制冷剂连通配管(制冷剂配管)
10制冷剂回路
11~19第1~第9制冷剂配管(制冷剂配管)
21压缩机(装置)
51第1吸热部件(吸热部)
52第2吸热部件(吸热部)
53第3吸热部件(吸热部)
54第4吸热部件(吸热部)
55第5吸热部件(吸热部)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-196312号公报
Claims (5)
1.一种组合物在装置(21)中作为制冷剂的用途,该组合物包含选自由乙烯系的氟代烯烃、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)组成的组中的1种或2种以上,该装置(21)与制冷剂配管(11~19、5、6)一起构成制冷剂回路(10),具有熔点为1000℃以上的部分的热容为6.5J/K以上的吸热部(51、52、53、54、55)。
2.如权利要求1所述的用途,其中,所述组合物包含选自由1,2-二氟乙烯(HFO-1132)、1,1-二氟乙烯(HFO-1132a)、1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)、单氟乙烯(HFO-1141)和全卤代烯烃组成的组中的1种或2种以上。
3.如权利要求2所述的用途,其中,所述组合物包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132)和/或1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
4.一种装置(21),其使用包含选自由乙烯系的氟代烯烃、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)组成的组中的1种或2种以上的组合物作为制冷剂,其与制冷剂配管(11~19、5、6)一起构成制冷剂回路(10),具有熔点为1000℃以上的部分的热容为6.5J/K以上的吸热部(51、52、53、54、55)。
5.一种具备制冷剂回路(10)的制冷循环装置(1),该制冷剂回路(10)包括权利要求4所述的装置(21)和所述制冷剂配管(11~19、5、6)而构成。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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