CN116897266A - 压缩机中作为制冷剂的用途、压缩机以及制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

抑制由歧化反应导致的制冷循环装置的制冷剂回路的损伤。压缩机中作为制冷剂的用途是一种组合物在压缩机中作为制冷剂的用途,所述组合物包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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,所述压缩机具备终端(200),所述终端(200)具有尾销(220)和固定所述尾销的主体(210),将所述尾销(220)固定于所述主体(210)的固定粘接剂(240)的熔点或软化点为1000℃以下。

Description

压缩机中作为制冷剂的用途、压缩机以及制冷循环装置
技术领域
本发明涉及压缩机中作为制冷剂的用途、压缩机以及具备压缩机的制冷循环装置。
背景技术
作为制冷装置中使用的制冷剂,从保护地球环境的观点出发,与HFC制冷剂相比全球变暖潜能值(Global Warming Potential: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,在专利文献1(日本特开2019-196312号公报)中研究了1,2-二氟乙烯(HFO-1132)作为GWP低的制冷剂。
发明内容
发明所要解决的课题
HFO制冷剂具有GWP低的特征,另一方面,稳定性低,存在着在规定条件下发生被称为歧化反应的自分解反应的情况。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。在制冷循环装置中发生了这样的HFO制冷剂的歧化反应的情况下,歧化反应有可能在制冷剂回路内传播。
用于解决课题的手段
第1观点的压缩机中作为制冷剂的用途是一种组合物在压缩机中作为制冷剂的用途,所述组合物包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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,所述压缩机具备终端,所述终端具有尾销和固定尾销的主体,将尾销固定于主体的固定粘接剂的熔点或软化点为1000℃以下。
在压缩机的终端中,来自制冷剂、制冷机油的碳化物、金属磨耗粉等异物附着于尾销,存在电经由异物在尾销间流动而产生焦耳热的可能性。在包含HFO制冷剂的压缩机中作为制冷剂使用的情况下,若发生这样的现象,则有可能以终端作为着火源而发生歧化反应。
与此相对,此处,压缩机的终端的尾销的固定粘接剂的熔点或软化点低于有可能发生歧化反应的1000℃。在固定粘接剂的熔点低于1000℃的情况下,能够在终端的温度因焦耳热而上升而超过1000℃之前,利用熔融的固定粘接剂去除附着于尾销的异物,或者使尾销的固定粘接剂损伤而在发生歧化反应之前使压缩机停止。另外,在固定粘接剂的软化点低于1000℃的情况下,也能够在终端的温度因焦耳热而上升而超过1000℃之前,使尾销的固定粘接剂变形或损伤,从而在歧化反应发生之前使压缩机停止。其结果,能够抑制由歧化反应导致的制冷循环装置的制冷剂回路的损伤。
第2观点的压缩机中作为制冷剂的用途是第1观点的压缩机中作为制冷剂的用途,上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观点的压缩机中作为制冷剂的用途是第2观点的压缩机中作为制冷剂的用途,上述组合物包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132)和/或1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
第4观点的压缩机是将包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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种以上的组合物用作制冷剂的压缩机。压缩机具备终端。终端具有尾销和固定尾销的主体。将尾销固定于主体的固定粘接剂的熔点或软化点为1000℃以下。
在第4观点的压缩机中,尾销的固定粘接剂的熔点或软化点低于有可能发生歧化反应的1000℃。因此,在固定粘接剂的熔点低于1000℃的情况下,能够在终端的温度因焦耳热而上升而超过1000℃之前,利用熔融的固定粘接剂去除附着于尾销的异物,或者使尾销的固定粘接剂损伤而在发生歧化反应之前使压缩机停止。另外,在固定粘接剂的软化点低于1000℃的情况下,也能够在终端的温度因焦耳热而上升而超过1000℃之前,使尾销的固定粘接剂变形或损伤,从而在歧化反应发生之前使压缩机停止。其结果,能够抑制由歧化反应导致的制冷循环装置的制冷剂回路的损伤。
第5观点的制冷循环装置具备具有第4观点的压缩机的制冷剂回路。
在该制冷循环装置中,能够抑制由歧化反应导致的制冷循环装置的制冷剂回路的损伤。
附图说明
图1是一实施方式的制冷循环装置的示意性构成图。
图2是图1的制冷循环装置的结构框图。
图3是示出在图1的制冷循环装置中使用的一例的压缩机的示意性构成的侧视截面图。
图4是图3的压缩机的压缩机构的沿IV-IV箭头方向观察的示意性截面图。
图5是示出安装于图3的压缩机的终端的示意性结构的图,局部性示出截面图。
图6是从压缩机的内部侧观察安装于图3的压缩机的状态的终端的示意图。
具体实施方式
对一实施方式的压缩机100、具备压缩机100的制冷循环装置1、以及压缩机100和制冷循环装置1中的制冷剂的用途进行说明。
(1)制冷剂
对填充于制冷循环装置1的制冷剂回路10的制冷剂、换言之在压缩机100中使用的制冷剂进行说明。
填充于制冷剂回路10的制冷剂为包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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。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.ppm 6.2%,从这点出发是优选的。
组合物例如为HFO系制冷剂单独的组合物。HFO系制冷剂单独的组合物是指包含1种或2种以上的HFO系制冷剂,不包含HFO系以外的制冷剂。
另外,组合物也可以是选自由乙烯类的氟代烯烃、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种以上的制冷剂与氢氟烃(HFC)系的制冷剂的混合物。
例如,填充于制冷剂回路10的制冷剂是包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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。
虽然没有限定,但更具体而言,制冷剂包含选自由1,2-二氟乙烯(HFO-1132)、1,2-二氟乙烯(HFO-1132a)、1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)、单氟乙烯(HFO-1141)和全卤烯烃组成的组中的1种或2种以上。特别是,制冷剂优选包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132)和/或1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
需要说明的是,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)和全卤烯烃为乙烯类的氟代烯烃的例子。作为全卤烯烃的例子,可举出三氟氯乙烯(CFO-1113)、四氟乙烯(FO-1114)等。
在制冷剂回路10中,与上述制冷剂一起填充有制冷机油。
(2)制冷循环装置
(2-1)整体概要
参照图1和图2对制冷循环装置1进行说明。图1是制冷循环装置1的示意性构成图。图2是制冷循环装置1的结构框图。
制冷循环装置1具有封入有上述制冷剂的制冷剂回路10。对于制冷循环装置1而言,在制冷剂回路10中,进行下述蒸气压缩制冷循环:制冷剂被压缩,进行散热或冷凝,被减压、加热而蒸发后再次被压缩。制冷循环装置1是通过进行这样的蒸气压缩制冷循环来处理对象的热负荷的装置。在本实施方式中,制冷循环装置1是进行对象空间的空气的冷却、加热的空调装置。但是,制冷循环装置1的种类并不限于空调装置,也可以是热水供给装置、地板制热装置、冷却器等。
如图1所示,制冷循环装置1主要具有热源单元20、利用单元30、连接热源单元20和利用单元30的第1连通配管5和第2连通配管6、以及控制制冷循环装置1的动作的控制器7。需要说明的是,在图1中,热源单元20及利用单元30分别为一台,但制冷循环装置1也可以具有多个热源单元20或利用单元30、或者具有多个热源单元20及利用单元30这两者。
以下,对热源单元20、利用单元30及控制器7进一步进行说明。
(2-2)详细构成
(2-2-1)热源单元
热源单元20例如设置于室外、机械室等。
热源单元20经由第1连通配管5和第2连通配管6与利用单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。
热源单元20主要具有压缩机100、流路切换机构22、热源热交换器23、膨胀机构24、热源风扇25、储罐41、第1截止阀28以及第2截止阀29(参照图1)。另外,热源单元20具有控制构成热源单元20的各部的动作的第1控制部27。另外,热源单元20具有排出压力传感器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、热源热交换温度传感器65、热源空气温度传感器66等传感器。
压缩机100是对从吸入口吸入的制冷循环中的低压的制冷剂进行压缩,升压至制冷循环中的高压,并从排出口排出的设备。压缩机100例如是旋转式或涡旋式等容积式的压缩机构由驱动机构驱动的密闭型的压缩机。在本实施方式中,压缩机100是旋转式压缩机。作为压缩机100的驱动机构的马达能够通过逆变器进行运转频率的控制。关于压缩机100的详细情况在后面叙述。
流路切换机构22是进行制冷剂回路10的流路的切换的机构。在本实施方式中,流路切换机构22是四通切换阀。流路切换机构22能够将制冷剂回路10的状态在第1状态(参照图1中的实线)与第2状态(参照图1中的虚线)之间切换,在第1状态下,将压缩机100的排出口与热源热交换器23连接,将压缩机100的吸入口与第2截止阀29连接;在第2状态下,将压缩机100的排出口与第2截止阀29连接,将压缩机100的吸入口与热源热交换器23连接。在制冷剂回路10的状态处于第1状态时,将压缩机100的排出口与流路切换机构22连接的排出管42b和将流路切换机构22与热源热交换器23连接的第1气体制冷剂管42c连接,将压缩机100的吸入口与流路切换机构22连接的吸入管42a和将流路切换机构22与第2截止阀29连接的第2气体制冷剂管42e连接。在制冷剂回路10的状态处于第2状态时,排出管42b与第2气体制冷剂管42e连接,吸入管42a与第1气体制冷剂管42c连接。在制冷循环装置1进行制冷运转时,流路切换机构22将制冷剂回路10的状态切换为第1状态。在制冷循环装置1进行制热运转时,流路切换机构22将制冷剂回路10的状态切换为第2状态。
需要说明的是,流路切换机构22也可以不由四通切换阀实现,也可以由多个阀构成为能够切换上述的第1状态和第2状态。
热源热交换器23在制冷循环装置1的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。
在本实施方式的热源热交换器23中,在作为热源的空气与制冷剂之间进行热交换,但不限于此,热源热交换器23也可以是在水等介质与制冷剂之间进行热交换的类型的热交换器。作为热源热交换器23使用的热交换器的类型适当选择即可。
膨胀机构24设置于制冷剂回路10的将热源热交换器23与第1截止阀28连接的液体制冷剂管42d。在本实施方式中,膨胀机构24是能够调节阀开度的电子膨胀阀。但是,膨胀机构24的种类并不限于电子膨胀阀,也可以是具有感温筒的温度自动膨胀阀、毛细管。
热源风扇25生成空气流,使得热源单元20的未图示的壳体的外部的作为热源的空气被吸入到壳体的内部而向热源热交换器23供给、并且使在热源热交换器23中与制冷剂进行了热交换的空气向壳体的外部排出。热源风扇25由热源风扇马达驱动。
储罐41设置于吸入管42a。储罐41是具有气液分离功能并且能够将制冷剂回路10中的剩余制冷剂作为液体制冷剂贮存的制冷剂容器。
第1截止阀28是配置于热源单元20与第1连通配管5的连接部分的手动阀。第2截止阀29是配置于热源单元20与第2连通配管6的连接部分的手动阀。
第1控制部27具有包括CPU、存储器等的微型计算机。第1控制部27经由通信线与后述的利用单元30的第2控制部34连接,与第2控制部34之间进行控制信号等的收发。
在热源单元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、热源热交换温度传感器65、热源空气温度传感器66等。这些传感器61至66与第1控制部27电连接,对第1控制部27发送检测信号。排出压力传感器61检测在排出管42b中流动的制冷剂的压力。排出温度传感器62检测在排出管42b中流动的制冷剂的温度。吸入压力传感器63检测在吸入管42a中流动的制冷剂的压力。吸入温度传感器64检测在吸入管42a中流动的制冷剂的温度。热源热交换温度传感器65安装于热源热交换器23,对在热源热交换器23中流动的制冷剂的温度进行检测。热源空气温度传感器66检测通过热源热交换器23之前的热源空气的温度。
(2-2-2)利用单元
利用单元30例如设置于作为对象空间的室内的壁面、天花板、地板等、对象空间的屋顶内等。
利用单元30经由第1连通配管5和第2连通配管6与热源单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
利用单元30主要具有利用热交换器31和利用风扇32(参照图1)。另外,利用单元30具有控制构成利用单元30的各部的动作的第2控制部34。另外,利用单元30具有第1温度传感器71、室内空气温度传感器72等传感器。
利用热交换器31的一端与第1连通配管5连接,另一端与第2连通配管6连接。利用热交换器31在制冷循环装置1的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散热器或冷凝器发挥功能。作为利用热交换器31使用的热交换器的类型适当选择即可。
利用风扇32生成空气流,使得空调对象空间的空气被吸入利用单元30的未图示的壳体的内部而向利用热交换器31供给,并使在利用热交换器31中与制冷剂进行了热交换的空气向壳体的外部吹出。利用风扇32由利用风扇马达驱动。
第2控制部34具有包括CPU、存储器等的微型计算机。第2控制部34经由通信线与热源单元20的第1控制部27连接,与第1控制部27之间进行控制信号等的收发。
在利用单元30设置有第1温度传感器71、室内空气温度传感器72等。这些传感器71、72与第2控制部34电连接,对第2控制部34发送检测信号。第1温度传感器71设置于将第1连通配管5与利用热交换器31连接的配管,检测在该配管中流动的制冷剂的温度。室内空气温度传感器72检测空调对象空间的空气的温度。
(2-2-3)控制器
在制冷循环装置1中,热源单元20的第1控制部27与利用单元30的第2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基于来自未图示的遥控器的指示、设置于热源单元20及利用单元30的各种传感器的检测值等,控制热源单元20及利用单元30的各种构成的动作。
(2-3)制冷循环装置的动作
制冷循环装置1至少能够执行进行空调对象空间的制冷的制冷运转和进行空调对象空间的制热的制热运转。控制制冷循环装置1的动作的控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是进行制冷运转还是进行制热运转并执行。
在制冷运转模式下,控制器7对流路切换机构22的动作进行控制,以使制冷剂回路10的状态成为第1状态。另外,控制器7例如控制压缩机100的运转频率、作为膨胀机构24的电子膨胀阀的开度,以使空调对象空间的温度成为目标温度。
在制冷运转模式下,压缩机100排出的气体制冷剂经由流路切换机构22流入热源热交换器23,在热源热交换器23中冷凝。从热源热交换器23流出并流向利用单元30的制冷剂在通过膨胀机构24时被减压。由膨胀机构24减压后的制冷剂在第1连通配管5中流动而流入利用单元30的利用热交换器31,在利用热交换器31中蒸发,并流向第2连通配管6。在第2连通配管6中流动的制冷剂经由流路切换机构22、储罐41再次被吸入压缩机100。
在制热运转模式下,控制器7对流路切换机构22的动作进行控制,以使制冷剂回路10的状态成为第2状态。另外,控制器7例如控制压缩机100的运转频率、作为膨胀机构24的电子膨胀阀的开度,以使空调对象空间的温度成为目标温度。
在制热运转模式下,压缩机100排出的气体制冷剂经由流路切换机构22及第2连通配管6被输送至利用单元30,并流入利用热交换器31,在利用热交换器31中冷凝或散热。通过了利用热交换器31的制冷剂经由第1连通配管5向热源单元20输送。流入热源单元20的制冷剂在通过膨胀机构24时被减压。由膨胀机构24减压后的制冷剂流入热源热交换器23,在热源热交换器23中蒸发,经过流路切换机构22、储罐41,再次被吸入压缩机100。
(3)压缩机
参照图3~图6对制冷循环装置1的压缩机100进行详细说明。图3是示出压缩机100的示意性构成的侧视截面图。图4是沿着图3中的IV-IV箭头观察的压缩机100的压缩机构的示意性截面图。图5是示出压缩机100的终端200的示意性结构的图,局部性示出截面。图6是从压缩机100的内部侧(从下方)观察安装于压缩机100的状态的终端200的图。
如图3所示,本实施方式的压缩机100是单缸型的旋转式压缩机。但是,并不限定于此,压缩机100例如也可以是双缸型的旋转式压缩机。
压缩机100主要具备壳体110、驱动机构120、压缩机构130、驱动轴140及终端200。
(3-1)壳体
壳体110是纵型圆筒状的容器。
壳体110具有上下开口的圆筒状的圆筒部件112、以及分别设置于圆筒部件112的上端和下端的碗状的上盖114a和下盖114b(参照图3)。圆筒部件112与上盖114a及下盖114b以保持气密的方式通过焊接而固定。
在圆筒部件112设置有吸入管连接部116,在吸入管连接部116插入有吸入管42a。插入吸入管连接部116的吸入管42a与压缩机构130连结(参照图3)。在上盖114a设置有排出管连接部118(参照图3),排出管42b与排出管连接部118连接。由压缩机构130压缩后的高压制冷剂经由排出管连接部118向排出管42b排出。
在壳体110的内部收纳有驱动机构120、压缩机构130以及驱动轴140。在壳体110的下部形成有积存用于润滑压缩机构130等的制冷机油L的储油空间119(参照图3)。
在壳体110的上盖114a安装有终端200。
(3-2)驱动机构
驱动机构120是驱动压缩机构130的机构。在本实施方式中,驱动机构120是马达。
驱动机构120配置在压缩机构130的上方。
驱动机构120主要具有定子122和转子124。转子124在形成为环状的定子122的内侧与定子122隔开微小的间隙(气隙)地配置(参照图3)。
定子122主要包括环状的定子铁芯122a、卷绕于定子铁芯122a的绕组122b、以及配置于定子铁芯122a的上端面的上方和下端面的下方的绝缘件122c(参照图3)。
定子铁芯122a固定于壳体110的圆筒部件112。例如,定子铁芯122a通过热压配合、压入等过盈配合而固定于圆筒部件112的内部。需要说明的是,定子铁芯122a与圆筒部件112的固定方法不限于这些方法,定子铁芯122a与圆筒部件112也可以通过焊接而固定。
绝缘件122c在环状的定子铁芯122a的内周侧上方与定子铁芯122a相邻配置。绝缘件122c在环状的定子铁芯122a的内周侧下方与定子铁芯122a相邻配置。在定子铁芯122a上隔着绝缘件122c卷绕有绕组122b。绕组122b经由引线160(参照图6)与安装于壳体110的终端200连接。从外部电源经由终端200和引线160向绕组122b供给电力。电流经由引线160流过卷绕于定子铁芯122a的绕组122b,由此在定子122产生旋转磁场。
转子124是圆筒形状的部件。转子124主要具有圆筒形状的转子铁芯124a(参照图3)和未图示的多个永磁体。转子铁芯124a通过层叠多个环状的电磁钢板而形成。永磁体例如为板磁体。多个永磁铁以包围转子124的旋转轴(驱动轴140的旋转轴)的方式配置。
在转子铁芯124a的中空部插入并固定有驱动轴140。
需要说明的是,驱动轴140具有偏心部142。驱动轴140在偏心部142与压缩机构130的活塞136的辊136a连结。总之,驱动轴140将转子124与压缩机构130连结。
当向驱动机构120供给电流而使电流流过绕组122b时,转子124通过在定子122产生的旋转磁场而旋转。当转子124旋转时,与转子铁芯124a连接的驱动轴140也旋转,经由驱动轴140对压缩机构130赋予驱动力。
需要说明的是,在连结压缩机构130和驱动机构120的驱动轴140的内部,形成有用于将积存在壳体110的下部的储油空间119中的制冷机油L向压缩机100的滑动部引导的油流路144。压缩机100的滑动部包括后述的活塞136与缸体134、前盖132及后盖138的滑动部、驱动轴140与前盖132的上轴承部132b及后盖138的下轴承部138b的滑动部。在压缩机100的运转中,利用压力差、离心力等,积存于储油空间119的制冷机油L通过油流路144被送至滑动部。
(3-3)压缩机构
压缩机构130是对从吸入管42a吸入的制冷剂进行压缩的机构。
压缩机构130收容于驱动机构120的下方的壳体110的下部侧(参照图3)。
如图3和图4所示,旋转式的压缩机构130主要具有前盖132、缸体134、活塞136、后盖138和消声器139。前盖132、缸体134、活塞136及后盖138例如为铸铁制。
(a)缸体
缸体134具有上下的端面开口的圆筒状的圆筒部134a和在俯视时从圆筒部134a向外侧(壳体110侧)延伸的外延部134b(参照图4)。外延部134b的端部与壳体110的圆筒部件112固定,由此,缸体134与圆筒部件112固定。
在由圆筒部134a的内周面包围的圆柱状的空间收容有用于压缩制冷剂的活塞136(参照图4)。
在外延部134b形成有吸入制冷循环中的低压制冷剂的吸入孔134ba(参照图4)。吸入孔134ba以将形成于圆筒部134a的内周面的开口与形成于外延部134b的外周面的开口连通的方式延伸。吸入管42a的前端部从形成于外延部134b的外周面的吸入孔134ba的开口插入吸入孔134ba(参照图3)。
在缸体134的上方配置有前盖132,以堵住圆筒部134a的上方的开口(参照图3)。在缸体134的下方配置有后盖138,以堵住圆筒部134a的下方的开口(参照图3)。前盖132、缸体134以及后盖138例如通过螺栓结合为一体。由缸体134的圆筒部134a的内周面、前盖132的下表面和后盖138的上表面形成缸室135。在缸室135配置有活塞136(参照图3)。由缸体134的圆筒部134a的内周面、前盖132的下表面、后盖138的上表面以及配置于缸室135的活塞136的外周面形成了压缩制冷剂的压缩室S1(参照图3和图4)。
另外,在缸体134形成有供后述的衬套137以及活塞136的叶片136b配置的叶片摆动空间134c。叶片摆动空间134c形成为在吸入孔134ba的附近从由圆筒部134a的内周面包围的圆柱状的空间朝向外周侧延伸。叶片摆动空间134c横跨圆筒部134a和外延部134b而形成。缸体134经由配置于叶片摆动空间134c的衬套137以活塞136的叶片136b能够摆动的方式进行支承。
(b)前盖
如图3所示,前盖132具有:前盖圆板部132a,其封闭缸体134的圆筒部134a的上方的开口;以及上轴承部132b,其从前盖圆板部132a的中央部向上方延伸。上轴承部132b为圆筒状,作为驱动轴140的轴承发挥功能。
在前盖圆板部132a形成有供在压缩室S1被压缩的制冷剂排出的排出孔132aa(参照图4)。在排出孔132aa的上方设置有对排出孔132aa进行开闭的排出阀(未图示)。排出阀在压缩室S1的压力高于后述的消声空间S2的压力时因压力差而打开,使制冷剂从排出孔132aa向消声空间S2排出。
(c)后盖
如图3所示,后盖138具有:后盖圆板部138a,其封闭缸体134的圆筒部134a的下方的开口;以及下轴承部138b,其从后盖圆板部138a的中央部向下方延伸。下轴承部138b为圆筒状,作为驱动轴140的轴承发挥功能。
(d)活塞
活塞136配置于缸室135。活塞136安装于驱动轴140的偏心部142。
活塞136是将圆筒状的辊136a和从辊136a的外表面沿辊136a的径向延伸的板状的叶片136b一体化而成的部件。
辊136a配置于缸室135。在辊136a的中空部嵌入有驱动轴140的偏心部142。
活塞136的叶片136b配置于在缸体134形成的叶片摆动空间134c,经由配置于叶片摆动空间134c的衬套137以能够摆动的方式支承于缸体134。另外,叶片136b能够在叶片136b的长度方向上相对于衬套137滑动。在压缩机100的运转中,叶片136b相对于缸体134摆动,并且反复进行进入叶片摆动空间134c或从叶片摆动空间134c出来的动作。
如图4所示,活塞136的辊136a及叶片136b以分隔缸室135的形式形成容积因活塞136的公转而变化的压缩室S1。当驱动轴140旋转时,辊136a相对于缸体134公转。由此,压缩室S1的容积变化,从吸入管42a吸入的低压制冷剂被压缩而成为高压制冷剂,从排出孔132aa向消声空间S2排出。
(e)消声器
如图3所示,消声器139安装于前盖132的前盖圆板部132a的周缘部的上表面。需要说明的是,在消声器139形成有用于使与上轴承部132b的外形大致相同形状的上轴承部132b贯通的中央消声器开口(未图示),在中央消声器开口插入有上轴承部132b。
消声器139与前盖圆板部132a的上表面和上轴承部132b的外周面一起形成消声空间S2。消声空间S2是用于实现与来自压缩室S1的制冷剂的排出相伴的噪音的降低的空间。在配置于排出孔132aa的上方的上述排出阀(未图示)打开时,消声空间S2和压缩室S1经由排出孔132aa连通。
在消声器139还形成有使制冷剂从消声空间S2向消声空间S2的外部(壳体110内的驱动机构120的收容空间)流动的消声器排出孔。
需要说明的是,消声空间S2、驱动机构120的收容空间、配置排出管连接部118的下端的驱动机构120的上方的空间(称为上部空间Su)、压缩机构130的下方的储油空间119全部连通。当运转中的压缩机100成为稳定状态时,这些空间成为制冷循环中的高压空间。压缩机100成为稳定状态是指压缩机100完成起动时的控制,压缩机100的内部成为压力变动等较少的状态。
(3-4)终端
终端200安装于壳体110的上盖114a。终端200主要具有主体210、3根尾销220以及设置于各尾销220的终端板230(参照图6)。
主体210的材质例如是铁、不锈钢。尾销220的材质例如为铁铬合金或铜。
主体210是支承尾销220的部件。主体210是大致帽形状的部件。主体210具有大致圆筒状的侧壁部212和封闭侧壁部212的一端侧的圆板214。侧壁部212的另一端侧(不存在圆板214的一侧)开口。终端200以主体210的圆板214所在的一侧配置于壳体110的外侧、主体210的开口的一侧配置于壳体110的内侧的方式安装于壳体110。固定有尾销220的主体210的侧壁部212通过焊接固定于壳体110的上盖114a。
尾销220是圆柱状的部件。尾销220贯通在主体210的圆板214所形成的孔214a而延伸(参照图5)。3根尾销220彼此大致平行地延伸。
在各尾销220的壳体110的内部侧(主体210的侧壁部212的开口侧)的端部固定有终端板230(参照图5和图6)。在各终端板230连接有端子162(参照图6),该端子162安装在用于将驱动机构120的定子122的绕组122b与终端200连接的引线160的端部的前端。需要说明的是,在此省略了描绘,但也可以在各尾销220的壳体110的外部侧(主体210的圆板214存在的一侧)的端部也设置用于连接外部电源的电线的终端。
主体210和尾销220被密封部件240(固定粘接剂)固定,以气密地密封主体210与尾销220的间隙。作为密封部件240的固定粘接剂是绝缘性的材料。另外,作为密封部件240的固定粘接剂的熔点为1000℃以下。密封部件240所使用的固定粘接剂的材质是玻璃,但并不限于此。具体而言,密封部件240所使用的固定粘接剂的玻璃例如是钠钡系的玻璃、硼硅酸系的玻璃。固定粘接剂选定熔点为1000℃以下且在通常的压缩机100的使用条件(使用温度)下不熔融的材质。
在尾销220的直径d例如为3.2mm的情况下,形成于插入有尾销220的主体210的圆板214的孔214a的直径D优选为6.4mm以上9.6mm以下。换言之,在尾销220的直径d为3.2mm的情况下,密封部件240的被与尾销220的长度方向正交的平面切断时的截面积优选为24.1mm2以上64.0mm2以下。优选的孔214a的直径D相对于尾销220的直径d的比值(D/d)为2.0~3.0的范围。
更优选的是,在尾销220的直径d为3.2mm的情况下,孔214a的直径D为8.0mm以上9.6mm以下。换言之,在尾销220的直径d为3.2mm的情况下,密封部件240的被与尾销220的长度方向正交的平面切断时的截面积更优选为42.4mm2以上64.0mm2以下。更优选的孔214a的直径D相对于尾销220的直径d的比值(D/d)为2.5~3.0的范围。
需要说明的是,在尾销220的直径d与3.2mm不同的情况下,例如根据上述比值的范围来决定孔214a的直径即可。
另外,在尾销220的直径d例如为3.2mm的情况下,尾销220的长度方向(尾销220的插入方向)上的密封部件240的厚度的最大值Tmax优选为5.8mm以上8.8mm以下。优选的密封部件240的厚度的最大值Tmax相对于尾销220的直径d的比值(Tmax/d)为1.8~2.8的范围。
更优选的是,在尾销220的直径d为3.2mm的情况下,密封部件240的厚度的最大值Tmax为7.0mm以上8.8mm以下。更优选的密封部件240的厚度的最大值Tmax相对于尾销220的直径d的比值(Tmax/d)为2.2~2.8的范围。
(4)压缩机的动作
对压缩机100的动作进行说明。
在压缩机100中,当驱动机构120运转而驱动轴140旋转时,通过驱动轴140的偏心部142的偏心旋转,压缩机构130的活塞136的辊136a公转。当辊136a公转时,与吸入管42a连通的压缩室S1的容积逐渐变大,从吸入管42a向压缩室S1吸入低压制冷剂。当活塞136的辊136a进一步公转时,压缩室S1与吸入管42a的连通状态被解除,在与排出孔132aa成为连通状态的压缩室S1中开始制冷剂的压缩。之后,与排出孔132aa成为连通状态的压缩室S1的容积逐渐减少,制冷剂的压力变高。随着压缩室S1的容积的减少而成为高压的制冷剂推开设置于排出孔132aa的排出阀,从排出孔132aa向消声空间S2排出。流入消声空间S2的制冷剂从消声器139的未图示的消声器排出孔向压缩机构130的上方的空间流入。流入压缩机构130的上方的空间的制冷剂通过驱动机构120的定子122与转子124之间的间隙等,对驱动机构120进行冷却后,经由排出管连接部118向排出管42b排出。
(5)终端的温度异常上升时的压缩机的动作
接着,对终端200处的温度异常上升时的压缩机的动作进行说明。
在终端200中,由于以下的原因,温度有可能异常上升。
伴随压缩机100中的各种部件的滑动而产生的金属磨耗粉、来自制冷机油等的碳化物等异物有可能附着于终端200的尾销220。当这样的异物附着于尾销220时,电流经由异物在相邻的尾销220之间流动(在尾销220之间短路),有可能产生焦耳热。假设温度因焦耳热而上升至1000℃以上,则终端200有可能成为在本压缩机100中使用的制冷剂的歧化反应的着火源。
但是,将本压缩机100的终端200的尾销220固定于主体210的密封部件240(固定粘接剂)的熔点为1000℃以下。因此,即使电流经由异物在相邻的尾销220之间流动,产生焦耳热而终端200的温度上升,在终端200的温度达到1000℃之前,密封部件240也会熔融。
作为其结果,可期待下述效果:熔融的密封部件240(固定粘接剂)沿着尾销220流动而使附着于尾销220的异物流落。在从尾销220去除了异物的情况下,在尾销220之间不流过电流,抑制了歧化反应的发生。
另外,在比较多的密封部件240(固定粘接剂)因焦耳热而熔融的情况下,期待尾销220从主体210脱落。在该情况下,特别是在压缩机100的运转成为稳定状态时,压缩机100的壳体110的内部的压力(上部空间Su的压力)为制冷循环中的高压,因此从主体210脱离的尾销220通常由于压力差而向壳体110的外部飞出。需要说明的是,为了使尾销220容易向壳体110的外部飞出,终端200的主体210的孔214a的尺寸优选设计得比安装有终端板230的尾销220的尺寸充分大。
需要说明的是,将尾销220与压缩机100的驱动机构120的定子122的绕组122b连接的引线160的强度、长度优选设计成在密封部件240熔融且尾销220从主体210脱离而向壳体110的外部飞出时断线。具体而言,将尾销220与定子122的绕组122b连接的引线160的强度、长度优选设计为:在壳体110的内部为规定压力的情况下,密封部件240熔融,尾销220从主体210脱离而向壳体110的外部飞出,在此时发生断线。上述的压力的规定值例如使用在压缩机100的稳定运转时设想的压力的值即可。这样的设计例如基于模拟、实验来进行。当引线160断线时,电力并未被供给于压缩机100,因此压缩机100停止。其结果,在终端200温度不会进一步上升,抑制了歧化反应的发生。
另外,在比较多的密封部件240(固定粘接剂)因焦耳热而熔融的情况下,制冷剂从形成于主体210的圆板214的孔214a向壳体110的外部流出。制冷循环装置1的控制器7优选构成为根据设置于制冷循环装置1的各种传感器的检测值等来检测制冷剂量不足,在检测到制冷剂量不足的情况下使压缩机100停止。其结果,即使引线160未断线,也能够使压缩机100停止而抑制歧化反应的发生。
(6)本实施方式的特征
(6-1)
本实施方式的压缩机100中作为制冷剂的用途是一种组合物在压缩机100中作为制冷剂的用途,所述组合物包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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,所述压缩机100具备终端200,所述终端200具有尾销220和固定尾销的主体210,将尾销220固定于主体210的密封部件240(作为密封部件240的固定粘接剂)的熔点为1000℃以下。
在压缩机100的终端200中,来自制冷剂、制冷机油的碳化物、金属磨耗粉等异物附着于尾销220,电可能经由异物在尾销220之间流动而产生焦耳热。在将包含HFO的制冷剂用作压缩机100中的制冷剂的情况下,若发生这样的现象,则有可能以终端200作为着火源而发生歧化反应。
与此相对,此处,压缩机100的终端200的尾销220的密封部件240(固定粘接剂)的熔点低于有可能发生歧化反应的1000℃。因此,能够在终端200的温度因焦耳热而上升并超过1000℃之前,利用熔融的固定粘接剂去除附着于尾销220的异物,或者使尾销的密封部件240损伤而在发生歧化反应之前使压缩机100停止。其结果,能够抑制由歧化反应导致的制冷循环装置1的制冷剂回路10的损伤。
(6-2)
本实施方式中,优选组合物包含选自由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。
更优选组合物包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132)和/或1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
(6-3)
密封部件240(固定粘接剂)优选为玻璃。通过这样的构成,能够将熔点抑制在1000℃以上,并且确保绝缘性和气密性。
(6-4)
优选的是,尾销220相对于主体210的插入方向上的密封部件240(固定粘接剂)的部分的最大厚度Tmax为5.8mm以上8.8mm以下。
通过将密封部件240的部分的最大厚度Tmax设为该范围,能够在某种程度上抑制固定粘接剂的使用量,并且确保足够量的固定粘接剂,使用熔融的固定粘接剂使附着于尾销220的异物流落。
(6-5)
优选的是,引线160被设计成:在壳体110的内部的压力为规定值的情况下,当密封部件240(固定粘接剂)熔融而尾销220从主体210脱离时,连接尾销220与压缩机100的驱动机构120的定子122的引线160断线。上述的压力的规定值例如使用在压缩机100的稳定运转时设想的压力的值即可。引线160的设计例如包括引线160的长度、强度的设计。当引线160断线时,压缩机100停止。
这样构成的结果是,在电流在尾销220间流动而密封部件240熔融的情况下,引线160断线而压缩机100停止,因此在终端200的温度上升时使压缩机100提前停止,能够抑制歧化反应的发生。
(6-6)
优选的是,制冷循环装置1构成为:当密封部件240(固定粘接剂)熔融,压缩机100的内部与外部连通而制冷剂向压缩机100的外部流出时,因制冷剂量不足而压缩机100停止。
这样构成的结果是,在电流在尾销220间流动而密封部件240熔融的情况下,由于制冷剂量不足而压缩机100停止,因此能够使压缩机100提前停止,抑制歧化反应的发生。
(6-7)
优选的是,形成于主体210的供尾销220插入的孔214a的直径D相对于尾销220的直径d的比值(D/d)为2.0以上3.0以下。
通过使孔214a的直径D相对于尾销220的直径d的比值(D/d)处于上述范围,在密封部件240(固定粘接剂)熔融的情况下,能够将制冷剂从孔214a迅速地排出到压缩机100的外部,使压缩机100因制冷剂量不足而提前停止,抑制歧化反应的发生。另外,通过不使孔214a的直径D不必要地变大,能够抑制尾销220的密封部件240的强度的降低。
(7)变形例
以下示出上述实施方式的变形例。以下的变形例的内容只要不相互矛盾,则也可以与上述实施方式的结构的一部分或全部组合。另外,各变形例的一部分或全部只要不相互矛盾,则也可以与其他变形例的一部分或全部组合。
(7-1)变形例A
在上述实施方式中,以压缩机100为旋转式压缩机的情况为例进行了说明,但压缩机100的种类不限于旋转式压缩机。压缩机100也可以是具有终端200的涡旋压缩机等其他类型的压缩机。
(7-2)变形例B
在上述实施方式中,对包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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具备作为密封部件240的固定粘接剂的熔点为1000℃以下的终端200的压缩机100中的制冷剂的用途进行了说明。
然而,本公开不限于这样的构成。本发明的组合物的用途可以是下述组合物在具备作为密封部件240的固定粘接剂的软化点为1000℃以下的终端200的压缩机100中作为制冷剂的用途,所述组合物包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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。软化点是组合物软化而开始变形的温度。密封部件240所使用的固定粘接剂的材质是玻璃,但并不限于此。
在密封部件240的软化点为1000℃以下的情况下,电流经由异物在相邻的尾销220之间流动,在产生焦耳热而终端200的温度上升时,在终端200的温度达到1000℃之前,密封部件240开始变形。
其结果,可期待密封部件240变形或损伤而使尾销220从主体210脱离。在该情况下,特别是在压缩机100的运转成为稳定状态时,如上所述,压缩机100的壳体110的内部的压力(上部空间Su的压力)是制冷循环中的高压,因此,通常能够使从主体210脱离的尾销220因压力差而朝向壳体110的外部飞出。
与上述实施方式同样,将尾销220与压缩机100的驱动机构120的定子122的绕组122b连接的引线160的强度、长度优选设计成在密封部件240变形或损伤、尾销220从主体210脱离而向壳体110的外部飞出时断线。
另外,与上述实施方式同样,制冷循环装置1优选构成为:当密封部件240(固定粘接剂)变形或损伤,压缩机100的内部与外部连通而制冷剂向压缩机100的外部流出时,因制冷剂量不足而压缩机100停止。
另外,与上述实施方式同样,形成于主体210的供尾销220插入的孔214a的直径D相对于尾销220的直径d的比值(D/d)优选为2.0以上3.0以下。通过使孔214a的直径D相对于尾销220的直径d的比值(D/d)处于上述范围,在密封部件240(固定粘接剂)变形或损伤的情况下,能够将制冷剂从孔214a迅速地排出到压缩机100的外部,使压缩机100因制冷剂量不足而提前停止,抑制歧化反应的发生。另外,通过不使孔214a的直径D不必要地变大,能够抑制尾销220的密封部件240的强度的降低。
<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
10制冷剂回路
100压缩机
200终端
210主体
220尾销
240密封部件(固定粘接剂)
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)

1.一种组合物在压缩机(100)中作为制冷剂的用途,所述组合物包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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,所述压缩机(100)具备终端(200),所述终端(200)具有尾销(220)和固定所述尾销的主体(210),将所述尾销固定于所述主体的固定粘接剂(240)的熔点或软化点为1000℃以下。
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)。
4.一种压缩机(100),其将包含选自由乙烯类的氟代烯烃、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种以上的组合物用作制冷剂,其中,
所述压缩机(100)具备终端(200),所述终端(200)具有尾销(220)和固定所述尾销的主体(210),将所述尾销固定于所述主体的固定粘接剂(240)的熔点或软化点为1000℃以下。
5.一种制冷循环装置(1),其具备制冷剂回路(10),该制冷剂回路(10)具有权利要求4所述的压缩机。
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