JP2002266762A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
冷凍サイクル装置Info
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- JP2002266762A JP2002266762A JP2001063056A JP2001063056A JP2002266762A JP 2002266762 A JP2002266762 A JP 2002266762A JP 2001063056 A JP2001063056 A JP 2001063056A JP 2001063056 A JP2001063056 A JP 2001063056A JP 2002266762 A JP2002266762 A JP 2002266762A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＯ２冷媒と共に用いる場合に、水分が導入
されやすく、場合によって電気絶縁性が劣るような有極
性油などとの共存下でも、電気絶縁性に起因する漏電の
発生を防止できる圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 ＣＯ２冷媒が封入され、密閉容器内に電
動要素と圧縮要素を備えた密閉型電動圧縮機の冷凍機油
として非極性油や有極性油を用い、前記圧縮機内の冷凍
機油の加熱手段を設けた冷凍サイクル装置であり、冷凍
機油自体が高電気絶縁性をもつ非極性油や有極性油だけ
でなく、冷凍機油の電気絶縁性が低い有極性油の場合に
もその水分量を調整したものである。
されやすく、場合によって電気絶縁性が劣るような有極
性油などとの共存下でも、電気絶縁性に起因する漏電の
発生を防止できる圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 ＣＯ２冷媒が封入され、密閉容器内に電
動要素と圧縮要素を備えた密閉型電動圧縮機の冷凍機油
として非極性油や有極性油を用い、前記圧縮機内の冷凍
機油の加熱手段を設けた冷凍サイクル装置であり、冷凍
機油自体が高電気絶縁性をもつ非極性油や有極性油だけ
でなく、冷凍機油の電気絶縁性が低い有極性油の場合に
もその水分量を調整したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化炭素（以下
ＣＯ２と記す）を主たる冷媒として用いた冷凍サイクル
装置およびそれに用いる圧縮機に関する。
ＣＯ２と記す）を主たる冷媒として用いた冷凍サイクル
装置およびそれに用いる圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷凍サイクル装置は、圧縮機、
必要に応じて四方弁、放熱器（または凝縮器）、キャピ
ラリーチューブや膨張弁等の減圧器、蒸発器、等を配管
接続して冷凍サイクルを構成し、その内部に冷媒を循環
させることにより、冷却または加熱作用を行っている。
現在、エアコン、冷蔵庫、冷凍庫、自販機、ヒートポン
プ給湯機等の冷凍サイクル装置の冷媒には、物性が安定
し、扱いやすい点から、塩素を含み水素を含まないフッ
化炭化水素類（ＣＦＣ冷媒）や塩素と水素を含むフッ化
炭化水素類（ＨＣＦＣ冷媒）が使用されている。
必要に応じて四方弁、放熱器（または凝縮器）、キャピ
ラリーチューブや膨張弁等の減圧器、蒸発器、等を配管
接続して冷凍サイクルを構成し、その内部に冷媒を循環
させることにより、冷却または加熱作用を行っている。
現在、エアコン、冷蔵庫、冷凍庫、自販機、ヒートポン
プ給湯機等の冷凍サイクル装置の冷媒には、物性が安定
し、扱いやすい点から、塩素を含み水素を含まないフッ
化炭化水素類（ＣＦＣ冷媒）や塩素と水素を含むフッ化
炭化水素類（ＨＣＦＣ冷媒）が使用されている。
【０００３】しかし、ＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷媒は、オ
ゾン層破壊を促進する性質があるため、分子構造中に塩
素を含まず、水素を含むフッ化炭化水素類（ＨＦＣ冷
媒）の代替冷媒としての採用が提案されている。また、
ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒は、地球温暖化
を促進する性質があるため、地球温暖化への影響が極め
て少ない自然冷媒の代替冷媒としての採用が提案されて
いる。
ゾン層破壊を促進する性質があるため、分子構造中に塩
素を含まず、水素を含むフッ化炭化水素類（ＨＦＣ冷
媒）の代替冷媒としての採用が提案されている。また、
ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒は、地球温暖化
を促進する性質があるため、地球温暖化への影響が極め
て少ない自然冷媒の代替冷媒としての採用が提案されて
いる。
【０００４】しかし、自然冷媒でも、炭化水素類（ＨＣ
冷媒）は強可燃性があるため、引火、爆発する危険性が
あり、また、アンモニア冷媒は毒性があるため、漏洩時
に危険を生じる問題があることから、不燃性で毒性もな
く、かつ安価なＣＯ２冷媒の採用が検討されている。
冷媒）は強可燃性があるため、引火、爆発する危険性が
あり、また、アンモニア冷媒は毒性があるため、漏洩時
に危険を生じる問題があることから、不燃性で毒性もな
く、かつ安価なＣＯ２冷媒の採用が検討されている。
【０００５】一方、ＣＯ２冷媒用の冷凍機油としては、
非極性油や有極性油が検討されている。例えば、非極性
油としては、ナフテン系やパラフィン系の鉱油、ポリ−
α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフ
タレン油などとこれらの混合油、有極性油としては、Ｈ
ＦＣ冷媒の代替冷媒と併用した採用が検討されているポ
リオールエステル油（エステル油）、ポリビニルエーテ
ル油（エーテル油）、ポリアルキレングリコール油、ポ
リカーボネート油などとこれらの混合油、また非極性油
と有極性油の混合油などがある。
非極性油や有極性油が検討されている。例えば、非極性
油としては、ナフテン系やパラフィン系の鉱油、ポリ−
α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフ
タレン油などとこれらの混合油、有極性油としては、Ｈ
ＦＣ冷媒の代替冷媒と併用した採用が検討されているポ
リオールエステル油（エステル油）、ポリビニルエーテ
ル油（エーテル油）、ポリアルキレングリコール油、ポ
リカーボネート油などとこれらの混合油、また非極性油
と有極性油の混合油などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＣＯ２冷媒は、冷凍機
油と一定の温度範囲では溶解するが、ＣＯ２を冷媒とす
る冷凍サイクル装置の運転開始から、安定に至るまでの
運転状態の広い温度域において、必ずしも完全溶解しな
い。またＣＯ２冷媒と冷凍機油の任意の混合割合におい
ても、冷凍サイクル装置中の圧縮機の動作条件において
ＣＯ２冷媒と不溶解域をもち、必ずしも完全溶解しな
い。すなわち、多くの冷凍機油は、ＣＯ２冷媒と溶解し
にくく二層分離を生じ、低温側臨界溶解温度は高く、高
温側にも臨界溶解温度が存在するものである。冷凍サイ
クル装置中の圧縮機において、ＣＯ２冷媒と冷凍機油の
二層分離が生じた場合には、ＣＯ２冷媒の液層は冷凍機
油に比べ比重が軽いため、冷凍機油はＣＯ２冷媒の液層
の下側に位置し、反対にＣＯ２冷媒の液層は冷凍機油の
上側に位置する様になる。
油と一定の温度範囲では溶解するが、ＣＯ２を冷媒とす
る冷凍サイクル装置の運転開始から、安定に至るまでの
運転状態の広い温度域において、必ずしも完全溶解しな
い。またＣＯ２冷媒と冷凍機油の任意の混合割合におい
ても、冷凍サイクル装置中の圧縮機の動作条件において
ＣＯ２冷媒と不溶解域をもち、必ずしも完全溶解しな
い。すなわち、多くの冷凍機油は、ＣＯ２冷媒と溶解し
にくく二層分離を生じ、低温側臨界溶解温度は高く、高
温側にも臨界溶解温度が存在するものである。冷凍サイ
クル装置中の圧縮機において、ＣＯ２冷媒と冷凍機油の
二層分離が生じた場合には、ＣＯ２冷媒の液層は冷凍機
油に比べ比重が軽いため、冷凍機油はＣＯ２冷媒の液層
の下側に位置し、反対にＣＯ２冷媒の液層は冷凍機油の
上側に位置する様になる。
【０００７】冷凍サイクル装置中の圧縮機として密閉型
電動圧縮機を使用する際には、圧縮機の密閉容器内の電
動要素は、ＣＯ２冷媒の液層や冷凍機油やＣＯ２冷媒と
冷凍機油の混合液に常時さらされるため、運転時の熱に
加えてこれらに対して耐食性を有することは不可欠であ
る。
電動圧縮機を使用する際には、圧縮機の密閉容器内の電
動要素は、ＣＯ２冷媒の液層や冷凍機油やＣＯ２冷媒と
冷凍機油の混合液に常時さらされるため、運転時の熱に
加えてこれらに対して耐食性を有することは不可欠であ
る。
【０００８】また、ＣＯ２冷媒は、ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦ
Ｃ冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒等に比べ、分子径がほぼ
同等であり、冷媒としては極性が小さいが、水とは比較
的親和性があり少量ではあるが水分が含まれやすく、材
料への浸透性が高く、物質輸送の溶媒効果が高いだけで
なく、絶縁耐力が低く、密閉型電動圧縮機に要求される
電気絶縁性が劣る。
Ｃ冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒等に比べ、分子径がほぼ
同等であり、冷媒としては極性が小さいが、水とは比較
的親和性があり少量ではあるが水分が含まれやすく、材
料への浸透性が高く、物質輸送の溶媒効果が高いだけで
なく、絶縁耐力が低く、密閉型電動圧縮機に要求される
電気絶縁性が劣る。
【０００９】一般に圧縮機の電動要素において、絶縁フ
ィルムや結束糸としてはポリエチレンテレフタレート
（ポリエステル）、マグネットワイヤとしてはポリエス
テルまたは変性ポリエステルを主体とした絶縁層を塗布
したもの、絶縁チューブ、電源接続部等の絶縁被覆物と
してポリブチレンテレフタレート（ポリエステル）成形
物が用いられる。
ィルムや結束糸としてはポリエチレンテレフタレート
（ポリエステル）、マグネットワイヤとしてはポリエス
テルまたは変性ポリエステルを主体とした絶縁層を塗布
したもの、絶縁チューブ、電源接続部等の絶縁被覆物と
してポリブチレンテレフタレート（ポリエステル）成形
物が用いられる。
【００１０】冷凍機油は絶縁油としての役割も担うた
め、体積抵抗値がほぼ１０13Ωｃｍ以上の非極性油やエ
ステル油、ポリカーボネート油に代表される有極性油は
問題が少ないが、体積抵抗値が約１０10Ωｃｍと電気絶
縁性が劣るポリアルキレングリコール油などの冷凍機油
の使用においては注意を要する。
め、体積抵抗値がほぼ１０13Ωｃｍ以上の非極性油やエ
ステル油、ポリカーボネート油に代表される有極性油は
問題が少ないが、体積抵抗値が約１０10Ωｃｍと電気絶
縁性が劣るポリアルキレングリコール油などの冷凍機油
の使用においては注意を要する。
【００１１】さらに、エステル油、ポリアルキレングリ
コール油、ポリカーボネート油に代表される有極性油
は、冷凍機油と水分との親和性のため冷凍サイクル装置
内に水分が導入されやすく、電動要素の絶縁フィルムや
絶縁層等の絶縁被覆物との好ましくない反応が生じる可
能性があり、ＣＯ２冷媒は、結束糸や絶縁チューブ等の
絶縁被覆物に処理されている非イオン系あるいはカチオ
ン系界面活性剤などの帯電防止剤などの溶出力が大きい
可能性がある。
コール油、ポリカーボネート油に代表される有極性油
は、冷凍機油と水分との親和性のため冷凍サイクル装置
内に水分が導入されやすく、電動要素の絶縁フィルムや
絶縁層等の絶縁被覆物との好ましくない反応が生じる可
能性があり、ＣＯ２冷媒は、結束糸や絶縁チューブ等の
絶縁被覆物に処理されている非イオン系あるいはカチオ
ン系界面活性剤などの帯電防止剤などの溶出力が大きい
可能性がある。
【００１２】したがって、ＣＯ２冷媒は、冷凍機油自体
の電気絶縁性が低い場合や水分が導入されやすい有極性
油を主たる組成とする冷凍機油を用いる場合には、電動
要素の絶縁フィルムや絶縁層等の絶縁被覆物が犯される
と、油層を通して密閉容器に電気が流れ漏電や感電の危
険性が生じる可能性がある。さらに、二層分離が生じて
ＣＯ２冷媒の液層が存在する場合や油層中にＣＯ２冷媒
が混ざり合った状態にあるときも同様である。
の電気絶縁性が低い場合や水分が導入されやすい有極性
油を主たる組成とする冷凍機油を用いる場合には、電動
要素の絶縁フィルムや絶縁層等の絶縁被覆物が犯される
と、油層を通して密閉容器に電気が流れ漏電や感電の危
険性が生じる可能性がある。さらに、二層分離が生じて
ＣＯ２冷媒の液層が存在する場合や油層中にＣＯ２冷媒
が混ざり合った状態にあるときも同様である。
【００１３】本発明は、従来の課題を解決するもので、
ＣＯ２冷媒と共に用いる場合に、水分が導入されやす
く、場合によって電気絶縁性が劣るような、エステル
油、ポリアルキレングリコール油、ポリカーボネート油
に代表される有極性油などとの共存下でも、絶縁フィル
ム等の劣化が少なく長期間の使用に耐え、電気絶縁性に
起因する漏電の発生を防止し、耐久性に対する信頼性を
向上できる圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提供する
ことを目的とする。
ＣＯ２冷媒と共に用いる場合に、水分が導入されやす
く、場合によって電気絶縁性が劣るような、エステル
油、ポリアルキレングリコール油、ポリカーボネート油
に代表される有極性油などとの共存下でも、絶縁フィル
ム等の劣化が少なく長期間の使用に耐え、電気絶縁性に
起因する漏電の発生を防止し、耐久性に対する信頼性を
向上できる圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の冷凍サイクル装
置は、ＣＯ２冷媒が封入され、密閉容器内に電動要素と
圧縮要素を備えた密閉型電動圧縮機と、非極性油あるい
は有極性油を主たる組成とする冷凍機油と、前記密閉型
電動圧縮機内の冷凍機油の加熱手段を設けたものであ
る。
置は、ＣＯ２冷媒が封入され、密閉容器内に電動要素と
圧縮要素を備えた密閉型電動圧縮機と、非極性油あるい
は有極性油を主たる組成とする冷凍機油と、前記密閉型
電動圧縮機内の冷凍機油の加熱手段を設けたものであ
る。
【００１５】また、本発明は加熱手段が密閉型電動圧縮
機の電動要素であることを特徴とするものである。
機の電動要素であることを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明は冷凍機油として、その水分
量を３００ｐｐｍ以下に調整したポリアルキレングリコ
ール油を用いたことを特徴とするものである。
量を３００ｐｐｍ以下に調整したポリアルキレングリコ
ール油を用いたことを特徴とするものである。
【００１７】また、本発明は冷凍機油として、体積抵抗
値が１０13Ωｃｍ以上の有極性油を主たる組成とする冷
凍機油を用いたことを特徴とするものである。
値が１０13Ωｃｍ以上の有極性油を主たる組成とする冷
凍機油を用いたことを特徴とするものである。
【００１８】また、本発明は電動要素において、絶縁フ
ィルムに数平均分子量２００００〜４００００を有する
ポリエチレンテレフタレートを採用したことを特徴とす
るものである。
ィルムに数平均分子量２００００〜４００００を有する
ポリエチレンテレフタレートを採用したことを特徴とす
るものである。
【００１９】また、本発明は電動要素において、導体絶
縁層としてポリエステル系のワニスを主体に塗布したマ
グネットワイヤを採用したことを特徴とするものであ
る。
縁層としてポリエステル系のワニスを主体に塗布したマ
グネットワイヤを採用したことを特徴とするものであ
る。
【００２０】また、本発明は電動要素において、絶縁被
覆物としてポリブチレンテレフタレート成形物を採用し
たことを特徴とするものである。
覆物としてポリブチレンテレフタレート成形物を採用し
たことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００２２】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１におけるＣＯ２冷媒を主たる冷媒として用いた冷
凍サイクル装置の概略構成を示したものである。同図に
おいて、１１は密閉型電動圧縮機、１２は扁平チューブ
に形成された複数の貫通孔を冷媒流路として有する放熱
器（または凝縮器）、１３は減圧器、１４は扁平チュー
ブに形成された複数の貫通孔を冷媒流路として有する蒸
発器であり、これらを配管接続することにより閉回路を
形成し、図中矢印の方向にＣＯ２冷媒が循環する冷凍サ
イクルを構成する。さらに、放熱器１２の出口から減圧
器１３の入口までの冷媒流路である放熱側冷媒流路と、
蒸発器１４の出口から密閉型電動圧縮機１１の吸入部ま
での冷媒流路である蒸発側冷媒流路と、で熱交換を行う
補助熱交換器１６を備えている。また、密閉型電動圧縮
機１１と放熱器１２との間に油分離器１５を備えてい
る。油分離器１５で分離されるオイルは、油分離器１５
の出口を分岐して、副減圧器１７を介して、密閉型電動
圧縮機１１に配管接続された補助経路１８により、密閉
型電動圧縮機１１に帰還される構成となっている。
形態１におけるＣＯ２冷媒を主たる冷媒として用いた冷
凍サイクル装置の概略構成を示したものである。同図に
おいて、１１は密閉型電動圧縮機、１２は扁平チューブ
に形成された複数の貫通孔を冷媒流路として有する放熱
器（または凝縮器）、１３は減圧器、１４は扁平チュー
ブに形成された複数の貫通孔を冷媒流路として有する蒸
発器であり、これらを配管接続することにより閉回路を
形成し、図中矢印の方向にＣＯ２冷媒が循環する冷凍サ
イクルを構成する。さらに、放熱器１２の出口から減圧
器１３の入口までの冷媒流路である放熱側冷媒流路と、
蒸発器１４の出口から密閉型電動圧縮機１１の吸入部ま
での冷媒流路である蒸発側冷媒流路と、で熱交換を行う
補助熱交換器１６を備えている。また、密閉型電動圧縮
機１１と放熱器１２との間に油分離器１５を備えてい
る。油分離器１５で分離されるオイルは、油分離器１５
の出口を分岐して、副減圧器１７を介して、密閉型電動
圧縮機１１に配管接続された補助経路１８により、密閉
型電動圧縮機１１に帰還される構成となっている。
【００２３】次に、以上のような構成を有する冷凍サイ
クル装置の動作について説明する。密閉型電動圧縮機１
１で圧縮されたＣＯ２冷媒は高温高圧状態となり、放熱
器１２へ導入される。放熱器１２では、ＣＯ２冷媒は超
臨界状態であるので、場合によって気液二相状態とはな
らずに、空気や水などの媒体に放熱して、補助熱交換器
１６の放熱器１２の出口から減圧器１３の入口までの放
熱側冷媒流路においてさらに冷却される。減圧器１３で
は減圧されて、低圧の気液二相状態となり蒸発器１４へ
導入される。蒸発器１４では、空気などから吸熱して、
補助熱交換器１６の蒸発器１４の出口から密閉型電動圧
縮機１１の吸入部までの蒸発側冷媒流路においてガス状
態となり、再び密閉型電動圧縮機１１に吸入される。こ
のようなサイクルを繰り返すことにより、放熱器１２で
放熱による加熱作用、蒸発器１４で吸熱による冷却作用
を行う。ここで、補助熱交換器１６では、放熱器１２を
出て減圧器１３に向かう比較的高温のＣＯ２冷媒と、蒸
発器１４を出て密閉型電動圧縮機１１に向かう比較的低
温のＣＯ２冷媒とで熱交換が行われる。このため、放熱
器１２を出たＣＯ２冷媒がさらに冷却されて減圧器１３
で減圧されるため、蒸発器１４の入口エンタルピが減少
して、蒸発器１４の入口と出口でのエンタルピ差が大き
くなり、吸熱能力（冷却能力）が増大する。
クル装置の動作について説明する。密閉型電動圧縮機１
１で圧縮されたＣＯ２冷媒は高温高圧状態となり、放熱
器１２へ導入される。放熱器１２では、ＣＯ２冷媒は超
臨界状態であるので、場合によって気液二相状態とはな
らずに、空気や水などの媒体に放熱して、補助熱交換器
１６の放熱器１２の出口から減圧器１３の入口までの放
熱側冷媒流路においてさらに冷却される。減圧器１３で
は減圧されて、低圧の気液二相状態となり蒸発器１４へ
導入される。蒸発器１４では、空気などから吸熱して、
補助熱交換器１６の蒸発器１４の出口から密閉型電動圧
縮機１１の吸入部までの蒸発側冷媒流路においてガス状
態となり、再び密閉型電動圧縮機１１に吸入される。こ
のようなサイクルを繰り返すことにより、放熱器１２で
放熱による加熱作用、蒸発器１４で吸熱による冷却作用
を行う。ここで、補助熱交換器１６では、放熱器１２を
出て減圧器１３に向かう比較的高温のＣＯ２冷媒と、蒸
発器１４を出て密閉型電動圧縮機１１に向かう比較的低
温のＣＯ２冷媒とで熱交換が行われる。このため、放熱
器１２を出たＣＯ２冷媒がさらに冷却されて減圧器１３
で減圧されるため、蒸発器１４の入口エンタルピが減少
して、蒸発器１４の入口と出口でのエンタルピ差が大き
くなり、吸熱能力（冷却能力）が増大する。
【００２４】本発明は、密閉型電動圧縮機１１に用いる
ＣＯ２冷媒用の冷凍機油としては、冷凍機油自体の電気
絶縁性が低いポリアルキレングリコール油の場合、また
は水分が導入されやすいエステル油の場合にその効果が
検証されたものであり、ナフテン系やパラフィン系の鉱
油、ポリ−α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、ア
ルキルナフタレン油などとこれらの混合油に代表される
非極性油を主たる組成とする冷凍機油においては、冷凍
機油自体の電気絶縁性が高く水分が導入されにくいた
め、同様の効果が得られるものである。
ＣＯ２冷媒用の冷凍機油としては、冷凍機油自体の電気
絶縁性が低いポリアルキレングリコール油の場合、また
は水分が導入されやすいエステル油の場合にその効果が
検証されたものであり、ナフテン系やパラフィン系の鉱
油、ポリ−α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、ア
ルキルナフタレン油などとこれらの混合油に代表される
非極性油を主たる組成とする冷凍機油においては、冷凍
機油自体の電気絶縁性が高く水分が導入されにくいた
め、同様の効果が得られるものである。
【００２５】また、冷媒としてはＣＯ２のみでなく、Ｃ
Ｏ２を含む混合冷媒においても本発明の効果が得られる
ものである。
Ｏ２を含む混合冷媒においても本発明の効果が得られる
ものである。
【００２６】さらに、密閉型電動圧縮機１１によるＣＯ
２冷媒の圧縮形式としては、レシプロ、ロータリー、ス
クロール、リニアなどの各方式が適用でき、密閉容器が
低圧シェル型の圧縮機だけでなく、高圧シェル型の圧縮
機を用いた場合にも同様の効果が得られるものである。
２冷媒の圧縮形式としては、レシプロ、ロータリー、ス
クロール、リニアなどの各方式が適用でき、密閉容器が
低圧シェル型の圧縮機だけでなく、高圧シェル型の圧縮
機を用いた場合にも同様の効果が得られるものである。
【００２７】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態１における冷凍サイクル装置に用いる低圧型スクロ
ール式圧縮機の縦断面図を示したものである。密閉容器
３７内には、上部に圧縮要素２６を、下部に三相電動機
部で構成される電動要素２７を配置している。圧縮要素
２６はシャフト４１で電動要素２７と連結され、この電
動要素２７は絶縁チューブ１９内の配線を用いて密閉容
器３７内に設けた電源接続部２０を介して密閉容器３７
外に設けた電源端子２１より電源に接続される。電動要
素２７は、制御回路２２によって制御される周波数変換
器２３からの出力が供給されて、可変速駆動されるよう
になっている。
形態１における冷凍サイクル装置に用いる低圧型スクロ
ール式圧縮機の縦断面図を示したものである。密閉容器
３７内には、上部に圧縮要素２６を、下部に三相電動機
部で構成される電動要素２７を配置している。圧縮要素
２６はシャフト４１で電動要素２７と連結され、この電
動要素２７は絶縁チューブ１９内の配線を用いて密閉容
器３７内に設けた電源接続部２０を介して密閉容器３７
外に設けた電源端子２１より電源に接続される。電動要
素２７は、制御回路２２によって制御される周波数変換
器２３からの出力が供給されて、可変速駆動されるよう
になっている。
【００２８】電動要素２７の詳細は図示しないが、その
外周面を密閉容器３７に支持された円筒上のステータ
と、このステータの内周面から一定の隙間を保つように
シャフト４１によって支持されたロータによって構成さ
れている。上記ステータは、鉄板を円筒上に積層したコ
アと、このコアの円筒方向に多数形成されたスロット内
を通るマグネットワイヤと、このコアとマグネットワイ
ヤとの間およびマグネットワイヤ内の相間の絶縁材とし
ての絶縁フィルムと、コアの端面からはみ出したマグネ
ットワイヤを縛っている結束糸により構成されている。
外周面を密閉容器３７に支持された円筒上のステータ
と、このステータの内周面から一定の隙間を保つように
シャフト４１によって支持されたロータによって構成さ
れている。上記ステータは、鉄板を円筒上に積層したコ
アと、このコアの円筒方向に多数形成されたスロット内
を通るマグネットワイヤと、このコアとマグネットワイ
ヤとの間およびマグネットワイヤ内の相間の絶縁材とし
ての絶縁フィルムと、コアの端面からはみ出したマグネ
ットワイヤを縛っている結束糸により構成されている。
【００２９】圧縮要素２６として、固定スクロール２
８，旋回スクロール２９，旋回スクロール２９に公転を
許し、かつ自転を防止する自転防止機構３０等によりな
り、これらに電動要素２７と圧縮要素２６を連結するシ
ャフト４１，固定スクロール２８と電動要素２７を係止
し、外周部に吸入通路３１を備えたフレーム３２，シャ
フト４１を支持する上部軸受け３３，下部軸受け３４，
および旋回スクロール２９を回転支持する旋回軸受け３
５，旋回スクロール２９を軸方向に支持するスラスト軸
受け３６等があって、これらの構成部品は、密閉容器３
７の内部に収納されている。
８，旋回スクロール２９，旋回スクロール２９に公転を
許し、かつ自転を防止する自転防止機構３０等によりな
り、これらに電動要素２７と圧縮要素２６を連結するシ
ャフト４１，固定スクロール２８と電動要素２７を係止
し、外周部に吸入通路３１を備えたフレーム３２，シャ
フト４１を支持する上部軸受け３３，下部軸受け３４，
および旋回スクロール２９を回転支持する旋回軸受け３
５，旋回スクロール２９を軸方向に支持するスラスト軸
受け３６等があって、これらの構成部品は、密閉容器３
７の内部に収納されている。
【００３０】圧縮機に戻されるＣＯ２冷媒は、吸入管３
８を経て密閉容器３７内に導入され、フレーム３２の外
周部の吸入通路３１を通り、固定スクロール２８に設け
られた吸入口３９より固定スクロール２８に設けられた
吸入室４０に導かれる。圧縮部に至ったＣＯ２冷媒は、
旋回スクロール２８の自転を防止された旋回運動によ
り、両スクロールで形成される密閉空間が漸次縮小し、
スクロール中央部に移動するとともに、ＣＯ２冷媒は圧
力を高め中央の吐出口４２より吐出室なしに吐出管４３
を経由して吐出される。
８を経て密閉容器３７内に導入され、フレーム３２の外
周部の吸入通路３１を通り、固定スクロール２８に設け
られた吸入口３９より固定スクロール２８に設けられた
吸入室４０に導かれる。圧縮部に至ったＣＯ２冷媒は、
旋回スクロール２８の自転を防止された旋回運動によ
り、両スクロールで形成される密閉空間が漸次縮小し、
スクロール中央部に移動するとともに、ＣＯ２冷媒は圧
力を高め中央の吐出口４２より吐出室なしに吐出管４３
を経由して吐出される。
【００３１】一方、密閉容器３７の底部に封入された冷
凍機油２５は、シャフト４１に設けられた給油ポンプ４
４によりシャフト中心に偏心して設けられた給油孔４５
を介して、下部軸受け３４，およびシャフト４１の偏心
軸４６を介して旋回軸受け３５，スラスト軸受け３６，
自転防止機構３０等に潤滑し、フレーム３２のフレーム
室４７に至り、上部軸受け３３を潤滑、排油孔４８より
密閉容器３７の底部へ排出される。
凍機油２５は、シャフト４１に設けられた給油ポンプ４
４によりシャフト中心に偏心して設けられた給油孔４５
を介して、下部軸受け３４，およびシャフト４１の偏心
軸４６を介して旋回軸受け３５，スラスト軸受け３６，
自転防止機構３０等に潤滑し、フレーム３２のフレーム
室４７に至り、上部軸受け３３を潤滑、排油孔４８より
密閉容器３７の底部へ排出される。
【００３２】本実施例では、冷凍機油２５としてポリア
ルキレングリコール油を用い、前記ステータにおいて絶
縁フィルムや結束糸にはＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、Ｈ
ＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒等で安定使用されている数平均分子
量２００００〜４００００を有するポリエチレンテレフ
タレートを、導体に絶縁層としてポリエステル系ワニス
を主体に塗布したマグネットワイヤを、絶縁チューブや
電源接続部としてポリブチレンテレフタレート成形物を
採用した。本実施例では、ポリアルキレングリコール油
共存時の絶縁フィルムの引張強さ、伸びの保持率の事前
評価から、ポリアルキレングリコール油の水分量を３０
０ｐｐｍ以下に調整した。
ルキレングリコール油を用い、前記ステータにおいて絶
縁フィルムや結束糸にはＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、Ｈ
ＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒等で安定使用されている数平均分子
量２００００〜４００００を有するポリエチレンテレフ
タレートを、導体に絶縁層としてポリエステル系ワニス
を主体に塗布したマグネットワイヤを、絶縁チューブや
電源接続部としてポリブチレンテレフタレート成形物を
採用した。本実施例では、ポリアルキレングリコール油
共存時の絶縁フィルムの引張強さ、伸びの保持率の事前
評価から、ポリアルキレングリコール油の水分量を３０
０ｐｐｍ以下に調整した。
【００３３】本実施例の圧縮機の底部に貯留されるポリ
アルキレングリコール油は、圧縮機の停止時において常
にＣＯ２冷媒の液層と二層分離状態となっている状態
で、圧縮機の起動を繰り返すと、ポリエチレンテレフタ
レートの絶縁フィルムは劣化が大きく、電気絶縁性は急
激に低下するものであった。このことは、ポリアルキレ
ングリコール油とＣＯ２冷媒の液層の液面高さが高い程
顕著になることがわかった。
アルキレングリコール油は、圧縮機の停止時において常
にＣＯ２冷媒の液層と二層分離状態となっている状態
で、圧縮機の起動を繰り返すと、ポリエチレンテレフタ
レートの絶縁フィルムは劣化が大きく、電気絶縁性は急
激に低下するものであった。このことは、ポリアルキレ
ングリコール油とＣＯ２冷媒の液層の液面高さが高い程
顕著になることがわかった。
【００３４】そこで起動前に、三相電動機部で構成され
る電動要素２７の三相のＵ、Ｖ、Ｗ相のうちの二相を交
互に断続的に一定時間通電を行い、ＣＯ２冷媒の液層お
よびポリアルキレングリコール油に混り合ったＣＯ２冷
媒を加熱して、圧縮機中のＣＯ２冷媒の液層やポリアル
キレングリコール油に溶解されたＣＯ２冷媒を効率よく
蒸発させて圧縮機の外に追い出し油面が低下するように
した。
る電動要素２７の三相のＵ、Ｖ、Ｗ相のうちの二相を交
互に断続的に一定時間通電を行い、ＣＯ２冷媒の液層お
よびポリアルキレングリコール油に混り合ったＣＯ２冷
媒を加熱して、圧縮機中のＣＯ２冷媒の液層やポリアル
キレングリコール油に溶解されたＣＯ２冷媒を効率よく
蒸発させて圧縮機の外に追い出し油面が低下するように
した。
【００３５】この加熱手段は、断続的な通電によって電
動要素２７の三相電動機部の巻線を発熱させ、圧縮機を
加熱する。通電期間中は適当にチョッピングを行い、三
相電動機部の巻線の焼損が発生しないように電流や電圧
を調整することによって、巻線の消耗を均一にすること
ができ、特定の相に負担をかけることがない。またチョ
ッピング周波数を通常運転時の周波数よりも高周波数と
することにより、短時間で圧縮機を加熱する。通電時間
やチョッピング周波数を変化させることにより加熱量を
制御することが可能である。
動要素２７の三相電動機部の巻線を発熱させ、圧縮機を
加熱する。通電期間中は適当にチョッピングを行い、三
相電動機部の巻線の焼損が発生しないように電流や電圧
を調整することによって、巻線の消耗を均一にすること
ができ、特定の相に負担をかけることがない。またチョ
ッピング周波数を通常運転時の周波数よりも高周波数と
することにより、短時間で圧縮機を加熱する。通電時間
やチョッピング周波数を変化させることにより加熱量を
制御することが可能である。
【００３６】この加熱手段を用いた圧縮機においては、
ポリアルキレングリコール油の水分量を３００ｐｐｍ以
下に調整したため、数平均分子量２００００〜４０００
０を有するポリエチレンテレフタレートの絶縁フィルム
の長期の寿命を確保でき、電気絶縁性の低下は見られな
かった。絶縁層としてポリエステルまたは変性ポリエス
テルを主体に塗布したマグネットワイヤ、結束糸のポリ
エチレンテレフタレート、絶縁チューブや電源接続部で
あるポリブチレンテレフタレート成形物のいずれも、ポ
リアルキレングリコール油の水分量を３００ｐｐｍ以下
に調整することで長期の寿命を確保できた。
ポリアルキレングリコール油の水分量を３００ｐｐｍ以
下に調整したため、数平均分子量２００００〜４０００
０を有するポリエチレンテレフタレートの絶縁フィルム
の長期の寿命を確保でき、電気絶縁性の低下は見られな
かった。絶縁層としてポリエステルまたは変性ポリエス
テルを主体に塗布したマグネットワイヤ、結束糸のポリ
エチレンテレフタレート、絶縁チューブや電源接続部で
あるポリブチレンテレフタレート成形物のいずれも、ポ
リアルキレングリコール油の水分量を３００ｐｐｍ以下
に調整することで長期の寿命を確保できた。
【００３７】また、この加熱手段を用いた圧縮機におい
ては、冷凍機油としてその水分量を３００ｐｐｍ以下に
調整したポリアルキレングリコール油を用いるとき、前
記ステータにおいて、絶縁フィルムに、より安定な低オ
リゴマータイプのポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイドを、
導体に絶縁層として、より安定なポリアミドイミド、ポ
リアミドを主体に塗布したマグネットワイヤを、絶縁被
覆物の帯電防止剤としてアニオン界面活性剤を採用して
も、ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒
等で安定使用されている密閉型電動圧縮機と同等以上の
寿命を保持でき、電気絶縁性の低下は見られないことも
明らかなものである。
ては、冷凍機油としてその水分量を３００ｐｐｍ以下に
調整したポリアルキレングリコール油を用いるとき、前
記ステータにおいて、絶縁フィルムに、より安定な低オ
リゴマータイプのポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイドを、
導体に絶縁層として、より安定なポリアミドイミド、ポ
リアミドを主体に塗布したマグネットワイヤを、絶縁被
覆物の帯電防止剤としてアニオン界面活性剤を採用して
も、ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒
等で安定使用されている密閉型電動圧縮機と同等以上の
寿命を保持でき、電気絶縁性の低下は見られないことも
明らかなものである。
【００３８】制御回路２２は、圧縮機の温度を検出する
ために圧縮機の外表面に設置した圧縮機温度センサー９
や冷凍サイクル装置の外気の温度を検出する外気温度セ
ンサー１０の温度信号を入力することを可能とすれば、
圧縮機温度センサー９または外気温度センサー１０が一
定温度以上を検知したとき、制御回路２２から周波数変
換器２３への加熱信号は停止されるように構成すること
ができる。つまり、圧縮機温度センサー９または外気温
度センサー１０が一定温度以下を検知したとき、制御回
路２２から周波数変換器２３への加熱信号にて圧縮機を
加熱することにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒を加熱し、
温度を上げることにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒の二層
分離をなくし圧縮機起動時の冷媒潤滑を解消すると共
に、冷凍機油中のＣＯ２冷媒の溶解量が少なくなり又油
面が低下することにより、電気絶縁性が向上し密閉容器
に電流が流れず漏電や感電の危険性が生じなくなるもの
である。また、この加熱信号を発生または停止する一定
温度は、異なってもよい。一定温度以下の必要時のみ、
加熱信号を送るようにすることによって、不要時の冷凍
機油の加熱のための通電による消費電力量の増大を抑制
するという作用を有するものである。また、圧縮機の温
度を検出する手段として圧縮機の外表面に圧縮機温度セ
ンサを設置した構成として説明したが、圧縮機の内部の
温度を直接的に検出するインターナルサーモスタット等
の手段を用いても、また圧縮機内部の圧力の飽和温度か
ら間接的に検出する手段を用いてもよい。
ために圧縮機の外表面に設置した圧縮機温度センサー９
や冷凍サイクル装置の外気の温度を検出する外気温度セ
ンサー１０の温度信号を入力することを可能とすれば、
圧縮機温度センサー９または外気温度センサー１０が一
定温度以上を検知したとき、制御回路２２から周波数変
換器２３への加熱信号は停止されるように構成すること
ができる。つまり、圧縮機温度センサー９または外気温
度センサー１０が一定温度以下を検知したとき、制御回
路２２から周波数変換器２３への加熱信号にて圧縮機を
加熱することにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒を加熱し、
温度を上げることにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒の二層
分離をなくし圧縮機起動時の冷媒潤滑を解消すると共
に、冷凍機油中のＣＯ２冷媒の溶解量が少なくなり又油
面が低下することにより、電気絶縁性が向上し密閉容器
に電流が流れず漏電や感電の危険性が生じなくなるもの
である。また、この加熱信号を発生または停止する一定
温度は、異なってもよい。一定温度以下の必要時のみ、
加熱信号を送るようにすることによって、不要時の冷凍
機油の加熱のための通電による消費電力量の増大を抑制
するという作用を有するものである。また、圧縮機の温
度を検出する手段として圧縮機の外表面に圧縮機温度セ
ンサを設置した構成として説明したが、圧縮機の内部の
温度を直接的に検出するインターナルサーモスタット等
の手段を用いても、また圧縮機内部の圧力の飽和温度か
ら間接的に検出する手段を用いてもよい。
【００３９】本実施例によれば、ＣＯ２冷媒の液層およ
び冷凍機油中のＣＯ２冷媒の溶解量を少なくする加熱手
段をもち、電気絶縁性が向上するとともに、冷凍機油と
してその水分量を３００ｐｐｍ以下に調整したポリアル
キレングリコール油を用いたため、絶縁フィルム等の劣
化が防止され漏電や感電を効果的に防止することができ
るものである。
び冷凍機油中のＣＯ２冷媒の溶解量を少なくする加熱手
段をもち、電気絶縁性が向上するとともに、冷凍機油と
してその水分量を３００ｐｐｍ以下に調整したポリアル
キレングリコール油を用いたため、絶縁フィルム等の劣
化が防止され漏電や感電を効果的に防止することができ
るものである。
【００４０】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態１における冷凍サイクル装置に用いる低圧型ロータ
リー圧縮機の縦断面図を示したものである。密閉容器４
９内に、圧縮要素５０と電動要素５１を備える。圧縮要
素５０はシャフト５６で電動要素５１と連結され、この
電動要素５１は絶縁チューブ７０内の配線を用いて密閉
容器４９内に設けた電源接続部７１を介して密閉容器４
９外に設けた電源端子７２より電源に接続される。７３
は圧縮機に設置されたヒーター、７４はヒーター７３の
通電用制御装置である。また、７５は圧縮機の給油管６
２の下方に取り付けられた絶縁抵抗センサーである。
形態１における冷凍サイクル装置に用いる低圧型ロータ
リー圧縮機の縦断面図を示したものである。密閉容器４
９内に、圧縮要素５０と電動要素５１を備える。圧縮要
素５０はシャフト５６で電動要素５１と連結され、この
電動要素５１は絶縁チューブ７０内の配線を用いて密閉
容器４９内に設けた電源接続部７１を介して密閉容器４
９外に設けた電源端子７２より電源に接続される。７３
は圧縮機に設置されたヒーター、７４はヒーター７３の
通電用制御装置である。また、７５は圧縮機の給油管６
２の下方に取り付けられた絶縁抵抗センサーである。
【００４１】電動要素５１の詳細は図示しないが、その
外周面を密閉容器４９に支持された円筒上のステータ
と、このステータの内周面から一定の隙間を保つように
シャフト５６によって支持されたロータによって構成さ
れている。上記ステータは、鉄板を円筒上に積層したコ
アと、このコアの円筒方向に多数形成されたスロット内
を通るマグネットワイヤと、このコアとマグネットワイ
ヤとの間およびマグネットワイヤ内の相間の絶縁材とし
ての絶縁フィルムと、コアの端面からはみ出したマグネ
ットワイヤを縛っている結束糸により構成されている。
外周面を密閉容器４９に支持された円筒上のステータ
と、このステータの内周面から一定の隙間を保つように
シャフト５６によって支持されたロータによって構成さ
れている。上記ステータは、鉄板を円筒上に積層したコ
アと、このコアの円筒方向に多数形成されたスロット内
を通るマグネットワイヤと、このコアとマグネットワイ
ヤとの間およびマグネットワイヤ内の相間の絶縁材とし
ての絶縁フィルムと、コアの端面からはみ出したマグネ
ットワイヤを縛っている結束糸により構成されている。
【００４２】圧縮要素５０は、圧縮室５２を形成するシ
リンダヘッド５３とシリンダ５４とベアリング５５とシ
ャフト５６とローラ５７と圧縮室５２を高低圧に仕切る
ベーン５８で仕切られた圧縮室５２内の空間が減少する
ことでＣＯ２冷媒の圧縮が行われる。
リンダヘッド５３とシリンダ５４とベアリング５５とシ
ャフト５６とローラ５７と圧縮室５２を高低圧に仕切る
ベーン５８で仕切られた圧縮室５２内の空間が減少する
ことでＣＯ２冷媒の圧縮が行われる。
【００４３】圧縮機に戻されるＣＯ２冷媒は、吸入管６
５を経て密閉容器４９内に導入される。ＣＯ２冷媒は圧
縮室５２で圧縮され、吐出口６０、吐出室５９、吐出管
６１を通って吐出される。
５を経て密閉容器４９内に導入される。ＣＯ２冷媒は圧
縮室５２で圧縮され、吐出口６０、吐出室５９、吐出管
６１を通って吐出される。
【００４４】一方、冷凍機油２５は密閉容器４９の底部
に貯留され、給油管６２の下端６３で冷凍機油２５を吸
い込み、給油管６２の他端がクランク先端部６４へと連
結され各摺動部へと冷凍機油２５を供給する。
に貯留され、給油管６２の下端６３で冷凍機油２５を吸
い込み、給油管６２の他端がクランク先端部６４へと連
結され各摺動部へと冷凍機油２５を供給する。
【００４５】本実施例では、冷凍機油２５としてエステ
ル油を用い、前記ステータにおいて絶縁フィルムや結束
糸にはＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷
媒等で安定使用されている数平均分子量２００００〜４
００００を有するポリエチレンテレフタレートを、導体
に絶縁層としてポリエステル系ワニスを主体に塗布した
マグネットワイヤを、絶縁チューブや電源接続部として
ポリブチレンテレフタレート成形物を採用した。本実施
例でも、エステル油共存時の絶縁フィルムの引張強さ、
伸びの保持率の事前評価からはエステル油の水分量がで
きるだけ少ないことが望ましいものの、ＨＦＣ冷媒に比
べ極性が小さく、熱分解に強いＣＯ２冷媒においては、
体積抵抗値が１０13Ωｃｍ以上であるエステル油の水分
量を３００ｐｐｍ以下に調整する必要のないことが明ら
かとなったため、水分量の調整は行わなかった。
ル油を用い、前記ステータにおいて絶縁フィルムや結束
糸にはＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷
媒等で安定使用されている数平均分子量２００００〜４
００００を有するポリエチレンテレフタレートを、導体
に絶縁層としてポリエステル系ワニスを主体に塗布した
マグネットワイヤを、絶縁チューブや電源接続部として
ポリブチレンテレフタレート成形物を採用した。本実施
例でも、エステル油共存時の絶縁フィルムの引張強さ、
伸びの保持率の事前評価からはエステル油の水分量がで
きるだけ少ないことが望ましいものの、ＨＦＣ冷媒に比
べ極性が小さく、熱分解に強いＣＯ２冷媒においては、
体積抵抗値が１０13Ωｃｍ以上であるエステル油の水分
量を３００ｐｐｍ以下に調整する必要のないことが明ら
かとなったため、水分量の調整は行わなかった。
【００４６】本実施例の圧縮機の底部に貯留されるエス
テル油は、圧縮機の停止時において常にＣＯ２冷媒の液
層と二層分離状態となっている状態で、圧縮機の起動を
繰り返すと、ポリエチレンテレフタレートの絶縁フィル
ムは劣化が大きく、電気絶縁性は急激に低下するもので
あった。このことは、エステル油とＣＯ２冷媒の液層の
液面高さが高い程顕著になることがわかった。
テル油は、圧縮機の停止時において常にＣＯ２冷媒の液
層と二層分離状態となっている状態で、圧縮機の起動を
繰り返すと、ポリエチレンテレフタレートの絶縁フィル
ムは劣化が大きく、電気絶縁性は急激に低下するもので
あった。このことは、エステル油とＣＯ２冷媒の液層の
液面高さが高い程顕著になることがわかった。
【００４７】そこで起動前に、ヒーター通電用制御装置
７４によりヒーター７３に通電を行い、ＣＯ２冷媒の液
層およびエステル油に混じり合ったＣＯ２冷媒を加熱し
て、圧縮機中のＣＯ２冷媒の液層やエステル油に溶解さ
れたＣＯ２冷媒を効率よく蒸発させて圧縮機の外に追い
出し油面が低下するようにした。
７４によりヒーター７３に通電を行い、ＣＯ２冷媒の液
層およびエステル油に混じり合ったＣＯ２冷媒を加熱し
て、圧縮機中のＣＯ２冷媒の液層やエステル油に溶解さ
れたＣＯ２冷媒を効率よく蒸発させて圧縮機の外に追い
出し油面が低下するようにした。
【００４８】この加熱手段を用いた圧縮機においては、
体積抵抗値が１０13Ωｃｍ以上のエステル油を用いたた
め、数平均分子量２００００〜４００００を有するポリ
エチレンテレフタレートの絶縁フィルムの長期の寿命を
確保でき、電気絶縁性の低下は見られなかった。絶縁層
としてポリエステルまたは変性ポリエステルを主体に塗
布したマグネットワイヤ、結束糸のポリエチレンテレフ
タレート、絶縁チューブや電源接続部であるポリブチレ
ンテレフタレート成形物のいずれも、体積抵抗値が１０
13Ωｃｍ以上のエステル油を用いることで長期の寿命を
確保できた。
体積抵抗値が１０13Ωｃｍ以上のエステル油を用いたた
め、数平均分子量２００００〜４００００を有するポリ
エチレンテレフタレートの絶縁フィルムの長期の寿命を
確保でき、電気絶縁性の低下は見られなかった。絶縁層
としてポリエステルまたは変性ポリエステルを主体に塗
布したマグネットワイヤ、結束糸のポリエチレンテレフ
タレート、絶縁チューブや電源接続部であるポリブチレ
ンテレフタレート成形物のいずれも、体積抵抗値が１０
13Ωｃｍ以上のエステル油を用いることで長期の寿命を
確保できた。
【００４９】また、この加熱手段を用いた圧縮機におい
ては、冷凍機油として体積抵抗値が１０13Ωｃｍ以上の
エステル油を用いるとき、前記ステータにおいて、絶縁
フィルムに、より安定な低オリゴマータイプのポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
フェニレンサルファイドを、導体に絶縁層として、より
安定なポリアミドイミド、ポリアミドを主体に塗布した
マグネットワイヤを、絶縁被覆物の帯電防止剤としてア
ニオン界面活性剤を採用しても、ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ
冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒等で安定使用されている密
閉型電動圧縮機と同等以上の寿命を保持でき、電気絶縁
性の低下は見られないことも明らかなものである。
ては、冷凍機油として体積抵抗値が１０13Ωｃｍ以上の
エステル油を用いるとき、前記ステータにおいて、絶縁
フィルムに、より安定な低オリゴマータイプのポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
フェニレンサルファイドを、導体に絶縁層として、より
安定なポリアミドイミド、ポリアミドを主体に塗布した
マグネットワイヤを、絶縁被覆物の帯電防止剤としてア
ニオン界面活性剤を採用しても、ＣＦＣ冷媒、ＨＣＦＣ
冷媒、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒等で安定使用されている密
閉型電動圧縮機と同等以上の寿命を保持でき、電気絶縁
性の低下は見られないことも明らかなものである。
【００５０】絶縁抵抗センサー７５は、冷凍機油中に溶
けているＣＯ２冷媒の量により、絶縁抵抗が変化するこ
とを利用し冷凍機油とＣＯ２冷媒の二層分離を解消する
とともに、冷凍機油中へのＣＯ２冷媒の溶解量を少なく
するものである。すなわち、圧縮機の停止時において、
絶縁抵抗センサー７５にて、絶縁抵抗センサー７５と圧
縮機の間との絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が所定値以下
になったとき、ヒーター通電用制御装置７４によりヒー
ター７３に通電を行い冷凍機油を加熱するようにしても
よい。
けているＣＯ２冷媒の量により、絶縁抵抗が変化するこ
とを利用し冷凍機油とＣＯ２冷媒の二層分離を解消する
とともに、冷凍機油中へのＣＯ２冷媒の溶解量を少なく
するものである。すなわち、圧縮機の停止時において、
絶縁抵抗センサー７５にて、絶縁抵抗センサー７５と圧
縮機の間との絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が所定値以下
になったとき、ヒーター通電用制御装置７４によりヒー
ター７３に通電を行い冷凍機油を加熱するようにしても
よい。
【００５１】つまり、絶縁抵抗センサー７５の測定によ
る圧縮機の絶縁抵抗が所定値以下になったとき、ヒータ
ー７３及び通電用制御装置７４にて圧縮機を加熱するこ
とにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒を加熱し、温度を上げ
ることにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒の二層分離をなく
し圧縮機起動時の冷媒潤滑を解消すると共に、冷凍機油
中のＣＯ２冷媒の溶解量が少なくなり又油面が低下する
ことにより、電気絶縁性が向上し密閉容器に電流が流れ
ず漏電や感電の危険性が生じなくなるものである。ま
た、ヒーター７３を絶縁抵抗センサー７５によりＯＮ−
ＯＦＦすることにより消費電力量は少なくできるもので
ある。
る圧縮機の絶縁抵抗が所定値以下になったとき、ヒータ
ー７３及び通電用制御装置７４にて圧縮機を加熱するこ
とにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒を加熱し、温度を上げ
ることにより、冷凍機油とＣＯ２冷媒の二層分離をなく
し圧縮機起動時の冷媒潤滑を解消すると共に、冷凍機油
中のＣＯ２冷媒の溶解量が少なくなり又油面が低下する
ことにより、電気絶縁性が向上し密閉容器に電流が流れ
ず漏電や感電の危険性が生じなくなるものである。ま
た、ヒーター７３を絶縁抵抗センサー７５によりＯＮ−
ＯＦＦすることにより消費電力量は少なくできるもので
ある。
【００５２】本実施例によれば、ＣＯ２冷媒の液層およ
び冷凍機油中のＣＯ２冷媒の溶解量を少なくする加熱手
段をもち、電気絶縁性が向上するとともに、冷凍機油自
体が体積抵抗値の大きいエステル油を用いたため、絶縁
フィルム等の劣化が防止され漏電や感電を効果的に防止
することができるものである。
び冷凍機油中のＣＯ２冷媒の溶解量を少なくする加熱手
段をもち、電気絶縁性が向上するとともに、冷凍機油自
体が体積抵抗値の大きいエステル油を用いたため、絶縁
フィルム等の劣化が防止され漏電や感電を効果的に防止
することができるものである。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、冷凍サイ
クル装置にＣＯ２冷媒が封入され、密閉容器内に電動要
素と圧縮要素を備えた密閉型電動圧縮機の冷凍機油とし
て非極性油や有極性油を用い、前記圧縮機内の冷凍機油
を加熱するための加熱手段を設けることによって、冷凍
機油自体が高い電気絶縁性をもつ非極性油や有極性油だ
けでなく、冷凍機油の電気絶縁性が低い有極性油の場合
にもその水分量を調整することによって、絶縁フィルム
等の劣化が防止され漏電や感電を効果的に防止すること
ができるものである。
クル装置にＣＯ２冷媒が封入され、密閉容器内に電動要
素と圧縮要素を備えた密閉型電動圧縮機の冷凍機油とし
て非極性油や有極性油を用い、前記圧縮機内の冷凍機油
を加熱するための加熱手段を設けることによって、冷凍
機油自体が高い電気絶縁性をもつ非極性油や有極性油だ
けでなく、冷凍機油の電気絶縁性が低い有極性油の場合
にもその水分量を調整することによって、絶縁フィルム
等の劣化が防止され漏電や感電を効果的に防止すること
ができるものである。
【図１】本発明の実施の形態１におけるＣＯ２冷媒を用
いた冷凍サイクル装置の概略構成図
いた冷凍サイクル装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装
置に用いる低圧型スクロール式圧縮機の縦断面図
置に用いる低圧型スクロール式圧縮機の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装
置に用いる低圧型ロータリー式圧縮機の縦断面図
置に用いる低圧型ロータリー式圧縮機の縦断面図
１１ 密閉型電動圧縮機 １２ 放熱器 １３ 減圧器 １４ 蒸発器 １５ 油分離器 １６ 補助熱交換器 １７ 副減圧器 ２５ 冷凍機油 ３７，４９ 密閉容器 ２６，５０ 圧縮要素 ２７，５１ 電動要素
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 39/00 １０６ Ｆ０４Ｂ 39/00 １０６ Ｆ０４Ｃ 29/02 ３５１ Ｆ０４Ｃ 29/02 ３５１Ｂ Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５ Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５Ｚ // Ｃ１０Ｍ 101/00 Ｃ１０Ｍ 101/00 Ｈ０２Ｐ 7/00 Ｈ０２Ｐ 7/00 Ｎ Ｃ１０Ｎ 20:00 Ｃ１０Ｎ 20:00 Ｚ 40:30 40:30 (72)発明者 鈴木 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 船倉 正三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岡座 典穂 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB03 AC03 AD02 BF02 BG07 CF04 3H029 AA02 AA04 AA14 AB03 BB37 BB47 CC07 CC27 CC33 CC38 CC42 CC46 4H104 BB31A BB37A CB14A EA01A EA13A EA21A PA20 5H570 AA10 BB10 DD03 EE02 EE08 FF05 GG06 MM05
Claims (7)
- 【請求項１】 二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒が封入され、
密閉容器内に電動要素と圧縮要素を備えた密閉型電動圧
縮機と、非極性油あるいは有極性油を主たる組成とする
冷凍機油と、前記密閉型電動圧縮機内の冷凍機油の加熱
手段を設けたことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項２】 前記加熱手段が前記密閉型電動圧縮機の
前記電動要素であることを特徴とする請求項１記載の冷
凍サイクル装置。 - 【請求項３】 前記冷凍機油として、その水分量を３０
０ｐｐｍ以下に調整したポリアルキレングリコール油を
用いたことを特徴とする請求項１または２記載の冷凍サ
イクル装置。 - 【請求項４】 前記冷凍機油として、体積抵抗値が１０
13Ωｃｍ以上の有極性油を主たる組成とする冷凍機油を
用いたことを特徴とする請求項１、２または３記載の冷
凍サイクル装置。 - 【請求項５】 前記電動要素において、絶縁フィルムに
数平均分子量２００００〜４００００を有するポリエチ
レンテレフタレートを採用したことを特徴とする請求項
１から４のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項６】 前記電動要素において、導体絶縁層とし
てポリエステル系のワニスを主体に塗布したマグネット
ワイヤを採用したことを特徴とする請求項１から５のい
ずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項７】 前記電動要素において、絶縁被覆物とし
てポリブチレンテレフタレート成形物を採用したことを
特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の冷凍サイ
クル装置。
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|---|---|---|---|
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