JP2009222032A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒回路(10)の冷媒と接触可能に配設される所定の樹脂製機能部品(61,62,63,64,65)を、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、クロロブレンゴム、シリコンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴムのいずれかで構成する。
【選択図】図2
Description
室外回路(9)には、圧縮機(30)、室外熱交換器(11)、室外膨張弁(12)、及び四路切換弁(13)が設けられている。
各室内回路(17)には、そのガス側端から液側端へ向かって順に、室内熱交換器(15a,15b,15c)と、室内膨張弁(16a,16b,16c)とが設けられている。
圧縮機(30)は、例えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。圧縮機(30)の構成を図2及び図3に従って説明する。
本実施形態では、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、及びポリビニルエーテルの3種類の基油のうち少なくとも1種類を主成分とする冷凍機油を圧縮機(30)に用いることが可能である。例えば、本実施形態の冷凍機油には、この3種類のうちポリビニルエーテルだけを主成分とする冷凍機油が用いられている。
上記空気調和装置(20)の運転動作について説明する。この空気調和装置(20)は、冷房運転と暖房運転とが実行可能になっており、四路切換弁(13)によって冷房運転と暖房運転との切り換えが行われる。
冷房運転時には、四路切換弁(13)が第1状態に設定される。この状態で、圧縮機(30)の運転が行われると、圧縮機(30)から吐出された高圧冷媒が、室外熱交換器(11)において室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器(11)で凝縮した冷媒は、各室内回路(17)へ分配される。各室内回路(17)では、流入した冷媒が、室内膨張弁(16)で減圧された後に、室内熱交換器(15)において室内空気から吸熱して蒸発する。一方、室内空気は冷却されて室内へ供給される。
暖房運転時には、四路切換弁(13)が第2状態に設定される。この状態で、圧縮機(30)の運転が行われると、圧縮機(30)から吐出された高圧冷媒が、各室内回路(17)へ分配される。各室内回路(17)では、流入した冷媒が室内熱交換器(15)において室内空気へ放熱して凝縮する。一方、室内空気は加熱されて室内へ供給される。室内熱交換器(15)で凝縮した冷媒は、室外回路(9)で合流する。
本実施形態では、冷媒回路(10)の冷媒として、分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒から成る冷媒(即ち、HFO−1234yf)を用いている。これにより、冷凍サイクルの理論上の成績係数(COP)が高い空気調和装置(20)を提供できる。
本実施形態の変形例1では、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、及びポリビニルエーテルの3種類の基油のうちポリオールエステルだけを主成分とする冷凍機油が、圧縮機(30)に用いられている。ポリオールエステルには、「脂肪族多価アルコールと直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪酸とのエステル」、「脂肪族多価アルコールと直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪酸との部分エステル」、及び、「脂肪族多価アルコールと炭素数が3以上9以下の直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪酸との部分エステルと、脂肪族二塩基酸若しくは芳香族二塩基酸とのコンプレックスエステル」の何れかが用いられている。これらのポリオールエステルは、ポリオールエステルの中でも、上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒との相溶性に優れている。
本実施形態の変形例2では、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、及びポリビニルエーテルの3種類の基油のうちポリアルキレングリコールだけを主成分とする冷凍機油が、圧縮機(30)に用いられている。
本発明の樹脂材料は、冷媒と接触可能に配設された樹脂製機能部品であれば、圧縮機(30)の内側、及び外側(冷媒回路(10)に接続される各機能部品)についても適用可能である。この場合、樹脂製機能部品としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、クロロブレンゴム、シリコンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴムのいずれかで構成されるのが好ましい。この点について、以下に詳細に説明する。
例えば可動スクロール(76)、固定スクロール(75)、オルダムリング(79)等の摺動部の表面に、フッ素系樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド樹脂のいずれかから成る摺動部材を形成するようにしても良い。
本発明の樹脂材料を冷媒の漏れを防止するためのシール部材に適用することもできる。例えば図4では、可動スクロール(76)の可動側鏡板(76b)とハウジング(77)の上面との間にシール部材としてのシールリング(65)が介設されている。シールリング(65)は、ハウジング(77)の上側の空間を内外に仕切っている。つまり、シールリング(65)は、その内周側の高圧冷媒が、その外周側、即ち圧縮室(30)の吸入側に漏れるのを防止している。このようなシール部材(65)は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、クロロブレンゴム、シリコンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素化ゴム、ヒドリンゴムのいずれかで構成されるのが好ましい。これらの樹脂材料は、冷媒の劣化により生成した不純物に対して、比較的高い安定性を有する。その結果、上記の不純物の生成に伴って、シールリング(65)が劣化してしまうことが抑制される。
更に、本発明の樹脂材料を上記以外の他の部材(構造部品)に適用しても良い。具体的には、例えば冷凍機油を所定箇所に案内するためのパイプや、四路切換弁(13)、膨張弁(12,16a,16b,16c)、その他電磁弁等の弁体そのものを、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂(好ましくはナイロン66)のいずれかで構成するようにしても良い。
上記実施形態は、以下のように構成してもよい。
20 空気調和装置(冷凍装置)
30 圧縮機
61 上部軸受(摺動部材,樹脂製機能部品)
62 中間軸受(摺動部材,樹脂製機能部品)
63 下部軸受(摺動部材,樹脂製機能部品)
64 スラスト軸受(摺動部材,樹脂製機能部品)
65 シールリング(シール部材)
Claims (14)
- 圧縮機(30)によって冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を備え、
上記冷媒回路(10)の冷媒として、分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒、又は該冷媒を含む混合冷媒が用いられる冷凍装置であって、
上記冷媒回路(10)の冷媒と接触可能に配設される所定の樹脂製機能部品(61,62,63,64,65)が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、クロロブレンゴム、シリコンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴムのいずれかで構成されていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記樹脂製機能部品は、所定の摺動部に設けられる摺動部材(61,62,63,64)で構成され、
上記摺動部材(61,62,63,64)は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド樹脂のいずれかで構成されていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記樹脂製機能部品は、所定の隙間での冷媒の漏れを防止するためのシール部材(65)で構成され、
上記シール部材(65)は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、クロロブレンゴム、シリコンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素化ゴム、ヒドリンゴムのいずれかで構成されていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、
上記圧縮機(30)では、温度30℃、相対湿度90%における飽和水分量が2000ppm以上の冷凍機油が用いられることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項4において、
上記冷凍機油は、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、及びポリビニルエーテルのうち少なくとも1つを主成分とすることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項4又は5において、上記冷凍機油は、動粘度が40℃において30cSt以上400cSt以下で、流動点が−30℃以下であることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項4乃至6のいずれか1つにおいて、
上記冷凍機油は、表面張力が20℃において0.02N/m以上0.04N/m以下であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項7において、
上記冷凍機油は、塩素濃度が50ppm以下であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項4乃至8のいずれか1つにおいて、
上記冷凍機油は、硫黄濃度が50ppm以下であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項4乃至9のいずれか1つにおいて、
上記冷凍機油には、酸捕捉剤、極圧添加剤、酸化防止剤、酸素捕捉剤、消泡剤、油性剤、及び銅不活性化剤のうち少なくとも1種類の添加剤が添加されていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項10において、
上記冷凍機油では、1種類の添加剤が添加されている場合には該添加剤の割合が0.01質量%以上5質量%以下に、複数種類の添加剤が添加されている場合には各添加剤の割合が0.01質量%以上5質量%以下になっていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1つにおいて、
上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒は、2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンであることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1つにおいて、
上記冷媒回路(10)の冷媒は、さらにジフルオロメタンを含む混合冷媒であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至13のいずれか1つにおいて、
上記冷媒回路(10)の冷媒は、さらにペンタフルオロエタンを含む混合冷媒であることを特徴とする冷凍装置。
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