JP2015214928A - 圧縮機およびそれを用いた冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
室と圧縮室に仕切るベーンの先端部が前記ピストンの外周に揺動自在に係合されたものである。
力上昇の結果(分子間距離が近接した結果)、発生する恐れのある不均化反応を抑制することができ、装置の信頼性を確保することが可能となる。
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる圧縮機を用いた冷凍サイクル装置のシステム構成図を示している。
上昇する傾向にあり、吐出温度も低下する傾向にある。このため、実際の運転条件を考慮し、表1の冷房計算条件は、空気調和機器の冷房運転時(室内乾球温度 27℃、湿球温度 19℃、室外乾球温度 35℃)に対応し、蒸発温度は15℃、凝縮温度は45℃、圧縮機の吸入冷媒の過熱度は5℃、凝縮器出口の過冷却度は8℃とした。また、表2の暖房計算条件は、空気調和機器の暖房運転時(室内乾球温度 20℃、室外乾球温度 7℃、湿球温度 6℃)に対応した計算条件で、蒸発温度は2℃、凝縮温度は38℃、圧縮機の吸入冷媒の過熱度は2℃、凝縮器出口の過冷却度は12℃とした。
本実施の形態の冷凍サイクル装置に封入される作動流体は、(1)R1123(1,1,2−トリフルオロエチレン)と、(2)R125(テトラフオロエタン)からなる2成分系の混合作動流体であり特に、R125が30重量%以上60重量%以下の混合作動流体であってもよい。
時の挙動が一体となることによる不均化の反応機会を減少させる作用とにより、R1123の不均化反応を抑制することができる。また、R125は不燃性冷媒であるため、R125はR1123の燃焼性を低減できる。
本実施の形態の冷凍サイクル装置に封入される作動流体は、(1)R1123(1,1,2−トリフルオロエチレン)と、(2)R32(ジフオロメタン)、(3)R125(
テトラフオロエタン)からなる3成分系の混合作動流体であり、特に、R32とR125を合わせた混合割合が30以上60重量%未満であり、R1123の混合割合が40重量%以上70重量%未満である混合作動流体であってもよい。
ことで、R1123冷媒の自己分解反応を抑制する。
境下にはならない。したがって、摺動面が高温になりにくいため、冷媒の不均化反応を抑制することが出来る。
図5に、本発明の第2の実施の形態に係る冷凍サイクル装置101を示す。本実施の形態の冷凍サイクル装置101は、圧縮機102、凝縮器103、絞り機構である膨張弁104、蒸発器105の順に冷媒配管106で接続し、冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル回路内には、作動流体(冷媒)が封入されている。
あるいは、上述のように、臨界温度と凝縮温度とを比較することで、間接的に、冷凍サイクル装置101の高圧(凝縮器内冷媒圧力)状態を検知して、適切な動作を膨張弁104などに指示する制御方法に替えて、直接測定した圧力を元にして、膨張弁104開度制御を行うものであってもよい。
あるいは、臨界温度や臨界圧力を基準とした制御方法に替えて、過冷度に基づく制御方法であってもよい。図8は、この制御動作をモリエル線図に示した図である。図8において、不均化反応発生の原因となる過大な圧力条件下にある冷凍サイクルをEPとし、実線で示し、正常運転下にある冷凍サイクルをNPとし、破線で示す。
、冷凍サイクル装置101の高圧部分である凝縮圧力を下げる方向に制御する(図8の実線から破線)。凝縮圧力が低下することは、凝縮温度が低下することと同じであるので、凝縮温度Tcond1からTcond2へと減少し、膨張弁104入口での過冷度は、Tcond1−Texin から、Tcond2−Texinへと過冷度が減少(ここで、膨張弁104入口の作動流体温度は変わらずTexinであるとする)する。上述の通り、冷凍サイクル装置内の凝縮圧力低下に伴って過冷度も低下するので、過冷度を基準とした場合でも、冷凍サイクル装置内の凝縮圧力の制御が可能であることがわかる。
(実施の形態3)
図10には、本発明の第3の実施の形態に係る冷凍サイクル装置130を示す。図10に示した冷凍サイクル装置130と実施の形態2の冷凍サイクル装置101との構成の差異は、新たに、膨張弁104入口、出口と接続された開閉弁を備えたバイパス管113が設置された点と、凝縮器103出口と膨張弁104入口との間には、リリーフ弁114を有するパージラインが備えられている点である。そして、リリーフ弁114の開口側は室外に配置されている。なお、図10においては、図5を用いて説明した温度検知手段110a〜d、圧力検知手段115a、115b等の記載は省略した。
図11には、本発明の第4の実施の形態に係る冷凍サイクル装置140を示す。図11に示した冷凍サイクル装置140と実施の形態2の冷凍サイクル装置101との構成の差異は、凝縮器103に流入する前の第1の媒体の温度を検知する第1媒体温度検知手段110eと、蒸発器105に流入する前の第2の媒体の温度を検知する第2媒体温度検知手段110fとを設けた点と、温度検知手段110a〜110f、圧力検知手段115a、115bの検出値や、圧縮機102、流体機械107a、107bの入力電力が一定時間、電子記録装置(図示せず)に記録される点である。
昇する原因としては、(1)周囲媒体温度Tmcon,Tmevaの急激な上昇、(2)圧縮機102の動力上昇による昇圧作用、(3)周囲媒体の流動変化(周囲媒体を駆動する流体機械107a、107bのいずれかの動力上昇)が考えられる。これらの要因以外、R1123を含む作動流体特有の事象としては、(4)不均化反応による昇圧作用が挙げられる。そこで、不均化反応が生じたと特定するために、(1)から(3)の事象が生じていないことを判別して制御することが本実施の形態の特徴である。
2 モータ
2a 固定子
2b 回転子
3 冷凍機油
4 シャフト
4a 偏心部
5 圧縮機構部
6 シリンダー
6a ベーン溝
7 上軸受け
8 下軸受け
9 ピストン
9a 円形状切り欠き部
10 ベーン
10a 円弧状先端部
10b 背面部
11 吸入孔
12 吸入室
13 圧縮室
14 吐出切り欠き
15 吐出管
61 圧縮機
62 凝縮器
63 絞り機構
64 蒸発器
71 給電ターミナル
72 ガラス絶縁物
73 給電用端子を保持する金属製蓋体
74 旗型端子
75 リード線
76 ドーナツ状の絶縁部材
101、130、140 冷凍サイクル装置
102 圧縮機
103 凝縮器
104 膨張弁
105 蒸発器
106 冷媒配管
107a、107b 流体機械
108 等温線
109 飽和液線、飽和蒸気線
110a 凝縮温度検知手段
110b 凝縮器出口温度検知手段
110c 蒸発温度検知手段
110d 吸入温度検知手段
110e 第1媒体温度検知手段
110f 第2媒体温度検知手段
111 ユニオンフレア
112 重合促進剤を含んだシール
113 バイパス管
114 リリーフ弁
115a 高圧側圧力検知手段
115b 低圧側圧力検知手段
116 周囲媒体の流路
117 配管継手
EP 過度な圧力条件下にある冷凍サイクルの状態変化
NP 正常運転時の冷凍サイクルの状態変化
Claims (15)
- 1,1,2−トリフルオロエチレンを含む冷媒を作動流体として用い、ポリオールエステル油を圧縮機用潤滑油として用い、密閉容器内にモータと、前記モータの回転子で駆動される圧縮機構部を配し、前記圧縮機構部はシリンダー内にシャフトにより偏心回転するピストンを配し、前記シリンダー内を吸入室と圧縮室に仕切るベーンの先端部が前記ピストンの外周に揺動自在に係合されたことを特徴とする圧縮機。
- 前記ベーンの先端部と前記ピストンの外周が、前記ベーンの円弧状先端部と前記ピストンの外周の円弧状切り欠き部によって揺動自在に係合されるとした請求項1記載の圧縮機。
- 前記作動流体は、ジフルオロメタンを含む混合作動流体であって、前記ジフルオロメタンは30重量%以上60重量%以下である、または、テトラフルオロエタンを含む混合作動流体であって、前記テトラフルオロエタンは30重量%以上60重量%以下である、または、ジフルオロメタンとテトラフルオロエタンを含む混合作動流体であって、前記ジフルオロメタンとテトラフルオロエタンとを混合し、前記ジフルオロメタンとテトラフルオロエタンを合わせた混合割合は30重量%以上60重量%以下である、請求項1または2に記載の圧縮機。
- 前記ポリオールエステル油が、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールからなる群から選ばれた少なくとも1種を構成アルコールとする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記ポリオールエステル油が、リン酸エステル系摩耗防止剤を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記ポリオールエステル油が、フェノール系酸化防止剤を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記ポリオールエステル油が、1%以上50%未満のテルペン類またはテルペノイド類に基油より高粘度の潤滑油を混ぜるか、もしくはテルペン類またはテルペノイド類と同等量以上の超高粘度の潤滑油をあらかじめ混ぜて基油と同等の粘度に調整した添加油を基油と混合した潤滑油である請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記モータは、熱硬化性絶縁材が導体上に絶縁被膜を介して塗布焼き付けされてなる電線をコイルに用いたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記密閉容器は、口部に絶縁部材を介して設置された給電ターミナルと、前記給電ターミナルをリード線と接続するための接続端子を有し、前記密閉容器の内側の給電ターミナル上に前記絶縁部材に密着させてドーナツ状の絶縁部材を配接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の圧縮機と、前記圧縮機により圧縮されて高圧になった冷媒ガスを冷却する凝縮器と、前記凝縮器により液化された高圧冷媒を減圧する絞り機構と、前記絞り機構により減圧された冷媒をガス化する蒸発器と、を配管により連結して構成した冷凍サイクル装置。
- 前記凝縮器に設けられた凝縮温度検知手段を備え、前記作動流体の臨界温度と前記凝縮温度検知手段で検知される凝縮温度の差が、5K以上になるように、前記絞り機構の開度を制御する請求項10に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記圧縮機の吐出部と前記絞り機構の入口との間に設けられた高圧側圧力検知手段を備え、前記作動流体の臨界圧力と前記高圧側圧力検知手段で検知される圧力との差が、0.4MPa以上となるように、前記絞り機構の開度を制御する請求項10に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記凝縮器と前記絞り機構との間に設けられた凝縮器出口温度検知手段を備え、前記凝縮温度検知手段で検知される凝縮温度と前記凝縮器出口温度検知手段で検知される凝縮器出口温度の差が15K以下にするように、前記絞り機構の開度を制御することを特徴とする請求項10に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記凝縮器で熱交換する第1媒体を搬送する第1搬送手段と、
前記蒸発器で熱交換する第2媒体を搬送する第2搬送手段と、
前記凝縮器に設けられた凝縮温度検知手段と、
前記凝縮器に流入する前の第1の媒体の温度を検知する第1媒体温度検知手段と、
前記蒸発器に流入する前の第2の媒体の温度を検知する第2媒体温度検知手段とを備え、前記圧縮機の入力の単位時間あたりの変化量、前記第1搬送手段の入力の単位時間当たりの変化量、前記第2搬送手段の入力の単位時間当たりの変化量があらかじめ定めた所定値より小さい場合に、
前記凝縮温度検知手段で検知される凝縮温度の単位時間当たりの変化量が、
前記第1媒体温度検知手段で検知される第1媒体の温度の単位時間当たりの変化量と、
前記第2媒体温度検知手段で検知される第2媒体の温度の単位時間当たりの変化量のいずれよりも大きい場合には、前記絞り機構を開方向に制御する請求項10に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷凍サイクルを構成する配管の継手の外周を、重合促進剤を含んだシール剤で覆った請求項10〜14のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
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