JP2020031530A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020031530A
JP2020031530A JP2019105328A JP2019105328A JP2020031530A JP 2020031530 A JP2020031530 A JP 2020031530A JP 2019105328 A JP2019105328 A JP 2019105328A JP 2019105328 A JP2019105328 A JP 2019105328A JP 2020031530 A JP2020031530 A JP 2020031530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
refrigeration cycle
terminal
motor
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019105328A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6708288B2 (ja
Inventor
有希子 前島
Yukiko Maejima
有希子 前島
田中 勝
Masaru Tanaka
勝 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Publication of JP2020031530A publication Critical patent/JP2020031530A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6708288B2 publication Critical patent/JP6708288B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/02Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F25B31/026Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of rotary type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/48Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F04C18/50Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
    • F04C18/52Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/002Lubrication
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/44Protection against moisture or chemical attack; Windings specially adapted for operation in liquid or gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10Components
    • C09K2205/12Hydrocarbons
    • C09K2205/126Unsaturated fluorinated hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00Fluid
    • F04C2210/26Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • F04C2210/263HFO1234YF
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/40Electric motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/803Electric connectors or cables; Fittings therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/04PTFE [PolyTetraFluorEthylene]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/12Polyetheretherketones, e.g. PEEK
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/20Resin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/12Inflammable refrigerants
    • F25B2400/121Inflammable refrigerants using R1234
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/30Windings characterised by the insulating material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

【課題】部品の腐食又は劣化を抑制する。【解決手段】冷凍サイクル装置1は、冷媒と、冷凍サイクル回路と、を備える。冷凍サイクル回路は、圧縮機10を有し、冷媒を循環させる。冷媒は、HFO系冷媒単体であるか、又は、混合冷媒である。混合冷媒は、HFO系冷媒の混合率が10重量%以上である。圧縮機10はモータ30を有する。モータ30は樹脂部品31d、31e、31f、31g、31hを有する。樹脂部品31d、31e、31f、31g、31hは、末端基によって封止された末端を有するポリイミドからなる。【選択図】図4

Description

冷房又は暖房等に用いられる冷凍サイクル装置。
特許文献1(特許4932793号公報)の冷凍サイクル装置は、HFO−1234yfを冷媒として用いる。
冷凍サイクル装置に用いられる部品には樹脂材料が含まれることがある。樹脂材料の種類によっては、冷媒と化学反応して酸を発生するものがある。こうして発生した酸は、部品の腐食又は劣化を誘発するおそれがある。
第1観点に係る冷凍サイクル装置は、冷媒と、冷凍サイクル回路と、を備える。冷凍サイクル回路は、圧縮機を有し、冷媒を循環させる。冷媒は、HFO系冷媒単体であるか、又は、混合冷媒である。混合冷媒は、HFO系冷媒の混合率が10重量%以上である。圧縮機はモータを有する。モータは樹脂部品を有する。樹脂部品は、末端基によって封止された末端を有するポリイミドからなる。
この構成によれば、モータは、末端基によって封止された末端を有するPI(ポリイミド)からなる樹脂部品を有する。したがって、そのような樹脂部品が、封止されない末端基を有するPIからなる場合と比較して、樹脂部品とHFO系冷媒との反応によって発生する酸の量が少ない。このため、冷凍サイクルシステムを構成する部品において、酸による腐食を抑制できる。
第2観点に係る冷凍サイクル装置は、第1観点に係る冷凍サイクル装置において、樹脂部品の、冷媒に対する比率が、0.2重量%以上である。
この構成によれば、樹脂部品の冷媒に対する比率が0.2重量%以上である。したがって、量の多い樹脂部品がHFO系冷媒と反応しにくいので、酸の発生を抑制できる。
第3観点に係る冷凍サイクル装置は、第1観点又は第2観点に係る冷凍サイクル装置において、圧縮機に貯留された冷凍機油と、冷凍機油に添加された酸捕捉剤と、をさらに備える。酸捕捉剤の冷媒に対する比率が、1.6重量%以下である。
この構成によれば、酸捕捉剤の冷媒に対する比率が1.6重量%以下である。したがって、冷凍機油の潤滑性が酸捕捉剤によって低下することを抑制できる。
第4観点に係る冷凍サイクル装置は、第1観点から第3観点のいずれか1つに係る冷凍サイクル装置において、モータは、絶縁被覆で覆われた電線、及び絶縁紙を有する。樹脂部品は、絶縁被覆又は絶縁紙を含む。
この構成によれば、絶縁被覆又は絶縁紙はPIを含む。したがって、モータの耐熱性の低下を抑制できる。
第5観点に係る冷凍サイクル装置は、第1観点から第4観点のいずれか1つに係る冷凍サイクル装置において、樹脂部品は、モータの絶縁スリーブ、及び縛り糸、の中から選択される少なくとも1つを含む。
この構成によれば、モータに使用される部品が、末端基によって封止された末端を有するPIからなる。したがって、モータにおける酸の発生が抑制され、モータの腐食を抑制できる。
第6観点に係る冷凍サイクル装置は、第1観点から第5観点のいずれか1つに係る冷凍サイクル装置において、末端基によって封止された末端を有するポリイミドからなる摺動部をさらに備える。
この構成によれば、摺動部は末端基によって封止された末端を有するPIからなる。したがって、摺動部における酸の発生が抑制され、摺動部の腐食を抑制できる。
冷凍サイクル装置1を示す模式図である。 圧縮機10の断面図である。 圧縮機10の別の断面図である。 モータ30の断面図である。 スクリューロータ52及びゲートロータ53の斜視図である。 樹脂及び冷媒の組合せの、酸の発生しやすさについての試験結果である。 樹脂及び冷媒の組合せの、酸の発生しやすさについての試験結果である。
(1)全体構成
図1は、一実施形態に係る冷凍サイクル装置1を示す。冷凍サイクル装置1は、冷凍サイクル回路と、当該冷凍サイクル回路を循環する冷媒とを含む。
(1−1)冷媒
冷媒は、HFO系冷媒単体であるか、又は混合冷媒である。混合冷媒の場合は、HFO系冷媒の混合率が10重量%以上、好ましくは14重量%以上である。HFO系冷媒の例としては、R1123、R1234yf、R1234zeなどが挙げられる。冷媒としては、例えば下表に示す冷媒1〜冷媒75を用いることができる。
Figure 2020031530
Figure 2020031530
(1−2)冷凍サイクル回路
冷凍サイクル回路は、圧縮機10、四路切替弁3、熱源熱交換器4、膨張弁5、利用熱交換器6を有する。圧縮機10の構成は後述する。
四路切替弁3が実線の接続を形成する時、利用熱交換器6はユーザに冷熱を提供する。四路切替弁3が破線の接続を形成する時、利用熱交換器6はユーザに温熱を提供する。
膨張弁5は、摺動部を有する。膨張弁5の摺動部は、コーティング材で覆われている。コーティング材は、末端基によって封止された末端を有するPI(ポリイミド)からなってもよい。末端基によって封止された末端を有するPIの詳細については後述する。
(2)圧縮機10の詳細構成
図2及び図3に示す圧縮機10は、スクリュー型圧縮機である。圧縮機10は、ケーシング20、モータ30、シャフト40、圧縮機構50を有する。
(2−1)ケーシング20
ケーシング20は、図中において水平方向に延びる円筒状の容器である。ケーシング20の内部の空間は、低圧空間S1と高圧空間S2に区画される。高圧空間S2の下方には、冷凍機油Lが貯留される。冷凍機油Lは、図示しない給油経路を介して、圧縮機10の各所の摺動部へと供給される。
ケーシング20の低圧空間S1の側には、吸入口25が設けられている。ケーシング20の高圧空間S2の側には吐出口26が形成されている。低圧ガス冷媒は、吸入口25から圧縮機10の中へ取り込まれる。吐出口26からは、高圧ガス冷媒が吐出される。
(2−2)モータ30
モータ30は低圧空間S1に配置される。図2に示すように、モータ30は、ステータ31、ロータ32を有する。ステータ31は、ケーシング20の内周面に固定される。ロータ32は、ステータ31の空洞の中に配置され、シャフト40に固定される。
図4に示すように、ステータ31は、ステータコア31a、インシュレータ31b、コイル巻線31c、絶縁紙31d、絶縁電線31e、絶縁スリーブ31f、縛り糸31g、クラスターブロック31hを有する。
ステータコア31aは積層鋼板よりなる。インシュレータ31bは樹脂製であり、ステータコア31aの端面に設けられる。コイル巻線31cは、導電性の材料からなり、ステータコア31a及びインシュレータ31bに巻きつけられている。絶縁紙31dは樹脂からなり、隣接するコイル巻線31cの間のスロット等に取り付けられている。絶縁電線31eは、電線と当該電線を覆う絶縁性の被覆からなる。絶縁スリーブ31fは樹脂からなり、絶縁電線31eの接続箇所を周囲から絶縁する。縛り糸31gは樹脂からなり、絶縁電線31eをインシュレータ31bに固定する。クラスターブロック31hは、樹脂からなるコネクタのハウジングであり、複数の絶縁電線31eを着脱可能に接続する。
インシュレータ31b、絶縁紙31d、絶縁電線31eの被覆、絶縁スリーブ31f、縛り糸31g、クラスターブロック31hは樹脂部品である。このうち、絶縁電線31eの被覆及び絶縁紙31dは、末端基によって封止された末端を有するPI(ポリイミド)からなる。末端基によって封止された末端を有するPIの詳細については後述する。
また、絶縁スリーブ31f、及び縛り糸31gも、末端基によって封止された末端を有するPIからなってもよい。
一方、インシュレータ31b及びクラスターブロック31hは、PI以外の樹脂材料からなる。PI以外の樹脂材料の例としては、PET(ポリエチレンテレフタラート)、PA(ポリアミド)、LCP(液晶ポリマー)、PBT(ポリエチレンテレフタレート)、フェノール樹脂、メラミン樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PAI(ポリアミドイミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEN(ポリエチレンナフタレート)が挙げられる。
末端基によって封止された末端を有するPIの冷媒に対する比率は、1.5重量%以上である。
(2−3)シャフト40
図2及び図3に戻り、シャフト40は、モータ30が生み出した動力を圧縮機構50に伝達する。シャフト40は、ロータ32と固定されており、ロータ32と共に回転する。シャフト40は、軸受41によって回転可能に支持されている。軸受41にすべり軸受が使われる場合には、すべり軸受に含まれる樹脂材料は、末端基によって封止された末端を有するPIからなってもよい。
(2−4)圧縮機構50
圧縮機構50は、低圧ガス冷媒を圧縮して高圧ガス冷媒を生み出す。圧縮機構50は、シリンダ51、スクリューロータ52、ゲートロータ53、ゲートロータ支持部54を有する。
(2−4−1)シリンダ51
シリンダ51は、ケーシング20の一部として形成される。シリンダ51は、スクリューロータ52を収容する。シリンダ51は、後述するゲート53aが貫通するための空隙を有する。
(2−4−2)スクリューロータ52
スクリューロータ52は、概ね円柱形状を有する金属製の部材である。スクリューロータ52はシャフト40と連結されている。スクリューロータ52はシャフト40と共に回転可能である。スクリューロータ52の外径は、シリンダ51の内径よりもわずかに小さい。
図5は、スクリューロータ52とゲートロータ53を示す。本図において、シリンダ51は省略されている。スクリューロータ52の外周には、スクリューロータ52の回転軸心の延びる方向に螺旋状に延びる複数本の螺旋溝52aが設けられている。
(2−4−3)ゲートロータ53
ゲートロータ53は、放射状に延びる複数のゲート53aを有する回転体である。ゲート53aは、シリンダ51の空隙を貫通して、スクリューロータ52の螺旋溝52aと噛み合う。シャフト40から受け取った回転力により、スクリューロータ52は回転し、その結果、螺旋溝52aが動く。螺旋溝52aの動きに応じてゲート53aが動き、それによってゲートロータ53が回転する。
(2−4−4)ゲートロータ支持部54
ゲートロータ支持部54は、ゲートロータ53を回転可能に支持する。2つのゲートロータ支持部54は、スクリューロータ52の回転軸心に対して対象となるように配置される。
(2−5)その他
スクリューロータ52は、シリンダ51及びゲートロータ53と互いに摺動する。これらの摺動部は、コーティング材で覆われていてもよい。例えばコーティング材は、末端基によって封止された末端を有するPIからなってもよい。
(3)圧縮動作
図2に示す吸入口25から吸入された低圧ガス冷媒は、低圧空間S1へ入る。圧縮機構50において、シリンダ51、螺旋溝52a、ゲート53aによって囲まれた空間が圧縮室として機能する。スクリューロータ52の回転と共に、低圧空間S1の側の圧縮室は、その容積を徐々に減少させながら、高圧空間S2の側へと移動する。これにより、低圧ガス冷媒は圧縮されて高圧ガス冷媒となり、高圧空間S2へ吐出される。最後に、高圧ガス冷媒は、吐出口26から圧縮機10の外部へ吐出される。
(4)冷凍機油L
冷凍機油Lは、圧縮機10の摺動部における摩耗及び焼き付きの防止のために用いられる潤滑油である。冷凍機油Lは、主として、基油、酸捕捉剤、極圧剤及び酸化防止剤からなる。
(4−1)基油
基油は、鉱油又は合成油が用いられる。基油は、冷凍サイクル装置1に使用される冷媒との相溶性が良いものが、適宜に選択される。鉱油は、例えば、ナフテン系鉱油、パラフィン系鉱油である。合成油は、例えば、エステル化合物、エーテル化合物、ポリα‐オレフィン、アルキルベンゼンである。合成油の具体例としては、ポリビニルエーテル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。本実施形態では、基油として、ポリビニルエーテル、ポリオールエステル等の合成油を用いることが好ましい。なお、基油として、上記の鉱油又は合成油を2種以上組み合わせた混合物が用いられてもよい。
(4−2)酸捕捉剤
酸捕捉剤は、冷媒の分解によって発生した酸と反応することにより、酸による冷凍機油Lの劣化を抑制するために用いられる添加剤である。酸捕捉剤は、例えば、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、テンペン系化合物である。酸捕捉剤の具体例としては、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、エポキシ化シクロヘキシルカルビノール、ジ(アルキルフェニル)カルボジイミド、β−ピネン等が挙げられる。
(4−3)極圧剤
極圧剤は、摺動部における摩耗及び焼き付きを防止するために用いられる添加剤である。冷凍機油Lは、摺動部において互いに摺動する部材表面の間に油膜を形成することで、摺動部材同士の接触を防止する。しかし、ポリビニルエーテルのような低粘度の冷凍機油Lを使用する場合、及び、摺動部材にかかる圧力が高い場合には、摺動部材同士が接触しやすくなる。極圧剤は、摺動部において互いに摺動する部材表面と反応して被膜を形成することで、摩耗及び焼き付きの発生を抑制する。極圧剤は、例えば、リン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸塩、硫化エステル、スルフィド、チオビスフェノール等である。極圧剤の具体例としては、トリクレジルホスフェート(TCP)、トリフェニルフォスフェート(TPP)、トリフェニルホスホロチオエート(TPPT)、アミン、C11−14側鎖アルキル、モノヘキシル及びジヘキシルフォスフェートが挙げられる。TCPは、摺動部材の表面に吸着し、分解することで、リン酸塩の被膜を形成する。
(4−4)酸化防止剤
酸化防止剤は、冷凍機油Lの酸化を防止するために用いられる添加剤である。酸化防止剤の具体例としては、ジチオリン酸亜鉛、有機硫黄化合物、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)等のフェノール系、フェニル−α−ナフチルアミン、N,N’−ジ−フェニル−p−フェニレンジアミン等のアミン系の酸化防止剤、N,N’‐ジサリシリデン‐1,2‐ジアミノプロパン等が挙げられる。
(4−5)混合比
酸捕捉剤は、例えば冷凍機油Lに1.0重量%以上含まれる。これにより、酸に起因する冷凍機油Lの劣化及び膨張弁5の腐食が抑制される。また、冷凍サイクル装置1の他の部品の腐食も抑制される。したがって、本実施形態における冷凍機油Lを使用することにより、冷凍サイクル装置1の信頼性が向上する。
酸捕捉剤の冷媒に対する比率は、1.6重量%以下である。これにより、冷凍機油Lの潤滑性能の低下が抑制される。
(5)末端基を封止されたPI
PI(ポリイミド)の分子式は、
Figure 2020031530
で表される。この末端が末端基によって封止される。ここでいう末端基とは、末端H基を除くものである。末端基を封止されたPIについては、必ずしも全ての末端が末端基によって封止されておらずともよい。例えば、末端の50%が封止されていれば効果を発揮できる場合がある。以下に、末端基の構造例を示す。
(5−1)第1構造例
第1構造例においては、C1〜C10までのアルキル基をPIの封止に用いる。
すなわち、末端基は、
[化2]
CH
CHCH
・・・・
CH(CH
で表される。
(5−2)第2構造例
第2構造例においては、無水フタル酸、又は無水フタル酸の誘導体をPIの封止に用いる。すなわち、末端基は、
Figure 2020031530
で表される。ここで、R、R、R、Rのうちのいずれかがポリイミドの末端である。R、R、R、Rのうちの残りのものはそれぞれ独立して、H、Br、Cl、F、アルキル、アルコキシ、またはフルオロアルキル、の構造で表される。
(5−3)第3構造例
第3構造例においては、末端基は、
Figure 2020031530
で表される。ここで、nは1以上4以下の整数である。Xは非反応性電子吸引基を表す。複数のXのうちのいずれかがポリイミドの末端である。複数のXのうちの残りのものは、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。
(5−4)末端封止方法
PIの末端封止方法は、限定されるものではなく、従来公知のいずれの方法を用いても良い。
好ましい方法としては、末端封止剤を用いる方法である。末端封止剤としては、従来公知のいずれのものを用いても構わない。
一般に、末端アミノ基を封止する際の末端封止剤としては、C〜C10のアルキル基、無水フタル酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4−メチルシクロヘキサンー1,2−ジカルボン酸無水物又は(2−メチル−2−プロペニル)コハク酸無水物等の酸無水物;安息香酸クロリド等のような有機酸クロリドがあげられる。
また、末端酸無水物基を封止する際の末端封止剤としては、3−アミノフェニルアセチレン、アニリン又はシクロヘキシルアミン等のようなアミン化合物が挙げられる
PIの末端封止にこれらの末端封止材を利用してもよい。
(6)試験
(6−1)封止されない末端を有するPI
発明者は、封止されない末端を有するPIがHFO系冷媒との反応により酸を発生しやすいという知見を得た。その知見を得るための試験方法は下記の通りである。
容器の中にエーテル油、冷媒、及び樹脂材料を入れる。次に、容器内を140℃に保ったまま500時間放置する。最後に、容器の内容物の酸価を測定する。
今回の試験では、冷媒としては、HFO冷媒(R1234ze、R1234yf)及びHFC冷媒(R134a)を各々使用した。樹脂材料としては、PET(ポリエチレンテレフタラート)、PA(ポリアミド)、PI(ポリイミド)を各々使用した。
図6は、試験結果である。HFO冷媒(R1234ze、R1234yf)とPI(ポリイミド)を一緒に容器に入れたときの酸価が、他の場合に比べて有意に高いこと理解される。
(6−2)末端基によって封止された末端を有するPI
発明者は、末端基によって封止された末端を有するPIがHFO系冷媒との反応を起こしにくく、それゆえに酸を発生しにくいという知見を得た。その知見を得るための試験方法は、(6−1)で上述したものと同じである。
今回の試験では、冷媒としては、HFO冷媒(R1234ze、R1234yf)を使用した。樹脂材料としては、末端を封止しないPI、及び末端封止型のPIを各々使用した。
図7は試験結果である。末端基によって封止された末端を有するPIが、封止されない末端を有するPIと比較して、酸を発生しにくいことが理解される。
(7)特徴
(7−1)
モータ30は、末端基によって封止された末端を有するPIからなる樹脂部品(すなわち、絶縁紙31d、電線31eの絶縁被覆、絶縁スリーブ31f、縛り糸31g、クラスターブロック31hの少なくとも一部)を有する。したがって、そのような樹脂部品が、封止されない末端を有するPIからなる場合と比較して、樹脂部品とHFO系冷媒との反応によって発生する酸の量が少ない。このため、冷凍サイクルシステムを構成する部品において、酸による腐食を抑制できる。
(7−2)
末端基によって封止された末端を有するPIからなる樹脂部品の、冷媒に対する比率が0.2重量%以上である。したがって、量の多い樹脂部品がHFO系冷媒と反応しにくいので、酸の発生を抑制できる。
(7−3)
酸捕捉剤の冷媒に対する比率が1.6重量%以下である。したがって、冷凍機油の潤滑性が酸捕捉剤によって低下することを抑制できる。
(7−4)
電線31e絶縁被覆又は絶縁紙31dはPIを含む。したがって、モータの耐熱性の低下を抑制できる。
(7−5)
モータ30に使用される部品(すなわち、絶縁スリーブ31f、及び縛り糸31g)が、末端基によって封止された末端を有するPIからなってもよい。この場合、モータ30における酸の発生が抑制され、モータ30の腐食を抑制できる。
(7−6)
膨張弁5のコーティング材、モータ30のコーティング材、又はシャフト40のすべり軸受などの摺動部は、末端基によって封止された末端を有するPIからなってもよい。この場合、摺動部における酸の発生が抑制され、摺動部の腐食を抑制できる。
(8)変形例
上記実施形態では、圧縮機10はスクリュー型圧縮機である。これに代えて、圧縮機はスクロール型圧縮機又はロータリ型圧縮機など、他の種類の圧縮機であってもよい。
<むすび>
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 :冷凍サイクル装置
5 :膨張弁
10 :圧縮機
30 :モータ
31 :ステータ
31a :ステータコア
31b :インシュレータ
31c :コイル巻線
31d :絶縁紙
31e :絶縁電線
31f :絶縁スリーブ
31g :縛り糸
31h :クラスターブロック
32 :ロータ
40 :シャフト
50 :圧縮機構
L :冷凍機油
特許4932793号公報

Claims (6)

  1. 冷媒と、
    圧縮機(10)を有し、前記冷媒を循環させる冷凍サイクル回路と、
    を備え、
    前記冷媒は、HFO系冷媒単体であるか、又は、HFO系冷媒の混合率が10重量%以上である混合冷媒であり、
    前記圧縮機はモータ(30)を有し、前記モータは樹脂部品(31d;31e;31f;31g;31h)を有し、
    前記樹脂部品は、末端基によって封止された末端を有するポリイミドからなる、
    冷凍サイクル装置(1)。
  2. 前記樹脂部品の、前記冷媒に対する比率が、0.2重量%以上である、
    請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 前記圧縮機に貯留された冷凍機油(L)と、
    前記冷凍機油に添加された酸捕捉剤と、
    をさらに備え、
    前記酸捕捉剤の前記冷媒に対する比率が、1.6重量%以下である、
    請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 前記モータは、絶縁被覆で覆われた電線(31e)、及び絶縁紙(31d)を有し、
    前記樹脂部品は、前記絶縁被覆又は前記絶縁紙を含む、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 前記樹脂部品は、前記モータの絶縁スリーブ(31f)、及び縛り糸(31g)の中から選択される少なくとも1つを含む、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 末端基によって封止された末端を有するポリイミドからなる摺動部をさらに備える、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
JP2019105328A 2018-08-20 2019-06-05 冷凍サイクル装置 Active JP6708288B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018154130 2018-08-20
JP2018154130 2018-08-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020031530A true JP2020031530A (ja) 2020-02-27
JP6708288B2 JP6708288B2 (ja) 2020-06-10

Family

ID=69593078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019105328A Active JP6708288B2 (ja) 2018-08-20 2019-06-05 冷凍サイクル装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210262710A1 (ja)
EP (1) EP3842708A4 (ja)
JP (1) JP6708288B2 (ja)
CN (1) CN112601917A (ja)
WO (1) WO2020039692A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116179161A (zh) * 2021-11-29 2023-05-30 珠海格力电器股份有限公司 一种环保节能型混合制冷剂及其制备方法和应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0971645A (ja) * 1995-06-28 1997-03-18 Nisshinbo Ind Inc 冷凍圧縮機用モーターのエナメル線の絶縁材料
JPH10101930A (ja) * 1996-09-30 1998-04-21 Ntn Corp 耐冷媒用樹脂組成物、シール部材および冷媒圧縮機
JPH11230628A (ja) * 1998-02-13 1999-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍装置
JP2000073951A (ja) * 1998-08-31 2000-03-07 Mitsubishi Electric Corp 冷媒圧縮機及びこの冷媒圧縮機を用いた冷凍サイクル
JP2002147354A (ja) * 2000-11-14 2002-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧縮機
JP2010060262A (ja) * 2008-08-04 2010-03-18 Sanden Corp 冷凍回路用樹脂材料
JP2012031239A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi Appliances Inc 冷凍空調用圧縮機及び冷凍空調装置
JP2013028695A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Sumitomo Electric Wintec Inc ポリイミド樹脂ワニス及びそれを用いた絶縁電線、電機コイル、モータ
JP2014081119A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Panasonic Corp 冷凍装置
WO2015054289A2 (en) * 2013-10-07 2015-04-16 Bristol Compressors International Inc. Hermetic electrical feedthrough assembly for a compressor
WO2017145278A1 (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 三菱電機株式会社 冷凍装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4932793B2 (ja) 1971-11-13 1974-09-03
JP2967574B2 (ja) * 1990-11-16 1999-10-25 株式会社日立製作所 冷凍装置
JP2002147345A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Seiko Instruments Inc 容量可変型斜板式圧縮機
JP3918814B2 (ja) * 2004-01-15 2007-05-23 ダイキン工業株式会社 流体機械
JP2009222032A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
EP2493961A4 (en) * 2009-10-27 2013-03-13 Du Pont POLYIMIDE RESINS FOR HIGH TEMPERATURE WEAR APPLICATIONS
JP6261271B2 (ja) * 2013-10-08 2018-01-17 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 密閉型電動圧縮機及び空気調和装置
MY190130A (en) * 2014-05-12 2022-03-30 Panasonic Ip Man Co Ltd Compressor and refrigeration cycle device using same
CN207977817U (zh) * 2018-03-26 2018-10-16 太仓富华特种电机有限公司 一种用于活塞式制冷压缩机的安全型耐氟电机

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0971645A (ja) * 1995-06-28 1997-03-18 Nisshinbo Ind Inc 冷凍圧縮機用モーターのエナメル線の絶縁材料
JPH10101930A (ja) * 1996-09-30 1998-04-21 Ntn Corp 耐冷媒用樹脂組成物、シール部材および冷媒圧縮機
JPH11230628A (ja) * 1998-02-13 1999-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍装置
JP2000073951A (ja) * 1998-08-31 2000-03-07 Mitsubishi Electric Corp 冷媒圧縮機及びこの冷媒圧縮機を用いた冷凍サイクル
JP2002147354A (ja) * 2000-11-14 2002-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧縮機
JP2010060262A (ja) * 2008-08-04 2010-03-18 Sanden Corp 冷凍回路用樹脂材料
JP2012031239A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi Appliances Inc 冷凍空調用圧縮機及び冷凍空調装置
JP2013028695A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Sumitomo Electric Wintec Inc ポリイミド樹脂ワニス及びそれを用いた絶縁電線、電機コイル、モータ
JP2014081119A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Panasonic Corp 冷凍装置
WO2015054289A2 (en) * 2013-10-07 2015-04-16 Bristol Compressors International Inc. Hermetic electrical feedthrough assembly for a compressor
WO2017145278A1 (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 三菱電機株式会社 冷凍装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210262710A1 (en) 2021-08-26
WO2020039692A1 (ja) 2020-02-27
CN112601917A (zh) 2021-04-02
JP6708288B2 (ja) 2020-06-10
EP3842708A4 (en) 2022-06-01
EP3842708A1 (en) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019221178A1 (ja) 冷凍サイクル装置
JP5407157B2 (ja) 冷凍装置
JP5304531B2 (ja) 冷凍装置
JP6293262B2 (ja) 圧縮機及び冷凍サイクル装置
TR201816389T4 (tr) Soğutma aparatı.
JPH10159734A (ja) 冷凍装置
JP2009225636A (ja) 冷凍装置
JP2000274360A (ja) 密閉形電動圧縮機および空気調和機
JP2010139171A (ja) 冷媒圧縮機及び冷凍サイクル装置
JP6708288B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2009222033A (ja) 冷凍装置
CN109073278B (zh) 冷冻循环装置
JP2002129179A (ja) 冷凍機
JP2011094039A (ja) 冷媒圧縮機,冷凍サイクル装置
JP2010255449A (ja) ロータリー圧縮機
WO2018199204A1 (ja) 密閉型冷媒圧縮機およびこれを用いた冷凍装置
WO2024071028A1 (ja) 圧縮機および冷凍サイクル装置
JP2010031134A (ja) 冷媒圧縮機
JP2002227767A (ja) 密閉型圧縮機
JP3831416B2 (ja) 冷凍装置
WO2022224421A1 (ja) 冷凍サイクル装置、圧縮機、モータ、固定子および固定子の製造方法
JP2001098290A (ja) 冷媒圧縮機
JP2017150753A (ja) 冷凍装置
CN117365902A (zh) 压缩机和制冷装置
JP2013129732A (ja) 冷凍機用作動流体組成物及び冷凍サイクル装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200421

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200504

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6708288

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151