JP2552895B2 - ヒートポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷媒冷却の電動機により駆動される遠心式
圧縮機を用いたヒートポンプに関するものであり、特に
冷媒としてジクロロトリフルオロエタン（以下Ｒ−123
と称す）を用いることができる。電動機により駆動され
る遠心式圧縮機を用いたヒートポンプに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、ヒートポンプの１種として、電動機により駆動
される遠心式圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器及びこ
れらの機器を接続する配管経路などで構成され、これら
の機器内を循環する冷媒と同一の冷媒で前記電動機が冷
却されるようになつているヒートポンプがあるが、この
ヒートポンプでは冷媒としてトリクロロモノフルオロメ
タン（以下Ｒ−11と称す）が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このＲ−11は成層圏のオゾン層を破壊
するという問題があり、世界的にその規制がなされつつ
ある。

その代替冷媒の候補としてＲ−123が研究されている
が、この冷媒は電動機の電線の有機絶縁材料に対して強
い溶解作用や膨潤作用があり、電動機巻線の絶縁破壊事
故を引き起すという大きな欠点があり、このため冷媒冷
却の電動機により駆動されるヒートポンプには使用でき
ないものであつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、電動機により駆動される遠心式圧縮機、凝
縮器、減圧装置、蒸発器及びこれらの機器を接続する配
管経路などで構成され、これらの機器内を循環する冷媒
と同一の冷媒で前記電動機が冷却されるようになつてい
るヒートポンプにおいて、前記冷媒としてＲ−123を用
い、前記電動機コイル部の温度を直接又は間接的に検出
し、この温度を120℃以下とする温度制御装置を有し、
且つ前記電動機巻線がポリアミドイミド線であることを
特徴とするヒートポンプによつて前記課題を解決した。

ヒートポンプを上記の如く構成することにより、成層
圏オゾン層をほとんど破壊しないＲ−123を用いても高
寿命のヒートポンプを提供することが可能となつた。

このヒートポンプでは電動機のコイル部に前記冷媒が
直接接触することにより冷却されるので、冷却効率がよ
い。

なお、ここで、ヒートポンプとは、温流体を製造する
狭義のヒートポンプのみならず、冷流体を製造する冷凍
機も含むものとする。

本発明におけるポリアミドイミド線は銅線などをポリ
アミドイミド層で被覆したものをいい、中間に他の合成
樹脂などの被覆層を有してもよく、また有さなくてもよ
い。また、ポリアミドイミド層の上をさらにポリエステ
ルのような他の被覆層で被覆してもよい。

〔作 用〕

本発明における電動機巻線のポリアミドイミド線はＲ
−123に対して殆ど溶解したり、膨潤することがないの
で、この電動機巻線をＲ−123と直接接触させることに
より冷却させても絶縁破壊事故を起すことがない。ただ
し、ポリアミドイミド線は130℃以上になるとＲ−123に
対する溶解性や膨潤性が出てくるので、実用上巻線の温
度は120℃を越えないようにコイル部の温度を120℃以下
に保つ必要がある。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
ただし、この実施例はあくまでも本発明の実施態様の一
例であつて、本発明の技術的思想を有する例は本発明に
包含されるものである。

第１図は、本発明に係るヒートポンプの概略構成を示
す図である。同図において、１は遠心式圧縮機、２は凝
縮器、３は減圧装置、４は蒸発器である。これら遠心式
圧縮器１、凝縮器２、減圧装置３及び蒸発器４は冷媒経
路で接続されて冷媒循環流路を形成している。

上記構成のヒートポンプにおいて、圧縮機１で圧縮さ
れた冷媒ガスは凝縮器２にて、流路５から送られてくる
負荷流体により冷却及び凝縮され、減圧装置３にて減圧
された後、蒸発器４に至る。蒸発器４では流路６から送
られる熱源流体により、加熱及び蒸発され、再び遠心式
圧縮機１に戻り、ヒートポンプサイクルを構成する。一
方、流路５を流れる負荷流体は凝縮器２にて加熱され、
負荷（図示せず）に供給される。このヒートポンプにお
いては冷媒としてＲ−123が使用される。

また、凝縮器で凝縮したＲ−123液の一部は、冷媒ポ
ンプ７により電動機８に送られ、電動機の巻線９などを
冷却し、冷媒自身は加熱され、蒸発する。そして、再び
凝縮器２へ戻る。

そして、この巻線９はポリアミドイミド線が用いられ
ている。その巻線表面に温度検出器10が取りつけられて
いる。この温度信号は制御装置11に送られるが、温度が
上昇して120℃に達すると、電動機の巻線温度を低下す
る処置がとられる。例えば、遠心式圧縮機１の容量制御
装置であるサクシヨンベーンコントロール装置12を駆動
するモータ13を作動させて圧縮機の負荷、即ち電動機８
の負荷を減じる。また、電動機の巻線温度を低下する処
置としては、電動機の運転を停止させるようにしてもよ
い。これにより電動機のコイル部は120℃以下に保たれ
る。

以上の構成により、本発明のヒートポンプは効率よく
長期に亘つて運転することができた。

以上のように、本発明は、電動機巻線がポリアミドイ
ミド線であり、使用最高温度は120℃に抑えるように制
御され、且つ冷媒としてＲ−123が用いられるという、
３つの条件を全て満足することにより、成層圏オゾン層
に悪影響を及ぼさない冷媒により冷却された電動機を用
いるヒートポンプを実現したものであるが、この上記の
３つの条件を設定するためには長期間にわたつてＲ−12
3を使用しうる条件を追究し、且つ電動機の巻線の材質
についても深く検討した結果によるものである。

その研究結果によれば、ポリアミドイミド線はＲ−12
3に十分耐えうるものであつて、その実用的耐性は各温
度下における絶縁破壊電圧を見ることにより判断するこ
とができる。第２図は、Ｒ−123雰囲気中でのポリアミ
ドイミド線の各温度下の絶縁破壊電圧を示し、縦軸は絶
縁破壊電圧、横軸は雰囲気温度である。

この巻線は、図のように120℃程度までは絶縁破壊電
圧は下がらないが、それ以上の温度では急激に劣化す
る。この現象は当業者にとつて予測のつかないことであ
つた。

〔発明の効果〕

本発明のヒートポンプは、上述のような構成となつて
いるので、下記のような優れた効果がある。

（１） 冷媒としてＲ−123を用いてヒートポンプを運
転できる。そして、万一がそれが漏れても、成層圏オゾ
ン層を破壊することがほとんどない。

（２） 電動機コイルが劣化しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るヒートポンプの概略構成を示す
図であり、第２図は、Ｒ−123雰囲気中でのポリアミド
イミド線の各温度下の絶縁破壊電圧を示す。 １……遠心式圧縮機、２……凝縮器 ３……減圧装置、４……蒸発器 ７……冷媒ポンプ、８……電動機 ９……巻線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機により駆動される遠心式圧縮機、凝
   縮器、減圧装置、蒸発器及びこれらの機器を接続する配
   管経路などで構成され、これらの機器内を循環する冷媒
   と同一の冷媒で前記電動機が冷却されるようになつてい
   るヒートポンプにおいて、前記冷媒としてジクロロトリ
   フルオロエタンを用い、前記電動機コイル部の温度を直
   接又は間接的に検出し、この温度を120℃以下とする温
   度制御装置を有し、且つ前記電動機巻線がポリアミドイ
   ミド線であることを特徴とするヒートポンプ。