JP7237248B1

JP7237248B1 - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP7237248B1
Application number: JP2022544129A
Authority: JP
Inventors: 宣行藤井; 善弘高井; 悟外山; 研吾平塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2042-03-10
Also published as: JPWO2023170858A1; WO2023170858A1

Abstract

圧縮機（１０１）を含む冷媒回路を備え、前記冷媒回路内に冷媒が封入されており、前記冷媒回路は、前記冷媒に触れる部品を有し、前記部品の前記冷媒に触れる表面は、結晶性樹脂材料を含み、前記結晶性樹脂材料は、示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した際に、前記示差走査熱量計により測定された熱量を時間で微分した値が、前記結晶性樹脂材料のガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しない、冷凍サイクル装置。

Description

本開示は、冷凍サイクル装置に関する。

冷凍サイクル装置の信頼性を担保するために、冷凍サイクルに必須である冷媒および冷凍機油のみならず、冷凍サイクル装置に使用される部品に関して適切な設計が求められる。特に、一般的には金属材料と比較して劣化を生じやすい樹脂材料で構成される、絶縁フィルム、インシュレータ、各種弁等の部品について、材料の寿命も含めた適切な設計が求められる。これらの部品に使用される材料に関しては、冷凍サイクル装置内で生じ得る劣化モードに対して、適切に設計した材料を使用することで、冷凍サイクル装置の信頼性や生産性を担保することができる。

例えば、特許文献１（特開２００４－５２７３０号公報）には、密閉型電動圧縮機において、電動機を構成する絶縁体として適用されるインシュレータの材料に液晶ポリマー樹脂を用いることで、オリゴマーの低抽出性や耐熱性向上により信頼性を向上する方法が開示されている。また、特許文献２（特開２００４－２０８４４６号公報）には、液晶ポリマーとして、結晶化潜熱および溶融時の生成ガス量が少ないものを使用することで、信頼性を確保しつつ生産性も向上することができる方法が開示されている。

特開２００４－５２７３０号公報特開２００４－２０８４４６号公報

従来、冷凍サイクル装置の信頼性について、冷凍サイクル装置に用いられる樹脂材料を用いた部品に関連するものとして考慮されてきたことは、オリゴマーの抽出性の低い樹脂材料を用いることで、冷凍サイクル内の回路閉塞の要因となるスラッジの生成を抑制することや、樹脂材料自体の耐熱性や耐湿熱性を向上させることで、該部品を長期的に使用可能とすることであった。

しかし、該部品は、冷凍サイクル装置内において、冷媒が液状およびガス状のどちらの状態でも存在する可能性がある箇所に使用される。そして、該部品に染み込んだ液状の冷媒が、ガス状となることで膨張する作用により、樹脂材料の膨張が引き起こされる。これにより、該部品の変形が生じるため、冷凍サイクル装置の信頼性が低下するおそれがある。

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、冷媒に触れる部品に関して、膨張の発生が抑制された結晶性樹脂材料を用いることで、信頼性の向上した冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

圧縮機を含む冷媒回路を備え、
前記冷媒回路内に冷媒が封入されており、
前記冷媒回路は、前記冷媒に触れる部品を有し、
前記部品の前記冷媒に触れる表面は、結晶性樹脂材料を含み、
前記結晶性樹脂材料は、示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した際に、前記示差走査熱量計により測定された熱量を時間で微分した値が、前記結晶性樹脂材料のガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しない、冷凍サイクル装置。

冷媒に触れる部品に関して、膨張の発生が抑制された結晶性樹脂材料を用いることで、信頼性の向上した冷凍サイクル装置を提供することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の一例である空気調和機の概略構成図である。図２は、本開示の実施の形態に係る圧縮機の一例を示す断面模式図である。図３は、Ｎｏ．１の示差走査熱量測定のグラフである。図４は、Ｎｏ．１の示差走査熱量測定値の時間微分値のグラフである。図５は、Ｎｏ．２の示差走査熱量測定のグラフである。図６は、Ｎｏ．２の示差走査熱量測定値の時間微分値のグラフである。

以下、本開示の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面において、長さ、幅、厚さ、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。

実施の形態１.
まず、冷凍サイクル装置の概要について簡単に説明する。図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一例である空気調和機の概略構成図である。空気調和機１００は、例えば、建築物の室内の空気調和を行う。空気調和機１００は、圧縮機１０１、室外熱交換器１０２、減圧装置１０３、室内熱交換器１０４、流路切替装置１０５、冷媒配管１０６等を備え、冷媒配管１０６によって圧縮機１０１と室外熱交換器１０２と減圧装置１０３と室内熱交換器１０４と流路切替装置１０５とが環状に接続されている。このため、圧縮機１０１と室外熱交換器１０２と減圧装置１０３と室内熱交換器１０４と流路切替装置１０５とを順次に介して冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。

圧縮機１０１には、吐出口１０１ａおよび吸入口１０１ｂが形成されており、吸入口１０１ｂから吸入した冷媒を圧縮して高温高圧のガス状態にして吐出口１０１ａから吐出する。減圧装置１０３は、内部を通過する冷媒を減圧させる。減圧装置１０３には、例えば、電子膨張弁、キャピラリーチューブ等が用いられる。

このような冷凍サイクル装置の構成により冷媒回路１００が形成され、液管およびガス管を介して冷媒回路１００内を冷媒が循環する。

室外熱交換器１０２は、内部に第一の接続口１０２ａおよび第二の接続口１０２ｂを繋ぐ流路が形成されており、流路を通過する冷媒と建築物の室外の空気との間で熱交換を行わせる。

室内熱交換器１０４は、内部に第一の接続口１０４ａおよび第二の接続口１０４ｂを繋ぐ流路が形成されており、流路を通過する冷媒と建築物の室内の空気との間で熱交換を行わせる。

流路切替装置１０５は、冷媒回路を流れる冷媒の流れの向きを切り替える。具体的には、流路切替装置１０５は、ａポート、ｂポート、ｃポートおよびｄポートの４つのポートを有する四方弁である。

冷媒配管１０６は、第一の冷媒配管１０６ａ、第二の冷媒配管１０６ｂ、第三の冷媒配管１０６ｃ、第四の冷媒配管１０６ｄ、第五の冷媒配管１０６ｅおよび第六の冷媒配管１０６ｆで構成される。第一の冷媒配管１０６ａは、圧縮機１０１の吐出口１０１ａと流路切替装置１０５のａポートとを接続する。第二の冷媒配管１０６ｂは、流路切替装置１０５のｂポートと室外熱交換器１０２の第一の接続口１０２ａとを接続する。第三の冷媒配管１０６ｃは、室外熱交換器１０２の第二の接続口１０２ｂと減圧装置１０３とを接続する。第四の冷媒配管１０６ｄは、減圧装置１０３と室内熱交換器１０４の第一の接続口１０４ａとを接続する。第五の冷媒配管１０６ｅは、室内熱交換器１０４の第二の接続口１０４ｂと流路切替装置１０５のｃポートとを接続する。第六の冷媒配管１０６ｆは、流路切替装置１０５のｄポートと圧縮機１０１の吸入口１０１ｂとを接続する。

次に、空気調和機１００に形成された冷媒回路を流れる冷媒の流れについて説明する。空気調和機１００では、流路切替装置１０５によって冷房時の冷媒回路と暖房時の冷媒回路との２種類の冷媒回路が形成される。

冷房時の冷媒回路を流れる冷媒の流れについて説明する。図２は、本実施の形態に係る圧縮機の一例を示す断面模式図である。冷房時の冷媒回路では、流路切替装置１０５は、図２の実線が示すように、ａポートとｂポートとが接続し、ｃポートとｄポートとが接続する状態になる。圧縮機１０１の吐出口１０１ａから吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、第一の冷媒配管１０６ａ、流路切替装置１０５および第二の冷媒配管１０６ｂを通過して第一の接続口１０２ａから室外熱交換器１０２の内部の流路に流入する。室外熱交換器１０２の内部の流路を通過する冷媒は、室外の空気によって冷却される。すなわち、冷房時の冷媒回路において、室外熱交換器１０２は、凝縮器の役割を果たす。

室外熱交換器１０２で冷却された冷媒は、低温高圧の液状となって第二の接続口１０２ｂから室外熱交換器１０２の外部へ流出する。室外熱交換器１０２から流出した冷媒は、第三の冷媒配管１０６ｃを介して減圧装置１０３に流入する。減圧装置１０３に流入した低温高圧の液状の冷媒は、減圧されて低温低圧の気液２相状となって減圧装置１０３から流出する。減圧装置１０３から流出した冷媒は、第四の冷媒配管１０６ｄを介して第一の接続口１０４ａから室内熱交換器１０４の内部の流路に流入する。室内熱交換器１０４の内部の流路を通過する冷媒は、室内の空気によって加熱される。換言すると、室内の空気は、室内熱交換器１０４の内部の流路を通過する冷媒によって冷却される。すなわち、冷房時の冷媒回路において、室内熱交換器１０４は、蒸発器の役割を果たす。

室内熱交換器１０４で加熱された冷媒は、高温低圧のガス状となって第二の接続口１０４ｂから室内熱交換器１０４の外部へ流出する。室内熱交換器１０４から流出した冷媒は、第五の冷媒配管１０６ｅ、流路切替装置１０５および第六の冷媒配管１０６ｆを介して圧縮機１０１の吸入口１０１ｂから圧縮機１０１の内部に吸入される。圧縮機１０１の内部に吸入された冷媒は、再び高温高圧のガス状となって吐出口１０１ａから吐出される。このように、冷媒が冷媒回路を流れることによって、室内の空気は冷却され、室内の空気調和を行うことができる。

暖房時の冷媒回路を流れる冷媒の流れについて説明する。暖房時の冷媒回路では、流路切替装置１０５は、図２の破線が示すように、ａポートとｃポートとが接続し、ｂポートとｄポートとが接続する状態になる。圧縮機１０１の吐出口１０１ａから吐出された高温高圧のガス状の冷媒は、第一の冷媒配管１０６ａ、流路切替装置１０５および第五の冷媒配管１０６ｅを通過して第二の接続口１０４ｂから室内熱交換器１０４の内部の流路に流入する。室内熱交換器１０４の内部の流路を通過する冷媒は、室内の空気によって冷却される。換言すると、室内の空気は、室内熱交換器１０４の内部の流路を通過する冷媒によって加熱される。すなわち、暖房時の冷媒回路において、室内熱交換器１０４は、凝縮器の役割を果たす。

室内熱交換器１０４で冷却された冷媒は、低温高圧の液状となって第一の接続口１０４ａから室内熱交換器１０４の外部へ流出する。室内熱交換器１０４から流出した冷媒は、第四の冷媒配管１０６ｄを介して減圧装置１０３に流入する。減圧装置１０３に流入した低温高圧の液状の冷媒は、減圧されて低温低圧の気液２相状となって減圧装置１０３から流出する。減圧装置１０３から流出した冷媒は、第三の冷媒配管１０６ｃを介して第二の接続口１０２ｂから室外熱交換器１０２の内部の流路に流入する。室外熱交換器１０２の内部の流路を通過する冷媒は、室外の空気によって加熱される。すなわち、暖房時の冷媒回路において、室外熱交換器１０２は、蒸発器の役割を果たす。

室外熱交換器１０２で加熱された冷媒は、高温低圧のガス状となって第一の接続口１０２ａから室外熱交換器１０２の外部へ流出する。室外熱交換器１０２から流出した冷媒は、第二の冷媒配管１０６ｂ、流路切替装置１０５および第六の冷媒配管１０６ｆを介して圧縮機１０１の吸入口１０１ｂから圧縮機１０１の内部に吸入される。圧縮機１０１の内部に吸入された冷媒は、再び高温高圧のガス状となって吐出口１０１ａから吐出される。このように、冷媒が冷媒回路を流れることによって、室内の空気は加熱され、室内の空気調和を行うことができる。

＜冷媒＞
次に、本実施の形態において、冷媒回路内に封入される冷媒について説明する。本実施の形態で用いられる冷媒は、特に制限はないが、例えば、地球温暖化係数（ＧｌｏｂａｌＷａｒｍｉｎｇＰｏｔｅｎｔｉａｌ：ＧＷＰ）が７５０以下であることが好ましい。冷媒のＧＷＰが７５０以下の場合、環境性能に優れ、法令上の規制に対する適合性が高いからである。また、冷媒のＧＷＰが７５０以下の場合、冷凍サイクル装置として冷凍機のみでなく空気調和機にも使用可能となる。なお、ＧＷＰとしては、気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ）第五次評価報告書（ＡＲ５）の値（１００年値）が用いられる。また、ＡＲ５に記載されていない冷媒のＧＷＰは、他の公知文献に記載された値を用いてもよいし、公知の方法を用いて算出または測定した値を用いてもよい。

ＧＷＰが７５０以下の冷媒としては、例えば、Ｒ３２、Ｒ４５４Ａ、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４５４Ｃ、Ｒ４６６Ａ、Ｒ５１３Ａ、Ｒ２９０、Ｒ１２３４ｙｆ等が挙げられる。

また、本実施の形態で用いられる冷媒は、例えば、ＩＳＯ８１７：２０１４において、燃焼性区分が不燃性に分類される冷媒であることが好ましい。燃焼性区分が不燃性に分類される冷媒を用いることで、冷凍サイクル装置に漏洩した冷媒を拡散させる手段、設備または構造と、冷媒漏洩を検知するセンサと、センサが冷媒漏洩を検知した時に発報する発報装置と、を設ける必要がなくなるからである。また、燃焼性区分が不燃性に分類される冷媒は、法令上の規制で可燃性冷媒の使用が認められていない地域でも使用可能となる。

ＩＳＯ８１７：２０１４において、燃焼性区分が不燃性に分類される冷媒としては、例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０７Ｈ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４４８Ａ、Ｒ４４９Ａ、Ｒ４６３Ａ、Ｒ４６６Ａ、Ｒ５１３Ａ、Ｒ７４４等が挙げられる。

＜圧縮機＞
本実施の形態において、冷凍サイクル装置は、圧縮機を備える。冷媒は、圧縮機の内部を通過する。

図２は、本実施の形態に係る圧縮機の一例を示す断面模式図であり、具体的には、スクロール圧縮機について、モータの主軸の軸方向に平行な断面で切断した断面図である。ただし、本実施の形態において、圧縮機としては、スクロール圧縮機に限定されず、例えば、ロータリー圧縮機、スクリュー圧縮機等を用いてもよい。

圧縮機１０１は、シェル１１を備える。シェル１１は、内部に圧縮機構１２を備え、圧縮機構１２を駆動する電動機１３を、下部空間１６に備える。また、シェル１１には、冷媒を内部に入れる吸入管１４と、外部に流出させるための吐出管１５とが接続されている。

吸入管１４から入った冷媒は、電動機１３等が収められたシェル１１の下部空間１６に流れる。下部空間１６に流れた冷媒は、電動機１３の隙間等を通って電動機１３を冷却した後に、圧縮機構１２に吸入されて圧縮機構１２の吐出口１２ａからシェル１１の上部空間１８を経て、この空間に接続された吐出管１５から吐出される。すなわち、圧縮機構１２は、吸入管１４からシェル１１に流入した冷媒を圧縮して吐出管１５から吐出するように構成されている。

圧縮機構１２は、固定スクロールの歯と揺動スクロールの歯との組み合わせからなるスクロール型の圧縮機構である。揺動スクロールが揺動することによって、周囲の固定スクロールの歯の間から吸入した冷媒を、中央に向かうにつれて圧縮して固定スクロールの台板１２ｂの中央の吐出口１２ａから上部空間１８に吐出する。上部空間１８と下部空間１６とは、固定スクロールの台板１２ｂで仕切られている。上部空間１８は、下部空間１６に比べて容積が小さく、シェル１１の大部分が吸入した冷媒ガスの圧力となる。すなわち、該圧縮機１０１は、低圧シェル型圧縮機である。

電動機１３は、駆動軸１９によって、圧縮するための力を圧縮機構１２に伝える。例えば、圧縮機１０１にクランクが配置されており、このクランクによって駆動軸１９の回転が、揺動スクロールの揺動運動となるように構成されている。

圧縮機１０１は、駆動軸１９をシェル１１内に回転できるように保持するため、軸受けを有する主フレーム２０を備え、主フレーム２０の下方に副フレーム２１を備える。

圧縮機１０１は、圧縮機構１２の内部、駆動軸１９の軸受け等に摺動部を有する。摺動部の潤滑のため、圧縮機１０１には、下方に位置する油溜部２２に冷凍機油が貯留されている。油溜部２２に貯留された冷凍機油は、駆動軸１９の軸内に設けられた給油孔１９ａを通じて駆動軸１９の軸受けおよび圧縮機構１２の内部の摺動部に供給される。低圧シェル型の圧縮機１０１は、給油孔１９ａを介して圧縮機構１２の内部に潤滑油の給油を行うため、駆動軸１９の下方に油ポンプ１７が設置されている。

本実施の形態で用いられる冷凍機油としては、特に制限はないが、例えば、ポリオールエステル油、ポリビニルエーテル油、ポリアルキレングリコール油、アルキルベンゼン油、鉱物油、ポリα―オレフィン、または、それらの混合物等が挙げられる。

また、冷凍機油には、油中添加剤として、酸化防止剤、酸捕捉剤、極圧剤（摩耗防止剤）が含まれていてもよい。

酸化防止剤としては、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が挙げられる。

酸捕捉剤としては、フェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α－オレフィンオキシド、エポキシ化大豆油等のエポキシ化合物が挙げられ、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、α－オレフィンオキシドが好ましい。

極圧剤（摩耗防止剤）としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルおよびこれらのアミン塩等のリン系極圧剤を挙げられ、トリクレジルホスフェート、トリチオフェニルホスフェート、トリ（ノニルフェニル）ホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、２－エチルヘキシルジフェニルホスファイト等が好ましい。

ただし、冷凍機油に水分が含まれると、冷媒、冷凍機油、圧縮機内材料の劣化を促進させるおそれがあるため、充填される冷凍機油に含まれる水分は、１００重量ｐｐｍ以下に制御する必要がある。

＜部品＞
本実施の形態において、冷媒回路は、冷媒に触れる部品を有する。部品の冷媒に触れる表面は、後述する結晶性樹脂材料を含む。

該部品としては、例えば、電動機１３に含まれるインシュレータおよび絶縁フィルム、四方弁１０５、冷媒配管１０６に含まれる逆止弁等の樹脂製の部品が挙げられる。

なお、樹脂製の部品は、冷媒に触れる表面のみが本実施の形態の結晶性樹脂材料により構成されていてもよいし、樹脂部全体が本実施の形態の結晶性樹脂材料により構成されていてもよい。

＜結晶性樹脂材料＞
本実施の形態において、部品の冷媒に触れる表面は、結晶性樹脂材料を含む。結晶性樹脂材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が挙げられる。本実施の形態における結晶性樹脂材料は、示差走査熱量計（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ：ＤＳＣ）を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した際に、ＤＳＣにより測定された熱量を時間で微分した値（ＤＤＳＣ）が、結晶性樹脂材料のガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しない。以下、該結晶性樹脂材料を使用するに至った理由を説明する。

冷媒は、圧縮機１０１によって循環する。冷媒回路内においては、冷媒は、液状またはガス状で存在する。冷媒の状態は、例えば、冷凍サイクル装置の稼働、停止、運転状態の切替等によって、液状からガス状またはガス状から液状に相転移する。

上述の部品は、冷媒が液状およびガス状のどちらの状態でも存在し得る箇所に使用される。冷媒が液状の場合、従来の樹脂材料により構成されていた部品では、冷媒が染み込むおそれがあった。染み込んだ液状の冷媒は、ガス状の冷媒に相転移する場合、体積が増加する。そのため、樹脂材料も膨張し、部品が変形する結果、冷凍サイクル装置の信頼性が低下するおそれがあった。

そこで、本発明者らは、上記の問題を鑑みて、冷媒の作用によって膨張が生じない樹脂材料について鋭意検討した結果、上述の結晶性樹脂材料を案出した。

本実施の形態の結晶性樹脂材料は、結晶構造を有する樹脂材料であるが、結晶構造を有しない非晶部を含んでいてもよい。結晶性樹脂材料の結晶状態を分析する方法としては、ＤＳＣが一般的に使用される。ＤＳＣは、温度を設定した速度で上昇させながら、熱量を測定することが可能な装置である。温度上昇に伴って測定試料の状態が変化するとき、測定試料が周辺の熱を吸収するまたは発する場合がある。したがって、ＤＳＣによる測定で、測定試料の状態変化を確認することができる。

非晶部を含む結晶性樹脂材料の場合、ＤＳＣで昇温（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ）する過程において、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域で非晶部の結晶化が生じ、熱が発せられる。そのため、ＤＳＣによる昇温測定で、発熱ピークを持つ場合は、十分な結晶部を有しない結晶性樹脂材料であるということを確認することができる。

一方、上述のＤＳＣによる昇温測定では、発熱ピークを持つことで非晶部を含むことは確認できるものの、結晶性樹脂材料の種類や結晶性樹脂材料以外に含まれる成分によって発熱ピークの絶対値は変化する。例えば、結晶性樹脂材料に加えてガラス繊維等のフィラーを含む場合、発熱ピークが小さくなり、結晶性樹脂材料が非晶部を含むか否かの確認が困難になるおそれがある。

そこで、本発明者らは、上述のＤＳＣにより測定された熱量を時間で微分した値、すなわち、ＤＤＳＣを用いることで、上記のような要因を排除することを可能とした。ＤＤＳＣが高いことは、ベースラインから急激な変化があることを意味し、発熱ピークの有無を確認することが可能となる。

ただし、測定ノイズを加味して、ＤＤＳＣが、結晶性樹脂材料のガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しない場合を、本実施の形態における結晶性樹脂材料とした。なお、本実施の形態において、ＤＤＳＣが上述の値を示す場合、非晶部において結晶化が生じていることを意味するため、十分な結晶部を有しない結晶性樹脂材料であるということを数値的に確認することができる。

以下、実施例を挙げて本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。

＜評価試験１＞
結晶性樹脂材料の測定試料として、ＰＰＳ（Ｎｏ．１および２）を準備した。これらの測定試料を、示差走査熱量分析装置（株式会社日立ハイテクサイエンス社製、ＤＳＣ６２２０）により、下記の条件で示差走査熱量測定を実施した。また、測定された熱量を時間で微分することで、ＤＤＳＣを求めた。結果を図３～６に示す。図３および５は、Ｎｏ．１および２の示差走査熱量測定の各グラフであり、図４および６は、Ｎｏ．１および２のＤＤＳＣの各グラフである。なお、ＰＰＳのガラス転移温度は８５℃であり、融点は２８０℃である。

《測定条件》
サンプル量：２～１０ｍｇ
雰囲気ガス：窒素
温度範囲：５０～３００℃
昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
図３中、点線で囲んだ発熱ピークが、測定試料の結晶化に伴う発熱ピークであり、図４中、点線で囲んだ上に凸のピークが、上記発熱ピークに相当する。図４から、Ｎｏ．１のＤＤＳＣは、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域で約１０５０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎとなる発熱ピークを有することが確認された。

一方、図５中、点線で囲んだ部分に発熱ピークは存在せず、図６中、点線で囲んだ部分に上に凸のピークも存在しない。すなわち、図６から、Ｎｏ．２のＤＤＳＣは、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域で２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有さないことが確認された。

以上のように、Ｎｏ．１では、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有し、Ｎｏ．２では、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しないことから、Ｎｏ．１は、十分な結晶部を有しないＰＰＳであり、Ｎｏ．２は、十分な結晶部を有するＰＰＳであることが確認された。

＜評価試験２＞
上述のＮｏ．１および２からなる試験片（厚み：３ｍｍ）を準備した。各試験片に、液状の冷媒を浸透させ、加温によりガス状の冷媒に相転移させることを、表１に示す回数繰り返し行った場合の各試験片の厚みの変化（膨張率）を測定した。結果を表１に示す。

表１に示すように、Ｎｏ．１では、上記の行為を１回行うことで試験片が膨張し、回数を重ねることで膨張率も増加した。一方、Ｎｏ．２では、上記の行為を１回行っても試験片は膨張せず、回数を重ねても膨張率に変化はなかった。

＜評価試験３＞
評価試験２において使用したＮｏ．１および２の試験片に加えて、同じ厚みのＰＰＳ（Ｎｏ．３）の試験片を準備した。Ｎｏ．３の試験片に関して、評価試験２と同様の試験を５回繰り返し行った場合の膨張率を測定した。結果を表２に示す。Ｎｏ．１および２の試験片に関しても、同様に５回繰り返し行った場合の膨張率を記載している。なお、Ｎｏ．３のＰＰＳは、評価試験１と同様の条件でＤＤＳＣを求めたところ、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域で約６４０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎであることが確認されている。

表２より、各試験片の膨張率はＮｏ．２＜Ｎｏ．３＜Ｎｏ．１の順番であった。これは、各試験片を構成するＰＰＳのＤＤＳＣにおいて、ガラス転移温度以上融点以下の温度領域における発熱ピークの大きさと一致する。すなわち、該発熱ピークの大きさと膨張率には相関性があることが確認された。

評価試験１～３の結果より、ＤＳＣを用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した際に、ＤＤＳＣが、ＰＰＳのガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しない場合、試験片は膨張しないことが確認された。したがって、冷凍サイクル装置内の冷媒に触れる部品にこのような結晶性樹脂材料を用いることで、冷凍サイクル装置全体の信頼性を確保することができると考えられる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００空気調和機、１０１圧縮機、１０１ａ吐出口、１０１ｂ吸入口、１０２室外熱交換器、１０２ａ第一の接続口、１０２ｂ第二の接続口、１０３減圧装置、１０４室内熱交換器、１０４ａ第一の接続口、１０４ｂ第二の接続口、１０５流路切替装置、１０６冷媒配管、１０６ａ第一の冷媒配管、１０６ｂ第二の冷媒配管、１０６ｃ第三の冷媒配管、１０６ｄ第四の冷媒配管、１０６ｅ第五の冷媒配管、１０６ｆ第六の冷媒配管、１１シェル、１２圧縮機構、１２ａ吐出口、１２ｂ台板、１３電動機、１４吸入管、１５吐出管、１６下部空間、１７油ポンプ、１８上部空間、１９駆動軸、１９ａ給油孔、２０主フレーム、２０ａ軸受、２１副フレーム、２１ａ副軸受、２２油溜部。

Claims

圧縮機を含む冷媒回路を備え、
前記冷媒回路内に冷媒が封入されており、
前記冷媒回路は、前記冷媒に触れる部品を有し、
前記部品の前記冷媒に触れる表面は、結晶性樹脂材料を含み、
前記結晶性樹脂材料は、示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した際に、前記示差走査熱量計により測定された熱量を時間で微分した値が、前記結晶性樹脂材料のガラス転移温度以上融点以下の温度領域に２０μＷ／ｍｇ／ｍｉｎ以上となる発熱ピークを有しない、冷凍サイクル装置。
前記部品は、インシュレータ、絶縁フィルム、四方弁および逆止弁からなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記結晶性樹脂材料は、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよび液晶ポリマーからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。