JPH0749889B2 - 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の処理ワニスが環状脂肪エポキシ樹
脂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。

本発明における処理ワニスとは、第２図に示すごとく主
絶縁材であるマイカテープ層のすき間をうめる充填樹脂
のことをいう。本発明においては電動機巻線の処理ワニ
スが環状脂肪エポキシ樹脂であるが、それは外側がその
環状エポキシ樹脂であればよく、内側は他の樹脂、例え
ばビスフエノールＡ型エポキシ樹脂であつてもよい。

〔作用〕

本発明における電動機巻線の処理ワニスの環状脂肪エポ
キシ樹脂は、Ｒ−123に対して殆ど溶解したり、膨潤、
変色することがないので、この電動機を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、環状脂肪エポキシ樹脂は150℃に
なるとＲ−123に対する変色現象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1
20℃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
縮機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の処理ワニスには環状脂肪エポキシ
樹脂が用いられている。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12
0℃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
る。

第２図において、14はマグネツトワイヤーであり、15は
処理ワニスであり、16はマイカテープ層である。

以上のように、本発明は、電動機の処理ワニスが環状脂
肪エポキシ樹脂であり、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−123を使用しうる条件を追究し、且つ電動機の処
理ワニス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、環状脂肪エポキシ樹脂はＲ−12
3に十分耐えることがわかつた。第１表に環状脂肪とビ
スフエノールＡ型のエポキシ樹脂についてＲ−123雰囲
気中での外観テスト結果を示す。

通常Ｒ−11用ヒートポンプの処理ワニスであるビスフエ
ノールＡ型エポキシ樹脂では120℃、150℃ともにＲ−12
3雰囲気中では変色がみられ、耐性がない。しかし、環
状脂肪エポキシ樹脂の場合は150℃では変色がみられた
が、120℃では十分に耐性があり、変色がなかつた。

本発明は電動機巻線の処理ワニスとして環状脂肪エポキ
シ樹脂を用いるものであるが、このヒートポンプにおい
ては電動機の処理ワニス以外の場所にもＲ−123に対す
る耐性の点からこのエポキシ樹脂を用いてもよい。

〔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。このため万が一それが漏れても、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、電動機巻線の断面図を示す。 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、14……マグネツトワイヤー、15……処理ワニ
ス、16……マイカテープ層

Claims (1)

【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の処理ワニスが
   環状脂肪エポキシ樹脂であることを特徴とするヒートポ
   ンプ。