JPH10185338A - 往復動型冷媒圧縮機 - Google Patents

往復動型冷媒圧縮機

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JPH10185338A
JPH10185338A JP9314415A JP31441597A JPH10185338A JP H10185338 A JPH10185338 A JP H10185338A JP 9314415 A JP9314415 A JP 9314415A JP 31441597 A JP31441597 A JP 31441597A JP H10185338 A JPH10185338 A JP H10185338A
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ester
compressor
refrigerant
insulating layer
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍装置の信頼性を向上させることができる
圧縮機を提供する。 【解決手段】 少なくとも圧縮機部１、凝縮機、膨張機
２、乾燥機７及び乾燥機及び蒸発機８から構成され、冷
凍機油を貯蔵する密閉容器内に回転子と固定子とよりな
るモーター１０１と、回転子に装着される回転軸及び回
転軸を介してモーター１０１に連結される前記圧縮機部
を含み、冷媒は、臨界温度が４０℃以上であり、塩素を
含有しないフルオロカーボン系冷媒を主成分としてな
り、冷凍機油は、４０℃での動的粘度が２−３５ｃＳ
ｔ、１００℃での動的粘度が１−６ｃＳｔであり、分子
中にエステル結合を少なくとも２つ有する脂肪酸のエス
テルオイルをベースオイルとして含有し、モーター１０
１は、導体２１、絶縁材料２２．２３及び巻取油２４を
含む絶縁層２０及び巻線ワイヤを有し、絶縁層２０の巻
取油は、エステルワックスである密閉往復動型圧縮機。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫用往復型圧
縮機に関し、特に塩素を含有せず、臨界温度が４０℃以
上であるフルオロカーボン系冷媒及びこの冷媒に適合す
るエステル系オイルを冷凍機油として使用する圧縮機に
おいて、圧縮機のモーター絶縁層のエナメルワイヤの巻
取油として、ワックスとエステル系オイルとの混合物を
使用する圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】環境汚染問題、特にオゾン減少及び地球
の温暖化のため、全世界的に塩素含有フルオロカーボン
の使用が規制されており、冷蔵庫、除湿機等の冷凍装置
に冷媒として使用されるＲ１２もこの規制対象に含まれ
ている。従って、Ｒ１２の代替となる新たなタイプの塩
素を含まない冷媒が必要とされ、このため、ハイドロフ
ルオロカーボン系又はフルオロカーボン系冷媒が代替冷
媒として注目されている。塩素を含有しないハイドロフ
ルオロカーボン系又はフルオロカーボン系冷媒として
は、後述する種類のものを例示することができ、これら
のうち、特に、Ｒ１３４ａが集中的に研究されている。
しかし、塩素を含まないハイドロフルオロカーボン系又
はフルオロカーボン系冷媒は、従来の塩素を含む冷媒で
あるＲ１２とは異なる固有の化学的構造を有するので、
非常に特異な性質を持つ。従って、Ｒ１２冷媒を用いた
冷凍系に使用される鉱油及びアルキルベンゼンオイル系
冷凍機油との相溶性が劣化し、よって圧縮機部のスライ
ディング部の摩擦に対する耐磨耗性及び潤滑性、絶縁材
に対する悪影響を及ぼすので、使用できなかった。この
ような問題点を解決するため、分子内に２つ以上のエス
テル結合を有する脂肪酸と多価アルコールとのエステル
類を冷凍機油のベースオイルとして使用しようとするも
のが提案された（例えば、欧州特許：ＥＰ 485 979B
1）。
【０００３】一方、冷凍装置に使用される圧縮機の構造
を図１及び図２に図示し、図１０（ａ）及び図１０
（ｂ）に各々冷蔵庫冷凍サイクルの系統図及び概略図を
示す。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）から明らかなよう
に、冷凍サイクルは、圧縮機１、膨張機７、凝縮機２、
３、４、５、蒸発機８等から構成される。また、図１及
び図２から明らかなように、圧縮機は、モーター１０
１、カバー吸入マフラー１０２、吸入スプリング１０
３、吸入パイプ１０４、ライン吐出管１０５及びアセン
ブリン吸入マフラー１０６等を備えている。圧縮機の電
気モーター部は、固定子と回転子とから構成され、これ
らは、絶縁層２０又は絶縁層３０を含んでいる。
【０００４】絶縁用エナメルワイヤの詳細な構造は、図
３及び図４に示す。図３と図４とは、各々従来の絶縁層
の構造と本発明による絶縁層の構造とを示しており、こ
れらは、使用される巻取油（図３の３４又は図４の２
４）の種類が異なることを除いて、同一の構造を有す
る。図３及び図４を参照すると、銅コア線３１又は銅コ
ア線２１がポリエステルイミド３２又はポリエステルイ
ミド２２及びポリアミド−イミド膜３３又はポリアミド
−イミド膜２３に二重コーティングされており、その上
に巻取油としてパラフィンワックス３４又はエステルワ
ックス２４がコーティングされている。エナメルワイヤ
の構成は、導体３１又は導体２１と絶縁材３２・３３又
は絶縁材２２・２３及び巻取油３４又は２４とからな
る。導体は、純度９９．９％の銅であり、絶縁材料とし
ては、主にワニスを使用するが、ポリエステルイミドと
ポリアミド−イミドを使用する。またモーター製造の
際、作業性をよくするため、巻取油としてパラフィンワ
ックスがコーティングされている。
【０００５】エナメルワイヤは、電気、電子機器の巻線
用電線として使用され、機器内部にコイル形状に巻き取
られて磁気エネルギーを母体として、電気エネルギーと
機械エネルギーとの相互変換を目的とする電線である。
しかるに、Ｒ−１２冷媒／鉱油冷凍機油を含む従来の圧
縮機において、モーター絶縁層エナメルワイヤの巻取油
としてパラフィンワックスを使用する場合には、冷凍機
油とパラフィンワックスとの相溶性がよいため、問題点
はなかった。
【０００６】しかし、Ｒ−１３４ａ冷媒／エステルオイ
ル系冷凍機油を含む圧縮機において、巻取油としてパラ
フィンワックスを使用する場合、このパラフィンワック
スは、非磁性であるのに対して、上記Ｒ−１３４ａ冷媒
とエステル冷凍機油オイルとが極性であるため、相互間
に混用性がなくて、冷凍サイクルの温度が低い毛細管、
特に出口側に詰まりを招き、その結果冷凍装置の品質に
悪影響を及ぼすという問題点がある。従って、Ｒ−１３
４ａ冷媒／エステルオイル系冷凍機油を含む圧縮機の絶
縁層巻取油として使用することができ、前記冷媒／冷凍
機油との相溶性のよい新たな巻取油の提供が要望されて
きた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を回避し、モーター製作の際、作業性
を良好にし、冷凍装置の信頼性を向上させることができ
る新たな圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも圧縮機部、凝縮機、膨張機、
乾燥機及び蒸発機から構成され、冷媒と冷凍機油を含有
する冷凍サイクルに使用される密閉往復型圧縮機であっ
て、冷凍機油を貯蔵する密閉容器内に回転子と固定子と
よりなるモーターと、前記回転子に嵌着される回転軸及
びこの回転軸を介して前記モーターに連結される前記圧
縮機部を含み、前記冷媒は、臨界温度が４０℃以上であ
り、塩素を含有しないフルオロカーボン系冷媒を主成分
としてなり、前記冷凍機油は、４０℃での動的粘度が２
−３５ｃＳｔ、１００℃での動的粘度が１−６ｃＳｔで
あり、分子中にエステル結合を少なくとも２つ有する脂
肪酸のエステルオイルをベースオイルとして含有し、前
記モーターは、導体、絶縁材料及び巻取油を含む絶縁層
及び巻線ワイヤを有し、前記絶縁層の巻取油は、エステ
ルワックスであることを特徴とする密閉往復動型圧縮機
を提供する。前記本発明の目的と他の目的及び特徴は、
下記の発明の詳細な説明から当業者に明らかになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明によると、少なくとも圧縮
機部、凝縮機、膨張機、乾燥機及び蒸発機より構成さ
れ、冷凍機油と冷媒を含む冷凍サイクルに使用される密
閉往復動型圧縮機を提供し、この圧縮機は、そのモータ
ーの絶縁層の巻取油としてエステルワックスを含むこと
を特徴とする。本発明において、エステルワックスとし
ては、２５℃での比重が０．７３−０．７５、引火点が
１０−２０℃、及びキャリア溶媒としてナフサを使用す
るハイドロリチックステアリックエチルエステル（Hydr
olytic stearic ethyl ester）が使用される。
【００１０】本発明の圧縮機に使用される冷媒は、臨界
温度が４０℃以上であり、塩素を含有しないフルオロカ
ーボン系冷媒を主成分としてなる。このような冷媒とし
ては、ハイドロフルオロカーボンとフルオロカーボンが
含まれ、具体的には、ハイドロフルオロカーボンとして
は、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、ペタンフルオロメタ
ン（Ｒ１２５）、１、１、２、２−テトラフルオロエタ
ン（Ｒ１３４）、１、１、２−テトラフルオロエタン
（Ｒ１３４ａ）、１、１、２−トリフルオロエタン（Ｒ
１４３）、１、１、１−トリフルオロエタン（Ｒ１４３
ａ）、１、１−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）及びモ
ノフルオロエタン（Ｒ１６１）等を例示することがで
き、フルオロカーボンとしては、ヘキサフルオロプロパ
ン（Ｃ２１６）及びオクタフルオロシクロブタン（Ｃ３
１８）を例示することができる。これらのうち、Ｒ１３
４、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４３、Ｒ１４３ａ及びＣ２１６
が、従来の冷媒であるＲ１２と類似する沸点を有するの
で、代替溶媒として、特に好ましい。さらに本発明で
は、特にＲ１３４ａが好ましく使用される。
【００１１】前記冷媒用冷凍機油のベースオイルとして
使用されるエステルオイル類は、分子内に２つ以上のエ
ステル結合を有しており、４０℃での粘度が２−３５ｃ
Ｓｔ、１００℃での粘度が１−６ｃＳｔの脂肪酸エステ
ルを含む。これらのエステル類は、炭素数が２−１０個
の脂肪酸と、ネオペンチルグリコール又はペンタエリス
リトールのような多価アルコールとを反応させて得られ
たエステルである。具体的には、例えば、欧州特許ＥＰ
４８５ ９７９Ｂ１に記載されたものを含む。このエ
ステルオイルは、添加剤として加水分解安定剤、酸化安
定剤又は気泡剤から選ばれるものを１種又は２種以上含
有することができる。これらの添加剤の具体的な種類及
び使用量は、当業者が適宜に選定することができ、本発
明はこれらの種類及び使用量により限定されるものでは
ない。
【００１２】図４を参照すると、本発明による圧縮機の
モーター絶縁層（２０）は、導体と絶縁材料及び巻取油
から構成される。導体（２１）は、純度９９．９％以上
の銅である。絶縁材料（２２、２３）は、下層（２２）
がポリエステルアミド、上層（２３）が自己潤滑ポリア
ミド−イミドよりなる。巻取油（２４）としては、エス
テルワックスを使用している。絶縁材料層の上層（２
３）を構成するポリアミド−イミドは、自己潤滑型のも
のであって、比重が１．０−１．１、２５℃での粘度が
３００−３０００ｃｐｓ、及び引火点が２０−４０℃の
ものが好ましく使用される。また、モーター絶縁層（２
０）の線径は、Φ０．２ｍｍ−Φ１．５ｍｍの範囲内に
ある。以下、本発明による圧縮機について、寿命試験を
実施し、毛細管チューブ内の堆積物を形成の様子を測定
した。
【００１３】（実施例１）凝縮機、膨張機、乾燥機及び
蒸発機から構成される冷凍サイクルにＲ−１３４ａとエ
ステル冷凍機油（ネオペンチルグリコールとオクタン酸
とのエステルであって、４０℃粘度が４．８ｃＳｔで、
１００℃粘度が１．７ｃＳｔのもの）を入れ、パラフィ
ンワックスで塗布されたエナメルワイヤをモーター絶縁
層として使用して、寿命試験し、毛細管チューブ内部の
体積状態を観察した。結果を図５に示す。寿命試験条件
は、周囲温度４３℃で１０００ＨＲｓ間連続に運転する
ものである。
【００１４】（実施例２）巻取油としてパラフィンワッ
クスの代わりに、２５℃での比重が０．７３−０．７
５、引火点が１０−２０℃及びキャリア溶媒としてナフ
サを使用するハイドロリチックステアリックエチルエス
テルを使用することを除いて実施例１と同様に実施し、
その結果を図６に示す。
【００１５】図５及び図６の結果から明らかなように、
パラフィンワックスは、非極性であって、極性のエステ
ル冷凍機油と混用性がないため、パラフィンワックス
は、冷凍サイクルで急激に温度が下がり（−１０℃〜−
３０℃）、毛細管チューブの出口部でチューブ内部に堆
積することとなるのに対して、エステル系冷凍機油は、
さらに蒸発機を介して圧縮機内部に戻る（図５）。従っ
て、このような現象が繰り返されると、チューブの詰ま
りが大きくなり、結局冷凍装置の温度特性が良好に現れ
なくて品質劣化という問題が生ずる。一方、本発明によ
る圧縮機において、図６から明らかなように、毛細管チ
ューブの内部状態は、寿命試験後にもきれいであるた
め、冷凍装置の品質に全然問題がないことを確認するこ
とができる。
【００１６】尚、実施例１で堆積された物質がパラフィ
ンワックスであるかどうかを調べるため、ガスクロマト
グラフィにより分析した。まず、パラフィンワックス原
液及びハイドロリチックステアリックエチルエステルワ
ックス原液に対してガスクロマトグラフィチャートを作
り（各々図７及び図８）、実施例１で生じた毛細管チュ
ーブ内の堆積物をヘキサンのような洗浄剤を用いて洗浄
した後、ガスクロマトグラフィで分析した。この分析結
果を、図９に示す。図９から、図７で検出されたものと
同一のパラフィンワックスピークが検出されることを知
ることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によるエステルワックス巻取油が
塗布されたエナメルワイヤモーター絶縁層を、ＨＦＣ−
１３４ａ冷媒とエステルオイルを含む冷凍装置の圧縮機
に適用すると、従来のパラフィンワックスを用いたモー
ター絶縁層を含む圧縮機で発生し得る毛細管チューブの
詰まり現象を防止することができるので、冷凍装置の品
質安定に相当な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態として示したモーター
を用いた圧縮機の正面図である。
【図２】 本発明の一実施の形態として示したモーター
を用いた圧縮機の平面図である。
【図３】 従来のＲ−１２冷媒／鉱油系冷凍機油に使用
するモーター絶縁層のエナメルワイヤの構造である。
【図４】 本発明のＲ１３４ａ冷媒／エステルオイル系
冷凍機油に使用するモータ絶縁層のエナメルワイヤの構
造である。
【図５】 Ｒ１３４ａ冷媒／エステルオイル系冷凍機油
を含む圧縮機に、従来のパラフィンワックス巻取油を使
用した時の冷凍サイクル内毛細管チューブの状態を示す
写真である。
【図６】 Ｒ１３４ａ冷媒／エステルオイル系冷凍機油
を含む圧縮機に、本発明によるエステルワックス巻取油
を使用した時の冷凍サイクル内毛細管チューブの状態を
示す写真である。
【図７】 パラフィンワックス原液のガスクロマトグラ
ムである。
【図８】 本発明による圧縮機モーター絶縁層の巻取油
として使用されるエステルワックス原液のガスクロマト
グラムである。
【図９】 実施例１の実験で生じた堆積物をヘキサンで
洗浄した後、ガスクロマトグラフィにて分析した結果で
あって、パラフィンワックスのピークを示す図である。
【図１０】 冷蔵庫冷凍サイクルの系統図及び概略的な
模式図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機 ２、３、４、５ 凝縮機 ７ 膨張機 ８ 蒸発機 １０ 吸入管 １１、１０４ 吸入パイプ １２ 吐出パイプ ２０ モーター絶縁層 １０１ モーター １０２ カバー吸入マフラー １０３ 吸入スプリング １０５ 吐出管 １０６ アセンブリ吸入マフラー

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機部、凝縮機、膨張機、
    乾燥機及び蒸発機から構成され、冷媒と冷凍機油を含有
    する冷凍サイクルに使用される密閉往復動型圧縮機であ
    って、 冷凍機油を貯蔵する密閉容器内に回転子と固定子とより
    なるモーターと、前記回転子に嵌着される回転軸及びこ
    の回転軸を介して前記モーターに連結される前記圧縮機
    部を含み、 前記冷媒は、臨界温度が４０℃以上であり、塩素を含有
    しないフルオロカーボン系冷媒を主成分としてなり、 前記冷凍機油は、４０℃での動的粘度が２−３５ｃＳ
    ｔ、１００℃での動的粘度が１−６ｃＳｔであり、分子
    中にエステル結合を少なくとも２つ有する脂肪酸のエス
    テルオイルをベースオイルとして含有し、 前記モーターは、導体、絶縁材料及び巻取油を含む絶縁
    層及び巻線ワイヤを有し、 前記絶縁層の巻取油は、エステルワックスであることを
    特徴とする密閉往復動型圧縮機。
  2. 【請求項２】 前記絶縁層は、純度９９．９％以上の銅
    導体と、下層がポリエステルアミド、上層が自己潤滑ポ
    リアミド−イミドよりなる二重絶縁材料からなる構成さ
    れる絶縁材料と、前記上層の表面にコーティングされて
    いる巻取油とを含むことを特徴とする請求項１に記載の
    圧縮機。
  3. 【請求項３】 前記冷凍機油のエステルオイルは、炭素
    数が２−１０個の側鎖脂肪酸と、ネオペンチルグリコー
    ル又はペンタエリスリトールから選択される多価アルコ
    ールとのエステルであることを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の圧縮機。
  4. 【請求項４】 前記エステルオイルは、加水分解安定
    剤、酸化安定剤及び気泡剤から選択される１種又は２種
    以上の添加剤を含むことを特徴とする請求項３に記載の
    圧縮機。
  5. 【請求項５】 前記絶縁層の線径は、Φ０．２ｍｍ〜Φ
    １．５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記
    載の圧縮機。
  6. 【請求項６】 前記自己潤滑ポリアミド−イミドは、比
    重が１．０−１．１、２５℃での粘度が３００−３００
    ０ｃｐｓ及び引火点が２０〜４０℃であることを特徴と
    する請求項２に記載の圧縮機。
  7. 【請求項７】 前記エステルワックスは、２５℃での比
    重が０．７３−０．７５、引火点が１０−２０℃、及び
    キャリア溶媒としてナフサを使用するハイドロリチック
    ステアリックエチルエステル（Hrdrolytic stearic eth
    yl ester）であることを特徴とする請求項１に記載の圧
    縮機。
JP9314415A 1996-12-19 1997-10-30 往復動型冷媒圧縮機 Pending JPH10185338A (ja)

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