WO2001061255A1

WO2001061255A1 - Freezer

Info

Publication number: WO2001061255A1
Application number: PCT/JP2001/000512
Authority: WO
Inventors: Hideki Matsuura
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2001-08-23
Also published as: JP4836305B2; CN1366599A; KR100475990B1; JP2001227827A; KR20010112431A; ES2543324T3; AU756502B2; EP1174665B1; US6666036B2; AU2882401A; EP1174665A4; EP1174665A1; CN1167918C; US20020134092A1

Description

明

技術分野

この発明は、 HFC (ハイドロフルォロカーボ: 系冷媒を使用する冷凍装置に関する。糸

背景技術

最近、 HCFC (ハイド口クロ口フルォロカ童 nーボン）系冷媒に替えて HFC系冷媒を用レ、た冷凍装置の開発が盛んになってきている。このような HFC系冷媒として、 R407C (HFC 32と HFC 125と HFC 1 34 aとの混合冷媒）や R410A (HFC 32と HFC 1 25との混合冷媒）等がある。しかし、上記 R 407 Cおよび R 41 OA冷媒は、オゾン破壊作用が無い反面、地球温暖化効果が高く、さらに、成績係数が低いので冷凍装置の冷却効率が悪いという欠点がある。

そこで、最近、 R 32 (ジフルォロメタン）単体、若しくは、 R 32を主成分とする HFC系冷媒を用いる冷凍装置が提案されている。 R 32は上記 R 407 Cおよび R41 OA冷媒よりも地球温暖化効果が低く、かつ、成績係数が高いので冷凍装置の冷却効率が向上する。

し力しながら、上記 R 32冷媒を用いる冷凍装置は、圧縮過程において、圧縮機から吐出される際の温度が上記 R 407 C冷媒を用いた場合よりも約 20°C高くなるので、上記圧縮機の温度が高くなる。一方、圧縮機内蔵のモータが備える絶縁フィルムは、加工が容易であるため、ポリエチレンテレフタレート（以下、 PETとレ、う）やポリエチレンナフタレート（以下、 PENとレ、う）力らなる。しかし、この PET, PENは加水分解 14を有する。そのため、上記圧縮機がモータを内蔵するタイプの場合、上記絶縁フィルムが、 R32を使用する圧縮機の高い温度によって、冷凍回路内の水分による加水分解が促進されて急速に劣化する。その結果、モータの絶縁が破壊されて圧縮機が故障するという問題がある。本発明者は、 R 3 2を主成分とする冷媒とモータを内蔵する圧縮機を使用すると、このような問題があることを発見した。

上記絶縁フィルムに加水分解を起こさず耐熱温度の高い P P S (ポリフユニレンサルファイド）や P E E K (ポリエーテルエーテルケトン）を用いると、この問題がないが、コストアップや硬さによる生産性の悪化といった課題が生じる。発明の開示

そこで、この発明の目的は、 R 3 2を主成分とする冷媒を使用しても、圧縮機のモータの絶縁フィルムが安価かつ加工性が良く、し力も、加水分解を起こさなくて、そのため、性能を安定して維持できる冷凍装置を提供することにある。上記目的を達成するため、この発明の冷凍装置は、少なくとも圧縮機，凝縮器, 膨張機構，および蒸発器を有する冷凍装置において、

R 3 2を主成分とする冷媒と、吸水性を有する冷凍機油とを備え、

上記圧縮機はモータを内蔵していて、そのモータの絶縁フィルムはエステル結合を有する重合樹脂からなることを特徴としている。

上記冷凍装置によれば、冷凍機油は吸水^ feを有していて、冷凍回路を循環する間に冷凍回路内の水分を吸収する。そのため、上記モータの絶縁フィルムに吸水される水分量が減り、 R 3 2を主成分とする冷媒が圧縮過程で高温になって圧縮機が高温になっても、絶縁フィルムは加水分解し難い。すなわち、上記絶縁フィルムは劣化し難いので、冷凍装置は性能を安定して維持できる。

この発明の一実施の形態の冷凍装置は、上記冷凍装置において、上記冷凍機油は、エーテル系油であることを特徴としている。

上記冷凍装置によれば、エーテル系油は水に対して安定であり、加水分解を起こすことがないので、冷凍回路内の水分を吸収する機能を安定して保持する。したがって、上記絶縁フィルムの劣化を長期に亘つて防止して、冷凍装置の性能を安定させる。また、本来の潤滑機能も安定して保持するので、冷凍装置の性能が安定する。

この発明の一実施の形態の冷凍装置は、上記冷凍装置において、上記モータの絶縁フィルムは、 P E Tまたは P E Nからなることを特徴としている。上記冷凍装置によれば、冷凍回路内の水分が冷凍機油に吸収されているので、 P E Tまたは P E Nからなるモータの絶縁フィルムは、加水分解性であるにもかかわらず、高温の圧縮機においても加水分解し難い。すなわち、上記絶縁フィルムは劣化し難いので圧縮機の故障が回避されて、冷凍装置の性能が安定する。この発明の一実施の形態の冷凍装置は、上記冷凍装置において、上記冷媒は、

R 3 2を 7◦ w t %以上含むことを特徴としている。

上記冷凍装置によれば、 R 3 2を 7 0 w t %以上含んだ冷媒が圧縮機において高温になるにもかかわらず、冷凍回路内の水分は冷凍機油に吸収されているので、上記圧縮機のモータの絶縁フィルムは加水分解し難い。すなわち、上記絶縁フィルムは劣化し難いので圧縮機の故障が回避されて、冷凍装置の性能が安定する。この発明の一実施の形態の冷凍装置は、上記冷凍装置において、上記冷媒は、実質的に R 3 2単体からなることを特徴としている。

上記冷凍装置によれば、実質的に R 3 2単体からなる冷媒が圧縮機において高温になるにもかかわらず、冷凍回路内の水分が冷凍機油に吸収されているので、上記圧縮機のモータの絶縁フィルムは加水分解し難い。したがって、上記絶縁フイルムは劣化し難いので圧縮機の故障が回避されて、冷凍装置の性能が安定する。この発明の一実施の形態の冷凍装置は、上記冷凍装置において、上記冷凍機油は、 3 0 °C, 相対湿度 8 0 %における飽和水分量が 5 0 0 0 p p m以上を呈することを特徴としている。

上記冷凍装置によれば、冷凍機油の 3 0 °C，相対湿度 8 0 %における飽和水分量が 5 0 0 0 p p m以上の場合、 1つの実験例によると、上記圧縮機に内蔵するモータの絶縁フィルムとしての P E Tまたは P E Nの引張強度保持率は 5 0 %以上となる。すなわち、この冷凍機油は、上記絶縁フィルムの強度を保持して劣化を回避するので、圧縮機の故障が回避されて、冷凍装置の性能が安定する。

この発明の一実施の形態の冷凍装置は、上記冷凍装置において、上記冷凍機油は、ポリビニールエーテル油であることを特徴としている。

上記冷凍装置によれば、ポリビニルエーテル油は吸水性があるので、冷凍回路内の水分を吸収して、圧縮機が内蔵するモータの絶縁フィルムの加水分解を回避する。すなわち、絶縁フィルムの劣化を防止して圧縮機の故障を回避する。また、ポリビュルェ一テル油は水分に対して安定なので、吸水機能および潤滑機能を安定して保持する。また、ポリビュルエーテル油は冷媒としての R 3 2との相溶性が良いので、 2層分離などの不都合を起こすことなく良好に潤滑機能を果たす。さらに、ポリビュルェ一テル油は電気絶縁性が良いので、モータを内蔵した圧縮機に好適である。したがって、ポリビニルエーテル油を冷凍機油に用いることによって、冷凍装置の性能が長期に亘つて安定する。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態の冷凍装置における冷凍回路図である。

図 2は、図 1に示す冷凍装置に用いられる冷凍機油としてのポリビュルェ一テル油の吸水性と、圧縮機に内蔵するモータの絶縁フィルムとしての P E Tおよび P E Nの強度保持率との関係を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図 1は、本実施の形態の冷凍装置の 1例としての空気調和機の冷凍回路図である。この冷凍回路は、圧縮機 1と、室外熱交換器 2と、 J!彭張機構 3と、室内熱交換器 4と、 4路切換弁 5とを備える。上記圧縮機 1は圧縮部 7と、圧縮部 7を駆動するモータ 8とを内蔵しており、上記モータ 8は冷媒および冷凍機油の雰囲気中で作動する。モータ 8の図示しないコイルの相間や積層鋼飯の間には、その絶縁を保持するために絶縁フィルムが配置されている。この絶縁フィルムは、加水分解性を有するが加工が容易な P E Tまたは P E Nからなる。

図 1において、圧縮機 1から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器 2で凝縮し、膨張機構 3で膨張し、室内熱交換器 4で蒸発し、 4路切換弁 5を介して圧縮機 1に戻る。その場合における蒸発熱を室内空気から奪って室内を冷却する。また、 4路切換弁 5を切り換えることによって、室内熱交換器 4を凝縮器として使用して凝縮熱で室内空気を加熱する。なお、図 1に示す構成から 4路切換弁 5を削除して、冷房あるいは暖房のいずれか一方のみの機能を有するように構成本実施の形態においては、冷媒として R 32単体を使用し、冷凍機油としてポリビニルエーテル油を使用する。このポリビニルエーテル油は吸水性であるので、圧縮機や冷凍装置の製造工程や施工の際に冷凍回路内に混入した水分を吸収する。一方、 R 32単体は、上記圧縮機 1から吐出される際の温度が従来の R 407 C 冷媒よりも約 20°C高く、そのため圧縮機 1の温度が高温になる。しカゝし、冷凍機油が冷凍回路内に混入した水分を吸水するため、絶縁フィルムが保持する水分量は少なくなつているので、上記圧縮機 1のモータ 8に備える PETまたは PE Nからなる絶縁フィルムは、加水分解性の樹脂であるにもかかわらず、高温の圧縮機 1内においても加水分解し難い。したがって、上記絶縁フィルムは劣化せず、モータ 8の絶縁が保たれるので圧縮機 1の故障が回避され、その結果、空気調和機の性能を安定して維持できる。

上記ポリビニルエーテル油の吸水性は、上記 P E Tおよび P E Nの強度保持率と相関を有している。図 2は、ポリビニールエーテル油の 30°C，相対湿度 8 0 %における飽和水分量と、 PETおよび PENの引張強度保持率との関係を示す。上記 PETおよび PENの引張強度保持率は、 140°Cの R 32単体とポリビュルエーテル油との混合液中に 500時間浸した後の引張強度保持率である。図 2から分かるように、冷凍回路内に混入している水分量が冷凍機油に対する重量比 1000 p pmの一定量であるとき、ポリビュルエーテル油の飽和水分量が上昇すると、つまり、冷凍機油による冷凍回路内の水分の吸収量が多くなると、絶縁フィルムとしての PETおよび P ENの引張強度保持率も向上する。

一般に、モータ絶縁フィルムとして使用される PETおよび PENは、実機圧縮機の実用試験などから、引張強度保持率で 50%前後が要求される。図 2によると、 PETおよび PENの両方の引張強度保持率が 50%を超える際のポリビニールエーテル油の飽和水分量は、 30°C, 相対湿度 80%において 5000 p pmである。そして、上述のとおり、ポリビュルエーテル油の吸水性は、上記 P

ETおよび PENの強度保持率と相関を有しているので、 30°C, 相対湿度 8 0%における飽和水分量が 5000 p pm以上であるポリビュルエーテル油を使用することによって、上記 PETおよび PENの強度を確保して絶縁フィルムの劣化を防止することができるのである。さらに、上記ポリビュルエーテル油は水分に対して安定であるので、水分の吸収能力と潤滑能力を長期に亘つて発揮できる。また、ポリビュルエーテル油は上記 R 3 2単体との相溶性が良いので、 2層分離などの不都合なく良好に潤滑機能を果たす。さらに、ポリビュルエーテル油は電気絶縁性が良いので、モータ内蔵型の圧縮機に好適である。したがって、ポリビュルエーテル油は、上記実施の形態の冷凍装置の性能を長期に亘つて維持することができる。

上記実施の形態においては空気調和機の場合を例に説明しているが、冷凍冷蔵機器等であってもよい。

また、上記実施の形態においては、冷媒は、 R 3 2単体を用いたが、例えば R 3 2を 7 O w t %以上含むものであれば、全く同じ作用効果を奏し、 R 3 2を主成分とする冷媒であれば略同様の作用効果が得られる。

また、上記実施の形態においては、冷凍機油は、 3 0 °C，相対湿度 8 0 %における飽和水分量が 5 0 0 0 p p m以上であるポリビュルエーテル油を用いたが、冷凍機油は吸水性を有していれば他のものでもよい。

また、上記実施の形態においては、圧縮機が備えるモータの絶縁フィルムは、 P E Tまたは P E Nからなるが、エステル結合を有する他の重合樹脂でもよい。また、この発明による冷凍装置は、上記凝縮器と蒸発器とが分離されて冷媒管で連結されたセパレートタイプであっても、上記凝縮器あるいは蒸発器を複数有するマルチタイプであっても適用可能である。

Claims

請求の範囲

1. 少なくとも圧縮機 (1) ，凝縮器 (2) ，膨張機構 (3) ，および蒸発器 (4) を有する冷凍装置において、

R 32を主成分とする冷媒と、

吸水性を有する冷凍機油とを備え、

上記圧縮機 (1) はモータ（8) を内蔵していて、そのモータ（8) の絶縁フイルムはエステル結合を有する重合樹脂からなることを特徴とする冷凍装置。

2. 請求項 1による冷凍装置において、

上記冷凍機油は、エーテル系油であることを特徴とする冷凍装置。

3. 請求項 1による冷凍装置において、

上記モータ（8) の絶縁フィルムは、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートからなることを特徴とする冷凍装置。

4. 請求項 1による冷凍装置において、

上記冷媒は、 R 32を 70 w t %以上含むことを特徴とする冷凍装置。

5. 請求項 1による冷凍装置において、

上記冷媒は、実質的に R 32単体からなることを特徴とする冷凍装置。

6. 請求項 1による冷凍装置において、

上記冷凍機油は、 30°C，相対湿度 80 %における飽和水分量が 5000 p p m以上を呈することを特徴とする冷凍装置。

7. 請求項 1による冷凍装置において、

上記冷凍機油は、ポリビニールエーテル油であることを特徴とする冷凍装置。