本申請(qǐng)是國(guó)家階段申請(qǐng)?zhí)?01410379967.5、申請(qǐng)日2014年8月4日、發(fā)明名稱為“制冷循環(huán)裝置及空氣調(diào)節(jié)裝置”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種在空氣調(diào)節(jié)裝置(空調(diào)等)、供熱水裝置等中使用的制冷循環(huán)(熱泵循環(huán))裝置。

背景技術(shù)：

一般來說，在空氣調(diào)節(jié)裝置、制冷裝置、供熱水裝置等利用了制冷循環(huán)的制冷循環(huán)裝置中，將壓縮機(jī)、冷凝器(換熱器)、膨脹閥及蒸發(fā)器(換熱器)用配管連接，從而構(gòu)成了使填充的制冷劑循環(huán)的制冷劑回路。而且，被壓縮機(jī)壓縮的制冷劑成為高溫高壓的氣體制冷劑，被送入至冷凝器。流入至冷凝器的制冷劑通過與換熱對(duì)象物(空氣等)的換熱放出熱量從而液化。液化后的制冷劑通過膨脹閥被減壓而成為氣液二相流狀態(tài)，并在蒸發(fā)器中通過換熱吸收熱量而氣(氣體)化，再次返回壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)。

在此，在循環(huán)于制冷劑回路的制冷劑中，根據(jù)用途、物理性能而存在數(shù)量眾多的種類，其中也存在包含會(huì)對(duì)全球變暖造成影響的化學(xué)物質(zhì)的制冷劑。而且，從防止全球變暖的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為利用全球變暖系數(shù)(gwp)盡可能小的制冷劑。需要說明的是，全球變暖系數(shù)是指，作為表示對(duì)于作為溫室效應(yīng)氣體的物質(zhì)導(dǎo)致全球變暖的程度與二氧化碳的該程度之比的數(shù)值，基于國(guó)際認(rèn)證的見解而確定的系數(shù)。

作為制冷劑，根據(jù)具有與一直以來被廣泛使用的hfc134a等同的熱物理性能、且低gwp、低毒性、低可燃性等的理由，將2，3，3，3－四氟丙烯(hfo1234yf(hydrofluoroolefine)(gwp＝4)、1，3，3，3－四氟丙烯(hfo1234ze)(gwp＝10)、或者二氟甲烷(hfc32)的單獨(dú)制冷劑、或這些的混合制冷劑設(shè)為候選制冷劑。而且，作為與2，3，3，3－四氟丙烯混合的制冷劑，主要是二氟甲烷(hfc32)。并且，根據(jù)為了低可燃性所容許的gwp的基準(zhǔn)，也可以考慮混合hfc134a、hfc125。

作為其他的制冷劑，可以列舉丙烷、丙烯等烴、以及氟乙烷(hfc161)、二氟乙烷(hfc152a)等低gwp的氫氟烴。在這些候選制冷劑中，如果考慮到可燃性、制冷制熱能力、基于非共沸混合制冷劑溫度梯度的設(shè)備效率降低、使用容易度、制冷劑成本、以及基于所述制冷劑物理性能的設(shè)備的變更(開發(fā))等，則二氟甲烷(hfc32)為最優(yōu)，急需開發(fā)使用本制冷劑的室內(nèi)空調(diào)、組合式空調(diào)。

在使用二氟甲烷(hfc32)作為制冷劑的情況下，需要一定程度以上地將包含與制冷劑、冷凍機(jī)油(壓縮機(jī)中使用的潤(rùn)滑油)發(fā)生反應(yīng)的氧氣的空氣從制冷劑回路中排除。這是由于，當(dāng)在制冷劑回路中氧氣較多時(shí)，制冷劑、冷凍機(jī)油將會(huì)劣化，導(dǎo)致制冷循環(huán)裝置的性能及可靠性降低。

例如，在制冷循環(huán)裝置中，即使使用了冷凍機(jī)油并且作為抗氧化劑使用了dbpc，但當(dāng)在制冷劑回路中較多地存在有空氣(氧氣)時(shí)，在dbpc與氧氣發(fā)生反應(yīng)而耗盡后，將開始冷凍機(jī)油的氧化(過氧化值上升)，從而作為冷凍機(jī)油的潤(rùn)滑油的性能降低。需要說明的是，在該情況下，由于dbpc與氧氣發(fā)生反應(yīng)而生成對(duì)稱二苯代乙烯醌這樣的顯色物質(zhì)，因此通過視覺確認(rèn)冷凍機(jī)油的色澤惡化而變化成褐色，從而能夠識(shí)別冷凍機(jī)油的氧化的進(jìn)展。

另外，二氟甲烷制冷劑與其他的制冷劑相比，在相同條件下的壓縮機(jī)所引起的壓縮時(shí)的溫度上升較大。而且，由于溫度越高則冷凍機(jī)油與氧氣的反應(yīng)越快，因此在使用二氟甲烷制冷劑的情況下，當(dāng)制冷劑回路中氧氣較多時(shí)，會(huì)較快地引起冷凍機(jī)油的劣化。

因此，例如在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，利用制冷劑回路中具備的空氣吸附機(jī)構(gòu)，能夠吸附去除制冷劑回路中的空氣。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開第2009/157325號(hào)

發(fā)明要解決的課題

然而，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，由于必須在制冷劑回路中特意設(shè)置空氣吸附機(jī)構(gòu)，因此與之相應(yīng)地花費(fèi)費(fèi)用、工時(shí)。另外，由于制冷劑中的空氣(氧氣)的量與制冷循環(huán)裝置的性能降低之間的定量的相關(guān)關(guān)系不明確，從制冷循環(huán)裝置的性能的觀點(diǎn)出發(fā)不清楚制冷劑中的可容許的空氣(氧氣)的量的臨界，因此無法有效地調(diào)節(jié)制冷劑中的空氣(氧氣)的量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明是鑒于這種情況而作出的，其課題在于當(dāng)在制冷循環(huán)裝置中，作為制冷劑而使用了二氟甲烷(hfc32)的情況下，能夠有效地調(diào)節(jié)該制冷劑中的空氣的量。

用于解決課題的方法

為了解決所述課題，本發(fā)明的特征在于，該制冷循環(huán)裝置具備將壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)器用配管連接并供制冷劑循環(huán)的制冷劑回路，所述壓縮機(jī)具備具有滑動(dòng)部的制冷劑壓縮部，并封入了作為所述制冷劑的二氟甲烷、即hfc32以及作為抗氧化劑而含有作為酚類的dbpc、即2，6－二叔丁基對(duì)甲酚的冷凍機(jī)油，所述冷凝器通過換熱而使所述制冷劑冷凝，所述膨脹機(jī)構(gòu)使冷凝后的所述制冷劑膨脹進(jìn)行減壓，所述蒸發(fā)器通過使減壓后的所述制冷劑與換熱對(duì)象物之間進(jìn)行換熱而使所述制冷劑蒸發(fā)，所述制冷劑中所含的空氣的量(壓力)為20kpa以下。

此外的結(jié)構(gòu)見后述。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)在制冷循環(huán)裝置中，作為制冷劑而使用了二氟甲烷(hfc32)的情況下，能夠有效地調(diào)節(jié)該制冷劑中的空氣的量。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的制冷循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖2是表示本實(shí)施方式所涉及的渦旋式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖3是表示本實(shí)施方式所涉及的制冷劑中的空氣量、抗氧化劑量、酸值各自之間的關(guān)系的圖。

圖4是表示本實(shí)施方式所涉及的室內(nèi)空調(diào)的結(jié)構(gòu)的概略圖。

附圖標(biāo)記說明

1壓縮機(jī)

2冷凝器

3膨脹機(jī)構(gòu)

4蒸發(fā)器

5四通閥

6固定渦旋部件

7端板

8旋渦狀卷板

9回旋渦旋部件

10卷板

11曲軸

12壓縮室

13噴出口

14框架

15壓力容器

16吸入管

17電動(dòng)馬達(dá)

18滑動(dòng)軸承

19油孔

20蓄油部

21噴出管

1000制冷循環(huán)裝置

1000a室內(nèi)空調(diào)

1000a室內(nèi)機(jī)

1000b室外機(jī)

具體實(shí)施方式

以下，參照適當(dāng)附圖詳細(xì)地說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱為“實(shí)施方式”)。需要說明的是，在各圖中，對(duì)相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào)，并適當(dāng)省略重復(fù)說明。

(制冷循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu))

首先，參照?qǐng)D1來說明本實(shí)施方式的制冷循環(huán)裝置1000的結(jié)構(gòu)。在制冷循環(huán)裝置1000中，將壓縮機(jī)1、冷凝器2(換熱器)、膨脹機(jī)構(gòu)3、蒸發(fā)器4(換熱器)用配管連接而構(gòu)成使制冷劑100循環(huán)的制冷劑回路。作為制冷劑100使用二氟甲烷(hfc32)。

壓縮機(jī)1具備具有滑動(dòng)部的制冷劑壓縮部，并封入了作為制冷劑100的二氟甲烷(hfc32)和冷凍機(jī)油。冷凍機(jī)油是多元醇酯機(jī)油。由于多元醇酯機(jī)油在與水分共存的情況下存在產(chǎn)生因水解引起的劣化(生成氧氣)、或在制冷循環(huán)內(nèi)殘留有空氣的可能性，因此期望抗氧化劑的配合。作為抗氧化劑而使用作為酚類的dbpc(2，6－二叔丁基對(duì)甲酚)。關(guān)于壓縮機(jī)1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)使用圖2后述說明。

冷凝器2通過在與換熱對(duì)象物(空氣)之間進(jìn)行換熱而使制冷劑100冷凝。

膨脹機(jī)構(gòu)3使通過冷凝器2冷凝后的制冷劑100膨脹進(jìn)行減壓。

蒸發(fā)器4通過在減壓后的制冷劑100與換熱對(duì)象物(空氣)之間進(jìn)行換熱，從而使該制冷劑100蒸發(fā)。

(渦旋式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu))

接下來，參照?qǐng)D2來說明渦旋式壓縮機(jī)1的結(jié)構(gòu)。壓縮機(jī)1包括：具有垂直地設(shè)置于端板7的旋渦狀卷板8的固定渦旋部件6、具有與該固定渦旋部件6實(shí)質(zhì)上相同形狀的卷板10的回旋渦旋部件9、對(duì)回旋渦旋部件9進(jìn)行支承的框架14、使回旋渦旋部件9回旋運(yùn)動(dòng)的曲軸11、電動(dòng)馬達(dá)17、內(nèi)置上述部件的壓力容器15。旋渦狀卷板8和卷板10彼此對(duì)置并嚙合，從而形成壓縮機(jī)構(gòu)部。

制冷劑從吸入管16被吸入。當(dāng)回旋渦旋部件9通過曲軸11而進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，在固定渦旋部件6和回旋渦旋部件9之間形成的壓縮室12中的、位于最外側(cè)的壓縮室12隨著回旋運(yùn)動(dòng)而容積逐漸縮小，并朝向固定渦旋部件6及回旋渦旋部件9的中心部逐漸移動(dòng)。當(dāng)壓縮室12到達(dá)固定渦旋部件6及回旋渦旋部件9的中心部附近時(shí)，壓縮室12與噴出口13連通，壓縮室12的內(nèi)部的壓縮氣體從噴出管21向壓縮機(jī)1的外部噴出。

在壓縮機(jī)1中，曲軸11以恒定速度、或與通過未圖示的逆變器控制的交流頻率相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行壓縮動(dòng)作。另外，在電動(dòng)馬達(dá)17的下方設(shè)置有蓄油部20，蓄油部20的機(jī)油(冷凍機(jī)油)借助壓力差穿過設(shè)置于曲軸11的油孔19，用于進(jìn)行回旋渦旋部件9與曲軸11的滑動(dòng)部、滑動(dòng)軸承18等的潤(rùn)滑。

需要說明的是，在壓縮機(jī)1中，包括滑動(dòng)部的、與制冷劑100的壓縮有關(guān)的部分相當(dāng)于權(quán)利要求中的“具有滑動(dòng)部的制冷劑壓縮部”。

(制冷劑中的空氣量、抗氧化劑量、酸值各自之間的關(guān)系)

接下來，參照?qǐng)D3來說明制冷劑100中的空氣量(空氣的壓力)、抗氧化劑量、酸值(中和1g油脂中存在的游離脂肪酸所需的氫氧化鉀的mg數(shù))各自之間的關(guān)系。需要說明的是，圖3是表示基于如下實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的圖，所述實(shí)驗(yàn)為，關(guān)于在制冷循環(huán)裝置1000中，作為制冷劑100使用二氟甲烷(hfc32)，作為冷凍機(jī)油使用多元醇酯機(jī)油，另外，作為該多元醇酯機(jī)油的抗氧化劑使用作為酚類的dbpc(2，6－二叔丁基對(duì)甲酚)的情況，對(duì)于6種空氣量分別以規(guī)定時(shí)間(制冷劑中的氧氣完成各個(gè)反應(yīng)所需的充足的時(shí)間)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

需要說明的是，由于當(dāng)混入到冷凍機(jī)油中的抗氧化劑過多時(shí)會(huì)使制冷機(jī)的作為潤(rùn)滑油的性能降低，因此投入的量(比例)實(shí)質(zhì)上存在上限，以接近該上限的量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

另外，在制冷劑100內(nèi)存在的空氣量利用通常的氣體色譜法來測(cè)量。

另外，酸值在經(jīng)過所述規(guī)定時(shí)間后通過jisk2501所規(guī)定的方法來測(cè)量。

如圖3所示，可知在經(jīng)過所述規(guī)定時(shí)間后測(cè)量出的抗氧化劑量(l1)具有隨著制冷劑100中的空氣量增加而減少的趨勢(shì)，特別是，在制冷劑100中的空氣量為20kpa(約150torr)附近急劇減少。

另外，可知酸值在制冷劑100中的空氣量為0～約18kpa之間大致恒定，但從制冷劑100中的空氣量為20kpa附近起，隨著空氣量的增加而急劇增加。

抗氧化劑量的減少(與此相伴的過氧化值上升)、酸值的增加意味著冷凍機(jī)油的劣化。因此，可知將制冷劑100中的空氣量抑制在20kpa以下，在防止冷凍機(jī)油的劣化方面是有效的。因此，例如，與將吸附、分離空氣的機(jī)構(gòu)設(shè)置在循環(huán)中以盡可能地減少制冷劑100中的空氣量這種思想的專利文獻(xiàn)1的技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明，將制冷劑100中的空氣量設(shè)定為20kpa以下的例如15kpa等，能夠有效地調(diào)節(jié)制冷劑100中的空氣量。

即，根據(jù)本發(fā)明，能夠避免例如不必要的抽真空所需的多余的費(fèi)用、工時(shí)等。在抽真空中，根據(jù)使用裝置、所要時(shí)間，能夠?qū)⒖諝饬拷档椭链蠹s0.1kpa(0.75torr)，花費(fèi)與之相應(yīng)的費(fèi)用、工時(shí)。根據(jù)本發(fā)明，由于已知不需要抽真空至極限，因此將空氣量抽真空至20kpa以下的例如15kpa等，從而能夠有效地調(diào)節(jié)制冷劑100中的空氣量。

(對(duì)室內(nèi)空調(diào)的應(yīng)用)

本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置例如能夠應(yīng)用于進(jìn)行對(duì)象空間的制冷制熱的室內(nèi)空調(diào)。參照?qǐng)D4來說明應(yīng)用了本發(fā)明的室內(nèi)空調(diào)1000a的結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，室內(nèi)空調(diào)1000a構(gòu)成為具備室內(nèi)機(jī)1000a和室外機(jī)1000b。在室內(nèi)機(jī)1000a中內(nèi)置有蒸發(fā)器4(換熱器)。另外，在室外機(jī)1000b中內(nèi)置有壓縮機(jī)1、四通閥5、冷凝器2(換熱器)及膨脹機(jī)構(gòu)3。壓縮機(jī)1如上所述具備具有滑動(dòng)部的制冷劑壓縮部。

在對(duì)室內(nèi)(對(duì)象空間)進(jìn)行制冷的情況下，被壓縮機(jī)1絕熱性地壓縮的高溫高壓的制冷劑100通過噴出管21(參照?qǐng)D2)及四通閥5在冷凝器2中被冷卻，成為高壓的液態(tài)制冷劑。該液態(tài)制冷劑通過膨脹機(jī)構(gòu)3(例如毛細(xì)管、溫度式膨脹閥等)膨脹，成為略微含有氣體的低溫低壓液體而到達(dá)蒸發(fā)器4，從室內(nèi)的空氣獲得熱量以低溫氣體的狀態(tài)再次通過四通閥5而到達(dá)壓縮機(jī)1。

在對(duì)室內(nèi)(對(duì)象空間)進(jìn)行制熱的情況下，通過四通閥5將制冷劑100的流向改變?yōu)橄喾捶较?，從而起到相反作用。作為壓縮機(jī)1使用了渦旋式壓縮機(jī)。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的制冷循環(huán)裝置1000，通過將制冷劑100中的空氣量(空氣的壓力)設(shè)為20kpa以下，能夠有效地防止冷凍機(jī)油的劣化，從而能夠長(zhǎng)時(shí)間維持制冷循環(huán)裝置1000的性能，能夠確保可靠性。需要說明的是，由于在本實(shí)施方式中作為制冷劑100而使用的二氟甲烷(hfc32)如上述那樣與其他制冷劑相比，在相同條件下的壓縮機(jī)所引起的壓縮時(shí)的溫度上升較大，因此在防止具有溫度越高越容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)這種特性的冷凍機(jī)油的劣化的觀點(diǎn)上，本發(fā)明非常有效。

另外，由于作為冷凍機(jī)油使用了多元醇酯機(jī)油，期望抗氧化劑的配合，作為抗氧化劑使用了dbpc(2，6－二叔丁基對(duì)甲酚)，通過本實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)可知，在該情況下，能夠有效地防止冷凍機(jī)油的劣化。

綜上所述結(jié)束了本實(shí)施方式的說明，但本發(fā)明的方式并不限定于此。

例如，本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置還能夠適用于工業(yè)用裝置及家庭用裝置中的任一種裝置。

另外，冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)中進(jìn)行換熱的對(duì)象、即換熱對(duì)象物可以不是空氣，而是例如空氣以外的氣體、水等液體、土地等固體等其他物質(zhì)。

除此以外，對(duì)于具體結(jié)構(gòu)，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。