專利名稱：冷媒壓縮機(jī)及使用該冷媒壓縮機(jī)的冷凍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷媒壓縮機(jī)及使用該冷媒壓縮機(jī)的冷凍裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的冷凍空調(diào)機(jī)中，有將三種成分的混合冷媒(R32/R125/R134a)及由剛性烷基苯(Hard Alkylbenzene)(支鏈型)構(gòu)成的冷凍機(jī)油進(jìn)行組合的冷媒壓縮機(jī)及冷凍裝置。
這種例子已經(jīng)在特開平7-208819號公報(bào)中公開。
此外，冷凍空調(diào)機(jī)內(nèi)，通常也廣泛使用R134a單一冷媒。參照圖3對上述現(xiàn)有的冷凍裝置進(jìn)行說明。
如圖3所示，冷媒壓縮機(jī)1、冷凝器2、膨脹裝置3、蒸發(fā)器4通過管線依次連接，從而構(gòu)成冷凍裝置。
由R32/R125/R134a構(gòu)成的混合冷媒5被密封入這種冷凍裝置內(nèi)。
冷媒壓縮機(jī)1的密閉容器6內(nèi)容納著冷媒壓縮裝置7、驅(qū)動(dòng)該冷媒壓縮裝置的電動(dòng)機(jī)8、混合冷媒5以及由具有與混合溶媒5非相溶性的剛性烷基苯(支鏈型)構(gòu)成的冷凍機(jī)油9。冷媒壓縮裝置7具有壓縮室，還具有排出閥，其排出在壓縮室內(nèi)被壓縮的混合冷媒5的同時(shí)，防止發(fā)生逆流。
下面對上述構(gòu)造的冷媒壓縮機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行說明。
通過電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)冷媒壓縮裝置7，在壓縮室內(nèi)被壓縮的混合冷媒5從排出閥排出至密閉容器6內(nèi)，并依次通過冷凝器2、膨脹裝置3、蒸發(fā)器4，進(jìn)行眾所周知的冷凍循環(huán)。
在此過程中，儲(chǔ)存在密閉容器6底部的冷凍機(jī)油9在其結(jié)構(gòu)上暴露于冷媒壓縮裝置7壓縮的混合冷媒5中。而作為冷凍機(jī)油9，由于使用由相對于混合冷媒5具有非溶解性的剛性烷基苯(支鏈型)構(gòu)成的冷凍機(jī)油9，因此，大量的混合冷媒5不會(huì)溶解于冷凍機(jī)油9中。這樣，混合冷媒5在冷凍裝置內(nèi)循環(huán)時(shí)，就可以防止冷凍機(jī)油9從冷凍裝置中的冷媒壓縮機(jī)1流出。于是，冷媒壓縮機(jī)1內(nèi)的冷凍機(jī)油9不足所產(chǎn)生的磨耗就會(huì)消失，從而獲得高信賴性的冷凍裝置。
但是，由于定壓比熱Cp與定容比熱Cv之比Cp/Cv大，因此與R134a相比，R32具有排出氣體溫度高的特性。這樣，包含這種冷媒成分的混合冷媒5的排出氣體溫度也變高。此外，這種冷媒壓縮機(jī)1是高壓式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。
在高壓式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，由于密閉容器6位于高壓一側(cè)，因此，冷媒壓縮機(jī)1本身的溫度高，排出氣體溫度更高。
如果冷凍機(jī)油9暴露于高溫之下，會(huì)產(chǎn)生由于熱劣化導(dǎo)致的聚合物。于是，有機(jī)材料提取物不會(huì)完全溶解于冷凍機(jī)油9內(nèi)，而是在排出閥部分析出。由于排出閥部分暴露于高溫之下，只有冷凍機(jī)油9蒸發(fā)，于是，殘留的有機(jī)材料提取物很容易在排出閥部分產(chǎn)生污垢。
通常，通過冷凍機(jī)油9沖洗去污垢，以防止污垢在排出閥部分堆積。但是，這里所使用的冷凍機(jī)油9是由剛性烷基苯(支鏈型)構(gòu)成，它具有低沸點(diǎn)成分多易蒸發(fā)的性質(zhì)。結(jié)果，可把有機(jī)材料提取物運(yùn)至排出閥部分，剛性烷基苯在其上面蒸發(fā)，這樣就可能助長污垢的產(chǎn)生。
如果這種污垢堆積在它所產(chǎn)生的地方，并通過熱影響而焦化，就會(huì)導(dǎo)致排出閥開關(guān)不暢或冷媒氣體流路堵塞。
這樣，適量的冷媒不會(huì)在冷凍裝置內(nèi)循環(huán)，于是就產(chǎn)生了冷凍機(jī)不制冷或制冷緩慢等現(xiàn)象。
而如果排出氣體溫度變高，則冷媒壓縮機(jī)本身的溫度升高，滑動(dòng)部中冷凍機(jī)油9的粘度降低。其結(jié)果是滑動(dòng)條件惡化，很容易加速壓縮構(gòu)件的滑動(dòng)部的磨耗。
如果磨耗一直進(jìn)行，那么由于磨耗粉末進(jìn)入滑動(dòng)部，阻礙向滑動(dòng)部供給冷凍機(jī)油9，因此，滑動(dòng)部被固定附著在金屬接觸的末端，從而導(dǎo)致冷媒壓縮機(jī)本身的功能停止，產(chǎn)生不制冷的現(xiàn)象。還有，這里所使用的冷凍機(jī)油9是剛性烷基苯(支鏈型)，由于它的粘度指數(shù)低，因此高溫條件下粘度容易下降。結(jié)果，具有特別在高溫條件下，容易產(chǎn)生滑動(dòng)部的磨耗的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有的課題，提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)及冷凍裝置。
本發(fā)明提供一種冷媒壓縮機(jī)，這種冷媒壓縮機(jī)由以下構(gòu)件構(gòu)成，即由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的電動(dòng)馬達(dá)、被前述電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮裝置、容納前述電動(dòng)馬達(dá)和前述壓縮裝置并儲(chǔ)存冷凍機(jī)油的密閉容器。前述壓縮裝置具有排出在壓縮室內(nèi)被壓縮的冷媒的排出閥，前述冷凍機(jī)油是直鏈烷基苯。
本發(fā)明還提供一種使用上述冷媒壓縮機(jī)的冷凍裝置。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中的冷媒壓縮機(jī)的截面圖。
圖2是使用本發(fā)明實(shí)施方式中的冷媒壓縮機(jī)的冷凍裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是現(xiàn)有冷媒壓縮機(jī)截面與冷凍裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明并非局限于該實(shí)施方式。
(實(shí)施方式)圖1、圖2中，冷媒壓縮機(jī)20在密閉容器21內(nèi)儲(chǔ)存由直鏈烷基苯構(gòu)成的冷凍機(jī)油22。
在密閉容器21內(nèi)還容納著將電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)能的、由轉(zhuǎn)子23與定子24構(gòu)成的電動(dòng)馬達(dá)25、以及被電動(dòng)馬達(dá)25驅(qū)動(dòng)，對混合冷媒進(jìn)行壓縮的壓縮裝置26。
壓縮裝置26具有排出閥29，它排出在壓縮室27內(nèi)壓縮的氣體的同時(shí)，防止發(fā)生逆流。
本實(shí)施方式的冷凍裝置，是通過管線依次連接冷媒壓縮機(jī)20、冷凝器31、干燥器32、膨脹裝置33、蒸發(fā)器34而構(gòu)成?；旌侠涿?8是RA407C，它由R32/R125/R134a構(gòu)成，并被封入本實(shí)施方式的冷凍裝置內(nèi)。
下面對上述構(gòu)造的冷媒壓縮機(jī)20的運(yùn)作、作用進(jìn)行說明。
通過電動(dòng)馬達(dá)25驅(qū)動(dòng)壓縮裝置26，在壓縮室27內(nèi)被壓縮的混合冷媒28從排出閥29排出至密閉容器21內(nèi)。之后依次流經(jīng)冷凝器31、干燥器32、膨脹裝置33、蒸發(fā)器34，從而進(jìn)行眾所周知的冷凍循環(huán)運(yùn)行。
在此過程中，從結(jié)構(gòu)上看儲(chǔ)存在密閉容器21底部的冷凍機(jī)油22暴露于混合冷媒28內(nèi)。混合冷媒28在冷凝器31內(nèi)放熱液化，在干燥器32內(nèi)出去水分，在膨脹裝置33內(nèi)急劇減壓，在蒸發(fā)器34內(nèi)混合冷媒28蒸發(fā)吸熱。通過壓縮裝置26壓縮混合冷媒28時(shí)，由于是絕熱壓縮，因此，壓縮室27的排出閥29的溫度升高。該溫度的升高根據(jù)冷媒的混合比率而有所不同。表1表示各個(gè)冷媒混合比率下的排出氣體溫度。
各個(gè)冷媒的定壓比熱Cp與定容比熱Cv的比Cp/Cv越大，該排出氣體溫度越高。
表1

如上所示，隨著R32比率的增大，排出氣體溫度增高。排出氣體溫度變高，則容易在排出閥29部分產(chǎn)生污垢。此處所說的污垢是指，一旦排出氣體溫度增高，則冷凍機(jī)油22在閥部分很容易蒸發(fā)，因此，溶解于冷凍機(jī)油22內(nèi)并被運(yùn)來的有機(jī)材料提取物、冷凍機(jī)油22的劣化成分在高溫的排出閥29部分蒸發(fā)完之后所產(chǎn)生的粘著物。
此外，如果這種污垢在產(chǎn)生場所堆積，并因熱而聚合從而產(chǎn)生固化物(焦化)，則會(huì)引起排出閥29的開關(guān)不良以及冷媒氣體的流路堵塞。這樣，就會(huì)導(dǎo)致冷凍裝置出現(xiàn)不制冷、制冷緩慢。
但是，在本發(fā)明中，如果是相同粘度，由于使用高沸點(diǎn)成分多且不易蒸發(fā)的直鏈烷基苯，因此，可以抑制在排出閥29部分發(fā)生蒸發(fā)。同時(shí)，由于洗凈度高，可以洗掉排出閥29部分的污垢，因此，可以減少污垢的堆積。
本發(fā)明中所使用的直鏈烷基苯，在40℃時(shí)的粘度如果相等，則與現(xiàn)有的剛性烷基苯(支鏈型)相比，包含更多的高沸點(diǎn)成分。
其原因可以從以下幾個(gè)方面考慮。
所謂烷基苯是由芳環(huán)與烷基所構(gòu)成，在剛性烷基苯(支鏈型)中烷基成為支鏈。
另一方面，本發(fā)明中所使用的直鏈烷基苯的烷基是直鏈。通常情況下，與烷基相比芳環(huán)具有極性。此時(shí)，烷基越長極性越低，換言之，直鏈比支鏈極性低。
如果是相同的粘度，那么極性低的一方包含較多的高沸點(diǎn)成分，因此，直鏈烷基苯洗掉排出部污垢的效果明顯，可以減少污垢的沉積。
下面，在由冷媒壓縮機(jī)20、冷凝器31、干燥器32、膨脹裝置33、蒸發(fā)器34所構(gòu)成的冷凍裝置內(nèi)，進(jìn)行以下的冷凍機(jī)油22的比較試驗(yàn)。
對使用本實(shí)施方式中的直鏈烷基苯的情況，與使用現(xiàn)有技術(shù)的例子中剛性烷基苯(支鏈型)作為冷凍機(jī)油22的情況進(jìn)行比較。混合冷媒28是通用的。
此外，冷媒壓縮機(jī)20為高壓式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，在上述條件下進(jìn)行使用壽命試驗(yàn)。
現(xiàn)有的剛性烷基苯(支鏈型)在蒸發(fā)器34中的粘度是1200cst，本發(fā)明使用粘度為750cst的直鏈烷基苯。
此外，冷媒壓縮機(jī)20的電動(dòng)馬達(dá)25的絕緣膜使用PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，電線使用PEW-N線。
根據(jù)上述使用壽命試驗(yàn)的結(jié)果可知，與現(xiàn)有的裝置相比，可以減少30％的排出閥29部的污垢沉積。
此外，本實(shí)施方式的使用壽命試驗(yàn)中，冷媒壓縮機(jī)20的電動(dòng)馬達(dá)25的絕緣膜材料使用PET。
除此之外，也可以使用比PET耐熱性更高的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、或者比PET更便宜的PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)，這可以獲得同樣的效果。
換言之，與現(xiàn)有的材料相比，它可以減少30％的排出閥29部的污垢沉積。
此外，在冷媒壓縮機(jī)20的電動(dòng)馬達(dá)25的定子24上纏繞電線成為框架的絕緣體中，雖然通常使用有機(jī)材料提取物比PEN少的PPS(聚苯硫醚)或LCP(液晶聚合物)，但是，即使用這些有機(jī)材料作為絕緣膜，也可以獲得同樣的效果。
此外，本實(shí)施方式的使用壽命試驗(yàn)中，電動(dòng)馬達(dá)25的電線材料使用PEW-N。除此之外，使用比PEW-N有機(jī)材料提取物更少的EI/AI或HPE/N，也可以獲得同樣的效果。
此外，PEW-N、EI/AI、HPE/N分別表示電線的覆蓋材料。即其意思分別是聚酯-尼龍、酰亞胺酯(ester imide)/酰胺酰亞胺、聚酯/尼龍。
另外，表示粘度的溫度梯度的粘度指數(shù)，通常直鏈型的烷基苯比支鏈型的高。
換言之，40℃時(shí)的粘度如果相等，則與剛性烷基苯(支鏈型)相比，直鏈烷基苯的低溫粘度更低。這樣，與剛性烷基苯(支鏈型)相比，冷凍機(jī)油回油良好，可以提高冷凍裝置的可靠性。
還有，與剛性烷基苯(支鏈型)相比，直鏈烷基苯高溫時(shí)的粘度更高，因此，可以抑制滑動(dòng)部的磨耗。
本發(fā)明中使用的冷媒是包含R32的HFC(hydrofluorocarbon/氫氟碳)混合冷媒，作為冷凍機(jī)油，使用高沸點(diǎn)成分多且不易蒸發(fā)的直鏈烷基苯。
這樣，由于洗凈度高，可以洗掉排出閥部分的污垢，因此可以減少污垢的堆積。
此外，通常情況下，直鏈烷基苯與剛性烷基苯(支鏈型)相比，其表示相對于溫度變化的粘度變化的粘度指數(shù)高，因此即使在高溫時(shí)也可以維持高粘度。這樣，不僅可以抑制滑動(dòng)部的磨耗，還可以提供高信賴性的冷媒壓縮機(jī)。
本發(fā)明中，在冷媒壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油內(nèi)添加選自抗氧化劑、極壓添加劑、酸·水分捕捉劑中的至少一種作為添加劑。此處的抗氧化劑具有抑制冷凍機(jī)油氧化的作用。還有，極壓添加劑具有提高耐磨耗性，降低磨耗產(chǎn)生的發(fā)熱的效果。酸·水分捕捉劑與冷凍機(jī)油中的水分或酸發(fā)生反應(yīng)，從而抑制極壓添加劑的分解。
舉TCP(Tricresyl phosphate/磷酸三甲苯酯)作為極壓添加劑的一例。根據(jù)上述各種添加劑的效果，不僅可以抑制高溫時(shí)油分解所產(chǎn)生的污垢，還可以提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)。
當(dāng)然，除此之外，還可以使用眾所周知的材料作為上述各種添加劑。
本發(fā)明中使用的冷凍機(jī)油是在冷凍裝置的蒸發(fā)溫度下，粘度在1000cst以下的冷凍機(jī)油。更優(yōu)選是5～100cst范圍的粘度。
這樣，就可以改善冷凍機(jī)油回油。由于蒸發(fā)器部分成為低溫，冷凍機(jī)油的粘度有增高的傾向。
在本發(fā)明中，通過使蒸發(fā)器中冷凍機(jī)油的粘度在1000cst以下，以此提高冷凍機(jī)油的流動(dòng)性。這樣就可以改善冷媒壓縮機(jī)內(nèi)的油面下降的狀況，使油面不會(huì)低下。于是，由于冷凍機(jī)油被穩(wěn)定地供給冷媒壓縮機(jī)，因此，有減少溫度升高的效果。通過這些效果，不僅可以防止高溫時(shí)因油分解而產(chǎn)生污垢，還可以提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)。
在本發(fā)明中，在冷媒壓縮機(jī)內(nèi)所使用的有機(jī)材料中，使用選自PBT、PET、PEN、PPS、LCP中的至少一種。
即使在冷媒壓縮機(jī)的實(shí)際使用條件下使用上述有機(jī)材料，通過在冷凍機(jī)油中使用低萃取性的直鏈烷基苯，也可以減少有機(jī)材料的提取物。這樣，不僅可以減少排出閥部分的污垢，還可以提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)。
本發(fā)明的冷媒壓縮機(jī)中，定子的電線材料中使用EI/AI、PEW-N、HPE/N中的至少一種，通過使用低萃取性的直鏈烷基苯，能夠改善有機(jī)材料的萃取性，因此，不僅可以減少閥部分的污垢，還可以提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)。
本發(fā)明的冷媒壓縮機(jī)是密閉容器內(nèi)為高壓側(cè)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。
由于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)把排出氣體直接排出至冷媒壓縮機(jī)內(nèi)部，因此，使冷媒壓縮機(jī)容器內(nèi)的溫度升高。這樣，排出氣體溫度進(jìn)一步升高，從而容易產(chǎn)生污垢。
由于排出閥部分被暴露于高溫之下，于是冷凍機(jī)油蒸發(fā)，從而很容易在排出閥部分產(chǎn)生污垢。
由于本發(fā)明使用高沸點(diǎn)成分多且不易蒸發(fā)的直鏈烷基苯，因此，洗凈度高，可以洗掉排出閥部分的污垢。這樣不僅可以減少污垢的堆積，還可以提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)。
如上所述，本發(fā)明的冷媒壓縮機(jī)使用含R32成分的冷媒，同時(shí)使用包含大量高沸點(diǎn)成分的冷凍機(jī)油，因此可以減少污垢的產(chǎn)生，提供一種高信賴性的冷媒壓縮機(jī)以及使用該冷媒壓縮機(jī)的冷凍裝置。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明中的冷媒壓縮機(jī)及冷凍裝置，可以減少在使用包含R32成分的冷媒壓縮機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的污垢。這樣，就可以廣泛適用于所有使用包含R32成分的冷媒的冷凍空調(diào)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，由下述部件構(gòu)成由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的電動(dòng)馬達(dá)；被所述電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮裝置；以及容納所述電動(dòng)馬達(dá)和所述壓縮裝置并儲(chǔ)存冷凍機(jī)油的密閉容器，所述壓縮裝置具有排出在壓縮室內(nèi)被壓縮的冷媒的排出閥，所述冷凍機(jī)油是直鏈烷基苯。
2.如權(quán)利要求1所述的冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，所述冷媒是包含R32的HFC混合冷媒。
3.如權(quán)利要求1所述的冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，所述冷凍機(jī)油以選自抗氧化劑、極壓添加劑、酸·水分捕捉劑中的至少一種作為添加劑。
4.如權(quán)利要求1所述的冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，在冷凍裝置的蒸發(fā)溫度下，所述冷凍機(jī)油的粘度在1000cst以下。
5.如權(quán)利要求1所述的冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，作為在冷媒壓縮機(jī)內(nèi)所使用的有機(jī)材料，使用選自PBT、PET、PEN、PPS、LCP中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，所述定子的電線材料中使用選自EI/AI、PEW-N、HPE/N中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的冷媒壓縮機(jī)，其特征在于，所述密閉容器內(nèi)為高壓側(cè)。
8.一種具備冷媒壓縮機(jī)、冷凝器、干燥器、膨脹裝置和蒸發(fā)器的冷凍裝置，其特征在于，所述冷媒壓縮機(jī)具有由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的電動(dòng)馬達(dá)、被所述電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮裝置、容納所述電動(dòng)馬達(dá)與所述壓縮裝置并儲(chǔ)存冷凍機(jī)油的密閉容器，所述壓縮裝置具有排出在壓縮室內(nèi)被壓縮的冷媒的排出閥，所述冷凍機(jī)油是直鏈烷基苯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在設(shè)置環(huán)境溫度高，排出氣體溫度高的情況下，信賴性仍然高的冷媒壓縮機(jī)及使用該冷媒壓縮機(jī)的冷凍裝置。冷媒壓縮機(jī)(20)在密閉容器(21)內(nèi)儲(chǔ)存冷凍機(jī)油(22)，并且容納由轉(zhuǎn)子(23)及定子(24)構(gòu)成的電動(dòng)馬達(dá)(25)、被電動(dòng)馬達(dá)(25)驅(qū)動(dòng)的壓縮裝置(26)，壓縮裝置(26)具有排出在壓縮室(27)內(nèi)被壓縮的冷媒的排出閥(29)，冷媒是包含R32的HFC混合冷媒(28)，冷凍機(jī)油(22)是直鏈烷基苯。
文檔編號F04C29/00GK1601085SQ200410062309
公開日2005年3月30日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者伊藤信也 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社