JP2020169782A - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】HFO1123を含む作動媒体を用いた冷凍サイクル装置の信頼性を高める。【解決手段】圧縮機構部と電動機部42と潤滑油とを収納した圧縮機4、凝縮器、膨張手段、蒸発器を有し、1,1,2−トリフルオロエチレン等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記密圧縮機の電動機部の漏れ電流を検出する漏れ電流検出部19と、前記漏れ電流検出部19で検出した漏れ電流値が大きくなるのを抑制する漏れ電流抑制制御部20とを備えた冷凍サイクル装置としてある。これにより、漏れ電流抑制制御部20が電動機部の漏れ電流を抑制するので、漏れ電流が大きくなることによって起こる固定子巻線の絶縁被覆溶融によるレイヤーショートを防止し、不均化反応の発生を防止して安全性及び信頼性を向上させることができる。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the reliability of a refrigeration cycle apparatus using a working medium containing HFO1123. SOLUTION: It has a compressor 4 containing a compression mechanism unit, an electric motor unit 42, and lubricating oil, a condenser, an expansion means, and an evaporator, and has a double bond of 1,1,2-trifluoroethylene or the like. A refrigeration cycle device in which an operating medium containing an ethylene-based fluorinated hydrocarbon is enclosed, and is a leakage current detection unit 19 that detects a leakage current in the electric motor portion of the dense compressor, and a leakage current detection unit 19 that detects the leakage current. It is a refrigeration cycle device provided with a leakage current suppression control unit 20 that suppresses an increase in the current value. As a result, the leakage current suppression control unit 20 suppresses the leakage current of the motor unit, so that layer short-circuiting due to the melting of the insulation coating of the stator winding caused by the increase in leakage current is prevented, and the disproportionation reaction occurs. It can be prevented to improve safety and reliability. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を用いた冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus using an operating medium containing an ethylene-based fluorinated hydrocarbon having a double bond.
一般に、冷凍サイクル装置は、圧縮機、必要に応じて四方弁、放熱器(または凝縮器)、キャピラリーチューブや膨張弁等の膨張手段、蒸発器、等を配管接続して冷凍サイクルを構成し、その内部に冷凍サイクル用作動媒体(冷媒または熱媒体)を循環させることにより、冷却または加熱作用を行っている。 In general, a refrigeration cycle device is formed by connecting a compressor, a four-way valve, a radiator (or condenser), an expansion means such as a capillary tube or an expansion valve, an evaporator, etc., if necessary, to form a refrigeration cycle. A cooling or heating action is performed by circulating a refrigerating cycle working medium (refrigerant or heat medium) inside.
これらの冷凍サイクル装置における冷凍サイクル用作動媒体としては、フロン類(フロン類はR○○またはR○○○と記すことが、米国ASHRAE34規格により規定されている。以下、R○○またはR○○○と示す)と呼ばれるメタンまたはエタンから誘導されたハロゲン化炭化水素が知られている。 As the working medium for the refrigeration cycle in these refrigeration cycle devices, fluorocarbons (fluorocarbons are described as R ○○ or R ○○○ are specified by the US ASHRAE34 standard. Hereinafter, R ○○ or R ○ Halogenated hydrocarbons derived from methane or ethane called (shown as XX) are known.
上記のような冷凍サイクル用作動媒体としては、R410Aが多く用いられているが、R410A冷媒の地球温暖化係数(GWP)は2090と大きく、地球温暖化防止の観点から問題がある。 R410A is often used as the working medium for the refrigeration cycle as described above, but the global warming potential (GWP) of the R410A refrigerant is as large as 2090, which is problematic from the viewpoint of preventing global warming.
そこで、地球温暖化防止の観点からは、GWPの小さな作動媒体として、例えば、HFO1123(1,1,2−トリフルオロエチレン)や、HFO1132(1,2−ジフルオロエチレン)が注目されている(例えば、特許文献1または特許文献2参照)。
Therefore, from the viewpoint of preventing global warming, for example, HFO1123 (1,1,2-trifluoroethylene) and HFO1132 (1,2-difluoroethylene) are attracting attention as a small operating medium for GWP (for example). ,
しかしながら、HFO1123(1,1,2−トリフルオロエチレン)や、HFO1132(1,2−ジフルオロエチレン)等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体は、R410Aなどの従来の作動媒体に比べて安定性が低く、これに起因して、不均化反応と呼ばれる自己分解反応およびこの自己分解反応に続く重合反応(以下、不均化反応と記載する。)が生じやすい。不均化反応とは、狭義では自己分解反応のみであり、広義では自己分解反応およびこの自己分解反応に続く重合反応である。 However, a working medium containing an ethylene-based fluorocarbon having a double bond such as HFO1123 (1,1,2-trifluoroethylene) or HFO1132 (1,2-difluoroethylene) is a conventional working medium such as R410A. The stability is lower than that of the medium, and due to this, a self-decomposition reaction called a disproportionation reaction and a polymerization reaction following the self-decomposition reaction (hereinafter, referred to as a disproportionation reaction) are likely to occur. The disproportionation reaction is only an autolysis reaction in a narrow sense, and is a self-decomposition reaction and a polymerization reaction following the autolysis reaction in a broad sense.
不均化反応は大きな熱放出を伴って圧力上昇するため、圧縮機や冷凍サイクル装置の信頼性を低下させる恐れがある。このため、HFO1123やHFO1132を圧縮機や冷凍サイクル装置に用いる場合には、この不均化反応を抑制する必要がある。 Since the disproportionation reaction increases the pressure with a large heat release, it may reduce the reliability of the compressor and the refrigeration cycle device. Therefore, when HFO1123 or HFO1132 is used in a compressor or a refrigeration cycle device, it is necessary to suppress this disproportionation reaction.
このような不均化反応は、圧縮機内にて、高エネルギーが付加されると、これが起点となって発生する。 Such a disproportionation reaction occurs from this point when high energy is applied in the compressor.
上記高エネルギーは、圧縮機内の電動機の固定子を構成する固定子巻線の導線同士で生じるレイヤーショートが挙げられるが、このレイヤーショートは電動機が何らかの原因でロック異常を起こしているのにもかかわらず電力供給が継続されると、電動機への電力供給が過剰になって固定子巻線の絶縁被覆を溶融させるなどして生じる。そこで出願人はこのような電力過剰供給に起因するレイヤーショートでの不均化反応を抑制する技術を幾つか提案している。 The above-mentioned high energy includes a layer short that occurs between the conductors of the stator windings that make up the stator of the electric motor in the compressor. This layer short is despite the fact that the electric motor has a lock abnormality for some reason. If the power supply is continued, the power supply to the motor becomes excessive and the insulating coating of the stator winding is melted. Therefore, the applicant has proposed some techniques for suppressing the disproportionation reaction in layer shorts caused by such oversupply of electric power.
しかしながら、本発明者らが更に不均化反応抑制の検討を続けていると、次のような場合にもレイヤーショートが発生し不均化反応が引き起こされる可能性がある、という知見を得た。すなわち、前記HFO1123(1,1,2−トリフルオロエチレン)やHFO1132(1,2−ジフルオロエチレン)等の作動媒体は、従来のR410A等の作動媒体に比べ圧縮機内に設けられている潤滑油に溶けやすい。そのため、圧縮機内に溜まる作動媒体が潤滑油に溶け込んで作動媒体と潤滑油との混合液の量が多くなりやすく、この混合液が多くなると固定子巻線の一部が前記作動媒体と潤滑油の混合液中に浸漬するようになる。前記固定子巻線の一部が作動媒体と潤滑油の混合液中に浸漬すると、混合液はガス化した作動媒体と潤滑油の混合ガスに比べ誘電率が高いため電動機に流れる漏れ電流が大きくなって固定子巻線の絶縁被覆溶融が進む。例えば、絶縁被覆の小さな傷、すなわちレイヤーショートが発生しない程度の大きさで存在していたごくわずかな傷部分の被覆厚さが溶融により薄くなっていく。そして、この絶縁被覆の溶融が進行すると、終には固定子巻線の導線同士でレイヤーショートが生じ、不均化反応を引き起こす。また、前記固定子巻線の一部が混合液中に浸漬して電動機に流れる漏れ電流が設計値を超える極端に大きな場合には、レイヤーショートが発生して、固定子巻線の層間に異常発熱が起こり、この発熱によって不均化反応を引き起こす。 However, as the present inventors continue to study the suppression of the disproportionation reaction, it has been found that a layer short may occur and the disproportionation reaction may be caused in the following cases as well. .. That is, the working medium such as HFO1123 (1,1,2-trifluoroethylene) or HFO1132 (1,2-difluoroethylene) is a lubricating oil provided in the compressor as compared with the conventional working medium such as R410A. Easy to melt. Therefore, the working medium accumulated in the compressor dissolves in the lubricating oil, and the amount of the mixed liquid of the working medium and the lubricating oil tends to increase. When this mixed liquid increases, a part of the stator windings becomes the working medium and the lubricating oil. Will be immersed in the mixed solution of. When a part of the stator winding is immersed in the mixed solution of the working medium and the lubricating oil, the mixed solution has a higher dielectric constant than the gasified mixed gas of the working medium and the lubricating oil, so that the leakage current flowing through the motor is large. As a result, the insulation coating of the stator winding melts. For example, the coating thickness of a small scratch on the insulating coating, that is, a very small scratch portion existing in a size such that a layer short does not occur, becomes thinner due to melting. Then, as the melting of the insulating coating progresses, a layer short occurs between the conductors of the stator winding, which causes a disproportionation reaction. Further, when a part of the stator winding is immersed in the mixed liquid and the leakage current flowing through the motor is extremely large exceeding the design value, a layer short occurs and an abnormality occurs between the layers of the stator winding. Heat generation occurs, and this heat generation causes a disproportionation reaction.
本発明はこのような知見に基づきなしたもので、漏れ電流に起因する不均化反応の発生を抑制して冷凍サイクル装置の信頼性を高めることを目的としたものである。 The present invention has been made based on such findings, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of disproportionation reaction due to leakage current and to improve the reliability of the refrigeration cycle apparatus.
本発明は、上記目的を達成するため、圧縮機構部と電動機部と潤滑油とを収納した圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を有し、1,1,2−トリフルオロエチレン等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記圧縮機の電動機部の漏れ電流を検出する漏れ電流検出部と、前記漏れ電流検出部で検出した漏れ電流値が大きくなるのを抑制する漏れ電流抑制制御部とを設けた冷凍サイクル構成としてある。 In order to achieve the above object, the present invention includes a compressor, a condenser, an expansion means, and an evaporator in which a compression mechanism unit, an electric motor unit, and a lubricating oil are housed, and includes 1,1,2-trifluoroethylene and the like. A refrigeration cycle device in which an operating medium containing an ethylene-based fluorinated hydrocarbon having a double bond is enclosed, and is detected by a leakage current detection unit that detects a leakage current in the electric motor portion of the compressor and a leakage current detection unit. It has a refrigeration cycle configuration provided with a leakage current suppression control unit that suppresses an increase in the leakage current value.
これにより、漏れ電流抑制制御部が電動機部の漏れ電流を抑制するので、漏れ電流が大きくなることによって生じる固定子巻線の絶縁被覆溶融によるレイヤーショートを防止し、不均化反応の発生を防止することができる。 As a result, the leakage current suppression control unit suppresses the leakage current of the motor unit, preventing layer shorts due to melting of the insulation coating of the stator winding caused by the increase in leakage current and preventing the occurrence of disproportionation reaction. can do.
本発明は、上記構成により、漏れ電流が大きくなることによって生じる不均化反応の発生を抑制し、二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を用いた安全で信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。 According to the above configuration, the present invention suppresses the occurrence of a disproportionation reaction caused by an increase in leakage current, and is safe and highly reliable using a working medium containing an ethylene-based fluorinated hydrocarbon having a double bond. Refrigeration cycle equipment can be provided.
第1の発明は、圧縮機構部と電動機部と潤滑油とを収納した圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を有し、1,1,2−トリフルオロエチレン等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記圧縮機の電動機部の漏れ電流を検出する漏れ電流検出部と、前記漏れ電流検出部で検出した漏れ電流値が大きくなるのを抑制する漏れ電流抑制制御部とを設けた冷凍サイクル構成としてある。 The first invention includes a compressor, a condenser, an expansion means, and an evaporator that house a compressor unit, an electric motor unit, and a lubricating oil, and has a double bond such as 1,1,2-trifluoroethylene. A refrigeration cycle device in which an operating medium containing an ethylene-based fluorinated hydrocarbon is enclosed, and the leakage current detection unit that detects the leakage current of the electric motor unit of the compressor and the leakage current value detected by the leakage current detection unit are It has a refrigeration cycle configuration provided with a leakage current suppression control unit that suppresses the increase.
これにより、漏れ電流抑制制御部が電動機部の漏れ電流を抑制するので、漏れ電流が大きくなることによって生じる固定子巻線の絶縁被覆溶融によるレイヤーショートを防止し、不均化反応の発生を防止することができる。 As a result, the leakage current suppression control unit suppresses the leakage current of the motor unit, preventing layer shorts due to melting of the insulation coating of the stator winding caused by the increase in leakage current and preventing the occurrence of disproportionation reaction. can do.
第2の発明は、第1の発明において、前記漏れ電流抑制制御部は圧縮機の回転数を上昇させる構成としてある。 In the second invention, in the first invention, the leakage current suppression control unit is configured to increase the rotation speed of the compressor.
この圧縮機の回転数上昇によって圧縮機内から冷凍サイクル中に吐出する作動媒体及び潤滑油を多くして圧縮機内に溜まる作動媒体と潤滑油の混合液量を少なくし固定子巻線が混合液中に浸漬するのを防止して漏れ電流を小さくすることができる。これにより、漏れ電流が大きくなることによる固定子巻線の絶縁被覆溶融を抑制してレイヤーショートを防止し、当該レイヤーショートによる不均化反応の発生を防止することができる。 Due to the increase in the number of revolutions of the compressor, the amount of the working medium and lubricating oil discharged from the compressor during the refrigeration cycle is increased to reduce the amount of the working medium and lubricating oil collected in the compressor, and the stator windings are in the mixed liquid. Leakage current can be reduced by preventing immersion in the oil. As a result, it is possible to suppress melting of the insulating coating of the stator winding due to the increase in leakage current, prevent layer shorts, and prevent the occurrence of disproportionation reaction due to the layer shorts.
第3の発明は、第1の発明において、前記漏れ電流抑制制御部は膨張手段を絞る構成としてある。 In the third invention, in the first invention, the leakage current suppression control unit has a configuration in which the expansion means is narrowed down.
この膨張手段を絞ることによって、圧縮機から冷凍サイクル中に吐出する作動媒体及び潤滑油を多くして圧縮機内に溜まる作動媒体と潤滑油の混合液量を少なくすることができる。これにより、固定子巻線が混合液中に浸漬するのを防止して漏れ電流を小さくでき、漏れ電流が大きくなることによる固定子巻線の絶縁被覆溶融を抑制してレイヤーショートを防止し、当該レイヤーショートによる不均化反応の発生を防止することができる。 By narrowing down the expansion means, it is possible to increase the amount of the working medium and the lubricating oil discharged from the compressor during the refrigeration cycle and reduce the amount of the mixed liquid of the working medium and the lubricating oil accumulated in the compressor. As a result, the stator winding can be prevented from being immersed in the mixed liquid to reduce the leakage current, and the insulation coating melting of the stator winding due to the large leakage current can be suppressed to prevent layer shorts. It is possible to prevent the occurrence of disproportionation reaction due to the layer short.
以下、本発明の実施の形態について空気調和機に適用した場合を例にして図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example the case where the embodiment is applied to an air conditioner. The present invention is not limited to this embodiment.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の概略構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a first embodiment of the present invention.
本実施の形態の空気調和機1は、室外機2および室内機3、並びにこれらを接続する接続配管9を備えており、室外機2は圧縮機4、室外熱交換器5(凝縮器或いは蒸発器)および膨張手段6を備え、室内機3は室内熱交換器7(蒸発器或いは凝縮器)を備えている。
The
室外機2の室外熱交換器5と室内機3の室内熱交換器7とは、接続配管9で環状に接続され、これにより冷凍サイクルが形成されている。具体的には、圧縮機4、室内機3の室内熱交換器7、膨張手段6、室外機2の室外熱交換器5の順で接続配管9により環状に接続して冷凍サイクルが形成されている。また、圧縮機4、室外熱交換器5および室内熱交換器7を接続する接続配管9には、冷暖房切換用の四方弁8が設けられている。
The outdoor heat exchanger 5 of the
なお、室外機2は、送風機12、図示しないアキュームレータ、温度センサ等を備えている。また、室内機3は、送風ファン11、図示しない温度センサ、操作部等を備えている。
The
室内機3が備える室内熱交換器7は、送風ファン11により室内機3の内部に吸い込まれた室内空気と、室内熱交換器7の内部を流れる作動媒体(以下、冷媒と称す)との間で熱交換を行う。室内機3は、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に送風し、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に送風する。室外機2が備える室外熱交換器5は、送風機12により室外機2の内部に吸い込まれた外気と室外熱交換器5の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
The
冷凍サイクル中にはHFO1123(1,1,2−トリフルオロエチレン)、あるいはHFO1132(1,2−ジフルオロエチレン)等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む冷媒、この例では1,1,2−トリフルオロエチレン(HFO1123)を含む冷媒が封入されており、圧縮機4がこの冷媒を圧縮して冷凍サイクル中を循環させている。この圧縮機4は内部に潤滑油が封入してある。
Refrigerant containing an ethylene-based fluorohydrocarbon having a double bond such as HFO1123 (1,1,2-trifluoroethylene) or HFO1132 (1,2-difluoroethylene) during the refrigeration cycle, in this example 1, A refrigerant containing 1,2-trifluoroethylene (HFO1123) is sealed, and the
なお、室内機3および室外機2の具体的な構成、あるいは、室内熱交換器7または室外熱交換器5、圧縮機4、膨張手段6、四方弁8、送風ファン11、送風機12、図示しない温度センサ、操作部、アキュームレータ、その他の弁装置、ストレーナ等の具体的な構成は特に限定されず、公知の構成を好適に用いることができる。
The specific configuration of the indoor unit 3 and the
図2は上記空気調和機に用いられる圧縮機4を示し、この圧縮機4は、本実施の形態では密閉型のロータリ式圧縮機によって構成されており、密閉容器41の内部に、電動機部42と圧縮機構部43が収納され、内部は高温高圧の冷媒と潤滑油で満たされ、底部は潤滑油と冷媒の混合液を溜める貯油部44となっている。
FIG. 2 shows a
電動機部42は、所謂ブラシレス・モータであり、圧縮機構部43のクランクシャフト45に固定された回転子46と、回転子46の周囲に設けられた固定子47とを備えている。
The
回転子46は、回転子鉄心に永久磁石を装着一体化して構成されている。また、固定子47は、固定子鉄心に絶縁紙49を介して固定子巻線50を集中あるいは分散巻し構成されている。
The
上記固定子巻線50は絶縁部材によって被覆されており、その絶縁被覆部材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アラミドポリマー、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等々で構成されている。 The stator winding 50 is covered with an insulating member, and the insulating coating member is composed of, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), aramid polymer, polyphenylene sulfide (PPS), or the like. ..
また、固定子巻線50からはリード線51が引き出されており、リード線51の他端は給電ターミナル52に接続されている。給電ターミナル52は、3つの端子を備え、それぞれの端子は、後述するインバータ式の圧縮機駆動制御部15(図3参照)に接続されている。
A
圧縮機構部43は、圧縮室53を形成するシリンダ54と、シリンダ54内の圧縮室53に配置したローリングピストン55を有している。ローリングピストン55は、前記クランクシャフト45の回転によりベーン(図示せず)に当接しながら圧縮室内で回転運動し、吸入管56から冷媒を吸引して圧縮する。
The
圧縮した冷媒は、吐出マフラー57から密閉容器41内の吐出媒体空間58に吐出され、吐出管59から圧縮機構部43の外へと吐出される。
The compressed refrigerant is discharged from the discharge muffler 57 into the
なお、この圧縮機構部43はシリンダ54を上下二段有するものとしているが、これはシリンダ54が一段だけのものであってもよいものである。
The
また、この圧縮機4は、上記圧縮室53での液圧縮を防止するため、吸入管56にはアキュームレータ60が設けられている。アキュームレータ60は、冷媒を気液分離し、冷媒ガスだけを吸入管56に導く。
Further, in the
図3は圧縮機駆動制御部15を示し、この圧縮機駆動制御部15は、外部電源16からの電源をコンバータ17を介してインバータ18に供給し、回転子46に回転磁界が発生するよう固定子巻線50に電流を流している。回転磁界は、インバータ18により可変され、室温と設定温度との差に基づいて可変制御されるとともに、圧縮機4の運転開始直後等には高速で、安定運転時等には低速で運転可能となっている。また、この圧縮機駆動制御部15は、電動機部42の漏れ電流を検出する漏れ電流検出部19と、前記漏れ電流検出部19で検出した電流値が所定値を超えるとインバータ18を制御して電動機部42の回転数、すなわち圧縮機4の回転数を上昇させる漏れ電流抑制制御部20とを備えている。なお、上記漏れ電流検出部19は零相変流器191と電圧計192とから構成されているが、これに限定されず周知のものを用いればよいものである。
FIG. 3 shows a compressor
次に上記のように構成した空気調和機の作用効果について以下説明する。 Next, the effects of the air conditioner configured as described above will be described below.
まず、空気調和機の基本的な動作を簡単に説明しておく。 First, the basic operation of the air conditioner will be briefly explained.
暖房運転では、圧縮機4はガス冷媒を圧縮して吐出し、これによりガス冷媒は四方弁8を介して室内機3の室内熱交換器7に送出される。室内熱交換器7では、室内空気との熱交換によりガス冷媒が凝縮して液化する。液化した液冷媒は、膨張手段6により減圧されて気液二相冷媒となり、室外機2の室外熱交換器5に送出される。室外熱交換器5は外気と気液二相冷媒とを熱交換するので、気液二相冷媒は蒸発してガス冷媒となり、圧縮機4に戻る。圧縮機4はガス冷媒を圧縮して四方弁8を介して再び室内機3の室内熱交換器7に吐出する。
In the heating operation, the
冷房運転または除湿運転では、室外機2の圧縮機4はガス冷媒を圧縮して吐出し、これによりガス冷媒は四方弁8を介して室外機2の室外熱交換器5に送出される。室外熱交換器5は外気とガス冷媒とを熱交換するので、ガス冷媒は凝縮して液化する。液化した液冷媒は膨張手段6により減圧され、室内機3の室内熱交換器7に送出される。室内熱交換器7では、室内空気との熱交換により液冷媒が蒸発してガス冷媒となる。このガス冷媒は、四方弁8、吸入配管10を介して室外機2の圧縮機4に戻る。圧縮機4はガス冷媒を圧縮して四方弁8を介して再び室外熱交換器5に吐出する。
In the cooling operation or the dehumidifying operation, the
次に、不均化反応の発生を防止する動作と効果について説明する。 Next, the operation and effect of preventing the occurrence of the disproportionation reaction will be described.
圧縮機4が駆動されると、圧縮機内の冷媒が圧縮されて前記した如く冷凍サイクル中の室外熱交換器5(凝縮器或いは蒸発器)および室内熱交換器7(蒸発器或いは凝縮器)へと吐出循環され、暖房もしくは冷房が行われ、冷媒は再び圧縮機4に吸引され圧縮される。
When the
この時、圧縮機4から吐出する冷媒量が少ないときには圧縮機4内に溜まる冷媒と潤滑油の混合液の量が多くなり、電動機部42の固定子巻線50の下部が混合液に浸漬するようになる。
At this time, when the amount of the refrigerant discharged from the
そして、上記電動機部42の固定子巻線50が混合液に浸漬すると、既述したように固定子巻線50には混合液を介して漏れ電流が流れるようになって漏れ電流の電流値が大きなものとなり始める。
Then, when the stator winding 50 of the
ここで、本実施の形態の冷凍サイクル装置では、上記漏れ電流は漏れ電流検出部19によって常時検出されて漏れ電流抑制制御部20に出力されている。
Here, in the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment, the leakage current is constantly detected by the leakage
そして、漏れ電流抑制制御部20は上記漏れ電流検出部19が検出する電流値、すなわち漏れ電流の電流値が所定値より大きくなると、インバータ18を介して圧縮機4の回転数を上昇させる。
Then, when the leakage current
これにより、圧縮機4から冷凍サイクルに吐出される冷媒及び潤滑油の量が多くなり、圧縮機4内に溜まる冷媒と潤滑油の混合液が少なくなって固定子巻線50の混合液への浸漬が解除される。
As a result, the amount of the refrigerant and the lubricating oil discharged from the
その結果、混合液を介して固定子巻線17間に流れていた漏れ電流が小さくなり、漏れ電流による固定子巻線50の絶縁被覆溶融を抑制できる。
As a result, the leakage current flowing between the
したがって、長時間使用していても固定子巻線50の絶縁被覆溶融を抑制でき、固定子巻線50の絶縁被覆溶融によるレイヤーショートの発生を防止して不均化反応の発生を防止することができる。
(実施の形態2)
図4は実施の形態2における冷凍サイクル装置の圧縮機駆動制御部を示すブロック図である。
Therefore, it is possible to suppress the melting of the insulating coating of the stator winding 50 even if it is used for a long time, prevent the occurrence of layer shorts due to the melting of the insulating coating of the stator winding 50, and prevent the occurrence of the disproportionation reaction. Can be done.
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing a compressor drive control unit of the refrigeration cycle apparatus according to the second embodiment.
本実施の形態では、漏れ電流抑制制御部20は漏れ電流検出部19で検出した電流値が所定値を超えると冷凍サイクル中の膨張弁6を絞る構成としてある。
In the present embodiment, the leakage current
この膨張弁6を絞ることによって、圧縮機4内から冷凍サイクル中に吐出される冷媒及び潤滑油が多くなって圧縮機4内に溜まる冷媒と潤滑油の混合液量が少なくなる。
By narrowing the
これにより、固定子巻線50が混合液に浸漬するのを防止して漏れ電流を小さくすることができ、漏れ電流が大きくなることによる固定子巻線50の絶縁被覆溶融を抑制してレイヤーショートを防止し、当該レイヤーショートによる不均化反応の発生を防止することができる。 As a result, the stator winding 50 can be prevented from being immersed in the mixed liquid to reduce the leakage current, and the insulation coating melting of the stator winding 50 due to the increase in the leakage current is suppressed to cause a layer short. It is possible to prevent the occurrence of disproportionation reaction due to the layer short.
(実施の形態3)
本実施の形態は圧縮機4の冷媒に不均化反応を抑制する不均化抑制剤を設け、不均化反応の発生を更に確実に防止できるようにしたものである。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the refrigerant of the
すなわち、本発明者らが、鋭意検討したところ、冷媒として用いた1,1,2−トリフルオロエチレンの不均化反応を誘発する活性ラジカルは、主としてフッ素ラジカル(Fラジカル)、並びに、トリフルオロメチルラジカル(CF3 ラジカル)、ジフルオロメチレンラジカル(CF2 ラジカル)等のラジカルであることが明らかとなった。 That is, as a result of diligent studies by the present inventors, the active radicals that induce the disproportionation reaction of 1,1,2-trifluoroethylene used as the refrigerant are mainly fluorine radicals (F radicals) and trifluoro. It was clarified that it is a radical such as a methyl radical (CF 3 radical) and a difluoromethylene radical (CF 2 radical).
そこで、本実施の形態では、Fラジカル、CF3 ラジカル、CF2ラジカル等を効率よく捕捉することが可能な物質(不均化抑制剤)を冷媒に添加してある。 Therefore, in the present embodiment, a substance (disproportionation inhibitor) capable of efficiently capturing F radicals, CF 3 radicals, CF 2 radicals, and the like is added to the refrigerant.
例えば、上記不均化抑制剤は、次式(1)に示す構造を有するハロエタン(XがFのみの場合を除く)である。 For example, the disproportionation inhibitor is haloethane having a structure represented by the following formula (1) (except when X is only F).
C2HmXn ・・・ (1)
(ただし、式(1)におけるXは、F,Cl,Br,Iからなる群より選択されるハロゲン原子であり、mは0以上の整数であるとともにnは1以上の整数であり、さらに、mおよびnの和は6であり、nが2以上のときXは同一または異なる種類のハロゲン原子である。)
本実施の形態で示すように1,1,2−トリフルオロエチレンを含有する冷媒成分に上記した不均化抑制剤を添加することにより、前記式(1)に示すハロエタンが、不均化反応の連鎖分岐反応を引き起こすフッ素ラジカル、フルオロメチルラジカル、およびフルオロメチレンラジカル等のラジカルを良好に捕捉する。
C 2 H m X n ... (1)
(However, X in the formula (1) is a halogen atom selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I, m is an integer of 0 or more, n is an integer of 1 or more, and further. The sum of m and n is 6, and when n is 2 or more, X is the same or different kind of halogen atom.)
As shown in the present embodiment, by adding the above-mentioned disproportionation inhibitor to the refrigerant component containing 1,1,2-trifluoroethylene, the haloethane represented by the above formula (1) undergoes a disproportionation reaction. It satisfactorily captures radicals such as fluorine radicals, fluoromethyl radicals, and fluoromethylene radicals that cause the chain branching reaction of.
そのため、1,1,2−トリフルオロエチレンの不均化反応を有効に抑制したり、不均化反応の急激な進行を緩和したりすることができる。その結果、冷媒およびこれを用いた冷凍サイクル装置の信頼性をより確実に向上させることができる。 Therefore, the disproportionation reaction of 1,1,2-trifluoroethylene can be effectively suppressed, and the rapid progress of the disproportionation reaction can be alleviated. As a result, the reliability of the refrigerant and the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant can be improved more reliably.
つまり、漏れ電流抑制制御部20と不均化抑制剤とによる多重抑制作用によって不均化反応の発生をより確実に防止でき、より安全性を高め信頼性を向上させることができる。
That is, the occurrence of the disproportionation reaction can be more reliably prevented by the multiple suppression action of the leakage current
また、上記不均化反応を抑制する不均化抑制剤としては、更に次のようなものがあげられる。 Further, examples of the disproportionation inhibitor that suppresses the disproportionation reaction include the following.
すなわち、炭素数2〜5の飽和炭化水素と、炭素数1または2であってハロゲン原子が全てフッ素の場合を除くハロアルカンと、からなるものである。 That is, it is composed of a saturated hydrocarbon having 2 to 5 carbon atoms and a haloalkane having 1 or 2 carbon atoms and excluding the case where all halogen atoms are fluorine.
前記不均化抑制剤によれば、飽和炭化水素およびハロアルカンが、1,1,2−トリフルオロエチレンの不均化反応で生じるフッ素ラジカル、フルオロメチルラジカル、およびフルオロメチレンラジカル等のラジカルを良好に捕捉することができる。 According to the disproportionation inhibitor, saturated hydrocarbons and haloalkanes favor radicals such as fluorine radicals, fluoromethyl radicals, and fluoromethylene radicals generated in the disproportionation reaction of 1,1,2-trifluoroethylene. Can be captured.
そのため、1,1,2−トリフルオロエチレンの不均化反応を有効に抑制したり、不均化反応の急激な進行を緩和したりすることができる。しかも、飽和炭化水素単独、または、ハロアルカン単独を不均化抑制剤として添加する場合よりも少ない量で不均化反応の抑制または進行の緩和を実現することも可能となる。その結果、冷媒およびこれを用いた冷凍サイクル装置の信頼性を向上させることができる。 Therefore, the disproportionation reaction of 1,1,2-trifluoroethylene can be effectively suppressed, and the rapid progress of the disproportionation reaction can be alleviated. Moreover, it is possible to suppress the disproportionation reaction or relax the progress with a smaller amount than when saturated hydrocarbon alone or haloalkane alone is added as a disproportionation inhibitor. As a result, the reliability of the refrigerant and the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant can be improved.
以上、本発明に係る冷凍サイクル装置について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 Although the refrigeration cycle apparatus according to the present invention has been described above using the above-described embodiment, the present invention is not limited thereto.
例えば、上記各実施の形態では、圧縮機4としてロータリ式圧縮機を提示したが、これは、スクロール式圧縮機、レシプロ式圧縮機などの容積式圧縮機、もしくは、遠心式圧縮機等、いずれの圧縮機であってもよいものである。また、対象となる圧縮機は能力固定型でも能力可変型のどちらでも良い。
For example, in each of the above embodiments, the rotary compressor is presented as the
また、本実施の形態では作動媒体としてHFO1123を含む作動媒体を例として説明したが、作動媒体は、二重結合を含むエチレン系フッ化炭化水素を含めばどのようなものであってもよく同様の効果が得られる。この二重結合を含むエチレン系フッ化炭化水素の例としては他にHFO1132などが存在する。 Further, in the present embodiment, an operating medium containing HFO1123 as an operating medium has been described as an example, but the operating medium may be any medium as long as it contains an ethylene-based fluorinated hydrocarbon containing a double bond. The effect of is obtained. Another example of an ethylene-based fluorinated hydrocarbon containing this double bond is HFO1132.
また、本実施の形態においては、冷凍サイクル装置を空気調和機とした場合を例にして説明したが、これは圧縮機、凝縮器、膨張手段、および蒸発器等の構成要素が配管にて接続された冷凍サイクル装置であれば具体的な適用例は特に限定されず、例えば、冷蔵庫(家庭用、業務用)、除湿器、ショーケース、製氷機、ヒートポンプ式給湯機、ヒートポンプ式洗濯乾燥機、自動販売機等であってもよいものである。 Further, in the present embodiment, the case where the refrigerating cycle device is used as an air conditioner has been described as an example, but in this case, components such as a compressor, a condenser, an expansion means, and an evaporator are connected by piping. Specific application examples are not particularly limited as long as it is a refrigerating cycle device, and for example, a refrigerator (household or commercial use), a dehumidifier, a showcase, an ice maker, a heat pump type water heater, a heat pump type washer / dryer, etc. It may be a vending machine or the like.
つまり、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれるものである。 That is, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims and is equivalent to the claims. It includes all changes in meaning and scope.
本発明は、上記したように、漏れ電流が大きくなることによって起こる固定子巻線の絶縁被覆溶融によるレイヤーショートを防止し、HFO1123等を含む作動媒体を用いた冷凍サイクル装置の信頼性を向上させることができる。したがって、住居及び業務用の各種空気調和機、カーエアコン、給湯器、冷凍冷蔵庫、ショーケース、除湿機等の用途に幅広く適用することができる。 As described above, the present invention prevents a layer short due to melting of the insulating coating of the stator winding caused by an increase in leakage current, and improves the reliability of the refrigeration cycle apparatus using an operating medium containing HFO1123 and the like. be able to. Therefore, it can be widely applied to various applications such as various air conditioners for residential and commercial use, car air conditioners, water heaters, refrigerators / freezers, showcases, and dehumidifiers.
1 空気調和機
2 室外機
3 室内機
4 圧縮機
5 室外熱交換器(凝縮器或いは蒸発器)
6 膨張手段(膨張弁)
7 室内熱交換器(蒸発器或いは凝縮器)
8 四方弁
9 接続配管
10 吸入配管
11 送風ファン
12 送風機
15 圧縮機駆動制御部
16 外部電源
17 コンバータ
18 インバータ
19 漏れ電流検出部
20 漏れ電流抑制制御部
41 密閉容器
42 電動機部
43 圧縮機構部
44 貯油部
45 クランクシャフト
46 回転子
47 固定子
49 絶縁紙
50 固定子巻線
51 リード線
52 給電ターミナル
53 圧縮室
54 シリンダ
55 ローリングピストン
56 吸入管
57 吐出マフラー
58 吐出媒体空間
59 吐出管
60 アキュームレータ
1
6 Expansion means (expansion valve)
7 Indoor heat exchanger (evaporator or condenser)
8 Four-
Claims (3)
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