JP2001066004A - 冷凍サイクル - Google Patents
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Abstract
縮機を使用するアキュムレータサイクルにおいて、圧縮
機の効率低下を防止する。 【解決手段】 密閉型電動圧縮機100の潤滑油とし
て、ポリアルキレングリコール(PAG)を主成分とす
るオイルを用いる。これにより、二酸化炭素(冷媒)と
PAGとが混合した状態では、図表4に示すように、そ
の電気絶縁抵抗が1GΩ以上となり、実用上問題のない
程度の電気絶縁抵抗を確保することができる。また、P
AGは、二酸化炭素(冷媒)に対する相溶性がPOE
(ポリオールエステル)に比べて低いので、潤滑油と共
に潤滑油中に溶け込んだ液相冷媒が密閉型電動圧縮機1
00に多量に吸入されるといったことは発生しない。し
たがって、密閉型電動圧縮機100の効率が低下するこ
とを防止できる。
Description
とする冷凍サイクルに関するものである。
機油)は、周知のごとく、冷媒中に混合された状態で圧
縮機内の各摺動部に供給される。そして、134a等の
フロンを冷媒とする冷凍サイクルにおける一般的な潤滑
油としては、ポリアルキレングリコール(以下、PGA
と記す。)やポリオールエステル(以下、POEと記
す。)が知られている。
圧縮機構を駆動する電動モータを冷却するために、冷媒
を電動モータ(のハウジング)内に流通させる必要があ
るが、134a(フロン)とPAGとが混合した状態に
おいては、図表4に示すように、電気絶縁抵抗が非常に
小さいため、134aを冷媒とする冷凍サイクルにおい
ては、PAGを潤滑油として使用することができない。
冷凍サイクルにおいて、密閉型電動圧縮機を使用する場
合には、一般的に、PAGより電気絶縁抵抗が大きいP
OEを使用していた。因みに、PAGは、一般的に、圧
縮機と電動モータ等の駆動源とが別体となった、いわゆ
る開放型圧縮機を使用する冷凍サイクルに使用されてい
る。
を冷媒とし、かつ、蒸発器から流出する冷媒中から圧縮
機の潤滑油を分離してその分離した潤滑油を気相冷媒と
共に圧縮機の吸入側に供給するアキュムレータを有する
冷凍サイクル(以下、冷凍サイクルをアキュムレータサ
イクルと呼ぶ。)にPOEを使用すると、POEは二酸
化炭素に対して相溶性が高いため、潤滑油と共に潤滑油
中に溶け込んだ多量の液相冷媒が密閉型電動圧縮機に吸
入されてしまい、密閉型電動圧縮機が液圧縮状態とな
り、圧縮機の効率が低下してしまうという問題が発生す
る。
媒とし、かつ、密閉型電動圧縮機を使用するアキュムレ
ータサイクルにおいて、圧縮機の効率低下を防止するこ
とを目的とする。
成するために、二酸化炭素は略絶縁物質であることに着
目してなされたもので、請求項1、3、4に記載の発明
では、密閉型電動圧縮機(100)の潤滑油として、ポ
リアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いた
ことを特徴とする。
とが混合した状態では、図表4に示すように、その電気
絶縁抵抗が1GΩ以上となり、実用上問題のない程度の
電気絶縁抵抗を確保することができる。
する相溶性がPOEに比べて低いので、潤滑油と共に潤
滑油中に溶け込んだ液相冷媒が密閉型電動圧縮機(10
0)に多量に吸入されるといったことは発生しない。し
たがって、密閉型電動圧縮機(100)の効率が低下す
ることを防止できる。
用上問題のない程度の電気絶縁抵抗を確保しつつ、密閉
型電動圧縮機の効率低下を防止することができる。
く、密閉型電動圧縮機(100)の潤滑油として、ポリ
ビニルエーテルを主成分とするオイルを用いても、請求
項1に記載の発明と同様に、実用上問題のない程度の電
気絶縁抵抗を確保しつつ、密閉型電動圧縮機の効率低下
を防止することができる。
が過度に低くなると(例えば、−35℃〜−40℃程
度)、液相冷媒の密度が潤滑油の密度を上回る可能性が
ある。そして、液相冷媒の密度が潤滑油の密度を上回る
と、液相冷媒が下方側に移動して、潤滑油に代わって液
相冷媒が吸入されるおそれがある。
型電動圧縮機(100)の潤滑油には、主成分より二酸
化炭素との相溶性の高いオイルが混合されていることを
特徴としている。
を防止しつつ、ある程度の相溶性を確保することより、
二酸化炭素(冷媒)の温度が過度に低下して液相冷媒が
密閉型電動圧縮機(100)に吸入される状態となって
も、相溶性が確保されているため、液相冷媒と共に潤滑
油を密閉型電動圧縮機(100)に供給することができ
きる。
過度に低下する等して、潤滑油の供給量が低下してしま
うときであっても、十分な量の潤滑油を密閉型電動圧縮
機100に供給することができる。
縮機(100)の潤滑油には、ポリオールエステルが混
合されていることを特徴とする。
に、二酸化炭素(冷媒)の温度が過度に低下する等し
て、潤滑油の供給量が低下してしまうときであっても、
十分な量の潤滑油を密閉型電動圧縮機100に供給する
ことができる。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
発明に係る冷凍サイクルを二酸化炭素を冷媒とするアキ
ュムレータサイクルに適用したものであって、図1は本
実施形態に係るアキュムレータサイクルの模式図であ
る。
入圧縮する密閉型電動圧縮機(以下、圧縮機と略す。)
であり、この圧縮機100は、図2に示すように、スク
ロール型の圧縮機構110と、この圧縮機構110を駆
動する電動モータ120とからなるものである。
モータ120のモータハウジング130の軸方向一端側
からモータハウジング130内に流入して電動モータ1
20を冷却した後、モータハウジング130の軸方向他
端側に配設された圧縮機構110に吸入されて圧縮され
る。
吐出される高温高圧の冷媒と空気とを熱交換して冷媒を
冷却する放熱器(ガスクーラ)であり、300は放熱器
200から流出した冷媒を減圧する減圧器であり、この
減圧器300はキャピラリーチューブのごとく、開度が
固定された固定絞り型のものである。
を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器であり、500
は蒸発器400から流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒
とに分離するとともに、蒸発器400から流出する冷媒
中から圧縮機100の潤滑油を分離し、その分離した気
相冷媒及び潤滑油を圧縮機100の吸入側に向けて流出
するアキュムレータである。
すように、略円筒状のアキュムレータハウジング510
の上方側に設けられた冷媒流入口520、及び下方側に
向けて凸となるようにJ字状に形成された冷媒排出管5
30等から構成されている。
キュムレータハウジング510内に溜まった液相冷媒の
液面より上方側であって、冷媒流入口520より下方側
で開口して冷媒排出管530内に気相冷媒を導入し、そ
の導入した気相冷媒を圧縮機100の吸入側に向けて流
出する。
相冷媒より下方側に溜まった潤滑油を吸入する潤滑油吸
入口531が設けられており、アキュムレータ500に
て分離蓄えられた潤滑油は、冷媒排出管530内を流通
する気相冷媒と共に圧縮機100に吸入される。
ルキレングリコール)を主成分としたオイルが潤滑油
(冷凍機油)として使用されている。
に、電気絶縁抵抗が非常に小さいものの、二酸化炭素は
略絶縁物質であるので、二酸化炭素とPAGとが混合し
た状態では、図表4に示すように、その電気絶縁抵抗が
1GΩ以上となり、実用上問題のない程度の電気絶縁抵
抗を確保することができる。
に大きいので、冷媒(二酸化炭素)と潤滑油とが混合し
た状態では、潤滑油の電気絶縁抵抗の大きさの如何を問
わず、ほぼ実用上問題のない程度の電気絶縁抵抗を確保
することができる。
性がPOEに比べて低いので、潤滑油と共に潤滑油中に
溶け込んだ液相冷媒が圧縮機100に多量に吸入される
といったことは発生しない。したがって、圧縮機100
の効率が低下することを防止できる。
ば、実用上問題のない程度の電気絶縁抵抗を確保しつ
つ、圧縮機の効率低下を防止することができる。
タサイクルにて暖房運転等の熱を取り出す仕事(ヒート
ポンプ)を行った場合において、蒸発器400側の冷媒
温度が過度に低くなると(例えば、−35℃〜−40℃
程度)、液相冷媒の密度が潤滑油の密度を上回る可能性
がある。そして、液相冷媒の密度が潤滑油の密度を上回
ると、液相冷媒が下方側に移動し、潤滑油吸入口531
から液相冷媒が吸入されるおそれがある。
5℃〜−40℃程度まで低下したときであっても、液相
冷媒の密度が潤滑油の密度を上回ることがないように、
種々の添加剤をPAGに添加して潤滑油の密度を高めて
いる。具体的には、−35℃〜−40℃での冷媒(二酸
化炭素)の密度が約1095kg/m3〜1115kg
/m3であるので、−35℃〜−40℃での潤滑油の密
度を1115kg/m3より大きくする必要がある。
して、ポリビニルエーテル(以下、PVEと記す。)を
主成分とするオイルを用いたものである。なお、PVE
の相溶性は、PAGより高いものの、POEに比べて十
分に低いので、実用上、PGAとほぼ同等の特性を発揮
させることができる。
度が過度に低下したときにおいても、潤滑油を圧縮機1
00に供給することができるようにしたものである。
るオイルに、この主成分(PGA又はPVE)より相溶
性の高いもの(本実施形態では、POE)を混合したも
のである。
量混合することにより、相溶性が過度に高くなることを
防止しつつ、ある程度の相溶性を確保することより、冷
媒の温度が過度に低下して液相冷媒が圧縮機100に吸
入される状態となっても、相溶性が確保されているた
め、液相冷媒と共に潤滑油を圧縮機100に供給するこ
とができきる。したがって、冷媒の温度が過度に低下す
る等して、潤滑油の供給量が低下してしまうときであっ
ても、十分な量の潤滑油を圧縮機100に供給すること
ができる。
ルの模式図である。
ルに使用される密閉型電動圧縮機の断面図である。
ルに使用されるアキュムレータの模式図である。
す図表である。
減圧器、400…蒸発器、500…アキュムレータ。
Claims (4)
- 【請求項1】 二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルで
あって、 冷媒を吸入圧縮するとともに、冷媒が電動モータ(12
0)内を流通する密閉型電動圧縮機(100)と、 前記密閉型電動圧縮機(100)から吐出する冷媒を冷
却する放熱器(200)と、 前記放熱器(200)から流出する冷媒を減圧する減圧
器(300)と、 前記減圧器(300)にて減圧された冷媒を蒸発させる
蒸発器(400)と、 前記蒸発器(400)から流出する冷媒を液相冷媒と気
相冷媒とに分離するとともに、前記蒸発器(400)か
ら流出する冷媒中から前記密閉型電動圧縮機(100)
の潤滑油を分離し、その分離した気相冷媒及び潤滑油を
前記密閉型電動圧縮機(100)の吸入側に向けて流出
するアキュムレータ(500)とを有し、 前記密閉型電動圧縮機(100)の潤滑油として、ポリ
アルキレングリコールを主成分とするオイルを用いたこ
とを特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項2】 二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルで
あって、 冷媒を吸入圧縮するとともに、冷媒が電動モータ(12
0)内を流通する密閉型電動圧縮機(100)と、 前記密閉型電動圧縮機(100)から吐出する冷媒を冷
却する放熱器(200)と、 前記放熱器(200)から流出する冷媒を減圧する減圧
器(300)と、 前記減圧器(300)にて減圧された冷媒を蒸発させる
蒸発器(400)と、 前記蒸発器(400)から流出する冷媒を液相冷媒と気
相冷媒とに分離するとともに、前記蒸発器(400)か
ら流出する冷媒中から前記密閉型電動圧縮機(100)
の潤滑油を分離し、その分離した気相冷媒及び潤滑油を
前記密閉型電動圧縮機(100)の吸入側に向けて流出
するアキュムレータ(500)とを有し、 前記密閉型電動圧縮機(100)の潤滑油として、ポリ
ビニルエーテルを主成分とするオイルを用いたことを特
徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項3】 前記密閉型電動圧縮機(100)の潤滑
油には、前記主成分より二酸化炭素との相溶性の高いオ
イルが混合されていることを特徴とする請求項1又は2
に記載の冷凍サイクル。 - 【請求項4】 前記密閉型電動圧縮機(100)の潤滑
油には、ポリオールエステルが混合されていることを特
徴とする請求項1又は2に記載の冷凍サイクル。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23569399A JP2001066004A (ja) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | 冷凍サイクル |
DE10040770A DE10040770A1 (de) | 1999-08-23 | 2000-08-21 | Kältekreislauf unter Verwendung von Kohlendioxid als Kältemittel |
US09/644,330 US6339932B1 (en) | 1999-08-23 | 2000-08-23 | Refrigerating cycle using carbon dioxide as refrigerant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23569399A JP2001066004A (ja) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | 冷凍サイクル |
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