JP2021025670A - 冷媒サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】CF3Iを含む冷媒を用いる場合であっても、CF3Iを含む冷媒に起因する冷媒回路の部品の腐食を抑制させることが可能な冷媒サイクル装置を提供する。【解決手段】圧縮機(11)と膨張弁(9)と室外熱交換器(13)と室内熱交換器(18)が接続されて構成されており、CF3Iを含む冷媒が循環する冷媒回路(10)を有する冷媒サイクル装置(1)であって、冷媒回路(10)は、冷媒に触れる部品(5、6、26、30、31、35、41、57、81、82、83、93b)を有しおり、部品は、少なくとも冷媒に触れる表面が、亜鉛の割合が10wt%以下の金属、ナイロン66以外の樹脂、および、カーボンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を含む耐腐食材料で構成されている。【選択図】図1
Description
本開示は、冷媒サイクル装置に関する。
従来より、環境負荷を考慮し、オゾン層破壊係数(ODP:Ozone Depletion Potential)が比較的小さい冷媒や、地球温暖化係数(GWP:Global Warming Potential)が比較的小さい冷媒が検討されている。
例えば、特許文献1(特開2017−149943号公報)では、オゾン層破壊係数および地球温暖化係数を低く抑えることが可能な冷媒が検討されている。
他方で、地球温暖化係数を小さい冷媒は、燃焼性が高まる傾向にあることから、近年、R466A等のようにCF3Iを含む冷媒についての検討が進められている。
これに対して、本願発明者は、CF3Iを含む冷媒を冷媒回路に充填させて冷凍サイクルを行う場合には、従来より冷媒回路において用いられている部品において腐食が生じることを新たに見出した。
本開示は、CF3Iを含む冷媒を用いる場合であっても、CF3Iを含む冷媒に起因する冷媒回路の部品の腐食を抑制させることが可能な冷媒サイクル装置を提供することにある。
第1観点に係る冷媒サイクル装置は、冷媒回路を有する冷媒サイクル装置である。冷媒回路は、圧縮機と膨張弁と熱交換器が接続されて構成されている。冷媒回路は、CF3Iを含む冷媒が循環する。冷媒回路は、冷媒に触れる部品を有している。部品は、少なくとも冷媒に触れる表面が、亜鉛の割合が10wt%以下の金属、ナイロン66以外の樹脂、および、カーボンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を含む耐腐食材料で構成されている。
なお、部品は、その全体が耐腐食材料により構成されていてもよいし、冷媒と触れる部分が耐腐食材料を含む保護層でコーティングされており保護層以外の部分は耐腐食材料以外の材料で構成されていてもよい。
この冷媒サイクル装置は、CF3Iを含む冷媒に起因する冷媒回路の部品の腐食を抑制させることが可能になる。
第2観点に係る冷媒サイクル装置は、第1観点の冷媒サイクル装置であって、部品は、圧縮機が有するバランスウェイト、膨張弁が有するニードル、熱交換器が有する伝熱管、冷媒配管、および、冷媒配管を接続するフレアナットの少なくともいずれかである。耐腐食材料は、亜鉛の割合が10wt%以下の金属である。
ここでの耐腐食材料は、亜鉛の割合が5wt%以下の金属であることが好ましく、亜鉛の割合が5wt%以下の銅合金であってよい。
この冷媒サイクル装置は、冷媒回路の部品のうち、圧縮機が有するバランスウェイト、膨張弁が有するニードル、熱交換器が有する伝熱管、冷媒配管、および、冷媒配管を接続するフレアナットの少なくともいずれかを金属で構成した場合において、CF3Iを含む冷媒に起因する腐食を抑制することができる。
第3観点に係る冷媒サイクル装置は、第2観点の冷媒サイクル装置であって、部品は、圧縮機が有するバランスウェイトである。耐腐食材料は、錫またはアルミニウムを0.2wt%以上1.0wt%以下含む銅合金であるか、または、ステンレス鋼である。
この冷媒サイクル装置は、密度の大きな材料を用いることでバランスウェイトを小型化させることができると共に、CF3Iを含む冷媒に起因するバランスウェイトの腐食を抑制することが可能となる。
第4観点に係る冷媒サイクル装置は、第2観点の冷媒サイクル装置であって、部品は、膨張弁が有するニードルである。耐腐食材料は、錫またはアルミニウムを0.2wt%以上1.0wt%以下含む銅合金であるか、または、ステンレス鋼である。
この冷媒サイクル装置は、膨張弁が有するニードルについて、耐エロージョン性および耐コロージョン性を確保しつつ、CF3Iを含む冷媒に起因する腐食を抑制することが可能となる。
第5観点に係る冷媒サイクル装置は、第1観点の冷媒サイクル装置であって、部品は、圧縮機の軸受である。耐腐食材料は、カーボン、ポリイミド樹脂、および、ポリアミドイミド樹脂のいずれかである。
この冷媒サイクル装置は、圧縮機の軸受について、低摩擦性および低摩耗性を確保しつつ、CF3Iを含む冷媒に起因する腐食を抑制することが可能となる。
第6観点に係る冷媒サイクル装置は、第1観点の冷媒サイクル装置であって、冷媒回路は、四路切換弁を有している。部品は、四路切換弁が有する弁体である。耐腐食材料は、PBT、PET、PTFE、および、PPSからなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂である。
この冷媒サイクル装置は、四路切換弁が有する弁体について、滑り性を良好としつつ、CF3Iを含む冷媒に起因する腐食を抑制し、腐食による劣化に伴う部材の強度低下を抑制することが可能となる。
第7観点に係る冷媒サイクル装置は、第1観点から第6観点のいずれかの冷媒サイクル装置であって、冷媒回路の内部は、空気量が10Torr以下であり、かつ、水分量が500ppm以下である。
この冷媒サイクル装置は、CF3Iを含む冷媒の分解を抑制し、当該分解物による冷媒回路が有する部品の腐食を抑制することが可能になる。
第8観点に係る冷媒サイクル装置は、第1観点から第7観点のいずれかの冷媒サイクル装置であって、制御部をさらに備えている。制御部は、圧縮機から吐出される吐出冷媒の温度が100℃以下となるように圧縮機を制御する。
この冷媒サイクル装置は、CF3Iを含む冷媒の分解を抑制し、当該分解物による冷媒回路が有する部品の腐食を抑制することが可能になる。
第9観点に係る冷媒サイクル装置は、第1観点から第8観点のいずれかの冷媒サイクル装置であって、冷凍機油として、エーテル油またはエステル油が用いられている。
第10観点に係る冷媒サイクル装置は、第9観点の冷媒サイクル装置であって、冷凍機油には、極圧剤、酸捕捉剤、および、酸化防止剤からなる群より選択される少なくとも1種以上が含まれている。
この冷媒サイクル装置は、CF3Iを含む冷媒の分解を抑制し、当該分解物による冷媒回路が有する部品の腐食を抑制することが可能になる。
以下、冷媒回路の概略構成図である図1、概略制御ブロック構成図である図2を参照しつつ、本実施形態に係る冷凍サイクル装置としての空気調和装置1について説明する。
(1)空気調和装置1の概要
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことで、対象空間の空気を調和させる装置である。
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことで、対象空間の空気を調和させる装置である。
空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3を接続する液冷媒連絡配管6およびガス冷媒連絡配管5と、空気調和装置1の動作を制御するコントローラ7と、を有している。
空気調和装置1では、冷媒回路10内に封入された冷媒が、圧縮、凝縮または放熱、減圧、蒸発した後に、再び圧縮される、という冷凍サイクルが行われる。本実施形態では、冷媒回路10には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒が充填されている。
(冷媒)
冷媒回路10に充填される冷媒は、CF3Iのみからなる冷媒またはCF3Iを含む混合冷媒を用いることができる。このような冷媒としては、例えば、R32とR125とCF3Iを含む冷媒としてR466A等の冷媒を用いることができる。ここで、冷媒中のCF3Iの含有量は、特に限定されないが、例えば、5wt%以上70wt%以下であってよく、20wt%以上50wt%以下であることが好ましい。ここで、CF3Iを含む冷媒は、燃焼性が低く、オゾン層破壊係数(ODP:Ozone Depletion Potential)と地球温暖化係数(GWP:Global Warming Potential)の両方が低い値でバランスしやすい点で好ましい。
冷媒回路10に充填される冷媒は、CF3Iのみからなる冷媒またはCF3Iを含む混合冷媒を用いることができる。このような冷媒としては、例えば、R32とR125とCF3Iを含む冷媒としてR466A等の冷媒を用いることができる。ここで、冷媒中のCF3Iの含有量は、特に限定されないが、例えば、5wt%以上70wt%以下であってよく、20wt%以上50wt%以下であることが好ましい。ここで、CF3Iを含む冷媒は、燃焼性が低く、オゾン層破壊係数(ODP:Ozone Depletion Potential)と地球温暖化係数(GWP:Global Warming Potential)の両方が低い値でバランスしやすい点で好ましい。
(冷凍機油)
冷媒回路10には、当該冷媒と共に冷凍機油が封入される。上記冷媒と共に用いられる冷凍機油としては、エーテル油またはエステル油であることが好ましい。エーテル油としては、例えば、ポリビニルエーテル油、ポリオキシアルキレン油等が挙げられる。エステル油としては、例えば、二塩基酸と1価アルコールとの二塩基酸エステル油、ポリオールと脂肪酸とのポリオールエステル油、またはポリオールと多価塩基酸と1価アルコール(又は脂肪酸)とのコンプレックスエステル油、ポリオール炭酸エステル油等が挙げられる。なお、冷凍機油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
冷媒回路10には、当該冷媒と共に冷凍機油が封入される。上記冷媒と共に用いられる冷凍機油としては、エーテル油またはエステル油であることが好ましい。エーテル油としては、例えば、ポリビニルエーテル油、ポリオキシアルキレン油等が挙げられる。エステル油としては、例えば、二塩基酸と1価アルコールとの二塩基酸エステル油、ポリオールと脂肪酸とのポリオールエステル油、またはポリオールと多価塩基酸と1価アルコール(又は脂肪酸)とのコンプレックスエステル油、ポリオール炭酸エステル油等が挙げられる。なお、冷凍機油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの冷凍機油には、添加剤として、極圧剤、酸捕捉剤、および、酸化防止剤からなる群より選択される少なくとも1種以上を含ませることができる。これらの添加剤は、例えば、冷凍機油中に3wt%以下配合させることが好ましく、特に、冷凍機油中の酸捕捉剤については濃度が1.0wt%以上であることが好ましい。酸化防止剤や酸捕捉剤の配合量を調節することで、冷媒と冷凍機油を含む流体中の水分含有量を調節しやすくなる。
極圧剤には、例えば、リン酸エステル類を含むもの、モノスルフィド類、ポリスルフィド類、スルホキシド類、スルホン類、チオスルフィネート類、硫化油脂、チオカーボネート類、チオフェン類、チアゾール類、メタンスルホン酸エステル類等の有機硫黄化合物系の極圧剤、チオリン酸トリエステル類等のチオリン酸エステル系の極圧剤、高級脂肪酸、ヒドロキシアリール脂肪酸類、多価アルコールエステル類、アクリル酸エステル類等のエステル系の極圧剤、塩素化パラフィン等の塩素化炭化水素類、塩素化カルボン酸誘導体等の有機塩素系の極圧剤、フッ素化脂肪族カルボン酸類、フッ素化エチレン樹脂、フッ素化アルキルポリシロキサン類、フッ素化黒鉛等の有機フッ素化系の極圧剤、高級アルコール等のアルコール系の極圧剤、ナフテン酸塩類(ナフテン酸鉛等)、脂肪酸塩類(脂肪酸鉛等)、チオリン酸塩類(ジアルキルジチオリン酸亜鉛等)、チオカルバミン酸塩類、有機モリブデン化合物、有機スズ化合物、有機ゲルマニウム化合物、ホウ酸エステル等の金属化合物系の極圧剤が挙げられる。
酸捕捉剤としては、フェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α−オレフィンオキシド、エポキシ化大豆油などのエポキシ化合物、カルボジイミド等を用いることができる。なお、これらのうち、相溶性の観点から、フェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α−オレフィンオキシドが好ましい。これらの炭素数は、3以上30以下であればよく、4以上24以下であればより好ましい。また、α−オレフィンオキシドは、全炭素数が4以上50以下であればよく、4以上24以下であればより好ましい。酸捕捉剤は、1種だけを用いてもよく、複数種類を併用することも可能である。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系の酸化防止剤やアミン系の酸化防止剤を用いることができる。フェノール系の酸化防止剤には、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(DBPC)、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ビスフェノールA等がある。また、アミン系の酸化防止剤には、N,N’−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、N.N’−ジ−フェニル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジ(2−ナフチル)−p−フェニレンジアミン等がある。
冷媒回路10における水分含有量は、CF3Iを含む冷媒の分解を抑制させる観点から、500ppm以下であることが好ましい。なお、冷媒の凝縮器として機能している熱交換器(室内熱交換器18または室外熱交換器13)の出口を流れる流体を対象とした場合の水分含有量が500ppm以下であることが好ましい。
冷媒回路10を流れる流体における空気量は、CF3Iを含む冷媒の分解を抑制させる観点から、10Torr以下であることが好ましい。
(1−1)室外ユニット2
室外ユニット2は、液冷媒連絡配管6およびガス冷媒連絡配管5を介して室内ユニット3と接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機11と、四路切換弁12と、室外熱交換器13と、膨張弁9と、低圧レシーバ14と、室外ファン15と、液側閉鎖弁17と、ガス側閉鎖弁16と、を有している。
室外ユニット2は、液冷媒連絡配管6およびガス冷媒連絡配管5を介して室内ユニット3と接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機11と、四路切換弁12と、室外熱交換器13と、膨張弁9と、低圧レシーバ14と、室外ファン15と、液側閉鎖弁17と、ガス側閉鎖弁16と、を有している。
圧縮機11は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機11としては、例えば、ロータリ式やスクロール式等の圧縮要素が圧縮機モータによって回転駆動される圧縮機を用いることができ、本実施形態の圧縮機11の詳細は後述する。圧縮機モータは、容量を変化させるためのものであり、インバータにより運転周波数の制御が可能である。
四路切換弁12は、冷媒回路10における接続状態を切り換えることで、圧縮機11の吐出側と室外熱交換器13とを接続しつつ圧縮機11の吸入側とガス側閉鎖弁16とを接続する第1接続状態(図1の実線参照)と、圧縮機11の吐出側とガス側閉鎖弁16とを接続しつつ圧縮機11の吸入側と室外熱交換器13とを接続する第2接続状態(図1の点線参照)と、を切り換えることができる。より具体的には、四路切換弁12は、詳細は後述するが、第1接続ポート51、第2接続ポート52、第3接続ポート53、第4接続ポート54の4つの接続ポートを有している。
室外熱交換器13は、冷房運転時には冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の凝縮器または放熱器として機能し、暖房運転時には冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器13は、冷媒が中を流れる複数の伝熱管(図示せず)と、互いの隙間を空気が流れる複数の伝熱フィン(図示せず)とを含んでいる。複数の伝熱管が上下方向に並んでおり、各伝熱管は実質的に水平方向に延びている。当該伝熱管は、亜鉛の割合が10wt%以下の金属、より好ましくは亜鉛の割合が5wt%以下の金属で構成されている。当該金属としては、例えば、銅、銅合金、鉄、鉄を含む合金、ステンレス鋼等が挙げられる。上下方向に延びた複数の伝熱フィンは、互いに所定の間隔をあけて、伝熱管が延びる方向に沿って並んでいる。各伝熱フィンを複数の伝熱管が貫通するように、複数の伝熱フィンと複数の伝熱管とが組み合わされている。
室外ファン15は、室外ユニット2内に室外の空気を室外熱交換器13に供給し、室外熱交換器13において冷媒と熱交換させた後に、室外ユニット2の外部に排出するための空気流れを生じさせる。室外ファン15は、室外ファンモータによって回転駆動される。
膨張弁9は、室外熱交換器13の液側端部と液側閉鎖弁17との間に設けられている。膨張弁9は、例えば、制御により弁開度を調節可能な電子膨張弁であり、詳細は後述する。
低圧レシーバ14は、圧縮機11の吸入側と四路切換弁12の接続ポートの1つとの間に設けられており、冷媒回路10における余剰冷媒を液冷媒として貯留することが可能な冷媒容器である。
液側閉鎖弁17は、室外ユニット2における液冷媒連絡配管6との接続部分に配置された手動弁である。
ガス側閉鎖弁16は、室外ユニット2におけるとガス冷媒連絡配管5との接続部分に配置された手動弁である。
室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外ユニット制御部71を有している。室外ユニット制御部71は、CPUやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。室外ユニット制御部71は、各室内ユニット3の室内ユニット制御部72と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。
室外ユニット2には、吐出温度センサ75、吸入温度センサ76、室外熱交温度センサ77、外気温度センサ78等が設けられている。これらの各センサは、室外ユニット制御部71と電気的に接続されており、室外ユニット制御部71に対して検出信号を送信する。吐出温度センサ75は、圧縮機11の吐出側と四路切換弁12の接続ポートの1つである第4接続ポート54とを接続する吐出配管4dを流れる冷媒の温度を検出する。吸入温度センサ76は、圧縮機11の吸入側と四路切換弁12の接続ポートの1つとを接続する吸入流路のうち、低圧レシーバ14から圧縮機11の吸入側まで延びた吸入配管4eを流れる冷媒の温度を検出する。室外熱交温度センサ77は、室外熱交換器13のうち第3配管4cが接続されている側とは反対側である液側の出口を流れる冷媒の温度を検出する。外気温度センサ78は、室外熱交換器13を通過する前の屋外の空気温度を検出する。
(1−2)室内ユニット3
室内ユニット3は、対象空間である室内の壁面や天井等に設置されている。室内ユニット3は、液冷媒連絡配管6およびガス冷媒連絡配管5を介して室外ユニット0と接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室内ユニット3は、対象空間である室内の壁面や天井等に設置されている。室内ユニット3は、液冷媒連絡配管6およびガス冷媒連絡配管5を介して室外ユニット0と接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室内ユニット3は、室内熱交換器18と、室内ファン19と、を有している。
室内熱交換器18は、液側が、液冷媒連絡配管6と接続され、ガス側端が、ガス冷媒連絡配管5とを接続されている。室内熱交換器18は、冷房運転時には冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の凝縮器または放熱器として機能する熱交換器である。
室内ファン19は、室内ユニット3内に空調対象空間である室内の空気を吸入して、室内熱交換器18において冷媒と熱交換させた後に、室内ユニット3の外部に排出するための空気流れを生じさせる。室内ファン19は、室内ファンモータによって回転駆動される。
また、室内ユニット3は、室内ユニット3を構成する各部の動作を制御する室内ユニット制御部72を有している。室内ユニット制御部72は、CPUやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。室内ユニット制御部72は、室外ユニット制御部71と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。
室内ユニット3には、室内液側熱交温度センサ73、室内空気温度センサ74等が設けられている。これらの各センサは、室内ユニット制御部72と電気的に接続されており、室内ユニット制御部72に対して検出信号を送信する。室内液側熱交温度センサ73は、室内熱交換器18のうちガス冷媒連絡配管5が接続されている側とは反対側である液側の出口を流れる冷媒の温度を検出する。室内空気温度センサ74は、室内熱交換器18を通過する前の室内の空気温度を検出する。
(1−3)コントローラ7
空気調和装置1では、室外ユニット制御部71と室内ユニット制御部72が通信線を介して接続されることで、空気調和装置1の動作を制御するコントローラ7が構成されている。
空気調和装置1では、室外ユニット制御部71と室内ユニット制御部72が通信線を介して接続されることで、空気調和装置1の動作を制御するコントローラ7が構成されている。
コントローラ7は、主として、CPU(中央演算処理装置)と、ROMやRAM等のメモリを有している。なお、コントローラ7による各種処理や制御は、室外ユニット制御部71および/又は室内ユニット制御部72に含まれる各部が一体的に機能することによって実現されている。
コントローラ7は、空気調和装置1の冷媒回路10中を流れる流体が触れる箇所の最高温度が、例えば、100℃以下となるように、冷媒回路10の構成要素を制御することが好ましい。このような制御としては、例えば、圧縮機11の駆動周波数が所定値以上にならないようにする制御や、圧縮機11から吐出される冷媒の温度が所定温度以上にならないようにする制御や、圧縮機11から吐出される冷媒の圧力が所定圧力以上にならないようにする制御等が挙げられる。ここで、圧縮機11から吐出される冷媒の温度が所定温度以上にならないようにする制御等は、圧縮機11の駆動周波数を下げること、および/または、膨張弁9の弁開度を上げることにより実現してもよい。これらの制御により、CF3Iを含む冷媒の分解を抑制することで、腐食を効果的に抑制させることが可能になる。
(1−4)リモコン70
リモコン70は、空調対象空間である室内または空調対象空間を含む建物の特定の空間に配置されており、空気調和装置1の運転制御指令や運転状態の監視を行うためにユーザ等により使用される。
リモコン70は、空調対象空間である室内または空調対象空間を含む建物の特定の空間に配置されており、空気調和装置1の運転制御指令や運転状態の監視を行うためにユーザ等により使用される。
リモコン70は、ユーザ等により操作されることで情報の入力を受け付けるための操作ボタンやタッチパネル等の受付部70aと、各種情報を表示可能なディスプレイ70bを備えている。リモコン70は、室外ユニット制御部71および室内ユニット制御部72に対して通信線を介して接続されており、ユーザから受付部70aにおいて受け付けた情報をコントローラ7に供給することが可能となっている。また、コントローラ7から受信した情報を、ディスプレイ70bにおいて出力することが可能になっている。
ユーザ等から受付部70aが受け付ける情報としては、特に限定されないが、冷房運転モードを実行させる指令、暖房運転モードを実行させる指令、運転を停止させる指令、設定温度の指定等の各種情報が挙げられる。ディスプレイ70bに表示される情報としては、特に限定されないが、現在の運転モードの状態(冷房または暖房)、設定温度、各種の異常が生じていることを示す情報等が挙げられる。
(2)圧縮機11の構造
圧縮機11としては、例えば、図3に示すような、スクロール圧縮機を用いることができる。
圧縮機11としては、例えば、図3に示すような、スクロール圧縮機を用いることができる。
この圧縮機11は、ケーシング20と、スクロール圧縮機構21と、駆動モータ24と、クランクシャフト25と、下部軸受26と、バランスウェイト30と、を備えている。
ケーシング20は、上下が開口した略円筒状の円筒部材20aと、円筒部材20aの上端および下端にそれぞれ設けられた上蓋20bおよび下蓋20cとを有する。円筒部材20aと、上蓋20bおよび下蓋20cとは、気密を保つように溶接により固定される。ケーシング20には、スクロール圧縮機構21、駆動モータ24、クランクシャフト25、および下部軸受26を含む圧縮機11の構成機器が収容される。また、ケーシング20の下部には油溜まり空間Soが形成される。油溜まり空間Soには、スクロール圧縮機構21等を潤滑するための冷凍機油Oが溜められる。ケーシング20の上部には、冷媒回路10の冷凍サイクルにおける低圧ガス冷媒を吸入し、スクロール圧縮機構21にガス冷媒を供給する吸入配管4eが、上蓋20bを貫通して設けられる。吸入配管4eの下端は、スクロール圧縮機構21の固定スクロール22に接続される。吸入配管4eは、後述するスクロール圧縮機構21の圧縮室Scと連通する。ケーシング20の円筒部材20aの中間部には、ケーシング20外に吐出される冷媒が通過する吐出配管4dが設けられる。吐出配管4dは、ケーシング20の内部の吐出配管4dの端部が、スクロール圧縮機構21のハウジング27の下方に形成された高圧空間Shに突き出すように配置される。吐出配管4dには、スクロール圧縮機構21による圧縮後の、冷凍サイクルにおける高圧冷媒が流れる。
スクロール圧縮機構21は、主に、ハウジング27と、ハウジング27の上方に配置される固定スクロール22と、固定スクロール22と組み合わされて圧縮室Scを形成する可動スクロール23と、を有する。
固定スクロール22は、平板状の固定側鏡板22aと、固定側鏡板22aの前面から突出する渦巻状の固定側ラップ22bと、固定側ラップ22bを囲む外縁部22cとを有する。固定側鏡板22aの中央部には、スクロール圧縮機構21の圧縮室Scに連通する非円形形状の吐出口22dが、固定側鏡板22aを厚さ方向に貫通して形成される。圧縮室Scで圧縮された冷媒は、吐出口22dから吐出され、固定スクロール22およびハウジング27に形成された図示しない冷媒通路を通過して、高圧空間Shへ流入する。
可動スクロール23は、平板状の可動側鏡板23aと、可動側鏡板23aの前面から突出する渦巻状の可動側ラップ23bと、可動側鏡板23aの背面から突出する、円筒状に形成されたボス部23cとを有する。固定スクロール22の固定側ラップ22bと、可動スクロール23の可動側ラップ23bとは、固定側鏡板22aの下面と可動側鏡板23aの上面とが対向する状態で組み合わされる。隣接する固定側ラップ22bと可動側ラップ23bとの間には、圧縮室Scが形成される。可動スクロール23が後述するように固定スクロール22に対して公転することで、圧縮室Scの体積が周期的に変化し、スクロール圧縮機構21において、冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われる。ボス部23cは、上端の塞がれた円筒状部分である。ボス部23cの中空部に、後述するクランクシャフト25の偏心部25bが挿入されることで、可動スクロール23とクランクシャフト25とが連結される。ボス部23cは、可動スクロール23とハウジング27との間に形成される偏心部空間28に配置される。偏心部空間28は、後述するクランクシャフト25の給油経路39等を介して高圧空間Shと連通しており、偏心部空間28には高い圧力が作用する。この圧力により、偏心部空間28内の可動側鏡板23aの下面は、固定スクロール22に向かって上方に押される。この力により、可動スクロール23は、固定スクロール22に密着する。可動スクロール23は、「オルダムリング空間Sr」に配置されたオルダムリング29を介してハウジング27に支持される。オルダムリング29は、可動スクロール23の自転を防止し、公転させる部材である。オルダムリング29を用いることで、クランクシャフト25が回転すると、ボス部23cにおいてクランクシャフト25と連結された可動スクロール23が、固定スクロール22に対して自転することなく公転し、圧縮室Sc内の冷媒が圧縮される。
ハウジング27は、円筒部材20aの内側に圧入され、その外周面において周方向の全体に亘って円筒部材20aに固定されている。また、ハウジング27と固定スクロール22とは、ハウジング27の上端面が、固定スクロール22の外縁部22cの下面と密着するように、図示しないボルト等により固定されている。ハウジング27には、上面中央部に凹むように配置される凹部27aと、凹部27aの下方に配置される上部軸受部27bとが形成される。凹部27aは、可動スクロール23のボス部23cが配置される偏心部空間28の側面を囲む。上部軸受部27bには、クランクシャフト25の主軸25aを軸支する円筒形状の金属部材である上部軸受35が配置される。上部軸受35は、上部軸受35に挿入された主軸25aを回転自在に支持する。また、ハウジング27には、オルダムリング29が配置されるオルダムリング空間Srが形成される。
駆動モータ24は、円筒部材20aの内壁面に固定された環状のステータ33と、ステータ33の内側に、僅かな隙間(エアギャップ通路)を空けて回転自在に収容されたロータ32とを有する。ステータ33は、コイルを有して構成されている。ロータ32は、円筒部材20aの軸心に沿って上下方向に延びるように配置されたクランクシャフト25を介して可動スクロール23と連結される。ロータ32が回転することで、可動スクロール23は、固定スクロール22に対して公転する。
クランクシャフト25は、駆動モータ24の駆動力を可動スクロール23に伝達する。クランクシャフト25は、円筒部材20aの軸心に沿って上下方向に延びるように配置され、駆動モータ24のロータ32と、スクロール圧縮機構21の可動スクロール23とを連結する。クランクシャフト25は、円筒部材20aの軸心と中心軸が一致する主軸25aと、円筒部材20aの軸心に対して偏心した偏心部25bとを有する。偏心部25bは、前述のように可動スクロール23のボス部23cに挿入される。なお、偏心部25bの径方向外側には、偏心部25bを軸支する円筒形状の金属部材であるピン軸受31が設けられている。主軸25aは、ピン軸受31、ハウジング27の上部軸受部27bの上部軸受35、および、後述する下部軸受26により、回転自在に支持される。主軸25aは、上部軸受35と下部軸受26との間で、駆動モータ24のロータ32に連結される。クランクシャフト25の内部には、スクロール圧縮機構21等に冷凍機油Oを供給するための給油経路39が形成される。主軸25aの下端は、ケーシング20の下部に形成された油溜まり空間So内に位置し、油溜まり空間Soの冷凍機油Oは、給油経路39を通じてスクロール圧縮機構21等に供給される。
バランスウェイト30は、クランクシャフト25とは別部材であって環状を呈し、主軸25aに嵌め込まれている。バランスウェイト30は、円筒形状部分30aと、円筒形状部分30aの周方向の一部に形成された偏心部分30bと、を有する。円筒形状部分30aの重心はクランクシャフト25の軸心上にあり、軸方向視において円形状を呈している。偏心部分30bは、重心がクランクシャフト25の軸心から偏心しており、具体的には、クランクシャフト25の軸心から所定方向へと偏心している。これにより、バランスウェイト30全体の重心も、クランクシャフト25の軸心から所定方向へと偏心している。上述の通り、可動スクロール23は、その中心近傍がクランクシャフト25の偏心部25bによって摺動自在に支持される。これにより、可動スクロール23も、偏心部25bと同じ方向に偏心している。以上の構造により、所定方向を偏心部25bの偏心方向とは反対へと向けて、バランスウェイト30を主軸25aに配設することで、可動スクロール23とバランスをとることができるため、クランクシャフト25の振れが防止される。
下部軸受26は、駆動モータ24の下方に配置される。下部軸受26は、円筒部材20aの内側下方において固定される。下部軸受26は、クランクシャフト25の下端側の軸受を構成し、クランクシャフト25の主軸25aを回転自在に支持する円筒形状の金属部材である。
次に、圧縮機11の動作について説明する。
駆動モータ24が起動すると、ロータ32がステータ33に対して回転し、ロータ32と固定されたクランクシャフト25が回転する。クランクシャフト25が回転すると、クランクシャフト25に連結された可動スクロール23が固定スクロール22に対して公転する。そして、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が、吸入配管4eを通って、圧縮室Scの周縁側から、圧縮室Scに吸引される。可動スクロール23が公転するのに従い、吸入配管4eと圧縮室Scとは連通しなくなる。そして、圧縮室Scの容積が減少するのに伴って、圧縮室Scの圧力が上昇し始める。
圧縮室Sc内の冷媒は、圧縮室Scの容積が減少するのに伴って圧縮され、最終的に高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、固定側鏡板22aの中心付近に位置する吐出口22dから吐出される。その後、高圧のガス冷媒は、固定スクロール22およびハウジング27に形成された図示しない冷媒通路を通過して、高圧空間Shへ流入する。高圧空間Shに流入した、スクロール圧縮機構21による圧縮後の、冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒は、吐出配管4dから吐出される。
以上の圧縮機11のうち、特に、ピン軸受31、上部軸受35、下部軸受26、バランスウェイト30、可動スクロール23、固定スクロール22、オルダムリング29、および、クランクシャフト25の少なくともいずれか1つは、亜鉛の割合が10wt%以下の金属で構成されており、亜鉛の割合が5wt%以下の金属で構成されていることが好ましい。
特に、バランスウェイト30は、密度や比重が大きいため大きさを小さく形成することができ、加工性が良く、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制できるという観点から、亜鉛の割合が5wt%以下の銅合金で構成されていることが好ましく、亜鉛の割合が5wt%以下であり錫またはアルミニウムを0.2wt%以上1.0wt%以下含む銅合金で構成されていることがより好ましい。なお、バランスウェイト30を銅合金とは別の金属で構成する場合には、SUS304等のステンレス鋼とすることが好ましい。
また、ピン軸受31、上部軸受35、下部軸受26については、低摩擦性であり、低摩耗性であり、加工性が良く、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制できるという観点から、カーボン、ポリイミド樹脂、および、ポリアミドイミド樹脂のいずれかによって構成されていることが好ましい。
(3)膨張弁9の構造
膨張弁9としては、例えば、図4に示すような、ニードル93bを有する弁体93を用いた電子膨張弁を用いることができる。
膨張弁9としては、例えば、図4に示すような、ニードル93bを有する弁体93を用いた電子膨張弁を用いることができる。
この膨張弁9は、コイル91、ロータ92、弁体93、ケーシング94、弁座部材95等を主として有している。
コイル91は、弁体93の長手方向を軸方向とした場合の周方向に設けられている。
ロータ92は、コイル91によって回転駆動される。ロータ92は、回転することで、ねじ軸方向に移動する。
弁体93は、シャフト93aとニードル93bにより構成されている。シャフト93aは円筒形状で上下に延びており、一端がロータ92に対して同軸状となるように取り付けられており、ロータ92と共に軸方向に移動する。ニードル93bは、シャフト93aの下端において下方を向いた円錐状に設けられている。ニードル93bは、後述の弁体側空間96内に突出している。
ケーシング94は、コイル91、ロータ92、弁体93のうちのシャフト93a等を内部に収容している。
弁座部材95は、ケーシング94の下方に設けられている。弁座部材95は、第1連結部97、第2連結部98と、第1連結部97と第2連結部98とを連通させるための弁体側空間96と、弁体側空間96と第1連結部97との間に設けられた弁座99と、を有している。弁座99は、弁体93のニードル93bを径方向外側の下方から対向するように、漏斗状に形成されている。
このようにして、第1連結部97または第2連結部98から流入した高圧液冷媒は、ニードル93bと弁座99との隙間を通過することによって減圧される。なお、その際における減圧の度合いは、ロータ92の回転によって弁体93を進退させて、ニードル93bと弁座99との隙間の大きさを変更することによって調整される。
上記ニードル93bを有する弁体93は、耐エロージョン性および耐コロージョン性が良好であり、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制できるという観点から、亜鉛の割合が10wt%以下の銅合金で構成することができ、亜鉛の割合が5wt%以下の銅合金で構成されていることが好ましく、亜鉛の割合が5wt%以下であり錫またはアルミニウムを0.2wt%以上1.0wt%以下含む銅合金で構成されていることがより好ましい。なお、ニードル93bを有する弁体93を銅合金とは別の金属で構成する場合には、SUS304等のステンレス鋼とすることが好ましい。
(4)四路切換弁12の構造
四路切換弁12は、図5に示すように、四路切換弁本体50と、接続状態を切り換えるためのパイロット電磁弁60と、高圧引用管64a、低圧引用管61a、第1パイロット管62a、第2パイロット管63aと、を有している。なお、図中の、「LP」は圧縮機11に吸入される冷媒の圧力を示しており、「HP」とは圧縮機11から吐出された冷媒の圧力を示している。
四路切換弁12は、図5に示すように、四路切換弁本体50と、接続状態を切り換えるためのパイロット電磁弁60と、高圧引用管64a、低圧引用管61a、第1パイロット管62a、第2パイロット管63aと、を有している。なお、図中の、「LP」は圧縮機11に吸入される冷媒の圧力を示しており、「HP」とは圧縮機11から吐出された冷媒の圧力を示している。
四路切換弁本体50は、第1接続ポート51、第2接続ポート52、第3接続ポート53、および、第4接続ポート54の4つの接続ポートと、弁体57と、第1室55と、第2室56と、第1連通部55aと、第2連通部56aと、高圧引用部54aと、低圧引用部51aと、を有している。
四路切換弁本体50の第4接続ポート54には、圧縮機11の吐出側から延びる吐出配管4dが接続されている。四路切換弁本体50の第1接続ポート51には、低圧レシーバ14から延びた第1配管4aが接続されている。四路切換弁本体50の第2接続ポート52には、ガス側閉鎖弁16から延びた第2配管4bが接続されている。四路切換弁本体50の第3接続ポート53には、室外熱交換器13のガス側端部から延びた第3配管4cが接続されている
四路切換弁本体50は、第1接続状態では、第4接続ポート54と第3接続ポート53とが連通し、第2接続ポート52と第1接続ポート51とが連通するように、弁体57が第1位置に位置する。これにより、第1接続状態では、圧縮機11の吐出側から吐出された冷媒は、吐出配管4d、第4接続ポート54、第3接続ポート53、第3配管4cを順に流れて室外熱交換器13のガス側端部に供給される。また、第1接続状態では、ガス冷媒連絡配管5からガス側閉鎖弁16を介して第2配管4bに送られた冷媒は、第2接続ポート52、第1接続ポート51、第1配管4a、低圧レシーバ14、吸入配管4eを流れて、圧縮機11の吸入側に送られる。
四路切換弁本体50は、第1接続状態では、第4接続ポート54と第3接続ポート53とが連通し、第2接続ポート52と第1接続ポート51とが連通するように、弁体57が第1位置に位置する。これにより、第1接続状態では、圧縮機11の吐出側から吐出された冷媒は、吐出配管4d、第4接続ポート54、第3接続ポート53、第3配管4cを順に流れて室外熱交換器13のガス側端部に供給される。また、第1接続状態では、ガス冷媒連絡配管5からガス側閉鎖弁16を介して第2配管4bに送られた冷媒は、第2接続ポート52、第1接続ポート51、第1配管4a、低圧レシーバ14、吸入配管4eを流れて、圧縮機11の吸入側に送られる。
四路切換弁本体50は、第2接続状態では、第4接続ポート54と第2接続ポート52とが連通し、第3接続ポート53と第1接続ポート51とが連通するように、弁体57が第2位置に位置する。これにより、第2接続状態では、圧縮機11の吐出側から吐出された冷媒は、吐出配管4d、第4接続ポート54、第2接続ポート52、第2配管4bを順に流れて、ガス側閉鎖弁16を介してガス冷媒連絡配管5に送られる。また、第2接続状態では、室外熱交換器13のガス側端部を通過した冷媒は、第3配管4c、第3接続ポート53、第1接続ポート51、第1配管4a、低圧レシーバ14、吸入配管4eを流れて、圧縮機11の吸入側に送られる。
弁体57は、四路切換弁本体50の内部において、第1室55と第2室56に挟まれるように位置している。また、弁体57は、第1接続ポート51側の空間と、第4接続ポート54側の空間と、を区切るように設けられている。弁体57は、第1室55と第2室56に作用する圧力に応じてスライド移動する。具体的には、第1室55に低圧が作用し、第2室56に高圧が作用する状態では、弁体57は、第1室55を小さくして第2室56を大きくするようにスライド移動することで、第4接続ポート54と第3接続ポート53とが連通ししており第2接続ポート52と第1接続ポート51とが連通した状態となる。また、第1室55に高圧が作用し、第2室56に低圧が作用する状態では、弁体57は、第1室55を大きくして第2室56を小さくするようにスライド移動することで、第4接続ポート54と第2接続ポート52とが連通しており第3接続ポート53と第1接続ポート51とが連通した状態となる。
第1室55には、第1連通部55aが設けられている。第1連通部55aには、パイロット電磁弁60から延びるキャピラリーチューブである第1パイロット管62aが接続されている。これにより、第1パイロット管62aの冷媒圧力が、第1室55に作用する。
第2室56には、第2連通部56aが設けられている。第2連通部56aには、パイロット電磁弁60から延びるキャピラリーチューブである第2パイロット管63aが接続されている。これにより、第2パイロット管63aの冷媒圧力が、第2室56に作用する。
高圧引用部54aは、四路切換弁本体50の内部空間のうち、第1室55と第2室56以外の空間であって、弁体57により区切られることで第4接続ポート54が位置している空間に設けられている。高圧引用部54aは、パイロット電磁弁60から延びるキャピラリーチューブである高圧引用管64aが接続されている。これにより、第4接続ポート54を通過する高圧冷媒の圧力をパイロット電磁弁60に導くことが可能となっている。
低圧引用部51aは、第1接続ポート51に設けられている。低圧引用部51aは、パイロット電磁弁60から延びるキャピラリーチューブである低圧引用管61aが接続されている。これにより、第1接続ポート51を通過する低圧冷媒の圧力をパイロット電磁弁60に導くことが可能となっている。
パイロット電磁弁60は、高圧引用ポート64、低圧引用ポート61、第1作用ポート62、および、第2作用ポート63の4つのポート等を有している。
高圧引用ポート64は、高圧引用管64aを介して、高圧引用部54aに接続されている。低圧引用ポート61は、低圧引用管61aを介して、低圧引用部51aに接続されている。第1作用ポート62は、第1パイロット管62aを介して、第1連通部55aに接続されている。第2作用ポート63は、第2パイロット管63aを介して、第2連通部56aに接続されている。
コントローラ7は、パイロット電磁弁60が有する図示しない励磁コイルに磁界を生じさせ、弁部分を、スプリング等から受ける力に逆らうように移動させることで、高圧引用ポート64で引用した冷媒圧力を第2作用ポート63に作用させつつ、低圧引用ポート61で引用した冷媒圧力を第1作用ポート62に作用させる第1接続状態と、電圧が印加されないことで、高圧引用ポート64で引用した冷媒圧力を第1作用ポート62に作用させつつ、低圧引用ポート61で引用した冷媒圧力を第2作用ポート63に作用させる第2接続状態と、を切り換える。
上記四路切換弁12の四路切換弁本体50が有する弁体57は、滑り性が良好であると共に、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制でき、腐食に伴う強度の低下も抑制できる観点から、ナイロン66以外の樹脂で構成されていることが好ましく、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、および、PPS(ポリフェニレンサルファイド)からなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂で構成されることがより好ましい。
なお、四路切換弁12の弁体57以外の構成部品については、例えば、冷媒が触れる表面について亜鉛の割合が10wt%以下の銅合金等の保護膜が形成されたものとすることができる。
(5)室外熱交換器13および室内熱交換器18の構造
室外熱交換器13および室内熱交換器18は、いずれも、図6に示すように、複数の伝熱管41に対して、複数の伝熱フィン42が貫通固定されて構成されている。
室外熱交換器13および室内熱交換器18は、いずれも、図6に示すように、複数の伝熱管41に対して、複数の伝熱フィン42が貫通固定されて構成されている。
このような伝熱管41は、熱伝達性が良好であり、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制できるという観点から、亜鉛の割合が10wt%以下の銅合金で構成することができ、亜鉛の割合が5wt%以下の銅合金で構成することが好ましく、銅の割合が実質的に100%であるものを用いてもよい。
なお、上述の液冷媒連絡配管6およびガス冷媒連絡配管5についても、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制できるという観点から、亜鉛の割合が10wt%以下の銅合金で構成することができ、亜鉛の割合が5wt%以下の銅合金で構成することが好ましく、銅の割合が実質的に100%であるものを用いてもよい。
(6)フレア接続部8の構造
冷媒回路10は、複数本の冷媒配管が互いに接続されることで構成されており、これらの配管の接続部は、図7に示すように、フレアナット83、継手本体84および図示しないOリング等を含むフレア接続部8により構成されている。
冷媒回路10は、複数本の冷媒配管が互いに接続されることで構成されており、これらの配管の接続部は、図7に示すように、フレアナット83、継手本体84および図示しないOリング等を含むフレア接続部8により構成されている。
ここでは、冷媒回路10の一部を構成する第1冷媒配管81と第2冷媒配管82が接続される場合を例に挙げて説明する。
第1冷媒配管81の端部は、端部に向かうほど拡径されたフレア部分81aを有している。フレアナット83は、フレア部分81aを有する第1冷媒配管81a側に設けられる。
第2冷媒配管82の端部は、継手本体84に固定されている。継手本体84は、フレアナット83の内周に設けられている螺子溝に対応する螺子溝を外周部に有する筒状部材であり、フレア部分81aに対向する部分においてフレア部分81aに対応した形状を有している。
以上の構成において、第1冷媒配管81と第2冷媒配管82とは、フレアナット83が継手本体84に対して螺合されることで連結される。
上述のフレアナット83は、CF3Iを含む冷媒またはその分解物による腐食を良好に抑制できるという観点から、亜鉛の割合が10wt%以下の銅合金とすることができ、亜鉛の割合が5wt%以下の銅合金であることが好ましい。
(7)実施形態の特徴
従来のR410A等の冷媒が用いられた冷媒サイクル装置の冷媒回路においては、例えば、圧縮機のバランスウェイトとしてJIS C3604等の亜鉛が30%程度も配合された黄銅が用いられており、膨張弁のニードルとしても亜鉛が30%程度も配合された黄銅が用いられている。また、当該従来の冷媒回路では、圧縮機の軸受としては、青銅の裏金にPTFEの耐摩耗膜が形成されたものが用いられており、四路切換弁の弁体としては、ナイロン66が用いられている。
従来のR410A等の冷媒が用いられた冷媒サイクル装置の冷媒回路においては、例えば、圧縮機のバランスウェイトとしてJIS C3604等の亜鉛が30%程度も配合された黄銅が用いられており、膨張弁のニードルとしても亜鉛が30%程度も配合された黄銅が用いられている。また、当該従来の冷媒回路では、圧縮機の軸受としては、青銅の裏金にPTFEの耐摩耗膜が形成されたものが用いられており、四路切換弁の弁体としては、ナイロン66が用いられている。
ところが、発明者等は、これらの部品をCF3Iを含む冷媒と共に175℃程度の環境下で2週間さらすと、R410Aと共に同じ条件下に曝した場合には腐食が確認されない部品であったにもかかわらず、腐食が顕著に生じてしまうことを確認した。具体的には、黄銅については、金属光沢を失う程に腐食が進行していた。青銅についても、茶色への変色が確認された。また、ナイロン66については、茶色に変色し、もろく変化した。さらに、これらの部品の腐食は、CF3Iを含む冷媒に冷凍機油を混合し更に酸捕捉剤等の添加剤を入れるだけでは、十分な腐食の抑制ができないことも確認された。これに対して、CF3Iを含む冷媒と共にPET、PBT、PTFEを175℃程度の環境下で2週間さらした場合には、ナイロン66の場合に見られた腐食は確認されなかった。
以上において、本実施形態の空気調和装置1では、上述の通り、亜鉛の割合が10%以下に抑えられた金属に置き換えられ、ナイロン66以外の樹脂に置き換えられている。これにより、CF3Iを含む冷媒を作動冷媒として用いた場合に、CF3Iを含む冷媒に起因して生じる部品の腐食を抑制することが可能となっている。
なお、アルミニウムまたはアルミニウム合金については、CF3Iを含む冷媒の存在下において175℃程度の高温に曝されると、溶解してしまうことが確認されたが、100℃以下の低温環境下では、溶解が抑制されることも確認された。したがって、上述のように、コントローラ7によって冷媒回路10中を流れる流体が触れる箇所の最高温度が100℃以下となるように制御される空気調和装置1においては、部品として求められる条件も加味して、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができる。
(8)変形例
(8−1)変形例A
上記実施形態では、冷媒回路10の部材について、部品の全体を耐腐食材料で構成する場合について説明した。これに対して、これらの部品は、当該部品において求められる条件を満たす限り、上述した耐腐食材料をメッキする等により保護層として設け、部品の保護層以外の部分を耐腐食材料以外の材料で構成してもよい。
(8−1)変形例A
上記実施形態では、冷媒回路10の部材について、部品の全体を耐腐食材料で構成する場合について説明した。これに対して、これらの部品は、当該部品において求められる条件を満たす限り、上述した耐腐食材料をメッキする等により保護層として設け、部品の保護層以外の部分を耐腐食材料以外の材料で構成してもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 空気調和装置(冷媒サイクル装置)
5 ガス冷媒連絡配管(冷媒配管、部品)
6 液冷媒連絡配管(冷媒配管、部品)
7 制御部
9 膨張弁
10 冷媒回路
11 圧縮機
12 四路切換弁
13 室外熱交換器
18 室内熱交換器
26 下部軸受(軸受、部品)
30 バランスウェイト(部品)
31 ピン軸受(軸受、部品)
35 上部軸受(軸受、部品)
41 伝熱管(部品)
57 弁体(部品)
81 第1冷媒配管(冷媒配管、部品)
82 第2冷媒配管(冷媒配管、部品)
83 フレアナット(部品)
93 弁体(部品)
93b ニードル(部品)
5 ガス冷媒連絡配管(冷媒配管、部品)
6 液冷媒連絡配管(冷媒配管、部品)
7 制御部
9 膨張弁
10 冷媒回路
11 圧縮機
12 四路切換弁
13 室外熱交換器
18 室内熱交換器
26 下部軸受(軸受、部品)
30 バランスウェイト(部品)
31 ピン軸受(軸受、部品)
35 上部軸受(軸受、部品)
41 伝熱管(部品)
57 弁体(部品)
81 第1冷媒配管(冷媒配管、部品)
82 第2冷媒配管(冷媒配管、部品)
83 フレアナット(部品)
93 弁体(部品)
93b ニードル(部品)
Claims (10)
- 圧縮機(11)と膨張弁(9)と熱交換器(13、18)が接続されて構成されており、CF3Iを含む冷媒が循環する冷媒回路(10)を有する冷媒サイクル装置(1)であって、
前記冷媒回路は、前記冷媒に触れる部品(5、6、26、30、31、35、41、57、81、82、83、93b)を有し、
前記部品は、少なくとも前記冷媒に触れる表面が、亜鉛の割合が10wt%以下の金属、ナイロン66以外の樹脂、および、カーボンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を含む耐腐食材料で構成されている、
冷媒サイクル装置。 - 前記部品は、前記圧縮機が有するバランスウェイト(30)、前記膨張弁が有するニードル(93b)、前記熱交換器が有する伝熱管(41)、冷媒配管(6、7、81、82)、および、前記冷媒配管を接続するフレアナット(83)の少なくともいずれかであり、
前記耐腐食材料は、亜鉛の割合が10wt%以下の金属である、
請求項1に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記部品は、前記圧縮機(11)が有するバランスウェイト(30)であり、
前記耐腐食材料は、錫またはアルミニウムを0.2wt%以上1.0wt%以下含む銅合金であるか、または、ステンレス鋼である、
請求項2に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記部品は、前記膨張弁(9)が有するニードル(93b)であり、
前記耐腐食材料は、錫またはアルミニウムを0.2wt%以上1.0wt%以下含む銅合金であるか、または、ステンレス鋼である、
請求項2に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記部品は、前記圧縮機(11)の軸受(31、35、26)であり、
前記耐腐食材料は、カーボン、ポリイミド樹脂、および、ポリアミドイミド樹脂のいずれかである、
請求項1に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記冷媒回路は、四路切換弁(12)を有しており、
前記部品は、前記四路切換弁が有する弁体(57)であり、
前記耐腐食材料は、PBT、PET、PTFE、および、PPSからなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂である、
請求項1に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記冷媒回路の内部は、空気量が10Torr以下であり、かつ、水分量が500ppm以下である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記圧縮機から吐出される吐出冷媒の温度が100℃以下となるように前記圧縮機を制御する制御部(7)をさらに備えた、
請求項1から7のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 冷凍機油として、エーテル油またはエステル油が用いられている、
請求項1から8のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記冷凍機油には、極圧剤、酸捕捉剤、および、酸化防止剤からなる群より選択される少なくとも1種以上が含まれている、
請求項9に記載の冷媒サイクル装置。
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