【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、冷却装置，冷凍装置または空気調和機における、冷凍サイクル中の異物を捕獲する捕獲部を備えた冷凍サイクルおよび圧縮機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の冷凍サイクルを図１１を用いて説明する。 図１１において、１０１は圧縮機であり、圧縮機１０１で圧縮された冷媒は、凝縮器１０２で凝縮され、絞り部１０３で膨張された冷媒は、蒸発器１０４で蒸発し蒸発潜熱で冷却を行っている。 【０００３】このような冷凍サイクルにおいて、冷凍サイクルを運転すると、組立時に混入する鉄粉，銅粉を主体とする異物が、冷媒の流速が遅くなりしかも通路面積が狭くなる絞り部１０３に堆積しやすい。 さらに、圧縮機の摺動部より磨耗粉や冷凍機油の劣化にともなう炭化物が堆積する。 これにより、絞り部１０３の断面積は徐々に狭まり、絞り率が大きくなり、高圧側と低圧側の圧縮比が高くなる。 これにより、圧縮機より吐出された冷媒の温度は高くなり、これによりさらに磨耗が進行し、
磨耗粉による絞り部１０３の閉塞が進むという悪循環が生じ、冷凍サイクルの信頼性が著しく損なわれていた。 【０００４】このような冷凍サイクルの冷媒としては、
従来ジクロフルオロメタン（以下、ＣＦＣ１２と称す）
やハイドロジフルオロメタン（以下、ＨＣＦＣ２２と称す）が主に用いられている。 また、圧縮機内に封入される冷凍機油に関しては、ＣＦＣ１２やＨＣＦＣ２２に対して相溶性のあるナフテン系やパラフィン系鉱油が用いられてきた。 【０００５】これらの冷媒や冷凍機油は、圧縮機内を直接循環するため圧縮機構部においては耐磨耗性を有することが必要である。 【０００６】最近、上述した冷媒等の大気放出がオゾン層破壊につながり、人体や生体系に深刻な影響を与えることが明らかになったため、ＣＦＣ１２やＨＣＦＣ２２
は段階的に使用が制限され、将来は全廃することが決定している。 【０００７】このような状況下にあって、代替冷媒として１，１，１，２−テトラフルオロエタン（以下、ＨＦ
Ｃ１３４ａと称す），ペンタフルオロエタン（以下、Ｈ
ＦＣ１２５と称す），ハイドロジフロロメタン（以下、
ＨＦＣ３２と称す）や、これらの混合冷媒等が開発されている。 【０００８】これらのＨＦＣ１３４ａ，ＨＦＣ１２５，
ＨＦＣ３２の冷媒はオゾン破壊係数が低い反面、ＣＦＣ
１２やＨＣＦＣ２２に用いられた冷凍機油である鉱油にはほとんど相溶しない。 このため、ＨＦＣ１３４ａ，Ｈ
ＦＣ１２５，ＨＦＣ３２または、それらの混合冷媒等を冷媒圧縮機の冷媒として使用する場合は、冷凍機油としてこれらの冷媒と相溶するエステル系，エーテル系またはふっ素系油の検討が試みられている。 【０００９】しかしながら、冷媒としてＣＦＣ１２やＨ
ＣＦＣ２２にかわってＨＦＣ１３４ａ，ＨＦＣ１２５，
ＨＦＣ３２を用い冷凍機油として、これらの冷媒と相溶性のあるポリアルキレングリコール系油やポリエステル系油を用いた冷媒圧縮機の場合、圧縮機の摺動材として使用されているねずみ鋳鉄，特殊鋳鉄，ステンレス鋼の耐磨耗性が低下し、長期間安定して冷媒圧縮機を運転することができないといった問題が生じている。 【００１０】これは、従来の冷媒としてＣＦＣ１２やＨ
ＣＦＣ２２を用いた場合、構成元素の一つである塩素原子が金属基材の鉄原子と反応して耐磨耗性のよい塩化鉄膜を形成するのに対し、ＨＦＣ１３４ａ，ＨＦＣ１２
５，ＨＦＣ３２等を用いた場合、これらの化合物の中に塩素原子が存在しないために塩化鉄のような潤滑膜が形成されず、潤滑作用が低下することが原因の一つである。 【００１１】さらに、従来の鉱物油系冷凍機油には環状化合物が含まれており油膜形成能力が比較的高かったのに対し、ＨＦＣ１３４ａ，ＨＦＣ１２５，ＨＦＣ３２と相溶する冷凍機油は鎖状化合物が主体であり、厳しい摺動条件では適切な油膜厚さを保つことができないことも耐磨耗性を低下させている。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】このように、ＣＦＣ１
２，ＨＣＦＣ２２にかわる新たな冷媒であるＨＦＣ１３
４ａ，ＨＦＣ１２５，ＨＦＣ３２を用い、これらの冷媒と相溶性を有する冷凍機油を使用した冷媒圧縮機においては、負荷の高い場合のみならず通常負荷の場合でも厳しい摺動条件になり磨耗が大きくなり、従来以上に冷凍サイクル中の絞り部の閉塞を防ぐことが大きな課題になってきた。 【００１３】また、上述のＨＦＣ冷媒に相溶する冷凍機油の中で、ポリエステル系冷凍機油の場合、加水分解や熱分解によりポリエステルが分解し、さらに磨耗粉と結合して鉄石鹸を生成する。 鉄石鹸は粘度が高く冷凍サイクル中の絞り部に堆積し、圧縮機の吐出冷媒温度を上昇させ、さらに磨耗を促進するという悪循環を引き起こし、冷凍サイクルの信頼性を低下させる。 【００１４】さらに、ＨＦＣ冷媒に相溶する冷凍機油の場合、従来の鉱油系には相溶しないのであるが、圧縮機や熱交換器を作製する際の加工油には鉱油系が使用されているため、冷凍サイクルに残存する鉱油は、流速が遅くなり、しかも温度変化が激しい絞り部に堆積するようになる。 これにより、上述のような絞り部の閉塞による信頼性の低下を引き起こす。 【００１５】本発明は、以上の課題を解決するため発明されたものであり、特にＨＦＣ系の冷媒を用いた場合においても冷凍サイクル中の異物を捕獲することによって、信頼性を向上し、長寿命化を図った冷凍サイクルと圧縮機を提供することを目的とする。 【００１６】 【課題を解決するための手段】本発明は、絞り部の前後の接続配管が曲率をもち、しかも前記接続配管の曲率の最外部より細管を延出して異物の捕獲部に連結したり、
また、絞り部の前後の接続配管より細管を延出し、しかも前記細管の中心線が、冷媒の流れる方向に対して９０
°以下としたり、また、密閉容器の最下部の内側に凹部を設けたりしたものである。 【００１７】また、圧縮された冷媒の吐出部にマフラーを設け、前記マフラーの吐出孔に連通路を設けて、しかも連通路を円周方向に延出し、その最外部に細管を通して捕獲部に連通したり、また、冷凍サイクルを構成する配管中にスパイラル方向にねじりを設けた回転板を設け、その後に細管を通して前記配管に接続される捕獲部を設ける手段としたり、また、圧縮された冷媒を吐出する吐出管に冷媒の流れの方向に対して、その中心線が９
０°以下になる細管を連通させ、しかも前記細管と捕獲部を接続させたり、また、圧縮された冷媒を吐出する吐出管に冷媒の流れの方向に対して、その中心線が９０°
以下になる細管を連通させ、さらに前記細管と捕獲部を接続させ、前記異物の捕獲部にはフィルターを設け、しかも捕獲部の他方の開放端をバイパス管で再び吐出管に連結させたものである。 【００１８】また、圧縮機構部は回転を伝える回転軸と、前記回転軸を支持する上端板と下端板を有し、前記上端板と下端板は潤滑のための給油通路を設け、前記給油通路に潤滑の方向に対し、その中心線が９０°以下の角度をなし他端を閉塞した捕獲部を設けたものである。 【００１９】また、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボンを単体あるいは混合して冷媒として使用し、
冷凍機油は前記冷媒に相溶する冷凍機油を密閉容器内に封入して、冷凍，空調システムを構成する密閉型圧縮機で、前記密閉容器内に電動機と圧縮機構部を配設し、前記圧縮機構部は電動機の回転を伝える回転軸と、前記回転軸は給油ポンプが設けられ、各部に冷凍機油を供給するための連通孔を有し、前記連通孔に対し下方に連結する通路を設け、しかも前記通路の他端を閉塞させたものである。 【００２０】さらに、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボンを単体あるいは混合して冷媒として使用し、冷凍機油は前記冷媒に相溶する冷凍機油を密閉容器内に封入して、冷凍，空調システムを構成する密閉型圧縮機で、前記密閉容器内に電動機と圧縮機構部を配設し、前記電動機は固定子と回転子とにより構成され、前記回転子は圧縮機構部に回転を伝達するように回転軸に接続させ、前記回転軸は給油ポンプを有し、給油通路を通して摺動各部に冷凍機油を供給し、前記給油通路に細管を連通させ、しかも細管の他端の開口端を前記回転子に設けた捕獲部に接続させたものである。 【００２１】そして以上の課題解決の多くの手段は、特にハイドロフルオロカーボンを冷媒として用い、前記冷媒と相溶性を有する冷凍機油を使用した冷凍サイクルまたは圧縮機に適用したものである。 【００２２】 【発明の実施の形態】本発明における請求項１記載に係る発明は、絞り部の前後の接続配管が曲率をもち、しかも前記接続配管の曲率の最外部より細管を延出して捕獲部に連結させたことにより、遠心力により磨耗粉等の異物は細管を通して、捕獲部に集められる。 【００２３】また、請求項２記載に係る発明は、絞り部の前後の接続配管より細管を延出し、しかも前記細管の中心線が、冷媒の流れる方向に対して９０°以下で、捕獲部と連結することにより、冷媒の流速により磨耗粉等の異物が細管を通して、捕獲部に集められる。 【００２４】また、請求項３記載に係る発明は、冷凍サイクルを構成する配管中にスパイラル方向にねじりを設けた回転板を設け、その後に細管を通して前記配管に接続される捕獲部を設ける。 これにより回転方向の流れを与えられた冷媒から、磨耗粉等の異物が遠心力により分離され細管を通して捕獲部に集められる。 【００２５】また、請求項６記載に係る発明は、密閉容器内に圧縮機構部を有する圧縮機において、前記密閉容器の最下部の内側に凹部を設けたことにより、密閉容器内の磨耗粉等の異物は比重が重いため凹部に集められる。 【００２６】また、請求項８記載に係る発明は、密閉容器内に圧縮機構部を有する圧縮機において、圧縮された冷媒の吐出部にマフラーを設け、しかも前記マフラーの吐出孔に連通路を設け、しかも連通路を円周方向に延出し、その最外部に細管を通して捕獲部に連通させたことにより、吐出冷媒中の異物を遠心力により分離し、細管を通して捕獲部に集められる。 【００２７】また、請求項９記載に係る発明は、密閉容器内に圧縮機構部を有する圧縮機において、圧縮された冷媒を吐出する吐出管に冷媒の流れの方向に対して、その中心線が９０°以下になる細管を連通させ、しかも前記細管と異物の捕獲部を接続させたことにより冷媒の流れにより、異物が冷媒より分離され異物の捕獲部に集められる。 【００２８】また、請求項１０記載に係る発明は、密閉容器内に圧縮機構部を有する圧縮機において、圧縮された冷媒を吐出する吐出管に冷媒の流れの方向に対して、
その中心線が９０°以下になる細管を連通させ、さらに前記細管と異物の捕獲部を接続させ、前記捕獲部にはフィルターを設け、しかも捕獲部の他方の開放端をバイパス管で再び吐出管に連結したことにより、冷媒中の異物がフィルターに捕獲される。 【００２９】また、請求項１１記載に係る発明は、密閉容器内に圧縮機構部を有する圧縮機において、前記圧縮機構部は回転を伝える回転軸と、前記回転軸を支持する上端板と下端板を有し、前記上端板と下端板は潤滑のための給油通路を設け、前記給油通路に潤滑の方向に対し、その中心線が９０°以下の角度をなし他端を閉塞した異物の捕獲部を設けたことにより、冷凍機油中の磨耗粉等の異物が比重の違いにより分離され捕獲部に集められる。 【００３０】また、請求項１４記載に係る発明は、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボンを単体あるいは混合して冷媒として使用し、冷凍機油は前記冷媒に相溶する冷凍機油を密閉容器内に封入した冷凍，空調システムに使用する圧縮機で、前記密閉容器に電動機と圧縮機構部を配設し、前記圧縮機構部は電動機の回転を伝える回転軸と、前記回転軸は給油ポンプが設けられ、各部に冷凍機油を供給するための連通孔を有していて、前記連通孔に対し下方に連結する通路を設け、しかも前記通路の他端を閉塞させたことにより、冷凍機油中の磨耗粉等の異物が比重の違いにより分離され前記通路に集められる。 【００３１】また、請求項１５記載に係る発明は、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボンを単体あるいは混合して冷媒として使用し、冷凍機油は前記冷媒に相溶する冷凍機油を密閉容器内に封入した冷凍，空調システムに使用する圧縮機で、前記密閉容器に電動機と圧縮機構部を配設し、前記電動機は固定子と回転子を有し、
前記回転子は圧縮機構部に回転を伝達するように回転軸に接続されていて、前記回転軸は給油ポンプを有し、給油通路を通して摺動各部に冷凍機油を供給し、前記給油通路に細管を連通させ、しかも細管の他端の開口端を前記回転子に設けた異物の捕獲部に接続したことにより、
冷凍機油中の磨耗粉等の異物が比重の違いにより分離され捕獲部に集められる。 【００３２】なお、請求項４，７，１２記載に係る発明は、捕獲部または異物を捕獲する作用をする凹部に磁性体を配設することにより、異物の捕獲効果を一層高めたものである。 【００３３】上記の通り、遠心力，冷媒の流速により、
冷凍サイクル中の異物を分離，捕獲し、絞り部の閉塞を防ぐことにより、絞り部の異物堆積による流量減少にともない、冷凍サイクルの圧縮比が高くなり、吐出温度が上昇し、さらに圧縮機の磨耗を促進させる悪循環を防ぐことによって、冷凍サイクルの信頼性を向上させるものである。 【００３４】 【実施例】 （実施例１）図１は、本発明の実施例１の冷却システムの要部縦断面説明図である。 ここで、１は接続配管であり、冷凍サイクルの絞り部２の前後に設けられている。
前記接続配管１は曲率をもち、その曲率の最外部より細管３を延出し、捕獲部４に連結されている。 これにより、接続配管１中を冷媒が流れる際に、遠心力により磨耗粉等の異物が分離され細管３を通して捕獲部４に導かれる。 捕獲部４内に磁性体５を装着すれば、さらに分離の効果を高めることができる。 このように、磨耗粉等の異物を捕獲することにより、冷凍サイクル中の絞り部２
の閉塞を防ぎ、吐出温度の上昇を防ぐことができる。 また、磨耗粉が冷凍機油中に含まれると、摺動部で磨耗をさらに促進させるため、磨耗粉を捕獲すれば、磨耗の進行を遅らせることができる。 【００３５】（実施例２）本発明の実施例２について、
以下説明する。 図２において、１は接続配管であり、冷凍サイクルの絞り部２の前後に設けられている。 前記接続配管１より細管３を延出し、しかも前記細管３の中心線が冷媒の流れる方向に対して、９０°以下の角度で、
捕獲部４に連結されている。 これにより、接続配管１中を冷媒が流れる際に、冷媒の流速により磨耗粉等の異物が分離され細管３を通して捕獲部４に導かれる。 磁性体５を装着すれば、さらに分離の効果を高めることができる。 【００３６】（実施例３）本発明の実施例３について、
以下説明する。 図３において、６は密閉容器で、圧縮機構部７を有する圧縮機であり、前記密閉容器６の最下部に凹部８を設けている。 これにより、磨耗粉等の異物は、比重の差と圧縮機運転時に回転方向に回動する力が発生することにより凹部８に集められることになる。 磁性体５を凹部８に付着させることにより、さらに捕獲効果を高めることができる。 【００３７】（実施例４）本発明の実施例４について、
以下説明する。 図４は、圧縮機のマフラー９を示している。 ここで、吐出孔１０であり、前記吐出孔１０に対し連通路１１を接続し、しかも前記連通路１１を円周方向に延出し、その最外部に細管３を設け、捕獲部４に接続させている。 本構成により、冷媒より遠心力で磨耗粉等の異物は分離され細管３，捕獲部４に集められる。 【００３８】（実施例５）本発明の実施例５について、
以下説明する。 図５において、冷凍サイクルを構成する配管１２の中に、スパイラル方向にねじりを設けた回転板１３を設け、その後に細管３を通して前記配管１２に接続される捕獲部４を設けた。 これにより、回転板１３
を冷媒が通過することによって回転方向の流れが与えられ、遠心力により冷媒中より磨耗粉等の異物が分離され細管３を通して捕獲部４に集められる。 なお、５は捕獲効果を高める磁性体である。 【００３９】（実施例６）本発明の実施例６について、
以下説明する。 図６において、６は密閉容器であり、圧縮機構部７を有する圧縮機において、圧縮された冷媒を吐出する吐出管１４に冷媒の流れの方向に対して、その中心線が９０°以下になる細管３を連通させ、しかも前記細管３と捕獲部４を接続させている。 これにより、冷媒の流速により磨耗粉等の異物は、細管３より捕獲部４
に導かれる。 前記捕獲部４に磁性体５を設けることにより、さらに捕獲効果を高めることができる。 【００４０】（実施例７）本発明の実施例７について、
以下説明する。 図７において、密閉容器６内に圧縮機構部７を有する圧縮機において、圧縮された冷媒を吐出する吐出管１４に冷媒の流れの方向に対して、その中心線が９０°以下になる細管３を連通させ、さらに前記細管３と捕獲部４を接続させ、前記捕獲部４にはフィルター１５を設け、しかも前記捕獲部４の他方の開放端をバイパス管１６で再び吐出管１４に連結させている。 本構成により、吐出された冷媒中から、磨耗粉等の異物をフィルター１５に捕獲することができる。 【００４１】（実施例８）本発明の実施例８について、
以下説明する。 図８において、６は密閉容器であり、圧縮機構部７を有する圧縮機において、前記圧縮機構部７
は回転を伝える回転軸１７と、前記回転軸１７を支持する上端板１８と下端板１９を有し、前記上端板１８と下端板１９は潤滑のための給油通路２０を設けている。 前記給油通路２０に潤滑の方向に対し、その中心線が９０
°以下の角度を有し他端が閉塞した捕獲部４を設けている。 本構成により、冷凍機油中の磨耗粉等の異物が、比重差により給油通路２０を通る際に分離され捕獲部４に集められる。 【００４２】（実施例９）本発明の実施例９について、
以下説明する。 図９において、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボンを単体あるいは混合して冷媒として使用し、冷凍機油２１は前記冷媒に相溶する冷凍機油２１を密閉容器内６に封入しており、前記密閉容器６に圧縮機構部７を設ける。 前記圧縮機構部７は回転軸１７
を有し、前記回転軸１７には給油ポンプ２２が設けられ、各部に冷凍機油２１を供給するための連通孔２３を有している。 前記連通孔２３に対し下方に連結する通路２４を設け、しかも前記通路２４の他端を閉塞させた。
これにより、冷凍機油２１中の磨耗粉等の異物が比重の違いにより分離され通路２４に集められる。 【００４３】（実施例１０）本発明の実施例１０について、以下説明する。 図１０において、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボンを単体あるいは混合して冷媒として使用し、冷凍機油２１は前記冷媒に相溶する冷凍機油２１を密閉容器６内に封入しており、前記密閉容器６内に電動機２５と圧縮機構部７を設ける。 前記電動機２５は固定子２６と回転子２７とにより構成され、前記回転子２７は圧縮機構部７に回転を伝達するように回転軸１７に接続されている。 前記回転軸１７は給油ポンプ２２を有し、給油通路２０を通して摺動各部に冷凍機油２１を供給する。 前記給油通路２０に細管３を連通させ、しかも細管３の他端の開口端を前記回転子２７に設けた捕獲部４に接続させた。 これにより、冷凍機油２１
中の磨耗粉等の異物が比重の違いにより分離され捕獲部４に集められる。 【００４４】 【発明の効果】以上説明したように、冷凍サイクル中あるいは圧縮機中の磨耗粉等の異物を、遠心力あるいは比重の差によって分離することにより、絞り部の閉塞を防ぐ。 これにより、圧縮機の吐出温度が上昇することを防止し、さらに磨耗が増えるといった悪循環を防ぐ。 【００４５】また、冷凍機油中の磨耗等の異物を除去することにより、摺動部の磨耗が促進するのを防ぐことができる。 【００４６】以上の通り、冷凍サイクルおよび圧縮機の信頼性を高め、寿命の長期化を図るものである。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例１における冷凍サイクルの要部縦断面説明図 【図２】本発明の実施例２における冷凍サイクルの要部縦断面説明図 【図３】本発明の実施例３における圧縮機の縦断面図 【図４】本発明の実施例４におけるマフラーの上面図 【図５】本発明の実施例５における要部縦断面説明図 【図６】本発明の実施例６における圧縮機の縦断面図 【図７】本発明の実施例７における圧縮機の縦断面図 【図８】本発明の実施例８における圧縮機の縦断面図 【図９】本発明の実施例９における圧縮機の縦断面図 【図１０】本発明の実施例１０における圧縮機の縦断面図 【図１１】従来の冷凍サイクルの説明図 【符号の説明】 １ 接続配管 ２ 絞り部 ３ 細管 ４ 捕獲部 ５ 磁性体 ６ 密閉容器 ７ 圧縮機構部 ８ 凹部 ９ マフラー １０ 吐出孔 １１ 連通路 １２ 配管 １３ 回転板 １４ 吐出管 １５ フィルター １６ バイパス管 １７ 回転軸 １８ 上端板 １９ 下端板 ２０ 給油通路 ２１ 冷凍機油 ２２ 給油ポンプ ２３ 連通孔 ２４ 通路 ２５ 電動機 ２６ 固定子 ２７ 回転子 |
