(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する電動機部と、この電動機部の回転軸によって駆動される圧縮部とを密閉容器内に収納し、吸入したＨＦＣ系冷媒をこの圧縮部により圧縮して前記密閉容器外に吐出するようにした冷媒圧縮機であって、冷凍機油としてエーテル系あるいはエステル系の潤滑油を使用し、前記電動機部の固定子の鉄芯とコイル間およびコイルの相間に介在させる絶縁フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムを用いることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項２】
回転軸を有する電動機部と、この電動機部の回転軸によって駆動される圧縮部とを密閉容器内に収納し、吸入したＨＦＣ系冷媒をこの圧縮部により圧縮して前記密閉容器外に吐出するようにした冷媒圧縮機であって、冷凍機油としてエーテル系あるいはエステル系の潤滑油を使用し、前記電動機部の固定子の鉄芯とコイルの間、および、コイルの相間に介在させる絶縁フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムと、このフィルムの両面にポリエチレンナフタレートの層とを有する三層構造のフィルムを用いることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項３】
前記共重合体フィルムにおけるポリエチレンナフタレートの比率が５〜２０重量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記エーテル系あるいはエステル系の潤滑油に、酸化防止剤、酸捕捉剤、極圧添加剤の少なくとも１つ以上を配合していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
前記三層構造のフィルムとして、三層の材料を一体押出しにて製造したものを用いることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
冷媒圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを冷媒配管で接続して閉回路とした冷凍装置において、請求項１ないし請求項５に記載の冷媒圧縮機を用いることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動冷媒としてＨＦＣ系の冷媒を使用し、冷凍機油としてエーテル系あるいはエステル系の潤滑油を使用する冷媒圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷凍装置では、作動冷媒としてＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）系あるいはＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）系の冷媒が使用され、この冷媒と相溶性の良い冷凍機油として鉱油系の潤滑油が使用されていたが、この冷媒はオゾン層破壊物質として全廃されることになり、これに代わってオゾン層破壊係数ゼロのＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系の代替冷媒に移行してきている。また、冷凍機油も従来の鉱油系の潤滑油ではこの代替冷媒に対し相溶性が悪いため、代替冷媒に対し相溶性の良いエーテル系あるいはエステル系の合成油が採用されてきている。
【０００３】
ここで、従来の冷媒と冷凍機油の組み合わせのとき電動機の固定子に使用していた絶縁フィルムの材料は、価格の安いポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと呼ぶ）が主であった。このＰＥＴフィルムからは低分子量であるオリゴマーが溶出し、冷凍サイクルを循環している冷媒と冷凍機油に混入して運ばれ、冷凍装置に付設されたキャピラリーチューブや膨張弁等の減圧器の内部に堆積することで、冷媒の流れを阻害することから冷凍装置の性能が低下すること、また、オリゴマーが冷媒圧縮機の圧縮室や摺動部へ入った場合、冷媒圧縮機がロックする等の不良が発生するという問題があり、オリゴマーの溶出量を低減した絶縁フィルムが要求されていた。
【０００４】
代替冷媒に移行した場合、圧縮された冷媒の吐出温度と凝縮圧力が従来の冷媒よりも高くなることで、絶縁フィルムからオリゴマーの溶出する量が増加するため、従来より更にオリゴマーの溶出量が少ない絶縁フィルムが要求され、特開平７−３３６９２１号公報に記載されているような絶縁フィルムが採用されてきている。この絶縁フィルムの材料としては、オリゴマーの溶出量を低減したＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと呼ぶ）、ポリフエニレンサルフアイド（以下ＰＰＳと呼ぶ）、ポリアミドイミド（以下ＰＡＩと呼ぶ）等があり、これらを単体又は図５に示すように、ＰＥＴフィルムの両面に他の素材のフィルムを接着した三層構造として用いていた。
【０００５】
また、冷凍機油についても代替冷媒に対し相溶性の良いエーテル系あるいはエステル系の合成油が採用されてきているが、従来の鉱油と比べ、エーテル系の合成油では吸湿性が高い等の欠点を有しており、熱安定性、酸化安定性を悪くする傾向がある。エステル系の合成油では加水分解によりカルボン酸を生成し、金属を腐食する等の欠点を有している。さらに、従来の冷媒では含まれる塩素により、冷媒圧縮機の摺動面に塩化物皮膜を形成して潤滑性を良好にしていたが、代替冷媒は塩素を含まないためこのような効果が期待できないので、従来のものより一層潤滑性の優れた冷凍機油が求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
絶縁フィルムの材料としては、ＰＥＴのオリゴマー溶出量を低減した材料や代替材料（ＰＰＳ、ＰＥＮ等）と、これらの材料を三層構造（ＰＰＳ／ＰＥＴ／ＰＰＳ、ＰＡＩ／ＰＥＴ／ＰＡＩ等）にしたフィルムは高価であること、三層構造ではその製造方法が接着剤による貼り合わせのため接着強度の面で問題があり、ＰＥＮ／ＰＥＴ／ＰＥＮの三層を接着ではなく一体押出しにて製造しても、ＰＥＮとＰＥＴ間の密着性が劣るため実用に供さない。
【０００７】
また、冷凍機油としては熱安定性、酸化安定性に優れ、加水分解、摺動部の磨耗を低減する等の性能向上策が必要となる問題がある。
【０００８】
本発明は、上述のような問題点を改善した冷媒圧縮機を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、回転軸を有する電動機部と、この電動機部の回転軸によって駆動される圧縮部とを密閉容器内に収納し、吸入したＨＦＣ系冷媒をこの圧縮部により圧縮して密閉容器外に吐出するようにした冷媒圧縮機であって、冷凍機油としてエーテル系あるいはエステル系の潤滑油を使用し、前記電動機部の固定子の鉄芯とコイルの間、および、コイルの相間に介在させる絶縁フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムを用いたものである。
【００１０】
請求項２にかかる発明は、回転軸を有する電動機部と、この電動機部の回転軸によって駆動される圧縮部とを密閉容器内に収納し、吸入したＨＦＣ系冷媒をこの圧縮部により圧縮して密閉容器外に吐出するようにした冷媒圧縮機であって、冷凍機油としてエーテル系あるいはエステル系の潤滑油を使用し、前記電動機部の固定子の鉄芯とコイルの間、および、コイルの相間に介在させる絶縁フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムと、このフィルムの両面にポリエチレンナフタレートの層とを有する三層構造のフィルムを用いたものである。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項１又は請求項２に記載の冷媒圧縮機であって、共重合体フィルムにおけるポリエチレンナフタレートの比率が５〜２０重量％であるものである。
【００１２】
請求項４にかかる発明は、請求項１又は請求項２に記載の冷媒圧縮機であって、エーテル系あるいはエステル系の潤滑油には、酸化防止剤、酸捕捉剤、極圧添加剤の少なくとも１つ以上を配合しているものである。
【００１３】
請求項５にかかる発明は、請求項２又は請求項３に記載の冷媒圧縮機であって、共重合体フィルムの両面に、ポリエチレンナフタレートの層を有する三層構造のフィルムは、一体押出しにて製造したものを用いたものである。
【００１４】
請求項６にかかる発明は、冷媒圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを冷媒配管で接続して閉回路とした冷凍装置において、請求項１ないし請求項５に記載の冷媒圧縮機を用いたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００１６】
図１は、ガス化したＨＦＣ系冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機１、吐出した高温で高圧の冷媒ガスを放熱により液化する凝縮器２、高圧の液冷媒を減圧させるキャピラリーチューブや膨張弁等の減圧器３、減圧した液冷媒を吸熱によりガス化させる蒸発器４、これらを冷媒配管で接続して閉回路とした本発明の冷媒圧縮機を用いた冷媒回路の構成例を示す。
【００１７】
図２は、本発明の冷媒圧縮機の一例の縦断面図である。図３は、図２に示した冷媒圧縮機のＡ−Ａ矢視断面図を示す説明図である。図２において、１０は密閉容器で、この密閉容器内に回転軸１５を有する電動機部の回転子１３と固定子１２、この電動機部の回転軸によって駆動される圧縮部１１とを収納しており、この圧縮部の機械部品が摺動することによる磨耗を防止するため、潤滑油として冷媒と相溶性の良い冷凍機油１６も使用している。固定子１２には、巻線１７が鉄芯１８に巻かれている。図３において、２０は固定子１２に設けられたスロットで巻線１７を通している、このスロット２０部位Ｂを拡大して示したように、スロット内周に巻線１７と鉄芯１８を絶縁するウエッジ絶縁フィルム２１とスロット絶縁フィルム２２が備えられており、さらに、巻線１７の相間を絶縁する相間絶縁フィルム２３も備えている。
【００１８】
以上のように構成した本発明では、電動機巻線の絶縁フィルムとしてポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと呼ぶ）とポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと呼ぶ）の共重合体フィルムを用いている。この共重合体【模式１】におけるＰＥＮの比率は５〜２０重量％とすることで、オリゴマーの溶出が少ない絶縁フィルムを提供できる。
0003889531.tif 000002
式中ＡはＰＥＴ分子、ＢはＰＥＮ分子
ＡとＢの結合はランダムで良く、Ａ／Ｂ＝８０／２０〜９５／５とする。
ここで、共重合体におけるＰＥＮの比率が５重量％未満ではオリゴマーの抑制効果が無く、２０重量％を超えると共重合体としての結晶性が保持できない。また、高価なＰＥＮの比率が５〜２０重量％であることから、比較的安価でオリゴマーの溶出が少ない絶縁フィルムを提供できる。この絶縁フィルムを冷媒圧縮機に使用することで、冷凍装置に付設された減圧器の内部にオリゴマーが堆積するこによる性能低下や、冷媒圧縮機の圧縮室や摺動部へオリゴマーが入った場合に冷媒圧縮機がロックする等の不良発生を防止できる。
【００１９】
更なるオリゴマーの溶出が少ない絶縁フィルムの要求に対しては、図４に示す前記ＰＥＴとＰＥＮからなる共重合体層の両面にオリゴマーの溶出が少ないＰＥＮ層を構成した、ＰＥＮ／ＰＥＴとＰＥＮの共重合体／ＰＥＮの三層を一体押出し製造によるサンドイッチ構造のフィルムとすることで、更にオリゴマーの溶出が少ない絶縁フィルムを提供できる。ここで、ＰＥＴとＰＥＮの共重合体層におけるＰＥＮの比率が５重量％未満では、表面層であるＰＥＮ層との密着性が低下し、２０重量％を超えると共重合体としての結晶性が保持できない。このことから、ＰＥＴとＰＥＮの共重合体層におけるＰＥＮの比率は５〜２０重量％とする必要があり、これにより三層一体のサンドイッチ構造フィルムとして充分な強度を得ることができる。
【００２０】
また、冷凍機油にはエーテル系あるいはエステル系の潤滑油に、酸化防止剤、酸捕捉剤、極圧添加剤の少なくとも１つ以上を配合している。ここで、酸化防止剤としては例えば２，６−ジターシャルブチルパラクレゾール（ＤＢＰＣ）があり、酸捕捉剤としてはエポキシ（Ｅｐｏｘｙ）又はカルボジイミド（ＣＤＩ）があり、極圧添加剤としては例えばトリクレジルフォスファイト（ＴＣＰ）がある。これらの添加剤を配合することで、冷凍機油の熱安定性、酸化安定性を向上させ、加水分解、摺動部の磨耗を低減する性能をもつ潤滑油を提供できる。この冷凍機油を使用することで、冷媒圧縮機とこの冷媒圧縮機を使用した冷凍装置の信頼性を向上できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムを電動機巻線の絶縁フィルムとして用いることにより、ＨＦＣ系冷媒を使用する冷媒回路でもオリゴマーの溶出が少ないため、冷凍装置の性能低下や冷媒圧縮機がロックする等の不良発生を防止することが可能になる。
【００２２】
請求項２にかかる発明によれば、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムの両面に、ポリエチレンナフタレートの層を有する三層構造のフィルムを電動機巻線の絶縁フィルムとして用いることにより、ＨＦＣ系冷媒を使用する冷媒回路でもオリゴマーの溶出をより少なくすることが可能になる。
【００２３】
請求項３にかかる発明によれば、安価なポリエチレンテレフタレートとオリゴマーの溶出が少ないポリエチレンナフタレートの共重合体におけるポリエチレンナフタレートの比率を５〜２０重量％とすることで、フィルムの結晶性が保持でき、オリゴマーの溶出も少ない安価な絶縁フィルムを供給することが可能になる。
【００２４】
請求項４にかかる発明によれば、エーテル系あるいはエステル系の潤滑油に、酸化防止剤、酸捕捉剤、極圧添加剤の少なくとも１つ以上を配合していることで、冷凍機油の酸化や摺動部が磨耗すること等を防止し、冷媒圧縮機の信頼性を向上することが可能になる。
【００２５】
請求項５にかかる発明によれば、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートの共重合体フィルムの両面に、ポリエチレンナフタレートの層を有する三層構造を、一体押出しにてフィルム状に製造したことで、各層間に接着層が無く高い強度を維持する絶縁フィルムを供給することが可能になる。
【００２６】
請求項６にかかる発明によれば、オリゴマーの溶出が少ない絶縁フィルムと油の酸化や摺動部の磨耗が少ない冷凍機油を使用した冷媒圧縮機を用いることで、信頼性の高い冷凍装置を供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒圧縮機を用いた冷媒回路図である。
【図２】同冷媒圧縮機の縦断面図である。
【図３】同冷媒圧縮機のＡ−Ａ矢視断面を示す説明図である。
【図４】同媒圧縮機の絶縁フィルムの断面図である。
【図５】従来例である絶縁フィルムの断面図である。
【符号の説明】
１  冷媒圧縮機
１１  圧縮部
１２  固定子
２０  スロット
２１  ウエッジ絶縁フィルム
２２  スロット絶縁フィルム
２３  相間絶縁フィルム
３１  ポリエチレンナフタレート
３２  ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートの共重合体
３３  ポリエチレンテレフタレート
３４  接着剤
【図１】
0003889531.tif 000003
【図２】
0003889531.tif 000004
【図３】
0003889531.tif 000005
【図４】
0003889531.tif 000006
【図５】
0003889531.tif 000007