密闭型压缩机的制作方法

专利名称：密闭型压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及密闭型压缩机，详细而言涉及R32制冷剂使用时的运 转方法。
背景技术：
在密闭型压缩机的运转停止的情况下，例如在停止时间较长时， 密闭容器的温度会比运转时低。这样，密闭容器内的制冷剂密度变小，
根据制冷剂与冷冻机油的组合，会产生液态制冷剂下沉到冷冻机油之 下的现象。当在该状态下运转密闭型压缩机时，液态制冷剂存在于油 泵的吸入部，所以会产生液态制冷剂被油泵吸引的不良情况。
作为针对这种现象的对策，以往以来提出了下述的冷冻装置的控 制方法，即，将至少在规定温度以下成为与制冷剂分离的状态的冷冻 机油用于压缩机的滑动部的润滑，其中，检测压缩机的温度和压缩机 的运转频率，当基于压缩机的检测温度和压缩机的检测频率，判断为 检测频率超过设定频率且检测温度小于设定温度时，将运转频率切换 成保护频率(例如，参照专利文献l)。
专利文献1:日本特开2002 - 221369号>^才艮
但是，上述专利文献1记载的现有的冷冻装置的控制方法，只是 阐述了其概念，但没有充分言及具体内容。

发明内容
本发明是用于解决上述课题而发明的，其目的在于，提供一种能 够抑制在起动时将制冷剂供给于压缩元件的滑动部、抑制过剩冒油的 密闭型压缩;f几。
本发明所涉及的密闭型压缩机，在密闭容器的内部收纳有压缩元件和电动元件；其特征在于， 构成为
(a) 上述压缩元件向上述密闭容器的内部空间排出高压的制冷
剂，
(b) 具有检测上述密闭容器的底部附近的温度的温度传感器，
以及
(c) 上述制冷剂采用R32、即二氟甲烷；
而且，在该密闭型压缩机起动时，以不达到规定转速以上的方式 驱动上述压缩元件，并且在上述温度传感器检测到高于规定温度的温 度后以高于上述规定转速的转速驱动上述压缩元件。
本发明所涉及的密闭型压缩机，通过上述构成能够抑制在起动时 将制冷剂供给于压缩元件的滑动部、抑制过剩冒油。


图1是表示实施方式1的图，是涡旋压缩机100的纵剖视图。
图2是表示实施方式1的图，是表示起动时的R32制冷剂9与冷 冻才几油10的流动的涡S走压缩才几100的纵剖4见图。
图3是表示实施方式1的图，是表示起动时的R32制冷剂9与冷 冻机油10混合的状态的涡旋压缩机100的纵剖视图。
图4是表示实施方式1的图，是表示实施了准备运转后的R32制 冷剂9与冷冻机油10分离的状态的涡旋压缩机100的纵剖视图。
图5是表示实施方式1的图，是表示制冷剂的饱和状态密度 (kg/m3)与温度(°C )的关系的图。
具体实施方式
实施方式1
在具体说明之前，先说明本实施方式的基本概念。密闭型压缩机， 在停止运转的状态下，当密闭型压缩机的温度低时(与周围温度大致 相等)，根据制冷剂和冷冻机油的组合，会有制冷剂的密度大于冷冻机油的密度的情况。这样，就会产生制冷剂下沉到冷冻机油之下的现 象。在这种状态下，当起动密闭型压缩机(尤其是密闭容器内为高压 的密闭型压缩机)时，处于制冷剂中的油泵吸引制冷剂、将制冷剂供 给于压缩元件的滑动部，所以会产生滑动部的润滑不良。另外，会产 生在下沉到冷冻机油之下的制冷剂排出到密闭容器的外部时上层的冷 冻机油也一起被带出的现象。作为这些问题的对策有在起动密闭型压 缩机之后尽早使制冷剂向冷冻机油之上移动的方法。于是，在本实施 方式中，使用饱和状态密度较小的制冷剂、密度较大的冷冻机油。另 外，在密闭型压缩机起动时，进行密闭型压缩机的转速不超过规定值 的准备运转，直至冷冻机油以及制冷剂的温度上升到规定温度为止。 在冷冻机油以及制冷剂的温度上升到规定温度、制冷剂移动到冷冻机 油之上后，切换到密闭型压缩机的转速大于规定值的通常运转。
在此，以涡旋压缩机作为密闭型压缩机的一个例子进行说明。本 实施方式也能够应用于密闭容器内为高压的其他形式的密闭型压缩机 (例如，回转压缩才几)。
图1至图5是表示实施方式1的图。图1是涡旋压缩机100的纵 剖视图，图2是表示起动时的R32制冷剂9和冷冻机油10的流动的 涡旋压缩机100的纵剖视图，图3是表示起动时的R32制冷剂9和冷 冻机油10混合的状态的涡旋压缩机100的纵剖视图，图4是表示准备 运转实施后的R32制冷剂9和冷冻机油10分离的状态的涡旋压缩机 100的纵剖视图，图5是表示制冷剂的饱和状态密度(kg/m3)和温度 (°C)的关系的图。
参照图1，简单说明涡旋压缩机100的构造(因为涡旋压缩机100 使用的是公知构造)。涡旋压缩机100在密闭容器11内部收纳有压缩 元件30和电动元件40。
压缩元件30，具有以在机座上的板状涡巻齿彼此之间分别形成 压缩室的方式相啮合的固定涡巻体1以及摆动涡巻体2，沿轴向支撑 该摆动涡巻体2的柔性框架(-》y，47》卜7i^ —厶)3，沿半径 方向支撑该柔性框架3的导向框架4，将电动元件40的转矩传递到压
5缩元件30的主轴7。
固定涡巻体l，其外周部通过螺栓连接于导向框架4。在机座部的 一个面(在图1中为下侧)上形成有板状涡巻齿，在外周部在大致一 条直线上形成有两个欧式引导槽(才^义厶案内溝)。在该欧式引导
槽中往复滑动自如地卡合有欧式环(才》夕*厶y ;^夕')的爪。并且，
在固定涡巻体l的侧面，吸入制冷剂通过的吸入管13贯通并压入密闭 容器11。
摆动涡巻体2,在机座部的上面设置有与固定涡巻体1的板状涡 巻齿实质上形状相同的板状涡巻齿，几何学地形成压缩室。在机座的 与板状涡巻齿相反侧的面的中心部形成有中空圆筒的轴毂部，旋转自 如地与主轴7上端的摆动轴部卡合。在机座的与板状涡巻齿相反侧的 面上，形成有能够与柔性框架3的推力轴承相压接滑动的推力面。在 摆动涡巻体2的机座的外周部，在大致一条直线上形成两处具有与固 定涡巻体l的欧式引导槽相差90度的相位的欧式引导槽，在该欧式引 导槽中往复滑动自如地卡合有欧式环的爪。在机座部上设置有贯通压 缩室和推力面的引出孔，成为将压缩中途的制冷剂气体引出、导向推 力面的结构。
柔性框架3，由设置在导向框架4的内周部的圆筒面、沿半径方 向支撑设置在其外周部的上下两个圆筒面，在其中心部形成有沿半径 方向支撑由电动元件40旋转驱动的主轴7的主轴承以及副主轴承。
导向框架4的外周面通过烧嵌配合或焊接等固定于密闭容器11， 但是通过设置于其外周部的缺口部，确保了将从固定涡巻体1的排出 口排出的高压的制冷剂气体导向设置于电动元件40侧的排出管12的 流路。在导向框架4的内周面上，在两处设置有与形成于柔性框架3 的外周面的上下圓筒面卡合的圆筒面、以及收纳密封材料的密封槽， 分别设置有密封材料。釆用这两个密封材料密封的由导向框架4的内 周面和柔性框架3的外周面构成的框架空间，仅与柔性框架3的联络 通路连通，成为将由摆动涡巻体2的引出孔供给的压缩中途的制冷剂 气体封入的结构。主轴7，其上端部形成有旋转自如地与摆动涡巻体2的摆动轴承 卡合的摆动轴，在其下侧烧嵌有主轴平衡器。并且，在其下方形成有 旋转自如地与柔性框架3的主轴承和副主轴承卡合的主轴部。在主轴 7的下侧形成有旋转自如地与子框架17的副轴承卡合的副轴部，在该 副轴部与上述主轴部之间烧嵌有电动元件40的转子6。
电动元件40具有定子5和转子6。电动元件40通常采用DC (直 流)无刷马达(极少情况下也采用感应电动机)。在DC无刷马达的 情况下，对定子5实施三相绕线。绕线方式有集中绕组和分布绕组。 并且，转子6是采用永久磁铁的磁定子。
在密闭容器ll的底部(外侧)，具有检测密闭容器11的底部温 度的温度传感器8。温度传感器8例如由热敏电阻构成。在图1中， 在密闭容器11的底部的中央部附近设置温度传感器8。但是，该位置 没有限定。可以是密闭容器11的底部的任何部分。也可以设置在与密 闭容器11的底部相连的侧壁的下部。只要是能够检测后述的R32制 冷剂9或冷冻机油IO的温度的位置即可。R32是指，二氟甲烷，化学 式为CH2F2。
涡旋压缩机100在组装于冷冻循环的状态下的运转停止期间，制
冷剂或冷冻机油贮存在密闭容器11的内部的底部。
在图1中，作为在冷冻循环中循环的制冷剂的R32制冷剂9，下 沉到冷冻机油IO之下。这是因为，例如在涡旋压缩机100运转停止期 间，密闭容器11的温度成为与周围温度大致相等的温度(常温)，所 以R32制冷剂9的饱和状态密度比冷冻机油10的密度小。
密闭容器11的底部的温度与R32制冷剂9的温度大致相等，所 以检测密闭容器11的底部温度的温度传感器8检测出R32制冷剂9 的温度。
首先说明将制冷剂限定于R32制冷剂9的原因。图5表示涡旋压 缩机100的主要用途、即空调机所使用的各种制冷剂的饱和状态密度 (kg/m3)和温度(。C)的关系。如图5所示，当温度降低时制冷剂的 饱和状态密度变大。各温度下的各种制冷剂的饱和状态密度处于图5
7所示的关系。即，R32的饱和状态密度在其中最小。在涡旋压缩机100 的起动时，在将下沉到冷冻机油IO之下的制冷剂加热、使温度升高的
准l运4〖f,越是饱和状态密度小的制冷剂越能尽早地向冷冻机油稀
"^L上移动。
R32的饱和状态密度，在10。C时为1020 kg/m3，在20。C时为981 kg/m3，在30。C时为940 kg/m3。
为了在准备运转中使R32制冷剂9尽早地移动到冷冻机油10之 上，优选密度大的冷冻机油10。
当前，密闭型压缩机的冷冻机油10，釆用环烷类的石油、石蜡类 的石油、烷基苯类(AB)、聚a烯烃(PAO)、多元醇酯(POE)、 聚乙烯醚(PVE)、聚烷撑二醇(PAG)等。环烷类的石油、烷烃类 的石油、AB、 PAO的密度大约为870 kg/m3,其他的POE、 PVE、 PAG 的密度大约为1000kg/m3，在本实施方式中，选择POE、 PVE、 PAG 等的密度为980 kg/n^以上的冷冻机油10。
例如，在使用密度为大约1000kg/n^的POE、 PVE、 PAG等冷冻 才几油10时，若为R22,则在温度为6(TC时饱和状态密度也为1030 kg/m3,制冷剂仍然较重。但是，若为R32制冷剂9，则在温度为20°C 时密度大约为981 kg/m3，比POE、 PVE、 PAG等冷冻机油10轻。
图2是表示不限制涡旋压缩机100的转速而起动时的R32制冷剂 9的动作。在该情况下，R32制冷剂9通过冷冻^/L油10的层，沿图2 的箭头方向流动。进而由于电动元件40的旋转，R32制冷剂9和冷冻 机油IO被搅拌成为制冷剂和冷冻机油的混合物15(参照图3)。于是， 制冷剂和冷冻机油的混合物15，从排出管12向涡旋压缩才几100的外
部的冷冻循环排出，涡旋压缩机100内的冷冻机油IO被大量地被带出 到涡旋压缩机100的外部的冷冻循环。
由于冷冻机油IO被带出到涡旋压缩机100的外部的冷冻循环，从 而涡4t压缩4几100内的冷冻才几油10减少。由此，向压缩元件30的滑 动部供给的冷冻机油IO减少。当供给的冷冻机油IO减少时，将导致 滑动部的烧结，涡旋压缩机100的可靠性降低。由于供给到固定涡巻体1和摆动涡巻体2之间的冷冻机油10减 少，以形成压缩室的方式相啮合的板状涡巻齿的密封性恶化，导致涡 旋压缩机100的性能降低。
于是，在本实施方式中，在涡旋压缩机100起动时，进行使电动 元件40的转速不为规定转速以上的准备运转。规定转速是与电动元件 40的电源的频率例如60Hz相当的转速。
在使电动元件40的转速不为规定转速以上的准备运转中，电动元 件40的转速较低，所以即使如图1所示R32制冷剂9下沉到冷冻机 油10以下，也能够将压缩元件30的滑动部的润滑不足、冷冻机油10 向涡旋压缩机100的外部流出等的问题抑制在容许范围内。
通过进行使电动元件40的转速不为规定转速以上的准备运转，电 动元件40以及压缩元件30的温度上升，该热传递给下沉到冷冻机油 10之下的R32制冷剂9,使R32制冷剂9的温度上升。
R32制冷剂9的温度，由检测密闭容器11的底部的温度的温度传 感器8间接地检测出。当温度传感器8检测到高于规定温度的温度时， 切换为以高于规定转速的转速驱动压缩元件30的运转。
温度传感器8检测出比规定温度高的温度时的规定温度，例如为 25。C。这是因为，若温度传感器8的测定值为25。C以上，则能够推定 内部的R32制冷剂9的温度至少为2(TC以上，在该状态下，R32制冷 剂9浮起到密度大约为1000kg/ii^的POE、 PVE、 PAG等冷冻机油 IO之上。
如上所述，通过在涡旋压缩机100的起动时进行准备运转，能够
起到下述效果。
(1) 由于电源以60Hz以下的频率运转，所以能够抑制由电动元 件40的旋转运动而引起的对R32制冷剂9和冷冻机油IO的搅拌，不 会使得R32制冷剂9和冷冻机油10混合成为图3的状态(R32制冷 剂9和冷冻机油10混合，成为制冷剂和冷冻机油的混合物15)。
(2) 若温度传感器8的测定值为25。C以上，则能够推定内部的 R32制冷剂9的温度至少为20。C以上，在该状态下，R32制冷剂9浮
9起到密度大约为1000kg/m3的POE、 PVE、 PAG等冷冻机油IO之上。
图4表示通过进行上述的准备运转，R32制冷剂9浮起到涡旋压 缩才几100内的冷冻才几油10之上的状态。该状态是由于如图5所示R32 制冷剂在不足2(TC时饱和状态密度为1000kg/m3以下、从而选择密度 为1000kg/m3以上的冷冻机油(POE、 PVE、 PAG等)而达成的。
通过从上述状态切换到通常的运转(不限制压缩元件30的转速的 运转)，从排出管12流向外部的排出气体几乎都为R32制冷剂9，能 够减少从涡旋压缩机100内带出的冷冻机油10的量。
通过在涡旋压缩机100起动时每次都进行本实施方式的准备运 转，能够提高涡旋压缩机100的可靠性。
尤其是，空调机或水箱中的密闭型压缩机在安装后的首次运转时， 排出到冷冻循环的配管中的冷冻机油很难返回压缩机。并且，也存在 残留在冷冻循环的配管中的冷冻机油。但是，通过本实施方式的准备 运转，既能够确保密闭型压缩机的可靠性，又能够使冷冻机油逐渐磨 合适应(馴染)于配管。
权利要求
1. 一种密闭型压缩机，在密闭容器的内部收纳有压缩元件和电动元件；其特征在于，构成为(a)上述压缩元件向上述密闭容器的内部空间排出高压的制冷剂，(b)具有检测上述密闭容器的底部附近的温度的温度传感器，以及(c)上述制冷剂采用R32、即二氟甲烷；而且，在该密闭型压缩机起动时，以不达到规定转速以上的方式驱动上述压缩元件，并且在上述温度传感器检测到高于规定温度的温度后以高于上述规定转速的转速驱动上述压缩元件。
2. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于，进行上述压 缩元件的润滑的冷冻机油采用密度为980kg/m3以上的冷冻机油。
3. 如权利要求1或2所述的密闭型压缩机，其特征在于，在上述 温度传感器检测到高于25。C的温度后，以高于上述规定转速的转速驱 动上述压缩元件。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制在起动时将制冷剂供给于压缩元件的滑动部、抑制过剩冒油的密闭型压缩机。本发明所涉及的涡旋压缩机(100)，在密闭容器(11)的内部收纳有压缩元件(30)和电动元件(40)；其特征在于，构成为(a)压缩元件(30)向密闭容器(11)的内部空间排出高压的制冷剂，(b)具有检测述密闭容器(11)的底部附近的温度的温度传感器(8)，以及(c)制冷剂采用R32、即二氟甲烷；而且，在涡旋压缩机(100)起动时，以不达到规定转速以上的方式驱动压缩元件(30)，并且在温度传感器(8)检测到高于规定温度的温度后以高于上述规定转速的转速驱动压缩元件(30)。
文档编号F04C29/02GK101457754SQ20081012946
公开日2009年6月17日 申请日期2008年7月31日 优先权日2007年12月10日
发明者三坂令, 前山英明 申请人:三菱电机株式会社