压缩机的制作方法

文档序号:16358195发布日期:2018-12-22 08:00阅读:195来源:国知局
压缩机的制作方法

本发明涉及使用润滑油进而使用可燃性的制冷剂的压缩机。

背景技术

冷冻机中存在以下构成:具有压缩机、冷凝器、膨胀机构以及蒸发器,由制冷剂配管将这些构件连接起来。压缩机具有:压缩制冷剂的压缩构件;驱动压缩构件的电动构件;将电动构件与压缩构件连接的旋转轴;将压缩构件的压缩气体排出部覆盖的盖消音器;内置这些构件并在底部贮存润滑油的密闭容器。对于冷冻机,当驱动搭载于压缩机的电动机时,制冷剂利用压缩机压缩后被排出,利用冷凝器进行冷凝,利用膨胀机构进行减压,利用蒸发器进行蒸发,再次被吸入压缩机。

这样,在压缩机的运转过程中,对于冷冻机内的压力,从压缩机的排出口至膨胀机构的入口为止的压力成为比大气压高的正压,从膨胀机构的出口至压缩机的吸入口为止的压力成为比大气压低的负压。

因此,在成为从冷冻机的膨胀机构的出口至压缩机的吸入口为止的制冷剂流路的制冷剂配管因腐蚀、焊接缺陷等原因而开孔的情况下,有时会在构成冷冻机的冷冻循环的制冷剂回路内吸入空气。

另外,例如配管彼此的连接位置有时会因冷冻机的组装、设置以及撤去等作业这样的人为原因而从预先设定的位置发生偏移。在这样的情况下,有时也会因压缩机的运转而致使在构成冷冻机的冷冻循环的制冷剂回路内吸入空气。

这样,被吸入到冷冻机的制冷剂回路内的空气由压缩机压缩,与变成蒸气、雾等的润滑油混合,形成可燃性混合气。或者,若采用例如异丁烷、丙烷、r32等这样的可燃性的制冷剂作为制冷剂,则被吸入到冷冻机的制冷剂回路内的空气与这些制冷剂混合而形成可燃性混合气。

这里,有可能使上述那样形成的可燃性混合气着火或者点火,火焰在冷冻机整体蔓延。即,由于压缩机的运转动作,使得上述那样形成的可燃性混合气变成高压高温,故而存在着火或者点火而致使压缩机进而是冷冻机发生破损的可能性。

因而,在现有的冷冻机中,为了抑制这样的不良状况,提出了以下方案:在具有压缩机、冷凝器、膨胀机构和蒸发器的冷冻循环中,设置由还原铁或活性炭组成的氧吸附剂、收纳氧吸附剂的箱体、以及使冷冻循环内的氧透过并将氧吸附剂与冷冻循环分隔开的透过板(例如参照专利文献1)。

专利文献1所述的冷冻机构成为,通过在制冷剂回路中设置收纳氧吸附剂的箱体,对与制冷剂一起在制冷剂回路内循环的空气所含的氧进行吸附除去。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-320911号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

对于专利文献1所述的技术,如果依靠所收纳的氧吸附剂获得的吸附速度以上或是吸附容量以上的氧进入到制冷剂回路内,则无法再抑制可燃性混合气增多。即,在专利文献1所述的技术中,使用了氧吸附剂,无法高效地从制冷剂回路除去可燃性混合气的氧。因而,在制冷剂回路内无法再除去的空气会增多,存在所形成的可燃性混合气点火而导致压缩机进而是冷冻机发生破损的可能性。

进而,专利文献1所述的技术将氧吸收装置与冷凝器的出口的上部连接来进行可燃性混合气的氧的吸附除去。对此,申请人如后述那样实验性地验证了在冷冻机内吸入空气的情况下的点火、爆炸现象。其结果阐明的是,被吸入的空气、润滑油的蒸气或雾以及制冷剂或可燃性混合气在压缩机内被压缩,形成高温高压的可燃性混合气,在压缩机内部可燃性混合气点火而发生爆炸。并且,查明的是,即使在压缩机以外的制冷剂回路设置氧吸附装置,点火、爆炸的抑制效果也完全无效。因此,在专利文献1所述的技术中,存在所形成的可燃性混合气点火而致使压缩机进而是冷冻机发生破损的可能性。

本发明是为了解决上述课题而做出的,其目的在于提供一种压缩机,可抑制由被吸入到压缩机内而被压缩的空气与润滑油或可燃性制冷剂形成的可燃性混合气增多,即使在可燃性混合气点火的情况下也不会发生破损。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的压缩机,具有:压缩制冷剂的压缩构件;驱动上述压缩构件的电动构件;将上述电动构件与上述压缩构件连接的旋转轴;对压缩后的制冷剂排出的上述压缩构件的压缩气体排出部进行覆盖的盖消音器;以及内置上述压缩构件、上述电动构件、上述旋转轴和上述盖消音器并在底部贮存润滑油的密闭容器,其中,在上述盖消音器的上述压缩气体排出部侧,或是以与上述盖消音器抵接的状态在上述压缩气体排出部的相反侧,或是在上述盖消音器的上述压缩气体排出部侧同时以与上述盖消音器抵接的状态在上述压缩气体排出部的相反侧,设置有点火物,该点火物利用混入到从上述压缩气体排出部排出的压缩气体中的空气内的氧来帮助可燃性制冷剂或者润滑油的点火或者燃烧开始。

发明的效果

根据本发明所涉及的压缩机,由于具有上述构成,所以,在空气被吸入到压缩机内的情况下,在覆盖压缩机内部的压缩气体排出部的盖消音器的压缩气体排出部侧,或是以与盖消音器抵接的状态在压缩气体排出部的相反侧,或是在盖消音器的压缩气体排出部侧同时以与盖消音器抵接的状态在压缩气体排出部的相反侧,设置发热体,该发热体与被吸入的空气中的氧发生反应而发热。并且,在压缩机内的压力为非高压的低压力的期间,与氧反应而发热的发热体使所形成的可燃性混合气点火,由此将是即将爆炸之前的压力的数倍的因燃烧爆炸所产生的压力抑制得较低,能够抑制压缩机进而是冷冻机的破损。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式1的具有压缩机的冷冻机的整体构成图。

图2是根据本发明的实施方式1的压缩机的纵剖视图。

图3是根据本发明的实施方式1的压缩机的盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。

图4是根据本发明的实施方式1的压缩机的其他盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。

图5是根据本发明的实施方式1的压缩机的另一个其他盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。

图6是示出在根据本发明的实施方式1的压缩机中,伴随依靠压缩机运转的空气吸入过程的时间经过的压缩机内各部分的温度变化的实验结果的一例的说明图。

图7是示出在根据本发明的实施方式1的压缩机中,伴随在压缩机内部开始吸入空气之后的时间经过的压缩机内的混合气的压力、温度、润滑油的自身点火温度及氧化发热体的温度的关系的说明图。

图8是示出根据本发明的实施方式1的压缩机的燃烧前压力与燃烧后压力的关系的说明图。

图9是根据本发明的实施方式2的压缩机的盖消音器的俯视图(a)及其y-y方向剖视图(b)。

图10是根据本发明的实施方式2的压缩机的其他盖消音器的俯视图(a)及其y-y方向剖视图(b)。

图11是根据本发明的实施方式2的压缩机的另一个其他盖消音器的俯视图(a)及其y-y方向剖视图(b)。

图12是示出mno2、mn2o3、mn3o4、ru的润滑油分解特性的比较的图。

图13是示出利用氧化催化剂mno2的润滑油的氧化时间经过的调查结果的图。

图14是示出在根据本发明的实施方式2的压缩机中,伴随在压缩机的内部开始吸入空气之后的时间经过的压缩机内的混合气的压力、温度及润滑油的自身点火温度的关系的说明图。

图15是示出根据本发明的实施方式2的压缩机的燃烧前压力与燃烧后压力的关系的说明图。

图16是根据本发明的实施方式2的压缩机的其他盖消音器的俯视图(a)及其z-z方向剖视图(b)。

图17是根据本发明的实施方式2的压缩机的另一个其他盖消音器的俯视图(a)及其z-z方向剖视图(b)。

图18是根据本发明的实施方式2的压缩机的再一个其他盖消音器的俯视图(a)及其z-z方向剖视图(b)。

图19是根据本发明的实施方式3的压缩机的盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。

图20是根据本发明的实施方式4的具有压缩机的冷冻机的整体构成图。

具体实施方式

以下,对根据本发明的实施方式的压缩机进行说明。另外,并不由该实施方式来限定本发明。另外,该实施方式的构成构件包含维持发明同一性同时可置换且置换自明的构成构件。另外,该实施方式所记载的多个变型例可以在本领域技术人员自明的范围内任意组合。

实施方式1.

图1是根据本发明的实施方式1的具有压缩机的冷冻机的整体构成图。图2是根据本发明的实施方式1的压缩机的纵剖视图。图3是根据本发明的实施方式1的压缩机的盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。以下,参照图1~图3对根据本发明的实施方式1的压缩机以及具有该压缩机的冷冻机的构成进行说明。

[构成说明]

冷冻机100被利用于空调装置、冰箱以及冷库等冷冻装置、供热水机等。下面以将根据本发明的实施方式1的具有压缩机1的冷冻机100利用于空调装置的情形为例进行说明。

如图1所示那样,冷冻机100具有:压缩并排出制冷剂的压缩机1;作为冷凝器或者蒸发器发挥功能的第1热交换器2;使制冷剂减压的膨胀阀3;作为蒸发器或者冷凝器发挥功能的第2热交换器4;切换制冷剂流路的四通阀5;使从压缩机1排出的制冷剂的脉动降低的消音器6;能够贮存剩余制冷剂的储液器7。

另外,冷冻机100具有将压缩机1、第1热交换器2、膨胀阀3、第2热交换器4、四通阀5、消音器6以及储液器7等连接起来的制冷剂配管9。另外,将制冷剂配管9之中的、将压缩机1和第1热交换器2连接的部分称为排出制冷剂配管9a,将制冷剂配管9之中的、将储液器7和压缩机1连接的部分称为吸入管7a。

这里,由压缩机1、第1热交换器2、膨胀阀3、第2热交换器4、四通阀5、消音器6、储液器7以及制冷剂配管9构成制冷剂回路,制冷剂进行循环。

[压缩机1]

如图2所示那样,压缩机1具备:在底部贮存润滑油并搭载压缩制冷剂的机构等的密闭容器11;内置于密闭容器11并压缩制冷剂的压缩构件15;驱动压缩构件15的电动构件13;将电动构件13和压缩构件15连接的旋转轴14;对供被压缩的制冷剂排出的压缩构件15的压缩气体排出部15a进行覆盖的盖消音器31。

[密闭容器11]

密闭容器11构成压缩机1的外轮廓。在密闭容器11内,与密闭容器11的内壁抵接地固定有压缩构件15,在该压缩构件15的上侧,与密闭容器11的内壁抵接地固定有电动构件13。

在密闭容器11,形成有作为开口部的容器排出口11a以及吸入口11b。并且,在密闭容器11的容器排出口11a的形成位置,连接有将由压缩构件15压缩的制冷剂从密闭容器11内排出的排出制冷剂配管9a,在密闭容器11的吸入口11b的形成位置,连接有向密闭容器11内供给制冷剂的吸入管7a。

在密闭容器11的底部,形成有润滑油槽12,贮存能够减轻压缩构件15中的滑动摩擦的润滑油。另外,润滑油槽12所贮存的润滑油与制冷剂一起被吸入到压缩构件15内,向压缩构件15的滑动部等供给。

[电动构件13]

电动构件13具有:固定有旋转轴14并将自身的旋转传递给旋转轴14的转子17;在层积铁心安装多相的绕组21而构成的定子16。

并且,电动构件13中,转子17与旋转轴14连接,能够经由旋转轴14来驱动压缩构件15。也就是,通过从省略图示的电源向定子16供给电力,转子17旋转,能够将该驱动力经由旋转轴14传递给压缩构件15。由此,压缩构件15受到驱动而能压缩制冷剂。

转子17在转子17的内周连接有旋转轴14。另外,转子17在转子17的外周面与定子16的内侧面之间形成预先设定的相向间隔的状态下,被旋转轴14支撑。

定子16使转子17旋转,例如具有形成有多个回油孔18的铁心19以及多相的绕组21等。定子16将其外周面固定设置在密闭容器11的壁部(内周面)上。

另外,在定子16与转子17之间,形成有预先设定的间隔。因而,从压缩构件15排出的高温高压的制冷剂经由该间隔等,被供给到密闭容器11内的连接有排出制冷剂配管9a的一侧的空间。

[压缩构件15]

压缩构件15对被吸入到密闭容器11内的制冷剂进行压缩,能够采用各种机构(例如旋转式、涡旋式、叶片式等)的压缩构件。在根据本发明的实施方式1的压缩机中,以压缩构件15为旋转式的情形为例进行说明。

压缩构件15具有:缸24;与旋转轴14连接并设置成在缸24内自由旋转的辊26;与该辊26相接而划分缸24内部的叶片27。进而,压缩构件15具有:将缸24的开口闭塞并将旋转轴14自由旋转地支撑的上轴承部28以及下轴承部29;安装于上轴承部28的盖消音器31。

缸24在上下分别形成有开口部,由上轴承部28以及下轴承部29闭塞。即,在缸24的上侧,设有将旋转轴14自由旋转地支撑的上轴承部28,将缸24的上侧的端面(电动构件13侧的端面)闭塞。另外,在缸24的下侧,设有将旋转轴14自由旋转地支撑的下轴承部29,将缸24的下侧的端面(润滑油槽12侧的端面)闭塞。

辊26与旋转轴14连接,与旋转轴14的旋转一起自身也旋转,能够压缩被供给到缸24内的制冷剂。

叶片27与辊26相接而划分缸24内部,在形成于缸24的省略图示的槽内往复运动,末端与辊26相接。

并且,利用缸24、辊26以及叶片27等,形成了作为压缩制冷剂的空间的压缩室。该压缩室随着辊26以及叶片27的旋转而变小,对被供给到压缩室中的制冷剂进行压缩。

在压缩构件15的上轴承部28,形成有供由压缩构件15压缩的制冷剂排出的压缩气体排出部15a。该压缩气体排出部15a是贯通孔,在压缩气体排出部15a,设置有当缸24内成为预先设定的压力以上时将压缩气体排出部15a打开的排出阀30。

[旋转轴14]

旋转轴14的上端侧与电动构件13的转子17连接,旋转轴14的下端侧自由旋转地支撑在压缩构件15的上轴承部28以及下轴承部29。并且,旋转轴14以与垂直方向平行的轴为中心进行旋转,能够使压缩构件15的辊26旋转。另外,旋转轴14具有使辊26偏心运动的偏心部25,该偏心部25与辊26连接。

[盖消音器31]

盖消音器31以覆盖压缩气体排出部15a的方式设置在压缩气体排出部15a的上方。也就是,由压缩构件15压缩而从压缩气体排出部15a排出的制冷剂,暂时被排出到盖消音器31内的空间,而后从盖消音器31的盖消音器排出口34排出到密闭容器11内。然后,经由与密闭容器11的容器排出口11a连接的排出制冷剂配管9a向压缩机1的外部排出。

[氧化发热体61]

如图3以及图2所示那样,作为点火物的氧化发热体61内置于透气性部件62a,由透气性固定部件62b将透气性部件62a固定在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧地设置。作为点火物的氧化发热体61是与混入在从压缩气体排出部15a排出的压缩气体内的空气之中的氧反应而发热的发热材料。并且,氧化发热体61利用混入在从压缩气体排出部15a排出的压缩气体内的空气之中的氧,帮助可燃性制冷剂或者润滑油的点火或者燃烧开始。作为点火物的氧化发热体61以粉末的状态设置。另外,氧化发热体61也可以设置成位于盖消音器31与压缩气体排出部15a之间的空间。

图4是根据本发明的实施方式1的压缩机的其他盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。图5是根据本发明的实施方式1的压缩机的另一个其他盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。氧化发热体61a也可以如图4所示那样以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。另外,氧化发热体61以及氧化发热体61a也可以如图5所示那样设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧同时以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。另外,图4以及图5所示的氧化发热体61a、透气性部件62c以及透气性固定部件62d仅在设置位置方面与氧化发热体61、透气性部件62a以及透气性固定部件62b不同,其余相同而省略说明。

氧化发热体61是铁粉,优选的是粒径100μm以下的铁粉,透气性部件62a是具有透气性的袋,透气性固定部件62b例如是冲孔金属件。

这里,透气性部件62a是具有透气性的袋,由具有压缩机进行运转动作的温度以上具体是大约200℃以上的耐热性的原材料即玻璃、ptfe(聚四氟乙烯)、聚酰亚胺、pps(聚苯硫醚)、聚酯、石英、氧化铝等的纤维构成。

在压缩机1制造时,为了避免氧化发热体61与空气接触而发热,通过使作为氧化发热体61的铁粉与润滑油混合,由润滑油以包覆的方式覆盖铁粉,从而防止氧化发热体61与空气中的氧反应而发热。当因压缩机1的运转而在构成冷冻机100的冷冻循环的制冷剂回路内吸入空气时,覆盖作为氧化发热体61的铁粉的润滑油在压缩机1中被压缩而变成高温高压。因而,上述氧化发热体61变成高温,覆盖表面的润滑油会蒸发而被除去,上述氧化发热体61与被吸入的空气中的氧反应而发热。

另外,为了避免在制造时氧化发热体61与空气接触而发热,在将氧化发热体61设置到压缩机1时,以无氧的氮气环境进行设置。或是,为了避免与充足的空气接触而发热,虽未图示,也可以将收纳在密封容器中的氧化发热体61取出,在设置到压缩机1并组装完压缩机之后,再对压缩机进行密封处理以便不混入新的空气。

[第1热交换器2]

返回图1,第1热交换器2在冷冻机100实施制热运转时,作为蒸发器发挥功能,在冷冻机100实施制冷运转时,作为冷凝器(散热器)发挥功能。

第1热交换器2例如可由翅片管型热交换器构成,具有多个并排设置的翅片和与该翅片连接的管。另外,在第1热交换器2中省略图示,但也可以附加设置用于促进被供给到第1热交换器2的制冷剂与空气的热交换的送风风扇等。

[膨胀阀3]

膨胀阀3对制冷剂进行减压而使其膨胀,一个端口与第1热交换器2连接,另一个端口与第2热交换器4连接。另外,膨胀阀3例如可以由开度可变的电子膨胀阀或是毛细管等构成。

[第2热交换器4]

第2热交换器4的一个端口与四通阀5连接,另一个端口与膨胀阀3连接,在被供给到第2热交换器4的制冷剂与空气之间进行热交换。在冷冻机100实施制热运转时,第2热交换器4作为冷凝器发挥功能,在冷冻机100实施制冷运转时,作为蒸发器发挥功能。

第2热交换器4也可以与第1热交换器2同样,例如由具有多个并排设置的翅片和与该翅片连接的管的翅片管型热交换器构成。另外,在第2热交换器4中虽省略图示,但也可以附加设置送风风扇等,用于促进被供给到第1热交换器2的制冷剂与空气的热交换,向空调对象空间(例如室内、大厦、仓库等)供给空气。

[四通阀5]

四通阀5将从压缩机1排出的制冷剂的流路切换成制冷剂流入第1热交换器2的流路或是制冷剂流入第2热交换器4的流路。例如,在冷冻机100实施制热运转的情况下,四通阀5被切换成将从压缩机1排出的制冷剂供给到第2热交换器4。

[消音器6]

消音器6设置于排出制冷剂配管9a,使从压缩机1排出的制冷剂的脉动降低。消音器6的制冷剂流动方向的上游侧与压缩机1的排出侧连接,消音器6的制冷剂流动方向的下游侧与四通阀5连接。

[储液器7]

储液器7跟四通阀5与压缩机1之间的制冷剂配管9连接,将从第2热交换器4流出的制冷剂分离成液状制冷剂和蒸气状制冷剂,抑制液状制冷剂被吸入压缩机1。

[动作说明]

对这样构成的具有压缩机1的冷冻机100的制冷运转时的动作进行说明。

由压缩机1压缩的制冷剂向排出制冷剂配管9a排出,经过消音器6后流入第1热交换器2。并且,该制冷剂在第1热交换器2冷凝,在膨胀阀3被减压,在第2热交换器4蒸发。蒸发的制冷剂经过储液器7而返回压缩机1,在冷冻机100的制冷剂回路内循环。根据这样的动作,能够将第2热交换器4所生成的冷能利用于例如空调对象空间的制冷。

在压缩机1的运转过程中,对于冷冻机100的制冷剂回路内的压力,从压缩机1至膨胀阀3的入口为止的压力变成比大气压高的正压,从膨胀阀3的出口至压缩机1的吸入口11b为止的压力变成比大气压低的负压。

因此,对于成为从膨胀阀3的出口至压缩机1的吸入口11b为止的制冷剂的流路的制冷剂配管9,在因腐蚀、焊接缺陷等而开孔了的情况下,会有空气被吸入冷冻机100的制冷剂回路内。

另外,例如制冷剂配管9与第2热交换器4连接的连接位置,由于冷冻机100的组装、设置以及撤去等作业这样的人为原因,有时会从预先设定的位置发生偏移。在这样的情况下,有时会因为压缩机1的运转而在构成冷冻机100的冷冻循环的制冷剂回路内吸入空气。

在采用润滑油进而是可燃性的制冷剂的压缩机1中,被吸入压缩机1内的空气与润滑油的蒸气、雾等混合而形成可燃性的混合气,或者与可燃性的制冷剂混合而形成可燃性的混合气。

这里,异丁烷的可燃范围在大气压状态下为1.8vol%~8.4vol%,丙烷的可燃范围在大气压状态下为2.1vol%~9.5vol%,r32的可燃范围在大气压状态下为13.3vol%~29.3vol%。

另外,压缩机1所使用的润滑油由于在压缩机1内部成为蒸气、雾的状态,所以,即使没有可燃性的制冷剂,若润滑油的蒸气、雾与空气混合,则也会形成可燃性的混合气。

这样形成的可燃性的混合气因压缩机1的运转,压力和温度上升,当达到润滑油的自身点火温度、制冷剂的自身点火温度以上时,压缩机1内形成的可燃性的混合气会点火。申请人的实验调查的结果查明的是,该点火最初发生在压缩机1内的覆盖压缩构件15的压缩气体排出部15a的盖消音器31的部分。

图6示出了在根据本发明的实施方式1的压缩机中,随着依靠压缩机运转而进行的空气吸入过程中的时间经过的压缩机内的各部分的温度变化的实验结果的一例的说明图。具体来讲,是使压缩机1运转而将吸入管7a向大气释放并从大气吸入空气时的压缩机1内部的电动构件13的上方的空间(压缩机上部空间)、下方的空间(压缩机下部空间)以及被盖消音器31覆盖的排出阀30附近(排出阀)的温度的测定结果。

根据该图可知,从排出阀30排出的可燃性的混合气或是制冷剂在压缩机1内温度最高,因而,盖消音器31内部及其附近的可燃性混合气和盖消音器31自身的温度最高。

当在除了设置到盖消音器31的压缩气体排出部15a侧或是以与盖消音器31抵接的状态设置到压缩气体排出部15a的相反侧时以外的部位设置了氧化发热体61的情况下,有时盖消音器31内部会比氧化发热体61更快地变成高温。在该情况下,与现有的不具备氧化发热体的压缩机同样,恐怕无法发挥设置有氧化发热体时的效果。因此,在压缩机1中,与空气中的氧反应而自身发热的氧化发热体61设置在最快变成高温的盖消音器31的压缩气体排出部15a侧,或是以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧,或是设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧同时以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。在图3中示出说明了氧化发热体61设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧的情况,但也可以如图4所示那样以与盖消音器31抵接的状态在压缩气体排出部15a的相反侧设置氧化发热体61a,发挥同样的效果。另外,也可以如图5所示那样设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧同时以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧,发挥同样的效果。

压缩机1所使用的润滑油的自身点火温度一般未被公布。申请人调查了润滑油的自身点火温度后发现,润滑油的雾在大约400℃发生自身点火。可燃性制冷剂异丁烷的自身点火温度在大气压状态下为432~470℃,丙烷为430~460℃,r32为648℃,随着压力变高而自身点火温度相应地变低。根据润滑油的种类,自身点火温度会有所不同,润滑油有时在比可燃性的制冷剂低的温度发生自身点火。

例如,在压缩机1中采用了该调查过的润滑油和具有异丁烷的可燃性制冷剂的情况下,自身点火温度低的润滑油会率先自身点火。

[关于氧化发热体61的氧化反应]

图7是示出在根据本发明的实施方式1的压缩机中,随着在压缩机的内部开始吸入空气后的时间经过的压缩机内的混合气的压力、温度、润滑油的自身点火温度以及氧化发热体的温度的关系的说明图。

在不具备氧化发热体61的现有的压缩机中,当在压缩机的内部吸入空气时,由于压缩机的运转动作,压缩机的内部的压力上升同时温度上升。另一方面,随着压力的上升,润滑油的自身点火温度降低。在压缩机内的混合气的温度超过润滑油的自身点火温度时,压缩机内的混合气开始燃烧。

在具备氧化发热体61的根据本发明的实施方式1的压缩机1中,当在压缩机1的内部吸入空气时,氧化发热体61与吸入的空气中的氧反应而氧化并发热,温度上升。氧化发热体61的温度上升比压缩机1内的混合气的温度上升更快,当氧化发热体61的温度变成润滑油的自身点火温度以上时,与盖消音器31内的氧化发热体61相接触的混合气成为燃烧开始的起点,压缩机1内的混合气开始燃烧。

这样,在具备氧化发热体61的根据本发明的实施方式1的压缩机1中,能够以压缩机1内的混合气达到润滑油的自身点火温度以及制冷剂的自身点火温度以前的低压力和低温度使燃烧开始。因而,能够将燃烧后的压力抑制得较低,由此具有能够防止压缩机1破损的效果。

[关于燃烧前后的压缩机1的压力]

图8是示出根据本发明的实施方式1的压缩机的燃烧前压力和燃烧后压力的关系的说明图。

压缩机内的可燃性的混合气发生自身点火的条件是高压高温,点火后的压力变成燃烧前数倍的高压,超过压缩机的耐受压力,压缩机发生破损。

但是,在根据本发明的实施方式1的压缩机1中,具有氧化发热体61,若吸入空气,则会因空气中的氧而发生氧化发热。并且,由于以相比润滑油的自身点火以及制冷剂的自身点火更低的压力和更低的温度进行点火,所以能够将燃烧后的压力抑制得较低,能够抑制压缩机1的破损。

如上所述,根据本发明的实施方式1的压缩机1,在压缩机内吸入了空气的情况下,在覆盖压缩机内部的压缩气体排出部的盖消音器的压缩气体排出部侧,或是以与盖消音器抵接的状态在压缩气体排出部的相反侧,或是在盖消音器的压缩气体排出部侧同时以与盖消音器抵接的状态在压缩气体排出部的相反侧设置发热体,该发热体与被吸入的空气中的氧反应而发热。并且,与氧反应而发热的发热体在压缩机内的压力未成为高压的低压力期间,使形成的可燃性混合气点火,由此将因压力为即将爆炸之前数倍的燃烧爆炸所产生的压力抑制得较低,能够抑制压缩机进而是冷冻机的破损。

实施方式2.

图9是根据本发明的实施方式2的压缩机的盖消音器的俯视图(a)及其y-y方向剖视图(b)。根据本发明的实施方式2的压缩机1仅在盖消音器31的构成方面与根据本发明的实施方式1的压缩机1不同,其余构成相同。

[氧化催化剂81]

如图9以及图2所示那样,润滑油的氧化催化剂81利用透气性固定部件82在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧被设置作为点火物。作为点火物的氧化催化剂81是促进可燃性的制冷剂或者润滑油与氧的燃烧反应的氧化催化剂。并且,氧化催化剂81借助混入在从压缩气体排出部15a排出的压缩气体内的空气之中的氧,帮助可燃性制冷剂或者润滑油的点火或者燃烧开始。另外,氧化催化剂81也可以设置成位于盖消音器31与压缩气体排出部15a之间的空间。

图10是根据本发明的实施方式2的压缩机的其他盖消音器的俯视图(a)及其y-y方向剖视图(b)。图11是根据本发明的实施方式2的压缩机的另一个其他盖消音器的俯视图(a)及其y-y方向剖视图(b)。

作为点火物的氧化催化剂81a也可以如图10所示那样,以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。另外,氧化催化剂81以及氧化催化剂81a也可以如图11所示那样,设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧同时以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。另外,图10以及图11所示的氧化催化剂81a以及透气性固定部件82a仅设置位置与氧化催化剂81以及透气性固定部件82不同,其余相同而省略说明。

氧化催化剂81是以锰氧化物作为主成分的材料。氧化催化剂81是mno2的粉末,或是将mno2承载到金属蜂窝状结构物或陶瓷蜂窝状结构物等上的结构,或是在由耐热性的玻璃、ptfe(聚四氟乙烯)、聚酰亚胺、pps(聚苯硫醚)、聚酯、石英、氧化铝等的纤维构成的布料或衬垫上涂敷mno2的粉末的结构。透气性固定部件82例如是冲孔金属件。另外,锰氧化物优选mno2,但也可以是mno2、mn2o3、mn3o4中的任意一种。

氧化催化剂81的粉末也可以内置在透气性部件例如具有透气性的袋中,以粉末的状态设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧,或是以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。另外,氧化催化剂81的粉末也可以设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧同时以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。这里,作为具有透气性的袋,是由具有压缩机1运转动作时的最高温度以上、具体为大约200℃以上的耐热性的原材料,即玻璃、ptfe(聚四氟乙烯)、聚酰亚胺、耐热尼龙、pps(聚苯硫醚)、石英、氧化铝等的纤维构成的具有透气性的袋。

图12是示出了mno2、mn2o3、mn3o4、ru的润滑油分解特性的比较的图。作为氧化催化剂已知有贵金属的白金pt、钯pd、铑rh、钌ru等,而申请人将针对作为锰催化剂的mno2、mn2o3、mn3o4和作为贵金属催化剂的ru进行的环境温度150℃下的润滑油的氧化分解特性的调查结果示于图12。

由该图可知,在压缩机1的内部吸入空气,所形成的可燃性的混合气被压缩而变成高温,在比自身点火的温度低的150℃温度条件下,mno2、mn2o3、mn3o4显示了在润滑油的氧化分解方面优异的特性,特别是mno2显示出最优异的氧化分解特性。

图13是示出了针对依靠氧化催化剂mno2得到的润滑油的氧化时间经过的调查结果的图。随着环境温度变高,依靠催化剂获得的润滑油的氧化得到促进,在比通常的油的自身点火温度的大约400℃更低的175℃达成点火,mno2针对润滑油具有非常高的氧化促进效果。

[关于氧化催化剂81的氧化反应]

图14是示出了在根据本发明的实施方式2的压缩机中,随着在压缩机的内部开始吸入空气之后的时间经过的压缩机内的混合气的压力、温度以及润滑油的自身点火温度的关系的说明图。

在不具备氧化催化剂81的现有的压缩机中,当在压缩机的内部吸入空气时,由于压缩机的运转动作,压缩机的内部的压力上升同时温度上升。另一方面,随着压力的上升,润滑油的自身点火温度降低。在压缩机内的混合气的温度超过润滑油的自身点火温度时,压缩机内的混合气开始燃烧。

在具备氧化催化剂81的根据本发明的实施方式2的压缩机1中,由于氧化催化剂81的催化剂效果,润滑油的自身点火温度降低,能够以相比不具备氧化催化剂81的情况更低的压力和更低的温度使燃烧开始。因而,能够将燃烧后的压力抑制得较低,由此具有能够防止压缩机1破损的效果。

[关于燃烧前后的压缩机1的压力]

图15是示出根据本发明的实施方式2的压缩机的燃烧前压力和燃烧后压力的关系的说明图。

压缩机内的可燃性的混合气发生自身点火的条件是高压高温,点火后的压力为燃烧前数倍的高压,超过压缩机的耐受压力,压缩机发生破损。

但是,在根据本发明的实施方式2的压缩机1中,具有氧化催化剂81,由于催化剂效果使得润滑油的自身点火温度降低,相比不具备氧化催化剂81的情况,能够以更低的压力和更低的温度开始燃烧。因而,能够将燃烧后的压力抑制得较低,能够抑制压缩机1的破损。

图16是根据本发明的实施方式2的压缩机的其他盖消音器的俯视图(a)及其z-z方向剖视图(b)。在根据本发明的实施方式2的压缩机的说明中,示出了氧化催化剂81使用了将mno2承载到金属蜂窝状结构物或陶瓷蜂窝状结构物等上的构成的情况。但是,也可以如图16所示那样,在金属制的盖消音器31上直接承载mno2催化剂83,发挥同样的效果。

图17是根据本发明的实施方式2的压缩机的另一个其他盖消音器的俯视图(a)及其z-z方向剖视图(b)。图18是根据本发明的实施方式2的压缩机的再一个其他盖消音器的俯视图(a)及其z-z方向剖视图(b)。在图16中示出的是仅在金属制的盖消音器31的压缩气体排出部15a侧承载mno2催化剂83的情况。但是,也可以如图17所示那样仅在压缩气体排出部15a侧的相反侧承载mno2催化剂83a,另外,也可以如图18所示那样在盖消音器31的两侧承载mno2催化剂83和mno2催化剂83a。另外,图17以及图18所示的mno2催化剂83a仅设置位置与图16所示的mno2催化剂83不同,而其余相同,故省略说明。

另外,在图16至图18中对mno2催化剂83进行了说明,承载的氧化催化剂优选mno2,但并不限定于此,也可以将以mno2、mn2o3、mn3o4中的任意一种以上作为主成分的氧化催化剂承载到盖消音器31上。

这里,对在盖消音器31上承载氧化催化剂mno2、mn2o3、mn3o4的方法进行说明。将上述氧化催化剂的粉末为tio2的粉末例如以氧化催化剂0.8、tio20.2这样的重量比放入水中而制得的混合浆料涂敷到盖消音器31上,自然干燥后进一步在高温炉中进行干燥,从而实现承载。或者,也可以在盖消音器31的表面上喷镀例如氧化铝等陶瓷,将其作为载体进行附着,从而承载氧化催化剂的粉末。另外,上述是向盖消音器31承载氧化催化剂的氧化催化剂承载方法的一例,也可以通过上述以外的方法在盖消音器31上承载氧化催化剂mno2、mn2o3、mn3o4。

借助承载了氧化催化剂的盖消音器,在压缩机内的压力未变成高压的低压力期间,所形成的可燃性混合气点火,将为即将爆炸之前的压力的数倍的因燃烧爆炸产生的压力抑制得较低,能够抑制压缩机的破损。

实施方式3.

图19是根据本发明的实施方式3的压缩机的盖消音器的俯视图(a)及其x-x方向剖视图(b)。在上述本发明的实施方式1~2所涉及的压缩机1中,示出的是作为点火物分别单独地个别使用了氧化发热体61和氧化催化剂81的情况。对此,在根据本发明的实施方式3的压缩机中,点火物除了具备氧化催化剂81之外,还具备作为与氧反应发热的发热材料的氧化发热体61。例如也可以将氧化发热体的铁粉与氧化催化剂mno2混合得到的混合物设置在盖消音器31与上轴承部28之间的空间。另外,在图19中,示出了氧化催化剂81以及氧化发热体61作为点火物被设置固定在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧的形态。但是,也可以如本发明的实施方式1~2所涉及的压缩机那样,将作为点火物的氧化催化剂81以及氧化发热体61以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。另外,也可以将作为点火物的氧化催化剂81以及氧化发热体61设置在盖消音器31的压缩气体排出部15a侧同时以与盖消音器31抵接的状态设置在压缩气体排出部15a的相反侧。

当空气被吸入时,由于空气中的氧而使氧化发热体61氧化发热,并且由于氧化催化剂81的催化剂效果也促进了润滑油的氧化。根据这样的叠加效果,与分别单独使用的情况相比,能够在更低的压力和更低的温度下开始燃烧。因而,能够将燃烧后的压力抑制得更低,由此具有防止压缩机1破损的效果。

实施方式4.

图20是根据本发明的实施方式4的具有压缩机的冷冻机的整体构成图。在根据上述的本发明的实施方式1~3的压缩机1中,进而设置对氧化发热体61或者氧化催化剂81的温度进行检测的温度传感器90和对压缩机进行控制的控制装置91。

在压缩机1的内部吸入空气的情况下,氧化发热体61或者氧化催化剂81的温度的上升速度比通常的运转时更大。因而,也可以设计成,在由温度传感器90检测到的氧化发热体61或者氧化催化剂81的温度的上升速度变成规定值t℃/sec以上的情况下,由控制装置91停止压缩机1的运转。在该情况下,能够防止压缩机破损,而不会发生燃烧。这里,规定值t℃/sec基于压缩机的运转频率和冷冻机的内部容积而定。

在既不具备图6所示的氧化发热体也不具备氧化催化剂的现有的压缩机中,当从吸入管7a吸入大气的空气时,排出阀附近的温度上升速度为0.15℃/sec,而在不吸入空气的情况下,不产生这样大的温度上升。例如,该情况下的上述规定值t在0<t<0.15的范围设定即可。

根据由检测氧化发热体、氧化催化剂的温度的温度传感器90获得的温度的时间变化,可通过在所形成的可燃性混合气未点火的期间停止压缩机的运转来避免爆炸,能够抑制压缩机的破损。

附图标记的说明

1压缩机,2第1热交换器,3膨胀阀,4第2热交换器,5四通阀,6消音器,7储液器,7a吸入管,9制冷剂配管,9a排出制冷剂配管,11密闭容器,11a容器排出口,11b吸入口,12润滑油槽,13电动构件,14旋转轴,15压缩构件,15a压缩气体排出部,16定子,17转子,18回油孔,19铁心,21绕组,24缸,25偏心部,26辊,27叶片,28上轴承部,29下轴承部,30排出阀,31盖消音器,34盖消音器排出口,61氧化发热体,61a氧化发热体,62a透气性部件,62b透气性固定部件,62c透气性部件,62d透气性固定部件,81氧化催化剂,81a氧化催化剂,82透气性固定部件,82a透气性固定部件,83mno2催化剂,83amno2催化剂,90温度传感器,91控制装置,100冷冻机。

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