JPH04134193A

JPH04134193A - 圧縮機封入油中の水分除去方法と圧縮機の冷却方法

Info

Publication number: JPH04134193A
Application number: JP25539090A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Morita; 森田　韶浩
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-05-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は冷凍系の圧縮機に係り、特に圧縮機に封入した
潤滑油に含まれる水分の効果的な除去方法と、この除去
手段を応用して効率的な運転を可能とする圧縮機の冷却
方法に関する。

（ロ）従来の技術今日、冷蔵庫や空気調和機等、多くの冷凍機器が利用さ
れているが、その冷媒は殆んどフロンガスであり、例え
ばフロン１２やフロン２２が使用されている。

しかし、前記フロン１２に代表されるこれらフロンガス
に含まれる塩素がオゾン層を破壊する問題から、その恐
れのある種類のフロンガスを世界的に使用規制する方向
にある。そこでその代替冷媒の開発、それを使用した冷
凍機器の実現が望まれている。

ところで、これら冷凍機においては、冷媒が循環する圧
縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器等から成る冷凍サイ
クルが構成されている。そして、蒸発後の低圧冷媒ガス
を吸い込み、圧縮して高温高圧冷媒ガスとして吐出する
圧縮機には、その中にフロン冷媒と共に、圧縮機の機械
的動作を円滑に行なわすための潤滑油が封入され、この
潤滑油は冷媒と均一に混じり合い冷凍サイクルを循環し
ている。

ここで、従来より多用されているフロン１２等の冷媒を
使用する場合、潤滑油としては鉱油、合成油等の一般的
な油がフロン１２と良く混合するので使用でき、その種
類は多くあり選択幅が広い。

また、潤滑油中には極圧剤と称し、潤滑油の潤滑作用が
劣化する状況のある場合に作用してその補完をなす潤滑
剤が含有されているが、その極圧剤も燐酸塩（反応して
燐化合物、塩化物を形成する）等を始め多くの種類のも
のが使用可能であり。

その選択幅も広い。

更に冷凍サイクルに含まれている余分な水分が冷媒の流
れを閉塞しないように、合成ゼオライト等の乾燥剤が適
当量、冷凍サイクル中に充填されている。

ここで乾燥剤を充填するのは次の理由からである。すな
わち、冷媒（フロン１２）は圧縮機の製造段階の終盤時
に、圧縮機ケース部に付設したチャージバルブより封入
され封入後、このチャージバルブは封止されて圧縮機は
出荷され、その後製品に組み込まれたり、冷凍機器のサ
ービス時に既設の圧縮機と交換されたりする。

しかし、製品に組み込まれたり、交換された圧縮機はそ
れまでの保存中において、圧縮機ケース部に付着してい
る水分や、圧縮機の電気的部品の電気絶縁材中の含有水
分等が冷媒中に滲透溶解して、水分度の多くなった状態
で冷凍サイクル中に冷媒が循環する状況ともなり易い。

こうなると冷凍サイクルの膨張弁等の箇所で平衡水分量
の高くなった冷媒によって氷結する等の不都合が生じて
、順調なる冷凍サイクルの運転が損なわれたりすること
が起る。そのためにこれら水分除去のために、合成ゼオ
ライト等の乾燥材が充填されることとなる。

以上のように、従来、フロン１２等の冷媒を使用してい
る冷凍サイクルにあっては鉱油、合成油等の潤滑油に加
え極圧剤としての燐酸化合物等が合成オゼライト等の乾
燥剤等を通過することにより水分・塵埃等を除去し、冷
媒と冷凍機油とが混じり合って循環している。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかし、上述したように冷媒としてのフロン１２はオゾ
ン層の破壊につながるフロンのため、その使用を国際的
に規制されつつある。従ってフロン１２に替る冷媒を使
用する圧縮機の開発が急務となっているが、その代替冷
媒として今日フロン１３４８等が注目されて来ている。

そこで、冷媒としてこのフロン１３４ａを使用し、そし
て、潤滑油としてはこの冷媒（フロン１３４ａ）と均一
に溶け、油と冷媒の二層分離の起きないＰＡＧ（ポリア
ルキレングリコール）油系とエステル油系を用いた組み
合せとする。

ところが、このＰＡＧ油とエステル油は従来の鉱油、合
成油と異って、水分溶解度が高く、−度水分（圧縮機ケ
ース部の付着水分、電気絶縁材中の含有水分）を吸収す
るとその除去が従来の脱水方法である真空中で加熱噴震
して取り除く等の方法では難かしい。

水分が多く介在するとＰＡＧ油、エステル油は加水分解
作用により（例えばエステル油→脂肪酸十アルコール）
、有機酸が発生し、この有機酸の発生に伴い、金属の腐
蝕が生じ、特に綱線゛と作用し、有機酸銅を形成したり
、異種金属の接触面で電蝕が生じる。有機酸銅の形成及
び電蝕は電気の流れを過剰に良くし圧縮機モータの焼損
につながったり、絶縁性を低下させ危険である。

そこで、フロン１３４ａを用い、これに適合する潤滑油
（ＰＡＧ油、エステル油）を用いたことによる不都合点
である油中の水分除去を従来の脱水効果の小さい真空中
での加熱方法に代る効果的な水分除去方法を本発明にお
いて可能とするものである。

また、フロン１２の如く現在特定フロンと称される冷媒
の場合、オゾン層破壊作用のある塩素（Ｃ１）が極圧剤
的な機能をも働いて、圧縮機作動部の摩擦、摩耗を軽減
しているが、フロン１３４ａ中にはその塩素が入ってい
ないので、摩擦熱が発生し易く。

圧縮機のケース温度が上昇する。この温度上昇は油の粘
度を低下させ、機械的摩擦、摩耗部間の油膜が薄くなり
、潤滑作用を悪化させる現象となり圧縮機の運転性能を
低下させる。

そこで、本発明では前述の水分除去手段を利用して、圧
縮機を冷却させる方法を可能としで、冷凍サイクルの寿
命を向上させることを図ったものである。

（ニ）課題を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明は冷媒としてフロン１
３４ａを使用し、潤滑油としてポリアルチレングリコー
ル油又はエステル油を用いた圧縮機において、冷媒の再
チャージ等のために設けられている圧縮機ケース部のサ
ービスポートに、乾燥されている不活性ガスの導入管を
取付可能とし、ケース部の一方より真空排気を行い、乾
燥不活性ガスを油中に通気させてバブリングさせること
により脱水させるようにして、圧縮機に、封入した油中
の水分を除去するようにしたものである。

また、サービスポートに冷凍サイクルを形成する一要素
の凝縮器の出口より分岐し、液冷媒の一部を圧縮機内へ
導入させるリキッドインジェクション回路を接続可能と
し、このリキッドインジェクション回路より油中に液冷
媒を投入させて、圧縮機のケース温度を低下させるよう
にして圧縮機を冷却させたものである。

（ホ）作用圧縮機を交換する等のサービス時に、サービスポートに
ガス導入管を接続し、真空排気しなからＮ２等の乾燥不
活性ガスを流す。すると、油中に通気したＮ２ガス等は
バブリングして、油中の水分はガスに吸着されて簡単か
つ確実に除去される。また、液冷媒の一部を、サービス
ポートに接続するリキッドインジェクション回路より圧
縮機ケース部内の油中に導入することで、圧縮機を冷却
し、圧縮機の動作で生じる摩擦熱等で温度上昇するのを
防ぎ、潤滑油の作用低下を防いで、運転効率を良好とす
る。

（へ）実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の脱水方法を示す構成図にして、圧縮機
１はそのケース部２に、上述した冷媒のチャージバルブ
（図示せず）の外に、冷媒を再チャージしたり、内部圧
力を検査するために測定器具が装着されるためのサービ
スポート１０が付設されている。

そこで、このサービスポート１０を利用して、露点の低
いＮ２ガス等乾燥状態の不活性ガスの導入管３を取り付
ける。４はその調整バルブである。そして、導入管３は
圧縮機１内の油５中に、開口する。

一方、圧縮機ｌのケース部２の上方からは、真空排気管
５を通して真空排気する。６はその調整バルブを示す。

このように真空排気処理を行いながら。

乾燥不活性ガス（ＮＺ等）を圧縮機１内に送り込むと、
油５中に通気した乾燥不活性ガスはバブリングして水分
吸着し、簡単に水分除去が出来る。

具体的には、冷凍サイクルのキャピラリチューブ（第２
図参照）を油５中に浸し、一方より真空排気処理を実施
する。なお、キャピラリチューブに流す乾燥不活性ガス
としてはＮ２の他にＨｅ、Ａｒ、ＣＯ□等の露点の低い
ガスが用いられる。

このように水分の除去を真空排気と乾燥性ガスの水分吸
着作用と撹拌作用で効率的に脱水させることができる。

こうして、従来の単なる真空中で加熱する脱気方法であ
れば、２４時間必要であったが、本発明の方式であるＮ
２ガス、Ｎｅガス等の乾燥不活性ガスを油中に注入して
、一方より減圧排気とすることで、約１５分程度で水分
含有が１００ＯＰＰＨのものが５０〜１１００ＰＰ程度
に納められることが確められた。更にドライヤー併用で
、冷凍サイクル中の水分量は５〜１０ＰＰＭに納められ
る。

このようにして水分の除去が行われ、水分吸着し易いエ
ステル油等が使用されても、冷凍サイクル中に加える合
成ゼオライト等の乾燥剤の充填量は多量としなくても済
みその量を削減できる。

こうして、サービス時等に交換される圧縮機は潤滑油の
水分低下が成されて、抵抗、漏れ電流値等、電気的特性
が改善されて使用されるように図られるが、実際の稼動
中において、圧縮機の機械的作動部での摩擦、摩耗によ
り摩擦熱が発生する。

この場合、上述したように、冷媒としてオゾン層を破壊
しないフロン１３４ａを用いた為、従来のフロン１２に
含まれていて、極圧剤的作用をしている塩素Ｃ１の入っ
てないことから、より摩擦熱が発生しやすくなってしま
い、冷媒温度の上昇が従来のフロン１２より１０〜２０
度程度高くなり、圧縮機の運転性能が落ちる。そこで、
圧縮機自身を冷却させる。

第２図は本発明の圧縮機冷却方法を示す構成図である。

同図において１は圧縮機、１１は凝縮器、１２はドライ
ヤー、１３はキャピラリチューブ、そして１４は蒸発器
にして、これらの要素が管路接続されて冷凍サイクルを
構成している。そして、この冷凍サイクルを循環する液
冷媒の一部、すなわち、凝縮器１１を出た後の冷媒を前
述したサービスポートを利用して、リキッドインジェク
ション回路１５により、油５中に分岐投入する。

こうして、冷凍サイクルの運転中、液冷媒の一部が圧縮
機ケース部２内に通流して循環し、圧縮機１を冷却し、
そのケース部２の温度を低下させることができる。これ
により、潤滑油の温度上昇に対する粘度低下にて潤滑性
が落ち、圧縮機の運転に円滑性が失なわれ、故障につな
がる等の問題が圧縮機自身が冷却されることで防止可能
となり、冷凍サイクルの寿命を向上させることができる
。

また圧縮機のエネルギ効率の低下を見ず、そして信頼性
のある働きが遂行できる。そして、冷媒の回収要求が強
くなったときにもこのサービスポートを用いて回収を図
ることができ産業廃棄物の処理も行える。

（ト）発明の効果以上のように、冷媒にフロン１３４ａ、そして潤滑油に
エステル油等を使用した圧縮機とする場合、エステル油
等が水分吸着し易い油のため、その油が分解し、生成す
る有機酸生成物の通電良好性、電蝕等を起因として圧縮
機の運転障害例えば絶縁性低下やモータ焼損などが起こ
る懸念があるが、それを防ぐべく、圧縮機に備えられて
いる冷媒再チャージ等のサービスポートを利用し、これ
により乾燥不活性ガス（Ｎ、、Ｈｅ等）を油中に通気し
、−方より真空排気することで、乾燥不活性ガスをバブ
リングさせて、簡単に水分除去ができる。これにより、
従来の真空中で加熱する脱水方法では長時開票しかつ脱
水効果が小さかったのが、本発明方式によれば、真空排
気と乾燥不活性ガスの水分吸着作用と撹拌作用で短時間
かつ効率的に脱水させることが可能となる。よって、従
来のオゾン層破壊につながるフロン１２を使用していた
圧縮機に代り、その恐れのないフロン１３４ａを冷媒と
して使い、従来品と同等の能力を発揮できる圧縮機が提
供できる。

また、圧縮機の運転中このサービスポートから冷媒の一
部を油中に投入するリキッドインジェクシ目ン回路を設
ける構成とすることで、圧縮機を冷却することを可能と
し、ケース温度を低下させ、温度上昇による潤滑油の潤
滑作用の低下を防止し、冷凍サイクルの寿命の向上とそ
の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧縮機交換等のサービス時に圧縮機より水分を
除去させる本発明の脱水方法を示す構成図、第２図は冷
凍サイクルでの圧縮機の冷却方法を示す構成図である。１・・・圧縮機、３・・・乾燥不活性ガスの導入管、５
・・・油、１０・・・サービスポート、１１・・・凝縮
器、１５・・・リキッドインジェクション回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷媒としてフロン１３４ａを使用し、潤滑油とし
てポリアルキレングリコール油又はエステル油を用いた
圧縮機において、冷媒の再チャージ等のために設けられている圧縮機ケー
ス部のサービスポートに、乾燥されている不活性ガスの
導入管を取付可能とし、ケース部の一方より真空排気を
行い乾燥不活性ガスを油中に通気させてバブリングさせ
ることにより脱水させるようにしたことを特徴とする圧
縮機封入油中の水分除去方法。
（２）冷媒としてフロン１３４ａを使用し、潤滑油とし
てポリアルキレングリコール油又はエステル油を用いた
圧縮機において、前記サービスポートに、冷凍サイクルを形成する一要素
の凝縮器の出口より分岐し、液冷媒の一部を圧縮機内へ
導入させるリキッドインジェクション回路を接続可能と
し、このリキッドインジェクション回路より油中に液冷
媒を投入させて、圧縮機のケース温度を低下させるよう
にしたことを特徴とする圧縮機の冷却方法。