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WO2015136977A1 - 圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

圧縮機及び冷凍サイクル装置 Download PDF

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Publication number
WO2015136977A1
WO2015136977A1 PCT/JP2015/051117 JP2015051117W WO2015136977A1 WO 2015136977 A1 WO2015136977 A1 WO 2015136977A1 JP 2015051117 W JP2015051117 W JP 2015051117W WO 2015136977 A1 WO2015136977 A1 WO 2015136977A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power supply
refrigerant
electric element
compressor according
stator winding
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/051117
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英明 前山
佐藤　幸一
Original Assignee
三菱電機株式会社
旭硝子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社, 旭硝子株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2016507383A priority Critical patent/JP6180619B2/ja
Priority to CN201580014126.7A priority patent/CN106460847B/zh
Publication of WO2015136977A1 publication Critical patent/WO2015136977A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
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    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/803—Electric connectors or cables; Fittings therefor

Definitions

  • the present invention relates to a compressor and a refrigeration cycle apparatus.
  • a refrigerant having a lower global warming potential is also being studied for refrigerants used in refrigeration cycle apparatuses such as air conditioners.
  • GWP global warming potential
  • the G410 of R410A widely used for air conditioners is 2088, which is a very large value.
  • the GWP of difluoromethane (R32), which has begun to be introduced in recent years, is also a considerably large value of 675.
  • HFO-1123 1,1,2-trifluoroethylene
  • Patent Document 1 1,1,2-trifluoroethylene (HFO-1123) (see, for example, Patent Document 1).
  • This refrigerant has the following advantages in particular. -Since the operating pressure is high and the volume flow rate of the refrigerant is small, the pressure loss is small and it is easy to ensure performance.
  • -GWP is less than 1 and is highly advantageous as a measure against global warming.
  • HFO-1123 has the following problems. (1) When ignition energy is applied in a high temperature and high pressure state, an explosion occurs (for example, see Non-Patent Document 1). (2) The atmospheric life is very short, less than 2 days. There is concern about a decrease in chemical stability of the refrigeration cycle system.
  • An object of the present invention is to prevent explosion due to a disproportionation reaction of HFO-1123 in a compressor, for example.
  • An object of the present invention is to avoid the establishment of the condition (1a).
  • a compressor includes: A suction pipe for sucking a refrigerant containing 1,1,2-trifluoroethylene, a discharge pipe for discharging the refrigerant, and a container having a discharge pressure atmosphere inside; A compression element that is housed in the container and compresses the refrigerant sucked into the suction pipe; A concentrated winding electric element that is housed in the container and drives the compression element.
  • a refrigerant containing 1,1,2-trifluoroethylene is applied to the compressor.
  • a concentrated winding electric element is adopted as the electric element stored in the container together with the compression element. Unlike the distributed winding electric element, the concentrated winding electric element has a small potential difference between the windings wound around one tooth of the stator. Therefore, there is no risk of ignition even if the windings wound around one tooth are short-circuited. Therefore, explosion due to the disproportionation reaction of HFO-1123 can be prevented in the compressor.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the refrigeration cycle apparatus (during cooling) according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the refrigeration cycle apparatus (when heating) according to Embodiment 1.
  • 1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a connection diagram of stator windings of the electric element included in the compressor according to the first embodiment.
  • the figure which shows the lead wire and connecting wire of an electric element with which the compressor which concerns on Embodiment 1 is provided.
  • the figure which shows the insertion terminal and cluster of the lead wire of the electric element with which the compressor which concerns on Embodiment 1 is provided.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a partial structure of a main bearing included in a compressor according to a third embodiment.
  • FIG. 1 and 2 are circuit diagrams of a refrigeration cycle apparatus 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows the refrigerant circuit 11a during cooling.
  • FIG. 2 shows the refrigerant circuit 11b during heating.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 is an air conditioner. Note that this embodiment can be applied even if the refrigeration cycle apparatus 10 is a device other than an air conditioner (for example, a heat pump cycle apparatus).
  • the refrigeration cycle apparatus 10 includes refrigerant circuits 11a and 11b through which refrigerant circulates.
  • a compressor 12, a four-way valve 13, an outdoor heat exchanger 14, an expansion valve 15, and an indoor heat exchanger 16 are connected to the refrigerant circuits 11a and 11b.
  • the compressor 12 compresses the refrigerant.
  • the four-way valve 13 switches the direction of refrigerant flow between cooling and heating.
  • the outdoor heat exchanger 14 is an example of a first heat exchanger.
  • the outdoor heat exchanger 14 operates as a condenser during cooling, and dissipates the refrigerant compressed by the compressor 12.
  • the outdoor heat exchanger 14 operates as an evaporator during heating, and heats the refrigerant by exchanging heat between the outdoor air and the refrigerant expanded by the expansion valve 15.
  • the expansion valve 15 is an example of an expansion mechanism.
  • the expansion valve 15 expands the refrigerant radiated by the condenser.
  • the indoor heat exchanger 16 is an example of a second heat exchanger.
  • the indoor heat exchanger 16 operates as a condenser during heating, and dissipates the refrigerant compressed by the compressor 12.
  • the indoor heat exchanger 16 operates as an evaporator during cooling, and heats the refrigerant by exchanging heat between the indoor air and the refrigerant expanded by the expansion valve 15.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 further includes a control device 17.
  • the control device 17 is, for example, a microcomputer. Although only the connection between the control device 17 and the compressor 12 is shown in the figure, the control device 17 is connected not only to the compressor 12 but also to each element connected to the refrigerant circuits 11a and 11b. The control device 17 monitors and controls the state of each element.
  • a refrigerant containing 1,1,2-trifluoroethylene (HFO-1123) is used as the refrigerant circulating in the refrigerant circuits 11a and 11b.
  • This refrigerant may be HFO-1123 alone or a mixture containing 1% or more of HFO-1123. That is, if the refrigerant used in the refrigeration cycle apparatus 10 contains 1 to 100% of HFO-1123, the present embodiment can be applied and the effects described later can be obtained.
  • a mixture of HFO-1123 and difluoromethane can be used.
  • a mixture containing 40 wt% HFO-1123 and 60 wt% R32 can be used. Either one or both of HFO-1123 and R32 in this mixture may be replaced with another substance.
  • HFO-1123 may be replaced with a mixture of HFO-1123 and another ethylene-based fluorohydrocarbon.
  • Other ethylene fluorocarbons include fluoroethylene (HFO-1141), 1,1-difluoroethylene (HFO-1132a), trans-1,2-difluoroethylene (HFO-1132 (E)), cis- 1,2-difluoroethylene (HFO-1132 (Z)) can be used.
  • R32 is 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234yf), trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234ze (E)), cis-1,3,3,3-tetrafluoro.
  • Propene (R1234ze (Z)), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a), 1,1,1,2,2-pentafluoroethane (R125) may be substituted.
  • R32 may be replaced with a mixture of any two or more of R32, R1234yf, R1234ze (E), R1234ze (Z), R134a, and R125.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the compressor 12. In this figure, hatching representing a cross section is omitted.
  • the compressor 12 is a one-cylinder rotary compressor. Even if the compressor 12 is a multi-cylinder rotary compressor or a scroll compressor, if the inside of the container is in a discharge pressure atmosphere (that is, a high pressure level comparable to the refrigerant discharge pressure), this Embodiments can be applied.
  • the compressor 12 includes a sealed container 20, a compression element 30, an electric element 40, and a shaft 50.
  • the sealed container 20 is an example of a container.
  • a suction pipe 21 for sucking the refrigerant and a discharge pipe 22 for discharging the refrigerant are attached to the sealed container 20.
  • the compression element 30 is stored in the sealed container 20. Specifically, the compression element 30 is installed in the lower part inside the sealed container 20. The compression element 30 compresses the refrigerant sucked into the suction pipe 21.
  • the electric element 40 is also accommodated in the sealed container 20. Specifically, the electric element 40 is installed at a position in the sealed container 20 where the refrigerant compressed by the compression element 30 passes before being discharged from the discharge pipe 22. That is, the electric element 40 is installed above the compression element 30 inside the sealed container 20. The electric element 40 drives the compression element 30.
  • the electric element 40 is a concentrated winding motor.
  • Refrigerator oil that lubricates the sliding portion of the compression element 30 is stored at the bottom of the sealed container 20.
  • refrigerating machine oil for example, POE (polyol ester), PVE (polyvinyl ether), and AB (alkylbenzene) are used.
  • the compression element 30 includes a cylinder 31, a rolling piston 32, a vane (not shown), a main bearing 33, and a sub bearing 34.
  • the outer periphery of the cylinder 31 is substantially circular in plan view.
  • a cylinder chamber that is a substantially circular space in plan view is formed inside the cylinder 31.
  • the cylinder 31 is open at both axial ends.
  • the cylinder 31 is provided with a vane groove (not shown) that communicates with the cylinder chamber and extends in the radial direction.
  • a back pressure chamber which is a substantially circular space in plan view, communicating with the vane groove is formed outside the vane groove.
  • the cylinder 31 is provided with a suction port (not shown) through which gas refrigerant is sucked from the refrigerant circuits 11a and 11b.
  • the suction port penetrates from the outer peripheral surface of the cylinder 31 to the cylinder chamber.
  • the cylinder 31 is provided with a discharge port (not shown) through which the compressed refrigerant is discharged from the cylinder chamber.
  • the discharge port is formed by cutting out the upper end surface of the cylinder 31.
  • the rolling piston 32 has a ring shape.
  • the rolling piston 32 moves eccentrically in the cylinder chamber.
  • the rolling piston 32 is slidably fitted to the eccentric shaft portion 51 of the shaft 50.
  • the shape of the vane is a flat, substantially rectangular parallelepiped.
  • the vane is installed in the vane groove of the cylinder 31.
  • the vane is always pressed against the rolling piston 32 by a vane spring provided in the back pressure chamber. Since the inside of the sealed container 20 is at a high pressure, when the operation of the compressor 12 starts, the force due to the difference between the pressure in the sealed container 20 and the pressure in the cylinder chamber is applied to the back surface of the vane (that is, the surface on the back pressure chamber side). Works.
  • the vane spring is mainly used for the purpose of pressing the vane against the rolling piston 32 when the compressor 12 is started (when there is no difference in pressure between the sealed container 20 and the cylinder chamber).
  • the main bearing 33 has a substantially inverted T shape when viewed from the side.
  • the main bearing 33 is slidably fitted to a main shaft portion 52 that is a portion above the eccentric shaft portion 51 of the shaft 50.
  • the main bearing 33 closes the cylinder chamber of the cylinder 31 and the upper side of the vane groove.
  • the auxiliary bearing 34 is substantially T-shaped when viewed from the side.
  • the auxiliary bearing 34 is slidably fitted to the auxiliary shaft portion 53 that is a portion below the eccentric shaft portion 51 of the shaft 50.
  • the auxiliary bearing 34 closes the cylinder chamber of the cylinder 31 and the lower side of the vane groove.
  • the main bearing 33 includes a discharge valve (not shown).
  • a discharge muffler 35 is attached to the outside of the main bearing 33.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged through the discharge valve once enters the discharge muffler 35 and is then discharged from the discharge muffler 35 into the space in the sealed container 20.
  • the discharge valve and the discharge muffler 35 may be provided in the auxiliary bearing 34 or both the main bearing 33 and the auxiliary bearing 34.
  • the material of the cylinder 31, the main bearing 33, and the auxiliary bearing 34 is gray cast iron, sintered steel, carbon steel, or the like.
  • the material of the rolling piston 32 is, for example, alloy steel containing chromium or the like.
  • the material of the vane is, for example, high speed tool steel.
  • a suction muffler 23 is provided beside the sealed container 20.
  • the suction muffler 23 sucks low-pressure gas refrigerant from the refrigerant circuits 11a and 11b.
  • the suction muffler 23 prevents the liquid refrigerant from directly entering the cylinder chamber of the cylinder 31 when the liquid refrigerant returns.
  • the suction muffler 23 is connected to the suction port of the cylinder 31 via the suction pipe 21.
  • the main body of the suction muffler 23 is fixed to the side surface of the sealed container 20 by welding or the like.
  • the electric element 40 is a brushless DC (Direct Current) motor.
  • the present embodiment can be applied even if the electric element 40 is a motor (for example, an induction motor) other than the brushless DC motor.
  • the electric element 40 includes a stator 41 and a rotor 42.
  • the stator 41 is fixed in contact with the inner peripheral surface of the sealed container 20.
  • the rotor 42 is installed inside the stator 41 with a gap of about 0.3 to 1 mm.
  • the stator 41 includes a stator core 43 and a stator winding 44.
  • the stator core 43 is manufactured by punching a plurality of electromagnetic steel sheets having a thickness of 0.1 to 1.5 mm into a predetermined shape, laminating them in the axial direction, and fixing them by caulking or welding.
  • the stator winding 44 is wound around the stator core 43 in a concentrated manner via an insulating member 48.
  • the material of the insulating member 48 is, for example, PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • FEP tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer
  • PFA tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • LCP liquid crystal polymer
  • PPS polyphenylene sulfide
  • a lead wire 45 is connected to the stator winding 44.
  • a plurality of notches are formed on the outer periphery of the stator core 43 at substantially equal intervals in the circumferential direction.
  • Each notch becomes one of the passages of the gas refrigerant discharged from the discharge muffler 35 to the space in the sealed container 20.
  • Each notch also serves as a passage for refrigerating machine oil returning from the top of the electric element 40 to the bottom of the sealed container 20.
  • the rotor 42 includes a rotor core 46 and a permanent magnet (not shown).
  • the rotor core 46 is formed by punching a plurality of electromagnetic steel sheets having a thickness of 0.1 to 1.5 mm into a predetermined shape, stacking them in the axial direction, and fixing them by caulking or welding. Produced.
  • the permanent magnet is inserted into a plurality of insertion holes formed in the rotor core 46.
  • a ferrite magnet or a rare earth magnet is used as the permanent magnet.
  • the rotor core 46 is formed with a plurality of through holes penetrating substantially in the axial direction. Each through hole becomes one of the passages of the gas refrigerant discharged from the discharge muffler 35 to the space in the sealed container 20, similarly to the cutout of the stator core 43.
  • a power terminal 24 (for example, a glass terminal) connected to an external power source is attached to the top of the sealed container 20.
  • the power terminal 24 is fixed to the sealed container 20 by welding, for example.
  • a lead wire 45 from the electric element 40 is connected to the power terminal 24.
  • a discharge pipe 22 having both axial ends opened is attached at the top of the sealed container 20.
  • the gas refrigerant discharged from the compression element 30 is discharged from the space in the sealed container 20 through the discharge pipe 22 to the external refrigerant circuits 11a and 11b.
  • Power is supplied from the power terminal 24 to the stator 41 of the electric element 40 via the lead wire 45.
  • the rotor 42 of the electric element 40 rotates.
  • the rotation of the rotor 42 causes the shaft 50 fixed to the rotor 42 to rotate.
  • the rolling piston 32 of the compression element 30 rotates eccentrically in the cylinder chamber of the cylinder 31 of the compression element 30.
  • the space between the cylinder 31 and the rolling piston 32 is divided into two by the vanes of the compression element 30.
  • the shaft 50 rotates, the volume of these two spaces changes. In one space, the refrigerant is sucked from the suction muffler 23 by gradually increasing the volume.
  • the volume of the gas refrigerant is gradually reduced to compress the gas refrigerant therein.
  • the compressed gas refrigerant is discharged once from the discharge muffler 35 to the space in the sealed container 20.
  • the discharged gas refrigerant passes through the electric element 40 and is discharged out of the sealed container 20 from the discharge pipe 22 at the top of the sealed container 20.
  • the temperature at which the disproportionation reaction starts is considered to be approximately 1000 ° C. or higher. Under normal circumstances, it is not considered that such a high temperature is generated inside the refrigeration cycle apparatus 10. However, at the time of abnormality (at the time of failure), a considerably high temperature may occur inside the compressor 12. In particular, it is necessary to prevent the disproportionation reaction from occurring in the portion exposed to the inside of the closed container 20 having a high pressure and a large volume.
  • a phenomenon that a high temperature may occur at the time of abnormality includes heat generation due to a short circuit between different phases of electrical components (components of the electric element 40 or components that are electrically connected to the electric element 40), A spark or the like due to poor contact of electrical wiring can be considered.
  • FIG. 4 is a connection diagram of the stator winding 44 of the electric element 40.
  • a plurality of teeth 61 are formed on the stator core 43.
  • a three-phase stator winding 44 is wound around these teeth 61. Only a single-phase stator winding 44 is wound around one tooth 61.
  • a stator winding 44 having a different phase is wound around the adjacent teeth 61.
  • a slot 62 is formed between adjacent teeth 61. In one slot 62, there is a gap 63 between the stator windings 44 of different phases. Therefore, the stator windings 44 having different phases do not contact each other.
  • stator winding 44 When the stator winding 44 is wound, the coating of the stator winding 44 may be damaged. Further, the stator windings 44 may be rubbed with each other during operation of the compressor 12 and the coating of the stator windings 44 may be broken. Due to such scratches or tears in the coating, the stator windings 44 in close proximity may conduct to each other. In the case of a distributed winding motor, different-phase stator windings having different potentials are wound around one tooth. In one slot, the stator windings of different phases are close to each other. Therefore, when the stator winding 44 located in a close position conducts, a spark is generated, and there is a high possibility that a high temperature part is formed.
  • a concentrated winding motor is employed for the electric element 40.
  • the stator winding 44 having the same phase and the same phase is wound around one tooth 61. For this reason, even if the stator winding 44 located at a close position conducts, no spark is generated. Further, in one slot 62, the stator winding 44 having a different phase is located at a position separated by a gap 63. Therefore, the stator windings 44 having different phases do not conduct. Therefore, in this Embodiment, possibility that a high temperature part will be made is low.
  • the gas refrigerant passing through the electric element 40 is not only a plurality of through holes formed in the rotor core 46 and a plurality of notches formed in the stator core 43, but also the stator core 43.
  • the gap including the slot 62 is removed.
  • the refrigerant passing through the slot 62 passes through the vicinity of the stator winding 44. If the stator winding 44 in a position where the refrigerant passes is conducted and becomes hot, the refrigerant may cause a disproportionation reaction. However, as described above, in the present embodiment, even if the stator winding 44 adjacent in the slot 62 conducts, it is difficult to form a high temperature portion. Therefore, the disproportionation reaction of the refrigerant passing through the slot 62 can be suppressed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the lead wire 45 and the crossover wire 47 of the electric element 40.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the plug-in terminals 71 and the clusters 72 of the lead wire 45.
  • three lead wires 45 are connected to the stator winding 44 of the electric element 40. Each lead wire 45 is used to connect the one-phase stator winding 44 and the power supply terminal 24 attached to the sealed container 20.
  • each lead wire 45 is an insertion terminal 71 that is inserted into and connected to the power supply terminal 24.
  • the plug-in terminal 71 is an example of a connection terminal.
  • a cluster 72 is provided in the plug-in terminal 71.
  • the cluster 72 is an example of a resin cover.
  • the insertion terminals 71 of all the three lead wires 45 are contained. Since the periphery of the plug-in terminal 71 is covered with resin, even if the plug-in terminal 71 comes off and sparks are generated due to poor contact, ignition energy is not released into the space inside the sealed container 20. Therefore, the disproportionation reaction of the refrigerant does not occur.
  • the power supply terminal 24 may be covered with the same resin as the cluster 72. By protecting the power supply terminal 24 with resin, the disproportionation reaction can be prevented more reliably.
  • each lead wire 45 is a crimping terminal 73 that is fixed in pressure contact with an insulating member 48 (resin housing) provided on the end face of the stator 41 together with the stator winding 44.
  • the pressure welding is a technique for joining electric wires with coatings using metal fittings.
  • the stator winding 44 and the lead wire 45 are coated electric wires.
  • the metal fitting for pressure welding penetrates the coating of these electric wires and contacts an inner core wire. Thereby, the stator winding 44 and the lead wire 45 are electrically connected.
  • the exposure of the energization part (that is, the part where the current flows) of the electric element 40 in the sealed container 20 can be minimized. Therefore, when a foreign substance such as metal powder enters the sealed container 20, it can be prevented that a large current flows due to a short circuit or the like to generate heat. As a result, the disproportionation reaction of the refrigerant can be suppressed.
  • the three-phase stator windings 44 are connected to each other by a crossover 47.
  • FIG. 7 is a diagram showing the structure of the lead wire 45 and the crossover wire 47.
  • the lead wire 45 and the crossover wire 47 are wires with a coating.
  • the lead wire 45 When the compressor 12 is manufactured, the lead wire 45 is in contact with the sealed container 20, and the coating of the lead wire 45 may be melted by heat from welding. Further, during operation of the compressor 12, the coating of the lead wire 45 or the crossover wire 47 may melt due to abnormal heat generation in the compressor 12. The lead wire 45 or the crossover wire 47 may come into contact with the rotor 42 and the coating may be peeled off. If the lead wire 45 or the core wire 74 of the crossover wire 47 is exposed due to such an abnormality of the compressor 12, there is a risk of heat generation due to an electrical short circuit.
  • the first coating 75 attached to the surface of the electric wire and the tube-shaped second coating 76 covering the electric wire together with the first coating 75 for the lead wire 45 and the connecting wire 47. Even if the second coating 76 is damaged due to the double structure, the first coating 75 can prevent a short circuit. As a result, the disproportionation reaction of the refrigerant can be suppressed.
  • the material of the core wire 74 may be the same as that of the stator winding 44, for example, copper.
  • the material of the first coating 75 is, for example, AI (amidoimide) / EI (ester imide).
  • the material of the second coating 76 is desirably FEP, unlike the first coating 75, but may be PPS, PET, or the like.
  • Core wire 74 is a single wire.
  • the number of energized thin wires may be reduced and heat may be generated. Therefore, by using a flexible single wire for the lead wire 45, the possibility of disconnection can be reduced and heat generation can be prevented. As a result, the disproportionation reaction of the refrigerant can be suppressed.
  • the stator winding 44 may be a copper wire or an electric wire of another material.
  • the disproportionation reaction of the refrigerant is likely to occur at 1000 ° C. or higher. Therefore, the disproportionation reaction can be further suppressed by using a material having a melting point of 1000 ° C. or less for the stator winding 44.
  • the melting point of copper is about 1085 ° C.
  • the melting point of aluminum is about 660 ° C. Therefore, it is conceivable to use an aluminum wire for the stator winding 44.
  • a material having a melting point of 1000 ° C. or less may be used for the core wire 74 of the lead wire 45 and the connecting wire 47.
  • Embodiment 2 FIG. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration of the refrigeration cycle apparatus 10 is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
  • the configuration of the compressor 12 is also the same as that of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 8 is a view showing the insertion terminal 77 of the lead wire 45 of the electric element 40 provided in the compressor 12.
  • the lead wire 45 is connected to the stator winding 44 by the crimping terminal 73.
  • the lead wire 45 is connected to the stator winding 44 by the insertion terminal 77.
  • a sleeve 78 is put on the insertion terminal 77.
  • the material of the sleeve 78 is resin, preferably FEP, but may be PPS, PET, or the like. Since the plug-in terminal 77 is protected by the sleeve 78, even if the plug-in terminal 77 comes off and sparks are generated due to poor contact, ignition energy is not released into the space inside the sealed container 20. Therefore, the disproportionation reaction of the refrigerant does not occur.
  • Embodiment 3 FIG. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration of the refrigeration cycle apparatus 10 is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
  • the configuration of the compressor 12 is also the same as that of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a partial structure of the main bearing 33 provided in the compressor 12.
  • an opening 81 through which the main shaft portion 52 of the shaft 50 passes is formed on the upper side of the main bearing 33 (that is, the side facing the electric element 40).
  • An aluminum metal 82 is used around the opening 81 of the main bearing 33.
  • the aluminum-based metal 82 is an example of a material having a melting point of 1000 ° C. or lower.
  • the main material of the main bearing 33 is iron.
  • the temperature of the iron sliding portion rises to about 1500 ° C. when the iron melts due to seizure. This high temperature can cause a disproportionation reaction of the refrigerant. Therefore, by using an aluminum-based metal 82 having a low melting point in at least a portion of the main bearing 33 that opens to the sealed container 20, even when the shaft 50 is seized, a disproportionation reaction can be avoided. .
  • a material having a melting point of 1000 ° C. or lower may be used not only for the sliding portion of the main bearing 33 but also for the sliding portion of the auxiliary bearing 34.

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Abstract

　圧縮機（１２）は、密閉容器（２０）と、圧縮要素（３０）と、電動要素（４０）とを備える。密閉容器（２０）には、ＨＦＯ－１１２３を含有する冷媒を吸入するための吸入管（２１）と、冷媒を吐出するための吐出管（２２）とが取り付けられている。圧縮要素（３０）は、密閉容器（２０）の中に収納される。圧縮要素（３０）は、吸入管（２１）に吸入された冷媒を圧縮する。電動要素（４０）は、密閉容器（２０）の中で、圧縮要素（３０）により圧縮された冷媒が吐出管（２２）から吐出される前に通過する位置に設置される。電動要素（４０）は、圧縮要素（３０）を駆動する。電動要素（４０）は、集中巻のモータである。

Description

圧縮機及び冷凍サイクル装置
　本発明は、圧縮機及び冷凍サイクル装置に関するものである。
　近年、地球温暖化防止の観点より、温室効果ガスの削減が求められている。空気調和機等の冷凍サイクル装置に用いられている冷媒についても、地球温暖化係数（ＧＷＰ）のより低いものが検討されている。現在、空気調和機用として広く用いられているＲ４１０ＡのＧＷＰは２０８８と非常に大きい値である。近年導入され始めているジフルオロメタン（Ｒ３２）のＧＷＰも６７５とかなり大きい値になっている。
　ＧＷＰの低い冷媒としては、二酸化炭素（Ｒ７４４：ＧＷＰ＝１）、アンモニア（Ｒ７１７：ＧＷＰ＝０）、プロパン（Ｒ２９０：ＧＷＰ＝６）、２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ：ＧＷＰ＝４）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ：ＧＷＰ＝６）等がある。
　これらの低ＧＷＰ冷媒は、下記の課題があるため、一般的な空気調和機に適用することは困難である。
・Ｒ７４４：動作圧力が非常に高いため、耐圧確保の課題がある。また、臨界温度が３１℃と低いため、空気調和機用途での性能の確保が課題となる。
・Ｒ７１７：高毒性であるため、安全確保の課題がある。
・Ｒ２９０：強燃性であるため、安全確保の課題がある。
・Ｒ１２３４ｙｆ／Ｒ１２３４ｚｅ：低動作圧で体積流量が大きくなるため、圧力損失増大による性能低下の課題がある。
　上記の課題を解決する冷媒として、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）がある（例えば、特許文献１参照）。この冷媒には、特に、以下の利点がある。
・動作圧力が高く、冷媒の体積流量が小さいため、圧力損失が小さく、性能を確保しやすい。
・ＧＷＰが１未満であり、地球温暖化対策として優位性が高い。
国際公開第２０１２／１５７７６４号
Ａｎｄｒｅｗ　Ｅ．　Ｆｅｉｒｉｎｇ，　Ｊｏｎ　Ｄ．　Ｈｕｌｂｕｒｔ，　"Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ"，　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　＆　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｎｅｗｓ　（２２　Ｄｅｃ　１９９７）　Ｖｏｌ．　７５，　Ｎｏ．　５１，　ｐｐ．　６
　ＨＦＯ－１１２３には、下記の課題がある。
（１）高温、高圧の状態において、着火エネルギーが加わると、爆発が発生する（例えば、非特許文献１参照）。
（２）大気寿命が２日未満と非常に小さい。冷凍サイクル系の化学的安定性の低下が懸念される。
　ＨＦＯ－１１２３を冷凍サイクル装置に適用するには、上記の課題を解決する必要がある。
　（１）の課題については、不均化反応の連鎖によって爆発が発生することが明らかになった。この現象が発生する条件は、下記の２点である。
（１ａ）冷凍サイクル装置（特に、圧縮機）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生し、不均化反応が起こる。
（１ｂ）高温、高圧の状態において、不均化反応が連鎖して拡散する。
　（２）の課題については、冷凍サイクル系の化学的安定性を確保する必要がある。
　本発明は、例えば、圧縮機において、ＨＦＯ－１１２３の不均化反応による爆発を防止することを目的とする。本発明は、特に、（１ａ）の条件の成立を回避することを目的とする。
　本発明の一の態様に係る圧縮機は、
　１，１，２－トリフルオロエチレンを含有する冷媒を吸入するための吸入管と、前記冷媒を吐出するための吐出管とが取り付けられ、内部が吐出圧力雰囲気である容器と、
　前記容器の中に収納され、前記吸入管に吸入された前記冷媒を圧縮する圧縮要素と、
　前記容器の中に収納され、前記圧縮要素を駆動する集中巻の電動要素とを備える。
　本発明では、１，１，２－トリフルオロエチレンを含有する冷媒を圧縮機に適用している。圧縮要素とともに容器の中に収納される電動要素として、集中巻の電動要素を採用している。分布巻の電動要素と異なり、集中巻の電動要素では、固定子の１つのティースに巻かれた巻線間の電位差が小さい。そのため、１つのティースに巻かれた巻線同士が短絡しても着火の危険性がない。したがって、圧縮機において、ＨＦＯ－１１２３の不均化反応による爆発を防止することができる。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（冷房時）の回路図。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（暖房時）の回路図。 実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図。 実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素の固定子巻線の結線図。 実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素のリード線及び渡り線を示す図。 実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素のリード線の差込端子及びクラスタを示す図。 実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素のリード線及び渡り線の構造を示す図。 実施の形態２に係る圧縮機が備える電動要素のリード線の差込端子を示す図。 実施の形態３に係る圧縮機が備える主軸受の一部の構造を示す図。
　以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
　実施の形態１．
　図１及び図２は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１０の回路図である。図１は、冷房時の冷媒回路１１ａを示している。図２は、暖房時の冷媒回路１１ｂを示している。
　本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０は、空気調和機である。なお、冷凍サイクル装置１０が空気調和機以外の機器（例えば、ヒートポンプサイクル装置）であっても、本実施の形態を適用することができる。
　図１及び図２において、冷凍サイクル装置１０は、冷媒が循環する冷媒回路１１ａ，１１ｂを備える。
　冷媒回路１１ａ，１１ｂには、圧縮機１２と、四方弁１３と、室外熱交換器１４と、膨張弁１５と、室内熱交換器１６とが接続されている。圧縮機１２は、冷媒を圧縮する。四方弁１３は、冷房時と暖房時とで冷媒の流れる方向を切り換える。室外熱交換器１４は、第１熱交換器の例である。室外熱交換器１４は、冷房時には凝縮器として動作し、圧縮機１２により圧縮された冷媒を放熱させる。室外熱交換器１４は、暖房時には蒸発器として動作し、室外空気と膨張弁１５で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。膨張弁１５は、膨張機構の例である。膨張弁１５は、凝縮器で放熱した冷媒を膨張させる。室内熱交換器１６は、第２熱交換器の例である。室内熱交換器１６は、暖房時には凝縮器として動作し、圧縮機１２により圧縮された冷媒を放熱させる。室内熱交換器１６は、冷房時には蒸発器として動作し、室内空気と膨張弁１５で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。
　冷凍サイクル装置１０は、さらに、制御装置１７を備える。
　制御装置１７は、例えば、マイクロコンピュータである。図では、制御装置１７と圧縮機１２との接続しか示していないが、制御装置１７は、圧縮機１２だけでなく、冷媒回路１１ａ，１１ｂに接続された各要素に接続されている。制御装置１７は、各要素の状態を監視したり、制御したりする。
　本実施の形態において、冷媒回路１１ａ，１１ｂを循環する冷媒としては、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）を含有する冷媒が使用される。この冷媒は、ＨＦＯ－１１２３単体であってもよいし、ＨＦＯ－１１２３を１％以上含有する混合物であってもよい。即ち、冷凍サイクル装置１０に使用される冷媒がＨＦＯ－１１２３を１～１００％含有していれば、本実施の形態を適用することができ、後述する効果を得ることができる。
　好適な冷媒として、ＨＦＯ－１１２３とジフルオロメタン（Ｒ３２）との混合物を使用することができる。例えば、ＨＦＯ－１１２３を４０ｗｔ％、Ｒ３２を６０ｗｔ％含有する混合物を使用することができる。この混合物のＨＦＯ－１１２３とＲ３２とのいずれか一方又は両方を別の物質に置き換えても構わない。ＨＦＯ－１１２３は、ＨＦＯ－１１２３と、他のエチレン系フッ化炭化水素との混合物に置き換えても構わない。他のエチレン系フッ化炭化水素としては、フルオロエチレン（ＨＦＯ－１１４１）、１，１－ジフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１３２ａ）、トランス－１，２－ジフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１３２（Ｅ））、シス－１，２－ジフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１３２（Ｚ））を使用することができる。Ｒ３２は、２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ）、トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ））、シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ））、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、１，１，１，２，２－ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）のいずれかに置き換えても構わない。あるいは、Ｒ３２は、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ）、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２５のうち、いずれか２種類以上からなる混合物に置き換えても構わない。
　いずれの冷媒を使用する際にも、前述した（１）の課題を考慮する必要がある。特に、前述した（１ａ）の条件の成立を回避する必要がある。即ち、冷凍サイクル装置１０（特に、圧縮機１２）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生し、不均化反応が起こる要因を排除する必要がある。
　図３は、圧縮機１２の縦断面図である。なお、この図では、断面を表すハッチングを省略している。
　本実施の形態において、圧縮機１２は、１気筒のロータリ圧縮機である。なお、圧縮機１２が多気筒のロータリ圧縮機、あるいは、スクロール圧縮機であっても、容器の内部が吐出圧力雰囲気（即ち、冷媒の吐出圧力と同程度の高圧な状態）であれば、本実施の形態を適用することができる。
　図３において、圧縮機１２は、密閉容器２０と、圧縮要素３０と、電動要素４０と、軸５０とを備える。
　密閉容器２０は、容器の例である。密閉容器２０には、冷媒を吸入するための吸入管２１と、冷媒を吐出するための吐出管２２とが取り付けられている。
　圧縮要素３０は、密閉容器２０の中に収納される。具体的には、圧縮要素３０は、密閉容器２０の内側下部に設置される。圧縮要素３０は、吸入管２１に吸入された冷媒を圧縮する。
　電動要素４０も、密閉容器２０の中に収納される。具体的には、電動要素４０は、密閉容器２０の中で、圧縮要素３０により圧縮された冷媒が吐出管２２から吐出される前に通過する位置に設置される。即ち、電動要素４０は、密閉容器２０の内側で、圧縮要素３０の上方に設置される。電動要素４０は、圧縮要素３０を駆動する。電動要素４０は、集中巻のモータである。
　密閉容器２０の底部には、圧縮要素３０の摺動部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。冷凍機油としては、例えば、ＰＯＥ（ポリオールエステル）、ＰＶＥ（ポリビニルエーテル）、ＡＢ（アルキルベンゼン）が使用される。
　以下では、圧縮要素３０の詳細について説明する。
　圧縮要素３０は、シリンダ３１と、ローリングピストン３２と、ベーン（図示していない）と、主軸受３３と、副軸受３４とを備える。
　シリンダ３１の外周は、平面視略円形である。シリンダ３１の内部には、平面視略円形の空間であるシリンダ室が形成される。シリンダ３１は、軸方向両端が開口している。
　シリンダ３１には、シリンダ室に連通し、半径方向に延びるベーン溝（図示していない）が設けられる。ベーン溝の外側には、ベーン溝に連通する平面視略円形の空間である背圧室が形成される。
　シリンダ３１には、冷媒回路１１ａ，１１ｂからガス冷媒が吸入される吸入ポート（図示していない）が設けられる。吸入ポートは、シリンダ３１の外周面からシリンダ室に貫通している。
　シリンダ３１には、シリンダ室から圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート（図示していない）が設けられる。吐出ポートは、シリンダ３１の上端面を切り欠いて形成されている。
　ローリングピストン３２は、リング状である。ローリングピストン３２は、シリンダ室内で偏心運動する。ローリングピストン３２は、軸５０の偏心軸部５１に摺動自在に嵌合する。
　ベーンの形状は、平坦な略直方体である。ベーンは、シリンダ３１のベーン溝内に設置される。ベーンは、背圧室に設けられるベーンスプリングによって常にローリングピストン３２に押し付けられている。密閉容器２０内が高圧であるため、圧縮機１２の運転が開始すると、ベーンの背面（即ち、背圧室側の面）に密閉容器２０内の圧力とシリンダ室内の圧力との差による力が作用する。このため、ベーンスプリングは、主に圧縮機１２の起動時（密閉容器２０内とシリンダ室内の圧力に差がないとき）に、ベーンをローリングピストン３２に押し付ける目的で使用される。
　主軸受３３は、側面視略逆Ｔ字状である。主軸受３３は、軸５０の偏心軸部５１よりも上の部分である主軸部５２に摺動自在に嵌合する。主軸受３３は、シリンダ３１のシリンダ室及びベーン溝の上側を閉塞する。
　副軸受３４は、側面視略Ｔ字状である。副軸受３４は、軸５０の偏心軸部５１よりも下の部分である副軸部５３に摺動自在に嵌合する。副軸受３４は、シリンダ３１のシリンダ室及びベーン溝の下側を閉塞する。
　主軸受３３は、吐出弁（図示していない）を備える。主軸受３３の外側には、吐出マフラ３５が取り付けられる。吐出弁を介して吐出される高温・高圧のガス冷媒は、一旦吐出マフラ３５に入り、その後吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間に放出される。なお、吐出弁及び吐出マフラ３５は、副軸受３４、あるいは、主軸受３３と副軸受３４との両方に設けられてもよい。
　シリンダ３１、主軸受３３、副軸受３４の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結鋼、炭素鋼等である。ローリングピストン３２の材質は、例えば、クロム等を含有する合金鋼である。ベーンの材質は、例えば、高速度工具鋼である。
　密閉容器２０の横には、吸入マフラ２３が設けられる。吸入マフラ２３は、冷媒回路１１ａ，１１ｂから低圧のガス冷媒を吸入する。吸入マフラ２３は、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ３１のシリンダ室に入り込むことを抑制する。吸入マフラ２３は、シリンダ３１の吸入ポートに吸入管２１を介して接続される。吸入マフラ２３の本体は、溶接等により密閉容器２０の側面に固定される。
　以下では、電動要素４０の詳細について説明する。
　本実施の形態において、電動要素４０は、ブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ・Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータである。なお、電動要素４０がブラシレスＤＣモータ以外のモータ（例えば、誘導電動機）であっても、本実施の形態を適用することができる。
　電動要素４０は、固定子４１と、回転子４２とを備える。
　固定子４１は、密閉容器２０の内周面に当接して固定される。回転子４２は、固定子４１の内側に０．３～１ｍｍ程度の空隙を介して設置される。
　固定子４１は、固定子鉄心４３と、固定子巻線４４とを備える。固定子鉄心４３は、厚さが０．１～１．５ｍｍの複数枚の電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。固定子巻線４４は、固定子鉄心４３に絶縁部材４８を介して集中巻で巻回される。絶縁部材４８の材質は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、フェノール樹脂である。固定子巻線４４には、リード線４５が接続されている。
　固定子鉄心４３の外周には、周方向に略等間隔に複数の切欠が形成されている。それぞれの切欠は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の１つとなる。それぞれの切欠は、電動要素４０の上から密閉容器２０の底部に戻る冷凍機油の通路にもなる。
　回転子４２は、回転子鉄心４６と、永久磁石（図示していない）とを備える。回転子鉄心４６は、固定子鉄心４３と同様に、厚さが０．１～１．５ｍｍの複数枚の電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。永久磁石は、回転子鉄心４６に形成される複数の挿入孔に挿入される。永久磁石としては、例えば、フェライト磁石、希土類磁石が使用される。
　回転子鉄心４６には、略軸方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。それぞれの貫通孔は、固定子鉄心４３の切欠と同様に、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の１つとなる。
　密閉容器２０の頂部には、外部電源と接続する電源端子２４（例えば、ガラス端子）が取り付けられている。電源端子２４は、例えば、溶接により密閉容器２０に固定されている。電源端子２４には、電動要素４０からのリード線４５が接続される。
　密閉容器２０の頂部には、軸方向両端が開口した吐出管２２が取り付けられている。圧縮要素３０から吐出されるガス冷媒は、密閉容器２０内の空間から吐出管２２を通って外部の冷媒回路１１ａ，１１ｂへ吐出される。
　以下では、圧縮機１２の動作について説明する。
　電源端子２４からリード線４５を介して電動要素４０の固定子４１に電力が供給される。これにより、電動要素４０の回転子４２が回転する。回転子４２の回転によって、回転子４２に固定された軸５０が回転する。軸５０の回転に伴い、圧縮要素３０のローリングピストン３２が圧縮要素３０のシリンダ３１のシリンダ室内で偏心回転する。シリンダ３１とローリングピストン３２との間の空間は、圧縮要素３０のベーンによって２つに分割されている。軸５０の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化する。一方の空間では、徐々に容積が拡大することにより、吸入マフラ２３から冷媒が吸入される。他方の空間では、徐々に容積が縮小することにより、中のガス冷媒が圧縮される。圧縮されたガス冷媒は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間に一度吐出される。吐出されたガス冷媒は、電動要素４０を通過して密閉容器２０の頂部にある吐出管２２から密閉容器２０の外へ吐出される。
　本実施の形態では、冷媒の不均化反応を抑制するために、冷凍サイクル装置１０（特に、圧縮機１２）の内部から着火エネルギー（高温部）を排除する必要がある。不均化反応が開始する温度は、概ね１０００℃以上と考えられる。通常時は、冷凍サイクル装置１０の内部で、それほどの高温が発生することは考えられない。しかし、異常時（故障時）は、圧縮機１２の内部で、かなりの高温が発生する可能性がある。特に、高圧かつ容積の大きい密閉容器２０の内側に露出している部分で、不均化反応を引き起こさないようにしなければならない。
　圧縮機１２において、異常時に高温が発生する可能性がある現象としては、電気部品（電動要素４０の部品、あるいは、電動要素４０に電気的に接続する部品）の異相間でのショートによる発熱、電気配線の接触不良によるスパーク等が考えられる。
　図４は、電動要素４０の固定子巻線４４の結線図である。
　図４において、固定子鉄心４３には、複数のティース６１が形成されている。これらのティース６１には、３相の固定子巻線４４が巻回されている。１つのティース６１には、単一相の固定子巻線４４のみが巻回されている。隣り合うティース６１には、異相の固定子巻線４４が巻回されている。
　隣り合うティース６１の間には、スロット６２が形成されている。１つのスロット６２において、異相の固定子巻線４４の間には隙間６３が空いている。そのため、異相の固定子巻線４４が互いに接触することはない。
　固定子巻線４４の巻回時に固定子巻線４４の被膜に傷ができることがある。また、圧縮機１２の運転中に固定子巻線４４同士がこすれて固定子巻線４４の被膜が破れることがある。こういった被膜の傷又は破れが原因で、近い位置にある固定子巻線４４が互いに導通する可能性がある。分布巻のモータの場合、１つのティースに電位が大きく異なる異相の固定子巻線が巻回される。また、１つのスロットにおいて、異相の固定子巻線が互いに接近している。そのため、近い位置にある固定子巻線４４が導通すると、スパークが発生し、高温部ができる可能性が高い。これに対し、本実施の形態では、電動要素４０に集中巻のモータを採用している。前述したように、１つのティース６１には、電位がほとんど同じ同相の固定子巻線４４のみが巻回される。そのため、近い位置にある固定子巻線４４が導通しても、スパークが発生しない。また、１つのスロット６２において、異相の固定子巻線４４が隙間６３を介して離れた位置にある。そのため、異相の固定子巻線４４が導通することもない。よって、本実施の形態では、高温部ができる可能性が低い。
　圧縮機１２の動作時に、電動要素４０を通過するガス冷媒は、回転子鉄心４６に形成された複数の貫通孔、固定子鉄心４３に形成された複数の切欠だけでなく、固定子鉄心４３のスロット６２を含む隙間を抜けていく。スロット６２を抜ける冷媒は、固定子巻線４４の近傍を通過することになる。冷媒が通過する位置にある固定子巻線４４が導通し、そこが高温になると、冷媒が不均化反応を起こすおそれがある。しかし、前述したように、本実施の形態では、スロット６２内で近接する固定子巻線４４が導通しても、高温部ができにくい。そのため、スロット６２を抜ける冷媒の不均化反応を抑制することができる。
　図５は、電動要素４０のリード線４５及び渡り線４７を示す図である。図６は、リード線４５の差込端子７１及びクラスタ７２を示す図である。
　図５において、電動要素４０の固定子巻線４４には、３本のリード線４５が接続されている。それぞれのリード線４５は、１相の固定子巻線４４と、密閉容器２０に取り付けられた電源端子２４とを接続するために使用される。
　図６に示すように、それぞれのリード線４５の一端は、電源端子２４に差し込んで接続される差込端子７１になっている。差込端子７１は、接続端子の例である。差込端子７１には、クラスタ７２が設けられている。クラスタ７２は、樹脂製のカバーの例である。クラスタ７２の中には、３本のリード線４５全ての差込端子７１が入っている。差込端子７１の周りが樹脂で覆われるため、差込端子７１が抜けかけて接触不良によりスパークが発生しても、着火エネルギーが密閉容器２０内の空間に放出されない。したがって、冷媒の不均化反応が起こらない。なお、さらに、電源端子２４を、クラスタ７２と同様の樹脂で覆ってもよい。電源端子２４を樹脂で保護することで、より確実に不均化反応を防止することができる。
　それぞれのリード線４５の他端は、固定子４１の端面に設けられた絶縁部材４８（樹脂ハウジング）に、固定子巻線４４とともに圧接して固定されるカシメ端子７３になっている。圧接とは、金具を用いて被膜付きの電線同士を接合する手法である。本実施の形態では、固定子巻線４４及びリード線４５が被膜付きの電線になっている。圧接用の金具は、これらの電線の被膜を突き破って内側の芯線に接触する。これにより、固定子巻線４４とリード線４５とが電気的に接続される。このような圧接式のカシメ端子７３を用いることで、固定子巻線４４及びリード線４５の金具に接する部分以外は被膜によって保護された状態となる。そのため、密閉容器２０内における電動要素４０の通電部（即ち、電流が流れる部分）の露出を最小限に留めることができる。よって、密閉容器２０内に金属粉等の異物が侵入した場合に短絡等により大電流が流れて発熱することを防止できる。その結果、冷媒の不均化反応を抑制することができる。
　３相の固定子巻線４４は、互いに渡り線４７で接続されている。
　図７は、リード線４５及び渡り線４７の構造を示す図である。
　図７において、リード線４５及び渡り線４７は、被膜付きの電線である。
　圧縮機１２の製造時に、リード線４５が密閉容器２０に接触していて、溶接による熱でリード線４５の被膜が溶けることがある。また、圧縮機１２の運転中に、圧縮機１２内の異常発熱でリード線４５又は渡り線４７の被膜が溶けることがある。リード線４５又は渡り線４７が回転子４２に接触して被膜が剥がれることもある。このような圧縮機１２の異常により、リード線４５又は渡り線４７の芯線７４が露出すると、電気的な短絡による発熱のおそれがある。したがって、リード線４５及び渡り線４７には、電線表面に付着する第１被膜７５と、第１被膜７５ごと電線を覆うチューブ状の第２被膜７６との２重構造を採用することが望ましい。２重構造により、第２被膜７６が損傷しても、第１被膜７５で短絡を防止することができる。その結果、冷媒の不均化反応を抑制することができる。
　芯線７４の材質は、固定子巻線４４と同じでよく、例えば、銅である。第１被膜７５の材質は、例えば、ＡＩ（アミドイミド）／ＥＩ（エステルイミド）である。第２被膜７６の材質は、第１被膜７５と異なり、望ましくはＦＥＰであるが、ＰＰＳ、ＰＥＴ等でもよい。
　芯線７４は、単線である。複数の細線を束ねた縒り線は、一部の細線しか固定されなかったり、一部の細線が断線したりすると、通電している細線の本数が減り、発熱する可能性がある。そのため、リード線４５に柔軟な単線を用いることで、断線の可能性を低減し、発熱を防止することができる。その結果、冷媒の不均化反応を抑制することができる。
　本実施の形態において、固定子巻線４４は、銅線であってもよいし、他の材質の電線であってもよい。冷媒の不均化反応は１０００℃以上で発生しやすい。そのため、固定子巻線４４に融点が１０００℃以下の材料を用いることで、不均化反応をより一層抑制することができる。例えば、銅の融点が１０８５℃程度であるのに対し、アルミニウムの融点は６６０℃程度である。よって、固定子巻線４４にアルミニウム線を用いることが考えられる。リード線４５及び渡り線４７の芯線７４に融点が１０００℃以下の材料を用いてもよい。例えば、芯線７４にもアルミニウム線を用いることが考えられる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１０（特に、圧縮機１２）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生する要因を排除することができる。そのため、ＨＦＯ－１１２３を含有する冷媒の不均化反応による爆発を防止することが可能となる。
　実施の形態２．
　本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
　本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０の構成は、図１及び図２に示した実施の形態１のものと同じである。圧縮機１２の構成も、図３に示した実施の形態１のものと同じである。
　図８は、圧縮機１２が備える電動要素４０のリード線４５の差込端子７７を示す図である。
　実施の形態１では、図５に示したように、リード線４５がカシメ端子７３によって固定子巻線４４に接続される。一方、本実施の形態では、図８に示すように、リード線４５が差込端子７７によって固定子巻線４４に接続される。差込端子７７には、スリーブ７８が被せられている。スリーブ７８の材質は、樹脂であり、望ましくはＦＥＰであるが、ＰＰＳ、ＰＥＴ等でもよい。差込端子７７がスリーブ７８で保護されるため、差込端子７７が抜けかけて接触不良によりスパークが発生しても、着火エネルギーが密閉容器２０内の空間に放出されない。したがって、冷媒の不均化反応が起こらない。
　実施の形態３．
　本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
　本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０の構成は、図１及び図２に示した実施の形態１のものと同じである。圧縮機１２の構成も、図３に示した実施の形態１のものと同じである。
　図９は、圧縮機１２が備える主軸受３３の一部の構造を示す図である。
　図９において、主軸受３３の上側（即ち、電動要素４０に対向する側）には、軸５０の主軸部５２が貫通する開口部８１が形成されている。主軸受３３の開口部８１の周りには、アルミニウム系金属８２が用いられている。アルミニウム系金属８２は、融点が１０００℃以下の材料の例である。
　主軸受３３の主要な材料は、鉄である。鉄の摺動部は、焼き付きによって鉄が溶融すると、温度が１５００℃程度に上昇する。この高温は、冷媒の不均化反応の要因となり得る。そのため、少なくとも主軸受３３の密閉容器２０に開口している部分に、融点が低いアルミニウム系金属８２を用いることで、軸５０の焼き付きが発生しても、不均化反応を回避することができる。
　なお、主軸受３３の摺動部だけでなく、副軸受３４の摺動部にも融点が１０００℃以下の材料を用いてよい。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、いくつかを組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、いずれか１つ又はいくつかを部分的に実施しても構わない。例えば、各図において符号を付した要素のうち、いずれか１つ又はいくつかを省略したり、別の要素に置き換えたりしてもよい。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
　１０　冷凍サイクル装置、１１ａ，１１ｂ　冷媒回路、１２　圧縮機、１３　四方弁、１４　室外熱交換器、１５　膨張弁、１６　室内熱交換器、１７　制御装置、２０　密閉容器、２１　吸入管、２２　吐出管、２３　吸入マフラ、２４　電源端子、３０　圧縮要素、３１　シリンダ、３２　ローリングピストン、３３　主軸受、３４　副軸受、３５　吐出マフラ、４０　電動要素、４１　固定子、４２　回転子、４３　固定子鉄心、４４　固定子巻線、４５　リード線、４６　回転子鉄心、４７　渡り線、４８　絶縁部材、５０　軸、５１　偏心軸部、５２　主軸部、５３　副軸部、６１　ティース、６２　スロット、６３　隙間、７１　差込端子、７２　クラスタ、７３　カシメ端子、７４　芯線、７５　第１被膜、７６　第２被膜、７７　差込端子、７８　スリーブ、８１　開口部、８２　アルミニウム系金属。

Claims (13)

  1. 　１，１，２－トリフルオロエチレンを含有する冷媒を吸入するための吸入管と、前記冷媒を吐出するための吐出管とが取り付けられ、内部が吐出圧力雰囲気である容器と、
    　前記容器の中に収納され、前記吸入管に吸入された前記冷媒を圧縮する圧縮要素と、
    　前記容器の中に収納され、前記圧縮要素を駆動する集中巻の電動要素と
    を備えることを特徴とする圧縮機。
  2. 　前記電動要素の固定子巻線が互いに被膜付きの渡り線で接続されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
  3. 　前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
    　前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子に被膜付きのリード線で接続されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
  4. 　前記被膜が２重構造であることを特徴とする請求項２又は３の圧縮機。
  5. 　前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
    　前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
    　前記リード線の前記電源端子に接続される接続端子に樹脂製のカバーが設けられていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
  6. 　前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
    　前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子に単線のリード線で接続されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
  7. 　前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
    　前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
    　前記リード線の前記電動要素の固定子巻線に接続されるカシメ端子が前記電動要素の固定子端面に設けられる絶縁部材に前記電動要素の固定子巻線とともに圧接して固定されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
  8. 　前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
    　前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
    　前記リード線の前記電動要素の固定子巻線に接続される差込端子に樹脂製のスリーブが被せられていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
  9. 　前記電動要素の固定子巻線に融点が１０００℃以下の材料が用いられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかの圧縮機。
  10. 　前記圧縮要素の軸受の前記電動要素に対向する側に軸が貫通する開口部が形成され、
    　前記圧縮要素の軸受の前記開口部の周りに融点が１０００℃以下の材料が用いられていることを特徴とする請求項１から９のいずれかの圧縮機。
  11. 　前記冷媒が１，１，２－トリフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかの圧縮機。
  12. 　前記冷媒が１，１，２－トリフルオロエチレンを１％以上含有する混合物であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかの圧縮機。
  13. 　請求項１から１２のいずれかの圧縮機が接続され、１，１，２－トリフルオロエチレンを含有する冷媒が循環する冷媒回路を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
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