JP6238835B2

JP6238835B2 - Compressor and heat pump apparatus including the compressor

Info

Publication number: JP6238835B2
Application number: JP2014105405A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　稔; 稔佐藤; 和彦川尻
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2034-05-21
Also published as: JP2015218712A

Description

本発明は、火炎検出装置を有する圧縮機、及びその圧縮機を備えたヒートポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a compressor having a flame detection device, and a heat pump device including the compressor.

従来、空調装置や、冷蔵庫等に使用されるヒートポンプ装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を有し、これらを冷媒配管で接続して構成されている。このようなヒートポンプ装置において、圧縮機に搭載されている電動機を駆動すると、圧縮機で冷媒が圧縮された後に吐出され、凝縮器で凝縮し、膨張機構で減圧され、蒸発器で蒸発し、再び圧縮機に吸入される。
すると、圧縮機の運転中においてヒートポンプ装置の冷媒回路の圧力は、圧縮機の吐出口から膨張機構の入口までの圧力は大気圧より高い正圧になり、膨張機構の出口から圧縮機の吸入口までの圧力は大気圧より低い負圧となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat pump device used for an air conditioner, a refrigerator, or the like has a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, and these are connected by a refrigerant pipe. In such a heat pump device, when the electric motor mounted on the compressor is driven, the refrigerant is compressed after being compressed by the compressor and then discharged, condensed by the condenser, decompressed by the expansion mechanism, evaporated by the evaporator, and again Inhaled into the compressor.
Then, during operation of the compressor, the pressure in the refrigerant circuit of the heat pump device is such that the pressure from the discharge port of the compressor to the inlet of the expansion mechanism is a positive pressure higher than atmospheric pressure, and the suction port of the compressor from the outlet of the expansion mechanism The pressure up to is a negative pressure lower than atmospheric pressure.

したがって、ヒートポンプ装置の膨張機構の出口から圧縮機の吸入口までの冷媒の流路となる冷媒配管に腐食、溶接不良などによって穴が空いた場合、ヒートポンプ装置の冷凍サイクルを構成する冷媒回路内に空気が混入する場合がある。
また、たとえばヒートポンプ装置の組み立て不良、または、ヒートポンプ装置の設置や撤去等の作業時の衝撃などに起因する人為的な原因によっても、ヒートポンプ装置の冷凍サイクルを構成する冷媒回路内に空気が混入する場合がある。 Therefore, when a hole is formed in the refrigerant pipe that becomes the refrigerant flow path from the outlet of the expansion mechanism of the heat pump device to the compressor inlet due to corrosion, poor welding, or the like, the refrigerant circuit constituting the refrigeration cycle of the heat pump device Air may enter.
In addition, air is mixed into the refrigerant circuit constituting the refrigeration cycle of the heat pump device due to, for example, an assembly failure of the heat pump device or an artificial cause caused by an impact at the time of installation or removal of the heat pump device. There is a case.

このように、ヒートポンプ装置の冷媒回路内に混入した空気は、ヒートポンプ装置の冷媒と混合し、可燃性混合気を形成する。または、ヒートポンプ装置の冷媒回路内に混入した空気は、蒸気、ミストなどになっている潤滑油と混合し、可燃性混合気を形成する。
ここで、冷媒として、たとえばイソブタン、プロパン、Ｒ３２などといった可燃性の冷媒が採用されていたり、潤滑油として可燃性のものが採用されている場合には、可燃性混合気が着火又は発火し、ヒートポンプ装置全体に火災伝播する可能性がある。 Thus, the air mixed in the refrigerant circuit of the heat pump device is mixed with the refrigerant of the heat pump device to form a combustible mixture. Or the air mixed in the refrigerant circuit of the heat pump device is mixed with the lubricating oil in the form of steam, mist, etc. to form a flammable mixture.
Here, as the refrigerant, for example, when a flammable refrigerant such as isobutane, propane, R32 or the like is employed, or when a flammable refrigerant is employed as the lubricating oil, the flammable mixture is ignited or ignited, There is a possibility of fire spread throughout the heat pump system.

すなわち、冷媒及び圧縮機内に貯留された潤滑油のうちの少なくとも一方に可燃性のものが採用されている場合には、圧縮機の運転動作により、冷媒、潤滑油が高圧高温となって、可燃性混合気が着火又は発火し、ヒートポンプ装置全体に火炎伝播したり、ヒートポンプ装置が破損したりする可能性がある。 That is, when flammable oil is used for at least one of the refrigerant and the lubricating oil stored in the compressor, the refrigerant and the lubricating oil become high pressure and high temperature due to the operation of the compressor, and the combustible There is a possibility that the sexual mixture will ignite or ignite, propagate the flame throughout the heat pump device, or damage the heat pump device.

そこで、従来のヒートポンプ装置には、このような不具合を抑制するため、還元鉄あるいは活性炭からなる酸素吸着剤と、酸素吸着剤を収納するケースと、冷凍サイクル内の酸素を透過し酸素吸着剤と冷凍サイクルを仕切る透過板と、を冷媒回路内に設けたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のヒートポンプ装置は、酸素吸着剤を収納するケースを冷媒回路に設けることで、冷媒と共に冷媒回路内を循環する空気に含まれる酸素を、吸着除去するように構成したものである。 Therefore, in order to suppress such problems in the conventional heat pump device, an oxygen adsorbent made of reduced iron or activated carbon, a case for storing the oxygen adsorbent, an oxygen adsorbent that permeates oxygen in the refrigeration cycle, and The thing which provided the permeation | transmission board which partitions off a refrigerating cycle in the refrigerant circuit is proposed (for example, refer patent document 1).
The heat pump device described in Patent Document 1 is configured to adsorb and remove oxygen contained in the air circulating in the refrigerant circuit together with the refrigerant by providing the refrigerant circuit with a case for storing the oxygen adsorbent. .

さらに、冷凍サイクルから漏れた可燃性冷媒をガスセンサにより確実に検知し、冷凍サイクル外部での爆発を防止する空気調和機が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の空気調和機は、冷凍サイクル部を配設した底面または側壁にガスセンサを設けることで、冷凍サイクル外部に漏れた可燃性冷媒を検知するように構成したものである。 Furthermore, an air conditioner has been proposed in which a flammable refrigerant leaking from the refrigeration cycle is reliably detected by a gas sensor, and an explosion outside the refrigeration cycle is prevented (see, for example, Patent Document 2).
The air conditioner described in Patent Document 2 is configured to detect a combustible refrigerant leaking outside the refrigeration cycle by providing a gas sensor on the bottom surface or side wall on which the refrigeration cycle section is disposed.

特開２０００−３２０９１１号公報（要約、図１）JP 2000-320911 A (summary, FIG. 1) 特開平８−６１７０２号公報（要約、図２）JP-A-8-61702 (Summary, FIG. 2)

しかしながら、特許文献１に記載の酸素吸着剤は、吸着速度以上、あるいは吸着容量以上の酸素が冷媒回路内に混入すると、冷媒回路内の可燃性混合気の増大を抑制することができなくなる。このため、冷媒回路内に除去できなくなった空気が増大し、冷媒、または潤滑油が発火してヒートポンプ装置が破損などしてしまう可能性があった。
また、特許文献２に記載のガスセンサは、冷凍サイクルの外部に漏れた可燃性冷媒を検知するため、圧縮機内部の可燃性混合気の形成は検知することができない。すなわち、圧縮機内部の可燃性混合気の着火又は発火を検知することはできず、冷媒回路内の冷媒、または潤滑油が発火してヒートポンプ装置が破損してしまう可能性があった。 However, the oxygen adsorbent described in Patent Document 1 cannot suppress an increase in combustible air-fuel mixture in the refrigerant circuit when oxygen having an adsorption rate or more or an adsorption capacity or more is mixed in the refrigerant circuit. For this reason, there is a possibility that air that cannot be removed in the refrigerant circuit increases, and the refrigerant or lubricating oil is ignited to break the heat pump device.
Moreover, since the gas sensor of patent document 2 detects the combustible refrigerant | coolant which leaked outside the refrigerating cycle, formation of the combustible air-fuel | gaseous mixture inside a compressor cannot be detected. That is, the ignition or ignition of the combustible air-fuel mixture inside the compressor cannot be detected, and there is a possibility that the refrigerant in the refrigerant circuit or the lubricating oil will ignite and damage the heat pump device.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、冷媒及び潤滑油のうちの少なくとも一方に可燃性のものを用いる圧縮機において、腐食や溶接不良等、あるいは人為的な誤操作等によって、万が一、冷媒流路内に空気が混入した場合においても可燃性混合気の着火又は発火を防止し、破損することのない圧縮機、及びその圧縮機を備えたヒートポンプ装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a compressor using a combustible material for at least one of refrigerant and lubricating oil, corrosion, poor welding, etc., or artificial In the unlikely event that air enters the refrigerant flow path due to misoperation, etc., to prevent ignition or ignition of the combustible mixture, and to obtain a compressor that does not break, and a heat pump device equipped with the compressor It is an object.

本発明に係る圧縮機は、作動流体として冷媒と潤滑油とが流入する圧縮部と、圧縮部を駆動する電動部と、圧縮部及び電動部とを収納する密閉容器と、を備えた圧縮機であって、冷媒と潤滑油との少なくとも一方は、可燃性を有しており、密閉容器内には、圧縮部の吐出側に高圧領域が形成され、高圧領域には、火炎を検出する火炎検出装置が設置されているものである。 A compressor according to the present invention includes a compression unit into which refrigerant and lubricating oil flow as working fluid, an electric unit that drives the compression unit, and a sealed container that houses the compression unit and the electric unit. In this case, at least one of the refrigerant and the lubricating oil is flammable, and a high pressure region is formed on the discharge side of the compression unit in the sealed container, and a flame for detecting a flame in the high pressure region The detection device is installed.

本発明に係る圧縮機によれば、冷媒流路内に空気が混入し、空気と可燃性の冷媒や潤滑油とによって可燃性混合気が形成され、圧縮機の運転動作により冷媒が高圧高温になる場合に、圧縮機の高圧高温領域に設けられた火炎検出装置により、可燃性混合気の初期燃焼を検知することができるので、圧縮機内部や冷媒流路内が火炎伝播により破損してしまうことを防止することができる。 According to the compressor of the present invention, air is mixed into the refrigerant flow path, and a combustible air-fuel mixture is formed by the air and the combustible refrigerant or lubricating oil. In such a case, since the initial combustion of the combustible air-fuel mixture can be detected by the flame detection device provided in the high-pressure and high-temperature region of the compressor, the inside of the compressor and the refrigerant flow path will be damaged by the propagation of the flame. This can be prevented.

実施の形態１に係る圧縮機を備えたヒートポンプ装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a heat pump device including a compressor according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る圧縮機の火炎検出装置の電極部を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an electrode portion of the compressor flame detection device according to Embodiment 1; 実施の形態１に係るヒートポンプ装置の圧力上昇と自己発火温度との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the pressure rise of the heat pump apparatus which concerns on Embodiment 1, and self-ignition temperature. 実施の形態２に係る圧縮機の縦断面図である。4 is a longitudinal sectional view of a compressor according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態２に係る圧縮機の火炎検出装置の電極部を示す構成図である。6 is a configuration diagram illustrating an electrode portion of a flame detection device for a compressor according to a second embodiment. FIG. 実施の形態２に係る圧縮機の火炎検出装置の一例を示す平面図である。6 is a plan view illustrating an example of a flame detection device for a compressor according to a second embodiment. FIG. 実施の形態２に係る圧縮機の火炎検出装置の一例を示す側面図である。6 is a side view showing an example of a flame detection device for a compressor according to Embodiment 2. FIG.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る圧縮機を備えたヒートポンプ装置の構成図である。
図２は、実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図である。
図３は、実施の形態１に係る圧縮機の火炎検出装置の電極部を示す構成図である。
図１を用いて実施の形態１に係る圧縮機１を備えたヒートポンプ装置１００の構成について説明する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump apparatus including the compressor according to the first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the compressor according to the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an electrode portion of the flame detection device for the compressor according to the first embodiment.
A configuration of a heat pump apparatus 100 including the compressor 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

［ヒートポンプ装置１００］
ヒートポンプ装置１００は、空気調和装置、冷蔵庫などの冷凍装置、給湯機等の熱源装置として利用されるものである。本実施の形態１では、ヒートポンプ装置１００が空気調和装置に利用されている場合を例として説明する。
ヒートポンプ装置１００は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１と、凝縮器又は蒸発器として機能する第１熱交換器２と、高圧の冷媒を減圧する膨張弁３と、蒸発器又は凝縮器として機能する第２熱交換器４と、冷媒の流路を切り替える四方弁５と、圧縮機１から吐出された冷媒の脈動を低減させるマフラー６と、余剰冷媒を貯留することができるアキュムレータ７とを有している。 [Heat pump device 100]
The heat pump device 100 is used as a heat source device such as an air conditioner, a refrigerating device such as a refrigerator, or a water heater. In the first embodiment, a case where the heat pump device 100 is used in an air conditioner will be described as an example.
The heat pump device 100 includes a compressor 1 that compresses and discharges a refrigerant, a first heat exchanger 2 that functions as a condenser or an evaporator, an expansion valve 3 that depressurizes a high-pressure refrigerant, and an evaporator or a condenser. A functioning second heat exchanger 4, a four-way valve 5 for switching the refrigerant flow path, a muffler 6 for reducing the pulsation of the refrigerant discharged from the compressor 1, and an accumulator 7 capable of storing surplus refrigerant. Have.

また、ヒートポンプ装置１００は、圧縮機１、第１熱交換器２、膨張弁３、第２熱交換器４、四方弁５、マフラー６及びアキュムレータ７などを接続する冷媒配管９を有している。冷媒配管９のうち、圧縮機１と四方弁５とを接続するものを吐出冷媒配管９Ａと称し、冷媒配管９のうち、アキュムレータ７と圧縮機１とを接続するものを吸入冷媒配管９Ｂと称する。 The heat pump device 100 also has a refrigerant pipe 9 that connects the compressor 1, the first heat exchanger 2, the expansion valve 3, the second heat exchanger 4, the four-way valve 5, the muffler 6, the accumulator 7, and the like. . Of the refrigerant pipes 9, the pipe connecting the compressor 1 and the four-way valve 5 is referred to as a discharge refrigerant pipe 9 A, and among the refrigerant pipes 9, the pipe connecting the accumulator 7 and the compressor 1 is referred to as an intake refrigerant pipe 9 B. .

なお、本実施の形態１では、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路を循環する冷媒には、可燃性の冷媒（たとえば、イソブタン、プロパン、Ｒ３２など）が採用されるとともに、潤滑油も可燃性の潤滑油が採用されている。
ここで、冷媒流路とは、圧縮機１、第１熱交換器２、膨張弁３、第２熱交換器４、四方弁５、マフラー６、アキュムレータ７及び冷媒配管９によって構成される冷媒回路である。 In the first embodiment, a flammable refrigerant (for example, isobutane, propane, R32, etc.) is adopted as the refrigerant circulating in the refrigerant flow path of the heat pump device 100, and the lubricating oil is also flammable lubricating. Oil is adopted.
Here, the refrigerant flow path is a refrigerant circuit including the compressor 1, the first heat exchanger 2, the expansion valve 3, the second heat exchanger 4, the four-way valve 5, the muffler 6, the accumulator 7, and the refrigerant pipe 9. It is.

［第１熱交換器２］
第１熱交換器２は、一方が四方弁５に接続され、他方が膨張弁３に接続され、第１熱交換器２に供給される冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。ヒートポンプ装置１００が暖房運転を実施しているときには、第１熱交換器２が蒸発器として機能し、ヒートポンプ装置１００が冷房運転を実施しているときには、凝縮器（放熱器）として機能する。 [First heat exchanger 2]
One of the first heat exchangers 2 is connected to the four-way valve 5 and the other is connected to the expansion valve 3 to exchange heat between the refrigerant supplied to the first heat exchanger 2 and the air. is there. When the heat pump device 100 is performing the heating operation, the first heat exchanger 2 functions as an evaporator, and when the heat pump device 100 is performing the cooling operation, it functions as a condenser (heat radiator).

第１熱交換器２は、たとえば、複数並行に設けられたフィンと、このフィンに接続されるチューブとを有するプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。また、第１熱交換器２には、図示を省略しているが、第１熱交換器２に供給される冷媒と空気との熱交換を促進する送風ファンが付設される。 The 1st heat exchanger 2 is good to comprise a plate fin and tube type heat exchanger which has a fin provided in parallel and a tube connected to this fin, for example. Although not shown, the first heat exchanger 2 is provided with a blower fan that promotes heat exchange between the refrigerant supplied to the first heat exchanger 2 and air.

［膨張弁３］
膨張弁３は、冷媒を減圧、膨張させるものであり、一方が第１熱交換器２に接続され、他方が第２熱交換器４に接続されているものである。なお、膨張弁３は、たとえば開度が可変である電子膨張弁、キャピラリーチューブなどで構成するとよい。 [Expansion valve 3]
The expansion valve 3 decompresses and expands the refrigerant, and one is connected to the first heat exchanger 2 and the other is connected to the second heat exchanger 4. Note that the expansion valve 3 may be constituted by, for example, an electronic expansion valve having a variable opening degree, a capillary tube, or the like.

［第２熱交換器４］
第２熱交換器４は、一方が四方弁５に接続され、他方が膨張弁３に接続され、第２熱交換器４に供給される冷媒と、空気との間で熱交換を行わせるものである。ヒートポンプ装置１００が暖房運転を実施しているときには、第２熱交換器４が凝縮器として機能し、ヒートポンプ装置１００が冷房運転を実施しているときには、蒸発器として機能する。 [Second heat exchanger 4]
One of the second heat exchangers 4 is connected to the four-way valve 5, the other is connected to the expansion valve 3, and heat is exchanged between the refrigerant supplied to the second heat exchanger 4 and the air. It is. When the heat pump device 100 is performing the heating operation, the second heat exchanger 4 functions as a condenser, and when the heat pump device 100 is performing the cooling operation, it functions as an evaporator.

第２熱交換器４も、第１熱交換器２と同様に、たとえば、複数並行に設けられたフィンと、このフィンに接続されるチューブとを有するプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。また、第２熱交換器４には、図示を省略しているが、第１熱交換器２に供給される冷媒と空気との熱交換を促進し、空調対象空間に空気を供給する送風ファンが付設される。 Similarly to the first heat exchanger 2, the second heat exchanger 4 is constituted by, for example, a plate fin and tube heat exchanger having a plurality of fins provided in parallel and a tube connected to the fins. Good. Although not shown in the second heat exchanger 4, a blower fan that promotes heat exchange between the refrigerant supplied to the first heat exchanger 2 and air and supplies air to the air-conditioning target space. Is attached.

［四方弁５］
四方弁５は、圧縮機１から吐出された冷媒の流路を、第１熱交換器２に冷媒が流入する流路、あるいは、第２熱交換器４に冷媒が流入する流路に切り替えるものである。例えば、ヒートポンプ装置１００が暖房運転を実施する場合には、四方弁５が、圧縮機１から吐出された冷媒を第２熱交換器４に供給するように切り替えられる。 [Four-way valve 5]
The four-way valve 5 switches the flow path of the refrigerant discharged from the compressor 1 to a flow path where the refrigerant flows into the first heat exchanger 2 or a flow path where the refrigerant flows into the second heat exchanger 4. It is. For example, when the heat pump apparatus 100 performs the heating operation, the four-way valve 5 is switched so as to supply the refrigerant discharged from the compressor 1 to the second heat exchanger 4.

［マフラー６］
マフラー６は、吐出冷媒配管９Ａに設けられており、圧縮機１から吐出された冷媒の脈動を低減させるものである。マフラー６は、冷媒流れ方向の上流側が圧縮機１の吐出側に接続されており、冷媒流れ方向の下流側が四方弁５に接続されている。 [Muffler 6]
The muffler 6 is provided in the discharge refrigerant pipe 9 A and reduces pulsation of the refrigerant discharged from the compressor 1. The muffler 6 has an upstream side in the refrigerant flow direction connected to the discharge side of the compressor 1 and a downstream side in the refrigerant flow direction connected to the four-way valve 5.

［アキュムレータ７］
アキュムレータ７は、四方弁５と圧縮機１との間の冷媒配管９に接続されており、蒸発器として機能する第１熱交換器２、または第２熱交換器４から流出した冷媒を液状冷媒と蒸気状冷媒とに分離し、圧縮機１に液状冷媒が吸入されることを抑制するものである。 [Accumulator 7]
The accumulator 7 is connected to a refrigerant pipe 9 between the four-way valve 5 and the compressor 1, and the refrigerant flowing out from the first heat exchanger 2 or the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator is a liquid refrigerant. And the vapor-like refrigerant are separated, and the liquid refrigerant is prevented from being sucked into the compressor 1.

次に、図２を用いて実施の形態１に係る圧縮機１の構成について説明する。
［圧縮機１］
圧縮機１は、底部に潤滑油を貯留し、冷媒を圧縮する機構などが搭載される密閉容器１１と、密閉容器１１に収納され、冷媒を圧縮する圧縮要素１５と、密閉容器１１に収容され、圧縮要素１５を駆動する電動要素１３と、電動要素１３と圧縮要素１５とを接続する回転軸１４と、密閉容器１１内であって上下位置が電動要素１３と圧縮要素１５との間に設けられている火炎検出装置８とを備えている。 Next, the configuration of the compressor 1 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
[Compressor 1]
The compressor 1 stores lubricating oil at the bottom and is housed in a sealed container 11 in which a mechanism for compressing a refrigerant and the like are mounted, a compression element 15 that compresses the refrigerant, and a sealed container 11. The electric element 13 that drives the compression element 15, the rotating shaft 14 that connects the electric element 13 and the compression element 15, and the vertical position within the sealed container 11 is provided between the electric element 13 and the compression element 15. The flame detection device 8 is provided.

［密閉容器１１］
密閉容器１１は、圧縮機１の外郭を構成するものである。密閉容器１１内には、密閉容器１１の内壁と当接して圧縮要素１５が固定され、この圧縮要素１５の上部に密閉容器１１の内壁と当接して電動要素１３が固定されている。
密閉容器１１には、開口部である吐出口１１ａ及び吸入口１１ｂが形成されている。そして、密閉容器１１の吐出口１１ａの形成位置に、圧縮要素１５で圧縮された冷媒を密閉容器１１内から吐出する吐出冷媒配管９Ａが接続され、密閉容器１１の吸入口１１ｂの形成位置に、密閉容器１１内に冷媒を供給する吸入冷媒配管９Ｂが接続されている。
密閉容器１１の底部には、潤滑油溜１２が形成され、圧縮要素１５における摺動摩擦を軽減することができる潤滑油が貯留される。なお、潤滑油溜１２に貯留された潤滑油は、冷媒と共に圧縮要素１５内に吸入され、圧縮要素１５の摺動部などに供給される。 [Sealed container 11]
The hermetic container 11 constitutes the outer shell of the compressor 1. In the sealed container 11, the compression element 15 is fixed in contact with the inner wall of the sealed container 11, and the electric element 13 is fixed in contact with the inner wall of the sealed container 11 on the upper part of the compression element 15.
The sealed container 11 is formed with a discharge port 11a and a suction port 11b which are openings. And the discharge refrigerant | coolant piping 9A which discharges the refrigerant | coolant compressed with the compression element 15 from the inside of the airtight container 11 is connected to the formation position of the discharge port 11a of the airtight container 11, and the formation position of the suction port 11b of the airtight container 11 is A suction refrigerant pipe 9 B for supplying a refrigerant into the sealed container 11 is connected.
A lubricating oil reservoir 12 is formed at the bottom of the sealed container 11 and stores lubricating oil that can reduce sliding friction in the compression element 15. The lubricating oil stored in the lubricating oil reservoir 12 is sucked into the compression element 15 together with the refrigerant and supplied to the sliding portion of the compression element 15 and the like.

［電動要素１３］
電動要素１３は、回転軸１４が固定され自身の回転を回転軸１４に伝達する回転子１７と、積層鉄心に複数相の巻線２１を装着して構成される固定子１６とを有している。
そして、電動要素１３は、回転子１７が回転軸１４に接続されており、回転軸１４を介して圧縮要素１５を駆動することができるようになっている。つまり、図示省略の電源から固定子１６に電力が供給されることによって、回転子１７が回転し、この駆動力を回転軸１４を介して圧縮要素１５に伝達することができるものである。これにより、圧縮要素１５が駆動して冷媒を圧縮することができる。 [Electric element 13]
The electric element 13 includes a rotor 17 that fixes the rotating shaft 14 and transmits its rotation to the rotating shaft 14, and a stator 16 that is configured by mounting a multiphase winding 21 on a laminated iron core. Yes.
In the electric element 13, the rotor 17 is connected to the rotation shaft 14, and the compression element 15 can be driven via the rotation shaft 14. That is, when electric power is supplied to the stator 16 from a power supply (not shown), the rotor 17 rotates and this driving force can be transmitted to the compression element 15 via the rotary shaft 14. Thereby, the compression element 15 can drive and can compress a refrigerant | coolant.

回転子１７は、回転子１７の内周に回転軸１４が接続されているものである。また、回転子１７は、回転子１７の外周面と、固定子１６の内側面との間に予め設定された対向間隔が形成された状態で、回転軸１４に支持されている。
固定子１６は、回転子１７を回転させるものであり、たとえば、複数の油戻し孔１８が形成された鉄心１９、及び複数相の巻線２１などを有するものである。固定子１６は、その外周面が密閉容器１１の壁部（内周面）に固定されて設けられている。
なお、上記のように固定子１６と回転子１７との間には、予め設定された間隔が形成されているため、カップマフラー３１から放出された高温、高圧の冷媒は、この間隔などを介して密閉容器１１内の吐出冷媒配管９Ａが接続されている側の空間に供給される。 The rotor 17 has a rotating shaft 14 connected to the inner periphery of the rotor 17. Further, the rotor 17 is supported by the rotating shaft 14 in a state in which a predetermined facing distance is formed between the outer peripheral surface of the rotor 17 and the inner surface of the stator 16.
The stator 16 rotates the rotor 17, and includes, for example, an iron core 19 in which a plurality of oil return holes 18 are formed, a plurality of phases of windings 21, and the like. The stator 16 is provided with its outer peripheral surface fixed to the wall portion (inner peripheral surface) of the sealed container 11.
In addition, since a predetermined interval is formed between the stator 16 and the rotor 17 as described above, the high-temperature and high-pressure refrigerant released from the cup muffler 31 passes through this interval. Then, it is supplied to the space on the side where the discharge refrigerant pipe 9A in the sealed container 11 is connected.

［圧縮要素１５］
圧縮要素１５は、密閉容器１１内に吸入された冷媒を圧縮するものであり、種々の機構（たとえば、ロータリー式、スクロール式、ベーン式など）のものを採用することができる。ここでは、ロータリー式を例に説明する。
圧縮要素１５は、後述のローラ２６が設置されるシリンダ２４と、回転軸１４に接続され、シリンダ２４内に回転自在に設けられているローラ２６と、このローラ２６に接してシリンダ２４内を分けるベーン２７と、シリンダ２４の開口を閉塞すると共に回転軸１４を回転自在に支持する上軸受部２８及び下軸受部２９と、上軸受部２８に取り付けられるカップマフラー３１とを有している。 [Compression element 15]
The compression element 15 compresses the refrigerant sucked into the sealed container 11, and various mechanisms (for example, a rotary type, a scroll type, a vane type, etc.) can be adopted. Here, a rotary type will be described as an example.
The compression element 15 is divided into a cylinder 24 in which a roller 26 described later is installed, a roller 26 connected to the rotary shaft 14 and rotatably provided in the cylinder 24, and in contact with the roller 26. The vane 27 has an upper bearing portion 28 and a lower bearing portion 29 that close the opening of the cylinder 24 and rotatably support the rotary shaft 14, and a cup muffler 31 that is attached to the upper bearing portion 28.

シリンダ２４は、上下にそれぞれ開口部が形成されており、上軸受部２８及び下軸受部２９によって閉塞されている。すなわち、シリンダ２４の上側には、回転軸１４を回転自在に支持する上軸受部２８が設けられており、シリンダ２４の上側の端面（電動要素１３側の端面）を閉塞している。また、シリンダ２４の下側には、回転軸１４を回転自在に支持する下軸受部２９が設けられており、シリンダ２４の下側の端面（潤滑油溜１２側の端面）を閉塞している。 The cylinder 24 has openings at the top and the bottom, and is closed by an upper bearing portion 28 and a lower bearing portion 29. That is, an upper bearing portion 28 that rotatably supports the rotating shaft 14 is provided on the upper side of the cylinder 24, and closes an upper end surface (end surface on the electric element 13 side) of the cylinder 24. Further, a lower bearing portion 29 that rotatably supports the rotating shaft 14 is provided on the lower side of the cylinder 24 and closes the lower end surface (end surface on the lubricating oil reservoir 12 side) of the cylinder 24. .

回転軸１４は、上端側が電動要素１３の回転子１７に接続され、下端側が圧縮要素１５の上軸受部２８及び下軸受部２９に回転自在に支持されているものである。そして、回転軸１４は、鉛直方向に平行な軸を中心として回転し、圧縮要素１５のローラ２６を回転させることができるものである。なお、回転軸１４は、ローラ２６を偏心運動させる偏心部２５を有しており、この偏心部２５とローラ２６とが接続されている。 The rotary shaft 14 has an upper end connected to the rotor 17 of the electric element 13 and a lower end supported rotatably on the upper bearing portion 28 and the lower bearing portion 29 of the compression element 15. The rotating shaft 14 rotates about an axis parallel to the vertical direction, and can rotate the roller 26 of the compression element 15. The rotating shaft 14 has an eccentric portion 25 that eccentrically moves the roller 26, and the eccentric portion 25 and the roller 26 are connected to each other.

ローラ２６は、回転軸１４に接続され、回転軸１４の回転とともに自身も回転し、シリンダ２４内に供給された冷媒を圧縮することができるものである。
ベーン２７は、ローラ２６に接してシリンダ２４内を分けるものであり、シリンダ２４に形成される図示省略の溝内を往復運動し、先端がローラ２６と接しているものである。
そして、シリンダ２４、ローラ２６及びベーン２７などにより、冷媒が圧縮される空間である圧縮室が形成される。この圧縮室は、ローラ２６及びベーン２７の回転に伴って小さくなっていき、圧縮室に供給された冷媒が圧縮されるようになっている。 The roller 26 is connected to the rotating shaft 14, and also rotates with the rotation of the rotating shaft 14, so that the refrigerant supplied into the cylinder 24 can be compressed.
The vane 27 divides the inside of the cylinder 24 in contact with the roller 26, reciprocates in a groove (not shown) formed in the cylinder 24, and the tip is in contact with the roller 26.
The cylinder 24, the roller 26, the vane 27, and the like form a compression chamber that is a space in which the refrigerant is compressed. This compression chamber becomes smaller as the roller 26 and the vane 27 rotate, and the refrigerant supplied to the compression chamber is compressed.

上軸受部２８には、圧縮要素１５の吐出口１５ａが形成されている。この吐出口１５ａには、シリンダ２４内が予め設定された圧力以上となった際に吐出口１５ａを開く吐出弁３０が、設けられている。
カップマフラー３１は、吐出口１５ａを覆うように吐出口１５ａの上方に設けられている導電性の円形板部材である。つまり、圧縮要素１５で圧縮されて吐出口１５ａから吐出された冷媒は、カップマフラー３１内の空間に一旦吐出された後に、カップマフラー３１の吐出口３４から密閉容器１１内に吐出され、密閉容器１１の吐出口１１ａに接続される吐出冷媒配管９Ａを介して圧縮機１の外部に吐出される。 A discharge port 15 a for the compression element 15 is formed in the upper bearing portion 28. The discharge port 15a is provided with a discharge valve 30 that opens the discharge port 15a when the pressure in the cylinder 24 becomes equal to or higher than a preset pressure.
The cup muffler 31 is a conductive circular plate member provided above the discharge port 15a so as to cover the discharge port 15a. In other words, the refrigerant compressed by the compression element 15 and discharged from the discharge port 15 a is once discharged into the space in the cup muffler 31, and then discharged from the discharge port 34 of the cup muffler 31 into the sealed container 11. 11 is discharged to the outside of the compressor 1 through a discharge refrigerant pipe 9A connected to the 11 discharge ports 11a.

次に、図３を用いて実施の形態１に係る火炎検出装置８の構成について説明する。
［火炎検出装置８］
実施の形態１に係る圧縮機１には、密閉容器１１内で発生する火炎を検出する火炎検出装置８が設けられている。
火炎検出装置８は、火炎が形成された際に、火炎中のイオンと電子により流れる電流を検出する電極と、検出制御装置２０とを備え、火炎の検知を行うものである。 Next, the configuration of the flame detection apparatus 8 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
[Flame detection device 8]
The compressor 1 according to Embodiment 1 is provided with a flame detection device 8 that detects a flame generated in the sealed container 11.
The flame detection device 8 includes an electrode for detecting a current flowing by ions and electrons in the flame when the flame is formed, and a detection control device 20, and detects the flame.

圧縮機１の運転中に火炎が最初に形成される空間は、例えば圧縮要素１５の固定位置よりも上側であって電動要素１３の固定位置の下側の高圧領域である。
よって、火炎検出装置８は、圧縮要素１５の固定位置よりも上方であって電動要素１３の固定位置の下方の空間に設置する。なお、火炎検出装置８の設置位置は限定されるものではなく、電動要素１３の上側の空間に火炎が最初に形成される場合などは、設置位置を適宜変更してもよい。 The space where the flame is first formed during the operation of the compressor 1 is, for example, a high-pressure region above the fixing position of the compression element 15 and below the fixing position of the electric element 13.
Therefore, the flame detection device 8 is installed in a space above the fixing position of the compression element 15 and below the fixing position of the electric element 13. In addition, the installation position of the flame detection apparatus 8 is not limited, and when a flame is first formed in the space above the electric element 13, the installation position may be changed as appropriate.

また、圧縮機１を有するヒートポンプ装置１００の冷媒流路である冷媒配管９のうち、圧縮機１の吐出側から膨張弁３までの間は高圧高温状態となるため、この高圧領域に火炎検出装置８を配置することも初期の燃焼を検出する上で有効である。 Further, in the refrigerant pipe 9 that is the refrigerant flow path of the heat pump device 100 having the compressor 1, the region from the discharge side of the compressor 1 to the expansion valve 3 is in a high-pressure and high-temperature state. Arranging 8 is also effective in detecting initial combustion.

火炎検出装置８は、例えば円柱棒状の導電性を有する金属線で構成されるプラス電極部４１と、円柱棒状の導電性を有する金属線で構成されるマイナス電極部４２と、プラス電極部４１とマイナス電極部４２の一方の端部側に接続され、プラス電極部４１とマイナス電極部４２を圧縮機１の密閉容器１１の内壁と電気的に絶縁して固定する接続部４３とを有するものである。 The flame detection device 8 includes, for example, a positive electrode portion 41 made of a metal wire having a cylindrical rod-like conductivity, a negative electrode portion 42 made of a metal wire having a cylindrical rod-like conductivity, and a positive electrode portion 41. It is connected to one end side of the negative electrode part 42 and has a positive electrode part 41 and a connection part 43 that electrically insulates and fixes the negative electrode part 42 from the inner wall of the sealed container 11 of the compressor 1. is there.

接続部４３は、プラス電極部４１およびマイナス電極部４２の一方の端部側に接続され、プラス電極部４１およびマイナス電極部４２と圧縮機１の密閉容器１１を電気的に絶縁するために、碍子や耐熱ゴムなどで密閉容器１１の内壁に固定されるものである。 The connecting portion 43 is connected to one end side of the plus electrode portion 41 and the minus electrode portion 42, and in order to electrically insulate the plus electrode portion 41 and the minus electrode portion 42 from the sealed container 11 of the compressor 1, It is fixed to the inner wall of the hermetic container 11 with an insulator or heat-resistant rubber.

本実施の形態１では、火炎検出装置８のプラス電極部４１とマイナス電極部４２の形状は、円柱棒状であるものとして説明したが、それに限定されるものではなく平板棒状などへ適宜形状を変更してもよい。
また、プラス電極部４１とマイナス電極部４２とは数ｍｍの間隙をあけて設置されている。この間隙は数ｍｍには限らないが、間隙が大きくなると流れる電流が小さくなり印加電圧を大きくする必要が生じるため、間隙は極端に大きくせず、数ｍｍにすることが好ましい。 In the first embodiment, the shapes of the plus electrode portion 41 and the minus electrode portion 42 of the flame detection device 8 have been described as being cylindrical rod shapes. However, the shape is not limited thereto, and the shape is appropriately changed to a flat plate rod shape or the like. May be.
Moreover, the plus electrode part 41 and the minus electrode part 42 are installed with a gap of several mm. The gap is not limited to a few mm, but if the gap is increased, the flowing current is reduced and the applied voltage needs to be increased.

火炎検出装置８において検出結果を判断する検出制御装置２０は、火炎検出装置８のプラス電極部４１とマイナス電極部４２の間に電圧を印加し、プラス電極部４１とマイナス電極部４２の間に火炎が形成された場合に流れる電流を検出するものである。検出制御装置２０により火炎検出装置８の電極部に印加される電圧については直流でも交流でもよい。
検出制御装置２０は、検出制御装置本体２０Ａと接続配線部２０Ｂとを有する。また、この検出制御装置２０は、火炎が形成された場合に検出された電流に基づき圧縮機１の駆動を停止する制御装置を兼ねている。 The detection control device 20 that determines the detection result in the flame detection device 8 applies a voltage between the positive electrode portion 41 and the negative electrode portion 42 of the flame detection device 8, and between the positive electrode portion 41 and the negative electrode portion 42. The current flowing when a flame is formed is detected. The voltage applied to the electrode part of the flame detection device 8 by the detection control device 20 may be direct current or alternating current.
The detection control device 20 includes a detection control device main body 20A and a connection wiring portion 20B. The detection control device 20 also serves as a control device that stops driving the compressor 1 based on a current detected when a flame is formed.

［ヒートポンプ装置１００の動作］
このように構成されたヒートポンプ装置１００の冷房運転時の動作について説明する。
圧縮機１で圧縮された冷媒は、吐出冷媒配管９Ａへ吐出され、マフラー６を経てから第１熱交換器２へ流入する。そして、この冷媒は、第１熱交換器２で凝縮し、膨張弁３で減圧され、第２熱交換器４で蒸発する。蒸発した冷媒は、アキュムレータ７を通って圧縮機１に戻り、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路内を循環する。このような動作によって、第２熱交換器４で生成される冷熱を、たとえば空調対象空間の冷房に利用することができる。 [Operation of Heat Pump Device 100]
The operation | movement at the time of the cooling operation of the heat pump apparatus 100 comprised in this way is demonstrated.
The refrigerant compressed by the compressor 1 is discharged to the discharge refrigerant pipe 9 A and flows into the first heat exchanger 2 after passing through the muffler 6. This refrigerant is condensed in the first heat exchanger 2, decompressed by the expansion valve 3, and evaporated in the second heat exchanger 4. The evaporated refrigerant returns to the compressor 1 through the accumulator 7 and circulates in the refrigerant flow path of the heat pump device 100. By such an operation, the cold heat generated by the second heat exchanger 4 can be used for cooling the air-conditioning target space, for example.

圧縮機１の運転中、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路内の圧力は、圧縮機１の吐出口１１ａから膨張弁３の入口までの圧力は大気圧より高い高圧になり、膨張弁３の出口から圧縮機１の吸入口１１ｂまでの圧力は大気圧より低い負圧となる。
したがって、膨張弁３の出口から圧縮機１の吸入口１１ｂまでの冷媒の流路となる冷媒配管９には、腐食、溶接不良などによって穴が空いてしまった場合には、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路内に空気が混入してしまう。 During operation of the compressor 1, the pressure in the refrigerant flow path of the heat pump device 100 is such that the pressure from the discharge port 11 a of the compressor 1 to the inlet of the expansion valve 3 is higher than the atmospheric pressure, and from the outlet of the expansion valve 3. The pressure to the suction port 11b of the compressor 1 is a negative pressure lower than the atmospheric pressure.
Therefore, if the refrigerant pipe 9 serving as the refrigerant flow path from the outlet of the expansion valve 3 to the suction port 11b of the compressor 1 is perforated due to corrosion, poor welding, or the like, the refrigerant of the heat pump apparatus 100 is used. Air enters the flow path.

また、たとえば冷媒配管９と第１熱交換器２との接続位置が、予め設定されている位置からずれてしまうようなヒートポンプ装置１００の組み立て不良や、ヒートポンプ装置１００の設置及び撤去などの作業時に発生する人為的な原因によっても、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路内に空気が混入する場合がある。 In addition, for example, when the heat pump apparatus 100 is not assembled correctly or the heat pump apparatus 100 is installed or removed such that the connection position between the refrigerant pipe 9 and the first heat exchanger 2 deviates from a preset position. Air may be mixed into the refrigerant flow path of the heat pump apparatus 100 due to the artificial cause that occurs.

このとき、可燃性の冷媒及び可燃性の潤滑油を採用しているヒートポンプ装置１００においては、ヒートポンプ装置１００内に混入した空気が、可燃性の冷媒と混合して可燃性の混合気を形成したり、可燃性の潤滑油の蒸気、ミストなどと混合して可燃性の混合気を形成する。 At this time, in the heat pump device 100 employing the combustible refrigerant and the combustible lubricating oil, the air mixed in the heat pump device 100 mixes with the combustible refrigerant to form a combustible mixture. Or mixed with flammable lubricating oil vapor, mist, etc. to form a flammable mixture.

ここで、イソブタンの可燃範囲は、大気圧状態で１．８ｖｏｌ％〜８．４ｖｏｌ％であり、プロパンの可燃範囲は、大気圧状態で２．１ｖｏｌ％〜９．５ｖｏｌ％であり、Ｒ３２の可燃範囲は大気圧状態で１３．３ｖｏｌ％〜２９．３ｖｏｌ％である。
また、ヒートポンプ装置１００で使用される潤滑油も、蒸気、ミストの状態になるため、可燃性の冷媒が無くても、潤滑油の蒸気、ミストが空気と混合されると可燃性の混合気を形成する。 Here, the combustible range of isobutane is 1.8 vol% to 8.4 vol% in the atmospheric pressure state, the combustible range of propane is 2.1 vol% to 9.5 vol% in the atmospheric pressure state, and the combustible range of R32 The range is 13.3 vol% to 29.3 vol% at atmospheric pressure.
Further, since the lubricating oil used in the heat pump device 100 is also in a vapor or mist state, even if there is no flammable refrigerant, the flammable air-fuel mixture is removed when the lubricating oil vapor or mist is mixed with air. Form.

［可燃性混合気の自己着火について］
図４は、実施の形態１に係るヒートポンプ装置の圧力上昇と自己発火温度との関係を示した説明図である。
可燃範囲の混合気濃度になり、圧縮機１の運転により圧縮機１内の圧力と温度が上昇し、冷媒の自己発火温度、または潤滑油の自己発火温度以上に達すると、圧縮機１内の可燃性の混合気が発火する。 [Self-ignition of flammable mixture]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the pressure increase and the self-ignition temperature of the heat pump device according to the first embodiment.
When the air-fuel mixture concentration reaches the combustible range, the pressure and temperature in the compressor 1 rises due to the operation of the compressor 1 and reaches the self-ignition temperature of the refrigerant or the self-ignition temperature of the lubricating oil. A flammable mixture is ignited.

可燃性冷媒であるイソブタンの自己発火温度は、大気圧状態では４３２〜４７０℃、プロパンでは４３０〜４６０℃、Ｒ３２では６４８℃である。一般に、冷媒の圧力が高くなると、その分、冷媒の自己発火温度は低くなる。
潤滑油の自己発火温度は、一般的に公表されていないが、ある潤滑油において自己発火温度について調べたところ、潤滑油のミストが約４００℃で自己発火した。潤滑油の種類によって自己発火温度は異なるが、潤滑油は、冷媒よりも低い温度で自己発火する場合があることがわかる。
したがって例えば、ヒートポンプ装置１００にこの潤滑油と、イソブタンを有する可燃性冷媒とが採用されている場合には、自己発火温度が低い方の潤滑油が先に自己発火することになる。 The autoignition temperature of isobutane, which is a combustible refrigerant, is 432 to 470 ° C. in the atmospheric pressure state, 430 to 460 ° C. for propane, and 648 ° C. for R32. Generally, when the refrigerant pressure increases, the self-ignition temperature of the refrigerant decreases accordingly.
The self-ignition temperature of the lubricating oil is not generally disclosed, but when the self-ignition temperature was examined in a certain lubricating oil, the mist of the lubricating oil self-ignited at about 400 ° C. Although the self-ignition temperature varies depending on the type of the lubricating oil, it can be seen that the lubricating oil may self-ignite at a temperature lower than that of the refrigerant.
Therefore, for example, when this lubricating oil and the combustible refrigerant | coolant which has isobutane are employ | adopted for the heat pump apparatus 100, the lubricating oil with a lower self-ignition temperature will self-ignite first.

圧縮機１内の圧力と温度に関しては、特に圧縮要素１５の固定位置よりも上方であって電動要素１３の固定位置の下方の空間が高圧高温領域となる。この空間で可燃性の混合気が自己発火温度に達して火炎が形成されることが多い。この空間での自己発火による火炎形成を繰り返しながら、圧縮機１の運転により冷媒の圧力と温度が更に上昇すると、圧縮機１内の全体の圧力と温度が自己発火温度に達し、圧縮機１全体に広がる爆発現象となる。この場合の爆発後の圧力は高圧となり圧縮機１の耐圧を上回り、圧縮機１が破損する場合もある。 Regarding the pressure and temperature in the compressor 1, the space above the fixing position of the compression element 15 and below the fixing position of the electric element 13 is a high-pressure and high-temperature region. In this space, a combustible air-fuel mixture often reaches a self-ignition temperature and a flame is often formed. When the pressure and temperature of the refrigerant further increase due to the operation of the compressor 1 while repeating the formation of flame by self-ignition in this space, the entire pressure and temperature in the compressor 1 reach the self-ignition temperature, and the entire compressor 1 It becomes an explosion phenomenon spreading to. In this case, the pressure after the explosion becomes high and exceeds the pressure resistance of the compressor 1, and the compressor 1 may be damaged.

なお、可燃性の混合気の濃度および温度の両方が自己発火条件になるのは圧縮機１の密閉容器１１の内部に限定されるわけではなく、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路内のうち圧縮機１から膨張弁３の入口までの高圧高温の範囲でも火炎が形成されることがある。 In addition, it is not necessarily limited to the inside of the airtight container 11 of the compressor 1 that both the density | concentration and temperature of a combustible air-fuel mixture become self-ignition conditions. A flame may be formed even in a high pressure and high temperature range from 1 to the inlet of the expansion valve 3.

[火炎検出装置８の機能について]
火炎検出装置８のプラス電極部４１とマイナス電極部４２の間は電気的に絶縁されているため、圧縮機１の通常動作において火炎がない状況では電圧を印加しても電流が流れることはない。
これに対して、可燃性混合気が着火して火炎検出装置８のプラス電極部４１とマイナス電極部４２の間に火炎が形成された場合には、火炎中に存在するプラス電荷イオンがマイナス極に移動し、マイナス電荷の電子がプラス極に移動するため、電流が流れるようになる。
検出制御装置２０は、この火炎形成による電流を検出する。そして、電流を検出した場合には、圧縮機１の駆動を停止する。 [Function of flame detector 8]
Since the positive electrode portion 41 and the negative electrode portion 42 of the flame detection device 8 are electrically insulated, no current flows even if a voltage is applied in a situation where there is no flame in the normal operation of the compressor 1. .
On the other hand, when the combustible air-fuel mixture is ignited and a flame is formed between the plus electrode portion 41 and the minus electrode portion 42 of the flame detection device 8, the plus charge ions present in the flame are minus poles. Since the negatively charged electrons move to the positive pole, a current flows.
The detection control device 20 detects the current due to this flame formation. And when an electric current is detected, the drive of the compressor 1 is stopped.

［効果］
本実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００は、冷媒流路内に空気が混入し、冷媒及び潤滑油のうちの少なくとも一方と可燃性混合気を形成した場合において、圧縮機１内部、または、ヒートポンプ装置１００の冷媒流路の高圧高温領域に形成される火炎を火炎検出装置８で検出し、検出制御装置２０により圧縮機１の駆動を停止させるので、発火後の圧縮機１内部の圧力上昇を低く抑えることができる。これにより、火炎が圧縮機１内部の全体やヒートポンプ装置１００の冷媒流路内全体に伝播することを抑制し、圧縮機１ひいてはヒートポンプ装置１００が破損してしまうことを防止することができる。 [effect]
In the heat pump device 100 according to the first embodiment, in the case where air is mixed into the refrigerant flow path to form a combustible air-fuel mixture with at least one of the refrigerant and the lubricating oil, the heat pump device 100 or the heat pump The flame formed in the high-pressure and high-temperature region of the refrigerant flow path of the device 100 is detected by the flame detection device 8, and the drive of the compressor 1 is stopped by the detection control device 20, so that the pressure increase in the compressor 1 after ignition is increased. It can be kept low. Thereby, it can suppress that a flame propagates to the whole inside of the compressor 1 and the whole refrigerant | coolant flow path of the heat pump apparatus 100, and it can prevent that the compressor 1 and by extension, the heat pump apparatus 100 are damaged.

実施の形態２．
本実施の形態２に係るヒートポンプ装置の圧縮機１は、実施の形態１に係る火炎検出装置８に代えて他の例の火炎検出装置１０を設けた点が異なっており、その他の構成は実施の形態１で示した圧縮機１と同様である。
図５は、実施の形態２に係る圧縮機の縦断面図である。
図６は、実施の形態２に係る圧縮機の火炎検出装置の電極部を示す構成図である。
図７は、実施の形態２に係る圧縮機の火炎検出装置の一例を示す平面図である。
図８は、実施の形態２に係る圧縮機の火炎検出装置の一例を示す側面図である。
なお、実施の形態２では、実施の形態１に対する相違点を中心に説明するものとする。 Embodiment 2. FIG.
The compressor 1 of the heat pump device according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a flame detection device 10 according to another example is provided in place of the flame detection device 8 according to the first embodiment. This is the same as the compressor 1 shown in the first embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the compressor according to the second embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an electrode portion of the flame detection device for a compressor according to the second embodiment.
FIG. 7 is a plan view showing an example of a flame detection device for a compressor according to the second embodiment.
FIG. 8 is a side view illustrating an example of a flame detection device for a compressor according to the second embodiment.
In the second embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described.

［火炎検出装置１０］
火炎検出装置１０は、図６に示すように円柱棒状の導電性を有する金属線で構成される電極部５１と、電極部５１の一方の端部側に接続され、電極部５１を圧縮機１の密閉容器１１の内壁と電気的に絶縁して固定する接続部５２とを有するものである。
本実施の形態２では、火炎検出装置１０の電極部５１はその形状が円柱棒状であるものとして説明するが、それに限定されるものではなく、適宜形状を変更してもよい。 [Flame detection device 10]
As shown in FIG. 6, the flame detection apparatus 10 is connected to an electrode part 51 composed of a metal wire having a cylindrical rod-like conductivity and one end side of the electrode part 51, and the electrode part 51 is connected to the compressor 1. The connection part 52 which electrically insulates and fixes with the inner wall of the airtight container 11 of this.
In the second embodiment, the electrode part 51 of the flame detection device 10 is described as having a cylindrical rod shape, but the shape is not limited thereto, and the shape may be changed as appropriate.

火炎検出装置１０の電極部５１は、図５、７、８に示すように、カップマフラー３１の吐出口３４の直上の位置に、カップマフラー３１とは数ｍｍの間隙をあけて設置されている。この間隙は数ｍｍには限らないが、間隙が大きくなると後述する印加電圧を大きくする必要が生じるため、間隙は数ｍｍにするのが好ましい。 As shown in FIGS. 5, 7, and 8, the electrode unit 51 of the flame detection device 10 is installed at a position immediately above the discharge port 34 of the cup muffler 31 with a gap of several mm from the cup muffler 31. . Although this gap is not limited to several mm, it is necessary to increase the applied voltage, which will be described later, as the gap increases. Therefore, the gap is preferably set to several mm.

接続部５２は実施の形態１で説明した接続部４３と同じく、碍子や耐熱ゴムなどの絶縁体で構成されるものである。導電性のカップマフラー３１と密閉容器１１は電気的に圧縮要素１５などの部品を介して導通している。
したがって、密閉容器１１に電圧を印加するとカップマフラー３１にも同じ電圧が作用する。碍子や耐熱ゴムなどの絶縁体で構成される接続部５２を介することで、火炎検出装置１０の電極部５１と密閉容器１１、すなわち火炎検出装置１０の電極部５１とカップマフラー３１とは絶縁されている。 The connection part 52 is comprised with insulators, such as a insulator and heat resistant rubber, similarly to the connection part 43 demonstrated in Embodiment 1. FIG. The conductive cup muffler 31 and the sealed container 11 are electrically connected through components such as the compression element 15.
Therefore, when a voltage is applied to the sealed container 11, the same voltage acts on the cup muffler 31. The electrode part 51 of the flame detection apparatus 10 and the sealed container 11, that is, the electrode part 51 of the flame detection apparatus 10 and the cup muffler 31 are insulated through the connection part 52 made of an insulator such as insulator or heat-resistant rubber. ing.

実施の形態１では火炎を検出する２つの電極をプラス電極部４１とマイナス電極部４２にした構成であるのに対して、実施の形態２では２つの電極を電極部５１とカップマフラー３１とした構成である。すなわち、実施の形態２では電極部５１とカップマフラー３１の間に検出制御装置２０により電圧を印加し、この間に火炎が形成された場合の電流を検知するものである。 In the first embodiment, the two electrodes for detecting the flame are the positive electrode portion 41 and the negative electrode portion 42, whereas in the second embodiment, the two electrodes are the electrode portion 51 and the cup muffler 31. It is a configuration. That is, in the second embodiment, a voltage is applied between the electrode unit 51 and the cup muffler 31 by the detection control device 20, and a current when a flame is formed during this time is detected.

検出制御装置２０により火炎検出装置１０の電極部５１とカップマフラー３１に印加される電圧については直流でも交流でもよい。
直流を印加する場合には、電極としての面積が大きなカップマフラー３１をマイナス極、電極としての面積が小さな火炎検出装置１０の電極部５１をプラス極にするのが好ましい。火炎検出装置１０の電極部５１をプラス極にした方が電流が流れやすいのは、火炎中のイオンと電子の移動度の違いによるものである。プラス電荷イオンは電子に比較して移動度が小さく、到達する側のマイナス極の面積が大きい方が、電流が流れやすい電極構成になるためである。
火炎検出装置１０の電極部５１をマイナス極、カップマフラー３１をプラス極と逆にすると、火炎中のイオンと電子の移動度の違いに起因して、流れる電流値が小さくなるため、印加する電圧を大きくするなどの調整が必要であるものの、この場合も火炎の検出は可能である。 The voltage applied to the electrode part 51 and the cup muffler 31 of the flame detection device 10 by the detection control device 20 may be direct current or alternating current.
When direct current is applied, it is preferable that the cup muffler 31 having a large area as an electrode has a negative pole and the electrode portion 51 of the flame detector 10 having a small area as an electrode has a positive pole. The reason why the current flows more easily when the electrode portion 51 of the flame detection device 10 is a positive electrode is due to the difference in mobility of ions and electrons in the flame. This is because positively charged ions have a smaller mobility than electrons and a larger negative electrode area on the arrival side has an electrode configuration in which current flows more easily.
When the electrode part 51 of the flame detection device 10 is reversed to the negative pole and the cup muffler 31 is reversed to the positive pole, the flowing current value becomes smaller due to the difference in mobility of ions and electrons in the flame. Although it is necessary to make adjustments such as increasing the size of the flame, it is possible to detect the flame in this case as well.

印加される電圧を交流にする場合には、火炎検出装置１０の電極部５１とカップマフラー３１の極性は関係ない。この交流印加の場合には、電極の面積の違いによる整流作用が生じる。火炎検出装置１０の電極部５１がプラス極でカップマフラー３１がマイナス極になった場合は、上述のイオンと電子の移動度の違いで電流が流れやすい極性になる。これに対して、火炎検出装置１０の電極部５１がマイナス極でカップマフラー３１がプラス極になった場合は、電流が流れにくい極性になる。したがって、交流波形である正弦波のおよそ半分だけに作用する整流効果を有する。
このように、火炎検出装置１０の電極部５１とカップマフラー３１との間に直流を印加しても交流を印加しても、圧縮機１の内部の着火を検知することが可能である。 When the applied voltage is AC, the polarities of the electrode unit 51 and the cup muffler 31 of the flame detection device 10 are irrelevant. In the case of this alternating current application, a rectifying action due to the difference in electrode area occurs. When the electrode part 51 of the flame detection apparatus 10 is a positive pole and the cup muffler 31 is a negative pole, the current easily flows due to the above-described difference in mobility between ions and electrons. On the other hand, when the electrode part 51 of the flame detection apparatus 10 is a negative pole and the cup muffler 31 is a positive pole, the polarity is such that current does not easily flow. Therefore, it has a rectifying effect that acts on only about half of a sine wave that is an AC waveform.
As described above, it is possible to detect the ignition inside the compressor 1 regardless of whether a direct current is applied or an alternating current is applied between the electrode portion 51 of the flame detection device 10 and the cup muffler 31.

なお、火炎検出装置１０の電極部５１とカップマフラー３１との間隙を大きくすると、流れる電流が小さくなるため、間隙が大きくなると印加電圧を大きくする必要が生じる。
圧縮機１内の圧力と温度に関しては、特に、圧縮要素１５内部あるいはその吐出弁３０近傍が最も高圧高温になり、この近傍で可燃性の混合気が発火し、カップマフラー３１内の可燃性混合気が燃焼してカップマフラー３１の吐出口３４に火炎が形成される。 Note that if the gap between the electrode portion 51 of the flame detection device 10 and the cup muffler 31 is increased, the flowing current is reduced. Therefore, when the gap is increased, the applied voltage needs to be increased.
Regarding the pressure and temperature in the compressor 1, in particular, the inside of the compression element 15 or the vicinity of the discharge valve 30 reaches the highest pressure and temperature, and in this vicinity, a combustible mixture is ignited, and the combustible mixture in the cup muffler 31 is ignited. The air burns and a flame is formed at the discharge port 34 of the cup muffler 31.

この時点では、自己発火条件に達しているのは圧縮要素１５内部あるいはその吐出弁３０近傍のみであるため、圧縮機１内部の全体に達することはなく、カップマフラー３１の吐出口３４に火炎が形成されるのみである。このカップマフラー３１の吐出口３４に形成された火炎を、電極部５１とカップマフラー３１の間に流れる電流を検出して検知することができる。この火炎形成による電流を検出した場合には、検出制御装置２０により圧縮機１の駆動を停止する。 At this time, since the self-ignition condition is reached only in the compression element 15 or in the vicinity of the discharge valve 30, it does not reach the entire interior of the compressor 1, and a flame is generated at the discharge port 34 of the cup muffler 31. It is only formed. The flame formed at the discharge port 34 of the cup muffler 31 can be detected by detecting the current flowing between the electrode portion 51 and the cup muffler 31. When the current due to this flame formation is detected, the detection control device 20 stops driving the compressor 1.

［効果］
本実施の形態２に係るヒートポンプ装置は、実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の有する効果と同様に、圧縮機１内部の高圧領域に形成される火炎を火炎検出装置１０で検出し、検出制御装置２０により圧縮機１の駆動を停止させるので、発火後の圧縮機１内部の圧力上昇を低く抑えることができる。これにより、火炎が圧縮機１内部の全体やヒートポンプ装置１００の冷媒流路内全体に伝播することを抑制し、圧縮機１ひいてはヒートポンプ装置１００が破損してしまうことを防止することができる。 [effect]
The heat pump device according to the second embodiment detects a flame formed in the high-pressure region inside the compressor 1 by the flame detection device 10 and performs detection control similarly to the effect of the heat pump device 100 according to the first embodiment. Since the drive of the compressor 1 is stopped by the apparatus 20, the pressure rise inside the compressor 1 after ignition can be suppressed low. Thereby, it can suppress that a flame propagates to the whole inside of the compressor 1 and the whole refrigerant | coolant flow path of the heat pump apparatus 100, and it can prevent that the compressor 1 and by extension, the heat pump apparatus 100 are damaged.

なお、実施の形態１及び実施の形態２において、火炎検出装置８もしくは火炎検出装置１０を使用して検出制御装置２０で火炎による電流を検出する場合、検出電流値の上限値を設定すると誤動作を防止できる。火炎により流れる電流は、上述したようにプラス電荷イオンが関与しており、その電流値には上限値がある。これに対して、２つの電極の間にたとえば潤滑油の液滴が付着した場合には、流れる電流値は極めて大きくなる。したがって、検出電流値の上限値を設定することで、火炎形成による電流か他の要因による電流かの区別ができるようになり、検出制御装置２０による誤判定や誤動作を防止することが可能となる。 In the first embodiment and the second embodiment, when the flame detection device 8 or the flame detection device 10 is used to detect the current due to the flame with the detection control device 20, a malfunction occurs if the upper limit value of the detection current value is set. Can be prevented. As described above, positively charged ions are involved in the current flowing by the flame, and the current value has an upper limit value. On the other hand, when a lubricating oil droplet adheres between the two electrodes, the value of the flowing current becomes extremely large. Therefore, by setting the upper limit value of the detection current value, it becomes possible to distinguish between current due to flame formation or current due to other factors, and it is possible to prevent erroneous determination and malfunction by the detection control device 20. .

１圧縮機、２第１熱交換器、３膨張弁、４第２熱交換器、５四方弁、６マフラー、７アキュムレータ、８火炎検出装置、９冷媒配管、９Ａ吐出冷媒配管、９Ｂ吸入冷媒配管、１０火炎検出装置、１１密閉容器、１１ａ吐出口、１１ｂ吸入口、１２潤滑油溜、１３電動要素、１４回転軸、１５圧縮要素、１５ａ吐出口、１６固定子、１７回転子、１８油戻し孔、１９鉄心、２０検出制御装置、２０Ａ検出制御装置本体、２０Ｂ接続配線部、２１巻線、２４シリンダ、２５偏心部、２６ローラ、２７ベーン、２８上軸受部、２９下軸受部、３０吐出弁、３１カップマフラー、３４吐出口、４１プラス電極部、４２マイナス電極部、４３接続部、５１電極部、５２接続部、１００ヒートポンプ装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor, 2 1st heat exchanger, 3 Expansion valve, 4 Second heat exchanger, 5 Four way valve, 6 Muffler, 7 Accumulator, 8 Flame detection device, 9 Refrigerant pipe, 9A Discharge refrigerant pipe, 9B Intake refrigerant pipe DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flame detection apparatus, 11 Airtight container, 11a Discharge port, 11b Inlet port, 12 Lubricating oil reservoir, 13 Electric element, 14 Rotating shaft, 15 Compression element, 15a Discharge port, 16 Stator, 17 Rotor, 18 Oil return Hole, 19 Iron core, 20 Detection control device, 20A Detection control device main body, 20B Connection wiring part, 21 Winding, 24 Cylinder, 25 Eccentric part, 26 Roller, 27 Vane, 28 Upper bearing part, 29 Lower bearing part, 30 Discharge Valve, 31 Cup muffler, 34 Discharge port, 41 Positive electrode part, 42 Negative electrode part, 43 Connection part, 51 Electrode part, 52 Connection part, 100 Heat Pump device.

Claims

A compressor comprising: a compression part into which refrigerant and lubricating oil flow as a working fluid; an electric part that drives the compression part; and a sealed container that houses the compression part and the electric part,
At least one of the refrigerant and the lubricating oil has flammability,
In the sealed container, a high-pressure region is formed on the discharge side of the compression unit,
The compressor characterized in that a flame detection device for detecting a flame is installed in the high pressure region.

The compressor according to claim 1, wherein the flame detection device stops the electric motor when a flame is detected.

The flame detection device has a pair of electrode portions,
The compressor according to claim 1, wherein the electrode unit is disposed at a position facing a discharge port of the compression unit.

The compressor according to claim 3, wherein a flame is detected by applying a voltage between the electrode portions and measuring a current value flowing between the electrode portions.

5. The compressor according to claim 3, wherein one of the pair of electrode portions is a conductive cup muffler installed so as to cover a discharge port of the compression portion.

The compressor according to claim 5, wherein the other of the pair of electrode portions is disposed at a position facing the discharge port of the cup muffler.

The cup muffler acts as a negative pole,
The compressor according to claim 5 or 6, wherein the other of the pair of electrode portions acts as a positive electrode.

5. The flame detection device according to claim 4, wherein the flame detection device determines that a flame has occurred when the current value indicates a value within a specified range having an upper limit value. The compressor according to any one of the above.

The compressor according to any one of claims 1 to 8, wherein the refrigerant includes at least one of isobutane, propane, and R32 as a composition.

A heat pump device comprising the compressor according to any one of claims 1 to 9 , a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator connected by a refrigerant flow path.

A heat pump device in which at least a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator are connected by a refrigerant flow path, and refrigerant and lubricating oil are circulated as a working fluid in the refrigerant flow path ,
At least one of the refrigerant and the lubricating oil has flammability,
A heat pump device, wherein a flame detection device for detecting a flame is installed in a high-pressure region of the refrigerant flow path from the compressor to the expansion mechanism.

The heat pump device according to claim 11 , wherein the flame detection device stops the compressor when a flame is detected.

The flame detection device, the heat pump apparatus of claim 1 1 or 1 2, characterized in that it has a pair of electrode members.

The heat pump apparatus according to claim 1, wherein detecting a flame by measuring the current flowing between the electrode portions by applying a voltage between the electrode portions.

The flame detection device, the heat pump apparatus according to claim 1 4, characterized in that to determine that a flame is generated when the current value indicates a value within the specified range with an upper limit.

The heat pump device according to any one of claims 11 to 15, wherein the refrigerant includes at least one of isobutane, propane, and R32 as a composition.