JP2000009071A

JP2000009071A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JP2000009071A
Application number: JP10177050A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsuura; 秀樹松浦; Takeyoshi Okawa; 剛義大川; Katsumi Kawahara; 克己河原; Masaki Nomura; 雅樹野村
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ＨＦＣ系冷媒を使用した際にローラ/ベーン
間の摺動部で生成されるスラッジを抑制する。【解決手段】ＨＦＣ系冷媒を使用するロータリ圧縮機
のベーン１０を、焼結金属の表面に酸窒化処理および酸
化処理を施して形成する。こうして、上記酸窒化処理で
硬化し、上記酸化処理でポーラス化させて冷凍機油の保
持性をよくする。また、ローラ８は鋳鉄で形成する。さ
らに、冷凍機油としてポリビニルエーテル油を用いて、
ローラ８とベーン１０との摺動部での金属石鹸の生成を
防止する。その結果、ローラ８とベーン１０との間での
スカッフを低減させ、スラッジ(主に金属石鹸)の発生を
抑制し、ロータリ圧縮機およびそれを用いた冷凍装置の
信頼性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハイドロフルオ
ロカーボン(ＨＦＣ)系冷媒を圧縮するロータリ圧縮機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転式冷媒ガス圧縮機の一つ
としてロータリ圧縮機がある。このロータリ圧縮機は、
上ベアリングと下ベアリングとに摺動支持されたクラン
クシャフトによって偏心回転されるローラと、このロー
ラを収納するシリンダと、このシリンダに形成されたベ
ーン溝に出没可能に挿入されて先端部を上記ローラの外
周面に常時摺接しているベーンを有している。そして、
冷媒ガスと冷凍機油との混合液体によって潤滑されて、
上記ローラがシリンダ内で偏心回転することによって上
記冷媒ガスを圧縮する。

【０００３】ところで、上記構成を有するロータリ圧縮
機においては、上記上ベアリング,下ベアリング,クラン
クシャフト,ローラ,シリンダおよびベーン等の摺動摩擦
部品が多く存在し、特にインバータ制御方式のロータリ
圧縮機の場合には、高速高負荷運転や急速始動運転等の
苛酷な摺動条件下では十分な潤滑が得られない。そこ
で、上記摺動摩擦部品の摩耗を減らして良好な潤滑性を
得るべく以下のような種々の提案がなされている。

【０００４】特開平７−３０１１８８号公報に開示され
た圧縮機では、ＨＦＣ系フロン冷媒を使用した場合にお
けるローラとベーンとの焼き付きを防止し、且つ、相互
の摩耗量を低減するようにしている。そのために、上記
ローラを、黒鉛量が５面積％以上であり、ステダイド量
が２面積％以上の鋳鉄で形成し、焼入れ焼戻し熱処理硬
さが５０ＨＲＣ以上を呈するようにしている。また、上
記ベーンを、炭素Ｃが０.９５〜２.８％(重量比：以下
も同様)、シリコンＳiが２.０％以下、マンガンＭnが
１.５％以下、クロームＣrが２.５〜８.０％と、タング
ステンＷが２０％以下、モリブデンＭoが１２％以下と
の一種または二種を、Ｗ＋２Ｍoで１２〜２８％、バナ
ジュウムＶが３.０〜１０％、コバルトＣoが１２％以下
を含み、残部鉄Ｆeおよび不可避的不純物から成る組成
を有する基地に、全重量に対して２５面積％以下の炭化
物粒子が分散された焼結によって結合した組織を有する
ように形成している。そして、上記ベーンの炭化物の平
均粒径を３.０μm以下とし、このベーンと上記ローラと
を組み合わせている。

【０００５】また、特公平９−２６８６２４４号公報に
開示された回転式冷媒ガス圧縮機では、鉄系溶製材から
なる摺動構成部品の摺動面を形成する素地上に、直に、
Ｆe₃Ｏ₄を主成分とし、表面に開口部を有する多孔質の
第１の層と、その下地上に形成された緻密質の第２の層
とから成る２層構造の酸化鉄被膜を有する摺動構成部品
を備えている。

【０００６】また、文献「“酸窒化酸化皮膜の摩擦摩耗
特性”日本潤滑学会トライボロジー会議予稿集,1992-5,
p327-330」では、耐摩耗性向上策の一つとして、材料表
面に酸窒化酸化処理を施した場合の最適表面構造と、そ
の皮膜の耐摩擦摩耗特性について検討している。その結
果、酸窒化酸化処理によって優れた耐摩耗性,油保持性,
油膜広がり性が得られるとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より冷
凍装置の冷媒としてよく使用されているハイドロクロロ
フルオロカーボン(ＨＣＦＣ)系冷媒のオゾン層破壊に鑑
みて、近年ＨＦＣ系冷媒が使用されるようになってきて
いる。そして、その場合に、ＨＦＣ系冷媒との相溶性や
粘性等の点から、冷凍機油としてエステル系の冷凍機油
が使用される。

【０００８】しかしながら、上記摺動摩擦部品の摩耗を
減らして良好な潤滑性を得る従来のロータリ圧縮機にお
いては、ＨＦＣ系冷媒をエステル系の冷凍機油と共に使
用した場合には以下のような問題がある。すなわち、上
記摺動摩擦部の硬度が高いために焼き付きは生じない。
ところが、相手材が摩耗する場合があり、その場合には
摺動部でエステルが分解して金属石鹸が生成するのであ
る。

【０００９】この金属石鹸は、上記ロータリ圧縮機が使
用される装置におけるキャピラリチューブ等の詰まりの
原因になるという問題がある。また、上記摺動摩擦部に
おける最表面の多孔質層を埋めてしまい、潤滑性の低下
を招く恐れがあるという問題がある。

【００１０】そこで、この発明の目的は、ＨＦＣ系冷媒
を使用した際にローラとベーンとの間の摺動部で生成さ
れるスラッジを抑制できるロータリ圧縮機を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、ＨＦＣを主成分とする冷媒
と、ポリビニルエーテル油を主成分とする冷凍機油を用
いるロータリ圧縮機であって、鋳鉄で形成されたローラ
と、モリブデン系高速度工具鋼に,更に硬質セラミック
粒子を添加した焼結合金で形成されると共に,酸窒化処
理を行った後に酸化処理を行って複数の表面処理層が形
成されたベーンを備えたことを特徴としている。

【００１２】上記構成によれば、ロータリ圧縮機のロー
ラが鋳鉄で形成されている。また、ベーンは、モリブデ
ン系高速度工具鋼に、更に硬質セラミック粒子を添加し
た焼結合金で形成されており、表面が酸窒酸化処理によ
って硬化され、酸化処理によってポーラス化されて冷凍
機油の保持性が高められている。そして更に、上記冷凍
機油としてポリビニルエーテル油が用いられることによ
って、上記ローラとベーンとの摺動部での金属石鹸の生
成が防止される。こうして、上記ローラとベーンとの間
のスカッフが低減され、スラッジの発生が抑制され、ロ
ータリ圧縮機の信頼性が向上される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態のロー
タリ圧縮機における縦断面図である。また、図２は、図
１におけるＡ−Ａ矢視部分断面図である。図１および図
２において、１は密閉ケーシング、２はクランクシャフ
ト、３は電動機部、４は圧縮機部である。さらに、圧縮
機部４は、シリンダ５,上ベアリング６,下ベアリング
７,ローラ８,クランクピン部９およびベーン１０で構成
されている。

【００１４】上記クランクシャフト２は、上ベアリング
６と下ベアリング７とによって軸受支持されて電動機部
３によって回転駆動される。そして、クランクピン部９
によってローラ８に偏心回転を与える。ローラ８を収納
するシリンダ５にはベーン溝１１が設けられ、このベー
ン溝１１には一側縁が丸みを帯びた板状のベーン１０が
収納されている。このベーン１０は、ベーンばね１２の
付勢力によって上記一側縁がローラ８の表面に当接して
おり、ローラ８に偏心回転に伴って出没可能になってい
る。その場合に、ローラ８とベーン１０の上記一側縁と
は相対的に摺動することなる。

【００１５】本実施の形態における上記ベーン１０は、
Ｃが３〜７％(重量比：以下同様)、Ｖが１０％以下、Ｃ
oが１０％以下、Ｍnが１.５％以下、Ｃrが２.５〜８
％、Ｗが２０％以下、Ｍoが１０％以下、残部Ｆeで構成
されたモリブデン系高速度工具鋼に、更に高度を高くす
るため硬質セラミック粒子ＴiＮを添加して成る焼結金
属で形成する。そして、表面に５０〜６０μmの酸窒化
処理層を形成した後、最表面に２〜３μmの酸化処理層
を形成する。こうして、表面に酸窒化処理層を形成する
ことによって表面が硬化され、さらに酸化処理を施すこ
とによってポーラス化が起こって冷凍機油の保持性が良
くなるのである。また、ローラ８は、(モニクロ)鋳鉄で
形成する。尚、ローラ８を鋳鉄で形成することによっ
て、焼結合金で形成されたベーン１０との間の潤滑性を
良くし、金属焼き付きの発生を抑制できるのである。

【００１６】上記構成のロータリ圧縮機は冷凍装置に使
用され、圧縮対象となる物質はＨＦＣを主体とした冷媒
である。そして、その場合に、冷凍機油にエステル系の
冷凍機油を使用した場合には、摺動部でエステルが分解
して金属石鹸が生成する。そこで、本実施の形態におい
ては、冷凍機油にポリビニルエーテル油を用いるのであ
る。そうすることによって、ローラ８とベーン１０との
摺動部で劣化して金属石鹸を生成することはない。した
がって、焼結金属の表面に酸窒化処理および酸化処理を
施してベーン１０を形成することと相俟って、ローラ８
とベーン１０との間のスカッフを低減させ、スラッジ
(主に金属石鹸)の発生を抑制し、ロータリ圧縮機および
それを用いた冷凍装置の信頼性を向上できるのである。

【００１７】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明のロータリ圧縮機は、鋳鉄で形成されたローラ
と、モリブデン系高速度工具鋼に硬質セラミック粒子を
添加した焼結合金で形成されて、酸窒化処理を行った後
に酸化処理を行って形成されたベーンを備えているの
で、上記ベーンの表面を酸窒化処理によって硬化でき、
酸化処理によってポーラス化して冷凍機油の保持性を高
めることがきる。また、ＨＦＣを主成分とする冷媒と、
ポリビニルエーテル油を主成分とする冷凍機油を用いる
ので、上記ローラとベーンとの摺動部での金属石鹸の生
成を防止できる。すなわち、この発明によれば、上記ロ
ーラとベーンとの間のスカッフを低減し、スラッジの発
生を抑制し、ロータリ圧縮機の信頼性を向上できるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のロータリ圧縮機における縦断面図で
ある。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視部分断面図である。

【符号の説明】

１…密閉ケーシング、２…クランクシ
ャフト、３…電動機部、４…圧
縮機部、５…シリンダ、６…上
ベアリング、７…下ベアリング、８
…ローラ、９…クランクピン部、１０…
ベーン、１１…ベーン溝、１２…
ベーンばね。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河原克己大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者野村雅樹大阪府堺市築港新町３丁12番地ダイキン工業株式会社堺製作所臨海工場内Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB04 AC03 AD01 BD02 CE04 3H029 AA05 AA13 AA21 AB03 BB36 CC05 CC38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒と、ポリビニルエーテル油を主成分とする冷凍機
油を用いるロータリ圧縮機であって、鋳鉄で形成されたローラ(８)と、モリブデン系高速度工具鋼に、更に硬質セラミック粒子
を添加した焼結合金で形成されると共に、酸窒化処理を
行った後に酸化処理を行って複数の表面処理層が形成さ
れたベーン(１０)を備えたことを特徴とするロータリ圧
縮機。