CN104110376B - 制冷剂压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制冷剂压缩机,其课题是在将容易发生聚合的乙烯类氟化烃作为制冷剂使用的情况下,在成为高温的压缩机的滑动部或电机的绕线部中,制冷剂成为气体,从而即使向制冷剂添加阻聚剂,也会包含于该气体中而被带走,没有被传播到压缩机的滑动部或电机的绕线部,充分地得到防止制冷剂的聚合的效果是困难的。本发明将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂使用,并具有压缩制冷剂的压缩元件、被设置在压缩元件中并构成滑动部的滑动部件、和被供给到滑动部件并对滑动部进行润滑的制冷机油,对于滑动部件的至少一方,其滑动的表面由非金属构成,使制冷机油与制冷剂一起含有抑制制冷剂的聚合的阻聚剂。

Description

制冷剂压缩机
技术领域
本发明涉及制冷空调设备所使用的制冷剂压缩机,尤其关于作为制冷剂使用乙烯类的氟化烃或包含其的混合物的制冷剂压缩机。
背景技术
在汽车空调领域中,作为低GWP(地球变暖系数)制冷剂,具有丙烯类氟化烃即HFO-1234yf(CF3CF=CH2)。
一般来说,在组成中具有双键的丙烯类氟化烃中,因双键的存在,具有容易发生分解、聚合的特征。由此,例如专利文献1公开了一种方法,即,在压缩机中成为高温,并由非金属部件构成容易发生丙烯类氟化烃的分解、聚合的滑动部的表面,由此抑制制冷剂的分解、聚合。
另外,专利文献2公开了一种技术,即,四氟乙烯作为耐热性、耐化学性等优良的氟树脂、含氟弹性体制造用的单体是有用的,但由于是极容易聚合的物质,所以为抑制其聚合,从四氟乙烯的生成时需要加入阻聚剂。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009-299649号公报
【专利文献2】日本特开平11-246447号公报
在丙烯类氟化烃即HFO-1234yf制冷剂中,标准沸点高达-29℃,与以往的固定式的空气调节机所使用的R410A制冷剂(标准沸点-51℃)等相比,工作压力低,单位吸入容积的制冷能力小。在固定式的空气调节机中,使用HFO-1234yf制冷剂,为了得到与R410A制冷剂同等的制冷能力,必须增大制冷剂的体积流量,存在压缩机的排量增大的课题和伴随体积流量增大产生的压力损失增加、效率降低的课题。
因此,为了使低GWP制冷剂适用于固定式的空气调节机,标准沸点低的低GWP制冷剂是适当的,一般来说,存在碳原子数少的一方成为低沸点的制冷剂的倾向。因此,与以往的碳原子数3的丙烯类氟化烃相比,碳原子数2的乙烯类氟化烃这一方能够得到低沸点的化合物即制冷剂。
但是,乙烯类氟化烃与丙烯类氟化烃相比,反应性高,热和化学方面不稳定,容易发生分解、聚合,仅通过专利文献1公开的方法来抑制分解、聚合是困难的。
另外,将乙烯类氟化烃作为制冷剂时,从制冷剂生成之后紧接着容易引起分解、聚合,在保管时,也会发生分解、聚合。为了抑制保管时的制冷剂的分解、聚合,将乙烯类氟化烃作为制冷剂时,从制冷剂生成时开始添加专利文献2公开的对制冷剂的聚合进行抑制的阻聚剂。因此,由于制冷剂含有阻聚剂,所以不需要向制冷机油等添加阻聚剂。但是,即使制冷剂被添加了阻聚剂,在制冷回路内反复进行液体、气体的相变化并且进行循环,从而在成为高温而容易引起聚合的压缩机的滑动部、电机的绕线部,制冷剂气化。由于阻聚剂被添加到气化了的制冷剂而被带走,所以不会被传播到压缩机的滑动部、电机的绕线部,充分地得到防止制冷剂的聚合的效果是困难的。
尤其,滑动部相互由金属构成时,通过滑动动作,滑动面成为高温,滑动面的金属被活性化。存在如下课题,即,活性化的金属作为反应催化剂发挥作用,乙烯类氟化烃的分解被促进,从而在阻聚剂不充分时,分解物被聚合而生成的聚合物的生成也被促进。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而研发的,其目的是提供一种制冷剂压缩机,是将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂使用的制冷剂压缩机,能够抑制在压缩元件的滑动部的制冷剂的分解,并抑制制冷剂的分解物的聚合。
本发明的制冷剂压缩机将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂使用,并具有压缩制冷剂的压缩元件、被设置在压缩元件中并构成滑动部的滑动部件、和被供给到滑动部件并对滑动部进行润滑的制冷机油,滑动部件的至少一方的滑动的表面由非金属构成,使制冷机油与制冷剂一起含有抑制制冷剂的聚合的阻聚剂。
发明的效果
本发明的制冷剂压缩机将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂使用,并具有压缩制冷剂的压缩元件、被设置在压缩元件中并构成滑动部的滑动部件、和被供给到滑动部件并对滑动部进行润滑的制冷机油,滑动部件的至少一方的滑动的表面由非金属构成,使制冷机油与制冷剂一起含有抑制制冷剂的聚合的阻聚剂,从而能够抑制压缩元件的滑动部的温度上升,并抑制滑动面的金属的活性化,并抑制活性化的金属对制冷剂的分解,并且能够利用制冷机油的阻聚剂抑制制冷剂的分解物的聚合。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的制冷剂压缩机的纵剖视图。
图2是本发明的实施方式1的制冷剂压缩机的沿图1的A-A线的剖视图。
图3是本发明的实施方式6的压缩元件部件的立体图。
图4是本发明的实施方式7的主轴承4的立体图(省略了主轴承4的一部分)。
附图标记的说明
1缸,1a叶片槽,1b缸室,1c背压室,2旋转活塞,2a外周,2b内周,3叶片,3a前端,3b侧面部,4主轴承,5副轴承,6曲轴,6a偏心轴部,6b主轴部,6c副轴部,7排气消声器,8叶片弹簧,9轴承材料,10轴承材料,12定子,12a定子铁心,12b绕组,12c绝缘部件,13转子,13a转子铁心,13b上端板,13c下端板,20密闭容器,21吸入消声器,22吸入管,23引线,24端子,25排出管,30制冷机油,101压缩元件,102电动元件,200旋转式压缩机。
具体实施方式
实施方式1
以下,作为制冷剂压缩机的一例,利用旋转式压缩机说明本发明的实施方式。此外,这里,关于一个缸的旋转式压缩机进行说明,但也可以在多个缸的旋转式压缩机中实施。
图1、图2是表示实施方式1的图,图1是旋转式压缩机200的纵剖视图,图2是沿图1的A-A线的剖视图。
简单说明旋转式压缩机200的整体结构。
图1所示的旋转式压缩机200的一例是密闭容器20内为高压的纵型的结构。在密闭容器20内的下部收纳有压缩元件101。在密闭容器20内的上部,在压缩元件101的上方收纳有驱动压缩元件101的电动元件102。
在密闭容器20内的底部,存储有对压缩元件101的各滑动部进行润滑的制冷机油30。
首先,对压缩元件101的结构进行说明。在内部形成有压缩室的缸1的外周为俯视大致圆形,在内部具有俯视大致圆形的空间即缸室1b。缸室1b的轴向两端开口。缸1从侧面观察时具有规定的轴向高度。
与缸1的大致圆形的空间即缸室1b连通并沿缸1的径向延伸的平行的叶片槽1a沿轴向贯穿地设置。
另外,在叶片槽1a的背面(外侧),设置有与叶片槽1a连通的俯视大致圆形的空间即背压室1c。
在缸1中,供来自外部的制冷回路的吸入气体通过的吸入口(未图示)从缸1的外周面贯穿缸室1b。
在缸1中,设置有对形成大致圆形的空间即缸室1b的圆形的缘部附近(电动元件102侧的端面)进行切口而成的排出口(未图示)。
缸1的材质是灰口铸铁、烧结、碳素钢等。
旋转活塞2在缸室1b内偏心旋转。旋转活塞2是环状,旋转活塞2的内周能够自由滑动地嵌合于曲轴6的偏心轴部6a。
旋转活塞2和缸1以旋转活塞2的外周大致沿着缸1的缸室1b的内壁的方式偏心运动。
旋转活塞2的材质是含有铬等的合金钢等。
叶片3被收纳在缸1的叶片槽1a内,利用设置在背压室1c中的叶片弹簧8将叶片3始终压抵在旋转活塞2上。旋转式压缩机200从密闭容器20内为高压开始,在开始运转时,由密闭容器20内的高压和缸室1b的压力之间的压力差产生的力作用于叶片3的背面(背压室1c侧),从而叶片弹簧8主要在起动旋转式压缩机200时(密闭容器20内和缸室1b的压力没有差异的状态),以将叶片3压抵在旋转活塞2上的目的被使用。
叶片3的形状是平坦的(周向的厚度比径向及轴向的长度小)大致长方体。
叶片3的材料主要使用高速工具钢。
主轴承4能够自由滑动地嵌合于曲轴6的主轴部6b(比偏心轴部6a靠上方的部分),并且封闭缸1的缸室1b(还包括叶片槽1a)的一个端面(电动元件102侧)。
主轴承4具有排出阀(未图示)。但是,也有附加于主轴承4、副轴承5的任意一方或双方的情况。
主轴承4是从侧面观察时大致倒T字形。
副轴承5能够自由滑动地嵌合于曲轴6的副轴部6c(比偏心轴部6a更靠下方的部分),并且封闭缸1的缸室1b(还包括叶片槽1a)的另一个端面(制冷机油30侧)。
副轴承5是从侧面观察大致T字形。
主轴承4、副轴承5的材质与缸1的材质相同,是灰口铸铁、烧结、碳素钢等。
在主轴承4上,在其外侧(电动元件102侧)安装有排气消声器7。从主轴承4的排出阀排出的高温、高压的排出气体从一端进入排气消声器7,然后从排气消声器7被放出到密闭容器20内。其中,也有在副轴承5侧具有排气消声器7的情况。
在密闭容器20的横向设置有在吸入来自制冷回路的低压的制冷剂气体、液体制冷剂返回的情况下,对液体制冷剂直接被吸入缸1的缸室的情况进行抑制的吸入消声器21。吸入消声器21通过吸入管22与缸1的吸入口连接。吸入消声器21主体通过焊接等被固定在密闭容器20的侧面。
以下,对电动元件102的结构进行说明。电动元件102使用无刷DC电机,但也有使用感应电动机的情况。
电动元件102具有定子12和转子13。定子12嵌合地固定在密闭容器20的内周面,并隔开空隙地将转子13配置在定子12的内侧。
定子12具有:定子铁心12a,其将板厚为0.1~1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状,并以规定片数沿轴向层叠,通过铆接、焊接等固定而制成;三相的绕组12b,其以集中绕组方式缠绕在定子铁心12a的多个齿部(未图示)上。绕组12b隔着绝缘部件12c地被缠绕在齿部上。绕组12b的材料是实施了AI(酰胺-酰亚胺)/EI(酰亚胺酯)等的覆膜的铜线。作为绝缘部件12c主要使用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、FEP(四氟乙烯、六氟丙烯共聚物(4.6氟化))、PFA(四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、LCP(液晶聚合物)、PPS(聚苯硫醚)、酚醛树脂等。
绕组12b的一部分从定子铁心12a的轴向两端(在图1中是轴向上下端部)突出。将该突出的部分称为线圈末端。在图1中,附图标记(12b)所指的部分是绕组12b的一个(压缩元件101的相反侧)线圈末端。引线23与安装在绝缘部件12c上的端子(未图示)连接。
在定子铁心12a的外周,在多个位置设置有以大致等间隔配置的切口(未图示)。该切口是从排气消声器7向密闭容器20内被放出的排出气体的通路之一,另外,还成为制冷机油30从电动元件102的上方返回密闭容器20底部的通路。
隔开空隙(通常0.3~1mm左右)地配置在定子12内侧的转子13与定子铁心12a同样地具有:转子铁心13a,其将板厚为0.1~1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状,并以规定片数沿轴向层叠,并通过铆接、焊接等固定并制作;永磁铁(未图示),其被插入于形成在转子铁心13a上的永磁铁插入孔(未图示)。永磁铁使用铁素体、稀土类磁铁。
为了使被插入永磁铁插入孔的永磁铁沿轴向不被拔出,在转子13的轴向两端(在图1中是轴向上下端部)设置有端板。在转子13的轴向上端部设置有上端板13b,在转子13的轴向下端部设置有下端板13c。
上端板13b和下端板13c兼用作旋转平衡器。上端板13b和下端板13c通过多个固定用铆钉(未图示)等被一体地铆接固定。
在转子铁心13a上,开设有多个成为排出气体的气体流路的大致沿轴向贯穿的通孔(未图示)。
与电力的供给源即电源连接的端子24(称为玻璃端子)通过焊接被固定在密闭容器20。在图1的例子中,在密闭容器20的上表面设置有端子24。在端子24上连接有来自电动元件102的引线23。
在密闭容器20的上表面,嵌插有两端开口的排出管25。从压缩元件101排出的排出气体从密闭容器20内通过排出管25向外部的制冷回路被排出。
此外,电动元件102由感应电动机构成的情况下,具有:转子铁心13a,其将板厚为0.1~1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状,以规定片数沿轴向层叠,并通过铆接或、接等固定并制成;笼型绕组(ご形巻線),其由铝、铜构成的导体被填充或插入于形成在转子铁心13a上的槽,并利用端环使该导体的两端短路。
存储在密闭容器20内的底部的制冷机油30使用合成油即POE(多元醇酯)、PVE(聚乙烯醚)、AB(烷基苯)等。油的粘度采用还考虑了制冷剂向油中的渗透并充分润滑旋转式压缩机200、且不降低旋转式压缩机200的效率的粘度,一般来说,基油的动粘度(40℃中的)为5~300[cSt]左右。
在制冷机油中,作为制冷剂的阻聚剂,含有0.1%~5%的柠檬烯。
作为该压缩机所使用的制冷剂,与R410A同样地使用低沸点制冷剂即反式-1,2,二氟乙烯(R1132(E))。
关于旋转式压缩机200的一般动作进行说明。从端子24、引线23向电动元件102的定子12供给电力,由此,转子13旋转。于是,被固定在转子13上的曲轴6旋转,随之,旋转活塞2在缸1的缸室1b内偏心旋转。缸1的缸室1b和旋转活塞2之间的空间被叶片3分割成两部分。伴随曲轴6的旋转,这两个空间的容积变化,一侧的容积逐渐变大,由此,从吸入消声器21吸入制冷剂,另一侧的容积逐渐缩小,由此,其中的制冷剂气体被压缩。被压缩的排出气体从排气消声器7被一次排出到密闭容器20内,再通过电动元件102从处于密闭容器20的上表面的排出管25排出到密闭容器20外。
通过电动元件102的排出气体穿过电动元件102的转子13的通孔、包含定子铁心12a的槽开口(未图示,也称为槽开口部)在内的空隙和配置在定子铁心12a的外周的切口等。
在旋转式压缩机200进行上述运转动作的情况下,部件彼此滑动的滑动部如下所示地具有多个。(1)第一滑动部:旋转活塞2的外周2a和叶片3的前端3a(内侧);(2)第二滑动部:缸1的叶片槽1a和叶片3的侧面部3b(两侧面);(3)第三滑动部:旋转活塞2的内周2b和曲轴6的偏心轴部6a;(4)第四滑动部:主轴承4的内周和曲轴6的主轴部6b;(5)第五滑动部:副轴承5的内周和曲轴6的副轴部6c。
总结被设置在压缩元件101上的构成滑动部的部件如下。(1)缸1;(2)旋转活塞2;(3)叶片3;(4)主轴承4;(5)副轴承5;(6)曲轴6。
另外,虽然未图示,但驱动轴被驱动时,与旋转活塞2一体地设置的叶片3的突出前端部沿支承体的接受槽进出的同时,支承体旋回。也就是说,叶片3伴随旋转活塞2的公转而摆动并且沿径向进退移动,由此,存在始终将缸室1b的内部划分成压缩室和吸入室的摇摆式的旋转式压缩机。
在该摇摆式的旋转式压缩机中,叶片3的突出前端部和支承体的接受槽成为滑动部。
另外,在缸1的吸入口和排出口的中间部形成有圆筒形的筒状保持孔,在该筒状保持孔中能够自由旋转地嵌合有由横截面为半圆形的2个半圆柱状部件构成的支承体,从而支承体的外周面和缸的筒状保持孔成为另一个滑动部。
本实施方式是将反式-1,2,二氟乙烯(R1132(E))作为制冷剂使用,从而制冷剂在热和化学方面不稳定,容易发生由化学反应产生的分解、聚合。发生制冷剂的聚合而生成聚合物时,该聚合物在压缩机内或制冷回路中可能发生堵塞。尤其在成为高温的部分,制冷剂的化学反应被促进,容易发生聚合。因此,为了抑制制冷剂的聚合,需要例如使阻聚剂附着在高温部等的对策。
上述压缩元件的滑动部、电动元件的绕线部是在压缩机中也成为高温的部分。压缩元件的滑动部通过使构成压缩元件的部件彼此滑动而发热,电动元件的绕线部为了使转子13旋转而使电流向绕组流动而发热。
乙烯类氟化烃的反应性高,在常温下保管中也会引起分解、聚合。由此,将乙烯类氟化烃作为制冷剂时,从制冷剂生成时开始,添加对制冷剂的聚合进行抑制的阻聚剂,例如,在保管时,也始终向乙烯类氟化烃混合阻聚剂。在乙烯类氟化烃和阻聚剂被分离的状态下,不使用、不保管。但是,在压缩机内,通过金属彼此的滑动,促进制冷剂的分解,从而分解物聚合的机会高,即使将阻聚剂添加到制冷剂,在高温的压缩元件的滑动部、电动元件的绕线部,制冷剂气化,阻聚剂也与成为气体的制冷剂一起被带走,不会残留于高温的压缩元件的滑动部、电动元件的绕线部,不能够发挥阻聚剂的充分效果。
另一方面,在压缩机的各滑动部中,通过设置在压缩元件中的供油机构(未图示)将存储在密闭容器20中的制冷机油30供给到各滑动部来进行滑动部的润滑。一般来说,制冷剂和制冷机油分别独立地被保管、搬运,从而在空气调节机组装时,将制冷剂和制冷机油封入压缩机及制冷回路。因此,即使向制冷机油添加了例如柠檬烯等抑制制冷剂的聚合的阻聚剂,制冷机油和制冷剂也不混合,从而阻聚剂不会作用于保管时的制冷剂来抑制聚合,不需要向制冷机油添加阻聚剂。另外,将制冷剂和制冷机油封入压缩机及制冷回路之后,在压缩机停止的状态下,对于在制冷回路内成为气体并能够自由移动的制冷剂,在存储在密闭容器的底部但不能自由移动的制冷机油中,即使添加了阻聚剂,制冷机油和制冷剂也不会混合,从而阻聚剂不会作用于制冷剂来抑制聚合,添加到制冷剂就已经足够充分,不需要向制冷机油添加阻聚剂。但是,在压缩机的动作时,通过向制冷机油添加阻聚剂,由此,能够与制冷机油一起将阻聚剂供给到滑动部,从而充分的阻聚剂能够保持在滑动部。由此,即使滑动部成为高温,也能够抑制制冷剂的聚合,从而阻聚剂发挥作用。另外,被压缩元件压缩的高温的制冷剂如上所述地通过电动元件102从处于密闭容器20的上表面的排出管25被排出到密闭容器20外。此时,由于制冷剂的流动快,所以含有柠檬烯的制冷机油的一部分也会溶入制冷剂,被输送到电动元件部。被输送到电动元件部的制冷剂与电动元件部碰撞,此时,制冷剂和制冷机油被分离,制冷剂向上方的排出管25这一侧流动,制冷机油向存储制冷机油的密闭容器的底部返回。在被分离的制冷机油的一部分与电动元件部碰撞时,附着在电动元件的绕组上,临时被保持。由此,即使绕组成为高温,也能够抑制制冷剂的聚合,阻聚剂发挥效果。
从上述可知,在压缩机中成为高温的压缩元件的滑动部、电动元件的绕线部分通过被供给含有阻聚剂即柠檬烯的制冷机油,能够保持充分的阻聚剂。
另外,在被气化的制冷剂中,制冷剂所含有的阻聚剂发挥作用,对制冷剂的聚合抑制发挥效果。
由此,在容易发生聚合的高温部,能够通过含有柠檬烯的制冷机油防止聚合,即使使用容易发生聚合的制冷剂,也能够维持充分的可靠性。
另一方面,在压缩元件的滑动部相互由金属构成的情况下,通过金属彼此的滑动,滑动面成为高温,滑动面的金属被活性化。在热和化学方面不稳定的制冷剂在滑动部的被活性化的金属表面作为反应催化剂发挥作用,诱发分解。而且,被分解的分解物在露出的金属活性表面成为聚合催化剂,促进聚合物的生成。阻聚剂抑制分解物的聚合,但通过抑制制冷剂的分解,能够进一步提高阻聚剂的作用。即,通过利用压缩元件的滑动部抑制被活性化的金属表面的露出,能够抑制催化剂作用。
如下所述,构成滑动部的两部件中的至少一个由非金属材料构成。滑动部的一方采用比热大的非金属材料,由此与金属彼此的滑动相比,能够抑制温度上升,能够抑制滑动部的金属表面的活性化。由此,能够抑制制冷剂的分解和聚合。
首先,在第一滑动部即旋转活塞2的外周和叶片3的前端3a,在叶片3的表面上实施了碳类的DLC-Si(类金刚石碳-硅)涂层(非金属的一例)。由此,旋转活塞2的外周和叶片3的前端3a之间的滑动能够避免金属彼此的直接接触,难以成为高温条件,另外,金属表面也难以被活性化,从而能够抑制制冷剂的聚合。
DLC-Si涂层是含硅的无定形碳,表层硬度是2000~2500Hmv,膜厚度是3μm左右。
在第二滑动部即缸1的叶片槽1a和叶片3的侧面部3b,也在上述叶片3的表面上实施DLC-Si涂层,由此能够避免金属彼此的直接接触,金属表面也难以被活性化,另外,难以成为高温条件,从而能够抑制制冷剂的聚合。
在第三滑动部即旋转活塞2的内周2b和曲轴6的偏心轴部6a,在曲轴6的表面上形成磷酸锰覆膜(非金属的一例),由此能够避免金属彼此的直接接触,金属表面也难以被活性化,另外,难以成为高温条件,从而能够抑制制冷剂的聚合。此外,也可以在旋转活塞2的内周2b形成磷酸锰覆膜。
在第四滑动部即主轴承4的内周和曲轴6的主轴部6b、以及第五滑动部即副轴承5的内周和曲轴6的副轴部6c,也在曲轴6的表面上形成磷酸锰覆膜,由此能够避免金属彼此的直接接触,金属表面也难以被活性化,另外,难以成为高温条件,从而能够抑制制冷剂的聚合。此外,也可以在主轴承4及副轴承5的内周形成磷酸锰覆膜。
通过如上所述地构成,在旋转式压缩机200内的各滑动部,能够防止金属彼此的直接接触,滑动面即金属表面也能够抑制活性化和滑动部的高温化,从而能够抑制制冷剂的分解、聚合,并能够抑制由制冷剂的聚合物导致的旋转式压缩机200的故障、制冷回路内的堵塞,能够获得长期的可靠性。
此外,在上述列举的滑动部全部中,也可以不实施非金属化。金属表面的活性化越是在滑动部的面压力越大、滑动速度越快、润滑状态差的位置,越容易引起,从而对这样的条件的位置实施非金属化,能够抑制制冷剂的分解、聚合,并且能够节省用于非金属化的工作工序。在滑动部的面压力小或滑动速度慢、润滑状态良好的位置,即使滑动部相互是金属的,滑动面的金属也难以被活性化,不一定必须实施非金属化。
另外,通过防止金属彼此的直接接触,能够抑制促进制冷剂的分解,并且能够由制冷机油所含有的阻聚剂抑制被分解的分解物聚合,从而能够进一步抑制聚合物的生成,能够得到高的可靠性。
在上述说明中,作为制冷剂,示出了使用反式-1,2,二氟乙烯(R1132(E))的例子,但使用氟乙烯(R1141)、顺式-1,2-二氟乙烯(R1132(Z))、1,1二氟乙烯(R1132a)、1,1,2-三氟乙烯(R1123)等,也能够获得同样的效果。
在上述说明中,作为制冷机油所含有的阻聚剂使用了柠檬烯,但也可以使用蒎烯、莰烯、伞花烃、松油烯等萜烯烃或香茅醇、松油醇、莰醇等萜烯醇。
实施方式2
在实施方式1中,示出了在成为高温的部分充分地存在含有阻聚剂的制冷机油,由此防止制冷剂的聚合的方法,但还能够使滑动部件预先含有阻聚剂。关于该方法进行说明。
实施方式1所示的缸1、主轴承4、副轴承5能够由多孔质的烧结部件构成。预先使阻聚剂或含有阻聚剂的制冷机油含浸于这些烧结部件之后,组装压缩机。由此,在容易成为高温的压缩机缸内、滑动部中,从烧结部件渗出阻聚剂,具有进一步提高制冷剂的聚合的抑制效果的效果。
由此,在从压缩元件至滑动部的制冷机油不充分的状态下,即使制冷剂的聚合条件齐备,也能够通过被保持的阻聚剂,抑制制冷剂的聚合。
实施方式3
在滑动部以外容易成为高温的电动元件的绕线部中,也能够与实施方式2同样地,预先含有阻聚剂。关于该方法进行说明。
在电动元件的绕线部12b中,在截面为圆形的绕组中,在绕组和绕组之间产生间隙。绕组间的间隙能够与烧结部件的多孔质同样地含有并保持阻聚剂或含有阻聚剂的制冷机油。例如使绕组工序中使用的加工油含有阻聚剂,或者使绕组浸渍于阻聚剂。由此,绕线部12b中的阻聚剂被充分供给到发生聚合的绕线部,由此能够提高抑制制冷剂的聚合的效果。
由此,在从电动元件至绕线部滑动部的制冷机油不充分的状态下,即使制冷剂的聚合条件齐备,也能够通过被保持的阻聚剂抑制制冷剂的聚合。
实施方式4
在实施方式1中,示出了对于5个位置的滑动部,分别避免金属彼此的接触来抑制金属表面的活性化和滑动部的高温化的方法的一例,但作为获得同样效果的方法,除了实施方式1的方法以外,还具有多种方法。在实施方式4中,示出了第一滑动部即旋转活塞2的外周2a和叶片3的前端3a中的其他实施例。
在实施方式1中,示出了对叶片3实施DLC-Si涂层的方法,但作为向叶片3实施的涂层,也可以使用DLC(类金刚石碳)、CrN(氮化铬)、TiN(氮化钛)、TiCN(碳氮化钛)、TiAlN(氮化钛铝)、WC/C(碳化钨涂层)、VC(碳化钒)等,由于在叶片的滑动面上金属不露出,所以在这些涂层中也示出了与实施方式1同样的效果。
另外,在叶片3中,如上所述地,除了用非金属的涂层覆盖金属的表面的方法以外,还有叶片3本身采用陶瓷类的材料的方法。作为材质有SiC(碳化硅)、ZrO2(二氧化锆)、Al2O3(氧化铝)、Si3N4(氮化硅)等,通过使用它们,由于在叶片3的滑动面上金属不露出,所以能够得到与实施方式1同样的效果。
在实施方式1中,示出了在叶片3的表面上金属面不露出的方法,但也可以在旋转活塞2的外周2a上实施同样的方法。通过在包含旋转活塞2的外周2a在内的表面上实施DLC-Si、DLC、CrN、TiN、TiCN、TiAlN、WC/C、VC等的涂层,由于在旋转活塞2的外周2a的滑动面上金属不露出,所以具有与实施方式1同样的效果。
另外,在旋转活塞2中,不仅用非金属类的涂层覆盖金属的表面的方法,还有旋转活塞2的材质本身采用陶瓷类的材料的方法。作为材质能够适用SiC、ZrO2、Al2O3、Si3N4等,由于在旋转活塞2的外周2a的滑动面上金属不露出,所以具有与实施方式1同样的效果。
实施方式5
与实施方式4同样地,作为实施方式5示出了第二滑动部即缸1的叶片槽1a和叶片3的侧面部3b处的例子。如实施方式4所述,能够对叶片3实施DLC、CrN、TiN、TiCN、TiAlN、WC/C、VC等的涂层。由此,在第二滑动部中,由于也能够防止金属在叶片3的滑动面上露出,所以能够获得与实施方式1同样的效果。另外,即使叶片3的材质采用SiC、ZrO2、Al2O3、Si3N4等陶瓷,在第二滑动部中,在叶片3的滑动面上金属也不露出,从而能够得到与实施方式1同样的效果。
实施方式6
作为实施方式6,示出了第三滑动部即旋转活塞2的内周2b和曲轴6的偏心轴部6a中的其他实施例。
图3是表示实施方式6的图,是旋转活塞2的立体图。
在实施方式1中,示出了在曲轴6的表面上形成磷酸锰覆膜的方法,但也可以对旋转活塞2这一侧实施该对策,例如图3所示,还有在旋转活塞2的内径部使用轴承材料9的方法。
该轴承材料9具有金属类和树脂类(非金属类)两种,但与本实施方式的主旨相匹配的是树脂类的轴承材料9(非金属的一例)。
作为树脂类的轴承材料9,具体来说,优选使用将PTFE(聚四氟乙烯)、POM(聚缩醛)作为主要成分的轴承材料9。由此,由于在旋转活塞内径侧的滑动部上金属不露出,所以能够得到与实施方式1同样的效果。
此外,也可以在曲轴6的偏心轴部6a使用轴承材料9(非金属的一例)。
实施方式7
作为实施方式7,示出了第四滑动部即主轴承4的内周和曲轴6的主轴部6b、以及第五滑动部即副轴承5的内周和曲轴6的副轴部6c处的其他实施例。
图4是表示实施方式7的图,是主轴承4的立体图(省略了主轴承4的一部分)。
在实施方式1中,示出了在曲轴6的表面上形成磷酸锰覆膜的方法,但也可以对于主轴承4及副轴承5这一侧实施该对策,例如图4所示,还有在主轴承4的内径部使用轴承材料10(非金属的一例)的方法。
该轴承材料10具有金属类和树脂类这两种,但与本实施方式的主旨相匹配的是树脂类的轴承材料10。
作为树脂类的轴承材料10,具体来说,优选使用以PTFE、POM为主要成分的轴承材料10。由此,由于在主轴承4的内径侧的滑动部金属不露出,所以能够得到与实施方式4同样的效果。
此外,还能够在曲轴6的主轴部6b和副轴部6c使用轴承材料10。
在以上的说明中,对于构成滑动部的部件中的任意一方,说明了至少其滑动的表面由非金属构成的例子,但也可以对于构成滑动部的部件双方,至少其滑动的表面由非金属构成。
实施方式8
在以上的实施方式中使用的制冷机油中,通常含有防磨剂。防磨剂具有通过自身分解来防止滑动部件的磨损的功能,但公知该防磨剂的分解物与容易聚合、分解的乙烯类氟化烃或其混合物的分解物反应并生成固体物质。该固体物质在制冷循环内的膨胀阀、毛细管等的直径细的流路中堆积并产生,会引起冷却不良。在该实施例中,适当地选定制冷机油,不含有防磨剂,从而没有由防磨剂的分解物与乙烯类氟化烃及其混合物的分解物之间的反应产生的固体物质,不会发生制冷回路中的堵塞,能够得到能够长期地确保良好的性能的制冷剂压缩机。

Claims (17)

1.一种制冷剂压缩机,是将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂压缩的制冷剂压缩机,其特征在于,具有:压缩所述制冷剂的压缩元件;设置在所述压缩元件中并构成滑动部的滑动部件;和被供给到所述滑动部件并对所述滑动部进行润滑的制冷机油,
所述滑动部件的至少一方的滑动的表面由非金属构成,并且使所述制冷机油含有抑制所述制冷剂的聚合的阻聚剂。
2.一种制冷剂压缩机,是将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂压缩的制冷剂压缩机,其特征在于,具有:压缩所述制冷剂的压缩元件;和设置在所述压缩元件中并构成滑动部的滑动部件,
所述滑动部件是多孔质的烧结部件,预先含浸足够抑制被压缩的制冷剂的聚合的量的阻聚剂,并且所述滑动部件的至少一方的滑动的表面由非金属构成。
3.一种制冷剂压缩机,是将乙烯类氟化烃或包含其的混合物作为制冷剂压缩的制冷剂压缩机,其特征在于,具有:压缩所述制冷剂的压缩元件;驱动所述压缩元件的电动元件;和被设置在所述压缩元件中并构成滑动部的滑动部件,
所述电动元件具有绕组,在所述绕组的间隙中含有抑制所述制冷剂的聚合的阻聚剂,并且所述滑动部件的至少一方的滑动的表面由非金属构成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述乙烯类氟化烃是氟乙烯R1141、反式-1,2二氟乙烯R1132(E)、顺式-1,2-二氟乙烯R1132(Z)、1,1二氟乙烯R1132a、1,1,2-三氟乙烯R1123中的至少一个。
5.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述阻聚剂是萜类化合物。
6.如权利要求5所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述萜类化合物是柠檬烯、蒎烯、莰烯、伞花烃、松油烯、香茅醇、松油醇、莰醇中的至少一个。
7.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述非金属是通过对所述滑动部件的表面实施涂层处理而形成的。
8.如权利要求7所述的制冷剂压缩机,其特征在于,在所述涂层处理中,通过类金刚石碳DLC、类金刚石碳-硅DLC-Si、氮化铬CrN、氮化钛TiN、碳氮化钛TiCN、氮化钛铝TiAlN、碳化钨涂层WC/C、碳化钒VC中的任意一方形成涂层。
9.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述非金属由非金属类的轴承材料构成。
10.如权利要求9所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述非金属类的轴承材料是将聚四氟乙烯PTFE或聚缩醛POM作为主要成分。
11.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,构成所述滑动部的部件的至少一方由陶瓷类的材料构成。
12.如权利要求11所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述陶瓷类的材料是碳化硅SiC、二氧化锆ZrO2、氧化铝Al2O3、氮化硅Si3N4中的任意一方。
13.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述非金属由磷酸锰覆膜构成。
14.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述压缩元件包括:环状的旋转活塞,在缸的缸室内偏心旋转;和叶片,被收纳在所述缸的叶片槽内,并被压抵在所述旋转活塞上并在所述叶片槽内滑动,
所述滑动部是所述叶片的前端和所述旋转活塞的外周。
15.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述压缩元件包括:具有叶片槽的缸;和叶片,被收纳在所述缸的所述叶片槽内,并在所述叶片槽内滑动,
所述滑动部是所述叶片槽和所述叶片。
16.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述压缩元件包括:环状的旋转活塞,在缸的缸室内偏心旋转;和曲轴,具有从主轴部偏心的偏心轴部,
所述滑动部是所述旋转活塞的内周和所述曲轴的所述偏心轴部。
17.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂压缩机,其特征在于,所述压缩元件包括:曲轴,具有主轴部和副轴部;主轴承,能够自由滑动地嵌合于所述曲轴的所述主轴部;和副轴承,能够自由滑动地嵌合于所述曲轴的所述副轴部,
所述滑动部是所述主轴承、所述副轴承和所述曲轴。
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