CN109595162A - 压缩机及制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在不过度提高加工精度或组装精度的情况下谋求压缩机构部中的滑动面的摩擦损失的降低和由密封性提高带来的工作流体的漏泄量的降低的压缩机、及使用了上述压缩机的制冷循环装置。实施方式的压缩机具有将工作流体吸入并排出的压缩机构部，且在压缩机构部的滑动面或密封面中的至少一者上设置有聚合物刷。

Description

压缩机及制冷循环装置
本申请以日本专利申请2017-193085(申请日为2017年10月02日)作为基础，由该申请享受优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及压缩机及制冷循环装置。
背景技术
例如在空气调节器等制冷循环装置中，使用了具有将作为工作流体的制冷剂吸入并排出的压缩机构部的制冷剂压缩机等压缩机。对于提高这样的压缩机的效率而言，降低滑动部的摩擦损失和降低工作流体从密封面的间隙的漏泄损失是重要的。若减小压缩机构部中的密封面彼此的间隙则能够降低工作流体的漏泄量。但是，对部件尺寸或组装尺寸要求高精度，压缩机的制造变得困难。
发明内容
本发明所要解决的课题是，提供一种压缩机、及使用了上述压缩机的制冷循环装置，所述压缩机在不过度提高加工精度或组装精度的情况下谋求压缩机构部中的滑动面的摩擦损失的降低和由密封性提高带来的工作流体的漏泄量的降低。
实施方式的压缩机具有将工作流体吸入并排出的压缩机构部。在压缩机构部的滑动面或密封面中的至少一者上设置有聚合物刷。
根据上述构成的压缩机，可在不过度提高加工精度或组装精度的情况下谋求压缩机构部中的滑动面的摩擦损失的降低和由密封性提高带来的工作流体的漏泄量的降低。
附图说明
图1是表示第1实施方式的制冷循环装置的一个例子的概略构成图。
图2是图1的制冷循环装置中的压缩机构部的II-II剖面图。
图3是表示第1实施方式的压缩机构部的叶片(blade)的立体图。
图4是图3的叶片的III-III剖面图。
图5是表示实施例1、2及比较例1中的转速与压缩效率的关系的图。
图6是实验例1中的两层分离温度线图。
具体实施方式
以下的用语表示以下的意思。
所谓“滑动面”是指在构成压缩机构部的多个部件中以彼此接触的状态滑动的面。
所谓“密封面”是指在构成压缩机构部的多个部件中按照抑制压缩机构部内的工作流体的漏泄的方式以彼此接触的状态、或者稍微分开的状态相对的面。彼此相对的密封面之间的距离优选为0.05mm以下，更优选为0.02mm以下。
表示数值范围的“～”是指包含其前后记载的数值作为下限值及上限值。
实施方式的压缩机具有将工作流体吸入并排出的压缩机构部。在上述压缩机构部的滑动面或密封面中的至少一者上设置有聚合物刷。即，在压缩机构部的滑动面和密封面这两者、或任一者上设置有聚合物刷。压缩机只要是具有将工作流体吸入并排出的压缩机构部即可，除了在压缩机构部的滑动面或密封面中的至少一者上设置聚合物刷以外，可以没有限制地采用公知的形态。
另外，实施方式的制冷循环装置具备压缩机、散热器、膨胀装置和吸热器，除了具备具有上述特征的压缩机以外可以采用公知的形态。
以下，示出实施方式的压缩机及制冷循环装置的一个例子进行说明。
本实施方式的制冷循环装置1如图1中所示的那样具备压缩机2、与压缩机2连接的散热器即冷凝器3、与冷凝器3连接的膨胀装置4和连接于膨胀装置4与压缩机2之间的作为吸热器的蒸发器5。
压缩机2是所谓的旋转式的压缩机，是将作为工作流体的低压的气体制冷剂取入到内部进行压缩而成为高温、高压的气体制冷剂的装置。需要说明的是，压缩机并不限定于旋转式，也可以是涡旋式、往复式、斜板式等压缩机。关于压缩机2的具体的构成在后面叙述。
冷凝器3是由从压缩机2送入的高温、高压的气体制冷剂放出热、成为高压的液体制冷剂的装置。
膨胀装置4是将从冷凝器3送入的高压的液体制冷剂的压力降低、成为低温、低压的液体制冷剂的装置。
蒸发器5是使从膨胀装置4送入的低温、低压的液体制冷剂气化、使低温、低压的液体制冷剂成为低压的气体制冷剂的装置。在蒸发器5中，在低压的液体制冷剂气化时从周围夺取气化热，从而周围被冷却。需要说明的是，经过蒸发器5后的低压的气体制冷剂被取入到压缩机2内。
像这样，在本实施方式的制冷循环装置1中，作为工作流体的制冷剂一边相变为气体制冷剂和液体制冷剂一边进行循环。
压缩机2具备压缩机主体11和储液器(accumulator)12。
储液器12是所谓的气液分离器。储液器12被设置于蒸发器5与压缩机主体11之间。储液器12经由吸入管21而被连接于压缩机主体11上。储液器12将被蒸发器5气化的气体制冷剂、及没有被蒸发器5气化的液体制冷剂中的仅气体制冷剂供给到压缩机主体11中。
压缩机主体11具备旋转轴31、电动机部32、压缩机构部33和收纳这些旋转轴31、电动机部32及压缩机构部33的密闭容器34。
密闭容器34形成为筒状，并且其轴线O方向的两端部被闭塞。在密闭容器34内，容纳有润滑剂J。在润滑剂J内，浸渍有压缩机构部33的一部分。
作为润滑剂J，没有特别限定，例如可列举出矿物油、多元醇酯油、聚乙烯醚油、亚烷基二醇油、聚α-烯烃油等润滑油。需要说明的是，润滑剂J并不限定于润滑油，也可以是公知的离子液体等。作为润滑剂J，可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。
旋转轴31沿着密闭容器34的轴线O被配置于同轴上。需要说明的是，在以下的说明中，将沿着轴线O的方向简称为轴向，将与轴向正交的方向称为径向，将围绕轴线O的方向称为周向。
电动机部32被配置在密闭容器34内的轴向的第1侧。压缩机构部33被配置在密闭容器34内的轴向的第2侧。在以下的说明中，将沿着轴向的电动机部32侧(第1侧)设为上侧，将压缩机构部33侧(第2侧)设为下侧。
电动机部32是所谓的内转子型的DC无刷发动机。具体而言，电动机部32具备定子35和转子36。
定子35通过热套等而被固定于密闭容器34的内壁面上。
转子36在定子35的内侧以在径向上空开间隔的状态被固定于旋转轴31的上部。
压缩机构部33具备旋转轴31所贯通的筒状的汽缸41、和将汽缸41的轴向的两端开口部各自闭塞并且可旋转地支承旋转轴31的主轴承42及副轴承43。通过汽缸41、主轴承42及副轴承43形成的空间构成了汽缸室46(参照图2)。
在旋转轴31中的位于汽缸室46内的部分上，形成有相对于轴线O向径向偏心的偏心部51。
在偏心部51中外插有辊53。辊53伴随着旋转轴31的旋转，外周面53a介由润滑油膜与汽缸41的内周面41a滑动接触，同时可相对于轴线O偏心旋转而构成。
如图1、图2中所示的那样，在汽缸41中的周向的一部分上，形成有朝向径向的外侧凹陷的叶片槽54。叶片槽54遍及汽缸41的轴向(高度方向)的整体而形成。叶片槽54在径向的外侧端部中与密闭容器34内连通。
在叶片槽54内，设置有图3中所示的叶片55。叶片55可相对于汽缸41在径向上滑行移动而构成。如图1中所示的那样，叶片55的径向的外侧端面即背面55b通过加力机构57而朝向径向的内侧被加力。另一方面，如图2中所示的那样，叶片55的径向的内侧端面即前端面55a在汽缸室46内与辊53的外周面53a抵接。由此，叶片55可伴随着辊53的偏心旋转在汽缸室46内进退而构成。通过辊53及叶片55，汽缸室46被分割成吸入室46a和压缩室46b。
需要说明的是，在从轴向观察的俯视图中，叶片55的前端面55a被制成朝向径向的内侧凸的圆弧状。
在叶片55和叶片槽54的内表面54a、54b之间、叶片55与主轴承42的下表面42a之间、叶片55与副轴承43的上表面43a之间存在有润滑油J。
在汽缸41中的位于辊53相对于叶片槽54的旋转方向(参照图2中的箭头)前方(图2中，叶片槽54的左侧)的部分上，形成有将汽缸41在径向上贯通的吸入孔56。吸入孔56的径向的外侧端部与吸入管21(参照图1)连接。另一方面，吸入孔56的径向的内侧端部向汽缸室46的吸入室46a内开口。
在汽缸41中的位于沿着辊53的旋转方向的叶片槽54的跟前侧(图2中，叶片槽54的右侧)的部分上，形成有排出槽58。排出槽58在从轴向观察的俯视图中形成为半圆形状。排出槽58在汽缸41的至少上表面开口。
如图1中所示的那样，主轴承42将汽缸41的上端开口部闭塞。主轴承42可旋转地支承旋转轴31中的位于比汽缸41更靠上方的部分。具体而言，主轴承42具备旋转轴31所插通的筒部61和从筒部61的下端部朝向径向的外侧突设的凸缘部62。
如图1、图2中所示的那样，在凸缘部62的周向的一部分上，形成有将凸缘部62在轴向上贯通的排出孔64(参照图2)。排出孔64经由排出槽58与汽缸室46内连通。需要说明的是，在凸缘部62上，配设有伴随着汽缸室46(压缩室46b)内的压力上升而将排出孔64开闭、将制冷剂排出到汽缸室46外的未图示的排出阀机构。
如图1中所示的那样，在主轴承42上，设置有将主轴承42从上方覆盖的消声器65。在消声器65上形成有将消声器65的内外连通的连通孔66。经由排出孔64而排出的高温、高压的气体制冷剂经由连通孔66被排出到密闭容器34内。
副轴承43将汽缸41的下端开口部闭塞。副轴承43可旋转地支承旋转轴31中的位于比汽缸41更靠下方的部分。具体而言，副轴承43具备旋转轴31所插通的筒部71和从筒部71的上端部朝向径向的外侧突设的凸缘部72。
压缩机构部33中的各构件的材质没有特别限定。汽缸41、主轴承42、副轴承43的材质例如可以设定为FC250等灰铸铁。辊53的材质例如可以设定为在FC250的灰铸铁中添加有Mo、Ni、Cr等的特殊合金铸铁(Mo-Ni-Cr系铸铁)。叶片55的材质例如可以使用对SUS440C实施气体渗氮处理而形成的材质。
在压缩机2中，若对电动机部32的定子35供给电力，则旋转轴31与转子36一起围绕轴线O进行旋转。并且，伴随着旋转轴31的旋转，偏心部51及辊53在汽缸室46内进行偏心旋转。此时，辊53的外周面53a介由润滑油膜与汽缸41的内周面41a滑动接触。由此，经由吸入管21向汽缸室46内取入气体制冷剂，并且被取入汽缸室46内的气体制冷剂被压缩。
具体而言，工作流体(气体制冷剂)经由吸入孔56被吸入到汽缸室46中的吸入室46a内，同时在压缩室46b中先从吸入孔56吸入的气体制冷剂被压缩。压缩后的气体制冷剂经由主轴承42的排出孔64被排出到汽缸室46的外侧(消声器65内)，之后经由消声器65的连通孔66被排出到密闭容器34内。需要说明的是，排出到密闭容器34内的气体制冷剂被送入冷凝器3中。
作为工作流体，没有特别限定，例如可列举出不含氯的烃系制冷剂、二氧化碳、饱和氟化烃系制冷剂、不饱和氟化烃系制冷剂及含氟醚系制冷剂等。作为工作流体，可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。
在压缩机2的压缩机构部33中，叶片55的前端面55a、两侧的侧面55c、55d、上端面55e及下端面55f、辊53的外周面53a、内周面53b、上端面及下端面、叶片槽54的内表面54a、54b、主轴承42的下表面42a和内周面、及副轴承43的上表面43a和内周面、旋转轴31的外周面等为滑动面。
另外，叶片55的两侧的侧面55c、55d、上端面55e及下端面55f、辊53的上端面及下端面、主轴承42的下表面42a、副轴承43的上表面43a等也为密封面。汽缸41的内周面41a等为密封面。
在压缩机构部33中的滑动面或密封面中的至少一者上设置有聚合物刷。例如如图4中所示的那样，在叶片55的前端面55a、两侧的侧面55c、55d、上端面55e及下端面55f中，在叶片55的基材81上设置有聚合物刷82。
聚合物刷可以仅设置于滑动面上，也可以仅设置于密封面上，还可以设置于滑动面和密封面这两者上。在滑动面上设置聚合物刷的情况下，可以在具有多个的滑动面的全部滑动面上设置聚合物刷，也可以仅在特定的滑动面上设置聚合物刷。另外，可以在滑动面的整体(整面)上设置聚合物刷，也可以在滑动面的一部分上设置聚合物刷。在密封面上设置聚合物刷的情况下，可以在具有多个的密封面的全部密封面上设置聚合物刷，也可以仅在特定的密封面上设置聚合物刷。另外，可以在密封面的整体(整面)上设置聚合物刷，也可以在密封面的一部分上设置聚合物刷。
需要说明的是，聚合物刷也可以设置于叶片与辊一体结构的摆动式旋转压缩机中的自如地支承叶片的进退的揺动衬套(未图示)等上。
聚合物刷由多个聚合物链形成，表现出压缩电阻大、摩擦电阻小等优异的机械特性。因此，通过在滑动面上设置聚合物刷，滑动面的摩擦损失被降低。另外，通过在密封面上设置聚合物刷，润滑剂变得容易被聚合物刷保持，密封性提高。
作为形成聚合物刷的聚合物，例如可列举出聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)(PLMA)、聚(N,N-二乙基-N-(2-甲基丙烯酰基乙基)-N-甲基铵·双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺)(PDEMM-TFSI)等。形成聚合物刷的聚合物可以是1种，也可以是2种以上。
在聚合物刷中接枝各聚合物的形态可以采用公知的形态。
形成聚合物刷的聚合物优选具有用于与基材键合的反应性的官能团、且介由使用了上述官能团的键而被接枝。作为反应性的官能团，例如可列举出二烷氧基甲硅烷基、三烷氧基甲硅烷基等水解性甲硅烷基。
在聚合物刷中，优选介由包含硅的氧化物而将聚合物接枝。由此，通过聚合物刷被更有效地形成，从而变得容易有效地发挥聚合物刷所具有的摩擦学特性和强韧性。因此，容易得到由低摩擦带来的摩擦损失的降低效果、及由密封性提高带来的漏泄损失的降低效果，压缩机的效率提高。
更具体而言，优选为：在特定的一部分的滑动面及密封面中，在基材表面涂布包含硅的氧化物，在末端具有水解性甲硅烷基的聚合物与该包含硅的氧化物通过硅氧烷键而键合从而被接枝。例如，使具有溴基等聚合引发基的偶联剂与涂布于基材表面的包含硅的氧化物发生偶联反应后，通过进行溶液中的原子转移自由基聚合(ATRP)可以形成聚合物刷。
作为包含硅的氧化物，例如可列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙氧基三甲氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、甲氧基三乙氧基硅烷等。作为包含硅的氧化物，可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。
作为具有聚合引发基的偶联剂，例如可列举出(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-溴-2-甲基丙酸酯等。作为具有聚合引发基的偶联剂，可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。
聚合物刷优选具有交联结构。通过聚合物刷具有交联结构，能够有效地发挥聚合物刷所具有的摩擦学特性和强韧性，由低摩擦带来的摩擦损失的降低效果、及由密封性提高带来的漏泄损失的降低效果提高，压缩机的效率提高进一步升高。
作为用于形成交联结构的交联基，可列举出叠氮基、卤素基(优选为溴基)等。聚合物可以在主链上具有交联基，在具有支链的情况下也可以在支链上具有交联基。可以使用在形成支链时在主链上产生的未反应的反应基作为交联基，也可以使用在通过活性自由基聚合形成支链时在支链的末端残留的反应基作为交联基。
交联结构可以是物理交联，也可以是化学交联。物理交联及化学交联的导入可以是形成聚合物刷时的聚合时(原位交联)，也可以是聚合后。
例如在通过原位交联导入化学交联的情况下，只要在聚合时除了单体(单官能性)以外还适量添加二乙烯基单体(乙二醇二甲基丙烯酸酯等)等2官能性单体即可。2官能性单体的添加量只要适当设定即可，例如可以相对于单体的总量设定为1mol％。
具有交联结构的聚合物刷即使从基材表面切出，也不会溶解于良溶剂(例如邻二氯苯)中。由此，能够确认在聚合物中充分地形成了交联。另外，若在良溶剂中通过AFM胶体探针法来测定聚合物刷的溶胀度，则与没有交联的状态相比溶胀度降低，所以由此也能够确认充分地形成了交联。
形成聚合物刷的聚合物的接枝密度优选按照聚合物刷显示出高润滑性的方式设定。接枝密度可以根据所使用的聚合物的种类、溶剂的种类等而适当设定。
在聚合物为PMMA的情况下，接枝密度优选为0.1链/nm2以上，更优选为0.15链/nm2以上，进一步优选为0.2链/nm2以上，特别优选为0.3链/nm2以上，极其优选为0.4链/nm2以上，最优选为0.45链/nm2以上。
在聚合物为PLMA的情况下，接枝密度优选为0.04链/nm2以上，更优选为0.06链/nm2以上，进一步优选为0.08/nm2以上，特别优选为0.12链/nm2以上，极其优选为0.16链/nm2以上，最优选为0.18链/nm2以上。
在聚合物为PDEMM-TFSI的情况下，接枝密度优选为0.02链/nm2以上，更优选为0.03链/nm2以上，进一步优选为0.04链/nm2以上，特别优选为0.06链/nm2以上，极其优选为0.08链/nm2以上，最优选为0.09链/nm2以上。
聚合物的接枝密度可以按照公知的方法来测定。例如可以按照Macromolecules，31，5934-5936(1998)、Macromolecules，33，5608-5612(2000)、Macromolecules，38，2137-2142(2005)等中记载的方法来测定。
具体而言，接枝密度σ(链/nm2)可以测定形成聚合物刷的聚合物的量即接枝量(W)和聚合物(接枝链)的数均分子量(Mn)，并由下述式(1)求出。
σ(链/nm2)＝W(g/nm2)/Mn×(阿伏伽德罗数) (1)
关于接枝量(W)，在形成聚合物刷的基材表面为平面的情况下，通过椭圆偏振法测定聚合物刷的干燥状态的厚度，使用该测定值和堆密度，可以算出每单位面积的接枝量。在形成聚合物刷的基材表面的材质为二氧化硅的情况下，也可以通过红外吸收光谱测定(IR)、热失重测定(TG)、元素分析测定等来测定接枝量(W)。
具体而言，接枝密度σ例如可以由将聚合物刷的干燥状态下的厚度和聚合物的Mn标绘而得到的图的斜率(例如参照日本特开平11-263819号公报)、将聚合物刷的聚合物的接枝量和该聚合物的Mn标绘而得到的图的斜率求出。
滑动面及密封面中的形成该聚合物刷的聚合物相对于形成有聚合物刷的区域的面积的占有面积率(与聚合物刷的厚度方向正交的截面的单位截面积的聚合物的占有面积率)σ*优选为10％以上，更优选为15％以上，进一步优选为20％以上。若占有面积率σ*为下限值以上，则由于聚合物刷的摩擦学特性提高，而且可谋求强韧性(弹性，resilience)，所以成为耐久性优异的聚合物刷。因此，能够将压缩机适用于各种使用环境及用途。
表面占有率σ*是指在滑动面及密封面的形成有聚合物刷的区域中接枝点(聚合物的第一个单体)所占有的比例。在聚合物刷中各聚合物被最密填充的状态、即无法接枝比其多的聚合物的状态下表面占有率σ*成为100％。
表面占有率σ*可以通过由聚合物的伸展形态中的重复单元长度及聚合物的堆密度求出与聚合物刷的厚度方向正交的截面的截面积，并将其乘以接枝密度σ而算出。
形成聚合物刷的聚合物的Mn可以按照显示出所期望的润滑性的方式设定，优选为500～10,000,000，更优选为100,000～10,000,000。
分子量分布指数(Mw/Mn)按照显示出所期望的润滑性的方式设定，优选为1.5以下，更优选为1.01～1.5。
关于形成聚合物刷的聚合物的数均分子量(Mn)及重均分子量(Mw)，在基材为二氧化硅的情况下或对基材表面进行二氧化硅涂布而接枝有聚合物的情况下，可以通过氢氟酸处理将聚合物(接枝链)从接枝点切出后，通过凝胶渗透色谱法(GPC)法进行测定。
形成聚合物刷的聚合物的Mn及Mw与在与形成聚合物刷时的聚合相同的条件下通过聚合而得到的游离聚合物的Mn及Mw大致相等。例如通过在形成聚合物刷时的聚合溶液中添加游离引发剂，能够得到具有与形成聚合物刷的聚合物同等的Mn及Mw的游离聚合物。也可以通过GPC法测定该游离聚合物的Mn及Mw，设定为形成聚合物刷的聚合物的Mn及Mw。
在GPC法中，进行使用了将能够获得的分子量已知的聚合物单分散而得到的标准试样的校正法、使用了多角度光散射检测器的绝对分子量评价。
形成聚合物刷的聚合物的平均长度可以按照显示出所期望的润滑性的方式设定，优选为0.5μm以上，更优选为0.7μm以上，进一步优选为0.8μm以上，特别优选为1μm以上。若聚合物的平均长度为下限值以上，则由于聚合物刷的摩擦学特性提高，而且可谋求强韧性(弹性)，所以成为耐久性优异的聚合物刷。因此，可以将压缩机适用于各种使用环境及使用用途。
聚合物的平均长度的上限可以在不损害压缩机的功能的范围内适当设定，例如可以设定为5μm。聚合物的平均长度优选为0.5～5μm。
聚合物的分子链的平均长度例如可以由聚合物的Mn及Mw/Mn求出。
聚合物刷特别优选为由分子链的平均长度为0.5μm以上的聚合物形成、且滑动面及密封面中的聚合物的占有面积率σ*为10％以上的厚膜浓厚聚合物刷。
聚合物刷优选通过润滑压缩机构部的润滑剂而溶胀。通过聚合物刷成为溶胀状态，从而柔软性、强韧性、低摩擦等滑动特性提高，滑动面中的摩擦损失的降低效果、及密封面中的密封性的提高效果进一步升高。另外，通过使用润滑压缩机构部的润滑剂，润滑剂被稳定地供给至聚合物刷，容易保持聚合物刷的溶胀状态。
作为使聚合物刷溶胀的润滑剂，优选在按照润滑剂相对于工作流体和润滑剂的合计质量的比率达到60质量％以上的方式混合时，在-10℃到60℃下与工作流体一直具有相容性的润滑剂。由此，通过在工作流体中混合润滑剂，能够利用工作介质对聚合物刷稳定地供给润滑剂。因此，能够在宽幅的使用环境中实现压缩机的效率提高和长期可靠性确保的兼顾。
作为这样的工作流体与润滑剂的组合，优选选自由不含氯的烃系制冷剂、二氧化碳、饱和氟化烃系制冷剂、不饱和氟化烃系制冷剂及含氟醚系制冷剂构成的组中的至少1种工作流体与选自由矿物油、多元醇酯油、聚乙烯醚油、亚烷基二醇油及聚α-烯烃油构成的组中的至少1种润滑剂的组合。由此，容易形成润滑性及化学稳定性优异、长期可靠性优异的聚合物刷。
作为工作流体的具体例子，可列举出丙烷、丙烯、正丁烷、2-甲基丁烷、异丁烷、制冷剂用二氧化碳(R744)、HFC23、HFC32、HFC125、HFC134a、HFC143a、HFC236fa、HFC410A、HFO1225ye、HFO1233zd、HFO1233yd、HFO1234yf、HFO1234ze、HFO1234ye、HFO1243zf、HFE245mc、HFE143m等。
作为润滑剂的具体例子，可列举出40℃的运动粘度为74mm2/s、100℃的运动粘度为8.7mm2/s的多元醇酯油(POE)、40℃的运动粘度为68mm2/s、100℃的运动粘度为8mm2/s的聚乙烯醚油(PVE)、40℃的运动粘度为105mm2/s、100℃的运动粘度为20mm2/s的聚亚烷基二醇油(PAG)、40℃的运动粘度为10mm2/s、100℃的运动粘度为2.3mm2/s的矿物油等。
在用润滑剂使聚合物刷溶胀的情况下，形成聚合物刷的聚合物与润滑剂的组合优选为PLMA与选自多元醇酯及聚乙烯醚中的制冷机油的组合。由于PLMA与这些制冷机油亲和性优异，所以使聚合物刷溶胀变得容易，可更稳定地得到摩擦损失的降低效果及由密封性提高带来的漏泄损失的降低效果。
在用润滑剂使聚合物刷溶胀的情况下，从能够适用非极性的润滑剂的方面考虑，形成聚合物刷的聚合物优选PMMA。非极性的润滑剂对压缩机中使用的金属材料、有机材料等的不良影响少，能够制成可靠性更优异的压缩机。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过在压缩机构部的滑动面或密封面中的至少一者上设置聚合物刷，能够在不过度提高加工精度或组装精度的情况下谋求压缩机构部中的滑动面的摩擦损失的降低和由密封性提高带来的工作流体的漏泄量的降低。
需要说明的是，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式是作为例子提出的，其意图并非限定发明的范围。这些实施方式可以以其它各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨中，同样地包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围中。
以下，通过实施例进行具体说明，但不受以下的记载的限定。需要说明的是，以下的记载中的“份”是指“质量份”。
[实施例1]
对在叶片的滑动面涂布包含硅的氧化物的方法的一个例子进行说明。将图3中例示的形态的实施了气体渗氮处理的叶片(SUS440C)用丙酮与己烷的质量比为1：1的混合溶剂进行30分钟超声波洗涤，接着用氯仿进行30分钟超声波洗涤，接着用2-丙醇进行30分钟超声波洗涤，用UV臭氧清洗仪进行30分钟处理。将洗涤后的叶片浸渍于乙醇34.8份中。
在带盖的样品容器中制备四乙氧基硅烷(TEOS)0.54份和乙醇17.8份的溶液，在另一样品容器中制备28％氨水1.3份和乙醇17.8份的溶液，将它们混合。将洗涤后的叶片与乙醇34.8份一起加入到该混合液中，在室温(25℃)下反应24小时后，从反应液中取出叶片，用乙醇进行超声波洗涤，得到二氧化硅涂布叶片。
将二氧化硅涂布叶片用丙酮与己烷的质量比为1：1的混合溶剂进行30分钟超声波洗涤，接着用氯仿进行30分钟超声波洗涤，接着用2-丙醇进行30分钟超声波洗涤，用UV臭氧清洗仪进行30分钟处理。
在带盖的样品容器中制备(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-溴-2-甲基丙酸酯0.5份和乙醇22.3份的溶液，在另一样品容器中制备28％氨水5.7份和乙醇25.4份的溶液，将它们混合。在该混合液中浸渍洗涤后的二氧化硅涂布叶片，在室温(25℃)下进行24小时硅烷偶联反应后，从反应液中取出叶片，用乙醇进行超声波洗涤，得到引发基固定化叶片。
在手套箱中，向特氟隆(注册商标)制耐压容器中添加乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯0.00026份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)26.6份、溴化铜(I)0.12份、溴化铜(II)0.021份、4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶0.78份、茴香醚27.5份。接着，将引发基固定化叶片放入耐压容器中并盖上，在600C、400MPa的条件下进行4小时表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)。聚合结束后，从聚合溶液中取出叶片，用四氢呋喃(THF)充分洗涤，得到带厚膜PMMA刷的叶片。
对于聚合后的聚合溶液，进行1H-NMR测定和利用GPC法的分子量测定，算出游离PMMA的Mn及Mw/Mn，结果Mn为1.8×106，Mw/Mn为1.14。
另外，在聚合时，通过与叶片的情况同样的方法将聚合引发基固定化后的硅片也加入聚合溶液中，制成膜厚测定的参照。通过椭圆偏振法(ellipsometry)，对形成于硅片上的PMMA刷的干燥膜厚进行分析，结果为0.80μm。另外，由所得到的数据算出接枝密度σ和表面占有率σ*，结果接枝密度σ为0.32链/nm2，表面占有率σ*为18％。
使用所得到的带厚膜PMMA刷的叶片，制作与图1中例示的压缩机2相同形态的压缩机。汽缸41、主轴承42、副轴承43的材质设定为FC250的灰铸铁。辊53的材质设定为在FC250的灰铸铁中添加了Mo、Ni、Cr等特殊合金铸铁(Mo-Ni-Cr系铸铁)。
[实施例2]
通过与实施例1同样的方法得到引发基固定化叶片。
在手套箱中，向特氟隆(注册商标)制耐压容器中添加乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯0.00026份、甲基丙烯酸月桂酯(SLMA、日油株式会社制BLEMMER SLMA-S)36.1份、溴化铜(I)0.21份、溴化铜(II)0.014份、4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶1.2份、茴香醚37.5份。接着，将引发基固定化叶片放入耐压容器中并盖上，在600C、400MPa的条件下进行2小时SI-ATRP。聚合结束后，从聚合溶液中取出叶片，用THF充分洗涤，得到带厚膜PLMA刷的叶片。
对于聚合后的聚合溶液，进行1H-NMR测定和利用GPC法的分子量测定，算出游离PLMA的Mn及Mw/Mn，结果Mn为4.6×106，Mw/Mn为1.23。
另外，对通过与实施例1同样的方法形成于硅片上的PLMA刷的干燥膜厚进行分析，结果为1.02μm。另外，由所得到的数据算出接枝密度σ和表面占有率σ*，结果接枝密度σ为0.12链/nm2，表面占有率σ*为22％。
除了使用带厚膜PLMA刷的叶片来代替带厚膜PMMA刷的叶片以外，与实施例1同样地操作来制作压缩机。
[比较例1]
除了使用没有形成聚合物刷的叶片以外，与实施例1同样地操作来制作压缩机。
[1H-NMR测定]
在1H-NMR测定中，使用了傅立叶变换核磁共振装置FT-NMR(株式会社JEOLRESONANCE制“JNM-ECA600”或“ECA400”)。作为氘代溶剂，使用了氘代氯仿(和光纯药工业株式会社制)。
[凝胶渗透色谱法(GPC)]
在利用GPC法的分子量测定中，作为分子量测定装置使用昭和电工株式会社制“Shodex GPC-101”，柱是将昭和电工株式会社制“Shodex KF-806L”)2根串联连接。作为洗脱液使用了THF。测定在40℃下进行，将流量设定为0.8mL/分钟。使用以标准试样作为分子量已知的PMMA(VARIAN公司制)而得到的PMMA换算的标准曲线，分别求出Mn及Mw/Mn。
[聚合物刷的干燥膜厚]
在聚合物刷的干燥膜厚的测定中，使用了光谱型椭偏仪(J.A.Woollan Japan株式会社制“M-2000U”)。对于光源，使用了氘(Deuterium)及石英卤素钨(Quartz TungstenHalogen：QTH)灯。
[压缩机的效率评价]
使用HFC32作为工作流体，使用多元醇酯油作为润滑剂，在ASHRAE(美国暖房冷冻空调学会)条件下，以没有赋予聚合物刷的比较例1的压缩机为基准对效率进行了比较。将结果示于图5中。
如图5中所示的那样，就在叶片的滑动面及密封面设置有聚合物刷的实施例1、2的压缩机而言，以没有赋予聚合物刷的比较例1的压缩机为基准的效率超过100％，特别是越是低旋转区域越见到效率提高。认为这是通过叶片周围的滑动面的摩擦损失的降低、由密封性提高带来的漏泄损失的降低而带来的。
[实验例1]
将使用作为工作流体的制冷剂即HFC410A、作为润滑剂的多元醇酯的制冷机油时的从-10℃到60℃下的这些两层分离温度线图示于图6中。
如图6中所示的那样，在-10℃到60℃的温度范围内，具有该工作流体(制冷剂)与润滑剂(制冷机油)发生两层分离的区域，但在润滑剂相对于工作流体与润滑剂的合计质量的比率为60质量％以上时，一直具有相容性。

Claims (10)

1.一种压缩机，其是具有将工作流体吸入并排出的压缩机构部的压缩机，其中，
在所述压缩机构部的滑动面或密封面中的至少一者上设置有聚合物刷。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述聚合物刷通过润滑所述压缩机构部的润滑剂而溶胀。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，所述润滑剂在按照所述润滑剂相对于所述工作流体与所述润滑剂的合计质量的比率达到60质量％以上的方式与所述工作流体混合时，在-10℃到60℃下与所述工作流体一直具有相容性。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其中，所述工作流体为选自由不含氯的烃系制冷剂、二氧化碳、饱和氟化烃系制冷剂、不饱和氟化烃系制冷剂及含氟醚系制冷剂构成的组中的至少1种，
所述润滑剂为选自由矿物油、多元醇酯油、聚乙烯醚油、亚烷基二醇油及聚α-烯烃油构成的组中的至少1种。
5.根据权利要求3所述的压缩机，其中，所述聚合物刷为由分子链的平均长度为0.5μm以上的聚合物形成、所述滑动面及所述密封面中的所述聚合物相对于形成有所述聚合物刷的区域的面积的占有面积率为10％以上的厚膜浓厚聚合物刷。
6.根据权利要求5所述的压缩机，其中，所述润滑剂为选自多元醇酯及聚乙烯醚中的制冷机油，形成所述聚合物刷的聚合物为聚(甲基丙烯酸月桂酯)。
7.根据权利要求5所述的压缩机，其中，形成所述聚合物刷的聚合物为聚(甲基丙烯酸甲酯)。
8.根据权利要求5所述的压缩机，其中，所述聚合物刷具有交联结构。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的压缩机，其中，在所述滑动面或密封面中的至少一者上介由包含硅的氧化物而将聚合物接枝从而形成所述聚合物刷。
10.一种制冷循环装置，其具备权利要求1～9中任一项所述的压缩机、散热器、膨胀装置和吸热器。
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