JP2017025790A - Compressor including sliding bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、すべり軸受を備える圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor including a slide bearing.
冷凍システムには圧縮機が用いられる。圧縮機の圧力容器の中には、モータと、流体圧縮機構と、モータの動力を流体圧縮機構へ伝達するシャフトとが設置されている。このシャフトは、特許文献1(特開2011−1854号公報)に示されるように、すべり軸受によって軸支される場合がある。 A compressor is used in the refrigeration system. In the pressure vessel of the compressor, a motor, a fluid compression mechanism, and a shaft for transmitting the power of the motor to the fluid compression mechanism are installed. As shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-1854), this shaft may be supported by a slide bearing.
すべり軸受は、例えば、円筒形状を持つ金属製のベース材と、ベース材の内側に配置された潤滑層とを有する。潤滑層は摩擦係数の小さい材料からなる。シャフトは潤滑層と接触するように設置される。圧縮機の動作中にシャフトが回転すると、シャフトは潤滑層と摺動する。 The slide bearing has, for example, a metal base material having a cylindrical shape, and a lubricating layer disposed inside the base material. The lubricating layer is made of a material having a small friction coefficient. The shaft is placed in contact with the lubricating layer. When the shaft rotates during operation of the compressor, the shaft slides with the lubricating layer.
圧縮機を長年にわたり使用し続けると、潤滑層は磨耗してゆく。磨耗により潤滑層が消失したとき、シャフトは露出したベース材と摺動する。この結果、ベース材から金属の破片や粉末が発生する。破片や粉末は冷媒回路を循環し、冷媒回路に設置された部品に悪影響を及ぼす。 If the compressor is used for many years, the lubricating layer will wear out. When the lubricating layer disappears due to wear, the shaft slides with the exposed base material. As a result, metal fragments and powder are generated from the base material. Debris and powder circulate in the refrigerant circuit and adversely affect parts installed in the refrigerant circuit.
本発明の課題は、潤滑層がある程度磨耗したことを検知し、ベース材に由来する破片や粉末の発生を抑制することである。 An object of the present invention is to detect that the lubricating layer has been worn to some extent and to suppress generation of debris and powder derived from the base material.
本発明の第1観点に係る圧縮機は、モータと、シャフトと、流体圧縮機構と、すべり軸受と、を備える。シャフトは、モータによって回転軸の周りに回転させられる。流体圧縮機構は、シャフトによって駆動される。すべり軸受は、シャフトを軸支する。すべり軸受は、第1潤滑層と、第2潤滑層と、ベース材と、を有する。第1潤滑層は、第1摩擦係数を有し、シャフトに接触する。第2潤滑層は、第1摩擦係数よりも大きい第2摩擦係数を有し、第1潤滑層よりも回転軸から離間している。ベース材は、第2潤滑層よりも回転軸から離間している。 A compressor according to a first aspect of the present invention includes a motor, a shaft, a fluid compression mechanism, and a slide bearing. The shaft is rotated around the rotation axis by a motor. The fluid compression mechanism is driven by the shaft. The plain bearing supports the shaft. The plain bearing has a first lubricating layer, a second lubricating layer, and a base material. The first lubricating layer has a first coefficient of friction and contacts the shaft. The second lubrication layer has a second friction coefficient larger than the first friction coefficient, and is separated from the rotation shaft than the first lubrication layer. The base material is further away from the rotation shaft than the second lubricating layer.
この構成によれば、第1潤滑層がシャフトとの摺動によって消失し、第2潤滑層が露出したときには、圧縮機の運転を止めることができる。したがって、ベース材は露出しないので、ベース材に由来する破片または粉末が圧縮機から外へ出て冷媒回路を循環するような事態の発生を抑制できる。 According to this configuration, when the first lubricating layer disappears by sliding with the shaft and the second lubricating layer is exposed, the operation of the compressor can be stopped. Therefore, since the base material is not exposed, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which debris or powder derived from the base material goes out of the compressor and circulates through the refrigerant circuit.
本発明の第2観点に係る圧縮機は、第1観点に係る圧縮機において、第2摩擦係数が、第1摩擦係数の2倍以上である。 The compressor which concerns on the 2nd viewpoint of this invention is a compressor which concerns on a 1st viewpoint. WHEREIN: A 2nd friction coefficient is 2 times or more of a 1st friction coefficient.
この構成によれば、第1潤滑層の消失時には、シャフトは第2潤滑層と摺動し、シャフトの摩擦抵抗が増加する。したがって、摩擦抵抗の増加によって、第1潤滑層の消失を検知することができる。 According to this configuration, when the first lubricating layer disappears, the shaft slides with the second lubricating layer, and the frictional resistance of the shaft increases. Therefore, the disappearance of the first lubricating layer can be detected by the increase in the frictional resistance.
本発明の第3観点に係る圧縮機は、第2観点に係る圧縮機において、第2摩擦係数が、第1摩擦係数の3倍以上である。 The compressor which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is a compressor which concerns on a 2nd viewpoint. WHEREIN: A 2nd friction coefficient is 3 times or more of a 1st friction coefficient.
この構成によれば、第1潤滑層の消失時における、シャフトの摩擦抵抗の増加分がより大きくなる。したがって、第1潤滑層41の消失の検知がより容易になる。
According to this configuration, the increase in the frictional resistance of the shaft when the first lubricating layer disappears becomes larger. Therefore, it becomes easier to detect the disappearance of the first lubricating
本発明の第4観点に係る圧縮機は、第1観点から第3観点のいずれか1つに係る圧縮機において、第1潤滑層および第2潤滑層がいずれも、多孔質材、および、多孔質材に含浸させられた樹脂を有する。 A compressor according to a fourth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first to third aspects, wherein the first lubricating layer and the second lubricating layer are both a porous material and a porous material. It has a resin impregnated in the material.
この構成によれば、第1潤滑層および第2潤滑層は、樹脂の存在により、シャフトと摺動しても磨耗しにくい性質を有する。したがって、磨耗した破片や粉末が冷媒回路に悪影響を与えることを抑制できる。 According to this configuration, the first lubricating layer and the second lubricating layer have a property that they are not easily worn even when sliding with the shaft due to the presence of the resin. Therefore, it is possible to suppress the worn debris and powder from adversely affecting the refrigerant circuit.
本発明の第5観点に係る圧縮機は、第4観点に係る圧縮機において、多孔質材が、金属粉末の焼結体である。 A compressor according to a fifth aspect of the present invention is the compressor according to the fourth aspect, wherein the porous material is a sintered body of metal powder.
この構成によれば、多孔質材は金属粉末を焼結して作成される。したがって、一定の強度を有する焼結体の存在により、第1潤滑層および第2潤滑層は耐久性を有する。 According to this configuration, the porous material is formed by sintering metal powder. Therefore, the first lubricating layer and the second lubricating layer have durability due to the presence of the sintered body having a certain strength.
本発明の第6観点に係る圧縮機は、第1観点から第5観点のいずれか1つに係る圧縮機において、第1潤滑層が50μm以上かつ100μm以下の厚みを有する。 In the compressor according to the sixth aspect of the present invention, in the compressor according to any one of the first to fifth aspects, the first lubricating layer has a thickness of 50 μm or more and 100 μm or less.
この構成によれば、第1潤滑層は50μm以上かつ100μm以下の厚みを有する。したがって、圧縮機の各部品の劣化が起こりやすくなる時期まで、第1潤滑層が耐久することが期待できる。 According to this configuration, the first lubricating layer has a thickness of 50 μm or more and 100 μm or less. Therefore, it can be expected that the first lubricating layer will be durable until the time when each component of the compressor is likely to deteriorate.
本発明の第7観点に係る圧縮機は、第1観点から第6観点のいずれか1つに係る圧縮機において、第2潤滑層が150μm以上の厚みを有する。 In the compressor according to the seventh aspect of the present invention, in the compressor according to any one of the first aspect to the sixth aspect, the second lubricating layer has a thickness of 150 μm or more.
この構成によれば、第2潤滑層は150μm以上の厚みを有する。したがって、第2潤滑層が厚いので、シャフトがベース材と摺動する事態をより抑制できる。 According to this configuration, the second lubricating layer has a thickness of 150 μm or more. Therefore, since the 2nd lubricating layer is thick, the situation where a shaft slides with a base material can be controlled more.
本発明の第8観点に係る冷凍システムは、圧縮機と、減圧機と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、制御部と、を備える。圧縮機は、第1観点から第7観点のいずれか1つに係るものである。制御部は、圧縮機、および、減圧機を制御する。制御部は、厚み検出部と、正常範囲格納部と、磨耗判定部と、を有する。厚み検出部は、第1潤滑層の厚みに応じた厚み信号を出力する。正常範囲格納部は、厚み信号の正常範囲を格納する。磨耗判定部は、厚み信号が正常範囲の内外いずれにあるかを判定する。 A refrigeration system according to an eighth aspect of the present invention includes a compressor, a decompressor, a heat source side heat exchanger, a use side heat exchanger, and a control unit. The compressor relates to any one of the first to seventh aspects. The control unit controls the compressor and the decompressor. The control unit includes a thickness detection unit, a normal range storage unit, and a wear determination unit. The thickness detection unit outputs a thickness signal corresponding to the thickness of the first lubricating layer. The normal range storage unit stores a normal range of the thickness signal. The wear determination unit determines whether the thickness signal is within or outside the normal range.
この構成によれば、制御部は、第1潤滑層に関する厚み信号を所定の正常範囲と比較することにより、磨耗消失判定がなされる。したがって、判定結果に応じて、圧縮機の運転を停止させる制御を行うことができる。 According to this configuration, the control unit makes the wear loss determination by comparing the thickness signal related to the first lubricating layer with the predetermined normal range. Therefore, control for stopping the operation of the compressor can be performed according to the determination result.
本発明の第9観点に係る冷凍システムは、第8観点に係る冷凍システムにおいて、電流検出部をさらに有する。電流検出部は、モータを流れる電流の値を検出する。厚み信号は、前記電流の値に基づいて算出される。 A refrigeration system according to a ninth aspect of the present invention further includes a current detection unit in the refrigeration system according to the eighth aspect. The current detection unit detects the value of the current flowing through the motor. The thickness signal is calculated based on the current value.
この構成によれば、電流の値をモニタすることによって第1潤滑層の磨耗の度合いを知ることができる。したがって、磨耗消失判定が容易である。 According to this configuration, the degree of wear of the first lubricating layer can be known by monitoring the current value. Therefore, wear loss determination is easy.
本発明の第10観点に係る冷凍システムは、第9観点に係る冷凍システムにおいて、制御部が、回転速度検出部と、参照データ蓄積部と、をさらに有する。回転速度検出部は、シャフトの回転速度を検出する。参照データ蓄積部は、一定期間にわたって冷凍システムの運転中に、シャフトの様々な回転速度について、電流の値を、参照データとして蓄積する。厚み信号は、回転速度および参照データを用いて補正された電流の値に基づいて算出される。 A refrigeration system according to a tenth aspect of the present invention is the refrigeration system according to the ninth aspect, wherein the control unit further includes a rotation speed detection unit and a reference data storage unit. The rotation speed detection unit detects the rotation speed of the shaft. The reference data storage unit stores current values as reference data for various rotational speeds of the shaft during operation of the refrigeration system over a certain period. The thickness signal is calculated based on the current value corrected using the rotation speed and the reference data.
この構成によれば、磨耗消失判定には、補正された電流値に基づく厚み信号が用いられる。したがって、シャフトの回転速度の変動に起因する電流値の増減の影響を排除でき、それによって磨耗消失判定の精度を向上できる。 According to this configuration, the thickness signal based on the corrected current value is used for the wear loss determination. Therefore, the influence of the increase / decrease of the current value caused by the fluctuation of the rotation speed of the shaft can be eliminated, and thereby the accuracy of wear disappearance determination can be improved.
本発明の第1観点に係る圧縮機によれば、ベース材の破片または粉末が、冷媒回路を循環するような事態の発生を抑制できる。 According to the compressor concerning the 1st viewpoint of the present invention, generation | occurrence | production of the situation where the fragment or powder of a base material circulates through a refrigerant circuit can be suppressed.
本発明の第8観点に係る冷凍システムによれば、第1潤滑層の磨耗の有無についての判定結果に応じて、圧縮機の運転を停止させる制御を行うことができる。 According to the refrigeration system according to the eighth aspect of the present invention, it is possible to perform control for stopping the operation of the compressor according to the determination result as to whether or not the first lubricating layer is worn.
<第1実施形態>
(1)全体構成
図1は、本発明に係る圧縮機100を示す。圧縮機100は、スクロール型の構造を有しており、吸入した流体を圧縮して吐出する。圧縮機100は、圧力容器10、モータ20、シャフト30、すべり軸受40、流体圧縮機構50、吸入管61、および吐出管62を備える。
<First Embodiment>
(1) Overall Configuration FIG. 1 shows a
(2)詳細構成
(2−1)圧力容器10
圧力容器10は、内部に充填された流体の高い圧力に耐えうる強度を有する容器であり、胴部11、蓋部12、底部13からなる。圧力容器10の内部には、モータ20、シャフト30、すべり軸受40、および流体圧縮機構50が設けられている。圧力容器10の下部には、潤滑油貯留部14が設けられている。潤滑油貯留部14に貯留されている潤滑油は、図示しないポンプ機構などにより圧縮機100内部の摺動箇所に供給され、摺動箇所を潤滑した後、再び潤滑油貯留部14へ戻ってくる。
(2) Detailed configuration (2-1) Pressure vessel 10
The pressure vessel 10 is a vessel having a strength that can withstand the high pressure of the fluid filled therein, and includes a body portion 11, a
(2−2)モータ20
モータ20は、固定子21および回転子22を有する。固定子21は円筒形状を有し、その外周側が圧力容器10に固定されている。回転子22は固定子21の内周側に回転可能に設置されている。固定子21と回転子22の電磁的な相互作用により、回転軸Aを中心として回転子22が回転する。
(2-2)
The
(2−3)シャフト30
シャフト30は、モータ20が発生させた動力を流体圧縮機構50へ伝達するためのものである。シャフト30は、回転子22に固定されており、回転子22とともに回転軸Aを中心として回転する。シャフト30には、偏心部31が形成されている。
(2-3)
The
(2−4)すべり軸受40
すべり軸受40は、シャフト30を支持するためのものであり、例えば3箇所に設けられている。シャフト30は回転するとき、潤滑油を介してすべり軸受40に摺動する。
(2-4)
The
図2は、すべり軸受40を示す。すべり軸受40は円筒形状を有しており、第1潤滑層41、第2潤滑層42、および、ベース材43を有する。第1潤滑層41は第2潤滑層42に積層されており、例えば50μm以上かつ100μm以下の厚みを有している。第2潤滑層42はベース材43に積層されており、例えば150μm以上かつ200μm以下の厚みを有している。ベース材43は典型的には金属製である。
FIG. 2 shows a
第2潤滑層42の摩擦係数は、第1潤滑層41の摩擦係数よりも大きい。ここでいうある材料の摩擦係数とは、その材料が潤滑油を介してシャフト30と摺動する場合における値である。例えば、第2潤滑層42の摩擦係数は、第1潤滑層41の摩擦係数の2倍以上である。好ましくは、第2潤滑層42の摩擦係数は、第1潤滑層41の摩擦係数の3倍以上である。
The friction coefficient of the
図3A〜図3Dは、すべり軸受40の製法を示す。図3Aに示す第1工程では、ベース材43の上に、例えば青銅からなる金属粉末Mが配置される。次に、図3Bに示す第2工程では、金属粉末Mをベース材43とともに加熱することによって、金属粉末Mを焼結させ、多孔質材Pを形成する。図3Cに示す第3工程では、第2潤滑層の材料樹脂が多孔質材Pに含浸され、硬化され、第2潤滑層42が形成される。図3Dに示す第4工程では、第1潤滑層の材料樹脂が多孔質材Pに含浸され、硬化され、第1潤滑層41が形成される。最後に、第4工程の製造物は、切削によって厚みを調整された後、円筒形状を形成するように曲げられる。以上の工程により、すべり軸受40が製造される。
3A to 3D show a method for manufacturing the
(2−5)流体圧縮機構50
図1に戻り、流体圧縮機構50は、シャフト30によって伝達された動力を利用して、流体を圧縮するためのものである。流体圧縮機構50は、圧力容器10に固定された固定スクロール51、および、偏心部31に設置された可動スクロール52を有する。固定スクロール51と可動スクロール52とによって、圧縮室53が規定される。シャフト30の回転によって可動スクロール52が偏心運動をすると、圧縮室53の容積が変動する。
(2-5)
Returning to FIG. 1, the
(2−6)吸入管61
吸入管61は、圧縮すべき流体を圧力容器10の外部から内部へ取り込むための通路として機能する。
(2-6)
The
(2−7)吐出管62
吸入管61は、流体圧縮機構50が吐出する高圧流体を圧力容器10の内部から外部へ送り出すための通路として機能する。
(2-7)
The
(3)基本動作
圧縮機100は、以下の要領で流体を圧縮する。
(3) Basic operation The
圧力容器10の外部の流体は、吸入管61を通って、圧力容器10の内部へ取り込まれ、圧縮室53へ入る。圧縮室53の容積が縮小することにより、圧縮室53の中の低圧流体は圧縮され、高圧流体になる。高圧流体は、可動スクロール52に設けられた図示しない吐出弁を通過した後、吐出管62を通って圧力容器10の外へ出る。
The fluid outside the pressure vessel 10 is taken into the pressure vessel 10 through the
(4)磨耗検知動作
圧縮機100の使用を長期間にわたり続けていると、シャフト30との摺動によって第1潤滑層41が徐々に磨耗してゆく。最後には、第1潤滑層41が消失するとともに第2潤滑層42が露出するので、シャフト30は第2潤滑層42と摺動する。第2潤滑層42の摩擦係数は第1潤滑層41の摩擦係数よりも大きいので、シャフト30が受ける摩擦抵抗は、第1潤滑層41の消失前よりも大きくなる。この摩擦抵抗の変化を検知することにより、第1潤滑層41が磨耗によって消失したことを検知できる。
(4) Wear Detection Operation When the
摩擦抵抗の観測は、例えば圧縮機100のモータ20に流れる電流の大きさをモニタすることによって行われる。電流の値に基づいて、第1潤滑層41の厚みに応じた厚み信号が算出される。厚み信号が示す厚みの値が所定の範囲から外れた場合に、第1潤滑層41は消失したと判断される。第1潤滑層41の消失を受けて、圧縮機100の運転を強制的に停止させる制御が行われる。
The frictional resistance is observed, for example, by monitoring the magnitude of the current flowing through the
(5)特徴
(5−1)
第1潤滑層41がシャフト30との摺動によって消失し、第2潤滑層42が露出したときには、圧縮機100の運転を止めることができる。したがって、ベース材43は露出しないので、ベース材43に由来する破片または粉末が圧縮機100から外へ出て冷媒回路を循環するような事態の発生を抑制できる。
(5) Features (5-1)
When the
(5−2)
前述のとおり、第2潤滑層42の摩擦係数は、第1潤滑層41の摩擦係数の2倍以上とすることができる。この場合、第1潤滑層41の消失時には、シャフト30は第2潤滑層42と摺動し、シャフト30の摩擦抵抗が増加する。したがって、摩擦抵抗の増加によって、第1潤滑層41の消失を検知することができる。
(5-2)
As described above, the friction coefficient of the
(5−3)
前述のとおり、第2潤滑層42の摩擦係数は、第1潤滑層41の摩擦係数の3倍以上とすることができる。この場合、第1潤滑層41の消失時における、シャフト30の摩擦抵抗の増加分がより大きくなる。したがって、第1潤滑層41の消失の検知がより容易になる。
(5-3)
As described above, the friction coefficient of the
(5−4)
第1潤滑層41および第2潤滑層42は、樹脂の存在により、シャフト30と摺動しても磨耗しにくい性質を有する。したがって、磨耗した破片や粉末が冷媒回路に悪影響を与えることを抑制できる。
(5-4)
The
(5−5)
多孔質材Pは金属粉末Mを焼結して作成される。したがって、一定の強度を有する焼結体の存在により、第1潤滑層41および第2潤滑層42は耐久性を有する。
(5-5)
The porous material P is produced by sintering metal powder M. Accordingly, the
(5−6)
第1潤滑層41は50μm以上かつ100μm以下の厚みを有する。したがって、圧縮機100の各部品の劣化が起こりやすくなる時期まで、第1潤滑層41が耐久することが期待できる。
(5-6)
The
(5−7)
第2潤滑層42は150μm以上の厚みを有する。したがって、第2潤滑層42が厚いので、シャフト30がベース材43と摺動する事態をより抑制できる。
(5-7)
The
(6)変形例
(6−1)すべり軸受40の形状
上述のすべり軸受40は円筒形状を有する単一の部材から構成されている。これに代えて、すべり軸受40は、円弧形状を有する単数または複数の部材から構成されていてもよい。この構成によれば、圧縮機100の製造において、シャフト30およびすべり軸受40の設置が容易になる。
(6) Modifications (6-1) Shape of the
(6−2)第1潤滑層41、第2潤滑層42の素材
上述の第1潤滑層41および第2潤滑層42は、金属粉末Mの焼結により作られた多孔質材Pを有している。これに代えて、第1潤滑層41および第2潤滑層42の少なくとも一方が、炭素粉末の焼結により作られた多孔質材を有してもよい。この構成によれば、金属粉末Mを利用する場合と比較して、すべり軸受40を安価に製造できる場合がある。
(6-2) Material of the
あるいは、第1潤滑層41および第2潤滑層42の少なくとも一方が、多孔質材を有しない均質な素材から構成されてもよい。この構成によれば、すべり軸受40の製造がより容易になる。
Or at least one of the
(6−3)潤滑油の有無
圧縮機100が潤滑油貯留部14を有しておらず、潤滑油を使用しない構成とすることもできる。この場合、上述の議論における特定の材料の摩擦係数は、その材料が潤滑油なしでシャフト30と摺動する場合における値を意味する。
(6-3) Presence / absence of lubricating oil The
<第2実施形態>
(1)全体構成
図4は、本発明に係る冷凍システム200の冷媒回路を示す。冷凍システム200は、連絡配管210、熱源ユニット240、利用ユニット250を有している。
Second Embodiment
(1) Overall Configuration FIG. 4 shows a refrigerant circuit of the
(2)詳細構成
(2−1)連絡配管210
連絡配管210は、熱源ユニット240および利用ユニット250の間で流体冷媒を授受するためのものである。連絡配管210は、ガス冷媒の授受に用いられるガス連絡配管211、および液冷媒の授受に用いられる液連絡配管212を有する。
(2) Detailed configuration (2-1)
The
(2−2)熱源ユニット240
熱源ユニット240は、冷熱または温熱を発生させる装置であり、圧縮機100、四路切換弁241、熱源側熱交換器242、熱源側減圧機243、アキュームレータ244を有する。
(2-2)
The
(2−2−1)四路切換弁241
四路切換弁241は、熱源ユニット240の動作モードを切り替えるためのものである。四路切換弁241が図中実線で示されるように配管を接続するとき、熱源ユニット240は冷熱源として動作するモードになる。一方、四路切換弁241が図中破線で示されるように配管を接続するとき、熱源ユニット240は温熱源として動作するモードになる。
(2-2-1) Four-
The four-
(2−2−2)圧縮機100
圧縮機100は、第1実施形態として前述したものである。すなわち、圧縮機100に搭載されているすべり軸受40は、図2に示すように、第1潤滑層41、第2潤滑層42、および、ベース材43を有する。
(2-2-2)
The
(2−2−3)熱源側熱交換器242
図4に戻り、熱源側熱交換器242は、冷媒と空気との間で熱交換を行うものである。熱源ユニット240が冷熱源として動作する場合、熱源側熱交換器242は凝縮機として動作する。一方、熱源ユニット240が温熱源として動作する場合、熱源側熱交換器242は蒸発機として動作する。
(2-2-3) Heat source
Returning to FIG. 4, the heat source
(2−2−4)熱源側減圧機243
熱源側減圧機243は、冷媒を減圧するためのものであり、開度調整が可能な膨張弁からなる。熱源ユニット240が冷熱源として動作する場合、熱源側減圧機243は全開にされ、冷媒の減圧動作を行わない。一方、熱源ユニット240が温熱源として動作する場合、熱源側減圧機243の開度は適切に絞られ、循環する冷媒を減圧する。
(2-2-4) Heat
The heat-source-
(2−2−5)アキュームレータ244
アキュームレータ244は、気液2相状態にある冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離するものである。アキュームレータ244は、ガス冷媒が圧縮機100へ到達できるようにする一方で、液冷媒が自身の筐体内に残留するようにする。
(2-2-5)
The
(2−3)利用ユニット250
利用ユニット250は、熱源ユニット240が発生させた冷熱または温熱を使用者のために役立てる装置であり、利用側熱交換器251、および利用側減圧機252を有する。
(2-3)
The
(2−3−1)利用側熱交換器251
利用側熱交換器251は、冷媒と空気との間で熱交換を行うものである。熱源ユニット240が冷熱源として動作する場合、利用側熱交換器251は蒸発機として動作する。一方、熱源ユニット240が温熱源として動作する場合、利用側熱交換器251は凝縮機として動作する。
(2-3-1) Use
The use
(2−3−2)利用側減圧機252
利用側減圧機252は、冷媒を減圧するためのものであり、開度調整が可能な膨張弁からなる。熱源ユニット240が温熱源として動作する場合、利用側減圧機252は全開にされ、冷媒の減圧動作を行わない。一方、熱源ユニット240が冷熱源として動作する場合、利用側減圧機252の開度は適切に絞られ、循環する冷媒を減圧する。
(2-3-2) User-
The use-
(2−4)制御部290
図5は、冷凍システム200の制御部290を示す。制御部290は、各部の動作状態をモニタするためのセンサ、および各部を駆動するためのアクチュエータを制御するとともに、様々な演算などを行う。
(2-4)
FIG. 5 shows the
制御部290は、中央処理部291、オペレーションパネル292、アクチュエータ駆動部293、モータ電流検出部294、モータ回転速度検出部295、厚み検出部296、参照データ蓄積部297、正常範囲格納部298、および磨耗判定部299を有する。これらの部分の物理的な搭載位置は特に限定されず、すなわち、利用ユニット250および熱源ユニット240のうちのいずれかであってもよいし、あるいは、それ以外であってもよい。
The
(2−4−1)中央処理部291
中央処理部291は、各部の処理を統括する。
(2-4-1)
The
(2−4−2)オペレーションパネル292
オペレーションパネル292は、各種設定を入力するためのものである。
(2-4-2)
The
(2−4−3)アクチュエータ駆動部293
アクチュエータ駆動部293は、各種アクチュエータを駆動するためのものである。駆動対象には、圧縮機100のモータ20、四路切換弁241、熱源側減圧機243、利用側減圧機252などが含まれる。
(2-4-3)
The
(2−4−4)モータ電流検出部294
モータ電流検出部294は、圧縮機100のモータ20を流れる電流の大きさを検出する。
(2-4-4) Motor
The motor
(2−4−5)モータ回転速度検出部295
モータ回転速度検出部295は、モータ20のエンコーダ23に接続されており、回転子22またはシャフト30の回転速度を検出する。
(2-4-5) Motor
The motor
(2−4−6)厚み検出部296
厚み検出部296は、モータ電流検出部294が出力する電流値と、モータ回転速度検出部295が出力する回転速度から、第1潤滑層41の厚みを演算によって推定し、その厚みを示す厚み信号を出力する。
(2-4-6)
The
(2−4−7)参照データ蓄積部297
参照データ蓄積部297は、圧縮機のあらゆる動作条件と、それに関連づけられたモータ20の電流の大きさを参照データとして蓄積する。
(2-4-7) Reference
The reference
(2−4−8)正常範囲格納部298
正常範囲格納部298は、圧縮機100の運転に際して望ましい第1潤滑層41の厚みの正常範囲を規定する値を格納する。
(2-4-8) Normal
The normal
(2−4−9)磨耗判定部299
磨耗判定部299は、厚み検出部296が出力する厚み信号と、正常範囲格納部298に格納された正常範囲とを比較することによって、圧縮機100の運転を止めるべき程度に第1潤滑層41の磨耗が発生しているか否かを判定する。
(2-4-9) Wear
The
(3)基本動作
(3−1)冷熱利用動作
使用者が冷熱を利用する場合、四路切換弁241は、図4の実線で示された接続を行う。冷媒は、図4に示された矢印の方向に循環する。
(3) Basic operation (3-1) Cold energy utilization operation When a user utilizes cold energy, the four-
熱源ユニット240において、圧縮機100から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切換弁241を経由して、熱源側熱交換器242へ行く。凝縮機として機能する熱源側熱交換器242では、高圧ガス冷媒は、熱を空気に放出して、高圧液冷媒になる。高圧液冷媒は、全開の熱源側減圧機243を通過し、熱源ユニット240から出て、液連絡配管212を通って、利用ユニット250の中の利用側減圧機252へ到達する。調節された絞り開口を持つ利用側減圧機252は、高圧液冷媒を減圧し、低圧気液2相冷媒を放出する。蒸発機として機能する利用側熱交換器251では、低圧気液2相冷媒は空気から熱を吸収して利用者に冷熱を提供しながら、低圧ガス冷媒になる。低圧ガス冷媒は、利用ユニット250から出て、ガス連絡配管211を通って、熱源ユニット240へ入る。その後、低圧ガス冷媒は、四路切換弁241を経由して、アキュームレータ244へ行く。アキュームレータ244は、低圧ガス冷媒の中にわずかに残留する液冷媒を保持し、ガス冷媒のみを圧縮機100へ向かわせる。
In the
(3−2)温熱利用動作
使用者が温熱を利用する場合、四路切換弁241は、図4の破線で示された接続を行う。その結果、冷凍システム200の冷媒回路は、図6に示されるものになる。冷媒は、図6に示された矢印の方向に循環する。
(3-2) Operation using heat When the user uses heat, the four-
熱源ユニット240において、圧縮機100から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切換弁241を経由して、熱源ユニット240から出て、ガス連絡配管211を通って、利用ユニット250の中の利用側熱交換器251へ到達する。凝縮機として機能する利用側熱交換器251では、高圧ガス冷媒は空気へ熱を放出して利用者に温熱を提供しながら、高圧液冷媒になる。高圧液冷媒は、全開の利用側減圧機252を通過し、利用ユニット250から出て、液連絡配管212を通って、熱源ユニット240の中の熱源側減圧機243へ到達する。調節された絞り開口を持つ熱源側減圧機243は、高圧液冷媒を減圧し、低圧気液2相冷媒を放出する。蒸発機として機能する熱源側熱交換器242では、低圧気液2相冷媒は空気から熱を吸収して、低圧ガス冷媒になる。低圧ガス冷媒は、四路切換弁241を経由して、アキュームレータ244へ行く。アキュームレータ244は、低圧ガス冷媒の中にわずかに残留する液冷媒を保持し、ガス冷媒のみを圧縮機100へ向かわせる。
In the
(4)磨耗消失判定動作
(4−1)基本判定動作
モータ20の消費電流は、図5に示すモータ電流検出部294によって取得される。厚み検出部296は、取得された電流値を、電流と厚みとの関係を表す所定の関数に代入して、現存する第1潤滑層41の厚みの値を算出し、厚み信号を出力する。磨耗判定部299は、厚み信号が示す厚みの値が、正常範囲格納部298に格納されている正常範囲から外れた場合には、第1潤滑層41が磨耗により消失したと判定し、圧縮機100の運転を停止させる。
(4) Wear disappearance determination operation (4-1) Basic determination operation The current consumption of the
(4−2)補正動作
シャフト30の回転速度によってモータ20の消費電流は変動する。したがって、磨耗消失判定動作において、シャフト30の回転速度の変動の影響を排除するために、次の要領で補正動作を行ってもよい。
(4-2) Correction Operation The current consumption of the
まず、冷凍システム200の設置直後からおよそ3〜10週間後までの長期間にわたり、参照データの蓄積が行われる。すなわち、この期間中に行われるあらゆる冷凍システム200の運転状況において、モータ電流検出部294に取得された消費電流の値、モータ回転速度検出部295に取得された回転速度の値、および圧縮機100が実現している圧力の値などが関連付けられて、参照データとして参照データ蓄積部297に蓄積されていく。
First, reference data is accumulated over a long period of time from about 3 to 10 weeks after the installation of the
次に、実際の使用において、モータ電流検出部294によって電流値が取得された時、取得された電流値は、回転速度の差および圧力の差などの影響を打ち消すために、参照データ蓄積部297に蓄積された参照データを用いて演算による補正を受ける。
Next, in actual use, when the current value is acquired by the motor
厚み検出部296は、補正された電流値を、電流と厚みとの関係を表す所定の関数に代入して、現存する第1潤滑層41の厚みの値を算出し、厚み信号を出力する。最後に、補正された電流値に基づく厚み信号が、第1潤滑層41の磨耗消失判定に用いられる。
The
(5)特徴
(5−1)
制御部290は、第1潤滑層41に関する厚み信号を所定の正常範囲と比較することにより、磨耗消失判定がなされる。したがって、判定結果に応じて、圧縮機100の運転を停止させる制御を行うことができる。
(5) Features (5-1)
The
(5−2)
電流の値をモニタすることによって第1潤滑層41の磨耗の度合いを知ることができる。したがって、磨耗消失判定が容易である。
(5-2)
The degree of wear of the
(5−3)
磨耗消失判定には、補正された電流値に基づく厚み信号が用いられる。したがって、シャフト30の回転速度の変動に起因する電流値の増減の影響を排除でき、それによって磨耗消失判定の精度を向上できる。
(5-3)
For the wear loss determination, a thickness signal based on the corrected current value is used. Therefore, the influence of the increase / decrease in the current value due to the fluctuation of the rotation speed of the
(6)変形例
(6−1)第1実施形態の変形例の適用
第1実施形態において説明した変形例を、本実施形態に係る冷凍システム200の圧縮機100に適用してもよい。
(6) Modification (6-1) Application of Modification of First Embodiment The modification described in the first embodiment may be applied to the
(6−2)磨耗消失判定動作の手順の変更
第1潤滑層41の磨耗消失判定に際して、上述の手順では、補正された電流値に基づく厚み信号を算出している。しかし、磨耗消失判定はこの方法に限られない。すなわち、補正されない電流値から直接的に厚みを算出して厚み信号をまず作り、その後で、回転速度の変動の影響を排除するために、厚み信号を補正してもよい。この手順によれば、制御部290の設計によっては、磨耗消失判定に要する中央処理部291の処理能力を低減できる可能性がある。
(6-2) Change in procedure of wear loss determination operation When the wear loss of the
あるいは、補正動作の対象は、厚みの値および電流の値のいずれでもなく、正常範囲格納部298に格納された正常範囲の値であってもよい。
Alternatively, the target of the correction operation may be a value in the normal range stored in the normal
さらに、磨耗消失判定は、第1潤滑層41の消失を検出できるような、他のあらゆる手順であってもよい。
Further, the wear disappearance determination may be any other procedure that can detect the disappearance of the
(6−3)電流モニタ以外の磨耗判定動作
磨耗消失判定に際して、上述の手順では、モータ20の電流の値をモニタしている。しかし、磨耗消失判定はこの方法に限られない。すなわち、電流のモニタを行うことなく、光学的センサと画像認識などの手段を用いて磨耗消失判定を実施してもよい。この構成によれば、第1潤滑層41の磨耗の度合いをより正確に判定できる可能性がある。
(6-3) Wear determination operation other than current monitoring When the wear disappearance is determined, the current value of the
A 回転軸
M 金属粉末
P 多孔質材
10 圧力容器
20 モータ
30 シャフト
40 すべり軸受
41 第1潤滑層
42 第2潤滑層
43 ベース材
50 流体圧縮機構
100 圧縮機
200 冷凍システム
210 連絡配管
240 熱源ユニット
241 四路切換弁
242 熱源側熱交換器
243 熱源側減圧機
244 アキュームレータ
250 利用ユニット
251 利用側熱交換器
252 利用側減圧機
290 制御部
294 モータ電流検出部
295 モータ回転速度検出部
296 厚み検出部
297 参照データ蓄積部
298 正常範囲格納部
299 磨耗判定部
A Rotating shaft M Metal powder P Porous material 10
Claims (10)
前記モータによって回転軸(A)の周りに回転させられるシャフト(30)と、
前記シャフトによって駆動される流体圧縮機構(50)と、
前記シャフトを軸支するすべり軸受(40)と、
を備え、
前記すべり軸受は、
第1摩擦係数を有し、前記シャフトに接触する第1潤滑層(41)と、
前記第1摩擦係数よりも大きい第2摩擦係数を有し、前記第1潤滑層よりも前記回転軸から離間している第2潤滑層(42)と、
前記第2潤滑層よりも前記回転軸から離間しているベース材(43)と、
を有する、圧縮機(100)。 A motor (20);
A shaft (30) rotated about a rotation axis (A) by the motor;
A fluid compression mechanism (50) driven by the shaft;
A plain bearing (40) for supporting the shaft;
With
The sliding bearing is
A first lubricating layer (41) having a first coefficient of friction and in contact with the shaft;
A second lubricating layer (42) having a second friction coefficient greater than the first friction coefficient and being further away from the rotating shaft than the first lubricating layer;
A base material (43) that is more distant from the rotating shaft than the second lubricating layer;
A compressor (100).
請求項1に記載の圧縮機。 The second friction coefficient is at least twice the first friction coefficient.
The compressor according to claim 1.
請求項2に記載の圧縮機。 The second friction coefficient is at least three times the first friction coefficient.
The compressor according to claim 2.
請求項1から3のいずれか1つに記載の圧縮機。 The first lubricating layer and the second lubricating layer both have a porous material (P) and a resin impregnated in the porous material.
The compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の圧縮機。 The porous material is a sintered body of metal powder (M).
The compressor according to claim 4.
請求項1から5のいずれか1つに記載の圧縮機。 The first lubricating layer has a thickness of 50 μm or more and 100 μm or less;
The compressor according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1つに記載の圧縮機。 The second lubricating layer has a thickness of 150 μm or more;
The compressor according to any one of claims 1 to 6.
減圧機(243、252)と、
熱源側熱交換器(242)と、
利用側熱交換器(251)と、
前記圧縮機、および、前記減圧機を制御する制御部(290)と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1潤滑層の厚みに応じた厚み信号を出力する厚み検出部(296)と、
前記厚み信号の正常範囲を格納する正常範囲格納部(298)と、
前記厚み信号が前記正常範囲の内外いずれにあるかを判定する磨耗判定部(299)と、
を有する、
冷凍システム(200)。 The compressor according to any one of claims 1 to 7,
Decompressors (243, 252),
A heat source side heat exchanger (242);
A use side heat exchanger (251);
A control unit (290) for controlling the compressor and the decompressor;
With
The controller is
A thickness detector (296) that outputs a thickness signal corresponding to the thickness of the first lubricating layer;
A normal range storage unit (298) for storing a normal range of the thickness signal;
A wear determination unit (299) for determining whether the thickness signal is within or outside the normal range;
Having
Refrigeration system (200).
をさらに有し、
前記厚み信号は、前記電流の値に基づいて算出される、
請求項8に記載の冷凍システム。 A current detector (294) for detecting a value of a current flowing through the motor;
Further comprising
The thickness signal is calculated based on the current value.
The refrigeration system according to claim 8.
前記シャフトの回転速度を検出する回転速度検出部(295)と、
一定期間にわたって冷凍システムの運転中に、前記シャフトの様々な回転速度について、前記電流の値を、参照データとして蓄積する参照データ蓄積部(297)と、
をさらに有し、
前記厚み信号は、前記回転速度および前記参照データを用いて補正された前記電流の値に基づいて算出される、
請求項9に記載の冷凍システム。 The controller is
A rotational speed detector (295) for detecting the rotational speed of the shaft;
A reference data storage unit (297) for storing the value of the current as reference data for various rotational speeds of the shaft during operation of the refrigeration system over a certain period of time;
Further comprising
The thickness signal is calculated based on the value of the current corrected using the rotation speed and the reference data.
The refrigeration system according to claim 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015145307A JP2017025790A (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Compressor including sliding bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015145307A JP2017025790A (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Compressor including sliding bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017025790A true JP2017025790A (en) | 2017-02-02 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015145307A Pending JP2017025790A (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Compressor including sliding bearing |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017025790A (en) |
-
2015
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