JP3554359B2 - Compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は冷凍冷蔵装置や空調機等に用いられる圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、冷凍冷蔵装置や空調機は、オゾン層の破壊などの環境問題のために従来使用してきた分子内に塩素を含む冷媒ジフルオロジクロロメタン(以下CFC−12と称する)やジフルオロクロロメタン(以下HCFC−22と称する)等から分子内に塩素を含まない冷媒1、1、1、2テトラフルオロエタン(以下HFC−134aと称する)への変更が検討されている。ところが、分子内に塩素を含まない前記冷媒は、潤滑性能が悪く圧縮機の摺動材料の特性を向上する必要がある。
【0003】
以下図9を参照しながら従来の圧縮機の一例について説明する。1は圧縮機である。2はロータ、3はステータでありロータ2とステータ3は一対でモータを形成する。また4はシャフト、5はベアリング、6はコンロッド、7はシリンダ、8はピストン、9はピストンピンである。ロータ2とステータ3により形成されるモータにより、ロータ2に圧入されたシャフト4がベアリング5に支持されて回転する。この時、シャフト4の偏心部に取り付けられたコンロッド6及び、コンロッド6の他端に取り付けられかつピストン8に固定されたピストンピン9を介して、シャフト4の回転運動が伝達されピストン8がシリンダ7内を往復運動する。そして、ピストン8とシリンダ7により形成される空間10内において、冷媒ガスCFC−12が吸入、圧縮される。
【0004】
従来では、ピストン8を鋳鉄(JIS:FC200)で形成し、シリンダ7を鋳鉄(JIS:FC200)で形成していた。
【0005】
最近、自動車のエンジンのピストンあるいはシリンダ部に、アルミニウム合金鋳物の長所である放熱性を維持しながら、耐摩耗性を向上させるものとして繊維強化を用いている。この繊維強化金属(FRM)は高耐熱性、高強度の炭素、セラミックスなどの繊維で金属マトリックスを強化した複合材で、慣用材料では満足できない高比強度、高比弾性率(強度及び弾性率を密度で割った値)をもつ。実際の実用化例として、例えば、工業材料第36巻第12号において、トヨタ自動車工業の開発した13B−Tディーゼルエンジン用ピストン溝耐摩環がある。これは、アルミナ発泡体などを使用し、熱負荷の大きなピストントップの外周部に上記繊維を鋳ぐるんだものである。リング溝部の耐焼付き性、耐摩耗性を高め、高出力化を果たしている。また、本田技研もコネクティングロッドに繊維強化金属を用い、母材のアルミニウム合金の軽量、放熱性といった長所を維持しながら、耐摩耗性の向上を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成は、潤滑性能の高い従来の冷媒CFC−12やHCFC−22が圧縮機の潤滑油中に溶解していることを前提に考えられている。
【0007】
分子内に塩素を含まず潤滑性能が劣る冷媒HFC−134aを使用した場合には、特にピストンとシリンダの接触部において摺動による熱が発生するため、放熱性の悪い鋳鉄同志の摺動部の温度は上昇し、ピストン、シリンダの摩耗量が増加する。最悪の場合焼付きに至る。したがって、圧縮機の十分な耐久性が得られない。
【0008】
そこで、材料側からみた場合、これらの問題はシリンダあるいはピストンの材料そのものが放熱性に優れていれば、すなわち熱伝導率が高ければ解決できるものと考えられるが、例えばコストが安く、放熱性の優れた材料としてアルミニウム合金鋳物がある。しかし、アルミニウム合金鋳物は従来材料である鋳鉄(JIS:FC200)に比べて機械的強度はほぼ同等であるが、融点が低いため凝着摩耗が発生する問題がある。したがって、潤滑性能の劣る冷媒HFC−134aを使用する場合、アルミニウム合金鋳物だけでは十分な耐摩耗性を確保することはできず、圧縮機そのものの耐久性を向上することはできない。
【0009】
また、自動車のエンジンなどのように繊維強化金属を用いた場合には、金属鋳込み時に繊維が遍在する、それぞれの繊維の摺動面に対する向きが異なるなどのために繊維強化金属部の強度に均一なものが得られないといった問題点があった。
【0010】
したがって、上記の塩素を含まない潤滑性に乏しい冷媒に対して圧縮機の摺動材料の最適化を図る必要がある。
【0011】
本発明は上記課題に鑑み、冷媒HFC−134aを使用する圧縮機に対して摺動材料の最適化を図り圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【0012】
【課題を解決させるための手段】
上記課題を解決するために本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒HFC−134aとし、ピストンを鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、前記ピストンと摺動する内周面に多孔率70〜90%であるセラミックス発泡体のプレフォームを鋳込んだものである。
【0013】
上記課題を解決するために本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒HFC−134aとし、ピストンを鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、前記ピストンと摺動する内周面に多孔率80〜98%であるニッケルクロム合金の発泡金属体のプレフォームを鋳込んだものである。
【0014】
上記課題を解決するために本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒HFC−134aとし、ピストンを鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、前記ピストンと摺動する内周面に鉄製の中空円筒状の部品を鋳込んだものである。
【0015】
【作用】
本発明は、ピストンを鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、前記ピストンと摺動する内周面にセラミックス発泡体のプレフォームを鋳込んだものを使用することにより、アルミニウム合金鋳物並の放熱性を確保しながら、シリンダの機械的強度を均一に向上させ、ピストンとシリンダの接触部における摩耗量を低減させる。その結果圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【0016】
また、ピストンを鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、前記ピストンと摺動する内周面に多孔率80〜98%であるニッケルクロム合金の金属発泡体のプレフォームを鋳込んだものを使用することにより、アルミニウム合金鋳物並の放熱性を確保しながら、シリンダの硬さを均一に向上させ、ピストンとシリンダの接触部における摩耗量を低減させる。その結果圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【0017】
また、ピストンを鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、前記ピストンと摺動する内周面に鉄製の中空円筒状の部品を鋳込んだものを使用することにより、アルミニウム合金鋳物並の放熱性を確保しながら、シリンダの融点を従来の鋳鉄(JIS:FC200)並を維持させ、ピストンとシリンダの接触部における摩耗量を低減させる。その結果圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【0018】
【実施例】
以下本発明の第1の第1の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1に本発明の圧縮機の断面図を示す。1は圧縮機である。2はロータ、3はステータでありロータ2とステータ3は一対でモータを形成する。また4はシャフト、11はベアリング、6はコンロッド、7はシリンダ、8はピストン、9はピストンピンである。ロータ2とステータ3により形成されるモータにより、ロータ2に圧入されたシャフト4がベアリング5に支持されて回転する。この時、シャフト4の偏心部に取り付けられたコンロッド6及び、コンロッド6の他端に取り付けられかつピストン8に固定されたピストンピン9を介して、シャフト4の回転運動が伝達されピストン8がシリンダ7内を往復運動する。そして、ピストン8とシリンダ7により形成される空間10内において、冷媒ガスCFC−12が吸入、圧縮される。
【0020】
ここで、図2に本実施例のシリンダ11の拡大断面図を示す。図3に本実施例のA−A’線における内周面複合層11aの拡大断面図を示す。上記シリンダ基体11bは、アルミニウム合金を素材とし、シリンダ11の大部分を構成する。シリンダ11は、線径3μm、長さ500μmからなるアルミナ発泡体のプレフォーム11cを成形し、アルミニウム合金11dを鋳込みにより含浸させて複合化する。この内周面複合層はアルミナ発泡体を10体積%含有してなる。
【0021】
ここで、アルミナの熱伝導率はアルミニウム合金鋳物に比べて1/5〜1/3程度であるが、本実施例においては多孔率が90%であるアルミナ発泡体のプレフォームを内周面近傍のみに施しているため、熱伝導率はアルミニウム合金鋳物とほぼ同等値であるといえる。その結果、熱伝導率はアルミニウム合金鋳物並を確保でき、従来の鋳鉄(JIS:FC200)の熱伝導率の2〜3倍となり、放熱性が向上する。
【0022】
また、シリンダ内周面近傍に高剛性かつ高温強度を有するアルミナ発泡体を使用することにより、母材の融点(600℃程度)近くまで強度が低下しないため、凝着摩耗を防止することができる。しかも疲労強度が4〜5×102程度となり、従来の材料である鋳鉄(JIS:FC200)に比べて10倍以上となることから、シリンダの長期耐久性が維持できる。
【0023】
以上のように本実施例においては、被圧縮ガスをHFC−134aを使用し、実際の圧縮機のピストン8を鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダ11にアルミナ発泡体のプレフォームを鋳込んだアルミニウム合金鋳物を使用することにより、放熱性はアルミニウム合金鋳物並を確保し、かつシリンダ及びピストンの摩耗を防止することができ、圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【0024】
なお、本実施例によれば、多孔率が90%であるアルミナ発泡体のプレフォームとしたが、多孔率は70〜90%でも同様の効果が得られる。
【0025】
また、本実施例によれば、内周面複合層はアルミナ発泡体としたが、炭化ケイ素発泡体、アルミナ・シリカ発泡体を使用しても同様の効果が得られる。
【0026】
また、本実施例によれば、アルミナ発泡体のプレフォーム11cを成形したのち、アルミニウム合金11dを鋳込みにより含浸させて複合化しているが、ダイカスト法を使用しても同様の効果が得られる。
【0027】
以下本発明の第2の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施例と同じものは同一番号を付して説明を省略する。
【0028】
図4に本発明の圧縮機の断面図を示す。
ここで、図5に本実施例のシリンダ12の拡大断面図を示す。図6に本実施例のA−A’線における内周面複合層の拡大断面図を示す。上記シリンダ基体12bは、アルミニウム合金を素材とし、シリンダ12の大部分を構成する。シリンダ12は、クロムを35重量%含有しニッケルクロム合金の多孔率が82%からなる金属発泡体のプレフォーム12cを成形し、アルミニウム合金12dを鋳込みにより含浸させて複合化する。
【0029】
ここで、ニッケルクロム合金の熱伝導率はアルミニウム合金鋳物に比べて1/2〜2/3程度であるが、本実施例においては多孔率82%からなる金属発泡体を内周面近傍のみに施しているため、熱伝導率はアルミニウム合金鋳物とほぼ同等値であるといえる。その結果、熱伝導率はアルミニウム合金鋳物並を確保でき、従来の鋳鉄(JIS:FC200)の熱伝導率の2〜3倍程度となり、放熱性は向上する。
【0030】
また、シリンダ内周面近傍の硬さはHV200〜400となるため、従来の鋳鉄(JIS:FC200)に比べて2倍程度大きくなり、耐摩耗性が向上する。硬さが大きくなることにより、圧縮強度も向上するため、高出力の圧縮機に対応できる。
【0031】
以上のように本実施例においては、被圧縮ガスをHFC−134aを使用し、実際の圧縮機のピストン8を鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成において、シリンダ12にニッケルクロム合金の金属発泡体を鋳込んだアルミニウム合金鋳物を使用することにより、放熱性はアルミニウム合金鋳物並を確保し、かつシリンダ及びピストンの摩耗を防止することができ、圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【0032】
なお、本実施例によれば、ニッケルクロム合金の金属発泡体の12cを成形したのちアルミニウム合金12dを鋳込みにより含浸させて複合化しているが、ダイカスト法を使用しても同様の効果が得られる。
【0033】
また、本実施例によれば、ニッケルクロム合金の金属発泡体の多孔率は80〜98%でも同様の効果が得られる。
【0034】
また、本実施例におけるニッケルクロム合金はクロムを35重量%含有するが、クロムを25〜45%含有してなるニッケルクロム合金でも同様の効果が得られる。
【0035】
以下本発明の第3の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施例と同じものは同一番号を付して説明を省略する。
【0036】
図7に本発明の圧縮機の断面図を示す。
ここで、図8に本実施例のシリンダ13の拡大縦断面図を示す。上記シリンダ基体13bは、アルミニウム合金を素材とし、シリンダ13の大部分を構成する。シリンダ13は、鋳鉄(JIS:FC200)からなる中空円筒状の13aを成形し、アルミニウム合金を鋳込みにより接合させる。
【0037】
ここで、鋳鉄(JIS:FC200)の熱伝導率はアルミニウム合金鋳物に比べて1/3〜1/2程度であるため、本実施例においては鋳鉄(JIS:FC200)を内周面近傍のみに施しているため、熱伝導率はアルミニウム合金鋳物とほぼ同等値であるといえる。その結果、熱伝導率はアルミニウム合金鋳物並を確保でき、従来の鋳鉄(JIS:FC200)の熱伝導率の2〜3倍程度となり放熱性が向上する。
【0038】
また、内周面近傍を鋳鉄(JIS:FC200)とすることにより、内周面、すなわち摺動面の融点(1420〜1550℃)を下げることなく、アルミニウム合金鋳物のみのそれに比べ400〜600℃程度高くなり、凝着摩耗が抑制される。
【0039】
以上のように本実施例においては、被圧縮ガスをHFC−134aを使用し、実際の圧縮機のピストン8を鋳鉄(JIS:FC200)で形成した構成においてシリンダ13に中空円筒状の鋳鉄(JIS:FC200)を鋳込んだアルミニウム合金鋳物を使用することにより、放熱性はアルミニウム合金並を確保でき、かつシリンダ及びピストンの摩耗を防止することができ、圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【0040】
なお、本実施例はコストが比較的安く、また、上記の鋳込みによる方法以外に、ダイカスト法、あるいは中空円筒状の鋳鉄13aとアルミニウム合金鋳物13bを圧入、焼きばめによる方法でシリンダを成形しても同様の効果が得られる。
【0041】
また、本実施例によれば、中空円筒状の部品を鋳鉄(JIS:FC200)にて成形したが、融点がアルミニウム合金鋳物よりも高い鉄製の材料を使用しても同様の効果が得られる。
【0042】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、その内周側に多孔率70〜90%であるセラミックス発泡体のプレフォームを鋳込んだものを使用することにより、アルミニウム合金鋳物並の放熱性を確保しながら、機械的強度が均一に向上し、冷媒HFC134aを使用する厳しい条件においてもピストンとシリンダの摺動状態が改善でき、その結果、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【0043】
また、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、その内周側に多孔率80〜98%であるニッケルクロム合金の金属発泡体を鋳込んだものを使用することにより、アルミニウム合金鋳物並の放熱性を維持しながら、硬さが均一に向上し、冷媒HFC134aを使用する厳しい条件においてもピストンとシリンダの摺動状態が改善でき、その結果、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【0044】
さらに、シリンダをアルミニウム合金鋳物で形成し、その内周側に鉄製の中空円筒状の部品を鋳込んだものを使用することにより、アルミニウム合金鋳物並の放熱性を維持しながら、融点が向上し、冷媒HFC134aを使用する厳しい条件においてもピストンとシリンダの摺動状態が改善でき、その結果、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を用いた圧縮機の断面図
【図2】本発明の第一の実施例におけるシリンダの拡大縦断面図
【図3】本発明の第一の実施例でのA−A’線における内周面複合層の拡大断面図
【図4】本発明の第二の実施例を用いた圧縮機の断面図
【図5】本発明の第二の実施例におけるシリンダの拡大縦断面図
【図6】本発明の第二の実施例でのA−A’線における内周面複合層の拡大断面図
【図7】本発明の第三の実施例を用いた圧縮機の断面図
【図8】本発明の第三の実施例におけるシリンダの拡大縦断面図
【図9】従来の圧縮機の断面図
【符号の説明】
8 ピストン
7 シリンダ[0001]
[Industrial applications]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a compressor used for a refrigerator-refrigerator, an air conditioner, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, refrigeration units and air conditioners have been used for refrigerants containing chlorine in a molecule, difluorodichloromethane (hereinafter referred to as CFC-12) or difluorochloromethane (hereinafter referred to as HCFC-), which has been conventionally used due to environmental problems such as destruction of the ozone layer. For example, a change to refrigerants 1, 1, 1, and 2 tetrafluoroethane (hereinafter, referred to as HFC-134a) containing no chlorine in the molecule is being studied. However, the refrigerant that does not contain chlorine in the molecule has poor lubrication performance and needs to improve the characteristics of the sliding material of the compressor.
[0003]
Hereinafter, an example of a conventional compressor will be described with reference to FIG. 1 is a compressor. 2 is a rotor, 3 is a stator, and the
[0004]
Conventionally, the
[0005]
In recent years, fiber reinforcement has been used in pistons or cylinders of automobile engines to improve wear resistance while maintaining heat dissipation, which is an advantage of aluminum alloy castings. This fiber reinforced metal (FRM) is a composite material in which the metal matrix is reinforced with fibers of high heat resistance and high strength, such as carbon and ceramics, and has high specific strength and high specific elastic modulus (strength and elastic modulus that cannot be satisfied with conventional materials). Divided by the density). As an actual practical example, for example, there is a piston groove wear ring for a 13B-T diesel engine developed by Toyota Motor Industry in Industrial Materials Vol. 36, No. 12. This is made by using an alumina foam or the like, and casting the above-mentioned fibers around the outer periphery of the piston top which exerts a large heat load. The seizure resistance and abrasion resistance of the ring groove are enhanced to achieve high output. Honda Motor also uses fiber-reinforced metal for the connecting rod, and aims to improve wear resistance while maintaining the advantages of the aluminum alloy base material, such as light weight and heat dissipation.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a configuration is considered on the premise that the conventional refrigerants CFC-12 and HCFC-22 having high lubrication performance are dissolved in the lubricating oil of the compressor.
[0007]
When using refrigerant HFC-134a, which does not contain chlorine in the molecule and has poor lubrication performance, heat is generated by sliding especially at the contact portion between the piston and the cylinder. The temperature rises and the amount of piston and cylinder wear increases. In the worst case, seizure occurs. Therefore, sufficient durability of the compressor cannot be obtained.
[0008]
From the material side, these problems can be solved if the material of the cylinder or piston itself has excellent heat dissipation, that is, if the thermal conductivity is high, but for example, the cost is low and the heat dissipation is low. An excellent material is an aluminum alloy casting. However, although the aluminum alloy casting has almost the same mechanical strength as cast iron (JIS: FC200), which is a conventional material, it has a problem that adhesive wear occurs due to its low melting point. Therefore, when the refrigerant HFC-134a having poor lubricating performance is used, sufficient wear resistance cannot be ensured only with the aluminum alloy casting, and the durability of the compressor itself cannot be improved.
[0009]
In addition, when fiber-reinforced metal is used, such as in automobile engines, the strength of the fiber-reinforced metal part is reduced due to the fact that the fibers are ubiquitous at the time of metal casting and the directions of the respective fibers with respect to the sliding surface are different. There was a problem that a uniform product could not be obtained.
[0010]
Therefore, it is necessary to optimize the sliding material of the compressor for the above-described refrigerant containing no chlorine and having poor lubricity.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and aims at optimizing a sliding material for a compressor using refrigerant HFC-134a to improve the durability of the compressor.
[0012]
[Means for solving the problem]
In order to solve the above problems, a compressor of the present invention has a configuration in which a gas to be compressed is a refrigerant HFC-134a, a piston is formed of cast iron (JIS: FC200), and a cylinder is formed of an aluminum alloy casting. A preform of a ceramic foam having a porosity of 70 to 90% is cast on the sliding inner peripheral surface.
[0013]
In order to solve the above-mentioned problems, a compressor of the present invention has a configuration in which a gas to be compressed is a refrigerant HFC-134a and a piston is formed of cast iron (JIS: FC200). A preform of a foamed metal body of a nickel-chromium alloy having a porosity of 80 to 98% is cast on an inner peripheral surface that slides.
[0014]
In order to solve the above-mentioned problems, a compressor of the present invention has a configuration in which a gas to be compressed is a refrigerant HFC-134a and a piston is formed of cast iron (JIS: FC200). A hollow cylindrical part made of iron is cast on the sliding inner peripheral surface.
[0015]
[Action]
The present invention uses a structure in which a piston is formed of cast iron (JIS: FC200), a cylinder is formed of an aluminum alloy casting, and a preform of a ceramic foam is cast on an inner peripheral surface sliding with the piston. By doing so, the mechanical strength of the cylinder is uniformly improved while the heat radiation property equivalent to that of an aluminum alloy casting is ensured, and the amount of wear at the contact portion between the piston and the cylinder is reduced. As a result, the durability of the compressor is improved.
[0016]
Further, in a configuration in which the piston is formed of cast iron (JIS: FC200), a cylinder is formed of an aluminum alloy casting, and a metal foam of a nickel-chromium alloy having a porosity of 80 to 98% is formed on an inner peripheral surface sliding with the piston. By using a cast product of the above preform, the hardness of the cylinder is uniformly improved while the heat radiation property of an aluminum alloy casting is secured, and the amount of wear at the contact portion between the piston and the cylinder is reduced. As a result, the durability of the compressor is improved.
[0017]
Further, in a configuration in which the piston is formed of cast iron (JIS: FC200), a cylinder is formed of an aluminum alloy casting, and a hollow cylindrical component made of iron is cast on an inner peripheral surface that slides with the piston. Thereby, the melting point of the cylinder is maintained at the same level as that of the conventional cast iron (JIS: FC200), and the amount of wear at the contact portion between the piston and the cylinder is reduced, while ensuring the heat radiation property of the aluminum alloy casting. As a result, the durability of the compressor is improved.
[0018]
【Example】
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a sectional view of the compressor of the present invention. 1 is a compressor. 2 is a rotor, 3 is a stator, and the
[0020]
Here, FIG. 2 shows an enlarged sectional view of the cylinder 11 of the present embodiment. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the inner peripheral surface composite layer 11a taken along the line AA ′ of the present embodiment. The cylinder base 11b is made of an aluminum alloy, and constitutes most of the cylinder 11. The cylinder 11 forms an alumina foam preform 11c having a wire diameter of 3 μm and a length of 500 μm, and impregnates the aluminum alloy 11d by casting to form a composite. This inner peripheral surface composite layer contains 10% by volume of an alumina foam.
[0021]
Here, the thermal conductivity of alumina is about 1/5 to 1/3 of that of an aluminum alloy casting, but in this embodiment, a preform of an alumina foam having a porosity of 90% is placed near the inner peripheral surface. Since it is applied only to the aluminum alloy casting, it can be said that the thermal conductivity is almost the same as that of the aluminum alloy casting. As a result, the thermal conductivity can be as high as that of an aluminum alloy casting, and is two to three times the thermal conductivity of the conventional cast iron (JIS: FC200), and the heat dissipation is improved.
[0022]
In addition, by using an alumina foam having high rigidity and high-temperature strength near the inner peripheral surface of the cylinder, the strength does not decrease to near the melting point of the base material (about 600 ° C.), so that adhesive wear can be prevented. . Moreover, the fatigue strength is about 4 to 5 × 10 2 , which is 10 times or more as compared with that of the conventional material, cast iron (JIS: FC200), so that the long-term durability of the cylinder can be maintained.
[0023]
As described above, in the present embodiment, in the configuration in which the gas to be compressed is HFC-134a and the
[0024]
Although the preform of the alumina foam having a porosity of 90% is used according to this embodiment, the same effect can be obtained even if the porosity is 70 to 90%.
[0025]
Further, according to this embodiment, the inner peripheral surface composite layer is made of an alumina foam, but the same effect can be obtained by using a silicon carbide foam or an alumina / silica foam.
[0026]
Further, according to the present embodiment, after forming the preform 11c of the alumina foam, the aluminum alloy 11d is impregnated by casting to form a composite. However, the same effect can be obtained by using the die casting method.
[0027]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0028]
FIG. 4 shows a sectional view of the compressor of the present invention.
Here, FIG. 5 shows an enlarged sectional view of the
[0029]
Here, the thermal conductivity of the nickel-chromium alloy is about 1/2 to 2/3 of that of the aluminum alloy casting, but in this embodiment, the metal foam having a porosity of 82% is placed only near the inner peripheral surface. Therefore, it can be said that the thermal conductivity is substantially equal to that of the aluminum alloy casting. As a result, the thermal conductivity can be as high as that of an aluminum alloy casting, and is about two to three times the thermal conductivity of the conventional cast iron (JIS: FC200), and the heat dissipation is improved.
[0030]
Further, the hardness in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylinder is HV200 to 400, which is about twice as large as that of the conventional cast iron (JIS: FC200), and the wear resistance is improved. As the hardness increases, the compressive strength also increases, so that it can be used for a high-output compressor.
[0031]
As described above, in the present embodiment, in the configuration in which the compressed gas is HFC-134a and the
[0032]
According to the present embodiment, the nickel chromium
[0033]
According to this embodiment, the same effect can be obtained even if the porosity of the nickel-chromium alloy metal foam is 80 to 98%.
[0034]
The nickel-chromium alloy in this embodiment contains 35% by weight of chromium, but the same effect can be obtained with a nickel-chromium alloy containing 25 to 45% of chromium.
[0035]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0036]
FIG. 7 shows a sectional view of the compressor of the present invention.
Here, FIG. 8 shows an enlarged vertical sectional view of the
[0037]
Here, since the thermal conductivity of the cast iron (JIS: FC200) is about 1/3 to 1/2 compared to the aluminum alloy casting, in this embodiment, the cast iron (JIS: FC200) is placed only near the inner peripheral surface. Therefore, it can be said that the thermal conductivity is substantially equal to that of the aluminum alloy casting. As a result, the thermal conductivity can be as high as that of an aluminum alloy casting, and is about two to three times the thermal conductivity of the conventional cast iron (JIS: FC200), and the heat dissipation is improved.
[0038]
Further, by using a cast iron (JIS: FC200) in the vicinity of the inner peripheral surface, the inner peripheral surface, that is, the sliding surface has a melting point (1420 to 1550 ° C.) without lowering the melting point (140 to 1550 ° C.). To a high degree and adhesive wear is suppressed.
[0039]
As described above, in the present embodiment, a hollow cylindrical cast iron (JIS) is used for the
[0040]
In this embodiment, the cost is relatively low, and in addition to the above-described casting method, a cylinder is formed by a die casting method or a method of press-fitting a hollow
[0041]
Further, according to the present embodiment, the hollow cylindrical component is formed from cast iron (JIS: FC200), but the same effect can be obtained by using an iron material having a melting point higher than that of an aluminum alloy casting.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cylinder is formed from an aluminum alloy casting, and a preform of a ceramic foam having a porosity of 70 to 90% is cast on the inner peripheral side of the cylinder, whereby the aluminum is cast. Uniformly improved mechanical strength while maintaining heat dissipation comparable to alloy castings, improved piston and cylinder sliding conditions even under severe conditions using refrigerant HFC134a, and as a result, improved compressor durability can do.
[0043]
Further, by using a cylinder formed of an aluminum alloy casting and casting a metal foam of a nickel-chromium alloy having a porosity of 80 to 98% on the inner peripheral side thereof, the heat radiation property of the aluminum alloy casting can be improved. While maintaining the hardness, the hardness is uniformly improved, and the sliding state between the piston and the cylinder can be improved even under severe conditions using the refrigerant HFC134a, and as a result, the durability of the compressor can be improved.
[0044]
In addition, the cylinder is made of an aluminum alloy casting, and the inner peripheral side of the cylinder is cast with a hollow cylindrical part made of iron. Even under severe conditions using the refrigerant HFC134a, the sliding state between the piston and the cylinder can be improved, and as a result, the durability of the compressor can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a compressor using a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a cylinder in the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the inner peripheral composite layer taken along line AA ′ in the example. FIG. 4 is a cross-sectional view of a compressor using the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the inner peripheral surface composite layer taken along the line AA ′ in the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of a cylinder in a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a sectional view of a conventional compressor.
8 piston 7 cylinder
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