JPH04228887A - 圧縮機 - Google Patents

圧縮機

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JPH04228887A
JPH04228887A JP40813090A JP40813090A JPH04228887A JP H04228887 A JPH04228887 A JP H04228887A JP 40813090 A JP40813090 A JP 40813090A JP 40813090 A JP40813090 A JP 40813090A JP H04228887 A JPH04228887 A JP H04228887A
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JP
Japan
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oil
compressor
wall surface
organic acid
closed shell
Prior art date
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Pending
Application number
JP40813090A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikazu Sakai
寿和 境
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Refrigeration Co filed Critical Matsushita Refrigeration Co
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Publication of JPH04228887A publication Critical patent/JPH04228887A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00Fluid
    • F04C2210/26Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/04Phosphor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12Coating

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  • Compressor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、クロロフルオロカ−ボン(以下C
FCと称する)の影響によるオゾン層破壊及び地球の温
暖化等の環境問題が注目されている。このような観点よ
り、冷媒であるCFCの使用量削減が、極めて重要なテ
−マとなってきている。従来、CFCとして使用されて
来た完全ハロゲン化炭素化合物は、少なくとも水素を1
個以上含むハロゲン化炭素化合物に代替化が図られつつ
ある。
【0003】具体的には、代表的なCFC冷媒であるジ
クロロジフルオロメタン(以下R12と称する)は、オ
ゾン破壊に対する影響の少ない水素を2個含むハロゲン
化炭素化合物である1、1、1、2テトラフルオロエタ
ン(以下R134aと称する)への変更が検討されてい
る。
【0004】ところが、R134aを適用する場合種々
の課題が発生する。例えば、1978年10月発行のD
uPont社の  Research  Disclo
sureの記載によれば、R134aは従来のどのよう
な油とも相溶性が悪く全ての温度域で二層分離を生じ、
唯一グリコール系油にのみ溶解する。しかし、グリコー
ル系油は電気絶縁性が劣るためモータ部を内蔵する冷蔵
庫用圧縮機等の密閉型圧縮機への適用が困難である。
【0005】そこで、その後エステル系油を中心に検討
が進んでいる。例えば、米国特許4851144号  
においてエステル系油とグリコール系油の混合物がR1
34aに溶解することが示されている。そして、最近の
研究ではエステル系油単品でもR134aに溶解するも
のが見出され、その適用検討が推進されている。例えば
、Pudue CFC Conferance1990
年7月開催の予稿集p190〜195で報告されている
。さらに、エステル系油での問題点であった加水分解特
性の改善のために、加水分解しても二酸化炭素しか発生
しないようなカーボネート構造を有するような新種のエ
ステル系油も提案されつつある。
【0006】ここで、図面を参照しながら従来の冷媒R
12用圧縮機の一例について説明する。図4に従来の圧
縮機の断面図を示す。1は圧縮機である。2は密閉シェ
ル、3は密閉シェル2に焼ばめされたステータ、4はス
テータ3と一対でモータ部14を構成するロータ、5は
ロータ4に焼ばめされたシャフトである。また6はシャ
フト5の偏心部に組み込まれたローラ、7はローラ6を
収納するシリンダ、8はシャフト5の主軸受、9はシャ
フト5の副軸受、10は副軸受9に圧入されまた密閉シ
ェル2に溶接された吸入管である。
【0007】図5は図4のA−A断面図であり、ベーン
13がシリンダ7の溝内に収納されかつその先端部がロ
ーラ6の外周部と摺接している。そして、シャフト5、
ロ−ラ6、シリンダ7、主軸受8、副軸受9、ベ−ン1
3で機械部15を構成する。次にその動作について説明
する。ステータ3とロータ4で構成するモータによりシ
ャフト5が回転し、これに伴ってローラ6が偏心回転す
ることにより、吸入管10を通ってシリンダ7内に導入
された冷媒ガスR12が圧縮される。
【0008】また、シャフト5が回転することによりシ
ャフト5の外周に形成されたらせん溝5aのポンプ効果
で密閉シェル2の底部にある潤滑油(ナフテン系鉱油)
11が給油管12を通ってシャフト5、副軸受9、主軸
受8に供給され、さらに各部のクリアランスを通って機
械部全体へ供給される。
【0009】この、密閉シェル2は、鋼板(JIS:S
PHC材)を素材としプレス加工、溶接加工等を施して
成形され、工場内搬送時に防錆油を塗布した後は、機械
部、モータ部組み込み後洗浄し、防錆のため外表面に塗
装を施すのみである。従って、密閉シェル2の内壁面は
、加工面のままである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な構成は、従来の冷媒R12とナフテン系鉱油を前提
に考えられており、冷媒R134aとエステル系油やグ
リコール系油を使用した場合は次の様な問題が生じる。 エステル系油やグリコール系油は、水との親和性が高く
ナフテン系鉱油の数十から数百倍の水分を含む。また、
これら油は含酸素極性基であるエステル結合やエーテル
結合をもつ。従って、圧縮機が高温で使われ、油が加水
分解あるいは熱分解の化学反応を起こした場合、有機酸
が発生し易い。そして、その反応で生じた酸が触媒作用
を持ち、さらに多量の酸や有害物質を生じさせる(参照
文献:潤滑第23巻第1号  p30  平野他、およ
び冷凍第65巻756号  p1047  銅屋他)。
【0011】この結果、潤滑油の潤滑性が低下して機械
部の摩耗が増大したり、反応により生成する有機酸、有
機酸塩およびこれらの重合物が冷凍システム配管中で析
出分離し、流路抵抗となりシステム性能を低下させるな
どの耐久性低下を招く。
【0012】そこで、この様な油の劣化が生じ難い圧縮
機仕様が望まれていた。本発明は上記課題に鑑み、冷媒
R134aを使用する圧縮機に対して油劣化を抑制する
仕様を提案し圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の圧縮機は、圧縮機の構成要素として機械部及
びモータ部と、鋼を素材として内壁表面に防錆処理を施
し前記機械部とモータ部を密閉する密閉シェルからなる
ものである。
【0014】また、防錆処理として密閉シェルの内壁表
面にリン酸塩皮膜処理を施したものである。
【0015】また、防錆処理として密閉シェルの内壁表
面に酸化処理を施したものである。
【0016】
【作用】本発明は上記した構成によって、密閉シェル内
壁面が油劣化反応の触媒となるのを防ぐとともに、油の
分解により発生する有機酸が密閉シェルを腐蝕するのを
防ぎ、油の劣化反応の抑制及び有機酸塩等の析出の抑制
を図り、圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【0017】
【実施例】以下本発明の第一の実施例である冷媒R13
4aを適用した圧縮機について図面を参照しながら説明
する。
【0018】図1に本発明の第一の実施例の圧縮機の断
面図を示す。1は圧縮機である。14は密閉シェル、3
は密閉シェル14に焼ばめされたステータ、4はステー
タ3と一対でモータ部14を構成するロータ、5はロー
タ4に焼ばめされたシャフトである。また6はシャフト
5の偏心部に組み込まれたローラ、7はローラ6を収納
するシリンダ、8はシャフト5の主軸受、9はシャフト
5の副軸受、10は副軸受9に圧入されまた密閉シェル
16に溶接された吸入管である。そして、16aは密閉
シェルの内壁表面に施されたリン酸マンガン皮膜である
【0019】図2は図1のB−B断面図であり、ベーン
13がシリンダ7の溝内に収納されかつその先端部がロ
ーラ6の外周部と摺接している。そして、シャフト5、
ロ−ラ6、シリンダ7、主軸受8、副軸受9、ベ−ン1
3で機械部15を構成する。次にその動作について説明
する。ステータ3とロータ4で構成するモータによりシ
ャフト5が回転し、これに伴ってローラが偏心回転する
ことにより、吸入管10を通ってシリンダ7内に導入さ
れた冷媒ガスR134aが圧縮される。また、シャフト
5が回転することによりシャフト5の外周に形成された
らせん溝5aのポンプ効果で密閉シェル16の底部にあ
る潤滑油(エステル系油)17が給油管12を通ってシ
ャフト5、副軸受9、主軸受8に供給され、さらに各部
のクリアランスを通って機械部全体へ供給される。
【0020】ここで、密閉シェル16は、従来と同じ鋼
板(JIS:SPHC材)を素材としプレス加工、溶接
加工等を施して成形された後、浸漬法(パ−カ−加工製
パ−コリュ−ブライト処理)によりその内壁面全体に厚
さ約5μmのリン酸マンガン皮膜16aを生成させたも
のである。
【0021】次に第一の実施例の効果について説明する
。前記したようにエステル系油は、水との親和性が高く
ナフテン系鉱油の数十倍の水分を含み、かつ含酸素極性
基であるエステル結合をもつため、圧縮機が高温で使わ
れ、油が加水分解あるいは熱分解の化学反応を起こした
場合、有機酸が発生し易い。そして、その反応で生じた
酸が触媒作用を持ち、さらに多量の酸や有害物質を生じ
させる。また、このような劣化反応は、エステル系油と
冷媒R134aの混合物を圧縮機の使用温度より厳しい
温度条件下でエ−ジングするだけで短期間に再現できる
。例えば、冷凍冷蔵装置等に用いられる本実施例の圧縮
機は、最も厳しい条件で使用された場合、密閉シェル1
6の外表面の温度が約100℃となるが、この温度では
前記の劣化反応は数ケ月から数年の後に顕著に現われる
。これを短期間で評価するために、通常、エステル系油
と冷媒R134aの混合物、及び圧縮機内で使用されて
いる金属材料を150〜200℃でエ−ジングしてその
特性変化を詳細に測定、分析する。
【0022】そして、このエ−ジング法をもちいて油の
劣化について鋭意検討した結果、活性な金属表面の触媒
作用により劣化速度が数倍に促進されていることがわか
った。また、油の劣化により生成した有機酸の一部は金
属表面に吸着しており、金属表面を腐蝕し有機酸塩とな
り油を着色させるとともに析出分離して固形物を発生さ
せることがわかった。
【0023】そこで、圧縮機の潤滑油と最も接触面積の
大きい密閉シェルの内壁面の金属活性を下げるために、
比較的安価で簡易的な防錆に用いられるリン酸マンガン
皮膜を形成させたのが第一の実施例である。前記のエ−
ジング法を用いて、無処理の鋼板(JIS:SPHC材
)とリン酸マンガン皮膜を全面に形成した鋼板(JIS
:SPHC材)との比較を行なった結果、リン酸マンガ
ン皮膜を全面に形成したものは無処理に対して劣化反応
速度が約1/3となり、油の着色や固形物の発生もかな
り抑制できた。従って、圧縮機の密閉シェルの内壁面に
リン酸マンガン皮膜を形成した場合にも同様の効果が得
られるものと考える。
【0024】以上のように本実施例によれば、密閉シェ
ル内壁面にリン酸マンガン皮膜を形成することにより密
閉シェル内壁面が油劣化反応の触媒となるのを防ぐとと
もに、油の分解により発生する有機酸が密閉シェルを腐
蝕するのを防ぎ、油の劣化反応の抑制及び有機酸塩等の
析出の抑制を図り、圧縮機の耐久性を向上させるもので
ある。
【0025】また、本実施例では、密閉シェル内壁面の
防錆皮膜としてリン酸マンガン皮膜を形成したが、同類
の防錆皮膜であり防錆能力や価格がほぼ同じリン酸亜鉛
皮膜等のリン酸塩皮膜を用いれば同様の効果が期待でき
るものと考える。以下本発明の第二の実施例である冷媒
R134aを適用した圧縮機について図面を参照しなが
ら説明する。尚、第一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。
【0026】図3に本発明の第二の実施例の圧縮機の断
面図を示す。16は密閉シェル、16bは密閉シェルの
内壁表面に施された酸化鉄皮膜である。密閉シェル16
は、従来と同じ鋼板(JIS:SPHC材)を素材とし
プレス加工、溶接加工等を施して成形された後、黒染処
理(パ−カ−加工製パ−カ化染処理)によりその内壁面
全体に厚さ約20μmの酸化鉄皮膜16bを生成させた
ものである。
【0027】次に第二の実施例の効果について説明する
。前記した圧縮機の潤滑油であるエステル系油の劣化反
応を抑制するため、潤滑油と最も接触面積の大きい密閉
シェルの内壁面の金属活性を下げるために、比較的安価
で簡易的な防錆に用いられる酸化鉄皮膜を形成させたの
が第二の実施例である。第一の実施例と同様に前記のエ
−ジング法を用いて、無処理の鋼板(JIS:SPHC
材)と酸化鉄皮膜を全面に形成した鋼板(JIS:SP
HC材)との比較を行なった結果、酸化鉄皮膜を全面に
形成したものは無処理に対して劣化反応速度が約1/2
となり、油の着色や固形物の発生もかなり抑制できた。 従って、圧縮機の密閉シェルの内壁面に酸化鉄皮膜を形
成した場合にも同様の効果が得られるものと考える。ま
た、酸化鉄皮膜はリン酸マンガン皮膜に比べて強酸にも
強いことから、圧縮過程で高温となり冷媒R134aが
分解してフッ酸が発生するような厳しい条件でもその特
性が維持されることが期待できる。
【0028】以上のように本実施例によれば、密閉シェ
ル内壁面に酸化鉄皮膜を形成することにより密閉シェル
内壁面が油劣化反応の触媒となるのを防ぐとともに、油
の分解により発生する有機酸が密閉シェルを腐蝕するの
を防ぎ、油の劣化反応の抑制及び有機酸塩等の析出の抑
制を図り、圧縮機の耐久性を向上させるものであり、冷
媒が分解するような厳しい条件でも耐久性を向上が期待
できるものである。
【0029】
【発明の効果】以上のように本実施例よれば、被圧縮ガ
スを冷媒1、1、1、2テトラフルオロエタンとし、圧
縮機の構成要素として機械部及びモータ部と、前記機械
部とモータ部を密閉する密閉シェルからなる圧縮機にお
いて、鋼を素材とする前記密閉シェルの内壁表面に防錆
処理を施すことにより密閉シェル内壁面が油劣化反応の
触媒となるのを防ぐとともに、油の分解により発生する
有機酸が密閉シェルを腐蝕するのを防ぎ、油の劣化反応
の抑制及び有機酸塩等の析出の抑制を図り、圧縮機の耐
久性を向上させるものである。
【0030】なお、本実施例では潤滑油としてエステル
系油を使用した場合の効果を説明したが、前記したよう
にグリコ−ル系油も同様な劣化反応が起こることから、
ほぼ同じ効果が得られる。
【0031】また、本実施例では密閉シェルの内壁面の
触媒効果に着目して密閉シェルの内壁表面の防錆処理を
検討したが、機械部の触媒効果を低減する以下の仕様を
併用すれば本実施例の効果がより明確に得られるものと
考える。
【0032】すなわち、機械部非摺動面の触媒効果を低
減するために、機械部部品を鋳鉄材料で形成し、非摺動
面を酸化鉄層が残っている鋳肌面のまま残しておく。
【0033】また、機械部摺動面の触媒効果を低減する
ために、機械部部品の表面をセラミックス等の非金属材
料で形成する。
【0034】また、機械部摺動面の触媒効果を低減する
ために、潤滑油中に極圧剤を添加し摺動面の発熱で極圧
剤と摺動面を反応させ、リン酸鉄や二硫化モリブデン等
の極圧皮膜を形成し潤滑油が機械部摺動面に直接接触す
るのを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例における圧縮機の断面図
【図2】図1のB−B線断面図
【図3】本発明の他の実施例における圧縮機の断面図

図4】従来例における圧縮機の断面図
【図5】図4のA
−A線の断面図
【符号の説明】
14    モータ部 15    機械部 16    密閉シェル 16a  リン酸マンガン皮膜 16b  酸化鉄皮膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  冷媒1、1、1、2テトラフルオロエ
    タンからなる被圧縮ガスと、圧縮機の構成要素として機
    械部及びモータ部と、鋼を素材として内壁表面に防錆処
    理を施した前記機械部とモータ部を密閉する密閉シェル
    とからなる圧縮機。
  2. 【請求項2】  密閉シェルが鋼を素材として、内壁表
    面にリン酸塩皮膜処理を施したものであることを特徴と
    する請求項1記載の圧縮機。
  3. 【請求項3】  密閉シェルが鋼を素材として、内壁表
    面に酸化処理を施したものであることを特徴とする請求
    項1記載の圧縮機。
JP40813090A 1990-12-27 1990-12-27 圧縮機 Pending JPH04228887A (ja)

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JP40813090A JPH04228887A (ja) 1990-12-27 1990-12-27 圧縮機

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0523839A2 (en) * 1991-06-07 1993-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Refrigerant compressor using refrigerant HFC134a or HFC152a

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0523839A2 (en) * 1991-06-07 1993-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Refrigerant compressor using refrigerant HFC134a or HFC152a
EP0523839A3 (ja) * 1991-06-07 1994-08-03 Toshiba Kk

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