JPH04284185A

JPH04284185A - 圧縮機

Info

Publication number: JPH04284185A
Application number: JP4662991A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takaichi; 健二高市; Toshikazu Sakai; 寿和境
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1992-10-08

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】さらに具体的には、代表的なＣＦＣ冷媒で
あるジクロロジフルオロメタン（以下ＣＦＣ１２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ＨＦＣ１３４ａと称する）への変更
が検討されている。

【０００４】ところが、ＨＦＣ１３４ａ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ＤｕＰｏｎｔ社の　　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　　Ｄｉｓｃ
ｌｏｓｕｒｅの記載によれば、ＨＦＣ１３４ａ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ＨＦ
Ｃ１３４ａ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ＨＦＣ１３４ａ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　Ｃｏｎｆｅｒａｎｃｅ１
９９０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Ｃ
ＦＣ１２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に焼き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ＣＦＣ１２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。

【０００８】従来、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。

【０００９】

【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ＣＦＣ１２とナフテン系鉱油を
前提に考えられており、冷媒ＨＦＣ１３４ａ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）。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。

【００１０】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
ＨＦＣ１３４ａ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。

【００１１】

【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
びモータ部を有し、前記機械部とモータ部を収納する密
閉シェルは鋼を素材として内壁表面にフッ素樹脂皮膜処
理を施し、その接合部が鋼を素材とする側で溶接され、
かつその溶接部がシェルに溶接されているものである。

【００１２】

【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ことを防ぐとともに、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。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例である冷媒ＨＦＣ１３
４ａを適用した圧縮機について図面を参照しながら説明
するが、従来例と同じものは同一番号を付して説明を省
略する。

【００１４】図１に本発明の一実施例の圧縮機の断面図
を示す。２０は本発明の圧縮機である。２１は密閉シェ
ル、３は密閉シェル２１にスポット溶接されたステータ
、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２１に溶接された吸入管である。そして、
２１ａは密閉シェルの内壁表面に施されたフッ素樹脂皮
膜である。

【００１５】図２は図１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。

【００１６】このような樹脂皮膜２１ａを有する鋼板を
用いて密閉シェル２１を形成する時に最も問題となるの
は、鋼板の接合部である。接合部は図２に示すように鋼
板２１の両端を樹脂皮膜２１ａが内面になるようにして
曲げ密着し、さらにその曲げ密着部分を胴部分に密着す
るように曲げ形成する。そして、その２箇所の金属密着
面をアーク溶接等で完全にシールする。２２はアーク溶
接等で使用されるロー材である。また、図３はＢ部の拡
大図であるが、同様の加工法による別な鋼板のシール部
である。この様な加工法によれば、密閉シェル２１に必
要な機械強度や密閉性が充分に確保される。

【００１７】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Ｈ
ＦＣ１３４ａ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５
ａのポンプ効果で密閉シェル２１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。

【００１８】ここで、密閉シェル２１を形成する鋼板は
、従来と同じ鋼板（ＪＩＳ：ＳＰＨＣ材）を素材とし圧
延時にフッ素樹脂層をはさみ込んで押し出しされたもの
を、樹脂層で二層に分割したものである。その形成され
た樹脂皮膜付き鋼板をプレス加工、溶接加工等を施して
密閉シェル２１を成形する。

【００１９】次に本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
ＨＦＣ１３４ａ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２
１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ＨＦＣ１３４ａ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。

【００２０】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。

【００２１】そこで、圧縮機２０の潤滑油１７と最も接
触面積の大きい密閉シェル２１の内壁面の金属活性を下
げるために、近年高い防錆力で知られるようになったフ
ッ素樹脂皮膜２１ａを形成させたのが本実施例である。前記のエ−ジング法を用いて、無処理の鋼板（ＪＩＳ：
ＳＰＨＣ材）とフッ素樹脂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、フッ素
樹脂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２１の内
壁面にフッ素樹脂皮膜２１ａ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。

【００２２】以上のように本実施例によれば、密閉シェ
ル２１の内壁面にフッ素樹脂皮膜２１ａを形成すること
により密閉シェル２１の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２１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２０の耐
久性を向上させることができる。

【００２３】なお、本実施例によれば樹脂と金属との固
有振動数の差により、モーター部や機械部で発生する断
続音や連続的でない振動が低減される効果もある。

【００２４】また、本実施例では、密閉シェル内壁面の
防錆皮膜としてフッ素樹脂皮膜を形成したが、使用温度
が低い場合には同類の防錆皮膜であり防錆能力がやや劣
るが価格が安価なポリプロピレン樹脂皮膜等を用いても
同様の効果が期待できるものと考える。

【００２５】以上のように本実施例によれば、密閉シェ
ル２１の内壁面にフッソ樹脂皮膜２１ａを形成すること
により密閉シェル２１の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２１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。

【００２６】

【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を有し、前記
機械部とモータ部を収納する密閉シェルは鋼を素材とし
て内壁表面にフッ素樹脂皮膜処理を施し、その接合部が
鋼を素材とする側で溶接され、かつその溶接部がシェル
に溶接されているので、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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】１）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、非摺動面を樹
脂層が残っている鋳肌面のまま残しておく。

【００３０】２）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。

【００３１】３）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】本発明の実施例における圧縮機の断面図

【図２
】図１の部分断面図

【図３】図１の部分拡大断面図

【図４】従来例における圧縮機の断面図

【図５】図４の
部分断面図

【符号の説明】

１４　　　　モータ部１５　　　　機械部２１　　　　密閉シェル２１ａ　　フッ素樹脂皮膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　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
及びモータ部を有し、前記機械部とモータ部を収納する
密閉シェルは鋼を素材として内壁表面にフッ素樹脂皮膜
処理を施し、その接合部が鋼を素材とする側で溶接され
、かつその溶接部がシェルに溶接されていることを特徴
とする圧縮機。