JPH11236890A - ベーンおよびそれを使用した冷媒圧縮機 - Google Patents
ベーンおよびそれを使用した冷媒圧縮機Info
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- JPH11236890A JPH11236890A JP3875798A JP3875798A JPH11236890A JP H11236890 A JPH11236890 A JP H11236890A JP 3875798 A JP3875798 A JP 3875798A JP 3875798 A JP3875798 A JP 3875798A JP H11236890 A JPH11236890 A JP H11236890A
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷凍機油としてエステル系冷凍機油を用い、
ＨＦＣ系冷媒を使用した場合でも、ベーンの表面の摺動
部における摩擦係数が低く、耐摩耗性が高いベーンおよ
びそれを備えた冷媒圧縮機を提供すること。 【解決手段】 金属部材を３００〜６５０℃の温度で、
アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の表面に
０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を
行って窒化したベーン、あるいはさらにその上にＣｒＮ
あるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたベーンお
よびそれを備えた冷媒圧縮機により課題を解決できる。
ＨＦＣ系冷媒を使用した場合でも、ベーンの表面の摺動
部における摩擦係数が低く、耐摩耗性が高いベーンおよ
びそれを備えた冷媒圧縮機を提供すること。 【解決手段】 金属部材を３００〜６５０℃の温度で、
アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の表面に
０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を
行って窒化したベーン、あるいはさらにその上にＣｒＮ
あるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたベーンお
よびそれを備えた冷媒圧縮機により課題を解決できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベーンおよびそれ
を使用した冷媒圧縮機に関するものであり、さらに詳し
くはベーンの摺動面の耐摩耗性を向上したベーン、およ
びオゾン層を破壊する危険がないＨＦＣ系冷媒などを使
用する冷凍装置に使用される冷媒圧縮機であって、摺動
面の耐摩耗性を向上した冷媒圧縮機に関するものであ
る。
を使用した冷媒圧縮機に関するものであり、さらに詳し
くはベーンの摺動面の耐摩耗性を向上したベーン、およ
びオゾン層を破壊する危険がないＨＦＣ系冷媒などを使
用する冷凍装置に使用される冷媒圧縮機であって、摺動
面の耐摩耗性を向上した冷媒圧縮機に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】冷凍機の冷媒としては従来ジクロロジフ
ルオロメタン（Ｒ−１２）や共沸混合冷媒のＲ−２２と
モノクロロペンタフルオロエタン（Ｒ−１１５ａ）とか
らなるＲ−５０２が用いられており、これらの冷媒は、
通常の冷凍装置に好適であり、冷媒と相溶性のある鉱物
油やアルキルベンゼン系油等の冷凍機油を使用した冷凍
サイクルは、信頼性、耐久性など高い品質レベルに至っ
ている。
ルオロメタン（Ｒ−１２）や共沸混合冷媒のＲ−２２と
モノクロロペンタフルオロエタン（Ｒ−１１５ａ）とか
らなるＲ−５０２が用いられており、これらの冷媒は、
通常の冷凍装置に好適であり、冷媒と相溶性のある鉱物
油やアルキルベンゼン系油等の冷凍機油を使用した冷凍
サイクルは、信頼性、耐久性など高い品質レベルに至っ
ている。
【０００３】しかしながら、上記の冷媒は、オゾン破壊
が高く、大気中に放出されて地球上空のオゾン層に到達
すると、このオゾン層を破壊する。このオゾン層の破壊
は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引き起こされる。そこ
で、塩素基の含有量の少ない冷媒、例えばクロロジフル
オロメタン（ＨＣＦＣ−２２、Ｒ−２２）、塩素基を含
まない冷媒、例えはジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２、
Ｒ−３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５、
Ｒ−１２５）や１，１，１，２−テトラフルオロエタン
（ＨＦＣ−１３４ａ、Ｒ−１３４ａ）などがこれらの代
替冷媒（以下、ＨＦＣ系冷媒と称す）として考えられて
いる。ＨＦＣ系冷媒に対して使用される冷凍機油として
は、ＨＦＣ系冷媒と相溶性のない鉱物油やアルキルベン
ゼン系油などや、ＨＦＣ系冷媒と相溶性のあるエステル
系冷凍機油、エーテル系冷凍機油、それらの混合油など
がある。
が高く、大気中に放出されて地球上空のオゾン層に到達
すると、このオゾン層を破壊する。このオゾン層の破壊
は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引き起こされる。そこ
で、塩素基の含有量の少ない冷媒、例えばクロロジフル
オロメタン（ＨＣＦＣ−２２、Ｒ−２２）、塩素基を含
まない冷媒、例えはジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２、
Ｒ−３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５、
Ｒ−１２５）や１，１，１，２−テトラフルオロエタン
（ＨＦＣ−１３４ａ、Ｒ−１３４ａ）などがこれらの代
替冷媒（以下、ＨＦＣ系冷媒と称す）として考えられて
いる。ＨＦＣ系冷媒に対して使用される冷凍機油として
は、ＨＦＣ系冷媒と相溶性のない鉱物油やアルキルベン
ゼン系油などや、ＨＦＣ系冷媒と相溶性のあるエステル
系冷凍機油、エーテル系冷凍機油、それらの混合油など
がある。
【０００４】従来、ロータリ式圧縮機のベーンは、ＳＫ
Ｈ５１などを使用し耐摩耗性の向上を計るために、イオ
ン窒化処理、ＣｒＮコーテイング処理などの表面処理が
行われたり、アルミ含浸カーボン材や繊維強化アルミ材
を用いたベーンが用いられていた。しかし、冷媒がＨＦ
Ｃ系冷媒に替わり、冷凍機油がエステル系冷凍機油やエ
ーテル系冷凍機油に移行すると、これら従来の表面処
理、例えば、イオン窒化処理の場合は摩擦係数が高いた
めに、冷凍回路内に水分が存在し、摩擦により高温にな
るとエステル系冷凍機油やエーテル系冷凍機油が加水分
解されて酸が発生し、発生した酸により金属石鹸などの
スラツジが形成され、このスラッジがベーンの表面の摺
動部に堆積したり、腐食、摩耗するなどの問題がある。
また、ＣｒＮコーテイング処理の場合は、被膜が運転中
に剥離する問題やコーテイング被膜厚のバラツキにより
生産対応しにくい問題がある。またアルミ含浸カーボン
材や繊維強化アルミ材を用いたベーンは、機械的強度や
耐摩耗性が不足し、かつ相手のローラへの攻撃性がある
ので、これらのベーンを備えたロータリ圧縮機は長期に
亘り安定して運転できなかった。
Ｈ５１などを使用し耐摩耗性の向上を計るために、イオ
ン窒化処理、ＣｒＮコーテイング処理などの表面処理が
行われたり、アルミ含浸カーボン材や繊維強化アルミ材
を用いたベーンが用いられていた。しかし、冷媒がＨＦ
Ｃ系冷媒に替わり、冷凍機油がエステル系冷凍機油やエ
ーテル系冷凍機油に移行すると、これら従来の表面処
理、例えば、イオン窒化処理の場合は摩擦係数が高いた
めに、冷凍回路内に水分が存在し、摩擦により高温にな
るとエステル系冷凍機油やエーテル系冷凍機油が加水分
解されて酸が発生し、発生した酸により金属石鹸などの
スラツジが形成され、このスラッジがベーンの表面の摺
動部に堆積したり、腐食、摩耗するなどの問題がある。
また、ＣｒＮコーテイング処理の場合は、被膜が運転中
に剥離する問題やコーテイング被膜厚のバラツキにより
生産対応しにくい問題がある。またアルミ含浸カーボン
材や繊維強化アルミ材を用いたベーンは、機械的強度や
耐摩耗性が不足し、かつ相手のローラへの攻撃性がある
ので、これらのベーンを備えたロータリ圧縮機は長期に
亘り安定して運転できなかった。
【０００５】圧縮機用摺動部品の耐摩耗性を向上するた
めに、摺動部品の母材上に窒化層を設け、その上にＣ
ｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ａｌの窒化物または炭化物からなるイ
オンプレーテイング層を形成した圧縮機用摺動部品が提
案されている（特開平６−９３９９０号公報）。しか
し、ベーンやローラなどの圧縮機用摺動部品は高温、高
面圧にさらされるので長期に使用するとイオンプレーテ
イング層が窒化層から剥離し易く、長期間の使用には耐
えられなかった。
めに、摺動部品の母材上に窒化層を設け、その上にＣ
ｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ａｌの窒化物または炭化物からなるイ
オンプレーテイング層を形成した圧縮機用摺動部品が提
案されている（特開平６−９３９９０号公報）。しか
し、ベーンやローラなどの圧縮機用摺動部品は高温、高
面圧にさらされるので長期に使用するとイオンプレーテ
イング層が窒化層から剥離し易く、長期間の使用には耐
えられなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷凍
機油としてエステル系冷凍機油やエーテル系冷凍機油な
どを用いたり、ＨＦＣ系冷媒を使用した場合でも、ベー
ンの表面の摺動部における摩擦係数が低く、長期に使用
してもイオンプレーテイング層が窒化層から剥離するこ
となく、耐摩耗性があり、ベーンの表面の摺動部におけ
るスラッジの発生を防止したベーン、およびそのベーン
を使用した長期に亘り安定して運転できる冷媒圧縮機を
提供することである。
機油としてエステル系冷凍機油やエーテル系冷凍機油な
どを用いたり、ＨＦＣ系冷媒を使用した場合でも、ベー
ンの表面の摺動部における摩擦係数が低く、長期に使用
してもイオンプレーテイング層が窒化層から剥離するこ
となく、耐摩耗性があり、ベーンの表面の摺動部におけ
るスラッジの発生を防止したベーン、およびそのベーン
を使用した長期に亘り安定して運転できる冷媒圧縮機を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明は、金属部材を３００〜６５０℃の温度
で、アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の表面
に０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電
を行って窒化したベーン、あるいはさらにその上にＣｒ
ＮあるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたことを
特徴とするベーンである。
請求項１の発明は、金属部材を３００〜６５０℃の温度
で、アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の表面
に０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電
を行って窒化したベーン、あるいはさらにその上にＣｒ
ＮあるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたことを
特徴とするベーンである。
【０００８】上記課題を解決するため請求項２の発明
は、回転軸を有する電動要素と、この電動要素の回転軸
によって駆動される圧縮要素を備え、吸入したＨＦＣ系
冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒を主体とする冷媒をこの圧縮
要素により圧縮して吐出するようにした冷媒圧縮機であ
って、前記圧縮要素はシリンダと、前記回転軸の偏心部
によりこのシリンダ内を回転するローラと、このローラ
に接してシリンダ内を分けるベーンと、前記シリンダの
開口を封じる上軸受部と下軸受部などから構成されてお
り、前記ベーンとして、金属部材を３００〜６５０℃の
温度で、アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の
表面に０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー
放電を行って窒化したベーン、あるいはさらにその上に
ＣｒＮあるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたベ
ーンを用いることを特徴とする冷媒圧縮機である。
は、回転軸を有する電動要素と、この電動要素の回転軸
によって駆動される圧縮要素を備え、吸入したＨＦＣ系
冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒を主体とする冷媒をこの圧縮
要素により圧縮して吐出するようにした冷媒圧縮機であ
って、前記圧縮要素はシリンダと、前記回転軸の偏心部
によりこのシリンダ内を回転するローラと、このローラ
に接してシリンダ内を分けるベーンと、前記シリンダの
開口を封じる上軸受部と下軸受部などから構成されてお
り、前記ベーンとして、金属部材を３００〜６５０℃の
温度で、アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の
表面に０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー
放電を行って窒化したベーン、あるいはさらにその上に
ＣｒＮあるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたベ
ーンを用いることを特徴とする冷媒圧縮機である。
【０００９】本発明の請求項３の発明は、請求項２記載
の冷媒圧縮機において、前記ローラは下記の（１）ある
いは（２）のローラであることを特徴とする。 （１）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなど
を添加した高合金鋳鉄の焼入れ材からなるローラ、
（２）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなど
を添加した高合金鋳鉄の焼入れ材の表面に、３００〜６
５０℃の温度で、アンモニアガスと水素ガスを用い、
０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を
行って窒化したローラ、あるいはさらにその上にＣｒＮ
あるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたローラ。
の冷媒圧縮機において、前記ローラは下記の（１）ある
いは（２）のローラであることを特徴とする。 （１）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなど
を添加した高合金鋳鉄の焼入れ材からなるローラ、
（２）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなど
を添加した高合金鋳鉄の焼入れ材の表面に、３００〜６
５０℃の温度で、アンモニアガスと水素ガスを用い、
０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を
行って窒化したローラ、あるいはさらにその上にＣｒＮ
あるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたローラ。
【００１０】本発明の請求項４の発明は、請求項２ある
いは請求項３記載の冷媒圧縮機において、冷凍機油がエ
ステル系潤滑油、エーテル系潤滑油あるいはこれらの混
合物であることを特徴とする。
いは請求項３記載の冷媒圧縮機において、冷凍機油がエ
ステル系潤滑油、エーテル系潤滑油あるいはこれらの混
合物であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明を図１〜３に基づいて
説明する。図１に、蒸発気化したＨＦＣ系冷媒を圧縮し
て凝縮器に吐出する本発明の冷媒圧縮機ａ、同冷媒を凝
縮液化する凝縮器ｂ、同冷媒の圧力を減じるキャピラリ
チューブｃ、液化冷媒を蒸発させる蒸発器ｄなどを順次
冷媒管でつないで形成した冷凍装置の冷凍サイクルを示
す。
説明する。図１に、蒸発気化したＨＦＣ系冷媒を圧縮し
て凝縮器に吐出する本発明の冷媒圧縮機ａ、同冷媒を凝
縮液化する凝縮器ｂ、同冷媒の圧力を減じるキャピラリ
チューブｃ、液化冷媒を蒸発させる蒸発器ｄなどを順次
冷媒管でつないで形成した冷凍装置の冷凍サイクルを示
す。
【００１２】図２は、本発明の冷媒圧縮機の一例の縦断
面図である。図３は、図２に示した本発明の冷媒圧縮機
の横断面図である。図２及び図３において、１は密閉容
器で、この容器内には上側に電動要素２が、下側にこの
電動要素によって駆動される回転圧縮要素３が夫々収納
されている。電動要素２は有機系材料で絶縁された巻線
４を有する固定子５とこの固定子の内側に設けられた回
転子６とで構成されている。回転圧縮要素３はシリンダ
７と、回転軸８の偏心部９によってシリンダ７の内壁に
沿って回転させるローラ１０と、このローラの周面に圧
接されてシリンダ７内を吸込側と吐出側とに区画するよ
うにバネ１１で押圧されるベーン１２と、シリンダ７の
開口を封じるとともに、回転軸８を軸支する上部軸受１
３及び下部軸受１４とで構成されている。
面図である。図３は、図２に示した本発明の冷媒圧縮機
の横断面図である。図２及び図３において、１は密閉容
器で、この容器内には上側に電動要素２が、下側にこの
電動要素によって駆動される回転圧縮要素３が夫々収納
されている。電動要素２は有機系材料で絶縁された巻線
４を有する固定子５とこの固定子の内側に設けられた回
転子６とで構成されている。回転圧縮要素３はシリンダ
７と、回転軸８の偏心部９によってシリンダ７の内壁に
沿って回転させるローラ１０と、このローラの周面に圧
接されてシリンダ７内を吸込側と吐出側とに区画するよ
うにバネ１１で押圧されるベーン１２と、シリンダ７の
開口を封じるとともに、回転軸８を軸支する上部軸受１
３及び下部軸受１４とで構成されている。
【００１３】そして、上部軸受１３にはシリンダ７の吐
出側と連通する吐出孔１５が設けられている。また、上
部軸受１３には吐出孔１５を開閉する吐出弁１６と、こ
の吐出弁を覆うように吐出マフラ１７とが取付けられて
いる。
出側と連通する吐出孔１５が設けられている。また、上
部軸受１３には吐出孔１５を開閉する吐出弁１６と、こ
の吐出弁を覆うように吐出マフラ１７とが取付けられて
いる。
【００１４】密閉容器１内の底部にはＨＦＣ系冷媒、例
えば、Ｒ１３４ａとＲ３２とＲ１２５との３種混合冷媒
あるいはＲ３２とＲ１２５との２種混合冷媒が封入され
ている。
えば、Ｒ１３４ａとＲ３２とＲ１２５との３種混合冷媒
あるいはＲ３２とＲ１２５との２種混合冷媒が封入され
ている。
【００１５】そして、冷凍機油としてのエステル系冷凍
機油（オイル）１８は回転圧縮要素３の摺動部材である
ローラ１０とベーン１２との摺動面を潤滑している。
機油（オイル）１８は回転圧縮要素３の摺動部材である
ローラ１０とベーン１２との摺動面を潤滑している。
【００１６】回転圧縮要素３のシリンダ７内に流入して
ローラ１０とベーン１２との協働で圧縮される冷媒は上
述のように、例えばＲ４０７Ｃ［Ｒ１３４ａとＲ３２と
Ｒ１２５との混合冷媒］やＲ４１０Ａ［Ｒ３２とＲ１２
５との混合冷媒］などである。
ローラ１０とベーン１２との協働で圧縮される冷媒は上
述のように、例えばＲ４０７Ｃ［Ｒ１３４ａとＲ３２と
Ｒ１２５との混合冷媒］やＲ４１０Ａ［Ｒ３２とＲ１２
５との混合冷媒］などである。
【００１７】１９は密閉容器１に取付けてシリンダ７の
吸込側に冷媒を案内する吸込管、２０は密閉容器１の上
壁に取付けられて回転圧縮要素３で圧縮されて電動要素
２を介して密閉容器１外に冷媒を吐出する吐出管であ
る。
吸込側に冷媒を案内する吸込管、２０は密閉容器１の上
壁に取付けられて回転圧縮要素３で圧縮されて電動要素
２を介して密閉容器１外に冷媒を吐出する吐出管であ
る。
【００１８】吸込管１９からシリンダ７内の吸込側に流
入した冷媒はローラ１０とベーン１２との協働で圧縮さ
れ、吐出孔１５を通って吐出弁１６を開放して吐出マフ
ラ１７内に吐出される。この吐出マフラ１７内の冷媒は
電動要素２を介して吐出管２０から密閉容器１外に吐出
れさる。そして、密閉容器１の底部に入れられたオイル
１８は、回転軸８の高速回転によって上方開放端にでき
る渦流による真空現象によって回転軸８の中空孔２１を
通って吸い上げられ、回転圧縮要素３のローラ１０やベ
ーン１２等の摺動部材の摺動面、回転軸８と上部軸受１
３、下部軸受１４との摺動面などに供給されて潤滑を行
っている。また、シリンダ７内で圧縮された冷媒が低圧
側にリークしないようにしている。
入した冷媒はローラ１０とベーン１２との協働で圧縮さ
れ、吐出孔１５を通って吐出弁１６を開放して吐出マフ
ラ１７内に吐出される。この吐出マフラ１７内の冷媒は
電動要素２を介して吐出管２０から密閉容器１外に吐出
れさる。そして、密閉容器１の底部に入れられたオイル
１８は、回転軸８の高速回転によって上方開放端にでき
る渦流による真空現象によって回転軸８の中空孔２１を
通って吸い上げられ、回転圧縮要素３のローラ１０やベ
ーン１２等の摺動部材の摺動面、回転軸８と上部軸受１
３、下部軸受１４との摺動面などに供給されて潤滑を行
っている。また、シリンダ７内で圧縮された冷媒が低圧
側にリークしないようにしている。
【００１９】ベーン１２として、ＳＫＨなどの高速度工
具鋼、ＳＫＤなどの熱間加工鋼、ＳＵＳなどの耐熱、耐
酸鋼、Ｓ４５Ｃなどの構造鋼、あるいは焼結材などの金
属部材を３００〜６５０℃の温度で、アンモニアガスと
水素ガスを用い、金属部材の表面に０．００１〜２ｍＡ
／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を行って窒化したベー
ン、あるいはさらにその上にＣｒＮあるいはＴｉＮをイ
オンプレーテイングをしたベーンを用いる。このベーン
１２は、表面の摩擦係数が低く、また耐摩耗性が高い。
したがって冷媒がＨＦＣ系冷媒に替わり、冷凍機油がエ
ステル系冷凍機油に移行しても、ベーン１２とローラ１
０との摺動面などにおいて被膜が剥離するなどがない。
具鋼、ＳＫＤなどの熱間加工鋼、ＳＵＳなどの耐熱、耐
酸鋼、Ｓ４５Ｃなどの構造鋼、あるいは焼結材などの金
属部材を３００〜６５０℃の温度で、アンモニアガスと
水素ガスを用い、金属部材の表面に０．００１〜２ｍＡ
／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を行って窒化したベー
ン、あるいはさらにその上にＣｒＮあるいはＴｉＮをイ
オンプレーテイングをしたベーンを用いる。このベーン
１２は、表面の摩擦係数が低く、また耐摩耗性が高い。
したがって冷媒がＨＦＣ系冷媒に替わり、冷凍機油がエ
ステル系冷凍機油に移行しても、ベーン１２とローラ１
０との摺動面などにおいて被膜が剥離するなどがない。
【００２０】グロー放電を行って窒化したベーン１２を
作るのに用いる装置はグロー放電用電極、プラズマ化ガ
ス用配管、真空ポンプに接続された排気管を備えた真空
チャンバを備えたものであれば特に限定されないが、例
えば、図４に示す装置を使用する。装置は真空容器３
１、真空排気ポンプ３２、ガス制御弁３３、プラズマ電
源３４、外部加熱ヒータ３５、クーラー３６、陰極３
７、フローコントローラ３８、自動圧力調整弁３９を備
え、処理ガスとしては水素とアンモニアの混合ガスを用
いる。処理ガスはフロートコントローラ３８により流量
制御されて、混合された後に真空容器３１内に供給され
る。真空容器３１内の圧力は圧力調整弁３９により数Ｔ
ｏｒｒの値に保持する。
作るのに用いる装置はグロー放電用電極、プラズマ化ガ
ス用配管、真空ポンプに接続された排気管を備えた真空
チャンバを備えたものであれば特に限定されないが、例
えば、図４に示す装置を使用する。装置は真空容器３
１、真空排気ポンプ３２、ガス制御弁３３、プラズマ電
源３４、外部加熱ヒータ３５、クーラー３６、陰極３
７、フローコントローラ３８、自動圧力調整弁３９を備
え、処理ガスとしては水素とアンモニアの混合ガスを用
いる。処理ガスはフロートコントローラ３８により流量
制御されて、混合された後に真空容器３１内に供給され
る。真空容器３１内の圧力は圧力調整弁３９により数Ｔ
ｏｒｒの値に保持する。
【００２１】そして金属部材３０を保持する電極３７に
直流電圧を印加し、グロー放電を発生させる。この放電
により、処理ガスをプラズマ化し、窒素イオン、窒素−
水素分子イオンや各種のラジカルなどの活性種を発生さ
せ、窒化処理を行う。金属部材３０は主に外部加熱ヒー
タ３５により昇温し、一定温度に保持する。プラズマは
陰極３７を陰極とし、真空容器３１を陽極として発生し
たグロー放電によって生成する。プラズマのイオン化率
やエネルギー状態を低くしてあるので、プラズマにより
金属部材３０はほとんど加熱されない。アンモニアガス
成分比率を約２０％以下としてイオン化率を押さえ、高
い反応性を有するラジカルを発生させることが好ましい
窒化層を形成できる。
直流電圧を印加し、グロー放電を発生させる。この放電
により、処理ガスをプラズマ化し、窒素イオン、窒素−
水素分子イオンや各種のラジカルなどの活性種を発生さ
せ、窒化処理を行う。金属部材３０は主に外部加熱ヒー
タ３５により昇温し、一定温度に保持する。プラズマは
陰極３７を陰極とし、真空容器３１を陽極として発生し
たグロー放電によって生成する。プラズマのイオン化率
やエネルギー状態を低くしてあるので、プラズマにより
金属部材３０はほとんど加熱されない。アンモニアガス
成分比率を約２０％以下としてイオン化率を押さえ、高
い反応性を有するラジカルを発生させることが好ましい
窒化層を形成できる。
【００２２】グロー放電を行って窒化する際の条件の１
例を次に示す。 処理温度；３００〜６５０℃、例えば５１０℃ 電圧； ４００〜５００Ｖ、例えば４５０Ｖ 電流密度；０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 アンモニアガス濃度；１０〜５０％、例えば２０％ 放電時間；１〜１０時間、例えば３時間。 電流密度を０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 とするのは、こ
の電流密度の範囲においてのみグロー放電はアンモニア
ガスおよび水素ガスをプラズマ化することができ、余熱
を発生させないからである。電流密度が０．００１ｍＡ
／ｃｍ2 未満ではプラズマ化を充分に起こすことができ
ず、電流密度が２ｍＡ／ｃｍ2 を超えると金属部材の表
面に過熱状態が生じたりして有効な窒化処理が行われな
い。グロー放電を発生する放電は、直流放電、高周波放
電のいずれでもよい。
例を次に示す。 処理温度；３００〜６５０℃、例えば５１０℃ 電圧； ４００〜５００Ｖ、例えば４５０Ｖ 電流密度；０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 アンモニアガス濃度；１０〜５０％、例えば２０％ 放電時間；１〜１０時間、例えば３時間。 電流密度を０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 とするのは、こ
の電流密度の範囲においてのみグロー放電はアンモニア
ガスおよび水素ガスをプラズマ化することができ、余熱
を発生させないからである。電流密度が０．００１ｍＡ
／ｃｍ2 未満ではプラズマ化を充分に起こすことができ
ず、電流密度が２ｍＡ／ｃｍ2 を超えると金属部材の表
面に過熱状態が生じたりして有効な窒化処理が行われな
い。グロー放電を発生する放電は、直流放電、高周波放
電のいずれでもよい。
【００２３】このようにしてグロー放電を行って窒化し
た後、さらに必要に応じてその上にＣｒＮあるいはＴｉ
Ｎをイオンプレーテイングする。ＣｒＮあるいはＴｉＮ
をイオンプレーテイングする方法は公知の方法（例え
ば、前記特開平６−９３９９０号公報に記載の方法）を
用いることができる。イオンプレーテイング層の厚さは
特に限定されないが、約１〜１０μｍが好ましい。１μ
ｍ未満では耐摩耗性が劣り、１０μｍを超えると表面に
凹凸ができるので好ましくない。上記のようにしてグロ
ー放電を行って窒化した窒化層の上のＣｒＮあるいはＴ
ｉＮのイオンプレーテイング層は密着性がよく長期の使
用によっても剥離せず、耐摩耗性が高い。
た後、さらに必要に応じてその上にＣｒＮあるいはＴｉ
Ｎをイオンプレーテイングする。ＣｒＮあるいはＴｉＮ
をイオンプレーテイングする方法は公知の方法（例え
ば、前記特開平６−９３９９０号公報に記載の方法）を
用いることができる。イオンプレーテイング層の厚さは
特に限定されないが、約１〜１０μｍが好ましい。１μ
ｍ未満では耐摩耗性が劣り、１０μｍを超えると表面に
凹凸ができるので好ましくない。上記のようにしてグロ
ー放電を行って窒化した窒化層の上のＣｒＮあるいはＴ
ｉＮのイオンプレーテイング層は密着性がよく長期の使
用によっても剥離せず、耐摩耗性が高い。
【００２４】ローラ１０としては（１）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏを含み、あるいはさらにＢなどを添加した高合金鋳鉄
の焼入れ材からなるローラ、あるいは、（２）Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなどを添加した高合
金鋳鉄の焼入れ材の表面に、３００〜６５０℃の温度
で、アンモニアガスと水素ガスを用い、０．００１〜２
ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を行って窒化した
ローラ、あるいはさらにその上にＣｒＮあるいはＴｉＮ
をイオンプレーテイングをしたローラを用いることによ
り、前記ベーン１２とローラ１０はそれぞれ耐摩耗性が
従来より向上する。したがって冷媒がＨＦＣ系冷媒に替
わり、冷凍機油がエステル系冷凍機油に移行しても、ベ
ーン１２とローラ１０との摺動面などにおいて被膜が剥
離するなどがなく、長期に亘り安定して運転できる。
ｏを含み、あるいはさらにＢなどを添加した高合金鋳鉄
の焼入れ材からなるローラ、あるいは、（２）Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなどを添加した高合
金鋳鉄の焼入れ材の表面に、３００〜６５０℃の温度
で、アンモニアガスと水素ガスを用い、０．００１〜２
ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を行って窒化した
ローラ、あるいはさらにその上にＣｒＮあるいはＴｉＮ
をイオンプレーテイングをしたローラを用いることによ
り、前記ベーン１２とローラ１０はそれぞれ耐摩耗性が
従来より向上する。したがって冷媒がＨＦＣ系冷媒に替
わり、冷凍機油がエステル系冷凍機油に移行しても、ベ
ーン１２とローラ１０との摺動面などにおいて被膜が剥
離するなどがなく、長期に亘り安定して運転できる。
【００２５】ローラの熱処理条件の例を次に示す。 雰囲気；無酸化雰囲気炉（ブタン変性ガス中） 焼入れ温度、時間；８５０〜９５０℃、約６０分 焼戻し温度、時間；３００〜３５０℃、約１２０分
【００２６】本発明の冷媒圧縮機の形式は上記のような
密閉型圧縮機でもよいが、開放型圧縮機でもよく特に限
定されない。なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
密閉型圧縮機でもよいが、開放型圧縮機でもよく特に限
定されない。なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２７】
【発明の効果】この発明は上記のように構成したことに
より、冷凍機油としてエステル系冷凍機油、エーテル系
冷凍機油などを用いたり、ＨＦＣ系冷媒を使用した場合
でも、ベーンの表面の摺動部における摩擦係数が低く、
耐摩耗性が高く、このベーンを備えた冷媒圧縮機は、長
期に亘り安定して運転することができる。このベーンと
ともに特定のローラを備えた冷媒圧縮機はさらに耐摩耗
性が向上し、一層長期に亘り安定して運転することがで
きる。
より、冷凍機油としてエステル系冷凍機油、エーテル系
冷凍機油などを用いたり、ＨＦＣ系冷媒を使用した場合
でも、ベーンの表面の摺動部における摩擦係数が低く、
耐摩耗性が高く、このベーンを備えた冷媒圧縮機は、長
期に亘り安定して運転することができる。このベーンと
ともに特定のローラを備えた冷媒圧縮機はさらに耐摩耗
性が向上し、一層長期に亘り安定して運転することがで
きる。
【図１】 冷凍装置の冷凍回路図である。
【図２】 本発明の冷媒圧縮機の一例の縦断面図であ
る。
る。
【図３】 図２の冷媒圧縮機の横断面図である。
【図４】 本発明における窒化を行うための装置の一例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
１ 密閉容器 ２ 電動要素 ３ 圧縮要素 ４ 巻線 ５ 固定子 ６ 回転子 ７ シリンダ ８ 回転軸 ９ 偏心部 １０ ローラ １１ バネ １２ ベーン １３ 上部軸受 １４ 下部軸受 １５ 吐出孔 １６ 吐出弁 １７ 吐出マフラ １８ オイル １９ 吸込管 ２０ 吐出管 ２１ 中空孔
フロントページの続き (72)発明者 石川 和久 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 鎌田 正彦 東京都町田市相原町2851−２ (72)発明者 須摩 浩之 神奈川県津久井郡津久井町大井362−１− 405 (72)発明者 菅 幸頂 神奈川県相模原市宮下本町１−２−15 (72)発明者 池永 薫 神奈川県座間市東原５−１
Claims (4)
- 【請求項１】 金属部材を３００〜６５０℃の温度で、
アンモニアガスと水素ガスを用い、金属部材の表面に
０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を
行って窒化したベーン、あるいはさらにその上にＣｒＮ
あるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたことを特
徴とするベーン。 - 【請求項２】 回転軸を有する電動要素と、この電動要
素の回転軸によって駆動される圧縮要素を備え、吸入し
たＨＦＣ系冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒を主体とする冷媒
をこの圧縮要素により圧縮して吐出するようにした冷媒
圧縮機であって、前記圧縮要素はシリンダと、前記回転
軸の偏心部によりこのシリンダ内を回転するローラと、
このローラに接してシリンダ内を分けるベーンと、前記
シリンダの開口を封じる上軸受部と下軸受部などから構
成されており、前記ベーンとして、金属部材を３００〜
６５０℃の温度で、アンモニアガスと水素ガスを用い、
金属部材の表面に０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密
度のグロー放電を行って窒化したベーン、あるいはさら
にその上にＣｒＮあるいはＴｉＮをイオンプレーテイン
グをしたベーンを用いることを特徴とする冷媒圧縮機。 - 【請求項３】 前記ローラは下記の（１）あるいは
（２）のローラであることを特徴とする請求項２記載の
冷媒圧縮機。 （１）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなど
を添加した高合金鋳鉄の焼入れ材からなるローラ、
（２）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、あるいはさらにＢなど
を添加した高合金鋳鉄の焼入れ材の表面に、３００〜６
５０℃の温度で、アンモニアガスと水素ガスを用い、
０．００１〜２ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度のグロー放電を
行って窒化したローラ、あるいはさらにその上にＣｒＮ
あるいはＴｉＮをイオンプレーテイングをしたローラ。 - 【請求項４】 冷凍機油がエステル系潤滑油、エーテル
系潤滑油あるいはこれらの混合物であることを特徴とす
る請求項２あるいは請求項３記載の冷媒圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3875798A JPH11236890A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | ベーンおよびそれを使用した冷媒圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3875798A JPH11236890A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | ベーンおよびそれを使用した冷媒圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236890A true JPH11236890A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12534168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3875798A Pending JPH11236890A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | ベーンおよびそれを使用した冷媒圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236890A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6672100B1 (en) | 1999-12-07 | 2004-01-06 | Daikin Industries, Ltd. | Porous part for refrigerators, and method of producing the same and refrigerator |
| JP2011017344A (ja) * | 2010-09-22 | 2011-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 回転式圧縮機 |
| WO2011024826A2 (en) | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Panasonic Corporation | Rotary compressor |
| WO2011114555A1 (en) | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Panasonic Corporation | Refrigeration cycle apparatus |
| WO2012001842A1 (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-05 | パナソニック株式会社 | 圧縮機及びそれを用いた冷凍サイクル装置 |
| US8939742B2 (en) | 2009-06-19 | 2015-01-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Compressor with steel and cast iron sliding materials |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3875798A patent/JPH11236890A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6672100B1 (en) | 1999-12-07 | 2004-01-06 | Daikin Industries, Ltd. | Porous part for refrigerators, and method of producing the same and refrigerator |
| EP1239155A4 (en) * | 1999-12-07 | 2004-06-02 | Daikin Ind Ltd | POROUS PART FOR REFRIGERATOR, METHOD FOR MANUFACTURING SUCH PART, AND REFRIGERATOR |
| US8939742B2 (en) | 2009-06-19 | 2015-01-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Compressor with steel and cast iron sliding materials |
| WO2011024826A2 (en) | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Panasonic Corporation | Rotary compressor |
| WO2011114555A1 (en) | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Panasonic Corporation | Refrigeration cycle apparatus |
| WO2012001842A1 (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-05 | パナソニック株式会社 | 圧縮機及びそれを用いた冷凍サイクル装置 |
| US9005469B2 (en) | 2010-07-02 | 2015-04-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Compressor and refrigeration cycle device using same |
| JP2011017344A (ja) * | 2010-09-22 | 2011-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 回転式圧縮機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050425 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |