KR0147882B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

밀폐형 압축기

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KR0147882B1
KR0147882B1 KR1019940021379A KR19940021379A KR0147882B1 KR 0147882 B1 KR0147882 B1 KR 0147882B1 KR 1019940021379 A KR1019940021379 A KR 1019940021379A KR 19940021379 A KR19940021379 A KR 19940021379A KR 0147882 B1 KR0147882 B1 KR 0147882B1
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KR
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sliding member
sliding
hermetic compressor
hermetic
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KR1019940021379A
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겐지 고미네
히로유키 이세가와
Original Assignee
사토 후미오
가부시키가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 압축기 슬라이딩부의 내마모성을 향상시키고 장기간 안정된 운전을 보증할 수 있고, HFC 냉매하에서 사용가능한 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 밀폐케이스(11)내에 전동기(12)와 압축기계(14)를 수용하고 이 압축기계(13)에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기(10)에 있어서 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유(30)에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고 상기 압축기 슬라이딩부로를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재로는 알루미늄을 모재로하여 표면을 알루마이트처리한 것을, 다른쪽의 슬라이딩부재에 탄소강등의 금속재료를 각각 사용한 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐형 압축기
제1도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 왕복식의 압축기에 적용한 예를 나타내는 종단면도,
제2도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 저온용 로터리 압축기에 적용한 예를 나타내는 종단면도,
제3도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 고온용 로터리 압축기에 적용한 예를 나타내는 종단면도,
제4도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 스크롤 타입의 압축기에 적용한 예를 나타내는 종단면도,
제5도는 제4도에 나타내는 스크롤타입의 압축기에 구비되는 선회스크롤을 나타내는 평면도,
제6도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 나선형타입의 압축기에 적용한 예를 나타내는 종단면도,
제7도는 제6도에 나타내는 나선형타입의 압축기에 구비되는 올드햄(Oldham)기구를 나타내는 분해조립도,
제8도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실시예에 대한 실험으로 얻어진 압축기 슬라이딩부의 마모평가와 오염물 평가를 비교예와 함께 표시한 데이터표,
제9도는 실험2~실험5에서 얻어진 밀폐형 압축기 슬라이딩부의 마모평가와 오염물평가의 데이터표,
제10도는 실험6 및 실험7에서 얻어진 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부의 마모량의 데이터표,
제11도는 비힌더드형(non hingered) 알코올에서 카본산이 생성되는 과정을 설명하는 도면,
제12도는 압축기 슬라이딩부의 재료특성을 다른 관점에서 본 데이터표,
제13도는 슬라이딩부재의 마찰마모시험기를 간략적으로 나타내는 원리도,
제14도는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실시예에 대한 실험으로 얻어진 압축기 슬라이딩부의 마모평가와 오염물평가를 비교예와 함께 표시한 데이터표,
제15도는 실험10~실험13에서 얻어진 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부의 마모평가와 오염물평가의 데이터표,
제16도는 실험14의 밀폐형 압축기의 마모평가와 오염물평가를 실시한 데이터표,
제17도는 여러 가지의 냉동기유에 대한 베인(vane)재의 마모량을 비교하여 나타내는 표,
제18도는 실험15~17의 결과를 나타내는 표로 밀폐형 압축기를 마찰마모 시험기의 테이블 테스트에 의한 것,
제19도는 실험18~20의 결과를 나타내는 표로 제18도에 나타내는 표와 동일의 것,
제20도는 실험21~23의 결과를 나타내는 표로 제18도에 나타내는 표와 동일의 것,
제21도는 가지달린 사슬형 에스테르유의 분자구조를 핵자기공명영상(NMR image)장치를 이용하여 해석한 결과를 나타내는 도면,
제22도는 냉동기유로서 폴리오르 에스테르의 선택기준예를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,40,60,70,90:밀페형 압축기 11:밀폐케이스
12:전동기 13:압축기계
14:고정프레임 16:고정자
17:회전자 18:크랭크 샤프트(회전샤프트)
18a:크랭크부 20:연결회로
21,97:피스톤 22,91:실린더
23:실린더실 30:냉동기유
31,50:오일펌프 41,95:주베어링
42,96:부베어링 43:실린더(실린더블록)
45:피스톤롤러 46:블레이드(베인)
47:블레이드홈 48:스피링
53,66:흡입관 56:토출관
61:구분플레이트 65:어큐뮬레이터
71:고정스크롤 72:선회스크롤
73.100:압축실 75,104:올드햄 링
78:토출실 80:고리형상 기름홈(oi groove)
93,94:실린더베어링 98:올드햄기구
99:나선형베인
본 발명은 내마모성이 우수한 슬라이딩부재를 가지는 밀폐형압축기에 관한 것으로, 특히 HFC 냉매와 4가 이상의 에스테르유를 이용한 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
냉장고와 같은 냉동장치, 실내를 냉난방하는 공기조화기에는 냉동사이클이 구비되고, 이 냉동사이클에는 냉매를 순환시키는 밀폐형 압축기가 포함되어 있다.
밀폐형 압축기는 밀폐케이스내에 전동기와 이 전동기에 의해 구동되는 압축 기계가 수용된다. 이 압축기계는 압축기용 냉매를 압축하여 고온, 고압화 하여 냉동사이클에 토출시키도록 되어 있다.
종래의 밀폐형 압축기는 압축기용 냉매로써 클로로플루오로카본의 CFC 12냉매(이하 R12냉매라고 한다)나 하이드로 클로로플루오로카본의 HCFC22냉매(이하 R22냉매라고 한다)가 이용되며, 또한 냉동기유에는 R12나 R22 냉매와 상호용해성이 우수한 나프탄계나 파라핀계의 광유가 이용되고 있다.
R12냉매를 압축기용 냉맹에 이용한 경우에는 R12냉매중에 포함되는 염소 (C1)원자가 금속기재의 철(Fe)원자와 반응하여 염화철인 윤활피막을 형성한다. 이 염화철로 이루어지는 윤활피막은 자기윤활성을 가지므로 내마모성이 우수하며 금속끼리의 접촉을 방지하여 마모방지에 유효하게 작용한다.
덧붙여서 R12냉매와 종래의 냉동기유는 무극성이기 때문에 흡습성이 낮다. 이 때문에 철계금속재료상에 형성된 염화철충은 가수분해를 일으키지 않고 안정된 윤활피막으로 존재한다.
그런데 R12냉매는 대기권에서 화학적으로 매우 안정되어 있어서 오존층을 파괴할 우려가 강하기 때문에 프레온규제대상의 특정프레온으로 지정되는 한편, R22냉매는 대기권에서 분해되기 쉽고, 오존층을 파괴하는 힘이 약한 지정프레온이지만 오존층 파괴효과가 남기 때문에 종래에는 사용하지 않는다는 방침이 국제적으로 결정되어 있다.
최근에는 특정프레온이나 지정츠레온을 대신하는 대체프레온으로서 오존층을 파괴하지 않는 HFC(하이드로 플루오로 카본)냉매가 개발되고 있다.
HFC 냉매는 오존파괴계수가 제로이지만 염소원자를 가지지 않기 때문에 자기 윤활성이 떨어지는 문제가 있다.
또한 HFC 냉매를 압축기용 냉매로서 이용하여 밀폐형 압축기를 운전시키면 냉동기유에 나프텐(naphthene)계나 파라핀계의 광유를 이용한 것은 HFC 냉매와 상호 용해성이 나쁘다. 이 광유는 HFC 냉매에 용해되지 않기 때문에 기름복귀가 나빠서 압축기 슬라이딩부의 윤활이나 냉매를 저해하여 소착 등의 문제가 생길 우려가 있다.
이 때문에 HFC 냉매와 상호용해성이 우수한 냉동기유의 개발이 어쩔수 없이 이루어지고 있으며, 여러 가지 냉동기유의 개발이 진행되고 있다. 그 중에서 PAG(폴리알킬렌 글리콜)유가 HFC 냉매와의 상호용해성이 양호한 것으로 인해 자동차 에어콘에서 많이 채용되고 있다.
그러아 PAG유는 체적저항율이 낮으므로 전기절연저항에 문제가 있어서 전동기의 모터가 냉동기유에 잠기는 밀폐형 압축기에서는 채용할 수 없다.
최근 밀폐형 압축기용의 냉동기유로서 지방산과 알코올에 의해 합성되는 에스테르유가 주목을 끌고 있다. 에스테르유는 HFC 냉매와의 상호용해성도 우수하고, 광유보다 내열성이 우수하며, 열적 안정성이나 전기절연저항특성도 양호하다.
HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기의 냉동기유로서 채용되는, 에스테르유는 지방산이나 알코올의 기유구조에 의해 기름특성이 다르다. 에스테르유는 내열성이나 전기절연저항특성은 양호하지만, 내마모성이나 내가수분해성이 기유구조에 의해 크게 저하되고, 냉동기유로서 윤활성도 종래의 CFC냉매나 HFC 냉매와 광유를 조합한 것에 비해 낮은 등의 문제가 있었다.
또한 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 에스테르유를 채용해도, 압축 기계의 슬라이딩부재로써 사용되는 주철, 탄소강, 합금강, 소결함금, 스테인레스강 등의 내마모성이 저하하고, 장기간 안정되어 압축기를 운전시킬 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 실시된 것으로, 압축기 슬라이딩부의 내마모성을 향상시켜서 장기간 안정된 운전을 보증할 수 있으며, HFC 냉매하에서 사용 가능한 밀폐형 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 냉동기유로서 적정한 에스테스르유를 선택해서 내가수 분해성을 양호하게 하여 부식마모를 방지하고, 수명을 길게 하며, 신뢰성을 향상시킨 밀폐형 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HFC 냉매와의 상호용해성이 우수하며, 냉동기유로서 내열성과 전기절연저항성이 양호하며, 슬러지 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공함에 있다.
본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 알미늄재료를 주로하여 표면을 알마이드처리한 것을, 다른 쪽의 슬라이딩 부재에 탄소강 등의 금속재료를 각각 이용한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 알마이드처리된 한쪽의 글라이딩부재에 이산화몰리브덴의 표면처리층을 형성하거나, 청구범위 제3항에 기재한 바와 같이 알마이드처리된 한쪽의 슬라이딩부재에 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌)의 표면처리층을 형성하거나, 청구범위 제4항에 기재한 바와 같이 다른 쪽의 슬라이딩부재를 구성하는 탄소강의 슬라이딩표면에 질화처리층을 형성한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 청구범위 제5항에 기재한 바와 같이 왕복식 압축기이며, 한쪽의 슬라이딩 부재는 연결로드이고, 다른 쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트이며, 또한 청수범위 제6항에 기재한 바와 같이 밀폐형 압축기는 스크롤 압축기 이며, 한쪽의 슬라이딩부재는 날개이고, 다른 쪽의 슬라이딩부재는 올드햄링인 것이다.
한편, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로는 HFC냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 페라이트율 40%이하의 구형상 흑연주철의 축재료로 하고, 이 슬라이딩부재의 상대재에 조각상 또는 구형상 흑연주철의 베어링재료를 이용한 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬랑이딩부를 구성하고 한쪽의 슬라이딩부재를 페라이트율 15%이하의 조각상 또는 구셩상 흑연주철의 베어링재료를 이용한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 왕복식 압축기이며, 한쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트이고, 다른쪽의 슬라이딩 부재는 고정프레임에 고정된 베어링이거나, 청구범위 제10항에 기재한 바와 같이 밀폐형 압축기는 로터리 압축기이고, 다른쪽의 슬라이딩부재는 주베어링 또는 부베어링이거나, 청구범위 제11항에 기재한 바와 같이 밀폐형 압축기는 스크롤 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트이고, 다른쪽의 슬라이딩부재는 베러링부를 구비하는 고정프레임이거나, 청구범위 제12향에 기재한 바와 같이 밀폐형 압축기는 나선형 압축기이고, 다른쪽의 슬라이딩부재는 실린더내에 편신(偏心)배치되어 양단에 축부를 구비한 피스톤 이며, 다른 쪽의 슬라이딩부재는 상기 축부를 지지하는 주베어링 또는 부베어링인 것이다.
또 한편 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩부재에 밀도비 95% 이상의 재료를 이용한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 슬라이딩부재는 밀도비 95%이상에서 독립한 빈 구멍을 가지는 SMF재이거나, 청구범위 제15항에 기재한 바와 같이 슬라이딩부재는 Cu가 2wt%, C가 2wt%, 잔부가 Fe로 이루어지는 소결체에 Cu-Sn을 용침 (溶浸)시킨 복합재이거나, 청구범위 제16항에 기재한 바와 같이 슬라이딩 부재는 Cu가 2wt%, C가 2wt%, 잔부가 Fe로 이루어지는 소결체에 Cu를 용침시킨 복합재인 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 밀폐케이스내에 전동기와 압축 기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩를 구성하는 슬라이딩부재에 밀도비95% 미만에서 빈 구멍이 PTFE, Mos2, 동, 주석 또는 청동 등의 자기윤활재로 막아진 재료를 이용한 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유에 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이징부재에 슬아이딩면을 질화처리하여 표면깊이 Hv1000이상의 재료를 이용하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철을 이용한 것이다.
또 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 회전 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 베인, 다른쪽의 슬라이딩부재는 롤러이며, 적어도 상기 베인의 선단이 질화처리되어 Hv1000이상의 경도를 가지거나, 청구범위 제20항에 기재한 바와 같이 상기 베인 SKH재 또는 SUS재로 표면이 질화처리되는 한편, 질화처리된 베인표면에 화합물층이 4㎛ 이상의 층두께를 가지는 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬아이딩부재에 주기율표 4족의 질화물, 4족의 탄화물, 4족의 산화물 또는 이들의 혼합물을 이용하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 주철 등의 철혼합재료를 이용한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 한쪽의 슬랑딩부재는 주된 재료표면을 미처리구조로 하고, 다른쪽의 슬라이딩 부재에 Mo-Ni-Cr함유주철을 이용하거나, 청구범위 제23항에 기재한 바와같이 밀폐압축기는 로터리 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 베인이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 롤러인 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하여 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재에 주기율표 4족의 산화물과 3족의 산화물의 혼합재료를 이용하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철 등의 철합금재료를 이용한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 주기율표 4족의 산화물이 질코니어이고, 3족의 산화물이 알루미나 또는 이트리아인 것이다.
본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를, 주기율표 4족, 5족 또는 6족의 탄화물, 질화물 또는 산화물을 모재로 하여 주된 재료표면에 동족의 질화물, 탄화물 또는 질화물의 얇은 말으로 각각 표면처리한 것을 이용하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철 등의 철계재료를 이용한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 로터리 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 베인이고, 다른쪽의 슬라이딩부재는 롤러 이거나, 청구범위 제28항에 기재한 바와 같이 밀폐형 압축기는 나선형 압축기이며, 한쪽의 슬라이딩부재는 올드햄링이고, 다른쪽의 슬라이딩부재는 실린더베어링인 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 다른쪽의 슬라이딩부재는 주기율표 6A족 또는 5족의 금속을 포함하는 주철을 이용한 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 로터리 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 실린더의 블레이드홈중 적어도 흡입측의 블레이드홈 내면의 표면정밀도를 십점 평균 조도 1.6줌㎛이하로 형성한 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기에서 4가이상의 에스테르유가 4가이상의 힌더스형 알코올을 가지는 것이거나, 청구범위 제32항에 기재한 바와 같이 4가이상의 에스테르유는 지방산과 알코올의 합성에 의해 생성되며, 상기 지방산은 C7~C11급의 산으로, 사지 달린 사슬형 지방산을 50vol% 이상으로 하고, 가지없는 사슬형 지방산을 50vol% 미만으로 한 것이거나, 청구범위 제33항에 기재한 바와 같이 4가 이상의 에스테르유는 펜타에리스리톨 또는 그 중합체를 원료로 함유하는 것이다.
한편 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 회전 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 이 세으테르유를 형성하는 4가이상의 알코올이 힌더드형 알코올인 것이다.
또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 밀폐형 압축기에서 에스테르유는 지방산과 알코올의 합성에 의해 생성되며 상기 지방산은 C7~C11급의 산으로 가지달린 사슬형 지방산을 50vol%이상으로 하며 가지없는 사슬형 지방산을 50vol%미만으로 한 것이다.
또한 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 상기 과제를 해결하기 위해서 밀폐 케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고, 이 압축기계에서 압축되는 냉매로 HFC 냉매를 이용한 밀폐형 로터리 압축기에 있어서, 이 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유는 4가이상의 에스테르유를 이용하고, 이 에스테르유는 펜타에리에스 또는 그 다량체를 함유한 것이다.
HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유로 4가 이상의 에스테르유를 사용했기 때문에 윤활성이 향상되고 내마모성이 양호하게 된다. 에스테르유는 지방산과 알코올의 합성에 의해 얻어지지만 지방산의 OH기의 수에 의해 결정되는 에스테르유의 에스테르결합의 수에 의해 윤활성이 다른 한편, 4가이상의 에스테르유는 3가이상의 에스테르유에 비교해 내마모성이 양호하게 된다. 예를들면 4가의 에스테르유는 3가의 에스테르유에 비교해 작용기로서의 에스테르결합이 많기 때문에 압축기 슬라이딩부의 슬라이딩부재와의 결합력이 높고 내마모성이 개선된다. 5가 이상의 에스테르유는 비용면을 제외하면 더욱 결합력의 향상을 기대할 수 있고 바람직하다.
또한 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩부재의 한쪽을 알루미늄재로 형성한 경우에는 슬라이딩부재의 경량화가 도모되기 때문에 관성력이 저하되고 슬라이딩 표면의 면압력 저하가 도모되고 에너지손실을 줄일 수 있다.
한쪽의 슬라이딩부재의 표면을 양극산화에 의해 알마이트처리함으서 알마이트에 발생하는 소구멍에 에스테르유를 저장하고 알루미늄재에 대한 에스테르유의 흡착성·슬라이딩성·기름보유성능을 향상시키고 슬라이딩 상태를 양호하게 하고 슬라이딩 표면의 기름소모, 소착, 이상마모를 방지하고 HFC 냉매하에서 장기간의 안정을 보증할 수 있다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 알마이트처리된 한쪽의 슬라이딩부재에 또한 복합재의 이황화 몰리브덴이나 PTFE에 의해 윤활피막을 부착형성시키면 슬라이딩표면의 자기 윤활성을 높일 수 있고, 양호한 슬라이딩상태를 유지할 수 있으며, 슬라이딩표면의 기름소모, 소착, 이상마모를 방지할 수 있다. 과유에 비해 윤활성이 떨어지는 에스테르유를 사용해도 윤활성의 유지를 도모할 수 있다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 다른쪽의 슬라이딩부재를 구성하는 탄소강을 질화처리함으로서 표면경도를 향상시킬수 있고, 질화처리되지 않은 탄소강에 비해 마모량을 적개할 수 있으며, 크랭크샤프트와 베어링의 슬라이딩부재를 가지는 왕복식의 압축기에 적용할 수 있고, 또한 크랭크샤프트와 주베어링, 부베어링과의 압축기 슬라이딩부를 가지는 회전 압축기에 각각 적용할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 한쪽의 슬라이딩부재를 페라이트율 40% 이하의 구형상 흑연주철의 축재료로 하고 이 슬라이딩부재의 상대재에 조각형상 혹은 구형상 흑연주철의 베어링재료를 사용했기 때문에 슬라이딩 부재의 자기 윤활특성을 가지는 흑연을 포함함으로서 축마모의 방지를 도모할 수 있고, 또한 축재료에 구형상 흑연주철을 사용함으로서 강성을 높일 수 있고, 고속회전 가능한 인버터기종에 적합하다. 인버터기종에서 전동기의 모터 회전량이 인버터 제어되기 때문에 축재료의 슬라이딩부재에 발생하는 불균형 힘을 고속회전하에서 큰 불균형 힘을 발생기키기 때문에 강성이 큰 축재효가 필요하게 된다. HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에서 냉동기유에 에스테르유를 사용한 것으로는 페라이트율이 40%를 초과하면 축마모가 급속하게 진행하므로 구형상 흑연주철의 페라이트율을 40%이하로 할 필요가 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기는 50Hz~60Hz로 운전되는 상용기종에 적합한 것이다. 이 밀폐형 압축기의 압축기계에 있어서 슬라이딩부의 한쪽을 조각 형상의 흑연주철에 포함되는 흑연에 의해 자기윤활특성을 가지고 축마모가 반지되는 재질로 하고, 이 상대 부재의 축재료에 조각형상의 흑연주철을 사용해도 헤라이트율이 15%를 넘으면 마모가 크기 때문에 페라이트율은 15% 이하로 하는 것이 바람직하다.
슬라이딩부재의 슬라이딩특성이나 윤활특성이 개션되고 축마모가 저하되기 때문에 왕복식의 크랭크샤프트나 베어링의 압축기 슬라이딩부, 로터리 압축기의 크랭크샤프트와 주베어링, 부베어링의 압축기 슬라이딩부, 스크롤압축기의 크랭크사프트와 축베어링부를 구비한 고정 프레임의 압축기 슬라이딩부, 또는 나선형압축기의 피스톤과 주베어링, 부베어링의 압축기 슬라이딩부에 각각 적용할 수 있다.
본 발명의 밀폐형압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩 부재에 밀도비 95%이상의 재료를 사용하면 보수(保水)량이 밀도비의 70%인 재료의 1/3 이하로 적고 효과적으로 수분을 배제할 수 있다. 냉동기유에 지방산과 알코올을 합성한 에스테르유를 사용하면 수분의 존재하에서 가역 반응(가수분해)이 일어나고, 가역반응의 결과 발생한 산에 의해 에스테르유의 질이 떨어지게 하고 윤활성을 저하시키거나 압축기내의 유기재료이 질이 떨어지는 것을 촉진시킬 우려가 있지만, 밀도비 95%이상의 재료를 사용함으로서 수분을 배제하고 에스테르유의 질이 떨어지는 것등을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 밀도비는 재료전체의 체적에 대한 빈 구멍을 제외한 체적의 비를 말한다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부의 베어링부재에 밀도비95% 이상의 SMF재료를 사용하고 재료에 존재하는 빈 구멍은 각각 독립시켰기 때문에 빈 구멍내로의 수분의 포착을 유효하게 방지할 수 있고 냉동기유로서의 에스테르유의 질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 슬라이딩부재를 소결재료로 형성해서 Cu-Sn 이나 Cu를 용침시켜 복합재를 형성하고 가공시의 냉각수가 빈구멍내에 침입해서 유지되거나 에스테르유를 가수분해해서 질이 떨어지도록 하는 할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩 부재에 밀도비 95%미만의 재료를 사용해도 이 재료의 빈 구멍을 PTFE, Mos2, 구리, 또는 청동등의 자기윤활재로 봉해 막음으로서 냉각수에 의한 수분의 부착을 배제하고 에스테르유의 질이 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재의 표면을 질화처리해서 Hv1000이상의 표면경도를 가지도록 했기 때문에 마모의 진행을 최대한 억제할 수 있다.
상기 밀폐형 압축기에서는 로터리 압축기의 베인(블레이드) 재료를 질화처리해서 Hv1000이상의 표면경도로 했기 때문에 베인에 작용하는 절삭 마모의 진행을 억제할 수 있다. 슬라이딩부재를 SKH51이나SUS재2와 같은 Hv600~800정도의 재료로 구성하면 슬라이딩에 의한 절삭마모가 진행할 우려가 있지만 Hv1000이상으로 하면 이 마모의 진행을 유효하게 억제할 수 있다.
또한 로터리 압축기의 베인(블레이드) 재료를 SHK재로 구성한 표면을 질화 처리하고 베인표면의 화합물층의 두께를 4㎛이상으로 했기 때문에 마모량이 적고 압축기성능을 향상시킬 수 있다. 밀폐형 압축기의 단일체 내구시험을 했을 때 질화처리없는 SKH재에서는 베인 선단마모량이 15㎛인데 대해 질화 처리를 실시하면 4㎛정도로 상당히 작고, 따라서 질화처리된 화합물층의 두께를 4㎛이상으로 함으로서 베인재료에 마모에 의한 악영향을 미치지 않는다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 4족의 질화물, 4족의 탄화물, 4족이 산화물 또는 이들의 혼합물로 하면 압축기냉매로서 HFC 냉매, 냉동기유로서 4가이상의 에스테르유를 사용했을 때 마모량이 작고 양호한 마모형태를 얻을 수 있다.
상기 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용하면, 이 주철에 포함되는 흑연의 자기윤활성에 의해 윤활성능이 얻어진다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 4족의 산화물과 3독의 산화물의 혼합재료를 사용하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철등의 털합금재료를 사용하면 HFC 냉매나 4가이상의 에스테르유를 사용한 밀폐형 압축기에서 슬라이딩부재의 마모량이 적고 양호한 슬라이딩상태가 얻어졌다.
상기 밀폐형압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재에 알루미나 혹은 산화이트륨과 지르코니아의 혼합물을 사용함으로써 Hv1000이상의 표면경도를 얻을 수 있고, HFC 냉매 및 4가이상의 에스테르유를 사용하는 밀폐형 압축기로 마모량이 상당히 작고 양호한 슬라이딩상태를 장기간에 걸쳐 유지할수 있다. 특히 로터리 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 베인(블레이드)에 알루미나와 지르코니아를 주체로 하는 혼합 세라믹스을 사용한 경우에는 베인(블레이드)의 선단마모량이 1㎛미만으로 상당히 적고 거의 마모가 보이지 않았다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 4족, 5족 혹은 6족의 탄화물, 질화물 또는 산화물을 모재로 하고 모재표면에 동종의 질화물, 탄화물 또는 질화물의 박막으로 각각 표면처리하면 슬라이딩부재 표면이 개선되고 Hv1000이상의 표면경도를 얻을 수 있다. 표면개선시 표면개선막과 동종의 재료를 모재에 주입함으로서 표면 개선막과 모재와의 밀착강도를 향상시킬수 있고 HFC 냉매나 4가이상의 에스테르유를 사용한 압축기에서의 박막사용이 가능하게 된다.
상술한 밀폐형 압축기에 있어서는 이 압축기를 특허청구범위 24~26에 기재한 바와 같이 구성함으로서 표면경도를 향상하고 마모량을 작게 할 수 있기 때문에 로터리압축기의 베인과 롤러의 슬라이딩부재 나선형압축기의 올덤링이나 피스톤 또는 실린더베어링의 슬라이딩부재에 적용할 수 있다.
다른쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 6A족 혹은 5족의 금속을 포함하는 금속 주철을 사용했기 때문에 HFC 냉매나 4가이상의 에스테르유 사용하의 압축기에서 슬라이딩부재의 마모를 감소할 수 있다. 예를들면 로터리 압축기에 다른쪽의 슬라이딩부재로서의 롤러에 Mo, Ni, Cr을 포함하는 합금주철로 함으로서 베인(블레이드)재와 조합으로 롤러의 마모를 감소할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 로터리 압축기의 블레이드홈중 흡입측의 블레이드홈 내면을 십점 평균 조도 1.6㎛이하의 표면정밀도로 형성하는 것으로 실린더의 블레이드홈과 베인(블레이드)과의 진실접촉면적을 증대시키고 마모를 줄일 수 있다. HFC 냉매와 4가이상의 에스테르유를 사용한 로터리 압축기에서 베인 경도를 Hv1000이상으로 하더라도 전체의 마모를 적게하기 위해서 베인과 상대 운동하는 실린더의 블레이드홈내의 표면거침을 작게하는 것이 필요하다.
에스테르유에 4가이상의 힌더드형 알코올을 사용함으로서 열안정성이나 내열성에 뛰어난 냉동기유를 제공할 수 있다.
상기 에스테르유를 구성하는 지방산을 C7~C11급의 산으로 형성하고 가지달 린 사슬형 지방산을 50vol%이상으로 하는 것으로 슬러지발생의 원인이 되는 금속비누를 만들기 어렵고 HFC 냉매와의 상호용해성을 개선하고 기름 복귀가 양호한 냉동기유를 제공할 수 있다.
또한 상기 에스테르유를 페타에리스리톨 혹은 그 다량체로 하는 것도 좋고 탄소가지에 의한 입체장애(steric hinderance)를 만들고 물분자의 침입을 방해하기 때문에 가수분해가 일어나기 어렵고 냉동기유로서의 윤활성능을 효과적으로 발휘할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 4가이상의 에스테르유를 형성하는 알코올이 힌더드형 알코올로 함으로서 열안정성과 내열성에 뛰어난 것이 되고 특히 디플르오로메탄(R32냉매)을 많이 포함한 HFC 냉매와 같이 압축기온도가 높은 경우에 필요하게 된다. 이 경우 에스테르유를 구성하는 지방산을 C7~C11급의 산으로 가지달린 사슬형 지방산을 50vol%이상으로 하는 것으로 슬러지의 원인이 되는 금속비누를 만들기 어렵게 하고 또한 가지달린 사슬형 지방산을 주체로 함으로서 HFC 냉매와의 상호용해성이 개선되고 기름복귀가 양호하게 된다. 에스테르유의 원료로서 C4~C6급의 지방산을 사용한 경우 그 지방산이 금속과의 반응성이 높고 금속과 반응해서 금속비누를 만들고 냉동 사이클중에 슬러지를 발생시키고 퇴적시키는 원인이 되고 있다.
에스테르유에 펜타에리스리톨 혹은 그 다량체를 원료로서 포함했기 때문에 에스테르유는 탄소가지에 의한 입체장애를 만들고 물분자의 침입을 방해하는 장벽을 형성하기 때문에 가수분해가 발생하기 어렵게 되고 냉도기유로서의 윤활성능을 효과적으로 발휘할 수 있다.
이하 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 냉장고나 냉동쇼케이스 등의 냉동장치, 실내를 냉난방하는 공기조화기의 냉동사이클에 조립되는 것으로, 왕복식, 회전식, 스크롤식, 나선형식으로 크게 나누어진다. 회전식의 밀폐형 압축기는 냉장고 등에 이용되는 저온용 로터리 압축기와, 공기조화기 등에 이용되는 고온용 로터리 압축기로 나눌 수 있다.
이 가운데 왕복식의 밀폐형 압축기(10)는 대표적으로 제1도에 나타내는 바와 같이 구성되며, 밀폐케이스(11)내에 하부의 전동기(12)와 이 전동기(12)에 의해 구동되는 상부의 압축기계(13)가 수용된다. 전동기(12)와 압축기계(13)는 고정프레임(14)으로 일체적으로 조합되어 복수의 지지스프링(15)에 의해 떠 있는 상태로 지지된다.
전동기(12)는 고정자(16)와 회전자(17)를 가지며, 회전자(17)에 회전 샤프트를 형성하는 크랭크 샤프트(18)가 일체로 설치된다. 크랭크샤프트(18)는 고정프레임(14)에 고정된 베어링(19)에 의해 지지된다.
크랭크샤프트(18)의 크랭크부(18a)는 베어링의 윗쪽에 형성되며, 이 크랭크부(18a)에 피스톤로드를 형성하고 연결로드(20)의 대단부(20a)가 설치된다. 연결로드(20)의 소단부(20b)는 피스톤(21)에 구슬러지를 통해서 연결되고 이 피스톤(21)이 실린더(22)의 실린더실(23)내를 슬라이딩이 자유롭게 지지된다. 구형슬러지는 연결로드(20)의 소단부(20b)와 피스톤(21)의 구좌부(球座部)(21a)로 형성된다.
실린더(22)의 한쪽은 도시하지 않은 토출밸브 및 흡입밸브를 구비한 헤드 블레이드(24)를 통해서 실린더커버(25)로 덮여 있으며, 이 실린더커버(25)내에 흡입실 및 토출실(26)이 형성된다. 토출실(26)은 도시하지 않은 토출 머플러(muffler)부터 토출관(27)를 거쳐서 밀폐케이스(11)외부의 토출관(도시하지 않음)으로 토출되도록 되어 있다.
한편 도시하지 않은 흡입관에서 밀폐케이스(11)내에 흡입된 압축기용 냉매는 도시하지 않은 흡입챔버( (chamber)에서 흡입실에 들어가고, 이 흡입실에서 실린더실(23)내에 들어가며, 이 실린더실(23)내에서 피스톤(21)의 왕복운동에 의해 단열압축작용이 실시된다. 이 밀폐형 압축기(10)는 세로형으로 밀폐케이스(11)내를 저압으로 하는 압출기이다. 밀폐형 압축기(10)는 밀폐케이스(11)내를 고압으로 하는 타입의 것도 가능하며, 또한 가로형 압축기여도 좋다.
밀폐케이스(11)의 바닥부에는 압축기 슬라이딩부를 윤활하여 냉각하는 냉동기유(30)가 저장되어 있다. 이 냉동기유(30)응 크랭크 샤프트(18)내에 형성된 오일펌프(31)에 의해 압축기 슬라이딩부에 안내되어 압축기 슬라이딩부를 기름윤활하고 있다.
압축기 슬라이딩부는 슬라이딩재를 슬라이딩이 자유롭게 지지한 지지구조로 형성되고, 한쪽의 슬라이딩부재와 이 슬라이딩부재의 상대방을 구성하는 다른쪽의 슬라이딩부재로 구성된다. 구체적으로 압축기 슬라이딩부에는 크랭크 샤프트(18)와 베어링(19), 크랭크샤프트(18)의 크랭크부(18a)와 연결로드대단부(20a), 연결로그소단부(20b)와 피스톤(21)의 구좌부(21a), 및 피스톤(21)과 실린더가 있으며, 이들 슬라이딩부재에는 철계금속에 특정 목적을 만족시키기 위해서 규소, 망간, 니켈, 크롬, 동, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐, 코발트, 지루코늄 등을 적어도 한 가지 종류를 펌가한 철계합금이 주로 이용되며, 이 철계합금으로 합금강, 탄소강, 스테인레스강, 소결합금 등이 있다. 압축기 슬라이딩부의 경량화를 위해서 적어도 안쪽의 슬라이딩부재에 알루미늄재료를 이용한 것이다.
또한 압축기용 냉매로서 오전파괴계수가 영이고, 지구환경에 문제를 야기하지 않는 HFC 냉매가 이용된다. HFC 냉매에는 단일냉매로서 1,1,1,2- 테트라 플루오르 에탄(이하 R 134a냉매라고 한다)이 대표적으로 존재하지만, 이 외에 HCFC의 R22냉매보다 토출압력(고온)이 높은 디플루오르메탄(R32), 펜타플루오르에탄(R125), 1,1,2,2-에트라플루오르에탄(R134), 1,1,2-트리 플루오르에탄(R143), 1,1,1-트리플루오르에탄(R143a), 1,1-디플루오르에탄(R152a), 모노플루오르에탄(R161)을 들수 있다.
이들 HFC 단일냉매중에서는 종래의 CFC의 R12냉매에 가까운 비등점을 가지고, 열적특성이 비슷한 R134, R134a, R143, R143a가 대체냉매로서 바람직하다.
HFC냉매는 단일의 냉매로서 이용할 뿐만 아니라 HFC단냉매를 2가지 종류 이상 혼합시킨 혼합물이어도 좋고, HFC혼합냉매로서 R125/R143a/R134a의 혼합냉매, R32/R134a의 혼합냉매, R32/R125의 혼합냉매, R32/R125/R134a의 혼합냉매, R125/R134a의 혼합냉매를 생각할 수 있다.
한편, 밀폐형 압축기(10)의 압축기 슬라이딩부를 윤활하여 냉각하는 냉동기유(30)에는 HFC 냉매와 상호용해성이 우수한 4가의 에스테르유가 이용된다. 4가에스테르유는 4가알코올(펜타에리에스톨)과 지방산에 의해 합성되는 합성유이다. 4가에스테르유는 3가에스테르유에 비해서 내마모성이 양호하다.
4가에스테르유는 3가에스테르유에 비해서 작용기로서의 카르보니킬기나 많기 때문에 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩부재와의 결합력이 높아서 내마모성이 개선된다. 냉도기유(30)에 5가이상의 에스테르유를 이용하면 슬라이딩부재와의 결합력이 보다 향상되기 때문에 제조가격을 무시 한다면 바람직하다.
다음으로 왕복식의 밀폐형 압축기의 작용을 설명한다.
밀폐형 압축기(10)의 전동기(12)에 전기를 통하면 전동기 (12)가 기동하여 회전자(17)가 회전하게 된다. 이 회전자(17)와 일체로 크랭크샤프트(18)가 회전한다. 전동기(12)의 회전토크는 크랭크샤프트(18)에서 그 크랭크부(18a), 연결로드(20)를 통해서 피스톤(21)에 전달되고 실린더(22)내에서 이 피스톤(21)을 왕복운동시킨다.
피스톤(21)의 왕복운동에 따라서 압축기용 냉매인 HFC 냉매가 흡입실에서 실린더실(23) 안으로 흡입되어 압축된다. 압축기용 냉매의 압축에 의해 고온, 고압화된 냉매는 토출실(26)로 토출되며, 계속해서 토출머플러에 안내되어 소음되는 한편, 토출압력의 맥동(脈動)이 실시되어 토출관(27)를 통해서 토출관에서 냉동사이클내로 토출된다.
한편, 냉동사이클로부터의 압축기용 냉매로 밀폐케이스(11)내에 흡입되고 밀폐케이스(11)내에 형성되는 흡입챔버에서 흡입실을 거쳐서 실린더실(23)로 유도되며 다음의 냉매 압축작용에 이용된다.
제2도에 나타낸 밀폐형 압축기는 냉장고에 조립되는 가로형의 저온용 회전 압축기를 나타내는 것이다. 제1도와 같은 기능을 가지는 부재는 동일 부호를 붙여서 설명한다. 저온용 회전 압축기는 냉매의 증발온도가 5℃ 미만의 압축기를 말한다.
이 밀폐형 압축기(40)는 밀폐케이스(11)내에 전동기(12)와 이 전동기(12)로 구동되는 압축기계(13)가 조립되어 수용된다. 전동기(12)는 밀폐케이스(11)에 들어가는 고정자(16)와 이 고정자(16)내에 수용되는 회전자(17)를 가지며, 회전자(17)에 회전샤프트로서의 크랭크샤프트(18)가 일체로 설치된다.
크랭크샤프트(18)는 압축기계(13)를 구성하는 주베어링(41)고 부베어링(42)에 의해 회전이 자유롭게 지지된다. 이 주베어링(41)과 부베어링(42)에 의해 압축기계(13)는 블록형상 실린더(43)내에 실린더실(44)을 화성(畵成)하고 있으며, 이 실린더실(44)내에 피스톤롤러(45)가 수용된다. 피스톤롤러(45)는 크랭크샤프트(18)의 회전에 의해 크랭크부(18a)에 설치되며, 크랭크 샤프트(18)의 실린더실(44)내를 편심회전하게 된다.
실린더(43)내에 형성되는 실린더실(44)은 베인으로서의 블레이드(46)에 의해 흡입측과 토출측으로 나누어진다. 블레이드(46)는 실린더(43)에 형성되는 블레이드홈(47)에 슬라이딩이 자유롭게 수용되며, 블레이드 뒤쪽에 형성된 스프링(48)에 의해 항상 피스톤롤러(45)측에 탄력있게 힘이 가하며 외부둘레면을 누르고 있다.
밀폐케이스(11)내의 하부에는 압축기 슬라이딩부를 윤활하고, 냉각하는 냉동기유(30)가 저장되어 있으며, 이 냉동기유(30)는 블레이드(46)의 뒷쪽에 형성되는 오일펌프(50)에 의해 공급관(51)을 거쳐서 압축기 슬라이딩ㅂ에 공급되어 압축기 슬라이딩부를 윤활한다. 압축기 슬라이딩부는 크랭크 샤프트(18)와 주베어링(41)이나 부베어링(42), 피스톤롤러(45)와 주베어링(41)이나 부베어링(42), 블레이드(베인)(46)와 피스톤롤러(45), 실린더(43)의 블레이드홈(47)과 블레이드(46)등으로 구성된다. 냉동기유(30)에는 지방산(카르본산)과 알코올을 합성한 4가이상의 에스테르유가 이용된다.
또한 밀폐케이스(11)에 수용되는 압축기계(13)의 실린더실(44)에는 흡입관(53)을 통해서 압축기용 냉매가 흡입된다. 이 압축기용 냉매에는 오전파괴 계수가 영이고, 지구환경에 문제되지 않는 R143a 등의 HFC냉매가 이용된다.
실린더실(44)의 흡입측에서 흡입된 압축기용 냉매는 피스톤롤러(45)의 회전에 의해 압축되고, 토출포트(54)에서 토출실(55)을 거쳐서 밀폐케이스(11)내에 안내된다. 그 후 토출관(56)에서 냉동사이클내에 토출된다.
또한 제2도에 있어서 '57'은 오일냉각이고, 이 오일냉각기(57)에 의해 냉동가유(30)를 냉각하고, 밀폐케이스(11)내를 냉각한다.
다음에 밀폐형 압축기(40)의 작용을 설명한다.
저온로터리 압축기의 밀폐형압축기(40)의 전동기(12)에 전기를 통하면 전동기(12)가 기동하여 회전자(17)가 회전하게 되고 이 회전자(17)와 일체로 크랭크샤프트(18)가 회전한다. 이 크랭크샤프트(18)의 회전에 의해 그 크랭크부(18a)에 장착된 피스톤롤러(45)가 편심회전하게 된다.
피스톤롤러(45)가 실린더실(44)내에서 편심회전하는 것에 의해 실린더실(44)의 흡입측에서 흡입된 압축기용 냉매는 점차 압축되어 압축냉매가 되고, 토출포트(54)에서 토출실(55)을 거쳐서 밀폐케이스(11)내에 방출되며, 계속해서 이 밀폐케이스(11)에서 토출관(56)을 거쳐서 냉동사이클에 토출되게 된다.
한편 냉동사이클을 순환한 압축기용 냉매는 흡입관(53)에서 압축기계(13)의 실린더실(44)에 흡입되고 다음의 냉매압축작용에 구비된다.
제3도에 나타낸 밀폐형 압축기는 공기조화기의 냉동사이클에 조립되는 세로타입의 고온용 회전 압축기를 나타내는 것이다. 이 고온용 로터리 압축기에 있어서도 제1도 및 제2도와 같은 기능을 가지는 구성요소에는 동일 부호를 붙여서 설명한다. 고온용 회전 압축기는 냉매의 증발온도가 5℃ 이상의 압축기를 말한다.
이 밀폐형 압축기(60)는 트윈타입의 로터리 압축기를 나타내는 것이다. 이 밀폐형 압축기(60)에는 밀폐케이스(11)내에 전동기(12)와 이 전동기계(12)에 의해 구동되는 압축기계(13)가 수용되며, 전동기(12)는 상부에, 압축기계(13)는 하부에 각각 설치된다.
전동기(12)는 밀폐케이스(11)내에 상부에 눌려지는 고정자(16)와 이 고정자(16)에 회전이 자유롭게 설치되는 회전자(17)를 가지며 회전자(17)에는 크랭크샤프트(18)가 일체로 설치된다.
크랭크샤프트(18)는 회전자(17)보다 아래쪽으로 톨출하여 이어지고, 압축기계(13)의 부베어링(41)과 부베어링(42)에 의해 회전자유롭게 지지된다.
압축기계(13)는 2개의 실린더(실린더블록)(43)(43)을 가지고, 각 실린더(43)(43)의 실린더실(44)(44)내에 피스톤롤러(45)(45)가 수용된다. 피스톤 롤러(45)는 크랭크샤프트(18)의 크랭크부(18a)(18b)에 설치되며 이 크랭크 샤프트(18)의 회전에 의해 피스톤롤러(45)(45)가 편심회전하게 된다.
압축기계(13)의 각 실린더(43)(43)사이는 구분플레이트(61)로 양분되어 있다. 이 압축기계(13)는 주베어링(41)측의 실린더(43)를 단면]형상의 고정프레임(62)에 볼트로 고정하고, 이 프레임(62)을 밀폐케이스(11)내부의 둘레에 용접하여 고정하고 있다. 각 실린더(43)(43)의 실린더실은 블레이드(46)에 의해 흡입측과 토출측으로 나누어진다. 블레이드(46)는 각 실린더(43)(43)에 형성된 블레이드홈(47)에 슬라이딩이 자유롭게 수용되며 스프링(48)에 의해 피스톤롤러(45)측에 탄력있게 힘을 가한다.
밀폐케이스(11)내에 수용된 회전식 압축기계(13)의 각 실린더(43)(43)에 대향하여 흡입용 관통구멍(64)(64)이 형성되고, 이 흡입용 관통구멍(64)(64)을 통해서 이큐뮬레이터(65)오부터의 흡입관(66)이 각 실린더(43)의 흡입 구멍에 각각 이어진다.
흡입관(66)을 통해서 흡입된 HFC 냉매의 압축기용 냉매는 압축기계(13)의 각 실린더실(44)(44)의 흡입측에 흡입되고, 여기서 압축작용이 실시된다. 실린더실(44)에서 압축된 냉매는 각 토출실(55)에서 제2토출실(56)을 거쳐서 밀폐케이스(11)에 방출되며, 그 후 토출관(56)을 거쳐서 밀폐케이스(11)외부의 냉동사이클에 토출되게 된다.
이 밀폐형 압축기(60)는 밀폐케이스(11)의 바닥부에 압축기 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유(30)가 저장된다. 이 냉동기유는 지방산과 알코올을 합성하여 얻어지는 4가이상의 에스테르유이다. 밀폐케이스(11)의 바닥부에 저장된 냉동기유(30)는 크랭크샤프트(18)내의 하부에 형성되는 오일펌프(도시하지 않음)에 의해 압축기 슬라이딩부로 보내져서 이 압축기 슬라이딩부를 윤활하고 냉각한다.
이 밀폐형 압축기(60)의 압축기 슬라이딩부는 크랭크샤프트(18)와 주베어링(41)이나 부베어링(42), 피스톤롤러(45)와 각 베어링(41)(42)이나 구분 플레이트(61), 블레이드(46)와 피스톤롤러(45), 블레이드(46)와 실린더(43)의 블레이홈(47)등으로 구성된다.
이 밀폐형 압축기에 있어서도 제2도에 나타내는 저온용 밀폐형 회전 압축기와 동일의 압축기냉매의 압축작용이 실시된다.
제4도 및 제5도는 밀폐형 압축기(70)를 스크롤타입의 콤프레서에 적용한 예를 나타낸다.
스크롤타입의 밀폐형 압축기(70)는 대형의 공기조화기 등의 냉동사이클로 조립되는 것이고, 밀폐케이스(11)내에 전동기(12)와 이 전동기(12)에 의해 구동되는 스크롤타입의 압축기계(13)를 수용하고 있다. 전동기(12)는 밀폐 케이스(11)내 하부에, 압축기계(13)는 밀폐케이스(11)내 상부에 각각 배치된다.
전동기(12)는 밀폐케이스(11)내에 고정된 고정자(16)와 이 고정자(16)에 수용되는 회전자(17)를 가지고, 회전자(17)에는 회전샤프트로서의 크랭크샤프트(18)가 일체로 설치된다. 크랭크샤프트(18)는 고정프레임(62)의 베어링부(62a)에 회전이 자유롭게 지지되는 한편, 크랭크샤프트(18)는 고정프레임(62)보다 위쪽으로 돌출하고 돌출부에 크랭크부(18a)가 형성된다.
한편, 압축기계(13)는 밀폐케이스(11)에 고정되는 고정스크롤(71)과 이고정스크롤(71)에 대해서 선회운동하는 선회스크롤(72)을 가지며 양스크롤(71)(72)이 조합되어 압축실(73)이 형성된다. 선회스크롤(72)은 크랭크 샤프트(18)의 크랭크부(18a)에 회전이 자유롭게 설치되는 한편, 크랭크 샤프트(18)의 회전에 따른 선회스크롤(72)의 선회운동에 따라서 선회스크롤(72)이 자전하는 경구가 없도록 선회스크롤(72)과 고정프레임(62)간에 올드햄커플링으로서의 올드햄링(75)이 끼워진다. 고정프레임(62)은 선회스크롤(72)의 스러스트하중을 올드햄(75)을 통해서 받도록 되어 있다.
밀폐케이스(11)의 도중에는 흡입관(53)이 설치되며 이 흡입관(53)으로부터 압축기용 냉매로서의 HFC 냉매를 흡입되게 된다. 밀폐케이스(11)내에 흡입된 압축기용 냉매는 흡입통로(76)를 통해서 압축기계(13)의 압축실(73)에 안내된다.
압축실(73)에 유도된 압축기용 냉매는 전동기(12)의 동작에 의해 구동되어 냉매 압축작용이 실시되고, 압축된 압축기용 냉매는 고정스크롤(71)의 중심부측으로 안내되며, 이 중심부에 형성된 투출구(77)에서 토출실(78)에 보내지고, 그 후 토출실관(56)을 거쳐서 밀폐케이스(11)외부로 토출된다.
토출실(78)은 밀폐케이스(11)와 간막이벽(79)에 의해 화성된다.
한편, 밀폐케이스(11)의 바닥에는 압축기 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유가 저장되어 있고 이 냉동기유(30)는 크랭크샤프트(18)의 하부에 설치된 오일펌프(도시하지 않음)에 의해 압축기 슬랑딩부로 안내된다. 냉동기유(30)에는 압축기냉내인 HFC 냉매와 상호용해성이 우수한 4가이사의 에스테르유가 이용된다.
크랭크샤프트(18)에는 오일펌프에서 끌어올려진 냉도기유(30)를, 압축기 슬라이딩부인 크랭크샤프트(18)와 고정프레임(62)의 베어링부 및 크랭크 샤프트(18)의 크랭크부(18a)와 선회스크롤(72)과으 설치부에 안내하는 급유구멍(74)이 설치되어 있다.
크랭크샤프트(18)의 각 슬라이딩부에 대응하는 위치에는 공급된 냉동기유를 고정프레임(62)의 윗면과 선회스크롤(72)의 아래면에서 형성되는 고리형상 공간(80)에 유도하는 급유홈이 설치되어 있다.
또한, 고정프레임(62)에는 이 고리형상공간(80)에 개구하여 이공간(80)으로 유도된 냉동기유의 일부를 고정프레임(62)의 스러스트받이면(A)에 공급하는 급유구멍(81)이 설치되어 있다. 고정프레임(62)의 스러스트받이면(A)에 고리형상기름홈(82)이 형성되고 스러스트받이면(A)에 공급된 냉동기유를 유동하게 한다.
또한, 선회스크롤(72)의 아래면에는 '83','84'로 표시된 제1,제2의 2개 원형오목부가 설치되어 있다. 이 제1, 제2오목부(83)(84)에는 이 선회스크롤(72)의 윗면에 관통하는 관통구멍(85)이 형성되고, 각 관통구멍(85)은 이 원형의 제1, 제2오목부(83)(84)가 편심한 위치에 설치되어 있다. 이 가운데 관통구멍(85)은 한쪽의 상기 선회스크롤(72)의 날개(72a)의 랩감기가 끝나는 단에 위치하고 있다.
선회스크롤(72)은 고정프레임(62)에 대해서 편심하여 선회하기 때문에 이 선회스크롤(72)의 선회동작에 따라서 2개의 오목부(83)(84)는 번갈아서 고리형상기름홈(82)과 연통하도록 되어 있다. 또한 제4도 및 제5도는 제1오목부(83)가 상기 고리형상기름홈(82)과 연통한 상태를 나타내는 것이다.
다음에 스크롤타입의 밀폐형 압축기의 작용을 설명한다.
이 밀폐형 압축기(70)는 전동기(12)에 전기를 통하게 해서 전동기(12)가 기동되어 회전자(17)가 회전하게 되고, 크랭크샤프트(18)가 회전자(17)와 일체로 회전하게 된다. 크랭크샤프트(18)의 회전에 의해 선회스크롤(72)이 자전하지 않고 편심회전하고, 고정스크롤(71)에 대해서 선회(스크롤)운동 한다.
이 선회운동에 의해 흡입관(53)에서 밀폐케이스(11)내의 흡입통로(76)를 통해서 압축기계(13)의 압축실(73)로 안내된 압축기용 냉매는 압축작용을 받는다. 이 때 고정스크롤(71)과 선회스크롤(72)에 의해 형성된 압축실(73)은 선회하면서 고정스크롤(71)의 직경방향중심축으로 이동하고, 이 이동할 때에 용적을 축소하면서 이동하여 압축작용을 실시하고, 고정스크롤(71)의 중심부에 형성된 토출구(77)에서 토출실(78)을 거쳐서 토출관(56)에 토출된다.
한편 밀폐형 압축기(70)의 운전에 의해 밀폐케이스(11)의 바닥부에 저장된 냉동기유(30)는 전동기(12)의 구동으로 운동하는 오일펌프의 작동으로 크랭크 샤프트(18)에 끌어 올려지고, 급유구멍(74)을 통해서 크랭크샤프트(18)의 슬라이딩부(B)(C)에 공급된다.
크랭크샤프트(18)의 각 슬라이딩부(B)(C)를 윤활한 냉동기유(30)는 급유홈을 통해서 고리형상공간(80)으로 유도되며, 계속해서 급유구멍(81)을 통해서 상기 스러스트받이면(A)의 고리형상기름홈(82)에 공급된다. 이 고리 형상기름홈(82)에 공급된 냉동기유의 일부는 이 스러스트받이면(A)을 윤활하는 데에 사용되고, 다른 윤활유는 제1, 제2오목부(83)(84) 및 관통구멍(85)을 통해서 선회스크롤(72)의 윗면 외부둘레부에 공급된다.
이 윤활유는 압축기계(13)의 압축실(73)내에 흡인된 압축기용 냉매와 함께 이 고정스크롤(71) 및 선회스크롤(72)의 중심부에 유도되고, 이 고정스크롤(71)과 선회스크롤(72)의 슬라이딩부의 윤활에 사용된다.
이 밀폐형 압축기(70)는 고리형상홈인 압축실용 급유구멍(82)을 설치하는 것에 의해 압축실(73)내에 냉도기유를 적극적으로 공급하여 윤화작용을 양호하게 실시 할 수 있다. 특히 냉동기유는 선회스크롤(72)의 회전수에 따른 양이 공급되기 때문에 고정스크롤(71)과 선회스크롤(72)의 슬라이딩부를 보다 적정하게 윤활할 수 있다.
제6도 및 제7도는 밀폐형 압축기를 나선형타입의 압축기에 적용한 예를 나타낸다.
이 나선형타입의 밀폐형 압축기(90)는 밀폐케이스(11)내에 수용되는 전동기(12)와 압축기계(13)로 구성되는 전동기(12)와 압축기계(13)는 일체적으로 조립된다.
전동기(12)는 밀폐케이스(11)내에 고정되는 고정자(16)와 이고정자(16)에 수용되는 회전자(17)를 가진다.
전동기(12)의 회전자(17)에는 압축기계(13)의 실린더(91)가 실린더커버(92)를 통해서 일체로 설치된다. 실린더(91)는 양단이 개구되어 있고, 실린더베어링(93)(94)을 통해서 부베어링(95) 및 부베어링(96)에 지지된다.
실린더(91)내에는 피스톤(97)이 편심배치되어 수용되며 실린더(91)의 회전이 올드햄커플링(98)을 통해서 피스톤(97)에 전달하게 된다. 피스톤(97)이 외부둘레벽의 일부는 축방향을 따라서 실린더(91)의 내부둘레벽에 회전접촉된다. 피스톤(97)의 외부둘레면에는 일단측에서 타단측을 향해서 서서히 피치를 작게하는 나선상의 블레이드홈이 형성되고 이 블레이드홈에 나선사의 나선형 블레이드(99)가 출입이 자유롭게 끼워넣어진다.
피스톤(97)은 축방향 일단부에 주축부(97a)가, 타단부에 부축부(97b)가 각각 일체로 설치되고, 양축부가 부제어링(95) 및 부베어링(96)의 편신위치에 형성된 지지구멍에 삽입되어 회전자유롭게 지지된다. 주베어링(95) 및 부베어링(96)은 밀폐케이스(11)에 고정되는 커플링부(95a)(96a)와 이커플링부에서 일체로 돌출하는 베어링보스부(95b)(96b)를 가지고, 이 베어링 보스부(95b)(96b)에 슬리브상 메탈의 실린더베어링(93)(94)이 회전자유롭게 지지된다.
이렇게 해서 압축기계(13)를 구성하는 실린더(91)와 피스톤(97)간의 공간은 나선형 블레이드(99)에 의해 축방향으로 여러개로 구분되고, 실린더(91)내의 나선형 블레이드(99)의 일단측에서 타단측, 즉 압축기용 냉맹의 흡입측에서 토출측을 향해서 용적을 점차 작아지는 복수의 압축실(100)이 형성된다.
실린더(91)와 피스톤(97)과의 회전에 따라서 나선형블레이드(99)에 축방향의 스러스트가 생기지 않게 실린더(91)의 한쪽에 블레이드 스토퍼(101)가 돌출하여 설치된다. 블레이드스토퍼(101)는 올드행기구(98)의 근방 위치에 설치되고 피스톤(97)의 단부에 오목부(102)에 대향하고 있다.
올드햄기구(98)는 제7도에 나타내는 바와 같이 실린더(91)에 회전일체로 설치되는 실린더베어링(94)에 회전일체로 직경방향으로 슬라이드가능한 올드햄링(104)을 가지고, 이 올드햄링(104)에 피스톤(97)의 올드햄부(97c)를 일체로 연결하여 구성되며 실린더(91)의 회전력을 피스톤(97)에 전달하게 된다.
또한, 밀폐케이스(11)의 한쪽에는 흡입관이 설치되고 이 흡입관(53)에서 흡입된 압축기용 냉매로서의 HFC 냉매로 주베어링(95)의 지지구멍 및 피스톤 (97)의 흡입통로(105)를 통해서 압축기계(13)의 압축실(100)에 안내된다. 압축실(100)에 안내된 압축기용 냉매는 전동기(12)의 구동에 의해 압축기계(13)가 구동하고 실린더(91)가 피스톤(97)과 함께 회전하는 것에 의해 압축된다.
실린더(91), 피스톤(97) 및 나선현블레이드(99)에 의해 형성되는 압축기계(13)에서 압축실(100)이 축방향으로 치우쳐 위치하는 것에 의해 압축기용 냉매가 압축되고, 압축된 압축기용 냉매는 블레이드스토퍼(101)에 형성되는 냉매토출구멍(106)을 거쳐서 밀폐케이스(11)내에 방출되면, 계속해서 토출관(56)에서 밀폐케이스(11)외부로 토출된다.
이 밀폐형 압축기(90)에 있어서도 압축기 슬라이딩부는 도시하지 않은 오일 펌프에 의해 압축기 슬라이딩부에 안내되고, 압축기 슬라이등부를 냉동기유(30)에서 윤활하고 있다. 냉도기유(30)는 밀폐케이스(11)의 하부에 저장된다. 냉동기유(30)에는 압축기용 냉매와 상호용행성이 우수한 4가 이상의 에스테르유가 이용된다.
압축기 슬라이딩부에는 피스톤(97)의 블레이드홈과 나선형블레이드(99), 올드햄커플링(98)의 올드햄링(104), 실린더베어링(93)(94)과 주베어링(95)이나 부베어링(96), 피스톤(97)의 축부와 주베어링(95)아니 부베어링(96)등이 있다.
다음으로는 밀폐형 압축기의 실시예에 대해서 각각 운전하고 평사한 실험에 대해서 설명한다.
제8도에 나타내는 표는 본 발명의 실시예로서 왕복식의 밀폐형 압축기(10)와 스크롤타입의 밀폐형 압축기(70)를 준비하고 압축기용 냉맨인 HFC 냉매의 종류와 냉동기유를 여러 가지로 바꾸어서 16Hz~90Hz의 난방운전을 연속 1000시간 실시한 후이 압축기 슬라이딩부의 마모평가와 오염물 평가시험(실험1)을 실시한 결과를 나태는는 것이다. 오염물평가란 냉동사이클중의 캐필러리 튜브나 팽창밸브의 감압기구에 대한 슬러지부착량을 평가하는 것이다.
왕복시의 밀폐형 압축기(10)에서는 압축기 슬라이딩부의 예로서 연결로드(20)와 크랭크샤프트(18)의 슬라이딩부의 마모평가와 오염물평가를 실시했다. 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩재게 연결로드(20)를 상대적인 다른쪽의 슬라이딩부재를 크랭크샤프트(18)에 설정했다. 연결로드(20)는 알루미늄을 주된 재료로하고 표면을 양극산화에 의해 알루마이트처리한 것을 사용하고 크랭크샤프트(18)에 JIS규격에 있어서, S45C의 탄소강을 사용했다.
스크롤타입의 밀폐형 압축기(27)에서는 압축기 슬라이딩부로서 날개인 선회 스크롤(27)과 올드햄링(104)의 슬라이딩부의 마모평가와 오염물평가를 실시했다. 한편 슬라이딩부재를 날개인 선회스크롤(72)로 하고 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재를 올드햄링(104)으로 했다. 선회스크롤(72)은 왕복식의 연결모드와 마찬가지로 알루미늄재료를 모재로 하고 표면을 알루마이트 처리한 것을, 올드햄링(104)은 JIS규격의 S45C의 탄소강을 사용했다.
실험에 의한 마모평가에 있어서 ☆표는 마모량 1㎛이하로 마모없음, ◎표는 마모량 5㎛이하로 마모없음, ○표는 10㎛이하의 정상마모, Δ표는 마모량 20㎛이하로 마모큼·흠있음, ×표는 마모량 20㎛이상으로 흠·응착이 큼의 5단계 평가를 실시했다. 여기에서 응착이라고 하는 것은 슬라이딩부재 끼리가 굳게 붙은 상태를 말한다. ○표 이상이 실용운전가능하게 바람직한 슬라이딩재료인 것을 나타낸다.
또한 슬러지(오염물)평가는 냉동사이클중의 슬러지부착량이 미소하고 실용상 문제가 없는 ◎표, 슬러지부착량이 작고 실용상 양호하고 문제가 없는 ○표, 슬러지부착량이 중간이고 실용량 정상으로 분제가 없는 Δ표, 및 슬러지부착량이 커 문제가 있는 ×표의 4단계평가를 실시했다.
실험 1에 의하면 압축기용 냉매에 R134a의 HFC 단일 냉매와 R32(25wt%)/R 134a(50wt%)의 HFC 혼합 냉매를 사용하고 냉동기유로서 3가의 에스테르유와 4가의 에스테르유를 사용해서 평가시험을 실시했다.
평가시험결과에서는 4가의 에스테르유를 사용한 것은 마모량이 정상마모 이며, 슬러지부착량도 작고 양호한 것임을 알았다. 이것에 비해 3가의 에스테르유를 냉동기유로서 사용한 경우를 마모평가에서 모두 마모량이 크고 문제가 있음을 알았다.
또한 비교예 1~3에 나타낸 바와 같이 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재로 알루미늄재료를 사용하고 다른쪽의 슬라이딩부재로는 알루미늄재료 혹은 JIS규격의 S45C의 탄소강을 사용하는 경우에는 압축기용 냉매로 HFC냉매(R134a냉매 혹은 R32/R125/R134a혼합 냉매), 냉동기유에 3가 혹은 4가의 에스테르유를 사용해도 모두 마모가 크고 마모평가의 점에서 부적당한 것임을 알았다.
실험1에서 HFC냉매를 사용한 왕복식 혹은 스크롤타입의 밀폐형 압축기(10, 70)의 압축기 슬라이딩부, 한쪽의 슬라이딩부재에 알루미늄재료를 사용하여 알루마이트 처리해서 다른쪽의 슬라이딩부재를 탄소강으로 하고 4가의 에스테르유를 냉동기유로 사용하면 윤활성이 향상하고 내마모성이 양호해 짐을 알수 있었다.
4가의 에스테르유는 지방산과 4가에스테르(펜타에리에스테르)에 의해 합성된 합성유이지만 지방산의 OH기의 수에 의해 결정되는 에스테르유중의 에스테르결합의 수에 따라 윤활성이 다르고 4가의 에스테르유는 3가이상의 에스테르유에 비교해 작용기로서의 에스테르결합이 많기 때문에 압축기 슬라이딩부에 있어서 슬라이딩부재와의 결합력이 높고 내마모성이 개선된다. 5가 이상의 에스테르유를 사용하면 제조비용이 종래 광유의 10배~20배정도로 높지만 비용을 고려하지 않는다면 결합력의 향상을 더욱 기대할 수 있다.
또한, 압축기 슬라이딩부의 슬라이딩부인 한쪽의 슬라이딩 부재를 알루미늄재로 형성한 경우에는 슬라이딩부재의 경량화가 도모되고 관성력이 저하하기 때문에 슬라이딩면의 면압력 저하가 도모되고 에너지손실을 저감할 수 있다.
또한, 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재를 알루마이트로 표면처리함으로써 알루마이트에 발생하는 작은 구멍에 에스테르유를 저장할 수 있고 알루미늄재에 대한 에스테르유의 흡착성, 슬라이딩성, 기름보유성능을 향상 시키고 슬라이딩 상태를 양호하게 할 수 있고 슬라이딩면의 기름소모, 소착, 이상마모를 방지하고 HFC 냉매의 사용하에서 장시간 안정된 운전을 보증할 수 있다.
실험2~실험5에 사용된 밀폐형 압축기도 실험1과 동일한 운전조건으로 왕복식의 밀폐형 압축기(10)와 스크롤타입의 밀폐형 압축기(70)를 각각 1000 시간 연속실험을 실시하고, 마모평가와 슬러지평가를 실시 하였다. 그 실험 결과는 제9도에 나타낸 표에 정리되어 있다.
압축기용 냉매로서 HFC 냉매(R134단일냉매 혹은 R32/R125/R134a혼합냉매)의 사용하에서 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재(왕복실의 연결로드, 스크롤타입의 날개(선회스크롤))에는 알루미늄재료를 모재로 하고 표면을 알루마이트 처리한 후 다시 이황화몰리브덴(MoS2)으로 표면처리한 것을 사용하고 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재(크랭크샤프트, 올드햄링)에는 알루미늄재료(실험2), JIS규격 S45C의 탄소강(실험3), 탄소강에 질화처리로 표면처리한 것(실험4)을 각각 사용해도 냉동기유로 4가의 에스테르유를 사용하면 마모평가나 오염물평가가 양호하고 바람직함을 알수 있다. 또한 마모량에 대해서는 실험12에서 실험14의 순으로 됨을 알수 있다. 한편 3가의 에스테르유를 사용한 경우에는 모두 마모평가에서 바람직하지 않음을 알수 있다.
또한 실험5에 기재한 바와 같이 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재(연결로드:날개)의 표면을 알루마이트처리하고 또한 PTFE(폴리테트라플로로 에틸렌)로 표면처리한 경우에는 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재(크랭크 샤프트, 올드햄링)에 JIS규격 FC2000의 주철을 사용해도 4가의 에스테르유를 냉동기유로서 사용하면 마모평가나 오염물평가가 모두 양호함을 알 수 있다. 3가의 에스테르유에서는 마모평가에서 바람직하지 않다.
실험2~실험5에 기재한 HFC냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서는 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재로서 알루미늄재료를 모재로 하고 표면을 알루마이트처리한 후로부터 이황화몰리브덴이나 PTFE로 표면처리를 실시하면 4가의 에스테르유를 냉동기유로서 사용한 경우, 한쪽의 슬라이딩 표면에 윤활피막을 형성해서 자기윤활성을 높일 수 있고, 양호한 슬라이딩 상태를 유지할 수 있으며 슬라이딩표면의 기름소모, 소착, 이상마모를 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고 압축기 슬라이딩부의 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재에는 알루미늄 재료, 탄소강, 주철, 탄소강에 질화처리를 실시한 것을 사용할 수 있고, 탄소강에 질화처리를 실시함으로서 표면경드를 향상시킬수 있어 마모량의 경감을 도모할 수 있다.
실험6 및 실험7에 사용되는 밀폐형 압축기는 토출압력이 2.5MPa, 흡입 압력이 0.5MPa의 압력조건으로 로터리 압축기이고 운전주파수를 90Hz로서 연속 1000시간 운전해서 압축기 슬라이딩부의 마모평가를 실시한 것이다. 그 실험결과가 제10도에 나타낸 표에 정리되어 있다. 마모량은 크랭크샤프트(18)와 베어링의 마모량의 합을 취한 것이다. 이 로터리 압축기에서는 압축기용 냉매로서 R134a의 HFC 냉매를 냉동기유에 첨가제주입을 4가 힌더드형 에스테르유를 사용했다.
실험6 및 실험7의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 크랭크샤프트(18)로 하고 다른쪽의 슬라이딩부재를 베어링(41,42)으로 했다. 한쪽의 슬라이딩부재로 실험6에서는 페라이트율 40%이하의 구형상 흑연주철로 이루어진 주물재를, 실험7에서는 페라이트율 15%이하의 조각형상의 흑연주철로 이루어진 주물재를 축재료에 각각 사용하고 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재의 베어링에는 JIS규격 FC250상당의 조각형상 흑연주철을 축베어링 재료로 사용했다.
페라이트율을 복수로 바꿔 실시한 평가시험의 결과 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재의 페라이트량과 마모량의 관계는 한쪽의 슬라이딩부재에는 구형상 흑연주철을 사용한 것이 제10도의 실선a로 나타낸 바와 같이 나타나고 조각형상 흑연주철을 사용한 것이 실선b로 나타낸 바와 같이 나타난다. 구형상 흑연주철을 사용하면 페라이트량이 15% 이상으로 급속하게 마모량이 증대하는 것을 알 수 있고, 또한 조각형상 흑연주철에서는 페라이트량이 15%이상으로 급속하게 마모량이 증대하는 것을 알 수 있다. 따라서 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재에 페라이트율 40%이하의 구형상 흑연주철 혹은 페라이트율 15%이하의 조각형상 흑연주철을 사용함으로서 축마모를 효과적으로 방지할 수 있다. 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재에는 자기윤활특성을 가지는 조각형상의 흑연주철뿐만 아니라 자기윤활특성과 함께 강성(剛性)이 큰 구형상 흑연주철을 사용해도 좋다.
또한 한쪽의 슬라이딩부재인 축재료에 구형상 흑연주철을 사용함으로서 축재료의 강상을 높일 수 있고 고속회전가능한 인버터기종에 적합한 것이 된다. 인버터기종에서는 전동기가 인버터제어되기 때문에 축재료의 슬라이딩 부재에서 발생하는 불균형이 고속회전하에서 큰 불균형힘이 되기 때문에 강성이 큰 축재료가 필요하게 된다.
따라서 한쪽의 슬라이딩부재에 구형상 흑연주철을 사용하고 다른쪽의 슬라이딩부재에 조각형상 혹은 그형상 흑연주철을 사용한 것은 밀폐형 압축기의 압축 슬라이딩부에 적합한 재료가 되고, 왕복식의 크랭크샤프트와 축베어링의 압축기 슬라이딩부, 로터리 압축기의 크랭크샤프트와 주베어링, 부베어링의 압축기 슬라이딩부, 스크롤 압축기의 크랭크샤프트와 축베어링의 압축기 슬라이딩부, 나선형압축기의 피스톤과 주축베어링, 부축베어링의 압축기 슬라이딩부에 적용할 수 있다.
축재료에 조각형상 흑연주철을 사용한 경우에는 50~60Hz로 운전되는 상용기종에 적합한 것이 되고, 조각형상 흑연주철에 포함되는 흑연에 의한 자기윤활특성에 의해 축마모가 방지된다.
또한, 냉도기유에 첨가제주입 4가 힌더드형 에스테르유를 사용함으로서 열안정성을 향상시키고 내열성을 향상시킬 수 있다.
힌더드형 알코올을 사용해서 생성한 힌더드형 에스테르유는 에스테르결합의 알코올측 B탄소에 수소결합이 없기 때문에 육원환구조를 취할 수 없고 저에너지로 카본산을 생성하기 쉽고 열안정이 결여되어 있다. 여기에서 힌더드형 알코올이라는 것은 펜타에리트리톨, 트리메틸올부탄, 디트리메틸올프로판, 트리펜타에리트리톨, 트리메틸올프로판, 디펜타에리트리톨, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 1-에틸헥사놀 및 벤질알코올에서 선택되는 적어도 1종유의 알코올을 의미한다.
이것에 대해 비힌더드형 알코올에서는 제11도에 나타낸 바와같이 B탄소에 결합한 수소원자가 에스테르 결합중의 산소와 결합하고 육원환구조의 중간체를 통해 저에너지로 카본을 생성하기 쉽고 열안정성이 결여되고 있다.
4가 에스테르유는 제8도 및 제9도에 나타낸 바와 같이 3가 에스테르유에 비교해서 마모량과 오염물량이 감소하는 경향이 있지만 4가 에스테르유를 힌더드형 에스테르유로 함으로서 열안정성과 내열성이 보다 한층 향상한다. 4가의 힌더드형 에스텔르유에는 안정제나 산화방지제, 구리불활성제등의 첨가제를 선택적으로 주입하고 극압(極壓)첨가제는 주입하지 않는다.
안정제첨가는 수분에 의한 첨가분해에서 발생한 산(에스테르유의 첨가 분헤에 의해 발생한 산)과 수분 그 자체를 포착하는 것을 목적으로 한다. 산화방지제의 첨가는 밀폐형 압축기 보관시의 산화열화의 방지를 목적으로 한다. 에스테르유는 광유에 비교해 산화안정성은 뛰어나 있지만 흡습성이 높고 흡습성에 기인한 산화방지를 도모하기 때문이다. 또한 구리불활성제 첨가는 냉동사이클의 구리관내의 활성화 에너지가 높은 부분에 보호막을 형성하고 구리를 주체로 하는 냉동사이클내 부착물의 생성을 억제하는 것을 목적으로 한다.
또한 극압첨가제를 채용하지 않은 이유는 기존의 인산에스테르계의 극압 첨가제는 HFC 냉매하에서는 염소원자가 존재하지 않기 때문에 윤활피막이 생성되지 않고 에스테르유 자신의 슬라이딩면 흡착에 방해되어 효과가 적다. 특히 로터리 압축기의 베인과 피스톤롤러 사이에서는 금속접촉에 의한 마모가 발생하기 쉽다. 효과를 올리려면 극압첨가제 농도를 올릴 필요가 있고 새로운 부식(마모)의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
안정제에는 에너지화합물이 있고 4가의 힌더드형 에스테르유에서는 0.2~0.8w t%의 안정제가 첨가된다. 안정제의 첨가는 에스테르유의 체적저항율을 저하시키기 때문에 제품으로서의 전기졀연저항율을 만족할 수 있는범위의 첨가량(예를들면 0.5wt%)이 선택된다.
또한 안정제에 의해 포착되는 것은 산이 우선하지만 산의 발생이 없는 경우에는 소요량, 예를들면 500ppm까지 기름중 수분의 포착이 가능해 진다.
산화방지제는 DBPC(디부틸, 파라크레졸)가 있고 0.1~0.5wt%첨가된다. DBPC를 0.1wt%의 첨가로 상온보관 1년의 산화방지제 잔존율은 100%로 유지할수 있다.
구리 불활성제에는 BTA(베인조·트리안졸)이 있고 5~20ppm첨가된다. 구리 불활성제의 첨가량은 냉동사이클내의 모든 구리의 표면적을 계산함으로서 결정된다.
제12도는 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부에 사용되는 슬라이딩부재의 재료 특성값을 다른 관점에서 평가한 것이다. 제12도에 나타낸 밀폐형 압축기 에서는 슬라이딩부재의 재료의 특성값을 실기시험이 아닌 제13도에서 나타낸 마찰 마모시험기의 테이블테스트의 평가시험에 의해 평가한 것이다.
이 평가시험은 HFC냉매를 사용한 상태에서 한쪽의 슬라이딩부재인 핀(P)을 다른쪽의 슬라이딩부재인 디스크(D)에 필요한 하중으로 누르고 핀(P)과 디스크(D)의 슬라이딩부분에 3가 에스테르유나 4가에스테르유를 분사해서 핀(P)과 디스트(D)의 마모량을 측정한 것이다.
한쪽의 슬라이딩부재인 핀(P)에는 변형예(1)에서 JIS규격의 SMF4의 Cu가 1.0wt%, C가 0.5wt%, Fe로 이루어지는 소결체에 수증기처리로 표면을 산화한 밀도비 88%의 재료를 사용하고 다른쪽의 슬라이딩부재인 디스크에는 Mo-Ni-C함유주철을 사용했다. 여기서 밀도비라 하는 것은 재료의 전체의 체적에 대한 빈구멍을 제외한 체적의 비를 말한다.
변형예1과 같이 슬라이딩부재의 밀도비가 95%미만인 핀재료에서는 보수량이 크고 효과적으로 수분을 배제할 수 없다. 냉동기유에 에스테르유를 사용하면 수분의 존재하에서 기역반응(가수분해)이 발생하고, 발생한 지방산에 의해 에스테르자체의 질이 떨어지고 윤활성이 저하하거나 밀폐형 압축기내의 유기재료의 빌이 떨어지는 것을 촉진시킬 우려가 있으므로 바람직 하지 않다. 결국 밀도비 95%이상의 재료는 밀도비70%의 재료의 보수량이 1/3이하가 되고 수분배제를 효과적으로 실시할 수 있다.
변형예2 및 3은 한쪽의 슬라이딩부재인 핀(P)에 밀도비 95%이상의 소결 재료를 사용하고 다른쪽의 슬라이딩부재인 디스크(D)에는 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용한 것이다. 변형예2의 핀(P)은 SMF4의 Cu가 2wt%, C가 0.8wt%, 잔부가 Fe의 소결체에 Cu-Sn으로 표면을 용침시키고 밀도비 99%로 한 것이고 변형예3의 핀(P)은 SMF4의 Cu가 2wt%, C가 0.5wt%, 잔부가 Fe의 소결체에 Cu로 표면을 용침시킨 것이다. 변형예2와 3의 슬라이딩부재에서는 마모량이 극히 적고 바람직한 슬라이딩제료임을 알수 있다.
슬라이딩 부재에는 밀도비 95%이상의 소결재료를 사용하면 수분배제를 효과적으로 할수 있고 에스테르유등의 질이 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 빈구멍을 각각 독립시킴으로서 빈구멍내로서 수분의 칩입을 효과적으로 방지할 수 있고 수분배제기능을 향상시킬수 있다.
또한, 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 철합금재료로 형성하고 Cu-Sn이나 Cu로 표면을 용침시키는 표면처리로 한 경우에는 가옥시의 냉각수가 빈구멍내에 유지되는 것을 방지할 수 있고 에스테르유을 가수분해해서 열화시키는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩부재에 밀도비 95%미만의 배료를 사용한 경우에는 빈 구멍을 봉해 막을 필요가 있지만, 그때 빈구멍의 막는 것을 PTFE, MoS2, 구리 주석, 또는 청동등의 자기윤활제로 실시함으로서 수분의 배제와 윤활성의 향상을 도모할 수 있고 에스테르류의 질이 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
제14도에 나타낸 표는 밀폐형 압축기를 로터리 압축기 평가실험을 나태낸 것이다. 제14도에 나타낸 실험8 및 9, 비교예1 및 2에 표시된 마모평가나 오염물평가는 제8도에 아타낸 것과 동일한 조건으로 나타낸 것이다.
실험8 및 9에 사용한 밀폐형 압축기는 제2도에 나타낸 저온용 로터리 압축기(40)와 제3도에 나타낸 고온용 로터리 압축기(60)로 압축기온도 120℃, 토출압력이 2.5MPa, 흡입압력이 0.05MPa의 압력조건으로 연속 1500시간 압축기로 운전한후의 마모평가와 오염물평가를 나타낸 것이다.
일폐형 압축기의 압축기용 냉매에는 R134a냉매 혹은 R32/R134a혼합냉매의 HFC냉매를 사용했다.
실험8에서는 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재에 베인(블레이드)을 사용하고 다른쪽의 슬라이딩부재인 피스톤 롤러에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용한 것이다. 한쪽의 슬라이딩부재인 베일을 고속공구강(工具鋼)인 SKH51등의 SKH재의 표면, 적어도 블레이드 선단측 표면을 질화처리하고 표면경도를 비커스경도(Hv) 1000이상으로 한 것이다.
실험9는 한쪽의 슬라이딩부재인 베인에 SUS440C와 같은 스텐레스강(SUS재)을 사용하고, 적어도 베인의 선단을 질화처리하고 Hv1000아상의 표면 경도로 한 것이다.
실험8 및 9에서 나타낸 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서는 적어도 압축기 슬라이딩부의 한쪽 스라이딩부재인 베인의 선단부를 SKH재 혹은 SUS재로 구성하고 표면을 질화처리해서 Hv1000이상의 표면경도로 함으로써 4가의 에스테르유를 냉동기유로 사용하면 마모량이 극히 적고 양호한 슬라이딩상태를 얻을 수 있다.
3가의 에스테르유를 사용한 경우에는 마모량이 크고 바람직하지 않다.
또한, 비교예1 및 2에 나타낸 바와 같이 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부의 한쪽의 슬라이딩부재(베인)를 Cr함유의 SKH재나 SUS재를 사용해도 베인의 표면경도가 Hv1000이만이면 냉매로 HCFC의 R22를 사용하고, 냉동기유로는 광유를 사용하는 종래 기술에서는 정상마모이지만, 냉매로 HFC를 냉동기유로는 4가의 에스테르유를 사용한 경우 마모량이 많고 바람직하지 않다.
즉, 실험8 및 9에 나타낸 바와 같이, 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재(베인)의 표면을 질화처리해서 Hv1000이상의 표면경도를 가지도록 함으로써 베인의 절삭마모를 최대한 낮게 할 수 있다. 한쪽의 슬라이딩부재를 비교예1 및 2로 나타낸 바와 같이 SKH51이나 SUJ2와 같은 Hv600~800재료에서는 절삭마모가 진행하고 바람직하지 않다.
또한, 베인을 SKH재를 SUS재로 구성하고 표면을 질화처리해서 화합물층(표면층)을 4㎛로 함으로서 질화처리하지 않은 SKH재의 15㎛마모량(비교예1참조)에 비해 질화처리한 것은 4㎛정도로 상당히 적고 압축기능성도 양호하다,
베인표면을 질화처리하고 표면경도를 Hv1000이상으로 한 베인(블레이드)에서는 단일체 내구시험에 의한 블레이드선단의 마모량이 4㎛전후이기 때문에 베인표면에 형성되는 화합물층을 4㎛이상으로 함으로써 블레이드 선단 마모에 의하여 베인재료에 악영향을 미치지 않는다.
또한 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서 제15도에 실험10~13에서 나타낸 바와 같이 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재인 베인(블레이드)에 주기율표 4족의 질화물(TiN), 4족의 탄화물(TiC), 4족의 산화물(TiO), 또는 이들의 혼합물(예를들면 TiC와 TiN의 혼합물)을 사용하고, 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재(롤러)로 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용하고 HFC 냉매와 4가의 에스테르유를 사용했을 때는 마모량과 오염물량이 적고 양호한 마모형태를 얻을 수 있다.
압축기 슬라이딩부의 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재(롤러)에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용하면, 이 주철에 포함되는 흑연의 자기윤활성에 의하여 보다 양호한 윤활성능을 얻을 수 있다.
제16도에는 밀폐형 압축기를 로터리 압축기에 적용한 실시예14에 나타낸 것으로 이 실시예14에서 나타낸 바와 같이 밀폐형 압축기의 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재(베인)에 주기율표 4족의 산화물과 3족의 산화물과의 혼합재료 예를들면 지르코니아와 알루미나의 혼합물 혹은 이 혼합물과 산화이트륨(혼합세라믹스)을 사용함으로써 HFC 냉매 중에서 4가의 에스테르유를 사용하면 블레이드선단 마모량은 1㎛미만으로 거의 마모하지 않고 최대한 양호한 슬라이딩상태를 장기간에 걸쳐 기대할 수 있다.
특히 로터리 압축기에서 한쪽의 슬라딩부재인 베인(블레이드)에 알루미나와 지르코니아를 주체로 하는 혼합세라믹스를 사용하고, 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재(롤러)에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용한 것은 냉동기유에 4가의 에스테르유를 사용하면 마모량은 1㎛미만으로 거의 없고, 오염물량과 슬러지부착량이 미소하고 극히 뛰어나기 때문에 슬라이딩 조건이 엄격한 압축기로의 적용이 고려된다. 이 실시예에서는 3가의 에스테르유를 냉동기유로서 사용해도 바람직함을 알 수 있다. 또한 본 실시예에서는 지르코늄을 75wt%, 알루미나를 20wt%, 잔부를 안정화제로한 블레이드를 채용한 압축기로 실기시험을 실시했다.
제17도는 HFC 냉매의 R134a냉매를 사용한 로터리 압축기를 토출압력이 2MPa, 흡입압력이 0.02MPa의 압력조건에서 압축기온도 120℃로 연속 2000시간 운전했을 때의 베인의 블레이드 선단 마모량을 냉동기유의 종류와 비교해서 나타낸 것으로 베인의 상대재인 피스톤롤러는 No-Ni-Cr함유주철을 사용한 것이다.
제17로부터도 알루미나와 지르코니아의 복합세라믹스을 베인에 사용한 것은 표면경도를 Hv1000이상으로 할 수 있고 4가의 에스테르유중에서 사용하면 마모량이 1㎛이하로 거의 존재하지 않지만, 4가의 에스테르유중에서 극히 양호한 마모형태를 나타낸다.
제15도 및 제16도에 나타낸 실험10~14에서는 저온용로터리 압축기와 고온용 로터리 압축기를 사용해서 토출압력(Pd)이 2.5MPa, 흡입압력이 0.5MPa의 압력조건, 압축기 운전주파수 90Hz, 압축기용 냄매에 R134a냉매 혹은 R32/R134a혼합냉매를 사용하고 냉동기유에 3가의 힌더드형 에스테르유와 4가의 힌더드형 에스테르유를 사용해서 연속 1000시간의 운전을 실시해서 마모 평가와 오염물평가를 실시한 것이다.
또한, 제18도에 나타낸 표는 실험15~17의 결과를 나타낸 것이다. 이 실험에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재(핀)를 상대재인 다른쪽의 슬라이딩부재(디스크)에 누르고 마찰 마모시험기의 테이블테스트에 의해 평가시험을 실시한 것이다.
평가시험은 압력이 2MPa인 압력조건에서250kg의 하중을 작용시키고 압축기 온도 120℃, 슬라이딩속도 1m/sec, 슬라이딩시간 4시간의 시험조건으로 슬라이딩부재의 마모평가를 실시한 것이다.
압축기 슬라이딩부를 구성하고 한쪽의 슬라이딩부재(핀)를 주기율표 4족, 5족 혹은 6족의 탄화물(TiC, VC, CrC)을 모재로 하고 모재표면에 동적의 산화물의 박막으로 각각 표면처리하면 슬라이딩부재표면이 개선되고 Hv1000 이상의 표면경도를 얻을 수 있다. 표면개선시 표면개선막과 동질의 재료를 모재로 주입함으로써 표면개선막과 모재와의 밀착강도를 향상시킬수 있꼬, HFC 냉매 및 4가의 에스테르유에서 박막사용을 가능하게 한다.
제19도 및 제20도에 나타낸 표도 제18도와 동일한 방법으로 테이블테스트에 의해 평가시험을 실시한 실험18~20과 실험 21~23의 결과를 각각 나타낸 것이다.
실험21~23에서는 슬라이딩부재(베인)를, 주기율표4족, 5족, 혹은 6족의 질화물(TiN, VN, CrN), 또는 주기율표 4족, 5족 혹은 6족의 산화물(TiO, VO, CrO)을 모재로 하고 모재표면에 동족의 탄화물(TiC, VC, CrC)의 박막 혹은 동족의 질화물(TiN, VN, CrN)의 박막으로 각각 표면처리해서 표면개선을 실행하고 Hv1000이사의 표면경도를 얻도록 한 것이다. 표면개선시 표면 개선막과 동종의 재료를 모재로 주입합으로서 표면개선박을 모재와의 밀착 강도를 향상기킬 수 있고 HFC 냉매 및 4가의 에스테르유중에서이 박막사용을 가능하게 한다. 이와 같이 4족, 5족 또는 6족의 질화물, 탄화물 또는 산화물에 동족의 탄화물, 질화물, 산화물을 조합한 것도 압축기 슬라이딩부의 슬라이딩부재로서 바람직한 것이다.
HFC 냉매와 4가의 에스테르유중에서는 염화물의 윤활물질이 형성되지 않기 때문에 표면마찰 계수가 증대한다. 이 때문에 표면개선막과 모재와 밀착 강도가 중요해 진다.
이 밀폐형 압축기는 로터리 압축기나 나선형 압축기의 압축기 슬라이딩부에 적용하는 것이 바람직하다. 로터리 압축기에서는 한쪽의 슬라이딩부재가 베인(블레이드), 다른쪽의 슬라이딩부재가 롤러의 슬라이딩부분에, 나선형 압축기에서는 한쪽의 슬라이딩부재가 올드햄링, 다른쪽의 슬라이딩부재가 피스톤 또는 실린더 축베어링베어링의 슬라이딩부분에 사용하는 것이 바람직하다. 나선형 압축기의 피스톤 또는 실린더 축벵어링에는 예를들면 탄소강이 사용되다.
또한 제20도의 비교예1에서 나타낸 바와 같이 한쪽의 슬라이딩부재를 6족의 질화물(CrN)에 4족의 질화물(TiN)로 박막처리하고 다른쪽의 슬라이딩부재(롤러)에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용해도 밀찰강도가 약해지기 때문에 마모량이 크고 부적당하다.
또한, 실험15~23이 결과를 나타낸 바와 같이 밀폐형 압축기에 있어서 다른쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 6A 혹은 5족의 금속을 포함하는 철합금 금속을 사용하면 HFC 냉매나 4가 이상의 에스테르유의 압축기로 슬라이딩 부재의 마모를 감소할 수 있다.
즉 로터리 압축기에 다른쪽의 슬라이딩부재인 롤러에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용하는 것으로 베인재와의 조합으로 마모를 감소할수 있다.
이 밀폐형 압축기에서는 로터리 압축기의 블레이드홈중 흡입측 블레이드 홈의 내면을 브로치(broach)가공한 후 연마가공해서 십점 평균 조도 1.6㎛이하의 표면 정밀도로 형성하는 것으로 실린더의 블레이드홈과 베인의 접촉면적을 증대시키고 마모를 감소할 수 있다.
HFC 냉매와 4가이상의 에스테르유를 사용한 로터리 압축기에 있어서 베인 경고를 Hv1000이상으로 해고 전체의 마모를 적게하기 때문에 베인과 상대운동 하는 실린더의 블레이드홈내의 표면거침을 작게해서 완만하게 할 필요가 있다. 통상 실린더의 블레이드홈은 브로치 가공으로 실시하기 때문에 표면 거침이 4S~8S로 크고 베인경도가 Hv1000이상으로 한 것만으로는 충분한 마모 감소를 도모할 수 없다.
또한, 이 밀폐형 압축기에 있어서 HFC 냉매와 함께 사용되는 4가 이상의 에스테르유를 구성하는 알코올에 힌더드형 알코올을 사용하는 것이 바람직하다. 4가의 힌더드형 알코올을 사용한 4가의 힌더드형 에스테르유는 열안정성과 내열성에 우수한 것이 되기 때문에 특히 디 플루오로메탄(R32냉매)을 많이 포함한 HFC 냉매와 같이 압축기온도가 높은 경우에 필요하게 된다.
또한, 밀폐형 압축기에 사용되는 에스테르유는 지방산이 C7~C11급의 산으로 만들어 지고 가지달린 사슬형 지방산을 50vol%로 하는 것이 바람직하다.
에스테르유는 지방상과 알코올의 합성에 의해 만들어 지지만 C4~C6급의 지방산은 지방산 에스테르와 철과 구리등의 금속과의 반응성이 높기 때문에 슬러지원인이 되는 철이나 구리등의 급속비누를 만들기 쉽다. 금속비누의 생성을 저지하기 위하여 지방산은 C7~C11급으로 할 필요가 있고 지방산은 가지달린 것을 주로 이용할 필요가 있다.
가지달린 사슬형 에스테르유는 제21도의 가지구조에 나타낸 바와 같이 에스테르기의 근방에 있는 a탄소(에스테르기에 가까운 쪽에서 a, β, r라 한다)상에 탄소분기(C2H5)가 있기 때문에 이 탄소분기가 입쳐장애가 되고 물분자의 침입을 방해하기 때문에 가수분해가 일어나기 쉽다.
또한, 가지달린 사슬형 에스테르유는 가지달린 사슬형 지방산을 주체로함으로서 HFC 냉매와의 상호용해성이 개선되고 기름복귀가 양호해 지기 때문에 냉동기유의 부족을 방지할 수 있다.
냉동기유의 선별은 HFC 냉매의 상호용해성의 관점과는 별도로 흡습성과 전기절연성의 관점에서 3가 이상의 알코올인 폴리올과 모노카본산 카르보니킬기가 1개)을 합성한 폴리올 에스테르유에 압축되고 또한 폴리올은 슬라이딩부재와의 결합력을 고려해서 제22도에 나타낸 바와 같이 4가의 힌더드형 알코올을 채용하고 열적 안정성과 산화안정성이 떨어지는 비힌더드형 알코올은 대상외로 하고 힌더드형 알코올이라도 3가의 알코올은 마모가 크기 때문에 대상외로 했다.
또한, 4가이상의 에스테르유를 구성하는 모노카본산은 가수분해성이나 안정성, HFC 냉매와의 상호용해성 등을 고려해서 가지달린 사슬형의 지방산(카본산)을 90vol%이상으로 하고 가지없는 사슬형의 지방산(에스테르기에 가까운쪽의 탄소)위에 탄소분기를 가지는 것을 주체로 하고 구체적으로는 가지달린 사슬형의 지방산과 가지없는 사슬형의 지방산은 내가수분해성을 중시해서 가지달린 사슬형이 예를들면 약 90vol%, 가지없는 사슬형 나머지 10vol%의 비율로 설정된다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 있어서는 냉동기유로서 4가의 에스테르유 바람직하게는 4가의 힌더드형 알코올을 원료로 하는 예를 주로 설명했지만 냉동기유는 결합력이 보다 큰 5가 이상의 에스테르유라도 좋다.
또한, 본 발명의 밀폐형 압축기에 사용되는 밀폐케이스에는 덮개체와 바닥이 있는 원통형상의 용기를 끼워 맞춰 용접고정해서 완전밀폐로 하는 것과 덮개체와 용기를 볼트너트로 고정해서 반밀폐로 하는 것이 있다.
그 외 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능하다.
이상 서술한 바와 같이 본 발명에 관련된 밀폐형 압축기에 있어서는 HFC 냉매로 사용할 수 있고 내마모성에 뛰어나고 냉동기유의 내가수분해성(안정성)이 양호하기 때문에 부식이나 슬러지의 발생문제를 효과적으로 회피할 수 있다.
HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용했기 때문에 윤활성이 향상되고 내마모성이 양호하게 된다. 에스테르유는 지방산과 알코올이 합성에 의해 얻어지지만 지방산의 알코올기의 수에 의행 결정되는 에스테르유의 에스테르결합의 수에 의해 윤활성이 달라지는 한편, 4가이상의 에스테르유는 3가이하의 에스테르유에 비해 내마모성이 양호하게 된다. 예를들면 4가의 에스테르유는 3가의 에스테르유에 비교해 작용기로서의 에스테르결합이 많기 때문에 압축기 슬라이딩부의 슬라이딩부재와의 결합력이 높고 내마모성이 개선된다. 5가 이상의 에스테르유는 비용을 고려하지 않는다면 더욱 큰 결합력을 기대할 수 있고 바람직하다.
또한, 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩부재의 한쪽을 알루미늄재로 형성한 경우에는 슬라이딩부재의 경량화가 도모되기 때문에 관성력이 저하하고 슬라이딩면의 면압력 저하가 도모되고 에너지손실을 감소할 수 있다.
한쪽의 슬라이딩부재의 표면을 양극산화에 의해 알마이트처리함으서 알마이트에 발생하는 소구멍에 에스테르유를 저장하고 알루미늄재에 대한 에스테르유의 흡착성·슬라이딩성·기름보유성능을 향상시키고 슬라이딩 상태를 양호하게 해서 슬라이딩면의 기름소모, 소착, 이상마모를 방지하고 HFC 냉매하에서 장기간안정된 안정을 보증할 수 있다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 알마이트처리된 한쪽의 슬라이딩부재에 다시 복합재의 이황화 몰리브덴이나 PTFE에 의해 윤활피막을 부착형성시키면 슬라이딩표면의 자기 윤활성을 높일 수 있고 양호한 슬라이딩상태로 유지할 수 있어 슬라이딩표면의 기름소모, 소착, 이상마모를 방지할 수 있다. 광유에 윤활성이 떨어지는 에스테르유를 사용해도 윤활성의 유지를 도모할 수 있다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 다른쪽의 슬라이딩부재를 구성하는 탄소강을 질화처리함으로서 표면경도를 향상시킬수 있고, 질화처리가 없는 탄소강에 비교해 마모량을 적게할 수 있고 또한 크랭크샤프트와 주베어링, 부베어링과의 압축기 슬라이딩부를 가지는 로터리 압축기에 각각 적용할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 한쪽의 슬라이딩부재를 페라이트율 40%이하의 구형상 흑연주철의 축재료로 하고 이 슬라이딩부재의 상대재에 조각형상 혹은 구형상 흑연주철의 베어링재료를 사용했기 때문에 슬라이딩 부재에 자기 윤활특성을 가지는 흑연을 포함하으로서 축마모의 방지를 도모할 수 있고 또한 축재료에 구형상 흑연주철을 사용함으로서 강성을 높일 수 있어 고속회전가능한 인버터제어되기 때문에 축재료의 슬라이딩부재에 발생하는 불균형이 고속회전하에서 큰 불균형힘을 발생시키기 때문에 강성이 큰 축재료가 필요하게 된다. HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에서 냉동기유에 에스테르유를 사용한 것으로는 페라이트율을 40%이하로 할 필요가 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기는 50Hz~60Hz로 운전되는 상용기종에 접합한 것이다. 이 밀폐형 압축기의 압축기구에 있어서 슬라이딩부의 한쪽을 조각 형상의 흑연주철에 포함되는 흑연에 의해 자기윤활특성을 가지고 축마모가 방지되는 재질로 하고 이 상대부재의 축재료에 조각형상의 흑연주철을 사용해도 페라이트율 15%를 넘으면 마모가 크기 때문에 페라이트율은 15%이하로 하는 것이 바람직하다.
슬라이딩부재의 슬라이딩특성이나 윤활특성이 개션되고 축마모가 저감되기 때문에 왕복식의 크랭크샤프트나 베어링의 압축기 슬라이딩부, 로터리 압축기의 크랭크샤프트와 주베어링, 부베어링의 압축기 슬라이딩부, 스크롤 압축기의 크랭크샤프트와 축베어링부를 구비한 고정프레임의 압축기 슬라이딩부, 또는 나선형압축기의 피스톤과 주베어링, 부베어링의 압축기 슬라이딩부에 각각 적용할 수 있다.
본 발명의 밀폐형압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩부재에 밀도비 95%이상의 재료를 사용하면 보수량이 밀도비의 70%의 재료이 1/3이하로 적고 수분배제를 효과적으로 실시할 수 있다. 냉도기유로서 지방산과 알코올을 합성한 에스테르유를 사용하면 수분의 존재하에서 가역반응(가수분해)이 발생하고 가역반응의 결과 발생한 산에 의해 에스테르유 그 자체의 질을 떨어뜨리고, 윤활성을 저하시키거나 압축기내의 유기재료의 질이 떨어지는 것을 촉진시킬 우려가 있지만, 밀도비 95%이상의 재료를 사용함으로서 수분을 배제하고 에스테르유의 질을 떨어뜨리는 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 밀도비라 하는 것을 재료의 전체의 체적에 대한 빈 구멍을 제외한 체적의 비를 말한다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부의 베어링부재에 밀도미 95% 이상의 SMF재료를 사용하고 재료에 존재하는 빈구멍은 각각 독립시켰기 때문에 빈구멍내로의 수분의 포착을 효과적으로 방지할 수 있고 냉동기유로서의 에스테르유의 질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
상술한 밀폐형 압축기에서는 슬라이딩부재를 소결재료로 형성해서 Cu-Sn이나 Cu를 용침시켜 복합체를 형성하고ㅡ 가공시의 냉각수가 빈구멍내에 침입해서 유지되거나 에스테르유를 가수분해해서 질을 떨어뜨리는 것을 효과적으로 장비할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩 부재에 밀도비 95%미만의 재료를 사용해도 이 재료의 빈구멍을 PTFE, MoS2, 구리, 또는 청동등의 자기윤활재로 봉해 막음으로서 냉각수에 의한 수분의 부착을 배제하고 에스테르유의 질이 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재의 표면을 칠화처리해서 Hv1000이상의 표면경도를 가지도록 했기 때문에 마모의 진행을 최대한 억제할 수 있다.
상기 밀폐형 압축기에서는 로터리 압축기의 베인(블레이드)재료를 질화 처리해서 Hv1000이상의 표면경도로 했기 때문에 베인에 작용하는 절삭마모의 진행을 억제할 수 있다. 슬라이딩부재를 SKH51이나 SUS재2와 같은 Hv600~800정도의 재료로 구성하면 슬라이딩에 의한 절삭마모가 진행할 우려가 있지만 Hv1000이상으로하면 이 마모의 진행을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 로터리 압축기의 베인(블레이드)재료를 SHK재로 구성한 표면을 질화 처리하고 베인표면의 하합물층의 두께를 4㎛이상으로 했기 때문에 마모량이 적고 압축기능성을 향상시킬 수 있다. 밀폐형 암축기의 단일체 내구시험을 했을 때 질화처리없는 SKH재에서는 베인 선단 마모량이 15㎛인데 대해 질화 실시하면 4㎛정도로 상당히 작고 따라서 질회처리된 화합물층의 두께를 4㎛이상으로 함으로서 베인재료에 마모에 의한 악영향을 미치지 않는다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 4족의 질화물, 4족의 탄화물, 4족이 산화물 또는 이들의 혼합물로 하면 압축기냉매로서 HFC 냉매, 냉동기유로서 4가이상의 에스테르유를 사용했을 때 마모량이 작고 양호한 마모형태를 얻을 수 있다.
상기 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용하면 이 주철에 포함되는 흑연의 자기윤활성에 의해 양호한 윤활성능이 얻어진다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 4족의 산화물과 3족의 산화물의 혼합재료를 사용하고 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철등의 철금합금재료를 사용하면 HFC 냉매나 4가이상의 에스테르유를 사용한 밀폐형 압축기에서 슬라이딩부재의 마모량이 적고 양호한 슬라이딩상태가 얻어졌다.
상기 밀폐형압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩 부재에 알루미나 혹은 산화이트륨과 지르코니아와의 혼합물을 사용함으로서 Hv1000이상의 표면경도를 얻을 수 있고, HFC 냉매 및 4가 이상의 에스테르유를 사용한 밀폐형 압축기로 마모량이 상당히 작고 양하한 슬라이딩 상태를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 특히 로터리 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 베인(블레이드)에 알루미나와 지르코니아를 주체로 하는 혼합 세라믹스을 사용한 경우에는 베인(블레이드)의 선단마모량이 1㎛미만으로 상당히 적고 마모가 거의 보이지 않았다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 4족, 5족 혹은 6족의 탄화물, 질화물 또는 산화물을 모재로 하고 모재표면에 동종의 질화물, 탄화물 또는 질화물의 박막으로 각각 표면처리하면 슬라이딩부재 표면이 개선되고 Hv1000이상의 표면겅도를 얻을 수 있다. 표면개선시 표면개선막과 동종의 재료를 모재에 주입함으로서 표면 개선막과 모재와의 밀착강도를 향상시킬수 있고 HFC 냉매나 4가이상의 에스테르유를 사용한 압축기에서의 박막사용이 가능하게 된다.
상술한 밀폐형 압축기에 있어서는 이 압축기를 특허청구범위 24~26에 기재한 바와 같이 구성함으로써 표면경도를 향상하고 마모량을 작게 할 수 있게 때문에 로터리 압축기의 베인과 롤러의 슬라이딩부재 나선형압축기의 올드햄링이나 실린더베어링의 슬라이딩부재에 적용할 수 있다.
다른쪽의 슬라이딩부재를 주기율표 6A족 혹은 5족의 금속을 포함하는 금속 주철을 사용했기 때문에 HFC 냉매나 4가 이상의 에스테르유 사용하의 압축기에서 슬라이딩부재의 마모를 감소할 수 있다. 예를들면 로터리 압축기에 다른쪽의 슬라이딩부재로서의 롤러에 Mo, Ni, Cr을 포함하는 합금주철로 함으로써 베인(블레이드)재와의 조합으로 롤러의 마모를 감소시킬수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 로터리 압축기의 블레이드홈 중 흡입측에 블레이드홈 내면을 십점 평균 조도 1.6㎛이하의 표면정밀도로 형성하는 것으로 실린더의 블레이드홈과 베인(블레이드)과의 실제 접촉면적을 증대시키고 마모를 감소시킬 수 있다. HFC 냉매와 4가 이상의 에스테르유를 사용한 로터리 압축기에서 베인경도를 Hv1000이상으로 하더라도 전체의 마모를 적게하기 위해거 베인과 상대운동하는 실린더의 블레이드홈내의 표면거침을 작게하는 것이 필요하다.
에스테르유에 4가이상의 힌더드형 알코올을 사용함으로서 열안정성이나 내열성에 뛰어난 냉동기유를 제공할 수 있다.
상기 에스테르유를 구성하는 지방산을 C7~C11급의 산으로 형성하고 가지달린 사슬형 지방산을 50vol%이상으로 함으로써 슬러지발생의 원인이 되는 금속비누의 생성을 억제하고 HFC 냉매와의 상호용해성을 개선하고 기름 복귀가 양호한 냉동기유를 제공할 수 있다.
또한 상기 에스테르유를 펜타에리스리톨 혹은 그 중합체로 하는 것도 좋고 탄소가지에 의한 입체장애를 만들어 물분자의 침입을 방해하기 때문에 가수 분해가 일어나기 어렵고 냉동기유로서의 윤활성능을 효과적으로 발휘할 수 있다.
본 발명의 밀폐형 압축기에서는 4가이상의 에스테르유를 형성하는 알코올로서 힌더드형 알코올을 이용하여 열안정성과 내열성에 뛰어나도록 하며, 특히 디플르오로메탄(R32냉매)을 많이 포함한 HFC 냉매와 같은 경우는 압축기 온도가 높은 경우에 필요하게 된다. 이 경우 에스테르유를 구성하는 지방산을 C7~C11급의 산으로 하고 가지달린 사슬형 지방산을 50vol%이상으로 하여 슬러지의 원인이 되는 금속비누를 만들기 어렵게 하고, 또한 가지달린 사슬형 지방산을 주체로 함으로써 HFC 냉매와의 상호용해성이 개선되고 기름 복귀가 양호하게 된다. 에스테르유의 원료로서 C4~C6급의 지방산을 사용하는 경우 그 지방산이 금속과의 반응성이 높고 금속과 반응해서 금속 비누를 만들어 냉동사이클중에 슬러지를 발생시키고 퇴적시키는 원인이 되고 있다.
에스테르유에 펜타에리스리톨 혹은 그 중합체를 원료로서 함유했기 때문에 에스테르유는 탄소가지에 의한 입체장애를 만들고 물분자의 침입을 방해하는 장벽을 형성하기 때문에 가수분해가 발생하기 어렵게 되고 냉도기유로서 윤활성능을 효과적으로 발휘할 수 있다.

Claims (34)

  1. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고 상기 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재로는 알루미늄을 모재로 하여 표면을 알루마이트처리한 것을, 다른쪽의 슬라이딩부재에 탄소강등의 금속재료를 각각 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 알루마이트처리된 한쪽의 슬라이딩부재에 또한 이황화몰리브덴의 표면 처리층을 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형압축기.
  3. 제1항에 있어서, 알루마이트처리된 한쪽의 슬라이딩부재에 다시 PTFE(폴리테트라플루오로 에틸렌)의 표면처리층을 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  4. 제1항에 있어서, 다른쪽의 슬라이딩부재를 구성하는 탄소강등 철계금속재료의 슬라이딩 표면에 질화처리층을 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 왕복식 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 연결 로드이며 다른쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 스크롤압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 날개이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 올드햄링인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  7. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉동기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고 상기 압축기 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 페라이트율40%이하의 구형상의 흑연주철의 축재료로 하고 상기 슬라이딩부재의 상대재에 조각형상 혹은 구형상의 흑연주철의 베어링 재료를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  8. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉도기유에 4가이상의 에스테르유를 사용하고 상기 압축기 슬라이딩보를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재를 페라이트율15%이하의 조각형상의 흑연주철의 축재료로 하고 상기 슬라이딩부재의 상대재에 조각형상의 흑연주철의 축재료로 하고 상기 슬라이딩부재의 상대재에 조각형상 혹은 구형상의 흑연주철의 베어링재료를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 왕복식 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 고정프레임에 고정된 베어링인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 밀폐형압축기는 로터리식 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 주베어링 또는 부베어링인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 스크롤 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 크랭크샤프트이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 베어링부를 구비하는 고정 프레임인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 나선형압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 실린더 내에 편신배치되어 양단에 축부를 구비한 피스톤이며, 다른쪽의 슬라이딩 부재는 상기 축부를 지지하는 주베어링 또는 부베어링인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  13. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 상기 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부의 윤활하는 냉동기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩 부재에 밀도비 95%이상의 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 슬라이딩부재는 Cu가 2wt%, C가 0.8wt%, 잔부가 Fe로 이루어지는 소결체에 Cu-Sn을 용침시킨 복합재인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 슬라이딩부재는 Cu가 2wt%, C가 0.8wt%, 잔부가 Fe로 이루어지는 고결체에 Cu를 용침시킨 복합재인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  16. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 슬라이딩 부재에 밀도비 95%미만으로 빈구멍이 PTFE, MoS2, 구리, 주석 또는 청동등의 자기윤활재로 봉해 막은 재료를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  17. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부의 윤활하는 냉각기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩재에 슬라이딩면을 질처리화해서 표면경도를 Hv1000이상의 재료를 사용하며 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용한 것을 특징으로 하는 밀페형 압축기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 밀페형 압축기는 로터리 압축기이고 한쪽의 슬라이딩부재는 베인, 다른쪽의 슬라이딩부재는 롤러 또는 실린더이고, 적어도 상기 베인의 선단이 질화처리되어 Hv1000이상의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 베인은 SKH재 혹은 SUS재로 표면이 질화처리 되는 한편, 질화처리된 베인 표면의 화합물층이 4㎛이상이 층두께를 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  20. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재에 주기율 표4족의 질화물, 4족의 탄화물 또는 이들 혼합물을 사용하며, 다른쪽의 슬라이딩부재에 주철등의 철합금제를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 한쪽 슬라이딩부재는 모재표면을 미처리구조로 하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철을 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  22. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재에 주기율 표 4족의 산화물과 3족의 산화물의 혼합재료를 사용하고, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유주철등의 철계 재료를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 동기율표 4족의 산화물은 지르코니아이고, 3족의 산화물은 알루미나 혹은 산화이트륨(Y2O3)인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  24. 밀폐케이스에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 4가이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하는 한쪽의 슬라이딩부재로는 주기율표 4족, 5족 혹은 6족의 탄화물, 질화물 또는 산화물을 모재로 하고, 모재표면에 동족의 질화물, 탄화물 또는 질화물의 박막으로 표면처리한 것을 각각 사용하며, 다른쪽의 슬라이딩부재에 Mo-Ni-Cr함유 주철등의 철계 재료를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  25. 제20항, 제21항, 제24항중 어느 한항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 로터리 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 베인이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 롤러인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  26. 제22항 내지 제24항중 어느 한항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 나선형 압축기이고, 한쪽의 슬라이딩부재는 올드햄링이며, 다른쪽의 슬라이딩부재는 실린더베어링인 것을 특징으로 하는 밀페형 압축기.
  27. 제17항 내지 제24항중 어느 한항에 있어서, 상기 다른쪽 슬라이딩부재는 주기율표 6A족 혹은 5족의 금속을 포함하는 합금주철을 사용하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  28. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 압축기의 슬라이딩부를 구성하고 실린더의 블레이드홈중 적어도 흡입측의 블레이드홈내면의 표면정밀도를 십점 평균 조도 1.6㎛이하로 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  29. 제1항, 제7항, 제8항, 제13항, 제16항, 제17항, 제20항, 제22항, 제24항 및 제28항중 어느 한항에 있어서, 4가 이상의 에스테르유는 4가 이상의 힌더드형 알코올을 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  30. 제1항, 제7항, 제8항, 제13항, 제16항, 제17항, 제20항, 제22항, 제24항 및 제28항중 어느 한항에 있어서, 상기 4가 이상의 에스테르유는 지방산과 알코올의 합성에 의해 생성되고 상기 지방산은 C7~C11급의 산으로서 가지달린 사슬형 지방산을 50vol% 이상으로 하며, 가지없는 사슬형 지방산을 50vol%미만으로 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  31. 제1항, 제7항, 제8항, 제13항, 제16항, 제17항, 제20항, 제22항, 제24항 및 제28항중 어느 한항에 있어서, 4가 이상의 에스테르유는 펜타에리스톨 혹은 그 중합체를 원료에 함유하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  32. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 3가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 에스테르유를 형성하고 4가 이상의 알코올이 힌더드형 알코올인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  33. 제32항에 있어서, 상기 에스테르유는 지방산과 알코올의 합성에 의해 생성되는 상기 지방산은 C7~C11급의 산으로 가지달린 사슬형 지방산을 50vol%이상으로 하고, 가지없는 사슬형 지방산을 50vol%미만으로 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  34. 밀폐케이스내에 전동기와 압축기계를 수용하고 이 압축기계에서 압축되는 냉매에 HFC 냉매를 사용한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 압축기의 슬라이딩부를 윤활하는 냉각기유에 4가 이상의 에스테르유를 사용하고, 상기 에스테르유는 펜타에리스리톨 혹은 그 중합체를 원료에 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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