WO2023162923A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2023162923A1
WO2023162923A1 PCT/JP2023/005964 JP2023005964W WO2023162923A1 WO 2023162923 A1 WO2023162923 A1 WO 2023162923A1 JP 2023005964 W JP2023005964 W JP 2023005964W WO 2023162923 A1 WO2023162923 A1 WO 2023162923A1
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WO
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refrigerant
compressor
refrigerating machine
machine oil
refrigeration cycle
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Application number
PCT/JP2023/005964
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English (en)
French (fr)
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ありさ 川江
秀樹 松浦
勝 田中
遥 寺井
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ダイキン工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
    • C10M107/20—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing oxygen
    • C10M107/30—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M107/32—Condensation polymers of aldehydes or ketones; Polyesters; Polyethers
    • C10M107/34—Polyoxyalkylenes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle

Definitions

  • Patent Document 1 U.S. Patent Application Publication No. 2019/0383289 describes a compressor that uses propane as a refrigerant and includes an Oldham ring coated with a resin to suppress wear. disclosed.
  • the refrigeration cycle device of the first aspect comprises a refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, an expansion mechanism and a heat absorber are connected in order and refrigerant circulates.
  • the compressor has sliding parts including bearings or Oldham rings. At least one of the two members that slide against each other in the sliding portion is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is a hydrocarbon-based refrigerant.
  • Refrigerating machine oil used in the compressor has a refrigerant solubility of 30 wt % or less at a pressure of 1.9 MPa and a temperature of 60°C.
  • the viscosity of the refrigerating machine oil is reduced by using the refrigerating machine oil whose oil concentration, which is the concentration of the refrigerating machine oil in the mixture of the refrigerant and the refrigerating machine oil, is equal to or higher than a predetermined value at a predetermined temperature and pressure. is suppressed, and the amount of wear of the sliding portion of the compressor is reduced.
  • the refrigerating cycle device of the second aspect is the refrigerating cycle device of the first aspect, wherein the refrigerating machine oil used in the compressor has a refrigerant solubility at a pressure of 1.9 MPa and a temperature of 60 ° C. It is 5 wt % or more and 30 wt % or less.
  • the refrigeration cycle device of the third aspect is the refrigeration cycle device of the first aspect or the second aspect, wherein the refrigerating machine oil is a polymer having a hydroxyl group ratio of 40 mol% or more and 90 mol% or less with respect to all terminal groups. Alkylene glycol.
  • the refrigeration cycle device of the fourth aspect is the refrigeration cycle device of the third aspect, wherein the refrigerating machine oil is a polyalkylene glycol having a hydroxyl group ratio of more than 50 mol% and not more than 90 mol% with respect to all terminal groups. be.
  • the refrigeration cycle device of the fifth aspect is the refrigeration cycle device of any one of the first to fourth aspects, and the aluminum alloy contains 12.6 wt%-18 wt% silicon.
  • a refrigeration cycle device of a sixth aspect is the refrigeration cycle device of any one of the first to fifth aspects, wherein one of the two members that slide against each other in the sliding portion is made of aluminum or an aluminum alloy, The other is composed of iron or aluminum.
  • a refrigeration cycle device is the refrigeration cycle device according to any one of the first to sixth aspects, and the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is propane.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of compressor 11.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the periphery of a floating member 30 of the compressor 11.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the hydroxyl group ratio of refrigerating machine oil, the oil concentration, and the amount of wear of the sliding portion of the compressor 11.
  • the air conditioner 1 is a refrigeration cycle device that conditions air in a target space by performing a vapor compression refrigeration cycle. As shown in FIG. 1, the air conditioner 1 mainly includes an outdoor unit 2, an indoor unit 3, a gas refrigerant communication pipe 5, a liquid refrigerant communication pipe 6, a controller 7, and a remote controller 8. A gas refrigerant communication pipe 5 and a liquid refrigerant communication pipe 6 connect the outdoor unit 2 and the indoor unit 3 .
  • a refrigeration cycle is repeated in which the refrigerant enclosed in the refrigerant circuit 10 is compressed, condensed (radiated heat), decompressed, evaporated (absorbed heat), and then compressed again.
  • the refrigerant circuit 10 is filled with refrigerant for performing a vapor compression refrigeration cycle.
  • the refrigerant with which the refrigerant circuit 10 is filled is a hydrocarbon-based refrigerant.
  • a hydrocarbon-based refrigerant is a refrigerant containing a hydrocarbon compound as a main component.
  • the number of carbon atoms in the hydrocarbon compound, which is the main component of the refrigerant, is preferably 1-8, more preferably 1-5.
  • Hydrocarbon compounds that are the main constituents of refrigerants are, for example, methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, ethylene, and propylene.
  • hydrocarbon-based refrigerants Compared to chlorine-containing refrigerants such as HCFC-based refrigerants and fluorine-containing refrigerants such as HFC-based refrigerants, hydrocarbon-based refrigerants have an ozone depletion potential (ODP) and a global warming potential (GWP). Warming Potential) tends to be low.
  • ODP ozone depletion potential
  • GWP global warming potential
  • the hydrocarbon-based refrigerant used in the refrigerant circuit 10 may be a refrigerant consisting only of a hydrocarbon compound, or may be a mixture of a hydrocarbon compound and a refrigerant other than a hydrocarbon compound.
  • Refrigerants other than hydrocarbon compounds are, for example, fluorine-containing refrigerants such as R-134a, and carbon dioxide.
  • the content of hydrocarbon compounds is 50 wt% or more, 60 wt% or more, 70 wt% or more, 80 wt% or more, or 90 wt% or more.
  • the hydrocarbon-based refrigerant may contain only one hydrocarbon compound, or may contain two or more hydrocarbon compounds.
  • Refrigerant oil is enclosed in the refrigerant circuit 10 together with the refrigerant.
  • Refrigerant oil is mainly used to lubricate the sliding parts of the compressor 11 .
  • the compatibility between the refrigerating machine oil and the refrigerant is preferably high to some extent so that the refrigerating machine oil can circulate in the refrigerant circuit 10 together with the refrigerant.
  • the refrigerant may dissolve in the refrigerating machine oil, thereby lowering the viscosity of the refrigerating machine oil and lowering the lubricity of the refrigerating machine oil.
  • the refrigerating machine oil preferably contains polyalkylene glycol (PAG) as a main component.
  • PAGs are, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and copolymers of polyethylene glycol and polypropylene glycol.
  • the refrigerating machine oil used in the refrigerant circuit 10 may be a refrigerant composed only of PAG, or may be a mixture of PAG and lubricating oil other than PAG.
  • Lubricating oils other than PAG are, for example, mineral oils and alkylbenzenes.
  • the content of PAG is 50 wt% or more, 60 wt% or more, 70 wt% or more, 80 wt% or more, or 90 wt% or more.
  • the refrigerating machine oil may contain only one type of PAG, or may contain two or more types of PAG.
  • the refrigerating machine oil preferably contains at least one or more selected from the group consisting of extreme pressure agents, acid scavengers and antioxidants as additives. These additives are preferably blended in, for example, 5.0 wt % or less in the refrigerator oil.
  • extreme pressure agents include extreme pressure agents containing phosphate esters; Organic sulfur compound-based extreme pressure agents such as methanesulfonic acid esters; Thiophosphate-based extreme pressure agents such as thiophosphate triesters; Higher fatty acids, hydroxyaryl fatty acids, polyhydric alcohol esters, acrylic acid esters chlorinated hydrocarbons such as chlorinated paraffin, organic chlorine extreme pressure agents such as chlorinated carboxylic acid derivatives; fluorinated aliphatic carboxylic acids, fluorinated ethylene resins, fluorinated alkyl Organic fluorinated extreme pressure agents such as polysiloxanes and fluorinated graphite; alcohol extreme pressure agents such as higher alcohols; naphthenates (lead naphthenate, etc.), fatty acid salts (fatty acid lead, etc.), thiophosphates (zinc dialkyldithiophosphate, etc.), thiocarbamates, organic molybdenum compounds, organic tin compounds, organic germanium compounds
  • acid scavengers examples include phenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkylene glycol glycidyl ether, cyclohexene oxide, ⁇ -olefin oxide, epoxy compounds such as epoxidized soybean oil, and carbodiimide.
  • phenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkylene glycol glycidyl ether, cyclohexene oxide, and ⁇ -olefin oxide are preferred from the viewpoint of compatibility with refrigerator oil.
  • the number of carbon atoms in these acid scavengers is preferably 3 or more and 30 or less, more preferably 4 or more and 24 or less.
  • the ⁇ -olefin oxide preferably has 4 to 50 carbon atoms, more preferably 4 to 24 carbon atoms.
  • One type of acid scavenger may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • antioxidants examples include phenol-based antioxidants and amine-based antioxidants.
  • Phenolic antioxidants include, for example, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (DBPC), 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,2′-methylenebis ( 4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, di-tert-butyl-p-cresol, bisphenol A and the like.
  • DBPC 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol
  • 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol 2,2′-methylenebis ( 4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, di-tert-butyl-p-cresol, bisphenol A and the like
  • Amine antioxidants include, for example, N,N'-diisopropyl-p-phenylenediamine, N,N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, phenyl- ⁇ -naphthylamine, N.I. N'-di-phenyl-p-phenylenediamine, N,N-di(2-naphthyl)-p-phenylenediamine and the like.
  • the outdoor unit 2 is connected to the indoor unit 3 via the gas refrigerant communication pipe 5 and the liquid refrigerant communication pipe 6, and constitutes part of the refrigerant circuit 10. As shown in FIG.
  • the outdoor unit 2 mainly includes a compressor 11, a four-way switching valve 12, an outdoor heat exchanger 13, an expansion valve 9, a low pressure receiver 14, an outdoor fan 15, a gas side shutoff valve 16, a liquid side and a closing valve 17 .
  • the compressor 11 is a device that compresses the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle to high pressure.
  • the compressor 11 compresses the refrigerant in the compression chamber by changing the volume of the compression chamber when a compression element such as a rotary type or a scroll type is rotationally driven by a compressor motor.
  • the compressor motor can control the operating frequency by means of an inverter.
  • the four-way switching valve 12 switches between the first connection state (solid line in FIG. 1) and the second connection state (dotted line in FIG. 1).
  • first connection state the discharge side of the compressor 11 and the outdoor heat exchanger 13 are connected, and the suction side of the compressor 11 and the gas side shutoff valve 16 are connected.
  • second connection state the discharge side of the compressor 11 and the gas side shutoff valve 16 are connected, and the suction side of the compressor 11 and the outdoor heat exchanger 13 are connected.
  • the four-way switching valve 12 has four connection ports.
  • the outdoor heat exchanger 13 functions as a high-pressure refrigerant condenser or radiator in the refrigeration cycle during cooling operation, and functions as a low-pressure refrigerant evaporator or heat absorber in the refrigeration cycle during heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 13 has a plurality of heat transfer tubes (not shown) in which refrigerant flows, and a plurality of heat transfer fins (not shown) in which air flows through mutual gaps.
  • the plurality of heat transfer tubes are arranged vertically, and each heat transfer tube extends substantially horizontally.
  • the material of the heat transfer tube is, for example, copper, copper alloy (brass, etc.), and stainless steel (SUS304, etc.).
  • a plurality of vertically extending heat transfer fins are arranged along the direction in which the heat transfer tubes extend at predetermined intervals.
  • a plurality of heat transfer fins and a plurality of heat transfer tubes are combined such that the plurality of heat transfer tubes pass through each heat transfer fin.
  • the outdoor fan 15 supplies outdoor air to the outdoor heat exchanger 13 , exchanges heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 13 , and then generates an air flow to be discharged to the outside of the outdoor unit 2 .
  • the outdoor fan 15 is rotationally driven by an outdoor fan motor.
  • the expansion valve 9 is provided between the liquid side end of the outdoor heat exchanger 13 and the liquid side shutoff valve 17 .
  • the expansion valve 9 is, for example, an electronic expansion valve whose valve opening can be adjusted by electronic control.
  • the low-pressure receiver 14 is provided between the suction side of the compressor 11 and one of the four connection ports of the four-way switching valve 12.
  • the low-pressure receiver 14 is a refrigerant container capable of storing excess refrigerant in the refrigerant circuit 10 as liquid refrigerant.
  • the gas side shutoff valve 16 is a manual valve provided at a connection portion with the gas refrigerant communication pipe 5 inside the outdoor unit 2 .
  • the liquid-side shut-off valve 17 is a manual valve provided at a connection portion with the liquid refrigerant communication pipe 6 inside the outdoor unit 2 .
  • the outdoor unit 2 has an outdoor unit control section 71 that controls the operation of each section that configures the outdoor unit 2 .
  • the outdoor unit control section 71 has a microcomputer including a CPU and memory.
  • the outdoor unit control section 71 is connected to the indoor unit control section 72 of each indoor unit 3 via a communication line, and transmits and receives control signals and the like.
  • the indoor unit 3 is installed on the wall surface, ceiling, or the like of the room, which is the target space.
  • the indoor unit 3 is connected to the outdoor unit 2 via a gas refrigerant communication pipe 5 and a liquid refrigerant communication pipe 6, and constitutes part of the refrigerant circuit 10.
  • the indoor unit 3 mainly has an indoor heat exchanger 18 and an indoor fan 19 .
  • the liquid side end of the indoor heat exchanger 18 is connected to the liquid refrigerant communication pipe 6 .
  • a gas-side end of the indoor heat exchanger 18 is connected to the gas refrigerant communication pipe 5 .
  • the indoor heat exchanger 18 functions as an evaporator or heat absorber for low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle during cooling operation, and functions as a condenser or radiator for high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle during heating operation.
  • the indoor heat exchanger 18 includes a plurality of heat transfer tubes (not shown) in which a refrigerant flows and a plurality of heat transfer fins (not shown) in which air flows through the gaps between them.
  • the indoor fan 19 draws in the indoor air that is the target space, exchanges heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 18, and then generates an air flow to be discharged to the outside of the indoor unit 3.
  • the indoor fan 19 is rotationally driven by an indoor fan motor.
  • the indoor unit 3 has an indoor unit control section 72 that controls the operation of each section that configures the indoor unit 3 .
  • the indoor unit control section 72 has a microcomputer including a CPU and memory.
  • the indoor unit control section 72 is connected to the outdoor unit control section 71 via a communication line, and transmits and receives control signals and the like.
  • Controller 7 In the air conditioner 1, the controller 7 that controls the operation of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit controller 71 and the indoor unit controller 72 via a communication line.
  • the controller 7 mainly has a CPU and memories such as ROM and RAM.
  • Various processes and controls by the controller 7 are realized by integrally functioning each part included in the outdoor unit control section 71 and the indoor unit control section 72 .
  • the controller 7 controls the constituent elements of the refrigerant circuit 10 via the outdoor unit control section 71 and the indoor unit control section 72 .
  • the objects controlled by the controller 7 are, for example, the expansion valve 9, the compressor 11, the four-way switching valve 12, the outdoor fan 15, the indoor fan 19, and the remote controller 8.
  • the controller 7 controls the components of the refrigerant circuit 10, for example, so that the temperature of the fluid (refrigerant and refrigerating machine oil) flowing through the refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is below a predetermined temperature.
  • Such control includes, for example, control to prevent the drive frequency of the compressor 11 from exceeding a predetermined value, control to prevent the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 11 from exceeding a predetermined temperature, and compression control. For example, control is performed so that the pressure of the refrigerant discharged from the machine 11 does not exceed a predetermined pressure.
  • the remote controller 8 is installed in a room that is the target space or in a specific space of a building that includes the target space, and is used by a user or the like to issue operation control commands and monitor the operating state of the air conditioner 1. .
  • the remote controller 8 includes a reception section 8a such as operation buttons and a touch panel, and a display 8b capable of displaying various information.
  • the reception unit 8a receives input of various information by being operated by a user or the like.
  • the remote controller 8 is connected to the outdoor unit control section 71 and the indoor unit control section 72 via a communication line, and supplies the controller 7 with information received by the reception section 8a from the user or the like.
  • the remote control 8 outputs the information received from the controller 7 to the display 8b.
  • the information that the reception unit 8a receives from the user or the like is not particularly limited, but includes a command to execute the cooling operation mode, a command to execute the heating operation mode, a command to stop the operation, and information on designation to set the temperature. mentioned.
  • the information displayed on the display 8b is not particularly limited, but includes the current operation mode (cooling or heating operation mode), set temperature, and information indicating that various abnormalities have occurred.
  • the compressor 11 is a so-called low-pressure dome scroll compressor. 2, the compressor 11 mainly includes a casing 50, a compression mechanism 20, a floating member 30, a housing 40, a seal member 60, a motor 70, a crankshaft 80, a lower bearing housing 90.
  • the casing 50 has a substantially cylindrical cylindrical member 50a, an upper lid 50b attached to the upper end of the cylindrical member 50a, and a lower lid 50c attached to the lower end of the cylindrical member 50a.
  • the cylindrical member 50a, the upper lid 50b and the lower lid 50c are fixed by welding so as to maintain airtightness.
  • Casing 50 houses the components of compressor 11 including compression mechanism 20 , floating member 30 , housing 40 , seal member 60 , motor 70 , crankshaft 80 and lower bearing housing 90 .
  • a compression mechanism 20 is installed on the top of the casing 50 .
  • a floating member 30 and a housing 40 are installed below the compression mechanism 20 .
  • a motor 70 is installed below the housing 40 .
  • a lower bearing housing 90 is installed below the motor 70 .
  • An oil reservoir space 11a is formed at the bottom of the casing 50. Refrigerating machine oil for lubricating the compression mechanism 20 and the like is stored in the oil reservoir space 11a.
  • the casing 50 has an oil reservoir portion 50d that forms an oil reservoir space 11a.
  • the oil reservoir 50 d is a portion of the casing 50 and corresponds to a portion below the lower bearing housing 90 .
  • the oil reservoir 50d is composed of a lower lid 50c and the lower end of the cylindrical member 50a.
  • the internal space of the casing 50 is partitioned by a partition plate 42 into a first space S1 and a second space S2.
  • the first space S ⁇ b>1 is a space below the partition plate 42 .
  • the second space S2 is a space above the partition plate 42 .
  • the partition plate 42 is fixed to the compression mechanism 20 and the casing 50 by welding so as to keep airtightness between the first space S1 and the second space S2.
  • the partition plate 42 is a plate-like member that is annular in plan view.
  • the inner peripheral side of the partition plate 42 is fixed to the upper portion of the fixed scroll 21 of the compression mechanism 20 over the entire circumference.
  • the outer peripheral side of the partition plate 42 is fixed to the inner surface of the casing 50 over the entire circumference.
  • the first space S1 is a space in which the motor 70 is installed.
  • the first space S ⁇ b>1 is a space into which refrigerant before being compressed by the compressor 11 flows from the refrigerant circuit 10 having the compressor 11 .
  • the first space S1 is a space into which a low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle flows.
  • the second space S2 is a space into which refrigerant discharged from the compression mechanism 20 (refrigerant compressed by the compression mechanism 20) flows.
  • the second space S2 is a space into which high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle flows.
  • a suction pipe 51 , a discharge pipe 52 and an injection pipe 53 are attached to the casing 50 so that the inside and outside of the casing 50 communicate with each other.
  • the suction pipe 51 is attached near the center of the casing 50 in the up-down direction (vertical direction). Specifically, as shown in FIG. 2, the suction pipe 51 is horizontally attached to the cylindrical member 50a at a height position between the housing 40 and the motor 70. As shown in FIG.
  • the intake pipe 51 communicates the outside of the casing 50 with the first space S1 inside the casing 50 . Refrigerant before compression (low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle) passes through the suction pipe 51 and flows into the first space S1.
  • the discharge pipe 52 is attached to the upper part of the casing 50 at a height position above the partition plate 42 . Specifically, as shown in FIG. 2, the suction pipe 51 is horizontally attached to the upper lid 50b.
  • the discharge pipe 52 communicates the outside of the casing 50 with the second space S2 inside the casing 50 .
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism 20 and flowed into the second space S ⁇ b>2 flows out of the compressor 11 through the discharge pipe 52 .
  • the injection pipe 53 is attached to the upper portion of the casing 50 at a height below the partition plate 42 . Specifically, as shown in FIG. 2, the injection pipe 53 is horizontally attached to the cylindrical member 50a at the height position of the compression mechanism 20. As shown in FIG. The end of the injection pipe 53 on the inner side of the casing 50 is connected to the fixed scroll 21 of the compression mechanism 20, as shown in FIG. The injection pipe 53 communicates with the compression chamber Sc inside the compression mechanism 20 during compression via a passage (not shown) formed in the fixed scroll 21 . From the refrigerant circuit 10 having the compressor 11, an intermediate pressure refrigerant (an intermediate pressure refrigerant between a low pressure and a high pressure in the refrigeration cycle) is supplied through the injection pipe 53 to the compression chamber Sc during compression.
  • an intermediate pressure refrigerant an intermediate pressure refrigerant between a low pressure and a high pressure in the refrigeration cycle
  • the compression mechanism 20 mainly has a fixed scroll 21 and a movable scroll 22 .
  • the fixed scroll 21 and the movable scroll 22 are combined with each other to form a compression chamber Sc.
  • the compression mechanism 20 compresses the refrigerant in the compression chamber Sc and discharges the compressed refrigerant.
  • the fixed scroll 21 has a disk-shaped fixed-side end plate 21a, a spiral fixed-side wrap 21b, and a peripheral edge portion 21c.
  • the fixed-side wrap 21b and the peripheral edge portion 21c extend from the front surface (lower surface) of the fixed-side end plate 21a toward the movable scroll 22 (downward).
  • the fixed side wrap 21b is formed in a spiral shape (involute shape) from the vicinity of the center of the fixed side end plate 21a toward the outer peripheral side.
  • the peripheral portion 21c has a cylindrical shape.
  • the peripheral edge portion 21c is positioned on the outer peripheral side of the stationary side end plate 21a so as to surround the stationary side wrap 21b.
  • the orbiting scroll 22 orbits with respect to the fixed scroll 21, so that the refrigerant (low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle) that has flowed from the first space S1 into the compression chamber Sc on the peripheral edge side moves to the innermost side. It is compressed as it moves to the (central side) compression chamber Sc.
  • a discharge port 21d for discharging the refrigerant compressed in the compression chamber Sc is formed near the center of the stationary side panel 21a so as to penetrate the stationary side panel 21a in its thickness direction (vertical direction). The discharge port 21d communicates with the innermost compression chamber Sc.
  • a discharge valve 23 for opening and closing the discharge port 21d is attached above the fixed side end plate 21a.
  • the discharge valve 23 When the pressure in the innermost compression chamber Sc communicating with the discharge port 21d becomes greater than the pressure in the space above the discharge valve 23 (the second space S2) by a predetermined value or more, the discharge valve 23 is opened to open the discharge port. The coolant flows into the second space S2 from 21d.
  • a relief hole 21e is formed through the fixed side panel 21a in the thickness direction on the outer peripheral side of the discharge port 21d of the fixed side panel 21a.
  • the relief hole 21e communicates with a compression chamber Sc formed on the outer peripheral side of the innermost compression chamber Sc communicating with the discharge port 21d.
  • the relief hole 21e communicates with the compression chamber Sc in which the compression mechanism 20 is in the middle of compression.
  • a plurality of relief holes 21e may be formed in the fixed end plate 21a.
  • a relief valve 24 for opening and closing the relief hole 21e is attached above the fixed-side end plate 21a.
  • the relief valve 24 which is a safety valve, opens and the relief hole 21e opens.
  • the coolant flows into the second space S2 from 21e.
  • the orbiting scroll 22 has a disk-shaped movable side end plate 22a, a spiral movable side wrap 22b, and a cylindrical boss portion 22c.
  • the movable wrap 22b extends from the front surface (upper surface) of the movable end plate 22a toward the fixed scroll 21 (upward).
  • the boss portion 22c extends from the rear surface (lower surface) of the movable end plate 22a toward the motor 70 (downward).
  • the orbiting side wrap 22b is formed in a spiral shape (involute shape) from the vicinity of the center of the orbiting side end plate 22a toward the outer peripheral side.
  • the fixed side wrap 21b of the fixed scroll 21 and the movable side wrap 22b of the movable scroll 22 are combined with each other to form a compression chamber Sc.
  • the fixed scroll 21 and the movable scroll 22 are combined so that the front surface (lower surface) of the fixed side end plate 21a and the front surface (upper surface) of the movable side end plate 22a face each other.
  • a compression chamber Sc surrounded by the fixed side end plate 21a, the fixed side wrap 21b, the movable side wrap 22b and the movable side end plate 22a is formed.
  • the compression mechanism 20 has a symmetrical wrap structure or an asymmetrical wrap structure.
  • a first compression chamber surrounded by the outer peripheral surface of the movable side wrap 22b and the inner peripheral surface of the fixed side wrap 21b, the inner peripheral surface of the movable side wrap 22b, and the fixed side wrap 21b. and a second compression chamber surrounded by the outer peripheral surface of the second compression chamber are formed point-symmetrically when viewed in the vertical direction.
  • the first compression chamber and the second compression chamber are not formed point-symmetrically when viewed along the vertical direction.
  • the movable end plate 22a is arranged above the floating member 30.
  • the floating member 30 is pushed toward the movable scroll 22 by the pressure in the back pressure space Sb formed below the floating member 30 .
  • the floating member 30 presses the movable scroll 22 toward the fixed scroll 21 .
  • the force of the floating member 30 pressing the orbiting scroll 22 toward the fixed scroll 21 brings the orbiting scroll 22 into close contact with the fixed scroll 21 .
  • the back pressure space Sb is a space formed between the floating member 30 and the housing 40 .
  • the back pressure space Sb is mainly formed on the back side (lower side) of the floating member 30, as shown in FIG.
  • the refrigerant in the compression chamber Sc of the compression mechanism 20 is introduced into the back pressure space Sb.
  • a seal is provided between the back pressure space Sb and the first space S1 around the back pressure space Sb.
  • the pressure in the back pressure space Sb is higher than the pressure in the first space S1.
  • An Oldham ring 25 is arranged between the movable scroll 22 and the floating member 30 .
  • Oldham ring 25 is slidably engaged with both movable scroll 22 and floating member 30 .
  • the Oldham ring 25 rotates the movable scroll 22 with respect to the fixed scroll 21 while suppressing rotation of the movable scroll 22 .
  • the boss portion 22c is arranged in an eccentric space 38 surrounded by the inner surface of the floating member 30.
  • a first bearing metal 26 is arranged inside the boss portion 22c.
  • the first bearing metal 26 is press-fitted and fixed inside the boss portion 22c, for example.
  • An eccentric portion 81 of a crankshaft 80 is inserted into the first bearing metal 26 .
  • the movable scroll 22 and the crankshaft 80 are connected by inserting the eccentric portion 81 into the first bearing metal 26 .
  • the floating member 30 is arranged on the back side of the movable scroll 22 (the side opposite to the side where the fixed scroll 21 is arranged). The floating member 30 presses the movable scroll 22 toward the fixed scroll 21 by being pushed toward the movable scroll 22 by the pressure of the back pressure space Sb. A portion of floating member 30 also functions as a bearing that supports crankshaft 80 .
  • the floating member 30 mainly has a cylindrical body portion 30a, a pressing portion 34, and an upper bearing housing 31.
  • the body portion 30a forms an eccentric space 38 surrounded by the inner surface of the body portion 30a.
  • a boss portion 22 c of the movable scroll 22 is arranged in the eccentric space 38 .
  • the pressing portion 34 is a cylindrical member extending from the upper end of the main body portion 30a toward the movable scroll 22. As shown in FIG. 3 , the thrust surface 34 a at the upper end of the pressing portion 34 faces the rear surface of the movable side end plate 22 a of the movable scroll 22 .
  • the thrust surface 34a is formed in an annular shape in plan view. When the floating member 30 is pushed toward the movable scroll 22 by the pressure of the back pressure space Sb, the thrust surface 34a contacts the rear surface of the movable side end plate 22a and presses the movable scroll 22 toward the fixed scroll 21.
  • the upper bearing housing 31 is a cylindrical member arranged below the body portion 30a (below the eccentric space 38).
  • a second bearing metal 32 is arranged inside the upper bearing housing 31 .
  • the second bearing metal 32 is press-fitted and fixed inside the upper bearing housing 31, for example.
  • the second bearing metal 32 rotatably supports the main shaft 82 of the crankshaft 80 .
  • the housing 40 is a substantially cylindrical member arranged below the fixed scroll 21 and the floating member 30 . Housing 40 supports floating member 30 . A back pressure space Sb is formed between the housing 40 and the floating member 30 . The housing 40 is attached to the inner surface of the casing 50 by press fitting, for example.
  • the sealing member 60 is a member for forming a back pressure space Sb between the floating member 30 and the housing 40 .
  • the sealing member 60 is, for example, a gasket such as an O-ring.
  • the sealing member 60 partitions the back pressure space Sb into a first chamber B1 and a second chamber B2.
  • the first chamber B1 and the second chamber B2 are spaces that are formed in a substantially annular shape in plan view.
  • the second chamber B2 is arranged inside the first chamber B1. In plan view, the area of the first chamber B1 is larger than the area of the second chamber B2.
  • the first chamber B1 communicates with the compression chamber Sc during compression via the first flow path 64.
  • the first flow path 64 is a flow path that guides the refrigerant being compressed in the compression mechanism 20 (intermediate pressure refrigerant) to the first chamber B1.
  • a first flow path 64 is formed in the fixed scroll 21 and the housing 40 .
  • the second chamber B2 communicates with the discharge port 21d of the fixed scroll 21 via the second flow path 65.
  • the second flow path 65 is a flow path that guides the refrigerant (high-pressure refrigerant) discharged from the compression mechanism 20 to the second chamber B2.
  • a second flow path 65 is formed in the fixed scroll 21 and the housing 40 .
  • the pressure in the second chamber B2 is higher than the pressure in the first chamber B1.
  • the area of the first chamber B1 is larger than the area of the second chamber B2 in plan view, the pressing force of the movable scroll 22 against the fixed scroll 21 due to the pressure in the back pressure space Sb is unlikely to be excessive.
  • the second chamber B2 is arranged inside the first chamber B1, the pressure of the compression chamber Sc pushes the orbiting scroll 22 downward, and the floating member 30 pushes the orbiting scroll 22 upward. It is easy to ensure a balance between
  • Motor 70 A motor 70 drives the movable scroll 22 .
  • the motor 70 has a stator 70a and a rotor 70b.
  • the stator 70 a is an annular member fixed to the inner surface of the casing 50 .
  • the rotor 70b is a cylindrical member arranged inside the stator 70a.
  • a slight gap (air gap) is formed between the inner peripheral surface of the stator 70a and the outer peripheral surface of the rotor 70b.
  • a crankshaft 80 passes through the rotor 70b along its axial direction.
  • the rotor 70b is connected to the orbiting scroll 22 via the crankshaft 80.
  • the motor 70 drives the orbiting scroll 22 by rotating the rotor 70 b to orbit the orbiting scroll 22 with respect to the fixed scroll 21 .
  • crankshaft 80 Crankshaft 80 connects rotor 70 b of motor 70 and movable scroll 22 of compression mechanism 20 .
  • the crankshaft 80 extends vertically.
  • the crankshaft 80 transmits the driving force of the motor 70 to the movable scroll 22 .
  • the crankshaft 80 mainly has an eccentric portion 81 and a main shaft 82 .
  • the eccentric portion 81 is arranged above the main shaft 82 .
  • the central axis of the eccentric portion 81 is eccentric with respect to the central axis of the main shaft 82 .
  • the eccentric portion 81 is connected to the first bearing metal 26 arranged inside the boss portion 22 c of the movable scroll 22 .
  • the main shaft 82 is rotatably supported by the second bearing metal 32 arranged in the upper bearing housing 31 of the floating member 30 and the third bearing metal 91 arranged in the lower bearing housing 90 .
  • Main shaft 82 is coupled to rotor 70 b of motor 70 between upper bearing housing 31 and lower bearing housing 90 .
  • the main shaft 82 extends vertically.
  • An oil passage (not shown) is formed inside the crankshaft 80 .
  • the oil passage has a main route and a branch route.
  • the main path extends in the axial direction of crankshaft 80 from the lower end to the upper end of crankshaft 80 .
  • the branch path extends radially of the crankshaft 80 from the main path.
  • the refrigerating machine oil in the oil reservoir space 11a is pumped up by a pump (not shown) provided at the lower end of the crankshaft 80, passes through an oil path, and flows through the crankshaft 80, the first bearing metal 26, and the second bearing metal 32. and the third bearing metal 91, the sliding portion of the compression mechanism 20, and the like.
  • Lower bearing housing 90 is fixed to the inner surface of casing 50 .
  • a lower bearing housing 90 is arranged below the motor 70 .
  • a third bearing metal 91 is arranged inside the lower bearing housing 90 .
  • the third bearing metal 91 is press-fitted and fixed inside the lower bearing housing 90, for example.
  • the main shaft 82 of the crankshaft 80 passes through the third bearing metal 91 .
  • the third bearing metal 91 rotatably supports the lower side of the main shaft 82 of the crankshaft 80 .
  • the normal state is a state in which the pressure of the refrigerant discharged from the discharge port 21d of the compression mechanism 20 is higher than the pressure in the compression chamber Sc during compression.
  • An intermediate-pressure refrigerant is injected from an injection pipe 53 into the compression chamber Sc during compression.
  • the pressure of the refrigerant rises as it moves from the compression chamber Sc on the peripheral side (outside) to the compression chamber Sc on the center side (inner side), and finally reaches a high pressure in the refrigeration cycle.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism 20 is discharged into the second space S2 from the discharge port 21d of the fixed end plate 21a.
  • the high pressure refrigerant in the second space S ⁇ b>2 is discharged from the discharge pipe 52 .
  • the compressor 11 has sliding parts lubricated with refrigerating machine oil.
  • a sliding portion is a portion where two members slide against each other.
  • the compressor 11 has the following sliding parts. - A sliding portion where the Oldham ring 25 and the orbiting scroll 22 slide against each other. - A sliding portion where the Oldham ring 25 and the floating member 30 slide against each other.
  • At least one of the two members that slide against each other in at least one of these sliding portions of the compressor 11 is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • Aluminum alloys for example, contain 12.6 wt%-18 wt% silicon.
  • Two members that slide against each other in the sliding portion are not coated with a protective film such as resin.
  • the surfaces of the two members that slide against each other in the sliding portion are aluminum or aluminum alloy surfaces.
  • the refrigerating machine oil that lubricates the sliding parts of the compressor 11 mainly contains PAG, which is composition AC represented by the following chemical formula.
  • PAG which is composition AC represented by the following chemical formula.
  • - Composition A R 1 -[CH 2 CH 2 O] m -R 4
  • Composition B R 2 —[CH(CH 3 )CH 2 O] n —R 5
  • Composition C R 3 —[CH 2 CH 2 O] o —[CH(CH 3 )CH 2 O] p —R 6
  • m, n, o, and p are the numbers of repeating units and are natural numbers.
  • R 1 -R 3 are a hydrogen atom, a hydroxyl group (--OH), a hydrocarbon group having 1-8 carbon atoms, or an alkoxy group.
  • R 4 -R 6 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1-8 carbon atoms, or an alkoxy group.
  • Composition A is polyethylene glycol.
  • Composition B is polypropylene glycol.
  • Composition C is a copolymer compound of polyethylene glycol and polypropylene glycol.
  • the molecular weight of compositions AC is, for example, 10,000 to 100,000.
  • the refrigeration oil used in the compressor 11 has a refrigerant solubility of 30 wt% or less when the pressure of the refrigeration oil is 1.9 MPa and the temperature of the refrigeration oil is 60°C.
  • Refrigerant solubility (unit: wt %) is a parameter relating to a mixture of refrigerating machine oil and refrigerant, which is produced by dissolving the refrigerant in refrigerating machine oil, and is represented by the following formula.
  • ⁇ Refrigerant solubility weight of refrigerant in mixture/weight of mixture
  • ⁇ Weight of mixture weight of refrigerant + weight of refrigerating machine oil
  • Oil concentration (unit: wt %) is a parameter relating to a mixture of refrigerating machine oil and refrigerant, and is expressed by the following formula.
  • the oil concentration is 70 wt% or more.
  • the refrigerating machine oil used in the compressor 11 preferably has a refrigerant solubility of 5 wt% or more when the pressure of the refrigerating machine oil is 1.9 MPa and the temperature of the refrigerating machine oil is 60°C.
  • the oil concentration is preferably 95 wt% or less.
  • the hydroxyl group ratio which is the ratio of hydroxyl groups to all terminal groups of composition AC, is 40 mol% or more and 90 mol% or less. Preferably.
  • the end groups are R 1 and R 4 included in composition A's chemical formula.
  • the hydroxyl group ratio is the ratio of the number of R 1 and R 4 constituting a hydroxyl group to the total number of R 1 and R 4 .
  • R 1 is a hydroxyl group or when R 4 is a hydrogen atom
  • the terminal group is a hydroxyl group.
  • the refrigerating machine oil consists only of composition A, and R 1 contained in all the molecules of composition A is a hydrocarbon group and R 4 is a hydrogen atom, a terminal group containing R 4 becomes a hydroxyl group, and the hydroxyl group ratio is 50 mol %.
  • the terminal groups are R 2 and R 5 included in the chemical formula of Composition B and the methyl groups included in the repeating unit [CH(CH 3 )CH 2 O] n .
  • the hydroxyl group ratio is the ratio of the number of R 2 and R 5 constituting a hydroxyl group to the number of all R 2 , R 5 and methyl groups.
  • R2 is a hydroxyl group or when R5 is a hydrogen atom, the terminal group is a hydroxyl group.
  • the refrigerating machine oil consists only of composition B, and R 2 contained in all molecules of composition B is a hydrocarbon group and R 5 is a hydrogen atom, the terminal group containing R 5 becomes a hydroxyl group, and the hydroxyl group ratio is determined by the number n of repeating units.
  • the terminal groups are R 3 and R 6 included in the chemical formula of composition C and the methyl groups included in the repeating unit [CH(CH 3 )CH 2 O] p .
  • the hydroxyl group ratio is the ratio of the number of R 3 and R 6 constituting a hydroxyl group to the number of all R 3 , R 6 and methyl groups.
  • R3 is a hydroxyl group or when R6 is a hydrogen atom, the terminal group is a hydroxyl group.
  • composition C when the refrigerating machine oil consists only of composition C, and R 3 contained in all molecules of composition C is a hydrocarbon group and R 6 is a hydrogen atom, a terminal group containing R 6 becomes a hydroxyl group, and the hydroxyl group ratio is determined by the number p of repeating units.
  • the three types of refrigerating machine oils A to C used in the experiment contain different PAGs as main components.
  • the PAGs contained in refrigerating machine oils A to C are as follows.
  • ⁇ Refrigerant oil A CH3- [ CH2CH2O ] n- [ CH ( CH3 ) CH2O ] m -H ⁇ Refrigerant oil B: CH 3 -[CH 2 CH 2 O] n -H ⁇ Refrigerant oil C: CH3- [ CH2CH2O ] n- [CH( CH3 ) CH2O ] m - R n and m in the formulas of refrigerating machine oils AC are the numbers of repeating units and are natural numbers.
  • R in the formula of refrigerating machine oil C is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • refrigerating machine oil A and refrigerating machine oil B have a high hydroxyl group ratio. Since the PAG contained in the refrigerating machine oil C does not have a hydroxyl group as a terminal group, the hydroxyl group ratio of the refrigerating machine oil C is low.
  • the hydroxyl group ratios of refrigerating machine oil A and refrigerating machine oil C differ according to the value of m. In general, the hydroxyl group ratios of Refrigerating Machine Oil A and Refrigerating Machine Oil B are higher than 30 mol %. In general, the refrigerating machine oil C has a hydroxyl group ratio of 30 mol % or less.
  • the oil concentration and the amount of wear of the sliding part of the compressor 11 were measured using multiple types of refrigerating machine oils with different hydroxyl ratios. As a result, trends in changes in the oil concentration and the amount of wear of the sliding portion of the compressor 11 were examined when the hydroxyl content of the refrigerating machine oil varied within a predetermined range.
  • the refrigerant used in the experiments is propane.
  • the oil concentration was measured under the conditions of a refrigerant condensation temperature of 55°C and a refrigerator oil temperature of 60°C.
  • the amount of wear of the sliding portion of the compressor 11 was measured by a closed Falex wear test.
  • the pins and blocks used in the Falex test are as follows. ⁇ Pin: Aluminum alloy containing 12.6wt%-18wt% silicon ⁇ Block: FC250 cast iron
  • the Falex test was performed using a Falex test machine in accordance with ASTM D2670 as follows.
  • the pin and block were set in the Falex test machine, 200 ml of refrigerating machine oil was put in the test container, 200 ml of refrigerant was filled, and the test container was sealed. Next, under the conditions of a rotation speed of 0.4 m/s, a refrigerator oil temperature of 50° C., and a load of 89 N, the pin and block were slid for 10 minutes, and the total wear amount (mg) of the pin and block was measured. . The smaller the amount of wear, the better the wear resistance of the pin and block.
  • Fig. 4 is a graph showing the results of the experiment.
  • the horizontal axis indicates the hydroxyl content [mol%] of the refrigerating machine oil
  • the left vertical axis indicates the oil concentration [wt%]
  • the right vertical axis indicates the wear of the sliding portion of the compressor 11. Amount [mg] is indicated.
  • the higher the hydroxyl content of the refrigerating machine oil the lower the compatibility between the refrigerating machine oil and the refrigerant, and the tendency for the oil concentration to rise.
  • the oil concentration increases, the amount of refrigerant that dissolves in the refrigerating machine oil decreases, thereby suppressing a decrease in the viscosity of the refrigerating machine oil. Therefore, as shown in FIG. 4, the higher the oil concentration, the higher the lubricity of the refrigerating machine oil, and the more the sliding portion of the compressor 11 wears down.
  • the oil concentration is within a range from a predetermined lower limit at which the amount of wear of the sliding portion of the compressor 11 is sufficiently low to a predetermined upper limit at which a sufficient amount of refrigerating machine oil is returned to the compressor 11. is preferred.
  • the amount of wear was high when the hydroxyl group ratio of the refrigerator oil was 40 mol% or less, and the wear amount decreased rapidly as the hydroxyl group ratio of the refrigerator oil increased to 40 mol%.
  • the hydroxyl group ratio of the refrigerating machine oil exceed 40 mol % and further increased, the wear amount tended to decrease, but hardly changed. Therefore, as a condition for sufficiently reducing the amount of wear, it is preferable that the hydroxyl group ratio of the refrigerating machine oil is 40 mol % or more.
  • the oil concentration is 70 wt % or more.
  • the oil concentration is preferably 95 wt% or less.
  • the oil concentration is 95 wt% or less, the hydroxyl group ratio of the refrigerator oil is 90 mol% or less.
  • the refrigerating machine oil when PAG is used as the refrigerating machine oil, it is preferable to use a refrigerating machine oil with an oil concentration of 70 wt% or more, in other words, a refrigerating machine oil with a refrigerant solubility of 30 wt% or less.
  • the hydroxyl group ratio of the refrigerator oil is preferably 40 mol % or more and 90 mol % or less.
  • the oil concentration is 70 wt % or more and 95 wt % or less.
  • hydrocarbon-based refrigerants have low lubricity and tend to dissolve easily in refrigerating machine oil. . Therefore, when a hydrocarbon-based refrigerant is used as a refrigerant in a refrigeration cycle device, the lubricating property of the refrigerant itself is low, and the viscosity of the refrigerating machine oil tends to decrease due to the dissolution of the refrigerant, so the amount of wear of the sliding parts increases. It's easy to do. In particular, when the member that slides in the sliding portion is made of aluminum, abnormal wear is likely to occur. Further, if a member that slides in a sliding portion is coated with a resin or the like in order to improve wear resistance, problems such as denaturation of the resin and deterioration of slidability due to sliding may occur.
  • the air conditioner 1 uses refrigerating machine oil whose oil concentration, which is the concentration of refrigerating machine oil in a mixture of refrigerant and refrigerating machine oil, is equal to or higher than a predetermined value at a predetermined temperature and pressure.
  • the refrigerant oil used in the air conditioner 1 has a refrigerant solubility of 30 wt % or less at a pressure of 1.9 MPa and a temperature of 60°C. In other words, in the air conditioner 1, the oil concentration is maintained at 70 wt% or more.
  • a PAG having a hydroxyl group ratio which is the ratio of hydroxyl groups to all terminal groups of the PAG, of 40 mol% or more and 90 mol% or less is used.
  • the hydroxyl group ratio of PAG is lower than 40 mol %, the amount of refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil increases. As a result, abnormal wear of the sliding portion of the compressor 11 is likely to occur.
  • the refrigerant when the hydroxyl group ratio of PAG is higher than 90 mol %, the refrigerant hardly dissolves in the refrigerating machine oil, making it difficult for the refrigerating machine oil discharged from the compressor 11 to return to the compressor 11 . As a result, seizing of the sliding portion of the compressor 11 is likely to occur.
  • the wear amount of the sliding portion of the compressor 11 is reduced by appropriately setting the upper limit of the refrigerant solubility of the refrigerating machine oil.
  • the air conditioner 1 by appropriately setting the lower limit and upper limit of the hydroxyl group ratio of the PAG contained in the refrigerating machine oil, the amount of wear of the sliding portion of the compressor 11 is reduced, and the refrigerating machine oil It is possible to suppress the occurrence of the phenomenon that it is difficult for the gas to return to the compressor.
  • the occurrence of abnormal wear of the sliding portion of the compressor 11 is suppressed even if the sliding members of the sliding portion of the compressor 11 are not coated with resin or the like.
  • the PAG hydroxyl group ratio is set to 40 mol % or more and 90 mol % or less.
  • the lower limit of the hydroxyl group ratio may be set to a value larger than 40 mol %.
  • the hydroxyl group ratio of PAG may be higher than 50 mol% and 90 mol% or less.
  • the wear amount of the sliding portion of the compressor 11 is less than 0.95 mg.
  • the amount of wear of the sliding portion of the compressor 11 is almost constant when the PAG hydroxyl group ratio is in the range of 50 mol % to 90 mol %. Therefore, the hydroxyl group ratio of PAG may be 60 mol % or more and 90 mol % or less. Moreover, the hydroxyl group ratio of PAG may be 70 mol % or more and 90 mol % or less. Moreover, the hydroxyl group ratio of PAG may be 80 mol % or more and 90 mol % or less.
  • At least one of the two members that slide against each other in the sliding portion of the compressor 11 is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the material of the members forming the sliding portion is not particularly limited.
  • one of the two members that slide against each other in the sliding portion may be made of aluminum or an aluminum alloy, and the other may be made of iron or aluminum.
  • the two members that slide against each other in the sliding portion are not coated with a protective film such as resin.
  • Air conditioner (refrigeration cycle device) 9: Expansion valve (expansion mechanism) 10: Refrigerant circuit 11: Compressor 13: Outdoor heat exchanger (radiator) 18: Indoor heat exchanger (heat absorber) 25: Oldham ring 26: First bearing metal (bearing) 32: Second bearing metal (bearing) 91: Third bearing metal (bearing)

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Abstract

炭化水素系冷媒は冷凍機油に溶けやすく、その結果、冷凍機油の粘度が低下して、圧縮機内部の摺動部が過剰に磨耗するおそれがある。空気調和装置（１）は、圧縮機（１１）、室外熱交換器（１３）、膨張弁（９）及び室内熱交換器（１８）が順に接続され冷媒が循環する冷媒回路（１０）を備える。圧縮機（１１）は、第１軸受メタル（２６）又はオルダムリング（２５）を含む摺動部を有する。摺動部において互いに摺動する２つの部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成される。冷媒回路（１０）を循環する冷媒は、炭化水素系冷媒である。圧縮機（１１）に用いられる冷凍機油は、圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が３０％以下である。

Description

冷凍サイクル装置
　冷凍サイクル装置に関する。
　従来、プロパン等の炭化水素系冷媒を圧縮する圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１（米国特許出願公開第２０１９／０３８３２８９号明細書）には、冷媒としてプロパンを用いる圧縮機であって、磨耗を抑制するために樹脂でコーティングされたオルダムリングを備える圧縮機が開示されている。
　炭化水素系冷媒は冷凍機油に溶けやすく、その結果、冷凍機油の粘度が低下して、圧縮機内部の摺動部が過剰に磨耗するおそれがある。また、特許文献１（米国特許出願公開第２０１９／０３８３２８９号明細書）に記載のように、磨耗の抑制のために摺動部を樹脂等でコーティングすると、摺動部の摺動性が低下するおそれがある。
　第１観点の冷凍サイクル装置は、圧縮機、放熱器、膨張機構及び吸熱器が順に接続され冷媒が循環する冷媒回路を備える。圧縮機は、軸受又はオルダムリングを含む摺動部を有する。摺動部において互いに摺動する２つの部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成される。冷媒回路を循環する冷媒は、炭化水素系冷媒である。圧縮機に用いられる冷凍機油は、圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が３０ｗｔ％以下である。
　この冷凍サイクル装置では、冷媒と冷凍機油との混合物中における冷凍機油の濃度である油濃度が、所定の温度および圧力において所定の値以上になる冷凍機油を用いることで、冷凍機油の粘度の低下が抑えられて、圧縮機の摺動部の磨耗量が低減される。
　第２観点の冷凍サイクル装置は、第１観点の冷凍サイクル装置であって、圧縮機に用いられる冷凍機油は、圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が５ｗｔ％以上かつ３０ｗｔ％以下である。
　第３観点の冷凍サイクル装置は、第１観点又は第２観点の冷凍サイクル装置であって、冷凍機油は、全末端基に対する水酸基の割合が４０モル％以上、かつ、９０モル％以下であるポリアルキレングリコールである。
　この冷凍サイクル装置では、油濃度が所定の範囲内になる冷凍機油を用いることで、圧縮機の摺動部の磨耗量が低減され、かつ、冷凍機油が圧縮機に戻りにくくなる現象の発生が抑制される。
　第４観点の冷凍サイクル装置は、第３観点の冷凍サイクル装置であって、冷凍機油は、全末端基に対する水酸基の割合が５０モル％より高く、かつ、９０モル％以下であるポリアルキレングリコールである。
　この冷凍サイクル装置では、油濃度が所定の範囲内になる冷凍機油を用いることで、圧縮機の摺動部の磨耗量が低減され、かつ、冷凍機油が圧縮機に戻りにくくなる現象の発生が抑制される。
　第５観点の冷凍サイクル装置は、第１乃至第４観点のいずれか１つの冷凍サイクル装置であって、アルミニウム合金は、１２．６ｗｔ％－１８ｗｔ％のシリコンを含有する。
　第６観点の冷凍サイクル装置は、第１乃至第５観点のいずれか１つの冷凍サイクル装置であって、摺動部において互いに摺動する２つの部材の一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、他方は、鉄又はアルミニウムで構成される。
　第７観点の冷凍サイクル装置は、第１乃至第６観点のいずれか１つの冷凍サイクル装置であって、冷媒回路を循環する冷媒は、プロパンである。
空気調和装置１の概略構成図である。 圧縮機１１の概略的な断面図である。 圧縮機１１のフローティング部材３０の周辺の拡大図である。 冷凍機油の水酸基率と、油濃度と、圧縮機１１の摺動部の磨耗量との関係を示すグラフである。
　（１）全体構成
　空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことで、対象空間の空気を調和させる冷凍サイクル装置である。図１に示されるように、空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、ガス冷媒連絡配管５と、液冷媒連絡配管６と、コントローラ７と、リモコン８とを有する。ガス冷媒連絡配管５および液冷媒連絡配管６は、室外ユニット２と室内ユニット３とを接続する。
　空気調和装置１では、冷媒回路１０内に封入された冷媒が、圧縮され、凝縮（放熱）し、減圧され、蒸発（吸熱）した後に、再び圧縮されるという冷凍サイクルが繰り返し行われる。
　冷媒回路１０には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒が充填される。冷媒回路１０に充填される冷媒は、炭化水素系冷媒である。炭化水素系冷媒とは、炭化水素化合物を主成分とする冷媒である。冷媒の主成分である炭化水素化合物の炭素数は、好ましくは１－８であり、より好ましくは１－５である。冷媒の主成分である炭化水素化合物は、例えば、メタン、エタン、プロパン、ｎ－ブタン、イソブタン、ｎ－ペンタン、イソペンタン、エチレン、およびプロピレンである。炭化水素系冷媒は、ＨＣＦＣ系冷媒などの塩素含有冷媒、および、ＨＦＣ系冷媒などのフッ素含有冷媒と比較して、オゾン層破壊係数（ＯＤＰ：Ｏｚｏｎｅ　Ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）および地球温暖化係数（ＧＷＰ：Ｇｌｏｂａｌ　Ｗａｒｍｉｎｇ　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低い傾向がある。
　冷媒回路１０に用いられる炭化水素系冷媒は、炭化水素化合物のみからなる冷媒でもよく、炭化水素化合物と、炭化水素化合物以外の冷媒との混合物であってもよい。炭化水素化合物以外の冷媒は、例えば、Ｒ－１３４ａなどのフッ素含有冷媒、および二酸化炭素である。炭化水素系冷媒が、炭化水素化合物以外の冷媒を含む場合、炭化水素化合物の含有量は５０ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以上、８０ｗｔ％以上、または９０ｗｔ％以上である。炭化水素系冷媒は、１種のみの炭化水素化合物を含んでもよく、２種以上の炭化水素化合物を含んでもよい。
　冷媒回路１０には、冷媒と共に冷凍機油が封入される。冷凍機油は、主に圧縮機１１の摺動部を潤滑するために用いられる。冷凍機油が冷媒と共に冷媒回路１０を循環できるように、冷凍機油と冷媒との相溶性はある程度高いことが好ましい。一方、冷凍機油と冷媒との相溶性が高すぎると、冷媒が冷凍機油に溶解することにより冷凍機油の粘度が低下して、冷凍機油の潤滑性が低下するおそれがある。そのため、冷凍機油と冷媒との相溶性が適切な範囲内となるように、冷媒に応じて適切な冷凍機油が選択されることが好ましい。冷媒回路１０に炭化水素系冷媒を用いる場合、冷凍機油は、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）を主成分として含むものが好ましい。ＰＡＧは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、および、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合化合物である。
　冷媒回路１０に用いられる冷凍機油は、ＰＡＧのみからなる冷媒でもよく、ＰＡＧと、ＰＡＧ以外の潤滑油との混合物であってもよい。ＰＡＧ以外の潤滑油は、例えば、鉱油およびアルキルベンゼンである。冷凍機油が、ＰＡＧ以外の潤滑油を含む場合、ＰＡＧの含有量は５０ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以上、８０ｗｔ％以上、または９０ｗｔ％以上である。冷凍機油は、１種のみのＰＡＧを含んでもよく、２種以上のＰＡＧを含んでもよい。
　冷凍機油は、極圧剤、酸捕捉剤および酸化防止剤からなる群より選択される少なくとも１種以上を、添加剤として含むことが好ましい。これらの添加剤は、例えば、冷凍機油中に５．０ｗｔ％以下配合されることが好ましい。
　極圧剤としては、例えば、リン酸エステル類を含む極圧剤；モノスルフィド類、ポリスルフィド類、スルホキシド類、スルホン類、チオスルフィネート類、硫化油脂、チオカーボネート類、チオフェン類、チアゾール類、メタンスルホン酸エステル類等の有機硫黄化合物系の極圧剤；チオリン酸トリエステル類等のチオリン酸エステル系の極圧剤；高級脂肪酸、ヒドロキシアリール脂肪酸類、多価アルコールエステル類、アクリル酸エステル類等のエステル系の極圧剤；塩素化パラフィン等の塩素化炭化水素類、塩素化カルボン酸誘導体等の有機塩素系の極圧剤；フッ素化脂肪族カルボン酸類、フッ素化エチレン樹脂、フッ素化アルキルポリシロキサン類、フッ素化黒鉛等の有機フッ素化系の極圧剤；高級アルコール等のアルコール系の極圧剤；ナフテン酸塩類（ナフテン酸鉛等）、脂肪酸塩類（脂肪酸鉛等）、チオリン酸塩類（ジアルキルジチオリン酸亜鉛等）、チオカルバミン酸塩類、有機モリブデン化合物、有機スズ化合物、有機ゲルマニウム化合物、ホウ酸エステル等の金属化合物系の極圧剤が挙げられる。
　酸捕捉剤としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α－オレフィンオキシド、エポキシ化大豆油等のエポキシ化合物、カルボジイミド等が挙げられる。これらのうち、冷凍機油との相溶性の観点からは、フェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α－オレフィンオキシドが好ましい。これらの酸捕捉剤の炭素数は、３以上３０以下であれば好ましく、４以上２４以下であればより好ましい。α－オレフィンオキシドは、炭素数が４以上５０以下であれば好ましく、４以上２４以下であればより好ましい。酸捕捉剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　酸化防止剤としては、例えば、フェノール系の酸化防止剤、アミン系の酸化防止剤が挙げられる。フェノール系の酸化防止剤は、例えば、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール（ＤＢＰＣ）、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－エチルフェノール、２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）、２，４－ジメチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール、ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、ビスフェノールＡ等である。アミン系の酸化防止剤は、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジイソプロピル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｓｅｃ－ブチル－ｐ－フェニレンジアミン、フェニル－α－ナフチルアミン、Ｎ．Ｎ’－ジ－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ－ジ（２－ナフチル）－ｐ－フェニレンジアミン等である。
　（１－１）室外ユニット２
　室外ユニット２は、ガス冷媒連絡配管５および液冷媒連絡配管６を介して室内ユニット３と接続され、冷媒回路１０の一部を構成する。室外ユニット２は、主として、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、室外熱交換器１３と、膨張弁９と、低圧レシーバ１４と、室外ファン１５と、ガス側閉鎖弁１６と、液側閉鎖弁１７とを有する。
　圧縮機１１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機１１は、ロータリ式およびスクロール式等の圧縮要素が圧縮機モータによって回転駆動されることで圧縮室の容積を変化させて、圧縮室の冷媒を圧縮する。圧縮機モータは、インバータによって運転周波数の制御が可能である。
　四路切換弁１２は、冷媒回路１０の接続状態を切り換えることで、第１接続状態（図１の実線）と第２接続状態（図１の点線）とを相互に切り換える。第１接続状態は、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１３とを接続し、かつ、圧縮機１１の吸入側とガス側閉鎖弁１６とを接続する。第２接続状態は、圧縮機１１の吐出側とガス側閉鎖弁１６とを接続し、かつ、圧縮機１１の吸入側と室外熱交換器１３とを接続する。四路切換弁１２は、４つの接続ポートを有する。
　室外熱交換器１３は、冷房運転時には冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の凝縮器または放熱器として機能し、暖房運転時には冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器または吸熱器として機能する。室外熱交換器１３は、冷媒が内部を流れる複数の伝熱管（図示せず）と、互いの隙間を空気が流れる複数の伝熱フィン（図示せず）とを有する。複数の伝熱管は、上下方向に並んでおり、各伝熱管は実質的に水平方向に延びている。伝熱管の材質は、例えば、銅、銅合金（黄銅等）、および、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）である。上下方向に延びた複数の伝熱フィンは、互いに所定の間隔をあけて、伝熱管が延びる方向に沿って並んでいる。各伝熱フィンを複数の伝熱管が貫通するように、複数の伝熱フィンと複数の伝熱管とが組み合わされている。
　室外ファン１５は、室外の空気を室外熱交換器１３に供給し、室外熱交換器１３において冷媒と熱交換させた後に、室外ユニット２の外部に排出するための空気流を生じさせる。室外ファン１５は、室外ファンモータによって回転駆動される。
　膨張弁９は、室外熱交換器１３の液側端部と液側閉鎖弁１７との間に設けられている。膨張弁９は、例えば、電子制御により弁開度を調節可能な電子膨張弁である。
　低圧レシーバ１４は、圧縮機１１の吸入側と、四路切換弁１２の４つの接続ポートの１つとの間に設けられている。低圧レシーバ１４は、冷媒回路１０における余剰冷媒を液冷媒として貯留することが可能な冷媒容器である。
　ガス側閉鎖弁１６は、室外ユニット２内においてガス冷媒連絡配管５との接続部分に設けられる手動弁である。
　液側閉鎖弁１７は、室外ユニット２内において液冷媒連絡配管６との接続部分に設けられる手動弁である。
　室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外ユニット制御部７１を有する。室外ユニット制御部７１は、ＣＰＵおよびメモリ等を含むマイクロコンピュータを有する。室外ユニット制御部７１は、各室内ユニット３の室内ユニット制御部７２と通信線を介して接続され、制御信号等の送受信を行う。
　（１－２）室内ユニット３
　室内ユニット３は、対象空間である室内の壁面および天井等に設置されている。室内ユニット３は、ガス冷媒連絡配管５および液冷媒連絡配管６を介して室外ユニット２と接続されており、冷媒回路１０の一部を構成する。室内ユニット３は、主として、室内熱交換器１８と、室内ファン１９とを有する。
　室内熱交換器１８の液側端部は、液冷媒連絡配管６と接続される。室内熱交換器１８のガス側端部は、ガス冷媒連絡配管５と接続される。室内熱交換器１８は、冷房運転時には冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器または吸熱器として機能し、暖房運転時には冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の凝縮器または放熱器として機能する。室内熱交換器１８は、室外熱交換器１３と同様に、冷媒が内部を流れる複数の伝熱管（図示せず）と、互いの隙間を空気が流れる複数の伝熱フィン（図示せず）とを有する。
　室内ファン１９は、対象空間である室内の空気を吸入して、室内熱交換器１８において冷媒と熱交換させた後に、室内ユニット３の外部に排出するための空気流を生じさせる。室内ファン１９は、室内ファンモータによって回転駆動される。
　室内ユニット３は、室内ユニット３を構成する各部の動作を制御する室内ユニット制御部７２を有する。室内ユニット制御部７２は、ＣＰＵおよびメモリ等を含むマイクロコンピュータを有する。室内ユニット制御部７２は、室外ユニット制御部７１と通信線を介して接続され、制御信号等の送受信を行う。
　（１－３）コントローラ７
　空気調和装置１では、室外ユニット制御部７１と室内ユニット制御部７２とが通信線を介して接続されることで、空気調和装置１の動作を制御するコントローラ７が構成される。コントローラ７は、主として、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリとを有する。コントローラ７による各種処理および制御は、室外ユニット制御部７１および室内ユニット制御部７２に含まれる各部が一体的に機能することによって実現される。
　コントローラ７は、室外ユニット制御部７１および室内ユニット制御部７２を介して、冷媒回路１０の構成要素を制御する。コントローラ７による制御対象は、例えば、膨張弁９、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外ファン１５、室内ファン１９およびリモコン８である。コントローラ７は、例えば、空気調和装置１の冷媒回路１０中を流れる流体（冷媒および冷凍機油）の温度が所定温度以下となるように、冷媒回路１０の構成要素を制御する。このような制御としては、例えば、圧縮機１１の駆動周波数が所定値以上にならないようにする制御、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度が所定温度以上にならないようにする制御、および、圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力が所定圧力以上にならないようにする制御等が挙げられる。
　（１－４）リモコン８
　リモコン８は、対象空間である室内、または、対象空間を含む建物の特定の空間に設置され、空気調和装置１の運転制御指令、および、運転状態の監視を行うためにユーザ等により使用される。
　リモコン８は、操作ボタンおよびタッチパネル等の受付部８ａと、各種情報を表示可能なディスプレイ８ｂとを備える。受付部８ａは、ユーザ等により操作されることで各種情報の入力を受け付ける。リモコン８は、室外ユニット制御部７１および室内ユニット制御部７２に対して通信線を介して接続され、ユーザ等から受付部８ａにおいて受け付けた情報をコントローラ７に供給する。リモコン８は、コントローラ７から受信した情報を、ディスプレイ８ｂに出力する。
　ユーザ等から受付部８ａが受け付ける情報としては、特に限定されないが、冷房運転モードを実行させる指令、暖房運転モードを実行させる指令、運転を停止させる指令、および、温度を設定させる指定等に関する情報が挙げられる。ディスプレイ８ｂに表示される情報としては、特に限定されないが、現在の運転モード（冷房または暖房運転モード）、設定温度、および、各種の異常が生じていることを示す情報等が挙げられる。
　（２）圧縮機１１の詳細構成
　圧縮機１１は、いわゆる低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。圧縮機１１は、図２に示されるように、主として、ケーシング５０と、圧縮機構２０と、フローティング部材３０と、ハウジング４０と、シール部材６０と、モータ７０と、クランクシャフト８０と、下部軸受ハウジング９０とを有する。
　（２－１）ケーシング５０
　ケーシング５０は、略円筒状の円筒部材５０ａと、円筒部材５０ａの上端に取り付けられる上蓋５０ｂと、円筒部材５０ａの下端に取り付けられる下蓋５０ｃとを有する。円筒部材５０ａと、上蓋５０ｂおよび下蓋５０ｃとは、気密を保つように溶接により固定される。ケーシング５０には、圧縮機構２０、フローティング部材３０、ハウジング４０、シール部材６０、モータ７０、クランクシャフト８０および下部軸受ハウジング９０を含む圧縮機１１の構成部品が収容される。
　ケーシング５０の上部には、圧縮機構２０が設置される。圧縮機構２０の下方には、フローティング部材３０およびハウジング４０が設置される。ハウジング４０の下方には、モータ７０が設置される。モータ７０の下方には、下部軸受ハウジング９０が設置される。
　ケーシング５０の底部には、油溜空間１１ａが形成されている。油溜空間１１ａには、圧縮機構２０等を潤滑するための冷凍機油が溜められる。ケーシング５０は、油溜空間１１ａを形成する油溜め部５０ｄを有する。油溜め部５０ｄは、ケーシング５０の一部であって、下部軸受ハウジング９０より下方の部分に相当する。例えば、油溜め部５０ｄは、図２に示されるように、下蓋５０ｃと、円筒部材５０ａの下端部とから構成される。
　ケーシング５０の内部空間は、仕切板４２によって、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに仕切られている。第１空間Ｓ１は、仕切板４２より下側の空間である。第２空間Ｓ２は、仕切板４２より上側の空間である。仕切板４２は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間で気密が保たれるように、圧縮機構２０およびケーシング５０に溶接により固定されている。
　仕切板４２は、平面視において環状に形成された板状の部材である。仕切板４２の内周側は、全周にわたって、圧縮機構２０の固定スクロール２１の上部に固定されている。仕切板４２の外周側は、全周にわたって、ケーシング５０の内面に固定されている。
　第１空間Ｓ１は、モータ７０が設置される空間である。第１空間Ｓ１は、圧縮機１１を有する冷媒回路１０から、圧縮機１１によって圧縮される前の冷媒が流入する空間である。第１空間Ｓ１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒が流入する空間である。
　第２空間Ｓ２は、圧縮機構２０から吐出される冷媒（圧縮機構２０により圧縮された冷媒）が流入する空間である。第２空間Ｓ２は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒が流入する空間である。
　ケーシング５０には、吸入管５１、吐出管５２およびインジェクション管５３が、ケーシング５０の内部と外部とを連通するように取り付けられている。
　吸入管５１は、ケーシング５０の上下方向（鉛直方向）における中央付近に取り付けられている。具体的には、図２に示されるように、吸入管５１は、ハウジング４０とモータ７０との間の高さ位置において、円筒部材５０ａに水平方向に取り付けられている。吸入管５１は、ケーシング５０の外部と、ケーシング５０の内部の第１空間Ｓ１とを連通する。圧縮前の冷媒（冷凍サイクルにおける低圧の冷媒）は、吸入管５１を通って、第１空間Ｓ１に流入する。
　吐出管５２は、ケーシング５０の上部であって、仕切板４２より上方の高さ位置に取り付けられている。具体的には、図２に示されるように、吸入管５１は、上蓋５０ｂに水平方向に取り付けられている。吐出管５２は、ケーシング５０の外部と、ケーシング５０の内部の第２空間Ｓ２とを連通する。圧縮機構２０により圧縮されて第２空間Ｓ２に流入した冷媒（冷凍サイクルにおける高圧の冷媒）は、吐出管５２を通って、圧縮機１１の外部に流出する。
　インジェクション管５３は、ケーシング５０の上部であって、仕切板４２より下方の高さ位置に取り付けられている。具体的には、図２に示されるように、インジェクション管５３は、圧縮機構２０の高さ位置において、円筒部材５０ａに水平方向に取り付けられている。インジェクション管５３のケーシング５０内部側の端部は、図２に示されるように、圧縮機構２０の固定スクロール２１に接続されている。インジェクション管５３は、固定スクロール２１に形成された通路（図示せず）を介して、圧縮機構２０内部の圧縮途中の圧縮室Ｓｃと連通している。圧縮機１１を有する冷媒回路１０から、中間圧の冷媒（冷凍サイクルにおける低圧と高圧との中間の圧力の冷媒）が、インジェクション管５３を通って、圧縮途中の圧縮室Ｓｃに供給される。
　（２－２）圧縮機構２０
　圧縮機構２０は、主として、固定スクロール２１と可動スクロール２２とを有する。固定スクロール２１および可動スクロール２２は、互いに組み合わされて圧縮室Ｓｃを形成する。圧縮機構２０は、圧縮室Ｓｃにおいて冷媒を圧縮して、圧縮された冷媒を吐出する。
　（２－２－１）固定スクロール２１
　固定スクロール２１は、図２に示されるように、ハウジング４０の上に戴置されている。固定スクロール２１およびハウジング４０は、ボルト等の固定手段により互いに固定されている。
　固定スクロール２１は、円板状の固定側鏡板２１ａと、渦巻状の固定側ラップ２１ｂと、周縁部２１ｃとを有する。固定側ラップ２１ｂおよび周縁部２１ｃは、固定側鏡板２１ａの前面（下面）から可動スクロール２２側（下方）に延びている。固定スクロール２１を下から見ると、固定側ラップ２１ｂは、固定側鏡板２１ａの中心付近から外周側に向かって渦巻状（インボリュート形状）に形成されている。周縁部２１ｃは、円筒形状を有する。周縁部２１ｃは、固定側ラップ２１ｂを取り囲むように、固定側鏡板２１ａの外周側に位置する。
　圧縮機１１の運転時において、可動スクロール２２が固定スクロール２１に対して旋回することで、第１空間Ｓ１から周縁側の圧縮室Ｓｃに流入した冷媒（冷凍サイクルにおける低圧の冷媒）は、最内側（中央側）の圧縮室Ｓｃへ移動するにつれ圧縮される。固定側鏡板２１ａの中心付近には、圧縮室Ｓｃで圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート２１ｄが、固定側鏡板２１ａをその厚さ方向（上下方向）に貫通して形成されている。吐出ポート２１ｄは、最内側の圧縮室Ｓｃと連通している。固定側鏡板２１ａの上方には、吐出ポート２１ｄを開閉する吐出弁２３が取り付けられている。吐出ポート２１ｄと連通する最内側の圧縮室Ｓｃの圧力が、吐出弁２３より上方の空間（第２空間Ｓ２）の圧力に比べて所定値以上大きくなった場合、吐出弁２３が開き、吐出ポート２１ｄから第２空間Ｓ２へ冷媒が流入する。
　固定側鏡板２１ａの吐出ポート２１ｄの外周側には、リリーフ穴２１ｅが、固定側鏡板２１ａをその厚さ方向に貫通して形成されている。リリーフ穴２１ｅは、吐出ポート２１ｄと連通する最内側の圧縮室Ｓｃよりも外周側に形成される圧縮室Ｓｃと連通している。リリーフ穴２１ｅは、圧縮機構２０の圧縮途中の圧縮室Ｓｃと連通している。リリーフ穴２１ｅは、固定側鏡板２１ａに複数形成されていてもよい。固定側鏡板２１ａの上方には、リリーフ穴２１ｅを開閉するリリーフ弁２４が取り付けられている。リリーフ穴２１ｅと連通する圧縮室Ｓｃの圧力が、リリーフ弁２４より上方の空間（第２空間Ｓ２）の圧力に比べて所定値以上大きくなった場合、安全弁であるリリーフ弁２４が開き、リリーフ穴２１ｅから第２空間Ｓ２へ冷媒が流入する。
　（２－２－２）可動スクロール２２
　可動スクロール２２は、円板状の可動側鏡板２２ａと、渦巻状の可動側ラップ２２ｂと、円筒状のボス部２２ｃとを有する。可動側ラップ２２ｂは、可動側鏡板２２ａの前面（上面）から固定スクロール２１側（上方）に延びている。ボス部２２ｃは、可動側鏡板２２ａの背面（下面）からモータ７０側（下方）に延びている。可動スクロール２２を上から見ると、可動側ラップ２２ｂは、可動側鏡板２２ａの中心付近から外周側に向かって渦巻状（インボリュート形状）に形成されている。
　固定スクロール２１の固定側ラップ２１ｂと、可動スクロール２２の可動側ラップ２２ｂとは、互いに組み合わされて圧縮室Ｓｃを形成する。固定スクロール２１および可動スクロール２２は、固定側鏡板２１ａの前面（下面）と可動側鏡板２２ａの前面（上面）とが対向するように組み合わされる。これにより、固定側鏡板２１ａ、固定側ラップ２１ｂ、可動側ラップ２２ｂおよび可動側鏡板２２ａに囲まれた圧縮室Ｓｃが形成される。
　圧縮機構２０は、対称ラップ構造または非対称ラップ構造を有する。対称ラップ構造を有する圧縮機構２０では、可動側ラップ２２ｂの外周面と固定側ラップ２１ｂの内周面とによって囲まれる第１の圧縮室と、可動側ラップ２２ｂの内周面と固定側ラップ２１ｂの外周面とによって囲まれる第２の圧縮室とが、鉛直方向に沿って見た場合に、点対称に形成されている。非対称ラップ構造を有する圧縮機構２０では、第１の圧縮室と、第２の圧縮室とが、鉛直方向に沿って見た場合に、点対称に形成されていない。
　可動側鏡板２２ａは、フローティング部材３０の上方に配置されている。圧縮機１１の運転中には、フローティング部材３０は、フローティング部材３０の下方に形成される背圧空間Ｓｂの圧力によって可動スクロール２２に向かって押される。これにより、フローティング部材３０の上部の押圧部３４が、可動側鏡板２２ａの背面（下面）に接触すると、フローティング部材３０は、可動スクロール２２を固定スクロール２１に向かって押し付ける。フローティング部材３０が可動スクロール２２を固定スクロール２１に向かって押し付ける力により、可動スクロール２２は固定スクロール２１に密着する。これにより、固定側ラップ２１ｂの歯先（先端面）と可動側鏡板２２ａの底面（歯先と接触する主表面）との間の隙間、および、可動側ラップ２２ｂの歯先と固定側鏡板２１ａの底面との間の隙間からの冷媒の漏れが抑制される。
　背圧空間Ｓｂは、フローティング部材３０とハウジング４０との間に形成される空間である。背圧空間Ｓｂは、図３に示されるように、主として、フローティング部材３０の背面側（下方側）に形成される。背圧空間Ｓｂには、圧縮機構２０の圧縮室Ｓｃの冷媒が導かれる。背圧空間Ｓｂと、背圧空間Ｓｂの周りの第１空間Ｓ１との間は、シールされている。圧縮機１１の運転中、背圧空間Ｓｂの圧力は、第１空間Ｓ１内の圧力よりも高い。
　可動スクロール２２とフローティング部材３０との間には、オルダムリング２５が配置される。オルダムリング２５は、可動スクロール２２およびフローティング部材３０の両方と摺動自在に係合する。オルダムリング２５は、可動スクロール２２の自転を抑制しつつ、可動スクロール２２を固定スクロール２１に対して旋回させる。
　ボス部２２ｃは、フローティング部材３０の内面によって囲まれた偏心部空間３８に配置されている。ボス部２２ｃの内部には、第１軸受メタル２６が配置されている。第１軸受メタル２６は、例えば、ボス部２２ｃの内部に圧入され固定されている。第１軸受メタル２６には、クランクシャフト８０の偏心部８１が挿入されている。第１軸受メタル２６に偏心部８１が挿入されることで、可動スクロール２２とクランクシャフト８０とが連結される。
　（２－３）フローティング部材３０
　フローティング部材３０は、可動スクロール２２の背面側（固定スクロール２１が配置される側とは反対側）に配置される。フローティング部材３０は、背圧空間Ｓｂの圧力によって可動スクロール２２に向かって押されることで、可動スクロール２２を固定スクロール２１に向かって押し付ける。フローティング部材３０の一部は、クランクシャフト８０を支持する軸受としても機能する。
　フローティング部材３０は、主として、円筒状の本体部３０ａと、押圧部３４と、上部軸受ハウジング３１とを有する。
　本体部３０ａは、本体部３０ａの内面により囲まれた偏心部空間３８を形成する。偏心部空間３８には、可動スクロール２２のボス部２２ｃが配置される。
　押圧部３４は、本体部３０ａの上端から可動スクロール２２に向かって延びている円筒形状の部材である。図３に示されるように、押圧部３４の上端のスラスト面３４ａは、可動スクロール２２の可動側鏡板２２ａの背面と対向する。スラスト面３４ａは、平面視において環状に形成されている。フローティング部材３０が、背圧空間Ｓｂの圧力によって可動スクロール２２に向かって押されると、スラスト面３４ａが可動側鏡板２２ａの背面と接触して、可動スクロール２２を固定スクロール２１に向かって押し付ける。
　上部軸受ハウジング３１は、本体部３０ａの下方（偏心部空間３８の下方）に配置される円筒形状の部材である。上部軸受ハウジング３１の内部には、第２軸受メタル３２が配置されている。第２軸受メタル３２は、例えば、上部軸受ハウジング３１の内部に圧入され固定されている。第２軸受メタル３２は、クランクシャフト８０の主軸８２を回転自在に支持する。
　（２－４）ハウジング４０
　ハウジング４０は、固定スクロール２１およびフローティング部材３０の下方に配置される略円筒形状の部材である。ハウジング４０は、フローティング部材３０を支持する。ハウジング４０とフローティング部材３０との間には背圧空間Ｓｂが形成される。ハウジング４０は、例えば、圧入によってケーシング５０の内面に取り付けられている。
　（２－５）シール部材６０
　シール部材６０は、フローティング部材３０とハウジング４０との間に背圧空間Ｓｂを形成するための部材である。シール部材６０は、例えば、Ｏリング等のガスケットである。図３に示されるように、シール部材６０は、背圧空間Ｓｂを、第１室Ｂ１と第２室Ｂ２とに区画する。第１室Ｂ１および第２室Ｂ２は、平面視において略円環状に形成されている空間である。第２室Ｂ２は、第１室Ｂ１の内側に配置される。平面視において、第１室Ｂ１の面積は、第２室Ｂ２の面積より大きい。
　第１室Ｂ１は、圧縮途中の圧縮室Ｓｃと、第１流路６４を介して連通している。第１流路６４は、圧縮機構２０における圧縮途中の冷媒（中間圧の冷媒）を第１室Ｂ１に導く流路である。第１流路６４は、固定スクロール２１およびハウジング４０に形成されている。
　第２室Ｂ２は、固定スクロール２１の吐出ポート２１ｄと、第２流路６５を介して連通している。第２流路６５は、圧縮機構２０から吐出された冷媒（高圧の冷媒）を第２室Ｂ２に導く流路である。第２流路６５は、固定スクロール２１およびハウジング４０に形成されている。
　圧縮機１１の運転中、第２室Ｂ２の圧力は、第１室Ｂ１の圧力より高い。しかし、平面視において第１室Ｂ１の面積は第２室Ｂ２の面積より大きいので、背圧空間Ｓｂの圧力による、可動スクロール２２の固定スクロール２１への押し付け力が過大になりにくい。第２室Ｂ２は第１室Ｂ１よりも内側に配置されているので、圧縮室Ｓｃの圧力により可動スクロール２２が下方に押される力と、フローティング部材３０により可動スクロール２２が上方に押される力との間のバランスが確保されやすい。
　（２－６）モータ７０
　モータ７０は、可動スクロール２２を駆動する。モータ７０は、ステータ７０ａとロータ７０ｂとを有する。ステータ７０ａは、ケーシング５０の内面に固定された環状の部材である。ロータ７０ｂは、ステータ７０ａの内側に配置される円筒形状の部材である。ステータ７０ａの内周面と、ロータ７０ｂの外周面との間には、僅かな隙間（エアギャップ）が形成されている。
　ロータ７０ｂは、その軸方向に沿ってクランクシャフト８０が貫通している。ロータ７０ｂは、クランクシャフト８０を介して可動スクロール２２と連結されている。モータ７０は、ロータ７０ｂが回転することで可動スクロール２２を駆動し、可動スクロール２２を固定スクロール２１に対して旋回させる。
　（２－７）クランクシャフト８０
　クランクシャフト８０は、モータ７０のロータ７０ｂと、圧縮機構２０の可動スクロール２２とを連結する。クランクシャフト８０は、上下方向に延びる。クランクシャフト８０は、モータ７０の駆動力を可動スクロール２２に伝達する。
　クランクシャフト８０は、主として、偏心部８１と主軸８２とを有する。
　偏心部８１は、主軸８２の上方に配置される。偏心部８１の中心軸は、主軸８２の中心軸に対して偏心している。偏心部８１は、可動スクロール２２のボス部２２ｃの内部に配置された第１軸受メタル２６に連結される。
　主軸８２は、フローティング部材３０の上部軸受ハウジング３１に配置された第２軸受メタル３２、および、下部軸受ハウジング９０に配置された第３軸受メタル９１によって、回転自在に支持される。主軸８２は、上部軸受ハウジング３１と下部軸受ハウジング９０との間で、モータ７０のロータ７０ｂに連結される。主軸８２は、上下方向に延びる。
　クランクシャフト８０の内部には、油通路（図示せず）が形成されている。油通路は、主経路と分岐経路とを有する。主経路は、クランクシャフト８０の下端から上端まで、クランクシャフト８０の軸方向に延びる。分岐経路は、主経路から、クランクシャフト８０の径方向に延びる。油溜空間１１ａの冷凍機油は、クランクシャフト８０の下端に設けられたポンプ（図示せず）により汲み上げられ、油経路を通って、クランクシャフト８０と、第１軸受メタル２６、第２軸受メタル３２および第３軸受メタル９１のそれぞれとの摺動部、および、圧縮機構２０の摺動部等に供給される。
　（２－８）下部軸受ハウジング９０
　下部軸受ハウジング９０は、ケーシング５０の内面に固定されている。下部軸受ハウジング９０は、モータ７０の下方に配置される。下部軸受ハウジング９０の内部には、第３軸受メタル９１が配置されている。第３軸受メタル９１は、例えば、下部軸受ハウジング９０の内部に圧入され固定されている。第３軸受メタル９１には、クランクシャフト８０の主軸８２が通過している。第３軸受メタル９１は、クランクシャフト８０の主軸８２の下部側を回転自在に支持する。
　（３）圧縮機１１の動作
　通常状態における圧縮機１１の動作について説明する。通常状態とは、圧縮機構２０の吐出ポート２１ｄから吐出される冷媒の圧力が、圧縮途中の圧縮室Ｓｃの圧力よりも高い状態である。
　モータ７０が駆動すると、ロータ７０ｂが回転し、ロータ７０ｂと連結されたクランクシャフト８０も回転する。クランクシャフト８０が回転すると、オルダムリング２５により、可動スクロール２２は、自転することなく、固定スクロール２１に対して旋回する。吸入管５１から第１空間Ｓ１に流入した低圧の冷媒は、ハウジング４０に形成された冷媒通路（図示せず）を通過して、圧縮機構２０の周縁側の圧縮室Ｓｃに吸入される。可動スクロール２２が旋回すると、第１空間Ｓ１と圧縮室Ｓｃとは連通しなくなり、圧縮室Ｓｃの容積が減少して、圧縮室Ｓｃの圧力が上昇する。圧縮途中の圧縮室Ｓｃには、インジェクション管５３から中間圧の冷媒がインジェクションされる。冷媒の圧力は、周縁側（外側）の圧縮室Ｓｃから、中央側（内側）の圧縮室Ｓｃへ移動するにつれて上昇し、最終的に冷凍サイクルにおける高圧となる。圧縮機構２０によって圧縮された冷媒は、固定側鏡板２１ａの吐出ポート２１ｄから第２空間Ｓ２に吐出される。第２空間Ｓ２の高圧の冷媒は、吐出管５２から吐出される。
　（４）冷凍機油の詳細
　圧縮機１１は、冷凍機油によって潤滑される摺動部を有する。摺動部とは、２つの部材が互いに摺動する部分である。圧縮機１１は、以下の摺動部を有する。
・オルダムリング２５と、可動スクロール２２とが互いに摺動する摺動部。
・オルダムリング２５と、フローティング部材３０とが互いに摺動する摺動部。
・第１軸受メタル２６と、クランクシャフト８０とが互いに摺動する摺動部。
・第２軸受メタル３２と、クランクシャフト８０とが互いに摺動する摺動部。
・第３軸受メタル９１と、クランクシャフト８０とが互いに摺動する摺動部。
　圧縮機１１のこれらの摺動部の少なくとも１つにおいて、互いに摺動する２つの部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成される。アルミニウム合金は、例えば、１２．６ｗｔ％－１８ｗｔ％のシリコンを含有する。摺動部において互いに摺動する２つの部材は、樹脂などの保護膜によってコーティングされていない。言い換えると、摺動部において互いに摺動する２つの部材の表面は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面である。
　圧縮機１１の摺動部を潤滑する冷凍機油は、以下の化学式で表される組成物Ａ－ＣであるＰＡＧを主成分として含む。
・組成物Ａ：Ｒ１－［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］ｍ－Ｒ４
・組成物Ｂ：Ｒ２－［ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ］ｎ－Ｒ５
・組成物Ｃ：Ｒ３－［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］ｏ－［ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ］ｐ－Ｒ６
　式中、ｍ、ｎ、ｏ、ｐは、繰り返し単位の数であり、自然数である。
　式中、Ｒ１－Ｒ３は、水素原子、水酸基（－ＯＨ）、または、炭素数１－８の炭化水素基またはアルコキシ基である。
　式中、Ｒ４－Ｒ６は、水素原子、または、炭素数１－８の炭化水素基またはアルコキシ基である。
　組成物Ａは、ポリエチレングリコールである。組成物Ｂは、ポリプロピレングリコールである。組成物Ｃは、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合化合物である。組成物Ａ－Ｃの分子量は、例えば、１万－１０万である。
　圧縮機１１に用いられる冷凍機油は、冷凍機油の圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、冷凍機油の温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が３０ｗｔ％以下である。
　冷媒溶解度（単位：ｗｔ％）は、冷媒が冷凍機油に溶けることで生成される、冷凍機油と冷媒との混合物に関するパラメータであり、以下の式で表される。
・冷媒溶解度＝混合物中の冷媒の重量／混合物の重量
・混合物の重量＝冷媒の重量＋冷凍機油の重量
　油濃度（単位：ｗｔ％）は、冷凍機油と冷媒との混合物に関するパラメータであり、以下の式で表される。
・油濃度＝混合物中の冷凍機油の重量／混合物の重量＝１－冷媒溶解度
　冷凍機油の冷媒溶解度が３０ｗｔ％以下である場合、油濃度は、７０ｗｔ％以上である。
　また、圧縮機１１に用いられる冷凍機油は、冷凍機油の圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、冷凍機油の温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が５ｗｔ％以上であることが好ましい。言い換えると、同じ条件下において、油濃度は、９５ｗｔ％以下であることが好ましい。
　冷凍機油が、ＰＡＧである組成物Ａ－Ｃを主成分として含む場合、組成物Ａ－Ｃの全末端基に対する水酸基の割合である水酸基率は、４０モル％以上、かつ、９０モル％以下であることが好ましい。
　冷凍機油が組成物Ａの場合、末端基は、組成物Ａの化学式に含まれるＲ１およびＲ４である。この場合、水酸基率は、全てのＲ１およびＲ４の数に占める、水酸基を構成するＲ１およびＲ４の数の割合である。Ｒ１が水酸基である場合、または、Ｒ４が水素原子である場合に、末端基が水酸基となる。例えば、冷凍機油が組成物Ａのみからなり、かつ、全ての組成物Ａの分子に含まれるＲ１が炭化水素基であり、かつ、Ｒ４が水素原子である場合、Ｒ４を含む末端基は水酸基となり、水酸基率は５０モル％となる。
　冷凍機油が組成物Ｂの場合、末端基は、組成物Ｂの化学式に含まれるＲ２、Ｒ５、および、繰り返し単位［ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ］ｎに含まれるメチル基である。この場合、水酸基率は、全てのＲ２、Ｒ５およびメチル基の数に占める、水酸基を構成するＲ２およびＲ５の数の割合である。Ｒ２が水酸基である場合、または、Ｒ５が水素原子である場合に、末端基が水酸基となる。例えば、冷凍機油が組成物Ｂのみからなり、かつ、全ての組成物Ｂの分子に含まれるＲ２が炭化水素基であり、かつ、Ｒ５が水素原子である場合、Ｒ５を含む末端基は水酸基となり、水酸基率は、繰り返し単位の数ｎによって決まる。
　冷凍機油が組成物Ｃの場合、末端基は、組成物Ｃの化学式に含まれるＲ３、Ｒ６、および、繰り返し単位［ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ］ｐに含まれるメチル基である。この場合、水酸基率は、全てのＲ３、Ｒ６およびメチル基の数に占める、水酸基を構成するＲ３およびＲ６の数の割合である。Ｒ３が水酸基である場合、または、Ｒ６が水素原子である場合に、末端基が水酸基となる。例えば、冷凍機油が組成物Ｃのみからなり、かつ、全ての組成物Ｃの分子に含まれるＲ３が炭化水素基であり、かつ、Ｒ６が水素原子である場合、Ｒ６を含む末端基は水酸基となり、水酸基率は、繰り返し単位の数ｐによって決まる。
　（５）実施例
　冷凍機油の水酸基率［モル％］と、油濃度［ｗｔ％］と、圧縮機１１の摺動部の磨耗量［ｍｇ］との関係を測定する実験を行った。実験で使用した３種類の冷凍機油Ａ－Ｃは、それぞれ異なるＰＡＧを主成分として含む。冷凍機油Ａ－Ｃに含まれるＰＡＧは、以下の通りである。
・冷凍機油Ａ：ＣＨ３－［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］ｎ－［ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ］ｍ－Ｈ
・冷凍機油Ｂ：ＣＨ３－［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］ｎ－Ｈ
・冷凍機油Ｃ：ＣＨ３－［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］ｎ－［ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ］ｍ－Ｒ
　冷凍機油Ａ－Ｃの式中のｎ，ｍは、繰り返し単位の数であり、自然数である。冷凍機油Ｃの式中のＲは、炭素数１－１０の炭化水素基である。
　冷凍機油Ａおよび冷凍機油Ｂに含まれるＰＡＧは、末端基として水酸基を有するため、冷凍機油Ａおよび冷凍機油Ｂの水酸基率は高い。冷凍機油Ｃに含まれるＰＡＧは、末端基として水酸基を有さないため、冷凍機油Ｃの水酸基率は低い。冷凍機油Ａおよび冷凍機油Ｃの水酸基率は、ｍの値に応じて異なる。一般的に、冷凍機油Ａおよび冷凍機油Ｂの水酸基率は、３０モル％より高い。一般的に、冷凍機油Ｃの水酸基率は、３０モル％以下である。
　実験では、水酸基率が異なる複数種類の冷凍機油を用いて、油濃度、および、圧縮機１１の摺動部の磨耗量の測定を行った。これにより、冷凍機油の水酸基率が所定の範囲内で変化する場合における、油濃度、および、圧縮機１１の摺動部の磨耗量の変化の傾向を調べた。実験で使用した冷媒は、プロパンである。
　油濃度は、冷媒の凝縮温度５５℃、かつ、冷凍機油の温度６０℃の条件下で測定された。
　圧縮機１１の摺動部の磨耗量は、密閉ファレックス摩耗試験によって測定された。ファレックス試験で使用したピン及びブロックは、以下の通りである。
・ピン：１２．６ｗｔ％－１８ｗｔ％のシリコンを含有するアルミニウム合金
・ブロック：ＦＣ２５０鋳鉄
　ファレックス試験は、ファレックス試験機を用いて、ＡＳＴＭＤ２６７０に準拠して以下のように行った。
　最初に、ファレックス試験機に、ピンおよびブロックをセットし、試験容器内に、冷凍機油を２００ｍｌ入れ、冷媒を２００ｍｌ充填して、試験容器を密閉した。次に、回転速度０．４ｍ／ｓ、冷凍機油の温度５０℃、荷重８９Ｎの条件下で、１０分間ピンおよびブロックを摺動させて、ピンおよびブロックの摩耗量（ｍｇ）の合計を測定した。摩耗量が少ない程、ピンおよびブロックの耐摩耗性が優れる。
　図４は、実験の結果を示すグラフである。図４において、横軸は、冷凍機油の水酸基率［モル％］を示し、左側の縦軸は、油濃度［ｗｔ％］を示し、右側の縦軸は、圧縮機１１の摺動部の磨耗量［ｍｇ］を示す。
　図４に示されるように、冷凍機油の水酸基率が高いほど、冷凍機油と冷媒との相溶性が低下して、油濃度が上昇する傾向が示された。油濃度が高いほど、冷凍機油に溶解する冷媒の量が低減するため、冷凍機油の粘度の低下が抑制される。そのため、図４に示されるように、油濃度が高いほど、冷凍機油の潤滑性が向上して、圧縮機１１の摺動部の磨耗量が低減する傾向が示された。
　しかし、油濃度が高すぎると、冷凍機油に溶解する冷媒の量が低減し、その結果、冷凍機油の粘度が過剰となり、冷媒回路１０を流れる冷凍機油が圧縮機１１に戻りにくくなる。その結果、圧縮機１１内部の冷凍機油が不足して、圧縮機１１の摺動部の焼き付きなどの問題が発生するおそれがある。そのため、油濃度は、圧縮機１１の摺動部の磨耗量が十分に低くなる所定の下限値から、十分な量の冷凍機油が圧縮機１１に戻される所定の上限値までの範囲内にあることが好ましい。
　図４に示されるように、冷凍機油の水酸基率が４０モル％以下の範囲では磨耗量が高く、冷凍機油の水酸基率が４０モル％まで上昇するに従って磨耗量は急激に減少した。冷凍機油の水酸基率が４０モル％を超えてさらに上昇すると磨耗量は減少傾向を示したが、ほとんど変化しなかった。そのため、磨耗量が十分に低減されるための条件として、冷凍機油の水酸基率は、４０モル％以上であることが好ましい。冷凍機油の水酸基率が４０モル％以上の場合、油濃度は７０ｗｔ％以上である。
　また、油濃度が９５ｗｔ％より高いと、圧縮機１１に冷凍機油が戻りにくくなる現象が発生しやすいことが確認された。そのため、油濃度は９５ｗｔ％以下であることが好ましい。油濃度が９５ｗｔ％以下である場合、冷凍機油の水酸基率は９０モル％以下である。
　従って、図４に示される実験結果から、冷凍機油としてＰＡＧを用いる場合、油濃度が７０ｗｔ％以上となる冷凍機油、言い換えると、冷媒溶解度が３０ｗｔ％以下となる冷凍機油を用いることが好ましい。また、冷凍機油の水酸基率は、４０モル％以上、かつ、９０モル％以下であることが好ましい。この場合、油濃度は、７０ｗｔ％以上、かつ、９５ｗｔ％以下である。
　（６）特徴
　ＨＣＦＣ系冷媒などの塩素含有冷媒、および、ＨＦＣ系冷媒などのフッ素含有冷媒と比較して、炭化水素系冷媒は、潤滑性が低く、かつ、冷凍機油に溶解しやすい傾向を示す。そのため、冷凍サイクル装置の冷媒として炭化水素系冷媒を用いる場合、冷媒自体の潤滑性が低く、かつ、冷媒が溶解することで冷凍機油の粘度が低下しやすいため、摺動部の磨耗量が上昇しやすい。特に、摺動部において摺動する部材がアルミニウム製の場合、異常磨耗が発生しやすく、耐摩耗性に優れるシリコン含有アルミニウム合金製の場合でも、摩耗が発生しやすい。また、耐摩耗性を向上させるため、摺動部において摺動する部材を樹脂などでコーティングすると、摺動に伴う樹脂の変性や、摺動性の低下などの問題が生じるおそれがある。
　空気調和装置１では、冷媒と冷凍機油との混合物中における冷凍機油の濃度である油濃度が、所定の温度および圧力において所定の値以上になる冷凍機油が用いられる。具体的には、空気調和装置１に用いられる冷凍機油は、圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が３０ｗｔ％以下である。言い換えると、空気調和装置１では、油濃度は７０ｗｔ％以上に維持される。これにより、空気調和装置１の運転中に、冷媒回路１０を循環する冷媒と冷凍機油との混合物における油濃度が低下して、冷凍機油の粘度が低下することが抑えられる。従って、冷凍機油の粘度が過剰に低下することに起因する、圧縮機１１の摺動部の磨耗量の増加が抑制される。
　また、冷凍機油がＰＡＧを含有する場合、ＰＡＧの全末端基に対する水酸基の割合である水酸基率が４０モル％以上、かつ、９０モル％以下であるＰＡＧが用いられる。図４に示されるように、ＰＡＧの水酸基率が４０モル％より低い場合、冷凍機油に溶解する冷媒の量が多くなる。その結果、圧縮機１１の摺動部の異常磨耗が発生しやすくなる。一方、ＰＡＧの水酸基率が９０モル％より高い場合、冷媒が冷凍機油にほとんど溶解しなくなり、圧縮機１１から吐出された冷凍機油が圧縮機１１に戻りにくくなる。その結果、圧縮機１１の摺動部の焼き付きなどが発生しやすくなる。
　従って、空気調和装置１では、冷凍機油の冷媒溶解度の上限値を適切に設定することで、圧縮機１１の摺動部の磨耗量が低減される。また、空気調和装置１では、冷凍機油に含有されるＰＡＧの水酸基率の下限値および上限値を適切に設定することで、圧縮機１１の摺動部の磨耗量が低減され、かつ、冷凍機油が圧縮機に戻りにくくなる現象の発生が抑制される。また、空気調和装置１では、圧縮機１１の摺動部において互いに摺動する部材を樹脂などでコーティングしなくても、圧縮機１１の摺動部の異常磨耗の発生が抑制される。
　（７）変形例
　（７－１）変形例Ａ
　実施形態の空気調和装置１では、冷凍機油がＰＡＧを含有する場合、ＰＡＧの水酸基率は、４０モル％以上、かつ、９０モル％以下に設定される。しかし、水酸基率の下限値は、４０モル％より大きい値に設定されてもよい。例えば、ＰＡＧの水酸基率は、５０モル％より高く、かつ、９０モル％以下であってもよい。図４において、ＰＡＧの水酸基率が５０モル％より高い場合、圧縮機１１の摺動部の磨耗量は、０．９５ｍｇ未満となる。
　図４に示されるように、ＰＡＧの水酸基率が５０モル％－９０モル％の範囲では、圧縮機１１の摺動部の磨耗量はほぼ一定である。そのため、ＰＡＧの水酸基率は、６０モル％以上、かつ、９０モル％以下であってもよい。また、ＰＡＧの水酸基率は、７０モル％以上、かつ、９０モル％以下であってもよい。また、ＰＡＧの水酸基率は、８０モル％以上、かつ、９０モル％以下であってもよい。
　（７－２）変形例Ｂ
　実施形態の空気調和装置１では、圧縮機１１の摺動部において互いに摺動する２つの部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金である。しかし、摺動部を構成する部材の材質は特に限定されない。例えば、摺動部において互いに摺動する２つの部材の一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、他方は、鉄又はアルミニウムで構成されてもよい。この場合、摺動部において互いに摺動する２つの部材は、樹脂などの保護膜によってコーティングされていない。
　以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
　　１　　：空気調和装置（冷凍サイクル装置）
　　９　　：膨張弁（膨張機構）
　１０　　：冷媒回路
　１１　　：圧縮機
　１３　　：室外熱交換器（放熱器）
　１８　　：室内熱交換器（吸熱器）
　２５　　：オルダムリング
　２６　　：第１軸受メタル（軸受）
　３２　　：第２軸受メタル（軸受）
　９１　　：第３軸受メタル（軸受）
米国特許出願公開第２０１９／０３８３２８９号明細書

Claims (7)

  1. 　圧縮機（１１）、放熱器（１３）、膨張機構（９）及び吸熱器（１８）が順に接続され冷媒が循環する冷媒回路（１０）を備える冷凍サイクル装置であって、
    　前記圧縮機は、軸受（２６，３２，９１）又はオルダムリング（２５）を含む摺動部を有し、
    　前記摺動部において互いに摺動する２つの部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、
    　前記冷媒は、炭化水素系冷媒であり、
    　前記圧縮機に用いられる冷凍機油は、圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が３０ｗｔ％以下である、
    冷凍サイクル装置（１）。
  2. 　前記圧縮機に用いられる冷凍機油は、圧力が１．９ＭＰａであり、かつ、温度が６０℃であるときにおける冷媒溶解度が５ｗｔ％以上かつ３０ｗｔ％以下である、
    請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記冷凍機油は、全末端基に対する水酸基の割合が４０モル％以上、かつ、９０モル％以下であるポリアルキレングリコールである、
    請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記冷凍機油は、全末端基に対する水酸基の割合が５０モル％より高く、かつ、９０モル％以下であるポリアルキレングリコールである、
    請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記アルミニウム合金は、１２．６ｗｔ％－１８ｗｔ％のシリコンを含有する、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記２つの部材の一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、他方は、鉄又はアルミニウムで構成される、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記冷媒は、プロパンである、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
     
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