DE112019007077T5 - Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung, Schmierzusammensetzung, die durch dasselbe produziert wird, und Kompressor und Kühlsystem, die dieselbe verwenden - Google Patents

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Norihisa Horaguchi
Takao Ishimoto
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Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
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Abstract

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, bereitzustellen: ein Kühlöl (Schmierzusammensetzung), das die Verschleißfestigkeit einer Oldham-Verbindung während eines Betriebs mit hoher Öltemperatur/niedriger Geschwindigkeit verbessert, und ein Verfahren zum Produzieren desselben. Das Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung umfasst: einen Auswahlschritt, bei dem eine Auswahl eines Schmierreagenzes, das eine Zersetzungsstarttemperatur aufweist, die in einem Temperaturbereich von 70-90 °C liegt, als ein Additiv zum Verbessern von Schmiereigenschaften gemacht wird, wobei die Zersetzungsstarttemperatur die Temperatur ist, bei der die Änderung von Thermogravimetrie 0,675-0,825 % beträgt; und einen Vermischungsschritt, bei dem das ausgewählte Schmierreagenz in der Menge von 1 bis 5 Gew.-% in ein Grundöl gemischt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung, eine Schmierzusammensetzung, die durch dasselbe produziert wird, und einen Kompressor und ein Kühlsystem, die dieselbe verwenden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Kühlvorrichtung enthält mindestens einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer. Bei der Kühlvorrichtung sind Komponenten als ein geschlossener Kreislauf durch Kältemittelrohre miteinander verbunden, und es wird eine Struktur verwendet, bei der eine gemischte Flüssigkeit, in der ein Kältemittel und ein Kühlöl kompatibel sind, in einem geschlossenen System zirkuliert.
  • Als Teil von Gegenmaßnahmen zur globalen Erwärmung war es unerlässlich, das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von Kältemitteln zu reduzieren, und der Übergang zu Fluorkohlenwasserstoff (FKW) -Ersatzkältemitteln ist schon lange vollzogen. R410A, R32 und dergleichen sind als FKW-Kältemittel bekannt. Das GWP von R32 beträgt etwa 1/3 von dem von R410A.
  • Es wird davon ausgegangen, dass FKW-Kältemittel unter höherem Druck als zuvor verwendete Fluorchlorkohlenwasserstoff(FCKW)-Kältemittel oder Kältemittel aus teilhalogeniertem Fluorchlorkohlenwasserstoff (H-FCKW) eingesetzt werden. In dem Kompressor der Kühlvorrichtung, die FKW-Kältemittel verwendet, ist die Druckbelastung hoch.
  • Das Kühlöl ist für Schmieren des Kompressors verantwortlich. Wie in PTL 1 beschrieben, enthält das Kühlöl ein Grundöl und ein Schmiermittel.
  • Zitierungsliste
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-108033
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Ein Typ von Kompressor ist ein Scrollkompressor, der eine feste Schnecke und eine umlaufende Schnecke enthält. Der Scrollkompressor enthält eine Oldham-Verbindung, die es der umlaufenden Schnecke ermöglicht, eine Drehbewegung zu durchlaufen, während die Drehung der umlaufenden Schnecke verhindert wird. Die Oldham-Verbindung gleitet entlang einer Nut hin und her, während die umlaufende Schnecke eine Drehbewegung durchläuft.
  • Bei der Verwendung des FKW-Kältemittels in einer Kühlvorrichtung bei hoher Last stellt die Verringerung eines Verschleißes der Oldham-Verbindung während eines Betriebs mit niedriger Geschwindigkeit ein Problem dar. Insbesondere ist es unwahrscheinlich, dass sich bei niedriger Geschwindigkeit ein Ölfilm bildet, und der Schmierzustand ist schwerwiegend. Darüber hinaus ist die Ölviskosität bei hoher Öltemperatur gering und die Schmiereigenschaften verschlechtern sich, was ein Problem darstellt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Umstände entwickelt und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kühlöl (eine Schmierzusammensetzung) und ein Verfahren zum Produzieren desselben bereitzustellen, die in der Lage sind, die Verschleißfestigkeit einer Oldham-Verbindung gegenüber dem aktuellen Niveau während hoher Öltemperatur und Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit zu verbessern.
  • Lösung für das Problem
  • Um die obigen Probleme zu lösen, wenden ein Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung, eine Schmierzusammensetzung, die durch dasselbe produziert wird, und ein Kompressor und ein Kühlsystem, die dieselbe verwenden, gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Mittel an.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung bereitgestellt, wobei das Verfahren enthält: einen Auswahlschritt des Auswählens eines Schmierreagenzes, das eine Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von 70°C bis 90°C aufweist, als ein Additiv, das Schmiereigenschaften verbessert, wenn die Zersetzungsstarttemperatur als eine Temperatur definiert ist, bei der eine Änderung von Thermogravimetrie von 0,675% bis 0,825% beträgt; und einen Vermischungsschritt des Vermischens des ausgewählten Schmierreagenzes in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% mit einem Grundöl.
  • Das Additiv, das die Schmiereigenschaften verbessert, wird durch Wärme zersetzt und das Gewicht des Additivs ändert sich (nimmt ab). Infolge sorgfältiger Untersuchungen haben die Erfinder eine Temperatur, bei der die Thermogravimetrie um 0,675% bis 0,825%, bevorzugt 0,7125% bis 0,7875% und bevorzugter 0,75% von einem Anfangszustand abnimmt, als die Zersetzungsstarttemperatur definiert und haben das Schmierreagenz auf der Grundlage der Zersetzungsstarttemperatur ausgewählt.
  • Infolge sorgfältiger Studien haben die Erfinder herausgefunden, dass Bewertungen unter der Bedingung durchgeführt werden können, dass, wenn ein Tribofilm auf einer Oldham-Verbindung gebildet wird, eine Änderung der Thermogravimetrie ungefähr 0,75% ± 10% beträgt. Die Änderungsrate der Thermogravimetrie wird aus einem Diagramm einer thermogravimetrischen Analyse erhalten. Wenn die Änderung der Thermogravimetrie zu klein ist (zum Beispiel 0,3%), ist es schwierig, den Wendepunkt zu finden. Wenn die Änderung der Thermogravimetrie zu groß ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Schmierreagenz, mit dem die Verschleißfestigkeit nicht verbessert wird, in Optionen enthalten ist.
  • Gemäß den Studien der Erfinder betrug die Öltemperatur während des Betriebs mit hoher Öltemperatur und niedriger Geschwindigkeit, bei dem der Verschleiß ausgeprägt war, 70 °C bis 90 °C und die Temperatur eines Gleitabschnitts der Oldham-Verbindung war höher als 90 °C. Das Schmierreagenz, das sich in diesem Temperaturbereich (von 70 °C bis 90 °C) zu zersetzen beginnt, kann bei dem Betrieb mit hoher Öltemperatur und niedriger Geschwindigkeit die Funktion eines Hochdruckmittels oder eines Verschleißschutzmittels in der Oldham-Verbindung aufweisen. Wenn die Zersetzungsstarttemperatur zu niedrig ist, kann ein Problem hinsichtlich der chemischen Stabilität des Schmierreagenzes, wie zum Beispiel der Oxidationsstabilität, auftreten. Wenn die Zersetzungsstarttemperatur zu hoch ist, ist es unwahrscheinlich, dass sich während des Betriebs mit niedriger Geschwindigkeit ein Tribofilm auf einer Oberfläche der Oldham-Verbindung bildet, und ausreichende Schmierleistung wird nicht gezeigt.
  • In einem Aspekt der Offenbarung kann der Auswahlschritt einen Schritt des Auswählens eines Hochtemperatur-Schmierreagenzes, das die Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von mehr als 90°C ausweist, aus den Additiven enthalten, die die Schmiereigenschaften verbessern. Der Vermischungsschritt kann einen Schritt des Vermischens des ausgewählten Hochtemperatur-Schmierreagenzes mit dem Grundöl enthalten.
  • Die Schmierzusammensetzung, die in einem breiten Temperaturbereich Schmierleistung aufweisen kann, kann durch weiteres Vermischen des Hochtemperatur-Schmierreagenzes erhalten werden, das bei einer höheren Temperatur als das Schmierreagenz beginnt, sich zu zersetzen (einen Tribofilm bildet).
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Kompressor bereitgestellt, dem die durch das in dem obigen Aspekt beschriebene Produktionsverfahren produzierte Schmierzusammensetzung zugeführt wird, wobei der Kompressor enthält: eine Oldham-Verbindung, die eine vorstehende Passfeder enthält und aus Eisen oder einer Aluminiumlegierung besteht; und ein Element, das mit einer Passfedernut, in die die Passfeder eingeführt wird, versehen ist und aus einem anderen Material als einem Material der Oldham-Verbindung besteht. Das Element besteht aus einer Aluminiumlegierung oder Eisen.
  • Da die Oldham-Verbindung und die Passfedernut aus unterschiedlichen Materialien bestehen, kann ein durch das gleiche Material beim Gleiten verursachtes Anhaften verhindert werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Kühlsystem bereitgestellt, das den Kompressor enthält.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Schmierzusammensetzung bereitgestellt, die enthält: ein Grundöl; und ein Schmierreagenz, das aus Additiven ausgewählt wurde, die Schmiereigenschaften verbessern und von denen eine Änderung von Thermogravimetrie in einem Temperaturbereich von 70 °C bis 90 °C von 0,675% bis 0,825% beträgt, wobei 1 bis 5 Gew.-% des Schmierreagenzes mit dem Grundöl vermischt wird.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Die Schmierzusammensetzung, welche die Verschleißfestigkeit der Oldham-Verbindung während des Betriebs mit hoher Öltemperatur und niedriger Geschwindigkeit verbessert, kann produziert werden, indem das für eine Verwendungsumgebung geeignete Schmierreagenz auf der Grundlage der Zersetzungsstarttemperatur ausgewählt wird und das Schmierreagenz vermischt wird. Bei dem Kompressor, dem die produzierte Schmierzusammensetzung zugeführt wird, kann der Betrag des Verschleißes im Oldham-Verbindungsabschnitt unterdrückt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht, die einen Scrollkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht, die eine Oldham-Verbindung und ein Oberlager aus 1 zeigt.
    • 3 ist eine Schnittansicht, die an der Position einer Passfeder der Oldham-Verbindung aus 2 geschnitten ist.
    • 4 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems.
    • 5 ist ein Diagramm einer thermogravimetrischen Analyse eines Reagenz A.
    • 6 ist ein Diagramm einer thermogravimetrischen Analyse eines Reagenz B.
    • 7 ist ein Diagramm einer thermogravimetrischen Analyse eines Reagenz C.
    • 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung der Verschleißtiefe in Bezug auf ein Kältemittel und ein Kühlöl zeigt.
    • 9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der hinzugefügten TBP-Menge und der Verschleißtiefe zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung, eine Schmierzusammensetzung, die durch dasselbe produziert wird, und ein Kompressor und ein Kühlsystem, die dieselbe verwenden, gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Das Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Auswahlschritt des Auswählens eines Schmierreagenzes und einen Vermischungsschritt des Vermischens des ausgewählten Schmierreagenzes mit einem Grundöl.
  • (Auswahlschritt)
  • In dem Auswahlschritt wird ein Schmierreagenz, das eine Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von 70 °C bis 90 °C aufweist, ist als ein Additiv für ein Kühlöl ausgewählt, das die Schmiereigenschaften verbessert.
  • Die Zersetzungsstarttemperatur ist eine Temperatur, bei der sich das Gewicht des Schmierreagenzes aufgrund von Wärme zu ändern beginnt (abnimmt). Die Zersetzungsstarttemperatur des Schmierreagenzes kann mittels thermogravimetrischer Analyse erhalten werden. Bei der thermogravimetrischen Analyse wird die Temperatur von Reaktionen, wie zum Beispiel Oxidation und Zersetzung, bestimmt, indem die Temperatur einer Probe und einer Referenzsubstanz in gleicher Weise geändert und die für die Änderung erforderliche elektrische Energie gemessen wird. Die thermogravimetrische Analyse kann durch einen Differenz-Thermoanalysator (DTA) durchgeführt werden. Wenn die Zersetzungsstarttemperatur des Reagenzes in einem Katalog oder dergleichen veröffentlicht ist, kann die Zersetzungsstarttemperatur verwendet werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Temperatur, bei welcher der Betrag der Gewichtsänderung (-abnahme) des Schmierreagenzes gegenüber einem Anfangszustand 0,675% bis 0,825%, bevorzugt 0,7125% bis 0,7875% und bevorzugter 0,75% beträgt, als die „Zersetzungsstarttemperatur“ definiert.
  • (Vermischungsschritt)
  • In dem Vermischungsschritt wird das Schmierreagenz in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% und bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% mit dem Grundöl vermischt. Eine Mischung aus dem Schmierreagenz und dem Grundöl ist eine Schmierzusammensetzung (Kühlöl).
  • Das Grundöl kann ein Polyolester (POE), Polyvinylether (PVE), Polyalkylenglykol (PAG), Mineralöl oder dergleichen sein. Das Grundöl kann eine Esterbindung in der Molekülstruktur aufweisen.
  • In dem Vermischungsschritt kann ferner ein Additiv und dergleichen, das die thermische Stabilität verbessert, beigemischt werden.
  • (Anwendung auf Kompressor)
  • Die gemäß der Ausführungsform produzierte Schmierzusammensetzung ist zur Verwendung in einem Scrollkompressor mit einer Oldham-Verbindung geeignet.
  • Das Material der Oldham-Verbindung kann Eisen oder eine Aluminiumlegierung sein.
  • 1 ist eine Schnittansicht des Scrollkompressors, dem die Schmierzusammensetzung zugeführt werden kann.
  • Ein Scrollkompressor (eine Scroll-Fluid-Maschine) 1 ist in einem Kältemittelkreislauf (Kühlsystem) einer Klimatisierungsvorrichtung vorgesehen und komprimiert ein gasförmiges Kältemittel, das von einem Verdampfer zugeführt wird, um das gasförmige Kältemittel mit hohem Druck einem Kondensator zuzuführen. Wie in 1 gezeigt, enthält der Scrollkompressor 1 eine feste Schnecke 3 und eine umlaufende Schnecke 4, die sich in Bezug auf die feste Schnecke 3 dreht, in einem Gehäuse 2.
  • Die feste Schnecke 3 ist via ein Oberlager 21 an dem Gehäuse 2 befestigt und enthält einen Wandkörper 33 mit einer Schneckenform, der auf einer Endplatte 31 aufgerichtet ist. Die umlaufende Schnecke 4 enthält einen Wandkörper 43 mit einer Schneckenform, die auf einer Endplatte 41 aufgerichtet ist. Der Wandkörper 33 der festen Schnecke 3 und der Wandkörper 43 der umlaufenden Schnecke 4 weisen im Wesentlichen die gleiche Form auf. Die umlaufende Schnecke 4 wird in Bezug auf die feste Schnecke 3 um 180° gedreht, um zu bewirken, dass die Wandkörper 33 und 43 ineinandergreifen, so dass mehrere abgedichtete Kompressionsräume R1 gebildet werden.
  • Die umlaufende Schnecke 4 erfährt eine Drehbewegung in Bezug auf die feste Schnecke 3 in einem Zustand, in dem die Drehung der umlaufenden Schnecke 4 durch eine Oldham-Verbindung 23 begrenzt ist.
  • Die umlaufende Schnecke 4 wird von einem Motor 6 gedreht, der die umlaufende Schnecke 4 antreibt. Eine durch den Motor 6 zu drehende Drehwelle 5 ist via einen Kurbelzapfen 27 mit der umlaufenden Schnecke 4 verbunden. Der Kurbelzapfen 27 ist in Bezug auf eine Mittelachse der Drehwelle 5 exzentrisch vorgesehen. Der Kurbelzapfen 27 ist via eine Antriebsbuchse und ein Antriebslager 52 drehbar mit einer Nabe verbunden, die an einer Rückseite (unteren Fläche in der Zeichnung) der Endplatte 41 der umlaufenden Schnecke 4 gebildet ist. Die Drehwelle 5 wird drehbar von dem Oberlager 21 und einem Unterlager 24 gestützt, das an dem Gehäuse 2 befestigt ist.
  • Ein Speicherbereich 26, in dem die Schmierzusammensetzung (das Schmiermittel O) gespeichert ist, ist in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 2 vorgesehen. Das Schmiermittel O wird durch einen Ölzufuhrweg 53 innerhalb der Drehwelle 5 von einer Pumpe 54 gepumpt, die an einem unteren Ende der Drehwelle 5 vorgesehen ist, und wird an Gleitabschnitte des Unterlagers 24, des Oberlagers 21, des Antriebslagers 52, das um den Kurbelzapfen 27 vorgesehen ist, die umlaufende Schnecke 4, die Oldham-Verbindung 23 und dergleichen bereitgestellt.
  • Das Gehäuse 2 ist mit einem Saugrohr 28, welches das gasförmige Kältemittel mit niedrigem Druck ansaugt, und einem Abgaberohr 29, welches das komprimierte gasförmige Kältemittel mit hohem Druck abgibt, versehen. Das Saugrohr 28 und das Abgaberohr 29 sind mit dem Kältemittelkreislauf der nicht gezeigten Klimaanlage verbunden.
  • Der oben beschriebene Scrollkompressor 1 arbeitet wie folgt.
  • Wenn einem Stator 61 des Motors 6 ein Antriebsstrom von einer nicht gezeigten Energieversorgung zugeführt wird, dreht sich ein Rotor 62 des Motors 6 und eine Antriebskraft wird an die Drehwelle 5 ausgegeben.
  • Wenn sich die Drehwelle 5 dreht, wird die Antriebskraft auf die umlaufende Schnecke 4 via den Kurbelzapfen 27 übertragen, der an einem oberen Ende der Drehwelle 5 so vorgesehen ist, dass er von der Mittelachse der Drehwelle 5 in eine Auswärtsrichtung (Exzenterrichtung) in einer Radialrichtung exzentrisch ist. Dementsprechend dreht sich die umlaufende Schnecke 4 in Bezug auf die feste Schnecke 3, während sie aufgrund der Wirkung der Oldham-Verbindung 23 an einer Drehung gehindert wird.
  • Das Kältemittel, das aus dem Saugrohr 28 eingeströmt ist, wird zwischen der umlaufenden Schnecke 4 und der festen Schnecke 3 durch das Umlaufen der umlaufenden Schnecke 4 angesaugt. Dann nimmt, während die umlaufende Schnecke 4 umläuft, das Volumen der Kompressionsräume R1 zwischen der umlaufenden Schnecke 4 und der festen Schnecke 3 ab, so dass das Kältemittel in den Kompressionsräumen R1 komprimiert wird.
  • Das komprimierte Kältemittel wird durch das Abgaberohr 29 durch einen Abgabeanschluss 32 der festen Schnecke 3 und einen Abgabeanschluss 38 einer Abgabeabdeckung 37 an den Kältemittelkreislauf abgegeben. In der festen Schnecke 3 ist ein Mehrfachanschluss 32A gebildet und der Mehrfachanschluss 32A ist mit einem Flatterventil 36 versehen, das via einen Halter 35 an der Endplatte 31 der festen Schnecke 3 angebracht ist. Der Abgabeanschluss 38 der Abgabeabdeckung 37 ist ebenfalls mit einem Flatterventil 37B versehen, das via einen Halter 37A an der Abgabeabdeckung 37 angebracht ist. Wenn der Druck des komprimierten Kältemittels einen vorbestimmten Wert erreicht, wird das Kältemittel, das auf die Flatterventile 36 und 37B drückt und diese öffnet, an eine Kondensatorseite des Kältemittelkreislaufs abgegeben.
  • Die 2 und 3 zeigen die Oldham-Verbindung 23, die in 1 gezeigt ist. Die Oldham-Verbindung 23 ist an dem Oberlager 21 vorgesehen. Wie in 1 gezeigt, ist die Oldham-Verbindung 23 an einer Rückflächenseite der Endplatte 41 der umlaufenden Schnecke 4 vorgesehen.
  • Wie in 2 gezeigt, weist die Oldham-Verbindung 23 im Fall einer Draufsicht eine im Wesentlichen ringförmige Form auf. Im Fall einer Draufsicht sind, wie in 2 gezeigt, nach unten vorstehende Passfedern 23A (Seite des Oberlagers 21) sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite vorgesehen, und zwar an den Positionen 3 Uhr und 9 Uhr. Im Fall einer Draufsicht sind, wie in 2 gezeigt, nach oben vorstehende Passfedern 23B (Seite der umlaufenden Schnecke 4) sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite vorgesehen, und zwar an den Positionen 6 Uhr und 12 Uhr. Und zwar sind eine Richtung, in der zwei Passfedern 23A vorgesehen sind, und eine Richtung, in der zwei Passfedern 23B vorgesehen sind, senkrecht zueinander vorgesehen. Wie in 3 gezeigt, ist jede der nach unten vorstehenden Passfedern 23A in eine Passfedernut 21A eingesetzt, die in dem Oberlager 21 gebildet ist. Jede der nach oben vorstehenden Passfedern 23B ist, obwohl nicht gezeigt, in eine Passfedernut eingesetzt, die in der Endplatte 41 der umlaufenden Schnecke 4 gebildet ist.
  • Das Oberlager 21 und die umlaufende Schnecke 4 können aus einem anderen Material als die Oldham-Verbindung 23 bestehen. Wenn das Material der Oldham-Verbindung 23 Eisen ist, kann das Material der Passfedernuten, die in dem Oberlager 21 und der umlaufenden Schnecke 4 gebildet sind, Aluminium sein. Wenn das Material der Oldham-Verbindung 23 Aluminium ist, kann das Material der Passfedernuten, die in dem Oberlager 21 und der umlaufenden Schnecke 4 gebildet sind, Eisen sein.
  • 4 ist ein Blockdiagramm des Kühlsystems, das den Scrollkompressor 1 enthält. Wie in 4 gezeigt, enthält das Kühlsystem beispielsweise den Scrollkompressor 1, einen Kondensator 12, ein Expansionsventil 13 und einen Verdampfer 14. Diese Komponenten sind miteinander über Rohre 15a bis 15d verbunden, die es dem Kältemittelstrom ermöglichen, das Kältemittel zu übertragen.
  • In dem Kühlsystem kondensiert und verflüssigt der Kondensator 12 das Kältemittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, um Wärme zu dissipieren, das Expansionsventil 13 expandiert adiabatisch das flüssige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das durch den Kondensator 12 geleitet wurde, um den Druck zu verringern, verdampft und verdunstet der Verdampfer 14 das flüssige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das durch das Expansionsventil 13 geleitet wurde, um Wärme zu absorbieren, und der Scrollkompressor 1 komprimiert adiabatisch das Kältemittelgas mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das durch den Verdampfer 14 geleitet wurde. Das Kältemittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das durch den Scrollkompressor 1 geleitet wurde, wird dem Kondensator 12 zugeführt. Die Wärmebewegung von dem Verdampfer 14 zum Kondensator 12 kann realisiert werden und eine Innenraumklimatisierung (Heizen und Kühlen) ist möglich, indem das Kältemittel als ein Wärmeträgermedium auf eine solche Weise im geschlossenen System umgewälzt wird.
  • Die dem Scrollkompressor 1 zugeführte Schmierzusammensetzung zirkuliert in dem Kühlsystem, das den Verdampfer 14, das Expansionsventil 13 und den Kondensator enthält, in einem Zustand, in dem die Schmierzusammensetzung mit dem Kältemittel vermischt ist, und kehrt zu dem Kompressor zurück. Die Schmierzusammensetzung in dem Kühlsystem wird für die Dauer der Verwendung des Kühlsystems in einem Zustand verwendet, in dem die Schmierzusammensetzung zusammen mit dem Kältemittel im System abgedichtet ist, fast ohne ausgetauscht zu werden.
  • In der tatsächlichen Maschinenumgebung beträgt die Temperatur der Schmierzusammensetzung in der Nähe der Oldham-Verbindung 23 während des Betriebs mit hoher Öltemperatur und niedriger Geschwindigkeit 80°C ± 10°C. Das Schmierreagenz mit einer Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von 70°C bis 90°C bildet einen Tribofilm mit geringer Scherung auf einer Gleitfläche der Oldham-Verbindung während des Betriebs mit niedriger Geschwindigkeit, um den Reibungskoeffizienten des Gleitabschnitts zu senken. Infolgedessen weist das Schmierreagenz mit einer Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von 70°C bis 90°C die Wirkung auf, den Betrag des Verschleißes zu verringern.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann der Auswahlschritt ferner einen Schritt des Auswählens eines Hochtemperatur-Schmierreagenzes enthalten. Der Vermischungsschritt kann ferner einen Schritt des Vermischens des ausgewählten Hochtemperatur-Schmierreagenzes mit dem Grundöl enthalten.
  • Als das Hochtemperatur-Schmierreagenz werden ein oder mehrere Additive mit einer Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von mehr als 90°C aus Additiven ausgewählt, die als Hochdruckmittel oder -schmierreagenzien wirken.
  • Das Hochtemperatur-Schmierreagenz in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% und bevorzugt 0,1 bis 3 Gew.-% wird mit dem Grundöl vermischt.
  • [Test]
  • (Auswahl des Schmierreagenzes)
  • Die Zersetzungsstarttemperaturen der folgenden Reagenzien A bis C wurden mittels thermogravimetrischer Analyse erhalten.
    1. A: Triphenylphosphat (TPP)
    2. B: Ethyldiethylphosphonoacetat (JC-224)
    3. C: Tributylphosphat (TBP)
  • Die Ergebnisse sind in den 5 bis 7 und Tabelle 1 gezeigt.
  • 5 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Thermogravimetrie des Reagens A (TPP) zeigt. 6 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Thermogravimetrie des Reagens B (JC-224) zeigt. 7 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Thermogravimetrie des Reagens C (TBP) zeigt. In den 5 bis 7 ist die Horizontalachse Zeit (Minuten), die linke Vertikalachse ist eine Änderung der Thermogravimetrie (%) und ist die rechte vertikale Achse Temperatur (°C).
  • In Tabelle 1 wurden die Temperaturen bei einer Änderung der Thermogravimetrie von 0,75% aus den 5, 6 und 7 entnommen und als die Zersetzungsstarttemperaturen beschrieben. [Tabelle 1]
    Reagenz ZersetzungsstartTemperatur (°C) ZersetzungsTemperatur (°C) Säurezahl (mgK OH/g) Fließpunkt oder Stockpunkt (°C)
    A 190 300 0,03 oder weniger 47 bis 53 (Feststoff)
    B 165 225 0,03 oder weniger Flüssigkeit
    C 80 210 0,07 oder weniger Flüssigkeit
  • Gemäß Tabelle 1 wiesen die Reagenzien A, B und C niedrige Säurezahlen auf. Eine Änderung zwischen den Zersetzungstemperaturen der Reagenzien B und C betrug nur einige Grad C, aber ein Unterschied in der Zersetzungsstarttemperatur betrug ungefähr 85°C.
  • (Verschleißfestigkeit)
  • Die Verschleißfestigkeit wurde durch Gleiten eines festen Teils und eines sich drehenden Teils gemäß JIS K7218 unter Verwendung einer Ring-auf-Scheibe-Reibungstestvorrichtung in einer Kältemittelatmosphäre untersucht.
  • Das Material des festen Teils war ADC12, bei dem es sich um eine Al-Si-Cu-Legierung handelt, und die Oberfläche war mit hartem Alumit beschichtet. Für das sich drehende Teil wurde ein Material aus Gusseisen mit Lamellengraphit (FC200) verwendet.
  • In der tatsächlichen Maschine wird der Verschleiß der Oldham-Verbindung bei hoher Öltemperatur und niedriger Geschwindigkeit beobachtet. Die Testbedingungen wurden gemäß den Betriebsbedingungen der tatsächlichen Maschine eingestellt.
  • Tabelle 2 zeigt die Testbedingungen. [Tabelle 2]
    Gegenstand Test 1 Test 2 Test 3
    Kältemittel R410A*1 R32*2
    Schmierumgebung POE-ÖI Nr. 1 Ölbad POE-ÖI Nr. 2 Ölbad
    Additiv - TBP 0 bis 5 Gew.-% JC-224 5 Gew.-%
    Last 950 N
    Drehzahl 2000 U/min
    Testzeit 4,5 h
    Teststartöltemperatur 86°C
    Druck 1,05 MPaG

    *1: Kältemittel, in dem R32 und R125 (Pentafluorethan) zu gleichen Mengen vermischt sind
    *2: Difluormethan
  • Die Ergebnisse sind in den 8 und 9 gezeigt. 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung der Verschleißtiefe in Bezug auf das Kältemittel und das Kühlöl zeigt. 9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der hinzugefügten TBP-Menge und der Verschleißtiefe des festen Teils bei Test 3 zeigt. In dem Diagramm ist die horizontale Achse die hinzugefügte TBP-Menge (Gew.-%) und ist die vertikale Achse die Verschleißtiefe (µm) des festen Teils.
  • Gemäß 8 betrug die Verschleißtiefe des TBP (1 Gew.-% und 5 Gew.-% hinzugefügt) bei Test 2 ungefähr 3 µm und war der Verschleiß im Vergleich zu denen bei den Tests 1 und 3 am geringsten. Hinsichtlich des Betrags des Verschleißes bei Test 3, bei dem das JC-224 hinzugefügt wurde, war der Betrag des Verschleißes geringer als bei Test 2, bei dem das TBP nicht hinzugefügt wurde, jedoch war der Betrag des Verschleißes größer als der bei Test 1, bei dem das Kältemittel R410A verwendet wurde.
  • Gemäß 9 wurde bei Test 2, bei dem das TBP hinzugefügt wurde, die Wirkung der Verbesserung der Verschleißfestigkeit beobachtet, wenn die hinzugefügte TBP-Menge auf 1% oder mehr eingestellt wurde. Bei einem Test, bei dem 1 bis 5 Gew.-% TBP hinzugefügt wurden, betrug die Verschleißtiefe des festen Teils ungefähr 2,5 µm bis 3,2 µm. Währenddessen betrugen bei Tests, bei denen 0,75 Gew.-% und 0,25 Gew.-% TBP hinzugefügt wurden, die Verschleißtiefen der festen Teile 20 µm bzw. 19 µm. Anhand der obigen Ergebnisse wurde bestätigt, dass die Verschleißfestigkeit durch Hinzugeben von 1 Gew.-% oder mehr des TBP merklich verbessert wurde.
  • Im Übrigen betrug gemäß 8 bei Test 3, bei dem das JC-224 hinzugefügt wurde, die Verschleißtiefe des festen Teils 55 µm. Bei Test 1, bei dem das Kältemittel R410A verwendet und kein Additiv hinzugefügt wurde, betrug die Verschleißtiefe des festen Teils 43 µm und wurde keine Wirkung einer Verbesserung der Verschleißfestigkeit bei einem Öl festgestellt, dem 5 Gew.-% des JC-224 hinzugefügt wurden.
  • Sowohl das JC-224 als auch das TBP sind Phosphorverbindungen, jedoch weisen beide unterschiedliche Zersetzungsstarttemperaturen auf. Die Zersetzungsstarttemperatur des TBP ist gleich oder niedriger als eine Teststartöltemperatur dieses Tests. Aus diesem Grund wird erwartet, dass das TBP während des Tests zersetzt wird, um einen Tribofilm zu bilden, und währenddessen das JC-224 mit einer Zersetzungsstarttemperatur, die um ungefähr 85°C höher ist als die Teststartöltemperatur dieses Tests, keinen Tribofilm bildet.
  • Im Übrigen wurde in den Ausführungsformen die Oldham-Verbindung beschrieben und kann die gleiche Wirkung auch in einem Schaufelgleitabschnitt eines Rotationskompressors erwartet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Scrollkompressor (Scroll-Fluid-Maschine)
    2
    Gehäuse
    3
    feste Schnecke
    4
    umlaufende Schnecke
    12
    Kondensator
    13
    Expansionsventil
    14
    Verdampfer
    15a bis 15d
    Rohr
    21
    Oberlager
    21A
    Passfedernut
    23
    Oldham-Verbindung
    23A
    Passfeder
    23B
    Passfeder
    24
    Unterlager
    26
    Speicherbereich
    27
    Kurbelzapfen
    28
    Saugrohr
    29
    Abgaberohr
    31
    Endplatte
    32, 38
    Abgabeanschluss
    32A
    Mehrfachanschluss
    33
    Wandkörper
    35
    Halter
    36
    Flatterventil
    37
    Abgabeabdeckung
    37A
    Halter
    37B
    Flatterventil
    41
    Endplatte
    43
    Wandkörper
    52
    Antriebslager
    R1
    Kompressionsraum

Claims (5)

  1. Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung, wobei das Verfahren umfasst: einen Auswahlschritt des Auswählens eines Schmierreagenzes, das eine Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von 70°C bis 90°C aufweist, als ein Additiv, das Schmiereigenschaften verbessert, wenn die Zersetzungsstarttemperatur als eine Temperatur definiert ist, bei der eine Änderung von Thermogravimetrie von 0,675% bis 0,825% beträgt; und einen Vermischungsschritt des Vermischens des ausgewählten Schmierreagenzes in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% mit einem Grundöl.
  2. Verfahren zum Produzieren einer Schmierzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Auswahlschritt einen Schritt des Auswählens eines Hochtemperatur-Schmierreagenzes, das die Zersetzungsstarttemperatur in einem Temperaturbereich von mehr als 90°C ausweist, aus den Additiven enthält, die die Schmiereigenschaften verbessern, und der Vermischungsschritt einen Schritt des Vermischens des ausgewählten Hochtemperatur-Schmierreagenzes mit dem Grundöl enthält.
  3. Kompressor, dem die durch das Produktionsverfahren nach Anspruch 1 oder 2 produzierte Schmierzusammensetzung zugeführt wird, wobei der Kompressor umfasst: eine Oldham-Verbindung, die eine vorstehende Passfeder enthält und aus Eisen oder einer Aluminiumlegierung besteht; und ein Element, das mit einer Passfedernut, in die die Passfeder eingeführt wird, versehen ist und aus einem anderen Material als einem Material der Oldham-Verbindung besteht, wobei das Element aus einer Aluminiumlegierung oder Eisen besteht.
  4. Kühlsystem, umfassend: den Kompressor nach Anspruch 3.
  5. Schmierzusammensetzung, umfassend: ein Grundöl und ein Schmierreagenz, das aus Additiven ausgewählt wurde, die Schmiereigenschaften verbessern und von denen eine Änderung von Thermogravimetrie in einem Temperaturbereich von 70 °C bis 90 °C von 0,675 % bis 0,825 % beträgt, wobei 1 bis 5 Gew.-% des Schmierreagenzes mit dem Grundöl vermischt wird.
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