JP2009299649A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】各摺動部において、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物である冷媒の化学反応による分解や重合の発生を抑制することができるロータリ圧縮機を提供する。
【解決手段】この発明に係るロータリ圧縮機２００は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかの冷媒を圧縮するロータリ圧縮機２００において、冷媒を圧縮する圧縮要素１０１に設けられる摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、少なくともその摺動する表面を非金属で構成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷凍空調機器に用いるロータリ圧縮機に関するものであり、特に、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかの冷媒を圧縮するロータリ圧縮機に関するものである。
カーエアコンの分野では、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）冷媒として、現状ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）が有力視されている。
定置式の空気調和機では、ＨＦＣ冷媒の代替策が見えないのが現状ではあるが、炭素の二重結合を有する炭化水素やＨＦＣをベースにして不燃化したもの（例えば二重結合を有する化合物や臭素やヨウ素や酸素などを組み合わせたもの）等が提案されている。
密閉容器内に、塩素とフッ素を含まない炭化水素系化合物の冷媒を圧縮する圧縮機およびこの圧縮機を駆動する電動機と、この冷媒と相溶性を有する冷凍機油とを収容する密閉型冷媒圧縮機において、５ｗｔ％以内の内部離型剤を含有し、あるいは射出成形もしくは押し出し成形時の成形型に離型剤を塗布して製造された直鎖型のＰＰＳ樹脂、レゾール型のフェノール樹脂、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ）、ＰＡ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＴ樹脂の群から選択される少なくとも１種類よりなる絶縁用構成部材および摺動部材の少なくとも一方を具備し、炭化水素系化合物の冷媒は、Ｒ１７０（エタン）、Ｒ２９０（プロパン）、Ｒ６００（ｎ−ブタン）、Ｒ６００ａ（Ｉ−ブタン）、Ｒ１１５０（エチレン）、Ｒ１２７０（プロピレン）の群から選択される１種類以上の冷媒からなる密閉形電動圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、圧縮機をＧＷＰ１５０以下の低ＧＷＰ冷媒に適合させることにより、地球温暖化への影響を十分抑制するために、軟質基材に硬質粒子が分散している材料で摺動部材を構成するとともに、摺動部材の表層部に傾斜層を設けて表面を軟質基材リッチにしたことにより、油膜形成能力が高くなり、ＧＷＰが１５０以下でＲ１３４ａより極性が高い冷媒雰囲気における摺動部材の摩耗を十分抑制することができるので、低ＧＷＰ冷媒用の圧縮機が得られる。また、冷媒としては、Ｒ１３４ａより極性が高くかつＧＷＰが１５０以下であればよく、ＨＦＣをベースにして不燃化したもの、例えば二重結合を有する化合物や臭素やヨウ素や酸素などを組み合わせたものでもよい。また、混合冷媒で、少なくとも一つがＲ１３４ａより極性が高いものを含むものであってもよいということが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２７４３６０号公報 特開２００８−２３６８号公報
炭素の二重結合を有する物質は、安定性に課題があり、分解及び重合の可能性がある。一般に重合の条件となるものは、高温・高圧や触媒である。
炭素の二重結合を有する物質を冷媒とし、圧縮機としてロータリ圧縮機を用いる場合、ロータリ圧縮機の摺動部において炭素の二重結合を有する物質の分解及び重合の懸念があり、これらを抑制する対策が必要である。
上記特許文献１、２では、この点に関する言及は見当たらない。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、各摺動部において、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物である冷媒の化学反応による分解や重合の発生を抑制することができるロータリ圧縮機を提供することを目的とする。
この発明に係るロータリ圧縮機は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかの冷媒を圧縮するロータリ圧縮機において、
前記冷媒を圧縮する圧縮要素と、
前記圧縮要素に設けられ、摺動部を構成する部品とを備え、前記摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、少なくともその摺動する表面を非金属で構成することを特徴とする。
この発明に係るロータリ圧縮機は、摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、少なくともその摺動する表面を非金属で構成することにより、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかの冷媒を使用した場合においても、金属同士の直接接触による高温ができにくく、また、金属表面も活性化されにくいので、摺動部における化学反応による分解や重合が抑制され、スラッジの発生を抑制し、圧縮機の故障や冷凍回路内の詰まりを防止し、長期にわたる信頼性を得ることが可能となる効果がある。
実施の形態１．
先ず、この実施の形態で対象とする冷媒について説明する。この実施の形態で対象とする冷媒は、以下に示すものである。
（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素：例えば、カーエアコンの分野で低ＧＷＰ（地球温暖化係数）冷媒として有力視されているＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏrｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略で、Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を一つ持つ不飽和炭化水素のことである。尚、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素：例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。尚、ＧＷＰは３で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより小さいが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより大きい。
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物：例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物等である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物が実用上は有力になる。
組成中に炭素の二重結合を有する物質は、安定性に課題があり分解及び重合の可能性があることは既に述べたが、ＨＦＯ−１２３４ｙｆを例に、もう少し説明する。
二重結合を有する物質は、分解及び重合の可能性があり、一般的に重合の条件となるのは、高温・高圧や触媒である。炭化水素に比べ、水素に代わるフッ素数の割合が多いものの方が、容易に重合する可能性がある。例えば、ロイ・Ｊ・プランケット（Ｒｏｙ Ｊ． Ｐｌｕｎｋｅｔｔ、１９１０年６月２６日−１９９４年５月１２日、米国の化学者）は、１９３８年にテトラフルオロエチレン（エチレンの水素４個がフッ素に全て置き換わったもの）がボンベ内で自然に重合反応を起こし、偶然にフッ素樹脂が生成していることを発見した。
ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、プロピレンの６個の水素の中、４個がフッ素に置き換わったものであり、メカノケミカル反応等で、重合する可能性がかなり高いと考えられる。メカノケミカル反応とは、対象物質に衝撃や摩擦という機械的エネルギーを与えることにより、対象物質が活性化されて（メカノケミカル活性）、起こる化学反応である。
以下、各摺動部において、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物である冷媒の化学反応による分解や重合の発生を抑制することができるロータリ圧縮機について詳述する。
図１、図２は実施の形態１を示す図で、図１はロータリ圧縮機２００の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
本実施の形態は、ロータリ圧縮機２００の各摺動部の構成に特徴がある。従って、ロータリ圧縮機２００の全体構成は公知のものであるから、簡単に説明する。
図１に示すロータリ圧縮機２００の一例は、密閉容器２０内が高圧の縦型のものである。密閉容器２０内の下部に圧縮要素１０１が収納される。密閉容器２０内の上部で、圧縮要素１０１の上方に圧縮要素１０１を駆動する電動要素１０２が収納される。
密閉容器２０内の底部に、圧縮要素１０１の各摺動部を潤滑する冷凍機油３０が貯留されている。
先ず、圧縮要素１０１の構成を説明する。内部に圧縮室が形成されるシリンダ１は、外周が平面視略円形で、内部に平面視略円形の空間であるシリンダ室１ｂを備える。シリンダ室１ｂは、軸方向両端が開口している。シリンダ１は、側面視で所定の軸方向の高さを持つ。
シリンダ１の略円形の空間であるシリンダ室１ｂに連通し、半径方向に延びる平行なベーン溝１ａが軸方向に貫通して設けられる。
また、ベーン溝１ａの背面（外側）に、ベーン溝１ａに連通する平面視略円形の空間である背圧室１ｃが設けられる。
シリンダ１には、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、シリンダ１の外周面からシリンダ室１ｂに貫通している。
シリンダ１には、略円形の空間であるシリンダ室１ｂを形成する円の縁部付近（電動要素１０２側の端面）を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。
シリンダ１の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。
ローリングピストン２が、シリンダ室１ｂ内を偏心回転する。ローリングピストン２はリング状で、ローリングピストン２の内周がクランク軸６の偏心軸部６ａに摺動自在に嵌合する。
ローリングピストン２の外周と、シリンダ１のシリンダ室１ｂの内壁との間は、常に一定の隙間があるように組立られる。
ローリングピストン２の材質は、クロム等を含有した合金鋼等である。
ベーン３がシリンダ１のベーン溝１ａ内に収納され、背圧室１ｃに設けられるベーンスプリング８でベーン３が常にローリングピストン２に押し付けられている。ロータリ圧縮機２００は、密閉容器２０内が高圧であるから、運転を開始するとベーン３の背面（背圧室１ｃ側）に密閉容器２０内の高圧とシリンダ室１ｂの圧力との差圧による力が作用するので、ベーンスプリング８は主にロータリ圧縮機２００の起動時（密閉容器２０内とシリンダ室１ｂの圧力に差がない状態）に、ベーン３をローリングピストン２に押し付ける目的で使用される。
ベーン３の形状は、平たい（周方向の厚さが、径方向及び軸方向の長さよりも小さい）略直方体である。
ベーン３の材料には、高速度工具鋼が主に用いられている。
主軸受け４は、クランク軸６の主軸部６ｂ（偏心軸部６ａより上の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１のシリンダ室１ｂ（ベーン溝１ａも含む）の一方の端面（電動要素１０２側）を閉塞する。
主軸受け４は、吐出弁（図示せず）を備える。但し、主軸受け４、副軸受け５のいずれか一方、または、両方に付く場合もある。
主軸受け４は、側面視略逆Ｔ字状である。
副軸受け５が、クランク軸６の副軸部６ｃ（偏心軸部６ａより下の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１のシリンダ室１ｂ（ベーン溝１ａも含む）の他方の端面（冷凍機油３０側）を閉塞する。
副軸受け５は、側面視略Ｔ字状である。
主軸受け４、副軸受け５の材質は、シリンダ１の材質と同じで、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。
主軸受け４には、その外側（電動要素１０２側）に吐出マフラ７が取り付けられる。主軸受け４の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端吐出マフラ７に入り、その後吐出マフラ７から密閉容器２０内に放出される。但し、副軸受け５側に吐出マフラ７を持つ場合もある。
密閉容器２０の横に、冷凍サイクルからの低圧の冷媒ガスを吸入し、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ１のシリンダ室に吸入されるのを抑制する吸入マフラ２１が設けられる。吸入マフラ２１は、シリンダ１の吸入ポートに吸入管２２を介して接続する。吸入マフラ２１本体は、溶接等により密閉容器２０の側面に固定される。
次に、電動要素１０２の構成を説明する。電動要素１０２には、ブラシレスＤＣモータが使用されるが、誘導電動機の場合もある。
電動要素１０２は、固定子１２と回転子１３とを備える。固定子１２は密閉容器２０の内周面に嵌合して固定され、固定子１２の内側に空隙を介して回転子１３が配置される。
固定子１２は、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定枚数軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される固定子鉄心１２ａと、固定子鉄心１２ａの複数のティース部（図示せず）に集中巻線方式で巻回される三相の巻線１２ｂとを備える。巻線１２ｂは、絶縁部材１２ｃを介してティース部に巻回される。巻線１２ｂの材料は、ＡＩ（アミドイミド）／ＥＩ（エステルイミド）等の被膜を施した銅線である。絶縁部材１２ｃとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化））、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、フェノール樹脂等が主に用いられている。
巻線１２ｂは、固定子鉄心１２ａの軸方向両端（図１では軸方向上下端部）から、一部が突出している。この突出している部分を、コイルエンドという。図１で符号（１２ｂ）が指している部分が、巻線１２ｂの一方（反圧縮要素１０１側）のコイルエンドである。リード線２３は、絶縁部材１２ｃに取り付けられる端子（図示せず）に接続される。
固定子鉄心１２ａの外周には、略等間隔に配置される切欠き（図示せず）が複数箇所に設けられている。この切欠きは吐出マフラ７から密閉容器２０内へ放出される吐出ガスの通路の一つであり、また、冷凍機油３０が電動要素１０２の上から密閉容器２０底部に戻る通路にもなる。
固定子１２の内側に空隙（通常０．３〜１ｍｍ程度）を介して配置される回転子１３は、固定子鉄心１２ａと同様、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定枚数軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される回転子鉄心１３ａと、回転子鉄心１３ａに形成される永久磁石挿入孔（図示せず）に挿入される永久磁石（図示せず）とを備える。永久磁石には、フェライトや希土類のマグネットを使用している。
永久磁石挿入孔に挿入される永久磁石が軸方向に抜けないようにするために、回転子１３の軸方向両端（図１では軸方向上下端部）に端板が設けられる。回転子１３の軸方向上端部に上端板１３ｂ、回転子１３の軸方向下端部に下端板１３ｃが設けられる。
上端板１３ｂと下端板１３ｃは、回転バランサーを兼ねる。上端板１３ｂと下端板１３ｃは、複数の固定用リベット（図示せず）等にて一体にかしめて固定されている。
回転子鉄心１３ａには、吐出ガスのガス流路となる略軸方向に貫通する貫通孔（図示せず）が複数開けられている。
密閉容器２０には、電力の供給源である電源に接続する端子２４（ガラス端子という）が、溶接により固定されている。図１の例では、密閉容器２０の上面に端子２４が設けられる。端子２４には、電動要素１０２からのリード線２３が接続される。
密閉容器２０の上面に、両端が開口した吐出管２５が嵌挿されている。圧縮要素１０１から吐出される吐出ガスは、密閉容器２０内から吐出管２５を通って外部の冷凍サイクルへ吐出される。
尚、電動要素１０２が誘導電動機で構成される場合には、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定枚数軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される回転子鉄心１３ａと、回転子鉄心１３ａに形成されるスロットにアルミニウムや銅で構成される導体が充填または挿入され、その導体の両端をエンドリングで短絡したかご形巻線とを備える。
密閉容器２０内の底部に貯留される冷凍機油３０には、従来のロータリ圧縮機２００で一般的に用いられてきた、ＰＯＥ（ポリオールエステル）、ＰＶＥ（ポリビニールエーテル）、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）、ＰＡＯ（ポリアルファオレフィン）、ＨＡ（ハードアルキルベンゼン）、ＭＯ（鉱油）等を使用する。ＰＡＧにおいては、ＥＯ比率５０％以下のものが一般的である。また、ＭＯにおいては、ナフテン系、パラフィン系の油が用いられている。油の粘度は、油中への冷媒溶け込みも含めてロータリ圧縮機２００の潤滑に十分かつロータリ圧縮機２００の効率を低減させないものが選ばれており、一般的に、基油の動粘度（４０℃における）は、５〜３００［ｃＳｔ］程度である。
ロータリ圧縮機２００の一般的な動作について説明する。端子２４、リード線２３から電動要素１０２の固定子１２に電力が供給されることにより、回転子１３が回転する。すると回転子１３に固定されたクランク軸６が回転し、それに伴いローリングピストン２はシリンダ１のシリンダ室１ｂ内で偏心回転する。シリンダ１のシリンダ室１ｂとローリングピストン２との間の空間は、ベーン３によって２分割されている。クランク軸６の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化し、片側はだんだん容積が広がることにより吸入マフラ２１より冷媒を吸入し、他側は容積が除々に縮小することにより、中の冷媒ガスが圧縮される。圧縮された吐出ガスは、吐出マフラ７から密閉容器２０内に一度吐出され、更に電動要素１０２を通過して密閉容器２０の上面にある吐出管２５より密閉容器２０外へ吐出される。
電動要素１０２を通過する吐出ガスは、電動要素１０２の回転子１３の貫通孔、固定子鉄心１２ａのスロットオープニング（図示せず、スロット開口部ともいう）含む空隙、固定子鉄心１２ａの外周に配置された切欠き等を通る。
ロータリ圧縮機２００が上記運転動作を行う場合、部品同士が摺動する摺動部が以下に示すように複数ある。
（１）第１の摺動部：ローリングピストン２の外周２ａとベーン３の先端３ａ（内側）；
（２）第２の摺動部：シリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂ（両側面）；
（３）第３の摺動部：ローリングピストン２の内周２ｂとクランク軸６の偏心軸部６ａ；
（４）第４の摺動部：主軸受け４の内周とクランク軸６の主軸部６ｂ；
（５）第５の摺動部：副軸受け５の内周とクランク軸６の副軸部６ｃ。
圧縮要素１０１に設けられる、摺動部を構成する部品をまとめる。
（１）シリンダ１；
（２）ローリングピストン２；
（３）ベーン３；
（４）主軸受け４；
（５）副軸受け５；
（６）クランク軸６。
また、図示しないが、駆動軸が駆動されると、ローリングピストン２に一体に設けたベーン３の突出先端部が支持体の受入溝に沿って出入すると同時に、支持体が旋回する。つまり、ベーン３は、ローリングピストン２の公転にしたがって揺動しながら径方向へ進退動することによって、シリンダ室１ｂの内部を常に圧縮室と吸入室とに区画するスイング式のロータリ圧縮機がある。
このスイング式のロータリ圧縮機では、ベーン３の突出先端部と支持体の受入溝とが摺動部となる。
また、シリンダ１の吸入口と吐出口との中間部に、円筒形の筒状保持孔が形成され、この筒状保持孔には、横断面が半円形状の２つの半円柱状部材で構成する支持体が回転自在に嵌合しているので、支持体の外周面とシリンダの筒状保持孔とが他の摺動部となる。
本実施の形態は、冷媒として組成中に炭素の二重結合を有するものを使用するため、従来の冷媒と比べて冷媒の化学反応が起こりやすい。これを防止するため、上述の各摺動部において、高温条件や反応触媒を生成しやすい金属同士の直接的な接触を避ける構成をとっている。
先ず、第１の摺動部であるローリングピストン２の外周とベーン３の先端３ａにおいては、ベーン３の表面に炭素系のＤＬＣ−Ｓｉ（ダイヤモンドライクカーボン−シリコン）コーティング（非金属の一例）を施した構成となっている。このため、ローリングピストン２の外周とベーン３の先端３ａとの間の摺動は金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。
ＤＬＣ−Ｓｉコーティングは、シリコンを含有したアモルファスカーボンであり、表層硬度は２０００〜２５００Ｈｍｖ、膜厚さは３μｍ程度である。
第２の摺動部であるシリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂにおいても、上述のベーン３の表面にＤＬＣ−Ｓｉコーティングを施すことにより、金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。
第３の摺動部であるローリングピストン２の内周２ｂとクランク軸６の偏心軸部６ａにおいては、クランク軸６の表面にリン酸マンガン皮膜（非金属の一例）を形成することで、金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。尚、ローリングピストン２の内周２ｂにリン酸マンガン皮膜を形成してもよい。
第４の摺動部である主軸受け４の内周とクランク軸６の主軸部６ｂ及び第５の摺動部である副軸受け５の内周とクランク軸６の副軸部６ｃにおいても、クランク軸６の表面にリン酸マンガン皮膜を形成することで、金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。尚、主軸受け４及び副軸受け５の内周にリン酸マンガン皮膜を形成してもよい。
上記のように構成することで、ロータリ圧縮機２００内の全ての摺動部において、金属同士の直接的な接触を防止し、圧縮要素１０１の部品として用いられている鉄系材料が、組成中に炭素の二重結合を有する冷媒の重合や分解の触媒として働くことを防止することができるため、スラッジを生成しにくく、ロータリ圧縮機２００の故障や冷凍回路内の詰まりを抑制し、長期にわたる信頼性を得ることが可能となる。
実施の形態２．
実施の形態１においては、５箇所の摺動部に対し、それぞれ金属同士の接触を避け、組成中に炭素の二重結合を有する冷媒の重合や分解に対する鉄系材料の触媒効果の抑制する方法の一例を示したが、同様の効果を得る方法として、実施の形態１以外にも数種類の方法がある。実施の形態２では、第１の摺動部であるローリングピストン２の外周２ａとベーン３の先端３ａにおけるその他の実施例を示す。
実施の形態１では、ベーン３にＤＬＣ−Ｓｉコーティングを施す方法を示したが、ベーン３に施すコーティングとしては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＣｒＮ（窒化クロム）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）、ＷＣ／Ｃ（タングステンカーバイドコーティング）、ＶＣ（バナジウムカーバイド）等を用いてもよく、ベーンの摺動面に金属が露出しないため、これらのコーティングにおいても実施の形態１と同様の効果を示す。
また、ベーン３においては、上述のように金属の表面を非金属のコーティングで覆う方法のほかに、ベーン３そのものをセラミック系の材料とする方法もある。材質としては、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）等があり、これらを用いることで、ベーン３の摺動面に金属が露出しないため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
実施の形態１においては、ベーン３の表面に金属面を露出しない方法を示したが、ローリングピストン２の外周２ａにおいて同様の方法を実施してもよい。ローリングピストン２の外周２ａを含む表面にＤＬＣ−Ｓｉ，ＤＬＣ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＷＣ／Ｃ、ＶＣ等のコーティングを施すことにより、ローリングピストン２の外周２ａの摺動面に金属が露出しないため、実施の形態１と同様の効果がある。
また、ローリングピストン２においても、金属の表面を非金属系のコーティングで覆う方法だけでなく、ローリングピストン２の材質そのものをセラミック系の材料とする方法もある。材質としては、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４等が適用可能であり、ローリングピストン２の外周２ａの摺動面に金属が露出しないため、実施の形態１と同様の効果がある。
実施の形態３．
実施の形態３として、第２の摺動部であるシリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂにおけるその他の例を示す。上述した、ベーン３にＤＬＣ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＷＣ／Ｃ、ＶＣ等のコーティングを施すことにより、第２の摺動部においてもベーン３の摺動面に金属が露出することを防止できるため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、ベーン３の材質を、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックとすることによっても第２の摺動部においてもベーン３の摺動面に金属が露出しないため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
実施の形態４．
図３は実施の形態４を示す図で、ローリングピストン２の斜視図である。
実施の形態４として、第３の摺動部であるローリングピストン２の内周２ｂとクランク軸６の偏心軸部６ａにおけるその他の実施例を示す。
実施の形態１では、クランク軸６の表面にリン酸マンガン皮膜を形成する方法を示したが、ローリングピストン２側に対策を施してもよく、例えば、図３に示すように、ローリングピストン２の内径部に軸受け材９を用いる方法もある。
この軸受け材９には、金属系と樹脂系（非金属系）の２種類があるが、本実施の形態の主旨に合うものは、樹脂系の軸受け材９（非金属の一例）である。
樹脂系の軸受け材９として具体的には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）を主成分とした軸受け材９を用いることが望ましい。これにより、ローリングピストン内径側の摺動部に金属が露出しないため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
尚、クランク軸６の偏心軸部６ａに、軸受け材９（非金属の一例）を用いてもよい。
実施の形態５．
図４は実施の形態５を示す図で、主軸受け４の斜視図（主軸受け４の一部を省いている）である。
実施の形態５として、第４の摺動部である主軸受け４の内周とクランク軸６の主軸部６ｂと、第５の摺動部である副軸受け５の内周とクランク軸６の副軸部６ｃとにおけるその他の実施例を示す。
実施の形態１では、クランク軸６の表面に、リン酸マンガン皮膜を形成する方法を示したが、主軸受け４及び副軸受け５側に対策を施してもよく、例えば、図４に示すように、主軸受け４の内径部に軸受け材１０（非金属の一例）を用いる方法もある。
この軸受け材１０には、金属系と樹脂系の２種類があるが、本実施の形態の主旨に合うものは、樹脂系の軸受け材１０である。
樹脂系の軸受け材１０として具体的には、ＰＴＦＥ、ＰＯＭを主成分とした軸受け材１０を用いることが望ましい。これにより、主軸受け４の内径側の摺動部に金属が露出しないため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
尚、クランク軸６の主軸部６ｂと副軸部６ｃに、軸受け材１０を用いることもできる。
以上の説明では、摺動部を構成する部品のいずれか一方を、少なくともその摺動する表面を非金属で構成する例を説明したが、摺動部を構成する部品の両方を少なくともその摺動する表面を非金属で構成するようにしてもよい。
以上の説明では、１シリンダのロータリ圧縮機２００を例に説明したが、多気筒のロータリ圧縮機にも上記実施の形態は適用される。
実施の形態１を示す図で、ロータリ圧縮機２００の縦断面図。 実施の形態１を示す図で、図１のＡ−Ａ断面図。 実施の形態４を示す図で、ローリングピストン２の斜視図。 実施の形態５を示す図で、主軸受け４の斜視図（主軸受け４の一部を省いている）。
符号の説明
１ シリンダ、１ａ ベーン溝、１ｂ シリンダ室、１ｃ 背圧室、２ ローリングピストン、２ａ 外周、２ｂ 内周、３ ベーン、３ａ 先端、３ｂ 側面部、４ 主軸受け、５ 副軸受け、６ クランク軸、６ａ 偏心軸部、６ｂ 主軸部、６ｃ 副軸部、７ 吐出マフラ、８ ベーンスプリング、９ 軸受け材、１０ 軸受け材、１２ 固定子、１２ａ 固定子鉄心、１２ｂ 巻線、１２ｃ 絶縁部材、１３ 回転子、１３ａ 回転子鉄心、１３ｂ 上端板、１３ｃ 下端板、２０ 密閉容器、２１ 吸入マフラ、２２ 吸入管、２３ リード線、２４ 端子、２５ 吐出管、３０ 冷凍機油、１０１ 圧縮要素、１０２ 電動要素、２００ ロータリ圧縮機。

Claims (12)

  1. 組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかの冷媒を圧縮するロータリ圧縮機において、
    前記冷媒を圧縮する圧縮要素と、
    前記圧縮要素に設けられ、摺動部を構成する部品とを備え、前記摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、少なくともその摺動する表面を非金属で構成することを特徴とするロータリ圧縮機。
  2. 前記非金属を、少なくとも摺動する表面を含む前記摺動部を構成する部品の表面にコーティング処理を施すことで形成することを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
  3. 前記コーティング処理は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＤＬＣ−Ｓｉ（ダイヤモンドライクカーボン−シリコン）、ＣｒＮ（窒化クロム）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）、ＷＣ／Ｃ（タングステンカーバイドコーティング）、ＶＣ（バナジウムカーバイド）のいずれかであることを特徴とする請求項２記載のロータリ圧縮機。
  4. 前記非金属を、非金属系の軸受け材で構成することを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
  5. 前記非金属系の軸受け材は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）を主成分とすることを特徴とする請求項４記載のロータリ圧縮機。
  6. 前記摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、セラミック系の材料で構成されることを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
  7. 前記セラミック系の材料は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）のいずれかであることを特徴とする請求項６記載のロータリ圧縮機。
  8. 前記非金属を、リン酸マンガン皮膜で構成することを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
  9. 前記圧縮要素は、
    シリンダのシリンダ室内を偏心回転するリング状のローリングピストンと、
    前記シリンダのベーン溝内に収納され、前記ローリングピストンに押し付けられて前記ベーン溝内を摺動するベーンとを備え、
    前記摺動部は、前記ベーンの先端と前記ローリングピストンの外周であることを特徴とする請求項１乃至３、６、７のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
  10. 前記圧縮要素は、
    ベーン溝を有するシリンダと、
    前記シリンダの前記ベーン溝内に収納され、前記ベーン溝内を摺動するベーンとを備え、
    前記摺動部は、前記ベーン溝と前記ベーンであることを特徴とする請求項１乃至３、６、７のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
  11. 前記圧縮要素は、
    シリンダのシリンダ室内を偏心回転するリング状のローリングピストンと、
    主軸部から偏心した偏心軸部を有するクランク軸とを備え、
    前記摺動部は、前記ローリングピストンの内周と前記クランク軸の前記偏心軸部であることを特徴とする請求項１、４、５、８のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
  12. 前記圧縮要素は、
    主軸部と副軸部とを有するクランク軸と、
    前記クランク軸の前記主軸部に摺動自在に嵌合する主軸受けと、
    前記クランク軸の前記副軸部に摺動自在に嵌合する副軸受けとを備え、
    前記摺動部は、前記主軸受け及び前記副軸受けと前記クランク軸であることを特徴とする請求項１、４、５、８のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
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