JP2015140357A - Seal material and compressor containing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール材およびそれを備えた圧縮機に関し、特に、二酸化炭素を冷媒として用いる圧縮機において二酸化炭素の漏れ防止のために用いられるシール材、および、それを備えた圧縮機に関する。 The present invention relates to a sealing material and a compressor including the same, and more particularly to a sealing material used for preventing carbon dioxide from leaking in a compressor using carbon dioxide as a refrigerant, and a compressor including the same.
地球温暖化防止の目的のために、給湯用機器、冷凍冷蔵機器もしくは空気調和器などの冷凍サイクルを構成する装置（圧縮機）の冷媒（作動流体）として、現在特に冷凍空調用途で主として使用されているハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ−４１０Ａ、ＨＦＣ−１３４ａ）等の冷媒を、それよりも地球温暖化係数（ＧＷＰ：Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低い冷媒へ代替することが検討されている。 For the purpose of preventing global warming, it is currently used mainly as a refrigerant (working fluid) for equipment (compressor) that constitutes the refrigeration cycle such as hot water supply equipment, refrigeration equipment or air conditioners, especially in refrigeration and air conditioning applications. Substituting refrigerants such as hydrofluorocarbons (HFC-410A, HFC-134a) and the like with refrigerants having a lower global warming potential (GWP).
二酸化炭素のＧＷＰ値は１であり、ハイドロフルオロカーボンのＧＷＰ値（例えば、ＨＦＣ−４１０ＡのＧＷＰ値は２０９０）よりも低いため、二酸化炭素がハイドロフルオロカーボンの代替冷媒の一つとして既に使用されている。 Since the GWP value of carbon dioxide is 1, which is lower than the GWP value of hydrofluorocarbon (for example, the GWP value of HFC-410A is 2090), carbon dioxide is already used as one of alternative refrigerants for hydrofluorocarbon.
従来の冷媒を用いた圧縮機では、冷凍機油としてポリオールエステル油、ポリビニルエーテル油、アルキルベンゼン油、鉱油、もしくはポリアルキレングリコール油を用い、シール材として耐油性の高いアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）などのニトリルゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＨＮＢＲ）などの水素化ニトリルゴム、もしくはフッ素ゴムを用いていた。 In a compressor using a conventional refrigerant, polyol ester oil, polyvinyl ether oil, alkylbenzene oil, mineral oil, or polyalkylene glycol oil is used as refrigerating machine oil, and acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR) having high oil resistance is used as a sealing material. ), Nitrile rubber such as hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (HNBR), or fluorine rubber.
しかしながら、二酸化炭素はＯ−リング等の高分子系シール材へ溶解しやすく、高圧雰囲気下でシール材中に溶解した大量の二酸化炭素は、圧力が急激に低下すると膨張し、シール材の破裂を引き起こすことが知られている。このため、二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機は、二酸化炭素の漏れ防止の観点からメカニカルシール材を用いたものがほとんどであった。 However, carbon dioxide easily dissolves in polymer sealing materials such as O-rings, and a large amount of carbon dioxide dissolved in the sealing material under a high-pressure atmosphere expands when the pressure drops rapidly, causing the sealing material to burst. It is known to cause. For this reason, most compressors using carbon dioxide as a refrigerant use a mechanical seal material from the viewpoint of preventing leakage of carbon dioxide.
近年では、高分子シール材の開発が進められており二酸化炭素への耐性の高いシール材が開発されている。二酸化炭素への耐性の高いシール材については、例えば、特許文献１（特開２００２−１４６３４２号公報）に、二酸化炭素漏れ防止用の密封体として使用されるシール材であって、有機過酸化物で架橋された水素化ニトリルゴムを主体とするゴム成形物を有し、該ゴム成形物のシェアＡ硬度が７５〜９５であることを特徴とするシール材が開示されている。該シール材は、例えば、冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍機用コンプレッサにおける、該冷媒漏れ防止用の密封体として使用される。 In recent years, polymer sealing materials have been developed, and sealing materials having high resistance to carbon dioxide have been developed. The sealing material having high resistance to carbon dioxide is, for example, a sealing material used as a sealing body for preventing carbon dioxide leakage in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-146342), and is an organic peroxide. There is disclosed a sealing material characterized in that it has a rubber molded product mainly composed of hydrogenated nitrile rubber cross-linked with, and has a shear A hardness of 75 to 95. The sealing material is used, for example, as a sealing body for preventing leakage of refrigerant in a compressor for a refrigerator that uses carbon dioxide as a refrigerant.
その他にも、二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機のシール材に関する技術は、例えば、特許文献２（特開２００２−３３８９４５号公報）、特許文献３（特開２００２−３１２４２号公報）、特許文献４（特開２００３−１３０４１号公報）、特許文献５（特開平１１−２９３０７５号公報）、特許文献６（特開２００１−１０８１０８号公報）に開示されている。 In addition, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-338945), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-31242), and Patent Document are related to a sealing material for a compressor using carbon dioxide as a refrigerant. 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-13041), Japanese Patent Laid-Open No. 11-293075, and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-108108.
このように、二酸化炭素への耐性が高いシール材の開発が進められており、現在では二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機についても、高分子シール材を使用することが可能になりつつある。 As described above, development of a sealing material having high resistance to carbon dioxide is underway, and at present, it is becoming possible to use a polymer sealing material for a compressor using carbon dioxide as a refrigerant.
しかしながら、特許文献１の技術は、圧力が１０ＭＰａ〜１５ＭＰａの高圧条件下で二酸化炭素を冷媒として用いた場合、不所望な変形を起こしにくく、シール性の劣化を抑制できると記載されるように１０ＭＰａ以上でのシール性には若干の課題があった。二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機での最大圧力は１２ＭＰａ前後であり、その圧力において冷媒漏れが生じると圧縮機の効率が大幅に低減してしまう。このため、１０ＭＰａ以上の高圧環境下においても優れたシール性が必要となる。
However, the technique of
したがって、本発明では二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機の最大圧力である１０ＭＰａ以上（特に１２ＭＰａ以上）の高圧環境下において優れたシール性を有するシール材を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sealing material having excellent sealing performance in a high pressure environment of 10 MPa or more (particularly 12 MPa or more) which is the maximum pressure of a compressor using carbon dioxide as a refrigerant.
本発明は、二酸化炭素を冷媒として用いる圧縮機用のシール材であって、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、または、これらの混合物からなり、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上である、シール材である。 The present invention is a sealing material for a compressor using carbon dioxide as a refrigerant, which is made of hydrogenated nitrile rubber, fluororubber, or a mixture thereof, and has a crosslinking density of 400 mol / g or more. .
また、本発明は、二酸化炭素を冷媒として用いる圧縮機であって、
水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、または、これらの混合物からなり、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上であるシール材を備える、圧縮機である。
The present invention is a compressor using carbon dioxide as a refrigerant,
A compressor comprising a sealing material made of hydrogenated nitrile rubber, fluororubber, or a mixture thereof and having a crosslinking density of 400 mol / g or more.
１０ＭＰａ以上の高圧環境下において、二酸化炭素への耐性が優れ、優れたシール性を有するシール材を適用した二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機を提供できる。 In a high-pressure environment of 10 MPa or more, it is possible to provide a compressor using carbon dioxide as a refrigerant to which a sealing material having excellent resistance to carbon dioxide and having excellent sealing properties is applied.
（実施形態１）
本実施形態は、冷媒として二酸化炭素を用いた圧縮機において、Ｏ−リングなどに成型して適用されるシール材である。１０ＭＰａ以上の条件下で好適に使用できるシール材について説明する。本実施形態のシール材は、冷凍機油と二酸化炭素に対して優れた耐性を有し、特に高圧（１０〜１５ＭＰａ）の二酸化炭素雰囲気下での耐性に優れる。
(Embodiment 1)
The present embodiment is a sealing material that is molded and applied to an O-ring or the like in a compressor that uses carbon dioxide as a refrigerant. A sealing material that can be suitably used under conditions of 10 MPa or more will be described. The sealing material of the present embodiment has excellent resistance to refrigeration oil and carbon dioxide, and particularly excellent resistance under a high pressure (10 to 15 MPa) carbon dioxide atmosphere.
冷凍機油への耐性に優れたゴムとしては、水素化ニトリルゴムおよびフッ素ゴムが知られているが、本実施形態のシール材は、これらのゴムのうち高圧（１０〜１５ＭＰａ）の二酸化炭素雰囲気下において優れた耐性を有する特定のシール材である。なお、高圧の二酸化炭素雰囲気下における優れた耐性とは、発泡（ブリスター）による破壊が生じないこと（耐ブリスター性）、および、膨潤によるシール材の変形が生じないこと（耐膨潤性）の両者を満たすことを意味する。 Hydrogenated nitrile rubber and fluororubber are known as rubbers excellent in resistance to refrigerating machine oil, but the sealing material of this embodiment is a high pressure (10 to 15 MPa) carbon dioxide atmosphere among these rubbers. Is a specific sealing material having excellent resistance. It should be noted that excellent resistance under a high-pressure carbon dioxide atmosphere is that both destruction by foaming (blister) does not occur (blister resistance) and that the seal material does not deform due to swelling (swelling resistance). Means satisfying.
具体的に、本実施形態のシール材は、耐油性に優れた水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、または、これらの混合物からなる。 Specifically, the sealing material of the present embodiment is made of hydrogenated nitrile rubber, fluorine rubber, or a mixture thereof excellent in oil resistance.
水素化ニトリルゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム、イソプレン−アクリロニトリル共重合ゴムなどを水素化したものや、ブタジエン−メチルアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビニルクロロアセテート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビニルノルボルネン−アクリロニトリル共重合ゴムが挙げられる。後述する二酸化炭素雰囲気下での耐ブリスター性及び耐膨潤性の観点から、特に水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＨＮＢＲ）を用いることが好ましい。 Examples of the hydrogenated nitrile rubber include hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, isoprene-butadiene-acrylonitrile copolymer rubber, isoprene-acrylonitrile copolymer rubber, butadiene-methyl acrylate-acrylonitrile copolymer rubber, Examples thereof include butyl acrylate-ethoxyethyl acrylate-vinyl chloroacetate-acrylonitrile copolymer rubber and butyl acrylate-ethoxyethyl acrylate-vinyl norbornene-acrylonitrile copolymer rubber. From the viewpoint of blister resistance and swelling resistance under a carbon dioxide atmosphere described later, it is particularly preferable to use hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (HNBR).
フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系（ＦＫＭ）ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系（ＦＥＰＭ）ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系（ＦＦＫＭ）ゴムが挙げられる。後述する二酸化炭素雰囲気下での耐ブリスター性及び耐膨潤性の観点から、特にテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムを用いることが好ましい。 Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride (FKM) rubber, tetrafluoroethylene-propylene (FEPM) rubber, and tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether (FFKM) rubber. From the viewpoint of blister resistance and swelling resistance under a carbon dioxide atmosphere described later, it is particularly preferable to use tetrafluoroethylene-propylene rubber.
例えば、シール材が水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどの水素化ニトリルゴムから構成される場合、該シール材は、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上であり、シェアＡ硬度が７８度以上であることが好ましい。架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上のときに耐ブリスター性に優れ、シェアＡ硬度が７８度以上のときに耐膨潤性に優れる。 For example, when the sealing material is composed of hydrogenated nitrile rubber such as hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, the sealing material has a crosslinking density of 400 mol / g or more and a shear A hardness of 78 degrees or more. It is preferable. Excellent blister resistance when the crosslink density is 400 mol / g or more, and excellent swelling resistance when the shear A hardness is 78 degrees or more.
また、シール材がテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムなどのフッ素ゴムで構成される場合、該シール材は、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇで、シェアＡ硬度が７１度以上であることが好ましい。架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上であるときに耐ブリスター性に優れ、シェアＡ硬度が７１度以上であるときに耐膨潤性に優れる。 Further, when the sealing material is made of a fluoro rubber such as tetrafluoroethylene-propylene rubber, the sealing material preferably has a crosslink density of 400 mol / g and a shear A hardness of 71 degrees or more. When the crosslink density is 400 mol / g or more, the blister resistance is excellent, and when the shear A hardness is 71 degrees or more, the swelling resistance is excellent.
シール材の架橋密度は、種々公知の方法によって求めることができるが、例えば、膨潤法によって算出できる。膨潤法は、ゴムを良溶媒で膨潤させたときの体積又は重量の変化に基づいて架橋密度を測定する方法である。 The crosslinking density of the sealing material can be determined by various known methods, but can be calculated by, for example, a swelling method. The swelling method is a method for measuring the crosslinking density based on a change in volume or weight when rubber is swollen with a good solvent.
膨潤法では、例えば、重量測定によって（重量の変化に基づいて）架橋密度を算出する場合、まず、シール材を良溶媒（例えば、水素化ニトリルゴムに対してはアセトンやクロロホルム等が良溶媒であり、フッ素ゴムに対してはヘキサン等が良溶媒である。）に浸漬し、十分（膨潤平衡に達するまで）膨潤させた後のシール材の重量を測定する。この重量から、これを乾燥したときの重量（あるいは良溶媒に浸漬する前の重量）に対する変化量を算出する。その後、ゴムの密度と溶媒密度から重量をシール材の体積分率（体積変化率ｖ２）に換算する。なお、体積変化率ｖ２は、膨潤前のシール材の体積を１としたときの膨潤後のシール材の体積の数値から１を引いた値である。架橋密度γは、下記の式１により算出することができる（参考文献：新版 ゴム技術の基礎 改訂版 日本ゴム協会編）。 In the swelling method, for example, when calculating the crosslinking density by weight measurement (based on the change in weight), first, the sealing material is a good solvent (for example, acetone or chloroform for hydrogenated nitrile rubber). Yes, hexane or the like is a good solvent for fluororubber), and the weight of the sealing material after sufficient swelling (until the swelling equilibrium is reached) is measured. From this weight, the amount of change relative to the weight when dried (or the weight before dipping in a good solvent) is calculated. Thereafter, the weight is converted into the volume fraction (volume change rate v 2 ) of the sealing material from the density of the rubber and the solvent density. The volume change rate v 2 is a value obtained by subtracting 1 from the value of the volume of the seal material after swelling when the volume of the sealing material before swelling with 1. The crosslink density γ can be calculated by the following equation 1 (reference: new edition, basics of rubber technology, revised edition edited by Japan Rubber Association).
γ＝ｌｎ（１−ｖ２）＋ｖ２＋cｖ２ ２／２Ｖ（ｖ２ １／３−ｖ２／２） ・・・式１
Ｖ ：溶媒の分子容（ｍＬ／ｍｏｌ）
ｖ２：シール材の体積変化率
c ：溶媒とゴムとの相互作用係数。
γ = ln (1-v 2 ) + v 2 +
V: Molecular volume of the solvent (mL / mol)
v 2 : Volume change rate of the sealing material
c: Interaction coefficient between solvent and rubber.
一方、シール材のシェアＡ硬度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定される測定方法に従って測定することができる。 On the other hand, the shear A hardness of the sealing material can be measured, for example, according to a measurement method defined in JIS K 6253.
本実施形態のシール材を、二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機に使用することで、冷媒の漏れのない圧縮機を提供することができる。 By using the sealing material of the present embodiment for a compressor using carbon dioxide as a refrigerant, a compressor without refrigerant leakage can be provided.
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１のシール部材を備えた圧縮機（ロータリー圧縮機）である。図２に、実施形態２の圧縮機を説明するための縦断面模式図を示す。本発明の圧縮機は、冷媒として二酸化炭素を用いた圧縮機であり、密閉容器１の内部に冷媒を圧縮する圧縮機構部１１と、圧縮機構部１１を駆動する電動機構部１２とを備えている。そして、例えば冷凍サイクルの低圧側の低温の蒸気冷媒をマフラー２に接続された吸入管３から吸入して圧縮し、高圧・高温の蒸気冷媒にして吐出管４から吐出する機構を有している。この時に冷媒漏れが発生すると圧縮機の効率が大幅に低減される。
(Embodiment 2)
The second embodiment is a compressor (rotary compressor) including the seal member of the first embodiment. In FIG. 2, the longitudinal cross-sectional schematic diagram for demonstrating the compressor of
駆動軸５の下端部は冷凍機油６の中に浸漬されている。冷凍機油６としては、例えば、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）油、ポリオールエステル（ＰＯＥ）油、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）油、アルキルベンゼン（ＨＡＢまたはＬＡＢ）油または鉱油が挙げられる。
The lower end of the
圧縮機構部１１には、冷媒の漏れ防止のため、実施形態１のシール材をシール材７として設置する。実施形態１のシール材を、二酸化炭素を冷媒として用いた圧縮機に使用することで、冷媒の漏れのない圧縮機を提供することができる。
In the
（シール材Ａ〜Ｅ）
水素化ニトリルゴムである水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＨＮＢＲ）を原料とする５種類の市販品のゴムを購入し、シール材Ａ〜Ｅとして用意した。
(Sealing materials A to E)
Five types of commercially available rubbers using hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (HNBR), which is a hydrogenated nitrile rubber, were purchased and prepared as sealing materials A to E.
（シール材Ｆ〜Ｊ）
フッ素ゴムであるテトラフルオロエチレン−プロピレン系（ＦＥＰＭ）ゴムを原料とする５種類の市販品のゴム購入し、をシール材Ｆ〜Ｊとして用意した。
(Sealing material FJ)
Five types of commercially available rubbers made from tetrafluoroethylene-propylene (FEPM) rubber, which is a fluoro rubber, were purchased and prepared as sealants FJ.
＜試験例＞
（シェアＡ硬度の測定）
上記のシール材Ａ〜Ｊについて、シェアＡ硬度をＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定される測定方法に従って測定した。その結果、シール材ＪのシェアＡ硬度が６７度、シール材Ｅ及びＩのシェアＡ硬度が７０度、シール材Ｇ及びＨのシェアＡ硬度が７２度、シール材Ｃ、Ｄ及びＦのシェアＡ硬度が７５度、シール材Ａ及びＢのシェアＡ硬度が８０度であった。結果を表１に示す。
<Test example>
(Measurement of share A hardness)
About said sealing material AJ, the shear A hardness was measured in accordance with the measuring method prescribed | regulated to JISK6253. As a result, the shear A hardness of the sealing material J is 67 degrees, the shear A hardness of the sealing materials E and I is 70 degrees, the shear A hardness of the sealing materials G and H is 72 degrees, and the shear A of the sealing materials C, D, and F The hardness was 75 degrees, and the shear A hardness of the sealing materials A and B was 80 degrees. The results are shown in Table 1.
（架橋密度の測定）
実施形態１で説明した膨潤法を用い、重量測定によってシール材Ａ〜Ｊの架橋密度を算出した。なお、良溶媒として、ＨＮＢＲ（シール材Ａ〜Ｅ）についてはアセトンを、ＦＥＰＭゴム（シール材Ｆ〜Ｊ）についてはヘキサンを使用した。結果を表１に示す。
(Measurement of crosslink density)
Using the swelling method described in
（膨潤試験）
実施例および比較例のシール材（シール材Ａ〜Ｊ）について、膨潤法を用いて架橋密度を算出し、膨潤後の発砲（ブリスター）の発生の有無を目視で確認した。
(Swelling test)
About the sealing material (sealing material AJ) of an Example and a comparative example, the crosslinking density was computed using the swelling method, and the presence or absence of generation | occurrence | production of the foaming (blister) after swelling was confirmed visually.
シール材の膨潤には、超臨界流体抽出装置（SUPPER-200型：日本分光株式会社製）を用いた。該装置付属の圧力容器に冷媒（ＣＯ２）及び冷凍機油（ポリアルキレングリコール油）を一定の流速（冷媒の流速：１ｍＬ／ｍｉｎ、冷凍機油の流速：０．５ｍＬ／ｍｉｎ）で流し込み、圧力容器内を満たした。圧力容器内の圧力を１４ＭＰａに、温度を１４０℃に設定した。この条件で、シール材Ａ〜Ｊを圧力容器内に２４時間静置した。 A supercritical fluid extraction device (SUPPER-200 type: manufactured by JASCO Corporation) was used for swelling the sealing material. The refrigerant (CO 2 ) and the refrigerating machine oil (polyalkylene glycol oil) are poured into the pressure vessel attached to the apparatus at a constant flow rate (refrigerant flow rate: 1 mL / min, refrigerating machine oil flow rate: 0.5 mL / min), and the pressure vessel Satisfied the inside. The pressure in the pressure vessel was set to 14 MPa and the temperature was set to 140 ° C. Under these conditions, the sealing materials A to J were left in the pressure vessel for 24 hours.
試験後、すぐにシール材を取り出し、シール材のブリスターの発生の有無を目視で確認した。また、試験前後のシール材の厚みをノギスで測定し、試験前のシール材の厚みに対する試験後のシール材の厚みの割合（試験前のシール材の厚みを１としたときの試験後のシール材の厚み）を算出し、その割合を３乗した値から１を引いた値を百分率で表したものをシール材の体積増加率とした。膨潤試験の結果を表１に示す。 Immediately after the test, the sealing material was taken out and visually checked for the occurrence of blisters in the sealing material. Further, the thickness of the sealing material before and after the test is measured with a caliper, and the ratio of the thickness of the sealing material after the test to the thickness of the sealing material before the test (the seal after the test when the thickness of the sealing material before the test is 1). The thickness of the sealing material was calculated, and the value obtained by subtracting 1 from the value obtained by raising the ratio to the third power was expressed as a percentage as the volume increase rate of the sealing material. The results of the swelling test are shown in Table 1.
表１に示されるように、シール材の架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ未満であった場合（シール材Ｂ，Ｄ，Ｈ）、原料ゴムによらずブリスターが発生してシール材が破壊された。このことから、１４ＭＰａの二酸化炭素雰囲気下でシール材を使用するには、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上でなければならないことが分かった。 As shown in Table 1, when the crosslinking density of the sealing material was less than 400 mol / g (sealing materials B, D, and H), blisters were generated and the sealing material was destroyed regardless of the raw material rubber. From this, it was found that in order to use the sealing material in a carbon dioxide atmosphere of 14 MPa, the crosslinking density must be 400 mol / g or more.
次に、シール材のシェアＡ硬度と体積増加率の関係を図１に示す。なお、図１では、ＨＮＢＲからなるシール材Ａ、Ｂ、ＣおよびＥと、ＦＥＰＭからなるシール材Ｆ、Ｇ、ＩおよびＪについてプロットとしている。図１に示すように、原料ゴムによって体積増加率は異なるものの、どちらのシール材においてもシール材のシェアＡ硬度が高くなるにしたがって、体積増加率が低くなることが分かった。このことから、シール材のシェアＡ硬度が高くなることによって、シール材の耐膨潤性も高くなることが分かった。 Next, the relationship between the shear A hardness of the sealing material and the volume increase rate is shown in FIG. In FIG. 1, the sealing materials A, B, C and E made of HNBR and the sealing materials F, G, I and J made of FEPM are plotted. As shown in FIG. 1, although the volume increase rate differs depending on the raw rubber, it has been found that the volume increase rate decreases as the shear A hardness of the seal material increases in both sealing materials. From this, it was found that as the shear A hardness of the sealing material increases, the swelling resistance of the sealing material also increases.
（実機試験）
シール材Ａ〜Ｊをロータリー圧縮機に設置して、圧縮機の運転を（２０００時間）実施した。その結果、上記膨潤試験において、ブリスターが発生したシール材Ｂ、Ｄ、及びＨと、体積増加率が１０％以上であるシール材Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＪについては、運転後に二酸化炭素の漏れが確認された。
(Real machine test)
The sealing materials A to J were installed in a rotary compressor, and the compressor was operated (2000 hours). As a result, in the swelling test, the sealing materials B, D, and H in which blisters occurred and the sealing materials C, D, E, and J having a volume increase rate of 10% or more were leaked after operation. Was confirmed.
図１の検量線を用いて、シール材の体積増加率が１０％未満となるシェアＡ硬度を算出した結果、ＨＮＢＲの場合のシェアＡ硬度は７８度、ＦＥＰＭゴムの場合のシェアＡ硬度は７１度であった。このことから、特定のシェアＡ硬度以上の硬度を有するシール材を、二酸化炭素を冷媒として用いる圧縮機に使用することで、漏れのない圧縮機を提供できることが分かった。 As a result of calculating the shear A hardness at which the volume increase rate of the sealing material is less than 10% using the calibration curve of FIG. 1, the shear A hardness in the case of HNBR is 78 degrees, and the shear A hardness in the case of FEPM rubber is 71. It was a degree. From this, it was found that a leak-free compressor can be provided by using a sealing material having a hardness equal to or higher than a specific shear A hardness for a compressor using carbon dioxide as a refrigerant.
今回開示された実施形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 密閉容器、２ マフラー、３ 吸入管、４ 吐出管、５ 駆動軸、６ 冷凍機油、７ シール材（Ｏ−リング）、１１ 圧縮機構部、１２ 電動機構部。 1 Sealed container, 2 Muffler, 3 Suction pipe, 4 Discharge pipe, 5 Drive shaft, 6 Refrigerating machine oil, 7 Seal material (O-ring), 11 Compression mechanism section, 12 Electric mechanism section.
Claims (6)
水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、または、これらの混合物からなり、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上である、シール材。 A sealing material for a compressor using carbon dioxide as a refrigerant,
A sealing material comprising a hydrogenated nitrile rubber, a fluororubber, or a mixture thereof and having a crosslinking density of 400 mol / g or more.
水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、または、これらの混合物からなり、架橋密度が４００ｍｏｌ／ｇ以上であるシール材を備える、圧縮機。 A compressor using carbon dioxide as a refrigerant,
A compressor comprising a sealing material made of hydrogenated nitrile rubber, fluororubber, or a mixture thereof and having a crosslinking density of 400 mol / g or more.
Priority Applications (1)
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| JP2014012288A JP5984859B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Seal material and compressor provided with the same |
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| JP2014012288A JP5984859B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Seal material and compressor provided with the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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