JP3685163B2

JP3685163B2 - Refrigeration cycle equipment

Info

Publication number: JP3685163B2
Application number: JP2002256280A
Authority: JP
Inventors: 功早瀬; 毅小田島; 雄幸野; 和夫関上; 健一大島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: JP2003106692A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍サイクル装置に係り、特に塩素を含まない代替冷媒を用いた場合に信頼性の高い冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷凍サイクル装置の多くは、冷蔵庫やルームエアコンに代表されるように、冷蔵庫には冷媒としてクロロフルオロカーボン系であるＣＦＣ１２等を用いるものや、ルームエアコンにはハイドロクロロフルオロカーボン系のＨＣＦＣ２２等を用いるものがある。このような冷媒は、化学組成に塩素を含有する物質を使用するものであった。最近、ＨＦＣ１３４ａを使用する冷凍システムとして、特開平５−１５７３７９号公報に記載されているものがある。この従来技術には、一般的にローリングピストン形圧縮機と称され、図３に示されるように、円筒状内周面を持つシリンダと、シリンダの円筒状内周面の両端部を閉塞する複数のサイドプレートと、円筒状外周面を持ちその円筒状外周面と前記シリンダの円筒状内周面との隙間を微小に維持しながら公転運動をするローラと、前記シリンダに形成されたスリット内を往復運動しその先端部が前記ローラの円筒状外周面に線接触で押しつけられる板状のベーンとを圧縮室形成のため構成要素として持つ形式の圧縮機を使用することが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これまでの一般的な従来技術においては、冷凍サイクル装置に使用されている冷媒は、塩素が含有されたものであり、冷媒が大気中に放出された場合には化学反応によりオゾン層を減少させるなど、地球環境に悪影響を与える可能性が大きいことが指摘されている。
【０００４】
一方、冷凍サイクルの主要構成部品である圧縮機に着目した場合、冷媒に含有されている塩素は、圧縮機内部の摺動部の金属表面等に結合して化合物の膜を形成し、互いに摺動する金属同士が直接接触するのを回避して、摩耗や焼き付きを防止するという効果を有していることが最近明らかになりつつある。また、その効果は、互いに摺動する金属間に潤滑油の油膜が形成できない境界潤滑状態においても、顕著に現われものである。
【０００５】
上記したように、地球環境保全に関する懸念を解消しようとした場合、オゾン層に対する悪影響を与える塩素を含む冷媒に代えて、冷媒を化学組成に塩素を含有しない物質に変更する必要がある。しかし、反面上述したように、圧縮機の摺動部における摩耗や焼き付きが増大する等の信頼性の面での問題点が新たに生じることになる。特に、上記従来の技術のローリングピストン方式のロータリ型圧縮機の場合、ベーン先端とローラ円筒状外周面との線接触部は、局部的なもので面圧が非常に高く、境界潤滑状態になり易いため、塩素を含まない冷媒であるＨＦＣ１３４ａを使用した場合、摩耗や焼き付きを防止する効果が期待できなくなるため、信頼性は低下し、実用上深刻な問題となる。
【０００６】
また、塩素を含まないＨＦＣ系の冷媒を使用するのに伴い、冷凍機油として、それらの冷媒と相互溶解性があり冷凍サイクルから圧縮機に帰還し易いことを考慮して、エステル系の冷凍機油を用いた場合には、次の様な問題も発生する。先ず、前記エステル油系の冷凍機油には吸湿性があり加水分解によって脂肪酸を生成する性質があるのに対し、上記従来の技術のローリングピストン方式のロータリ型圧縮機では、ベーン先端とローラ円筒状外周面との線接触部が境界滑動状態であるため局所的に非常に高温となり、その高温がエステル系冷凍機油の加水分解による脂肪酸生成を促進させる。次に、生成された多量の脂肪酸が直接滑動面を腐食させ、その滑動面の摩耗を促進させる。或いは、前記脂肪酸が配管等に使用されている銅材を溶解した後圧縮機の各部品表面に析出させて滑動特性や寸法を変化させ滑動部の損傷を引き起こす。或いは、前記脂肪酸が冷凍サイクル内の各種金属と化合して生成する金属石鹸や、同じく脂肪酸が圧縮機駆動用モータの銅線のエナメル被覆や絶縁フィルム等の有機材料から抽出したオリゴマが、いずれも粘り気のある物質であるため冷凍サイクルの絞り機構に使用されるキャピラリーチューブを詰まらせたり、冷凍サイクル内に装着されたドライヤーに付着してその吸湿性能を低下させる等の不具合を発生させる。
【０００７】
このように、冷媒を塩素を含まない冷媒に変更するのに伴い、冷凍サイクル装置に使用する圧縮機もレシプロ型やスクロール型に変更することによって、図３に示すローリングピストン型ロータリ圧縮機のベーン先端とローラ円筒状外周面とで生じるような極端な線接触部をなくし、境界潤滑状態を発生し難くすることが考えられる。
【０００８】
しかし、これらを実現するためには、次のような幾つかの問題が考えられる。
（１）上記従来の技術で述べたように、現在の多くの冷凍サイクル装置にはローリングピストン型ロータリ圧縮機が用いられており、それらに代えて大量のレシプロ型圧縮機やスクロール型圧縮機を生産するには、新たに多大な設備投資が必要になってしまうという問題である。特にスクロール型圧縮機に変更する場合には、ローリングピストン型ロータリ圧縮機のように比較的単純な形状の部品で構成できるものと異なり、スクロールラップ部のように、特殊な形状のものを高精度で加工することが要求される部品があるため、加工の為の設備投資が大きなものになり、生産コストも増大し、従来のものより高価なものになってしまうという問題がある。また、レシプロ型圧縮機に変更する場合には、その大きさが一般に従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機に比べて大型であり、振動も大きいため、冷凍サイクル装置全体としての設計変更、大型化、防振対策も必要になるという問題がある。（２）圧縮機の効率の点について言えば、レシプロ型圧縮機は、ローリングピストン型ロータリ圧縮機に比べて一般的に低く、スクロール型圧縮機でも冷蔵庫用等の小容量のものではローリングピストン型ロータリ圧縮機に及ばないため、圧縮機の方式を変更した場合冷凍サイクル装置全体の消費動力が増大し、地球温暖化に影響する等という問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、オゾン層の減少や温暖化等の地球環境に対する悪影響が小さい塩素を含まない冷媒を用いた場合でも、信頼性を有する安価な冷凍サイクル装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の冷凍サイクル装置は、冷媒として、基本的な化学組成に塩素を含有しない物質を使用し、冷凍機油としてエステル系冷凍機油を封入し、前記冷媒を圧縮するための圧縮機が、円筒状内周面を有するシリンダと、該シリンダの円筒状内周面の両端部を閉塞するためのサイドプレートと、円筒状外周面部を有し該円筒状外周面部と前記シリンダの円筒状内周面との隙間を微小に維持しながら公転運動をするローラと、該ローラの円筒状外周面に一体的に結合されて半径方向に突出された板状のベーン部とにより圧縮室が形成され、前記ベーン部と前記シリンダの円筒状内周面の外側に形成した円筒穴部との間に、前記シリンダの円筒穴部に滑動可能に当接する円筒面部と前記ベーンの平面部に滑動可能に当接する平面部とを有する滑動部材を組み込み、その滑動部材と前記ベーンとの間及び前記滑動部材と前記円筒穴部との間には前記冷媒の流れとともに供給される潤滑油の油膜が形成されるロータリ型圧縮機であって、該圧縮機により圧縮されて高圧になった冷媒ガスを冷却する凝縮器と、該凝縮器により液化された高圧冷媒を減圧する絞り機構と、減圧された液冷媒をガス化する蒸発器とを配管により連結して構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
前記冷媒はハイドロフルオールカーボン（以下、ＨＦＣと示す。）に分類される物質群の中の単一物質であること、或いはＨＦＣに分類される物質群の中の複数の物質を混合された混合冷媒であること、或いはハイドロカーボン（以下、ＨＣと示す。）に分類される物質群の中の単一物質であること、或いはＨＣに分類される物質群の中の複数の物質を混合された混合冷媒であることのいずれかが好ましい。
【００１４】
【作用】
圧縮機においては、円筒状外周面を持つローラと板状のベーンとが一体的に形成されており、両者が互いに線接触で摺動することがなくなり、更にベーンと滑動部材とが平面で当接し、滑動部材とシリンダが円筒面で当接するので、圧縮機各部の摺動部を面接触による摺動部のみとすることが可能となり、潤滑油による流体潤滑で摺動面の間に油膜が形成され摺動面同士が直接接触し難くなるため、塩素が存在しなくても摩耗や焼き付きは発生し難くなる。また、油膜の形成により摩擦係数が低減されて摺動部の局部温度が低下するので、潤滑油としてエステル系冷凍機油を用いて冷凍サイクルから油戻り性を確保しつつその加水分解による脂肪酸生成を抑制でき、冷凍サイクル装置としての総合的な信頼性を維持することができる。
【００１５】
また、上記の圧縮機構造は従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機に比較して、別体であったローラとベーンとが一体化されたことと、それに伴う若干のシリンダ形状変更と部品追加程度の変更ですむため、大部分の部品は従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機を生産していた設備を流用することができ、冷凍サイクル装置を生産する為に必要な設備投資は小さくて済む。
【００１６】
更に、上記圧縮機の構造が従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機の構造と基本的な類似しているので、生産コスト、性能、大きさについても従来と比較して大差の無いレベルが期待でき、その圧縮機を使用した冷凍サイクル装置としても従来に比べてあまり高価にならずに同等の性能、コンパクト性を維持することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図２により説明する。図１は本実施例である冷凍サイクル装置のシステム構成図、図２は図１に示す冷凍サイクル装置に使用される圧縮機の構造を示す横断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施例の冷凍サイクル装置は、例えば冷房専用のサイクルとして説明した場合、主として、圧縮機１と凝縮器２と絞り機構３と蒸発器４とから構成されており、これらの機器は配管セット５により冷媒が循環するように連結されており、それらの内部空間と外部とは気密を保たれて閉ループ空間を形成している。この閉ループ空間内には、塩素を含まない冷媒６が封入されている。この冷媒６は、従来の多くの冷凍サイクル装置に用いられていた冷媒と異なり、基本的な化学組成に塩素を含有しない物質で構成されている。
【００１９】
すなわち、冷媒６は、クロロフルオロカーボン系のＣＦＣ１２やハイドロクロロフルオロカーボン系のＨＣＦＣ２２等のように、化学組成に塩素を含有する物質でなく、ハイドロフルオロカーボン系に分類され化学組成に塩素を含有しない物質であるＨＦＣ３２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４ａ等を使用している。その際、これらのハイドロフルオロカーボン系の物質の中の単一物質を選択して使用してもよく、これらの物質の中から複数の物質を選択して適当に混合して使用してもよい。特に、対象となる冷凍、空調機器の冷凍サイクルで従来用いられていた冷媒と物性が近い物質となる組み合わせを選択すれば、サイクルの耐圧を大幅に変更することがなく、従来に対する設計変更等が少なくて済む利点がある。また、冷媒６は、ハイドロフルオロカーボン系の物質以外にも、ハイドロカーボン系に分類され、やはり化学組成に塩素を含有しない物質であるブタン、プロパン等を使用しても差し支えない。いずれにしても、冷媒６に塩素が含まれていないため、万一冷媒６が大気に放出されてもオゾン層を減少させることを少なくできる。
【００２０】
また、冷凍機油としては、冷媒６と相互に溶解して冷凍サイクル内を循環して圧縮機１に戻ってこれるように、塩素を含まない冷媒との相互溶解性のない従来の鉱油に代えて、合成油が用いられている。更に、密閉型の圧縮機では駆動用の電動機が冷媒の雰囲気中に内蔵されており、冷媒とともに循環する冷凍機油の電気絶縁性が要求されるので、上記合成油の中でも電気絶縁性に優れたエステル系の冷凍機油が用いられている。このため、圧縮機１内に潤滑油が確保されるとともに、その電動機の電気絶縁性も保証される。また、圧縮機１から吐出される潤滑油の量を低減するための方策、例えば油分離器を設置して圧縮機１に潤滑油を戻すように構成しているなどの方策がとられている場合は、相互溶解性のない潤滑油を用いることもできる。また、必要に応じて、吸湿物質や酸補足剤をサイクル内に設置してもよい。
【００２１】
次に圧縮機１の構造について、図２を用いて説明する。本実施例の圧縮機１は、従来の多くの冷凍サイクル装置に用いられていた図３に示す構造の圧縮機と異なるように構成されている。
【００２２】
図２に示すように、シリンダ９の中央部には円筒状内周面９ａが形成されており、その内部には円筒状形状のローラ部１０ａと板状の形状をしたベーン部１０ｂとが一体的に形成されたローラベーン１０が組み込まれており、そのローラ部１０ａの円筒状内周面にはクランクシャクト１１のクランクピン部１１ａが嵌入されている。クランクシャクト１１の回転軸部１１ｂは、シリンダ９にボルト１２により固定され、シリンダ９の円筒状内周面９ａの両端部を閉塞するとともに、ローラベーン１０の端面との間に微小な隙間を有する複数のサイドプレート（図示せず）により、回転可能に軸受支持されている。ローラベーンのベーン部１０ｂは、シリンダ９に形成された円筒穴部９ｂに挿入されており、ローラベーンのベーン部１０ｂとシリンダ９に形成された円筒穴部９ｂとの間の２つの隙間には、シリンダ９の円筒穴部９ｂに滑動可能に当接する円筒面部と前記ベーン部１０ｂの平面に滑動可能に当接する平面部とを有する滑動部材１３が組み込まれている。その結果、ローラベーン１０はシリンダ９に対し、円筒穴部９ｂの軸周りの回転と、ベーン部１０ｂの平面においてはベ−ン部長さ方向にベ−ン部１０ｂが移動が可能に支持されている。
【００２３】
ところで、上記構造の中で滑動部材１３は例えばカーボン材のように相手の金属材料と凝着しにくく、なじみ性の良い材料を使用しており、ローラベーン１０がクランクシャフトのクランクピン１１ａと滑動部材１３のいずれかと片当たりしても滑動部材１３が初期的になじむことによって両者が面当たりするようになっている。尚、滑動部材１３の代わりに、ローラベーン１０、クランクピン部１１ａのいずれかの摺動面を、カーボン材のように相手の金属材料と凝着しにくくなじみ性の良い材料とすれば、同様の効果が得られる。
【００２４】
クランクシャクト１１が回転軸部１１ｂの延長上に装着されたモータ（図示せず）により回転されると、クランクピン部１１ａに嵌入されたローラベーン１０のローラ部１０ａは公転運動を行なう。その円筒状外周面とシリンダ９の円筒状内周面９ａとの隙間は、微小な隙間を維持できるように各部寸法が設定されている。その際、ローラベーン１０の全体は、ベーン部１０ｂがシリンダ９の円筒穴部９ｂの方向を向くように揺動運動を行うとともに滑動部材１３に対する往復運動も行なう。このようにして、シリンダ９とローラベーン１０と滑動部材１３およびサイドプレート（図示せず）により、クランクシャフト１１の回転に伴って容積の変化する作動空間が形成され、この作動空間が周期的に拡大、狭小化されることによって、冷媒６の圧縮を行なう。
【００２５】
これらの部品は、ケーシング１４の内部に収められており、作動気体である冷媒６は、シリンダ９に形成された吸入孔９ｃより作動空間に吸入され、シリンダ９に形成された吐出孔９ｄより吐出弁１５、吐出弁押さえ１５を介して作動空間からシリンダ９とケーシング１４との間に形成される吐出室１７に吐出され、その後、圧縮機１から冷凍サイクル側に吐出される。なお、図２では、冷媒６を吸入中の作動空間１８と冷媒６を圧縮中の作動空間１９とが形成されている状態を示している。
【００２６】
以上のように構成された冷凍サイクル装置においては、冷媒６は、加圧、冷却により液体に変化し、減圧、加熱により気体に変化する。圧縮機１は、図示しない電動機等により駆動され、冷媒６を低圧の気体を高圧の気体に昇圧し、この昇圧された冷媒６は高い圧力となることにより、配管セット５に沿って図１中に矢印で示した方向に流れる。その際、次のように動作する。
【００２７】
冷媒６は、圧縮機１の吸入口では、低圧で低温の気体であり、圧縮機１により昇圧されて高圧で高温の気体となり、凝縮器２に流れ、この凝縮器２において例えばファン等により送風される空気により冷却されて凝縮し、高圧で低温の液体になる。この液体は、絞り機構３により減圧されて一部は低圧で低温の気体に、残りは低圧で低温の液体となって、蒸発器４に送られ、蒸発器４においてファン等により送風される空気により加熱されて蒸発し、再び圧縮機１に吸入され、昇圧されて同様のサイクルを繰り返す。
【００２８】
ここで、凝縮器２あるいは蒸発器４等は熱交換器であり、上記した例では、送風機により空気を送風する場合を説明したが、ポンプ（図示せず）等により送り込まれた水等の冷却源７あるいは加熱源８と冷媒６との間で熱交換を行ない、冷媒６の冷却あるいは加熱を行なうようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施例では、冷房専用の冷凍サイクル装置について説明したが、次ぎのようなものにも適用できる。すなわち、冷媒６が蒸発器４で加熱源８から熱を奪い、凝縮器２で冷却源７に熱を放出し、冷媒６が蒸発器４と凝縮器２との間で圧縮機１により加圧されていること、及び一般に物質の飽和凝縮温度や飽和蒸発温度がその圧力が高い程上昇することを考えると、加熱源８の温度より冷却源７の温度が高くてもかまわない。すなわち、本実施例の冷凍サイクル装置は、従来の冷凍サイクル装置と同様に、相対的に温度の高い所へ熱を移動させることが可能であり、庫内から相対的に高温の庫外に熱を移動させて庫内を庫外より低温に維持する冷蔵庫や冷凍装置、夏期において室内から相対的に高温の室外に熱を移動させて室内を室外より低温に維持する冷房装置、冬期において室外から相対的に高温の室内に熱を移動させて室内を室外より高温に維持する暖房装置、さらには、前記冷房装置の原理で空気の温度を低下させる際に空気の相対湿度が上昇し水分が結露して分離されることを利用した除湿機、加熱源を水として冷凍サイクル装置により熱を奪って低温水を製造する冷水機等の冷凍、空調機器に適用することができる。以下、これらも総称して冷凍サイクル装置という。
【００３０】
次ぎに、冷媒として塩素を含まない冷媒を用い、圧縮機として図２に示す構造の圧縮機を用いた冷凍サイクル装置の作用、効果について説明する。
【００３１】
図２に示す構造の圧縮機が、従来の塩素を含む冷媒を用いた冷凍サイクル装置に用いられていた図３に示す圧縮機と異なる点は、既に上述したように、図３に示す圧縮機が、円筒状のローラ２０と板状のべーン２１とは全くの別体で形成した独立した部品であったのに対し、図２に示す圧縮機のローラベーン１０では、ローラ部１０ａとベーン部１０ｂとは一体的に形成されている点、図３に示す圧縮機においては、べーン２１を滑動可能に嵌入するためシリンダ２２にスリット部２２ｂが形成されていたのに対して、シリンダ９には円筒穴部９ｂが形成されている点、図３に示す圧縮機においては、べーン２１の先端部を常にローラ２０の円筒状外周面に押しつけ密着を保つことが必要であり、このためバネ２３が必要であったが、図２に示す圧縮機ではこのような構成は不要であり、またバネ２３は不要である点などである。
【００３２】
上記のように構成するため、滑動部材１３を使用することが必要であるが、その他の構造は、図３に示す従来の圧縮機と共通部品を使用することができるため、従来の生産設備の大部分を活用することができ、新たな設備投資は少なくて済む。また、冷凍サイクル装置の性能とコストに対して大きな影響力のある圧縮機の基本的な構造が、従来の圧縮機の構造に近いため、冷媒を上記のように変更しても冷凍サイクル装置全体としての性能とコストとして従来の冷凍サイクル装置と同等のレベルを維持することができる。更に、圧縮機のコンパクト性も同等となることを考え合わせると、前述したように、冷媒６として塩素を含有しない物質に変更する際に、冷凍サイクル装置全体の設計変更を大幅に行わなくてもよい。
【００３３】
また次ぎのような特長がある。まず、図３に示す圧縮機では、バネ２３や背圧によりベーン２１をローラ２０に押し付ける力２４やベーン２１に作用する圧力差による力２５（それぞれ図３中に細い矢印で表示している。）を支持するため、ベーン２１に対して周囲から局部的に面圧の高い荷重、すなわち集中荷重２６、２７、２８（図３中に太い矢印で表示している。）が作用するのを避けられなかった。
【００３４】
これに対し、図２に示す本実施例の圧縮機では、ローラベーン１０のべーン部に作用する圧力差による力２９（図２中に細い矢印で表示している。）を支持する滑動部材１３とクランクシャフトのクランクピン部１１ａはいずれも面接触部であり、そのため、ローラベーン１０に作用する荷重はいずれも面分布荷重３０、３１（図２中に細い矢印で表示している。）となり局部的に面圧が高くなることがなくなる。また、滑動部材１３を支持するシリンダの円筒穴部９ｂに作用する荷重も同様に面分布荷重となる。したがって、各摺動部の摺動状態は、冷媒６の流れとともに供給される潤滑油の油膜が介在することにより、相対速度を有する部品同士が直接接触しないように流体潤滑状態を維持しやすく、その結果、塩素による潤滑効果の期待できない冷媒を用いた場合でも、それらの部品の摩耗、焼き付きが低減され、冷凍サイクル装置としての信頼性が確保される。
【００３５】
すなわち、一般に、摺動面がきれいな金属表面のまま接触すると、お互いの金属表面同士が凝着しやすく、摩耗や焼き付きが発生し易いとされている。従来の冷凍サイクル装置においては、図３に示すようにベーン２１とローラ２０との線接触部のように潤滑油の油膜が形成しにくく、摺動面同士が直接接触する境界潤滑状態になりやすい摺動部があっても、冷媒がＣＦＣ１２やＨＣＦＣ２２等のクロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボンに分類され化学組成に塩素を含有する物質であったため、その塩素が摺動部の金属表面に化合物を形成し、きれいな金属表面同士の凝着による摩耗、焼き付きを防止していた。これに対し、本実施例では、冷媒が塩素を含有しない物質である場合も、潤滑油の油膜で確実に摺動面同士の直接接触を防止できるので、摩耗、焼き付きが発生せず、冷凍サイクル装置としての信頼性が確保できる。
【００３６】
また、各摺動部に油膜が形成されて摩擦係数が低減され、摺動部の局部温度が上昇するのを防止することができるので、冷凍機油としてエステル系冷凍機油を用いてもその加水分解反応を抑制し、加水分解反応により生成される脂肪酸が原因となって引き起こされる腐食摩耗、銅メッキ現象、金属石鹸やオリゴマが生成されることによるキャピラリーチューブの詰まりやドライヤーの性能低下等の不具合を防止することができるので、弊害を伴わずに、エステル系冷凍機油のＨＦＣ系冷媒との相互溶解性により冷凍サイクル内の油戻り性を確保することができる。これによって冷凍サイクル装置としての総合的な信頼性を維持することができる。
【００３７】
以上のように本実施例によれば、オゾン層を減少させる悪影響が小さく、消費エネルギーの増大も伴わず、しかも、信頼性が高く安価な冷凍サイクル装置を、従来の製品の生産設備に対して大幅な変更をすることなく実現することが可能となる。
【００３８】
すなわち、世の中の冷凍、空調機器を、地球環境に対する悪影響が小さく地球に優しい冷凍、空調機器に、速やかに変更していくことが可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、塩素を含まない冷媒を冷凍サイクル装置に適用した場合も信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することができ、その結果、冷凍、空調機器による地球環境への悪影響を早期に低減し、将来に亘っても、その冷凍、空調機器としての機能を活用しながら地球環境を保全することが可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す冷凍サイクル装置のシステム構成図である。
【図２】本実施例の圧縮機の構造を示す横断面図である。
【図３】従来の圧縮機の構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…凝縮器、３…絞り機構、４…蒸発器、５…配管セット、６…冷媒、７…冷却源、８…加熱源、９…シリンダ、９ａ…円筒状内周面、９ｂ…円筒穴部、９ｃ…吸入通路、９ｄ…吐出孔、１０…ローラベーン、１０ａ…ローラ部、１０ｂ…ベーン部、１１…クランクシャフト、１１ａ…クランクピン部、１１ｂ…回転軸部、１２…ボルト、１３…滑動部材、１４…ケーシング、１５…吐出弁、１６…吐出弁押さえ、１７…吐出室、１８…吸入工程の作動空間、１９…圧縮工程の作動空間、２０…ローラ、２１…べーン、２２…シリンダ、２２ａ…円筒状内周面、２２ｂ…スリット部、２２ｃ…吸入通路、２２ｄ…吐出孔、２３…バネ、２４…ベーンをローラに押し付ける力、２５…ベーンの裏表の圧力差による力、２６、２７、２８…ベーン周囲に作用する集中荷重、２９…ベーンの裏表の圧力差による力、３０、３１…ローラベーン周囲に作用する面分布荷重、３２…吐出室、３３…吸入工程の作動空間、３４…圧縮行程の作動空間。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus, and more particularly to a refrigeration cycle apparatus with high reliability when an alternative refrigerant not containing chlorine is used.
[0002]
[Prior art]
Many of the conventional refrigeration cycle apparatuses, as represented by refrigerators and room air conditioners, use chlorofluorocarbon-based CFC 12 or the like as a refrigerant in a refrigerator, or use a hydrochlorofluorocarbon-based HCFC 22 or the like as a room air conditioner. There is something. Such a refrigerant uses a substance containing chlorine in its chemical composition. Recently, as a refrigeration system using HFC134a, there is one described in JP-A-5-157379. This prior art is generally called a rolling piston type compressor, and as shown in FIG. 3, a cylinder having a cylindrical inner peripheral surface and a plurality of cylinders that close both ends of the cylindrical inner peripheral surface of the cylinder. A side plate, a roller having a cylindrical outer peripheral surface and a revolving motion while maintaining a small gap between the cylindrical outer peripheral surface and the cylindrical inner peripheral surface of the cylinder, and a slit formed in the cylinder It is disclosed to use a compressor having a plate-like vane whose reciprocating motion is pressed against the cylindrical outer peripheral surface of the roller by linear contact as a component for forming a compression chamber.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional general technology so far, the refrigerant used in the refrigeration cycle apparatus contains chlorine, and when the refrigerant is released into the atmosphere, the ozone layer is reduced by a chemical reaction. It has been pointed out that it has a great potential to adversely affect the global environment.
[0004]
On the other hand, when focusing on the compressor, which is the main component of the refrigeration cycle, chlorine contained in the refrigerant binds to the metal surface of the sliding portion inside the compressor to form a compound film, and slides on each other. It has recently become clear that it has the effect of avoiding direct contact between moving metals and preventing wear and seizure. In addition, the effect is remarkably exhibited even in a boundary lubrication state in which an oil film of a lubricating oil cannot be formed between metals sliding on each other.
[0005]
As described above, when trying to solve the concern about global environmental conservation, it is necessary to change the refrigerant to a substance that does not contain chlorine in the chemical composition instead of the refrigerant containing chlorine that adversely affects the ozone layer. However, as described above, new problems in terms of reliability, such as increased wear and seizure at the sliding portion of the compressor, arise. In particular, in the case of the above-described conventional rotary piston type rotary compressor, the line contact portion between the vane tip and the roller cylindrical outer peripheral surface is local and has a very high surface pressure, resulting in boundary lubrication. Therefore, when HFC134a, which is a refrigerant that does not contain chlorine, is used, the effect of preventing wear and seizure cannot be expected, resulting in a decrease in reliability and a serious problem in practical use.
[0006]
In addition, in connection with the use of HFC-based refrigerants that do not contain chlorine, refrigeration machine oils that are mutually soluble with those refrigerants and are easy to return to the compressor from the refrigeration cycle, ester-based refrigeration machine oils The following problems also occur when using. First, the ester oil refrigerating machine oil is hygroscopic and has a property of generating fatty acids by hydrolysis, whereas in the conventional rotary piston type rotary compressor, the vane tip and the roller cylindrical shape are used. Since the line contact portion with the outer peripheral surface is in the boundary sliding state, the temperature is locally extremely high, and the high temperature promotes fatty acid generation by hydrolysis of the ester-based refrigeration oil. Next, the large amount of fatty acid produced directly corrodes the sliding surface and promotes wear of the sliding surface. Or after the said fatty acid melt | dissolves the copper material currently used for piping etc., it deposits on each component surface of a compressor, changes a sliding characteristic and a dimension, and causes the damage of a sliding part. Or the metal soap which the said fatty acid combined with various metals in a refrigerating cycle, and the oligomer which the fatty acid extracted from organic materials, such as an enamel coating of a copper wire of a compressor drive motor, and an insulation film, are all Since it is a sticky substance, it causes problems such as clogging of capillary tubes used in the squeezing mechanism of the refrigeration cycle and adhesion to a drier installed in the refrigeration cycle to reduce its moisture absorption performance.
[0007]
As described above, as the refrigerant is changed to a refrigerant that does not contain chlorine, the compressor used in the refrigeration cycle apparatus is also changed to the reciprocating type or the scroll type, so that the vane of the rolling piston type rotary compressor shown in FIG. It is conceivable that an extreme line contact portion that occurs between the tip and the roller cylindrical outer peripheral surface is eliminated to make it difficult to generate the boundary lubrication state.
[0008]
However, in order to realize these, there are some problems as follows.
(1) As described in the above prior art, many current refrigeration cycle apparatuses use a rolling piston type rotary compressor. Instead, a large number of reciprocating compressors and scroll compressors are used. This is a problem that a large amount of capital investment is required for production. In particular, when changing to a scroll type compressor, unlike a scroll piston type rotary compressor, which can be configured with relatively simple parts, a special shape such as a scroll wrap is highly accurate. Since there are parts that are required to be processed by the method, there is a problem that the capital investment for processing becomes large, the production cost increases, and the cost becomes higher than the conventional one. In addition, when changing to a reciprocating compressor, the size is generally larger than that of a conventional rolling piston rotary compressor, and the vibration is also large, so the design change and enlargement of the entire refrigeration cycle apparatus, There is a problem that anti-vibration measures are also required. (2) Speaking of the efficiency of the compressor, the reciprocating compressor is generally lower than the rolling piston type rotary compressor, and the scroll piston type is also a rolling piston type in a small capacity such as a refrigerator. Since it does not reach the rotary compressor, there is a problem that, if the compressor method is changed, the power consumption of the entire refrigeration cycle apparatus increases, which affects global warming.
[0009]
An object of the present invention is to provide a reliable and inexpensive refrigeration cycle apparatus even when a chlorine-free refrigerant that has a small adverse effect on the global environment such as ozone layer depletion and global warming is used.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the refrigeration cycle apparatus of the present invention comprises:As a refrigerant, a substance that does not contain chlorine in a basic chemical composition, an ester-based refrigerator oil is enclosed as a refrigerator oil, and a compressor for compressing the refrigerant includes a cylinder having a cylindrical inner peripheral surface; A side plate for closing both ends of the cylindrical inner peripheral surface of the cylinder, and a cylindrical outer peripheral surface portion, while maintaining a minute gap between the cylindrical outer peripheral surface portion and the cylindrical inner peripheral surface of the cylinder A compression chamber is formed by a roller that revolves and a plate-like vane portion that is integrally coupled to the cylindrical outer peripheral surface of the roller and protrudes in the radial direction, and the vane portion and the cylindrical inner portion of the cylinder A sliding member having a cylindrical surface portion that slidably contacts the cylindrical hole portion of the cylinder and a flat surface portion that slidably contacts the flat surface portion of the vane is incorporated between the cylindrical hole portion formed outside the peripheral surface. With its sliding member A rotary compressor in which an oil film of lubricating oil supplied along with the flow of the refrigerant is formed between the sliding vane and between the sliding member and the cylindrical hole, and is compressed by the compressor. A condenser that cools the refrigerant gas that has become high pressure, a throttle mechanism that decompresses the high-pressure refrigerant liquefied by the condenser, and an evaporator that gasifies the decompressed liquid refrigerant are connected by piping.It is characterized by comprising.
[0011]
  PreviousThe refrigerant is a single substance in a substance group classified as hydrofluor carbon (hereinafter referred to as HFC), or a mixture of a plurality of substances in a substance group classified as HFC. It is a refrigerant, or it is a single substance in a substance group classified as hydrocarbon (hereinafter referred to as HC), or a plurality of substances in a substance group classified as HC are mixed. Any of the mixed refrigerants is preferable.
[0014]
[Action]
  PressureIn a compacting machine, a roller having a cylindrical outer peripheral surface and a plate-like vane are integrally formed so that they do not slide in line contact with each other, and the vane and the sliding member are in contact with each other in a plane. Since the sliding member and the cylinder are in contact with each other on the cylindrical surface, it is possible to make the sliding portion of each part of the compressor only the sliding portion by surface contact, and an oil film is formed between the sliding surfaces by fluid lubrication with lubricating oil. Since the formed sliding surfaces are difficult to directly contact with each other, wear and seizure hardly occur even if chlorine is not present. Also, since the friction coefficient is reduced by the formation of the oil film and the local temperature of the sliding part is lowered, ester-based refrigerating machine oil is used as the lubricating oil, and fatty acid generation by hydrolysis is ensured while ensuring oil return from the refrigeration cycle. The overall reliability as a refrigeration cycle apparatus can be maintained.
[0015]
In addition, the compressor structure described above has a separate roller and vane, which are separate from the conventional rolling piston type rotary compressor, and a slight change in cylinder shape and additional parts. Since the change can be made, most of the parts can be diverted from the equipment for producing the conventional rolling piston type rotary compressor, and the equipment investment required for producing the refrigeration cycle apparatus is small.
[0016]
Furthermore, since the structure of the compressor is basically similar to the structure of a conventional rolling piston type rotary compressor, the production cost, performance, and size can be expected to be not significantly different from the conventional ones. Even a refrigeration cycle apparatus using the compressor can maintain the same performance and compactness without being so expensive as compared with the prior art.
[0017]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a compressor used in the refrigeration cycle apparatus shown in FIG.
[0018]
As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment is mainly composed of a compressor 1, a condenser 2, a throttle mechanism 3, and an evaporator 4 when described as a cooling-only cycle, for example. These devices are connected by a piping set 5 so that the refrigerant circulates, and the internal space and the outside are kept airtight to form a closed loop space. In this closed loop space, a refrigerant 6 not containing chlorine is enclosed. Unlike the refrigerant used in many conventional refrigeration cycle apparatuses, the refrigerant 6 is composed of a substance that does not contain chlorine in its basic chemical composition.
[0019]
That is, the refrigerant 6 is not a substance that contains chlorine in the chemical composition, such as a chlorofluorocarbon-based CFC 12 or a hydrochlorofluorocarbon-based HCFC 22, but a substance that is classified as a hydrofluorocarbon-based substance and does not contain chlorine in the chemical composition. HFC32, HFC125, HFC134a, etc. are used. In this case, a single substance among these hydrofluorocarbon-based substances may be selected and used, or a plurality of substances may be selected from these substances and used by appropriately mixing them. In particular, if you select a combination that has similar physical properties to the refrigerant used in the refrigeration cycle of the target refrigeration and air conditioning equipment, the pressure resistance of the cycle will not change significantly, and design changes etc. compared to the conventional There is an advantage that it can be reduced. Further, the refrigerant 6 may be classified into a hydrocarbon type in addition to the hydrofluorocarbon type substance, and butane, propane or the like, which is a substance that does not contain chlorine in the chemical composition, may also be used. In any case, since the refrigerant 6 does not contain chlorine, even if the refrigerant 6 is released into the atmosphere, the ozone layer can be reduced less.
[0020]
In addition, as the refrigeration oil, instead of the conventional mineral oil that is mutually soluble with the refrigerant 6 and circulates in the refrigeration cycle and returns to the compressor 1, there is no mutual solubility with the refrigerant not containing chlorine. Synthetic oil is used. Furthermore, in the hermetic compressor, the driving motor is built in the refrigerant atmosphere, and the electric insulation of the refrigerating machine oil circulating with the refrigerant is required. Therefore, among the synthetic oils, the electric insulation is excellent. Ester-based refrigerating machine oil is used. For this reason, the lubricating oil is secured in the compressor 1 and the electric insulation of the electric motor is also guaranteed. Further, a measure for reducing the amount of lubricating oil discharged from the compressor 1, for example, a constitution in which an oil separator is installed to return the lubricating oil to the compressor 1 is taken. In this case, a lubricating oil having no mutual solubility can be used. Moreover, you may install a hygroscopic substance and an acid supplement agent in a cycle as needed.
[0021]
Next, the structure of the compressor 1 will be described with reference to FIG. The compressor 1 of the present embodiment is configured to be different from the compressor having the structure shown in FIG. 3 used in many conventional refrigeration cycle apparatuses.
[0022]
As shown in FIG. 2, a cylindrical inner peripheral surface 9a is formed at the center of the cylinder 9, and a cylindrical roller portion 10a and a plate-shaped vane portion 10b are integrated therein. An integrally formed roller vane 10 is incorporated, and a crankpin portion 11a of a crankshaft 11 is fitted into a cylindrical inner peripheral surface of the roller portion 10a. The rotating shaft portion 11b of the crankshaft 11 is fixed to the cylinder 9 with bolts 12, closes both ends of the cylindrical inner peripheral surface 9a of the cylinder 9, and has a minute gap between the end surface of the roller vane 10. The bearings are rotatably supported by a plurality of side plates (not shown). The vane portion 10b of the roller vane is inserted into a cylindrical hole portion 9b formed in the cylinder 9, and the two gaps between the vane portion 10b of the roller vane and the cylindrical hole portion 9b formed in the cylinder 9 A sliding member 13 having a cylindrical surface portion slidably in contact with the 9 cylindrical hole portion 9b and a flat surface portion slidably in contact with the plane of the vane portion 10b is incorporated. As a result, the roller vane 10 is supported with respect to the cylinder 9 so that the vane portion 10b can move in the vane length direction in the plane of the vane portion 10b by rotating around the axis of the cylindrical hole portion 9b. .
[0023]
By the way, in the structure described above, the sliding member 13 is made of a material that is difficult to adhere to a counterpart metal material, such as a carbon material, and has good compatibility, and the roller vane 10 is connected to the crankpin 11a of the crankshaft and the sliding member. Even if it hits any one of 13, both of them come into contact with each other when the sliding member 13 is initially adapted. If the sliding surface of either the roller vane 10 or the crank pin portion 11a is made of a material having good conformability that hardly adheres to the other metal material, such as a carbon material, instead of the sliding member 13, the same applies. An effect is obtained.
[0024]
When the crankshaft 11 is rotated by a motor (not shown) mounted on the extension of the rotating shaft portion 11b, the roller portion 10a of the roller vane 10 fitted in the crankpin portion 11a performs a revolving motion. The size of each part of the gap between the cylindrical outer peripheral surface and the cylindrical inner peripheral surface 9a of the cylinder 9 is set so that a minute gap can be maintained. At that time, the entire roller vane 10 performs a swinging motion so that the vane portion 10 b faces the cylindrical hole portion 9 b of the cylinder 9 and also performs a reciprocating motion with respect to the sliding member 13. Thus, the cylinder 9, the roller vane 10, the sliding member 13, and the side plate (not shown) form an operating space whose volume changes with the rotation of the crankshaft 11, and this operating space is periodically expanded. The refrigerant 6 is compressed by being narrowed.
[0025]
These components are housed in the casing 14, and the refrigerant 6, which is a working gas, is sucked into the working space from the suction hole 9 c formed in the cylinder 9 and discharged from the discharge hole 9 d formed in the cylinder 9. It is discharged from the working space to the discharge chamber 17 formed between the cylinder 9 and the casing 14 via the valve 15 and the discharge valve retainer 15, and then discharged from the compressor 1 to the refrigeration cycle side. FIG. 2 shows a state in which a working space 18 that sucks the refrigerant 6 and a working space 19 that compresses the refrigerant 6 are formed.
[0026]
In the refrigeration cycle apparatus configured as described above, the refrigerant 6 changes to liquid by pressurization and cooling, and changes to gas by depressurization and heating. The compressor 1 is driven by an electric motor (not shown) and the like, and the refrigerant 6 is pressurized to a high-pressure gas from the low-pressure gas. Flows in the direction indicated by the arrow. At that time, the operation is as follows.
[0027]
The refrigerant 6 is a low-pressure and low-temperature gas at the suction port of the compressor 1, and is pressurized by the compressor 1 to become a high-pressure and high-temperature gas, flows into the condenser 2, and is blown by, for example, a fan or the like in the condenser 2. The air is cooled and condensed to become a high-pressure, low-temperature liquid. This liquid is decompressed by the throttling mechanism 3 and partly becomes low-pressure and low-temperature gas, and the rest becomes low-pressure and low-temperature liquid, and is sent to the evaporator 4. The air blown by the fan or the like in the evaporator 4 Is heated and evaporated, and again sucked into the compressor 1, and the pressure is increased and the same cycle is repeated.
[0028]
Here, the condenser 2 or the evaporator 4 is a heat exchanger, and in the above-described example, the case where air is blown by a blower has been described. However, cooling of water or the like sent by a pump (not shown) or the like has been described. Heat exchange may be performed between the source 7 or the heating source 8 and the refrigerant 6 to cool or heat the refrigerant 6.
[0029]
Moreover, although the said Example demonstrated the refrigerating cycle apparatus only for cooling, it can apply also to the following. That is, the refrigerant 6 takes heat from the heating source 8 by the evaporator 4, releases heat to the cooling source 7 by the condenser 2, and the refrigerant 6 is pressurized by the compressor 1 between the evaporator 4 and the condenser 2. The temperature of the cooling source 7 may be higher than the temperature of the heating source 8 in view of the fact that the temperature increases and the saturation condensation temperature and saturation evaporation temperature of the substance generally increase as the pressure increases. That is, the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment can transfer heat to a relatively high temperature place as in the conventional refrigeration cycle apparatus, and heat is transferred from the inside of the compartment to the outside of the relatively high temperature compartment. Refrigerator or refrigeration system that keeps the inside of the refrigerator cooler than the outside of the cabinet, moving the heat from the indoor to a relatively hot outdoor in the summer to keep the indoor cooler from the outside in the summer, from the outdoor in the winter Heating devices that move heat into a relatively hot room to maintain the room at a higher temperature than the outside of the room. Furthermore, when the temperature of the air is lowered by the principle of the cooling device, the relative humidity of the air increases and moisture is condensed. Thus, it can be applied to a dehumidifier utilizing separation and a refrigeration and air-conditioning equipment such as a chiller that uses heat as a heat source to remove heat from a refrigeration cycle apparatus and produce low-temperature water. Hereinafter, these are also collectively referred to as a refrigeration cycle apparatus.
[0030]
Next, the operation and effect of the refrigeration cycle apparatus using a refrigerant not containing chlorine as the refrigerant and using the compressor having the structure shown in FIG. 2 as the compressor will be described.
[0031]
The compressor having the structure shown in FIG. 2 differs from the compressor shown in FIG. 3 used in the conventional refrigeration cycle apparatus using a refrigerant containing chlorine, as already described above, as shown in FIG. However, the cylindrical roller 20 and the plate-like vane 21 are independent parts formed as separate bodies, whereas in the roller vane 10 of the compressor shown in FIG. 2, the roller portion 10a and the vane In the compressor shown in FIG. 3, the slit portion 22b is formed in the cylinder 22 in order to slidably fit the vane 21 in the compressor shown in FIG. 9, the cylindrical hole 9b is formed. In the compressor shown in FIG. 3, the tip of the vane 21 must always be pressed against the cylindrical outer peripheral surface of the roller 20 to maintain close contact. For this reason, the spring 23 was necessary. In to the compressor such an arrangement is not necessary, also spring 23 is such that it is not necessary.
[0032]
In order to configure as described above, it is necessary to use the sliding member 13. However, since the other parts can use the same parts as the conventional compressor shown in FIG. Most of it can be used, and new capital investment is small. In addition, since the basic structure of a compressor that has a great influence on the performance and cost of the refrigeration cycle apparatus is close to the structure of a conventional compressor, the entire refrigeration cycle apparatus even if the refrigerant is changed as described above. As the performance and cost, the same level as that of the conventional refrigeration cycle apparatus can be maintained. Furthermore, considering that the compactness of the compressor is equivalent, as described above, when the refrigerant 6 is changed to a substance that does not contain chlorine, the design of the entire refrigeration cycle apparatus need not be significantly changed. Good.
[0033]
It also has the following features. First, in the compressor shown in FIG. 3, a force 24 for pressing the vane 21 against the roller 20 by the spring 23 or back pressure and a force 25 due to a pressure difference acting on the vane 21 (represented by thin arrows in FIG. 3). ), A load having a high surface pressure locally from the periphery, that is, concentrated loads 26, 27, and 28 (indicated by thick arrows in FIG. 3) is avoided from acting on the vane 21. I couldn't.
[0034]
In contrast, in the compressor of the present embodiment shown in FIG. 2, a sliding member that supports a force 29 (indicated by a thin arrow in FIG. 2) due to a pressure difference acting on the vane portion of the roller vane 10. 13 and the crankshaft portion 11a of the crankshaft are both surface contact portions. Therefore, the loads acting on the roller vanes 10 are both surface distributed loads 30, 31 (indicated by thin arrows in FIG. 2). The surface pressure does not increase locally. Similarly, the load acting on the cylindrical hole 9b of the cylinder that supports the sliding member 13 is also a surface distribution load. Therefore, the sliding state of each sliding part is easy to maintain the fluid lubrication state so that the parts having relative speed do not directly contact each other by interposing the oil film of the lubricating oil supplied together with the flow of the refrigerant 6, As a result, even when a refrigerant that cannot be expected to have a lubricating effect due to chlorine is used, wear and seizure of those components is reduced, and reliability as a refrigeration cycle apparatus is ensured.
[0035]
That is, in general, when the sliding surface is in contact with a clean metal surface, the metal surfaces tend to adhere to each other and wear and seizure are likely to occur. In the conventional refrigeration cycle apparatus, as shown in FIG. 3, it is difficult to form an oil film of lubricating oil as in the line contact portion between the vane 21 and the roller 20, and a boundary lubrication state in which the sliding surfaces are in direct contact is likely to occur. Even if there is a sliding part, the refrigerant is classified into chlorofluorocarbons and hydrochlorofluorocarbons such as CFC12 and HCFC22, and the chemical composition contains chlorine. Therefore, the chlorine forms a compound on the metal surface of the sliding part. It prevented wear and seizure due to adhesion between clean metal surfaces. On the other hand, in this embodiment, even when the refrigerant is a substance that does not contain chlorine, the oil film of the lubricating oil can reliably prevent direct contact between the sliding surfaces, so that wear and seizure do not occur, and the refrigeration cycle Reliability as a device can be secured.
[0036]
In addition, since an oil film is formed on each sliding part to reduce the coefficient of friction and to prevent the local temperature of the sliding part from rising, the hydrolysis can be achieved even if ester refrigerator oil is used as the refrigerator oil. Inhibits the reaction and causes problems such as corrosion wear caused by fatty acids generated by the hydrolysis reaction, copper plating phenomenon, clogged capillary tubes due to the generation of metal soap and oligomers, and reduced dryer performance. Therefore, the oil return property in the refrigeration cycle can be ensured by the mutual solubility of the ester refrigeration oil with the HFC refrigerant without causing any harmful effects. As a result, the overall reliability of the refrigeration cycle apparatus can be maintained.
[0037]
As described above, according to the present embodiment, an adverse effect of reducing the ozone layer is small, energy consumption is not increased, and a highly reliable and inexpensive refrigeration cycle apparatus is compared with a conventional product production facility. This can be realized without significant changes.
[0038]
In other words, it is possible to quickly change the world's refrigeration and air conditioning equipment to refrigeration and air conditioning equipment that has little adverse effects on the global environment and is friendly to the earth.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable refrigeration cycle apparatus even when a chlorine-free refrigerant is applied to the refrigeration cycle apparatus. As a result, the adverse effects on the environment can be reduced early, and the global environment can be preserved while utilizing the functions of refrigeration and air conditioning equipment in the future.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the compressor of the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Condenser, 3 ... Throttling mechanism, 4 ... Evaporator, 5 ... Pipe set, 6 ... Refrigerant, 7 ... Cooling source, 8 ... Heating source, 9 ... Cylinder, 9a ... Cylindrical inner peripheral surface , 9b ... Cylindrical hole, 9c ... Suction passage, 9d ... Discharge hole, 10 ... Roller vane, 10a ... Roller part, 10b ... Vane part, 11 ... Crankshaft, 11a ... Crankpin part, 11b ... Rotating shaft part, 12 ... Bolt, 13 ... sliding member, 14 ... casing, 15 ... discharge valve, 16 ... discharge valve retainer, 17 ... discharge chamber, 18 ... working space in suction process, 19 ... working space in compression process, 20 ... roller, 21 ... 22 ... Cylinder, 22a ... Cylindrical inner peripheral surface, 22b ... Slit, 22c ... Suction passage, 22d ... Discharge hole, 23 ... Spring, 24 ... Force to press the vane against the roller, 25 ... Pressure on both sides of the vane Force by difference, 26, 27, 8 ... Concentrated load acting around the vane, 29 ... Force due to pressure difference between the front and back of the vane, 30, 31 ... Surface distribution load acting around the roller vane, 32 ... Discharge chamber, 33 ... Working space for suction process, 34 ... Compression The working space of the stroke.

Claims

冷媒として、基本的な化学組成に塩素を含有しない物質を使用し、冷凍機油としてエステル系冷凍機油を封入し、前記冷媒を圧縮するための圧縮機が、円筒状内周面を有するシリンダと、該シリンダの円筒状内周面の両端部を閉塞するためのサイドプレートと、円筒状外周面部を有し該円筒状外周面部と前記シリンダの円筒状内周面との隙間を微小に維持しながら公転運動をするローラと、該ローラの円筒状外周面に一体的に結合されて半径方向に突出された板状のベーン部とにより圧縮室が形成され、前記ベーン部と前記シリンダの円筒状内周面の外側に形成した円筒穴部との間に、前記シリンダの円筒穴部に滑動可能に当接する円筒面部と前記ベーンの平面部に滑動可能に当接する平面部とを有する滑動部材を組み込み、その滑動部材と前記ベーンとの間及び前記滑動部材と前記円筒穴部との間には前記冷媒の流れとともに供給される潤滑油の油膜が形成されるロータリ型圧縮機であって、該圧縮機により圧縮されて高圧になった冷媒ガスを冷却する凝縮器と、該凝縮器により液化された高圧冷媒を減圧する絞り機構と、減圧された液冷媒をガス化する蒸発器とを配管により連結して構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。As a refrigerant, a substance that does not contain chlorine in a basic chemical composition, enclose ester-based refrigerator oil as a refrigerator oil, a compressor for compressing the refrigerant, a cylinder having a cylindrical inner peripheral surface, A side plate for closing both ends of the cylindrical inner peripheral surface of the cylinder, and a cylindrical outer peripheral surface portion, while maintaining a minute gap between the cylindrical outer peripheral surface portion and the cylindrical inner peripheral surface of the cylinder A compression chamber is formed by a roller that revolves and a plate-like vane portion that is integrally coupled to the cylindrical outer peripheral surface of the roller and protrudes in the radial direction . A sliding member having a cylindrical surface portion that slidably contacts the cylindrical hole portion of the cylinder and a flat surface portion that slidably contacts the flat surface portion of the vane is incorporated between the cylindrical hole portion formed outside the peripheral surface. And its sliding member Serial A rotary type compressor oil film of the lubricating oil supplied with the flow of the refrigerant Ru is formed between the cylindrical bore and between said sliding member and the vane, it is compressed by the compressor A condenser that cools high-pressure refrigerant gas, a throttling mechanism that depressurizes high-pressure refrigerant liquefied by the condenser, and an evaporator that gasifies the depressurized liquid refrigerant are connected by piping. A refrigeration cycle apparatus characterized by.

前記冷媒がハイドロフルオールカーボン（ＨＦＣ）に分類される物質群の中の単一物質である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein the refrigerant is a single substance in a group of substances classified as hydrofluoric carbon (HFC).

前記冷媒がハイドロフルオールカーボン（ＨＦＣ）に分類される物質群の中の複数の物質を混合された混合冷媒である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein the refrigerant is a mixed refrigerant obtained by mixing a plurality of substances in a substance group classified as hydrofluoric carbon (HFC).

前記冷媒がハイドロカーボン（ＨＣ）に分類される物質群の中の単一物質である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein the refrigerant is a single substance in a substance group classified as hydrocarbon (HC).

前記冷媒がハイドロカーボン（ＨＣ）に分類される物質群の中の複数の物質を混合された混合冷媒である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein the refrigerant is a mixed refrigerant in which a plurality of substances in a substance group classified as hydrocarbon (HC) are mixed.