KR0161369B1 - Fluid compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 예를들면 냉동사이클의 냉매를 압축하는 압축기로서 특히 나선형 블레이드식 압축기구부를 구비한 유체압축기에 관한 것으로, 나선형 블레이드식 압축기구부(22)를 구비하고 냉매로서 HFC계 냉매를 사용하고 이 냉매와 함께 사용되는 윤활유로서 에스테르계유, 폴리에테르계유, 알킬벤젠계유, 테프론계유의 일종 또는 상기 각 계유를 2종 이상 혼합시킨 윤활유를 사용하고, 나선형 블레이드식 압축기구부를 구성하는 슬라이딩 부재로서의 회전력 전달기구는 올덤기구(40)로 하고 슬라이딩 부재의 한쪽을 구성하는 피스톤(27)을 회주철 또는 구상흑연주철로 하고 다른 쪽을 구성하는 올덤받침(제2실린더 베어링)(33)을 질화규소 세라믹스 또는 표면 경화 처리를 실시하는 탄소강 또는 특수강으로 했고, 본 발명은 HFC계 냉매를 채용하는 것을 전제로 하고, 윤활유와의 상용성의 향상을 도모하고 그것에 의한 내마모성의 향상과, 내구성 및 신뢰성의 확보를 얻을 수 있는 유체압축기를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to, for example, a compressor for compressing a refrigerant of a refrigeration cycle, in particular a fluid compressor having a spiral blade type compression mechanism, comprising a spiral blade type compression mechanism 22 and using an HFC refrigerant as the refrigerant. As lubricating oil to be used together with the refrigerant, a rotational force is transmitted as a sliding member constituting a spiral blade type compression mechanism, using a lubricating oil comprising ester oil, polyether oil, alkylbenzene oil, teflon oil, or a mixture of two or more of the above oils. The mechanism is an Oldham mechanism 40 and the piston 27 constituting one side of the sliding member is made of gray cast iron or nodular cast iron, and the Oldham bearing (second cylinder bearing) 33 constituting the other is silicon nitride ceramics or surface hardening. Carbon steel or special steel to be treated is used. The present invention is based on the premise of employing an HFC refrigerant. In addition, the present invention is characterized by providing a fluid compressor capable of improving compatibility with lubricating oil, thereby improving wear resistance, and securing durability and reliability.
Description
제1도는 본 발명의 한 실시예인 유체압축기의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a fluid compressor which is an embodiment of the present invention.
제2도는 동 실시예의 올덤기구를 분해한 사시도.2 is an exploded perspective view of the Oldham mechanism of the embodiment.
제3도는 실시예 1, 2와 비교예 1, 2의 특성도.3 is a characteristic diagram of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
제4도는 실시예 3, 4와 비교예 3, 4의 특성도.4 is a characteristic diagram of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4. FIG.
제5도는 실시예 5, 6와 비교예 5, 6의 특성도.5 is a characteristic diagram of Examples 5 and 6 and Comparative Examples 5 and 6. FIG.
제6도는 실시예 7과 비교예 8의 특성도이다.6 is a characteristic diagram of Example 7 and Comparative Example 8. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
22 : 나선형 블레이드식 압축기구부 30 : 주베어링 기구22: spiral blade type compressor mechanism 30: main bearing mechanism
31 : 부베어링 기구 32, 33 : 실린더 베어링31: sub-bearing mechanism 32, 33: cylinder bearing
24 : 실린더 27 : 회전체(피스톤)24: cylinder 27: rotating body (piston)
28 : 홈 29 : 블레이드28: groove 29: blade
S : 압축실 40 : 올덤기구S: compression chamber 40: Oldham mechanism
33 : 올덤받침(제2실린더 베어링) 38 : 올덤링33: Oldham bearing (2nd cylinder bearing) 38: Oldham Ring
27c : 피스톤올덤부27c: piston old part
본 발명은 냉동사이클의 냉매를 압축하는 압축기로서 특히 나선형 블레이드식 압축기구부를 구비한 유체압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor for compressing a refrigerant of a refrigeration cycle, in particular a fluid compressor having a spiral blade type compression mechanism.
나선형 블레이드식 압축기구부를 구비한 유체압축기가 알려져 있다. 이것은 전동기부를 외부에서 끼운 실린더내에 피스톤이 편심 배치되어 있다. 피스톤에는 일단측에서 타단측으로 서서히 피치를 작게 하는 나선형상의 홈이 형성되고 블레이드가 자유롭게 출입할 수 있도록 끼워져 있다.A fluid compressor having a spiral blade type compression mechanism is known. The piston is eccentrically arranged in the cylinder in which the electric motor is externally fitted. The piston is formed with a spiral groove which gradually decreases the pitch from one end side to the other end side and is fitted so that the blade can freely enter and exit.
실린더와 피스톤과의 사이의 공간은 블레이드에 의해 여러개로 나누어져 있고 실린더내에는 상기 일단측에서 타단측으로 서서히 그 용적을 작게 하는 압축실이 형성된다.The space between the cylinder and the piston is divided into pieces by a blade, and a compression chamber is formed in the cylinder which gradually decreases its volume from the one end side to the other end side.
실린더의 회전력은 전달기구를 통해 피스톤으로 전달되고 실린더와 피스톤이 위치관계를 유지한 채 상대적인 주속으로 또는 동기적으로 회전한다. 이들 회전에 수반되어 블레이드가 피스톤의 직경방향으로 돌출 또는 움푹 들어간다.The rotational force of the cylinder is transmitted to the piston through the transmission mechanism, and the cylinder and the piston rotate at a relative circumferential speed or synchronously while maintaining a positional relationship. With these rotations, the blades protrude or dent in the radial direction of the piston.
예를들면 냉동사이클중의 냉동가스가 흡입통로를 통해 실린더내에 흡입되고 각 압축실중에서 가장 흡입측에 가까이 위치하는 압축실로부터 가장 토출측에 가까이 위치하는 압축실로 서서히 이송되고 압축된다.For example, the refrigeration gas in the refrigerating cycle is sucked into the cylinder through the suction passage and gradually transported and compressed from the compression chamber located closest to the suction side of each compression chamber to the compression chamber located closest to the discharge side.
가장 토출측에 가까운 압축실에 도달한 곳에서 소정압력까지 상승하고, 토출유로를 통해 일단, 밀폐케이스(1)내로 도출안내한다. 그리고 충만된 고압가스는 밀폐케이스에 접속되는 토출관으로부터 냉동사이클로 유도된다.The pressure is raised to a predetermined pressure at the place where the compression chamber closest to the discharge side is reached, and guided to the sealed case 1 once through the discharge passage. And the filled high pressure gas is guided to the refrigeration cycle from the discharge pipe connected to the sealed case.
이러한 유체압축기에 있어서는 종래부터 냉매로서 CFC12(클로로플루오로카본)(이하 R12라 한다)냉매, 또는 HCFC(하이드로클로로플루오로카본)(이하 R22라 한다)냉매가 사용된다. 또한 이 압축기구부의 구동을 원활하게 유지하기 위한 윤활유로서 나프텐계나 파라핀계의 광유가 사용된다.In such a fluid compressor, conventionally, CFC12 (chlorofluorocarbon) (hereinafter referred to as R12) refrigerant or HCFC (hydrochlorofluorocarbon) (hereinafter referred to as R22) refrigerant is used as the refrigerant. In addition, naphthenic or paraffinic mineral oil is used as a lubricating oil for smoothly maintaining the drive of the compression mechanism.
그러나 상기 R12냉매는 완전하게 할로겐화된 클로로플루오로카본으로 염소를 포함한다. 따라서 대기권에서 과학적으로 안정된 오존층을 파괴할 우려가 강하기 때문에 장래에는 생산을 전부 폐기할 것이 결정되어 규제대상이 된 특정플론이다.However, the R 12 refrigerant contains chlorine as a fully halogenated chlorofluorocarbon. Therefore, there is a high risk of destroying the scientifically stable ozone layer in the atmosphere, so in the future it is decided that all production will be discarded.
한편, R22냉매는 염소를 포함하고 있지만 수소가 있기 때문에 대기권에서 분해하기 쉬운 오존층을 파괴하는 힘이 약한 지정플론이지만 오존파괴계수가 남는 점에서 최근 사용량의 총량규제가 개시되고 장래에는 원칙적으로 폐지할 계획이 되어 있다.On the other hand, the R22 refrigerant contains chlorine, but because it contains hydrogen, it is a designated flon that has a weak force of destroying the ozone layer that is easy to decompose in the atmosphere. There is a plan.
이러한 사실로부터 이들 특정플론 또는 지정플론에 대신하는 새로운 냉매가 요구되고 있고 오존층 파괴가 없는 것을 중심으로 해서 신대체물질의 개발을 촉진한 결과, 염소원자를 포함하지 않는 HFC(하이드로플루오로카본)계 냉매가 채용되게 되었다.As a result, HFC (hydrofluorocarbon) systems containing no chlorine atoms have been developed as a result of promoting the development of new replacement materials centering on the absence of ozone layer destruction, requiring new refrigerants instead of these specific or designated flons. Refrigerant has been adopted.
대체냉매로서의 HFC계 냉매에서는 냉매에 염소원자를 포함하지 않는 것이 특징이다. 따라서 슬라이딩부재에 대한 내마모성에 대해 악영향을 끼칠 우려가 있으므로 이 슬라이딩부재의 내마모성을 충분하게 고려하지 않으면 안된다.The HFC refrigerant as an alternative refrigerant is characterized by not containing chlorine atoms in the refrigerant. Therefore, since the wear resistance to the sliding member may be adversely affected, the wear resistance of the sliding member must be sufficiently considered.
본 발명은 상기 사정을 감안해서 제안된 것으로 그 목적은 HFC계 냉매를 채용하는 것을 전제로 하면서 윤활유와의 상용성의 향상을 도모하고 슬라이딩부재의 내마모성의 향상과 내구성 및 신뢰성의 확보를 얻는 유체압축기를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object thereof is a fluid compressor for improving compatibility with lubricating oil and improving abrasion resistance of the sliding member and securing durability and reliability while assuming that an HFC refrigerant is employed. It is to provide.
상기 목적을 달성하기 위한 제1발명의 유체압축기는 특허청구범위 제1항에 기재된 바와 같이 나선형 블레이드식 압축기구부를 구비하고 냉매로서 HFC계 냉매를 사용하며, 이 냉매와 함께 사용되는 윤활유로서 에스테르계유, 폴리에테르계유, 알킬벤젠계유, 테프론계유의 일종 또는 상기 각 계유를 2종이상 혼합시킨 윤활유를 사용하는 유체압축기에 있어서, 상기 나선형 블레이드식 압축기구부에 대한 슬라이딩부재의 한쪽을 회주철 또는 구상흑연주철로 하고 다른쪽은 질화규소 세라믹스 또는 표면경화처리를 실시한 탄소강 또는 특수강으로 한 것을 특징으로 한다.The fluid compressor of the first invention for achieving the above object has a spiral blade type compression mechanism as described in claim 1, and uses HFC-based refrigerant as a refrigerant, and ester-based oil as lubricant used with this refrigerant. In a fluid compressor using a polyether-based oil, an alkylbenzene-based oil, a type of Teflon-based oil, or a lubricating oil in which two or more of the above-mentioned oils are mixed, one side of the sliding member with respect to the spiral blade type compression mechanism is gray cast iron or nodular cast iron. And the other is made of silicon nitride ceramics or carbon steel or special steel subjected to surface hardening treatment.
상기 나선형 블레이드식 압축기구부는 그 양단부가 각각 실린더베어링을 통해 베어링 기구에 회전이 자유롭게 축이 지지된 실린더와, 양단 축부가 상기 베어링 기구에 편심해서 축 지지되고 이들 축부간이 상기 실린더내에 편심배치되는 회전체와, 상기 회전체 둘레면에 설치되고 축방향을 따라 서서히 작게되는 피치로 형성되는 나선형상의 홈과, 이 홈에서 자유롭게 출입할 수 있도록 끼워진 나선형상의 블레이드와, 이 블레이드에 의해 서서히 용적을 작게 해서 구분되는 복수의 압축실과, 상기 실린더와 상기 회전체를 상대적인 주속으로, 또한 동기적으로 회전시키고, 압축실에 흡입되는 냉매가스를 압축실에 서서히 이송시키면서 압축해서 토출시키는 회전력 전달기구로 구성된다.The helical blade type compression mechanism has a cylinder in which both ends thereof are freely supported by the bearing mechanism by means of a cylinder bearing so as to be freely rotated, and both ends of the shaft are eccentrically supported by the bearing mechanism and the shaft portions are eccentrically disposed in the cylinder. Helical grooves are formed on the whole and the circumferential surface of the rotary body, and formed in a pitch that gradually decreases along the axial direction, spiral blades fitted to freely enter and exit the grooves, and the blades gradually reduce the volume. And a plurality of compression chambers which are divided, and a rotational force transmission mechanism which rotates the cylinder and the rotating body at a relative circumferential speed and synchronously, and compresses and discharges the refrigerant gas sucked into the compression chamber while gradually transferring the refrigerant gas to the compression chamber.
또한 회전력 전달기구는 올덤기구이고 슬라이딩부재의 한쪽은 올덤링이며, 다른쪽은 피스톤의 올덤부 또는 올덤받침이다.In addition, the rotational force transmission mechanism is an Oldham mechanism, one side of the sliding member is an Oldham ring, and the other is an Oldham part or Oldham support of the piston.
피스톤부재는 회주철 또는 구상흑연주철로 구성되고 또한 이들의 페라이트율은 25%이하이고 적어도 올덤링과의 슬라이딩면에 유리(遊離)그래파이트부를 제거해서 HV0.05 750이상의 경도로, 두께 20㎛ 이상의 퀀칭(Quenching:담금질) 경화층을 형성하거나, 질화규소 세라믹스로 구성되고 그 굽힘강도는 70㎏f/㎟ 이상인 것이 바람직하다.The piston member is composed of gray cast iron or nodular cast iron, and their ferrite ratio is 25% or less, and at least a glass graphite part is removed from the sliding surface with Oldham Ring to quench the thickness of 20 µm or more with a hardness of HV0.05 750 or more. (Quenching) It is preferable to form a hardened layer or to be composed of silicon nitride ceramics and its bending strength is 70 kgf / mm 2 or more.
또한, 올덤링부재는 표면경화처리를 실시한 탄소강 또는 특수강으로 구성되고, 침탄처리 또는 질화처리에 의해 HV0.05 750 이상의 경도로, 두께 10㎛ 이상의 표면 경화층이 형성되어 있다.In addition, the oldham ring member is made of carbon steel or special steel subjected to surface hardening treatment, and a surface hardened layer having a thickness of 10 μm or more is formed at a hardness of HV 0.05 or higher by carburizing treatment or nitriding treatment.
상기 목적을 달성하기 위해서 제2발명의 유체압축기는 나선형 블레이드식 압축기구부를 구비하고 냉매로서 HFC계 냉매를 사용하고 이 냉매와 함께 사용되는 윤활유로서 에스테르계유, 폴리에테르계유, 알킬벤젠계유, 테프론계유의 일종 또는 상기 각 계유를 2종이상 함유시킨 윤활유를 사용하는 유체압축기에 있어서, 상기 나선형 블레이드식 압축기구부에 대한 슬라이딩부재의 한쪽을 회주철 또는 구상흑연주철로 하고 다른 쪽은 회주철 또는 구상흑연주철 또는 구멍 밀봉처리를 실시한 철베이스 소결합금으로 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fluid compressor of the second invention has a spiral blade-type compressor mechanism and uses an HFC refrigerant as a refrigerant, and is an ester oil, a polyether oil, an alkylbenzene oil, or a teflon oil as a lubricant used with the refrigerant. In a fluid compressor using a kind of lubricating oil containing two or more of each of the above oils, one side of the sliding member for the spiral blade type compression mechanism is gray cast iron or nodular graphite cast iron, and the other is gray cast iron or nodular graphite iron. An iron base sintered alloy subjected to a hole sealing treatment is characterized by the above-mentioned.
이 나선형 블레이드식 압축기구부는 그 양단부가 각각 실린더 베어링을 통해 베어링 기구에 회전자유롭게 축지지되는 실린더와, 양단축부가 상기 베어링 기구에 편심해서 축지지되고 이들 축부간이 상기 실린더내에 편심배치되는 회전체와, 이 회전체 둘레면에 설치되고 축방향을 따라 서서히 작게 되는 피치로 형성되는 나선식의 홈과, 이 홈에 자유롭게 출입되도록 끼워지는 나선형상의 블레이드와, 이 블레이드에 의해 서서히 용적을 작게 해서 나누어지는 복수의 압축실과, 상기 실린더와 상기 회전체를 서로 상대적인 주속으로 동기적으로 회전시켜 압축실에 흡입되는 냉매가스를 압축실에 서서히 이송하면서 압축되어 토출시키는 회전력 전달기구로 구성된다.The spiral blade type compressor mechanism includes a cylinder whose both ends are freely axially supported by a bearing mechanism through a cylinder bearing, a rotating body whose both ends are eccentrically supported by the bearing mechanism, and between these shaft portions are eccentrically disposed in the cylinder. A spiral groove formed on the circumferential surface of the rotary body and formed at a pitch gradually decreasing along the axial direction, a spiral blade fitted to freely enter and exit the groove, and gradually divided into small volumes by the blade; It consists of a plurality of compression chambers and a rotational force transmission mechanism for synchronously rotating the cylinder and the rotating body at a relative circumferential speed to compress and discharge refrigerant gas sucked into the compression chamber into the compression chamber.
슬라이딩부재는 그 한쪽은 피스톤부재 또는 실린더 베어링이고 다른쪽은 이들 회전자유롭게 축지지되는 베어링 기구인 것을 특징으로 한다.The sliding member is characterized in that one side is a piston member or a cylinder bearing and the other side is a bearing mechanism which is freely axially supported by these rotors.
상기 피스톤축부 또는 실린더는 회주철 또는 구상흑연주철로 구성되고 페라이트율이 25% 이하인 것이 바람직하다.The piston shaft portion or cylinder is preferably composed of gray cast iron or nodular graphite cast iron, the ferrite ratio is preferably 25% or less.
베어링기구는 구멍 밀봉처리를 실시한 철베이스 소결합금으로 구성되고 수지재료 또는 고연성을 가지는 금속을 용침 또는 항침시켜서 밀도비 85% 이상으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the bearing mechanism is made of a ferrous base sintered alloy subjected to hole sealing treatment, and is made to have a density ratio of 85% or more by infiltration or anti-settling of a resin material or a metal having high ductility.
상기 목적을 달성하기 위해서 제3발명의 유체압축기는 나선형 블레이드식 압축기구부를 구비하고 냉매로서 HFC계 냉매를 사용하고 이 냉매와 함께 사용되는 윤활유로서 에스테르계유, 폴리에테르계유, 알킬벤젠계유, 테프론계유의 일종 또는 상기 각 계유를 2종 이상 혼합시킨 윤활유를 사용하는 유체압축기에 있어서, 상기 나선형 블레이드식 압축기구부에 구성하는 슬라이딩 부재의 한쪽 또는 다른쪽을 회주철 또는 구상흑연주철로 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fluid compressor of the third invention has a spiral blade-type compressor mechanism and uses an HFC refrigerant as a refrigerant, and is an ester oil, a polyether oil, an alkylbenzene oil, and a teflon oil as a lubricant used with the refrigerant. A fluid compressor using one kind or a lubricating oil in which two or more of the above-described oils are mixed is characterized in that one or the other of the sliding members included in the spiral blade type compression mechanism is made of gray cast iron or spherical graphite cast iron.
상기 나선형 블레이드식 압축기구부는 그 양단부가 각각 실린더 베어링을 통해 베어링 기구에 회전자유롭게 축지지되는 실린더와, 양단축부가 상기 베어링 기구에 편심해서 축지지되고 이들 축부간이 상기 실린더내에 편심배치되는 회전체와, 이 회전체 둘레면에 설치되고 축방향을 따라 서서히 작게 되는 피치로 형성되는 나선형상의 홈과, 이 홈에 자유롭게 끼워지는 나선형상의 블레이드와, 이 블레이드에 의해 서서히 용적을 작게 해서 나누어지는 복수의 압축실과, 상기 실린더와 상기 회전체를 상대적인 주속으로 또한 동기적으로 회전시켜 압축실에 흡입되는 냉매가스를 압축실에 서서히 이송하면서 압축해서 토출시키는 회전력 전달기구로 구성된다.The spiral blade-type compressor mechanism includes a cylinder in which both ends thereof are freely axially supported by a bearing mechanism through a cylinder bearing, a rotating body in which both end shafts are eccentrically supported by the bearing mechanism, and between these shaft portions are eccentrically disposed in the cylinder. A spiral groove formed on the circumferential surface of the rotary body and formed at a pitch gradually decreasing along the axial direction; a spiral blade freely fitted into the groove; and a plurality of compressions divided by gradually decreasing the volume by the blade. It comprises a seal and a rotation force transmitting mechanism for rotating the cylinder and the rotating body at a relative circumferential speed and synchronously to compress and discharge the refrigerant gas sucked into the compression chamber while gradually transporting it to the compression chamber.
슬라이딩부재의 한쪽은 피스톤이고 다른쪽은 실린더이다.One side of the sliding member is a piston and the other is a cylinder.
나선형 블레이드식 압축기구부를 구비하는 것과, 냉매로서 HFC계 냉매를 사용하는 것 및 이 냉매와 함께 사용되는 윤활유로서 에스테르계유, 폴리에스테르계유, 알킬베젠계유, 테프론계유의 1종 또는 2종 이상 함유시킨 윤활유를 사용하는 것을 전제로 한다.It is provided with a spiral blade type compression mechanism, using HFC refrigerant as the refrigerant, and lubricating oil used together with the refrigerant, containing one or two or more of ester oil, polyester oil, alkyl bezen oil and teflon oil. It is assumed that lubricant is used.
제1발명에 있어서는 상기 압축기구부를 구성하는 슬라이딩 부재의 한쪽을 회주철 또는 구상흑연주철로 하고 다른 쪽을 질화규소 세라믹스 또는 표면경화처리를 실시한 탄소강 또는 특수강으로 했다.In the first invention, one of the sliding members constituting the compression mechanism is made of gray cast iron or spheroidal graphite iron, and the other is made of silicon nitride ceramics or carbon steel or special steel subjected to surface hardening.
제2발명에 있어서는 상기 압축기구부에 대한 슬라이딩 부재의 한쪽을 회주철 또는 구상흑연주철로 하고 다른 쪽은 회주철 또는 구상흑연주철 또는 구멍 밀봉처리를 실시한 철베이스 소결합금으로 했다.In the second invention, one of the sliding members with respect to the compression mechanism part is made of gray cast iron or nodular cast iron, and the other is made of gray cast iron or nodular cast iron, or an iron-base sintered alloy subjected to hole sealing.
제3발명에 있어서는 상기 압축기구부를 구성하는 슬라이딩 부재의 한쪽 또는 다른 쪽을 회주철 또는 구상흑연주철로 했다.In 3rd invention, one or the other of the sliding member which comprises the said compression mechanism part was made into gray cast iron or spherical graphite cast iron.
따라서 염소원자를 함유하지 않고 오존층 파괴의 우려가 없는 반면, 극압성이 없는 HFC계 냉매사용시 엄격한 윤활조건이면서 윤활유와 압축기구부 소재의 선택에 의해 압축기구부 슬라이딩 부재의 마모량의 저감이 얻어진다.Therefore, while there is no fear of destroying the ozone layer without containing chlorine atoms, the use of HFC-based refrigerants without extreme pressure is a strict lubrication condition and the amount of wear of the sliding part of the compression mechanism can be reduced by the selection of lubricating oil and the compression mechanism.
[실시예]EXAMPLE
이하, 본 발명의 한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 유체압축기는 냉동사이클 장치에 사용되는 것으로, 사용되는 냉매는 HFC계 냉매이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The fluid compressor of the present invention is used in a refrigeration cycle apparatus, and the refrigerant used is an HFC refrigerant.
다시 설명하면 여기서는 R32/R125/R134a의 3중 혼합냉매를 사용하기로 한다.In other words, a triple mixed refrigerant of R32 / R125 / R134a will be used here.
제1도에 압축기 본체(20)는 축방향이 수평방향을 향하고 있고 양단부가 개폐되는 밀폐케이스(21)와, 이 밀폐케이스내에 수용되는 나선형 블레이드식 압축기구부(22) 및 진동기부(23)로 구성된다.In FIG. 1, the compressor main body 20 has a sealed case 21 whose axial direction is horizontal and whose both ends are opened and closed, a spiral blade type compression mechanism 22 and a vibrator 23 accommodated in the sealed case. It is composed.
상기 압축기구부(22)는 양단이 개구하는 실린더(24)를 가지고 있고 이 실린더의 외주면에는 실린더커버(24a)를 통해 로터(25)가 끼워져 장착된다. 그리고 밀폐케이스(21) 내부둘레면에는 고정자(26)가 끼워져 장착되어 로터(25)와 함께 상기 전등기부(23)가 구성된다.The compression mechanism 22 has a cylinder 24 which is open at both ends, and the rotor 25 is fitted to the outer circumferential surface of the cylinder via a cylinder cover 24a. The stator 26 is fitted to the inner circumferential surface of the sealed case 21 so that the lamp unit 23 is formed together with the rotor 25.
상기 실린더(24)내에 회전체로서의 피스톤(27)이 편심 배치되어 있다.The piston 27 as a rotating body is eccentrically arranged in the cylinder 24.
피스톤(27)이 실린더(24)내에 편심 배치됨으로써 피스톤의 축방향을 따라 둘레벽 일부가 실린더의 내부둘레벽에 회전하면서 접촉한다.The piston 27 is disposed eccentrically in the cylinder 24 so that a part of the circumferential wall contacts the inner circumferential wall of the cylinder along the axial direction of the piston.
이 피스톤(27) 둘레면에는 일단에서 타단측으로 서서히 피치를 작게 하는 나선형상의 홈(28)이 형성되고 이 홈(28)에 나선형상의 블레이드(29)가 출입이 자유롭게 끼워진다(도면에서는 상호 간략화해서 나타낸다).The circumferential surface of the piston 27 is formed with a spiral groove 28 gradually decreasing the pitch from one end to the other end side, and the spiral blade 29 is fitted freely in and out of the groove 28 (simplified from each other in the drawing) Indicates).
실린더(24)와 피스톤(27)과의 사이의 공간은 상기 블레이드(29)에 의해 복수로 나뉘어지고 실린더(24)내에는 실린더의 일단측에서 타단측, 즉 흡입측에서 토출측으로 서서히 그 용적을 작게 하는 복수의 압축실(S…)이 형성된다.The space between the cylinder 24 and the piston 27 is divided into a plurality by the blades 29 and the volume of the cylinder 24 gradually decreases from one end of the cylinder to the other end, that is, from the suction side to the discharge side. A plurality of compression chambers (S ...) to be made smaller are formed.
상기 피스톤(27)의 축방향 일단부에 주축부(27a), 타단부에 부축부(27b)가 형성되고 이들 축부가 밀폐케이스(21)의 내벽에 고정된 주베어링 기구(30)와, 부베어링 기구(31)의 회전가능 지지구멍부(30a, 31a)에 끼워져 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다.A main bearing mechanism (30) having a main shaft portion (27a) at one end in the axial direction of the piston (27) and a secondary shaft portion (27b) at the other end, and these shaft portions being fixed to an inner wall of the sealed case (21); It is inserted into the rotatable support hole portions 30a and 31a of the bearing mechanism 31 so as to be freely rotatable.
상기 회전가능 지지구멍부(30a, 31a)는 주베어링 기구(30), 부베어링 기구(31)에 대해 편심해서 설치되고 여기에 끼워지는 상기 피스톤(27)은 편심한 위치에서 회전가능하게 지지되게 된다.The rotatable support hole portions 30a and 31a are installed eccentrically with respect to the main bearing mechanism 30 and the sub-bearing mechanism 31 so that the piston 27 fitted therein is rotatably supported in an eccentric position. do.
주베어링 기구(30)와 부베어링 기구(31)는 각각 밀폐케이스(21)의 내벽에 부착고정되는 플랜지부(30b, 31b)와, 이 플랜지부에 일체로 돌출하도록 설치되는 회전가능 지지축부(30c, 31c)로 이루어진다.The main bearing mechanism 30 and the sub-bearing mechanism 31 each have flange portions 30b and 31b fixed to the inner wall of the sealed case 21, and a rotatable support shaft portion provided to integrally project the flange portion ( 30c, 31c).
한편 실린더(24)의 양단부 내부둘레면에는 각각 금속으로 이루어지는 실린더 베어링(32, 33)이 눌려 끼워지며 각각 주, 부베어링(30, 31)의 회전가능 지지축부(30c, 31c)외부 둘레면과의 사이에 놓인다.On the other hand, cylinder bearings 32 and 33 made of metal are pressed into the inner circumferential surfaces of both ends of the cylinder 24, respectively, and the outer peripheral surfaces of the rotatable support shafts 30c and 31c of the main and secondary bearings 30 and 31, respectively. Lies in between.
여기서 주베어링 기구의 회전가능 지지축부(30c)와 실린더(24)의 일단부와의 사이에 있는 실린더 베어링을 제1실린더 베어링(32)이라 부르고 부베어링 기구의 회전가능 지지축부(31c)와 실린더(24)의 타단부와의 사이에 놓인 실린더 베어링을 제2실린더 베어링(33)이라 부른다.Here, the cylinder bearing between the rotatable support shaft portion 30c of the main bearing mechanism and one end of the cylinder 24 is called the first cylinder bearing 32 and the rotatable support shaft portion 31c of the secondary bearing mechanism and the cylinder The cylinder bearing placed between the other end of 24 is called a second cylinder bearing 33.
제1실린더 베어링(32)은 두께가 두꺼운 링형상으로 형성되어 있고 그 일측면이 실린더(24) 단면과 동일면에 구비되어 있다. 다른 측면인 실린더(24) 내부측 단면의 일부는 돌출되어 있고 이 돌출부는 블레이드(29) 단부에 대향한다. 그 위치의 설정에서 상기 돌출부는 블레이드 압력부(32a)로 되어 있다.The first cylinder bearing 32 is formed in a ring shape with a thick thickness, and one side thereof is provided on the same plane as the cross section of the cylinder 24. On the other side, a portion of the inner side cross section of the cylinder 24 protrudes and the protrusion faces the blade 29 end. In the setting of the position, the protrusion is the blade pressure portion 32a.
상기 제2실린더 베어링(33)은 후술하는 회전력 전달기구로서의 올덤 기구(40)의 일부를 구성한다.The second cylinder bearing 33 constitutes a part of the Oldham mechanism 40 as a rotational force transmission mechanism described later.
상기 밀폐케이스(21)의 일측면에는 흡입관(41)이 접속되어 있고, 이 개구단은 주베어링기구(30)의 회전가능 지지구멍부(30a)에 연결되어 있다. 상기 피스톤(27)의 주축부(27a) 단면에서 이 축방향을 따라 흡입 안내통로(42)가 설치되어 있고 이 통로는 피스톤(27)의 단부 외부둘레면에 개구하고 있다.A suction pipe 41 is connected to one side of the sealed case 21, and the opening end thereof is connected to the rotatable support hole portion 30a of the main bearing mechanism 30. A suction guide passage 42 is provided along this axial direction in the end face of the main shaft portion 27a of the piston 27, and the passage is opened on the outer peripheral surface of the end of the piston 27.
상기 실린더(24)의 올덤기구(40)에 근접한 위치에 블레이드 스토퍼(43)가 설치되어 있다. 이 블레이드 스토퍼(43)는 상기 피스톤(27)의 단부에 설치되는 오목부에 대향하고 또한 근접한 위치까지 도출함과 동시에 이 축방향을 따라 돌출 안내구멍(44)이 개구된다.The blade stopper 43 is provided in the position close to the Oldham mechanism 40 of the cylinder 24. The blade stopper 43 leads to a position opposite to and adjacent to the recess provided at the end of the piston 27, and at the same time, the protruding guide hole 44 is opened along this axial direction.
즉, 이 블레이드 스토퍼(43)는 피스톤(27) 둘레면에 감겨 장착되는 블레이드(29) 단면과 대향하도록 돌출하고 또한 상기 도출 안내구멍(44)은 실린더(24) 내부와, 밀폐케이스(21) 내부를 연결한다. 또한 밀폐케이스(21)의 단부에는 토출관(45)이 접속된다.That is, the blade stopper 43 protrudes so as to face the end face of the blade 29 wound around the piston 27, and the lead guide hole 44 is inside the cylinder 24 and the sealed case 21. Connect inside. In addition, the discharge pipe 45 is connected to the end of the sealed case 21.
또한 밀폐케이스(21)의 바닥부를 따라 윤활유를 저장하는 기름저장부(46)가 형성된다. 이 기름 저장부(46)에 쌓이는 윤활유는 에스테르계유, 폴리에테르계유, 알킬벤젠계유, 테프론계유의 1종 또는 상기 각 계유를 2종 이상 혼합시킨 것이다. 여기서는 4가 에스테르 VG68(JIS의 점도 등급)에 상당하는 윤활유가 사용된다.In addition, the oil storage unit 46 for storing the lubricating oil is formed along the bottom of the sealed case 21. The lubricating oil accumulated in the oil storage section 46 is one of ester oil, polyether oil, alkylbenzene oil, teflon oil, or a mixture of two or more oils. Lubricant equivalent to tetravalent ester VG68 (viscosity grade of JIS) is used here.
상기 주베어링기구(30)과 부베어링기구(31)에는 일체로 하단부가 기름 저장부(46)의 윤활유중에 잠기도록 뻗어 나와 있는 기름을 빨아 올리는 통로(47a, 47b)(이하 '기름흡입로'라 한다)로 설치되어 있다. 이들 기름흡입로(47a, 47b)의 상단부는 주베어링 기구(30)와 부베어링 기구(31)를 관통하고 이들의 회전가능 지지구멍부(30a, 31a)에 개구한다.The main bearing mechanism 30 and the sub-bearing mechanism 31 are integrally sucked up oils 47a and 47b extending from the lower end portion so as to be immersed in the lubricating oil of the oil storage portion 46 (hereinafter referred to as 'oil suction path'). Installed). The upper ends of these oil suction passages 47a and 47b pass through the main bearing mechanism 30 and the sub-bearing mechanism 31 and open to their rotatable support hole portions 30a and 31a.
한편, 기름흡입로(47a, 47b)의 상단개구부에 대향하는 피스톤(27)의 양축부(27b, 27b)에 나선형 블레이드로 이루어지는 급유펌프(48)가 감겨져 장착된다.On the other hand, an oil supply pump 48 made of a spiral blade is wound around and mounted on both shaft portions 27b and 27b of the piston 27 facing the upper openings of the oil suction passages 47a and 47b.
다음으로 상기 올덤기구(40)에 대해 상세히 서술한다.Next, the Oldham mechanism 40 will be described in detail.
제2도에 분해해서 나타낸 바와 같이 실린더(24)의 타단부측은 실린더 단면 근방위치에 한쌍의 나사구멍(34)이 설치되고 이것과 대향하는 제2실린더 축베어링(33)의 둘레면 부위에 오목구멍(35)이 설치된다.As disassembled and shown in FIG. 2, the other end side of the cylinder 24 is recessed in the peripheral surface part of the 2nd cylinder shaft bearing 33 which is provided with a pair of screw hole 34 in the position near a cylinder cross section, and opposes this. The hole 35 is provided.
그리고 제2실린더 베어링(33)을 실린더(24) 내부둘레면에 끼워진 상태로 실린더의 나사구멍(34)에 고정나사(36)를 나사로 끼우고 그 선단부를 실린더 베어링(33)의 오목구멍(35)에 맞닿게 한다. 고정나사(36)를 체결하면 실린더(24)에 실린더 베어링(33)을 견고하게 고정할 수 있다.Then, the fixing screw 36 is screwed into the screw hole 34 of the cylinder with the second cylinder bearing 33 fitted to the inner circumferential surface of the cylinder 24, and the tip end thereof is a recess hole 35 of the cylinder bearing 33. A). When the fixing screw 36 is fastened, the cylinder bearing 33 can be firmly fixed to the cylinder 24.
또한, 상기 제2실린더 베어링(33)은 두께가 두꺼운 링형상을 이루고 실린더의 내부둘레면에 끼워져 고정된 상태로 그 일측면이 실린더 단면과 동일면에 구비되어 있다.In addition, the second cylinder bearing 33 is formed in a ring shape with a thick thickness and is fitted on the inner circumferential surface of the cylinder and is fixed to one side thereof on the same surface as the cylinder cross section.
타단측인 실린더 내부측 단면에는 180°대칭위치에 한쌍의 키(key)부인 걸어맞춤부(37)가 일체로 설치된다. 이들 걸어맞춤부(37)는 상호 내측 간격 치수가 실린더 베어링(33)의 내부직경 치수와 일치하고, 외측 간격 치수가 외부직경 치수와 일치한다. 정면에서 보면 거의 직사각형을 이루고, 각각의 좌우 양측면은 충분한 연마가공이 되어 있다.The engaging section 37, which is a pair of key portions, is integrally provided at the 180 ° symmetrical position at the other end of the inner side of the cylinder. These engagement portions 37 have mutually inner spaced dimensions coinciding with the inner diameter dimension of the cylinder bearing 33, and outer spaced dimensions coincide with the outer diameter dimension. When viewed from the front, it is almost rectangular, and both left and right sides are sufficiently polished.
한편, 상기 피스톤(27)은 부측부(27b)와 인접하고 키부인 피스톤 올덤부(27c)가 설치된다. 이 피스톤 올덤부(27c)는 부축부(27b)의 직경치수와 동일하거나 약간 큰 간격치수를 가지고 상호 정확한 평행도를 가지고 가공되는 한쌍의 평행면으로 이루어진다.On the other hand, the piston 27 is provided with a piston oldham portion 27c adjacent to the side portion 27b and serving as a key portion. The piston oldham portion 27c is constituted by a pair of parallel planes which are processed with the same or slightly larger diameter dimension than that of the minor shaft portion 27b and have a precise parallelism with each other.
이 피스톤 올덤부(27c)와 상기 제2실린더 베어링(33)이 걸어맞춤부(37)와의 사이에 올덤링(38)이 놓여져 있다. 즉, 제2실린더 베어링(33)은 이른바 올덤받침으로서 기능한다.The Oldham ring 38 is placed between the piston Oldham part 27c and the second cylinder bearing 33 with the engaging part 37. In other words, the second cylinder bearing 33 functions as a so-called Oldham base.
상기 올덤링(38)은 그 한 측면에 상기 피스톤 올덤부(27c)에 자유롭게 미끄러지도로 걸어 맞추는 한쌍의 제1키부(39a)가 상호 180°대향하는 위치에 설정된다. 다른 측면에는 상기 실린더 베어링(33)의 걸어맞춤부(37)에 자유롭게 슬라이딩 할 수 있도록 걸어 맞추는 한쌍의 제2키홈(39b)이 상호 180°대향하는 위치에 설치된다.The Oldham ring 38 is set at a position where a pair of first key portions 39a, which freely engage the piston Oldham portion 27c on one side thereof, face each other by 180 °. On the other side, a pair of second key grooves 39b, which are engaged with each other so as to slide freely to the engaging portion 37 of the cylinder bearing 33, are installed at positions facing each other by 180 °.
상기 제1키홈(39a)과 제2키홈(39b)은 상호 직교하는 위치에 설치된다. 올덤링(38)의 내부직경 치수는 부축부(27b)에 간섭하지 않도록 상기의 축직경보다 크게 설정되고 또한 외부직경 치수는 피스톤(27)의 외부직경 치수와 거의 동일하다.The first key groove 39a and the second key groove 39b are installed at positions perpendicular to each other. The inner diameter of the Oldham ring 38 is set larger than the shaft diameter so as not to interfere with the minor shaft portion 27b, and the outer diameter is almost the same as the outer diameter of the piston 27.
이와 같이 구성되는 압축기로서 전동기부(23)로의 통전과 함게 로터(25)와 실린더(24)가 일체로 회전한다.As the compressor configured as described above, the rotor 25 and the cylinder 24 rotate together with the energization of the electric motor unit 23.
이 실린더(24)와, 제1, 제2실린더 베어링(32, 33)과는 일체로 형성되어 있기 때문에 이들은 함께 회전한다. 특히 제2실린더 베어링(33)의 회전은 여기에 설치되는 한쌍의 걸어맞춤부(37)를 통해 올덤링(38)의 제2키홈(39b)에 전달되고 올덤링(38)이 회전한다.Since the cylinder 24 and the first and second cylinder bearings 32 and 33 are integrally formed, they rotate together. In particular, the rotation of the second cylinder bearing 33 is transmitted to the second key groove 39b of the Oldham ring 38 through a pair of engaging portions 37 installed therein, and the Oldham ring 38 rotates.
그리고 또한 올덤링(38)의 제1키홈(39a)에 피스톤(17)의 피스톤 올덤부(27c)가 걸어 맞춰져 있는 곳으로부터 올덤링(38)의 회전은 피스톤(27)에 전달된다.Further, the rotation of the Oldham ring 38 is transmitted to the piston 27 from where the piston Oldham part 27c of the piston 17 is engaged with the first keyway 39a of the Oldham ring 38.
실린더(24)에 대해 피스톤(27)은 편심한 위치에 회전자유롭게 지지되어 있지만 올덤링(38)은 제1, 제2키홈(39a, 39b)을 구비하고 있어서 실린더(24)와 피스톤(27)은 서로 반경이 다르기 때문에 상대적인 주속으로 또한 서로 위치관계를 유지한 채 동기해서 회전한다.While the piston 27 is rotatably supported in an eccentric position with respect to the cylinder 24, the oldham ring 38 has first and second key grooves 39a and 39b so that the cylinder 24 and the piston 27 Since the radii are different from each other, they rotate synchronously at a relative circumferential speed and maintain their positional relationship with each other.
이들 실린더(24)와 피스톤(27)과의 회전과 함께 블레이드(29)가 홈(28)에 대해 출입하고 피스톤의 직경방향으로 돌출 또는 움푹 들어간다. 그 영향으로 압축실(S)이 부압화하고, 냉동사이클중의 저압인 냉매가스가 흡입관(41)으로부터 흡입된다.With the rotation of these cylinders 24 and the pistons 27, the blades 29 enter and exit with respect to the grooves 28 and protrude or dent in the radial direction of the pistons. Due to this effect, the compression chamber S is negatively pressured, and the refrigerant gas having a low pressure in the refrigerating cycle is sucked from the suction pipe 41.
HFC계 냉매인 냉매가스는 주베어링 기구(30)에 형성되는 회전가능 지지 구멍부(30a)와 흡입 안내통로(42)를 통해 실린더(24)내에 도입된다. 그리고 각 압축실(S)중에서 가장 흡입측에 위치하는 압축실로부터 가장 토출측에 위치하는 압축실로 차례로 이송되면서 서서히 압축된다.The refrigerant gas, which is an HFC-based refrigerant, is introduced into the cylinder 24 through the rotatable support hole portion 30a formed in the main bearing mechanism 30 and the suction guide passage 42. In each compression chamber S, it is gradually compressed while being sequentially transferred from the compression chamber located at the suction side to the compression chamber located at the discharge side.
가장 토출축에 위치하는 압축실(S)에 이송되는 것에 의해 소정압력까지 상승하고 이 고압가스는 블레이드 스토퍼(43)와 실린더커버(24a)에 설치되는 도출안내구멍(44)을 통해 밀폐케이스(21)내로 도출된다.The high pressure gas is raised to a predetermined pressure by being conveyed to the compression chamber S positioned at the most discharge shaft, and the high pressure gas is sealed through the guide hole 44 provided in the blade stopper 43 and the cylinder cover 24a. 21) is derived.
고압가스는 밀폐케이스(21)내에 일단 가득찬 후 토출관(45)에 도입되고 외부의 냉동사이클기기로 도출되게 된다.The high pressure gas is once filled in the sealed case 21 is introduced into the discharge pipe 45 and is led to the external refrigeration cycle equipment.
동시에 피스톤축부(27a, 27b)의 회전과 함께 여기에 권장되는 급유펌프(48)가 구동상태가 되고 기름저장부(46)에 저장되는 윤활유를 흡입로(47a, 47b)를 통해 끌어 올린다. 윤활유는 압축기구부(22)를 구성하는 각 슬라이딩부재에 급유되고 윤활성이 확보된다.At the same time, with the rotation of the piston shaft portions 27a and 27b, the oil supply pump 48 recommended here is driven and pulls up the lubricating oil stored in the oil storage 46 through the suction passages 47a and 47b. Lubricating oil is lubricated to each sliding member constituting the compression mechanism 22, and lubricity is ensured.
제1발명인 제1항 내지 제7항에 대응하는 유체압축기로서 하기 표 1에 실시예 1, 2에 나타낸 바와 같은 조건을 설정한다.As a fluid compressor corresponding to the first to seventh aspects of the first invention, the conditions as shown in Examples 1 and 2 are set in Table 1 below.
나선형 블레이드식 압축기구부(22)를 구성하는 슬라이딩 부재의 한쪽인 올덤기구(40)의 피스톤(27)에는 실시예 1 및 실시예 2 모두 FC250상당의 회주철 또는 구상흑연주철이 사용되고, 그 페라이트율(페라이트가 석출하고 잇는 면적비율)은 5%로 설정한다.In the piston 27 of the Oldham mechanism 40, which is one of the sliding members constituting the spiral blade type compression mechanism 22, gray cast iron or spheroidal graphite iron equivalent to FC250 is used in Examples 1 and 2, and the ferrite ratio ( The area ratio of ferrite precipitation is set at 5%.
상기 올덤링(38)은 제1실시예로서 질화규소 세라믹스를 이용한다. 이 경우 굽힘강도는 7㎏f/㎟ 이상이어야 한다.The Oldham ring 38 uses silicon nitride ceramics as the first embodiment. In this case, the bending strength is to be 7 kgf / mm2 or more.
제2실시예로서는 JIS SUS430 상당의 특수강으로 표면질화처리를 실시한 것을 사용한다.As a second example, a surface-nitridation treatment made of special steel equivalent to JIS SUS430 is used.
이 경우는 HV0.05 750 이상의 경도, 두께 10㎛ 이상의 표면경화층이 형성되어야 한다.In this case, a surface hardened layer of HV0.05 750 or more and a thickness of 10 μm or more should be formed.
다른 실시예에 있어서도 적어도 올덤링(38)과의 슬라이딩면인 피스톤 올덤부(27c) 표면은 유리그래파이트부를 제외하고 HV0.05 750 이상의 경도로 두께 20㎛ 이상의 담금질 경화층을 형성한다.In another embodiment, at least the surface of the piston Oldham portion 27c, which is a sliding surface with the Oldham ring 38, forms a hardened layer having a thickness of 20 μm or more with a hardness of HV0.05 750 or more, except for the glass graphite portion.
이러한 실시예 1, 2 조건하에서 제3도에 나타낸 바와 같이 운전시간에 대한 피스톤/올덤링의 마모량의 합의 특성을 A곡선으로 나타낸다. 즉 극히 초기의 단계(약 300시간)로 마모량의 합이 소정량(약 5㎛)이 된 이후는 소정의 연속운전시간(약 5,000시간) 경과해도 거의 변화가 없고 이들의 내모성이 향상하는 것을 알 수 있다.The characteristic of the sum of the wear amount of the piston / oldham ring with respect to the operation time as shown in FIG. 3 under the conditions of Examples 1 and 2 is indicated by the curve A. FIG. In other words, after the sum of the wear amount reaches a predetermined amount (about 5 µm) at an extremely early stage (about 300 hours), there is almost no change even after a predetermined continuous operation time (about 5,000 hours) and the improvement of their wear resistance is improved. Able to know.
이것에 대해 비교예 1 및 비교예 2의 운전시간에 대한 피스톤/올덤링의 마모량의 합의 특성을 B곡선(비교예 1)과, C곡선(비교예 2)으로 나타낸다.On the other hand, the characteristic of the sum of the wear amount of the piston / oldham ring with respect to the operation time of the comparative example 1 and the comparative example 2 is shown by B curve (comparative example 1) and C curve (comparative example 2).
이들 비교예 1, 2의 조건특성은 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 비교예 1에서는 사용되는 냉매와 윤활유를 실시예 1, 2와 동일하게 하고 피스톤은 FC250 상당으로 하고 표면경화처리를 하는것도 페라이트율을 30%로 한다. 올덤림은 JIS S45C 상당의 탄소강을 채용한다.The conditional characteristics of these Comparative Examples 1 and 2 are as shown in Table 1. That is, in Comparative Example 1, the refrigerant and the lubricating oil to be used are the same as in Examples 1 and 2, the piston is equivalent to FC250, and the surface hardening treatment also makes the ferrite rate 30%. Oldham employs carbon steel equivalent to JIS S45C.
비교예 2에서는 사용되는 냉매를 실시예 1, 2와 동일하게 하고, 윤활유는 나프탈렌계 광유 VG56을 사용한다. 피스톤은 FC250 상당으로 하고 표면경화처리를 하는 것도 페라이트율을 30%로 한다. 올덤림은 JIS S45C 상당의 탄소강을 채용한다.In Comparative Example 2, the refrigerant used was the same as in Examples 1 and 2, and naphthalene mineral oil VG56 was used as the lubricating oil. The piston is equivalent to FC250, and the surface hardening treatment also has a ferrite rate of 30%. Oldham employs carbon steel equivalent to JIS S45C.
다시 제3도에 나타낸 바와 같이 비교예 1의 B곡선은 빠른 단계(약 500시간)에서 마모량의 합이 높은 상태(약 20㎛)가 되고 이 이후에도 마모량의 합이 점증하므로 사용할 수 없다. 비교예 2의 C곡선에서는 소정의 연속시간(약 5,000시간)에서 실시예 1, 2의 거의 3배의 마모량의 합(약 15㎛)이 되고 내마모성이 떨어진다.Again, as shown in FIG. 3, the B curve of Comparative Example 1 cannot be used because the sum of the amount of wear is high (about 20 µm) at a rapid stage (about 500 hours) and the amount of the amount of wear increases after that. In the C curve of Comparative Example 2, the sum of the amount of wear almost three times higher than those of Examples 1 and 2 (approximately 15 µm) in a predetermined continuous time (about 5,000 hours) is inferior in wear resistance.
실시예 3, 4에 따른 유체압축기에는 표 2에 나타낸 바와 같은 조건이 설정되어 있다.In the fluid compressors according to Examples 3 and 4, the conditions as shown in Table 2 are set.
즉, 냉매는 3종 혼합냉매를 사용하고 윤활유는 4가에스테르 VG68상당의 것을 사용한다.That is, three kinds of mixed refrigerants are used as refrigerants, and those of the tetravalent ester VG68 equivalent are used as lubricating oils.
실시예 3에 있어서 슬라이딩 부재의 한쪽인 올덤링(38)은 질화규소 세라믹스를 사용한다. 다른 쪽인 올덤받침(제2실린더 베어링(33))은 JIS S45C상당의 탄소강을 채용하고 질화처리를 실시해서 표면경화층을 얻고 있다.In the third embodiment, Oldham ring 38, which is one side of the sliding member, uses silicon nitride ceramics. On the other hand, the Oldham bearing (the second cylinder bearing 33) employs carbon steel equivalent to JIS S45C and is subjected to nitriding to obtain a surface hardened layer.
제4실시예에 있어서 올덤링을 JIS SUS430 상당의 특수강으로 하고 질화처리를 실시해서 표면경화층을 얻고 있다. 올덤받침은 분말하이스강(SKH 56상당의 고속도강)으로 담금질 처리를 실시하고 수지로 구멍밀봉 처리를 실시한다.In the fourth embodiment, the Oldham ring is made of special steel equivalent to JIS SUS430, and nitriding is performed to obtain a surface hardened layer. Oldhamb is quenched with powder Hays steel (SKH 56 equivalent high speed steel) and hole sealed with resin.
다른 실시에에 있어서도 올덤받침인 제2올덤축 받침(33)은 표면경화처리에 의해 HV0.05 750 이상의 경도로 두께 10㎛ 이상의 표면경화층이 형성되어 있다.Also in another embodiment, the second Oldham shaft support 33, which is an Oldham bearing, is formed with a surface hardening layer having a thickness of 10 µm or more at a hardness of HV0.05 750 or more by surface hardening treatment.
한편, 비교예 3에서는 사용되는 냉매 및 윤활유를 실시예 3, 4와 동일하게 한다. 올덤링 및 올덤받침은 JIS S45C 상당의 탄소강을 사용한다. 비교예 4에서 냉매는 HCFC22(R22)냉매, 윤활유는 나프텐계 광유를 사용한다. 올덤링 및 올덤받침은 JIS S45C 상당의 탄소강을 사용한다.On the other hand, in Comparative Example 3, the refrigerant and the lubricant used are the same as in Examples 3 and 4. Oldham ring and Oldham bearing use carbon steel equivalent to JIS S45C. In Comparative Example 4, a refrigerant is HCFC22 (R22) refrigerant, and lubricating oil is naphthenic mineral oil. Oldham ring and Oldham bearing use carbon steel equivalent to JIS S45C.
제4도에 나타낸 바와같이 표 2와 같은 조건설정하에서 운전시간에 대한 올덤링/올덤받침의 마모량의 합은 실시예 3, 4에서는 운전직후(약 200시간)에 일정량(약 5㎛)에 도달한 후는 소정의 연속운전시간(약 5,000시간)을 경과해도 대부분 변화가 없고 내마모성이 뛰어나다.As shown in FIG. 4, the sum of the amount of wear of the Oldham ring / oldham bearing against the operating time under the condition setting shown in Table 2 reaches a certain amount (about 5 μm) immediately after the operation (about 200 hours) in Examples 3 and 4. After that, even if a predetermined continuous operation time (about 5,000 hours) has elapsed, most of them remain unchanged and wear resistance is excellent.
한편, 비교예 3에 있어서는 빠른 시간(대략 2,000시간)의 경과로 최대 25㎛의 마모를 이루므로 대부분 실용적으로는 적합하지 않다. 비교예 4에 있어서는 소정의 연속운전시간(5,000시간)을 경과한 시점에서 실시예 3, 4의 약 4배 정도의 마모량의 합(약 20㎛)이 있고 그 차는 뚜렷하다.On the other hand, in Comparative Example 3, since the wear of a maximum of 25 μm is achieved after a rapid time (approximately 2,000 hours), most of them are not practically suitable. In Comparative Example 4, when the predetermined continuous operation time (5,000 hours) has elapsed, there is a sum (amount of about 20 µm) of about 4 times the amount of wear of Examples 3 and 4, and the difference is clear.
실시예 5, 6에 따른 유체압축기에는 표 3에 나타낸 조건이 설정되어 있다.In the fluid compressors according to Examples 5 and 6, the conditions shown in Table 3 are set.
즉, 냉매는 3종 혼합냉매를 사용하고 윤활유는 4가 에스테르 VG68 상당의 것을 사용한다.That is, the refrigerant uses three mixed refrigerants, and the lubricant uses a tetravalent ester VG68 equivalent.
실시예 5에 있어서 슬라이딩 부재의 한쪽인 피스톤(27)은 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용한다. 이 페라이트율은 5%로 한다. 다른 쪽인 주베어링 기구(30)나 부베어링 기구(31)도 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용한다. 이 페라이트율도 5%로 한다.In Example 5, the piston 27 which is one side of the sliding member uses gray cast iron or spherical graphite cast iron equivalent to FC250. This ferrite rate is 5%. The other main bearing mechanism 30 and the sub-bearing mechanism 31 also use gray cast iron or nodular cast iron equivalent to FC250. This ferrite rate is also 5%.
실시예 6에 있어서 피스톤(27)은 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철이고, 페라이트율은 5%로 한다. 주베어링 기구(30)나 부베어링 기구(31)는 JIS SMF-4 상당의 소결합금으로 수지 밀봉처리가 이루어져 있다.In Example 6, the piston 27 is gray cast iron or spherical graphite iron equivalent to FC250, and the ferrite rate is 5%. The main bearing mechanism 30 and the sub-bearing mechanism 31 are resin-sealed by the small alloys equivalent to JIS SMF-4.
또한 실시예 6에 있어서 구멍밀봉처리를 실시한 철베이스 소결합금은 수지재료 또는 고연성을 가지는 금속을 용침 또는 합침시키고 밀도 85% 이상으로 했다.Further, in Example 6, the iron-base small-bonding alloy subjected to the hole sealing treatment was infiltrated or impregnated with a resin material or a metal having high ductility, and the density was 85% or more.
한편, 비교예 5에서는 사용되는 냉매 및 윤활유를 실시예 5, 6과 동일하게 한다. 피스톤 및 베어링 기구 모두 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용하지만 페라이트율은 30%이다.On the other hand, in Comparative Example 5, the refrigerant and the lubricant used are the same as in Examples 5 and 6. Both the piston and bearing mechanism use FC250 equivalent gray or nodular cast iron, but the ferrite rate is 30%.
비교예 6에서는 냉매는 R22 냉매를 사용하고 윤활유는 나프텐계 광유 VG56를 사용한다. 피스톤 및 베어링 기구와 함께 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용하지만 페라이트율은 30%이다.In Comparative Example 6, a refrigerant is used as the refrigerant R22, and naphthenic mineral oil VG56 is used as the lubricant. The use of gray cast iron or nodular cast iron equivalent to FC250 with piston and bearing mechanisms, but the ferrite rate is 30%.
제5도에 나타낸 바와 같이 표 3과 같은 조건설정하에서 운전시간에 대한 피스톤/베어링 기구의 마모량의 합은 실시예 5, 6에서는 운전개시 후(약 1,000시간)에 일정량(약 2㎛)에 도달한 후는 소정의 연속운전시간(약 5,000시간)이 지나도 거의 변화가 없고 내마모성이 뛰어나다.As shown in FIG. 5, the sum of the wear amount of the piston / bearing mechanism with respect to the operation time under the condition setting shown in Table 3 reaches a certain amount (about 2 µm) after the start of operation (about 1,000 hours) in Examples 5 and 6. After that, even after a predetermined continuous operation time (about 5,000 hours), there is almost no change and excellent wear resistance.
한편, 비교예 5에 있어서는 소정의 연속운전 시간경과후에 각 실시예의 거의 4배(약 8㎛)의 마모를 이루고 비교예 6에 있어서는 동시간 경과후에 각 실시예보다 2배 강한(약 4㎛ 강함) 정도의 마모량의 합이 있다. 따라서 실시예의 우위성은 확보되어 있다.On the other hand, in Comparative Example 5, after a predetermined continuous operation time elapsed, approximately four times (about 8 µm) of wear was achieved, and in Comparative Example 6, twice as strong as each Example (about 4 µm strong after elapsed time). ) Is the sum of the amount of wear. Therefore, the superiority of the embodiment is secured.
또한, 실시예 5, 6에 있어서도 피스톤(27) 대신 실린더 축받이(30, 31)에 대해서 상기한 바와 같은 조건설정을 하지 않고 동일한 내마모성의 향상을 얻는 것은 두말할 필요없다.In addition, in Example 5, 6, it is needless to say that the same abrasion resistance improvement is obtained without setting the conditions as described above for the cylinder bearings 30 and 31 instead of the piston 27.
실시예 7의 유체압축기에는 표 4에 나타낸 조건이 설정되어 있다.In the fluid compressor of the seventh embodiment, the conditions shown in Table 4 are set.
실시예 7에 있어서, 냉매는 3종혼합냉매, 윤활유는 4가 에스테르 VG68 상당의 것을 사용한다. 슬라이딩 부재의 한쪽인 피스톤(27)은 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용한다. 이 페라이트율은 5%이다. 다른 쪽인 실린더(24)도 FC250상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용한다. 이 페라이트율도 5%이다.In Example 7, three types of mixed refrigerants are used as refrigerants, and those having a tetravalent ester VG68 are used as lubricants. The piston 27, which is one side of the sliding member, uses gray cast iron or nodular cast iron equivalent to FC250. This ferrite rate is 5%. The cylinder 24 on the other side also uses gray cast iron or nodular cast iron equivalent to FC250. This ferrite rate is also 5%.
한편, 비교예 7에서 사용되는 냉매 및 윤활유는 모두 실시예 7과 동일하게 한다. 피스톤 및 베어링 기구는 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용하지만 페라이트율도 30%이다.On the other hand, the refrigerant and the lubricant used in Comparative Example 7 are the same as in Example 7. The piston and bearing mechanism uses FC250 equivalent gray or nodular cast iron but has a ferrite rate of 30%.
비교예 8에서는 냉매는 R22 냉매를 사용하고 윤활유는 나프텐계 광유 VG56을 사용한다. 피스톤 및 실린더 모두 FC250 상당의 회주철 또는 구상흑연주철을 사용하지만 페라이트율은 30%이다.In Comparative Example 8, the refrigerant used was R22 refrigerant, and lubricating oil used naphthenic mineral oil VG56. Both pistons and cylinders use FC250 equivalent gray or nodular cast iron, but the ferrite rate is 30%.
제6도에 나타낸 바와 같이 표 4와 같은 조건설정하에서 운전시간에 대한 피스톤 블레이드홈(29)과 실린더(24) 안쪽 둘레면의 마모량의 합은 실시예 7에서는 소정시간(약 2,000시간) 경과까지 일정량(약 2㎛)에 도달한 이후는 장기간의 연속운전시간(약 5,000시간)에 걸쳐 아무런 변화가 없고 내마모성이 뛰어나다.As shown in FIG. 6, the sum of the wear amount of the piston blade groove 29 and the inner circumferential surface of the cylinder 24 for the operation time under the condition setting shown in Table 4 is until the predetermined time (about 2,000 hours) has elapsed in Example 7. After reaching a certain amount (about 2 µm), there is no change over a long period of continuous operation time (about 5,000 hours) and excellent wear resistance.
한편, 비교예 7에 있어서는 단기간의 시간(약 1,000시간) 경과까지 마모량의 합이 급상승을 하고 그 이후 점증을 계속한다. 장기간의 연속운전시간(약 5,000시간)에 걸쳐 실시예의 3배 정도(약 8㎛)로 되고 내마모성이 떨어진다.On the other hand, in the comparative example 7, the sum of the amount of abrasion rapidly rises until a short time (about 1,000 hours) progresses, and it continues to increase after that. Over a long period of continuous operation time (about 5,000 hours), it becomes about three times as much as the example (about 8 占 퐉), and wear resistance is inferior.
비교예 8에 있어서는 단기간의 시간(약 1,200시간) 경과까지 마모량의 합이 급상승을 이루고 그 이후 점증을 계속한다. 장기간의 연속운전시간(5,000시간)에 걸쳐 실시예의 2배 정도(약 5㎛ 정도)가 되고 내마모성이 떨어진다.In the comparative example 8, the sum of the amount of abrasion suddenly rises until a short time (about 1,200 hours) passes, and it continues to increase after that. Over a long period of continuous operation time (5,000 hours), it is about twice as large as the example (about 5 µm), and wear resistance is inferior.
이상의 비교예에 있어서, FC250의 회주철 또는 구상흑연주철에 대한 페라이트율을 30%로 설정함으로써 경도저하와 응착하기 쉬운 경향이 있게 된다.In the above comparative example, by setting the ferrite ratio of FC250 to gray cast iron or nodular cast iron at 30%, the hardness tends to be lowered and easily adhered.
또한 상기 실시예에 있어서는 사용되는 HFC계 냉매로서 R32/R125a/R134a의 3종 혼합냉매를 적용해서 설명했지만 이것에 한정되는 것이 아니고 R32/R134a의 2종 혼합냉매 또는 R125/R143a의 2종 혼합냉매를 사용할 수 있다.In the above embodiment, three mixed refrigerants of R32 / R125a / R134a are applied as the HFC refrigerants used, but the present invention is not limited thereto. Can be used.
그리고 단일냉매의 사용도 가능하다. 즉 디플루오로메탄(R32), 펜타플루오로에탄(R125), 1, 1, 2, 2-테트라플루오로에탄(R134a), 1, 1, 2-트리플루오로에탄(R143), 1, 1, 1-트리플루오로에탄(R143a), 1, 1-디플루오로에탄(R152a), 모노플루오로에탄(R161)등이다.It is also possible to use a single refrigerant. Difluoromethane (R32), pentafluoroethane (R125), 1, 1, 2, 2-tetrafluoroethane (R134a), 1, 1, 2-trifluoroethane (R143), 1, 1 , 1-trifluoroethane (R143a), 1, 1-difluoroethane (R152a), monofluoroethane (R161) and the like.
이들 단일냉매중에서는 R134, R134a, R143, R143a가 종래의 CFC12(R12)의 냉매에 가까운 비등점을 가져서 대체냉매로서 바람직한 것이다.Among these single refrigerants, R134, R134a, R143, and R143a have a boiling point close to that of the conventional CFC12 (R12) and are preferable as alternative refrigerants.
이상 서술한 바와 같이 본 발명의 각 청구항에 의하면 HFC냉매와 상용성이 좋은 윤활유와의 조합을 전제로 슬라이딩 부재의 내마모성의 향상을 도모하고 내구성 및 신뢰성을 향상한 유체압축기를 제공할 수 있다.As described above, according to the claims of the present invention, it is possible to provide a fluid compressor that improves wear resistance of the sliding member and improves durability and reliability, assuming a combination of HFC refrigerant and a compatible lubricant.
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