(57)【要約】【課題】炭素の二重結合を有する物質を冷媒として使用する冷凍サイクル中に水分子が混入しても、飽和水分量の高い冷凍機油の分子間力により、水分子の冷媒への触媒作用を抑制し、冷媒の分解を抑制することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。【解決手段】この発明に係る冷凍サイクル装置は、設置時に室外機４１と室内機４２の冷媒配管を接続して冷凍サイクルを形成する冷凍サイクル装置において、冷媒に組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物を用い、冷凍サイクル装置に、飽和水分量が２００ｐｐｍ未満の第１の冷凍機油と、飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上の第２の冷凍機油とを封入することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧機構等を有する室外機と、室内熱交換器等を有する室内機とを備え、設置時に前記室外機と前記室内機の冷媒配管を接続して冷凍サイクルを形成する冷凍サイクル装置において、
前記冷媒に、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかを用い、
当該冷凍サイクル装置に、飽和水分量が２００ｐｐｍ未満の第１の冷凍機油と、飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上の第２の冷凍機油とを封入することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１の冷凍機油はアルキルベンゼンであり、前記第２の冷凍機油は加水分解する分子構造を有していないことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１の冷凍機油の封入量を、前記第２の冷凍機油の封入量よりも多くすることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧縮機は容積式の圧縮機構を有し、前記圧縮機構の摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、少なくともその摺動する表面を非金属で構成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧機構等を有する室外機と、室内熱交換器等を有する室内機とを備え、設置時に前記室外機と前記室内機の冷媒配管を接続して冷凍サイクルを形成する冷凍サイクル装置において、
前記冷媒に、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかを用い、
前記圧縮機に、飽和水分量が２００ｐｐｍ未満の第１の冷凍機油を封入し、
当該冷凍サイクル装置に、多孔質ゼオライトで構成される水分捕捉材を設けたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかを冷媒に使用する冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーエアコンの分野では、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）冷媒として、現状ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）が有力視されている。
【０００３】
定置式の冷凍サイクル装置（例えば、空気調和機）では、ＨＦＣ冷媒の代替策が見えないのが現状ではあるが、炭素の二重結合を有する炭化水素やＨＦＣをベースにして不燃化したもの（例えば二重結合を有する化合物や臭素やヨウ素や酸素などを組み合わせたもの）等が提案されている。
【０００４】
密閉容器内に、塩素とフッ素を含まない炭化水素系化合物の冷媒を圧縮する圧縮機およびこの圧縮機を駆動する電動機と、この冷媒と相溶性を有する冷凍機油とを収容する密閉型冷媒圧縮機において、５ｗｔ％以内の内部離型剤を含有し、あるいは射出成形もしくは押し出し成形時の成形型に離型剤を塗布して製造された直鎖型のＰＰＳ樹脂、レゾール型のフェノール樹脂、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ）、ＰＡ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＴ樹脂、の群から選択される少なくとも１種類よりなる絶縁用構成部材および摺動部材の少なくとも一方を具備し、炭化水素系化合物の冷媒は、Ｒ１７０（エタン）、Ｒ２９０（プロパン）、Ｒ６００（ｎ−ブタン）、Ｒ６００ａ（Ｉ−ブタン）、Ｒ１１５０（エチレン）、Ｒ１２７０（プロピレン）の群から選択される１種類以上の冷媒からなる密閉形電動圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、圧縮機をＧＷＰ１５０以下の低ＧＷＰ冷媒に適合させることにより、地球温暖化への影響を十分抑制するために、軟質基材に硬質粒子が分散している材料で摺動部材を構成するとともに、摺動部材の表層部に傾斜層を設けて表面を軟質基材リッチにしたことにより、油膜形成能力が高くなり、ＧＷＰが１５０以下でＲ１３４ａより極性が高い冷媒雰囲気における摺動部材の摩耗を十分抑制することができるので、低ＧＷＰ冷媒用の圧縮機が得られる。また、冷媒としては、Ｒ１３４ａより極性が高くかつＧＷＰが１５０以下であればよく、ＨＦＣをベースにして不燃化したもの、例えば二重結合を有する化合物や臭素やヨウ素や酸素などを組み合わせたものでもよい。また、混合冷媒で、少なくとも一つがＲ１３４ａより極性が高いものを含むものであってもよいということが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２７４３６０号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
炭素の二重結合を有する物質は、安定性に課題があり、分解及び重合の可能性がある。
【０００７】
炭素の二重結合を有する物質を冷媒とし、圧縮機、室外熱交換器、減圧機構等を有する室外機と、室内熱交換器等を有する室内機とを備え、設置時に室外機と室内機の冷媒配管を接続して冷凍サイクルを形成する冷凍サイクル装置では、設置時に冷媒配管から雨などの水分が冷凍サイクルに浸入すると、水分が触媒となり炭素の二重結合を有する物質である冷媒が分解する懸念があり、これを抑制する対策が必要である。
【０００８】
また、上記冷凍サイクル装置に使用される圧縮機が容積式の場合、圧縮機構の摺動部において炭素の二重結合を有する物質の分解及び重合の懸念があり、これらを抑制する対策が必要である。
【０００９】
上記特許文献１、２では、これらの点に関する言及は見当たらない。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、炭素の二重結合を有する物質を冷媒として使用する冷凍サイクル中に水分子が混入しても、飽和水分量の高い冷凍機油の分子間力により、水分子の冷媒への触媒作用を抑制し、冷媒の分解を抑制することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、容積式の圧縮機の圧縮機構における摺動部の金属が、炭素の二重結合を有する物質の分解及び重合の触媒となることを抑制することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、極圧作用の高い冷凍機油を採用することにより、圧縮機の信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧機構等を有する室外機と、室内熱交換器等を有する室内機とを備え、設置時に前記室外機と前記室内機の冷媒配管を接続して冷凍サイクルを形成する冷凍サイクル装置において、
前記冷媒に、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物を用い、
前記圧縮機に、飽和水分量が２００ｐｐｍ未満の第１の冷凍機油と、飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上の第２の冷凍機油とを封入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係るロータリ圧縮機は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物である冷媒を使用する場合においても、圧縮機に飽和水分量が２００ｐｐｍ未満の第１の冷凍機油と、飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上の第２の冷凍機油とを封入することにより、冷凍サイクル中に水分子が混入しても、飽和水分量の高い冷凍機油の分子間力により、水分子の冷媒への触媒作用を抑制し、冷媒の分解を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
先ず、この実施の形態で対象とする冷媒について説明する。この実施の形態で対象とする冷媒は、以下に示すものである。
（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素：例えば、カーエアコンの分野で低ＧＷＰ（地球温暖化係数）冷媒として有力視されているＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略で、Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を一つ持つ不飽和炭化水素のことである。尚、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素：例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。尚、ＧＷＰは３で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより小さいが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより大きい。
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物：例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物等である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物が実用上は有力になる。
【００１６】
組成中に炭素の二重結合を有する物質は、安定性に課題があり分解及び重合の可能性があることは既に述べたが、ＨＦＯ−１２３４ｙｆを例に、もう少し説明する。
【００１７】
二重結合を有する物質は、分解及び重合の可能性があり、一般的に重合の条件となるのは、高温・高圧や触媒である。炭化水素に比べ、水素に代わるフッ素数の割合が多いものの方が、容易に重合する可能性がある。例えば、ロイ・Ｊ・プランケット（Ｒｏｙ  Ｊ．  Ｐｌｕｎｋｅｔｔ、１９１０年６月２６日−１９９４年５月１２日、米国の化学者）は、１９３８年にテトラフルオロエチレン（エチレンの水素４個がフッ素に全て置き換わったもの）がボンベ内で自然に重合反応を起こし、偶然にフッ素樹脂が生成していることを発見した。
【００１８】
ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、プロピレンの６個の水素の中、４個がフッ素に置き換わったものであり、メカノケミカル反応等で、重合する可能性がかなり高いと考えられる。メカノケミカル反応とは、対象物質に衝撃や摩擦という機械的エネルギーを与えることにより、対象物質が活性化されて（メカノケミカル活性）、起こる化学反応である。
【００１９】
以下、冷凍サイクル装置の一例である空気調和機の構成を説明する。
【００２０】
図１は実施の形態１を示す図で、空気調和機の冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和機は室外機４１と、室内機４２とを備える。
【００２１】
室外機４１は、冷媒を圧縮する圧縮機４３と、冷媒流路を切替る四方弁４４、室外熱交換器４５、冷媒の流量を制御する電子膨張弁４６（減圧機構の一例）を備える。室外熱交換器４５は、室外送風機４５ａを有する。
【００２２】
冷媒には、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物のいずれかを用いる。
【００２３】
冷媒を圧縮する圧縮機４３には、容積式圧縮機を用いる。容積式圧縮機は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等である。そして、圧縮機４３はインバータ回路により回転数が制御され容量制御されるタイプである。
【００２４】
室内機４２は、室内熱交換器４８を備える。室内熱交換器４８は、室内送風機４８ａを有する。
【００２５】
室外機４１、室内機４２は冷媒流路である液管４７及びガス管４９で接続され冷凍サイクルを構成する。
【００２６】
図１において、室内熱交換器４８から冷熱を供給する冷熱供給モード（冷房運転）では、四方弁４４は実線の流路となり、室内熱交換器４８から温熱を供給する温熱供給モード（暖房運転）では、四方弁４４は点線の流路に切り換えられる。
【００２７】
従って冷熱供給モードでは、圧縮機４３、四方弁４４、室外熱交換器４５、電子膨張弁４６、液管４７、室内熱交換器４８、ガス管４９、圧縮機４３がこの順序で環状に接続される。
【００２８】
温熱供給モードでは、圧縮機４３、四方弁４４、ガス管４９、室内熱交換器４８、液管４７、電子膨張弁４６、室外熱交換器４５、圧縮機４３がこの順序で環状に接続される。
【００２９】
電子膨張弁４６は絞り開度が可変な構造となっている。
【００３０】
室外熱交換器４５は室外送風機４５ａによって搬送される室外機４１周囲の空気と熱交換を行う。
【００３１】
室内熱交換器４８は室内送風機４８ａによって搬送される室内機４２周囲の空気と熱交換を行い、室内空間の冷却・加熱を行うことで冷暖房を実現する。
【００３２】
液管４７及びガス管４９は、工場出荷時は別部品として出荷される。空気調和機の据え付け時に、現地にて液管４７及びガス管４９は、室外機４１及び室内機４２に接続される。
【００３３】
従って、空気調和機の据え付け時の液管４７及びガス管４９の室外機４１及び室内機４２への接続作業において、雨等の水が冷媒回路（冷凍サイクル）に混入する可能性がある。
【００３４】
次に、容積式圧縮機について、ロータリ圧縮機を例に説明する。
【００３５】
図２、図３は実施の形態１を示す図で、図２はロータリ圧縮機２００の縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
本実施の形態は、ロータリ圧縮機２００に封入される冷凍機油３０と、各摺動部の構成に特徴がある。従って、ロータリ圧縮機２００の全体構成は公知のものであるから、簡単に説明する。
【００３７】
図１に示すロータリ圧縮機２００の一例は、密閉容器２０内が高圧の縦型のものである。密閉容器２０内の下部に圧縮要素１０１が収納される。密閉容器２０内の上部で、圧縮要素１０１の上方に圧縮要素１０１を駆動する電動要素１０２が収納される。
【００３８】
密閉容器２０内の底部に、圧縮要素１０１（圧縮機構）の各摺動部を潤滑する冷凍機油３０が貯留されている。
【００３９】
先ず、圧縮要素１０１の構成を説明する。内部に圧縮室が形成されるシリンダ１は、外周が平面視略円形で、内部に平面視略円形の空間であるシリンダ室１ｂを備える。シリンダ室１ｂは、軸方向両端が開口している。シリンダ１は、側面視で所定の軸方向の高さを持つ。
【００４０】
シリンダ１の平面視略円形の空間であるシリンダ室１ｂに連通し、半径方向に延びる平行なベーン溝１ａが軸方向に貫通して設けられる。
【００４１】
また、ベーン溝１ａの背面（外側）に、ベーン溝１ａに連通する平面視略円形の空間である背圧室１ｃが設けられる。
【００４２】
シリンダ１には、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、シリンダ１の外周面からシリンダ室１ｂに貫通している。
【００４３】
シリンダ１には、平面視略円形の空間であるシリンダ室１ｂを形成する円の縁部付近（電動要素１０２側の端面）を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。
【００４４】
シリンダ１の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。
【００４５】
ローリングピストン２が、シリンダ室１ｂ内を偏心回転する。ローリングピストン２はリング状で、ローリングピストン２の内周がクランク軸６の偏心軸部６ａに摺動自在に嵌合する。
【００４６】
ローリングピストン２の外周と、シリンダ１のシリンダ室１ｂの内壁との間は、常に一定の隙間があるように組立られる。
【００４７】
ローリングピストン２の材質は、クロム等を含有した合金鋼等である。
【００４８】
ベーン３がシリンダ１のベーン溝１ａ内に収納され、背圧室１ｃに設けられるベーンスプリング８でベーン３が常にローリングピストン２に押し付けられている。ロータリ圧縮機２００は、密閉容器２０内が高圧であるから、運転を開始するとベーン３の背面（背圧室１ｃ側）に密閉容器２０内の高圧とシリンダ室１ｂの圧力との差圧による力が作用するので、ベーンスプリング８は主にロータリ圧縮機２００の起動時（密閉容器２０内とシリンダ室１ｂの圧力に差がない状態）に、ベーン３をローリングピストン２に押し付ける目的で使用される。
【００４９】
ベーン３の形状は、平たい（周方向の厚さが、径方向及び軸方向の長さよりも小さい）略直方体である。
【００５０】
ベーン３の材料には、高速度工具鋼や、ステンレス鋼等が主に用いられている。
【００５１】
主軸受け４は、クランク軸６の主軸部６ｂ（偏心軸部６ａより上の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１のシリンダ室１ｂ（ベーン溝１ａも含む）の一方の端面（電動要素１０２側）を閉塞する。
【００５２】
主軸受け４は、吐出弁（図示せず）を備える。但し、主軸受け４、副軸受け５のいずれか一方、または、両方に付く場合もある。
【００５３】
主軸受け４は、側面視略逆Ｔ字状である。
【００５４】
副軸受け５が、クランク軸６お副軸部６ｃ（偏心軸部６ａより下の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１のシリンダ室１ｂ（ベーン溝１ａも含む）の他方の端面（冷凍機油３０側）を閉塞する。
【００５５】
副軸受け５は、側面視略Ｔ字状である。
【００５６】
主軸受け４、副軸受け５の材質は、シリンダ１の材質と同じで、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。
【００５７】
主軸受け４には、その外側（電動要素１０２側）に吐出マフラ７が取り付けられる。主軸受け４の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端吐出マフラ７に入り、その後吐出マフラ７から密閉容器２０内に放出される。但し、副軸受け５側に吐出マフラ７を持つ場合もある。
【００５８】
密閉容器２０の横に、冷凍サイクルからの低圧の冷媒ガスを吸入し、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ１のシリンダ室に吸入されるのを抑制する吸入マフラ２１が設けられる。吸入マフラ２１は、シリンダ１の吸入ポートに吸入管２２を介して接続する。吸入マフラ２１本体は、溶接等により密閉容器２０の側面に固定される。
【００５９】
次に、電動要素１０２の構成を説明する。電動要素１０２には、ブラシレスＤＣモータが使用されるが、誘導電動機の場合もある。
【００６０】
電動要素１０２は、固定子１２と回転子１３とを備える。固定子１２は密閉容器２０の内周面に嵌合して固定され、固定子１２の内側に空隙を介して回転子１３が配置される。
【００６１】
固定子１２は、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定枚数軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される固定子鉄心１２ａと、固定子鉄心１２ａの複数のテーィス部（図示せず）に集中巻線方式で巻回される三相の巻線１２ｂとを備える。巻線１２ｂは、絶縁部材１２ｃを介してテーィス部に巻回される。巻線１２ｂの材料は、ＡＩ（アミドイミド）／ＥＩ（エステルイミド）等の被膜を施した銅線である。絶縁部材１２ｃとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化））、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、フェノール樹脂等が主に用いられている。
【００６２】
巻線１２ｂは、固定子鉄心１２ａの軸方向両端（図１では軸方向上下端部）から、一部が突出している。この突出している部分を、コイルエンドという。図１で符号（１２ｂ）が指している部分が、巻線１２ｂの一方（反圧縮要素１０１側）のコイルエンドである。リード線２３は、絶縁部材１２ｃに取り付けられる端子（図示せず）に接続される。
【００６３】
固定子鉄心１２ａの外周には、略等間隔に配置される切欠き（図示せず）が複数箇所に設けられている。この切欠きは吐出マフラ７から密閉容器２０内へ放出される吐出ガスの通路の一つであり、また、冷凍機油３０が電動要素１０２の上から密閉容器２０底部に戻る通路にもなる。
【００６４】
固定子１２の内側に空隙（通常０．３〜１ｍｍ程度）を介して配置される回転子１３は、固定子鉄心１２ａと同様、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定枚数軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される回転子鉄心１３ａと、回転子鉄心１３ａに形成される永久磁石挿入孔（図示せず）に挿入される永久磁石（図示せず）とを備える。永久磁石には、フェライトや希土類のマグネットを使用している。
【００６５】
永久磁石挿入孔に挿入される永久磁石が軸方向に抜けないようにするために、回転子１３の軸方向両端（図１では軸方向上下端部）に端板が設けられる。回転子１３の軸方向上端部に上端板１３ｂ、回転子１３の軸方向下端部に下端板１３ｃが設けられる。
【００６６】
上端板１３ｂと下端板１３ｃは、回転バランサーを兼ねる。上端板１３ｂと下端板１３ｃは、複数の固定用リベット（図示せず）等にて一体にかしめて固定されている。
【００６７】
回転子鉄心１３ａには、吐出ガスのガス流路となる略軸方向に貫通する貫通孔（図示せず）が複数開けられている。
【００６８】
密閉容器２０には、電力の供給源である電源に接続する端子２４（ガラス端子という）が、溶接により固定されている。図１の例では、密閉容器２０の上面に端子２４が設けられる。端子２４には、電動要素１０２からのリード線２３が接続される。
【００６９】
密閉容器２０の上面に、両端が開口した吐出管２５が嵌挿されている。圧縮要素１０１から吐出される吐出ガスは、密閉容器２０内から吐出管２５を通って外部の冷凍サイクルへ吐出される。
【００７０】
尚、電動要素１０２が誘導電動機で構成される場合には、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定枚数軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される回転子鉄心１３ａと、回転子鉄心１３ａに形成されるスロットにアルミニウムや銅で構成される導体が充填または挿入され、その導体の両端をエンドリングで短絡したかご形巻線とを備える。
【００７１】
密閉容器２０内の底部に貯留される冷凍機油３０には、アルキルベンゼン（第１の冷凍機油の一例）を主体として、ＰＶＥ（ポリビニルエーテル、第２の冷凍機油の一例）が重量比で２０％程度混合されている。
【００７２】
主にアルキルベンゼンが、圧縮要素１０１の潤滑を行う。アルキルベンゼンは、極圧作用の高い冷凍機油である。アルキルベンゼンは、飽和水分量が２００ｐｐｍ未満である。そのため、飽和水分量の高い冷凍機油の分子間力により、水分子の冷媒への触媒作用を抑制し冷媒の分解を抑制するために、飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上のＰＶＥを混合する。
【００７３】
ＰＶＥは、加水分解する分子構造を有していない。
【００７４】
加水分解とは、反応物と水が反応し、生成物に分解する反応で、このとき水は生成物にＨ（プロトン成分）とＯＨ（水酸化物成分）とに分割して取り込まれる。
【００７５】
冷凍サイクル中に水分子が混入しても、飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上のＰＶＥの分子間力により、水分子の冷媒への触媒作用を抑制し、冷媒の分解を抑制することができる。
【００７６】
アルキルベンゼンとＰＶＥとの冷凍サイクル装置への充填は、以下に示す方法による。
（１）ロータリ圧縮機２００にアルキルベンゼンを充填し、ＰＶＥは冷凍サイクル装置のロータリ圧縮機２００以外の部分に充填する。例えば、液冷媒を貯留するレシーバを使用する場合は、ＰＶＥはレシーバに充填する。このように、アルキルベンゼンとＰＶＥを、冷凍サイクル装置の異なる箇所に充填することにより、冷凍機油の充填作業を円滑に行うことができる。
（２）但し、ロータリ圧縮機２００にアルキルベンゼンを充填し、次にＰＶＥもロータリ圧縮機２００に充填することも可能である。
【００７７】
ＰＶＥ以外に、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）も上記条件（飽和水分量が２０００ｐｐｍ以上）を満たすので、使用可能である。
【００７８】
また、ＰＶＥ、ＰＡＧを充填する代わりに、冷凍サイクル装置に水分捕捉材を設けてもよい。特に、水分捕捉材は、冷凍サイクル装置の低圧側に設ける方が好ましい。高圧側に水分捕捉材を設けると、水分捕捉材から水分が蒸発する懸念がある。
【００７９】
水分捕捉材は、多孔質ゼオライトで構成される。ゼオライトは結晶中に空洞を数多くもつ多孔質の物質で、この特殊な構造、及びその構成成分により、さまざまな物質を結晶構造の中へ取り入れたり、或いは又、その結晶内物質と結晶外物質とを交換しあうという性質を持つ。
【００８０】
ロータリ圧縮機２００の一般的な動作について説明する。端子２４、リード線２３から電動要素１０２の固定子１２に電力が供給されることにより、回転子１３が回転する。すると回転子１３に固定されたクランク軸６が回転し、それに伴いローリングピストン２はシリンダ１のシリンダ室１ｂ内で偏心回転する。シリンダ１のシリンダ室１ｂとローリングピストン２との間の空間は、ベーン３によって２分割されている。クランク軸６の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化し、片側はだんだん容積が広がることにより吸入マフラ２１より冷媒を吸入し、他側は容積が除々に縮小することにより、中の冷媒ガスが圧縮される。圧縮された吐出ガスは、吐出マフラ７から密閉容器２０内に一度吐出され、更に電動要素１０２を通過して密閉容器２０の上面にある吐出管２５より密閉容器２０外へ吐出される。
【００８１】
電動要素１０２を通過する吐出ガスは、電動要素１０２の回転子１３の貫通孔、固定子鉄心１２ａのスロットオープニング（図示せず、スロット開口部ともいう）含む空隙、固定子鉄心１２ａの外周に配置された切欠き等を通る。
【００８２】
ロータリ圧縮機２００が上記運転動作を行う場合、部品同士が摺動する摺動部が以下に示すように複数ある。
（１）第１の摺動部：ローリングピストン２の外周２ａとベーン３の先端３ａ（内側）；
（２）第２の摺動部：シリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂ（両側面）；
（３）第３の摺動部：ローリングピストン２の内周２ｂとクランク軸６の偏心軸部６ａ；
（４）第４の摺動部：主軸受け４の内周とクランク軸６の主軸部６ｂ；
（５）第５の摺動部：副軸受け５の内周とクランク軸６の副軸部６ｃ。
【００８３】
圧縮要素１０１に設けられる、摺動部を構成する部品をまとめる。
（１）シリンダ１；
（２）ローリングピストン２；
（３）ベーン３；
（４）主軸受け４；
（５）副軸受け５；
（６）クランク軸６。
【００８４】
また、図示しないが、駆動軸が駆動されると、ローリングピストン２に一体に設けたベーン３の突出先端部が支持体の受入溝に沿って出入すると同時に、支持体が旋回する。つまり、ベーン３は、ローリングピストン２の公転にしたがって揺動しながら径方向へ進退動することによって、シリンダ室１ｂの内部を常に圧縮室と吸入室とに区画するスイング式のロータリ圧縮機がある。
【００８５】
このスイング式のロータリ圧縮機では、ベーン３の突出先端部と支持体の受入溝とが摺動部となる。
【００８６】
また、シリンダ１の吸入口と吐出口との中間部に、円筒形の筒状保持孔が形成され、この保持孔には、横断面が半円形状の２つの半円柱状部材で構成する支持体が回転自在に嵌合しているので、筒状支持体の外周面とシリンダの筒状保持孔とが他の摺動部となる。
【００８７】
本実施の形態は、冷媒として組成中に炭素の二重結合を有するものを使用するため、従来の冷媒と比べて冷媒の化学反応が起こりやすい。これを防止するため、上述の各摺動部において、高温条件や反応触媒を生成しやすい金属同士の直接的な接触を避ける構成をとっている。
【００８８】
先ず、第１の摺動部であるローリングピストン２の外周とベーン３の先端３ａにおいては、ベーン３の表面に炭素系のＤＬＣ−Ｓｉ（ダイヤモンドライクカーボン−シリコン）コーティング（非金属の一例）を施した構成となっている。このため、ローリングピストン２の外周とベーン３の先端３ａとの間の摺動は金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。
【００８９】
ＤＬＣ−Ｓｉコーティングは、シリコンを含有したアモルファスカーボンであり、表層硬度は２０００〜２５００Ｈｍｖ、膜厚さは３±１μｍである。
【００９０】
第２の摺動部であるシリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂにおいても、上述のベーン３の表面にＤＬＣ−Ｓｉコーティングを施すことにより、金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。
【００９１】
第３の摺動部であるローリングピストン２の内周２ｂとクランク軸６の偏心軸部６ａにおいては、クランク軸６の表面にリン酸マンガン皮膜（非金属の一例）を形成することで、金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。尚、ローリングピストン２の内周２ｂにリン酸マンガン皮膜を形成してもよい。
【００９２】
第４の摺動部である主軸受け４の内周とクランク軸６の主軸部６ｂ及び第５の摺動部である副軸受け５の内周とクランク軸６の副軸部６ｃにおいても、クランク軸６の表面にリン酸マンガン皮膜を形成することで、金属同士の直接的な接触を避けることができ、高温条件となりにくく、また金属表面も活性化されにくいので、冷媒の分解や重合を抑制することができる。尚、主軸受け４及び副軸受け５の内周にリン酸マンガン皮膜を形成してもよい。
【００９３】
上記のように構成することで、ロータリ圧縮機２００内の全ての摺動部において、金属同士の直接的な接触を防止し、圧縮要素１０１の部品として用いられている鉄系材料が、組成中に炭素の二重結合を有する冷媒の重合や分解の触媒として働くことを防止することができるため、スラッジを生成しにくく、ロータリ圧縮機２００の故障や冷凍回路内の詰まりを抑制し、長期にわたる信頼性を得ることが可能となる。
【００９４】
ベーン３に施すコーティングとしては、ＤＬＣ−Ｓｉコーティング以外に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＣｒＮ（窒化クロム）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）、ＷＣ／Ｃ、ＶＣ等を用いてもよく、ベーンの摺動面に金属が露出しないため、これらのコーティングにおいても同様の効果がある。
【００９５】
また、ベーン３においては、上述のように金属の表面を非金属のコーティングで覆う方法のほかに、ベーン３そのものをセラミック系の材料とする方法もある。材質としては、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）等があり、これらを用いることで、ベーン３の摺動面に金属が露出しないため、同様の効果を得ることができる。
【００９６】
ベーン３の表面に金属面を露出しない方法を示したが、ローリングピストン２の外周２ａにおいて同様の方法を実施してもよい。ローリングピストン２の外周２ａを含む表面にＤＬＣ−Ｓｉ，ＤＬＣ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＷＣ／Ｃ、ＶＣ等のコーティングを施すことにより、ローリングピストン２の外周２ａの摺動面に金属が露出しないため、同様の効果がある。
【００９７】
また、ローリングピストン２においても、金属の表面を非金属系のコーティングで覆う方法だけでなく、ローリングピストン２の材質そのものをセラミック系の材料とする方法もある。材質としては、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４等が適用可能であり、ローリングピストン２の外周２ａの摺動面に金属が露出しないため、同様の効果がある。
【００９８】
第２の摺動部であるシリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂにおけるその他の例を示す。上述した、ベーン３にＤＬＣ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＷＣ／Ｃ、ＶＣ等のコーティングを施すことにより、第２の摺動部においてもベーン３の摺動面に金属が露出することを防止できるため、同様の効果を得ることができる。
【００９９】
また、ベーン３の材質を、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックとすることによっても第２の摺動部においてもベーン３の摺動面に金属が露出しないため、同様の効果を得ることができる。
【０１００】
第３の摺動部であるローリングピストン２の内周２ｂとクランク軸６の偏心軸部６ａにおけるその他の実施例を示す。
【０１０１】
クランク軸６の表面にリン酸マンガン皮膜を形成する方法を示したが、ローリングピストン２側に対策を施してもよく、ローリングピストン２の内径部に軸受け材（図示せず）を用いる方法もある。
【０１０２】
この軸受け材には、金属系と樹脂系（非金属系）の２種類があるが、本実施の形態の主旨に合うものは、樹脂系の軸受け材（非金属の一例）である。
【０１０３】
樹脂系の軸受け材として具体的には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）を主成分とした軸受け材を用いることが望ましい。これにより、ローリングピストン内径側の摺動部に金属が露出しないため、同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
尚、クランク軸６の偏心軸部６ａに、軸受け材（非金属の一例）を用いてもよい。
【０１０５】
第４の摺動部である主軸受け４の内周とクランク軸６の主軸部６ｂと、第５の摺動部である副軸受け５の内周とクランク軸６の副軸部６ｃとにおけるその他の実施例を示す。
【０１０６】
クランク軸６の表面に、リン酸マンガン皮膜を形成する方法を示したが、主軸受け４及び副軸受け５側に対策を施してもよく、主軸受けの内径部に軸受け材を用いる方法もある。
【０１０７】
この軸受け材には、金属系と樹脂系の２種類があるが、本実施の形態の主旨に合うものは、樹脂系の軸受け材（非金属の一例）である。
【０１０８】
樹脂系の軸受け材として具体的には、ＰＴＦＥ、ＰＯＭを主成分とした軸受け材を用いることが望ましい。これにより、主軸受け４の内径側の摺動部に金属が露出しないため、同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
尚、クランク軸６の主軸部６ｂと副軸部６ｃに、軸受け材を用いることもできる。
【０１１０】
以上の説明では、摺動部を構成する部品のいずれか一方を、少なくともその摺動する表面を非金属で構成する例を説明したが、摺動部を構成する部品の両方を少なくともその摺動する表面を非金属で構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施の形態１を示す図で、空気調和機の冷媒回路図。
【図２】実施の形態１を示す図で、ロータリ圧縮機２００の縦断面図。
【図３】実施の形態１を示す図で、図２のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
【０１１２】
１  シリンダ、１ａ  ベーン溝、１ｂ  シリンダ室、１ｃ  背圧室、２  ローリングピストン、２ａ  外周、２ｂ  内周、３  ベーン、３ａ  先端、３ｂ  側面部、４  主軸受け、５  副軸受け、６  クランク軸、６ａ  偏心軸部、６ｂ  主軸部、６ｃ  副軸部、７  吐出マフラ、８  ベーンスプリング、１２  固定子、１２ａ  固定子鉄心、１２ｂ  巻線、１２ｃ  絶縁部材、１３  回転子、１３ａ  回転子鉄心、１３ｂ  上端板、１３ｃ  下端板、２０  密閉容器、２１  吸入マフラ、２２  吸入管、２３  リード線、２４  端子、２５  吐出管、３０  冷凍機油、４１  室外機、４２  室内機、４３  圧縮機、４４  四方弁、４５  室外熱交換器、４５ａ  室外送風機、４６  電子膨張弁、４７  液管、４８  室内熱交換器、４８ａ  室内送風機、４９  ガス管、１０１  圧縮要素、１０２  電動要素、２００  ロータリ圧縮機。
【図１】
2010002098.tif 000003
【図２】
2010002098.tif 000004
【図３】
2010002098.tif 000005