(57)【要約】【課題】二元冷凍サイクルを構成する高温側冷凍サイクルと低温側冷凍サイクルとを備えた冷凍サイクル装置において、高温側圧縮機の摺動部の耐摩耗性を向上させ、低温側圧縮機の摺動部の摺動抵抗を小さくして摺動損失を低減させる。【解決手段】高温側圧縮機４を有する高温側冷凍サイクル１と低温側圧縮機１１を有する低温側冷凍サイクル２とを備え、冷媒として塩素を含まない冷媒が使用され、高温側圧縮機４で使用される高温側潤滑油と低温側圧縮機１１で使用される低温側潤滑油とが冷媒に対して相溶性を有し、高温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数は低温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数より高い。【選択図】図１
2014037928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温側圧縮機と、被加熱流体を加熱する高温側凝縮器と、高温側膨張装置と、中間熱交換器の高温側流路とが高温側冷媒配管を介して連通され、前記高温側冷媒配管に沿って冷媒が循環する高温側冷凍サイクルと、
低温側圧縮機と、前記中間熱交換器の低温側流路と、低温側膨張装置と、低温側蒸発器とが低温側冷媒配管を介して連通され、前記低温側冷媒配管に沿って冷媒が循環する低温側冷凍サイクルとを備え、
前記高温側冷凍サイクルと前記低温側冷凍サイクルとを同一の筐体に搭載した冷凍サイクル装置において、
前記冷媒として塩素を含まない冷媒が使用され、
前記高温側圧縮機で使用される高温側潤滑油と前記低温側圧縮機で使用される低温側潤滑油とは前記冷媒に対して相溶性を有し、
前記高温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数が前記低温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数より高いことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記冷媒はＨＦＣ系冷媒であり、前記高温側潤滑油がポリビニルエーテルであり、前記低温側潤滑油がポリオールエステルである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】
前記高温側潤滑油と前記低温側潤滑油に対して付加する耐荷重添加剤の重量比率が、前記高温側潤滑油＞前記低温側潤滑油≧０であることを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記高温側圧縮機は、高温側シリンダ室とこの高温側シリンダ室内を吸込室と圧縮室とに区画する摺動可能な高温側ブレードを備えたロータリ型であり、前記低温側圧縮機は、低温側シリンダ室とこの低温側シリンダ室を吸込室と圧縮室とに区画する摺動可能な低温側ブレードを備えたロータリ型であり、前記高温側ブレードの摺動面には母材より硬度が高くなる拡散浸透処理が施され、前記低温側ブレードの摺動面には母材より摩擦係数の低い被膜処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記高温側圧縮機は、高温側シリンダ室とこの高温側シリンダ室を挿通する回転軸とこの回転軸に嵌合されて前記高温側シリンダ室内で偏心回転する高温側ローラと先端部をこの高温側ローラの外周面に当接させて前記高温側シリンダ室を吸込室と圧縮室とに区画する摺動可能な高温側ブレードとを備えたロータリ型であり、前記低温側圧縮機は、低温側シリンダ室とこの低温側シリンダ室を挿通する回転軸とこの回転軸に嵌合されて前記低温側シリンダ室内で偏心回転する低温側ローラと先端部をこの低温側ローラの外周面に当接させて前記低温側シリンダ室内を吸込室と圧縮室とに区画する摺動可能な低温側ブレードとを備えたロータリ型であり、前記高温側ブレードと前記低温側ブレードのうち少なくとも前記高温側ブレードは前記回転軸の軸方向にそって２枚以上に分けられ、前記高温側ブレードの枚数が前記低温側ブレードの枚数より多いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二元冷凍サイクルを構成する高温側冷凍サイクルと低温側冷凍サイクルとを備えた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二元冷凍サイクルを構成する高温側冷凍サイクルと低温側冷凍サイクルとを備えた冷凍サイクル装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された二元式の冷凍サイクル装置では、高温側冷凍サイクルの圧縮機と低温側冷凍サイクルの圧縮機とにおいて、冷媒に対して非相溶性の潤滑油を使用している。圧縮機において冷媒に対して非相溶性の潤滑油を使用すると、圧縮機から冷媒と共に流出した潤滑油の圧縮機への戻り性が低下するので、特許文献１の冷凍サイクル装置では、各冷凍サイクルにおける冷媒配管の長さを短くして潤滑油の戻り性を良くするとともに、高温側冷凍サイクルと低温側冷凍サイクルとの間で熱交換を行うための熱媒を循環させる熱媒循環路を冷媒配管とは別個に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８９７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたように、冷媒に対して非相溶性の潤滑油を使用するとともに熱媒循環路を設けた場合には、システムが複雑化、大型化し、コストが増大する。
【０００６】
一方、冷媒に対して相溶性を有する潤滑油を用いた場合には、高温側冷凍サイクルの圧縮機では、潤滑油が高温による粘度低下及び高圧による冷媒溶け込み量の増加による希釈により粘度が大きく低下し、摺動部の耐摩耗性が低下する。
【０００７】
また近年、オゾン層保護の見地から塩素を含まない冷媒の使用が求められているが、極圧剤としての機能を有する塩素を含まない冷媒を使用することにより摺動部の耐摩耗性がさらに低下する。
【０００８】
本発明の実施形態の目的は、高温側冷凍サイクルの高温側圧縮機と低温側冷凍サイクルの低温側圧縮機とにおいて塩素を含まない冷媒を使用するとともに冷媒に対して相溶性を有する潤滑油を使用した場合に、高温側圧縮機の摺動部の耐摩耗性を向上させるとともに、低温側圧縮機の摺動部の摺動抵抗を小さくして摺動損失を低減させることができる冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の冷凍サイクル装置は、高温側圧縮機と、被加熱流体を加熱する高温側凝縮器と、高温側膨張装置と、中間熱交換器の高温側流路とが高温側冷媒配管を介して連通され、高温側冷媒配管に沿って冷媒が循環する高温側冷凍サイクルと、低温側圧縮機と、中間熱交換器の低温側流路と、低温側膨張装置と、低温側蒸発器とが低温側冷媒配管を介して連通され、低温側冷媒配管に沿って冷媒が循環する低温側冷凍サイクルとを備え、高温側冷凍サイクルと低温側冷凍サイクルとを同一の筐体に搭載した冷凍サイクル装置において
、冷媒として塩素を含まない冷媒が使用され、高温側圧縮機で使用される高温側潤滑油と低温側圧縮機で使用される低温側潤滑油とは冷媒に対して相溶性を有し、高温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数が低温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数より高いことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】高温側圧縮機の圧縮機構部を示す平面視の説明図である。
【図３】低温側圧縮機の圧縮機構部を示す平面視の説明図である。
【図４】粘度圧力係数“α”が異なる２種類の潤滑油を用いて行った高温側冷凍サイクルの運転条件と低温側冷凍サイクルの運転条件での試験結果を示す説明図である。
【図５】ブレード摺動面にＤＬＣ処理を施したブレードと窒化処理を施したブレードとを用いて行った高温側冷凍サイクルの運転条件と低温側冷凍サイクルの運転条件での試験結果を示す説明図である。
【図６】ブレード摺動面に窒化処理による拡散浸透処理を施した場合のポーラス層の厚みと耐久性の関係を示す説明図である。
【図７】第２の実施形態の高温側圧縮機と低温側圧縮機とを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の冷凍サイクル装置について、図１ないし図６に基づいて説明する。図１は、温水を生成するために使用される冷凍サイクル装置の全体構成を示しており、この冷凍サイクル装置は、二元冷凍サイクルを構成する高温側冷凍サイクル１と低温側冷凍サイクル２とを有し、これらの高温側冷凍サイクル１と低温側冷凍サイクル２とが同一の筐体３に搭載されている。
【００１２】
まず、高温側冷凍サイクル１について説明する。高温側冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮する高温側圧縮機４と、冷媒を凝縮する高温側凝縮器５と、冷媒を減圧する高温側膨張装置６と、熱交換を行う中間熱交換器７とを有し、これらの高温側圧縮機４と高温側凝縮器５と高温側膨張装置６と中間熱交換器７内の高温側流路７ａとが高温側冷媒配管８を介して連通され、この高温側冷媒配管８に沿って冷媒が循環する。中間熱交換器７は、高温側冷凍サイクル１では、高温側流路７ａ内を流れる冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。高温側凝縮器５内には、被加熱流体である水が流れる被加熱流体流路９が配管され、この被加熱流体流路９の途中には、水を流すポンプ１０が設けられている。
【００１３】
つぎに、低温側冷凍サイクル２について説明する。低温側冷凍サイクル２は、冷媒を圧縮する低温側圧縮機１１と、中間熱交換器７と、冷媒を減圧する低温側膨張装置１２と、冷媒を蒸発させる低温側蒸発器１３とを有し、これらの低温側圧縮機１１と中間熱交換器７内の低温側流路７ｂと低温側膨張装置１２と低温側蒸発器１３とが低温側冷媒配管１４を介して連通され、この低温側冷媒配管１４に沿って冷媒が循環する。中間熱交換器７は、低温側冷凍サイクル２では、低温側流路７ｂ内を流れる冷媒を凝縮する凝縮器として機能する。低温側蒸発器１３に対向する位置には、この低温側蒸発器１３に対して送風する送風ファン１５が設けられている。
【００１４】
図２は、ロータリ型の高温側圧縮機４の圧縮機構部１６を示す平面視の説明図である。圧縮機構部１６は、内部に高温側シリンダ室１７が形成された高温側シリンダ１８と、高温側シリンダ室１７を挿通して軸心回りに回転可能に設けられた回転軸１９と、回転軸１９に設けられて高温側シリンダ室１７内に配置される偏心部２０と、偏心部２０の外周に嵌合されて回転軸１９の回転に伴い高温側シリンダ室１７内で偏心回転する高温側ローラ２１と、高温側シリンダ１８に形成されたブレード溝２２内に摺動可能に収容されて先端
部を高温側ローラ２１の外周面に当接させる高温側ブレード２３と、ブレード溝２２の奥部に収容されて高温側ブレード２３を高温側ローラ２１側に付勢するスプリング２４とを備えている。
【００１５】
高温側シリンダ室１７内は、先端部を高温側ローラ２１の外周面に当接させた高温側ブレード２３により、吸込室１７ａと圧縮室１７ｂとに区画されている。高温側シリンダ１８には、高温側圧縮機４の駆動時に冷媒を吸込室１７ａに吸込む吸込通路２５が形成されている。また、圧縮室１７ｂで圧縮された冷媒を吐出する吐出通路は図示しない軸受部材に形成されている。
【００１６】
図３は、ロータリ型の低温側圧縮機１１の圧縮機構部２７を示す平面視の説明図であり、この圧縮機構部２７の基本的構成は図２に示した高温側圧縮機４の圧縮機構部１６と同じである。圧縮機構部２７は、内部に低温側シリンダ室２８が形成された低温側シリンダ２９と、低温側シリンダ室２８を挿通して軸心回りに回転可能に設けられた回転軸３０と、回転軸３０に設けられて低温側シリンダ室２８内に配置される偏心部３１と、偏心部３１の外周に嵌合されて回転軸３０の回転に伴い低温側シリンダ室２８内で偏心回転する低温側ローラ３２と、低温側シリンダ２９に形成されたブレード溝３３内に摺動可能に収容されて先端部を低温側ローラ３２の外周面に当接させる低温側ブレード３４と、ブレード溝３３の奥部に収容されて低温側ブレード３４を低温側ローラ３２側に付勢するスプリング３５とを備えている。
【００１７】
低温側シリンダ室２８内は、先端部を低温側ローラ３２の外周面に当接させた低温側ブレード３４により、吸込室２８ａと圧縮室２８ｂとに区画されている。低温側シリンダ２９には、低温側圧縮機１１の駆動時に冷媒を吸込室２８ａに吸込む吸込通路３６が形成されている。また、圧縮室２８ｂで圧縮された冷媒を吐出する吐出通路は図示しない軸受部材に形成されている。
【００１８】
つぎに、高温側冷凍サイクル１と低温側冷凍サイクル２とにおいて使用される冷媒、高温側圧縮機４と低温側圧縮機１１とにおいて使用される潤滑油について説明する。
【００１９】
冷媒は、高温側冷凍サイクル１と低温側冷凍サイクル２とにおいて、ともに塩素を含まないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒が使用されている。ＨＦＣ系冷媒としては、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａなどの単一冷媒や、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とを混合してなるＲ４１０Ａ等の混合冷媒が挙げられる。
【００２０】
潤滑油は、高温側圧縮機４では高温側潤滑油であるＰＶＥ（ポリビニルエーテル）が使用され、低温側圧縮機１１では低温側潤滑油であるＰＯＥ（ポリオールエステル）が使用されている。これらのＰＶＥとＰＯＥとは、共にＨＦＣ系冷媒に対して相溶性を有する。ＰＶＥの４０℃における粘度圧力係数“α”と、ＰＯＥの４０℃における粘度圧力係数“α”とを比較すると、ＰＶＥのほうがＰＯＥより高い。
【００２１】
潤滑油の粘度については、
“η＝η0exp（αｐ）”の式に示される性質がある（ＡＳＭＥ  Pressure-viscosity Report,ＡＳＭＥ，１９５３）。
なお、“η”は、任意の圧力“ｐ”における潤滑油の粘度、
“η0”は、大気圧における潤滑油の粘度、
“α”は、潤滑油の粘度圧力係数である。
【００２２】
すなわち、潤滑油の粘度“η”は、圧力“ｐ”に対して指数関数的に増加するため、混
合潤滑状態や境界潤滑状態となって高面圧を受ける摺動部では、潤滑油の粘度は局部的に高くなる。
【００２３】
そして、混合潤滑状態や境界潤滑状態の摺動部において、耐摩耗性を向上させる方法として、文献１（日本機械学会論文集Ｃ編．６４−６２４．論文Ｎｏ．９７−１４２５）には、粘度圧力係数“α”の高い潤滑油の効果が記載されている。この効果とは、粘度圧力係数“α”が高い潤滑油は、摺動部において局部的に粘度が極めて高いいわゆる固化膜を形成しやすく、固化膜により摩擦面が保護されることである。その一方で上記文献１には、潤滑油の粘度圧力係数“α”が高い程、摺動部の摩擦係数が高くなり、摺動損失が大きくなることが記載されている。
【００２４】
また、上記文献１には、ＰＶＥは、ＨＦＣ系冷媒に対して相溶性を有する潤滑油のなかで、粘度圧力係数“α”が高く、摩擦係数も高いことが記載されている。
【００２５】
さらに、上記文献１及び文献２（日本機械学会論文集Ｃ編，６３−６１２，Ｎｏ．９６−１４２７）には、ＰＯＥは、ＨＦＣ系冷媒に対し相溶性を有する潤滑油のなかで、特に低温度域における摩擦係数が低く、また、摩擦面に強固な吸着膜を形成することで耐摩耗性に優れるが、この吸着膜は転移温度（１５０℃付近）以上になると喪失して急激に耐摩耗性が悪化することが記載されている。
【００２６】
図４は、粘度圧力係数“α”が異なる、２種類の潤滑油（４０℃における粘度圧力係数が１５．１ＧＰａ−１である高温側潤滑油［ＰＶＥ］、４０℃における粘度圧力係数が１０．３ＧＰａ−１である低温側潤滑油［ＰＯＥ］）を用いて行った高温側冷凍サイクル１の運転条件での圧縮機の耐久試験結果と、低温側冷凍サイクル２の運転条件での圧縮機の耐久試験結果及び性能（ＣＯＰ）試験結果を示す説明図である。
【００２７】
なお、高温側冷凍サイクル１の運転条件は、凝縮温度を９５℃、蒸発温度を３５℃、圧縮機の運転周波数を６０ｒｐｓとした。また、低温側冷凍サイクル２の運転条件は、凝縮温度を４５℃、蒸発温度を５℃、圧縮機の運転周波数を６０ｒｐｓとした。
【００２８】
図４によれば、高温側冷凍サイクル１の運転条件で圧縮機を運転した場合、粘度圧力係数“α”が高い高温側潤滑油（ＰＶＥ）を用いた圧縮機では耐久試験結果が良好（ＯＫ）であるのに対し、粘度圧力係数“α”が低い低温側潤滑油（ＰＯＥ）を用いた圧縮機では摩耗が発生して耐久試験結果が（ＮＧ）であることが分かる。
【００２９】
一方、低温側冷凍サイクル２の運転条件で圧縮機を運転した場合、粘度圧力係数“α”が高い高温側潤滑油（ＰＶＥ）と粘度圧力係数“α”が低い低温側潤滑油（ＰＯＥ）とのいずれを用いても圧縮機の耐久試験結果が良好（ＯＫ）であり、性能（ＣＯＰ）試験結果は、粘度圧力係数“α”が低い低温側潤滑油（ＰＯＥ）を用いたほうが良好であることが分かる。
【００３０】
つぎに、高温側潤滑油と低温側潤滑油とへの耐荷重添加剤の付加について説明する。潤滑油に耐荷重添加剤を付加することにより、混合潤滑状態や境界潤滑状態における摺動部の耐摩耗性を高めることが可能となる。しかしその反面、耐荷重添加剤を付加することにより低温析出物が生じ易くなり、低温析出物が生じた場合には、冷媒や潤滑油が流れる流路の内径が狭くなり、場合によっては流路が閉塞される場合がある。
【００３１】
そこで、高温側潤滑油と低温側潤滑油とに耐荷重添加剤を付加する場合、付加する耐荷重添加剤の重量比率を、高温側潤滑油＞低温側潤滑油≧０としている。
【００３２】
耐荷重添加剤の代表的なものとしては、リン酸エステル類を含むものが挙げられる。具体的には、トルクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）のリン酸エステル、トリクレジルホスファイト、トリフェニルホスファイトの亜リン酸エステル、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどがある。さらには、チオリン酸塩（ジアルキルジチオリン酸亜鉛；ＺｎＤＴＰ）類、高級脂肪酸、高級アルコール、有機モリブデン化合物なども耐荷重添加剤として用いることが可能である。
【００３３】
つぎに、高温側ブレード２３と低温側ブレード３４とのブレード摺動面の処理について説明する。高温側ブレード２３が摺動する場合に他の部材と当接又は接触する高温側ブレード２３のブレード摺動面には、高温側ブレード２３の母材より硬度が高い拡散浸透処理、例えば、窒化処理による拡散浸透処理が施されている。
【００３４】
一方、低温側ブレード３４が摺動する場合に他の部材と当接又は接触する低温側ブレード３４のブレード摺動面には、低温側ブレード３４の母材より摩擦係数の低い被膜処理、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理が施されている。
【００３５】
図５は、ブレード摺動面にＤＬＣ処理を施したブレードと窒化処理による拡散浸透処理を施したブレードとを用いて行った、高温側冷凍サイクル１の運転条件でのブレードの耐久試験結果と、低温側冷凍サイクル２の運転条件でのブレードの耐久試験結果及び圧縮機の性能（ＣＯＰ）試験結果とを示す説明図である。
【００３６】
なお、高温側冷凍サイクル１の運転条件は、図４で説明した試験と同様に、凝縮温度を９５℃、蒸発温度を３５℃、圧縮機の運転周波数を６０ｒｐｓとした。また、低温側冷凍サイクル２の運転条件は、図４で説明した試験と同様に、凝縮温度を４５℃、蒸発温度を５℃、圧縮機の運転周波数を６０ｒｐｓとした。
【００３７】
図５によれば、高温側冷凍サイクル１の運転条件では、ブレード摺動面に窒化処理を施した場合にはブレードの耐久試験の試験結果が良好（ＯＫ）であるのに対し、ＤＬＣ処理を施した場合には処理部分に剥離が発生して耐久試験が（ＮＧ）であることが分かる。
【００３８】
一方、低温側冷凍サイクル２の運転条件では、ブレード摺動面に窒化処理を施した場合とＤＬＣ処理を施した場合とのいずれにおいてもブレードの耐久試験結果が良好（ＯＫ）であり、性能（ＣＯＰ）試験結果は、ＤＬＣ処理を施したほうが良好であることが分かる。
【００３９】
図６は、ブレード摺動面に窒化処理による拡散浸透処理を施した場合に窒化処理表面に発生するポーラス層の厚みを調整し、高温側冷凍サイクル１の運転条件で高圧縮比運転と高圧力運転とを行った場合のブレードの耐久試験結果を示す説明図である。
【００４０】
ここで、高圧縮比運転とは、使用条件範囲の中で最も圧縮比の高い条件における運転であり、高圧力運転とは、使用条件範囲の中で最も低圧と高圧がともに高い条件における運転である。
【００４１】
なお、高温側冷凍サイクル１の運転条件の高圧縮比運転では、凝縮温度を９０℃、蒸発温度を１０℃、圧縮機の運転周波数を６０ｒｐｓとした。
【００４２】
また、高温側冷凍サイクル１の運転条件の高圧力運転では、凝縮温度を９５℃、蒸発温度を３５℃、圧縮機の運転周波数を６０ｒｐｓとした。
【００４３】
図６によれば、ポーラス層の厚みを１μｍ以下とすることにより、高圧縮比運転と高圧
力運転とのいずれにおいても、耐久試験結果が良好（ＯＫ）になることが分かる。ポーラス層の厚みがそれ以上である場合には、ポーラス層において一部剥離や剥離が発生することが分かる。
【００４４】
このような構成において、この冷凍サイクル装置では、低温側圧縮機１１が駆動されることによる低温側冷凍サイクル２の運転と、高温側圧縮機４が駆動されることによる高温側冷凍サイクル１の運転とが行われる。さらに、ポンプ１０が駆動されることにより被加熱流体流路９内を水が流れ、この水は高温側凝縮器５において冷媒から放熱される熱で暖められて温水となり、この温水は温水を必要とする箇所に供給される。
【００４５】
低温側冷凍サイクル２と高温側冷凍サイクル１とが運転されることにより、中間熱交換器７において熱交換が行われ、高温側冷凍サイクル１の冷媒が低温側冷凍サイクル２の冷媒から放熱された熱で暖められる。これにより、高温側冷凍サイクル１では、高温側圧縮機４に吸込まれる冷媒の温度が高くなり、高温側圧縮機４の高温側シリンダ室１７内の温度と圧力とは、低温側圧縮機１１の低温側シリンダ室２８内の温度と圧力とに比べて高くなり、高温側凝縮器５から放熱される熱量が多くなり、温水の生成が促進される。
【００４６】
ここで、高温側圧縮機４で使用する高温側潤滑油として、４０℃における粘度圧力係数“α”が１５．１ＧＰａ−１と高いＰＶＥを使用している。このＰＶＥを使用することにより、高温側圧縮機４の高温側シリンダ室１７内の温度と圧力とが上昇しても、図４に示したように、高温側圧縮機４の耐久性が向上する。
【００４７】
また、低温側圧縮機１１で使用する低温側潤滑油として、４０℃における粘度圧力係数“α”が１０．３ＧＰａ−１であるＰＯＥを使用している。このＰＯＥを使用することにより、図４に示したように、低温側圧縮機１１では耐久性を確保するとともに、性能（ＣＯＰ）試験結果がＰＶＥを用いた場合より良好になる。
【００４８】
また、本実施形態では、高温側潤滑油（ＰＶＥ）と低温側潤滑油（ＰＯＥ）とに付加する耐荷重添加剤の重量比率を、高温側潤滑油＞低温側潤滑油≧０としている。このため、摺動環境が厳しい高温側圧縮機４で使用する高温側潤滑油に対して耐荷重添加剤の付加量を多くすることにより、高温側圧縮機４の耐摩耗性を向上させることができる。しかも、この高温側圧縮機４及び高温側冷凍サイクル１は低温になりにくいため、耐荷重添加剤の付加量を多くしても、低温析出物の発生を抑制することができ、低温析出物の析出に伴う高温側冷凍サイクル１の信頼性や性能の低下を防止することができる。一方、摺動環境が厳しくなく低温になり易い低温側圧縮機１１の低温側潤滑油に対しては耐荷重添加剤の付加量を少なくし、又は、耐荷重添加剤を付加しない。このため、耐荷重添加剤を付加することによる低温析出物の発生を抑制することができ、低温側冷凍サイクル２の性能を維持することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、図５に示したように、高温側圧縮機４の高温側ブレード２３の表面に窒化処理による拡散浸透処理を施すことにより、高温側ブレード２３の耐久性を向上させることができる。一方、低温側圧縮機１１の低温側ブレードの表面にＤＬＣ処理を施すことにより、低温側ブレード３４の耐久性を向上させることができるとともに、低温側圧縮機１１の性能（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、高温側ブレード２３の摺動面に窒化処理による拡散浸透処理を施した場合に窒化処理表面に発生するポーラス層の厚みを、図６に示したように１μｍ以下としている。これにより、ポーラス層の一部剥離や剥離を防止することができ、高温側圧縮機４の性能及び信頼性を高めることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の冷凍サイクル装置の一部を、図７に基づいて説明する。なお、第１の実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。
【００５２】
図７（ａ）は高温側冷凍サイクルの高温側圧縮機４Ａを示す断面図であり、図７（ｂ）は低温側冷凍サイクルの低温側圧縮機１１Ａを示す断面図である。この第２の実施形態の基本的構成は第１の実施形態と同じであり、異なる点は、各シリンダ室内において、高温側圧縮機４Ａでは２枚の高温側ブレード２３ａ、２３ｂが使用され、低温側圧縮機１１Ａでは１枚の低温側ブレード３４が使用されている点である。
【００５３】
高温側圧縮機４Ａの圧縮機構部１６Ａは、内部に高温側シリンダ室１７が形成された一対の高温側シリンダ１８と、高温側シリンダ室１７を挿通して軸心回りに回転可能に設けられた回転軸１９と、回転軸１９に設けられて高温側シリンダ室１７内に配置される偏心部２０と、偏心部２０の外周に嵌合されて回転軸１９の回転に伴い高温側シリンダ室１７内で偏心回転する高温側ローラ２１と、摺動可能に設けられて先端部を高温側ローラ２１の外周面に当接させることにより高温側シリンダ室１７内を吸込室と圧縮室とに仕切る高温側ブレード２３ａ、２３ｂと、高温側ブレード２３ａ、２３ｂを高温側ローラ２１側に付勢するスプリング２４とを備えている。
【００５４】
低温側圧縮機１１Ａの圧縮機構部２７Ａは、内部に低温側シリンダ室２８が形成された一対の低温側シリンダ２９と、低温側シリンダ室２８を挿通して軸心回りに回転可能に設けられた回転軸３０と、回転軸３０に設けられて低温側シリンダ室２８内に配置される偏心部３１と、偏心部３１の外周に嵌合されて回転軸３０の回転に伴い低温側シリンダ室２８内で偏心回転する低温側ローラ３２と、摺動可能に設けられて先端部を低温側ローラ３２の外周面に当接させることにより低温側シリンダ室２８内を吸込室と圧縮室とに仕切る低温側ブレード３４と、低温側ブレード３４を低温側ローラ３２側に付勢するスプリング３５とを備えている。
【００５５】
ここで、本実施形態の冷凍サイクル装置では、各低温側シリンダ室２８内に設けられている低温側ブレード３４が１枚であり、各高温側シリンダ室１７内に設けられている高温側ブレード２３ａ、２３ｂが２枚であり、高温側ブレード２３ａ、２３ｂは回転軸１９の軸方向に沿って２枚に分けられている。
【００５６】
このような構成において、高温側圧縮機４Ａと低温側圧縮機１１Ａとにおいて、冷媒の圧力により回転軸１９、３０が撓みを生じると、高温側ローラ２１の外周面に対して高温側ブレード２３ａ、２３ｂが局部当りとなり、低温側ローラ３２の外周面に対して低温側ブレード３４が局部当りとなり、当っている部分の面圧が上昇する。
【００５７】
ここで、高温側圧縮機４Ａと低温側圧縮機１１Ａとにおいては、高温側圧縮機４Ａの方が冷媒の圧力が高くなるため、回転軸３０に比べて回転軸１９の撓み量が大きくなりやすい。しかし、高温側圧縮機４Ａでは、高温側ブレード２３ａ、２３ｂが２つに分けられているため、１枚当たりの高温側ブレード２３ａ、２３ｂの高温側ローラ２１との当接部の面圧を低く抑えることができ、耐摩耗性を向上させることができ、高温側圧縮機４Ａの性能及び信頼性を高めることができる。
【００５８】
一方、回転軸３０が撓みを生じてもその撓み量は回転軸１９の撓み量より小さいので、回転軸３０が撓みを生じて低温側ブレード３４が局部当りとなっても、低温側ブレード３４と低温側ローラ３２との当接部の面圧が低く抑えられる。そして、低温側圧縮機１１Ａでは使用する低温側ブレード３４の枚数を１枚とすることにより、冷凍サイクル装置のコ
スト上昇を抑えることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、高温側圧縮機４Ａで２枚の高温側ブレード２３ａ、２３ｂを使用し、低温側圧縮機１１Ａで１枚の低温側ブレード３４を使用した場合を例に挙げて説明したが、ブレードの枚数はこれに限られるものではなく、高温側圧縮機４Ａの高温側ブレードの枚数と低温側圧縮機１１の低温側ブレードの枚数とをさらに多くするとともに、高温側圧縮機４Ａで使用する高温側ブレードの枚数を低温側圧縮機１１Ａで使用する低温側ブレードの枚数より多くしてもよい。
【００６０】
以上説明した実施形態によれば、冷凍サイクル装置は、高温側圧縮機４と、被加熱流体を加熱する高温側凝縮器５と、高温側膨張装置６と、中間熱交換器７の高温側流路７ａとが高温側冷媒配管８を介して連通され、高温側冷媒配管８に沿って冷媒が循環する高温側冷凍サイクル１と、低温側圧縮機１１と、中間熱交換器７の低温側流路７ｂと、低温側膨張装置１２と、低温側蒸発器１３とが低温側冷媒配管１４を介して連通され、低温側冷媒配管１４に沿って冷媒が循環する低温側冷凍サイクル２とを備える。そして、冷媒として塩素を含まない冷媒が使用され、高温側圧縮機４で使用される高温側潤滑油と低温側圧縮機１１で使用される低温側潤滑油とは冷媒に対して相溶性を有し、高温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数が低温側潤滑油の４０℃における粘度圧力係数より高くなっている。このため、高温かつ高圧による希釈により潤滑油の粘度が大きく低下しやすい高温側圧縮機において、粘度圧力係数が高い潤滑油を使用することにより、混合潤滑あるいは境界潤滑になりやすい摺動部の耐摩耗性を向上させることができる。一方、比較的低温、低圧で粘度が低下しにくい低温側圧縮機１１側においては、粘度圧力係数が低い潤滑油を用いることで、摺動部の耐摩耗性を維持することができるとともに摺動部における摺動損失を低減させることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…高温側冷凍サイクル、２…低温側冷凍サイクル、３…筐体、４…高温側圧縮機、４Ａ…高温側圧縮機、５…高温側凝縮器、６…高温側膨張装置、７…中間熱交換器、７ａ…高温側流路、７ｂ…低温側流路、８…高温側冷媒配管、１１…低温側圧縮機、１１Ａ…低温側圧縮機、１２…低温側膨張装置、１３…低温側蒸発器、１４…低温側冷媒配管、１７…高温側シリンダ室、１７ａ…吸込室、１７ｂ…圧縮室、２１…高温側ローラ、２３…高温側ブレード、２３ａ、２３ｂ…高温側ブレード、２８…低温側シリンダ室、２８ａ…吸込室、２８ｂ…圧縮室、３１…回転軸、３２…低温側ローラ、３４…低温側ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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