(57)【要約】【課題】二酸化炭素を冷媒とした低環境負荷の冷凍装置ではポリアルキレングリコールによって圧縮機の消費電力が増加することになり、その抑制が課題となっている。【解決手段】ＧＷＰが１５０以下の冷媒と、４０℃における動粘度が５０〜２００ｍｍ２／ｓで粘度指数が８０〜２００のエステル油を用いることにより、エステル油の高圧粘度が潤滑性を強化することとなり、低粘度化が可能となり、粘性による動力損失を低減できることとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＷＰが１５０以下の冷媒と、４０℃における動粘度が５０〜２００ｍｍ２／ｓで粘度指数が８０〜２００のエステル油を用いた圧縮機。
【請求項２】
冷媒は二酸化炭素である請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
冷媒は混合冷媒であり、その構成冷媒の極性に差を設けた請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
混合冷媒の構成冷媒の一つは、エステル油に難相溶である請求項２に記載の圧縮機。
【請求項５】
エステル油は末端付近に分岐を有する脂肪酸を用いた請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
エステル油は含酸素率の異なる混合油である請求項１に記載の圧縮機。
【請求項７】
圧縮機構部にインジェクション機構を設けた請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境負荷が小さい冷凍装置に使用される圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機は、特許文献１に開示されている。
【０００３】
図２は、特許文献１に記載された冷凍装置の冷凍回路を示す概念図である。図２に示すように、圧縮機３０、放熱器３１、膨張機構３２および蒸発器３３を含む冷凍回路に冷媒として二酸化炭素を循環させる冷凍装置であって、圧縮機３０に用いる冷凍機油として粘度が４０℃において５〜３００ｃＳｔで、体積固有抵抗が１０８Ω・ｃｍ以上で、また二酸化炭素が飽和溶解したときの流動点が−３０℃以下であるポリアルキレングリコール冷凍機油を使用して成るものである。
【特許文献１】特許第３６００１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、確かに圧縮機３０への冷凍機油の戻りは良好で焼き付きを防止できるが、ポリアルキレングリコールは螺旋状の分子構造であるがために分子が伸びやすく、軸受などの高温かつ高面圧な摺動部では油膜切れが発生する可能性があり、その防止のために粘度が高い冷凍機油を採用せざるを得ない。その結果、圧縮機３０の消費電力が増加することになり、その抑制が課題となっている。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高効率な低ＧＷＰ冷媒用の圧縮機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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、ＧＷＰが１５０以下の冷媒と、４０℃における動粘度が５０〜２００ｍｍ２／ｓで粘度指数が８０〜２００のエステル油を用いたものである。
【０００７】
これによって、エステル油の高圧粘度が潤滑性を強化することになり、４０℃における動粘度がより低い潤滑油を使えることになる。その結果、軸受などの摺動部で発生する粘性による動力損失を低減できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の圧縮機は、環境負荷の小さい低ＧＷＰ冷媒用であり、その効率を向上できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、ＧＷＰが１５０以下の冷媒と、４０℃における動粘度が５０〜２００ｍｍ２／ｓで粘度指数が８０〜２００のエステル油を用いたことにより、潤滑油の潤滑性が強化されることになり、軸受などの摺動部における動力損失を低減することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の冷媒を二酸化炭素にしたことにより、冷媒のＧＷＰが１．０になり、環境負荷を最小にできる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明の冷媒は混合冷媒であり、その構成冷媒の極性に差を
設けたことにより、圧力の調整が可能になり、かつ極性の大きな冷媒がエステル油によく溶解することになり、圧縮機を低コストにでき、かつ蒸発器から圧縮機へのエステル油の戻りを良好にできる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第２の発明の混合冷媒における構成冷媒の一つをエステル油に難相溶としたことにより、エステル油に溶解する冷媒が限られることになり、圧縮機の性能を安定化できる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１の発明のエステル油は末端付近に分岐を有する脂肪酸を用いたことにより、エステル油の安定性が向上することになり、圧縮機の耐コンタミ性を向上できる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１の発明のエステル油を含酸素率の異なる混合油にしたことにより、摩耗防止剤が効きやすくなり、摺動部材の耐摩耗性を向上できる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１の発明の圧縮機における圧縮機構部にインジェクション機構を設けたことにより、蒸発器の吸熱能力が向上することになり、冷凍装置の効率を向上できる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態は冷凍装置用のスクロール圧縮機の場合で、図１に全体構成を示している。
【００１８】
図１において、１はスクロール圧縮機、２は凝縮器であり、３は第１の減圧装置、４は気液分離器、５は第２の減圧装置、６は蒸発器であり、順次接続されて冷凍サイクルを構成している。
【００１９】
７は密閉容器であり、その内部に電動機８と、圧縮機構９を配している。圧縮機構９は、電動機８により駆動されるクランク軸１０と、旋回スクロール１１と、固定スクロール１２と、旋回スクロール１１を固定スクロール１２に対して自転させずに旋回運動させるように支持するオルダムリング１３と、このオルダムリング１３を前記支持のために移動できるように支持するフレーム１４で構成されている。
【００２０】
クランク軸１０はフレーム１４の軸受１６および軸受１７によって支持されている。旋回スクロール１１はその軸１１ａがクランク軸１０のクランク部１０ａに設けられた軸受１０ｃで支持され、一方固定スクロール１２と互いに噛み合わされて圧縮室１５を形成している。なお、１８は吸入口であり、１９は吐出口である。
【００２１】
密閉容器７の１６は吸入管であり、蒸発器６に接続され、２３は吐出管であり、凝縮器２に接続されている。２４はインジェクション管であり、密閉容器７を介して気液分離器４と圧縮機構９の圧縮室１５を接続している。
【００２２】
密閉容器７内の最下部には油溜め２０が設けられ、油溜め２０内の潤滑油２１はクランク軸１０の油供給路１０ｂを通じて潤滑対象部へ供給されるが、軸受１６には油供給穴１０ｄより供給される。
【００２３】
潤滑油２１はエステル油であり、ペンタエリスリトールなどの４価のアルコールと末端
付近に比較的長い分岐を有する脂肪酸よりなるものである。この脂肪酸によって酸素の２重結合を立体的に覆ってしっかり保護している。
【００２４】
エステル油の４０℃における動粘度は５０〜２００ｍｍ２／ｓであり、５０ｍｍ２／ｓ未満では潤滑性が不足し、２００ｍｍ２／ｓを超えると動力損失が増大する。粘度指数は８０〜２００であり脂肪酸と関係している。８０未満では脂肪酸による酸素の２重結合の保護能力が低下し、２００を超えても高圧粘度が低下する。粘度指数は１００〜１８０が好ましい。
【００２５】
冷媒はＧＷＰが１．０である二酸化炭素である。
【００２６】
以上のように構成されたスクロール圧縮機１について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
電動機８に駆動されてクランク軸１０が回転すると、オルダムリング１３を介し旋回スクロール１１が旋回運動し、ガス冷媒を吸込管２２から吸込口１８へと吸入する。圧縮室１５において、ガス冷媒は吸込口１８に通じる外周側から吐出口１９に通じる内周側に移動されながらその容積を縮小して圧縮され、吐出口１９から密閉容器７内に吐出される。高温高圧のガス冷媒は、吐出管２３から冷凍サイクルに供給されるが、凝縮器２で液化され、第１の減圧装置３で減圧され二相となり、気液分離器４に至る。ここで、冷媒は分離されて液冷媒は、第２の減圧装置５で更に減圧され、蒸発器６にてガス化されてスクロール圧縮機１の吸入管２２に至る。一方、気液分離機で分離されたガス冷媒はインジェクション管２４を経て、圧縮機構９の圧縮室１５に導入され、吸入ガス冷媒と共に圧縮される。
【００２８】
エステル油はその高い高圧粘度によって、クランク軸１０、オルダムリング１３および旋回スクロール１１の各摺動部において高い潤滑性を発揮するため、４０℃における動粘度が低いもの使用できる。その結果、各摺動部における粘性による動力損失を抑制でき、スクロール圧縮機１の効率を上げることができる。
【００２９】
また、二酸化炭素はＧＷＰが１．０であり、環境負荷を最小にできるだけでなく、エステル油との相溶性が比較的よいため、蒸発器で二層分離しないので、蒸発器において高い伝熱性能も得られる。その結果、蒸発器を小型化できる。
【００３０】
また、末端付近に分岐を有する脂肪酸が酸素の２重結合を立体的に保護するので、エステル油の安定性は高くなるため、スクロール圧縮機１だけでなく冷凍装置の耐コンタミ性も向上できる。
【００３１】
また、気液分離器４で分離された液冷媒によって冷凍効果が増加するために蒸発器６の吸熱能力が向上するが、エステル油と二酸化炭素の相溶性による蒸発器６の伝熱性能の向上もあって、蒸発器の吸熱能力が高くなるため、冷凍装置の効率を向上できる。
【００３２】
また、エステル油を含酸素率の異なる混合油にすることにより、摺動部材の摺動面に摩耗防止剤が効きやすくなるため、スクロール圧縮機１の運転可能な負荷を拡大できる。
【００３３】
また、冷媒を２種類の混合冷媒とすることによって運転圧力、特に高圧側の圧力を適度に調整できることになるが、更に構成冷媒の極性、特に双極子モーメントを０．５ｄｅｂｙｅ以上、好ましくは１．０ｄｅｂｙｅ以上の差を設けることによって、極性の大きな冷媒がエステル油によく溶解することになるため、蒸発器６からスクロール圧縮機１へのエステル油の戻りを良好にできる。
【００３４】
また、２種類の混合冷媒における構成冷媒の一つをエステル油に難相溶とすることによって、エステル油には残りの冷媒１種類のみが溶解することになるため、圧縮機の性能を安定化できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、エステル油の高圧粘度によって潤滑性を強化して摺動部における動力損失を低減するものであり、給湯設備や自動車用空調機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図２】従来の冷凍装置の冷凍回路を示す概念図
【符号の説明】
【００３７】
１  スクロール圧縮機
９  圧縮機構
１０  クランク軸
１１  旋回スクロール
１３  オルダムリング
２１  潤滑油
【図１】
2008121625.tif 000003
【図２】
2008121625.tif 000004