[發明專利]渦旋壓縮機

有效

• 申請號: 201080063635.6
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN102770668A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 小山昌喜;柳瀨裕一;小山田具永;岡本晉哉;中島昌一;岡本和孝;馬場升
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F04C18/02
• 分類號: F04C18/02;F04C29/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術領域

本發明涉及一種適合作為生態(環境對應)效果高的面向新一代住宅的空調供熱水系統中的制冷·空調回路的壓縮機，且能夠進行適用地球暖化系數(GWP)低的新制冷劑的電動機系統驅動信號頻率中的大范圍的運轉，尤其是超高速運轉下的耐久性及可靠性優異的小型化·輕量化結構的渦旋壓縮機。

背景技術

以往，在空調機或制冷機的制冷·空調回路(也稱為制冷劑循環)所使用的渦旋壓縮機中，運轉動作時滑動性升高的滑動構件即歐氏環及回旋渦盤通常使用硬質且耐磨損性高的鐵系材料。

然而，作為制冷·空調回路用的制冷劑，以往廣泛使用的弗利昂的地球暖化系數(GWP)高且存在破壞臭氧層的危險性，在世界范圍內存在使用受限制的傾向。因此，最近到達了使用地球暖化系數(GWP)低的新制冷劑的階段，但新制冷劑不如弗利昂的換熱率優異，在現有結構的渦旋壓縮機中為了得到同等的壓縮性能，而需要增大壓縮機整體的容積，或作為超高速度運轉而需要以高速度旋轉的方式驅動曲軸(旋轉主軸)。

然而，在增大壓縮機整體的容積的對策中，結構上會導致壓縮機整體的大型化，在使曲軸(旋轉主軸)高速度旋轉的對策中，電動機的轉矩負載增大而驅動側的逆變器也需要高消耗電力類型的逆變器，這樣會導致電路系統的大規模化或高成本等，無論如何，都違反了最近的希望小型·輕量化·低成本化的現實的愿望，因此可以說不是上策。而且，關于新制冷劑，與使用弗利昂的情況相比，需要實現壓縮機內部結構的滑動構件中的耐磨損性的提高和低摩擦系數化。

因此，提出了如下的技術：不進行壓縮機的結構性的改良或電路系統的改良，而對壓縮機內部結構的材質想辦法，即便使用新制冷劑也能確保某種程度的運轉性能，并實現滑動構件的耐磨損性的提高和低摩擦系數化。

列舉出例如：一種使用了滑動構件的渦旋型電動壓縮機，該滑動構件即使在使用不含氯的替代制冷劑或自然制冷劑的情況下也能夠進一步提高耐磨損性而能夠實現長期免維護化(參照專利文獻1)；實現結構構件的低摩擦系數化而提高耐磨損性的壓縮機(參照專利文獻2)；使作為滑動部的固定渦盤和回旋渦盤(可動渦盤)為鋁基材，并在其表面依次形成有Ni-P鍍敷層、DLC(類金剛石碳)薄膜的旋轉式流體機械(參照專利文獻3)等。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2008-261261號公報

【專利文獻2】日本特開2001-115959號公報

【專利文獻3】日本特開2006-200455號公報

上述的專利文獻1的技術中，在由燒結鐵形成的滑動構件的表面依次形成氧化覆膜層、氧化物層、中間層、硬質碳皮膜層，使耐磨損性和低摩擦性優異的DLC等的硬質碳皮膜層與外表面密接，從而運轉時的耐磨損性及低摩擦性優異，但滑動構件的基材自身為燒結鐵且像以往那樣偏心質量大，在適用新制冷劑的情況下，當進行超高速運轉時，電動機的轉矩負載非常大，因此結果是，在基本結構上，存在難以實現超高速運轉和輕量化的難點。

另外，專利文獻2的技術對于壓縮機的結構構件即滑動構件，以回旋渦盤為鋁基材，在其表面依次形成包含碳纖維及固體潤滑劑而形成的樹脂材料、DLC，并使DLC密接，比引用文獻1的情況的偏心質量減小，能夠抑制某種程度電動機的轉矩負載而實現超高速運轉或輕量化，但這里將要求機械強度和耐磨損性的歐氏環形成為鐵系材料，因此在基本結構上難以充分實現超高速運轉或輕量化。

此外，在專利文獻3的技術中，與專利文獻2的技術同樣地，以回旋渦盤(可動渦盤)為鋁基材，在其表面依次形成了Ni-P鍍敷層、DLC薄膜，因此在基本結構上，難以充分實現超高速旋轉或輕量化。

而且，專利文獻2或專利文獻3的技術使DLC密接在鋁基材的表面形成的樹脂材料或Ni-P鍍敷層的表面上，但通常廣為周知的情況是DLC難以密接在金屬材料的表面上，為了確保密接性而需要對基底層想辦法。基底層僅為樹脂材料或Ni-P鍍敷層的話，暴露在由新制冷劑形成的高壓氣體下，在假定滑動產生的相當的發熱的使用條件下，具有無法長期及穩定地維持密接性的危險性。尤其是鋁基材與鐵相比，十分軟，表面的DLC為硬質，因此假定硬質的DLC在高壓條件下接受到滑動時，DLC使基底層或鋁基材變形，或根據變形的程度而DLC也存在剝離的危險性。