專利名稱：制冷劑壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如以冰箱、室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)器為代表的冷凍空調(diào)系統(tǒng)等的制冷劑壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，作為在制冷劑壓縮機(jī)的內(nèi)部使用的襯墊，使用了石棉密封墊片。這種石棉密封墊片通過(guò)將以石棉作為基材并混合橡膠等結(jié)合材、以及配合劑而得到的密封墊片用組合物供給到一對(duì)輥之間，將其進(jìn)行加熱壓縮而制造。這樣得到的石棉密封墊片是致密且均勻的片狀體，而且耐熱性也優(yōu)越。
近幾年，有人指出石棉對(duì)人體的影響。使用于冰箱的制冷劑壓縮機(jī)中，壓縮元件配置在密閉容器內(nèi)，而且石棉混合在橡膠內(nèi)，并被固化，因此，在實(shí)際使用冰箱時(shí)，沒(méi)有石棉飛散的可能性。另外，在產(chǎn)品的廢棄時(shí)，也是家電再利用法等的法律限制對(duì)象，并且在再利用設(shè)備中也做適當(dāng)處理，因此，沒(méi)有石棉飛散到外部的可能性。
但是，最近，世界范圍內(nèi)逐漸限制了石棉的使用，襯墊還是朝向石棉的襯墊發(fā)展。作為替代纖維，在無(wú)機(jī)纖維中，可列舉玻璃纖維、礦物質(zhì)纖維、碳纖維、陶瓷纖維、鈦酸鉀纖維、硅灰石纖維等。在有機(jī)纖維中，可列舉芳族聚酰胺纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、聚對(duì)苯苯并雙噁唑纖維等作為代表。作為不使用石棉的襯墊已在專利文獻(xiàn)1中記載。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平7-216342號(hào)公報(bào)然而，有人指出當(dāng)組合玻璃纖維等無(wú)機(jī)纖維和芳族聚酰胺纖維等有機(jī)纖維使用的情況下，混合這些物質(zhì)時(shí)，無(wú)機(jī)纖維被粉碎，導(dǎo)致作為襯墊的密封性降低。另外，無(wú)機(jī)纖維通?；旌蠒r(shí)的分散性差，因此，存在以下問(wèn)題，即難以得到纖維均勻分散的密封墊片用組合物，導(dǎo)致由纖維不均勻地分散地密封墊片用組合物得到的襯墊的強(qiáng)度及應(yīng)力緩和性差。
對(duì)此，作為基材纖維大量使用有機(jī)纖維而形成的襯墊中存在耐熱性差的問(wèn)題。另外，與石棉密封墊片相比，當(dāng)石棉密封墊片處于高溫高壓下的情況下，其中配合的橡膠成分由于熱過(guò)程而引起固化、分解、消失等老化，因此，密封性在較短的時(shí)間內(nèi)降低，故可靠性降低。
另外，在HFC系制冷劑/酯油的組合的情況等下，橡膠成分等結(jié)合部分被腐蝕，其結(jié)果，導(dǎo)致缺乏作為密閉型壓縮機(jī)的襯墊所要求的耐久性，且密封性也不充分。進(jìn)而，含在無(wú)石棉的密封片中的未反應(yīng)的硫化成分即硫磺或過(guò)氧化物溶解析出在冷凍機(jī)油中，從而，產(chǎn)生使冷凍機(jī)油劣化等顯著降低壓縮機(jī)的性能的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做成的，其目的在于提供適合環(huán)境保全，并且保持壓縮元件的機(jī)密性，確保強(qiáng)度及耐久性，抑制冷凍機(jī)油的劣化的制冷劑壓縮機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在貯存冷凍機(jī)油的密閉容器內(nèi)收容有壓縮機(jī)部和電動(dòng)機(jī)部的制冷劑壓縮機(jī)中，本發(fā)明具備密封所述壓縮機(jī)構(gòu)部的內(nèi)部的襯墊，所述襯墊采用密封墊片，該密封墊片含有結(jié)合材、填充材、以及非石棉系基材纖維，而且耐熱性、耐油性、耐制冷劑性優(yōu)越。
在本發(fā)明中，即使采用由石棉以外的成分構(gòu)成的襯墊，也沒(méi)有產(chǎn)生沉淀，促進(jìn)冷凍機(jī)油的劣化的情況，更優(yōu)選的方式如下所述。
(1)作為襯墊的材料，在去除了溶劑的纖維成分中含有5～30重量％的芳族聚酰胺纖維作為非石棉系基材纖維，含有氧化鋅1～15重量％。
(2)作為結(jié)合材含有1～15重量％的碳黑，作為所述填充材含有50～90重量％的無(wú)機(jī)材料。
(3)作為制冷劑使用烴(ハィドロカ一ボン)，作為冷凍機(jī)油，使用粘度在40℃下為10～80mm2/s的聚亞烷基二醇油、多元醇酯油、聚α-烯烴油、石蠟系礦物油、環(huán)烷系礦物油中任一種或混合兩種以上使用。
(4)作為制冷劑使用氫氟烴(ハィドロフルォロカ一ボン)，作為冷凍機(jī)油，使用粘度在40℃下為10～80mm2/s的聚亞烷基二醇油、多元醇酯油、聚α-烯烴油、石蠟系礦物油、環(huán)烷系礦物油中任一種或混合兩種以上使用。
根據(jù)本發(fā)明可知，能夠提供適合保全環(huán)境、并且保持機(jī)密性、確保強(qiáng)度及耐久性、抑制冷凍機(jī)油的劣化的制冷劑壓縮機(jī)。


圖1是作為本實(shí)施例的制冷劑壓縮機(jī)的密閉型電動(dòng)壓縮機(jī)的剖面圖。
圖2是襯墊的外觀圖。
1-密閉型電動(dòng)壓縮機(jī)(制冷劑壓縮機(jī))；2-密閉容器；3-壓縮機(jī)構(gòu)部；4-電動(dòng)機(jī)部；5-框架；6-軸；7-活塞；8-汽缸；9-端蓋；10-螺栓；11-彈簧；12-電動(dòng)機(jī)；13-定子；14-轉(zhuǎn)子；15-襯墊。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施例的制冷劑壓縮機(jī)的剖面圖，本實(shí)施例的制冷劑壓縮機(jī)是在密閉容器內(nèi)收容有壓縮機(jī)構(gòu)部和電動(dòng)機(jī)部的密閉型電動(dòng)壓縮機(jī)。圖2是本實(shí)施例中使用的襯墊的外觀圖。
密閉型電動(dòng)壓縮機(jī)有旋轉(zhuǎn)式、渦旋式、往復(fù)式等多種壓縮方式。另外，在往復(fù)式中，還有活塞桿式或止轉(zhuǎn)棒軛等多種方式。圖1表示止轉(zhuǎn)棒軛式的密閉型電動(dòng)壓縮機(jī)，但使用在本實(shí)施例的襯墊不限于止轉(zhuǎn)棒軛式。
在密閉容器2內(nèi)的上部設(shè)置壓縮機(jī)構(gòu)部3，在下部設(shè)置電動(dòng)機(jī)部4，電動(dòng)機(jī)12的定子13用螺栓10固定在框架5上，另外，轉(zhuǎn)子14和軸16通過(guò)壓入或熱壓配合相連結(jié)。這些通過(guò)彈簧11彈性支撐在密閉容器2內(nèi)。
若這樣構(gòu)成的密閉型電動(dòng)壓縮機(jī)通過(guò)電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)，則活塞7通過(guò)經(jīng)由轉(zhuǎn)子14軸支承的曲柄軸6的偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，將制冷劑氣體吸入汽缸8內(nèi)，壓縮，并將其噴出。在此，汽缸8和端蓋9之間采用襯墊15，防止自汽缸8內(nèi)的制冷劑泄漏。
另外，在密閉容器2內(nèi)貯存有冷凍機(jī)油。若驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12，則曲柄軸6旋轉(zhuǎn)，冷凍機(jī)油通過(guò)其泵的作用卷?yè)P(yáng)到壓縮機(jī)構(gòu)部3的位置，并被供給到壓縮機(jī)構(gòu)部3的滑動(dòng)部分。從而，汽缸8和活塞7的滑動(dòng)部分也被潤(rùn)滑，進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。于是，由于冷凍機(jī)油還被供給到汽缸8內(nèi)，因此，位于汽缸8的最里部的襯墊15不僅是耐熱性或耐制冷劑性也存在問(wèn)題。
因此，試制含有各種成分的襯墊，對(duì)耐壓性或強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。表1表示本實(shí)施例中評(píng)價(jià)的襯墊的含有成分。
表1襯墊的含有成分

作為實(shí)施例所示的襯墊材料含有10～20重量％的芳族聚酰胺纖維，作為結(jié)合材，使用碳黑(配合量1～10重量％)。另外，考慮強(qiáng)度保持而含有氧化鋅，剩余的成分為無(wú)機(jī)填充材。還有，表1中，無(wú)機(jī)填充材的含量表示為60～80重量％，但這是大概的數(shù)據(jù)，根據(jù)芳族聚酰胺纖維、氧化鋅、或碳黑的含量，可以為50～90重量％。
比較例1是纖維20重量％、NBR乳膠15重量％、剩余為65重量％的無(wú)機(jī)填充材的例子，比較例2是總計(jì)含有1～10重量％的芳族聚酰胺纖維和纖維、NBR乳膠20重量％、剩余為70重量％無(wú)機(jī)填充材的例子。
比較例3是含有以往就使用的石棉的襯墊，含有44重量％的石棉，碳黑為10重量％，剩余為無(wú)機(jī)填充材。即，該比較例3的襯墊的性能(耐熱性或耐油性等)作為制冷劑壓縮機(jī)中使用的襯墊的性能的比較對(duì)象。
關(guān)于這些實(shí)施例及比較例，實(shí)施了密封管試驗(yàn)。該密封管試驗(yàn)尤其以襯墊材料的耐油/制冷劑性評(píng)價(jià)作為目的，根據(jù)遵照J(rèn)IS K2211“冷凍機(jī)油”的附屬資料2的方法。作為試驗(yàn)條件，在試驗(yàn)管中放入三片作為被試樣的加工為長(zhǎng)度50mm、寬3mm、厚0.8mm的啞鈴形狀的襯墊，注入油3g、制冷劑0.5g后，進(jìn)行密封，在130℃下加熱40日后，測(cè)量油的色(色相)、酸值、襯墊的外觀、及牽引強(qiáng)度。
關(guān)于制冷劑和冷凍機(jī)油的組合，作為代表，以烴/礦物油的組合、氫氟烴/酯油的組合進(jìn)行了試驗(yàn)。作為烴制冷劑使用R600a，作為氫氟烴制冷劑，使用R134a。試驗(yàn)后的冷凍機(jī)構(gòu)的酸值測(cè)定遵照J(rèn)IS K2501“石油產(chǎn)品及潤(rùn)滑油—中和值試驗(yàn)方法”。另外，襯墊的牽引強(qiáng)度以遵照J(rèn)IS R3453“密封墊片”的方法進(jìn)行。
這些評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。
表2試驗(yàn)后的分析成分

如表2所示，從實(shí)施例的襯墊未確認(rèn)到對(duì)冷凍機(jī)油的劣化產(chǎn)生的影響。尤其，由比較例1及比較例2可知，對(duì)酯油的浸蝕性強(qiáng)。另外，還能夠確認(rèn)到強(qiáng)度的下降相比比較例1、比較例2少。即，能夠確認(rèn)到關(guān)于耐油/制冷劑性的評(píng)價(jià)，本實(shí)施例比比較例1、2優(yōu)越。另外，關(guān)于對(duì)酯油的浸蝕性也與比較例3相等。關(guān)于牽引強(qiáng)度，比比較例3差稍許，但能夠確認(rèn)到作為制冷劑壓縮機(jī)中的汽缸8和端蓋9之間使用的襯墊足以沒(méi)有問(wèn)題的強(qiáng)度。
在比較例1、2中，采用NBR乳膠一樣的橡膠成分，認(rèn)為該橡膠成分中的填充材(增塑劑)促進(jìn)冷凍機(jī)油，另外，襯墊自身也受到冷凍機(jī)油的影響而變差。在本實(shí)施例中，不使用NBR乳膠而形成襯墊，而且含有芳族聚酰胺纖維以及氧化鋅，因此，認(rèn)為其對(duì)強(qiáng)度保持起到作用。
關(guān)于耐熱性，本實(shí)施例的襯墊的規(guī)格溫度范圍為-100℃～180℃，此次的試驗(yàn)溫度條件并不是引起襯墊自身的劣化。但是，為了確認(rèn)實(shí)際機(jī)器中沒(méi)有問(wèn)題，而在使壓縮機(jī)的溫度上升到115℃左右的情況下，為了確認(rèn)密封性而進(jìn)行產(chǎn)品組裝壽命試驗(yàn)。
作為試驗(yàn)條件，例如，在高溫高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，室溫設(shè)為44℃、轉(zhuǎn)速設(shè)為4900min-1、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓力設(shè)為Pd/Ps＝0.06/0.9Mpa。根據(jù)該條件，壓縮機(jī)的溫度是115℃左右，由于暴露于高溫的排出氣體下，襯墊附近的溫度處在180℃左右的狀態(tài)。在該條件下進(jìn)行90天的試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)，大致相當(dāng)于通常使用環(huán)境下的10年。
確認(rèn)到在實(shí)施該產(chǎn)品組裝試驗(yàn)后，卸下壓縮機(jī)，施加1Mpa的氣壓負(fù)荷，也沒(méi)有密封性問(wèn)題。另外，關(guān)于冷凍機(jī)油，也回收試驗(yàn)油，確認(rèn)到冷凍機(jī)油的劣化。
在本實(shí)施例的襯墊中，未必需要含有芳族聚酰胺纖維10重量％以上，但認(rèn)為需要去除了溶劑之外至少含有5重量％以上。另外，不需要在20重量％以內(nèi)，但需要最多在30重量％以內(nèi)。氧化鋅也同樣，抑制在15重量％，則可以期待發(fā)揮至少作為制冷劑壓縮機(jī)中汽缸8和端蓋9之間使用的襯墊沒(méi)有問(wèn)題的性能。結(jié)合材根據(jù)上述各成分的含量而不同，通過(guò)將碳黑的含量設(shè)為最多15重量％以內(nèi)，其他為無(wú)機(jī)填充材，制得襯墊。
另外，在表2中，顯示了作為冷凍機(jī)油采用了酯油和礦物油的結(jié)果，但能夠確認(rèn)到即使為其他的冷凍機(jī)油，作為制冷劑壓縮機(jī)的襯墊使用在本實(shí)施例中的情況下也沒(méi)有特別的問(wèn)題的范圍。作為礦物油，即使為石蠟或環(huán)烷系的任一種，也幾乎未發(fā)現(xiàn)襯墊及冷凍機(jī)油的劣化。另外，對(duì)聚α-烯烴油或聚亞烷基二醇油進(jìn)行相同的評(píng)價(jià)，但這些的劣化反應(yīng)與比較例1、2相比，也較收斂。
通過(guò)采用該襯墊，不存在促進(jìn)冷凍機(jī)油的劣化的情況，還抑制襯墊的強(qiáng)度降低，另外，還不產(chǎn)生沉淀，從而，能夠提供可靠性高的壓縮機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種制冷劑壓縮機(jī)，其在貯存冷凍機(jī)油的密閉容器內(nèi)收容有壓縮機(jī)構(gòu)部和電動(dòng)機(jī)部，其特征在于，具備密封所述壓縮機(jī)構(gòu)部的內(nèi)部的襯墊，所述襯墊采用了密封墊片，該密封墊片含有結(jié)合材、填充材、以及非石棉系基材纖維，而且耐熱性、耐油性、耐制冷劑性優(yōu)越。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷劑壓縮機(jī)，其特征在于，作為所述襯墊的材料，在去除了溶劑的纖維成分中含有5～30重量％的芳族聚酰胺纖維作為非石棉系基材纖維，含有氧化鋅1～15重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷劑壓縮機(jī)，其特征在于，作為所述結(jié)合材含有1～15重量％的碳黑，作為所述填充材含有50～90重量％的無(wú)機(jī)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的制冷劑壓縮機(jī)，其特征在于，作為制冷劑使用烴，作為冷凍機(jī)油，使用粘度在40℃下為10～80mm2/s的聚亞烷基二醇油、聚α-烯亞烷基二醇油、多元醇油、聚α-稀烴油、石蠟系礦物油、環(huán)烷系礦物油中任一種或混合兩種以上使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的制冷劑壓縮機(jī)，其特征在于，作為制冷劑使用氫氟烴，作為冷凍機(jī)油，使用粘度在40℃下為10～80mm2/s的聚亞烷基二醇油、多元醇酯油、聚α-烯烴油、石蠟系礦物油、環(huán)烷系礦物油中任一種或混合兩種以上使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓縮機(jī)，適合可靠性高的環(huán)境保全，采用如下制冷劑壓縮用襯墊，即在使用于制冷劑壓縮機(jī)中的襯墊中，不使用石棉，充分保持各部的機(jī)密性，且強(qiáng)度及耐久性也優(yōu)越，沒(méi)有產(chǎn)生沉淀、促進(jìn)冷凍機(jī)油的劣化的情況。在貯存冷凍機(jī)油的密閉容器(2)內(nèi)收容有壓縮機(jī)構(gòu)部(3)和電動(dòng)機(jī)部(4)的制冷劑壓縮機(jī)中，具備密封壓縮機(jī)構(gòu)部(3)的內(nèi)部的襯墊(15)，襯墊(15)中采用了含有結(jié)合材、填充材、以及非石棉系基材纖維，而且耐熱性、耐油性、耐制冷劑性優(yōu)越的密封墊片。
文檔編號(hào)C09K3/10GK101074662SQ200710085038
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者菅野典伺, 別役健二, 川島正榮 申請(qǐng)人:日立空調(diào)·家用電器株式會(huì)社