| 【発明の名称】 |
二酸化炭素冷媒用シール材およびそれを用いた圧縮機、冷凍システム装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】西脇 文俊
【氏名】鈴木 正明
【氏名】岡座 典穂
【氏名】吉田 雄二
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| 【要約】 |
【課題】シール材に対して著しく溶解、浸透しやすいＣＯ2冷媒に適した低リーク量かつ高信頼性の二酸化炭素冷媒用シール材、およびそれを用いた圧縮機、冷凍システム装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ポリテトラフルオロエチレン等の二酸化炭素冷媒ガスに対する拡散係数が溶解係数より大きく、室温における二酸化炭素冷媒ガスに対する浸透係数を０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）の範囲とするエラストマーをシール材とし、そのシール材を用いて圧縮機、冷凍システム装置を構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 二酸化炭素冷媒ガスに対する拡散係数が溶解係数より大きいことを特徴とする二酸化炭素冷媒用シール材。
【請求項２】 二酸化炭素冷媒ガスに対する室温における浸透係数が０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）である請求項１記載の二酸化炭素冷媒用シール材。
【請求項３】 ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体、ポリエーテルエーテルケトンの何れかを主成分とする二酸化炭素冷媒用シール材。
【請求項４】 ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、カーボン、グラファイト、ガラスファイバー、二硫化モリブデンの少なくとも何れかを充填材として添加した請求項３記載の二酸化炭素冷媒用シール材。
【請求項５】 請求項１〜４記載の二酸化炭素冷媒用シール材を、シール用部材として用いたことを特徴とする二酸化炭素冷媒用圧縮機。
【請求項６】 圧縮機のシェル内を低圧に保つ低圧式構造を有する請求項５記載の二酸化炭素冷媒用圧縮機。
【請求項７】 ２段階に圧縮する圧縮機のシェル内を低圧と高圧の中間圧に保つ請求項５記載の二酸化炭素冷媒用圧縮機。
【請求項８】 圧縮形式がスクロール式、レシプロ式、ロータリー式、斜板式、スクリュー式、リニア式の何れかである請求項５〜７のいずれかに記載の二酸化炭素冷媒用圧縮機。
【請求項９】 請求項５〜８のいずれかに記載の二酸化炭素冷媒用圧縮機を、圧縮機として用いたことを特徴とする冷凍システム装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二酸化炭素を冷媒とする冷凍冷蔵庫や空調機等に用いられる冷媒圧縮機および冷凍空調システム装置のシール材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮部がスクロール式、レシプロ式、ロータリー式、斜板式、スクリュー式およびリニア式等のものがあり、いずれの方式も家庭用、業務用、車載用の空調分野で使用されている。また、冷凍空調システムに用いられる冷媒は、オゾン層保護の地球環境の観点から、塩素を含まない代替冷媒であるハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒への変換が進められている。ここでは、スクロール式の半密閉型圧縮機を例に取り従来の技術を説明する。空調用に使用されているスクロール圧縮機としては、特開平６−３０７３５６号公報に開示されているものが知られている。
【０００３】図７に従来の半密閉型スクロール圧縮機の縦断面図を示す。密閉容器１は、それぞれフランジ部を有する上シェル1ａ、胴シェル１ｂ、下シェル１ｃ、およびスペーサ２２から構成される。前記上シェル1ａ、胴シェル１ｂ、下シェル１ｃのフランジ部に設けたＯ−リング溝内にＯ−リング２３を装着し、各フランジ部を密着固定することにより、密閉容器１内部を外部から密閉している。
【０００４】密閉容器１の内部には、固定スクロール２ａと固定スクロール２ａに対して旋回運動する可動スクロール２ｂとを噛み合わせた圧縮機構部２と、可動スクロール２ｂを支えるスラスト軸受３、固定スクロール２ａを支えるテイハネケース２５、スラスト軸受３を支承する軸受部品４を上部に設けている。そして、可動スクロール２ｂの軸２ｃを、主軸５の端部のクランク部５ａに設けた穴部の偏心軸受６に挿入し、可動スクロール２ｂを主軸５の回転運動により旋回運動させる。主軸５には電動機７の回転子７ａが取り付けられており、密閉容器１に焼き嵌め固定された固定子７ｂとともに軸受部品４の下部に配設されている。
【０００５】ジャーナル軸受８は軸受部品４に環状のブッシュ材を圧入することにより形成されており、主軸５に作用する径方向の力を支えている。密閉容器１の下方底部には潤滑油９を貯溜する油だめ１０が設けられている。また、密閉容器１の側部には冷媒ガスの吸入管１１が設けられている。１５は固定スクロール２ａの上部に設けられた吐出チャンバー、１６は密閉容器１の外へ圧縮冷媒ガスを出す吐出管部である。そして、軸受部品４、スペーサ２２、およびテイハネケース２５には貫通孔（図示せず）を設け、軸受部品４の下部および吐出チャンバー１５の上部を吸入側の冷媒ガス圧力が作用する構成としている。
【０００６】前記軸受部品４にはジャーナル軸受８、偏心軸受６、スラスト軸受３を潤滑、冷却した潤滑油９を排出する油排出口１２が設けられている。主軸５には潤滑油９を各軸受部、すなわちジャーナル軸受８、偏心軸受６、スラスト軸受３へ供給する貫通穴１３を設け、かつ主軸５の下端にはオイルポンプ１４を取り付け、潤滑油９を吸い上げるようにしている。テイハネケース２５と軸受部品４とはスペーサー２２をはさんでボルトで締結されている。
【０００７】１９は停止時に可動スクロール２ｂが逆転するのを防ぐための逆止弁、２４は逆止弁の動きを規制する逆止弁ガイド、２０は可動スクロール２ｂを固定スクロール２ａに対して旋回運動させるための自転防止用のオルダムリングである。
【０００８】次に上記機構からなる圧縮機構の作用を説明する。低圧冷媒ガスは吸入管１１より戻り、圧縮機構部２に吸入されるとともに、電動機７を冷却する。すなわち、密閉容器１内には吸入側の冷媒ガス圧力が作用するが、Ｏ−リング２３により密閉容器１内の冷媒ガスが外部にリークすることを防いでいる。固定スクロール２ａに対して可動スクロール２ｂを自転しないように旋回運動させることにより、固定スクロール２ａと可動スクロール２ｂとの間に形成された複数の圧縮空間が外側から内側に向かって次第に縮小させられて圧縮が行われる。圧縮された冷媒ガスは高圧冷媒ガスとなり、一旦吐出チャンバー１５へ入る。そして吐出管部１６より密閉容器１外へ吐出され、再び低圧冷媒ガスを循環させ、周知の圧縮サイクルを構成する。
【０００９】一方、オイルポンプ１４で吸い上げられた潤滑油９は、主軸５の貫通穴１３の中を上昇し、偏心軸受６、スラスト軸受３、ジャーナル軸受８を潤滑、冷却して、油排出口１２から固定子７ｂ上部へ排出され、固定子７ｂの切り欠き部（図示せず）を通って油だめ１０に戻る潤滑サイクルを形成している。
【００１０】従来の業務用のスクロール圧縮機では、冷媒としてハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系のＲ４０７Ｃ冷媒を、冷凍機油としてポリオールエステル油を用い、Ｏ−リング等のシール材にはアクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）ゴムあるいは水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＨＮＢＲ）ゴムを用いていた。
【００１１】Ｏ−リング等のシール材を用いて冷媒が充満した密閉容器内の高圧冷媒ガスをシールする場合、一般に冷媒ガスはシール材の表面に溶解し、高圧面側（密閉容器内部）から低圧面側（密閉容器外部）への拡散が生じ、拡散した冷媒ガスは低圧側に蒸発することが知られている。このプロセスは浸透プロセスあるいは透過プロセスと呼ばれ、次のガス浸透方程式（数１）で表される。
【００１２】
【数１】（Ｖ／ｔ）＝ Ｐ・Ａ・（ｐ１−ｐ２）／ｈここで、Ｖ／ｔは浸透速度、Ｐは浸透係数、Ａは面積、ｈは厚さ、（ｐ１−ｐ２）は圧力差である。なお、浸透係数Ｐは溶解係数Ｓと拡散係数Ｄの積として（数２）式で表される。
【００１３】
【数２】Ｐ＝Ｓ・Ｄすなわち、浸透量は溶解係数Ｓが高く、拡散係数Ｄが高いほど、多くなることが解る。
【００１４】Ｒ４０７Ｃ冷媒の主成分はＨＦＣ１３４ａ冷媒であり、この冷媒の各種シール材に対する浸透係数Ｐは低い値であることが知られている。例えば、ＨＦＣ１３４ａ冷媒ガスに対してＮＢＲ材の室温における浸透係数は約０．３８×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）である。したがって、ＮＢＲあるいはＨＮＢＲシール材を用いても、ＨＦＣ系冷媒に対して、冷媒ガスがシール材中を浸透する浸透量は少なかった。また、ＮＢＲあるいはＨＮＢＲシール材は材料適合性にも優れ、膨潤による体積増加率も低い材料であった。
【００１５】高圧雰囲気下でシール材中に溶解した大量の冷媒ガスは、圧力が急激に低下すると、圧力低下とともに膨張し、シール材の空孔部に集まり、拡散係数が低い場合には、臨界サイズまで成長した後、裂けてシールの破裂を引き起こすことが知られている。この現象はＥｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＥＤ）と呼ばれている。
【００１６】Ｒ４０７Ｃ冷媒を空調用途に用いる場合、低圧式圧縮機の吸入圧すなわち密閉容器内の圧力は０．５ＭＰａ程度であり、停止時（室温２４℃とすると）にはおおよそ１．０ＭＰａ程度となる。したがって、たとえＯＮ−ＯＦＦ運転を行ってもシール材に作用する圧力変動は高々０．５ＭＰａ程度の小さな値であり、かつ、ＮＢＲあるいはＨＮＢＲシール材の浸透係数は低い値であるため、ＥＤ現象が生じてシール材が破裂するようなことはない。
【００１７】このように、ＨＦＣ系冷媒を用いた冷凍空調システムのシール材にＮＢＲあるいはＨＮＢＲシール材を用いても、冷媒ガスがシール材中を浸透する浸透量は少なく、またＥＤ現象によりシール材が破裂するようなことはなかった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】今後、地球環境、特に地球温暖化防止の観点から、空調用冷媒を従来用いてきたＨＦＣ冷媒から自然界にもともと存在する二酸化炭素（ＣＯ2）などの自然冷媒に切り替える必要がある。しかしながら、ＣＯ2冷媒は、従来のＨＦＣ系冷媒に比べ、作動圧力が極めて高い。冷房標準条件の場合、Ｒ４０７Ｃ冷媒では前述のように圧縮機吸入圧（低圧）が０．５ＭＰａであるのに対し、ＣＯ2冷媒では吸入圧（低圧）が約５ＭＰａとなり、吐出圧（高圧）にいたっては８〜１０ＭＰａにも達する。しかもＣＯ2冷媒は、従来のＨＦＣ系冷媒に比べ、シール材に対する溶解係数が非常に高く、拡散係数も中程度であるため、著しく溶解、浸透しやすい冷媒である。
【００１９】以上のことから、ＣＯ2冷媒は急激な減圧によるシール破壊現象すなわちＥＤ現象が特に起こりやすい冷媒であった。このように、従来のＨＦＣ１３４ａ冷媒に使用していたシール材をＣＯ2冷媒に用いた場合には、シール材を透過する冷媒ガスの漏れ量が著しく増大するのみならず、運転条件による急激な圧力変動によりシール材が破裂していた。
【００２０】このため、安全性に問題があるのみならず、システム中の冷媒が減少して冷凍効果が得られなくなり、ＣＯ2冷媒システムの信頼性を損ねていた。
【００２１】本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ＣＯ2冷媒に適した低リーク量かつ高信頼性の二酸化炭素冷媒用シール材、およびそれを用いた圧縮機、冷凍システム装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために請求項１記載の本発明は、二酸化炭素冷媒ガスに対する拡散係数が溶解係数より大きいことを特徴とする二酸化炭素冷媒用シール材である。
【００２３】請求項２記載の本発明は、二酸化炭素冷媒ガスに対する室温における浸透係数が０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）である二酸化炭素冷媒用シール材である。
【００２４】請求項３記載の本発明は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体、ポリエーテルエーテルケトンの何れかを主成分とする二酸化炭素冷媒用シール材である。
【００２５】請求項４記載の本発明は、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、カーボン、グラファイト、ガラスファイバー、二硫化モリブデンの少なくとも何れかを充填材として添加した二酸化炭素冷媒用シール材である。
【００２６】請求項５記載の本発明は、上述した二酸化炭素冷媒用シール材を用いて構成したことを特徴とする二酸化炭素冷媒用圧縮機である。
【００２７】請求項６記載の本発明は、圧縮機のシェル内を低圧に保つ低圧式構造を有する二酸化炭素冷媒用圧縮機である。
【００２８】請求項７記載の本発明は、２段階に圧縮する圧縮機のシェル内を低圧と高圧の中間圧に保つ二酸化炭素冷媒用圧縮機である。
【００２９】請求項８記載の本発明は、圧縮形式がスクロール式、レシプロ式、ロータリー式、斜板式、スクリュー式、リニア式の何れかである二酸化炭素冷媒用圧縮機である。
【００３０】また、請求項９の本発明は、上述した二酸化炭素冷媒用圧縮機を用いて構成したことを特徴とする冷凍システム装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】本発明は、二酸化炭素（ＣＯ2）冷媒用シール材に、ＣＯ2ガスに対する拡散係数が溶解係数より大きな値を持つシール材を用いたものである。拡散係数が溶解係数より大きいため、シール材の表面部に溶解したＣＯ2ガスは容易に高圧側から低圧側に拡散する。したがって、運転条件による圧力変動が生じても、急激な圧力減少によるＥＤ現象が生じることはない。また、室温におけるＣＯ2ガスに対するシール材の浸透係数を０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）としている。ＥＤ現象が起こらず、浸透係数が小さくリーク量が少ないシール材を探索した結果、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系材料で浸透係数１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）であった。また、ＨＦＣ系冷媒に対して実用化されているＮＢＲ材料のＨＦＣ１３４ａ冷媒ガスに対する浸透係数が約０．３８×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）であることから、実用上は室温における浸透係数の範囲として０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）が望ましい。
【００３３】シール材の材料としては、前記ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系材料の他に、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料などを用いても、拡散係数を溶解係数より大きく、かつ室温における浸透係数の範囲を０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）とすることが可能である。
【００３４】さらに、耐摩耗性を向上させるため、前記材料を主成分として、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、カーボン、グラファイト、ガラスファイバー、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）などの充填材を添加した場合でも、同様に拡散係数が溶解係数より大きく、かつ室温における浸透係数の範囲を０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）とすることが可能である。
【００３５】このような仕様のＣＯ2ガス用シール材料としたため、次に述べるような作用を生じる。
【００３６】発明者らは、上記の構成もしくは手段によって得られる新事実、作用を以下に述べる実験に基づき確認した。
【００３７】ＣＯ2冷媒を作動流体とする冷凍サイクルを構成する圧縮機の密閉容器、バルブ、および背圧弁のシール材として各種Ｏ−リング材料を用い、ＣＯ2冷媒との材料適合性を試験した。数百時間の冷凍サイクル運転後、各構成要素を分解し、各種Ｏ−リング材料の観察を行った。Ｏ−リング材料には、フッ素ゴム、パーフロロエラストマー（商品名カルレッツ）、クロロプレンゴム、およびＰＴＦＥを用いた。
【００３８】図１〜図４に上記材料適合性試験結果を示す。それぞれ図１はフッ素ゴム、図２はパーフロロエラストマー、図３はクロロプレンゴム、図４はＰＴＦＥの試験結果を示す。フッ素ゴムおよびパーフロロエラストマーは、シール材が裂けてシールの破裂を引き起こした。クロロプレンゴムの場合には、表面上に多数の亀裂が見られた。冷凍サイクルから取り外した直後のクロロプレンゴムのＯ−リングにはＣＯ2ガスの膨張によりシール材表面に気泡形成が生じて、その気泡が成長破裂し、亀裂を形成する現象すなわちＥＤ現象を確認した。一方、ＰＴＦＥの場合、シール材の変化は全くなかった。
【００３９】ＰＴＦＥの拡散係数は溶解係数より大きく、フッ素ゴムの溶解係数は拡散係数より大きいことが知られている。パーフロロエラストマーおよびクロロプレンゴムの場合、フッ素ゴムと同様である。以上のことから、ＰＴＦＥのように拡散係数を溶解係数より大きくすることで、ＥＤ現象を防ぐことができることが解った。そして、前述のように浸透係数の範囲を０．３８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）とすることにより、ＥＤ現象を起こさない範囲でリーク量を低減することができる。
【００４０】したがって、本発明の二酸化炭素冷媒用シール材を採用することにより、浸透性の非常に高いＣＯ2冷媒を用いた場合でも、シール材を浸透するガス量を低減するとともに、シール材破裂が生じない高信頼性のシール材を実現することが可能となる。
【００４１】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形態における二酸化炭素冷媒用圧縮機の構成を、図７の従来例を示した図を用いて説明する。図７に示した従来の半密閉型スクロール圧縮機と、Ｏ−リング材料を除いて、同一の構成である。したがって、従来例と同一の構成および作用の説明は省くことにする。
【００４２】本実施の形態では、Ｏ−リング２３の材料にＰＥＥＫ材を用いている。この材料の室温における浸透係数は小さく０．８８×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）であり、その拡散係数は溶解係数より大きな値である。このため、シール材を透過するＣＯ2冷媒ガス量は少なく、またシール材表面に溶解したＣＯ2冷媒ガスは容易に拡散するため、運転条件による圧力変動が生じてもシール材中のＣＯ2冷媒ガスの急膨張によるシール材の破裂現象が生じることはない。したがって、シール材の浸透するガス量を低減するとともに、高信頼性のシール材を実現することが可能となる。
【００４３】なお、本実施の形態では圧縮機を低圧構造のスクロール圧縮機としたが、レシプロ式、ロータリー式、斜板式、スクリュー式であっても同様の効果が得られる。また、２段圧縮の圧縮機の場合には、リーク量を低減させ、しかも圧縮機構成を容易にするため中間圧を密閉容器内圧に採用することが望ましい。その場合にも、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、シール材の材料として、前記ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系材料の他に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰＭ）などを用いても同様の効果が得られる。
【００４４】（実施の形態２）以下、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】図５は本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素（ＣＯ2）冷媒用圧縮機の縦断面図である。本実施の形態では、ＣＯ2対応カーエアコン用の開放型スクロール圧縮機を示している。開放型圧縮機の場合、密閉容器３０内に電動機などの駆動要素を備えず、密閉容器３０の外部から主軸３１を介して圧縮機構部３２を駆動する。ここで、密閉容器３０は上シェル３０ａ、下シェル３０ｂ、および主軸３１から構成され、Ｏ−リング３３および軸シール３４を用いて容器内部を密閉している。圧縮機構に関しては図７に示した従来スクロール圧縮機と同様である。圧縮機構部３２は固定スクロール３２ａと固定スクロール３２ａに対して噛み合わされ旋回運動する可動スクロール３２ｂから構成される。可動スクロール３２ｂはスラスト軸受３５で支えられ、主軸３１は径方向に転がり軸受３６で支えている。そして、主軸３１の回転運動により、可動スクロール３２ｂを旋回運動させる。密閉容器３０には冷媒ガスの吸入口３７および吐出口３８を設けている。
【００４６】本実施の形態では、主軸３１の軸シール３４にリップシールを用い、その材料にはＰＴＦＥ材中に耐摩耗性を向上させるためポリイミド（ＰＩ）樹脂粉末を添加したもの採用した。また、上シェル３０ａと下シェル３０ｂ間のシールにはＰＥＥＫ材のＯ−リングを採用した。軸シール３４のＰＴＦＥ材の室温における浸透係数は１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）であり、その拡散係数は溶解係数より大きな値である。また、Ｏ−リング３３に用いたＰＥＥＫ材の室温における浸透係数は０．８８×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）であり、同様にその拡散係数は溶解係数より大きな値であった。
【００４７】次に上記構成からなる圧縮機構の作用を説明する。低圧ＣＯ2冷媒ガスは吸入口３７から密閉容器３０内に吸入され、圧縮機構部３２に流入する。固定スクロール３２ａに対して可動スクロール３２ｂを旋回運動させることにより、固定スクロール３２ａと可動スクロール３２ｂとで形成された複数の圧縮空間が外側から内側に向かって次第に縮小させられ圧縮が行われる。圧縮されたＣＯ2冷媒ガスは高圧となり、吐出口３８から密閉容器３０外に吐出される。
【００４８】本実施の形態では、ＣＯ2冷媒ガスのシール材に室温における浸透係数の範囲が０．８８〜１．３６×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）のＰＴＦＥ材およびＰＥＥＫ材を用いたため、シール材を透過するＣＯ2冷媒ガス量を低減することが可能となる。また、このシール材料は拡散係数が溶解係数より大きな値であるため、運転条件による圧力変動が生じてもシール在中のＣＯ2冷媒ガスの急膨張によるシール材の破裂現象が生じることはない。さらに、軸シール３４のＰＴＦＥシール材中にポリイミド（ＰＩ）樹脂粉末を充填したため、主軸３１の回転摺動による軸シールの耐摩耗特性を向上させることが可能となり、長期信頼性の確保ができる。
【００４９】なお、本実施の形態では圧縮機を低圧構造のスクロール圧縮機としたが、レシプロ式、ロータリー式、斜板式、スクリュー式であっても同様の効果が得られる。さらに、シール材の材料として、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰＭ）材料などを用いても同様の効果が得られる。
【００５０】（実施の形態３）以下、本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５１】図６は本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素冷媒用冷凍システム装置に用いる配管継手の縦断面図である。二酸化炭素冷媒用の配管継手は、ボデイ４０、グランド４１、メスナット４２およびＯ−リング４３から構成し、ボデイ４０、グランド４１は配管４２と溶接している。この構成とすることにより、接続が素早く、容易にでき、軸方向のクリアランスも必要としない。
【００５２】Ｏ−リング４３の材料にはＰＥＥＫ材を用いている。この材料の室温におけるＣＯ2ガスに対する浸透係数は小さく０．８８×１０-9ｃｍ3・ｃｍ／（ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）であり、その拡散係数は溶解係数より大きな値である。このため、シール材を透過するＣＯ2冷媒ガス量は少なく、またシール材表面に溶解したＣＯ2冷媒ガスは容易に拡散するため、運転条件による圧力変動が生じてもシール材中のＣＯ2冷媒ガスの急膨張によるシール材の破裂現象が生じることはない。したがって、シール材の浸透するガス量を低減するとともに、高信頼性のシール材を実現することが可能となる。
【００５３】本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍システム装置は、実施の形態１の二酸化炭素冷媒用圧縮機と、ガスクーラー、膨張弁、エバポレータ、レシーバ、配管等を上記二酸化炭素冷媒用の配管継手を用いて接続しシステム構成したものである。したがって、著しく溶解、浸透しやすい二酸化炭素を冷媒に用いた場合でも、冷凍システムからの冷媒のリーク量を低減できるとともに信頼性の高いシステムを実現することが可能となる。
【００５４】なお、本実施の形態ではメスナットを締め付けることによりシールする継手を用いたが、Ｐｕｓｈ Ｆｉｔタイプの継手であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５５】また、シール材の材料として、前記ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系材料の他に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰＭ）などを用いても同様の効果が得られる。
【００５６】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本発明は、著しく溶解、浸透しやすい二酸化炭素を冷媒に用いた場合でも、シール材からのリーク量を低減させることが可能となり、また運転条件による急激な圧力変動によりシール材が破裂することがなくなるため、安全性、信頼性の高い低リーク量のシール材、およびそのシール材を用いた圧縮機、配管継手および冷凍システムを提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１３日（１９９９．１０．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２７９４
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 正道
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１０８（Ｐ２００１−１０８１０８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９１１９２ |
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