冷媒圧縮機用すべり軸受の流体潤滑解析技術の開発

摘要

一般的に業務用空調機などの配管長の長い冷凍空調機器では，サイクルへ流出した冷凍機油の圧縮機への戻りを良くするため，冷媒との相溶性に優れる冷凍機油が使用されている．これらの冷凍機油では冷媒の溶解度や溶解粘度が温度および圧力条件により定まることが知られており [1]，その関係は溶解度線図や溶解粘度線図で表わされる．圧縮機に使用されるすべり軸受では，軸とのすき間に介在する冷凍機油により軸の回転が支持されており，その軸受特性（最小油膜厚さ，油膜圧力，油膜温度，摩擦係数等）は，冷凍機油の粘度に大きく影響される．近年，圧縮機の大容量化や高速化により，すべり軸受のしゅう動条件は過酷化しており，軸受特性の予測精度向上には摩擦熱や冷媒溶解の影響による粘度変化が無視できない．そこで本研究では，すべり軸受内部の油膜の温度および溶解度に起因する溶解粘度の変化を捉えた流体潤滑解析技術を開発した．溶解粘度の変化を考慮するため，軸受せh断損失に起因する油膜温度変化，およびすべり軸受内の冷媒溶解変化を考慮した．併せて，冷媒雰囲気下ですべり軸受の軸受特性（油膜圧力，油膜厚さ，摩擦係数）を測定し，解析技術の妥当性を検証した．