專利名稱：制冷壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷循環(huán)和制冷壓縮機(jī)，特別涉及一種制冷循環(huán)構(gòu)成材料系統(tǒng)，它包括適于無氯并具有40℃或更高的臨界溫度的氟利昂制冷劑，例如氟里昂134a的一種制冷機(jī)油的成份；以及難以被制冷機(jī)油的成份腐蝕變質(zhì)的電器絕緣材料和一種干燥劑。
近年，含氯氟里昂(氯碳氯化合物，縮寫為CFC)已被列入在規(guī)定之下使用的化合物清單之中，其原因在于全世界為解決環(huán)境保護(hù)，特別是臭氧層破壞和全球變暖問題。
所有包括在規(guī)定之下使用的化合物清單之中的氟里昂都是含氯氟里昂，例如氟里昂11,12,113,114,115，等等。氟里昂12,已被禁止用于制冷裝置例如制冷機(jī)，干燥機(jī)等等作為制冷劑，它也已被列入此清單之中。
因此，需要一種能用來替代氟里昂12的制冷劑。氟氫碳化合物(HFC)對臭氧層具有較低的反應(yīng)并在空氣中有較短的分解周期，最近已被指定為一種替代制冷劑，氟利昂134a(1,1,1-四氟代乙烷，CH2FCF3)是這種制冷劑的一種典型例子。詳細(xì)地說，在氟里昂12(CClF2，二氯二氟代甲烷)的消耗臭氧層潛能(OOP)為1時，氟里昂134a是零。當(dāng)氟里昂12的全球變暖潛能(GWP)為1時，氟里昂134a的是0.3或更小。氟里昂134a不可燃并且在熱力性質(zhì)上與氟里昂12相似，便如溫度-壓力特性，因此，據(jù)說氟里昂134a有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即它能對采用氟里昂12的制冷裝置例如制冷機(jī)，干燥機(jī)和制冷壓縮機(jī)進(jìn)行改變不大的情況下投入實(shí)際使用。
然而，氟里昂134a具有一種獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此有很特別的性質(zhì)，由于它與制冷機(jī)油例如用于傳統(tǒng)的使用氟里昂12的制冷系統(tǒng)中的礦物油和烷基苯油相溶性十分小，所以它根本不能投入實(shí)際應(yīng)用。此外，這種溶劑，包括對潤滑和壓縮機(jī)機(jī)械部件滑動部分的耐磨性能的改進(jìn)效果，對電氣絕緣材料的影響，對干燥劑的影響等等都是問題。因此熱切期望開發(fā)出一種新穎的構(gòu)成壓縮機(jī)和制冷裝置的材料系統(tǒng)。
因此，在討論制冷機(jī)油和制冷劑的可溶性之前，首先對使用氟里昂型制冷劑的傳統(tǒng)制冷壓縮機(jī)和制冷裝置參照圖7至圖9進(jìn)行說明。
圖7是傳統(tǒng)封閉式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的主要部件的垂直橫剖視圖。圖8是說明壓縮機(jī)的壓縮部分的排氣容積橫剖視圖。圖9是表示普通制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖。
在圖7中，序號1表示一個既可作為密封容器又作為油池的殼體。在殼體1中，容納了電動機(jī)部分22和壓縮機(jī)部分23。
電動機(jī)22是由定子19和轉(zhuǎn)子20所組成，并且由鑄鐵制成的轉(zhuǎn)軸4A安裝在轉(zhuǎn)子20中，轉(zhuǎn)軸4A具有一偏心部分3和一個以空心形式制成在偏心部分3一側(cè)的一個軸孔17。
定子19的繞線部分19a的芯線用亞胺酯膜涂覆，而且一聚對苯二甲酸乙二(醇)酯的電絕緣膜插在定子芯部和繞線部之間，轉(zhuǎn)子4A具有一經(jīng)磨削的光滑表面。
壓縮機(jī)23，作為它的主要機(jī)械構(gòu)件，具有一個由鐵基燒結(jié)制品制成的氣缸2，一個由鑄鐵制成的滾子7，它安裝在轉(zhuǎn)軸4A的偏心部3之中并且沿氣缸2的內(nèi)表面偏心轉(zhuǎn)動；一個高速鋼滑片，它在氣缸2的槽8中往復(fù)運(yùn)動，同時滑片一側(cè)與滾子7相接觸，而另一側(cè)被彈簧9推著；以及一主軸承5和一輔助軸承6，它們均由鑄鐵或鐵基燒結(jié)制品制成，它們設(shè)置在氣缸的兩端，作為轉(zhuǎn)軸4A的軸承和作為氣缸2的側(cè)壁使用。
輔助軸承6具有一排氣閥27，而排氣蓋25附在其上以便形成一消音器28。主軸承5，缸2和輔助軸承6用螺栓21緊固。
泵室12是由一個空間和圍繞該空間的另件，即滑片10的背，氣缸2的槽8，主軸承5和輔助軸承6所組成。
主軸承5具有一吸入件14，它能把環(huán)烷型或烷基苯型制冷機(jī)油13A吸到泵腔12之中，在該油中已溶解了貯存在殼1底部中的氟里昂氣體。輔助軸承6有一排放口16，它能把制冷機(jī)油13A從泵腔12排到油管15之中，油管15設(shè)計成能夠把制冷機(jī)油13A供給轉(zhuǎn)軸4A的軸孔17，然后從軸孔17通過一支流開口18供給予定的滑動部分。
此種結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的動作參照圖7和圖8作以下說明。在壓縮機(jī)運(yùn)行時鑄鐵制成的轉(zhuǎn)軸4A旋轉(zhuǎn)，淬硬鑄鐵制成的滾子7隨著轉(zhuǎn)軸4A的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，高速鋼滑片10被彈簧9推動而它的另一端與滾子7相接觸的同時滑片在鑄鐵或鐵基燒結(jié)制品制成的氣缸2上的槽8中往復(fù)運(yùn)動。因此，滑片10壓縮了通過制冷劑吸氣口(沒畫)流入的制冷劑(氟里昂12)，并且該制冷劑通過制冷劑排放口24由排放管29排出壓縮機(jī)。定子的繞線部19a和電絕緣膜(沒畫)浸泡在含有溶解了氟里昂的制冷機(jī)油之中，或者它們暴露在具有制冷機(jī)油的薄霧的環(huán)境之中。
在由氟里昂12和礦物油或烷基苯油所構(gòu)成的傳統(tǒng)制冷機(jī)油的混合物的情況下，氟里昂12在所有使用范圍內(nèi)與制冷機(jī)油都完全溶解，所以根本沒有必要去留心制冷機(jī)油與氟里昂134a間可溶性所涉及的各種在后面還要詳細(xì)敘述的問題，即在壓縮機(jī)和熱交換器中的制冷機(jī)油的積存處，制冷劑和制冷制油都分離成兩層。然而，在具有獨(dú)獨(dú)性質(zhì)的無氯氟代碳?xì)浠衔镱惖闹评鋭绶锇?34a的情況下，制冷劑與制冷機(jī)油的可溶性在實(shí)際中成了最嚴(yán)重的問題，因?yàn)椴淮嬖谀軌蛉菀兹芙庠谥评鋭┲械膶?shí)際的制冷機(jī)油。
一般說來，為改進(jìn)壓縮機(jī)的性能，即性能系數(shù)(COP)-它表示能量效率，減少壓縮機(jī)的機(jī)械損耗和加大容積效率是必要的。
制冷壓縮機(jī)的機(jī)械損失主要包括機(jī)械部件上頸軸承和推力軸承上的摩擦損失和攪動油的動力損失。一般來說，最好的手段是減少摩擦系統(tǒng)(μ)的值，它由下列基于桓樞軸承的流體動力學(xué)的潤滑理論的下列公式所規(guī)定μ=2π2(D/C)ηN/P(9)其中N轉(zhuǎn)速P表面壓力η粘度D軸徑C徑向間隙這個事實(shí)表明，在流體動力潤滑條件下運(yùn)行的制冷壓縮機(jī)，不僅關(guān)于尺寸和形狀的結(jié)構(gòu)因素與壓縮機(jī)的機(jī)械損失密切相關(guān)，而且含有溶解的氟里昂的制冷機(jī)油的實(shí)際粘度，該粘度是個受運(yùn)行環(huán)境影響的因素，也與壓縮機(jī)的機(jī)械損失密切相關(guān)。
另一方面，為保持最高的容積效率，必需在壓縮制冷劑氣體的機(jī)械腔中，對壓縮制冷氣體工作另件之間進(jìn)行密封，防止制冷氣體從高壓倒向低壓側(cè)泄漏。應(yīng)當(dāng)指出在這種情況下，含有溶解了制冷劑的制冷機(jī)油的實(shí)際粘度具有重要作用。
如上所述，在先前的使用了氟里昂12的制冷壓縮機(jī)和使用這種制冷壓縮機(jī)的制冷裝置中，對于改進(jìn)壓縮機(jī)性能來說，重要的是在通常運(yùn)行條件下估價設(shè)立在運(yùn)行點(diǎn)處含有溶解了制冷劑的制冷機(jī)油的最佳實(shí)際粘度。
即使在少有的情況下，在比通常運(yùn)行條件嚴(yán)酷的多的高溫環(huán)境中，制冷裝置例如制冷機(jī)或干燥機(jī)也能運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種情況下，裝置的潤滑進(jìn)入了稱之為臨界潤滑區(qū)域，在這區(qū)域中潤滑油層變薄，使得軸承的滑動部分的金屬表面相互接觸。隨后，摩擦系數(shù)立即增加，導(dǎo)致發(fā)熱，因此，在軸承和轉(zhuǎn)軸之間發(fā)生了磨傷或咬合及粘著現(xiàn)象并使制冷壓縮機(jī)的可靠性惡化。因此，為了甚至在臨界潤滑條件下也能防止致命的問題發(fā)生，需要某些考慮，在傳統(tǒng)使用氟里昂12的制冷壓縮機(jī)中，氟里昂12中的氯有效地作為一種極端壓力作用劑作用。詳細(xì)地說，當(dāng)在軸承和轉(zhuǎn)軸之間發(fā)生磨傷或咬合和粘著現(xiàn)象時，溶解在制冷機(jī)油中的制冷劑氟里昂12作為軸承潤滑油使磨傷或咬合及粘著現(xiàn)象所產(chǎn)生的摩擦熱分解，而氯，即分解的產(chǎn)物與軸承表面的鐵發(fā)生反應(yīng)，生成作為一種潤滑劑的氯化鐵。
如上所述，在制冷裝置使用了高壓容器型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的情況中，例如冰箱，制冷壓縮機(jī)和制冷裝置，在它們滿足了下面要說明的周圍溫度30℃的運(yùn)行條件下，它們在表示能量效率的性能系數(shù)和產(chǎn)品可靠性方面是令人滿意的，而且大多數(shù)產(chǎn)品在這種范圍內(nèi)使用。壓縮機(jī)的排放壓力大約10kg/cm2abs；油溫大約100℃；制冷機(jī)油烷基苯油或礦物油，粘度在40℃時56cSt，在100℃時6cSt，實(shí)際粘度在1到4cSt中變化。
另一方面，在使用低壓容器型往復(fù)壓縮機(jī)(其結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)說明省略了)的制冷裝置的情況中，例如，冰箱，已使用的制冷壓縮機(jī)和制冷裝置在周圍溫度為30℃時滿足下列運(yùn)行條件；壓縮機(jī)的吸氣壓力大約1.6kg/cm2abs；溫度85℃，制冷機(jī)油礦物油，粘度在40℃時8到15cSt，在100℃時1.8到4.2cSt，實(shí)際粘度在2到6cSt變化。
其次，由吸氣、壓縮，然后排出氟里昂類制冷劑的制冷壓縮機(jī)提供的基本制冷循環(huán)，下面參照圖9來說明。
如圖9所示，壓縮機(jī)40壓縮一種低溫，低壓的制冷劑氣體，結(jié)果排出高溫、高壓的制冷劑氣體并將其送至冷凝器41。送至冷凝器41的制冷劑氣體變成高壓，高溫的制冷劑液體，同時把它的熱釋放到空氣之中，然后它被送到膨脹機(jī)構(gòu)42(例如一個膨脹閥或一個毛細(xì)管)，同時由干燥器45使其脫水。通過膨脹機(jī)構(gòu)的高溫，高壓的制冷劑液體由于擠壓效應(yīng)變成低溫、低壓的濕蒸汽，并被送至蒸發(fā)器43。使導(dǎo)入蒸發(fā)器43中的制冷劑蒸發(fā)，同時從周圍吸收熱，并且從蒸發(fā)器43出來的低溫、低壓氣體被吸入壓縮機(jī)40中。此后，重復(fù)上述循環(huán)。
此處的制冷劑，氟里昂12先前已被使用。然而，如前所述，氟里昂12是在規(guī)定之下使用。采用氟里昂134a替代氟里昂12，因?yàn)橛糜诜锇?2的傳統(tǒng)的礦物類或烷基苯類的制冷機(jī)油與氟里昂134a可溶性很小從而產(chǎn)生了很多問題。因此，與氟里昂134a具有很好互溶性的制冷機(jī)油已被有力地開發(fā)，并且已提出各種制冷機(jī)油。這種制冷機(jī)油的典型例子，公知的是具有醚鏈的化合物，下面舉例說明。
例如，日本專利申請公開號1-259093，披露了“一種用于氟里昂壓縮機(jī)的制冷機(jī)油”它是由通式表達(dá)的一種丙二醇的單醚做為基油
其中R是一個具有1到8個碳原子的烷基團(tuán)，而n是一個4到19的整數(shù)。日本專利申請公開號1-259094披露了一種二乙醚型化合物，它是通過醚化丙二醇的一端而獲得的，它由通式表示為
其中每個R1,R2是一個具有1到8個碳原子的烷基因，而n是一個整數(shù)(平均分子重量300到600)，而且日本專利申請公開號1-259095披露了一種單醚型化合物，它是一種丙二醇和乙二醇的聚合物，由通式表示為
其中R是一個具有1到14個碳原子的烷基團(tuán)，而m和n是整數(shù)，m∶n的比例是6∶4到1∶9(平均分子重量300到2,000)。
這些聚亞烷基二醇與傳統(tǒng)的礦物油和烷基苯油的差別敘述如下。由于把乙醚鏈引入分子，提高了對氟里昂134a的親和性，大大改進(jìn)了與氟里昂134a的互溶性，因此，在壓縮機(jī)的滑動部分制冷潤滑分離成兩層的現(xiàn)象(制冷劑和制冷機(jī)油相互不可溶并分離的現(xiàn)象，以后僅稱為“兩層分離”)能夠被防止了；由于油粘著到熱交換器的內(nèi)壁的滯留現(xiàn)象被制止而導(dǎo)致油回流到壓縮機(jī)，并且解決了涉及壓縮機(jī)和制冷裝置可靠性的諸問題，例如，在壓縮機(jī)的滑動部分上的磨傷和咬合問題。
然而，這種含有如此大量醚鍵(C-O-C)的化合物，有下列缺點(diǎn)，(1)它們具有高的飽和水吸收率(它們易吸水)；(2)它們具有低的體積電阻率；(3)它們具有低的氧化穩(wěn)定性，使得整個酸值易于增加。
因此，這些化合物不適合用于把封閉電機(jī)作為制冷壓縮機(jī)和制冷裝置的電動機(jī)。即，雖然這些化合物改進(jìn)了與制冷劑的可溶性，但它們浸蝕電機(jī)的絕緣材料，導(dǎo)致電絕緣性能惡化是個缺點(diǎn)。上述所有化合物中，具有醚鍵的端基是可用氫封端，而氫進(jìn)一步增加了吸濕率。因此，已經(jīng)提出用一酯基替代氫以獲得由下列分子式表示的一種制冷機(jī)油(見日本專利申請公開號2-132178)
其中R是一個烴基，R1是一個亞烷基，R2是一個烷基，而n是一個整數(shù)，它使化合物的粘度在10到300cSt變化(40℃時)。
然而，用這種化合物的制冷劑改進(jìn)可溶性也是通過分子中大量的醚鍵帶來的，象上述化合物一樣，這種化合物也有上述化合物情況下的同樣問題。
因此，具有醚鍵的化合物因?yàn)樯鲜鰡栴}(1)而趨向吸水，并且化合物自身由于水而水解變得不穩(wěn)定。進(jìn)一步說，水的冷凍，阻塞了制冷循環(huán)的毛細(xì)管，擾亂了壓力平衡?；衔锏捏w積電阻率如問題(2)所述一樣低，使電絕緣性質(zhì)惡化。當(dāng)整個酸值如問題(3)所述一樣增加時，化合物被水解，變得不穩(wěn)定。
如上所述，作為一種傳統(tǒng)制冷劑氟里昂12的替代制冷劑來使用的氟里昂134a也有下列致命問題。由于它的獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，氟里昂134a對先前已用的礦物類或烷基苯類制冷機(jī)油親和力低，因此它缺少與制冷壓縮機(jī)和制冷裝置中必不可少的制冷機(jī)油的可溶性。
已作為嘗試改進(jìn)這種可溶性，但是伴隨而來的問題，例如電絕緣性質(zhì)的惡化，水的問題，以及不穩(wěn)定性問題，例如由酸對化合物的水解和分解。每個問題在下面都有更詳細(xì)的說明。
(1)、具有壞的可溶性的一種制冷機(jī)油從下述的使用性能和可靠性的觀點(diǎn)來看，不能在制冷壓縮機(jī)和制冷裝置中投入實(shí)際使用。
一般來說，當(dāng)一種制冷機(jī)油在制冷劑中的可溶性低時，從壓縮機(jī)排出的油在熱交換器中被分離并且油粘著到壁的表面上并停留下來，使返回壓縮機(jī)的油量減少。隨后，壓縮機(jī)中的油面降低，這樣一種稱之為干油現(xiàn)象發(fā)生，結(jié)果使油面降低。
當(dāng)壓縮機(jī)暴露在密封大量制冷劑的制冷裝置中的低溫環(huán)境中時，下述麻煩發(fā)生了，在一個稱之為擱置不動狀態(tài)，在此狀態(tài)液體制冷劑優(yōu)先呈現(xiàn)在壓縮機(jī)的底部，出現(xiàn)在底部的低粘度液體制冷劑作為兩層分離的結(jié)果被加到轉(zhuǎn)軸的滑動部分，使得潤滑油膜的確保變得困難，導(dǎo)致?lián)p壞壓縮機(jī)。
另一方面，對于制冷裝置，已分離粘著到低溫的蒸發(fā)器的內(nèi)壁的制冷機(jī)油，形成一絕熱層，因此它嚴(yán)重地抑制了熱傳導(dǎo)能力。加之，當(dāng)這種制冷機(jī)油的蠟堵塞了膨脹機(jī)構(gòu)(毛細(xì)管)或管道，制冷劑的循環(huán)量大大減少，導(dǎo)致制冷能力降低。對于壓縮機(jī)，吸入氣體的壓力降低，而排放氣體的壓力增加。因此，制冷機(jī)油的熱惡化和對軸承的損壞發(fā)生了，結(jié)果制冷壓縮機(jī)和制冷裝置長期可靠性大大降低了。
因此，(1)本發(fā)明的第一個目的是解決這種傳統(tǒng)問題并提供一種制冷裝置和一種制冷壓縮機(jī)，它備有一種制冷機(jī)油，該油適于與不含氯的氟里昂類制冷劑，典型例子是氟里昂134a，高度可溶，更特別的是，本發(fā)明主要做出的改進(jìn)是關(guān)于，例如。
(1)水吸收性質(zhì)；(2)體積電阻率；(3)氧化惡化。
并且探求一種新穎的制冷機(jī)油成份，它與氟里昂134a在制冷壓縮機(jī)和制冷裝置所有運(yùn)行情況下都是可溶的。也試圖提供一種在不同的制冷裝置和制冷壓縮機(jī)中具有優(yōu)良使用性能，效率和可靠性的制冷系統(tǒng)，這些制冷裝置和制冷壓縮機(jī)用途是不同的。通過開發(fā)至少下列二種制冷油實(shí)現(xiàn)的一種用于中溫制冷裝置例如干燥機(jī)的制冷油，它完成第一目的，即獲得0℃或更低的臨界的溶解溫度；而另一種用于低溫制冷裝置例如冰箱的制冷油，它完成第二目的，即獲得-30℃或更低的臨界溫度。
(2)、在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中，它的好處是防止全球變暖(GWP)，提高在制冷壓縮機(jī)和制冷裝置通常運(yùn)行的一般使用情況下的性能系數(shù)(COP)(它表示的是能量效率，即制冷壓縮機(jī)的制冷能力與輸入能量之比)。
為改進(jìn)壓縮機(jī)的性能，減少對壓縮機(jī)的輸入能量，必需減少基于同軸軸承的流體動力潤滑理論的摩擦系數(shù)。為此，必須測定用于本發(fā)明的制冷機(jī)油中氟里昂134a的可溶性，并由此確定用于壓縮機(jī)中油的實(shí)際粘度的最佳值。在實(shí)際粘度優(yōu)化被確定后，軸承的摩擦系數(shù)變?yōu)樽钚《鴫嚎s機(jī)和用此壓縮機(jī)的制冷裝置的性能系數(shù)變成最大。
因此，本發(fā)明的第二個目的是基于上述軸承理論，通過確定最適用于使用高壓容器型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)或低壓容器型往復(fù)式壓縮機(jī)的制冷機(jī)油的粘度范圍，獲得高使用性能和高度可靠性。
(3)、然而，在實(shí)際中雖然十分稀少，但存在極端艱難的運(yùn)行情況，這種運(yùn)行在于比設(shè)計者所要求的更艱難的高溫環(huán)境或超載條件下運(yùn)行，即使在這種情況下，也應(yīng)保證有足夠的可靠性。
在用氟里昂134a的壓縮機(jī)中，在遠(yuǎn)離同軸軸承的流體動力潤滑區(qū)域的所謂臨界潤滑區(qū)域(在此區(qū)域發(fā)生金屬表面的接觸)，壓縮機(jī)軸承的滑動部分的磨傷或咬合比使用傳統(tǒng)制冷劑氟里昂12的壓縮機(jī)更經(jīng)常地發(fā)生。
當(dāng)在軸承滑動部分中產(chǎn)生金屬表面的接觸時，溶于油的氟里昂12分解形成氯化鐵覆蓋在鐵基滑動摩擦表面上，這種氯化鐵作為一種極壓添加劑抑制了粘著和咬合的發(fā)生。
另一方面，因?yàn)榉锇?34a是一種無氯制冷劑，氯不可能施加到使用了氟里昂134a的壓縮機(jī)上，因此，不象氟里昂12，對氟里昂134a不能期望它有上述極壓添加劑的作用。
因此，本發(fā)明的第三個目的是提供一種制冷裝置和一種制冷壓縮機(jī)，在它們之中，采用了以氟里昂134a為代表的無氯氟里昂制冷劑和含有極壓添加劑的制冷機(jī)油，甚至在油跑出了壓縮機(jī)的滑動軸承并在極端惡劣的條件下運(yùn)行時，也能防止滑動部分的磨傷和咬合以及保證足夠的可靠性。
(4)、本發(fā)明第四個目的是提供一種制冷壓縮機(jī)和一種制冷裝置，它們采用了一種由以氟里昂134a為代表的無氯氟里昂制冷劑和一種制冷機(jī)油所組成的混合物，并且具有一電絕緣系統(tǒng)、其中電絕緣材料例如電絕緣膜和構(gòu)成電動機(jī)部分的有絕緣涂層的繞線都具有足夠的長時期的可靠性(5)、氟里昂134a具有高吸水率而與氟里昂134a可溶的制冷機(jī)油雖有改進(jìn)但比較親水。因此，它們兩者都趨向于把水帶入制冷循環(huán)。在制冷裝置中的水被凍結(jié)在蒸發(fā)器低溫一側(cè)并堵塞了小直徑的管子，例如毛細(xì)管，從而降低了制冷能力。進(jìn)一步說，在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中，制冷機(jī)油，制冷劑，電絕緣材料等等，經(jīng)受水解作用，使得性能失去，例如導(dǎo)致酸性物質(zhì)的產(chǎn)生和機(jī)械強(qiáng)度的降低。
因此，本發(fā)明的第五個目的是提供一種制冷裝置，其中以氟里昂134a為代表的無氯氟里昂制冷劑和制冷機(jī)油共存，而且具有一個裝有干燥劑的干燥器，由于它僅僅分離和吸取了水而不吸收制冷劑，從而有效地改進(jìn)了制冷裝置的可靠性。
附圖的簡要說明。


圖1是一個表示兩層分離溫度的曲線圖，它說明氟里昂134a與每種制冷機(jī)油的可溶性。其中，A1是礦物油和烷基苯油的更低的臨界溶解溫度40℃或更高；B1是本發(fā)明的第一指標(biāo)；C1是本發(fā)明的第二指標(biāo)。
圖2是表示在每種制冷機(jī)油中溶解的水的量和它的體積電阻率之間關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示在高壓容器型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)額定運(yùn)轉(zhuǎn)時，每種制冷機(jī)油的實(shí)際粘度和性能系數(shù)之間的關(guān)系的曲線圖。其中，制冷劑氟里昂134a，運(yùn)行條件100V,60Hz，箱中壓力10.6kg/cm abs，油溫105℃。圖中，A3是例4的酯油；B3是例10的酯油；C3是例5的酯油；D3是例14的酯油；E3是例17的酯油；F3是傳統(tǒng)例3的PAG56；O是比較例的氟里昂12和烷基苯。
圖4是表示在低壓容器型往復(fù)式壓縮機(jī)額定運(yùn)轉(zhuǎn)時，實(shí)際粘度和性能系數(shù)之間關(guān)系的曲線圖。其中，制冷劑氟里昂134a，運(yùn)行條件100V,50Hz，箱中壓力16kg/cm2abs，溫度85℃。圖中，A4是例4的酯油(40℃,5.5cSt)；B4是例10的酯油(40℃,14.9cSt)；C4是例9的酯油(40℃,22.0cSt)；D4是例14的酯油(40℃,32.6cSt)；E4是例17的酯油(40℃,56.6cSt)。
圖5是表示用鐵基摩擦滑動表面的FALEX試驗(yàn)和用含有溶解氟里昂134a的油進(jìn)行高壓氣氛摩擦試驗(yàn)之間關(guān)系的曲線圖。其中，①是例10的制冷機(jī)油在表1之中無極端壓力劑，②是①加CHELEXH-101wt％③是①加丁基聚氧丙二醇磷酸酯1wt％。
圖6是表示由FALEX試驗(yàn)產(chǎn)生的磨損曲線圖。其中，樣品4是僅有例10的制冷機(jī)油(不含極端壓力劑)，樣品5是樣品4加極端壓力劑(丁基聚氧丙烯磷酸酯)0.05wt％，樣品6是僅有例17的制冷機(jī)油(具有提高的粘度但不含極端壓力劑)，樣品7是樣品4加極端壓力劑(烷基聚氧亞烷基磷酸酯)1.0wt％，樣品8是樣品4加極端壓力劑(二烷基磷酸酯)1.0wt％。
圖7是密封旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的主要另件垂直橫剖視圖。
圖8是旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)件的主要另件的垂直橫剖視圖。
圖9是表示制冷裝置的制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖。
1．本發(fā)明的上述第一個目的由一種制冷裝置能夠完成，該制冷裝置包括一個制冷循環(huán)，它包括至少一個壓縮機(jī)，冷凝器，干燥器，膨脹機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器，制冷劑主要由一種無氯碳氟化合物類具有40℃或更高的臨界溫度制冷劑和一種制冷機(jī)油所組成，該油包括作為基油的具有一種或多種脂酸的酯油，在它的分子中至少含有兩個酯鏈(
)，并且它的粘度在40℃時2到70cSt，在100℃時是1到9cSt。
如上所述，酯油絕對需要一種具有一種或多種脂肪酸的酯，它的分子中至少含有二個酯鍵。有一個酯鍵的一種或多種脂肪酸的酯油與制冷劑的混溶性很差，因此不能使用。有一種或多種脂肪酸的可用酯油能夠通過醇與一種或多種脂肪酸的酯化反應(yīng)而得到。對于醇，最好是多元醇。脂肪酸，最好是有1到6個碳原子的脂肪酸。脂肪酸可以是一價或多價的，酯油包括受阻酯油和復(fù)合酯油。從與制冷劑混溶性的觀點(diǎn)來看，具有支鏈結(jié)構(gòu)的酯油優(yōu)于具有直鏈結(jié)構(gòu)的酯油。以下通式(1)至(5)給出了一種或多種酯肪酸的實(shí)際酯油的實(shí)例。
由分子式(1)到(4)所代表的酯油是受阻酯油，由分子式(5)所代表的酯油是復(fù)合酯油。
這些酯油可以單個或二個或多個結(jié)合一起使用。制冷機(jī)油包括至少把這些酯油重量的50％作為基油，并且可用其他公知的制冷機(jī)油構(gòu)成達(dá)到平衡。
(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)(新戊二醇(簡稱為NPG)類醇的酯的實(shí)例，它的分子中含有二個酯)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)
(三羥甲基烷基丙烷(簡稱為TMP)的酯的實(shí)例，它的分子中含有三個酯鏈)C(CH2OCOR2)4……………(3)(季戊四醇(簡稱為PET)的酯的實(shí)例，它的分子中含有4個酯鍵)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)(二季戊四醇(簡稱為DPET)的酯的實(shí)例，它的分子中含有6個酯鍵)
(在分子中含有4個或更多的酯鏈的復(fù)合酯的實(shí)例)在上述總分子式中，R1是H或者是一個具有1到3個碳原子的烷基團(tuán)。R2是一個具有5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基。R3是一個具有1到3個碳原子的烷基，而n是一個0到5的整數(shù)。
以上述通式(1)到(4)所代表的酯是多羥基醇和一元羧酸的酯。作為這種酯，可通過任意選擇醇和一種或多種的一元羧酸的組合和這些成分的比例能獲得所要求的粘度等級的酯。
作為通式(5)所代表的復(fù)合酯，它具有高粘度和寬的臨界溶液溫度范圍的酯，可以通過以下方法獲得從各種化學(xué)結(jié)構(gòu)中選用中樞二元酸(二羧酯)組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)[各種化學(xué)結(jié)構(gòu)衍生于丁二酸(n=2)，戊二酸(簡稱為Glut)，己二酸(簡稱為AZP)，庚二酸，辛二酸，壬二酸，和癸二酸(n=8)]，從各種化合物中選擇多羧基醇組分和末端一元羧酸組分，并變化其混合比例(克分子分?jǐn)?shù))。
由分子式R2COOH代表的一元羧酸可以是直鏈狀或支鏈的。后者包括2-乙基己酸(2EH)，2-甲基己酸(i-G7),3,5,5-三甲基己酸，3,5-二甲基己酸(I-C8),2-甲基庚酸。一元羧酸可以單獨(dú)或兩種或多種結(jié)合一起使用。
制冷機(jī)油的基油是通過用這些受阻酯油調(diào)整粘度來制備的，而復(fù)合酯是單獨(dú)或兩種或多種的結(jié)合。
本發(fā)明所用的制冷劑主要由無氯并具有40℃或更高的臨界溫度的氟碳類制冷劑組成，它包括氫碳氟化合物和碳氟化合物。氫碳氟化合物特別的實(shí)例是二氟甲烷(R32)，五氟乙烷(R125)1,1,2,2-四氟乙烷(R134)，1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)，1,1,2-三氟乙烷(R143),1,1,1-三氟乙烷(R143a),1,1-二氟乙烷(R152a)和一氟乙烷(R161)。碳氟化合物特別的例子是六氟丙烷(C216)和八氟環(huán)丁烷(C318)。這些當(dāng)中，1,1,2,2-四氟乙烷(R134),1,1,1,2-四氟乙烷(R134a),1,1,2-三氟乙烷(R143),1,1,1-三氟乙烷(R143a)和六氟丙烷(C216)都有接近傳統(tǒng)制冷劑二氯氟甲烷(R12)的沸點(diǎn)，而且是最好作為替代的制冷劑。上述例舉的氫碳氟化合物或碳氟化合物類制冷劑都能單獨(dú)或成混合物來使用。
調(diào)節(jié)制冷劑的臨界溫度達(dá)到40℃或更高的原因是要求制冷裝置中冷凝器的冷凝溫度是40℃。
1)本發(fā)明的上述第二個目的，一則是通過用制冷循環(huán)中的高壓容器型制冷壓縮機(jī)來完成的。該壓縮機(jī)包括-貯存制冷機(jī)油的密封容器，該容器可容納由定子和轉(zhuǎn)子組成的電機(jī)，一根轉(zhuǎn)軸裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)，通過轉(zhuǎn)軸把壓縮機(jī)部分連接到電機(jī)上，而且在這容器中貯存有從壓縮機(jī)部分排出的高壓制冷劑氣體，該制冷劑主要由無氯而且具有40℃或更高的臨界溫度的碳氟化合物類的制冷劑組成，而該制冷機(jī)油包括一種或多種脂肪酸的酯油作為基油，它的分子中至少含有二個酯鍵(
)并且其粘度在40℃時2到70cSt，在100℃時是1到9cSt。
一種或多種脂肪酸的酯油，它的分子含有至少二個酯鍵，其結(jié)構(gòu)如上詳細(xì)地描述。
例如，在高壓容器型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，預(yù)先封入前面所講的制冷機(jī)油，它具有的粘度在40℃時是2到70cSt，最好是5.0到32cSt，使得含有溶解了氟里昂134a的該油的實(shí)際粘度(在9到11kg/cm2氣態(tài)壓力和大約100℃的油溫時)可以是1.0至4.0cSt。
2)此外，本發(fā)明上述的第二個目的可通過低壓容器型制冷壓縮機(jī)來完成。該壓縮機(jī)包括一個貯存制冷機(jī)油的密封容器，這容器可容納由定子和轉(zhuǎn)子組成的電機(jī)，安裝在轉(zhuǎn)子之中一根轉(zhuǎn)軸，通過轉(zhuǎn)軸把壓縮機(jī)部分連到電機(jī)上。由壓縮機(jī)部分排出的高壓制冷劑氣體直接從此容器排出。該制冷劑主要由無氯而且具有40℃或更高的臨界溫度的碳氟化合物類的制冷劑所組成。該制冷機(jī)油包括一種或多種脂肪酸的酯油作為基油，它的分子中至少含有二個酯鍵(
)并且其粘度在40℃時是2到70cSt，在100℃時是1到9cSt。
一種或多種脂肪酸的酯油，它的分子中至少含有二個酯鍵，其結(jié)構(gòu)如前所述。
例如，在一個低壓容器型的往復(fù)式壓縮機(jī)中，首先封入先前所述的制冷機(jī)油，它的粘度在40℃時是5.0到15cSt，在100℃時是2.0到4.0cSt，使得含溶解有氟里昂134a的該油的實(shí)際粘度(在吸氣壓力是1.0到2.0kg/cm2abs，油溫85℃時)可以是2.0到4.5cSt。
3)本發(fā)明的上述第三個目的通過在前述制冷機(jī)油中加入特壓添加劑來完成。
特壓添加劑作為滑動部位的磨損防止劑來使用并且包括，例如由通式(6)和(7)所代表的烷基聚亞氧烷基磷酸酯，和由通式(8)所代表的二烷基磷酸酯
其中R4是一個具有1到8個碳原子的烷基團(tuán)，R5是H或是一個具有1到3個碳原子的烷基團(tuán)(分子重量400到700)
式中，R6是一個具有8到16個碳原子的烷基團(tuán)。
這些磷酸酯可以被單獨(dú)或二種或多種結(jié)合在一起加入。加入制冷機(jī)油中實(shí)際的磷酸酯量是0.05％到10wt％。
把酸吸收劑，抗氧化劑，消泡劑等等與極壓添加劑(防磨損劑)一起加入也是有效的。
當(dāng)酸的成份出現(xiàn)在制冷機(jī)油中時，酯油被酸成份分解變得不穩(wěn)定。因此，加入酸吸收劑為去掉酸成份。例如，與酸反應(yīng)的環(huán)氧化合物之類的化合物最好作為酸吸收劑。酸吸收劑特別好的例子是具有一個環(huán)氧基和一個醚鍵的化合物，例如，二環(huán)氧甘油醚化合物，如多亞烷基二醇二環(huán)氧甘油醚；一縮水甘油醚化合物例如苯基縮水甘油醚；以及脂族的環(huán)狀環(huán)氧化合物。其理由是這類化合物的環(huán)氧樹脂基吸收酸并且乙醚鍵在某種程度上有助于改進(jìn)制冷機(jī)油與制冷劑的可熔性。
上述其他添加劑的說明是例如，氯吸收劑，用以防止殘留物，例如在生產(chǎn)壓縮機(jī)或制冷裝置時所用的含氯去污劑的影響，防止油在循環(huán)和貯存時氧化而變質(zhì)的添加劑，以及防止起泡的添加劑。這些添加劑可以從傳統(tǒng)的一般技術(shù)中所用的添加劑中選擇而在本發(fā)明中不是關(guān)鍵性的。
4)為達(dá)到第四個目的，構(gòu)成下面要說明的電機(jī)部分和絕緣涂覆繞線的絕緣漆用在制冷裝置和制冷壓縮機(jī)中。制冷裝置和壓縮機(jī)相類似地使用了以氟里昂134a為代表的無氯氟里昂類制冷劑和一種包括上述例舉的一種或多種脂肪酸的酯油為基油的制冷機(jī)油。作為絕緣膜，使用具有50℃或更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的結(jié)晶塑料膜或者用合成膜，它是通過用有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的樹脂層覆蓋在有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的膜上制成的。作為絕緣涂覆的繞線，使用涂有120℃或更高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的漆的漆包線或者具有由低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的底層和具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的上層所組成復(fù)合涂層的漆包線。
作為絕緣膜，為了實(shí)用，最好使用至少一種絕緣膜，它從膜的組成組中選出，組中有聚對苯二酸亞乙基酯，聚對苯二甲酸丁二酯，聚苯硫，聚苯硫，聚醚酮醚，聚萘二酸亞乙基酯，聚酰胺-酰亞胺和聚酰亞胺。當(dāng)涂覆漆時，最好使用至少從絕緣層構(gòu)成組中選用的一種絕緣層，該組有聚酰亞胺酯，聚酰胺和聚酰胺-酰亞胺。
5)為達(dá)到第五個目的，一種合成沸石被用作干燥劑裝入干燥器中，合成沸石是一種復(fù)合鹽所組成的，復(fù)合鹽是由堿金屬硅酸鹽和堿金屬鋁酸鹽所組成；沸石有3.3埃(A)直徑或更小的氣孔，而且二氧化碳?xì)怏w的吸收能力(在25℃和二氧化碳?xì)怏w局部壓力為250mmHg時)是1.0％或更??；干燥器在先前講過的制冷裝置時，它相類似地采用了以氟里昂134a為代表的無氯氟里昂型制冷劑和上述例舉的一種或多種脂肪酸的酯油為基油的制冷機(jī)油。
在制冷裝置中，至少包括一個壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器，并且使用以氟里昂134a為代表的無氯氟昂型制冷劑，根據(jù)本發(fā)明的制冷機(jī)油，它至少包括一種選自由受阻酯和復(fù)合酯組成的一組的酯，它的分子中含有兩個或多個酯鍵，并且它的粘度在40℃時是2到70cSt，最好是5到32cSt,100℃時是1到9cSt，最好是2到6cSt，它在制冷裝置所用另件的整個溫度范圍內(nèi)與制冷劑都有很好的可溶性。因此，在制冷劑和制冷機(jī)油之間不存在兩層分離的現(xiàn)象。由于無兩層分離出現(xiàn)在壓縮機(jī)的貯油空間中，所以能保證油供應(yīng)到滑動部位，而壓縮機(jī)排出的氟里昂氣體被冷凝器冷凝成液態(tài)，也就是說，油在蒸發(fā)器中總是以這種狀態(tài)，在環(huán)境溫度為-30℃或更低的條件下溶解在低粘度的氟里昂134a當(dāng)中。所以，總的看來，氟里昂氣體是呈低粘度狀態(tài)，從而油返回到壓縮機(jī)有了改進(jìn)。
因此壓縮機(jī)中油面降低被防止了，從而能保證油供給滑動部位，也就解決了所產(chǎn)生的磨傷和咬合的問題。
進(jìn)一步說，與傳統(tǒng)的聚亞氧烷基乙二醇油不同，上述的制冷機(jī)油具有傳統(tǒng)油的十分之一或更小的低的飽和水量，對氧化變質(zhì)來說，穩(wěn)定性上有很大改進(jìn)效果，而且體積電阻率是1013Ωm，這與電絕緣油一樣高。因此在一制冷壓縮機(jī)中，該機(jī)包括一個容納電機(jī)部分的壓力容器和在一使用該制冷壓縮機(jī)的制冷裝置中，本發(fā)明的制冷機(jī)油不會從氟里昂134a中分離出來，而且就壓縮機(jī)的使用性能和可靠性來說，它具有優(yōu)良的特性。由于本制冷機(jī)油與傳統(tǒng)的含氯氟里昂如氟里昂12和氟里昂22也具有良好的可溶性，如果需要，這種傳統(tǒng)的含氯制冷劑也能在具有氟里昂134a的混合物中替代一部分氟里昂134a。
當(dāng)本發(fā)明的粘度在40℃時為5到32cSt的制冷機(jī)油被封入高壓容器型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中并且測量壓縮機(jī)的性能系數(shù)時，在所用的油的粘度是15cSt的情況下，性能系數(shù)達(dá)到峰值。在所用的油粘度是5到32cSt時，性能系數(shù)大約是1.4或更多，該值相當(dāng)于在使用傳統(tǒng)的氟里昂12和烷基苯油相結(jié)合情況下性能系數(shù)定為1時的0.95到0.93。這值表明該油沒有產(chǎn)生實(shí)際問題。本發(fā)明的粘度在40℃為56cSt的制冷機(jī)油在壓縮機(jī)的性能系數(shù)上優(yōu)于聚亞氧烷基乙二醇油。這種優(yōu)越性的原因如下油中所含的酯鍵自身經(jīng)過分子定向，主要在壓縮機(jī)軸承和轉(zhuǎn)軸的鐵基滑動部位的表面上，改進(jìn)了潤滑，此外，由于油在氟里昂134a中的高溶解性，使它的實(shí)際粘度減少，從而減少了機(jī)械損失，這些效果疊加起來改進(jìn)了壓縮機(jī)的性能系數(shù)。
另一方面，在低壓容器型往復(fù)式壓縮機(jī)的情況下，由于壓縮機(jī)是在1到2kg/cm2abs容器中低壓情況下運(yùn)行，溶解的氟里昂134a的量和實(shí)際粘度僅僅在很窄的范圍內(nèi)變化。因此，制冷劑和制冷機(jī)油的特性幾乎不取決于它們的種類，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)粘度在40℃時是5到15cSt,100℃時是2到4cSt的油在可靠性和性能特性上都很好。
當(dāng)本發(fā)明的制冷機(jī)油與一種特壓添加劑適當(dāng)?shù)牧?0.05到10wt％)相混合，例如與一種強(qiáng)的，在分子中保持OH基的第一或第二磷酸酯，如烷基聚亞氧烷基磷酸酯或二烷基磷酸酯相混合，混和的結(jié)果推動具有酯鍵的潤滑薄膜進(jìn)行分子定向，在壓縮機(jī)軸承和軸構(gòu)成的滑動部位的鐵基表面上，并形成一層更強(qiáng)的磷酸酯化學(xué)的吸附膜。因此，這種混合進(jìn)一步改進(jìn)了滑動部位的潤滑，防止了磨傷和咬合。
當(dāng)檢查本發(fā)明的含有特壓添加劑的制冷機(jī)油的潤滑性質(zhì)時，在FALEX試驗(yàn)中(油的粘附試驗(yàn))，表面臨界粘附壓力大大增加了，試驗(yàn)是在沒有氟里昂134a溶于油下進(jìn)行的。此外，當(dāng)測定使用了含有極壓添加劑，含有溶解了50％氟里昂134a的制冷機(jī)油的情況下鐵基滑動件的磨損時，與高濃度的氟里昂134a的溶解相似，磨損能夠比不含有極壓添加劑的油的情況下減少到五分之一或更少。加入極壓添加劑的量合適的范圍是上述的0.05％到10wt％。磨損試驗(yàn)的結(jié)果如圖6所示，后面給出了實(shí)例的特別說明。如圖6中所示，表示出加入了極壓添加劑對磨損的減少的作用。
傳統(tǒng)的附加劑，例如酸吸收劑，抗氧化劑，除泡劑等等都能與極壓添加劑混合在一起。
其次，以下解釋本發(fā)明的制冷機(jī)油和氟里昂134a的壓縮機(jī)的電絕緣材料一起使用的情況。作為一種絕緣膜用在電機(jī)中用作電絕緣材料，使用具有50℃或更高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的結(jié)晶塑料膜。絕緣膜包括聚對苯二甲酸亞乙基酯，聚對苯二甲酸丁二酯，聚苯硫，聚醚酮醚，聚萘二酸亞乙基酯，聚酰胺-酰亞胺和聚酰胺膜，和具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的樹脂層覆蓋具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的薄膜所獲得的復(fù)合膜。這些膜在抗拉強(qiáng)度和電絕緣特性方面幾乎不變質(zhì)而且無實(shí)際問題這是因?yàn)榇吮∧け葌鹘y(tǒng)的聚亞氧烷基乙二醇油所帶水量少得多，產(chǎn)生的酸量小的多，因此薄膜本身幾乎沒有水解變質(zhì)現(xiàn)象。
一種具有120℃或更高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的涂漆用在電機(jī)部分的繞線上，涂漆包括例如單層聚酯酰亞胺，聚酰胺，聚酰胺-酰亞胺和類似物，而復(fù)合涂漆膜是在具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的底層上形成具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的上層而得到的。象上述的膜，這些涂漆幾乎不會被水解，破裂，軟化，膨脹，被低的擊穿電壓等變質(zhì)，因此，實(shí)際中對改進(jìn)可靠性是有用的。在某些情況下，使自潤滑或外潤滑劑包含在磁線上的涂漆當(dāng)中，使其具有自潤滑性質(zhì)，以改進(jìn)其電學(xué)上的工作能力。上述內(nèi)含物加入之前該涂漆的主要特性本身就具備了。
最后，解釋一種裝入氟里昂134a和本發(fā)明已述的制冷機(jī)油共存在制冷裝置中干燥器里的干燥劑。在本發(fā)明中，最好用由堿金屬硅酸鹽和堿金屬鋁酸鹽所組成的復(fù)合鹽構(gòu)成的合成沸石，它有直徑為3.3埃的或更小的氣孔，它的二氧化碳的吸收能力在25℃以及二氧化碳的分壓為250mmHg時是1.0％或更小，這種合成沸石，XH-9和XH-600(商品名稱，由UNION SHOWA K.K制造)可作為例子。這二者都有很小的氟離子吸收作用。如上述的合成沸石除了有1.5％或更多的二氧化碳?xì)怏w吸收能力以外，還有0.24％或更多的氟吸收作用，因而導(dǎo)致吸收特性惡化，并破壞了作為分子篩的強(qiáng)度。此外，這種合成沸石晶體被腐蝕分解的產(chǎn)物堵塞制冷循環(huán)的管子或損壞壓縮機(jī)的軸承滑動部位。當(dāng)確定本發(fā)明的氣孔直徑時考慮了這種與上述的二氧化碳的吸收能力有關(guān)的情況后，就不會產(chǎn)生上述麻煩并可以組成一個高可靠性的制冷裝置。
本發(fā)明的實(shí)例下面參考圖1到圖6和表1到表4來說明。
實(shí)例1到17這些例子說明的是完成本發(fā)明第一個目的的實(shí)施例，在與制冷循環(huán)和制冷壓縮機(jī)有關(guān)的封閉旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)內(nèi)，氟里昂134a作為一種制冷劑，而制冷機(jī)油用表1中所列的每種脂油，其分子中含有二個或多個酯基并且其粘度在40℃時是2到70cSt，在100℃時是1到9cSt。為了比較，傳統(tǒng)制冷機(jī)油有關(guān)數(shù)據(jù)表示在表1中。
圖1是一個表示兩層分離溫度的曲線圖，它說明了氟里昂134a和每種制冷機(jī)油的可溶性。曲線圖是通過把氟里昂134a和制冷機(jī)油密封在高壓等級的壓力容器中，用肉眼觀察每個溫度和每種制冷機(jī)油濃度時的兩層分離狀態(tài)，并概括觀測結(jié)果而獲得的。橫座標(biāo)表示氟里昂134a中油的濃度，縱座標(biāo)表示溫度。圖1中所示的第一指標(biāo)值是一種具有中等蒸發(fā)溫度(0℃或更低)的制冷裝置如干燥機(jī)所必需的較低臨界溶解溫度。第二指標(biāo)值是一種具有低蒸發(fā)溫度(-30℃或更低)的制冷裝置，例如冰箱，所必需的較低臨界溶解溫度。兩個蒸發(fā)溫度都是特定值。
從表1可看出，由日本太陽油類有限公司制造的SUNISO,4GSD(商品名，環(huán)烷類)和Z300A(商品名，烷基苯類)兩者是不溶的。一種聚亞烷基二醇PAG56(商品名，由日本太陽油類有限公司生產(chǎn))具有-60℃的較低臨界溶解溫度(由L1所示)和35℃的較高臨界溶解溫度(由UI所示)。本發(fā)明的在分子中含有二個或多個酯基的酯油在臨界溶解溫度是如此之好，至使它們的較低臨界溶解溫度(由L2所示)達(dá)-70℃，較高臨界溶解溫度(由U2所示)達(dá)到70℃或更高。低臨界溶解溫度在制冷裝置的熱交換器中是一個實(shí)用目的的重要因素，而高臨界溶解溫度在制冷壓縮機(jī)中是實(shí)用目的的重要因素。
圖9是一制冷裝置的制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。制冷裝置包括一個制冷壓縮機(jī)40，一個冷凝器41，一個干燥器45，一個膨脹機(jī)構(gòu)42和一個蒸發(fā)器43。該裝置把氟里昂134a與上述每種制冷機(jī)油一起使用。從而，在使用Suniso 4GSD(一種環(huán)烷礦物油)和Z300A(一種烷基苯油)(商品名，由日本太陽油類有限公司制造的)情況下，當(dāng)制冷劑大量出現(xiàn)并閑置在壓縮機(jī)中時，高密度的制冷劑層和低密度的制冷機(jī)油層，分離成上層和下層。因此，如圖7的垂直橫剖視圖所表示的一臺制冷壓縮機(jī)(以封閉式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)為例)的主要結(jié)構(gòu)中，供給軸4A，主軸承5和輔助軸承6的油，通過泵的吸入口14抽吸了僅僅作為底層的制冷劑層。制冷劑層的粘度比制冷機(jī)油低，因此當(dāng)制冷劑層供給到軸承上時，導(dǎo)致油膜變薄，結(jié)果金屬表面之間產(chǎn)生接觸。此外，由于滑動磨擦表面的溫度立刻升高，制冷劑被氣化，導(dǎo)致了更嚴(yán)重的情況。當(dāng)這種現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生時在軸和軸承上有產(chǎn)生磨傷和咬合的危險，使得制冷壓縮機(jī)的使用性能喪失。
當(dāng)傳統(tǒng)的制冷機(jī)油用在圖9所示的制冷裝置的熱交換器中時，例如蒸發(fā)器在0°到-60℃使用，由壓縮機(jī)40排出的與制冷劑氣體一起的制冷機(jī)油在蒸發(fā)器43中分離兩層并粘附在熱交換器的管內(nèi)壁上，引起了制冷機(jī)油的滯留或熱交換器的熱絕緣。因此傳統(tǒng)的制冷機(jī)油大大惡化了制冷裝置的制冷能力，因此不能實(shí)際使用。在這點(diǎn)上，表1中例3所列的傳統(tǒng)的聚二醇是有優(yōu)點(diǎn)的，它具有-60℃的較低的臨界溫度，因此，在蒸發(fā)器中沒有兩層分離。但是，由于它的較高臨界溫度只有35℃，而運(yùn)行當(dāng)中的壓縮機(jī)的溫度至少有80℃，所以它完全分離成兩層，在傳統(tǒng)的例1和例2情況中，當(dāng)聚亞烷基二醇加到軸承上時，在軸和軸承上產(chǎn)生了磨傷和咬合的危險，使制冷壓縮機(jī)喪失它的使用性能。
在裝有封閉式電機(jī)的制冷壓縮機(jī)中，如圖7所示的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，當(dāng)然要求制冷機(jī)油具有電絕緣油的特性。
圖2表示了本發(fā)明的每種酯油與傳統(tǒng)礦物油以及聚亞烷基二醇的水吸收和體積電阻率之間的關(guān)系。甚至在水含量控制在500ppm或更少的情況下，作為傳統(tǒng)的聚二醇，由于其分子中的醚鍵使其有1212Ωcm或更小的低體積電阻率，不是最可取的。
另一方面根據(jù)本發(fā)明的具有酯鍵的制冷機(jī)油有103Ωcm或更高的體積電阻率(高絕緣性)，它符合JISC2320中所述電絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)。因此，它能有效地實(shí)際應(yīng)用。雖然傳統(tǒng)實(shí)例的礦物油有高絕緣性，但它與氟里昂134a的可溶性很壞，不能實(shí)際使用。
其次，有關(guān)品種間，適于氟里昂134a的酯油的化學(xué)結(jié)構(gòu)和較低臨界溶解溫度間的關(guān)系參照表1詳細(xì)說明。
本發(fā)明所用的分子中含有二個或多個酯基的酯油包括一元或多元有機(jī)酸酯和多元醇。酯油的典型例子是受阻酯油和復(fù)合酯油，它們是由新戊二醇的酯，三羥甲基丙烷的酯或三羥甲基乙烷的酯，和季戊四醇的酯所示代表。表1說明了典型化學(xué)合成制品的名稱，粘度和臨界溶解溫度的關(guān)系。表1
標(biāo)號1NPG新戊二醇的酯，
n-C7:CH3(CH2)5COOH,i-C11:CH3(CH3)CH(CH2)7COOH標(biāo)號2TMP三羥甲基丙烷，
n-C6:CH3(CH2)4COOH標(biāo)號3PTE季戊四醇標(biāo)號4復(fù)合酯，n-C10:CH3(CH2)8COOH,i-C6:CH3(CH3)CH(CH2)2COOH在表1樣品的名稱中，化學(xué)合成酯油的名稱被簡化了。例如，在NPG/n-C8情況中，NPG是新戊二醇的簡寫，n-C8是具有8個碳原子的一般有機(jī)酸(一種直鏈脂肪酸)的簡寫，而NPG/n-C8是一種新戊二醇和一般有8個碳原子的有機(jī)酸(直鏈脂肪酸)的酯。在NPG/2EH的情況中，2EH是2-乙基己酸而NPG/2EH指的是新戊二醇和2-乙基己酸的酯。
1)如例1到4所說明的，新戊二醇(NPG)的酯是作為二元醇的新戊二醇與作為一元有機(jī)酸的一元羧酸的酯，其特征是在分子中含有二個酯基。這種化學(xué)結(jié)構(gòu)與氟里昂134a的可溶性和油的粘度特性有密切關(guān)系。
也就是說，具有7到8個碳原子的一元羧酸的酯油是符合要求的而它的低溫臨界溶解溫度是-29℃到-70℃，而粘度在40℃時是2.8到7.0cSt。
一元羧酸(脂肪酸)的碳原子數(shù)越少，低溫臨界溶解溫度越低。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)分子都具有一支鏈的例3中的2-乙基己酸(2EH)的酯和例4中的異庚酸的酯(i-C7)的低臨界溶解溫度有利地比例1和2的低。例5是為增加粘度而把羧酸中碳原子數(shù)增加到11個的情況。例5的酯發(fā)現(xiàn)有在40℃時14.9cSt的粘度和-40℃的最低的低溫臨界溶解溫度。
2)其次分子含有三個酯鍵的三羥甲基丙烷在下面參考例6到10中說明。
酯油是分子中含有三個酯基的，由作為三元醇的三羥甲基丙烷(TMP)與作為一元有機(jī)酸的一元羧酸進(jìn)行縮合反應(yīng)而得到的，并且一元羧酸中有6到8個碳原子。酯油在40℃時粘度為10.8到32.2cSt，并且其低臨界溶解溫度為-20℃到-60℃。在這些酯油中，具有-20℃或更低的低臨界溶解溫度的酯油是例6的庚酸Cn-C7的酯油，例8的辛酸(n-C8)的酯油，和例9的2-乙基己酸(2EH)的酯油。具有-60℃或更低的低臨界溶解溫度的酯油是例7的己酸(n-C6)的酯油和例10中的異庚酸(i-7)的酯油。例6到例10中的酯油也具有碳原子數(shù)越少，低臨界溶解溫度越低的特性，以及含有支鍵的酯油的低臨界溶解溫度低于不含支鏈的酯油的低臨界溶溫度特性，即使前者和后者的酯油都具有同樣數(shù)量的碳原子數(shù)的情況也是如此。
3)如例11到13中所說明的，酯油是分子中含有四個酯基的，由作為四元醇的季戊四醇(PET)與一元羧酸進(jìn)行縮合反應(yīng)而得到的，而一元羧酸具有6到8個碳原子。酯油在40℃時粘度高達(dá)17.5到52.0cSt，低臨界溶解溫度為-85℃到-44℃。把這種低臨界溶解溫度轉(zhuǎn)變成較高的溫度再與上述的二元醇和三元醇的酯油相比較。在例11到13的酯油之中，具有-40℃或更低的低臨界溶解溫度的酯油是例11的己酸(n-C6)的酯油和例13的異庚酸的(i-C7)酯油。例11到13的酯油也是具有碳原子數(shù)越少，低臨界溶解溫度越低以及含有支鏈的酯油的低臨界溶解溫度低于不含支鏈的酯油的低臨界溶解溫度的特性。
4)作為引入4個酯基進(jìn)入分子的方法，該方法是通過將多元醇和具有二元羧酸(即一種典型的有機(jī)酸)作為中心構(gòu)成的一元羧酸的縮合反應(yīng)來進(jìn)行酯化反應(yīng)。通過這個方法，低臨界溶解溫度能夠容易地降下來，而粘度能容易地增加上去。通過分子設(shè)計獲得的酯是復(fù)合酯并用本發(fā)明的例14到17來說明。
例14說明了作為二元羧酸的戊二酸(簡稱為GLut)，作為二元醇的新戊二醇(NPG)，和作為一元羧酸的已酸(C6)的一種復(fù)合酯。這種復(fù)合酯的粘度在40℃時是32.6cSt，在100℃時是5.9cSt，而低臨界溶解溫度是-75℃或更低。
例15說明了通過把例4和16的酯混合來制備具有中等粘度等級的酯的情況。發(fā)現(xiàn)這種酯也具有沒有更多變化的低臨界溶解溫度。
例16說明了作為二元羧酸的己二醇(簡稱AZP)，作為二元醇的新戊二醇(NPG)，和作為一元羧酸的癸酸(n-C10)的一種復(fù)合酯，例17說明作為二元羧酸的戊二酸(Gult)，作為二元醇的新戊二醇(NPG)，和作為一元羧酸的異庚酸(i-C6)的一種復(fù)合酯。發(fā)現(xiàn)這些合成酯如此好，以致它們的粘度在40℃時是54.5到56.6cSt，在100℃時是7.3到8.6cSt，而低臨界溶解溫度是-60℃，這些結(jié)果表明，具有合適粘度的復(fù)合酯能夠通過適當(dāng)確定碳原子數(shù)(C2-C10)的二元羧酸作為二元有機(jī)酸和適當(dāng)確定碳原子數(shù)(C5-C10)的一元羧酸作為一元酸和將該二元羧酸、一元羧酸、和適當(dāng)選擇分子比的多元醇進(jìn)行縮合反應(yīng)來合成的。
把這些例子排列起來，這些酯可用下列通式來表示新戊二醇的酯(R1-CH2)2-C-(CH2OCOR2)2……………(1)三羥甲基烷烴的酯R1-CH2-C-(CH2OCOR2)3……………(2)季戊四醇的酯C-(CH2-OCOR2)4……………(3)復(fù)合酯
此外，可容易獲得酯的例子是二季戊四醇的酯(R2COOCH2)3C-CH2-O-CH2-C(CH2-OCOR2)3……………(5)在上述分子式(1)到(5)中，R1是H或一個具有1至3個碳原子的烷基；R2是一個具有5到12個碳原子的直鏈或支鏈的基團(tuán)；R3是一個具有1到3個碳原子的烷基；而n是一個0到5的整數(shù)。
通過選擇多元醇和羧酸的種類能任意確定粘度。
通過混合低粘度油和高粘度油可容易獲得中等粘度的油。
在使用如氟里昂134a的無氯氟里昂型制冷劑的制冷裝置中，基本上能給于壓縮機(jī)和制冷裝置良好的使用性能和可靠性的制冷機(jī)油，它是通過從分子中含有二個或多個酯鏈的合成酯和受阻酚酯中選出具有0℃或更低的低臨界溶解溫度(第一目標(biāo)值)的一種油或是選擇具有-30℃或更低的低臨界溶解溫度(第二目標(biāo)值)的一種油，兩者都具有在40℃時是2到70cSt，最好是5到32cSt，在100℃時是1到9cSt，最好是5到32cSt，在100℃時是1到9cSt，最好是2到6cSt的粘度。
已證實(shí)這些酯類制冷機(jī)油不僅與氟里昂134a而且與所有無氯氟里昂型制冷劑如氟里昂152a(二氟乙烷CH3CHF2)的氣體都有很好的親合性。該制冷機(jī)油可有效給于制冷裝置高的使用性能和高的可靠性。
此外，也證實(shí)了本發(fā)明的這些酯油在傳統(tǒng)的含氯氟里昂型制冷劑中(氯氟代烴型制冷劑)例如氟里昂12和氟里昂22也高度可溶，把它們部分地混合于這些制冷劑中使用也是有效的。
然而，傳統(tǒng)的含氯氟里昂型制冷劑因?yàn)榄h(huán)境破壞問題是包括在使用規(guī)定之下的化合物清單之中，最好把制冷劑的比例調(diào)整到50％或以下，而本發(fā)明的酯油的比例要調(diào)整到50％或以上。
其次，下面給出完成本發(fā)明第二個目的的制冷裝置的一個例子。
例18圖7所示的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)是一種制冷壓縮機(jī)，它結(jié)合到圖9所示的制冷裝置的結(jié)構(gòu)之中。當(dāng)壓縮機(jī)溫度為100℃，排氣壓力為9.5到10kg/cm2G時，這是檢查制冷機(jī)可靠性的條件，貯存在壓縮機(jī)內(nèi)的制冷機(jī)油的粘度和性能系數(shù)(COP)的關(guān)系，即壓縮機(jī)的制冷能力與輸入能量之比，通過表1中例舉的具有典型粘度等級的酯油來測定。所得結(jié)果表示在圖3中。
圖3表示每種制冷機(jī)油和性能系數(shù)(COP)的關(guān)系，它是通過本發(fā)明的具有在40℃時5到56cSt粘度的酯油測定的。傳統(tǒng)實(shí)例是與氟里昂12混合一起使用的一種聚亞烷基二醇和一種烷基苯油(sunios Z-300A)。圖3中橫座標(biāo)為每種貯存在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中的制冷機(jī)油的實(shí)際粘度?？v座標(biāo)為壓縮機(jī)的性能系數(shù)(用相對值表示)。
根據(jù)圖3，制冷機(jī)油在取傳統(tǒng)的氟里昂12與粘度在40℃時是56cSt的Z-300A(一種烷基苯油)結(jié)合時所獲性能系數(shù)為1時對制冷機(jī)油的性能系數(shù)進(jìn)行比較。由傳統(tǒng)例3的聚亞烷基二醇(PAG56)和氟里昂134a的混合所獲的性能系數(shù)小至0.859。這表明性能效率降低了大約14％。
在其他方面，本發(fā)明的在例17中的粘度在40℃時為56.6cSt的復(fù)合酯給出0.906的良好性能系數(shù)?？梢酝茰y出這個結(jié)果是基于以公式(9)所代表的軸承理論所產(chǎn)生的摩擦損失的減少，攪動油的能量的減少，熱損失的減少，等等；這是由含有溶解了的氟里昂134a的制冷機(jī)油的粘度在某些運(yùn)行情況下變得低到4.35cSt所帶來的。
當(dāng)本發(fā)明的仍然具有5至32cSt粘度(在40℃時)的酯油的同樣情況下進(jìn)行性能系數(shù)比較時，例14的粘度為32.6cSt(在40℃時)的酯油，例5的粘度為14.9cSt(在40℃時)的酯油，和例10的粘度為14.9cSt(在40℃時)的酯油，所分別給出的性能系數(shù)值是0.926,0.966和0.973。因此，性能系數(shù)按此順序增加。另一方面，在例4的粘度為5.5cSt(在40℃時)的酯油情況下，性能系數(shù)是0.953，也就是說，它表示了小的減小趨勢。
從這些結(jié)果能看出適合于旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的理想的酯油是在40℃時其粘度是5至32cSt的范圍(精確地說，5.5到32.6cSt)即圍繞著最佳值14.9cSt的范圍，并且如前述的分子中含有二個或多個酯鍵。
例19將氟里昂134a和本發(fā)明表1中所例舉的每一種制冷機(jī)油用在一低壓容器型的往復(fù)式壓縮機(jī)之中，而且該壓縮機(jī)結(jié)合到一制冷機(jī)中，例如一制冷裝置中。然后這制冷機(jī)經(jīng)受一高溫可靠性試驗(yàn)。(箱中壓力為1.6kg/cm2abs，箱溫85℃,100V,50HZ)。
圖4表示試驗(yàn)結(jié)果，在這曲線圖中，橫座標(biāo)為制冷機(jī)油的粘度測量值，縱座標(biāo)為性能系數(shù)(COP)。曲線圖是通過分別給出對應(yīng)在表1中樣品的粘度在40℃時為5.5,14.9,22.0,32.6和56.6cSt時每種制冷機(jī)油實(shí)際運(yùn)行粘度的性能系數(shù)。性能系數(shù)與實(shí)際粘度成線性關(guān)系。
從圖4表示的結(jié)果可以看出，制冷機(jī)油的粘度越低，低壓容器型往復(fù)壓縮機(jī)的性能系數(shù)越大。在40℃時粘度為5.5到14.9cSt，實(shí)際粘度為2到4.2cSt的制冷機(jī)油可以認(rèn)為是最好的。當(dāng)實(shí)際粘度小于2cSt時，產(chǎn)生性能系數(shù)減小和軸承可靠性的降低趨勢。這是因?yàn)樵谟脗鹘y(tǒng)材料(例如鑄鐵或鐵基繞結(jié)材料)制造壓縮機(jī)滑動另件的情況下，滑動另件的表面光潔度受到限制，在太低的實(shí)際粘度時，表面潤滑進(jìn)入稱之為臨界潤滑區(qū)，在該區(qū)內(nèi)金屬表面之間發(fā)生接觸。
例20為達(dá)到本發(fā)明第三個目的，制冷壓縮機(jī)和制冷機(jī)中的潤滑將參考以下實(shí)例說明。
為對潤滑進(jìn)行評估，進(jìn)行一個在空氣中測定咬住負(fù)荷的FALEX試驗(yàn)，以及一個在含有溶解50％的氟里昂134a的制冷機(jī)油中測定咬住負(fù)荷的高壓氣氛摩擦試驗(yàn)。圖5是說明兩試驗(yàn)的結(jié)果之間相互關(guān)系的曲線圖。咬住負(fù)載如下。將增加的負(fù)載從兩側(cè)施加到旋轉(zhuǎn)樣品的銷上，產(chǎn)生咬住的負(fù)載以磅(1b)表示。
在本例中，以表1中例10的三羥甲基丙烷酯油(TMP)和異庚酸(i-7)作為本發(fā)明制冷裝置所用制冷機(jī)油的典型實(shí)例，并確定加到酯油中的極壓添加劑的品種和用量與潤滑性能之間的關(guān)系。用于評估潤滑的試驗(yàn)件的材料，銷和件的材料都是標(biāo)準(zhǔn)材料，即分別用JIS標(biāo)準(zhǔn)的SNC-21(鎳鉻鋼)和用JIS標(biāo)準(zhǔn)的SUM41(resulfurized高速切削鋼)。另一方面在高壓氣氛摩擦試驗(yàn)中，是對在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中已有良好效果的軸用材料(共晶石石墨鑄鐵)制成的圓柱和滾子所用材料(共晶石墨鑄鐵回火)制成的圓柱之間產(chǎn)生摩擦引起咬合時的負(fù)載分別進(jìn)行測定。
如圖5中No.1樣品情況表明的，不含極壓添加劑的酯油(例10的油)給出700磅(1b)的FALEX咬合負(fù)載，而在氟里昂134a的氣體中咬合負(fù)載低到90kgf/cm2。另一方面，在No.2和No.3樣品情況下，F(xiàn)ALEX咬合負(fù)載進(jìn)一步增加了400磅(1b)達(dá)到1100磅(1b)，而在氟里昂134a的氣體中增加90kgf/cm2，達(dá)到180kgf/cm2。這是因?yàn)槊糠N都加入了下面列出的特壓添加劑。在No.2樣品的情況下，分子中含有活潑的OH基的酸性磷酸CHELEX H-10(商品名，由SAKAI化學(xué)工業(yè)有限公司制造)以1％的量加入。在No.3樣品的情況下，烯化乙二醇和磷酸的酯的化合物(丁基聚亞氧丙基磷酸酯)以1％的量加入。
這就是說，實(shí)際上證明了含有磷的化合物如酸性的磷酸酯和烯化乙二醇磷酸酯酯化合物，不管氟里昂134a是否存在，都可作為防咬合的極壓添加劑有效地發(fā)揮作用。
其次，F(xiàn)ALEX試驗(yàn)進(jìn)行連續(xù)長達(dá)120分鐘，同時保持施加100磅(1b)不變載荷，并且測定銷即鐵基試驗(yàn)件的磨損。所得結(jié)果說明在圖6中，銷磨損量為25mg。另一方面，在含有上述每種含磷化合物的兩種情況中，磨損量如No.7和No.8樣品所示小至0.4mg。就是說，磨損量可減少到五分之一或更少。所加入的含磷化合物的量從0.05％開始有效，如No.5樣品表明的?；衔锏淖饔秒S著加入量的增加而增大。當(dāng)量超過10wt％，改進(jìn)潤滑的效果達(dá)到最高極限，以后使得加入化合物變得不經(jīng)濟(jì)，無益而不實(shí)用了。
磨損通過增加油的粘度來減少如No.4樣品的14.9cSt(在40℃時)到No.6樣品的56.6cSt(在40℃時)。
以上事實(shí)可以發(fā)現(xiàn)，鐵基滑動件的咬合負(fù)載，抗磨損性和潤滑作用可以大大改進(jìn)，是通過把含磷化合物例如酸性磷酸酯，磷酸酯，烯化乙二醇磷酸酯或類似物作為極壓添加劑以0.05～10wt％的量加入到本發(fā)明制冷機(jī)油中來達(dá)到，或是用調(diào)整油的粘度達(dá)到高值代替加入極壓添加劑而達(dá)到。含有極壓添加劑的制冷機(jī)油表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，特別是在不含氯的氟里昂如氟里昂134a制冷劑存在的情況下。
例21下面說明完成本發(fā)明第四個目的一個實(shí)例。在壓縮機(jī)中封閉式電機(jī)所用的電絕緣材料的性能，在氟里昂134a和本發(fā)明的制冷機(jī)油共存的情況下評估，所得結(jié)果下面用表2和表3來說明。
氟里昂134a和制冷機(jī)油的評估是通過觀察磁線(一種漆包線)的性能惡化程度以及由防止外界影響的密封管試驗(yàn)的絕緣膜材料的性能惡化程度來完成的。
(1)磁線(一種漆包線)的絕緣特性作為磁線試驗(yàn)品，有二種試驗(yàn)品即5％拉伸的制品和成對編繞試驗(yàn)品在150℃經(jīng)過40天的密封管試驗(yàn)。下面參照表2中所示結(jié)果作出解釋。
用氟里昂134a和適于氟里昂134a的，在表1例3中所列的，傳統(tǒng)聚二醇制冷機(jī)油結(jié)合起來進(jìn)行的密封管試驗(yàn)的結(jié)果，表2中No.9樣品的聚酯線(PEN)和No.10樣品的亞胺酯線(EIW-R)兩者的5％拉伸的制品都破裂了，這二種線的成對編繞試驗(yàn)品的保持絕緣的破壞電壓大大降低至30～32％。
另一方面，用氟里昂134a和戊二酸(Glut)、新戊二醇(NPG)和異己酸(i-C6)所組成的用在本發(fā)明中的并例舉在表1中制冷機(jī)油結(jié)合起來進(jìn)行上述同樣的評估，從而，同樣的聚酯線(它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度見表2)和聚酰亞胺酯線，作為上述的導(dǎo)線和傳統(tǒng)No.9樣品和No.10樣品變質(zhì)的那種導(dǎo)線，如No.11樣品和No.12樣品例子說明的那樣，在表現(xiàn)上無異常現(xiàn)象。這些樣品的保持絕緣破壞電壓高達(dá)95％或更高，這表明磁線變質(zhì)的程度是十分低的。理由如下，根據(jù)本發(fā)明的制冷機(jī)油在早期階段含水量低并有高熱穩(wěn)定性，幾乎不產(chǎn)生能夠加速水解的酸性物質(zhì)，因此這些特性帶來改進(jìn)的效果。
No.13樣品是通過把No.12樣品的酰亞胺酯線涂覆上聚酰亞胺層形成復(fù)合層。No.14樣品是一種僅涂覆了聚酰胺-酰亞胺線(AIW)。兩種樣品都具有良好的特性，已發(fā)現(xiàn)通過用高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的涂層覆在低轉(zhuǎn)變溫度的涂層上所獲得的這種磁線可改進(jìn)壓縮機(jī)的可靠性，這是因?yàn)樯贤繉佑行У乇Ｗo(hù)了氟里昂134a和制冷機(jī)油對底層的侵蝕。
(2)絕緣膜的絕緣特性對電機(jī)絕緣膜上密封管試驗(yàn)中，經(jīng)40天在130℃下進(jìn)行的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)，膜是用抗拉強(qiáng)度的存在和保持進(jìn)行評估的，所獲得結(jié)果示于表3中。
當(dāng)用于傳統(tǒng)壓縮機(jī)的封閉電機(jī)的聚酯膜(lumilar X10，商品名稱，由Toray工業(yè)公司制造)被用于如No.15樣品所示傳統(tǒng)的聚亞烷基二醇油中，它的齊聚物成份沉淀在油中并保持抗拉強(qiáng)度是83％。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的例17的復(fù)合酯油和氟里昂134a的結(jié)合時，沒有齊聚物沉淀而且保持抗拉強(qiáng)度高達(dá)89％或更高，這是在所有的No.16樣品lumilar X10,PA-61M(商品名，由Hitachi Kasei有限公司制造)的情況下，即No.17樣品的聚酰胺-酰亞胺涂覆聚酯膜，No.18樣品的聚苯硫(PPS)膜，和No.19樣品的聚醚酮醚(PEEK)膜。因此，已發(fā)現(xiàn)使用氟里昂134a壓縮機(jī)的電絕緣系統(tǒng)能夠在可靠性上有明顯的改進(jìn)。
這就是說，已發(fā)現(xiàn)封閉電機(jī)的絕緣系統(tǒng)能夠完成，即通過適當(dāng)?shù)剡x用一種膜，該膜選自聚酯膜，聚酰胺-酰亞胺涂覆聚酯膜，PPS膜和PEEK膜，它們具有65℃或更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；以及應(yīng)用在氟里昂134a和本發(fā)明在分子中含有二個或多個酯基的制冷機(jī)油參與的系統(tǒng)。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述絕緣系統(tǒng)如此完成時，可以解決齊聚物成份沉淀的問題(在說明No.15樣品的傳統(tǒng)例3的油中描述了此問題)和解決了由于降低了膜的強(qiáng)度而產(chǎn)生的在制冷裝置和壓縮機(jī)的使用性能上的問題，以及在長期運(yùn)行中的可靠性的實(shí)際問題。
表2
密封管試驗(yàn)150℃×40天注15％拉伸導(dǎo)線注2由成對編繞試驗(yàn)所獲得的相對值，通過試驗(yàn)后的值除以試驗(yàn)前的值(取為100)而得到。
表3
密封管試驗(yàn)130℃×40天注1由試驗(yàn)后的值除以試驗(yàn)前的值(取為100)所得到的相對值。
例22下面描述完成本發(fā)明第五目的的實(shí)例眾所周知，在0℃或更低的溫度使用熱交換器的制冷裝置中，制冷裝置中含水量的控制對制冷能力和保證電絕緣材料的品質(zhì)有重要的影響。因此，確立除水技術(shù)對制冷裝置的系統(tǒng)是必不可少的。
在圖9所示組成的制冷循環(huán)中，由壓縮機(jī)40排出的氟里昂134a的氣體冷凝器41中的熱擴(kuò)散作用冷凝成液體制冷劑。這種高溫，高壓的液態(tài)制冷劑被膨脹機(jī)構(gòu)42轉(zhuǎn)變成低溫，低壓的濕蒸氣并被送至蒸發(fā)器43。在這一系列步驟中，制冷裝置中的水被吸收了并被設(shè)在冷凝器41和膨脹機(jī)構(gòu)42間的干燥器45中以合成沸石為代表的干燥劑所吸收。重要的是在考慮氟里昂134a和本發(fā)明的制冷機(jī)油共存的使用環(huán)境時來選擇干燥劑的品種。合適的干燥劑下面參照表4實(shí)例加以說明。
所試驗(yàn)的干燥劑是合成沸石，其商品名稱是分子篩全部由UNIONSHOWA K.K.制造，這些沸石按在25℃，二氧化碳分壓是250mmHg時的吸收能力(％)分級，這是作為吸收劑的微孔直徑分布的表示。
對于用在本發(fā)明的制冷機(jī)油和氟里昂134a中的合成沸石的適用性，表4中表示了密封管試驗(yàn)的結(jié)果，在下面加以說明。
已發(fā)現(xiàn)主要由鋁酸鈉和硅酸鈉組成的合成沸石，如No.20樣品所示(一種傳統(tǒng)實(shí)例，商品名稱4ANRG)，具有大至1.05％的氟離子吸收作用，降低強(qiáng)度或形成粉末的問題因合成沸合的反應(yīng)而產(chǎn)生了。No.21樣品(一個比較例，商品名4AXH-6)和No.22樣品(一個比較例，商品名XH-7)，它們主要由鋁酸鈉，鋁酸鉀，硅酸鈉和硅酸鉀組成，它具有4.5到1.5％的二氧化碳?xì)怏w吸收能力減少0.24％的氟離子吸收作用。但是，由于它們的氟離子吸收作用仍然太大，而不能實(shí)際作用。
No.23樣品(一個實(shí)例，商品名XH-600)和No.24樣品(一實(shí)例，商品名XH-9)，它們主要由鋁酸鉀，鋁酸鈉，硅酸鉀和硅酸鈉所組成的合成沸石組成，它們有0.2％的二氧化碳?xì)怏w吸收能力，和0.04％的，大大減少了的氟離子吸收作用。因?yàn)閷?shí)際使用所允許的氟離子吸收作用是0.3％或更小，所以0.2％的值表明這些樣品是可以使用的。
由于吸收氟里昂134a的分子造成的合成沸石特性的變質(zhì)取決于合成沸石微孔直徑的分布，已經(jīng)證實(shí)為把氟離子吸收調(diào)整到0.1％或更小，采用二氧化碳?xì)怏w吸收能力為1.0％或更小的合成沸石是足夠的。這就是下面所發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)由堿金屬硅酸鹽和堿金屬鋁酸鹽組成的合成沸石，其二氧化碳?xì)怏w吸收能力在25℃和二氧化碳分壓是250mmHg時被調(diào)到1.0％或更小時，例如分子篩XH-600或XH-9(商品名，由UNION SHOWA K.K.制造)，可以用來作使用氟里昂134a和本發(fā)明的含有二個或多個酯鏈的制冷機(jī)油的制冷裝置中的干燥劑，它們是一起放入，只有水被有效地除掉而氟離子的吸收作用幾乎不產(chǎn)生影響，如生成粉末或降低小球強(qiáng)度，因此這種干燥劑對實(shí)際應(yīng)用來說是十分優(yōu)良的。表
>密封管試驗(yàn)150℃7天二氧化碳?xì)怏w的吸收能力在25℃和二氧化碳?xì)怏w分壓250mmHg時應(yīng)當(dāng)是1.0％或更小，最好盡可能的小。當(dāng)它是0％時，干燥劑選擇性地只吸收水而不吸收氟離子，所以干燥劑成為理想的分子篩。本發(fā)明的上述構(gòu)成具有以下效果。
(1)在一個包括壓縮機(jī)，冷凝器，干燥器，膨脹機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器的制冷裝置中，通過使用下述的制冷機(jī)油，以及使用以氟里昂134a為代表的臨界溫度為40℃或更高的無氯氟里昂型制冷劑，可使制冷裝置和壓縮機(jī)的使用性能和可靠性得到明顯的改進(jìn)。這是因?yàn)橹评錂C(jī)油和制冷劑在壓縮機(jī)和制冷裝置所使用的整個溫度范圍內(nèi)相互都有高度的親合力而不分離成兩層，因此保證了壓縮機(jī)軸和軸承上的潤滑膜以及熱交換器的制冷劑-熱-傳導(dǎo)能力。制冷機(jī)油包括本發(fā)明的在分子中含有二個或多個酯鍵的酯油作為基油，并且其粘度在40℃時是2到70cSt，最好是5到32cSt，在100℃時是1到9cSt，最好是2到6cSt。制冷機(jī)油具有0℃或更低或-30℃或更低的臨界溶解溫度，它分別用于第一目標(biāo)即中等溫度制冷裝置如干燥機(jī)，或第二目標(biāo)即低溫制冷裝置如冰箱。
(2)此外，通過改進(jìn)制冷壓縮機(jī)的軸承的滑動部位的潤滑效果，能夠改進(jìn)使用性能和可靠性，它是把分子中具有OH基的磷酸酯型極壓添加劑和其他添加劑如防磨損劑，酸吸收劑，抗氧劑，消泡劑，等加入到上述制冷機(jī)油中。
(3)通過同時使用本發(fā)明下述的在分子中含有二個或多個酯鍵的制冷機(jī)油和氟里昂134a，能夠改進(jìn)所謂的使用性能，這就是說，代表壓縮機(jī)使用性能特性的性能系數(shù)能夠增加，使用壓縮機(jī)的制冷裝置的功率總和能夠減少，制冷能力能夠增加。在高壓容器型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，制冷機(jī)油是一種在40℃時為2到60cSt，最好是5至32cSt粘度的油。在低壓容器型往復(fù)式壓縮機(jī)中，制冷機(jī)油是一種在40℃為2到70cSt，最好是5到15cSt粘度的油。
(4)制冷裝置的電絕緣性能和長期運(yùn)行的可靠性能夠顯著地改進(jìn)，它是在使用以氟里昂134a為代表的無氯氟里昂型制冷劑的制冷壓縮機(jī)中通過把具有120℃或更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的涂覆絕緣繞線和具有70℃或更高的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的絕緣膜作為電機(jī)的絕緣材料，并使用本發(fā)明的酯油作為基油的制冷機(jī)油。
(5)通過在構(gòu)成制冷裝置的干燥器中使用堿金屬硅酸鹽和堿金屬鋁酸鹽組成的在25℃和在二氧化碳?xì)怏w分壓為250mmHg時具有1.0％或更少的二氧化碳?xì)怏w吸收能力的合成沸石，制冷循環(huán)中的水能夠有效地分離并被吸收，所以能防止由于干燥劑自身變質(zhì)使干燥劑變成粉末而產(chǎn)生的問題，即由干燥劑堵塞制冷劑管道產(chǎn)生的問題以及由于干燥劑侵入到壓縮機(jī)滑動部位產(chǎn)生的不正常的磨損。因此，采用合成沸石在使用性和長期可靠性方面有顯著改善的效果。
(6)具有上述結(jié)構(gòu)的制冷裝置能把在地球環(huán)境中成問題的有關(guān)臭氧消耗熱(ODP)和全球變暖熱(GWP)，相對于使用傳統(tǒng)的含氯氟里昂制冷氣體(例如氟里昂12)時所獲得的值，分別減少到0和0.3或者更少。
權(quán)利要求
1．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一個高壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子中裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸而連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分流出的高壓制冷劑氣體貯存于所述密閉容器中，所述制冷劑包括不含氯的氟碳和/或氫氟碳，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油主要由一種酯油組成，該酯油由一種一元醇與一種含有6至13個碳原子的一種或多種脂肪酸的酸成分制得，其中，所述酯油的粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，其中，所述酯油含有選自以下通式(1)至(5)表示的酯油中的至少一種酯油，(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，條件是，通式(5)中R2是含9至12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，R3是含1到3個碳原子的烷基，n是一個0到5的整數(shù)，此外，所述定子的繞線包含一種芯線，該芯線上有一種玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
2．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一低壓密封容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一臺馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子中裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分所述壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由所述密封容器排放出去，所述制冷劑包括不含氯的氟碳和/或氫氟碳，其臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油主要由一種酯油組成，所述酯油是由一種一元醇與含有6至13個碳原子的一種或多種脂肪酸的酸成分制得，所述酯油的粘度在40℃時在為2-70cSt，在100℃時為1-9cSt，其中，所述酯油含有選自下述通式(1)至(5)表示的酯油中的至少一種酯油，(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，條件是，通式(5)中，R2是9-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，R3是1-3個碳原子的烷基，n是0-5的整數(shù)，此外，所述定子的繞線包含一種芯線，該芯線上有一種玻璃化溫度為120℃或120℃以上的漆包涂層。
3．根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述不含氯的氟碳和/或氫氟碳是氟里昂134a。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述制冷劑還包含一種耐極壓劑。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述耐極壓劑是選自式(6)和(7)表示的烷基聚氧亞烷基磷酸酯中的至少一種
式中，R4是一個具有1到8個碳原子的烷基，R5是H或一個具有1到3個碳原子的烷基，n是使分子量為400-700的一個數(shù)值，所述耐極壓劑在所述制冷劑中的含量是0.05-10重量％。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述耐極壓劑是一種由下式表示的二烷基磷酸酯
式中，R6是一個具有8到16個碳原子的烷基，所述耐極壓劑在制冷劑中的含量是0.05-10重量％。
7．根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述制冷劑還包括選自酸吸收劑，抗氧化劑和除泡劑中的至少一種。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述漆包涂層包括至少一種絕緣層，所述絕緣層選自聚酯酰亞胺、聚酰胺和聚酰胺-酰亞胺的絕緣層。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述絕緣膜包括一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述絕緣膜包括至少一種由一種材料制的膜，所述材料選自聚對苯二甲酸亞乙基酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚苯硫、聚醚酮醚、聚萘酸亞乙基酯、聚酰胺-酰亞胺和聚酰胺。
11．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一個高壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體貯存于所述密閉容器中，所述制冷劑包括不含氯的氟碳和/或氫氟碳，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上；所述制冷機(jī)油主要由一種酯油組成，該酯油由一種一元醇與一元酸制成，該一元酸是一種具有6-11個碳原子的脂肪酸，所述制冷機(jī)油的粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述定子的繞線包含一種芯線，該芯線上有一種玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
12．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一低壓密封容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一臺馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分所述壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上；由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由密封容器排放出去，所述制冷劑包括一種不含氯的氟碳和/或氫氟碳，該制冷劑的臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油主要由一種酯油組成，該酯油由一種一元醇與一元酸制得，所述一元酸是一種具有6-11個碳原子的酸，所述制冷機(jī)油的粘度在40℃時在為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，以及所述定子的繞線包含一種芯線，該芯線上有一種玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
13．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一個高壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體貯存于所述密閉容器中，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳型制冷劑組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上；所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，而且其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，其中，該酯油包括選自下式(1)至(5)表示的一種或多種脂肪酸的酯油中的至少一種(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，條件是，通式(5)中R2是含9-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，R3是含1到3個碳原子的烷基，n是一個0到5的整數(shù)，所述定子的繞線包含一種芯線，該芯線上有一種玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述漆包涂層包括至少一種絕緣層，所述絕緣層選自聚酯酰亞胺、聚酰胺和聚酰胺-酰亞胺的絕緣層。
15．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一低壓密封容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一臺馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分所述壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上；由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由密封容器排放出去，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳類制冷劑組成，其臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油含有一種酯油作為基油，所述酯油是由一種或多種脂肪酸的酯油，其粘度在40℃時在為2-70cSt，在100℃時為1-9cSt，其中，所述酯油包括選自式(1)至(5)所表示的一種或多種脂肪酸的酯油中的至少一種，(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，條件是，式(5)中，R2是9-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，R3是含1到3個碳原子的烷基，n是一個0到5的整數(shù)，所述定子的繞線包含一種芯線，該芯線上有一種玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述漆包涂層包括至少一種絕緣層，所述絕緣層選自聚酯酰亞胺、聚酰胺和聚酰胺-酰亞胺的絕緣層。
17．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一個高壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體貯存于所述密閉容器中，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳型制冷劑組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，其粘度在40℃時在為2-70cSt，在100℃時為1-9cSt，其中，所述酯油包括選自式(1)至(5)所表示的一種或多種脂肪酸的酯油中的至少一種，(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，條件是，式(5)中的R2是9至12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，R3是含1到3個碳原子的烷基，n是一個0到5的整數(shù)。此外，所述絕緣膜包括一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜，所述定子的繞線包括一種芯線，該芯線具有120℃或高于120℃玻璃化溫度的漆包涂層。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述絕緣膜包括至少一種選自下述材料制成的膜，所述材料選自聚對苯二甲酸亞乙基酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚苯硫、聚醚酮醚、聚萘酸亞乙基酯、聚酰胺-酰亞胺和聚酰胺。
19．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一低壓密封容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一臺馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子有繞線和絕緣膜，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分所述壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上；由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由密封容器排放出去，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳類型制冷劑組成，其臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油含有一種酯油作為基油，所述酯油是一種或多種脂肪酸的酯油，其粘度在40℃時為2-70cSt，在100℃時為1-9cSt，其中，所述酯油包括選自式(1)至(5)所表示的一種或多種脂肪酸的酯油中的至少一種，(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，條件是，式(5)中的R2是9-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，R3是含1到3個碳原子的烷基，n是一個0到5的整數(shù)，此外，所述絕緣膜包括一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜，以及，所述定子的繞線包括一種芯線，該芯線具有120℃或高于120℃玻璃化溫度的漆包涂層。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述絕緣膜包括至少一種由下述材料制成的膜，所述材料選自聚對苯二甲酸亞乙基酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚苯硫、聚醚酮醚、聚萘酸亞乙基酯、聚酰胺-酰亞胺和聚酰胺。
21．根據(jù)權(quán)利要求11所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述一元酸是一種一元羧酸。
22．根據(jù)權(quán)利要求12所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述一元酸是一種一元羧酸。
23．根據(jù)權(quán)利要求11所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述酯油包括至少一種選自式(1)至(4)表示的酯油。
24．根據(jù)權(quán)利要求12所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述酯油包括至少一種選自式(1)至(4)表示的酯油。
25．根據(jù)權(quán)利要求13所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述酯油包括至少一種選自式(1)至(4)表示的酯油。
26．根據(jù)權(quán)利要求15所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述酯油包括至少一種選自式(1)至(4)表示的酯油。
27．根據(jù)權(quán)利要求17所述的制冷壓縮機(jī)，其中，所述酯油包括至少一種選自式(1)至(4)表示的酯油。
28．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一個高壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體貯存于所述密閉容器中，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳型制冷劑組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上；所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種含6-13個碳原子的脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，該密閉容器內(nèi)裝有一個由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的馬達(dá)，一個轉(zhuǎn)軸和一個通過轉(zhuǎn)軸而連接到馬達(dá)上的壓縮機(jī)部分，其中，定子的繞線包含一芯線，芯線上有玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
29．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一個高壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體貯存于所述密閉容器中，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳型制冷劑組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種含6-13個碳原子的脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，其中，所述馬達(dá)的絕緣膜包括一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜，所述定子的繞線包含一芯線，該芯線上有120℃或高于120℃玻璃化溫度的漆包涂層。
30．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一低壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分所述壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由密閉容器排放出去，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳型制冷劑組成，其臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油含有一種酯油作為基油，所述酯油是一種或多種含6-13個碳原子的脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述密閉容器裝有一個由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的馬達(dá)，一個轉(zhuǎn)軸和一個通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上的壓縮機(jī)部分，其中，所述定子的繞線包含一芯線，芯線上有玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆涂層。
31．一種用于制冷循環(huán)中的制冷壓縮機(jī)，它包括一低壓密閉容器該容器內(nèi)貯有制冷機(jī)油，并裝有一個馬達(dá)，所述馬達(dá)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，轉(zhuǎn)子上裝有轉(zhuǎn)軸；和壓縮機(jī)部分所述壓縮機(jī)部分通過轉(zhuǎn)軸連接到馬達(dá)上，由壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由密封容器排放出去，所述制冷劑主要由不含氯的氟碳型制冷劑組成，其臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油含有一種酯油作為基油，所述酯油是一種或多種含6-13個碳原子的脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在400℃時為1到9cSt，其中，所述馬達(dá)的絕緣膜包括一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜，所述定子的繞線包含一芯線，芯線上有玻璃化溫度為120℃或高于120℃的漆包涂層。
32．一種壓縮制冷劑的密閉型制冷壓縮機(jī)，所述制冷劑用于一種制冷裝置，所述制冷裝置包括壓縮制冷劑的密閉型壓縮機(jī)，冷凝該制冷劑的冷凝器，使制冷劑干燥的干燥器，使制冷劑膨脹的膨脹機(jī)構(gòu)，以及使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，其中，循環(huán)有制冷劑和制冷機(jī)油，所述制冷劑主要由一種氫氟碳組成，而且其臨界溫度為40℃或高于40℃，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述制冷壓縮機(jī)包括一個馬達(dá)，馬達(dá)中的絕緣膜由一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜制成。
33．一種壓縮制冷劑的密閉型制冷壓縮機(jī)，所述制冷劑用于一種制冷裝置，該制冷裝置包括壓縮制冷劑的密閉型壓縮機(jī)，冷凝該制冷劑的冷凝器，使制冷劑干燥的干燥器，使制冷劑膨脹的膨脹機(jī)構(gòu)，以及使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，其中，循環(huán)有制冷劑和制冷機(jī)油，所述制冷劑主要由一種氫氟碳組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述制冷壓縮機(jī)包含一個馬達(dá)，馬達(dá)的絕緣膜由一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜制成，所述制冷機(jī)油含有至少一種酯油，該酯油選自下述式(1)至(5)表示的酯油，其中不包括碳原子數(shù)少于5的一個烷基作為R2(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)C(CH2OCOR2)4……………(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……………(4)
式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，而且可以是有不同碳原子的多個烷基的混合物，R3是含1到3個碳原子的烷基，n是一個0到5的整數(shù)。
34．一種壓縮制冷劑的密閉型制冷壓縮機(jī)，所述制冷劑用于一種制冷裝置，該制冷裝置包括壓縮制冷劑的密閉型壓縮機(jī)，冷凝該制冷劑的冷凝器，使制冷劑干燥的干燥器，使制冷劑膨脹的膨脹機(jī)構(gòu)，以及使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，其中，循環(huán)有制冷劑和制冷機(jī)油，所述制冷劑主要由一種氫氟碳組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述制冷壓縮機(jī)包含一個馬達(dá)，該馬達(dá)的絕緣膜由一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜制成，所述制冷機(jī)油含有下述式(1)的酯油，其中不包括一種碳原子數(shù)少于5的烷基作為R2(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……………(1)式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，而且可以是有不同碳原子的多個烷基的混合物，
35．一種壓縮制冷劑的密閉型制冷壓縮機(jī)，所述制冷劑用于一種制冷裝置，所述制冷裝置包括壓縮制冷劑的密閉型壓縮機(jī)，冷凝該制冷劑的冷凝器，使制冷劑干燥的干燥器，使制冷劑膨脹的膨脹機(jī)構(gòu)，以及使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，其中，循環(huán)有制冷劑和制冷機(jī)油，所述制冷劑主要由一種氫氟碳組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述制冷壓縮機(jī)包含有一個馬達(dá)，馬達(dá)中的絕緣膜由一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料膜制成，所述制冷機(jī)油包括一種下述式(2)的酯油，其中不包括一種碳原子數(shù)少于5的烷基作為R2R1CH2C(CH2OCOR2)3……………(2)式中，R1是H或含1到3個碳原子的烷基，R2是含5到12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，而且可以是具有不同碳原子數(shù)的多個烷基的混合物。
36．一種壓縮制冷劑的密閉型制冷壓縮機(jī)，所述制冷劑用于一種制冷裝置，該制冷裝置包括壓縮制冷劑的密閉型壓縮機(jī)，冷凝該制冷劑的冷凝器，使制冷劑干燥的干燥器，使制冷劑膨脹的膨脹機(jī)構(gòu)，以及使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，其中，循環(huán)有制冷劑和制冷劑油，所述制冷劑主要由一種氫氟碳組成，而且其臨界溫度為40℃或40℃以上，所述制冷機(jī)油包括作為基油的一種或多種脂肪酸的一種酯油，該酯油的分子中含至少兩個酯鏈(
)，其粘度在40℃時為2到70cSt，在100℃時為1到9cSt，所述制冷壓縮機(jī)包含一個馬達(dá)，馬達(dá)中的絕緣膜由一種玻璃化溫度為50℃或大于50℃的晶態(tài)塑料制成，所述制冷機(jī)油包含一種式(3)的酯油，其中不包括碳原子數(shù)少于5的烷基作為R2C(CH2OCOR2)4……………(3)式中，R2是5-12碳原子的直鏈或支鏈烷基，還可以是含不同碳原子數(shù)的多個烷基的混合物，
37．根據(jù)權(quán)利要求32-36中任何一項(xiàng)所述的密閉式制冷壓縮機(jī)，其中，所述絕緣膜是至少一種膜，它選自聚對苯二甲酸亞乙基酯、聚對苯二甲酸丁酯，聚苯硫、聚乙醚酮醚、聚萘酸亞乙基酯、聚酰胺-酰亞胺和聚酰胺。
38．根據(jù)權(quán)利要求32-36中任何一項(xiàng)所述的密閉式制冷壓縮機(jī)，其中所述絕緣膜是一種對苯二甲酸亞乙基酯膜。
全文摘要
用于制冷循環(huán)的高壓容器型或低壓容器型制冷壓縮機(jī)。它們均包括裝有制冷機(jī)油和馬達(dá)的密閉容器、以及壓縮機(jī)部分。由高壓容器型壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體貯存于密閉容器中。由低壓容器型壓縮機(jī)部分放出的高壓制冷劑氣體直接由密封容器排放出去。制冷劑由不含氯的氟碳和/或氫氟碳型制冷劑組成,其臨界溫度≤40℃。制冷機(jī)油以脂肪酸酯油作為基油。其粘度在40℃時為2—70,100℃時為1—9cSt。
文檔編號C10N20/02GK1210961SQ98109518
公開日1999年3月17日 申請日期1998年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月16日
發(fā)明者飯塚薰, 田中誠, 中禮司, 本間吉治, 福田克美, 畠裕章, 香曾我部弘勝, 成好巧次, 巖田博 申請人:株式會社日立制作所