專利名稱：壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將以全球變暖系數(shù)低的在碳間具有雙鍵的氫氟烯烴作為主體的制冷劑作為工作制冷劑的組裝于室內(nèi)空調(diào)機(jī)、冷藏庫、空氣調(diào)節(jié)裝置的壓縮機(jī)，以及使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的可靠性的提高。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置中，作為工作制冷劑使用臭氧層破壞系數(shù)為零的HFC (氫氟烴)類制冷劑(以下稱為HFC類制冷劑)而進(jìn)行工作，但是另一方面，該HFC類制冷劑的全球變暖系數(shù)(Global Warming Potential,以下稱為GWP)非常高，所以從地球環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)看，近年來形成問題。于是，進(jìn)行著以GWP低的在碳間具有雙鍵的氫氟烯烴為主體的制冷劑的研究。參照圖6 圖8說明現(xiàn)有的使用HFC類制冷劑的壓縮機(jī)、制冷循環(huán)裝置(例如，參·照專利文獻(xiàn)1、2)。圖6是現(xiàn)有的使用HFC類制冷劑的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱截面圖。在密閉容器I的上部固定有電動(dòng)機(jī)2的定子2a，具有以轉(zhuǎn)子2b驅(qū)動(dòng)的軸4的壓縮機(jī)構(gòu)部5固定于密閉容器I的下部。在壓縮機(jī)構(gòu)部5的氣缸6的上端由螺栓等固定有主軸承7，在下端由螺栓等固定有副軸承8。在氣缸6內(nèi)，活塞9插入軸4的偏心部4a進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)。另外，在密閉容器I內(nèi)，作為制冷劑，封入R410A (HFC32和HFC125的混合物)，在密閉容器I的底部留有含有與制冷劑具有相溶性的多元醇酯的冷凍機(jī)油3。圖7是現(xiàn)有的使用HFC類制冷劑的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的橫截面圖。在氣缸6的內(nèi)表面，活塞9被插入并與軸4的旋轉(zhuǎn)一同旋轉(zhuǎn)，在由葉片10分隔得到的吸入室13和壓縮室14內(nèi)吸入制冷劑并進(jìn)行壓縮。對以上結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，以下說明其動(dòng)作、作用。首先，由設(shè)置于氣缸6的吸入口 12向吸入室13中吸入制冷劑。另外，位于壓縮室14內(nèi)的制冷劑隨著活塞9的左向旋轉(zhuǎn)(箭頭方向)被壓縮，通過排出切口 15，由排出口(未圖示)向密閉容器I內(nèi)排出。向密閉容器I內(nèi)排出的壓縮制冷劑通過電動(dòng)機(jī)2的縫隙，由位于密閉容器I的上部的排出管16排出，此時(shí)，存在于周圍的冷凍機(jī)油的霧也被一同排出。在旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方面，滑動(dòng)狀態(tài)最嚴(yán)格的是葉片10的前端與活塞9的外周的接觸部位。在葉片10的背部10b，除葉片彈簧11以外，施加高壓的排出壓力，由與氣缸內(nèi)的壓力之差得到的大的力發(fā)揮作用，所以葉片10的前端部IOa與活塞9的外周的接觸狀態(tài)處于形成邊界潤滑的高溫的嚴(yán)格的環(huán)境下。于是，如專利文獻(xiàn)2所述，對葉片10進(jìn)行氮化處理，或者對其表面實(shí)施CrN (氮化鉻)或者TiN (氮化鈦)離子鍍，提高耐磨損性，確?？煽啃?。接著，參照圖8，說明專利文獻(xiàn)2中所記載的配設(shè)有吸入壓縮并排出HFC類制冷劑的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)20的基本的制冷循環(huán)裝置。
如圖8所示，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)20壓縮低溫低壓的制冷劑氣體，排出高溫高壓的制冷劑氣體，送至冷凝器21。送至冷凝器21的HFC類制冷劑氣體向空氣中放出其熱，并形成高溫高壓的制冷劑液體，送至膨脹機(jī)構(gòu)22 (例如，膨脹閥或者毛細(xì)管)。通過膨脹機(jī)構(gòu)22的高溫高壓的制冷劑液體利用節(jié)流效應(yīng)形成低溫低壓的濕蒸氣，送至蒸發(fā)器23。進(jìn)入蒸發(fā)器23的制冷劑從周圍吸收熱而蒸發(fā)，離開蒸發(fā)器23的低溫低壓的制冷劑氣體被吸入旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)20，以下重復(fù)相同的循環(huán)。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平11 - 236890號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開平8 - 240362號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，以具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴為主體的制冷劑在穩(wěn)定性方面存在問題。在制冷循環(huán)裝置中使用以氫氟烯烴為主體的制冷劑時(shí)，構(gòu)成循環(huán)的部件基本由金屬(銅、鐵、鋁)形成，所以部件自身作為催化劑發(fā)揮作用，存在冷凍機(jī)油、具有碳碳雙鍵的制冷劑分解、聚合的擔(dān)心。其中，在滑動(dòng)部件，特別是在擁有與葉片10前端和活塞9的外周的接觸部位的壓縮機(jī)20內(nèi)，由于摩擦，部件表面被活化，可以認(rèn)為形成容易作為催化劑發(fā)揮作用的狀態(tài)。由此，冷凍機(jī)油或制冷劑的分解和聚合加速而形成淤漿，存在由壓縮機(jī)的故障或制冷循環(huán)內(nèi)、例如膨脹機(jī)構(gòu)22 (例如作為細(xì)管的毛細(xì)管)中的制冷劑流量損失引起的冷凍能力下降等的可能性。本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)所具有的這些問題點(diǎn)而作出的，目的在于抑制冷凍機(jī)油或制冷劑的分解、聚合，確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的可靠性。用于解決課題的方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將制冷劑和冷凍機(jī)油密封，上述制冷劑是在組成中具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴和以氫氟烯烴為基本成分、與不具有碳碳雙鍵的氫氟烴混合的混合物中的任一種，冷凍機(jī)油中含有苯并三唑、二烷基二硫代磷酸鋅類、二烷基硒、金屬酚鹽類和有機(jī)氮化合物類中的至少一種，在構(gòu)成制冷循環(huán)的金屬部件、特別是壓縮機(jī)滑動(dòng)部件的表面形成吸附膜，抑制冷凍機(jī)油分子或含有氫氟烯烴的制冷劑分子與金屬部件直接接觸，或者與冷凍機(jī)油中浮游的磨損粉末或溶出的金屬反應(yīng)、生成非活性金屬化合物而抑制催化作用，由此，能夠使制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化速度下降。發(fā)明的效果本發(fā)明在構(gòu)成制冷循環(huán)的金屬部件、特別是壓縮機(jī)滑動(dòng)部件的表面形成吸附膜，抑制冷凍機(jī)油分子或含有氫氟烯烴的制冷劑分子與金屬部件直接接觸，或者與冷凍機(jī)油中浮游的磨損粉末或溶出的金屬反應(yīng)、生成非活性金屬化合物而抑制催化作用，由此，使制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化速度下降，能夠確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式I的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱截面圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的橫截面圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I的制冷循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式I的劣化時(shí)間與總酸值的特性相關(guān)圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式2的劣化時(shí)間與總酸值的特性相關(guān)圖。圖6是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱截面圖。
圖7是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的橫截面圖。圖8是現(xiàn)有的制冷循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明的第一方面是一種壓縮機(jī)，將制冷劑和冷凍機(jī)油密封，上述制冷劑是在組成中具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴和以氫氟烯烴為基本成分、與不具有碳碳雙鍵的氫氟烴混合的混合物中的任一種，上述冷凍機(jī)油中含有苯并三唑、二烷基二硫代磷酸鋅類、二烷基硒、金屬酚鹽類和有機(jī)氮化合物類中的至少一種，由此，在構(gòu)成制冷循環(huán)的金屬部件、特別是壓縮機(jī)滑動(dòng)部件的表面形成吸附膜，抑制冷凍機(jī)油分子或含有氫氟烯烴的制冷劑分子與金屬部件直接接觸，或者與冷凍機(jī)油中浮游的磨損粉末或溶出的金屬反應(yīng)、生成非活性金屬化合物而抑制催化作用，由此，使制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化速度下降，能夠確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第二方面是，通過在發(fā)明的第一方面的冷凍機(jī)油中含有胺類抗氧化劑，抑制金屬部件等的催化作用，并且，捕捉作為冷凍機(jī)油或制冷劑的分解物的高活性連鎖傳遞物，抑制制冷劑和冷凍機(jī)油的氧化連鎖反應(yīng)，由此，能夠協(xié)同地確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第三方面是通過使發(fā)明的第二方面的胺類抗氧化劑為苯基-a-萘胺和二烷基二苯胺中的至少一種，由于使用通用性高的物質(zhì)，合理地抑制制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化，由此，能夠協(xié)同地確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第四方面是，通過在發(fā)明的第一方面的冷凍機(jī)油中含有苯酚類抗氧化劑，抑制金屬部件等的催化作用，并且，捕捉作為冷凍機(jī)油或制冷劑的分解物的高活性連鎖傳遞物，抑制制冷劑和冷凍機(jī)油的氧化連鎖反應(yīng)，由此，能夠協(xié)同地確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第五方面是通過使發(fā)明的第四方面的苯酚類抗氧化劑為2，6- 二叔丁基對甲酚(DBPC)和3-芳基苯并呋喃-2-酮(羥基羧酸的分子內(nèi)環(huán)狀酯)中的至少一種，由于使用通用性高的物質(zhì)，合理地抑制制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化，由此，能夠協(xié)同地確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第六方面是，通過在發(fā)明的第一方面的冷凍機(jī)油中含有硫磷類抗氧化劑，抑制金屬部件等的催化作用，并且將氧化劣化反應(yīng)中生成的氫過氧化物(Hydroperoxide)分解轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的化合物從而抑制氧化連鎖反應(yīng)，由此，能夠協(xié)同地確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第七方面是通過使發(fā)明的第六方面的硫磷類抗氧化劑為二芐基二硫、二鯨蠟基硫、二烷基二硫代磷酸鋅和二烯丙基二硫代磷酸鋅(ZnDTP)中的至少一種，由于使用通用性高的物質(zhì)，合理地抑制制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化，由此，能夠協(xié)同地確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第八方面是在發(fā)明的第一 第七方面的任一個(gè)方面中，氫氟烯烴為四氟丙烯(HF01234yf)，氫氟烴為二氟甲烷(HFC32)和五氟乙烷(HFC125)中的任一種或兩種，冷凍機(jī)油為聚乙烯醚類、多元醇酯類和聚亞烷基二醇中的任一種，由此，能夠確保GWP低、比容小、冷凍能力高的制冷劑，并且能夠使用與制冷劑具有相溶性的冷凍機(jī)油，所以能夠確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。發(fā)明的第九方面是一種制冷循環(huán)裝置，特征在于，在形成使制冷劑壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)的制冷循環(huán)的制冷循環(huán)裝置中，使用發(fā)明的第I 第八方面中任一方面所述的壓縮機(jī)，在構(gòu)成制冷循環(huán)的金屬部件、特別是壓縮機(jī)滑動(dòng)部件的表面形成吸附膜，抑制冷凍機(jī)油分子或含有氫氟烯烴的制冷劑分子與金屬部件直接接觸，或者與冷凍機(jī)油中浮游的磨損粉末或溶出的金屬反應(yīng)、生成非活性金屬化合物而抑制催化作用，由此，使制冷劑和冷凍機(jī)油的劣化速度下降，能夠確保壓縮機(jī)和使用該壓縮機(jī)的制冷循環(huán)裝置的長期可靠性。 以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明不受本實(shí)施方式限定。(實(shí)施方式I)圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱截面圖。在密閉容器101的上部固定有電動(dòng)機(jī)102的定子102a，具有以轉(zhuǎn)子102b驅(qū)動(dòng)的軸104的壓縮機(jī)構(gòu)部105固定于密閉容器101的下部。在壓縮機(jī)構(gòu)部105的氣缸106的上端由螺栓等固定有主軸承107，在下端由螺栓等固定有副軸承108。在氣缸106內(nèi)，活塞109插入軸104的偏心部104a進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)。另外，這些部件由鐵、銅、鋁等金屬材料形成。另外，在密閉容器101內(nèi)，作為制冷劑，封入在碳間具有雙鍵的氫氟烯烴(四氟丙烯HF01234yf )。在密閉容器101的底部留有含有與HF01234yf制冷劑具有相溶性的多元醇酯的冷凍機(jī)油103。另外，在冷凍機(jī)油103中適量分散有苯并三唑。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的橫截面圖。在氣缸106的內(nèi)表面，活塞109被插入并與軸104的旋轉(zhuǎn)一同旋轉(zhuǎn)，在由葉片110分隔得到的吸入室113和壓縮室114內(nèi)吸入制冷劑并進(jìn)行壓縮。對以上結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，以下說明其動(dòng)作、作用。首先，由設(shè)置于氣缸106的吸入口 112向吸入室113中吸入HFC類制冷劑。另外，位于壓縮室114內(nèi)的制冷劑隨著活塞109的左向旋轉(zhuǎn)(箭頭方向)被壓縮，通過排出切口 115，由排出口(未圖示)向密閉容器101內(nèi)排出。向密閉容器101內(nèi)排出的制冷劑氣體通過電動(dòng)機(jī)102的縫隙，由位于密閉容器101的上部的排出管116排出，此時(shí)，存在于周圍的冷凍機(jī)油的霧也被一同排出。在旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方面，滑動(dòng)狀態(tài)最嚴(yán)格的是葉片110的前端與活塞109的外周的接觸部位。在葉片110的背部110b，除葉片彈簧111以外，施加高壓的排出壓力，由與氣缸106內(nèi)的壓力之差得到的大的力發(fā)揮作用，所以葉片110的前端部IlOa與活塞109的外周的接觸狀態(tài)處于形成邊界潤滑的高溫的嚴(yán)格的環(huán)境下。邊界潤滑是指在不以流體潤滑的樣子保持充分厚度的油膜的狀況下，隔著在摩擦部分的兩個(gè)面之間形成的吸附分子膜(邊界膜)進(jìn)行摩擦的狀態(tài)。
接著，參照圖3說明配設(shè)有吸入壓縮并排出制冷劑的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)120的基本的制冷循環(huán)裝置。如圖3所示，該制冷循環(huán)裝置具有壓縮機(jī)120、冷凝器121、膨脹機(jī)構(gòu)122、蒸發(fā)器123。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)120壓縮低溫低壓的制冷劑氣體，排出高溫高壓的制冷劑氣體，送至冷凝器121。送至冷凝器121的制冷劑氣體向空氣中放出其熱，并形成高溫高壓的制冷劑液體，送至膨脹機(jī)構(gòu)122 (例如，膨脹閥或者毛細(xì)管)。通過膨脹機(jī)構(gòu)122的高溫高壓的制冷劑液體利用節(jié)流效應(yīng)形成低溫低壓的濕蒸氣，送至蒸發(fā)器123。進(jìn)入蒸發(fā)器123的制冷劑從周圍吸收熱而蒸發(fā)，離開蒸發(fā)器123的低溫低壓的制冷劑氣體被吸入旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)120，以下重復(fù)相同的循環(huán)。另外，制冷循環(huán)裝置中所使用的部件，包括壓縮機(jī)120，任一個(gè)基本均由鐵、銅、鋁等金屬材料形成。這里，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)120的實(shí)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加速冷凍機(jī)油的劣化的隨時(shí)間變化的評價(jià)，首先，進(jìn)行熱壓膨脹(autoclave，高壓釜)試驗(yàn)。在耐壓容器(耐壓裝置)的內(nèi)部裝入對象氣體、液體等，進(jìn)一步形成高壓(根據(jù)情況，為高溫高壓)，由此，使裝入容器內(nèi)部的物體內(nèi)部加快進(jìn)行特定的化學(xué)反應(yīng)，這就是高壓爸(autoclave)的原理。在耐壓玻璃管內(nèi)，封入30g冷凍機(jī)油與作為催化劑的銅、鐵、鋁的直徑I. 5mm、長度50mm各一根之后，將這些一并收納于不銹鋼瓶中，抽真空后，封入制冷劑30g。為了促進(jìn)冷凍機(jī)油、制冷劑的劣化，一并封入水分lOOOppm、空氣100cc。并且，在任一組合中使用的冷凍機(jī)油，為現(xiàn)有的HFC類制冷劑中實(shí)際使用的多元醇酯油。試驗(yàn)中所使用的制冷劑和冷凍機(jī)油的組合如表I所示。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)，其特征在于 將制冷劑和冷凍機(jī)油密封，所述制冷劑是在組成中具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴和以氫氟烯烴為基本成分、與不具有碳碳雙鍵的氫氟烴混合的混合物中的任一種，所述冷凍機(jī)油中含有苯并三唑、二烷基二硫代磷酸鋅類、二烷基硒、金屬酚鹽類和有機(jī)氮化合物類中的至少一種。
2.如權(quán)利要求I所述的壓縮機(jī)，其特征在于 在所述冷凍機(jī)油中含有胺類抗氧化劑。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)，其特征在于 所述胺類抗氧化劑為苯基-a -萘胺和二烷基二苯胺中的至少一種。
4.如權(quán)利要求I所述的壓縮機(jī)，其特征在于 在所述冷凍機(jī)油中含有苯酚類抗氧化劑。
5.如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)，其特征在于 所述苯酚類抗氧化劑為2，6- 二叔丁基對甲酚(DBPC)和3-芳基苯并呋喃-2-酮(羥基羧酸的分子內(nèi)環(huán)狀酯)中的至少一種。
6.如權(quán)利要求I所述的壓縮機(jī)，其特征在于 在所述冷凍機(jī)油中含有硫磷類抗氧化劑。
7.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其特征在于 所述硫憐類抗氧化劑為_■節(jié)基_■硫、_■餘臘基硫、_■燒基_■硫代憐酸鋒和_■稀丙基_■硫代磷酸鋅(ZnDTP)中的至少一種。
8.如權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于 所述氫氟烯烴為四氟丙烯(HF01234yf)，氫氟烴為二氟甲烷(HFC32)和五氟乙烷(HFC125)中的任一種或兩種，冷凍機(jī)油為聚乙烯醚類、多元醇酯類和聚亞烷基二醇中的任一種。
9.一種制冷循環(huán)裝置，其特征在于 在形成使制冷劑壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)的制冷循環(huán)的制冷循環(huán)裝置中，使用權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)。
全文摘要
在制冷循環(huán)裝置中使用以氫氟烯烴作為主體的制冷劑的情況下，構(gòu)成循環(huán)的金屬作為催化劑發(fā)揮作用，冷凍機(jī)油和具有碳碳雙鍵的制冷劑分解、聚合，存在由壓縮機(jī)的故障或制冷循環(huán)內(nèi)的制冷劑流量損失引起的冷凍能力下降的可能性。本發(fā)明的壓縮機(jī)，在密閉容器(101)中，密封制冷劑和冷凍機(jī)油(103)，上述制冷劑是在組成中具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴和與以氫氟烯烴為基本成分、與不具有碳碳雙鍵的氫氟烴混合的混合物中的任一種，在冷凍機(jī)油(103)中，含有苯并三唑、二烷基二硫代磷酸鋅類、二烷基硒、金屬酚鹽和有機(jī)氮化合物類中的至少一種。
文檔編號(hào)F25B1/00GK102971591SQ20118003292
公開日2013年3月13日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者石田貴規(guī) 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社