專利名稱：工作流體和冷凍設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冷凍設備中使用的工作流體和冷凍設備。
然而，上述醚油或酯油等合成油因為極性很強，故具有容易溶解HFC類制冷劑以外的殘留不純物這樣的性質(zhì)。因此，在使用由HFC類制冷劑和合成油組成的工作流體的冷凍設備中，在由電動膨脹閥或毛細管所構(gòu)成的減壓機構(gòu)中，在HFC類制冷劑蒸發(fā)之后，出現(xiàn)油泥、污染物，存在著容易堵塞這樣的問題。如果產(chǎn)生此一堵塞，則冷凍設備就不能工作。
為了解決上述課題，本發(fā)明的工作流體的特征為，包括至少含有50wt(重量)％R32的HFC類制冷劑和由合成油和烷基苯類油組成的混合冷凍機油，上述烷基苯類油相對混合冷凍機油為1～90wt％。
這里所謂合成油是指礦物油以外的油，例如醚油、酯油、含氟油等。所謂烷基苯類油是指以烷基苯為主要成分的油，當然也可以含有微量的添加物。
由上述含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑，和由醚油或酯油等合成油和1～30wt％的烷基苯類油組成的混合冷凍機油所構(gòu)成的工作流體，因為使用極性強的合成油，故容易生成污染物或油泥，此一污染物、油泥存在著一時地附著于毛細管或電動膨脹閥等減壓機構(gòu)上的可能性。但是，因為烷基苯類油把此一污染物、油泥從減壓機構(gòu)剝離、洗凈，所以可以防止在減壓機構(gòu)中的堵塞。此外，上述混合冷凍機油因為含有合成油，所以含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑與混合冷凍機油的相互溶解性很好，可以得到良好的潤滑性。因而，壓縮機的可靠性提高。此外，因為上述工作流體電氣絕緣性好，所以可以防止冷凍設備電氣系統(tǒng)的故障。
更詳細地說，如果烷基苯類油相對含有醚油、酯油或含氟油等合成油的混合冷凍機油的比率超過1wt％，則可以覺察到堵塞率的改善，如果烷基苯類油的比率從1wt％增大，則隨著烷基苯類油的wt％的增大，堵塞率變好。此外，即使烷基苯類油超過90wt％，與90wt％時的堵塞防止性能也沒有太大變化。再者，所謂堵塞率是指毛細管的堵塞引起的流量的下降率(％)。例如，所謂堵塞率10％意味著與毛細管完全沒有堵塞時相比，因毛細管堵塞而流量降低10％。
此外，如果增加烷基苯類油對于醚油或酯油或含氟油等合成油的比率，則混合冷凍機油與含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑的相互溶解性(相溶性)變差。但是，只要烷基苯類油相對混合冷凍機油不超過90wt％，相溶性就不會變差到實際上成問題的程度。
此外，關于工作流體的電氣絕緣性，如果在混合冷凍機油中烷基苯類油超過90wt％，則工作流體的電氣絕緣性變差，漏電流加大，在冷凍設備中不能使用。只要烷基苯類油在90wt％以下，實用上工作流體的漏電流就沒有問題。
在一個實施例中，上述烷基苯類油相對混合冷凍機油為5～90wt％。
如果在混合冷凍機油中烷基苯類油超過5wt％，則可以得到顯著的剝離、洗凈效果。
在一個實施例中，上述合成油實質(zhì)上為醚油、酯油或含氟油。再者，從業(yè)者一般說起“某某油”的場合也可以包含忽視微量的添加物，例如穩(wěn)定劑、防氧化劑等，在本說明書中，所謂“實質(zhì)上”是在確認這一事實地敘述時使用。
因為上述合成油實質(zhì)上由醚油、酯油或含氟油組成，所以含有此一合成油的混合冷凍機油與含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑的相溶性很好。因而，可以向壓縮機充分進行供油，壓縮機的可靠性提高。
在一個實施例中，上述HFC類制冷劑實質(zhì)上是R32單一制冷劑。
在上述實施例中，由于上述HFC類制冷劑實質(zhì)上是R32單一制冷劑，所以實現(xiàn)與至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑的場合相同的作用效果。而且，由于使用R32單一制冷劑，所以COP(制冷系數(shù))進一步提高。
本發(fā)明的另一個方面的冷凍設備是把上述工作流體的某一種注入制冷回路。
本發(fā)明的冷凍設備，因為使用至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑，所以除了不破壞臭氧層外，COP(制冷系數(shù))也很好。進而，由于上述工作流體由至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑，和含有合成油與1～90wt％、更好是5～90wt％的烷基苯類油的混合冷凍機油來組成，所以即使污染物、油泥附著于減壓機構(gòu)中，烷基苯類油也剝離、洗凈該污染物、油泥，因此減壓機構(gòu)中不發(fā)生堵塞。此外，由于混合冷凍機油含有合成油，并且含有1～90wt％、更好是5～90wt％烷基苯類油，所以HFC類制冷劑與混合冷凍機油的相溶性很好，潤滑性很好，壓縮機的可靠性提高，而且電氣絕緣性提高，實質(zhì)上沒有漏電流。因而，本發(fā)明的冷凍設備的可靠性高。
圖2是表示烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％與堵塞率的關系的曲線圖。
圖3是表示烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％，與R32和混合冷凍機油的相溶性的關系的曲線圖。
圖4是表示烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％與漏電流的關系的曲線圖。
圖5是表示把發(fā)生堵塞的毛細管在由70wt％的醚油和30wt％的烷基苯類油組成的混合冷凍機油與R32單一制冷劑構(gòu)成的工作流體中浸泡300小時后的化學變化狀態(tài)的圖。
圖6是表示把發(fā)生堵塞的毛細管在由R32單一制冷劑與醚油構(gòu)成的工作流體中浸泡300小時時的化學變化狀態(tài)的圖。
實施發(fā)明的優(yōu)選方式下面通過圖示的實施例詳細說明本發(fā)明。


圖1示出作為冷凍設備之一例的空調(diào)機的制冷回路1，此一制冷回路1依次連接壓縮機2、四通切換閥3、室外熱交換器5、作為減壓機構(gòu)之一例的電動膨脹閥6和室內(nèi)熱交換器7而成。
在此一制冷回路1中加入由含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑和混合冷凍機油組成的工作流體。此一混合冷凍機油由作為合成油之一例的醚油和作為堵塞防止劑的烷基苯類油組成，此一烷基苯類油相對混合冷凍機油占有1～90wt％。再者，這里，至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑作為其余的制冷劑用R125或R22或碳酸氣等。
上述含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑，和除了醚油外含有1～90wt％烷基苯類油的混合冷凍機油組成的工作流體，即使起因于極性強的醚油而產(chǎn)生污染物、油泥，也由于烷基苯類油剝離、洗凈此一污染物、油泥，所以在電動膨脹閥6等部位不發(fā)生堵塞。此外，因為上述混合冷凍機油含有醚油，所以含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑與上述混合冷凍機油的相溶性很好，不會損害壓縮機2的潤滑性，而且電氣絕緣性也很好。因而，上述空調(diào)機可靠性極高。這樣一來，上述工作流體相溶性、堵塞防止性能、電氣絕緣性良好，是由于含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑，混合冷凍機油含有醚油，以及在此一混合冷凍機油中含有1～90wt％的烷基苯類油的相互促進作用。
由于上述工作流體使用至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑，所以除了不破差臭氧層外，COP(制冷系數(shù))也良好。
圖2是針對由作為HFC類制冷劑之一的R32單一制冷劑，和醚油(出光興產(chǎn)制型號FVC68D)和烷基苯類油組成的混合冷凍機油構(gòu)成的工作流體，使烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％變化，觀察堵塞率者。再者，評價時間為相當于空調(diào)機的10年的使用時間的4000小時。
從此一圖2可以看出，隨著烷基苯類油相對上述混合冷凍機油的wt％的增大，堵塞率減少。特別是，如果烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％超過5wt％，則堵塞率變成極其小，實用上完全可以忽略。再者，雖然根據(jù)圖2不能明確，但是如果烷基苯類油相對混合冷凍機油的比率超過1wt％則可以覺察到堵塞率的改善。此外，從圖2可以看出，即使烷基苯類油超過90wt％，與90wt％時的堵塞防止性能也沒有太大的變化。從堵塞率的觀點可以明白，烷基苯類油對上述混合冷凍機油的比率宜取為1～90wt％，最好是取為5～90wt％。
即使用酯油或含氟油代替醚油作為混合冷凍機油的基油，此外，即使用含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑代替R32單一制冷劑作為制冷劑，此一傾向也幾乎相同。
圖5、圖6是分別表示把發(fā)生堵塞的毛細管在由70wt％的醚油和30wt％的烷基苯類油組成的混合冷凍機油與R32單一制冷劑構(gòu)成的工作流體和由R32單一制冷劑與醚油構(gòu)成的工作流體中浸泡300小時時的化學變化狀態(tài)的照片。從此一圖5、圖6可以看出，如果使用含有烷基苯類油的混合冷凍機油，則可以有效地剝離污染物、油泥。
圖3針對由作為HFC類制冷劑的R32單一制冷劑，和醚油(出光興產(chǎn)制型號FVC68D)和烷基苯類油組成的混合冷凍機油構(gòu)成的工作流體，使烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％變化，示出上述R32單一制冷劑與混合冷凍機油的相溶性。
從此一圖3可以看出，隨著烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％的增加，混合冷凍機油與R32的相溶性變差，如果烷基苯類油的wt％超過90wt％，則相溶性變差得超過允許值，產(chǎn)生兩層分離。此外，看出只要烷基苯類油相對混合冷凍機油不超過90wt％，相溶性實際上就不成問題。也就是說，只要烷基苯類油相對混合冷凍機油不超過90wt％，就對壓縮機2的摩擦學(潤滑性)沒有不良影響，不會損害空調(diào)機的可靠性。
即使用酯油或含氟油代替醚油作為混合冷凍機油的基油，此外，即使用含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑代替R32單一制冷劑作為制冷劑，此一傾向也幾乎相同。
圖4針對由作為HFC類制冷劑的R32單一制冷劑，和醚油(出光興產(chǎn)制型號FVC68D)和烷基苯類油組成的混合冷凍機油構(gòu)成的工作流體，使烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％變化，測定漏電流也就是電氣絕緣性。
從此一圖4可以看出，隨著烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％的增加，漏電流增多，電氣絕緣性變差。而且，如果烷基苯類油相對混合冷凍機油的wt％超過90wt％，則漏電流超過允許值(作為日本標準的1mA)。此外，看出只要烷基苯類油相對混合冷凍機油不超過30wt％，電氣絕緣性實際上就不成問題。
即使用酯油或含氟油代替醚油作為混合冷凍機油的基油，此外，即使用含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑代替R32單一制冷劑作為制冷劑，此一傾向也大體上相同。
從上述堵塞防止性能、相溶性、漏電流(電氣絕緣性)的觀點看出，針對由含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑，和醚油或酯油或含氟油等合成油和烷基苯類油組成的混合冷凍機油構(gòu)成的工作流體，烷基苯類油相對混合冷凍機油必須是1～90wt％，最好是5～90wt％。上述工作流體化學上也是穩(wěn)定的，經(jīng)歷長時間而不劣化。
此外，由于上述工作流體不容易堵塞，所以在空調(diào)機中可以使用廉價的毛細管來代替電動膨脹閥。
雖然在上述實施例中，作為合成油采用了醚油，但是即使用酯油或含氟油來代替醚油，也可以實現(xiàn)同樣的作用效果。
此外，雖然在上述實施例中作為冷凍設備說明了空調(diào)機，但是冷凍設備也可以是制冰機、冰箱、冷藏裝置。
從以上可以明白，本發(fā)明的一個方面的工作流體，由于由至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑，和醚油或酯油或含氟油等合成油和作為堵塞防止劑的1～90wt％的烷基苯類油組成的混合冷凍機油來構(gòu)成，所以存在著可以防止在毛細管或電動膨脹閥等減壓機構(gòu)中產(chǎn)生堵塞，而且HFC類制冷劑與混合冷凍機油的相溶性良好、潤滑性良好而可以防止壓縮機的故障，而且電氣絕緣性也良好這樣的優(yōu)點。
一個實施例的工作流體由于烷基苯類油相對混合冷凍機油含有5～90wt％，所以具有顯著的堵塞防止效果。
一個實施例的工作流體由于合成油實質(zhì)上為醚油、酯油或含氟油，所以含有此一合成油的混合冷凍機油與含有50wt％以上R32的HFC類制冷劑的相溶性很好，因而，可以充分地向壓縮機進行供油，可以提高壓縮機的可靠性。
在一個實施例中，由于上述HFC類制冷劑實質(zhì)上是R32單一制冷劑，所以除了實現(xiàn)與上述至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑的場合相同的作用效果外，由于使用R32單一制冷劑，所以可以進一步提高COP(制冷系數(shù))。
本發(fā)明的另一個方面的冷凍設備，由于把上述工作流體中的某一種注入制冷回路，所以存在著可以防止制冷回路中的減壓機構(gòu)的堵塞，而且HFC類制冷劑與混合冷凍機油的相溶性良好、潤滑性良好而可以提高壓縮機的可靠性，而且由于工作流體的電氣絕緣性高，所以可靠性高這樣的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種工作流體，其特征在于，包括至少含有50wt％R32的HFC類制冷劑和由合成油和烷基苯類油組成的混合冷凍機油，上述烷基苯類油相對混合冷凍機油為1～90wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工作流體，其特征在于，上述烷基苯類油相對混合冷凍機油為5～90wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的工作流體，其特征在于，上述合成油實質(zhì)上是醚油、酯油或含氟油。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的工作流體，其特征在于，上述合成油實質(zhì)上是醚油、酯油或含氟油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的工作流體，其特征在于，上述HFC類制冷劑實質(zhì)上是R32單一制冷劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的工作流體，其特征在于，上述HFC類制冷劑實質(zhì)上是R32單一制冷劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的工作流體，其特征在于，上述HFC類制冷劑實質(zhì)上是R32單一制冷劑。
8.一種冷凍設備，其特征在于，把權(quán)利要求1的工作流體注入制冷回路。
9.一種冷凍設備，其特征在于，把權(quán)利要求2的工作流體注入制冷回路。
10.一種冷凍設備，其特征在于，把權(quán)利要求3的工作流體注入制冷回路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在使用HFC制冷劑時也不容易堵塞減壓機構(gòu)的工作流體和冷凍設備。制冷回路(1)中注入由至少含有50wt％R32的HFC制冷劑和混合冷凍機油組成的工作流體。該混合冷凍機油包括醚油或酯油等合成油和烷基苯油，該烷基苯油占有該混合冷凍機油的1～90wt％。
文檔編號C10M111/02GK1415001SQ00817862
公開日2003年4月30日 申請日期2000年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者平良繁治 申請人:大金工業(yè)株式會社