CN103821724A

CN103821724A - 密闭型压缩机

Info

Publication number: CN103821724A
Application number: CN201410066533.XA
Authority: CN
Inventors: 喻继江; 张�诚; 钟亮; 闫丽丽
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Midea Toshiba Compressor Corp; Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了密闭型压缩机，在密闭容器内收容有电动单元、具有滑动部的压缩单元、冷冻机油及制冷剂，其中，作为上述制冷剂，使用以碳氢化合物为主成分的制冷剂，作为上述冷冻机油，使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油，该冷冻机油是从链烷烃类矿物油、环烷烃类矿物油及烷基苯油中选出的单一物或者任意2种以上的混合油，将上述冷冻机油向所述滑动部供给。

Description

密闭型压缩机

技术领域

本发明涉及作为制冷剂使用了碳氢化合物类制冷剂的密闭型压缩机。

背景技术

以往，例如在空调用的密闭型压缩机中，作为制冷剂通常使用作为HCFC制冷剂的R22。并且，作为冷冻机油，使用40℃下的运动粘性系数为大致32～68cSt左右的矿物油（环烷烃油、链烷烃油等）、烷基苯油以及它们的混合油等。

上述HCFC制冷剂由于分子内具有氯自由基，所以制冷剂具有作为极压剂的效果，起到了预防未图示的压缩机的滑动部进行金属接触而产生热粘，造成压缩机无法运转的情况的作用。因此，使用了HCFC制冷剂的压缩机的磨损量少，轴承可靠性高。

然而，HCFC制冷剂由于分子内含有氯自由基，所以带有较高的臭氧破坏系数，在向大气中释放时，会破坏覆盖在地球的上空的臭氧层，因而成为氟利昂限制的对象。作为针对这种臭氧层破坏的对策，通常采用使用分子内不含氯自由基的HFC制冷剂的对策，且已实用化。

但是，HFC制冷剂虽然具有抑制臭氧层破坏的效果，但其本身是一种自然界中没有的稳定的物质，具有向空气中释放后不易分解的性质，因而自然界面临破坏的威胁，继续成为新的氟利昂限制的对象。

另外，HFC制冷剂与矿物油、烷基苯油等以往HCFC制冷剂中使用的冷冻机油之间的相溶性差，因向未图示的压缩机的回油的恶化，引起压缩机内的油面下降而导致压缩机的润滑不良，存在可靠性下降的问题。

另外，由于制冷剂的分子中不含氯自由基，因而没有作为极压剂的效果，通常对于使用了HCFC制冷剂的压缩机来说，轴承可靠性下降。

因此，目前使用与HFC制冷剂存在相溶性的酯类油、醚类油等合成油。

但是，HFC制冷剂的地球温室化系数高，从地球环境保护的观点正在研讨其替代品，例如在研讨臭氧破坏系数为0而且也不会引起地球温室化的作为自然制冷剂的碳氢化合物制冷剂（甲烷、乙烷、丙烷等）。

碳氢化合物制冷剂与HFC制冷剂相反，由于与矿物油、烷基苯油的相溶性高，所以没有回油恶化导致的问题，但由于溶解性过高，在冷冻机油中溶入液态制冷剂，粘度下降，达到轴承可靠性上必要的粘度以下，出现了因润滑不良而带来磨损或热粘这一问题。

需要说明的是，作为现有技术，例如在日本特开平09－264619号公报中记载了如下例子：在使用高压型压缩机构成冷冻循环时，作为制冷剂使用碳氢化合物制冷剂，并使用40℃下的运动粘度系数为46cSt以上的冷冻机油。然而，对于40℃下的运动粘度系数超过60cSt时的特质没有给出教导。

发明内容

如上背景技术描述，作为代替HFC实现冷冻循环的制冷剂，对环境友好的碳氢化合物类制冷剂受到瞩目，但由于该碳氢化合物类制冷剂与冷冻机油的相溶性高，冷冻机油的运动粘性系数过于下降，因此出现了轴承可靠性下降的问题。另外，碳氢化合物类制冷剂由于分子内不含氯自由基，因而没有作为极压剂的效果，使用了矿物油、烷基苯油等冷冻机油时，还出现了磨损量增加、轴承可靠性下降的问题。

本发明的目的在于，提供一种使用了臭氧破坏系数为0而且也不会引起地球温室化的作为自然制冷剂的碳氢化合物制冷剂时，也能够防止压缩机的润滑不良，防止压缩机的滑动部的热粘及磨损量的增加的可靠性高的密闭型压缩机。

本发明的密闭型压缩机在密闭容器内收容有电动单元、具有滑动部的压缩单元、冷冻机油及制冷剂，其中，作为上述制冷剂，使用以碳氢化合物为主成分的制冷剂，作为上述冷冻机油，使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油，该冷冻机油是从链烷烃类矿物油、环烷烃类矿物油及烷基苯油中选出的单一物或者任意2种以上的混合油，将上述冷冻机油向所述滑动部供给。

本发明如以上所说明的那样构成，因而起到了以下的效果。

作为制冷剂使用碳氢化合物类制冷剂，作为冷冻机油使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油，该冷冻机油是从链烷烃类矿物油、环烷烃类矿物油及烷基苯油中选出的单一物或者任意2种以上的混合油，由此能够提供同时实现了轴承可靠性和抑制滑动损失的密闭型压缩机。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的密闭型压缩机的截面图。

图2是对于本发明的实施方式1的冷冻机油，将对制冷剂溶解量与运动粘性系数的关系进行调查的结果与现有例进行比较而表示的特性图。

图3是表示本发明的实施方式1的相对于冷冻机油单体的40℃下的运动粘性系数的轴承磨损量与滑动损失的关系的特性图。

图4是本发明的实施方式3的密闭型旋转压缩机的截面图。

附图标记：

1 密闭容器

2 电动单元

3 冷冻机油，

4 曲轴

5 轴承

6 轴承

10 压缩单元

11 轴衬

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的密闭型压缩机的纵截面图。在图中，1为密闭容器，2为电动单元，3为冷冻机油，4为作为旋转轴的曲轴，5、6为对该曲轴4进行支承的轴承，7为叶轮，8为旋转柱塞。所述轴承5及轴承6具有相互面对的凸缘面部，所述叶轮7及旋转柱塞8通过曲轴4的旋转均与轴承5、6的凸缘面部滑动。另外，叶轮7相对于旋转柱塞8滑动。9是向各滑动部供给冷冻机油3的油泵。

需要说明的是，上述作为旋转轴的曲轴4兼作电动单元2的输出轴。另外，通过曲轴4、轴承5、6、叶轮7、旋转柱塞8及油泵9构成压缩单元10。

如上所述构成的密闭型压缩机均通过省略图示的配管与冷凝器、膨胀机构、蒸发器依次连接，进而形成从所述蒸发器回到密闭型压缩机的循环路，在循环路内封入制冷剂而构成冷冻循环系统。

在压缩机运转中，曲轴4旋转，通过其旋转力从油泵9向各滑动部给送冷冻机油3，曲轴4、轴承5、6、叶轮7、旋转柱塞8的各滑动部通过借助冷冻机油滑动而将磨损量抑制到最小限度。

在上述本发明的实施方式1中，制冷剂使用臭氧破坏系数为0而且也不会引起地球温室化的作为自然制冷剂的碳氢化合物类制冷剂（甲烷、乙烷、丙烷等），冷冻机油3使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的油。

需要说明的是，本发明的各发明人为了解决上述问题，对使用了碳氢化合物类制冷剂的系统中的冷冻机油的运动粘性系数、添加剂的添加量等特性，通过实验进行锐意研究的结果发现，通过使用冷冻机油单品的40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油，在压缩机运转时能够同时实现优异的轴承可靠性和较低的滑动损失，从而完成了本发明。

图2是表示对冷冻机油中溶解了制冷剂时的40℃下的运动粘性系数相对于制冷剂溶解量的关系进行调查的结果的特性图。在图2中，曲线a表示参考例，曲线b表示比较例，曲线c～f表示本发明的实施方式1中的实施例，各曲线的内容示于表1。需要说明的是，表1所示的粘度（cSt）是无论何种情况下在冷冻机油中均没有溶解制冷剂的状态、即制冷剂溶解量＝0wt％（重量百分比）时的值。

表1

根据图2的曲线a和曲线b可知，即使制冷剂溶解量为0wt％（重量％）时的运动粘性系数相同（56cSt），对于伴随着制冷剂溶解量的增加的运动粘性系数的降低量来说，与曲线a所示的以往的R22（HCFC制冷剂）相比，曲线b所示的R290（碳氢化合物制冷剂）的变化量约大2倍，因此在制冷剂溶解量例如为20wt％的情况下，相对于曲线a的9.6cSt，曲线b中粘度减半到4.8cSt。

与此相对，在使用了40℃下的运动粘性系数调整到80～200cSt的冷冻机油的情况下，如曲线c、d、e及f所示，虽然与使用了R22制冷剂的曲线a的情况相比粘度的降低量稍许大，但能够维持与R22大致相同程度的运动粘性系数。

即，曲线c、d、e及f是使用了如表1所示冷冻机油单体的40℃下的动粘性系数分别调整到200、150、90及80cSt的链烷烃类矿物油的情况，但相对于该冷冻机油的R290（丙烷）的溶解量例如为20wt％时的运动粘性系数分别为约16、13、8.0及7.4cSt，获得了同时实现优异的轴承可靠性和较低的滑动损失的压缩机。

图3是对于本发明的实施方式1中的结构，使用40℃下的运动粘性系数不同的冷冻机油，通过实验求出了轴承磨耗量与滑动损失的关系的特性图。需要说明的是，图3表示作为制冷剂使用了R290（丙烷）、作为冷冻机油使用了链烷烃类矿物油时的例子，但不限于此，作为制冷剂可以使用碳氢化合物类的其他制冷剂、例如R50（甲烷）、R170（乙烷）、RC270（环丙烷）等，或者，作为冷冻机油可以优选使用例如烷基苯、环烷烃类矿物油等，另外，它们的任意的组合也能够得到同样的效果。

根据图2及图3可知，在实施方式1的使用了碳氢化合物类制冷剂的冷冻系统中，通过使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油，能够获得轴承等滑动部的磨损量少且滑动损失小的可靠性高的密闭型压缩机。需要说明的是，若40℃下的运动粘性系数比80cSt小，则轴承磨损量变大，若比200cSt大，则滑动损失急速上升，压缩机中产生的输入值上升，产品的电力量上升，所以优选设定成80～200cSt的范围。需要说明的是，使用了所述运动粘性系数为90～150cSt的冷冻机油的情况下，能够获得可靠性更高的密闭型压缩机。进而，能够获得同时实现了轴承可靠性和抑制滑动损失的密闭型压缩机。

实施方式2

除了对冷冻机油以0.5～90重量％的比例配合了极压添加剂或油性剂之外，获得了与上述实施方式1同样结构的密闭型压缩机。需要说明的是，在此，例如在对冷冻机油配合90重量％的添加剂的情况下，对10g的冷冻机油以90g的比例配合添加剂。

需要说明的是，作为上述极压添加剂，例如可以举出公知的烯烃聚硫、硫化油脂、氯化烷烃及烷基磷酸酯中的1种或任意2种以上的混合物等，但不仅限于此。

另外，作为上述油性剂，可以优选使用公知的例如硬脂酸类油性剂、脂肪族胺类油性剂、酯类油性剂等，但不仅限于此。

已知的是，碳氢化合物制冷剂由于没有氯自由基所带来的极压效果，所以通过在冷冻机油中配合使用极压添加剂及油性剂等添加剂，能够改善轴承耐力。在以往的结构中为了持续获得充分的极压效果，需要对冷冻机油添加0.5重量％以上的量的极压添加剂。而另一方面，在HCFC制冷剂或HFC制冷剂的情况下，若增加极压添加剂的量，则淤泥的生成量变多，生成的淤泥可能会堵塞制冷剂回路内的毛细管或干燥器而引起冷却不良，使添加剂的量为0.5重量％以上存在难度。

然而，根据本发明的实施方式2，即使如上所述加入从以往的通常添加剂的配合量的范围脱离的大量的添加剂，也看不到淤泥的生成，获得了压缩机运转时同时实现更优异的轴承可靠性和不生成淤泥所确保的可靠性的密闭型压缩机。

根据本发明的各发明人的实验确认出，碳氢化合物制冷剂在将生成的淤泥溶解的特性上优异，如该实施方式2那样在冷冻机油中配合使用大量的添加剂的情况下，也没有析出原本应当生成的淤泥。需要说明的是，将相对于冷冻机油的添加剂的配合量添加90重量％以上在实用上、生产率方面有所欠缺。

相对于冷冻机油的由上述极压添加剂或油性剂构成的添加剂的优选配合量为0.5～90重量％，其中，所述配合量为2～50重量％时能够获得可靠性更高的密闭型压缩机。在此，所述配合量为2重量％以上时，同时实现极压效果的持续的维持和不生成淤泥所确保的可靠性更为切实可靠，另外，通过使所述配合量为50重量％以下，实用上的溶解性良好，能够更加优选确保生产率。

实施方式3

图4是表示本发明的实施方式3的密闭型旋转压缩机的截面图。图中，11是对曲轴4进行支承的轴衬。其他符号与图1所示的实施方式1相同，故省略说明。

需要说明的是，在该实施方式3中，作为制冷剂使用碳氢化合物类制冷剂、特别优选丙烷等，作为冷冻机油3使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油、特别优选40℃下的运动粘性系数为90～150cSt的链烷烃类矿物油。

在如图4那样构成的本发明的实施方式3的密闭型旋转压缩机中，作为冷冻机油3使用了40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油且旋转轴4的轴承使用了轴衬11，所以即使在作为制冷剂使用没有极压效果的碳氢化合物制冷剂，向冷冻机油的制冷剂的溶入量增多而变成低粘度的情况下，也能够提供具有交界润滑下的优异的轴承特性且预防了机械锁定所造成的压缩机的破损的轴承可靠性优异、可靠性高的密闭型压缩机。

需要说明的是，上述轴衬11例如可以使用以铝、铜等为材料的通常的轴衬。

实施方式4

在上述实施方式1～3中，对于将该发明用于旋转型压缩机的情况进行了说明，但不限于此，例如涡旋式压缩机、往复式压缩机等其他方式的压缩机也能够期待同样的效果。

例如，实施方式3中的轴衬11即使不是在旋转压缩机中也能够期待同样的效果。

再有，在上述冷冻机油中根据需要加入公知的氧化防止剂、粘度指数提高剂等也是可以的。

另外，对于将本发明的密闭型压缩机用于空调装置的情况进行了说明，但并不是一定要限定于此，如果是利用热泵系统的结构，则能够用于其他装置、系统、例如除湿机、平板式散热器、冷藏库、冷冻库等是理所当然的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种密闭型压缩机，其在密闭容器内收容有电动单元、具有滑动部的压缩单元、冷冻机油及制冷剂，其特征在于，

作为所述制冷剂，使用以碳氢化合物为主成分的制冷剂；作为所述冷冻机油，使用40℃下的运动粘性系数为80～200cSt的冷冻机油，所述冷冻机油是从链烷烃类矿物油、环烷烃类矿物油及烷基苯油中选出的单一物或者任意两种以上的混合油，将所述冷冻机油向所述滑动部供给。

2.根据权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于，电动单元或压缩单元具备对旋转轴进行支承的轴承，作为该轴承，使用轴衬来形成。