KR101343177B1 - Noise Reduction Additive - Google Patents
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Abstract
냉각 시스템에 사용되는 압축기 내의 소음 감소는 압축기 윤활제에 인산 에스테르 첨가제 0.01 내지 10 중량%를 도입함으로써 달성된다. 인산 에스테르 첨가제는 하기 화학식 I의 것이다. 바람직한 인산 에스테르 첨가제는 고리 치환된 아릴 에스테르이다. 주파수 0 내지 20 KHz에서 1 dB 이상의 소음도 감소가 달성된다.Noise reduction in the compressor used in the cooling system is achieved by introducing 0.01 to 10% by weight of the phosphate ester additive in the compressor lubricant. Phosphoric acid ester additives are of formula (I) Preferred phosphate ester additives are ring substituted aryl esters. Noise reduction over 1 dB is achieved at frequencies 0-20 KHz.
<화학식 I><Formula I>
상기 식에서, 각 R은 독립적으로 알킬, 아릴 또는 고리 치환된 아릴이다.Wherein each R is independently alkyl, aryl or ring substituted aryl.
냉각 시스템, 압축기, 압축기 윤활제, 냉장고 소음, 포움제, Refrigeration system, compressor, compressor grease, refrigerator noise, foaming agent,
Description
본 발명은 냉장고 압축기 내부 및 주위의 소음을 감소시키기 위한 인산 에스테르 첨가제의 용도 및 압축기의 냉각 윤활제에 인산 에스테르 첨가제를 첨가함으로써 냉장고 압축기 내부 및 주위의 소음을 감소시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the use of phosphate ester additives to reduce noise inside and around a refrigerator compressor and to a method of reducing noise inside and around a refrigerator compressor by adding a phosphate ester additive to the cooling lubricant of the compressor.
오늘날, 냉각기 업계의 원동력 중 하나는 에너지 효율이 더욱 높은 냉각 시스템의 제조이다. 이는 에너지를 덜 소비하고 더 오래 작동하는, 보다 효율적인 압축기를 가지는 냉각 시스템의 도입으로 이어졌다. 그러나, 에너지 효율 증가의 바람직하지 않은 한가지 부작용은 압축기가 더 많은 소음을 발생시킨다는 점이다.Today, one of the driving forces in the chiller industry is the manufacture of more energy efficient cooling systems. This has led to the introduction of cooling systems with more efficient compressors that consume less energy and operate longer. However, one undesirable side effect of increased energy efficiency is that the compressor generates more noise.
종래에, 냉각 윤활제에 포움을 발생시키는 첨가제를 첨가하는 것에 의한 냉각 압축기의 소음 감소가 제안되었다. 포움이 압축기 외부 쉘에의 진동 및 소음 전달을 감소시킴으로써 압축기 소음을 완충시킨다고 생각되었다. 그러나, 이러한 압축기 내 소음 감소 방법은 주요한 단점을 가진다.In the past, noise reduction in cooling compressors has been proposed by adding an additive which generates foam to the cooling lubricant. Foam was thought to dampen compressor noise by reducing vibration and noise transmission to the compressor outer shell. However, such a noise reduction method in the compressor has a major disadvantage.
첫째, 냉각 윤활제의 과도한 포움 형성은, 그후 윤활제가 압축기 외부의 냉각 시스템의 다른 부분으로 전달되는 경우 과도한 윤활제의 동반배출과 같은, 냉각 시스템에 대한 해로운 효과를 야기할 수 있다. 이는 압축기 내의 윤활제 고갈을 야기하여, 압축기가 더 쉽게 마모되도록 할 수 있다. 게다가, 윤활제가 응축기의 열 전달면으로 이동하여 이를 코팅할 경우, 냉각 시스템 내의 열 전달 감소가 발생한다.First, excessive foaming of the cooling lubricant can cause deleterious effects on the cooling system, such as co-exhaust of excess lubricant when the lubricant is then delivered to other parts of the cooling system outside the compressor. This can lead to lubricant depletion in the compressor, causing the compressor to wear more easily. In addition, when the lubricant moves to and coats the heat transfer surface of the condenser, a decrease in heat transfer in the cooling system occurs.
둘째, 냉각 윤활제에 포움을 발생시키는 가장 통상적인 첨가제는 실리콘을 함유하는 첨가제인데, 이들 첨가제는 단점을 가진다고 알려져 있다. 예를 들어, 실리콘 함유 첨가제는 냉각 시스템의 모세관을 막는다는 것이 발견되었다. 또한, 실리콘 함유 첨가제는 열 분해되어 분말상 고체가 되고, 이것이 냉각 과정을 방해할 수 있다고 알려져 있다. 따라서, 예를 들어, 잔류 윤활제 및 실리콘 함유 첨가제가 없는 납땜할 영역에서 냉각 시스템에 압축기를 부착할 경우 주의가 요구된다. 실리콘 함유 첨가제는 도색 과정을 방해하는 것으로도 알려져 있다.Second, the most common additives that generate foam in cooling lubricants are those containing silicones, which are known to have disadvantages. For example, it has been found that silicone containing additives block the capillary of the cooling system. It is also known that silicon-containing additives thermally decompose into powdery solids, which can interfere with the cooling process. Thus, care must be taken, for example, when attaching the compressor to the cooling system in areas to be soldered free of residual lubricant and silicone containing additives. Silicone-containing additives are also known to interfere with the painting process.
트리아릴 인산 에스테르는 석유 및 합성 기재 스톡 작동액(hydraulic fluid), 트랙터 액, 항공기 터번 및 피스톤 엔진 윤활제의 항마모(antiwear) 첨가제로 널리 사용된다. 트리아릴 인산 에스테르는 윤활제 중에 2 중량% 이하, 바람직하게는 1.5 중량%의 수준에서 가장 효과적이라고 널리 인식되어 있다.Triaryl phosphate esters are widely used as antiwear additives in petroleum and synthetic base stock hydraulic fluids, tractor fluids, aircraft turbans and piston engine lubricants. It is widely recognized that triaryl phosphate esters are most effective at levels of up to 2% by weight, preferably 1.5% by weight in the lubricant.
트리알킬 인산 에스테르는 항공기 작동액 성분 또는 산업적 공정의 용매로서 주로 사용된다. 포스페이트 분해로부터 페놀 방출을 피해야할 적용 분야에서 항마모 첨가제로서 이들의 용도가 주목되고 있고, 이들은 또한 금속 작업 분야에서도 사용된다.Trialkyl phosphate esters are mainly used as aircraft hydraulic fluid components or as solvents in industrial processes. Their use is noted as anti-wear additives in applications where phenol release from phosphate decomposition is to be avoided, and they are also used in the field of metal working.
놀랍게도, 상기 개시된 종류의 인산 에스테르 첨가제를 냉각 시스템의 압축기 내 윤활제에 첨가하면 윤활제 포움 형성을 최소화하면서 압축기 내부 및 주위의 소음이 감소된다는 것을 발견하였다. 게다가, 인산 에스테르 첨가제는 실리콘을 함유하지 않는다.Surprisingly, it has been found that adding phosphate ester additives of the kind disclosed above to lubricants in compressors of cooling systems reduces noise inside and around the compressor while minimizing lubricant foam formation. In addition, the phosphate ester additive does not contain silicone.
따라서, 본 발명은 트리 알킬, 아릴, 방향족 고리에 치환된 아릴, 또는 아릴알킬 인산 에스테르 0.01 내지 10 중량%의, 냉각 시스템의 압축기 내부 및 주위의 소음을 주파수 0 내지 20 KHz에서 1 dB 이상 감소시키기 위한 압축기 윤활제에서의 용도를 제공한다.Accordingly, the present invention is directed to reducing the noise inside and around the compressor of a cooling system of 0.01 to 10% by weight of trialkyl, aryl, aryl substituted by aromatic rings, or arylalkyl phosphate esters by at least 1 dB at a frequency of 0 to 20 KHz. For use in compressor lubricants.
본 발명은 또한, 트리 알킬, 아릴, 방향족 고리에 치환된 아릴, 또는 아릴알킬 인산 에스테르 0.01 내지 10 중량%을 압축기 내의 윤활제에 첨가하는 것을 포함하는, 냉각 시스템의 압축기 내부 및 주위의 소음을 주파수 0 내지 20 KHz에서 1 dB 이상 감소시키는 방법을 제공한다.The present invention also includes the addition of 0.01 to 10% by weight of trialkyl, aryl, aryl substituted by aromatic rings, or arylalkyl phosphate esters to the lubricant in the compressor, thereby reducing noise in and around the compressor of the cooling system at frequency 0. To 20 dB or more by 1 dB or more.
냉각 시스템은 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기를 포함한다. 액체 냉각제는 증발기 내에서 증발하여 냉각 시스템에 필요한 냉각을 제공한다. 그후 냉각제 가스는 응축압으로 압축시키는 압축기를 지나간다. 응축기에서, 물 또는 공기와 같은 냉각 매질을 사용하여 과열된 냉각제 가스가 액체로 응축된다. 그런 다음, 액체 냉각제는 팽창 밸브를 통해 통과하여 감압되고 증발기로 돌려보내진다.The cooling system includes a compressor, a condenser, an expander and an evaporator. The liquid coolant evaporates in the evaporator to provide the cooling required for the cooling system. The coolant gas then passes through a compressor that compresses to condensation pressure. In the condenser, the superheated coolant gas is condensed into liquid using a cooling medium such as water or air. The liquid coolant then passes through the expansion valve to depressurize and return to the evaporator.
소음은 소음원으로부터 고체 (압축기 케이스 및 파이프 계), 액체 (윤활제) 및 가스 (냉각제) 매질을 통한 압력파, 즉, 소음이 발생하는 압축기 쉘로의 다양한 주파수의 에너지 전달로부터 기원한다. 압축기 내부 및 주위의 소음원은 압축기 작동 조건에 의해 결정되는 냉각제 가스의 유동 특성의 결과에 따른 압축기 내부의 흡입류; 윤활을 위해 압축기의 기계적 부분에 윤활제를 전달하는데 필요한 압축기 내부의 윤활제 교반으로부터의 소음; 압축기 펌프 및 압축기 쉘 상단으로부터의 윤활제 딥핑(dipping) 및 후속적인 압축기 기저부 및 압축기 쉘 상의 윤활제 내로의 스플래싱(splashing); 압축기 자체의 모터 및 배출 밸브의 개폐로부터의 소음을 포함한다. 다양한 소음원으로부터의 소음은 다양한 주파수, 전형적으로 0.5 내지 20 kHz의 범위이다. 예를 들어, 마리스(Maris) DC 압축기에 대하여 흡입류는 전형적으로 500 Hz이고, 압축기 내 윤활제의 교반은 전형적으로 2.5kHz, 딥핑 및 스플래싱은 전형적으로 5 및 6.3 kHz이다. The noise originates from the transmission of energy at various frequencies from the noise source to the pressure waves through the solid (compressor case and pipe system), liquid (lubricant) and gas (coolant) media, ie the compressor shell from which the noise occurs. Sources of noise inside and around the compressor include: suction flow inside the compressor as a result of the flow characteristics of the coolant gas determined by the compressor operating conditions; Noise from lubricant agitation inside the compressor required to deliver lubricant to the mechanical part of the compressor for lubrication; Lubricant dipping from the top of the compressor pump and compressor shell and subsequent splashing into the lubricant on the compressor base and compressor shell; Noise from opening and closing of the motor and discharge valve of the compressor itself. Noise from various noise sources ranges from various frequencies, typically from 0.5 to 20 kHz. For example, for a Maris DC compressor, the intake flow is typically 500 Hz, the agitation of lubricant in the compressor is typically 2.5 kHz, dipping and splashing are typically 5 and 6.3 kHz.
본 발명에 사용되는 인산 에스테르 첨가제는 트리 알킬, 아릴, 치환된 (방향족 고리 상에) 아릴 또는 아릴알킬 인산 에스테르, 즉 하기 화학식 I의 것이다.Phosphoric acid ester additives used in the present invention are trialkyl, aryl, substituted (on aromatic rings) aryl or arylalkyl phosphate esters, i.e.
상기 식에서, 각 R은 독립적으로 알킬, 아릴 또는 고리 치환된 아릴이다. Wherein each R is independently alkyl, aryl or ring substituted aryl.
특히, 인산 에스테르 첨가제는 트리알킬 인산 에스테르일 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 II의 것이다.In particular, the phosphate ester additive may be a trialkyl phosphate ester, preferably of formula II.
상기 식에서, 각 R1은 동일하거나 상이할 수 있고, 탄소원자수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10인 알킬기로부터 선택된다. 각 R1은 독립적으로 포화되거나 불포화될 수 있고, 바람직하게는 포화될 수 있고, 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. Wherein each R 1 may be the same or different and is selected from alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms. Each R 1 may be independently saturated or unsaturated, preferably saturated, and may be independently straight or branched chain.
인산 에스테르 첨가제는 트리아릴 또는 트리(고리 치환된)아릴 인산 에스테르일 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 III의 것이다.The phosphoric acid ester additive may be triaryl or tri (ring substituted) aryl phosphate ester, preferably of formula III.
상기 식에서, Ph는 페닐이고, x는 0 내지 5의 정수이고, x가 0보다 큰 경우, 각 R2는 각 Ph 기에 대하여 동일하거나 상이할 수 있고 각 x에 대하여 동일하거나 상이할 수 있는 알킬기이다. 각 R2는 바람직하게는 탄소원자수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10, 특히 1 내지 6인 알킬기이다. 각 R2는 독립적으로 포화되거나 불포화될 수 있고, 바람직하게는 포화될 수 있고, 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 바람직하게는, x는 1 내지 5 범위의 정수, 바람직하게는 1 내지 3 범위의 정수, 특히 1 또는 2이다.Wherein Ph is phenyl, x is an integer from 0 to 5, and if x is greater than 0, each R 2 is an alkyl group which may be the same or different for each Ph group and may be the same or different for each x . Each R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10, especially 1 to 6 carbon atoms. Each R 2 may be independently saturated or unsaturated, preferably saturated, and may be independently straight or branched chain. Preferably, x is an integer ranging from 1 to 5, preferably an integer ranging from 1 to 3, in particular 1 or 2.
인산 에스테르 첨가제는 트리 아릴알킬 인산 에스테르일 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 IV의 것이다.The phosphate ester additive may be tri arylalkyl phosphate ester, preferably one of formula (IV) below.
상기 식에서, 각 R3은 상기 화학식 II에 정의된 바와 같은 R1기 및 상기 화학식 III에 정의된 바와 같은 -Ph(R2)x 기로부터 독립적으로 선택되되, 단, 적어도 하나의 R3기는 R1기이고, 적어도 하나의 R3기는 -Ph(R2)x 기이다.Wherein each R 3 is independently selected from an R 1 group as defined in Formula II above and a —Ph (R 2 ) x group as defined in Formula III above, provided that at least one R 3 group is R 1 group and at least one R 3 group is a -Ph (R 2 ) x group.
바람직하게는, 본 발명에서 사용되는 인산 에스테르 첨가제는 화학식 III의 고리 치환된 트리아릴 인산 에스테르이다. 적합한 첨가제의 구체적인 예는 트리크레실 포스페이트, 트리크실레닐 포스페이트, 트리(이소프로필 페닐) 포스페이트, tert-부틸화 트리페닐 포스페이트, 특히 트리크레실 포스페이트를 포함한다.Preferably, the phosphate ester additive used in the present invention is a ring substituted triaryl phosphate ester of formula III. Specific examples of suitable additives include tricresyl phosphate, tricyllenyl phosphate, tri (isopropyl phenyl) phosphate, tert-butylated triphenyl phosphate, in particular tricresyl phosphate.
첨가제는 윤활제에 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 7 중량%, 특히 1 내지 5 중량%의 수준으로 존재한다.The additive is present in the lubricant at a level of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 7% by weight, in particular 1 to 5% by weight.
압축기 내부 및 주위의 소음도는 1 dB 이상, 바람직하게는 1.5 dB 이상, 더욱 바람직하게는 2 dB 이상 감소된다.The noise level inside and around the compressor is reduced by at least 1 dB, preferably at least 1.5 dB, more preferably at least 2 dB.
압축기 내부 및 주위의 소음도를 측정하기 위해서는, 압축기를 음향 챔버 내의 강철 바닥 위에 올린다. In order to measure the noise level inside and around the compressor, the compressor is placed on the steel floor in the acoustic chamber.
음향 챔버는 주변 소음 및 진동을 완충시키도록 특별히 설계된다. 이는 두 장의 플라스터보드(plasterboard) 사이에 끼워진 유리섬유 조각을 가지는 플라스터보드로 제작된다. 내측 플라스터보드 시트의 내부 표면은 개방형 포움(open cell foam)으로 코팅된다. 음향 챔버 그 자체를 고무 매트 상에 올린다. 압축기를 무진동 호스를 통해, 음향 챔버 외부에 있고 별개의 공간에 위치할 수 있는 냉각 시스템에 연결한다. 윤활제와 인산 에스테르 첨가제 및 냉각제의 적당한 양을 시스 템에 가한다. 소음도를 측정하기 전, 시스템을 수분간 가동시켜 소음도가 안정한 상태에 이르도록 하는데, 이는 시스템 가동 개시시에는 소음도가 높을 것으로 예상되기 때문이다. The acoustic chamber is specifically designed to dampen ambient noise and vibrations. It is made of plasterboard with a piece of fiberglass sandwiched between two plasterboards. The inner surface of the inner plasterboard sheet is coated with an open cell foam. The acoustic chamber itself is raised on a rubber mat. The compressor is connected via a vibration free hose to a cooling system that can be located outside the acoustic chamber and located in a separate space. Appropriate amounts of lubricants and phosphate ester additives and coolants are added to the system. Before measuring the noise level, allow the system to run for a few minutes to reach a stable state because the noise level is expected to be high at the start of the system operation.
다양한 위치, 전형적으로는 압축기 케이스 주위 4 내지 5군데에 위치시킨 마이크를 이용하여 소음도를 측정하고, 측정값의 평균을 구한다. 마이크의 전형적인 위치는 압축기 케이스 위 중심에 하나, 압축기 케이스 전면 및 배면에 하나씩, 압축기 케이스 양측에 하나씩이다. 압축기로부터의 마이크의 거리는 시험을 통해 각 압축기에 대하여 최적화한다. 전형적으로, 마이크는 압축기로부터 5 내지 50 cm, 특히 10 내지 30 cm에 위치시킨다. 마이크는 20초 기간에 걸쳐 각 마이크 위치에서 신호를 기록하는 실시간 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform; FFT) 분석기에 부착된다. FFT 분석기는 시간에 걸친 신호를 소음 측정치 및 주파수 스펙트럼으로 전환한다.Noise levels are measured using a microphone located at various locations, typically four to five locations around the compressor case, and averaged. Typical locations for microphones are one at the center above the compressor case, one at the front and rear of the compressor case, and one at each side of the compressor case. The distance of the microphone from the compressor is optimized for each compressor by testing. Typically, the microphone is placed 5 to 50 cm, in particular 10 to 30 cm, from the compressor. The microphone is attached to a real-time fast Fourier transform (FFT) analyzer that records the signal at each microphone location over a 20 second period. FFT analyzers convert signals over time into noise measurements and frequency spectra.
첨가제의 존재는 압축기 내 윤활제의 포움 형성을 최소화한다. 바람직하게는, 10분간 측정 실린더에 인산 에스테르 첨가제 0.01 내지 10 중량%를 함유하는 윤활제에 냉각제 가스를 버블링시켜 측정한 포움 높이가 10 mm 이하, 더욱 바람직하게는 5 mm 이하, 특히 4 mm 이하이다.The presence of additives minimizes foam formation of lubricants in the compressor. Preferably, the foam height measured by bubbling coolant gas in a lubricant containing from 0.01 to 10% by weight of the phosphate ester additive in the measuring cylinder for 10 minutes is 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, in particular 4 mm or less. .
냉각 시스템에는 상술한 바와 같은 압축기가 장착된다. 압축기는 전면에, 압축기 윤활제가 인산 에스테르 첨가제를 함유하는 경우 냉각 시스템이 작동할 때 생성되는 포움 높이를 측정할 수 있도록 하는 가시 유리창을 그의 전면에 가질 수 있다. The cooling system is equipped with a compressor as described above. The compressor may have on its front a visible glass window that allows to measure the foam height produced when the cooling system is operating when the compressor lubricant contains a phosphate ester additive.
바람직하게는, 냉각 시스템의 압축기의 전면의 가시 유리창에서 포움 높이를 측정함으로써 결정되는 포움 높이는 인산 에스테르 첨가제 0.01 내지 10%를 압축기 윤활제에 가할 때 2.5 mm 이하, 더욱 바람직하게는 2 mm 이하이다.Preferably, the foam height determined by measuring the foam height in the visible glass window of the front of the compressor of the cooling system is 2.5 mm or less, more preferably 2 mm or less when 0.01 to 10% of the phosphate ester additive is added to the compressor lubricant.
압축기 윤활제는 폴리알킬렌 글리콜, 폴리올 에스테르, 디에스테르, 카르보네이트 에스테르, 폴리비닐 에테르, 폴리 알파 올레핀 및 알킬벤젠, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 바람직한 오일은 폴리올 에스테르, 및 폴리올 에스테르와 알킬 벤젠, 폴리비닐 에테르 및 디에스테르의 혼합물이다. 특히 바람직한 오일은 폴리올 에스테르, 또는 폴리올 에스테르와 알킬 벤젠의 혼합물이다.Compressor lubricants are selected from polyalkylene glycols, polyol esters, diesters, carbonate esters, polyvinyl ethers, poly alpha olefins and alkylbenzenes, and mixtures thereof. Preferred oils are polyol esters and mixtures of polyol esters with alkyl benzenes, polyvinyl ethers and diesters. Particularly preferred oils are polyol esters or mixtures of polyol esters and alkyl benzenes.
본 발명에서 사용되기에 특히 적합한 폴리올 에스테르는 표준 직접 에스테르화 방법에 의해 다가 알콜 및 일염기 카르복실산으로부터 제조된다. 상기 폴리올 에스테르는 에스테르교환 경로에 의해 제조될 수도 있다. 두 경로 모두 문헌[Synthetic lubricants and high-performance functional fluids, 2nd edition, edited by L. R Rudnick and R. L. Shubkin, pages 70-71]에 기술되어 있다. 특히 바람직한 것은 촉매를 사용하지 않는 중합 경로이다. 특히 바람직한 폴리올 에스테르는 네오펜틸글리콜, 트리메티올프로판 및 펜타에리트리톨, 및 이들의 이량체 및 삼량체로부터 선택되는 1종 이상의 알콜, 및 직쇄 및/또는 분지쇄 C5 내지 C18 산, 특히 C5 내지 C13 산, 더욱 특히 C5 내지 C9 산으로부터 선택되는 1종 이상의 산으로부터 제조된다.Particularly suitable polyol esters for use in the present invention are prepared from polyhydric alcohols and monobasic carboxylic acids by standard direct esterification methods. The polyol esters may be prepared by transesterification routes. Both routes are described in Synthetic lubricants and high-performance functional fluids, 2nd edition, edited by L. R Rudnick and RL Shubkin, pages 70-71. Especially preferred are polymerization routes that do not use a catalyst. Particularly preferred polyol esters are at least one alcohol selected from neopentylglycol, trimetholpropane and pentaerythritol, and dimers and trimers thereof, and straight and / or branched C 5 to C 18 acids, in particular C From 5 to C 13 acids, more particularly from one or more acids selected from C 5 to C 9 acids.
바람직한 폴리올 에스테르는 40℃에서 동적 점성도가 5 cSt 이상 240 cSt 이하, 100℃에서 동적 점성도가 1.5 cSt 이상이다.Preferred polyol esters have a dynamic viscosity of at least 5 cSt and at most 240 cSt at 40 ° C. and a dynamic viscosity of at least 1.5 cSt at 100 ° C.
바람직한 폴리올 에스테르는 -30℃ 미만, 더욱 바람직하게는 -40℃ 미만의 유동점(pour point)을 갖는다. 바람직한 폴리올 에스테르는 0.04 mgKOH/g 미만의 산 수(acid number)를 갖는다. 바람직한 폴리올 에스테르는 50 ppm 미만의 수분 함량을 갖는다. 바람직한 폴리올 에스테르는 5 mgKOH/g 미만의 히드록실 수를 갖는다. 바람직한 폴리올 에스테르의 예는 ICI의 사업부인 유니크마 리미티드(Uniqema Ltd)에서 입수가능한 폴리올 에스테르의 엠카레이트(EMKARATE)® RL 류를 포함한다.Preferred polyol esters have a pour point below −30 ° C., more preferably below −40 ° C. Preferred polyol esters have an acid number of less than 0.04 mgKOH / g. Preferred polyol esters have a water content of less than 50 ppm. Preferred polyol esters have a hydroxyl number of less than 5 mgKOH / g. Examples of preferred polyol esters include emka rate (EMKARATE) ® RL acids available polyol ester in a division of the unique e Limited (Uniqema Ltd) of ICI.
본 발명에 따른 압축기 윤활제는 알려진 기능성의 1종 이상의 다른 윤활제 첨가제를, 윤활제의 중량을 기준으로 0.0001 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 10 중량% 특히 0.01 내지 5 중량%의 수준으로 포함한다. 적합한 첨가제는 항산화제, 항마모 첨가제, 극압 첨가제(extreme pressure agent), 산 스캐빈져, 안정화제, 계면활성제, 점도 지수 향상제, 부식 억제제, 금속 불활성화제(deactivator) 또는 불활성화제(passivator), 윤활성 향상제 또는 유성 향상제 및 마찰 개질제를 포함한다.Compressor lubricants according to the invention comprise at least one other lubricant additive of known functionality at a level of from 0.0001 to 20% by weight, more preferably from 0.01 to 10% by weight, in particular from 0.01 to 5% by weight, based on the weight of the lubricant. . Suitable additives include antioxidants, antiwear additives, extreme pressure agents, acid scavengers, stabilizers, surfactants, viscosity index enhancers, corrosion inhibitors, metal deactivators or passivators, lubricity Improvers or oily enhancers and friction modifiers.
냉각 시스템의 냉각제는 적합하게는 불화염화탄화수소 (HCFC), 불화탄화수소 (HFC), 1종 이상의 HFC, HCFC 또는 양자 모두를 함유하는 냉각제의 혼합물, 이산화탄소 또는 암모니아를 포함한다. 바람직하게는, 냉각제는 염소 원자를 전혀 포함하지 않는다. 특히, 냉각제 가스는 HFC 또는 HFC의 혼합물이다. 적합한 HFC 냉각 가스는 R-134a (1,1,1,2-테트라플루오로에탄), R-32 (디플루오로메탄), R-125 (1,1,1,2,2-펜타플루오로에탄), R-152a (1,1-디플루오로에탄), R-143a (1,1,1-트리플루오로에탄) 및 이들의 혼합물, 및 R-400 및 R-500 시리즈를 포함한다. 냉각제 혼합물에서 전형적으로 발견되는 다른 성분도 냉각 가스에 포함될 수 있다. 이들은 탄화수소, 특히 탄소원자수 1 내지 6인 탄화수소, 예를 들어, 프로판, 이소부탄, 부탄, 펜탄 및 헥산, 불화 탄화수소 및 다른 냉각제, 예를 들어, 이산화탄소를 포함한다.The coolant of the cooling system suitably comprises hydrocarbon fluorocarbon (HCFC), hydrocarbon fluoride (HFC), a mixture of coolants containing at least one HFC, HCFC or both, carbon dioxide or ammonia. Preferably, the coolant does not contain any chlorine atoms. In particular, the coolant gas is HFC or a mixture of HFCs. Suitable HFC cooling gases include R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), R-32 (difluoromethane), R-125 (1,1,1,2,2-pentafluoro Ethane), R-152a (1,1-difluoroethane), R-143a (1,1,1-trifluoroethane) and mixtures thereof, and R-400 and R-500 series. Other components typically found in coolant mixtures may also be included in the cooling gas. These include hydrocarbons, especially hydrocarbons having 1 to 6 carbon atoms, for example propane, isobutane, butane, pentane and hexanes, fluorinated hydrocarbons and other coolants such as carbon dioxide.
본 발명은 하기 비-제한적인 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 예시되는데, 도 1은 하기 실시예 3에 기술된 간단한 포움 형성 시험 장치의 개략도이다.The present invention is illustrated with reference to the following non-limiting examples and the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic diagram of a simple foam forming test apparatus described in Example 3 below.
하기 실시예 1 및 2에 대하여, 소음도는 다음과 같이 측정하였다. 압축기를 음향 챔버 내의 강철 바닥에 올렸다. 음향 챔버는 밀봉된 문을 가지는, 플라스터보드로 제조된 길이, 폭 및 높이 1.5 m의 정육면체이다. 음향 챔버를 두 장의 0.64 cm 시트의 플라스터보드 사이에 끼운 2.54 cm 두께의 유리섬유 조각을 가지는 플라스터보드로 제작하였다. 내측 플라스터보드 시트의 내부 표면을 1.27 cm 두께의 개방형 포움으로 코팅하였다. 음향 챔버 그 자체를 고무 매트 상에 올렸다.For Examples 1 and 2 below, the noise level was measured as follows. The compressor was mounted on the steel floor in the acoustic chamber. The acoustic chamber is a cube of length, width and height 1.5 m made of plasterboard with a sealed door. The acoustic chamber was made from a plasterboard with 2.54 cm thick pieces of fiberglass sandwiched between two 0.64 cm sheet plasterboards. The inner surface of the inner plasterboard sheet was coated with 1.27 cm thick open foam. The acoustic chamber itself was mounted on a rubber mat.
압축기를 무진동 호스를 통해 음향 챔버 바깥의 인접면에 있는 냉각 시스템에 연결하였다. 냉각 시스템을 비우고, 윤활제 중량의 5%의 인산 에스테르 첨가제를 함유하는 폴리올 에스테르 윤활제 235 g를 압축기 내로 "흡입"시켰다. 그후, HFC 134a 냉각제 60 g을 냉각 시스템에 가하였다. 시스템을 수분간, 전형적으로 30분 이하로 가동시켜 소음도가 안정된 상태에 도달하도록 하였다.The compressor was connected via a vibration free hose to a cooling system on the adjacent side outside the acoustic chamber. The cooling system was emptied and 235 g of polyol ester lubricant containing 5% of the phosphate ester additive by weight of the lubricant was "suctioned" into the compressor. Thereafter, 60 g of HFC 134a coolant was added to the cooling system. The system was run for a few minutes, typically up to 30 minutes, to allow the noise level to reach a steady state.
압축기 케이스 주변 5 군데 (압축기 케이스 위 중심에 하나, 압축기 케이스 전면 및 배면에 하나씩, 압축기 케이스 양측에 하나씩)에 배치한 1.27 cm 마이크를 이용하여 소음도를 측정하고, 측정값의 평균을 구하였다. 각 경우에, 마이크를 압축기 케이스로부터 30 mm 거리에 위치시켰다. 20초 기간에 걸쳐 각 마이크 위치에서 신호를 기록하는 실시간 고속 푸리에 변환 (FFT) 분석기에 마이크를 연결하였다. FFT 분석기는 시간에 걸친 신호를 소음 측정치 (db) 및 주파수로 변환하였다. 그런 다음, 측정된 마이크 판독량에 대하여 소음 측정치의 평균을 구했다.The noise level was measured using a 1.27 cm microphone placed in five places around the compressor case (one at the center above the compressor case, one at the front and rear of the compressor case and one at both sides of the compressor case), and averaged the measured values. In each case, the microphone was placed 30 mm from the compressor case. The microphone was connected to a real-time fast Fourier transform (FFT) analyzer that recorded the signal at each microphone location over a 20 second period. The FFT analyzer converted the signal over time into noise measurements (db) and frequency. The noise measurements were then averaged against the measured microphone readings.
실시예Example 1 One
이 실시예에서, 사용한 압축기는 삼성 MK 압축기이다. 하기 표 1에, 압축기 윤활제가 본 발명에 따른 인산 에스테르를 5 중량% 함유하는 유니크마의 엠카레이트 RL10H 폴리올 에스테르인 경우 0 내지 20 KHz의 주파수 범위에 걸쳐 상기 방법을 이용하여 측정한 소음도를 나타냈다.In this embodiment, the compressor used is a Samsung MK compressor. Table 1 below shows the noise level measured using this method over a frequency range of 0-20 KHz when the compressor lubricant is a unique mica RL10H polyol ester containing 5% by weight of the phosphate ester according to the present invention.
하기 표 2에, 압축기 윤활제가 본 발명에 따른 인산 에스테르를 5 중량% 함유하는 유니크마의 엠카레이트 RL10H 폴리올 에스테르인 경우 350 Hz 내지 20 KHz의 주파수 범위에 걸쳐 상기 방법을 이용하여 측정한 소음도를 나타냈다. In Table 2 below, the noise levels measured using this method over a frequency range of 350 Hz to 20 KHz are shown when the compressor lubricant is a unique mica RL10H polyol ester containing 5% by weight of the phosphate ester according to the present invention.
각 경우에, 본 발명에 따른 인산 에스테르 첨가제의 존재는 압축기 내부 및 주위의 소음을 1 dB 이상 감소시켰다.In each case, the presence of the phosphate ester additive according to the invention reduced the noise inside and around the compressor by 1 dB or more.
듀라드(Durad)® 220은 이소프로필화 트리페닐 포스페이트이고, 듀라드® 220x는 트리크실레닐 포스페이트이다 (양자 모두 FMC 코포레이션).Durad ® 220 is isopropylated triphenyl phosphate and Durad ® 220x is trixylenyl phosphate (both FMC Corp.).
실시예Example 2 2
하기 표 3에, 압축기 윤활제가 본 발명에 따른 인산 에스테르를 5 중량% 함유하는 엠카레이트 류 폴리올 에스테르에서 0 내지 20 KHz의 주파수 범위에 걸쳐 다양한 압축기에 대하여 상기 방법을 이용하여 측정한 소음도를 나타냈다. Table 3 below shows the noise levels measured using the above method for various compressors over a frequency range of 0 to 20 KHz in the ethylene polyol esters in which the compressor lubricant contains 5% by weight of the phosphate ester according to the present invention.
대부분의 상이한 압축기 종류에 대하여, 본 발명에 따른 인산 에스테르 첨가제의 존재는 압축기 내부 및 주위의 소음을 1 dB 이상 감소시켰다.For most different compressor types, the presence of the phosphate ester additive according to the invention reduced the noise inside and around the compressor by more than 1 dB.
실시예Example 3 3
간단한 포움 형성 시험에 따라 포움 높이 (mm)를 측정하였다. 포움 형성 시험을 위한 장치를 도 1에 나타냈다. 수조 (7)를 25℃로 설정하였다. 134a 냉각제 통 (6)을 수조 (7)에 넣었다. 통 (6)의 니들 밸브(needle valve) (5)를 완전히 개방하고, 로타미터 (rotameter) (4) 옆에 위치한 시스템 니들 밸브 (5A)를 1 L/분의 유속이 얻어질 때까지 천천히 개방하였다. 그런 다음, 측정 실린더 (2)의 바닥으로부터 5 cm에, 인산 에스테르 첨가제를 함유하는 압축기 윤활제 (1) 위에 매달린 소결 유리 막대 (3)를 통해 냉각제를 통과시켰다. 10분간 소결 유리 막대 (3)를 통해 냉각제를 버블링시켰다. 그후, 존재하는 경우, 포움 수준을 mm로 기록하였다. 결과를 하기 표 4에 나타냈다.Foam height (mm) was measured according to a simple foam forming test. The apparatus for the foam formation test is shown in FIG. 1. The water bath 7 was set at 25 ° C. 134a
SynOAd 8478는 t-부틸화 트리페닐 포스페이트(Akzo)이다.SynOAd 8478 is t-butylated triphenyl phosphate (Akzo).
하기 표 5는 윤활제 첨가제가 상업적으로 입수가능한 실리콘 함유 포움 형성 첨가제인 경우의 비교 결과를 나타낸다.Table 5 below shows the comparison results when the lubricant additive is a commercially available silicone-containing foam forming additive.
LN은 아크로켐(Akrochem) 50 (아크로켐/실켐의 50 cSt 폴리디메틸실록산)이다.LN is Akrochem 50 (50 cSt polydimethylsiloxane from acrochem / silchem).
DC57은 다우(Dow)의 폴리디메틸실록산 및 폴리옥시알킬렌 에테르의 공중합체(폴리에테르 개질된 폴리실록산)이다.DC57 is a copolymer of Dow's polydimethylsiloxane and polyoxyalkylene ether (polyether modified polysiloxane).
실시예Example 4 4
실시예 1 및 2에 기술된 냉각 시스템에 대하여 포움 높이를 측정하였다. 삼성 압축기를 개조하여 전면 바닥을 향하는 가시 유리창을 설치하였다. 그후 압축기를 냉각 시스템에 연결시켰다. 냉각 시스템을 비우고, 윤활제 첨가제를 함유하는 폴리올 에스테르 윤활제 235 g를 압축기로 "흡입"시켰다. 그후, HFC 134a 냉각제 60 g를 냉각 시스템에 가하였다. 시스템을 수분간, 전형적으로 30분 이하로 가동시켜 소음도가 안정된 상태에 도달하도록 하였다. 그후 가시 유리창에서 포움 높이를 측정하였다. 결과를 하기 표 6에 나타냈다.Foam heights were measured for the cooling systems described in Examples 1 and 2. Samsung compressors were retrofitted with a visible glass window facing the front floor. The compressor was then connected to a cooling system. The cooling system was emptied and 235 g of polyol ester lubricant containing lubricant additive was "suctioned" with the compressor. Thereafter, 60 g of HFC 134a coolant was added to the cooling system. The system was run for a few minutes, typically up to 30 minutes, to allow the noise level to reach a steady state. The foam height was then measured in the glass pane. The results are shown in Table 6 below.
하기 표 7은 윤활제 첨가제가 상업적으로 입수가능한 실리콘 함유 포움 형성 첨가제인 경우의 비교 결과를 나타낸다.Table 7 below shows the comparison results when the lubricant additive is a commercially available silicone-containing foam forming additive.
LN 및 DC57 양자 모두 압축기 소음도를 감소시키기 위해 압축기에서 사용되는 포움 형성 첨가제로 알려져 있다. 전형적인 첨가 수준은 100 ppm 내지 0.5% 이하일 수 있다. Both LN and DC57 are known as foam forming additives used in compressors to reduce compressor noise levels. Typical addition levels can be between 100 ppm and 0.5% or less.
실시예 3 및 4의 데이터는 본 발명에 따른 인산 에스테르를 사용하는 것이 냉각 시스템에 해로운 효과를 야기할 수 있는 과도한 포움 형성을 일으키지 않는다는 것을 명백하게 나타낸다. 이러한 해로운 효과는 본 명세서의 전반부에 상세히 기술한 바와 같은 것이다.The data of Examples 3 and 4 clearly show that using the phosphate ester according to the invention does not cause excessive foam formation which can cause a detrimental effect on the cooling system. These detrimental effects are as detailed in the first half of this specification.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161128 Year of fee payment: 4 |