KR20090010211A

KR20090010211A - 밀폐형 압축기 및 냉동 장치

Info

Publication number: KR20090010211A
Application number: KR1020087028447A
Authority: KR
Inventors: 유키 요시미
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-01-29
Also published as: EP2024468A1; WO2008142829A1; CN101541932A; US20100170291A1

Abstract

본 발명은, 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유로 함과 아울러, 에스터기를 적어도 2개 갖고, 또한 에스터기의 적어도 2개가 지환식 환 상의 서로 인접하는 탄소 원자에 결합한 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물로 이루어지는 냉동기 오일을 사용함으로써, 유기 재료로의 공격성이 낮아 신뢰성이 높은 밀폐형 압축기를 제공한다. 상기 적어도 2개의 에스터기에 결합하고 있는 탄화수소 라디칼 중 탄소수가 4 이하인 비율은 15질량% 이하이다.

Description

밀폐형 압축기 및 냉동 장치{HERMETIC COMPRESSOR AND REFRIGERATION SYSTEM}

본 발명은, 수소화불화탄소계 냉매가 주성분이며, 임계 온도가 40℃ 이상인 냉매의 밀폐형 압축기 및 냉동 장치에 관한 것이다.

최근, 환경 오염, 특히 오존층 파괴나 지구 환경 온난화의 관점에서, 세계적으로 클로로플루오로카본(CFC)이 사용 규제의 대상으로 되어 있다. 예컨대 냉장고나 제습기 등 냉동 장치의 냉매로서 이용되었던 클로로플루오로카본(CFC) 12도 규제 대상이 되었다. 클로로플루오로카본을 대신할 냉매로서, 오존층의 파괴가 없어 오존 파괴 계수(ozone depletion potential)가 0인 수소화불화탄소(HFC)계 냉매가 주목받고 있다. 그 대표적 냉매로서 HFC-134a가 있다. 그 HFC-134a를 이용한 종래의 밀폐형 압축기 및 냉동 장치로서는, 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유(基油; base oil)로 한 냉동기 오일이 이용되고 있다. 한편, 이들 기술 내용은, 예컨대, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

이하, 도면을 참조하면서 상기 종래의 밀폐형 압축기 및 냉동 장치를 설명한 다.

도 6은 종래의 냉동 장치의 구성도이다. 도 6에서, 밀폐형 압축기(1), 응축기(2), 팽창 기구(3), 증발기(4)를 순차적으로 파이프로 접속하는 것에 의해 냉동 장치를 구성한다. 또한, 이 냉동 장치에는 냉매가 봉입되어 있다.

도 7은 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 7에 있어서, 밀폐형 압축기(1)는, 밀폐 용기(5) 내에 압축 요소(6)와, 이것을 구동하는 전동 요소(7)와, 밀폐형 압축기(1)의 접동(摺動; sliding) 윤활 및 압축실의 밀봉을 행하는 냉동기 오일(8)을 수용하고 있다.

이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기 및 냉동 장치에 대하여, 이하 그 동작을 설명한다.

밀폐형 압축기(1)에 있어서, 전동 요소(7)가 압축 요소(6)를 구동함으로써 저온, 저압의 가스상(gaseous)의 냉매가 압축된다. 그리고, 고온, 고압의 가스상의 냉매로서 토출되어 응축기(2)에 보내진다. 응축기(2)에 보내진 가스상의 냉매는, 그 열을 공기중에 방출하면서 고온, 고압의 액상의 냉매로 되어, 팽창 기구(3)에 보내진다. 팽창 기구(3)를 통과하는 고온, 고압의 액상의 냉매는, 조리개(diaphragm) 효과에 의해 저온, 저압의 습한(wet) 스팀으로 되어 증발기(4)에 보내진다. 증발기(4)에 들어 간 냉매는 주위에서 열을 흡수해서 증발되고, 증발기(4)를 나간 저온, 저압의 가스상의 냉매는 밀폐형 압축기(1)에 흡입된다. 이하, 같은 사이클이 반복된다.

종래 예에서는, 냉매에 HFC-134a를 이용하고 있다. HFC-134a는, 동점 도(kinetic viscosity)가 40℃일 때 2∼70cst, 100℃일 때 1∼9cst이며, 분자중에 에스터기를 적어도 2개 갖고, 또한 에스터기의 적어도 2개가 지환식 환(ring) 상의 서로 인접하는 탄소 원자에 결합한 것이다. 또한, 적어도 2개의 에스터기에 결합하고 있는 탄화수소 라디칼중 탄소수가 1∼30인 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유로 하고, 하임계 온도 0℃ 이하 또는 -30℃ 이하의 냉동기 오일(8)을 이용하고 있다.

그 때문에, HFC-134a를 냉장고 등의 저온 냉동 장치에 이용한 경우에도, 사용 환경의 모든 온도 영역에서, 냉동기 오일(8)과 냉매가 2층으로 분리되지 않고 잘 상용(相溶)한다. 따라서, 밀폐형 압축기(1)의 샤프트와 베어링의 윤활유막 및 열 교환기의 냉매 열 전달 성능 및 신뢰성을 현저히 개선할 수 있었다.

그러나 상기 종래의 구성에 사용되는 냉동기 오일(8)의 동점도를 낮게 할 경우, 에스터기에 결합하고 있는 탄소수소기의 탄소수를 적게 하는 것은 유효한 수단이지만, 탄소수가 적어지면 분자의 입체 장해(steric hindrance)가 작아진다. 따라서, 유기 재료로의 공격성이 높아져, 유기 재료로부터의 추출이나, 거기에 수반되는 슬러지(sludge)화, 모세관 막힘(capillary clogging)이 발생된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 공보 제2002-356691호

발명의 개시

본 발명은, 유기 재료에 대한 냉동기 오일의 공격성을 억제시킴으로써 신뢰성이 높은 밀폐형 압축기 및 냉동 장치를 제공한다. 본 발명의 밀폐형 압축기 및 냉동 장치에서는, 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유로 하는 냉동기 오일의 에스터기에 결합하고 있는 탄화수소 라디칼의 탄소수의 비율을 제한한다.

이러한 구성으로, 유기 재료에 대한 냉동기 오일의 공격성을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 밀폐형 압축기 및 냉동 장치는 유기 재료로부터의 추출을 적게 한다고 하는 작용을 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 냉동 장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 탄화수소 라디칼의 탄소수와 유기 재료의 팽윤율의 관계도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 냉동 장치의 구성도이다.

도 6은 종래의 냉동 장치의 구성도이다.

도 7은 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도이다.

부호의 설명

101, 201 : 밀폐형 압축기

102, 202 : 밀폐 용기

103, 203 : 냉동기 오일

104, 204 : 전동 요소

105, 205 : 압축 요소

106, 206 : 응축기

107, 207 : 팽창 기구

108, 208 : 증발기

109, 209 : 냉매

110, 210 : 흡입 머플러

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 본 실시형태에 의해서 본 발명이 한정되는 것이 아니다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 냉동 장치의 구성도이다.

도 1, 도 2에 있어서, 밀폐형 압축기(101)는 밀폐 용기(102) 내에 냉동기 오일(103)을 저류(貯溜)함과 동시에, 전동 요소(104)와, 전동 요소(104)에 의해서 구동되는 압축 요소(105)를 수용하고 있다.

본 실시형태 1의 냉동 장치는, 밀폐형 압축기(101), 응축기(106), 팽창 기구(107), 증발기(108)가 순차적으로 파이프로 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 냉매(109)는 수소화불화탄소계 냉매이며, 본 실시형태 1의 냉동 장치에 봉입되어 있다.

이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기(101) 및 냉동 장치에 대하여, 이하 그 동작, 작용을 설명한다.

밀폐형 압축기(101)에 있어서, 전동 요소(104)가 압축 요소(105)를 구동함으로써 저온, 저압의 가스상의 냉매(109)가 소음기인 흡입 머플러(110)를 통해서 압축실(111)에 흡입되어, 압축실(111) 내에서 압축된다. 그리고, 압축실(111)로부터 고온, 고압의 가스상의 냉매(109)가 토출된다. 토출된 냉매(109)는, 맥동(脈動; ripple)을 감쇠시키는 D 라인(112)을 통해서, 밀폐형 압축기(101)의 외부로 유도되어, 응축기(106)에 보내진다. 응축기(106)에 보내진 가스상의 냉매(109)는, 그 열을 공기중에 방출하면서 고온, 고압의 액상의 냉매(109)가 되어, 팽창 기구(107)에 보내진다.

압축 요소(105)에 있어서, 전동 요소(104)에 압입(壓入) 고정된 크랭크 샤프트(113)가 회전하여, 크랭크 샤프트(113)의 편심축(114)의 편심 운동이 연결부인 커넥팅 로드(115)로부터 피스톤 핀(116)을 통해서 피스톤(117)에 전달된다. 피스톤(117)은, 블록(118)으로 형성된 원통 모양의 보어(bore)(119) 내를 왕복 운동하여, 밸브(120)가 개폐하는 과정에서 압축실(111) 내에서 냉매(109)를 압축한다.

팽창 기구(107)에서는, 직경 0.6㎜의 모세관이 사용되어 있다. 이 팽창 기구(107)를 통과하는 고온, 고압의 액상의 냉매(109)는, 급격히 감압되어 저온, 저압의 액상의 냉매(109)로 된다. 이 액상의 냉매(109)는 증발기(108)에 보내지고, 공기 중의 열을 흡수하면서 저온, 저압의 가스상의 냉매(109)로 된다. 또한, 가스상으로 된 냉매(109)는 밀폐형 압축기(101)에 보내진다. 이와 같이, 냉동 사이클의 동작이 행하여진다.

이 냉동 장치에 있어서, 냉매(109)로서 수소화불화탄소계 냉매인 HFC-134a를 사용하고 있다. 또한, 냉동기 오일(103)에는, 동점도가 40℃일 때 2∼70cst, 100℃일 때 1∼9cst인 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유로서 선정했다. 그리고, 이 동점도를 선정함으로써 밀폐형 압축기(101)의 성능 및 신뢰성에는 문제없는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물과 수소화불화탄소계 냉매의 2층 분리 온도가, 하임계 온도 -35℃ 이하이고 상임계 온도 70℃ 이상이다. 따라서, 증발기 온도 -35℃보다 높은 온도 및 응축기 온도 70℃ 이하에서, 양자가 2층 분리되지 않는다. 따라서, 냉동기 오일(103)이 체류하지 않아 냉동 장치로서 신뢰성이 높은 장치를 공급한다.

냉동기 오일(103)에 사용되는 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물이란, 지환식 환 및 하기의 화학식 1로 표시되는 에스터기를 적어도 2개 갖고, 또한 에스터기의 적어도 2개가 지환식 환 상의 서로 인접하는 탄소 원자에 결합한 것이다.

-COOR1

단, R1은 탄화수소 라디칼이다.

여기서 말하는 지환식 환으로서는, 사이클로펜테인 환, 사이클로헥세인 환, 사이클로헵테인 환 등을 들 수 있다. 검토를 거듭한 결과, 사이클로헥세인 환이 바람직한 것을 알았다.

또한, 냉동기 오일(103)을 저점도화하는 경우, 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물의 에스터기에 결합하고 있는 탄화수소 라디칼의 탄소수를 작게 하는 것은 유효한 수단의 하나이다. 그러나, 탄화수소 라디칼이 작아지면, 유기 재료의 추출성이 높아진다. 이것은, R1의 탄소수가 작아지는 만큼, 지환식 다가 카복실산 에스터 분자의 입체 구조가 작아져, 유기 재료 내에 침투하기 쉬워져, 유기 재료 내의 올리고머 등을 추출하기 때문이다.

따라서, 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물의 에스터기에 결합하고 있는 탄화수소 라디칼의 탄소수가 4 이하인 비율을 15질량% 이하로 하는 것에 의해, 유기 재료로의 공격성이 적은 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 탄화수소 라디칼의 탄소수와 유기 재료의 팽윤율의 관계도이다. 도 3은 HFC-134a와 냉동기 오일(103)의 실드(shield) 튜브 테스트에 의해 평가를 한 결과를 나타낸다.

도 3에 있어서, R1의 탄소수가 4 이하인 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물이 15질량% 이하인 경우, 유기 재료로의 침투가 적기 때문에 팽윤율은 낮아 양호한 결과였다. 그러나, 20질량%를 초과하면 유기 재료로의 침투가 증가되어, 팽윤율이 증가되는 것을 알았다.

팽윤율이 증가된다는 것은, 냉동기 오일(103)이 유기 재료로 침투하여, 유기 재료 중의 성분이 외부에 추출되는 것을 의미한다. 따라서, 밀폐형 압축기(101)에 있어서, 그 내부에 유기 재료를 포함하기 때문에, 유기 재료의 팽윤율이 낮은 냉동기 오일(103)을 선정해야 한다. 따라서, 이 실험 결과로부터, R1의 탄소수가 4 이하인 비율이 15질량% 이하로 하는 것이 적정한 것을 알았다.

또한, 밀폐형 압축기(101), 응축기(106), 팽창 기구(107), 증발기(108)로 구성되는 냉동 장치에서, 라이프 테스트(life test)를 했다. 종래의 냉동기 오일(9)로서는, R1의 탄소수가 4인 비율이 25질량%인 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 사용했다. 한편, 본 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 냉동기 오일(103)로서는, R1의 탄소수가 4 이하의 비율을 15질량%로 한 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 사용했다.

한편, 전동 요소(104)의 에나멜 피복 구리선으로서, 상층 폴리아미드이미드/하층 폴리에스터이미드(AI/EI) 피복 구리선을 사용하고, 절연 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용했다. 또한, 압축 요소(105)의 흡입 머플러(110)로서 저올리고머 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 밀폐 용기(102) 내에서 사용하는 고무 부품으로서, D 라인(112)의 방진의 목적으로 사용되는 방진 고무(121)에, 니트릴 고무를 사용했다.

그 결과, 종래에 비하여 모세관 유량 감소율을 1/6로 저감할 수 있는 결과가 얻어지고, 또한 밸브(120) 상에 슬러지의 발생은 없었다.

또한, 냉동기 오일(103)를 저점도화할 때, 모노에스터를 5∼30질량% 첨가했다. 이것에 의해, R1의 탄소수가 4 이하인 비율을 증가시키지 않고, 용이하게 동 점도를 저하시킬 수 있어, 냉동기 오일(103)의 저점도시에서의 유기 재료로의 공격을 낮게 억제할 수 있었다.

한편, 밀폐형 압축기(101)의 전동 요소(104)의 에나멜 피복 구리선으로서 상층 폴리아미드이미드/하층 폴리에스터이미드(AI/EI) 피복 구리선을 사용하고, 절연 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용했다. 그러나, 에나멜 피복 구리선에 상층 폴리아미드이미드/하층 변성 폴리에스터(AI/HPE) 피복 구리선을 사용한 경우나, 절연 필름에 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드이미드 코트 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 한 종류의 재료를 사용한 경우에 있어서도, 종래에 비해 모세관 유량 감소율을 1/6로 저감할 수 있었다. 또한, 절연 파괴 유지율 평가를 한 결과, 모두 95% 이상이며, 열화에 문제가 없다는 것을 알았다.

또한, 밀폐형 압축기(101)의 압축 요소(105)의 흡입 머플러(110)로서, 저올리고머 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용했다. 그러나, 파라핀을 포함하지 않는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드이미드 코트 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 한 종류의 재료를 사용한 경우에 있어서도, 종래에 비해 모세관 유량 감소율을 1/6로 저감할 수 있었다. 또한, 이들의 재료는, 금속보다 열 전도율이 낮기 때문에, 밀폐형 압축기(101)의 성능 향상에 이바지한다.

또한, 밀폐형 압축기(101)의 밀폐 용기(102) 내에서 사용하는 고무 부품으로서, 니트릴 고무를 사용했다. 그러나, 수소화 니트릴 고무, 불소 고무 중 어느 한 종류의 재료를 사용한 경우에 있어서도, 동등한 효과를 얻을 수 있었다.

또한, 첨가제를 포함한 냉동기 오일(103)에 대한 평가를 했다. 첨가제로서는, 기포제(起泡劑), 산화 방지제, 극압 첨가제를 사용하고, 라이프 테스트에 있어서의 모세관 유량 감소율에 의해 확인을 했다. 기포제로서는 다이메틸실록산 40∼100cst의 동점도의 것을 20∼100ppm, 산화 방지제로서는 다이뷰틸파라크레졸(DBPC)을 0.05∼0.2wt%, 극압 첨가제로서는 트라이크리실포스페이트(TCP)를 0.05∼0.3 wt% 첨가하여 행했다. 그 결과, 모세관 유량 감소율은 5% 이하이며, 소리, 접동 모두 문제없는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 밀폐형 압축기(101)에 사용되는 접동부에서, HFC-134a와 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물의 공존하에서의 거동에 대하여 평가를 했다. 밀폐형 압축기(101)의 접동부의 평가 방법으로서, 냉매(109)와 냉동기 오일(103)의 공존하에서의 환경 마모 시험기에 의해 평가를 했다.

블록(118)의 재료로서 회주철인 FC-200을 사용하고, 크랭크 샤프트(113)의 재료로서 구상흑연주철을 사용하고, 피스톤(117)의 재료로서 경도가 HRB70인 소결 금속을 사용하고, 커넥팅 로드(115)의 재료로서 고실리콘알루미늄인 ADC14를 사용하고, 피스톤 핀(116)의 재료로서 크롬 몰리브덴강 강재의 SCM415를 사용했다. 한편, 주물끼리의 접동에 관해서는 동종 금속에 의해 응착되기 쉽기 때문에, 편측(片側)에 인산염 피막 처리를 했다.

그 결과, FC-200끼리의 접동(편측 인산염 피막 처리), FC-200(표면 인산염 피막 처리)과 FCD-500의 접동, FC-200과 FCD-500(표면 인산염 피막 처리)의 접동, FC-200과 소결 금속의 접동, FC-200과 ADC14의 접동, FCD-500과 ADC14의 접동, ADC-14와 침탄 처리를 한 SCM415 중 어느 조합에서도 마모량은 5㎛ 이하이며, 문제없는 것을 확인할 수 있었다.

이상과 같이, 높은 신뢰성을 가진 냉동기 오일(103)를 사용함으로써, 신뢰성이 높은 밀폐형 압축기(101) 및 냉동 장치를 제공할 수 있었다.

(실시형태 2)

도 4는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 냉동 장치의 구성도이다. 도 4, 도 5에 있어서, 밀폐형 압축기(201)는 밀폐 용기(202) 내에 냉동기 오일(203)을 저류함과 아울러, 전동 요소(204)와, 전동 요소(204)에 의해서 구동되는 압축 요소(205)를 수용하고 있다.

본 실시형태 2에 있어서의 냉동 장치는 밀폐형 압축기(201), 응축기(206), 팽창 기구(207), 증발기(208)가 순차적으로 파이프로 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 냉매(209)는 수소화불화탄소계 냉매이며, 본 실시형태 2에 있어서의 냉동 장치에 봉입되어 있다.

이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기(201)및 냉동 장치에 대하여, 이하 그 동작, 작용을 설명한다.

밀폐형 압축기(201)에 있어서, 전동 요소(204)가 압축 요소(205)를 구동함으로써 저온, 저압의 가스상의 냉매(209)가 소음기인 흡입 머플러(210)를 통해서 압 축실(211)에 흡입되어, 압축실(211) 내에서 압축된다. 그리고, 압축실(111)로부터 고온, 고압의 가스상의 냉매(209)가 토출된다. 토출된 냉매(209)는 응축기(206)에 보내여지고, 그 열을 공기 중에 방출하면서 고온, 고압의 액상의 냉매(209)로 되어, 다시 팽창 기구(207)에 보내진다.

팽창 기구(207)에서는, 직경 0.6㎜의 모세관이 사용되어 있다. 팽창 기구(207)를 통과하는 고온, 고압의 액상의 냉매(209)는, 급격히 감압됨에 따라 저온, 저압의 액상의 냉매(209)로 된다. 이 액상의 냉매(209)는 증발기(208)에 보내여지고, 공기 중의 열을 흡수하면서 저온, 저압의 가스상의 냉매(209)로 된다. 또한, 가스상으로 된 냉매(209)는 밀폐형 압축기(201)에 보내진다. 이와 같이, 냉동 사이클의 동작이 행하여진다.

이 냉동 장치에 있어서, 냉매(209)로서 수소화불화탄소계 냉매인 HFC-134a를 사용하고 있다. 또한, 냉동기 오일(203)에는, 동점도가 40℃일 때 2∼70cst, 100℃일 때 1∼9cst이며, 2층 분리 온도가 하임계 온도 -35℃ 이하이고 상임계 온도 70℃ 이상인 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유로서 사용했다. 즉, 지환식 환 및 상기의 화학식 1로 표시되는 에스터기를 적어도 2개 갖고, 또한, 에스터기의 적어도 2개가 지환식 환 상의 서로 인접하는 탄소 원자에 결합한 것을 사용했다.

여기서, 말하는 지환식 환으로서는, 사이클로펜테인 환, 사이클로헥세인 환, 사이클로헵테인 환 등을 들 수 있다. 검토를 거듭한 결과, 사이클로헥세인 환이 바람직한 것을 알았다.

이번에는, 시장에서의 서비스 수리 등으로 밀폐형 압축기(201)의 교환이 발생하고, 교환 전에 지방족 알코올과 지방산의 반응에 의해서 얻어지는 에스터 오일이 사용되며, 신규로 부착한 밀폐형 압축기(201)에 봉입되어 있던 냉동기 오일(203)과 혼합한 경우를 상정했다. 그리고, 지방족 알코올과 지방산의 반응에 의해서 얻어지는 에스터 오일과 혼합한 것을 이용하여, 냉동기 오일(203)의 특성 확인을 했다.

표 1은 HFC-134a와 냉동기 오일(203)의 실드 튜브 테스트에 의해 평가를 한 결과이다.

혼합율(질량%)	0	10	30	50
색상	L 0.5	L 0.5	L 0.5	L 0.5
전산가(Total acid number) (mgKOH/g)	0.01	0.01	0.01	0.01

표 1에 나타낸 대로, 지방족 알코올과 지방산의 반응에 의해서 얻어지는 에스터 오일의 혼합율이 0질량%∼50질량%에서, 냉동기 오일(203)의 특성이 안정되고 있다는 것을 알 수 있다. 이것은, 서비스 등에서의 밀폐형 압축기(201) 교환시에 냉동 장치 내의 세정을 하지 않고, 단순히 밀폐형 압축기(201)를 교환할 수 있다는 것을 나타내고 있다.

또한, 밀폐형 압축기(201), 응축기(206), 팽창 기구(207), 증발기(208)로 구성되는 냉동 장치에 있어서, 라이프 테스트를 했다. 이 때, 지방족 알코올과 지방산의 반응에 의해서 얻어지는 에스터 오일을 50질량% 혼합한 냉동기 오일(203)을 사용했다. 그 결과, 종래의 냉동기 오일(8)보다 모세관 유량 감소율을 1/6로 저감할 수 있는 결과를 얻었다. 즉, 지방족 알코올과 지방산의 반응에 의해서 얻은 에스터 오일에 의한 냉동기 오일(203)의 특성으로의 영향이 거의 없기 때문에, 유기 재료에 대한 공격성을 낮게 억제할 수 있다.

이상과 같이, 신뢰성이 높은 냉동기 오일(203)을 사용함으로써, 신뢰성이 높은 밀폐형 압축기(201) 및 냉동 장치를 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기 및 냉동 장치는, 유기 재료에 대한 공격성을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 고신뢰성의 밀폐형 압축기 및 냉동 장치를 제공하는 것이 가능해져, 냉동 장치를 이용한 기기에 폭 넓게 적용할 수 있다.

Claims

밀폐 용기와,

상기 밀폐 용기 내에 저장된 냉동기 오일과,

상기 밀폐 용기 내에 수용된 전동 요소와,

상기 전동 요소에 의해 구동되는 압축 요소와,

상기 압축 요소에 의해 압축되는 냉매

를 갖고,

상기 냉매는, 수소화불화탄소를 주성분으로 하고 임계 온도가 40℃ 이상이며,

상기 냉동기 오일은, 동점도(kinetic viscosity)가 40℃일 때 2∼70cst이고 100℃일 때 1∼9cst이며, 상기 냉매와의 층 분리 온도가 하임계 온도 -35℃ 이하이고 상임계 온도 70℃ 이상인 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물을 기유(base oil)로 하고,

상기 지환식 다가 카복실산 에스터 화합물은, 에스터기를 적어도 2개 갖고, 또한, 상기 에스터기의 적어도 2개가 지환식 환 상의 서로 인접하는 탄소 원자에 결합한 것이고, 또한, 적어도 2개의 상기 에스터기에 결합하고 있는 탄화수소 라디칼 중 탄소수가 4 이하인 상기 탄화수소 라디칼의 비율이 15질량% 이하인

밀폐형 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 냉동기 오일은, 모노에스터 오일이 5∼30질량%의 범위 내에서 혼합된 밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 전동 요소는,

에나멜 피복 구리선과,

절연 필름

을 갖고,

상기 에나멜 피복 구리선은, 상층 폴리아미드이미드/하층 폴리에스터이미드 피복 구리선 및 상층 폴리아미드이미드/하층 변성 폴리에스터 피복 구리선 중 어느 하나를 구비하고,

상기 절연 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드이미드 코트 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 하나의 재료에 의해 형성된

밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 압축 요소는 흡입 머플러를 갖고,

상기 흡입 머플러는, 저올리고머 폴리에틸렌테레프탈레이트, 파라핀을 포함하지 않는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드이미드 코트 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 하나의 재료에 의해 형성된 밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 밀폐 용기 내에 고무 부품을 더 구비하고,

상기 고무 부품은, 니트릴 고무, 수소화 니트릴 고무, 불소 고무 중 어느 하나의 재료에 의해 형성된 밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 압축 요소는 접동부(摺動部)를 갖고,

상기 접동부는, 회주철(gray cast iron)끼리의 접동, 상기 회주철과 구상흑연주철의 접동, 상기 회주철과 소결 금속의 접동, 상기 회주철과 고실리콘알루미늄재의 접동, 상기 구상흑연주철과 상기 고실리콘알루미늄의 접동, 상기 고실리콘알루미늄재와 침탄 처리를 한 크롬 몰리브덴강 강재의 접동, 상기 고실리콘알루미늄재와 질화 처리를 한 상기 크롬 몰리브덴강 강재의 접동, 중 어느 하나의 접동 재료의 조합인

밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 냉동기 오일은 기포제(起泡劑)를 갖는 밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 냉동기 오일은 산화 방지제를 갖는 밀폐형 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 냉동기 오일은 극압 첨가제를 갖는 밀폐형 압축기.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 밀폐형 압축기와,

증발기와,

응축기와,

팽창 기구

를 구비한 냉동 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 냉동기 오일은, 에스터 오일이 혼합되고,

상기 에스터 오일은, 수소화불화탄소계 냉매와의 2층 분리 온도가 하임계 온도 -35℃ 이하이고 상임계 온도 70℃ 이상인 지방족 알코올과 지방산의 반응에 의 해서 얻어진

냉동 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 냉동유는, 상기 에스터 오일이 1∼50질량%의 범위 내에서 혼합된 냉동 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 팽창 기구는, 모세관을 갖는 냉동 장치.