KR20120103457A - Refrigeration cycle apparatus - Google Patents

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KR20120103457A
KR20120103457A KR1020120021654A KR20120021654A KR20120103457A KR 20120103457 A KR20120103457 A KR 20120103457A KR 1020120021654 A KR1020120021654 A KR 1020120021654A KR 20120021654 A KR20120021654 A KR 20120021654A KR 20120103457 A KR20120103457 A KR 20120103457A
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히데아키 마에야마
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A cooling cycle device is provided to maintain the meltage of refrigerating machine oil over a predetermined level, thereby reducing a change of a melting point of the refrigerating machine oil caused by pressure and temperature conditions. CONSTITUTION: A cooling cycle device comprises a cooling circuit, a refrigerant, and refrigerating machine oil. The cooling circuit is composed of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. The refrigerant is embedded in the cooling circuit and repeats compression, condensation, expansion, evaporation and circulates in the inside of the cooling circuit. The refrigerant machine oil is included with the refrigerant and composed of propylene-oxide and the poly-alkylene-glycol. [Reference numerals] (AA) Actual maximum saturation temperature; (BB) Temperature; (CC) Entire dissolution; (DD) Oil and fat content; (EE) Separation; (FF) Dissolution

Description

냉동 사이클 장치{REFRIGERATION CYCLE APPARATUS}REFRIGERATION CYCLE APPARATUS

본 발명은, 공조기, 냉동기, 히트 펌프 등의 냉동 사이클 장치에 관한 것으로, 특히 냉매로서 탄화 수소를 사용한 냉동 사이클 장치에 사용하는 냉동기유에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD This invention relates to refrigeration cycle apparatuses, such as an air conditioner, a freezer, and a heat pump. Specifically, It is related with the refrigeration oil used for the refrigeration cycle apparatus using hydrocarbon as a refrigerant | coolant.

종래 기술로서, 냉매로서 탄화 수소를 사용하고, 밀폐 용기 내가 토출 압력이 되는(고압셸형) 압축기를 이용한 냉동 사이클 장치에 있어서, 냉매와의 상용성을 갖는 오일을 사용하는 예가 알려져 있다. 이 종래 기술에서는, 광물유중에는 탄화 수소가 다량 용해하여 냉동기유의 점도가 대폭적으로 저하되는 문제를 지적하고, 그 계(系)에 있어서 압축기의 활주 내력(또는 윤활 성능)을 확보하기 위해 점도가 40℃에서 46cSt 이상의 냉동기유를 사용하는 것이 나타나 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).In the prior art, there is known an example of using oil having compatibility with a refrigerant in a refrigeration cycle apparatus using a hydrocarbon as a refrigerant and a compressor (high pressure shell type) in which a closed container is discharged. In this prior art, it is pointed out that a large amount of hydrocarbon is dissolved in the mineral oil and the viscosity of the refrigeration oil is drastically lowered. The viscosity is 40 ° C. in order to ensure the sliding strength (or lubrication performance) of the compressor in the system. It is shown that the use of refrigeration oil of 46 cSt or more in (see Patent Document 1, for example).

또한, 이 문헌에는, 탄화 수소와 상용성을 나타내는 냉동기유로서, 파라핀계 탄화 수소, 나프텐계 탄화 수소, 카보네이트 오일, 알킬벤젠, 알킬렌글리콜의 단품이나 그들의 혼합유라고 기술되어 있지만, 오일의 점도가 46cSt 이상 필요한 것의 근거를 나타내는 데이터는, 광물유(파라핀계 탄화 수소, 또는, 나프텐계 탄화 수소)를 사용한 것이고, 그 밖의 냉동기유와 탄화 수소와의 조합에 있어서의 구체적인 기술은 없다.In this document, as refrigeration oil having compatibility with hydrocarbons, paraffin-based hydrocarbons, naphthenic hydrocarbons, carbonate oils, alkylbenzenes, and alkylene glycols are described singly or mixed oils thereof. The data showing the basis of the need of 46 cSt or more is that mineral oil (paraffinic hydrocarbon or naphthenic hydrocarbon) is used, and there is no specific technique in the combination of other refrigeration oil and hydrocarbon.

또한, 알킬렌글리콜이, 후술하는 폴리·알킬렌·글리콜과 동등한 물질을 나타내는 것이라면, 하이드로카본의 폴리·알킬렌·글리콜에 대한 용해성은 종래 사용하고 있던 CFC/HCFC에 비하여 작기 때문에, 발명이 해결하고자 하는 과제에 열거되어 있는, 「냉매의 냉동기유에의 용입이 많아져서 냉동기유의 점도가 저하되고, 압축기의 기계적인 윤활성이 저하됨에 의해 기기의 신뢰성이 저하된다」는 기술은 들어맞지 않는다. 또한, 오일 점도의 46cSt의 값 자체는, 예를 들면, HCFC 냉매의 일반적인 공조기용 고압셸형 압축기에 사용되고 있는 상용성의 냉동기유의 점도가, 56cSt 정도인 것을 고려하면, 「윤활성 확보를 위해서는 사용하는 냉동기유는 어느 정도 높은 점도로 조정할 필요가 있다」는 취지와 반하는 수치 설정인 것을 부가하여 둔다.Moreover, if alkylene glycol shows the substance equivalent to the polyalkylene glycol mentioned later, since the solubility of hydrocarbon to polyalkylene glycol is small compared with the CFC / HCFC used conventionally, this invention solved it. The technique, which is enumerated in the problem to be solved, does not fit the "reach of the refrigerant into refrigeration oil increases, the viscosity of the refrigeration oil decreases, and the mechanical lubricity of the compressor decreases, thereby reducing the reliability of the device". The value of 46 cSt of the oil viscosity itself is, for example, considering that the viscosity of the compatible refrigeration oil used in the high pressure shell compressor for general air conditioners of HCFC refrigerant is about 56 cSt. Needs to be adjusted to a certain degree of high viscosity ”is added to the contrary.

다른 종래 기술에 있어서, 탄화 수소계 냉매와 상호 용해하지 않는 케톤 화합물을 포함하는 냉동기유를 사용함에 의해, 냉동기유 중에 용해하는 냉매량을 억제하고, 가연성인 탄화 수소 냉매의 양을 저감하는 내용이 나타나 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).In another prior art, the use of a refrigerator oil containing a ketone compound that does not mutually dissolve with a hydrocarbon-based refrigerant suppresses the amount of refrigerant dissolved in the refrigerator oil and reduces the amount of flammable hydrocarbon refrigerant. (For example, refer patent document 2).

이하의 종래예는, 냉매나 냉동기유에 관한 일반적 사항의 보충 설명을 더하여 기재한다.The following conventional example adds the supplementary description of the general matter regarding refrigerant | coolant and refrigeration oil.

우선, 본 발명의 설명 중에서 사용된 「상용성」에 관해, 일반적으로는 「2종류 또는 많은 종류의 물질이 상호 친화성을 가지며, 용액 또는 혼화물을 형성하는 성질」로 정의된다. 냉매와 냉동기유의 관계에 있어서, 냉매는 냉동기유 중에 일정량 용해하고, 또한, 냉동기유는 액냉매 중에 일정량 용해한다. 그 때문에, 냉매와 냉동기유의 혼합비, 온도나 압력에 의해, 상기한 「상용성」의 정의에 상당하는 혼화물을 형성하는 경우와, 전량이 완전히 혼화물이 될 수 없고, 2층으로 분리하는 경우가 있다. 일반적으로 상호의 용해량이 충분히 크고, 냉매와 냉동기유의 혼합비, 온도나 압력에 의하지 않고서 2층 분리하지 않는, 또는 2층 분리하기 어려운 거동을 나타내는 냉매와 냉동기유의 조합을 「상용」이라고 부르고, 상호간에는 용해하기 어렵고, 냉매와 냉동기유의 혼합비, 온도나 압력의 대부분의 조합 범위에서 2층 분리하는 것을 「비상용」 또는 「약상용」이라고 부른다(이후 「비상용」으로 대표한다). 「비상용」의 경우, 냉매는 냉동기유 중에 어느 정도 용해하지만, 냉동기유는 액냉매 중에는 근소한 양밖에 용해하지 않는다. 상기한 「상용」, 「비상용」에 관해서는, 명확한 경계를 정의하는 것은 곤란하다가, 현재의 상태에서 「비상용」으로 되어 있는 것은, 「상용」과는 분명히 상호 용해하기 어려운 것이다.First, the "compatibility" used in the description of the present invention is generally defined as "the property of two or many kinds of substances having mutual affinity and forming a solution or a blend". In the relationship between the refrigerant and the refrigerant oil, the refrigerant is dissolved in a certain amount in the refrigerator oil, and the refrigerant oil is dissolved in a certain amount in the liquid refrigerant. Therefore, when a mixture corresponding to the above definition of "compatibility" is formed by the mixing ratio, temperature, and pressure of the refrigerant and the refrigeration oil, and the whole amount cannot be completely mixed, and is separated into two layers. There is. In general, a combination of refrigerant and refrigerator oil having a sufficiently large amount of mutual dissolution and exhibiting a behavior that is difficult to separate in two layers or is difficult to separate in two layers regardless of the mixing ratio, temperature, or pressure of the refrigerant and the refrigerator oil is referred to as "commercial". It is hard to melt | dissolve and separating two layers in the mixing ratio of refrigerant | coolant and refrigeration oil, and most combinations of temperature and pressure is called "emergency use" or "medical use" (it is represented by "emergency use" after this). In the case of "emergency use", the refrigerant dissolves to some extent in the refrigeration oil, but the refrigeration oil dissolves only a small amount in the liquid refrigerant. As for "commercial" and "emergency", it is difficult to define clear boundaries, but it is difficult to mutually dissolve clearly with "commercial" in the present state.

「비상용」의 예로서는, HFC 냉매와 알킬벤젠유이나 폴리알파올레핀유의 조합이 나타나 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조). 특히, HFC 냉매와 알킬벤젠유의 조합에 관해서는, 냉장고나 룸 에어컨 등에서 제품화된 실적이 있다.As an example of "emergency use", the combination of an HFC refrigerant, alkylbenzene oil, and polyalphaolefin oil is shown (for example, refer patent document 3). In particular, the combination of HFC refrigerants and alkylbenzene oils has been commercialized in refrigerators and room air conditioners.

「비상용」에서의 실제의 용해도는 문헌으로부터는 발견할 수 없지만, 실제로 제품화되어 있는 HFC 냉매와 알킬벤젠유의 조합에서는, 냉동기유 중에의 냉매 용해도는 최대 20 내지 30% 정도이고, 액냉매 중에의 냉동기유 용해도는 1% 정도이다.The actual solubility in "emergency" cannot be found from the literature, but in the combination of HFC refrigerants and alkylbenzene oils that are actually commercialized, the solubility in refrigerants in refrigerator oil is about 20 to 30% at maximum, and the refrigerator in liquid refrigerant Oil solubility is around 1%.

특허 문헌 3에는, 액냉매보다도 밀도가 작고, 냉매라고 상용하지 않는 오일(「비상용유」)을 사용한 냉동 사이클에 있어서, 어큐뮬레이터 내에서 냉매와 분리된 냉동기유를 압축기로 되돌리는 기술이 개시되어 있다.Patent Literature 3 discloses a technique for returning a refrigerant oil separated from a refrigerant in a accumulator to a compressor in a refrigeration cycle using oil ("emergency oil") that is less dense than a liquid refrigerant and is not commonly used as a refrigerant. .

종래 사용되어 온, R410A, R407C나 R134a 등의 HFC 냉매에서는, 일반적으로 공조용 등에서 이용되는 운전 조건의 범위에서, 액냉매의 쪽이 냉동기유보다도 밀도가 크고, 오일의 하측에 잠기는 특성을 갖기 때문에, 비상용유를 사용한 경우에는, 오일의 하측에 액냉매층이 형성되고, 압축기의 하부에 마련된 급유 구멍으로부터의 급유를 저해하는 문제가 있다. 이에 대해, 압축기의 하부의 급유 구멍부에서 오일을 교반하여, 급유 구멍에 오일을 유도하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 4 참조).In HFC refrigerants such as R410A, R407C, and R134a, which have been conventionally used, liquid refrigerant is denser than refrigeration oil and has a characteristic of being submerged under oil in a range of operating conditions generally used for air conditioning. In the case of using an emergency oil, a liquid refrigerant layer is formed below the oil, and there is a problem of inhibiting the oil supply from the oil supply hole provided in the lower part of the compressor. On the other hand, the technique of stirring oil in the oil supply hole part of the lower part of a compressor, and inducing oil to oil supply hole is disclosed (for example, refer patent document 4).

특허 문헌 1 : 일본 특개평9-264619호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-264619 특허 문헌 2 : 일본 특개평11-302675호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-302675 특허 문헌 3 : 일본 특허 제2803451호 공보Patent Document 3: Japanese Patent No. 2803451 특허 문헌 4 : 일본 특개평10-082392호 공보Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-082392

종래의 탄화 수소 냉매용의 냉동기유는, 그 대부분이 특허 문헌 1에 나타나 있는 바와 같이, 냉매와의 상용성이 높고, 냉동기유 중에의 냉매 용해량이 크기 때문에, 압축기 내에서는 냉동기유 중에 용해한 냉매에 의해 오일의 점도가 대폭적으로 저하되어 버린다. 그 때문에, 압축기 내에서 냉매가 녹아 들어간 상태에서 충분한 활주 내력(또는 윤활 성능)을 갖기 위해서는, 기본 오일의 점도를 조금 높게 설정할 필요가 있다. 예를 들면, 고압셸 압축기용으로 사용되고 있는 상용성 냉동기유가 일반적인 기본 오일(냉매가 녹아 들어가지 않은 상태)의 점도는, HCFC(R22) 냉매계의 경우, 40℃에서의 동점도로 56㎟/s(=56cSt)정도, R410A 냉매계의 경우, 46 내지 74㎟/s 정도가 되는 것에 대해, 예를 들면, 프로판(R290)과 파라핀계 광유의 조합에서는 상용성이 높고, 냉동기유 중에 냉매 용해량이 크기 때문에, 동등한 점도를 실현하기 위해서는, 40℃에서의 동점도로 100㎟/s 이상이 필요해진다. 또한, 이하의 설명에서, 「점도」는 동점도를 나타낸다.In the conventional refrigeration oil for hydrocarbon refrigerants, as most of them are shown in Patent Document 1, since the compatibility with the refrigerant is high and the amount of refrigerant dissolved in the refrigerant oil is large, the refrigerant oil dissolved in the refrigerant oil in the compressor is As a result, the viscosity of the oil is greatly reduced. Therefore, in order to have sufficient sliding strength (or lubrication performance) in the state in which the refrigerant melt | dissolved in the compressor, it is necessary to set the viscosity of a base oil a little high. For example, the viscosity of the basic oil (the state in which the refrigerant does not melt) that the commercially available refrigeration oil used for the high-pressure shell compressor is generally 56 mm 2 / s at a kinematic viscosity at 40 ° C in the case of the HCFC (R22) refrigerant system. (= 56 cSt), in the case of the R410A refrigerant system, about 46 to 74 mm2 / s, for example, in the combination of propane (R290) and paraffinic mineral oil, the compatibility is high, and the amount of refrigerant dissolved in the refrigerant oil is high. In order to realize an equivalent viscosity, 100 mm <2> / s or more is required for dynamic viscosity in 40 degreeC. In addition, in the following description, a "viscosity" shows a kinematic viscosity.

상기한 바와 같이, 종래의 탄화 수소용의 냉동기유에서는, 압축기 운전시(냉매 용해시)의 오일의 점도와 기본 오일의 점도의 차가 크기 때문에, 압력이나 온도가 변화하면, 냉동기유에의 냉매 용해량의 변화에 의해, 오일의 용해점도(냉동기유 중에 냉매가 용해한 상태에서의 혼화물의 동점도)가 대폭적으로 변화한다. 구체적으로는, 냉매 용해량이 비교적 적은 압축기 내의 냉매 가스의 과열도(과열 증기 온도의 비등점과의 차)가 큰 조건에서는 오일의 점도가 너무 높고, 냉매 용해량이 많은 압축기 내의 냉매 가스의 과열도가 작은 조건에서는 오일의 점도가 너무 낮은 상태가 발생한다는 과제가 있다.As described above, in the conventional refrigeration oil for hydrocarbons, the difference between the viscosity of the oil at the time of compressor operation (refrigerant melting) and the viscosity of the base oil is large. As a result, the melt viscosity of the oil (the kinematic viscosity of the blend in the state in which the refrigerant is dissolved in the refrigerated base oil) is drastically changed. Specifically, the oil viscosity is too high and the superheat degree of the refrigerant gas in the compressor having a large amount of refrigerant dissolution is low when the superheat degree of the refrigerant gas in the compressor having a relatively small amount of refrigerant dissolution (a difference from the boiling point of the superheated steam temperature) is large. Under the condition, there is a problem that a state in which the viscosity of the oil is too low occurs.

또한, 탄화 수소 냉매에 사용되는 상용성의 냉동기유는, 압축기 내에서의 용해점도를 확보하기 위해, 기본 오일의 점도를 조금 높게 설정할 필요가 있기 때문에, 압축기에 오일을 봉입할 때에, 오일의 유동성이 나빠, 봉입량에 편차가 나타나기 쉽다는 과제가 있다.In addition, since the refrigeration oil used in the hydrocarbon refrigerant needs to set the viscosity of the base oil a little higher in order to secure the melt viscosity in the compressor, the fluidity of the oil when It is bad, and there exists a subject that a deviation tends to appear in a sealing amount.

또한, 비상용의 냉동기유를 사용한 경우, 냉동 회로 내에서 액냉매와 오일이 분리하기 때문에, 냉동 회로로부터 압축기에의 오일되돌림성을 확보하기 위해, 특허 문헌 3에 나타나는 바와 같은 특별한 기술이 필요하고, 냉동 회로의 설계가 복잡화한다는 과제가 있다.In addition, when the refrigeration oil for emergency is used, since the liquid refrigerant and the oil separate in the refrigerating circuit, in order to secure oil returnability from the refrigerating circuit to the compressor, a special technique as shown in Patent Document 3 is necessary. There is a problem that the design of the refrigeration circuit is complicated.

또한, 압축기 내에서 액냉매와 냉동기유가 분리한 경우, 밀도가 큰 액냉매가 냉동기유의 하측에 가라앉아 버리기 때문에, 특허 문헌 4에 나타난 바와 같다, 급유 구멍에 오일을 흡입하기 위한 특별한 기술이 필요하고, 부품 갯수 증가에 수반하는 비용 증가의 과제가 있다.Further, when the liquid refrigerant and the refrigeration oil are separated in the compressor, since the dense liquid refrigerant sinks to the lower side of the refrigeration oil, as shown in Patent Document 4, a special technique for sucking oil into the oil supply hole is necessary. In other words, there is a problem of an increase in cost accompanied by an increase in the number of parts.

본 발명은, 상기한 바와 같이 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 제 1의 목적은, 냉매에 탄화 수소를 사용한 때에, 압축기의 내부에서, 냉동기유에 대한 냉매 용해성이 필요 이상으로 커지지 않고, 냉동기유의 대폭적인 점도 저하를 방지할 수 있는 냉동기유를 사용한 냉동 사이클 장치를 얻는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problem as described above, and the first object is that the refrigerant solubility in the refrigerant oil does not become larger than necessary in the compressor when hydrocarbon is used as the refrigerant, and the refrigerant oil is greatly expanded. It is to obtain a refrigeration cycle device using a refrigeration oil that can prevent a lower viscosity.

본 발명의 제 2의 목적은, 냉동 회로 내에서 액냉매가 적당한 냉매 용해성을 가지며, 통상의 사용에 있어서, 냉동 회로 내의 액냉매 중에 냉동기유가 분리하지 않고 용해할 수 있는 냉동기유를 사용한 냉동 사이클 장치를 얻는 것이다.
A second object of the present invention is a refrigeration cycle apparatus using a refrigeration oil in which the liquid refrigerant has a suitable refrigerant solubility in the refrigeration circuit, and in the normal use, the refrigeration oil can be dissolved without separating the liquid refrigerant in the refrigeration circuit. To get.

본 발명에 관한 냉동 사이클 장치는, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 배관으로 접속하여 구성된 냉동 회로와,The refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a refrigeration circuit configured by connecting a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator with piping;

상기 냉동 회로에 봉입되고 상기 냉동 회로 내를 압축, 응축, 팽창, 증발을 반복하여 순환하는 탄화 수소로 구성된 냉매와,A refrigerant composed of hydrocarbon encapsulated in the refrigeration circuit and repeatedly circulated through compression, condensation, expansion, and evaporation in the refrigeration circuit;

상기 냉매와 함께 봉입되고 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드가 공중합한 폴리·알킬렌·글리콜로 구성된 냉동기유를 구비하고,And a refrigeration oil made of polyalkylene glycol encapsulated with the refrigerant and copolymerized with propylene oxide and ethylene oxide,

상기 폴리·알킬렌·글리콜은, 상기 냉매가 순환할 때의 응축온도로부터 증발온도까지의 전 온도 범위에서 상기 냉매와 상기 냉동기유가 2층 분리 상태가 되고, 또한 에틸렌·옥사이드의 성분비가 가장 적은 상기 프로필렌·옥사이드와 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비로 구성된 것이다.
In the polyalkylene glycol, the refrigerant and the refrigeration oil are separated into two layers in the entire temperature range from the condensation temperature to the evaporation temperature when the refrigerant circulates, and the component ratio of ethylene oxide is the least. It is comprised from the component ratio of propylene oxide and the said ethylene oxide.

본 발명의 냉동 사이클 장치는, 냉동 회로에 봉입되는 냉매로서, 탄화 수소를 사용하고, 냉동기유로서, 프로필렌·옥사이드(PO)와 에틸렌·옥사이드(EO)가 공중합한 폴리·알킬렌·글리콜(PAG)을 사용하고, 상기 PAG는, 냉동 사이클에서 사용하는 응축온도로부터 증발온도까지의 전 온도 범위에서, 냉매와 냉동기유가 2층 분리 상태가 되고, 또한 EO의 성분비가 가장 적은 PO와 EO의 성분비(가장 상용에 가까운 상태)로 구성된 것이기 때문에, 냉동기유에의 냉매 용해성을 작게 할 수 있음과 함께, 액냉매 중에 냉동기유의 용해량을 일정 레벨 이상으로 유지할 수 있기 때문에, 압력이나 온도 조건에 의한 냉동기유의 용해점도 변화를 작게 할 수 있고, 활주부의 신뢰성을 높일 수 있다는 효과가 있다.The refrigeration cycle apparatus of the present invention uses hydrocarbon as a refrigerant encapsulated in a refrigeration circuit, and polyalkylene glycol (PAG) copolymerized with propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO) as refrigeration oil. ), The PAG is a two-layer separation state between the refrigerant and the refrigeration oil in the entire temperature range from the condensation temperature to the evaporation temperature used in the refrigeration cycle, and the content ratio of PO and EO (the The solubility of the refrigerant in the refrigerator oil can be reduced, and the amount of the refrigerant oil dissolved in the liquid refrigerant can be maintained at a predetermined level or higher, so that the refrigerant oil is dissolved under pressure or temperature conditions. Viscosity change can be made small and the reliability of a sliding part can be improved.

또한, 액냉매 중의 일정량 용해한 냉동기유에 의해, 냉동 회로로부터의 오일되돌림량을 확보할 수 있고, 특허 문헌 3에 나타내는 바와 같은 비상용유를 사용한 때에 필요해지는 냉동 사이클로부터 냉동기유를 압축기에 되돌리기 위한 궁리도 불필요하게 되는 효과가 있다.In addition, with the refrigeration oil dissolved in a certain amount in the liquid refrigerant, the amount of oil return from the refrigerating circuit can be ensured, and the invention for returning the refrigeration oil to the compressor from the refrigeration cycle required when using non-commercial oil as shown in Patent Document 3 There is an effect that becomes unnecessary.

더욱 냉동기유 중의 냉매 용해성을 낮게 할 수 있기 때문에, 냉동기유의 기본 오일의 점도를 광유 등을 사용하는 경우에 비하여 조금 낮게 할 수 있고, 냉동기유의 봉입성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
Further, since the refrigerant solubility in the refrigeration oil can be lowered, the viscosity of the base oil of the refrigeration oil can be slightly lower than in the case of using mineral oil or the like, thereby improving the encapsulation of the refrigeration oil.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 냉동 사이클 장치의 한 예를 도시하는 냉동 회로도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 고압셸형 압축기의 한 예로서 도시하는 로터리 압축기의 단면도.
도 3은 상용유계에 있어서의 온도에 의한 냉동기유 중에 냉매 용해량 특성을 도시하는 도면으로, 비교를 위해 비상용유의 냉매 용해량 특성도 도시하고 있다.
도 4는 상용유계에 있어서의 냉매 분률에 의한 오일 점도 특성을 도시하는 도면.
도 5는 냉매와 냉동기유의 상용성이 변화한 때의 2층 분리 온도 곡선을 도시하는 도면.
도 6은 상용유와 비상용유의 득실 비교를 도시하는 도면.
도 7은 각종 냉매의 포화액 밀도와 냉동기유의 밀도의 온도에 의한 변화를 도시하는 도면.
도 8은 냉매/냉동기유 혼합비와 냉동기유의 점도와의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 냉매의 과열도에 대응하는 냉동기유의 용해점도를 도시하는 도면.1 is a refrigeration circuit diagram showing an example of a refrigeration cycle device according to Embodiment 1 of the present invention.
Fig. 2 is a sectional view of a rotary compressor shown as an example of the high pressure shell compressor in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing refrigerant dissolution amount characteristics in refrigerator oil by temperature in a commercial oil system, and also shows refrigerant dissolution amount characteristics of non-commercial oil for comparison.
4 is a graph showing oil viscosity characteristics by refrigerant fraction in a commercial oil system.
5 is a diagram showing a two-layer separation temperature curve when the compatibility of the refrigerant and the refrigeration oil is changed.
Fig. 6 is a diagram showing a profit comparison between commercial oil and non-commercial oil.
FIG. 7 is a view showing changes due to temperature of saturated liquid density of various refrigerants and density of refrigerator oil. FIG.
8 is a diagram showing a relationship between a refrigerant / freezer oil mixing ratio and the viscosity of a freezer oil.
9 is a diagram showing a melt viscosity of refrigeration oil corresponding to a superheat degree of a refrigerant.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

실시의 형태 1.Embodiment Mode 1.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 냉동 사이클 장치(10)의 한 예를 도시하는 냉동 회로도이다.1 is a refrigeration circuit diagram showing an example of a refrigeration cycle device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.

이 실시의 형태 1에 관한 냉동 사이클 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3), 증발기(4), 어큐뮬레이터(5)를 순서로 배관(6)으로 접속하고, 후술하는 냉매 및 냉동기유가 봉입되어 냉동 회로를 형성하고 있다. 냉동 회로 내의 냉매는, 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매로 압축되고, 응축기(2)에 보내진다. 응축기(2)에 보내진 고온 고압 냉매는 응축기(2)에서, 예를 들면 공기 등의 매체와 열교환하여 응축되고, 온도 강하한 냉매가 팽창밸브(3)에 보내진다. 팽창밸브(3)에 보내진 냉매는 팽창밸브에서 팽창(감압)되어 저온 저압의 냉매가 되고, 증발기(4)에 보내진다. 증발기(4)에 보내진 저온 저압 냉매는 증발기(4)에서, 예를 들면 공기 등의 매체와 열교환하여 증발하고, 가열된 냉매가 어큐뮬레이터(5)를 통하여, 재차, 압축기로 되돌아와, 압축된다. 즉, 냉동 회로에서는, 도시한 화살표와 같이 냉매가 냉동 회로 내를 순환함과 함께, 냉매가 압축, 응축, 감압, 증발을 반복하는 냉동 사이클을 행하고 있다. 이와 같은 냉동 사이클 장치(10)를, 예를 들면, 공조기에 적용함에 의해, 냉방 운전이나 난방 운전을 행할 수가 있다. 또한, 이 때, 냉매와 함께 봉입한 냉동기유도, 냉매에 섞이고, 또는 녹아 들어가 냉동 회로 내를 순환하고 있다.As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle apparatus 10 according to the first embodiment sequentially orders the compressor 1, the condenser 2, the expansion valve 3, the evaporator 4, and the accumulator 5. It connects with the furnace piping 6, the refrigerant | coolant and refrigeration oil mentioned later are enclosed, and the refrigeration circuit is formed. The refrigerant in the refrigerating circuit is compressed by the compressor 1 to a high temperature and high pressure refrigerant and sent to the condenser 2. The high temperature and high pressure refrigerant sent to the condenser 2 is condensed in the condenser 2 by exchanging heat with a medium such as air, for example, and the refrigerant having a temperature drop is sent to the expansion valve 3. The refrigerant sent to the expansion valve 3 is expanded (decompressed) by the expansion valve to become a low temperature low pressure refrigerant, and is sent to the evaporator 4. The low temperature low pressure refrigerant sent to the evaporator 4 is evaporated in the evaporator 4 by exchanging heat with a medium such as air, for example, and the heated refrigerant is returned to the compressor again through the accumulator 5 and compressed. That is, in the refrigerating circuit, as shown in the arrows, the refrigerant circulates in the refrigerating circuit, and the refrigerating cycle is performed in which the refrigerant is repeatedly compressed, condensed, reduced in pressure, and evaporated. By applying such a refrigeration cycle apparatus 10 to an air conditioner, for example, a cooling operation or a heating operation can be performed. At this time, the refrigerant oil enclosed with the refrigerant is also mixed with the refrigerant or melted and circulated in the refrigeration circuit.

도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 고압셸형 압축기의 한 예로서 도시하는 로터리 압축기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a rotary compressor shown as an example of the high pressure shell compressor in the first embodiment of the present invention.

고압셸형의 압축기(1)의 한 예인 로터리 압축기는, 밀폐 용기(11)의 내부에, 냉매를 압축하는 압축 기구부(101)와, 압축 기구부(101)를 구동하는 전동 기구부(102)를 구비하고 있다. 압축 기구부(101)와 전동 기구부(102)는 구동축(12)을 통하여 동축으로 연결되어 있다. 밀폐 용기(11)의 저부에는 냉동기유(13)가 저장되어 있고, 냉동기유(13)는 구동축(12)에 마련된 급유 경로(14)를 통하여 펌프 작용에 의해 압축 기구부(101)에 공급되고, 압축 기구부(101)의 활주부(축받이부를 포함한다)를 윤활하도록 되어 있다. 구동축(12)의 하단부는 냉동기유(13)중에 침지되어 있고, 급유 경로(14)는 구동축(12) 하단의 급유 구멍(15)으로부터 축방향에 늘어나는 통로와, 이 통로로부터 윤활을 필요로 하는 각각의 부위로 통하는 분기로로 구성되어 있다.The rotary compressor, which is an example of the high pressure shell compressor 1, includes a compression mechanism portion 101 for compressing a refrigerant and an electric mechanism portion 102 for driving the compression mechanism portion 101 in the sealed container 11. have. The compression mechanism part 101 and the power transmission mechanism part 102 are coaxially connected through the drive shaft 12. Refrigerator oil 13 is stored at the bottom of the airtight container 11, and the refrigeration oil 13 is supplied to the compression mechanism unit 101 by a pumping action through an oil supply passage 14 provided in the drive shaft 12, The sliding part (including the bearing part) of the compression mechanism part 101 is lubricated. The lower end of the drive shaft 12 is immersed in the refrigeration oil 13, the oil supply path 14 is a passage extending in the axial direction from the oil supply hole 15 in the lower end of the drive shaft 12, and the lubrication is required from this passage. It consists of branch paths leading to each site.

냉매 가스는, 흡입관(16)으로부터 어큐뮬레이터(5)를 경유하여 상기 압축 기구부(101)에 흡입된다. 흡입된 냉매 가스는 압축 기구부(101)에서 압축되고, 고온 고압으로 된 냉매 가스가 일단 압축 기구부(101)로부터 밀폐 용기(11) 내로 토출된다. 또한, 밀폐 용기(11) 내의 고온 고압의 냉매 가스는, 토출관(17)에 토출되어, 도 1의 응축기(2)에 유입한다.The refrigerant gas is sucked into the compression mechanism portion 101 from the suction pipe 16 via the accumulator 5. The sucked refrigerant gas is compressed by the compression mechanism unit 101, and the refrigerant gas, which has become a high temperature and high pressure, is discharged from the compression mechanism unit 101 into the sealed container 11 once. In addition, the high temperature and high pressure refrigerant gas in the airtight container 11 is discharged to the discharge tube 17, and flows into the condenser 2 of FIG.

또한, 본 실시의 형태에서는, 냉매로서, R290(프로판)을 사용하고 있고, 냉동기유(13)는, 후술하는 폴리·알킬렌·글리콜을 사용하고 있다.In addition, in this embodiment, R290 (propane) is used as a refrigerant | coolant, and the refrigeration oil 13 uses the polyalkylene glycol mentioned later.

본 발명의 기술 내용을 설명하기 전에, 우선, 냉매와 냉동기유의 상용성에 관해 일반적인 기술을 해설한다.Before describing the technical contents of the present invention, first, a general description of the compatibility of the refrigerant and the refrigeration oil is explained.

도 3은, 압력 일정하게 한 때의 냉매 및 냉동기유의 혼합물의 과열도에 대한 냉동기유 중에의 냉매의 용해성에 관해 도시하는 특성도이고, 상용유(완전 상용)와 비상용유의 특성을 나타내고 있다.Fig. 3 is a characteristic diagram showing the solubility of the refrigerant in the refrigeration oil with respect to the superheat degree of the mixture of the refrigerant and the refrigeration oil at a constant pressure, and shows the characteristics of the commercial oil (fully commercially available) and the non-commercial oil.

도 3에 도시하는 바와 같이, 오일중에의 냉매 용해성은 과열도가 작을수록 커지는 경향은 어느 쪽도 마찬가지이지만, 일반적으로 상용유보다 비상용유의 쪽이 냉매 용해성은 작다. 또한, 상용유의 경우는, 오일과 냉매가 분리하지 않기 때문에, 오일에 냉매가 녹아 들어가 있는 상태와 냉매에 오일이 녹아 들어가 있는 상태가 연속하여 나타나는 것에 대해, 비상용유에서는, 오일중에 냉매는 일정량 이상 용해하지 않기 때문에, 오일 주체의 층과 냉매 주체의 층으로 분리한다. 즉, 2층 분리한다. As shown in Fig. 3, the solubility of the refrigerant in oil tends to increase as the degree of superheat decreases, but in general, the solubility of refrigerant in non-commercial oil is smaller than that of commercial oil. In the case of commercial oil, since the oil and the refrigerant do not separate, the state in which the refrigerant melts in the oil and the state in which the oil melts in the refrigerant appear continuously. In emergency oil, the refrigerant has a certain amount or more in the oil. Since it does not dissolve, it separates into the layer of an oil main body and the layer of a refrigerant main body. That is, two layers are separated.

도 4는, 상용유계에 있어서의 냉매 분률(分率)에 의한 오일 점도를 나타내는 특성을 도시하는 도면이다. 냉매 분률 0%는 오일 100%를 나타내다. 또한, 도 4의 종축은 이중 대수축(二重對數軸)이다.It is a figure which shows the characteristic which shows the oil viscosity by the refrigerant fraction in a commercial oil system. The refrigerant fraction 0% represents 100% oil. 4 is a double logarithmic axis.

도 4에 도시하는 바와 같이, 오일중의 냉매 분률이 높아짐에 따라 오일의 점도는 저하되는 경향이 있다. 비상용유의 경우는, 냉매 분률이 일정 비율 이상으로 됨에 의해 2층 분리하여 버리기 때문에, 냉매 분률 전역(全域)을 잇는 선은 그릴 수가 없게 된다.As shown in Fig. 4, the viscosity of oil tends to decrease as the refrigerant fraction in oil increases. In the case of non-commercial oil, since the refrigerant fraction becomes more than a certain ratio, two layers are separated, and the line connecting the whole refrigerant fraction cannot be drawn.

도 5는, 냉매와 냉동기유의 상용성에 의한 2층 분리 특성을 도시하는 도면이다. 도 5의 종축은 냉매와 냉동기유의 혼합물의 온도를 나타내고, 횡축은 혼합물중의 냉동기유의 비율인 유분률(油分率)을 나타내고 있다. 즉, 도 5는 유분률이 0wt%일 때는 혼합물중의 냉매가 100wt%이고, 유분률이 100wt%일 때는 혼합물중의 냉매가 0wt%인 것을 나타내고 있다. 그리고, 냉동기유에 냉매가 녹아 들어가는 또는 냉매에 냉동기유가 녹아 들어가는 경우는, 유분률이 작은 때는 액냉매 주체의 용해역(溶解域)이 되고, 냉매에 냉동기유가 녹아 들어가는 상태를 나타내고, 유분률이 큰 때는 냉동기유 주체의 용해역이 되고, 냉동기유에 냉매가 녹아 들어가는 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 5의 (a)부터 (h)는, (a)의 상태로부터 (h)의 상태에 걸쳐서 냉동기유의 성분비 등을 변화시켜서 상용성이 서서히 저하되어 가는 상태를 나타낸다. (a)는 완전 상용의 상태이고 사용되는 냉동 사이클 중의 응축온도부터 증발온도까지의 온도 범위에서 2층 분리 영역을 갖지 않는다. (h)는 비상용 또는 약상용이라고 불리고 있는 오일의 2층 분리 곡선을 나타내고 있고, 냉동 사이클에서 사용하는 최고 응축온도부터 최저 증발온도까지의 전 온도 범위에서 2층 분리하는 것에 더하여, 종래 사용되고 있던 HFC 냉매와 알킬벤젠의 조합에서는, 유분률이 큰 오일 주체의 용해역일 때, 즉 도면의 우측에서는 20 내지 30% 정도의 냉매 용해량, 유분률이 작은 액냉매 주체의 용해역일 때, 즉 도면의 좌측에서는 1% 정도의 오일 용해량이 된다.FIG. 5 is a diagram illustrating two-layer separation characteristics due to compatibility between refrigerant and refrigeration oil. The vertical axis | shaft of FIG. 5 shows the temperature of the mixture of a refrigerant | coolant and refrigerator oil, and the horizontal axis | shaft has shown the fraction of oil which is the ratio of the refrigeration oil in a mixture. That is, FIG. 5 shows that the refrigerant in the mixture is 100 wt% when the fraction is 0 wt%, and the refrigerant in the mixture is 0 wt% when the fraction is 100 wt%. When the refrigerant melts in the refrigerant oil or when the refrigerant oil melts in the refrigerant, when the oil fraction is small, it becomes a melting zone of the liquid refrigerant main body, and the refrigerant oil melts in the refrigerant, and the oil fraction is large. In this case, it becomes a melting zone of the main body of the refrigeration oil and shows a state in which the refrigerant melts in the freezer oil. 5 (a) to 5 (h) show a state where compatibility is gradually decreased by changing the component ratio of the refrigeration oil and the like from the state of (a) to the state of (h). (a) is completely commercial and does not have a two-layer separation zone in the temperature range from the condensation temperature to the evaporation temperature during the refrigeration cycle used. (h) shows a two-layer separation curve of oil called emergency or medicinal use, and in addition to separating two layers in the entire temperature range from the highest condensation temperature to the lowest evaporation temperature used in the refrigeration cycle, the HFC used in the past In the combination of the refrigerant and the alkylbenzene, when the oil fraction has a large oil fraction, that is, when the refrigerant melts at about 20 to 30% on the right side of the figure, and when the liquid refrigerant main has a small oil fraction, that is, On the left side, the amount of oil dissolved is about 1%.

(a)부터 (h)의 사이에는 중간적인 영역이 존재한다. (a)부터 (h)를 향하여 차례로 변화를 설명하면, 우선, 고온역 및 저온역에 2층 분리하는 영역이 나오기 시작하고(b), 상용성의 저하와 함께 상기 2개의 2층 분리하는 영역은 중온역을 향하여 넓어지는 경향이 된다(c 내지 e). 그 후, 고온측 및 저온측의 2층 분리 영역이 이어지고, 2층 분리 영역을 끼우고 유분률이 커지는 방향이라고 작아지는 방향 즉 도면의 좌우에 용해역이 생긴다(f). 유분률이 작은 영역 즉 도면의 좌측이 액냉매 주체의 용해역이고 유분률이 큰 영역 즉 도면의 우측이 오일 주체의 용해역이다. 더욱 상용성이 저하되면, 좌우의 용해역은 서서히 좁아지는 경향을 나타낸다(g 내지 h).An intermediate region exists between (a) and (h). When (a) to (h) are explained in turn, first, a two-layer separating region begins to appear in the high temperature region and the low temperature region (b). It tends to widen toward the middle temperature zone (c to e). Thereafter, two-layer separation regions on the high-temperature side and the low-temperature side are followed, and melting zones are generated on the left and right sides of the drawing, i.e., in the direction in which the two-layer separation region is sandwiched and the fraction of oil increases. The region of small oil fraction, that is, the left side of the figure is the melting zone of the liquid refrigerant main body, and the region of large oil fraction, that is, the right side of the figure, is the melting region of the oil main body. If the compatibility is further lowered, the dissolution zones on the left and right tend to gradually narrow (g to h).

종래, HFC 냉매를 사용한 룸 에어컨 등에서는, 상용유와 비상용유의 양자가 사용되고 있고, 각각에 장점 및 단점이 있다. 냉동 회로에서의 오일의 상용성의 영향은, 주로 이하에 나타내는 냉동기유에서 구하여지는 3항목에 대한 특성에 대해 나타난다.Conventionally, in room air conditioners using HFC refrigerants, both commercial oils and non-commercial oils are used, and each has advantages and disadvantages. The influence of oil compatibility in the refrigerating circuit is mainly shown for the characteristics for the three items obtained from the refrigerator oil shown below.

1) 압축기 내에서 적정한 오일 점도를 유지한다1) Maintain proper oil viscosity in the compressor

2) 압축기 하부의 급유 구멍으로부터 항상 오일을 흡입 가능2) Oil can always be sucked in from the oil supply hole on the bottom of the compressor

3)냉동 회로에 방출된 오일이 압축기로 되돌아온다3) Oil released into the freezing circuit is returned to the compressor.

도 6에 상기 3항목에 대한 상용유와 비상용유의 득실을 ○ 및 △로 나타낸다. 또한, 도 6에는, 후술하는 본 발명의 중간 상용유의 예에 관해서도 병기하고 있다.6 shows the profits and losses of commercial oil and non-commercial oil for the above three items. 6, the example of the intermediate commercial oil of this invention mentioned later is written together.

상기한 각 항목에 관해 설명한다. 우선, 1)의 압축기 내에서 적정한 오일 점도를 유지하는 것에 대해서는, 냉매의 용해량이 적은 비상용유의 쪽이 상용유보다 우수하다. 특히, 토출 가스의 과열도가 작은 조건에서, 비상용유는 냉매 용해량이 적기 때문에 오일의 점도가 저하되기 어렵고, 또한, 일정량 이상 냉매가 용해하지 않기 때문에, 냉매량이 증가하면 2층으로 분리함으로써 오일의 점도를 유지할 수 있다. 이에 대해, 상용유에서는 제한 없이 냉매를 용해할 수 있기 때문에(도중에서 냉매중에 오일이 녹아 들어간 상태가 된다), 오일이 희석되어 대폭적인 점도 저하를 일으킬 가능성이 있다. 오일의 점도가 저하됨에 의해, 압축기 내의 활주부나 축받이부에서 적정한 유막을 형성할 수가 없게 되어, 압축기의 신뢰성 저하를 일으킬 가능성이 있다.Each item mentioned above is demonstrated. First, about maintaining the appropriate oil viscosity in the compressor of 1), the non-commercial oil having a smaller amount of refrigerant dissolution is superior to commercial oil. In particular, under conditions where the superheat degree of the discharge gas is small, the viscosity of the oil is less likely to decrease due to the small amount of refrigerant dissolving, and since the refrigerant does not dissolve more than a predetermined amount, when the amount of refrigerant increases, the oil is separated into two layers. Viscosity can be maintained. On the other hand, since a refrigerant | coolant can melt | dissolve without restriction in commercial oil (it will be in the state which melted oil in a refrigerant in the middle), there exists a possibility that oil may dilute and cause a drastic viscosity fall. When the viscosity of the oil is lowered, an appropriate oil film cannot be formed at the sliding portion or the bearing portion in the compressor, which may cause a decrease in the reliability of the compressor.

다음에, 2)의 압축기 하부의 급유 구멍으로부터 항상 오일을 흡입 가능, 즉 압축기 하부의 급유 구멍부에 오일이 존재하는 것에 관해서는, 상용유의 쪽이 비상용유보다 우수하다. 전술한 바와 같이, 토출 가스의 과열도가 작아지고, 압축기 내의 액냉매량이 증가한 때에 비상용유의 경우는 액냉매와 오일이 분리한다. 액냉매와 오일이 분리한 경우, HFC 냉매에서는, 밀도가 큰 액냉매가 아래에 잠기고, 오일이 그 위에 뜨는 경향으로 된다. 그 때문에, 압축기의 하부에 위치하는 급유 구멍으로부터는, 오일 대신에 점도가 매우 작은 액냉매가 흡입될 가능성이 있고, 압축기의 신뢰성 저하를 일으킬 가능성이 있다.Next, oil can always be sucked from the oil supply hole in the lower part of the compressor of 2), that is, oil is superior to the emergency oil in the presence of oil in the oil supply hole in the lower part of the compressor. As described above, when the degree of superheat of the discharged gas decreases and the amount of liquid refrigerant in the compressor increases, in the case of emergency oil, the liquid refrigerant and the oil are separated. When the liquid refrigerant and the oil are separated, in the HFC refrigerant, a high density liquid refrigerant is submerged underneath, and oil tends to float thereon. Therefore, a liquid refrigerant having a very small viscosity may be sucked in from the oil supply hole located in the lower part of the compressor, and the reliability of the compressor may be reduced.

최후로, 3)의 냉동 회로에 방출된 오일이 압축기로 되돌아오는 것에 관해서는, 상용유의 쪽이 비상용유보다 우수하다. 상용유에서는, 액냉매 중에 다량의 오일을 용해할 수 있기 때문에, 냉동 회로중에서도 오일은 액냉매 중에 용해한 상태로 운반되게 된다. 그에 대해, 비상용유에서는, 액냉매 중에 오일은 미량밖에 용해하지 않기 때문에, 압축기로부터의 오일 토출량이 일정량을 초과하면, 냉동 회로로부터 오일이 압축기로 되돌아오지 않게 될 가능성이 있다.Finally, as for the oil discharged to the refrigeration circuit of 3) to be returned to the compressor, commercial oil is better than emergency oil. In commercial oil, since a large amount of oil can be dissolved in the liquid refrigerant, the oil is transported in the state dissolved in the liquid refrigerant even in the freezing circuit. On the other hand, in non-commercial oil, since only a small amount of oil dissolves in the liquid refrigerant, when the amount of oil discharged from the compressor exceeds a certain amount, there is a possibility that the oil does not return to the compressor from the refrigeration circuit.

상기한 바와 같이, 상용유와 비상용유는 일장일단이 있는데, 양자의 중간적인 위치매김의 오일에 관해서는, 액냉매와 오일이 2층 분리하고, 액냉매가 오일의 하측에 가라앉아 버리는 과제를, 압축기측에서의 대책(예를 들면, 특허 문헌 4에 나타나는 급유 구멍의 주위에 복수의 크기가 다른 구멍을 갖는 칸막이판을 마련한 등의 대책)이나 냉동 회로의 제어에 의해 리커버할 필요가 있기 때문에, 메리트가 그다지 없고, 사용례도 눈에 띄지 않는다.As described above, commercial oil and non-commercial oil have one or both ends. As for the intermediate positioning oil of both, liquid refrigerant and oil are separated into two layers, and the liquid refrigerant sinks to the lower side of the oil. Since it is necessary to recover by the control of the refrigeration circuit and the countermeasure on the compressor side (for example, a counter plate having a plurality of holes having different sizes around the oil supply hole shown in Patent Document 4), There is not much, and use case is not outstanding, too.

냉매로서, 프로판이나 프로필렌을 사용한 경우, 상기한 사고방식이 일부 바뀌여 온다. 도 7에, 각종 냉매의 포화 액냉매 밀도와 냉동기유의 온도에 대한 각각의 밀도의 변화를 나타낸다. 종래 사용되고 있던 HFC계의 냉매에 대해, 프로판이나 프로필렌의 밀도는 작고, 냉동기유의 밀도보다도 작다. 즉, 냉매와 오일이 2층 분리하는 경우에도, 냉동기유의 쪽이 액냉매의 아래에 잠기기 때문에, 상기한 2)의 문제는 자연히 해결되게 된다.When propane or propylene is used as the refrigerant, the above-described way of thinking has been partially changed. Fig. 7 shows changes in the density of the saturated liquid refrigerant of various refrigerants and the density of the refrigerant oil. The density of propane and propylene is smaller than that of the HFC refrigerant used in the past, and smaller than that of the refrigeration oil. That is, even when the refrigerant and the oil are separated into two layers, the problem of 2) is naturally solved because the side of the refrigerator oil is submerged under the liquid refrigerant.

프로판이나 프로필렌에 대해서는, 종래 사용되어 온, 광유, POE유, PVE유, 알킬벤젠 등의 대부분의 오일은 상용이면서 용해성이 너무 커서 오일의 점도가 대폭적으로 저하된 문제가 있지만, 그 문제를 해결 가능한 오일이 존재한다. 즉, 본 발명에서는, 폴리·알킬렌·글리콜을 냉동기유로서 사용함으로써, 오일중에의 냉매 용해성을 저감하는 것이 가능해졌다.As for propane and propylene, most of the oils conventionally used, such as mineral oil, POE oil, PVE oil, and alkylbenzene, are commercially available and have solubility so large that there is a problem that the viscosity of the oil is greatly reduced. Oil is present. That is, in this invention, it became possible to reduce the solubility of the refrigerant | coolant in oil by using polyalkylene glycol as refrigeration oil.

폴리·알킬렌·글리콜은, 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드의 공중합체이고, 하기한 구조식으로 정의된다.Polyalkylene glycol is a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, and is defined by the following structural formula.

Figure pat00001
Figure pat00001

(1)식 중의, CH2-CH(CH3)-O는, 프로필렌·옥사이드 성분을 나타내고, CH2-CH2-O는, 에틸렌·옥사이드 성분을 나타낸다. 또한, n, m은, 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드의 비율을 나타낸다. 또한, R1, R2는 메틸기가 바람직하지만, 수산기나 카르본산 등이라도 좋다.In formula, CH 2 -CH (CH 3 ) -O represents a propylene oxide component, and CH 2 -CH 2 -O represents an ethylene oxide component. In addition, n and m show the ratio of a propylene oxide and ethylene oxide. In addition, although methyl group is preferable for R1 and R2, a hydroxyl group, carboxylic acid, etc. may be sufficient.

이하, 본 발명이 특징적인 부분에 관해 설명한다.Hereinafter, the characteristic part of this invention is demonstrated.

폴리·알킬렌·글리콜유 중의 프로필렌·옥사이드 및, 에틸렌·옥사이드의, 공중합 비율을 변화시킴으로써, 프로판이나 프로필렌에 대해, 상용성을 조정한다. 따라서 상용부터 비상용까지의 넓은 범위의 특성을 만들 수 있다.By changing the copolymerization ratio of propylene oxide and ethylene oxide in polyalkylene glycol oil, compatibility with propane and propylene is adjusted. This makes it possible to create a wide range of properties from commercial to emergency.

프로판이나 프로필렌 등의 탄화 수소 냉매는, 상술한 바와 같이 2층 분리한 때에도 액냉매가 냉동기유의 위에 뜨고, 압축기의 급유에의 문제가 없기 때문에, 오일의 상용성에 관해서는, 상술한 상용성, 비상용성에 수반하는 과제(상술한 1), 3))의 양자에 대해, 가장 문제가 적은 용해도를 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 냉동기유의 냉매에 의한 제한 없는 희석을 방지하기 위해, 2층 분리하는 것이 바람직하다. 또한, 액냉매 중의 냉동기유 용해성을 가능한한 크게 할 수 있는 쪽이 바람직하다. 즉, 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드의 성분비가, 냉동 사이클에서 사용하는 최고 응축온도부터 최저 증발온도까지의 전 온도 범위에서, 각각 액냉매와 냉동기유가 2층 분리하는 혼합비를 갖는(비상용에 가까운 상태) 성분비중, 에틸렌·옥사이드 비율이 최소(가장 상용에 가까운 상태)가 되는 성분비(상용과 비상용의 중간적인 성질을 나타내는 성분비), 즉, 도 5의 (f)의 상태가 바람직한 상태가 된다. 이 상태는 「상용」과 「비상용」의 중간적인 위치매김이 되기 때문에, 이후, 「중간상용」이라고 기술(記述)한다.Hydrocarbon refrigerants such as propane and propylene, even when separated into two layers as described above, the liquid refrigerant floats on the refrigeration oil, and there is no problem with the refueling of the compressor. It is preferable to select the solubility which has the least problem with respect to both the problem (1) mentioned above with respect to 3, and 3)). Specifically, in order to prevent unlimited dilution by the refrigerant of the refrigeration oil, it is preferable to separate the two layers. Moreover, it is preferable to make the refrigeration oil solubility in liquid refrigerant as large as possible. That is, the component ratio of propylene oxide and ethylene oxide has a mixing ratio in which the liquid refrigerant and the refrigeration oil separate two layers in the entire temperature range from the highest condensation temperature to the lowest evaporation temperature used in the refrigeration cycle (a state near emergency use). ) The component ratio (component ratio which shows the intermediate property of commercial and incompatibility) in which an ethylene oxide ratio becomes the minimum (closest to the most common state), ie, the state of (f) of FIG. 5 becomes a preferable state. Since this state becomes intermediate positioning between "commercial" and "emergency", it is described as "middle commercial" after this.

이하, 중간상용의 구체적인 범위에 관해 설명한다.Hereinafter, the specific range for intermediate use is demonstrated.

중간상용의 상태를 실현할 수 있는 에틸렌·옥사이드 비율(프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드와의 성분비)는, 냉매가 프로판인 경우, 폴리·알킬렌·글리콜유의 점도 그레이드 ISO VG32에서는, 에틸렌·옥사이드 비율이 20%, 점도 그레이드 ISO VG46에서는, 에틸렌·옥사이드 비율이 15%, 점도 그레이드 ISO VG68에서는, 에틸렌·옥사이드 비율이 10% 정도가 된다.The ethylene oxide ratio (component ratio between propylene oxide and ethylene oxide) that can realize the state of intermediate use is that when the refrigerant is propane, the viscosity grade of polyalkylene glycol oil is ethylene oxide ratio in ISO VG32. 20%, viscosity grade ISO VG46, the ethylene oxide ratio is 15%, viscosity viscosity ISO VG68, the ethylene oxide ratio is about 10%.

폴리·알킬렌·글리콜유(PAG유)의 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드의 공중합 성분비를 상기한 중간상용 상태로 설정함에 의해, 종래의 상용유, 및 비상용유에서의 과제를 해결할 수 있다. 구체적으로는, 냉동 사이클에서 사용하는 최고 응축온도부터 최저 증발온도까지의 전 온도 범위에서, 각각 액냉매와 냉동기유가 2층 분리하는 혼합비를 갖기 때문에, 냉동기유의 냉매에 의한 제한 없는 희석을 방지하고, 냉동기유의 점도가 일정 이하로 저하되는 것을 방지하고, 압축기의 활주부의 신뢰성을 확보할 수 있음과 함께, 그중에서도 가장 에틸렌·옥사이드의 비율이 작은 성분비로 함으로써, 액냉매 중에 용해 가능한 냉동기유의 양을 최대로 할 수 있고, 냉동 사이클로부터의 오일되돌림성을 비상용유에 비하여 개선할 수 있다.By setting the copolymerization component ratio of propylene oxide and ethylene oxide of polyalkylene glycol oil (PAG oil) to the above-mentioned intermediate commercial state, the problem in conventional commercial oils and non-commercial oils can be solved. Specifically, in the entire temperature range from the highest condensation temperature to the lowest evaporation temperature used in the refrigeration cycle, the liquid refrigerant and the refrigeration oil have two mixing ratios, thereby preventing unlimited dilution by the refrigerant of the refrigeration oil, The viscosity of the refrigeration oil can be prevented from falling below a certain level, the reliability of the sliding part of the compressor can be secured, and the ratio of the refrigeration oil that can be dissolved in the liquid refrigerant is maximized by using a component ratio having the smallest ratio of ethylene oxide. The oil return from the refrigerating cycle can be improved as compared to the emergency oil.

상술한 설명에서는, 본 발명의 이상적인 상태로서, 중간상용 상태가 되는 1점에 관해 그 성분비 및 효과를 설명하였지만, 상술한 효과가 부분적으로 얻어지는 성분비라도 좋다. 그 범위로서, 이하를 정의한다. 우선, 에틸렌·옥사이드 비율(프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드의 성분비)의 하한에 관해서는 다음과 같이 된다. 압축기의 각 활주부에 걸리는 부하는, 고압(응축)측의 압력이 높은 쪽이 커지는 경향이 있다. 그 때문에, 실제로 이용된 냉동 사이클의 최대 고압(응축측) 조건 부근에 2층 분리 영역이 존재하면 본 발명의 효과를 얻을 수 있기 때문에, 도 5(c)의 상태와 같이 고온측의 2층 분리 영역이 냉동 사이클중의 최고 응축온도(최고 포화 온도)에 걸리기 시작하는, 즉, 최고 응축온도에서 2층 분리 상태가 발생하는 에틸렌·옥사이드 비율을 하한으로 한다. 또한, 최고 응축온도는, 공조기에서는 65℃ 정도, 급탕기에서는 80℃ 정도이고, 본 발명의 설명에서는, 80℃로 하여 이하의 에틸렌·옥사이드 비율(프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드와의 성분비)을 정의한다.In the above description, as an ideal state of the present invention, the component ratios and effects have been described with respect to one point serving as an intermediate commercial state, but the component ratios obtained by partially obtaining the above-described effects may be used. As the range, the following is defined. First, the lower limit of the ethylene oxide ratio (component ratio of propylene oxide and ethylene oxide) is as follows. The load applied to each sliding part of the compressor tends to be greater in the higher pressure on the high pressure (condensation) side. Therefore, when the two-layer separation region exists near the maximum high pressure (condensation side) condition of the actually used refrigeration cycle, the effect of the present invention can be obtained. Thus, the two-layer separation on the high temperature side as shown in FIG. The lower limit is the ethylene oxide ratio at which the zone begins to reach the highest condensation temperature (highest saturation temperature) during the refrigeration cycle, that is, the two-layer separation occurs at the highest condensation temperature. The maximum condensation temperature is about 65 ° C. in the air conditioner and about 80 ° C. in the hot water heater. In the description of the present invention, the following ethylene oxide ratio (component ratio between propylene oxide and ethylene oxide) is defined as 80 ° C. do.

다음에, 에틸렌·옥사이드 비율(프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드와의 성분비)의 상한에 관해서는 다음과 같이 된다. 즉, 냉매 회로로부터의 충분한 오일되돌림성을 확보할 수 있으면 좋다. 통상의 고압셸형 압축기의 오일 토출량은, 오일 토출량이 큰 것에서도 2% 정도라고 생각되기 때문에, 액냉매 중에 2% 정도의 냉동기유가 용해하고 있으면 충분하다. 액냉매 중의 냉동기유 용해량은, 저온이 될수록 작아지는 경향이기 때문에, 냉동 사이클 중의 최저 증발온도(최저 포화 온도)에서, 액냉매 중에 2% 이상의 냉동기유가 용해할 수 있다면 좋다. 즉, 도 5(g)중에 나타내는 A점의 냉동기유 용해량이 2% 이상이 되는 에틸렌·옥사이드 비율을 상한으로 한다. 또한, 최저 응축 증발온도는, 공조기, 급탕기에서 -10℃ 내지 -30℃ 정도이고, 본 발명의 설명에서는, -30℃로 하여 이하의 에틸렌·옥사이드 비율(프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드와의 성분비)을 정의한다.Next, the upper limit of the ethylene oxide ratio (component ratio of propylene oxide and ethylene oxide) is as follows. That is, what is necessary is just to be able to ensure sufficient oil return from a refrigerant | coolant circuit. Since the oil discharge amount of a normal high pressure shell compressor is considered to be about 2% even when the oil discharge amount is large, it is sufficient that about 2% of refrigeration oil is dissolved in the liquid refrigerant. Since the amount of refrigeration oil dissolved in the liquid refrigerant tends to decrease as the temperature becomes low, it is only necessary that at least 2% or more of the refrigeration oil can be dissolved in the liquid refrigerant at the lowest evaporation temperature (lowest saturation temperature) in the refrigeration cycle. In other words, the ethylene oxide ratio at which the refrigeration oil dissolved amount at point A shown in Fig. 5 (g) is 2% or more is taken as an upper limit. The minimum condensation evaporation temperature is about -10 ° C to -30 ° C in an air conditioner and a hot water heater, and in the description of the present invention, it is -30 ° C and the following ethylene oxide ratio (component ratio of propylene oxide and ethylene oxide) ).

상기의 하한, 상한의 정의를 실현 가능한 에틸렌·옥사이드의 성분비는, 대강 상술한 중간상용이 되는 성분비에 대해, ±10%의 범위가 된다. 즉, 냉매로서 프로판을 사용한 경우, 폴리·알킬렌·글리콜유의 점도 그레이드 ISO VG32에서는, 에틸렌·옥사이드 비율이 10 내지 30%, 점도 그레이드 ISO VG46에서는, 에틸렌·옥사이드 비율이 5 내지 25%, 점도 그레이드 ISO VG68에서는, 에틸렌·옥사이드 비율이 0 내지 20% 정도가 된다. 상기한 사이 점도의 냉동기유에서는, 점도 그레이드 ISO VG32, 46, 68의 데이터를 잇은 곡선으로 보완한 성분비를 적용하면 좋다.The component ratio of the ethylene oxide which can implement | achieve the said minimum and definition of an upper limit will be the range of +/- 10% with respect to the component ratio currently used for intermediate use mentioned above. That is, when propane is used as a refrigerant, the viscosity grade of polyalkylene glycol oil is 10 to 30% in ethylene oxide ratio in ISO VG32, and the viscosity grade is 5 to 25% in ethylene oxide ratio and viscosity in ISO VG46. In ISO VG68, the ethylene oxide ratio is about 0 to 20%. In the refrigeration oil of said viscosity, what is necessary is just to apply the component ratio which supplemented the data of viscosity grade ISO VG32, 46, and 68 with the curve which connected.

도 8은, 냉매/냉동기유 혼합비와 냉동기유의 점도와의 관계를 도시하는 도면으로, 액냉매(냉매 과열도 0이다)와 유가 혼재한 때의 오일의 거동을 나타내는 것이다.Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the refrigerant / freezer oil mixing ratio and the viscosity of the freezer oil, which shows the behavior of oil when a liquid refrigerant (refrigerant superheat is 0) and oil are mixed.

도면에 도시하는 바와 같이, 2층 분리하지 않는 상용유(광유 등)는, 냉매 비율의 증가와 함께 제한 없이 오일의 점도는 저하되지만, 본 발명의 오일은, 2층 분리하기 때문에, 오일측의 점도는 일정치 이하로는 저하되지 않는다.As shown in the figure, commercial oils (mineral oils, etc.) that are not separated into two layers have a lower viscosity without increasing with increasing refrigerant ratio, but the oil of the present invention is separated into two layers because the oil of the present invention is separated into two layers. The viscosity does not fall below a fixed value.

도 9는, 냉매의 과열도에 대응하는 냉동기유의 용해점도를 도시하는 도면으로, 가열 냉매(가스)가 오일에 용해한 상태에서의 오일 점도를 나타내고 있다.FIG. 9 is a diagram showing the melt viscosity of the refrigeration oil corresponding to the superheat degree of the refrigerant, and shows the oil viscosity in the state where the heating refrigerant (gas) is dissolved in the oil.

도 9에 도시하는 바와 같이, 과열 냉매의 오일중에의 용해량은, 과열도에 의해 변화한다. 즉, 과열도가 작을수록 오일이 녹기 쉽다. 또한, 냉매의 녹아 들어감이 많을수록, 오일의 점도는 저하된다. 광유는 녹기 쉽기 때문에, 용해량은 좀많고, 그 만큼 점도의 저하가 크다.As shown in FIG. 9, the amount of dissolution of the superheated refrigerant in oil changes with the degree of superheat. That is, the smaller the superheat, the easier the oil is to melt. In addition, the more the refrigerant melts, the lower the viscosity of the oil. Since mineral oil is easy to melt | dissolve, there is a little amount of melt | dissolution and the fall of a viscosity by that much is large.

이에 대해, 본 발명의 오일은, 냉매의 과열도가 작은 때에도 오일중에 냉매가 녹기 어렵고, 용해점도를 조금 높게 유지할 수 있다.On the other hand, in the oil of the present invention, even when the superheat degree of the coolant is small, the coolant hardly melts in the oil, and the melt viscosity can be kept slightly high.

또한, 상술에서는, 냉매가 프로판일 때의 특성을 나타냈지만, 냉매는 프로필렌이라도 좋다. 냉매가 프로필렌인 경우는, 중간상용의 상태 실현 가능한 구체적인 에틸렌·옥사이드 비율은 분명하지 않지만, 프로판에 대한 것보다도 에틸렌·옥사이드 비율이 높은 때에, 도 5의 (f)의 상태를 실현 가능하고, 대강 에틸렌·옥사이드 비율이 50% 정도라고 추정된다.In addition, although the characteristic when the refrigerant | coolant is propane was shown in the above, propylene may be sufficient as a refrigerant | coolant. In the case where the refrigerant is propylene, the specific ethylene oxide ratio that can be realized in an intermediate commercial state is not clear. However, when the ethylene oxide ratio is higher than that of propane, the state of FIG. 5F can be realized. It is estimated that the ethylene oxide ratio is about 50%.

다음에 동작에 관해 설명한다. 우선, 냉동 회로 내의 냉매 및 오일의 상태에 관해 설명한다.Next, the operation will be described. First, the states of the refrigerant and the oil in the refrigerating circuit will be described.

압축기(1)는, 흡입관(16)에서 저압의 냉매 가스를 흡입하고, 압축 기구부(101)에서 냉매 가스를 고압으로 압축 후, 밀폐 용기(11) 내로 한 번 토출되고, 그 후, 밀폐 용기(11) 내에 개구하고 있는 토출관(17)에서 밀폐 용기(11) 밖으로 토출된다. 이 때, 압축기(1) 내의 윤활에 사용된 냉동기유(13)도 냉매 가스와 함께 소량 토출된다. 고압셸 방식의 압축기에서는, 통상의 운전 조건에서, 냉매 가스와 함께 토출된 냉동기유의 양은, 최대 2% 정도이다. 압축기(1)로부터 토출된 고압의 냉매 가스 및 소량의 냉동기유는, 도 1의 응축기(2)에 들어가 냉매 가스는 응축되어 액화하여, 액냉매가 되어 팽창밸브(3)에 이동한다.The compressor 1 inhales the refrigerant gas of low pressure in the suction pipe 16, compresses the refrigerant gas to high pressure in the compression mechanism unit 101, and then discharges it into the sealed container 11 once, and then the sealed container ( 11 is discharged out of the airtight container 11 from the discharge pipe 17 opened in the inside. At this time, the refrigeration oil 13 used for lubrication in the compressor 1 is also discharged in a small amount together with the refrigerant gas. In the high pressure shell compressor, under normal operating conditions, the amount of the refrigeration oil discharged with the refrigerant gas is at most about 2%. The high pressure refrigerant gas discharged from the compressor 1 and a small amount of the refrigerant oil enter the condenser 2 of FIG. 1, and the refrigerant gas is condensed and liquefied to become a liquid refrigerant, and move to the expansion valve 3.

또한, 그 액냉매 중에도 압축기(1)로부터 토출된 양과 동량의 냉동기유(13)가 포함되게 되는데, 냉동기유(13)는 상술한 바와 같이, 액냉매를 2% 이상 용해 가능하기 때문에, 냉동기유(13)는 분리되는 일 없이 액냉매와 함께 팽창밸브(3)에 이동한다.In addition, the amount of the refrigerant oil 13 discharged from the compressor 1 is also included in the liquid refrigerant. The refrigerator oil 13 is capable of dissolving 2% or more of the liquid refrigerant as described above. (13) moves to the expansion valve (3) with the liquid refrigerant without being separated.

팽창밸브(3)에 의해 액냉매는 감압되여 기액 2상(相) 상태가 되고, 증발기(4)에 이동한다. 증발기(4)에서도, 냉동기유(13)는 액상중에 용해하여 있는 상태이다. 증발기(4) 내에서 냉매는 기화되고, 그에 수반하여, 냉동기유(13)는 서서히 석출하고, 액냉매가 완전히 가스화되면 냉매와 오일은 분리한 상태가 된다. 또한, 저압 공간에서의 오일중에의 냉매 용해량은 적기 때문에, 오일의 점도는 증가하는 경향이 되지만, 기본 오일의 점도 그레이드가 ISO VG32 내지 68 정도로 약간 낮게 설정되어 있기 때문에, 오일은 냉매 가스와 함께 문제 없이 이동하고, 압축기(1)로 되돌아올 수가 있다.The liquid refrigerant is depressurized by the expansion valve 3 to enter a gas-liquid two-phase state, and moves to the evaporator 4. Also in the evaporator 4, the refrigeration oil 13 is in the state dissolved in the liquid phase. In the evaporator 4, the refrigerant vaporizes, and with this, the refrigeration oil 13 gradually precipitates, and when the liquid refrigerant is completely gasified, the refrigerant and oil are separated. In addition, since the amount of refrigerant dissolves in the oil in the low pressure space is small, the viscosity of the oil tends to increase, but since the viscosity grade of the base oil is set slightly low, such as ISO VG32 to 68, the oil is accompanied by the refrigerant gas. It can move without a problem and return to the compressor 1.

상기한 바와 같이, 탄화 수소 냉매에 대해, 중간상용의 특성을 갖는 냉동기유를 선택함에 의해, 냉동기유에서 구해지는 상기 3항목의 특성 전부에 대해 양호한 특성을 나타낸다.As described above, by selecting a refrigeration oil having intermediate commercial properties for the hydrocarbon refrigerant, good characteristics are exhibited for all of the above three items obtained from the refrigeration oil.

1) 압축기 내에서 적정한 오일 점도를 유지한다1) Maintain proper oil viscosity in the compressor

·냉동기유 중에의 냉매 용해량이 상대적으로 적고, 또한, 냉동기유와 액냉매는 분리하기 때문에, 냉동기유 중의 냉매량은 일정 비율 이상으로는 증가하지 않고, 적정한 오일의 점도가 유지된다. Since the amount of refrigerant dissolved in the freezer oil is relatively small, and the freezer oil and the liquid refrigerant are separated, the amount of the coolant in the freezer oil does not increase by more than a predetermined ratio, and the proper oil viscosity is maintained.

2) 압축기 하부의 급유 구멍으로부터 항상 오일을 흡입 가능2) Oil can always be sucked in from the oil supply hole on the bottom of the compressor

·냉동기유와 액냉매가 밀폐 용기 내에서 분리한 경우에도, 탄화 수소 냉매는 냉동기유보다도 밀도가 작기 때문에, 냉동기유는, 어느 압력·온도 조건에서도 탄화 수소 냉매의 하측에 잠기고, 압축기 하부의 급유 구멍부에, 항상 냉동기유를 유지할 수 있다. Since the refrigerant refrigerant is less dense than the refrigerant oil even when the refrigerant oil and the liquid refrigerant are separated in the sealed container, the refrigerant oil is immersed under the hydrocarbon refrigerant under any pressure and temperature conditions, and the oil supply to the lower part of the compressor is performed. In the hole portion, the refrigeration oil can always be held.

3) 냉동 회로에 방출된 오일이 압축기로 되돌아온다3) Oil released into the refrigeration circuit is returned to the compressor

·액냉매 중에 녹아 들어간 냉동기유의 양이 2% 이상 있기 때문에, 통상의 압축기로부터 방출되는 오일의 양(2% 이하)에 대해서는, 액냉매 중에 녹아 들어간 채로 냉동 회로 내를 순환할 수 있기 때문에, 충분한 오일되돌림성을 확보할 수 있다. Since the amount of the refrigeration oil dissolved in the liquid refrigerant is 2% or more, the amount (2% or less) of the oil discharged from the ordinary compressor can be circulated in the refrigeration circuit while dissolved in the liquid refrigerant. Oil return can be secured.

또한, 이 냉동기유는 냉동 회로에서 사용하는 응축온도의 범위의 전부/또는 일부에서 2층 분리하기 때문에, 냉동기유 중에 용해한 냉매량은 2층 분리 농도면 이상으로는 증가하지 않고, 냉동기유의 제한 없는 희석을 방지하고, 압축기의 활주부의 신뢰성을 높일 수 있다는 효과가 있다.In addition, since the refrigeration oil is separated into two layers at all / or a part of the condensation temperature range used in the refrigeration circuit, the amount of refrigerant dissolved in the refrigeration oil does not increase beyond the two-layer separation concentration surface, and the dilution without restriction of the refrigeration oil is not limited. It is effective to prevent the damage, and to increase the reliability of the sliding part of the compressor.

또한, 액냉매와 냉동기유가 2층 분리한 때, 프로판이나 프로필렌의 액냉매 밀도는 냉동기유보다도 작기 때문에, 오일이 냉동기유의 하측에 잠기고, 압축기의 급유 구멍 부근은 항상 냉동기유층으로 되기 때문에, 종래예에 있는 바와 같은 액냉매의 상측에 들든 냉동기유를 압축기의 급유 구멍에 공급하기 위한 특별한 궁리는 필요없고, 염가의 냉동 사이클 장치를 얻을 수 있다는 효과가 있다.When the liquid refrigerant and the refrigeration oil are separated in two layers, the density of the liquid refrigerant of propane or propylene is smaller than that of the refrigeration oil, so that the oil is submerged in the lower side of the refrigeration oil, and the vicinity of the oil supply hole of the compressor always becomes the refrigeration oil layer. There is no need for a special devise for supplying the refrigeration oil into the refueling hole of the compressor, as shown in the upper side of the liquid refrigerant, and there is an effect that a cheap refrigeration cycle apparatus can be obtained.

또한, 냉동 회로 내에서, 액냉매 중에는 2% 이상의 냉동기유가 용해 가능하기 때문에, 통상의 운전 상태에서, 압축기로부터 냉매와 함께 토출되는 냉동기유는 액냉매 중에 용해할 수 있고, 충분한 오일되돌림성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.In the refrigeration circuit, since 2% or more of the refrigeration oil can be dissolved in the liquid refrigerant, the refrigerant oil discharged together with the refrigerant from the compressor can be dissolved in the liquid refrigerant in a normal operation state, thereby ensuring sufficient oil returnability. The effect is that you can.

그리고, 본 발명의 실시의 형태에서 압축기를 도시하는 도 2에는, 고압셸형의 로터리 압축기를 나타냈지만, 압축기의 타입으로서, 특히, 고압셸형, 저압셸형을 불문한다. 또한, 스크롤 압축기 등의 다른 압축 형식이라도 좋다. 또한, 압축 기구부와 전동 기구부의 위치 관계에 대해서도, 도 2에는, 압축 기구부가 하측에 배치된 형태를 나타냈지만, 냉동기유(13)가 압축기의 하측에 저장되고, 급유 구멍(15)이, 압축기의 하측의 냉동기유 저장부에 개구한 구성이 되어 있으면, 압축 기구부가 상측에 배치된 것이라도 같은 효과를 나타낸다.
In addition, although the rotary compressor of the high pressure shell type | mold was shown in FIG. 2 which shows a compressor in embodiment of this invention, as a type of compressor, in particular, a high pressure shell type and a low pressure shell type | mold are mentioned. In addition, other compression types such as a scroll compressor may be used. Moreover, also about the positional relationship of a compression mechanism part and a transmission mechanism part, although the compression mechanism part was shown in the lower side in FIG. 2, the refrigeration oil 13 is stored below the compressor, and the oil supply hole 15 is a compressor. If the structure opened to the refrigeration oil storage part of the lower side has the same effect, even if a compression mechanism part is arrange | positioned at the upper side.

1 : 압축기 2 : 응축기
3 : 팽창밸브 4 : 증발기
5 : 어큐뮬레이터 6 : 배관
10 : 냉동 사이클 장치 11 : 밀폐 용기
12 : 구동축 13 : 냉동기유
14 : 급유 경로 15 : 급유 구멍
16 : 흡입관 17 : 토출관
101 : 압축 기구부 102 : 전동 기구부1: compressor 2: condenser
3: expansion valve 4: evaporator
5: accumulator 6: piping
10 refrigeration cycle device 11 sealed container
12: drive shaft 13: refrigeration oil
14: oil supply path 15: oil supply hole
16: suction pipe 17: discharge pipe
101: compression mechanism portion 102: electric mechanism portion

Claims (9)

압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 배관으로 접속하여 구성된 냉동 회로와,
상기 냉동 회로에 봉입되어 상기 냉동 회로 내를 압축, 응축, 팽창, 증발을 반복하고 순환하는 탄화 수소로 구성된 냉매와,
상기 냉매와 함께 봉입되고 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드가 공중합한 폴리·알킬렌·글리콜로 구성된 냉동기유를 구비하고,
상기 폴리·알킬렌·글리콜은, 상기 냉매가 순환할 때의 응축온도부터 증발온도까지의 전 온도 범위에서 상기 냉매와 상기 냉동기유가 2층 분리 상태가 되고, 또한 에틸렌·옥사이드의 성분비가 가장 적은 상기 프로필렌·옥사이드와 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비로 구성된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.A refrigeration circuit configured by connecting a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator with pipes;
A refrigerant composed of hydrocarbon encapsulated in the refrigeration circuit and repeating and circulating compression, condensation, expansion, and evaporation in the refrigeration circuit;
And a refrigeration oil made of polyalkylene glycol encapsulated with the refrigerant and copolymerized with propylene oxide and ethylene oxide,
In the polyalkylene glycol, the refrigerant and the refrigeration oil are separated into two layers in the entire temperature range from the condensation temperature to the evaporation temperature when the refrigerant circulates, and the component ratio of ethylene oxide is the least. A refrigeration cycle device comprising a propylene oxide and a component ratio of said ethylene oxide. 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 배관으로 접속하여 구성된 냉동 회로와,
상기 냉동 회로에 봉입되어 상기 냉동 회로 내를 압축, 응축, 팽창, 증발을 반복하고 순환한 탄화 수소로 구성된 냉매와,
상기 냉매와 함께 봉입되고 프로필렌·옥사이드와 에틸렌·옥사이드가 공중합한 폴리·알킬렌·글리콜에 구성된 냉동기유를 구비하고,
상기 폴리·알킬렌·글리콜은, 상기 냉매가 순환할 때의 응축온도부터 증발온도까지의 전 온도 범위에서 상기 냉매와 상기 냉동기유가 2층 분리 상태가 되고, 또한 에틸렌·옥사이드의 성분비가 가장 적은 상기 프로필렌·옥사이드와 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비를 포함하는 소정의 범위의 성분비로 구성된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.A refrigeration circuit configured by connecting a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator with pipes;
A refrigerant composed of hydrocarbon encapsulated in the refrigeration circuit and repeated, circulated through compression, condensation, expansion, and evaporation in the refrigeration circuit;
It is provided with the refrigeration oil contained in the said polyalkylene glycol copolymerized with the said refrigerant | coolant and copolymerization of propylene oxide and ethylene oxide,
In the polyalkylene glycol, the refrigerant and the refrigeration oil are separated into two layers in the entire temperature range from the condensation temperature to the evaporation temperature when the refrigerant circulates, and the component ratio of ethylene oxide is the least. A refrigeration cycle apparatus comprising a component ratio in a predetermined range including a component ratio of propylene oxide and the ethylene oxide. 제 2항에 있어서,
상기 폴리·알킬렌·글리콜의 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비의 하한은, 해당 냉동 사이클에서 사용하는 최고 응축온도에서, 상기 냉매와 상기 냉동기유가 2층 분리하는 성분비로 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method of claim 2,
The minimum of the component ratio of the said ethylene oxide of the said polyalkylene glycol is a component ratio which isolate | separates two layers of the said refrigerant | coolant and the said refrigerator oil at the highest condensation temperature used by the said refrigeration cycle, The refrigeration cycle apparatus characterized by the above-mentioned. 제 2항에 있어서,
상기 폴리·알킬렌·글리콜의 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비의 상한은, 해당 냉동 사이클로 사용하는 최저 증발온도에서, 상기 냉매중에 상기 냉동기유가 2% 이상 용해하는 성분비로 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method of claim 2,
The upper limit of the component ratio of the said ethylene oxide of the said polyalkylene glycol is a component ratio which melt | dissolves the said refrigeration oil in 2% or more in the said refrigerant | coolant at the minimum evaporation temperature used by the said refrigeration cycle, The refrigeration cycle apparatus characterized by the above-mentioned. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉매로서, 프로판을 사용하고, 상기 냉동기유로서, 점도 그레이드 ISO VG32의 폴리·알킬렌·글리콜을 사용하고, 상기 폴리·알킬렌·글리콜중의 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비를, 10 내지 30%로 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method according to any one of claims 2 to 4,
Propane is used as the refrigerant, and polyalkylene glycol of viscosity grade ISO VG32 is used as the refrigerator oil, and the component ratio of the ethylene oxide in the polyalkylene glycol is 10 to 30%. Refrigerating cycle apparatus, characterized in that. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉매로서, 프로판을 사용하고, 상기 냉동기유로서, 점도 그레이드 ISO VG46의 폴리·알킬렌·글리콜을 사용하고, 상기 폴리·알킬렌·글리콜중의 에틸렌·옥사이드의 성분비를, 5 내지 25%로 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method according to any one of claims 2 to 4,
Propane is used as the refrigerant, and polyalkylene glycol of viscosity grade ISO VG46 is used as the refrigerator oil, and the component ratio of ethylene oxide in the polyalkylene glycol is 5 to 25%. Refrigeration cycle apparatus, characterized in that. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉매로서, 프로판을 사용하고, 상기 냉동기유로서, 점도 그레이드 ISO VG68의 폴리·알킬렌·글리콜을 사용하고, 상기 폴리·알킬렌·글리콜중의 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비를, 0 내지 20%로 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method according to any one of claims 2 to 4,
Propane is used as the refrigerant, and polyalkylene glycol of viscosity grade ISO VG68 is used as the refrigerator oil, and the component ratio of the ethylene oxide in the polyalkylene glycol is 0 to 20%. Refrigerating cycle apparatus, characterized in that. 제 2항에 있어서,
상기 냉매로서, 프로판을 사용하고, 상기 냉동기유로서, 점도 그레이드 ISO VG32 내지 68의 폴리·알킬렌·글리콜을 사용하고, 상기 폴리·알킬렌·글리콜중의 상기 에틸렌·옥사이드의 성분비를, 점도 그레이드의 ISO VG32, VG46, VG68에 대해 나타낸 값을 잇는 곡선으로 보완되는 범위로 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method of claim 2,
As the refrigerant, propane was used, and as the refrigerator oil, a polyalkylene glycol having a viscosity grade ISO VG32 to 68 was used, and the component ratio of the ethylene oxide in the polyalkylene glycol was viscosity graded. Refrigeration cycle apparatus, characterized in that the range is supplemented by a curve connecting the values shown for ISO VG32, VG46, VG68. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉매로서, 프로필렌을 사용하고, 상기 냉동기유로서, 폴리·알킬렌·글리콜을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
Propylene is used as the refrigerant, and polyalkylene glycol is used as the refrigerator oil.
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