close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6129

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6129
(13) C1
(19)
7
(51) C 09K 5/04,
(12)
C 10M 107/00,
F 25B 3/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: 1492
(22) 1994.02.11
(31) 5-24169 (32) 1993.02.12 (33) JP
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: САНЬЁ ЭЛЕКТРИК КО.,
ЛТД (JP)
(72) Авторы: Ютака ХИРАНО; Такео КОМАТУБАРА; Такаши СУНАГА; Ясуки ТАКАХАШИ; Киёши ТАНАКА;
Киёши АКАЗАВА; Масато ВАТАНАБЭ; Сейки ДЗИКУХАРА (JP)
(73) Патентообладатель: САНЬЁ ЭЛЕКТРИК
КО. , ЛТД (JP)
BY 6129 C1
(57)
1. Холодильная установка с одним, как минимум, холодильным машинным маслом,
содержащая в качестве базового масла в одном, как минимум, цикле охлаждения масло
полиол-сложный эфир и один, как минимум, хладагент системы гидрофторуглерод, отличающаяся тем, что указанный хладагент системы гидрофторуглерод имеет чистоту, превышающую 99,95 мас. %, а при его смешивании с системным хлорсодержащим хладагентом содержание последнего составляет в нем менее 80 ч. на млн.; указанное масло полиол-сложный эфир представляет собой химическое соединение, полученное путем полимеризации в отсутствии катализатора, как минимум, одного полиола, имеющего, как
минимум, две функциональные группы, с одной, как минимум, жирной кислотой алкила,
имеющей прямую или разветвленную цепочку, при этом точка текучести полиолсложного эфира лежит ниже -40 oC, температура разделения двух жидкостей ниже -20 oC,
общий коэффициент кислотности ниже 0,02 мг КОН/г, вязкость составляет от 8 до 100 сП
при 40 °C, а коэффициент вязкости превышает 80.
Фиг. 1
BY 6129 C1
2. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что включает в цикле охлаждения соединенные между собой посредством трубок, как минимум, один компрессор,
один конденсатор, одно устройство понижения давления и один испаритель, а также, как
минимум, один шламоуловитель, установленный в области высокого давления цикла охлаждения.
3. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что холодильное машинное
масло содержит один, как минимум, вид базового масла, выбранного из системного масла
алкилбензола или минерального системного масла.
4. Холодильная установка по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что полиол, имеющий
две, как минимум, функциональные группы, выбирают из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметилолпропана и пентаэритритола.
5. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что равновесное содержание
воды в цикле охлаждения, определяемое отношением:
остаточный объем содержания
воды во время цикла охлаждения
заполненный объем масла +
заполненный объем хладгента
⋅ 10 6 ч. на млн.,
ниже 200 ч. на 1 млн. в начальной стадии работы.
6. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что остаточный объем кислорода в цикле охлаждения ниже 0,01 об. % от объема внутри цикла охлаждения.
7. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что она включает, как минимум, один компрессор, один конденсатор, одно устройство понижения давления и один
испаритель, а также дополнительно содержит твердое масло алкилбензол или системное
масло сложного эфира для процесса механической обработки и сборки вышеуказанных
частей холодильной установки, при этом объем твердого масла алкилбензола составляет
менее 10 об. % от герметизированного в цикле охлаждения объема масла.
8. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что она включает, как минимум, один компрессор, один конденсатор, одно устройство понижения давления и один
испаритель, причем содержание хлора в указанных частях холодильной установки составляет менее 20 ч. на 1 млн. относительно общего герметизированного в цикле охлаждения
объема масла и хладагента.
9. Холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что она включает, как минимум, один компрессор, один конденсатор, одно устройство понижения давления и один
испаритель, причем суммарное количество хлорсодержащего системного хладагента в
системном хладагенте гидрофторуглерод, герметизированном в цикле охлаждения, и хлора в указанных частях холодильной установки составляет менее 100 ч. на 1 млн. относительно общего герметизированного в цикле охлаждения объема масла и хладагента.
10. Холодильная установка по п. 4, отличающаяся тем, что в цикле охлаждения она
дополнительно содержит в масле сложного эфира полиола от 0,1 до 0,5 мас. % фенольных
антиоксидантов для предотвращения процесса окисления в системе.
11. Холодильная установка по п. 10, отличающаяся тем, что фенольный антиоксидант выбирают из группы, состоящей из 2,6-ди-терциарибутилпаракрезола, 2,6-дитерциарибутилфенола и 2,4,6-три-терциарибутилфенола.
12. Холодильная установка по п. 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, как минимум, одно вещество для инактивации меди в количестве менее 20 ч. на 1
млн. в качестве присадки к маслу полиол-сложный эфир.
13. Холодильная установка по п. 12, отличающаяся тем, что в качестве вещества для
инактивации меди она содержит производные бензотриазола.
14. Холодильная установка по п. 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, как минимум, одну присадку крайнего давления к маслу полиол-сложный эфир в
количестве менее 2 мас. %.
2
BY 6129 C1
15. Холодильная установка по п. 14, отличающаяся тем, что в качестве присадки
крайнего давления она содержит трехзамещенные эфиры фосфорной кислоты.
16. Холодильная установка по п. 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, как минимум, одну системную эпокси-присадку к маслу полиол-сложный эфир в
количестве от 0,1 до 0,5 мас. %.
(56)
EP 0430657 A1, 1991.
EP 0377122 A1, 1990.
US 4199461 A, 1980.
Настоящее изобретение относится к холодильной установке, имеющей холодильное
машинное масло и использующей в качестве базового масла масло сложного эфира полиола в цикле охлаждения с применением системных хладагентов гидрофтороуглерода
как 1,1,1,2-тетрафтороэтана (ниже называемого (R134a).
Наиболее близким техническим решением из известных является холодильная установка, содержащая в качестве базового масла в одном, как минимум, цикле охлаждения
масло полиол-сложный эфир и один, как минимум, хладагент системы гидрофторуглерод
(ГФУ) или фторуглерод (ФУ), представляющие R134a, при этом для цикла охлаждения
она включает в себя соединенные между собой посредством трубок, как минимум, один
компрессор, один конденсатор, одно устройство понижения давления и один испаритель
(см. открытую публикацию патента Японии № 1-271491).
Однако существует проблема, связанная со смазкой компрессора, т.к. хладагент R134a
имеет худшую совместимость с такими холодильными машинными маслами, как минеральное масло и алкилбензол, которые сейчас используются, что приводит к ухудшению
возвращения масла в компрессор и к всасыванию изолированным рефрижератором в течение его повторного запуска, когда холодильное машинное масло отделилось от хладагента во время остановки работы.
По этой причине изучалось системное масло полиол-сложный эфир в качестве холодильного машинного масла, совместимого с хладагентом R134a. Однако известно, что это
системное масло полиол-сложный эфир вызывает разъедание скользящих деталей из-за
жирной кислоты, которая вырабатывается после разложения указанного масла, что причиняет износ, если это масло используется как хладагент компрессора, особенно ротационного. R134a в качестве хладагента с системным маслом полиол-сложный эфир в
качестве холодильного машинного масла, изобретатели обнаружили, что системное масло
полиол-сложный эфир вызывает гидролиз путем воздействия воды с увеличением его общего коэффициента кислотности с образованием металлического мыла, становящегося
шламом, что неблагоприятно влияет на цикл замораживания, и что разложение, ухудшение окисления и реакция полимеризации вызываются воздействием кислорода и хлора.
Изобретатели также обнаружили, что системный хлорсодержащий хладагент также
примешивается к хладагенту гидрофторуглероду, герметизируемому во время цикла охлаждения. Если объем смеси будет большим, объем хлора также увеличивается и вызывает образование металлического мыла и выработку высокомолекулярного шлама путем
разложения, ухудшения окисления и реакции полимеризации масла полиол-сложный
эфир, а также застаивается в испарителе и т.п. в контуре охлаждения.
Кроме того, изобретатели убедились, что вышеописанная проблема также возникает,
если объем хлора большой и остается в компонентных частях, таких как компрессор, конденсатор, трубки различных типов и т.п., составляющих холодильную установку.
Кроме того, изобретатели установили, что минеральное масло традиционно использовалось в течение механической обработки и сборки компонентных частей, и поскольку
это минеральное масло нельзя легко разложить в хладагент гидрофторуглерод, оно застывает и застаивается на испарителе и т.п. во время цикла охлаждения, что ухудшает охлаж3
BY 6129 C1
дение и повреждает оборудование в случае, если застывшее минеральное масло превышает
определенный уровень объема.
Задачей настоящего изобретения являлось создание эффективно работающей холодильной установки, использующей в качестве хладагента гидрофторуглерод и совместимое с ним масло полиол-сложный эфир в качестве холодильного машинного масла с
исключением образования неблагоприятных для цикла охлаждения примесей.
Было установлено, что в холодильной установке, использующей масло полиолсложный эфир и хладагент - системный гидрофторуглерод, указанные проблемы могут
устраняться при использовании конкретного масла полиол-сложный эфир при добавлении
к указанному маслу специальной присадки с поддержанием чистоты системного хладагента гидрофторуглерода на высоком значении и подавлением равновесного содержания
воды или остаточного объема хлора в цикле охлаждения. Кроме того, изобретатели обнаружили, что указанные недостатки могут быть устранены путем установки шламоуловителя для захвата шлама во время цикла охлаждения.
Согласно настоящему изобретению, в холодильной установке с одним, как минимум,
холодильным машинным маслом, содержащей в качестве базового масла в одном, как минимум, цикле охлаждения масло полиол-сложный эфир и один, как минимум, хладагент
системы гидрофторуглерод, указанный хладагент системы гидрофторуглерод имеет чистоту, превышающую 99,95 мас. %, а при его смешивании с системным хлорсодержащим
хладагентом содержание последнего составляет в нем менее 80 ч. на млн.; указанное масло полиол-сложный эфир представляет собой химическое соединение, полученное путем
полимеризации в отсутствии катализатора, как минимум, одного полиола, имеющего, как
минимум, две функциональные группы, с одной, как минимум, жирной кислотой алкила,
имеющей прямую или разветвленную цепочку, при этом точка текучести полиолсложного эфира лежит ниже -40 °С, температура разделения двух жидкостей ниже -20 °С,
общий коэффициент кислотности ниже 0,02 мг КОН/г, вязкость составляет от 8 до 100 сП
при 40 °С, а коэффициент вязкости превышает 80.
Кроме того, холодильная установка характеризуется тем, что указанный контур охлаждения образован путем соединения, как минимум, одного компрессора, одного конденсатора, одной понижающей давление установки и одного испарителя с использованием
трубок, и тем, что, как минимум, один шламоуловитель для захвата шлама во время цикла
установлен в области высокого давления этого цикла охлаждения.
Далее, холодильная установка характеризуется тем, что указанное холодильное машинное масло содержит, как минимум, один вид базового масла, выбранного из группы,
состоящей из системных масел алкилбензола или системных минеральных масел.
Кроме того, холодильная установка характеризуется тем, что полиол, имеющий две
или больше функциональные группы, выбирается из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметилолпропана и пентаэритритола.
Кроме того, в указанной холодильной установке равновесное содержание воды во
время цикла охлаждения (оно будет представлено в приведенной ниже формуле 1) ниже
200 частиц на миллион на начальном этапе работы:
Остаточный объем содержания воды
во время цикла охлаждения
Заполненный объем масла +
заполенный объем хладагента
× 10 6 ( частиц на миллион) .
(1)
Кроме того, в указанной холодильной установке остаточный объем кислорода во время
цикла охлаждения ниже 0,01 объемных процентов от объема внутри цикла охлаждения.
Более того, в указанной холодильной установке содержатся компонентные части, которыми являются, как минимум, один компрессор, один конденсатор, одна снижающая
давление установка и один исправитель; твердое масло алкилбензол (ниже называется
НАВ) или системное масло сложного эфира используется для механической обработки и
4
BY 6129 C1
сборки компонентных частей, составляющих холодильную установку, при этом используемый объем НАВ ниже 10 % герметизированного объема масла в холодильной установке.
Кроме того, в холодильной установке объем хлора, остающийся в компонентных частях холодильной установки, ниже 20 частиц на миллион относительно общего объема
масла и хладагента, герметизируемого в цикле охлаждения.
Более того, холодильная установка характеризуется тем, что общий объем хлора,
смешанного с объемом системного хладагента гидрофторуглерода и остающегося на компонентных частях, удерживается ниже 100 частиц на миллион относительно общего объема масла и хладагента, герметизируемого в цикле охлаждения.
Кроме того, холодильная установка характеризуется тем, что от 0,1 до 0,5 мас. % одного, как минимум, фенольного антиоксиданта, предотвращающего окисление, добавляются в качестве присадки в масло полиол-сложный эфир, при этом его нужно выбирать из
группы, состоящей из 2,6-дитерциарибутил-паракрезол (DBPC), 2,6-ди-терциарибутилфенол и 2,4,6-три-терциарибутил-фенол.
Более того, холодильная установка характеризуется тем, что одно, как минимум, вещество для инактивации меди в количестве менее 20 частиц на миллион добавляется в качестве присадки в масло полиол-сложный эфир, при этом присадку следует выбирать из
производных бензотриазола (ВТА).
Далее, холодильная установка характеризуется тем, что, как минимум, присадка крайнего давления количеством менее 2 мас. % добавляется в качестве присадки в масло полиол-сложный эфир и ее следует выбирать из трехзамещенных эфиров фосфорной кислоты.
Более того, холодильная установка характеризуется тем, что системная эпоксидприсадка количеством от 0,1 до 0,5 мас. % добавляется в качестве присадки в масло полиол-сложный эфир.
Настоящее изобретение обеспечивает следующий режим работы, потому что оно имеет вышеописанную структуру.
Поскольку чистота системного хладагента гидрофторуглерода чрезвычайно высока
благодаря структуре, упомянутой в п. 1 формулы, посторонние материалы и CFC вряд ли
примешиваются к циклу охлаждения, их можно подавить для того, чтобы хлор не разлагал
масло полиол-сложный эфир с образованием жирной кислоты, что приводит к ее реакции
с металлами и к образованию металлического мыла, так что осаждение шлама может быть
уменьшено, при этом будет обеспечиваться совместимость между маслом полиолсложный эфир и хладагентом и достигаться стабильная работа.
Масло полиол-сложный эфир, согласно данному изобретению, совместимо с системным хладагентом гидрофторуглеродом, который желателен по применению по всей зоне
температур в холодильной установке, и это может устранить двухслойное разделение хладагента и масла. Поэтому, т.к. масло полиол-сложный эфир существует в состоянии разложения (растворения) в системный хладагент гидрофторуглерод (например, R134a) по
всей области низких температур ниже -30 °С в цикле охлаждения и в целом приобретает
низкую вязкость, благоприятным становится возвращение масла в компрессор. Поэтому
падение уровня масла компрессора можно устранить, можно обеспечить подачу масла к
подшипниковым (опорным) участкам скольжения и можно предотвратить разъединение и
обгорание элементов.
Более того, посредством того, что связь сложного эфира масла молекулярно ориентирована, в основном, с поверхностями металлического участка скольжения системы вала и
подшипников компрессора, и посредством того, что указанная связь сложного эфира может легко разлагаться (растворяться) в хладагенте (например, R134a), масло полиолсложный эфир, согласно данному изобретению, может понижать фактическую вязкость,
уменьшать потери при механической обработке и повышать фактический коэффициент
производительности компрессора.
Кроме того, поскольку шламоуловитель (например, образуемый спеканием частиц активного глинозема со связующим веществом) для захвата шлама в цикле установлен в об5
BY 6129 C1
ласти высокого давления, шлам, образующийся в цикле охлаждения, и жирная кислота,
образующаяся при гидролизе масла - сложного эфира, могут адморбироваться на шламоуловителе, что заранее предотвратит образование металлического мыла.
Более того, поскольку системное масло алкилбензол или минеральное системное масло используются в качестве базового масла в дополнение к маслу полиол-сложный эфир
как базовому маслу холодильного машинного масла, отрицательные факторы, связанные с
маслом полиол-сложный эфир, другими словами, электролит при нагреве за счет трения и
т.п. скользящих участков компрессора может быть понижен до минимального уровня с
подавлением образования металлического мыла и с предотвращением появления почти
всего шлама. Следовательно, падение уровня масла компрессора можно исключить, можно обеспечить подачу масла к скользящим подшипниковым участкам и можно предотвратить разъединение и обгорание (захват).
Также в начальном периоде работы холодильной установки можно исключить образование любого вида гидролиза, понизить общий коэффициент кислотности, подавить образование шлама за счет образования металлического мыла и обеспечить хорошие характеристики смазки скользящих участков.
Кроме того, изобретение может предотвращать окисление, ухудшение масла полиолсложный эфир и образование шлама посредством полимеризации и получать холодильную установку, имеющую высокую надежность.
Далее, поскольку твердое масло алкилбензол (НАВ) и маслосложный эфир, которые
могут легко разлагаться (растворяться) в системный хладагент гидрофтороуглерод, используются во время механической обработки и сборки компонентных частей, а используемый объем НАВ ограничен, остаточный объем хлора на компонентных частях можно
значительно уменьшить, можно предотвратить его застывание в испарителе и т.д. в цикле
охлаждения и можно заранее предотвратить падение морозильной способности и повреждение оборудования.
Поскольку объем хлора, остающегося на компонентных частях компрессора, конденсатора, различных трубках и т.п., составляющих холодильную установку, был отрегулирован, можно предотвратить образование металлического мыла и высокомолекулярного
шлама, являющихся результатом разложения, окисления/ухудшения и реакции полимеризации масла полиол-сложный эфир, а также можно исключить застаивание шлама в испарителе и т.д. цикла охлаждения.
Более того, поскольку общий объем хлора в смешанном объеме системного хладагента гидрофторуглерода, герметизируемом в цикле охлаждения, и в объеме хлора, остающемся на компонентных частях холодильной установки, был отрегулирован до уровня
ниже 100 частиц на миллион относительно общего объема масла и хладагента, герметизируемого в цикле охлаждения, смешивание хлора в цикле охлаждения можно регулировать
как целую единицу, можно предотвратить образование металлического мыла вследствие
разложения, окисления и ухудшения и образование высокомолекулярного шлама, что позволяет создать холодильную установку, способную показывать стабильную работу.
Масло полиол-сложный эфир может повысить стабильность окисления/ухудшения по
сравнению с гликольным маслом и т.п. и повысить рабочие характеристики и надежность
компрессора.
Более того, устройство может подавать адсорбцию и ее каталитическое действие на
поверхность меди, которая становится поверхностью для скольжения подшипников, и
может подавать гидролиз холодильного машинного масла.
Кроме того, устройство может образовать сильную химическую адсорбционную пленку на скользящих участках и предотвратить разъедание и обгорание элементов.
Кроме того, устройство может подавать гидролиз, уменьшить общий коэффициент кислотности, подавать образование металлического мыла и может повысить надежность установки.
6
BY 6129 C1
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
на фиг. 1 - вид с частичным разрезом, показывающий поршневой компрессор и являющийся одним вариантом реализации согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 - вид с вертикальным поперечным сечением ротационного компрессора, показывающий другой вариант реализации этого изобретения;
на фиг. 3 - схема соединений испытательной машины для цикла охлаждения, используемой в этом изобретении;
на фиг. 4 - график, показывающий результаты испытания на выносливость реальной
холодильной установки;
на фиг. 5 - график, показывающий результаты другого испытания на выносливость реальной холодильной установки;
на фиг. 6 - график, показывающий результаты еще одного испытания на выносливость
реальной холодильной установки.
Настоящее изобретение объясняется на основе вариантов реализаций, представленных
на чертежах.
На фиг. 1 показан вид с частичным разрезом поршневого компрессора 1, который
включает в себя компрессорное устройство 2, размещенное в верхнем участке герметического корпуса 3, содержащего на своем днище смазочное масло 4, и электромотор 5, размещенный в нижнем участке указанного корпуса 3 и соединенный с компрессором 2
посредством коленчатого вала. Указанный электромотор 5 приводится в действие электрической энергией от клемм источника питания 6.
На фиг. 2 представлен вид с вертикальным поперечным сечением ротационного компрессора и показаны другие структурные соединения. Буква А на фиг. 2 - это цикл охлаждения, составляющий холодильную установку и по своей схеме связывающий трубками
компрессор В, конденсатор С, устройство понижения давления D, испаритель Е, влагоотделитель F и шламоуловитель G. Здесь влагоотделитель F образован молекулярными
фильтрами, являющимися широко известными материалами, тогда как шламоуловитель G
образован связыванием активных частиц глинозема со связующим веществом.
Вышеупомянутый компрессор В имеет следующую структуру.
Под цифрой 10 обозначен закрытый сосуд, а двигатель 11 и ротационный компрессор
12, приводимый в действие этим двигателем, размещаются, соответственно, на верхней
стороне и на нижней стороне внутри этого сосуда. Конструкция двигателя 11 включает в
себя статор 13, имеющий обмотку 14, изолированную системным органическим материалом, и ротор 15, установленный внутри указанного статора.
Конструкция ротационного компрессора 12 включает в себя цилиндр 16, ролик 17, повернутый вдоль внутренней стенки цилиндра посредством эксцентрического участка 18,
вращающегося вала 19, лопасть 20, поджатую к круговой фаске указанного ролика и находящуюся под действием пружины 21 так, чтобы разделить внутреннюю часть цилиндра
16 на его часть всасывания и часть выпуска, и верхний подшипник 22 и нижний подшипник 23 не только для закрытия отверстия цилиндра 16, но и для поддержки вращающегося
вала 19.
Ролик 17 и лопасть 20 могут выполняться из системных материалов, содержащих
двухвалентное железо. Ролик может быть изготовлен методом разливки, желательно непрерывной разливки, а лопасть 20 может быть выполнена из углеродных материалов.
Ниже некоторые конкретные варианты реализации в соответствии с настоящим изобретением объясняются на основе фиг. 2.
Масло 27 полиол-сложный эфир, которое состоит из химического состава, полученного полимеризацией полиола, имеющего две функциональные группы или больше с жирной кислотой алкила, имеющей прямую или разветвленную молекулярную цепочку без
использования катализатора, чья точка текучести -50 °С, температура разделения двух
жидкостей -30 °С, общий коэффициент кислотности ниже 0,02 мг КОН/г, вязкость 32 cst
при 40 °С и коэффициент вязкости 95, находится на днище внутри закрытого сосуда 10.
7
BY 6129 C1
Можно перечислить такие полиолы, имеющие две функциональные группы или большее число групп, как, например, неопентилгликоль, триметилолпропан и пентаэритритол
и т.д. Кроме того, можно перечислить такие жирные кислоты алкила, имеющие прямую
или разветвленную цепочку, как, например, пентан угольная кислота, гексан угольная кислота, гептан угольная кислота, октан угольная кислота, неопентан угольная кислота, неогексан угольная кислота, неогептан угольная кислота, 2-метилгексан угольная кислота, 2этилгексан угольная кислота, 3,5,5-три-метилгексан угольная кислота и т.д.
Парафиновое или нефтановое минеральное системное масло или системное масло алкилбензол и т.п., имеющее отличное сопротивление истиранию, стабильность окисления,
способность электрической изоляции и т.д. и чья динамическая вязкость при 40 °С составляет 36,2 cst, хотя его совместимость с таким хладагентом, как R134a, хуже, тоже может
быть примешано к указанному холодильному машинному маслу. Можно перечислить
Sanicj-1GS (товарное название) в качестве минерального системного масла и Shrieve 01150 0 (товарное название) в качестве системного масла алкилбензола.
Системное масло полиол-сложный эфир нужно удерживать при более чем 10-15 мас. %
или более желательно, должно содержаться при более чем 20 весовых процентах.
0,3 мас. % фенольного антиоксиданта - 2.6-ди-терциарибутилфенола (DBPC), препятствующего системному окислению, в качестве присадки добавляется в это масло полиолсложный эфир для предупреждения окисления/ухудшения при длительном периоде хранения, и 0,25 мас. % эпоксидной системной присадки добавляется для предотвращения
гидролиза.
Для информации, при необходимости к этому маслу полиол-сложный эфир добавляется вещество инактивации меди - 5 частиц на миллион бензотриазола (ВТА) и присадка
крайнего давления - 1 мас. % трикресилфосфата (TCP).
Общие химические составы могут применяться в качестве вещества, препятствующего окислению, но особенно желательны фенольные антиоксиданты, препятствующие системному окислению, и, например, можно использовать 2, 6-ди-терциарибутил-паракрезол,
2, 6-ди-терциарибутил-фенол, 2, 4, 6-три-терциарибутил-фенол и т.д.
С другой стороны, в качестве эпоксидной системной присадки желательно применять
фенилглицидилэфир, 2-этилгексил-глицидилэфир, 1,2-эпоксид-циклогексан и т.д.
Производные бензотриазола желательно применять как вещество инактивации меди и,
например, можно использовать 5-метил-1Р-бензотриазол, 1-ди-оксил-аминометил-бензотриазол и т.д. Трехзамещенные эфиры фосфорной кислоты желательно применять в качестве присадки крайнего давления, и, например, можно использовать трифенил-фосфаген,
три-терциарибутилфенил-фосфат в добавление к трикресилфосфату.
Гидрофтороуглерод, например R134a, герметизируется в цикле охлаждения А.
R134a должен регулироваться по чистоте при 99, 97, 25 весовых процентов, со смесью
системного хладагента хлора с 56 частицами на миллион.
Кроме того, равновесное содержание воды (представленное в уравнении 1 ниже)
внутри цикла охлаждения необходимо поддерживать таким, чтобы оно составляло 150
частиц на миллион в начальном рабочем состоянии.
Остаточный объем содержания воды
во время цикла охлаждения
× 10 6 ( частиц на миллион) .
Заполненный объем масла +
заполенный объем хладагента
(1)
Влагоотделитель F, используемый в цикле охлаждения А, имеет абсорбент влаги с
диаметром расточки 3А. Кроме того, объем остаточного воздуха внутри цикла охлаждения А установлен как 0,005 мас. % от внутреннего объема цикла.
Объем остаточного кислорода внутри цикла охлаждения А поддерживается в количестве менее 0,001 объемного процента от внутреннего объема цикла охлаждения.
8
BY 6129 C1
Твердое масло алкилбензол (ниже называемое НАВ) или системное масло сложного
эфира используется при механической обработке и сборке компонентных частей компрессора В и конденсатора С, образующих холодильную установку, и используемый объем
НАВ регулировался до величины менее 10 % от герметизированного объема масла в цикле охлаждения А.
Кроме того, объем хлора, остающегося на компонентных частях холодильной установки, поддерживался в количестве менее 20 частиц на миллион относительно общего
объема масла 27 и R134a, герметизируемых в цикле охлаждения А.
Таким образом, общий объем хлора в смешанном объеме системного хладагента хлора
(CFC, HCFC и т.д.) внутри хладагента 134а, герметизируемого в цикле охлаждения А, и в
объеме, остающемся на компонентных частях холодильной установки, поддерживается в
количестве ниже 100 частиц на миллион относительно общего объема масла 27 и хладагента, герметизируемого в цикле охлаждения А.
Кроме того, проволока обмотки 14 из двигателя 11 компрессора В покрыта изолирующим материалом с двухслойной структурой, где слой из жароупорного сложного эфира (THEIC) или из имида кислоты сложного эфира находится с внутренней стороны и,
более того, слой из имида кислоты амида находится с внешней стороны, а пленка PET
низкой олигомерной спецификации (ниже чем 0,6 весовых процентов в качестве примера)
используется как изолирующая пленка Р для изоляции проволоки обмотки 14.
Масло 27 смазывает скользящую фаску между роликом 17 и лопастью 20, которые являются скользящими элементами ротационного компрессора 12.
Хладагент, протекающий внутри цилиндра 16 ротационного компрессора 12 и снижаемый совместным действием ролика 17 и лопасти 20, образован R134a, совместным с
маслом 27 полиол-сложный эфир.
Цифрой 28 обозначена трубка всасывания, закрепленная на закрытом сосуде 10 и
предназначенная для направления хладагента в сторону всасывания цилиндра 16, тогда
как цифрой 29 обозначена трубка выпуска, закрепленная на верхней стенке закрытого сосуда и предназначенная для выпуска хладагента из закрытого сосуда 10 посредством двигателя 11.
В составе холодильного машинного масла, используемого в ротационном компрессоре, имеющем такую структуру, хладагент R134a, протекающий в сторону всасывания цилиндра 16 от трубки всасывания 28, сжимается совместным действием ролика 17 и
лопасти 20, затем он проходит через отверстие выпуска 24, выпускной клапан 25 и идет в
шумоглушитель 26. Хладагент, находящийся внутри этого агрегата, выпускается из закрытого сосуда 10 по трубке выпуска 29 посредством двигателя 11. Масло 27 подается к
скользящим фаскам скользящих деталей ролика 17 и лопасти 20 ротационного компрессора 12 для их смазки. Кроме того, хладагент, сжатый в цилиндре, удерживается от вытекания в сторону низкого давления.
В общем случае масло выпускается в сторону конденсатора С из этого закрытого сосуда 10 вместе с хладагентом, который выпускается из трубки выпуска 29 ротационного
компрессора В. Однако холодильное машинное масло течет через цикл охлаждения А мимо хладагента в зоне высокой температуры с высоким давлением хладагента, но вязкость
масла становится высокой и его текучесть теряется в области низких температур с низким
давлением хладагента и имеет тенденцию застаиваться внутри цикла охлаждения А, а
именно внутри испарителя Е. Это в особенности проявляется в случае традиционного парафинового и нафтанового системного минерального масла, имеющего худшую совместимость с хладагентом или с холодильным машинным маслом - маслом алкилбензолом и
т.п., температура замерзания которого не становится ниже из-за хладагента, и вязкость
масла становится еще выше внутри испарителя Е и его текучесть заметно теряется. Для
решения этой проблемы в данном изобретении используется базовое масло - масло полиол-сложный эфир, совместимое с хладагентом, таким как R134a, которое смешивается с
9
BY 6129 C1
базовым минеральным маслом или маслом алкилбензола, что может компенсировать недостаток гидролиза и т.п. масла полиол-сложный эфир. Кроме того, путем смешивания
хладагент R134a и т.д. растворяется в смешанное масло, температура замерзания при этом
падает, и может достичь подавление повышения вязкости, так что его текучесть внутри
испарителя Е может не ухудшаться.
Можно защитить химическую стабильность смешанного масла путем ограничения
системного масла полиол-сложный эфир, содержащегося в минеральном масле или в масле алкилбензол, от 10 до 50 весовых процентов. Этот факт может быть подтвержден из
следующих экспериментов: не просто возвращенное состояние смешанного масла 27 было
подтверждено с использованием испытательной машины цикла охлаждения, как показано
на фиг. 3, но и общий коэффициент кислотности холодильного машинного масла оценивался с использованием железа и меди в качестве катализаторов при нормальном атмосферном давлении.
Цифрой 30 обозначен ротационный компрессор, соответствующий ротационному
компрессору В, цифрой 31 - теплообменник, соответствующий конденсатору С, цифрой
32 - устройство понижения давления, соответствующее устройству понижения давления
(капиллярная трубка) D, а цифрой 33 - теплообменник, соответствующий испарителю Е, и
все они соединены трубками. Стекло 34 для наблюдения с целью подтверждения объема
холодильного машинного масла установлено на ротационном компрессоре 30.
Условия испытаний были установлены для подтверждения свойств возврата масла для
смешанного масла 27, когда соотношение компонентов смеси между маслом алкилбензол
и системным маслом полиол-сложный эфир изменилось: производительность ротационного компрессора 30 при 175 Вт, температура конденсации теплообменника 31 при 40 °С,
температура испарения теплообменника 33 при -25 °С и R134a в качестве используемого
хладагента. Кроме того, катализаторы - железо и медь - вносились в смешанное масло 27
при нормальном атмосферном давлении и нагревалось до 90 °С для измерения общего коэффициента кислотности по истечении 30 дней. В табл. 1 представлены результаты.
Таблица 1
Соотношение Масло ал100
95
90
80
50
20
0
компонентов кил-бензол
смеси
(мас. %)
Масло полиол-сложный эфир
(мас. %)
Стабильность
к нагреву
Общий коэффициент
кислотности
(мг КОН/г)
Свойство по
возвращению
масла
0
5
10
20
50
80
100
<0,01>
<0,01
0,01
0,01
0,02
0,06
0,06
Хорошие
Хорошие
Хорошие
Плохие
Плохие Слегка Хорошие
Критерии: плохие - уровень масла внутри компрессора упал.
Хорошие - уровень масла внутри компрессора вряд ли изменился.
10
BY 6129 C1
Легкое разъедание появляется на скользящих участках, если общий коэффициент кислотности превысит уровень 0,02 мг КОН/г.
В результате из табл. 1 можно заключить, что способность возвращения масла, стабильность к нагреву смешанного масла 27 благоприятны, когда системное масло полиолсложный эфир содержится в количестве 10-15 мас. % вместо масла алкилбензол. Вероятно, что это можно отнести за счет того факта, что гидролиз системного масла полиолсложный эфир за счет нагрева при трении в скользящих участках ротационного компрессора 30 можно подавлять, делая объем системного масла полиол-сложный эфир меньшим,
чем объем масла алкилбензол. А причину, по которой свойства к возвращению масла становятся лучше, когда его процент в смеси становится выше, вероятно, можно отнести за
счет того факта, что хладагент R134a разлагается (растворяется) в системном масле полиолсложный эфир, температура точки замерзания смешанного масла 27 понижается и поэтому
ухудшение вязкости смешанного масла внутри испарителя 33 подавляется.
В соответствии с настоящим вариантом реализации вышеупомянутая схема установки
может выполнять следующие действия: поскольку чистота хладагента R134a чрезвычайно
высока при выполнении установки по п. 1 формулы изобретения, посторонние материалы
и CFC вряд ли входят в цикл охлаждения А. Хлор не может разложить масло полиолсложный эфир 27 с образованием жирной кислоты, поэтому можно предотвратить образование металлического мыла после его реакции с металлами, можно уменьшить осаждение
шлама, можно обеспечить совместимость между маслом полиол-сложный эфир и хладагентом R134a и тем самым можно получить стабильные рабочие характеристики.
Масло полиол-сложный эфир данного изобретения обеспечивает лучшую совместимость с системным хладагентом гидрофторуглеродом, таким как R134a и т.п., во всей используемой области температур холодильной установки, и оно может исключить двухслойное разделение между хладагентом и маслом. Следовательно, поскольку масло полиол-сложный эфир 27 существует в состоянии растворения в R134a во всех областях
низких температур ниже -30 °С в цикле охлаждения А и в целом получают низкую вязкость, возвращение масла в компрессор становится благоприятным. Поэтому можно исключить падение уровня масла в компрессоре В, можно обеспечить подачу масла к
скользящим участкам подшипников 22 и 23 для предотвращения их разъедания и обгорания. Более того, благодаря действию сложного эфира за счет, в основном, молекулярной
ориентации самого масла на металлических поверхностях скользящих участков вала 19 и
подшипников 22 и 23 компрессора В для повышения смазочных свойств и благодаря действию указанного масла-сложного эфира, растворяющегося в R134a, фактическая вязкость
масла полиол-сложный эфир 27, согласно этому изобретению, может быть понижена со
снижением потерь на механическую работу и с повышением фактического коэффициента
производительности компрессора В.
Кроме того, поскольку шламоуловитель G (образованный путем сцепления активных
частиц глинозема со связующим веществом) для захвата шлама в цикле был установлен со
стороны совокого давления цикла охлаждения А, шлам, вырабатываемый в цикле охлаждения А, и жирная кислота, получаемая при гидролизе масла-сложного эфира, могут адсорбироваться этим шламоуловителем, чтобы предотвратить образование металлического
мыла.
Далее, поскольку масло акилбензол или минеральное масло используются в качестве
его базового масла в дополнение к маслу полиол-сложный эфир как базовому маслу холодильного машинного масла 27 в соответствии со структурой п. 4 формулы, недостатки
масла полиол-сложный эфир, а именно гидролиз за счет нагрева при трении скользящих
участков 19, 22 и 23 компрессора, можно уменьшить до минимального уровня, можно подавить образование металлического мыла и можно практически предотвратить появление
шлама. Поэтому падение уровня масла компрессора В можно ликвидировать, можно
обеспечить подачу масла к скользящим участкам подшипников и можно предотвратить их
разъедание и обгорание.
11
BY 6129 C1
Более того, установка может не дать маслу 27 вызывать гидролиз в начальный период
работы холодильной установки, уменьшить общий коэффициент кислотности, подавить
выделение шлама из-за образования металлического мыла и может обеспечить хорошие
характеристики смазки скользящих участков 19, 22 и 23.
Это было также подтверждено результатами эксперимента при испытании трубы, в
которой герметизировалось системное масло полиол-сложный эфир 27 данного изобретения, к которому добавлялся DBPC.
А именно, когда к системному маслу полиол-сложный эфир 27 данного изобретения
добавлялся DBPC в условиях, при которых содержание воды устанавливалось 200 частиц
на миллион в процессе ускоренного старения при 90 °С × 29 дней, общий коэффициент
кислотности становился ниже, чем 0,01 мг КОН/г в начальной стадии, и можно было получить благоприятный результат.
Кроме того, установка по п. 7 формулы может препятствовать окислению/ухудшению
масла полиол-сложный эфир и шлама из-за полимеризации и характеризуется высочайшей надежностью.
Это было также подтверждено экспериментальными результатами в ходе испытаний с
герметизированной трубой, в которой герметизировалось масло полиол-сложный эфир
данного изобретения с добавлением в него DBPC.
А именно, когда к системному маслу полиол-сложный эфир 27 данного изобретения
добавлялся DBPC при условиях, при которых остаточный объем кислорода внутри цикла
охлаждения А был установлен на уровне менее 0,01 объемного процента при ускоренном
старении при 90 °С × 29 дней, общий коэффициент кислотности становился ниже, чем
0,01 мг КОН/г в начальной стадии, и можно было получить благоприятный результат.
Далее, поскольку твердое масло алкилбензол (НАВ) и масло-сложный эфир, более
легко растворяемое в К134а, были использованы при механической обработке и сборке
компонентных частей, а объем используемого НАВ был ограничен, остаточный объем
хлора суб-материалов процесса может быть значительно уменьшен для предотвращения
его спекания с испарителем Е и т.п. в цикле охлаждения А и для своевременного предотвращения снижения производительности процесса охлаждения и уменьшения повреждения оборудования В, С, D, Е и F.
Поскольку объем хлора, остающийся на компонентных частях компрессора В, конденсатора С и разнообразных трубках, образующих холодильное устройство, устанавливается в соответствии с п. 9 формулы, становится возможным предотвратить образование
металлического мыла путем разложения, окисления, ухудшения и реакции полимеризации
масла полиол-сложный эфир 27 и образование высокомолекулярного шлама, и не дать
шламу застаиваться в испарителе Е и т.п. цикла охлаждения А.
Более того, поскольку общее количество хлора в смешанном объеме системного хладагента R134a, герметизируемом в цикле охлаждения А, и остающегося на компонентных
частях холодильной установки менее 100 частиц на миллион относительно общего объема
масла 27 и хладагента, герметизируемого в цикле охлаждения, смешивание хлора в цикле
охлаждения А можно регулировать как целую единицу, что предупреждает образование
металлического мыла при разложении, окислении/ухудшении и полимеризации/реакции
масла полиол-сложный эфир и образование высокомолекулярного шлама, что создает холодильную установку, способную показывать стабильные рабочие характеристики.
Далее, масло полиол-сложный эфир 27 данного изобретения может повысить стабильность к износу при окислении по сравнению с гликольным маслом и т.п. и может повысить рабочие характеристики и надежность компрессора В.
Это также можно подтвердить результатами эксперимента при испытаниях с трубой,
где герметизировалось системное масло полиол-сложный эфир 27 данного изобретения, к
которому добавлялся DBPC.
12
BY 6129 C1
При этом, когда к системному маслу полиол-сложный эфир данного изобретения добавлялся DBPC при условиях, при которых содержание воды устанавливалось 200 частиц
на миллион при ускоренном старении при 90 °С × 29 дней, общий коэффициент кислотности становился ниже, чем 0,01 мг КОН/г начальной стадии, и можно было получить благоприятный результат.
Более того, масло полиол-сложный эфир может адсорбироваться на медных скользящих поверхностях для элементов 19, 17, 22 и 23, можно подавлять его каталитическое
действие и гидролиз холодильного машинного масла.
Кроме того, можно образовать пленку с сильной химической адсорбцией на скользящих фасках элементов 19, 17, 22 и 23 посредством установки, создавая смазочные свойства их скользящих участков, что предотвращает их разъедание и обгорание.
Гидролиз может подавляться установкой, что может уменьшить общий коэффициент
кислотности, подавить образование металлического мыла и повысить надежность установки.
Указанные результаты работы можно также подтвердить на основании данных, полученных при испытаниях на выносливость с использованием реальной машины, показанных на фиг. 4, на которой время испытания на выносливость откладывалось по оси
абсцисс, а уровень загрязнения (объем шлама) откладывался по оси ординат. Изученные
образцы и условия испытаний представлены в табл. 2 ниже.
Таблица 2
Присадка
Стандарт производства
I
Присадки нет
А
II
X
А
III
Y
А
IV
Z
В
Присадка X: DBPC + ВТА.
Присадка Y: DBPC + ВТА + TCP.
Присадка Z: DBPC + ВТА + TCP + эпоксид.
Стандарт производства: А (обычный стандарт).
Чистота хладагента: 99,90 мас. %.
Равновесное содержание воды в цикле охлаждения А: 600 частиц на миллион.
Остаточный объем кислорода в цикле охлаждения А: 0,03 объемных процента.
Остаток хлора в цикле охлаждения А: 400 частиц на миллион.
Стандарт производства В: (стандарт данного изобретения).
Чистота хладагента: 99,95 мас. %.
Равновесное содержание воды в цикле охлаждения А: 200 частиц на миллион.
Остаточный объем кислорода в цикле охлаждения А: 0,01 объемных процентов.
Остаток хлора в цикле охлаждения А: 100 частиц на миллион.
Наилучший результат был показан образцом IV по стандарту В (где частота хладагента и содержание воды, объемы хлора и кислорода в цикле охлаждения А были ограничены, как перечислено выше), (чей стандарт изготовления установки был ограничен, как
показано в настоящем изобретении) с использованием образца Z системного масла полиол-сложный эфир 27 данного изобретения, к которому добавлялась присадка (DBPC,
эпоксид и т.д.).
Кроме того, результаты работы для случая добавления шламоуловителя данного изобретения были также подтверждены результатами испытаний на выносливость с использованием реальной машины, показанной на фиг. 5. На фиг. 5 время испытания на
выносливость откладывалось по оси абсцисс, а уровень загрязнения (объем шлама) откладывался по оси ординат аналогично графикам фиг. 4. Изучаемые образцы и условия испытания перечислены в следующей табл. 3.
13
BY 6129 C1
V
VI
VII
VIII
IX
Присадка
Нет присадки
X
Y
Y
Z
Стандарт производства
А
А
А
А
В
Таблица 3
Шламоуловитель
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
Присутствует
Отсутствует
Для информации, коды условий в табл. 3 означают приведенные выше условия.
Поскольку образец VIII, когда был установлен шламоуловитель G, показал наилучший
результат, можно сделать вывод, что наилучшее массовое уменьшение загрязняющего
вещества может быть получено с указанным образцом.
Кроме того, результаты работы для случая смешивания системного масла полиолсложный эфир по данному изобретению с минеральным маслом или маслом алкилбензола
могут также быть подтверждены результатами испытаний на вынословость при использовании реальной машины, показанной на фиг. 6. На фиг. 6 время испытания на выносливость откладывалось по оси абсцисс, а уровень - аналогично фиг. 4. Изучаемые образцы и
условия показаны в следующей табл. 4.
Таблица 4
Холодильное машинное масло
Присадка
Стандарт производства
X Одно масло полиол-сложный эфир
Нет присадки
А
IX Смешанное масло
Нет присадки
А
XIII Смешанное масло
X
А
XIII Смешанное масло
X
А
XIV Смешанное масло
Z
В
Коды в условиях табл. 3 обозначают вышеописанные условия.
Было подтверждено, что смешанное масло может уменьшить уровень загрязнения более эффективно, чем одно системное масло полиол-сложный эфир.
Данный вариант реализации был объяснен использованием R134a в качестве системного хладагента гидрофторуглерода, но это не должно ограничивать круг используемых
хладагентов, т.к. системное масло полиол-сложный эфир этого изобретения может показывать хорошую совместимость также с другими хладагентами ГФУ и может применяться
в этих хладагентах.
Согласно настоящему изобретению, как описано выше, гидролиз из-за воздействия
воды на системное масло полиол-сложный эфир может быть подавлен для уменьшения
общего коэффициента кислотности, для подавления образования металлического мыла,
неблагоприятно влияющего на цикле охлаждения, и также для подавления разложения,
ухудшения при окислении и реакции полимеризации из-за воздействия кислорода и хлора
на образование металлического мыла и высокомолекулярного шлама, и тем самым создается возможность для получения подходящей холодильной установки путем поддержания
чистоты системного хладагента гидрофторуглерода до высокого значения, с использованием конкретного сырья для используемого системного масла полиол-сложный эфир, с
использованием сырья в конкретном диапазоне физических свойств, с добавлением специальной присадки, с подавлением равновесного содержания воды цикла охлаждения, с
ограничением остаточного объема кислорода в цикле охлаждения, и использованием
твердого масла алкилбензола (называемого НАВ) или системного масла сложного эфира
для масла, используемого для процессов механической обработки и сборки компонентов
частей, и с ограничением смешанного объема системного хлорсодержащего хладагента и
объема хлора, остающегося на компонентных частях.
14
BY 6129 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
284 Кб
Теги
by6129, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа