製冷裝置和製冷壓縮機的製作方法

2023-07-02 10:56:41 4

專利名稱：製冷裝置和製冷壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製冷循環和製冷壓縮機，特別涉及一種製冷循環構成材料系統，它包括適於無氯並具有40℃或更高的臨界溫度的氟利昂製冷劑，例如氟裡昂134a的一種制冷機油的成份;以及難以被制冷機油的成份腐蝕變質的電器絕緣材料和一種乾燥劑。
近年，含氯氟裡昂(氯碳氯化合物，縮寫為CFC)已被列入在規定之下使用的化合物清單之中，其原因在於全世界為解決環境保護，特別是臭氧層破壞和全球變暖問題。
所有包括在規定之下使用的化合物清單之中的氟裡昂都是含氯氟裡昂，例如氟裡昂11，12，113，114，115，等等。氟裡昂12，已被禁止用於製冷裝置例如制冷機，乾燥機等等作為製冷劑，它也已被列入此清單之中。
因此，需要一種能用來替代氟裡昂12的製冷劑。氟氫碳化合物(HFC)對臭氧層具有較低的反應並在空氣中有較短的分解周期，最近已被指定為一種替代製冷劑，氟利昂134a(1，1，1，-四氟代乙烷，CH2FCF3)是這種製冷劑的一種典型例子。詳細地說，在氟裡昂12(CCLF2，二氯二氟代甲烷)的消耗臭氧層潛能(OOP)為1時，氟裡昂134a是零。當氟裡昂12的全球變暖潛能(GWP)為1時，氟裡昂134a的是0.3或更小。氟裡昂134a不可燃並且在熱力性質上與氟裡昂12相似，便如溫度-壓力特性，因此，據說氟裡昂134a有這樣的優點，即它能對採用氟裡昂12的製冷裝置例如制冷機，乾燥機和製冷壓縮機進行改變不大的情況下投入實際使用。
然而，氟裡昂134a具有一種獨特的化學結構，因此有很特別的性質，由於，它與制冷機油例如用於傳統的使用氟裡昂12的製冷系統中的礦物油和烷基苯油相溶性十分小，所以它根本不能投入實際應用。此外，這種溶劑，包括對潤滑和壓縮機機械部件滑動部分的耐磨性能的改進效果，對電氣絕緣材料的影響，對乾燥劑的影響等等都是問題。因此熱切期望開發出一種新穎的構成壓縮機和製冷裝置的材料系統。
因此，在討論制冷機油和製冷劑的可溶性之前，首先對使用氟裡昂型製冷劑的傳統製冷壓縮機和製冷裝置參照圖7至圖9進行說明。
圖7是傳統封閉式旋轉壓縮機的主要部件的垂直橫剖視圖。圖8是說明壓縮機的壓縮部分的排氣容積橫剖視圖。圖9是表示普通製冷循環結構的示意圖。
在圖7中，序號1表示一個既可作為密封容器又作為油池的殼體。在殼體1中，容納了電動機部分22和壓縮機部分23。
電動機22是由定子19和轉子20所組成，並且由鑄鐵製成的轉軸4A安裝在轉子20之中，轉軸4A具有一偏心部分3和一個以空心形式製成在偏心部分3一側的一個軸孔17。
定子19的繞線部分19a的芯線用亞胺酯膜塗覆，而且一聚對苯二甲酸乙二(醇)酯的電絕緣膜插在定子芯部和繞線部之間，轉子4A具有一徑磨削的光滑表面。
壓縮機23，作為它的主要機械構件，具有一個由鐵基燒結製品製成的氣缸2，一個由鑄鐵製成的滾子7，它安裝在轉軸4A的偏心部3之中並且沿氣缸2的內表面偏心轉動;一個高速鋼滑片，它在氣缸2的槽8中往復運動，同時滑片一側與滾子7相接觸，而另一側被彈簧9推著;以及一主軸承5和一輔助軸承6，它們均由鑄鐵或鐵基燒結製品製成，它們設置在氣缸的兩端，作為轉軸4A的軸承和作為氣缸2的側壁使用。
輔助軸承6具有一排氣閥27，而排氣蓋25附在其上以便形成一消音器28。主軸承5，缸2和輔助軸承6用螺栓21緊固。
泵室12是由一個空間和圍繞該空間的另件，即滑片10的背，氣缸2的槽8，主軸承5和輔助軸承6所組成。
主軸承5具有一吸入件14，它能把環烷型或烷基苯型制冷機油13A吸到泵腔12之中，在該油中已溶解了貯存在殼1底部中的氟裡昂氣體。輔助軸承6有一排放口16，它能把制冷機油13A從泵腔12排到油管15之中，油管15設計成能夠把制冷機油13A供給轉軸4A的軸孔17，然後從軸孔17通過一支流開口18供給予定的滑動部分。
此種結構的旋轉壓縮機的動作以下參照圖7和圖8進行說明。在壓縮機運行時鑄鐵製成的轉軸4A旋轉，淬硬鑄鐵製成的滾子7隨著轉軸4A的旋轉而轉動，高速鋼滑片10被彈簧9推動而它的另一端與滾子7相接觸的同時滑片在鑄鐵或鐵基燒結製品製成的氣缸2上的槽8中往復運動。因此，滑片10壓縮了通過製冷劑吸氣口(沒畫)流入的製冷劑(氟裡昂12)，並且該製冷劑通過製冷劑排放口24由排放管29排出壓縮機。定子的繞線部19a和電絕緣膜(沒畫)浸泡在含有溶解了氟裡昂的制冷機油之中，或者它們暴露在具有制冷機油的薄霧的環境之中。
在由氟裡昂12和礦物油或烷基苯油所構成的傳統制冷機油的混合物的情況下，氟裡昂12在所有使用範圍內與制冷機油都完全溶解，所以根本沒有必要去留心制冷機油與氟裡昂134a間可溶性所涉及的各種在後面還要詳細敘述的問題，即在壓縮機和熱交換器中的制冷機油的積存處，製冷劑和製冷制油都分離成兩層。然而，在具有獨獨特性質的無氯氟代碳氫化合物類的製冷劑，例如氟裡昂134a，的情況下，製冷劑與制冷機油的可溶性在實際中成了最嚴重的問題，因為不存在能夠容易溶解在製冷劑之中的實際的制冷機油一般說來，為改進壓縮機的性能，即性能係數(COP)-它表示能量效率，減少壓縮機的機械損耗和加大容積效率是必要的。
製冷壓縮機的機械損失主要包括機械部件上頸軸承和推力軸承上的摩擦損失和攪動油的動力損失。一般來說，最好的手段是減少摩擦係數(μ)的值，它由下列基於桓樞軸承的流體動力學的潤滑理論的下列公式所規定μ＝2π2(D/C)ηN/P (9)其中N轉速P表面壓力η粘度D軸徑C徑向間隙這個事實表明，在流體動力潤滑條件下的運行的製冷壓縮機，不僅關於尺寸和形狀的結構因素與壓縮機的機械損失密切相關，而且含有溶解的氟裡昂的制冷機軸的實際粘度，該粘度是個受運行環境影響的因素，也與壓縮機的機械損失密切相關。
另一方面，為保持最高的容積效率，必需在壓縮製冷劑氣體的機械腔中，對壓縮製冷氣體工作另件之間進行密封，防止製冷氣體從高壓倒向低在側洩漏。應當指出在這種情況下，含有溶解了製冷劑的制機油的實際粘度具有重要作用。
如上所述，在先前的使用了氟裡昂12的製冷壓縮機和使用這種製冷壓縮機的製冷裝置中，對於改進壓縮機性能來說，重要的是在通常運行條件下估價設立在運行點處含有溶解了製冷劑的制冷機油的最佳實際粘度。
即使在少有情況下，在比通常運行條件嚴酷的多的高溫環境中，製冷裝置例如制冷機或乾燥機也能運轉。在這種情況下，裝置的潤滑進入了稱之為臨界潤滑區域，在這區域中潤滑油層變薄，使得軸承的滑動部分的金屬表面相互接觸。隨後，摩擦係數立即增加，導致發熱，因此，在軸承和轉軸之間發生了磨傷或咬合及粘著現象並使製冷壓縮機的可靠性惡化。因此，為了甚至在臨界潤滑條件下也能防止致命的問題發生，需要某些考慮。在傳統使用氟裡昂12的製冷壓縮機中，氟裡昂12中的氯有效地作為一種極端壓力作用劑作用。詳細地說，當在軸承和轉軸之間發生磨傷或咬合和粘著現象時，溶解在制冷機油中的製冷劑氟裡昂12作為軸承潤滑油使磨傷或咬合式粘著現象所產生的摩擦熱分解，而氯，即分解的產物與軸承表面的鐵發生反應，生成作為一種潤滑劑的氯化鐵。
如上所述，在製冷裝置使用了高壓容器型旋轉壓縮機的情況中，例如冰箱，製冷壓縮機和製冷裝置，在它們滿足了下面要說明的周圍溫度30℃的運行條件下，它們在表示能量效率的性能係數和產品可靠性方面是令人滿意的，而且大多數產品已在這種範圍內使用。壓縮機的排放壓力大約10kg/cm2abs;油溫大約100℃;制冷機油烷基苯油或礦物油，粘度在40℃時56cst，在100℃時6cst，實際粘度在1到4cst中變化。
另一方面，在使用低壓容器型往復壓縮機(其結構和運轉說明省略了)的製冷裝置的情況中，例如，冰箱，已使用的製冷壓縮機和製冷裝置在周圍溫度為30℃時滿足下列運行條件;壓縮機的吸氣壓力大約1.6kg/cm2abs;油溫85℃，制冷機油礦物油，粘度在40℃時8到15cst，在100℃時1.8到4.2cst，實際粘度在2到6cst變化。
其次，由吸氣、壓縮，然後排出氟裡昂類製冷劑的製冷壓縮機提供的基本製冷循環，下面參照圖9來說明。
如圖9所示，壓縮機40壓縮一種低溫，低壓的製冷劑氣體，結果排出高溫、高壓的製冷劑氣體並將其送至冷凝器41。送至冷凝器41的製冷劑氣體變成高壓，高溫的製冷製劑液體，同時把它的熱釋放到空氣之中，然後它被送到膨脹機構42(例如一個膨脹閥或一個毛細管)，同時由乾燥器45使其脫水。通過膨脹機構的高溫，高壓的製冷劑液體由於擠壓效應變成低溫、低壓的溼蒸汽，並被送至蒸發器43。被導入蒸發器43中的製冷劑蒸發，同時從周圍吸收熱，並且從蒸發器43出來的低溫、低壓氣體被吸入壓縮機40中。此後，重複上述循環。
此處的製冷劑，氟裡昂12先前已被使用。然而，如前所述，氟裡昂12是在規定之下使用。採用氟裡昂134a替代氟裡昂12，因為用於氟裡昂12的傳統的礦物類或烷基苯類的制冷機油與氟裡昂134a可溶性很小從而是產生了很多問題。因此，與氟裡昂134a具有很好互溶性的制冷機油已被有力地開發，並且已提出各種制冷機油。這種制冷機油的典型例子，公知的是具有醚鏈的化合物，下面舉例說明。
例如，日本專利申請公開號1-259093，披露了「一種用於氟裡昂壓縮機的制冷機油」它是由通式表達的一種丙二醇的單醚做為基油
其中R是一個具有1到8個碳原子的烷基團，而n是一個4到19的整數。日本專利申請公開號1-259094披露了一種二乙醚型化合物，它是通過醚化丙二醇的一端而獲得的，它由通式表示為
其中每個R1，R2是一個具有1到8個碳原子的烷基因，而n是一個整數(平均分子重量300到600)，而且日本專利申請公開號1-259095披露了一種單醚型化合物，它是一種丙二醇和乙二醇的聚合物，由通式表示為
其中R是一個具有1到14個碳原子的烷基團，而m和n是整數，m∶n的比例是6∶4到1∶9(平均分子重量∶300到2，000)。
這些聚亞烷基二醇與傳統的礦物油和烷基苯油的差別敘述如下。由於把乙醚鏈引入分子，提高了對氟裡昂134a的親和性，大大改進了與氟裡昂134a的互溶性，因此，在壓縮機的滑動部分製冷潤滑分離成兩層的現象(製冷劑和制冷機油相互不可溶並分離的現象，以後僅稱為「兩層分離」)能夠被防止了;由於油粘著到熱交換器的內壁的滯留現象被制止而導致油回流到壓縮機，並且解決了涉及壓縮機和製冷裝置可靠性的諸問題，例如，在壓縮機的滑動部分上的磨傷和咬合問題。
然而，這種含有如此大量醚鍵(C-O-C)的化合物，有下列缺點，(1)它們具有高的飽和水吸收率(它們易吸水);
(2)它們具有低的體積電阻率;
(3)它們具有低的氧化穩定性，使得整個酸值易於增加。
因此，這些合物不適合用於把封閉電機作為製冷壓縮機和製冷裝置的電動機。即，雖然這些化合物改進了與製冷劑的可溶性，但它們浸蝕電機的絕緣材料，導致電絕緣性能惡化是個缺點。上述所有化合物中，具有醚鍵的端基是可用氫封端，而氫進一步增加了吸溼率。因此，已經提出用一酯基替代氫以獲得由下列分子式表示的一種制冷機油(見日本專利申請公開號2-132178)
其中R是一個烴基，R1是一個亞烷基，R2是一個烷基，而n是一個整數，它使化合物的粘度在10到300cst變化(40℃時)。
然而，用這種化合物的製冷劑改進可溶性也是通過分子中大量的醚鍵帶來的，象上述化合物一樣，這種化合物也有上述化合物情況下的同樣問題。
因此，具有醚鍵的化合物因為上述問題(1)而趨向吸水，並且化合物自身由於水而水解變得不穩定。進一步說，水的冷凍，阻塞了製冷循環的毛細管，擾亂了壓力平衡。化合物的體積電阻率如問題(2)所述一樣低，使電絕緣性質惡化。當整個酸值如問題(3)所述一樣增加時，化合物被水解，變得不穩定。
如上所述，作為一種傳統製冷劑氟裡昂12的替代製冷劑來使用的氟裡昂134a也有下列致命問題。由於它的獨特的分子結構，氟裡昂134a對先前已用的礦物類或烷基苯類制冷機油親和力低，因此它缺少與製冷壓縮機和製冷裝置中必不可少的制冷機油的可溶性。
已作為嘗試改進這種可溶性，但是伴隨而來的問題，例如電絕緣性質的惡化，水的問題，以及不穩定性問題，例如由酸對化合物的水解和分解。每個問題在下面都有更詳細的說明。
(1)、具有壞的可溶性的一種制冷機油從下述的使用性能和可靠性的觀點來看，不能在製冷壓縮機和製冷裝置中投入實際使用。
一般來說，當一種制冷機油在製冷劑中的可溶性低時，從壓縮機排出的油在熱交換器中被分離並且油粘著到壁的表面上並停留下來，使返回壓縮機的油量減少。隨後，壓縮機中的油麵降低，這樣一種稱之為幹油現象發生，結果使油麵降低。
當壓縮機暴露在密封大量製冷劑的製冷裝置中的低溫環境中時，下述麻煩發生了，在一個稱之為擱置不動狀態，在此狀態液體製冷劑優先呈現在壓縮機的底部，出現在底部的低粘度液體製冷劑作為兩層分離的結果被加到轉軸的滑動部分，使得保證潤滑油膜變得困難，導致損壞壓縮機。
另一方面，對於製冷裝置，已分離粘著到低溫的蒸發器的內壁的制冷機油，形成一絕熱層，因此它嚴重地抑制了熱傳導能力。加之，當這種制冷機油的蠟堵塞了膨脹機構(毛細管)或管道，製冷劑的循環量大大減少，導致製冷能力降低。對於壓縮機，吸入氣體的壓力降低，而排放氣體的壓力增加。因此，制冷機油的熱惡化和對軸承的損壞發生了，結果製冷壓縮機和製冷裝置長期可靠性大大降低了。
因此，(1)本發明的第一個目的是解決這種傳統問題並提供一種製冷裝置和一種製冷壓縮機，其備有一種制冷機油，該油適於與不含氯的氟裡昂類製冷劑，典型例子是氟裡昂134a，高度可溶，更特別的是，本發明主要做出的改進是關於，例如。
(1)水吸收性質;
(2)體積電阻率;
(3)氧化惡化。
並且探求一種新穎的制冷機油成份，它與氟裡昂134a在製冷壓縮機和製冷裝置所有運行工況下都是可溶的。也試圖提供一種在不同的製冷裝置和製冷壓縮機中具有優良使用性能，效率和可靠性的製冷系統，這些製冷裝置和製冷壓縮機用途是不同的。通過開發至少下列二種製冷油實現的一種用於中溫製冷裝置例如乾燥機的製冷油，其完成第一目的，即獲得0℃或更低的臨界的溶解溫度;而另一種用於低溫製冷裝置例如冰箱的製冷油，其完成第二目的，即獲得一30℃或更低的臨界溫度。
(2)、在長期運轉中，它的好處是防止全球變暖(GWP)，提高在製冷壓縮機和製冷裝置通常運行的一般使用工況下的性能係數(COP)(它表示的是能量效率，即製冷壓縮機的製冷能力與輸入能量之比)。
為改進壓縮機的性能，減少對壓縮機的輸入能量，必需減少基於同軸軸承的流體動力潤滑理論的摩擦係數。為此，必須測定用於本發明的制冷機油中氟裡昂134a的可溶性，並由此確定用於壓縮機中油的實際粘度的最佳值。在實際粘度優化被確定後，軸承的摩擦係數變為最小而壓縮機和用此壓縮機的製冷裝置的性能係數變成最大。
因此，本發明的第二個目的是基於上述軸承理論，通過確定最適用於使用高壓容器型旋轉壓縮機或低壓容器型往復式壓縮機的制冷機油的粘度範圍，獲得高使用性能和高度可靠性。
(3)、然而，在實際中雖然十分稀少，但存在極端艱難的運行工況，這種運行在於比設計者所要求的更艱難的高溫環境或超載條件下運行，即使在這種情況下，也應保證有足夠的可靠性。
在用氟裡昂134a在壓縮機中，在遠離同軸軸承的流體動力潤滑區域的所謂臨界潤滑區域(在此區域發生金屬表面的接觸)，壓縮機軸承的滑動部分的磨傷或咬合比使用傳統製冷劑氟裡昂12的壓縮機更經常地發生。
當在軸承滑動部分中發生金屬表面的接觸時，溶於油的氟裡昂12分解形成氯化鐵覆蓋在鐵基滑動摩擦表面上，這種氯化鐵作為一種極壓添加劑抑制了粘著和咬合的發生。
另一方面，因為氟裡昂134a是一種無氯製冷劑，氯不可能施加到使用了氟裡昂134a的壓縮機上，因此，不象氟裡昂12，對氟裡昂134a不能期望它有上述極壓添加劑的作用。
因此，本發明的第三個目的是提供一種製冷裝置和一種製冷壓縮機，在它們之中，採用了以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂製冷劑和含有極壓添加劑的制冷機油，甚至在油跑出了壓縮機的滑動軸承並在極端惡劣的條件下運行時，也能防止滑動部分的磨傷和咬合以及保證足夠的可靠性。
(4)、本發明第四個目的是提供一種製冷壓縮機和一種製冷裝置，它們採用了一種由以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂製冷劑和一種制冷機油所組成的混合物，並且具有一電絕緣系統、其中電絕緣材料例如電絕緣模和構成電動機部分的絕緣塗覆的繞線都具有足夠的長時期的可靠性。
(5)、氟裡昂134a具有高吸水率而與氟裡昂134a可溶的制冷機油雖有改進但相對親水。因此，它們兩者都趨向於把水帶入製冷循環。在製冷裝置中的水被凍結在蒸發器低溫一側並堵塞了小直徑的管子，例如毛細管，從而降低了製冷能力。進一步說，在長期運轉中，制冷機油，製冷劑，電絕緣材料等等，經受水解作用，使得性能失去，例如導致酸性物質的產生和機械強度的降低。
因此，本發明的第五個目的是提供一種製冷裝置，其中以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂製冷劑和制冷機油共存，而且具有一個裝有乾燥劑的乾燥器，由於它僅僅分離和吸取了水而不吸收製冷劑，從而有效地改進了製冷裝置的可靠性。
附圖的簡要說明。


圖1是一個表示兩層分離溫度的曲線圖，它說明氟裡昂134a與每種制冷機油的可溶性。其中，A1是礦物油和烷基苯油的更低的臨界溶解溫度40℃或更高;B1是本發明的第一指標;C1是本發明的第二指標。
圖2是一個表示在每種制冷機油中溶解的水的量和它的體積電阻率之間關係的曲線圖。
圖3是一個表示在高壓容器型旋轉壓縮機額定運轉時，每種制冷機油的實際粘度和性能係數之間的關係的曲線圖。其中，製冷劑氟裡昂134a，運行條件100V，60Hz，箱中壓力10.6kg/cm abs，油溫105℃。圖中，A3是例4的酯油;B3是例10的酯油;C3是例5的酯油;D3是例14的酯油;E3是例17的酯油;F3是傳統例3的PAG56;O是比較例的氟裡昂12和烷基苯。
圖4是一個表示在低壓容器型往復式壓縮機額定運轉時，實際粘度和性能係數之間關係的曲線圖。其中，製冷劑氟裡昂134a，運行條件100V，50Hz，箱中壓力16kg/cm abs，溫度85℃。圖中，A4是例4的酯油(40℃，5.5cst);B4是例10的酯油(40℃，14.9cSt);C4是例9的酯油(40℃，22.0cSt);D4是例14的酯油(40℃，32.6cSt);E4是例17的酯油(40℃，56.6cSt)。
圖5是一個表示用鐵基摩擦滑動表面的FALEX試驗和用含有溶解氟裡昂134a的油進行高壓氣氛摩擦試驗之間關係的曲線圖。其中，①是例10的制冷機油在表1之中無極端壓力劑，②是①加CHELEX
H-10 1wt%②是①加丁基聚氧丙二醇磷酸酯1wt%。
圖6是一個表示由FALEX試驗產生的磨損曲線圖。其中，樣品4是僅有例10的制冷機油(不含極端壓力劑)，樣品5是樣品4加極端壓力劑(丁基聚氧丙烯磷酸酯)0.05wt%，樣品6是僅有例17的制冷機油(具有提高的粘度但不含極端壓力劑)，樣品7是樣品4加極端壓力劑(烷基聚氧亞烷基磷酸酯)1.0wt%，樣品8是樣品4加極端壓力劑(二烷基磷酸酯)1.0wt%。
圖7是一個密封旋轉壓縮機的主要另件垂直橫剖視圖。
圖8是一個旋轉壓縮機的壓縮機構件的主要另件的垂直橫剖視圖。
圖9是一個表示製冷裝置的製冷循環結構的示意圖。
1.本發明的上述第一個目的由一種製冷裝置能夠完成，該製冷裝置包括一個製冷循環，它包括至少一個壓縮機，冷凝器，乾燥器，膨脹機構和蒸發器，製冷劑主要由一種無氯碳氟化合物類具有40℃或更高的臨界溫度製冷劑和一種制冷機油所組成，該油包括作為基油的具有一種或多種脂酸的酯油，在它的分子中至少含有兩個酯鏈
，並且它的粘度在40℃時是2到70cst，在100℃時是1到9cst。
如上所述，酯油絕對需要一種具有一種或多種脂肪酸的酯，它的分子中至少含有二個酯鍵。有一個酯鍵的一種或多種脂酸的酯油與製冷劑的混溶性很差，因此不能使用。有一種或多種脂肪酸的可用酯油能夠通過醇與一種或多種脂肪酸的酯化反應而得到。對於醇，最好是多元醇。脂肪酸，最好是有1到6個碳原子的脂肪酸。脂肪酸可以是一價或多價的，酯油包括受阻酯油和複合酯油。從與製冷劑混溶性的觀點來看，具有支鏈結構的酯油優於具有直鏈結構的酯油。以下通式(1)至(5)給出了一種或多種酯肪酸的實際酯油的實例。
由分子式(1)到(4)所代表的酯油是受阻酯油，由分子式(5)所代表的酯油是複合酯油。
這些酯油可以單個或二個或多個結合一起使用。制冷機油包括至少把這些酯油重量的50%作為基油，並且可用其他公知的制冷機油構成達到平衡。
(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……(1)(新戊二醇(簡稱為NPG)類醇的酯的酯的實例，它的分子中含有二個酯鍵)R1CH2C(CH2OCOR2)3……(2)(三羥甲基烷基丙烷(簡稱為TMP)的酯的實例，它的分子中含有三個酯鏈)C(CH2OCOR2)4……(3)(季戊四醇(簡稱為PET)的酯的實例，它的分子中含有4個酯鍵)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……(4)(二季戊四醇(簡稱為DPET)的酯的實例，它的分子中含有6個酯鍵)
……(5)
(在分子中含有4個或更多的酯鏈的複合酯的實例)在上述總分子式中，R1是H或者是一個具有1到3個碳原子的烷基團。R2是一個具有5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基。R3是一個具有1到3個碳原子的烷基，而n是一個0到5的整數。
以上述通式(1)到(4)所代表的酯是多羥基醇和一元羧酸的酯。作為這種酯，可通過任意選擇醇和一種或多種的一元羧酸的組合和這些成分的比例能獲得所要求的粘度等級的酯。
作為通式(5)所代表的複合酯，它具有高粘度和寬的臨界溶液溫度範圍的酯，可以通過以下方法獲得從各種化學結構中選用中樞二元酸(二羧酯)組分的化學結構〔各種化學結構衍生於丁二酸(n＝2)，戊二酸(簡稱為Glut)，己二酸(簡稱為AZP)，庚二酸，辛二酸，壬二酸，和癸二酸(n＝8)〕，從各種化合物中選擇多羥基醇組分和末端一元羧酸組分，並變化其混合比例(克分子分數)由分子式R2COOH代表的一元羧酸可以是直鏈狀或支鏈的。後者包括2-乙基己酸(2EH)，2-甲基己酸(i-G7)，3，5，5-三甲基己酸，3，5-二甲基己酸(i-C8)，2-甲基庚酸。一元羧酸可以單獨或兩種或多種結合一起使用。
制冷機油的基油是通過用這些受阻酯油調整粘度來製備的，而複合酯是單獨或兩種或多種的結合。
本發明所用的製冷劑主要由無氯並具有40℃或更高的臨界溫度的氟碳類製冷劑組成，它包括氫碳氟化合物和碳氟化合物。氫碳氟化合物特別的實例是二氟甲烷(R32)，五氟乙烷(R125)1，1，2，2-四氟乙烷(R134)，1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)，1，1，2-三氟乙烷(R143)，1，1，1-三氟乙烷(R143a)，1，1-二氟乙烷(R152a)和一氟乙烷(R161)。碳氟化合物特別的例子是六氟丙烷(C216)和八氟環丁烷(C318)。這些當中，1，1，2，2-四氟乙烷(R134)，1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)，1，1，2-三氟乙烷(R143)，1，1，1-三氟乙烷(R143a)和六氟丙烷(C216)都有接近傳統製冷劑二氯氟甲烷(R12)的沸點，而且是最好作為替代的製冷劑。上述例舉的氫碳氟化合物或碳氟化合物類製冷劑都能單獨或成混合物來使用。
調節製冷劑的臨界溫度達到40℃或更高的原因是要求製冷裝置中冷凝器的冷凝溫度是40℃。
1)本發明的上述第二個目的，一則是通過用於製冷循環中的高壓容器型製冷壓縮機來完成的。該壓縮機包括-貯存制冷機油的密封容器，該容器可容納由定子和轉子組成的電機，一根轉軸裝在轉子內，通過轉軸把壓縮機部分連接到電機上，而且在這容器中，高壓製冷劑氣體從壓縮機部分存處排出，該製冷劑主要由無氯而且具有40℃或更高的臨界溫度的碳氟化合物類的製冷劑組成，而該制冷機油包括一種或多種脂酸的酯油作為基油，它的分子中至少含有二個酯鍵
並且其粘度在40℃時是2到70cst，在100℃時是1到9cst。
一種或多種脂肪酸的酯油，它的分子含有至少二個酯鍵，其結構如上詳細地描述。
例如，在高壓容器型旋轉壓縮機中，預先封入前面所講的制冷機油，它具有的粘度在40℃時是2到70cst，最好是5.0到32cst，使得含有溶解了氟裡昂134a的該油的實際粘度(在9到11kg/cm2氣態壓力和大約100℃的油溫時)可以是1.0至4.0cst。
2)此外，本發明上述的第二個目的可通過低壓容器型製冷壓縮機來完成。該壓縮機包括一個貯存制冷機油的密封容器，這容器可容納由定子和轉子組成的電機，安裝在轉子之中一根轉軸，通過轉軸把壓縮機部分連到電機上。由壓縮機部分排出的高壓製冷劑氣體直接從此容器排出。該製冷劑主要由無氯而且具有40℃或更高的臨界溫度的碳氟化合物類的製冷劑所組成。該制冷機油包括一種或多種脂酸的酯油作為基油，它的分子中至少含有二個酯鍵
並且其粘度在40℃時是2到70cst，在100℃時是1到9cst。
一種或多種脂肪酸的酯油，它的分子中至少含有二個酯鍵，其結構如前所述。
例如，在一個低壓容器型的往復式壓縮機中，首先封入先前所述的制冷機油，它的粘度在40℃時是5.0到15cst，在100℃時是2.0到4.0cst，使得含溶解有氟裡昂134a的該油的實際粘度(在吸氣壓力是1.0到2.0kg/cm abs，油溫85℃時)可以是2.0到4.5cst。
3)本發明的上述第三個目的通過在前述制冷機油中加入特壓添加劑來完成。
特壓添加劑作為滑動部位的磨損防止劑來使用並且包括，例如由通式(6)和(7)所代表的烷基聚亞氧烷基磷酸酯，和由通式(8)所代表的二烷基磷酸酯
其中R4是一個具有1到8個碳原子的烷基團，而R5是H或是一個具有1到3個碳原子的烷基團(分子重量400到700)
……(8)其中R6是一個具有8到16個碳原子的烷基團。
這些磷酸酯可以被單獨或二種或多種結合在一起加入。加入制冷機油中實際的磷酸酯量是0.05%到10wt%。
把酸吸收到，抗氧化劑，消泡劑等等與極壓添加劑(防磨損劑)一起加入也是有效的。
當酸的成份出現在制冷機油中時，酯油被酸成份分解變得不穩定。因此，加入酸吸收劑為去掉酸成份。例如，與酸反應的環氧化合物之類的化合物最好作為酸吸收劑。酸吸收劑特別好的例子是具有一個環氧基和一個醚鍵的化合物，例如，二環氧甘油醚化合物，如多亞烷基二醇二環氧甘油醚;一縮水甘油醚化合物例如苯基縮水甘油醚;以及脂族的環狀環氧化合物。其理由是這類化合物的環氧樹脂團的這種化合物吸收酸並且乙醚鍵在某種程度上有助於改進位冷機油與製冷劑的可熔性。
上述其他添加劑的說明是例如，氯吸收劑，用以防止殘留物，例如在生產壓縮機或製冷裝置時所用的含氯去汙劑的影響，防止油在循環和貯存時氧化而變質的添加劑，以及防止起泡的添加劑。這些添加劑可以從傳統的一般技術中所用的添加劑中選擇而在本發明中不是關鍵性的。
4)為達到第四個目的，構成下面要說明的電機部分和絕緣塗覆繞線的絕緣漆用在製冷裝置和製冷壓縮機中。製冷裝置和壓縮機相類似地使用了以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂類製冷劑和一種包括上述例舉的一種或多種脂肪酸的酯油為基油的制冷機油。作為絕緣膜，使用具有50℃或更高的玻璃化轉變溫度的結晶塑料膜或者用合成膜，它是通過用有高玻璃化轉變溫度的樹脂層覆蓋在有低玻璃化轉變溫度的膜上製成的。作為絕緣塗覆的繞線，使用塗有120℃或更高玻璃化轉變溫度的漆的漆包線或者具有由低玻璃化轉變溫度的底層和具有高玻璃化轉變溫度的上層所組成複合塗層的漆包線。
作為絕緣膜，為了實用，最好使用至少一種絕緣膜，它從膜的組成組中選出，組中有聚對苯二甲酸亞乙基酯，聚對苯二甲酸丁二酯。聚苯硫，聚醚酮醚，聚萘二酸亞乙基酯，聚醯胺-醯亞胺和聚醯亞胺。當塗覆漆時，最好使用至少從絕緣層構成組中選用的一種絕緣層，該組有聚醯亞胺酯，聚醯胺和聚醯胺-醯亞胺。
5)為達到第五個目的，一種合成沸石被用作乾燥劑裝入乾燥器中，合成沸石是一種複合鹽所組成的，複合鹽是由鹼金屬矽酸鹽和鹼金屬鋁酸鹽所組成;沸石有3.3埃(A)直徑或更小的氣孔，而且二氧化碳氣體的吸收能力(在25℃和二氧化碳氣體局部壓力為250mmHg時)是1.0%或更小;乾燥器在先前講過的製冷裝置時，它相類似地採用了以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂型製冷劑和一種以上述例舉的一種或多種脂肪酸的酯油為基油的制冷機油。
在製冷裝置中，至少包括一個壓縮機，冷凝器，膨脹機構和蒸發器，並且使用以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂型製冷劑，根據本發明的制冷機油，它至少包括一種選自由受阻酯和複合酯組成的一組的酯，它的分子中含有兩個或多個酯鍵，並且它的粘度在40℃時是2到70cst，最好是5到32cst，100℃時是1到9cst，最好是2到6cst，它在製冷裝置所用另件的整個溫度範圍內與製冷劑都有很好的可溶性。因此，在製冷劑和制冷機油之間不存在兩層分離的現象。由於無兩層分離出現在壓縮機的貯油空間中，所以能保證油供應到滑動部位，而壓縮機排出的氟裡昂氣體被冷凝器冷凝成液態，也就是說，油在蒸發器中總是以這種狀態，在環境溫度為-30℃或更低的條件下溶解在低的粘度氟裡昂134a當中。所以，總的看來，氟裡昂氣體是呈低粘度狀態，從而油返回到壓縮機有了改進。
因此壓縮機中油麵降低被防止了，從而能保證油供給滑動部位，也就解決了所產生的磨傷和咬合的問題。
進一步說，與傳統的聚亞氧烷基乙二醇油不同，上述的制冷機油具有傳統油的十分之一或更小的低的飽和水量，對氧化變質來說，穩定性上有很大改進效果，而且體積電阻率是1015Ωcm，這與電絕緣油一樣高。因此在一製冷壓縮機中，該機包括一個容納電機部分的壓力容器和在一使用該製冷壓縮機的製冷裝置中，本發明的制冷機油不會從氟裡昂134a中分離出來，而且就壓縮機的使用性能和可靠性來說，它具有優良的特性。由於本制冷機油與傳統的含氯氟裡昂如氟裡昂12和氟裡昂22也具有良好的可溶性，如果需要，這種傳統的含氯製冷劑也能在具有氟裡昂134a的混合物中替代一部分氟裡昂134a。
當本發明的粘度在40℃時為5到32cst的制冷機油被封入高壓容器型旋轉壓縮機中並且測量壓縮機的性能係數時，在所用的油的粘度是15cst的情況下，性能係數達到峰值。在所用的油粘度是5到32cst時，性能係數大約是1.4或更多，該值相當於在使用傳統的氟裡昂12和烷基苯油相結合情況下性能係數定為1時的0.95到0.93。這值表明該油沒有產生實際問題。本發明的粘度在40℃為56cst的制冷機油在壓縮機的性能係數上優於聚亞氧烷基乙二醇油。這種優越性的原因如下;油中所含的酯鍵自身經過分子定向，主要在壓縮機軸承和轉軸的鐵基滑動部位的表面上，改進了潤滑，此外，由於油在氟裡昂134a中的高溶解性，使它的實際粘度減少，從而減少了機械損失，這些效果疊加起來改進了壓縮機的性能係數。
另一方面，在低壓容器型往復式壓縮機的情況中，由於壓縮機是在1到2kg/cm2abs容器中低壓工況下運行，溶解的氟裡昂134a的量和實際粘度僅僅在很窄的範圍內變化。因此，製冷劑和制冷機油的特性幾乎不取決於它們的種類，已經發現粘度在40℃時是5到15cst，100℃時是2到4cst的油在可靠性和性能特性上都很好。
當本發明的制冷機油與一種特壓添加劑適當的量(0.05到10wt%)相混合，例如與一種強的，在分子中保持OH團的第一或第二磷酸酯，如烷基聚亞氧烷基磷酸酯或二烷基磷酸酯相混合，混和的結果推動具有酯鍵的潤滑薄膜進行分子定向，在壓縮機軸承和軸構成的滑動部位的鐵基表面上，並形成一層更強的磷酸酯化學的吸附膜。因此，這種混合進一步改進了滑動部位的潤滑，防止了磨傷和咬合。
當檢查本發明的含有特壓添加劑的制冷機油的潤滑性質時，在FALEX試驗中(油的粘附試驗)，表面臨界粘附壓力大大增加了，試驗是在沒有氟裡昂134a溶於油下進行的。此外，當測定使用了含有極壓添加劑，含有溶解了50%氟裡昂134a的制冷機油的情況下鐵基滑動件的磨損時，與高濃度的氟裡昂134a的溶解相似，磨損能夠比不含有極壓添加劑的油的情況下減少到五分之一或更少。加入極壓添加劑的量合適的範圍是上述的0.05%到10wt%。磨損試驗的結果如圖6所示，後面給出了實例的特別說明。如圖6中所示，表示出加入了極壓添加劑對磨損的減少的作用。
傳統的附加劑，例如酸吸收劑，抗氧化劑，除泡劑等等都能與極壓添加劑混合在一起。
其次，以下解釋本發明的制冷機油和氟裡昂134a的壓縮機的電絕緣材料一起使用的情況。作為一種絕緣膜用在電機中用作電絕緣材料，使用具有50℃或更高玻璃化轉變溫度的結晶塑料膜。絕緣膜包括聚對苯二甲酸亞乙基酯，聚對苯二甲酸丁二酯，聚苯硫，聚醚酮醚，聚萘二酸亞乙基酯，聚醯胺-醯亞胺和聚醯胺膜，和具有高玻璃化轉變溫度的樹脂層覆蓋具有低玻璃化轉變溫度的薄膜所獲得的複合膜。這些膜在抗拉強度和電絕緣特性方面幾乎不變質而且無實際問題這是因為此薄膜比傳統的聚亞氧烷基乙二醇油所帶水量少得多，產生的酸量小的多，因此薄膜本身幾乎沒有水解變質現象。
一種具有120℃或更高玻璃化轉變溫度的塗漆用在電機部分的繞線上，塗漆包括例如單層聚酯醯亞胺，聚醯胺，聚醯胺-醯亞胺和類似物，而複合塗漆膜是在具有低玻璃化轉變溫度的底層上形成具有高玻璃化轉變溫度的上層而得到的。象上述的膜，這些塗漆幾乎不會被水解，破裂，軟化，膨脹，被低的擊穿電壓等變質，因此，實際中對改進可靠性是有用的。在某些情況下，自潤滑或外潤滑劑塗在磁線上的塗漆當中，使其具有自潤滑性質，以改進其電工作能力。上述內含物加入之前該塗漆的主要特性本身就具備了。
最後，解釋一種裝入氟裡昂134a和本發明已述的制冷機油共存在製冷裝置中乾燥器裡的乾燥劑。在本發明中，最好用由鹼金屬矽酸鹽和鹼金屬鋁酸鹽所組成的複合鹽構成的合成沸石，它有直徑為3.3埃的或更小的氣孔，它的二氧化碳的吸收能力在25℃並二氧化碳(分壓力為250mmHg時是1.0%或更小，這種合成沸石，XH-9和XH-600(商品名稱，由UNION SHOWA K.K製造)可作為例子。這二者都有很小的氟離子吸收作用。如上述的有1.5%或更多的二氧化碳氣體吸收能力的合成沸石除了有0.24%或更多的氟吸收作用，因而導致吸收特性惡化，並破壞了作為分子篩的強度。此外，這種合成沸石晶體被腐蝕分解的產物堵塞製冷循環的管子或損壞壓縮機的軸承滑動部位。當確定本發明的氣孔直徑時考慮了這種與上述的二氧化碳的吸收能力有關的情況後，就不會產生上述麻煩並可以組成一個高可靠性的製冷裝置。
本發明的實例下面參考圖1到圖6和表1到表4來說明。
實例1到17。
這些例子說明的是完成本發明第一個目的的實施例，在與製冷循環和製冷壓縮機有關的封閉旋轉式壓縮機內，氟裡昂134a作為一種製冷劑，而制冷機油用表1中所列的每種脂油，其分子中含有二個或多個酯基並且其粘度在40℃時是2到70cst，在100℃時是1到9cst。為了比較，傳統制冷機油有關數據表示在表1中。
圖1是一個表示兩層分離溫度的曲線圖，它說明了氟裡昂134a和每種制冷機油的可溶性。曲線圖是通過把氟裡昂134a和制冷機油密封在高壓等級的壓力容器中，用肉眼觀察每個溫度和每種制冷機油濃度時的兩層分離狀態，並概括觀測結果而獲得的。橫座標表示氟裡昂134a中油的濃度，縱座標表示溫度。圖1中所示的第一指標值是一種具有中等蒸發溫度(0℃或更低)的製冷裝置如乾燥機，所必需的較低臨界溶解溫度。第二指標值是一種具有低蒸發溫度(-30℃或更低)的製冷裝置，例如冰箱，所必需的較低臨界溶解溫度。兩個蒸發溫度都是特定值。
從表一可看出，由日本太陽油類有限公司製造的SUNISO，4GSD。(商品名，環烷類)和E300A(商品名，烷基苯類)兩者是不溶的。一種聚亞烷基二醇PAG56(商品名，由日本太陽油類有限公司生產)具有-60℃的較低臨界溶解溫度(由L1所示)和35℃的較高臨界溶解溫度(由UI所示)。本發明的在分子中含有二個或多個酯基的酯油在臨界溶解溫度是如此之好，至使它們的較低臨界溶解溫度(由L2所示)達-70℃，較高臨界溶解溫度(由U2所示)達到70℃或更高。低臨界溶解溫度在製冷裝置的熱交換器中是一個作為實用的重要因素，而高臨界溶解溫度在製冷壓縮機中作為實用是一重要因素。
圖9是一製冷裝置的製冷循環結構示意圖。製冷裝置包括一個製冷壓縮機40，一個冷凝器41，一個乾燥器45，一個膨脹機構42和一個蒸發器43。該裝置把氟裡昂134a與上述每種制冷機油一起使用。從而，在使用Suniso 4GSD(一種環烷礦物油)和Z300A(一種烷基苯油)(商品名，由日本太陽油類有限公司製造的)情況下，當製冷劑大量出現並閒置在壓縮機中時，高密度的製冷劑層和低密度的制冷機油層，分離成上層和下層。因此，如圖7的垂直橫剖視圖所表示的一臺製冷壓縮機(以封閉式旋轉在壓縮機為例)的主要結構中，供給軸4A，主軸承5和輔助軸承6的油，通過泵的吸入口14抽吸了僅僅作為底層的製冷劑層。製冷劑層的粘度比制冷機油低，因此當製冷劑層供給到軸承上時，導致油膜變薄，結果金屬表面之間產生接觸。此外，由於滑動摩擦表面的溫度立刻升高，製冷劑被氣化，導致了更嚴重的情況。當這種現象重複發生時在軸和軸承上有產生磨傷和咬合的危險，使得製冷壓縮機的使用性能喪失。
當傳統的制冷機油用在圖9所示的製冷裝置的熱交換器中時，例如蒸發器在0°到-60℃使用，由壓縮機40排出的與製冷劑氣體一起的制冷機油在蒸發器43中分離兩層並粘附在熱交換器的管內壁上，引起了制冷機油的滯留或熱交換器的熱絕緣。因此傳統的制冷機油大大惡化了製冷裝置的製冷能力，因此不能實際使用。在這點上，表1中例3所列的傳統的聚二醇是有優點的，它具有-60℃的較低的臨界溫度，因此，在蒸發器中沒有兩層分離。但是，由於它的較高臨界溫度只有35℃，而運行當中的壓縮機的溫度至少有80℃，所以它完全分離成兩層，在傳統的例1和例2情況中，當聚亞烷基二醇加到軸承上時，在軸和軸承上產生了磨傷和咬合的危險，使壓縮喪失它的使用性能。
在裝有封閉式電機的製冷壓縮機中，如圖7所示的旋轉壓縮機，當然要求制冷機油具有電絕緣油的特性。
圖2表示了本發明的每種酯油與傳統礦物以及聚亞烷基二醇的水吸收和體積電阻率之間的關係。甚至在水含量控制在500ppm或更少的情況下，作為傳統的聚二醇，由於其分子中的醚鍵使其有1212Ωcm或更小的低體積電阻率，不是最可取的。
另一方面根據本發明的具有酯鍵的制冷機油有103Ωcm或列更高的體積電阻率(高絕緣性)，它符合JISC2320中所述電絕緣油的標準。因此，它能有效地實際應用。雖然傳統實例的礦物油有高絕緣性，但它與氟裡昂134a的可溶性很壞，不能實際使用。
其次，有關品種間，適於氟裡昂134a的酯油的化學結構和較低臨界溶解溫度間關係下面參照表1詳細說明。
本發明所用的分子中含有二個或多個酯基的酯油包括一元或多元有機酸酯和多元醇。酯油的典型例子是受阻酯油和複合酯油，它們是由新戊二醇的酯，三羥甲基丙烷的酯或三羥甲基乙烷的酯，和季戊四醇的酯所示代表。表1說明了典型化學合成製品的名稱，粘度和臨界溶解溫度的關係。
n-C6CH5(CH2)4COOH標號3TMP季戊四醇標號4複合酯，n-C10CH3(CH2)8COOH，i-C6CH3(CH3)CH(CH2)2COOH在表1樣品的名稱中，化學合成酯油的名稱被簡化了。例如，在NPG/n-C8情況中，NPG是新戊二醇的簡寫，n-C8是具有8個碳原子的一般有機酸(一種直鏈脂肪酸)的簡寫，而NPG/n-C8是一種新戊二醇和一般有8個碳原子的有機酸(直鏈脂酸)的酯。在NPG/2EH的情況中，2EH是2-乙基己酸而NPG/2EH指的是新戊二醇和2-乙基己酸的酯。
1)如例1到4所說明的，新戊二醇(NPG)的酯是作為二元醇的新戊二醇與作為一元有機酸的一元羧酸的酯，其特徵是在分子中含有二個酯基。這種化學結構與氟裡昂134a的可溶性和油的粘度特性有密切關係。
也就是說，具有7到8個碳原子的一元羧酸的酯油是符合要求的而它的低溫臨界溶解溫度是-29℃到-70℃，而粘度在40℃時是2.8到7.0cst。
一元羧酸(脂肪酸)的碳原子數越少，低溫臨界溶解溫度越低。已經發現分子都具有一支鏈的例3中的2-乙基己酸(2EH)的酯和例4中的異庚酸的酯(i-C7)的低臨界溶解溫度有利的低。例5是為增加粘度而把羧基酸中碳原子數增加到11個的情況。例5的酯發現有在40℃時14.9cst的粘度和-40℃的最低的低溫臨界溶解溫度。
2)其次分子含有三個酯鍵的三羥甲基丙烷在下面參考例6到10中說明。
酯油是分子中含有三個酯基的，由作為三元醇的三羥甲基丙烷(TMP)與作為一元有機酸的一元羧酸進行縮合反應而得到的，並且一元羧酸中有6到8個碳原子。酯油在40℃時粘度為10.8到32.2cst，並且其低臨界溶解溫度為-20℃到-60℃。在這些酯油中，具有-20℃或更低的低臨界溶解溫度的酯油是例6的庚酸Cn-C7的酯油，例8的辛酸(n-C8)的酯油，和例9的2-乙基己酸(2EH)的酯油。具有-60℃或更低的低臨界溶解溫度的酯油是例7的己酸(n-C6)的酯油和例10中的異庚酸(i-7)的酯油。例6到例10中的酯油也具有碳原子數越少，低臨界溶解溫度越低的特性，以及含有支鍵的酯油的低臨界溶解溫度低於不含支鏈的酯油的低臨界溶溫度特性，即使前者和後者的酯油都具有同樣數量的碳原子數的情況也是如此。
3)如例11到13中所說明的，酯油是分子中含有四個酯基的，由作為四元醇的季戊四醇(PET)與一元羧酸進行縮合反應而得到的，而一元羧酸具有6到8個碳原子。酯油在40℃時粘度高達17.5到52.0cst，低臨界溶解溫度為-85℃到-44℃。把這種低臨界溶解溫度轉變成較高的溫度再與上述的二元醇和三元醇的酯油相比較。在例11到13的酯油之中，具有-40℃或更低的低臨界溶解溫度的酯油是例11的己酸(n-C6)的酯油和例13的異庚酸的(i-C7)酯油。例11到13的酯油也是具有碳原子數越少，低臨界溶解溫度越低以及含有支鏈的酯油的低臨界溶解溫度低於不含枝形鏈的酯油的低臨界溶解溫度的特性。
4)作為引入4個酯基進入分子的方法，該方法是通過將多元醇和具有二元羧酸(即一種典型的有機酸)作為中心構成的一元羧酸的縮合反應來進行酯化反應。通過這個方法，低臨界溶解溫度能夠容易地降下來，而粘度能容易地增加上去。通過分子設計獲得的酯是複合酯並用本發明的例14到17來說明。
例14說明了作為二元羧酸的戊二酸(簡稱為GLut)，作為二元醇的新戊二醇(NPG)，和作為一元羧酸的己酸(C6)的一種複合酯。這種複合酯的粘度在40℃時是32.6cst，在100℃時是5.9cst，而低臨界溶解溫度是-75℃或更低。
例15說明了通過把例4和16的酯混合來製備具有中等粘度等級的酯的情況。發現這種酯也具有設有更多變化的低臨界溶解溫度。
例16說明了作為二元羧酸的己二酸(簡稱AZP)，作為二元醇的新戊二醇(NPG)，和作為一元羧酸的癸酸(n-C10)一種複合酯，例17說明作為二元羧酸的戊二酸(Gult)，作為二元醇的新戊二醇(NPG)，和作為一元羧酸的異庚酸(i-C6)一種複合酯。發現這些合成酯如此好，以致它們的粘度在40℃時是54.5到56.6cst，在100℃時是7.3到8.6cst，而低臨界溶解溫度是-60℃，這些結果表明，具有合適粘度的複合酯能夠通過適當確定碳原子數(C2到C10)的、作為二元有機酸的二元羧酸、和適當確定碳原子數的(C5到C10)的作為一元酸的一元羧酸和將該二元羧酸、一元羧酸、和適當選擇與分子比的多元醇進行縮合反應來合成的。
把這些例子排列起來，這些酯可用下列通式來表示新戊二醇的酯(R1-CH2)2-C-(CH2OCOR2)2……(1)三羥甲基烷基的酯R1-CH2-C-(CH2OCOR2)3……(2)季戊四醇的酯C-(CH2-OCOR2)4……(3)複合酯
……(4)此外，可容易獲得酯的例子是二季戊四醇的酯(R2COOCH2)3C-CH2-O-CH2-C(CH2-OCOR2)5……(5)在上述分子式(1)到(5)中，R1是H或一個具有1至3個碳原子的烷基;R2是一個具有5到12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基團;R3是一個具有1到3個碳原子的烷基;而n是一個0到5的整數。
通過選擇多元醇和羧酸的種類能任意確定粘度。
通過混合低粘度油和高粘度油可容易獲得中等粘度的油。
在使用如氟裡昂134a的無氯氟裡昂型製冷劑的製冷裝置中，基本上能給於壓縮機和製冷裝置良好的使用性能和可靠性的制冷機油，它是通過從分子中含有二個或多個酯鏈的合成酯和受阻酚酯中選出具有0℃或更低的低臨界溶解溫度(第一目標值)的一種油或是選擇具有-30℃或更低的低臨界溶解溫度(第二目標值)的一種油，兩者都具有在40℃時是2到70cst，最好是5到32cst，在100℃時是1到9cst，最好是5到32cst，在100℃時是1到9cst，最好是2到6cst的粘度。
已證實這些酯類制冷機油不僅與氟裡昂134a而且與所有無氯氟裡昂型製冷劑如氟裡昂152a(二氟乙烷CH3CHF2)的氣體都有很好的親合性。該制冷機油可有效給於製冷裝置高的使用性能和高的可靠性。
此外，也證實了本發明的這些酯油在傳統的含氯氟裡昂型製冷劑中(氯氟代烴型製冷劑)例如氟裡昂12和氟裡昂22也高度可溶，把它們部分地混合於這些製冷劑中使用也是有效的。
然而，傳統的含氯氟裡昂型製冷劑因為環境破壞問題是包括在使用規定之下的化合物清單之中，最好把製冷劑的比例調整到50%或以下，而本發明的酯油的比例要調整到50%或以上。
其次，下面給出完成本發明第二個目的的製冷裝置的一個例子。
例18圖7所示的旋轉壓縮機是一種製冷壓縮機，它結合到圖9所示的製冷裝置的結構之中。當壓縮機溫度為100℃，排氣壓力為9.5到10kg/cm2G時，這是檢查制冷機可靠性的工況，貯存在壓縮機內的制冷機油的粘度和性能係數(COP)的關係，即壓縮機的製冷能力與輸入能量之比，通過表1中例舉的具有典型粘度等級的酯油來測定。所得結果表示在圖3中。
圖3表示每種制冷機油和性能係數(COP)的關係，它是通過本發明的具有在40℃時5到56cst粘度的酯油測定的。傳統實例是與氟裡昂12混合一起使用的一種聚亞烷基二醇和一種烷基苯油(sunisoZ-300A)。圖3中橫座標為每種貯存在旋轉壓縮機中的制冷機油的實際粘度。縱座標為壓縮機的性能係數(用相對值表示)。
根據圖3，當制冷機油在取傳統的氟裡昂12與粘度在40℃時是56cst的Z-300A(一種烷基苯油)混合時所獲性能係數為1時比較性能係數。由傳統例3的聚亞烷基二醇(PAG56)和氟裡昂134a的混合所獲的性能係數小至0.859。這表明性能效率降低了大約14%。
在其他方面，本發明的在例17中的粘度在40℃時為56.6cst的複合酯給出0.906的良好性能係數。可以推測出這個結果是基於以公式(9)所代表的軸承理論所產生的摩擦損失的減少，攪動油的能量的減少，熱損失的減少，等等;這是由含有溶解了的氟裡昂134a的制冷機油的粘度在某些運行工況下變得低到4.35cst所帶來的。
當本發明的仍然具有5至32cst粘度(在40℃時)的酯油在同樣工況下進行性能係數比較時，例14的粘度為32.6cst(在40℃時)的酯油，例5的粘度為14.9cst(在40℃時)的酯油，和例10的粘度為14.9cst(在40℃時)的酯油，所分別給出的性能係數值是0.926，0.966和0.973。因此，性能係數按此順序增加。另一方面，在例4的粘度為5.5cst(在40℃時)的酯油情況下，性能係數是0.953，也就是說，它表示了一小的減小趨勢。
從這些結果能看出適合於旋轉壓縮機的理想的酯油是在40℃時其粘度是5至32cst的範圍(精確地說，5.5到32.6cst)即圍繞著最佳值14.9cst的範圍，並且如前述在分子中含有二個或多個酯鍵。
例19
氟裡昂134a和本發明的例舉在表1中的每一種制冷機油用在一低壓容器型的往復式壓縮機之中，而且該壓縮機結合到一制冷機中，例如一製冷裝置中。然後這制冷機經受一高溫可靠性試驗。(箱中壓力為1.6kg/cm2abs，箱溫85℃，100V，50HZ)。
圖4表示試驗結果，在這曲線圖中，橫座標為制冷機油的粘度測量值，縱座標為性能係數(COP)。曲線圖是通過分別給出對應在表1中樣品的粘度在40℃時為5.5，14.9，22.0，32.6和56.6cst時每種制冷機油實際運行粘度的性能係數。性能係數與實際粘度成線性關係。
從圖4表示的結果可以看出，制冷機油的粘度越低，低壓容器型往復壓縮機的性能係數越大。在40℃時粘度為5.5到14.9cst，實際粘度為2到4.2cst的制冷機油可以認為是最好的。當實際粘度小於2cst時，產生性能係數減小和軸承可靠性的降低趨勢。這是因為在用傳統材料(例如鑄鐵或鐵基燒結材料)製造壓縮機滑動另件的情況下，滑動另件的表面光潔度受到限制，在太低的實際粘度時，表面潤滑進入稱之為臨界潤滑區，在該區內金屬表面之間發生接觸。
例20為達到本發明第三個目的，製冷壓縮機和制冷機中的潤滑將參考以下實例說明。
為對潤滑進行評估，進行一個在空氣中測定咬住負荷的FALEX試驗，以及一個在含有溶解50%的氟裡昂134a的制冷機油中測定咬住負荷的高壓氣氛摩擦試驗。圖5是說明兩試驗的結果之間相互關係的曲線圖。咬住負載如下。一增加負載從兩側施加到旋轉樣品銷上，產生咬住的負載以磅(lb)表示。
在本例中，以表1中例10的三羥甲基丙烷酯油(TMP)和異庚酸(i-7)作為本發明製冷裝置所用制冷機油的典型實例，並確定加到酯油中的極壓添加劑的品種和用量與潤滑性能之間的關係。用於評估潤滑的試驗件的材料，銷和件的材料都是標準材料，即分別用JIS標準的SNC-21(鎳鉻鋼)和用JIS標準的SuM41(pcsulfurized自由切削鋼)。另一方面在高壓氣氛摩擦試驗中，是對在旋轉壓縮機中已有良好效果的軸用材料(共晶石石墨鑄鐵)製成的圓柱和滾子所用材料(共晶石墨鑄鐵回火)製成的圓柱之間產生摩擦引起咬合時的負載分別進行測定。
如圖5中No.1樣品情況表明的，不含極壓添加劑的酯油(例10的油)給出700磅(lb)的FALEX咬合負載，而在氟裡昂134a的氣體中咬合負載低到90kgf/cm2。另一方面，在No.2和No.3樣品情況下，FALEX咬合負載進一步增加了400磅(lb)達到1100磅(lb)，而在氟裡昂134a的氣體中增加90kgf/cm2，達到180kgf/cm2。這是因為每種都加入了列出的特壓添加劑。在No.2樣品的情況下，分子中含有活潑的OH團的酸性磷酸CHELEXH-10(商品名，由SAKAL化學工業有限公司製造)以1%的量加入。在No.3樣品的情況下，烯化乙二醇和磷酸的酯的化合物(丁基聚亞氧丙基磷酸酯)以1%的量加入。
這就是說，實際上證明了含有磷的化合物如酸性的磷酸酯和烯化乙二醇磷酸酯酯化合物，不管氟裡昂134a是否存在，都可作為防咬合的極壓添加劑有效地發揮作用。
其次，FALEX試驗進行連續長達120分鐘，同時保持旋加100磅(lb)不變載荷，並且測定銷即鐵基試驗件的磨損。所得結果說明在圖6中，銷磨損量為25mg。另一方面，在含有上述每種含磷化合物的兩種情況中，磨損量如No.7和No.8樣品少至0.4mg。就是說，磨損量能減少到五分之一或更少。所加入的含磷化合物的量從0.05%開始有效，如No.5樣品表明的。化合物的作用隨著量加入的增加而增大。當量超過10%wt，改進潤滑的效果達到最高極限，以後使得加入化合物變得不經濟，無益而不實用了。
磨損通過增加油的粘度來減少如No.4樣品的14.9cst(在40℃時)到No.6樣品的56.6cst(在40℃時)。
以上事實可以發現，鐵基滑動件的咬合負載，抗磨損性和潤滑能大大改進，是通過把含磷化合物例如酸性磷酸酯，磷酸酯，烯化乙二醇磷酸酯或類似物作為極壓添加劑以0.05～10wt%的量加入到本發明的制冷機油中來達到，或是用調整油的粘度達到高值代替加入極壓添加劑而達到。含有極壓添加劑的制冷機油表現出優良的特性，特別是在不含氯的氟裡昂如氟裡昂134a製冷劑存在的情況下。
例21下面說明完成本發明第四個目的一個實例。在壓縮機中封閉式電機所用的電絕緣材料的性能，在氟裡昂134a和本發明的制冷機油共存的情況下評估，所得結果下面用表2和表3來說明。
氟裡昂134a和制冷機油的評估是通過觀察磁線(一種漆包線)的性能惡化程度以及由防止外界影響的密封管試驗的絕緣膜材料的性能惡化程度來完成的。
(1)磁線(一種漆包線)的絕緣特性。
作為磁線試驗品，有二種試驗品即5%直的製品和成對編繞試驗品在150℃經過40天的密封管試驗。下面參照表2中所示結果作出解釋。
用氟裡昂134a和適於氟裡昂134a的，在表1例3中所列的，傳統聚二醇制冷機油結合起來進行的密封管試驗的結果，表2中No.9樣品的聚酯線(PEN)和No.10樣品的亞胺酯線(EIW-R)兩者的5%長的製品都破裂了，這二種線的成對編繞試驗品的保持絕緣的破壞電壓大大降到30～32%。
另一方面，用氟裡昂134a和戊二醇(Glut)新戊二醇(NPG)和異己酸(i-C6)所組成的用在本發明中的並例舉在表1中制冷機油結合起來進行上述同樣的評估，從而，同樣的聚酯線(它的玻璃化轉變溫度見表2)和聚醯亞胺酯線，作為上述的導線和傳統No.9樣品和No.10樣品變質的那種導線，如No.11樣品和No.12樣品例子說明的那樣，在表現上無異常現象。這些樣品的保持絕緣破壞電壓高達95%或更高，這表明磁線變質的程度是十分低的。理由如下，根據本發明的制冷機油在早期階段含水量低並有高熱穩定性，幾乎不產生能夠加速水解的酸性物質，因此這些特性帶來改進的效果。
No.13樣品是通過把No.12樣品的醯亞胺酯線塗覆上聚醯亞胺層形成複合層。No.14樣品是一種僅塗覆了聚醯胺-醯亞胺線(AIW)。兩種樣品都具有良好的特性，已發現通過用高玻璃化轉變溫度的塗層覆在具有低等級轉變溫度的塗層上所獲得的這種磁線可改進壓縮機的可靠性，這是因為上塗層有效地保護了氟裡昂134a和制冷機油對底層的侵蝕。
(2)絕緣膜的絕緣特性對電機絕緣膜上密封管試驗中，經40天在130℃下進行的絕緣強度試驗，膜是用抗拉強度的存在和保持進行評估的，所獲得結果說明在表3中。
當用於傳統壓縮機的封閉電機的聚酯膜(lumilar X10，商品名稱，由Toray工業公司製造)被用於如No.15樣品所示傳統的聚亞烷基二醇油中，它的齊聚物成份沉澱在油中並保持抗拉強度是83%。
另一方面，根據本發明的例17的複合酯油和氟裡昂134a的結合時，沒有齊聚物沉澱而且保持抗拉強度高達89%或更高，這是在所有的No.16樣品lumilay X10，PA-61M(商品名，由Hitachi Kasti有限公司製造)的情況下，即No.17樣品的聚醯胺-醯亞胺塗覆聚酯膜，No.18樣品的聚苯硫(PPS)膜，和No.19樣品的聚醚酮醚(PEEK)膜。因此，已發現使用氟裡昂134a壓縮機的電絕緣系統能夠在可靠性上有明顯改進。
這就是說，已發現封閉電機的絕緣系統能夠完成，即通過從膜組中選用適當的膜，膜組組成有二聚酯膜，聚醯胺-醯亞胺塗覆聚酯膜，PPS膜和PEEK膜，它們具有65℃或更高的玻璃化轉變溫度;並且在氟裡昂134a和本發明的在分子中含有二個或多個酯基的制冷機油參與物成份沉澱的問題(在說明No.15樣品的傳統例3中油描述了此問題)和解決了由於降低了膜的強度而產生的在製冷裝置和壓縮機的使用性能上的問題，以及在長期運行中的可靠性的實際問題。
例22下面描述完成本發明目的的實例眾所周知，在0℃或更低的溫度使用熱交換器的製冷裝置中，製冷裝置中含水量的控制對製冷能力和保證電絕緣材料的品質有重要的影響。因此，確立除水技術對製冷裝置的系統是必不可少的。
在圖9所示組成的製冷循環中，由壓縮機40排出的氟裡昂134a的氣體由冷凝器41中的熱擴散作用冷凝成液體製冷劑。這種高溫，高壓的液態製冷劑被膨脹機構42轉變成低溫，低壓的溼蒸氣並被送至蒸發器43。在這一系列步驟中，製冷裝置中的水被吸收了並被設在冷凝器41和膨脹機構42間的乾燥器45中以合成沸石為代表的乾燥劑所吸收。重要的是在考慮氟裡昂134a和本發明的制冷機油共存的使用環境時來選擇乾燥劑的品種。合適的乾燥劑下面參照表4實例加以說明。
所試驗的乾燥劑是合成沸石，其商品名稱是分子篩全部由UN10NSHOWAK.K製造，這些沸石按在25℃，二氧化碳分壓力是250mmHg時的吸收能力(%)，這是作為吸收的微孔直徑分配的表示，來分類的。
對於用在本發明的制冷機油和氟裡昂134a中的合成沸石的適用性，表4中表示了密封管試驗的結果，在下面加以說明。
已發現主要由鋁酸鈉和矽酸鈉組成的合成沸石，如No.20樣品所示(一種傳統實例，商品名稱4ANRG)，具有大至1.05%的氟離子吸收作用，降低了強度或形成粉末的問題因合成沸石的反應而產生了。No.21樣品(一個比較例，商品名4AXH-6)和No.22樣品(一個比較例，商品名XH-7)，它們主要由鋁酸鈉，鋁酸鉀，矽酸鈉和矽酸鉀所組成，其具有4.5到1.5%的二氧化碳氣體吸收能力和減少0.24%的氟離子吸收作用。但是，由於它們的氟離子吸收作用仍然太大，不能實際作用。
No.23樣品(一個實例，商品名XH-600)和No.24樣品(一實例，商品名XH-9)，它們主要由鋁酸鉀，鋁酸鈉，矽酸鉀和矽酸鈉所組成的合成沸石組成，它們有0.2%的二氧化碳氣體吸收能力，和0.04%的，大大減少了的氟離子吸收作用。因為實際使用所允許的氟離子吸收作用是0.3%或更小，所以0.2%的值表明這些樣品是可以使用的。
由於吸收氟裡昂134a的分子造成的合成沸石特性的變質取決於合成沸石微孔直徑的分布，已經證實為把氟離子吸收調整到0.1%或更小，採用二氧化碳氣體吸收能力為1.0%或更小的合成沸石是足夠的。這就是下面所發現的，當由鹼金屬矽酸鹽和鹼金屬鋁酸鹽組成的合成沸石，其二氧化碳氣體吸收能力在25℃和二氧化碳分壓力是250mmHg時被調到1.0%或更小時，例如分子篩XH-600或XH-9(商品名，由UN10N SHOWAK.K.製造)，可以用來作使用氟裡昂134a和本發明的含有二個或多個酯鏈的制冷機油的製冷裝置中的乾燥劑，它們是一起放入，只有水被有效地除掉而氟離子的吸收作用幾乎不產生影響，如生成粉末或降低小球強度，因此這種乾燥劑對實際應用來說是十分優良的。
二氧化碳氣體的吸收能力在25℃和二氧化碳氣體分壓力250mmHg時應當是1.0%或更少，最好儘可能的小。當它是0%時，乾燥劑僅有選擇地吸收水而不吸收氟離子，所以乾燥劑成為理想的分子篩。本發明的上述構成，具有以下效果。
(1)在一個包括壓縮機，冷凝器，乾燥器，膨脹機構和蒸發器的製冷裝置中，通過使用下述的制冷機油，以及使用以氟裡昂134a為代表的臨界溫度為40℃或更高的無氯氟裡昂型製冷劑，製冷裝置和壓縮機的使用性能和可靠性均明顯改進。這是因為制冷機油和製冷劑在壓縮機和製冷裝置所使用的整個溫度範圍內相互都有高度的親合力而不分離成兩層，因此保證了壓縮機軸和軸承上的潤滑膜以及熱交換器的製冷劑一熱一傳導能力。制冷機油包括本發明的在分子中含有二個或多個酯鍵的酯油作為基油，並且其粘度在40℃時是2到70cst，最好是5到32cst，在100℃時是1到9cst，最好是2到6cst。制冷機油具有0℃或更低或-30℃或更低的臨界溶解溫度，它分別用於第一目標即中等溫度製冷裝置如乾燥機，或第二目標即低溫製冷裝置如冰箱。
(2)此外，通過改進位冷壓縮機的軸承的滑動部位的潤滑效果，能夠改進使用性能和可靠性，它是把分子中具有OH團的磷酸酯型極壓添加劑和其他添加劑如防磨損劑，酸吸收劑，抗氧劑，消泡劑，等加入到上述制冷機油中。
(3)通過同時使用本發明下述的在分子中含有二個或多個酯鍵的制冷機油和氟裡昂134a，能夠改進所稱的使用性能，這就是說，代表壓縮機使用性能特性的性能係數能夠增加，使用壓縮機的製冷裝置的功率總和能夠減少，製冷能力能夠增加。在高壓容器型旋轉壓縮機中，制冷機油是一種在40℃時為2到70cst，最好是5至32cst粘度的油。在低壓容器型往復式壓縮機中，制冷機油是一種在40℃為2到70cst，最好是5到15cst粘度的油。
(4)製冷裝置的電絕緣性能和長期運行的可靠性能夠顯著地改進，它是在使用以氟裡昂134a為代表的無氯氟裡昂型製冷劑的製冷壓縮機中通過把具有120℃或更高的玻璃化轉變溫度的塗覆絕緣繞線和具有70℃或更高的轉變溫度的絕緣膜作為電機的絕緣材料，並使用本發明的酯油作為基油的制冷機油。
(5)通過在構成製冷裝置的乾燥器中使用鹼金屬矽酸鹽和鹼金屬鋁酸鹽組成的在25℃和在二氧化碳氣體分壓力為250mmHg時具有1.0%或更少的二氧化碳氣體吸收能力的合成沸石，製冷循環中的水能有效地分離並被吸收，所以能防止由於乾燥劑自身變質使乾燥劑變成粉末而產生的麻煩，即由乾燥劑堵塞製冷劑管道產生的問題以及由於乾燥劑侵入到壓縮機滑動部位產生的不正常的磨損。因此，採用合成沸石具有具顯改進性能和長期運行的可靠性的效果。
(6)具有上述結構的製冷裝置能把在地球環境中成問題的有關臭氧消耗熱(ODP)和全球變暖熱(GWP)，相對於使用傳統的含氯氟裡昂製冷氣體(例如氟裡昂12)時所獲得的值，分別減少到0到0.3或者更少。
權利要求
1.一種製冷裝置，包括一個製冷循環，它包括至少一臺壓縮機，一個冷凝器，一個乾燥器，一個膨脹機構和一個蒸發器，一種主要由無氯碳氟化合物型製冷劑組成的並有40℃或更高臨界溫度的製冷劑，以及一種在分子中至少含有兩個酯鍵
並且其粘度在40℃時為2到7cst，在100℃時為1到9cst的具有一種或多種脂肪酸的酯油為基油的制冷機油。
2.根據權利要求1所述的一種製冷裝置，其中，所述酯油至少包括以下總分子式(1)到(5)所代表的具有一種或多種脂肪酸的酯油所組成的組中選出的一個(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……(2)C(CH2OCOR2)4……(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……(4)
……(5)其中R1是具有1至3個碳原子的一個烷基團或H，R2是一個具有5到12個碳原子的具有直狀鏈或支鏈的烷基團，R3是一個具有1到3個碳原子的烷基團，而n是一個0到5的整數。
3.根據權利要求1或2所述的一種製冷裝置，其中所述製冷劑主要由包括至少一種從碳氟化合物和氫碳氟化合物所組成的組中選出的無氯氟裡昂型製冷劑。
4.根據權利要求3所述的一種製冷裝置，其中，所述氟裡昂型製冷劑包括氟裡昂134a。
5.根據權利要求1、2或4所述的一種製冷裝置，其中所述制冷機油至少包括50%wt上述作為基油的酯油。
6.根據權利要求1、2或4所述的一種製冷裝置，其中一種極壓添加劑加入到所述制冷機油中。
7.根據權利要求6所述的一種製冷裝置，其中，特壓添加劑至少從下列分子式(6)或(7)所代表的烷基聚亞氧烷基磷酸酯所組成的組中選出一個
(其中R4是一個具有1到8個碳原子的烷基團，R5是具有1到3個碳原子的一個烷基團或是H;分子重400到700)以0.05%wt%到10wt%的量加入到制機油中。
8.根據權利要求6所述的一種製冷裝置，其中特壓添加劑是一種以分子式為代表的二烷基磷酸酯
(其中R6是一個具有8到16個碳原子的烷基團)以0.05wt%到10wt%的量加入到制冷機油中。
9.根據權利要求6到8中任意之一所述的一種製冷裝置，其中至少從酸吸收劑，抗氧化劑和除泡劑所組成的組中選出一種與上述的特壓添加劑一起加入到制冷機油中。
10.根據權利要求1到9中任意之一所述的一種製冷裝置，其中一種合成沸石作為乾燥劑裝入乾燥器中，合成沸石包括一種由鹼金屬矽酸鹽和鹼金屬鋁酸鹽所組成的複合鹽，它具有一個3.3埃或更小的微孔直徑和在25℃時以及二氧化碳氣體分壓力為250mmHg時，具有1.0%或更小的二氧化碳氣體吸收能力。
11.一種用於製冷循環中的高壓容器型製冷壓縮機，它包括一個貯有制冷機油，容納一個由定子和轉子所組成的，轉軸裝在轉子上的電機的密封容器，和通過轉軸連到電機上的一個壓縮機部分，在該壓縮機中高壓製冷劑氣體從壓縮機部分處排出，所述製冷劑主要由具有40℃或更高的臨界溫度的無氯碳氟化合物型製冷劑所組成，而且該制冷機油包括在分子中至少含有2個酯鍵
並且其粘度在40℃時為2到7cst，在100℃時為1到9cst的具有一種或多種脂肪酸的酯油為基油。
12.一種用於製冷循環中的高壓容器型製冷壓縮機，它包括一個貯有制冷機油，容納一個由定子和轉子所組成的，轉軸裝在轉子上的電機的密封容器，和通過轉軸連到電機上的一個壓縮機部分，高壓製冷劑氣體直接從壓縮機部分排出，所述製冷劑主要由具有40℃或更高的臨界溫度的無氯碳氟化合物型製冷劑所組成，而且該制冷機油包括在分子中至少含有2個酯鍵
並且其粘度在40℃時為2到7cst，在100℃時為1到9cst的具有一種或多種脂肪酸的酯油為基油。
13.根據權利要求11或12所述的一種製冷壓縮機，其中，所述酯油至少包括由總分子式(1)到(5)所代表的具有一種或多種脂肪酸的酯油所組成的組中選用的一個(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……(2)C(CH2OCOR2)4……(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……(4)
……(5)其中R1是H或一個具有1到3個碳原子的一個烷基，R2是一個具有5到12個碳原子烷基，R3是一個具有1到3個碳原子的烷基，而n是一個0到5的整數。
14.根據權利要求11或12所述的一種製冷壓縮機，其中所述製冷劑主要由包括至少一種從碳氟化合物和氫碳氟化合物所組成的組中選出的無氯氟裡昂型製冷劑。
15.根據權利要求14所述的一種製冷壓縮機，其中，所述氟裡昂型製冷劑包括氟裡昂134a。
16.根據權利要求11或12所述的一種製冷壓縮機，其中該主要由元氯碳氟化合物型製冷劑組成的製冷劑是一種主要由氟裡昂134a組成的製冷劑，而在分子中至少含有二個酯鍵
的具有一種或多種脂酸的該酯油包括至少從下列總分子式(1)到(5)所代表的酯油所組成的組中選出的一個(R1CH2)2C(CH2OCOR2)2……(1)R1CH2C(CH2OCOR2)3……(2)C(CH2OCOR2)4……(3)(R2COOCH2)3CCH2OCH2C(CH2OCOR2)3……(4)
……(5)其中R1是H或一個具有1到3個碳原子的一個烷基，R2是一個具有5到12個碳原子的烷基，而n是一個0到5的整數。
17.根據權利要求11到16中任意之一所述的一種製冷壓縮機，其中該制冷機油至少包括50%wt上述作為基油的酯油。
18.根據權利要求11到17中任意之一所述的一種製冷壓縮機，其中一中極壓添加劑被加入到制冷機油中。
19.根據權利要求18所述的一種製冷壓縮機，其中，特壓添加劑至少從下列分子式(6)或(7)所代表的烷基聚亞氧烷基磷酸酯所組成的組中選出一個
(其中R4是一個具有1到8個碳原子的烷基，R5是H或一個具有1到3個碳原子的烷基，分子重400到700)以0.05%wt到10wt%的量加入到制冷機油中。
20.根據權利要求18所述的一種製冷壓縮機，其中，極壓添加劑是一種以下列分子式為代表的二烷基磷酸酯
……(8)(其中R6是一個具有8到16個碳原子的烷基)以0.05wt%到10wt%的量加入到制冷機油中。
21.根據權利要求18到20中任意之一所述的一種製冷壓縮機，其中至少從由酸吸收劑，抗氧化劑和除泡劑所組成的組中選出一種與上述特壓添加劑一起加入到制冷機油中。
22.根據權利要求11或12所述的一種製冷壓縮機，它包括容納一個由定子和轉子所組成的電機的該密封容器，一根轉軸和一個通過轉軸連到電機上的壓縮機部分，其中該定子的繞線包括具有120℃或更高玻璃化轉變溫度塗覆漆的芯線。
23.根據權利要求22所述的一種製冷壓縮機，其中該塗覆漆包括至少從由聚醯亞胺酯，聚醯胺和聚醯胺-醯亞胺的塗層所組成的組中選出的一種絕緣塗層。
24.根據權利要求11或12所述的一種製冷壓縮機，其中電機的絕緣膜包括一種具有50℃或更高玻璃化轉變溫度的結晶塑料膜。
25.根據權利要求24所述的一種製冷壓縮機，其中電機的絕緣膜包括至少由聚對苯二甲酸亞乙基酯，聚對苯二甲酸丁二酯，聚苯硫，聚醚酮醚，聚萘二酸亞乙基酯，聚醯胺-醯亞胺和聚醯亞胺膜所組成的組中選出一種絕緣膜。
全文摘要
一種製冷裝置，包括一製冷循環，它包括至少一臺壓縮機，一個冷凝器，一個乾燥器，一個膨脹機構和一個蒸發器，一種主要由無氯碳氟化合物組成的並有40℃或更高的臨界溫度的製冷劑，以及一種在分子中至少含有兩個酯鍵
文檔編號C10N20/04GK1063351SQ9111154
公開日1992年8月5日 申請日期1991年11月16日 優先權日1990年11月16日
發明者飯薰, 中禮司, 福田克美, 田中誠, 本間吉治, 畠裕章, 香曾我部弘勝, 成好巧次, 巖田博 申請人:株式會社日立製作所