专利名称：制冷机油以及使用该制冷机油的制冷机的制作方法
技术领域：
本发明涉及由合成油构成的制冷机油以及使用该制冷机油的制冷机。
现有技术通常将HCFC氢氯氟烃(hydroghlorofluorocarbon)制冷剂主要用作制冷机的制冷剂。但是，由于HCFC制冷剂对地球周围的大气中的臭氧层有破坏作用，所以考虑用对臭氧层破坏作用小的HFC氢氟烃(hydrofluorocarbon)制冷剂代替HCFC制冷剂。HFC制冷剂中几乎不溶解用作制冷机油的矿物油因而压缩机的润滑性能大大降低。因此，提出使用能与HFC制冷剂相容的合成油作为制冷机油。
由于HFC制冷剂具有氢原子和氟原子的组合，所以它的极性很强。反之，变质的切削油、防锈油、液压油(hydraulic oil)、洗涤油(washoil)、制冷机油等的杂质却是无极性的，而醇精油等的合成油既包括极性基团，又包括无极性基团。所以，合成油能与具有极性的HFC制冷剂相容，而且还与无极性杂质亲和，这样就可对它们进行溶解。因而在上述制冷机的压缩机中，溶有杂质的合成油与制冷剂一起排出压缩机，然后循环到制冷剂回路中。当HFC制冷剂在冷凝器中得到冷凝时，对液体制冷剂具有很强可溶性的合成油被溶解在液体制冷剂中，由此使合成油与制冷剂一起循环到制冷剂回路中。在这种情况下，HFC制冷剂与合成油的亲和力不小于杂质与合成油的亲和力，而无极性的杂质并不溶解在极性很强的HFC制冷剂中。所以，当合成油溶解在液体制冷剂中时，已经溶解在合成油中的杂质与合成油分开后沉积在液体制冷剂中。这样，所沉积的杂质的粘性很大，粘到毛细管及膨胀阀的狭窄流路上，最后一直沉淀到使流路堵塞。
毛细管及膨胀阀被堵塞后就不能控制制冷剂流动，造成不正常的温升，使流体回流到压缩机中，严重地损害了制冷剂回路的稳定性。特别是在将酯油用作制冷机油时，水会使其水解，而且会产生油泥。在用毛细管作为制冷剂回路的减压器的制冷机中，由于毛细管的直径很小，所以毛细管堵塞得更快，这样就造成制冷机不能运行的问题。
对于防止毛细管及膨胀阀堵塞的方法，可以考虑按照严格要求来清洁各构件，认真地控制安装，细心地检查制冷系统的各个构件和工作步骤，以便在加工过程以及在安装过程中不进入杂质。但是与传统情况相比，这些方法需要花费很长的时间，而且增加了工序。另外，在构件的清洁阶段，需要增加清洁剂的用量，造成很大的能源消耗，因此成本大幅度增加。
反之，有一种已经投入实际应用的制冷机，它可以只使用烷基苯油的制冷机油的HFC制冷剂，这种制冷机油很少堵塞毛细管。但是，这种与HFC制冷剂不相容的烷基苯油的特性在于其中基本不溶解制冷剂气体，此外，随着温度范围和制冷剂与制冷机油之间的比例变化，有时会出现两个分离层的情况。因此在分体式空调器中，需从制冷机中引出很长的连通管道将室内单元和室外单元彼此连接在一起，这不同于所有构件集中在一个单元中的制冷机。所以，如果将与HFC制冷剂不相容的烷基苯油用作制冷机油的话，则因为制冷剂回路中的制冷机油的粘性很大，所以从压缩机排出的制冷机油很难返回到压缩机中。因而，连通管道很长的空调器的问题在于由于压缩机中缺少制冷机油所造成的卡塞和磨损使运行出现异常。
另外，在压缩机环境为低温的情况下，当压缩机中有大量液体制冷剂时，或在除霜期间大量液体制冷剂返回到压缩机内时，压缩机气室中的制冷机油和HFC制冷剂分成两层，这样，比重大的富制冷剂层处于气室的下部。于是粘性大幅度降低的富制冷剂流体从油泵入口吸入，该油泵设置在压缩机气室的最下部。通常是以制冷机油的粘性较高为基础来设计压缩机轴承的，这样，就应考虑轴承的尺寸以及轴承的摩擦动力。所以，如果吸入粘性大幅度降低的富制冷剂流体，则油膜的厚度就会降低，造成金属接触，这样使轴承受到损坏，压缩机的稳定性能大大降低。
发明的公开因此，本发明的一个目的在于提供一种可以方便地消除制冷剂回路中产生的油泥的制冷机油及使用该制冷机油的制冷机，不用检查制冷系统各个构件，也不用检查它们的加工步骤，而且这种制冷机油易于返回到压缩机中。
本发明的另一个目的在于提供一种可以避免压缩机中的油和制冷剂分成两层的制冷机油及使用该油的制冷机。
为了实现上述目的，通过将第一种由烷基苯油构成的合成油与第二种不是烷基苯油的合成油混合即可得到本发明提供的制冷机油。
对于具有上述组合的制冷机油来讲，本申请人经过大量试验和研究后发现，通过将第一种由烷基苯油构成的合成油与第二种不是烷基苯油的合成油(醇精油、酯油、氟油(fluorine oil)、碳酸油(carbonateoil)等)混合后得到该混合油，该混合油将由于溶解在制冷剂中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染而使制冷系统各构件内表面上产生的油泥剥离掉。所以，根据上述制冷机油，利用烷基苯油可以将粘到毛细管及膨胀阀内表面上的油泥剥离除去。因此可以除去油泥，避免毛细管及膨胀阀堵塞，而且既不用检查制冷系统各个构件，也不用检查它们的加工步骤。由于将易于溶解到HFC制冷剂中的合成油用于例如使用HFC制冷剂的制冷机中，所以可将与制冷剂一起从压缩机中排出的合成油循环到制冷剂回路中，并使合成油返回到压缩机内。因此，也就不会出现合成油难以返回而造成润滑不良的问题，这样就可保持压缩机的润滑性能。
根据一个实施方案的制冷机油，第二种合成油为醇精油。
利用这种结构，例如当使用HFC制冷剂时，醇精油会很好地溶解在HFC制冷剂中，并且通过制冷剂回路进行循环。因此，也就不会出现与制冷剂一起从压缩机排出的醇精油难以返回的问题，从而利用烷基苯油就能将粘到毛细管及膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，保持住压缩机良好的润滑性能。与HFC制冷剂不相容的烷基苯油会很好地溶解在醇精油中，所以，即使在烷基苯油溶解在醇精油中的情况下，烷基苯油也被传送到制冷剂回路中，因而可以有效地除去油泥。
根据一个实施方案的制冷机油，第二种合成油为酯油。
利用这种结构，例如当使用HFC制冷剂时，酯油会很好地溶解在HFC制冷剂中，并且通过制冷剂回路进行循环。因此，也就不会出现与制冷剂一起从压缩机排出的酯油难以返回的问题，从而利用烷基苯油就能将粘到毛细管或膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，保持压缩机良好的润滑性能。与HFC制冷剂不相容的烷基苯油会很好地溶解在酯油中，所以，即使在烷基苯油溶解在酯油中的情况下，烷基苯油也被传送到制冷剂回路中，因而可以有效地除去油泥。
根据一个实施方案的制冷机油，第二种合成油由醇精油和酯油构成。
利用这种结构，例如当使用HFC制冷剂时，醇精油和酯油会很好地溶解在HFC制冷剂中，并且通过制冷剂回路进行循环。因此，也就不会出现与制冷剂一起从压缩机排出的醇精油和酯油难以返回的问题，从而利用烷基苯油就能将粘到毛细管和膨胀阀的小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，保持住压缩机良好的润滑性能。与HFC制冷剂不相容的烷基苯油会很好地溶解在醇精油和酯油中，所以，即使在烷基苯油溶解在醇精油和酯油中的情况下，烷基苯油也被传送到制冷剂回路中，因而可以有效地除去油泥。水将酯油水解，但基本不会发生氧化造成的退化。反之，醇精油会因氧化而退化，但基本不会被水水解，这是因为醇精油是防水的。所以通过将醇精油和酯油的比值设定成1∶1，得到的制冷机油因氧化造成的退化程度以及由水引起的水解程度均可以减少一半。
根据一个实施方案的制冷机油，第二种合成油为氟油。
利用这种结构，例如当使用HFC制冷剂时，氟油会很好地溶解在HFC制冷剂中，并且通过制冷剂回路进行循环。因此，也就不会出现与制冷剂一起从压缩机排出的氟油难以返回的问题，从而利用烷基苯油就能将粘到毛细管或膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，保持压缩机良好的润滑性能。
根据一个实施方案的制冷机油，第二种合成油为碳酸油。
利用这种结构，例如当使用HFC制冷剂时，碳酸油会很好地溶解在HFC制冷剂中，并且通过制冷剂回路进行循环。因此，也就不会出现与制冷剂一起从压缩机排出的碳酸油难以返回的问题，从而利用烷基苯油就能将粘到毛细管或膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，保持住压缩机良好的润滑性能。
根据一个实施方案的制冷机油，烷基苯油与制冷机油之间的重量比例设定成1-50％。
利用这种结构，对于与制冷剂一起从压缩机排出后流过制冷剂回路再返回到压缩机内的合成油来讲，烷基苯油的比例最好较小，而对于除去油泥来讲，烷基苯油的比例最好较大。所以，使烷基苯油的比例尽可能大，同时根据制冷剂回路保证使合成油的油返回，就可以有效地除去油泥。当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例超过50％时，相对于HFC制冷剂来讲烷基苯油必然增加太多，使该烷基苯油在HFC制冷剂中得不到溶解，这样，与制冷剂一起从压缩机排出的制冷机油很难流入制冷剂回路，不易返回压缩机。当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不不小于50％时，与制冷剂一起从压缩机排出的制冷机油流入制冷剂回路后保证能返回压缩机。当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例低于1％时，则难以除去油泥，而当该重量比例不小于1％时，就可有效地除去油泥。
根据一个实施方案的制冷机油，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，而使制冷机油的粘度在温度为100℃时不小于2.5cst。
经本申请人所做的实验和研究发现，当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％时，由于溶解在制冷剂(实验用的是HFC制冷剂)中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染而使毛细管内表面上产生的油泥剥离后已经完全除去，从而消除了毛细管的堵塞现象。同时还发现，当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例小于5％时，并不能除去毛细管内表面上产生的油泥。另外通过实验还发现，当使制冷机油的粘度不小于2.5cst时，金属接触率基本为0％，由此在轴承等部件上保持有油膜。此外还发现，当使制冷机油的粘度小于2.5cst时，金属接触率增大，所以不能确保轴承等部件上有足够的油膜。所以，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，而使制冷机油的粘度不小于2.5cst时，就可以避免油泥堵塞毛细管和膨胀阀，在运行期间的所有区域保证轴承等部件上有合适的油膜，从而可以确保压缩机具有稳定的工作性能。
根据一个实施方案的制冷机油，当制冷机油和HFC制冷剂在0℃分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度(重量)不低于2.5％。
利用这种结构，通过寿命实验发现，当HFC制冷剂和制冷机油在压缩机内分成两层时，压缩机轴承等部件上保持有合适的油膜，而当分离成两层的富制冷剂层的油浓度不低于2.5％(重量)时，不会出现问题。另外发现当分离成两层的富制冷剂层的油浓度低于2.5％(重量)时，压缩机轴承等部件上的油膜减少，轴承等部件受到损伤。所以，即使在运行停止时压缩机中有HFC制冷剂，哪怕HFC制冷剂和制冷机油分成两层，也可以调节HFC制冷剂和基油的两个分离层温度以及调节烷基苯油与制冷机油之间的比例，使富制冷剂层的油浓度不小于2.5％(重量)。因此，就可保持合适的油膜，使轴承等部件不受到损伤。这样就可以提高压缩机的可靠性。当第二种合成油为醇精油时，醇精油可以方便地调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层的温度，这样，与酯油相比，即使装有较多的烷基苯油时，制冷剂和混合油(烷基苯油和醇精油)的两个分离层温度也可降低。
根据一个实施方案的制冷机油，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HFC制冷剂和制冷机油的两个分离层温度不高于10℃。
利用这种结构，当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％时，由于溶解在HFC制冷剂中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染而使毛细管和膨胀阀内表面上产生的油泥被剥离后完全除去，从而消除了毛细管的堵塞现象。根据本申请人进行的寿命实验结果发现，在不低于10℃的运行状态下，即使在液体制冷剂返回到压缩机气室内时，只要使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不低于10℃，制冷机油和液体制冷剂就能得到均匀溶解。并且发现，当HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度高于10℃时，制冷机油和液体制冷剂有时得不到均匀溶解。所以，只要使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃，将制冷剂与粘度合适的混合油的混合物吸入油泵中，即可保持压缩机具有稳定的工作性能。当第二种合成油是醇精油时，醇精油可以很容易调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层的温度，这样即使装有较多的烷基苯油时，制冷剂和混合油(烷基苯油和醇精油)的两个分离层温度也可降低。
本发明还提供一种使用上述任一种制冷机油的制冷机。
根据上述结构的制冷机，利用烷基苯油就能将粘到毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，这样就可避免毛细管和膨胀阀堵塞。此外，上述结构不需要执行除去造成堵塞的切削油、防锈油和液压油的清洁制冷系统各构件的清洁程序，这样可减少工序，降低成本。
根据一个实施方案的制冷机，使用HFC(氢氟烃(hydraufluorocarbon))制冷剂。
利用这种结构，当将与HFC制冷剂相容的合成油用作制冷机油时，即使在毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上很容易粘有油泥，仍可以利用烷基苯油使粘在毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。
根据一个实施方案的制冷机，将毛细管用作减压器。
利用这种结构，可以用烷基苯油使粘在毛细管小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。所以，可以使用廉价的毛细管，从而降低制冷机的成本。
根据一个实施方案的制冷机，使用的是HFC制冷剂和高压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使制冷机油的粘度在100℃时不小于2.5cst。
根据上述实验和研究结果，由于使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使制冷机油的粘度在100℃时不小于2.5cst，因此可以避免油泥堵塞毛细管和膨胀阀，在整个运行期间使轴承等部件上保持有适量的油膜，这样就可保持高油温的高压气室式压缩机稳定地运行。值得注意的是高压气室式压缩机的结构在于制冷剂通过进口管道、压缩机的压缩部分以及机壳(高压气室)以后流入出口管道，制冷机油保存在高压气室内的高温高压部分中。
根据一个实施方案的制冷机，当制冷机油和HFC制冷剂在0℃分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)。
利用这种结构，在HFC制冷剂和制冷机油在压缩机内分成两层的情况下，当已经分成两层的富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)时，压缩机轴承等部件上保持有适量的油膜，从而不会出现可靠性方面的问题。因此，在存在HFC制冷剂和制冷机油的两个分离层温度问题的高压气室式压缩机的情况下，调节HFC制冷剂和制冷机油的两个分离层温度及烷基苯油与制冷机油之间的重量比例，当运行停止期间HFC制冷剂处于压缩机内时，以及在HFC制冷剂和制冷机油分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)。所以保持有不损坏轴承等部件的油膜，以便能够维持压缩机的稳定运行。当第二种合成油是醇精油时，醇精油可以很容易调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层的温度，这样，与醇精油相比，即使装有较多的烷基苯油时，制冷剂和混合油(烷基苯油和醇精油)的两个分离层温度也可降低。
根据一个实施方案的制冷机，使用的是HFC制冷剂和低压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃。
利用这种结构，根据上述实验和研究结果，当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％时，由于溶解在HFC制冷剂中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染而使毛细管内表面上产生的油泥剥离后完全除去，从而消除了毛细管和膨胀阀的堵塞现象。在可能出现HFC制冷剂和制冷机油的两个分离层的低压气室式压缩机的情况下，与高压气室式相比，必须降低烷基苯油的比例。由于使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃，即使液体制冷剂返回到压缩机的气室中，但因为使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃，所以在不低于10℃的运行状态下，制冷机油和液体制冷剂也得到均匀溶解。因此，只要使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃，将制冷剂与粘度合适的混合油的混合物吸入油泵中，即可保持低压气室式压缩机具有稳定的工作性能。值得注意的是低压气室式压缩机的结构在于制冷剂通过进口管道、压缩机的机壳(低压气室)以及压缩部分以后流入出口管道，制冷机油保存在低压气室内的低温低压部分中。当第二种合成油是醇精油时，醇精油可以很容易调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层的温度，这样，与醇精油相比，即使装有较多的烷基苯油时，制冷剂和混合油(烷基苯油和醇精油)的两个分离层温度也可降低。
根据一个实施方案的制冷机，使用HCFC制冷剂。
利用这种结构，当合成油用作制冷机油时，即使在毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上很容易产生油泥，仍可以利用烷基苯油使粘在毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。
根据一个实施方案的制冷机，使用HCFC制冷剂，并将毛细管用作减压器。
利用这种结构，制冷机油也与HCFC制冷剂相容，利用与制冷机油混合的烷基苯油可以将粘在毛细管小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。由于利用烷基苯油使粘在毛细管小口径部分的内表面上的油泥剥离除去，所以可用廉价的毛细管，从而降低制冷机的成本。装有上述制冷机油的制冷机可以很容易用HFC制冷剂的替代制冷剂(称作换代型制冷剂，这种制冷剂可以很容易制得)取代HCFC制冷剂，而不需要更换制冷机油。
根据一个实施方案的制冷机，使用的是HCFC制冷剂和高压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比不小于5％，并使制冷机油在100℃时的粘度不少于2.5cst。
利用这种结构，根据上述实验和研究结果，只要使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使制冷机油的粘度在100℃时不小于2.5cst，就可以可靠地避免油泥堵塞毛细管和膨胀阀，可以在整个运行期间保持轴承等部件上有适量的油膜，这样就可保持高油温的高压气室式压缩机稳定地运行。装有上述制冷机油的制冷机可以很容易用HFC制冷剂的替代制冷剂取代HCFC制冷剂，而不需要更换制冷机油。
根据一个实施方案的制冷机，当制冷机油和HCFC制冷剂在0℃分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)。
利用这种结构，在HFC制冷剂和制冷机油在压缩机内分成两层的情况下，当已经分成两层的富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)时，压缩机轴承等部件上保持有适量的油膜，从而不会出现稳定性方面的问题。因此，在存在HCFC制冷剂和制冷机油的两个分离层问题的高压气室式压缩机的情况下，调节HCFC制冷剂和基油的两个分离层温度及烷基苯油与制冷机油之间的比例，即使当运行停止期间HCFC制冷剂处于压缩机内以及HCFC制冷剂和制冷机油分成两层时，使得富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)。所以保持有不损坏轴承等部件的油膜，以便能够维持压缩机的稳定运行。装有上述制冷机油的制冷机可以很容易用HFC制冷剂的替代制冷剂取代HCFC制冷剂，而不需要更换制冷机油。当第二种合成油是醇精油时，醇精油可以很容易调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层的温度，这样，与醇精油相比，即使装有较多的烷基苯油时，制冷剂和混合油(烷基苯油和醇精油)的两个分离层温度也可降低。
根据一个实施方案的制冷机，使用的是HCFC制冷剂和低压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使制冷机油和HCFC制冷剂的两个分离层温度不高于10℃。
利用这种结构，根据上述实验和研究结果，当烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％时，由于溶解在HCFC制冷剂中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染而使毛细管内表面上产生的油泥剥离后完全除去，从而消除了毛细管的堵塞现象。在会出现HCFC制冷剂和制冷机油的两个分离层的低压气室式压缩机的情况中，使两个分离层温度不高于10℃时，在运行温度不低于10℃的情况下，即使液体制冷剂返回到压缩机的气室中，制冷机油和液体制冷剂也被均匀溶解。因此，将制冷剂与粘度合适的制冷机油的混合物吸入油泵中，即可保持低压气室式压缩机具有稳定的工作性能。装有上述制冷机油的制冷机可以很容易用HFC制冷剂的替代制冷剂取代HCFC制冷剂，而不需要更换制冷机油。当第二种合成油是醇精油时，醇精油可以很容易调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层的温度，这样，与醇精油相比，即使装有较多的烷基苯油时，制冷剂和混合油(烷基苯油和醇精油)的两个分离层温度也可降低。
根据一个实施方案的制冷机，使用的是摆盘式(swing type)压缩机，该压缩机包括一个旋转地安装在驱动轴的偏心轮上的转子；一个与转子的外周面固定成一体并沿着转子的径向朝外延伸的叶片，由此将汽缸中的汽缸室分成压缩腔和吸气腔；以及一个旋转地支承在汽缸中的支承件，一个接收槽形成在该支承件中，该接收槽接收引导叶片的突出侧的端部。
根据上述结构的制冷机，在摆盘式压缩机中，将叶片固定到转子上，叶片的端部由旋转支承件的接收槽导向。所以，叶片表面与支承件表面接触，从而实现密封作用，不会出现边界润滑现象。因此，在考虑到环保安全时，即使使用氟利昂的替代制冷剂，利用烷基苯油仍可以使粘在毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。此外，使压缩机叶片在与支承件进行面接触过程中滑动，所以，可以避免润滑油变质，从而防止卡塞。
附图简述
图1是按照本发明第一和第二实施方案的制冷机油的制冷机的循环图；图2的曲线图表示HFC制冷剂R-407C和混合油(烷基苯油和聚合醇精油A)的两个分离层；图3的曲线图表示HFC制冷剂R-407C和混合油(烷基苯油和聚合醇精油B)的两个分离层；图4的曲线图表示HFC制冷剂和基油的两个分离层温度和烷基苯油比例之间的关系；图5的曲线图表示金属接触比与油粘度之间的关系；和图6的横截面图表示本发明第三实施方案的制冷机的摆盘式压缩机的主要构件。
本发明的最佳实施方式下面根据附图所示的实施方案详细描述和研究本发明的制冷机油以及使用这种制冷机油的制冷机。
首先，本申请人在实验中让使用了合成油(例如酯油)作为制冷机油的制冷机长期运行，此后由溶解在制冷剂中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染所产生的油泥堵塞毛细管，再切割毛细管，制成若干试样。然后，将这些内表面已被产生的油泥堵塞的试样插入混合油内长时间浸泡后，发现各个试样品的油泥情况产生了变化，通过将用作第一合成油的烷基苯油加入到用作第二种合成油的醇精油、酯油及氟油中的任一种油内以后即可得到所述的混合油。因此，通过将烷基苯油加入到醇精油、酯油及氟油的基油内以后，发现具有将溶解在制冷剂中的切削油、防锈油、液压油、洗涤油等的污染(污物)而使制冷系统构件内表面上产生的油泥剥离掉的功能。
此外，对于长期将试样只浸入烷基苯油中的实验，发现烷基苯油本身就有剥离油泥的功能，或者先堵塞毛细管，然后对毛细管进行清洁的功能。上述实验后的试样的内表面变得光亮，和新的差不多，这与使用醇精油、酯油或矿物油的情况不同。但是，如果将烷基苯油用作制冷机油，而烷基苯油与HFC制冷剂不相容，则与制冷剂一起从压缩机排出的制冷机油不返回到压缩机中，所以也不流入长管道或高度有很大差别的制冷回路中，因而由于润滑性差导致可靠性下降。
因此根据上述实验结果，本申请人决定同时实验烷基苯油和能与HFC制冷剂相容的合成油(醇精油、酯油、氟油、碳酸油等)。也就是说，通过使油与能很好地溶解在HFC制冷剂中的合成油理想地返回就可确保压缩机的润滑性能，通过将烷基苯油加入到合成油中就可除去堵塞毛细管的油泥。所以，很快就能解决上述润滑不良以及毛细管堵塞的问题。
(第一实施方案)现在描述将上述制冷机油用于制冷机中的情况。
图1是使用本发明上述制冷机油的制冷机的循环图，制冷机包括一台压缩机1，一个与压缩机1的出口侧相连的四通阀2，一个一端与四通阀2相连的室外热交换器3，一个用作膨胀设备的毛细管4，毛细管的一端与室外热交换器3的另一端相连，一个一端通过截止阀11与毛细管4的另一端相连的室内热交换器5，以及一个收集器6，该收集器的一端通过截止阀12以及四通阀2与室内热交换器5相连，而其另一端与压缩机1的进口侧相连。
在上述结构的制冷机中，将HFC制冷剂(R-134a，R-407，R-410，HFC-32/134a等)用作HCFC制冷剂的替代制冷剂，将醇精油、酯油、氟油、碳酸油中的一种油与烷基苯油混合后得到的混合油用作制冷机油。烷基苯油和所有制冷机油之间的重量比根据制冷回路等因素设定在1-50％。
利用混合在制冷机油中的烷基苯油可以将粘在毛细管4小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。所以既不用检查制冷系统各构件，也不用检查各处理步骤，即可避免毛细管的堵塞。此外，上述机构并不需要清洁制冷系统构件的步骤，所述的清洁步骤用于将引起堵塞的切削油、防锈油、液压油、洗涤油除去，这样减少了工序，降低了成本。
当在使用HFC制冷剂的制冷回路中使用与HFC制冷剂相容的合成油(醇精油、酯油、氟油、碳酸油等)时，合成油很好地溶解在HFC制冷剂中，从而在制冷回路中循环。因此，没有出现压缩机1中排出的合成油难以返回的问题，从而可以保持压缩机1的润滑性能。当使用合成油时，主要会产生油泥。但是，利用混合在制冷机油中的烷基苯油可以将粘在制冷系统各构件(例如毛细管4)的小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。另外，由于烷基苯油很好地溶解在醇精油和酯油中，所以在烷基苯油溶解在醇精油和酯油中的情况下，烷基苯油流入制冷回路中，这样就可有效地除去油泥。
此外，通过使烷基苯油与另一种合成油混合得到的制冷机油就可除去粘在毛细管4的小口径内表面上的油泥。因此没有堵塞毛细管的问题，从而可以使用廉价的毛细管。所以，可以降低制冷机的成本。由于使用上述毛细管，因而能改善制冷机的可靠性。
另外，本申请人在不同的条件下对几乎不堵塞毛细管以及对压缩机可靠性无影响的制冷机油作了实验，由此发现，将第一种由烷基苯油构成的合成油与第二种由醇精油或酯油构成的合成油按合适的比例混合后得到的混合油可以解决上述问题。下面将描述这些细节以及将混合油用作制冷机油的制冷机的第二实施方案。
表1示出的是用醇精油和酯油的合成油作为基油时所作的浸泡实验以及机器实际寿命试验与烷基苯油不同比例的结果。
表1
在表1中，浸泡实验I、浸泡实验II以及机器实际寿命试验的条件等如下。
浸泡实验I基油醇精油在正常温度下将表面粘有油泥的毛细管浸泡2周。
O剥离油泥。
x未剥离油泥。
浸泡实验II基油酯油在正常温度下将表面粘有油泥的毛细管浸泡2周。
O剥离油泥。
x未剥离油泥。
机器实际寿命实验实验机室内空调器(1hp)制冷剂R-407C基油酯油在运行4000小时以后确定有无油泥。
O未堵塞毛细管。
x堵塞了毛细管了。
根据上面的浸泡实验I和II，通过酯油的机器实际寿命实验，将堵塞的毛细管件浸泡到混合油中，通过目测观察油泥的变化，以便检查粘到毛细管内表面上的油泥是否被剥离。根据机器的实际寿命实验，在具有毛细管的实际机器装入混合油，并混装有一定数量的杂质。然后，在规定的压差条件下使氮气流入，同时每隔一段规定的时间清理毛细管，并测量流速，以便根据流速是否减少来估算毛细管的堵塞程度。也就是说，氮气流速减少时确定油泥已经粘到毛细管的内表面上，氮气流速没有减少时确定油泥没有粘到毛细管的内表面上。
浸泡实验I和II的结果及机器实际寿命实验的结果彼此非常相符，因此发现能剥离毛细管内表面上的油泥，而且能理想地除去油泥，并保持制冷机油与杂质的亲和力，因而当烷基苯油和由第一烷基苯油的合成油与第二合成油(醇精油或酯油)构成的制冷机油之间的比例不小于5％(重量)时，液体制冷剂中没有沉淀的杂质。值得注意的是，当将醇精油和酯油，氟油或碳酸油构成的混合油用作第二合成油时，也能得到同样的结果。
此外，在将烷基苯油混合能到与HFC制冷剂相容的合成油(醇精油或酯油)中所得到混合油中，烷基苯油的比例对使HFC制冷剂和混合油分成两层的两个分离层温度造成很大的影响。
由于注意到这一点，本申请人对HFC制冷剂R-407C和混合油的两个分离层特性作了实验。图2和图3中示出了这些结果。将烷基苯油和聚醚A(醇精油)用作图2实验中的制冷机油，而烷基苯油和聚醚B(醇精油)用作图3实验中的制冷机油。在图2的情况下，将HFC制冷剂R-407C和单质(singl substance)聚醚A的两个分离层温度设定成-20℃，而在图3的情况下，将HFC制冷剂R-407C和单基质聚合乙醚B的两个分离层温度设定成-35℃。在图2和3中，HFC制冷剂R-407C和单质烷基苯油在任何温度范围均分成两层，而没有出现常说的低临界溶液温度。
当将比较多的烷基苯油加入到聚醚A和B中而使烷基苯油比例增加时，HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度明显增加。例如，当在图2的情况下加入11％左右的烷基苯油时(重量)，两个分离层温度从-20℃左右提高到10℃左右，与聚醚A相比温度增加了约30℃。另一方面，当在图3的情况下加入21％左右的烷基苯油时(重量)，两个分离层温度从-35℃左右提高到10℃左右，也就是说，与图2的情况相比，在烷基苯油比例相同的情况下，两个分离层温度全部变低。
如上所述，当HFC制冷剂和单质基油的两个分离层温度变低时，HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度可以随之降低。这样，通过降低HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度，即使在液体制冷剂返回压缩机气室内时，在压缩机内油温升高的运行状态下，均匀加入制冷机油和液体制冷剂，使制冷机油和粘度合适的制冷剂的混合物吸入油泵，从而可以使压缩机的轴承等部件保持正常的润滑。特别是在油温比高压气室式压缩机低的低压气室式压缩机中，使液体制冷剂直接与制冷机油混合，因此，所需的制冷机油的HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度较低。
醇精油的特性在于它可以调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层温度。因此，当希望得到一种两个分离层温度低的混合油时，最好将醇精油用作基油，醇精油能够使两个分离层温度比酯油的低。
根据上面的实验研究结果，为了解决传统问题对烷基苯油的合适比例进行了探索。也就是说，对烷基苯油和制冷机油之间的比例进行了探索，以便满足下列条件i〕既不堵塞毛细管也不堵塞膨胀阀；和ii〕即使液体制冷剂返回压缩机或制冷机油变成高温，压缩机的可靠性也不会受到影响。
图4为探讨的结果，其中横轴表示HFC制冷剂和基油的两个分离层温度T，而纵轴表示烷基苯油的比例Y。
首先，根据表1，烷基苯油的比例Y的条件是Y≥5...(条件1)在低压气室式压缩机中容易出现两个分离层，所以要求使烷基苯油的比例低于高压气室式中的比例。根据对压缩机寿命进行的试验结果发现，当HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度低于10℃时可以保证压缩机的可靠性。同时发现当HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度高于10℃时，不能确保压缩机的稳定性。在传统的使用HCFC制冷剂和矿物油(Suniso4GS商标名称)的组合物的情况下，两个分离层温度约为10℃，根据这个结果，HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度的合适值为10℃。因此，从图2和图3的数据中求得两个分离层温度为10℃时的烷基苯油的比例，图4中用符号o表示该比例。所以如图4所示，烷基苯油的比例Y在HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度低于10℃时相对于HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度T的条件是Y≤-0.67T-3...(条件2)此外，在正常运行状态下具有高油温的高压气室式压缩机中，即使在烷基苯油比例增大的情况下，也不太会发生两个分离层。但是，当停止运行时，油温降低到环境温度，制冷剂流入气室，从而造成所谓停机。在这种状态下，出现HFC制冷剂和混合油的两个分离层。根据对这种停机所作的寿命试验结果发现，当已经分成两层的富制冷剂层的油含量(重量)高于2.5％(温度为0℃)时，在压缩机的轴承等部件上保持有油膜，而且不会出现可靠性问题。同时还发现，当已经分成两层的富制冷剂层的油含量(重量)低于2.5％(温度为0℃)时，在压缩机的轴承等部件上的油膜变薄，使轴承受到损伤。因此，当0℃时的油含量(重量)为2.5％时，根据图2和图3的数据求得烷基苯油相对于制冷机油的比例，图4中用符号o表示该比例。所以如图4所示，烷基苯油的比例Y相对于HFC制冷剂和基油的两个分离层温度T的条件是Y≤-T+15...(条件3)值得注意的是，上述(条件3)适用于两个分离层成为问题的高压气室式压缩机的情况，而尽管在将机器专门设计成用于加热和冷却或只用于成冷却的机器时，该(条件3)也不需要满足制冷剂量少的情况或压缩机具有防止两个分离层的功能的情况。
图5的实验结果是在高压气室式压缩机运行期间金属接触比与油粘度之间在油温为90℃至110℃时的关系。如图5所示，尽管运行条件不同时存在差别，但在油粘度不小于2.5cst时，金属接触比几乎为0％，这就表示压缩机轴承等部件上保持有油膜。如果油粘度小于2.5cst，则金属接触比增加，压缩机轴承等部件上的油膜变薄，这就表示轴承等部件受到损伤，不利于可靠性。所以，当考虑的是高油温的运行工况时，如果制冷机油的粘度在油温为100℃的情况下不小于2.5cst，则在产品的整个运行范围内都可使轴承上保持有正常的油膜。根据混合物的标准以及制冷机油粘度不小于2.5cst的条件求得的烷基苯油的比例Y与粘度的条件是Y≤(loglog(2.5+0.6)-loglog(U+0.6))/(loglog(V+0.6)-loglog(U+0.6))×100...(条件4)在上述(条件4)中，U表示100℃时基油的粘度(cst)，而V表示100℃时烷基苯油的粘度(cst)。上述混合物的规则指体积比，所以，假定在转换成重量比后基油和烷基苯油具有相同的浓度，则对上述体积比进行计算。所以，当基油和烷基苯油的密度互不相同时，需对它们进行校正。图4所示的(条件4)的界线在于基油的粘度为VG68(在40℃时为68(cst))，烷基苯油的粘度为VG8(在40℃时为8(cst))。
(第二实施方案)现在将描述满足上述(条件1)至(条件4)的制冷机油用于制冷机中的情况。
在结构与图1所示第一实施方案的制冷机结构相同的制冷机中使用HFC制冷剂和高压气室式压缩机1，所用的制冷机油是将比例满足上述(条件1)和(条件4)(图4中的区域A，B和C表示)的烷基苯油混入基油(醇精油)中得到的制冷机油。在这种情况下，毛细管4中不会发生堵塞，在运行范围的整个区域内，可以使轴承等部件上保持正常的油膜，这样，可以保证高油温的高压气室式压缩机1稳定运行。
在两个分离层成为问题的高压气室式压缩机1的情况下，所用的制冷机油是将比例满足上述(条件1)和(条件4)(图4中的区域A和B表示)以外还满足(条件3)的烷基苯油混入基油(醇精油)中得到的制冷机油。在这种情况下，毛细管4中没有发生堵塞，即使在运行停止阶段因停机等原因使制冷剂分成两层时，也使富制冷剂层的油浓度不小于2.5％(重量)。所以，轴承等部件上保持有避免损伤的油膜，从而改善高压气室式压缩机1的稳定性能。
在易于发生两个分离层的低压气室式压缩机1的情况下，所用的制冷机油是将比例满足上述(条件1)和(条件2)(图4中的区域A表示)的烷基苯油混入基油(醇精油)中得到的制冷机油。也就是说，与高压气室式相比减少了烷基苯油的比例，由此使HFC制冷剂和混合油的两个分离层温度不高于10℃，即使在混合油温度高于10℃的运行状态下液体制冷剂返回到压缩机2的气室内，混合油和液体制冷机油也都得到均匀的溶解，从而，制冷剂和粘度合适的混合油的混合物被吸入油泵中。所以，可以保持低压气室式压缩机1的稳定性能。
在上述第二个实施方案中，烷基苯油很好地溶解在醇精油中，而醇精油可以容易地调节HFC制冷剂和醇精油的两个分离层温度。所以，与酯油等相比，即使在醇精油中加入比较多的烷基苯油，HFC制冷剂和混合油(醇精油和烷基苯油)的两个分离层温度也可降低。因此，可以增加烷基苯油相对于制冷机油的比例，从而有效地除去粘在毛细管和膨胀阀内表面上的油泥。值得注意的是，将酯油、醇精油和酯油构成的混合油、氟油或碳酸油所组成的第二合成油与烷基苯油的第一种合成油混合后得到的制冷机油可以用于第二个实施方案中。
(第三实施方案)图6是用于本发明第三实施方案的制冷机的摆盘式压缩机。
摆盘式压缩机包括一个压缩机元件30。压缩机元件30包括一个内部有一个汽缸室41的汽缸40以及一个转动地设置在汽缸室41中的转子7。转子7相对转动地装在驱动轴(未示出)的偏心部件20上。另一方面，在汽缸40的壁上开有对着汽缸室41的进口30a和出口30b。转子7的外周面上有一个与其成一体的叶片8，该叶片沿着转子7的径向朝外延伸。此外，在汽缸40的进口30a和出口30b之间的部位形成一个圆柱形制动孔42。将两个半圆形截面的半圆柱形部件22和22构成的支承件21转动地固定在该制动孔42中。半圆柱形部件22的相对的平面构成接收槽21a。接收槽21a的一端与汽缸室41的内部连通，而叶片8的顶部8a可滑动地插入该接收槽21a中，同时该顶部能与接收槽进行表面接触。该叶片8将汽缸室41内部分成压缩室31和吸气室32。设置一个用于打开和关闭出口30b的片阀9，将片阀装在出口30b的引出端周围的阀座面44上。一个垫板10固定到该阀9上。
摆盘式压缩机使用HFC R410A作为汽缸室41内受到压缩的工作流体，HFC R410A是替代的氟利昂制冷剂。对于润滑油，采用的是与HFC制冷剂相容的醇精油和烷基苯油。该R410A是HFC32和HFC125的混合制冷剂。
该制冷机将毛细管用作减压设备。
在上述结构的制冷机中，当驱动轴转动时，与转子7成一体的叶片8的突出端部8a沿着支承件21的接收槽21a朝里朝外移动，支承件21随着这种移动而转动。也就是说，叶片8通过前进和后退连续将汽缸室41内部分成压缩室31和吸气室32，同时根据转子7的转动作摆动。
根据该制冷机，当转子7的转动没有相对于偏心部件20的旋转时，也就是说，当使转子绕叶片8摆动时，叶片8的端部没有作与转子7的周面进行线接触的运动，这意味着与现有技术不同，叶片8和转子7没有作相对运动。所以，不存在因叶片8和转子7之间的线接触而出现的滑动摩擦。因而，叶片8的表面对支承件21进行密封，同时还与支承件21有面接触，由此不会出现周边润滑情况。
所以，按照使用上述摆盘式压缩机的制冷机，即使考虑到环保安全使用替代的氟利昂制冷剂时，仍可以利用烷基苯油使粘在毛细管和膨胀阀小口径部分的内表面上的油泥剥离除去。此外，使叶片8与支承件21进行面接触滑动，就可以避免润滑油变质，从而可以防止卡塞。
在第一个实施方案中，所用的制冷机油是将烷基苯油构成的第一种合成油与醇精油、酯油、氟油和碳酸油构成的第二种合成油混合后得到的制冷机油。然而，所用的制冷机油当然也可以是将烷基苯油构成的第一种合成油与除醇精油、酯油、氟油和碳酸油以外的油构成的第二种合成油混合后得到的制冷机油。
在第一个实施方案中，将烷基苯油构成的第一种合成油加入到由醇精油、酯油、氟油和碳酸油之一构成的第二种合成油中。然而，也可以将烷基苯油加入到醇精油和酯油构成的混合油中。在这种情况下，水对酯油水解，但基本不会出现因氧化造成的损坏。反之，由于醇精油是防水的，所以醇精油容易受到氧化损坏，但基本不会出现水解。所以，通过将醇精油与酯油之间的比例设定成1∶1，就可以获得一种制冷机油，该油的受到氧化后的损坏程度和水解程度各减少一半。
此外，已经结合使用HFC制冷剂的制冷机对第一和第二实施方案作了描述。然而，制冷剂并不局限于HFC制冷剂，也可以是HCFC制冷剂等。在这种情况下，即使引入作为HCFC制冷剂的制冷机油(例如矿物油等)，本发明的制冷机油也不会引起故障。另外，也可以利用与HCFC制冷剂R-22等的相容性，可以方便地用HFC制冷剂(称作换代型制冷剂，这种制冷剂可以很容易制得)取代HCFC制冷剂，而不需要在使用HCFC制冷剂的制冷机中充装本发明的制冷机油来更换制冷机油。
在第三个实施方案中，本发明的制冷机油用在摆盘式压缩机中。然而，也可以在旋转压缩机或涡壳压缩机中使用本发明的制冷机油，在旋转压缩机中，阀和转子分开，阀的顶部与转子的外周面接触，在涡壳压缩机中，气体在两个涡壳之间得到压缩。
工业实用性本发明的制冷机油及使用这种制冷机油的制冷机用于冷冻和冷藏食品等的冰箱中或用于冷却和加热房间内部的空调器中。
权利要求
1.一种制冷机油，这种制冷机油是通过将由烷基苯油构成的第一种合成油与不是烷基苯油的第二种合成油混合得到。
2.根据权利要求1所述的制冷机油，其中第二种合成油为醇精油。
3.根据权利要求1所述的制冷机油，其中第二种合成油为酯油
4.根据权利要求1所述的制冷机油，其中第二种合成油由醇精油和酯油构成。
5.根据权利要求1所述的制冷机油，其中第二种合成油为氟油。
6.根据权利要求1所述的制冷机油，其中第二种合成油为碳酸油。
7.根据权利要求1所述的制冷机油，其中烷基苯油与制冷机油之间的重量比例设定成1-50％。
8.根据权利要求1所述的制冷机油，其中使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，和使制冷机油的粘度在温度为100℃时不小于2.5cst(厘拖)。
9.根据权利要求8所述的制冷机油，其中当制冷机油和HFC制冷剂在0℃分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度(重量)不小于2.5％。
10.根据权利要求1所述的制冷机油，其中使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HFC制冷剂和制冷机油的两个分离层温度不高于10℃。
11.使用权利要求1的制冷机油的制冷机。
12.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用HFC氢氟烃(hydrofluorocarbon)制冷剂。
13.根据权利要求11所述的制冷机，其中将毛细管用作减压器。
14.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用的是HFC制冷剂和高压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使制冷机油的粘度在100℃时不小于2.5cst。
15.根据权利要求14所述的制冷机，其中当制冷机油和HFC制冷剂在0℃分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)。
16.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用的是HFC制冷剂和低压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃。
17.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用HCFC氢氯氟烃(hydrochlorofluorocarbon)制冷剂。
18.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用HCFC制冷剂，并将毛细管用作减压器。
19.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用的是HCFC制冷剂和高压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使制冷机油在100℃时的粘度不少于2.5cst。
20.根据权利要求19所述的制冷机，其中当制冷机油和HCFC制冷剂在0℃分成两层时，使富制冷剂层的油的浓度不小于2.5％(重量)。
21.根据权利要求11所述的制冷机，其中使用的是HCFC制冷剂和低压气室式压缩机，使烷基苯油与制冷机油之间的重量比例不小于5％，并使HCFC制冷剂与制冷机油的两个分离层温度不高于10℃。
22.根据权利要求12所述的制冷机，其中使用的是摆盘式压缩机，该压缩机包括一个旋转地安装在驱动轴的偏心部件(20)上的转子(7)；一个与转子(7)的外周面固定成一体并沿着转子(7)的径向朝外延伸的叶片(8)，由此将汽缸(40)中的汽缸室(41)分成压缩腔(31)和吸气腔(32)；以及一个旋转地支承在汽缸(40)中的支承件(21)，一个接收槽(21a)形成在该支承件中，该接收槽接收引导叶片(8)的突出侧的端部(8a)。
全文摘要
本发明提供一种可以方便地消除制冷剂回路中产生的油泥的制冷机油及使用该油的制冷机,这种制冷机油易于返回到压缩机中。将这种通过使烷基苯油和醇精油混合得到的制冷机油用于制冷回路中。可以用烷基苯油使粘在毛细管(4)的小口径部分的内表面上产生的油泥剥离除去,同时用醇精油保持压缩机(1)具有良好的润滑性能,醇精油能完全溶解在HFC制冷剂中,由此防止毛细管堵塞。
文档编号F04C29/00GK1209159SQ9618004
公开日1999年2月24日 申请日期1996年12月25日 优先权日1995年12月28日
发明者矢嶋龙三郎, 北宏一, 平良繁治, 大沼洋一, 野村雅树 申请人:大金工业株式会社