JP7618866B1 - Refrigeration oil and refrigeration equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】冷凍機油および冷凍装置において、圧縮機起動(常温)時の粘性抵抗損失抑制と、稼働(高温)時の油膜負荷能力向上との両立を実現させることを目的とする。
【解決手段】本開示に係る冷凍機油は、冷媒としてプロパンが封入された冷凍装置用の冷凍機油であって、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下である。
【選択図】図7
An object of the present invention is to achieve, in a refrigeration oil and a refrigeration device, both suppression of viscous resistance loss during compressor startup (room temperature) and improvement of oil film load capacity during operation (high temperature).
[Solution] The refrigeration oil disclosed herein is for use in a refrigeration unit in which propane is sealed as a refrigerant, and includes an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or lower, and a viscosity index improver including a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms, and the concentration of the polymethacrylic acid ester is 0.6 wt% or more and 6 wt% or less.
[Selected figure] Figure 7
Description
本開示は、冷凍機油および冷凍装置に関するものである。 This disclosure relates to refrigeration oil and refrigeration equipment.
冷凍装置は、少なくとも圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器で構成されている。冷凍装置では、各構成要素は冷媒配管により閉回路として連結されており、冷媒および冷凍機油が相溶した混合液が密閉された系内を循環する構造となっている。 A refrigeration system is composed of at least a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. In a refrigeration system, each component is connected in a closed circuit by refrigerant piping, and a mixture of refrigerant and refrigeration oil circulates within the sealed system.
新冷媒を採用する場合、新冷媒に対応する圧縮機が開発される。圧縮機開発では、摺動部を対象とした摩耗損失低減および摩耗性向上が急務であり、冷媒毎に適した冷凍機油、油中添加物剤の選定が求められている。 When a new refrigerant is adopted, a compressor compatible with the new refrigerant must be developed. In compressor development, there is an urgent need to reduce wear loss and improve wear resistance in sliding parts, and there is a demand to select refrigeration oil and oil additives suitable for each refrigerant.
特許文献1では、冷凍機油に摩耗防止剤(TBP)を添加することで、高温による油膜負荷能力低下時にも摺動部の摩耗を抑制する発明を開示している。 Patent Document 1 discloses an invention that suppresses wear of sliding parts even when the oil film load capacity is reduced due to high temperatures by adding an anti-wear agent (TBP) to refrigeration oil.
R290は、自然冷媒であり、GWPが非常に低い。一方、R290は、冷凍機油との溶解性が高い。そのため、冷媒としてR290を使用する冷凍装置では、冷凍機油の粘度低下による摺動部品の異常摩耗が懸念される。 R290 is a natural refrigerant with a very low GWP. On the other hand, R290 is highly soluble in refrigeration oil. Therefore, in refrigeration equipment that uses R290 as a refrigerant, there is concern that abnormal wear of sliding parts may occur due to a decrease in the viscosity of the refrigeration oil.
これを抑制するためには、冷凍機油に用いる基油の粘度グレードを上げればよい。しかしながら、基油の粘度グレードを上げると、その分、冷凍装置の圧縮機起動時における冷凍機油の動粘度が高くなるため、粘性抵抗による摩擦損失が大きくなるとの課題が生じる。 To prevent this, the viscosity grade of the base oil used in the refrigeration oil can be increased. However, increasing the viscosity grade of the base oil increases the kinetic viscosity of the refrigeration oil when the refrigeration equipment compressor starts up, which creates the problem of increased friction loss due to viscous resistance.
冷媒としてR290を用いる場合、特許文献1に記載の摩耗防止剤を冷凍機油に添加するだけでは、摩耗防止効果が不十分となることが懸念される。 When using R290 as the refrigerant, there is concern that simply adding the anti-wear agent described in Patent Document 1 to the refrigeration oil may not provide sufficient anti-wear effect.
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、冷凍機油および冷凍装置において、圧縮機起動(常温)時の粘性抵抗損失抑制と、稼働(高温)時の油膜負荷能力向上との両立を実現させることを目的とする。 This disclosure has been made in consideration of these circumstances, and aims to achieve, in a refrigeration oil and refrigeration device, both the suppression of viscous resistance loss during compressor startup (room temperature) and the improvement of oil film load capacity during operation (high temperature).
上記課題を解決するために、本開示の冷凍機油および冷凍装置は以下の手段を採用する。 To solve the above problems, the refrigeration oil and refrigeration device disclosed herein employ the following measures.
本開示は、冷媒としてプロパンが封入された冷凍装置用の冷凍機油であって、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、前記ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下である冷凍機油を提供する。 The present disclosure provides a refrigeration oil for a refrigeration device in which propane is sealed as a refrigerant, the refrigeration oil comprising an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or less and a viscosity index improver containing a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms, the concentration of the polymethacrylic acid ester being 0.6 wt% or more and 6 wt% or less.
本開示は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が主配管によって接続されて冷媒を循環させる冷媒循環回路が構成されている冷凍装置であって、前記圧縮機は、摺動部に冷凍機油を供給する冷凍機油供給機構を備え、前記冷凍機油供給機構に収容される前記冷凍機油は、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、前記ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下であり、前記冷媒循環回路に冷媒としてプロパンが封入されている冷凍装置を提供する。 The present disclosure provides a refrigeration device in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected by a main pipe to form a refrigerant circulation circuit that circulates a refrigerant, the compressor is provided with a refrigeration oil supply mechanism that supplies refrigeration oil to sliding parts, the refrigeration oil contained in the refrigeration oil supply mechanism contains an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or less and a viscosity index improver containing a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms, the concentration of the polymethacrylic acid ester is 0.6 wt% or more and 6 wt% or less, and propane is sealed in the refrigerant circulation circuit as a refrigerant.
本開示によれば、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤をエステル系基油に含有させることで、圧縮機起動(常温)時の粘性抵抗損失抑制、および稼働(高温)時の油膜負荷能力向上の両立が可能な冷凍機油およびそれを備えた冷凍装置を実現できる。 According to the present disclosure, by incorporating a viscosity index improver containing a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent with 1 to 18 carbon atoms into an ester-based base oil, it is possible to realize a refrigeration oil and a refrigeration device equipped with the same that can simultaneously suppress viscous resistance loss during compressor startup (room temperature) and improve oil film load capacity during operation (high temperature).
以下に、本開示に係る冷凍機油および冷凍装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Below, one embodiment of the refrigeration oil and refrigeration device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(冷凍機油)
冷凍機油は、基油と、粘度指数向上剤とを含んでいる。冷凍機油は、摩耗防止剤を含んでもよい。冷凍機油は、油性剤、極圧剤、酸化防止剤、酸補足材、消泡剤、漏れ検知剤などを含んでもよい。冷凍機油の流動点は、-45℃以下である。
(Refrigeration oil)
The refrigerating machine oil contains a base oil and a viscosity index improver. The refrigerating machine oil may contain an anti-wear agent. The refrigerating machine oil may contain an oiliness agent, an extreme pressure agent, an antioxidant, an acid scavenger, an antifoaming agent, a leak detection agent, etc. The pour point of the refrigerating machine oil is -45°C or lower.
基油は、エステル系の合成潤滑油(エステル系基油)である。エステル系基油は、例えば、ポリオールエステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、アルキルベンゼン、鉱物油等であってよい。基油の粘度グレードは、ISO VG32以下である。基油の粘度グレードは、ISO VG22以上であるとよい。 The base oil is an ester-based synthetic lubricant (ester-based base oil). The ester-based base oil may be, for example, polyol ester, polyvinyl ether, polyalkylene glycol, alkylbenzene, mineral oil, etc. The viscosity grade of the base oil is ISO VG32 or less. The viscosity grade of the base oil is preferably ISO VG22 or more.
粘度グレードとは、ISOで定められた潤滑油類の粘度の等級である。粘度グレードは、数値が高いほど粘度が高いものである。粘度グレードは、末尾の数値毎に動粘度範囲が定められており、当該数値が動粘度(mm2/s)の中心値を示している。ISO VG32の40℃での動粘度範囲は28.8mm2/s以上35.2mm2/s以下である。ISO VG22の40℃での動粘度範囲は19.8mm2/s以上24.2mm2/s以下である。 Viscosity grade is a viscosity grade of lubricants defined by ISO. The higher the viscosity grade number, the higher the viscosity. The viscosity grade has a kinetic viscosity range defined for each last number, and the number indicates the center value of the kinetic viscosity ( mm2 /s). The kinetic viscosity range of ISO VG32 at 40°C is 28.8mm2 /s or more and 35.2mm2 /s or less. The kinetic viscosity range of ISO VG22 at 40°C is 19.8mm2 /s or more and 24.2mm2 /s or less.
粘度指数向上剤は、温度変化に伴う基油の粘度変化を低減させる作用を有する。
粘度指数向上剤は、式(I)で表される構造単位を有する。
The viscosity index improver has a structural unit represented by formula (I).
粘度指数向上剤は、ポリメタクリル酸エステル(PMA)を含む。ポリメタクリル酸エステルの分子量は、3.5万以下、好ましくは3万程度である。粘度指数向上剤において、PMAは溶媒で希釈されていても良い。溶媒には、鉱物油が好適である。PMA:溶媒は、60:40(重量比)であってよい。粘度指数向上剤は、例えば、三洋化成株式会社製のアクルーブ A-1061であってよい。 The viscosity index improver contains polymethacrylic acid ester (PMA). The molecular weight of the polymethacrylic acid ester is 35,000 or less, preferably about 30,000. In the viscosity index improver, the PMA may be diluted with a solvent. Mineral oil is a suitable solvent. The PMA:solvent ratio may be 60:40 (weight ratio). The viscosity index improver may be, for example, Aclube A-1061 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.
冷凍機油におけるポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下である。粘度グレード ISO VG32の基油を用いる場合、ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上3wt%以下であるとよい。基油として粘度グレード ISO VG22を用いる場合、ポリメタクリル酸エステルの濃度は、3wt%以上6wt%以下であるとよい。 The concentration of polymethacrylic acid ester in the refrigeration oil is 0.6 wt% or more and 6 wt% or less. When using a base oil of viscosity grade ISO VG32, the concentration of polymethacrylic acid ester should be 0.6 wt% or more and 3 wt% or less. When using a base oil of viscosity grade ISO VG22, the concentration of polymethacrylic acid ester should be 3 wt% or more and 6 wt% or less.
基油にポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤を配合することで、粘度指数(Viscosity Index:VI)を向上させることができる。「粘度指数」とは、温度による粘度変化の度合いを表す数値である。40℃と100℃の動粘度から標準油を基準として指数表示され、粘度指数が高いほど、粘度変化が小さくなる。ISO VG32の基油を用いた冷凍機油の40℃での粘度指数は、186±10%~206±10%であるとよい。ISO VG22の基油を用いた冷凍機油の40℃での粘度指数は、167±10%~184±10%であるとよい。上記粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定された粘度指数を意味する。 The viscosity index (VI) can be improved by blending a viscosity index improver containing polymethacrylic acid ester into the base oil. "Viscosity index" is a value that indicates the degree of viscosity change due to temperature. It is expressed as an index based on the kinematic viscosity at 40°C and 100°C and a standard oil as a reference, and the higher the viscosity index, the smaller the viscosity change. The viscosity index at 40°C of a refrigeration oil using ISO VG32 base oil should be 186±10% to 206±10%. The viscosity index at 40°C of a refrigeration oil using ISO VG22 base oil should be 167±10% to 184±10%. The above viscosity index means a viscosity index measured in accordance with JIS K2283:2000.
一般に、基油は温度が高くなるにつれて粘度が低下する。冷凍機油の粘度指数を向上させることで、起動時と稼働時との間での流体粘性抵抗の差を小さくできる。同じ粘度グレードであっても、粘度指数の高いと、高温域では油膜負荷能力が高くなる。よって、低粘度での起動が実現される。基油の粘度グレードを下げた場合でも、ポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤を含有させることで、ポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤を添加していない冷凍機油よりも、高温域での油膜負荷能力が高くなる。 In general, the viscosity of a base oil decreases as its temperature increases. By improving the viscosity index of a refrigeration oil, the difference in fluid viscous resistance between start-up and operation can be reduced. Even with the same viscosity grade, a higher viscosity index means higher oil film load capacity at high temperatures. This allows for start-up at low viscosity. Even if the viscosity grade of the base oil is lowered, by adding a viscosity index improver containing polymethacrylate ester, the oil film load capacity at high temperatures will be higher than that of a refrigeration oil that does not contain a viscosity index improver containing polymethacrylate ester.
摩耗防止剤は、トリブチルホスフェート(TBP)である。冷凍機油における摩耗防止剤の濃度は、1wt%以上5wt%以下、好ましくは1wt%以上3wt%以下である。TBPを1wt%以上含有させることで、冷凍機油の耐摩耗性が顕著に向上する。TBPの濃度が1wt%以上であれば、それ以降濃度を増やしても耐摩耗性は大きく変動しない。よって、TBP濃度の上限は、5wt%以下、好ましくは3wt%以下とするとよい。 The anti-wear agent is tributyl phosphate (TBP). The concentration of the anti-wear agent in the refrigeration oil is 1 wt% or more and 5 wt% or less, preferably 1 wt% or more and 3 wt% or less. By including 1 wt% or more of TBP, the wear resistance of the refrigeration oil is significantly improved. If the TBP concentration is 1 wt% or more, the wear resistance does not change significantly even if the concentration is increased thereafter. Therefore, the upper limit of the TBP concentration should be 5 wt% or less, preferably 3 wt% or less.
本実施形態に係る冷凍機油は、冷媒としてプロパン(R290冷媒)が封入された冷凍装置での使用に好適である。冷凍装置の稼働により冷凍機油には冷媒が混入する。本実施形態に係る冷凍機油は、冷凍装置の作動温度範囲において、R290冷媒と相溶する。 The refrigeration oil according to this embodiment is suitable for use in a refrigeration device that uses propane (R290 refrigerant) as the refrigerant. When the refrigeration device is in operation, the refrigeration oil becomes mixed with the refrigerant. The refrigeration oil according to this embodiment is compatible with the R290 refrigerant within the operating temperature range of the refrigeration device.
(冷凍装置)
本実施形態に係る冷凍機油は、例えば、家庭用ルームエアコン、業務用空調、チラー、カーエアコン、冷蔵冷凍ショーケース、給湯用ヒートポンプ等への使用に好適である。図1に、本実施形態に係る冷凍機油を使用する冷凍装置のブロック図を例示する。
(Refrigeration equipment)
The refrigerating machine oil according to the present embodiment is suitable for use in, for example, home room air conditioners, commercial air conditioners, chillers, car air conditioners, refrigerated/freezer showcases, heat pumps for hot water supply, etc. Fig. 1 illustrates a block diagram of a refrigeration device that uses the refrigerating machine oil according to the present embodiment.
図1の冷凍装置は、圧縮機1と、凝縮器12と、膨張弁13と、蒸発器14を有する冷媒循環回路を備えている。冷媒循環回路は、圧縮機1、凝縮器12、膨張弁13および蒸発器14が、冷媒を流通搬送する配管15a~15dを介して接続された閉回路である。 The refrigeration system in FIG. 1 includes a refrigerant circulation circuit having a compressor 1, a condenser 12, an expansion valve 13, and an evaporator 14. The refrigerant circulation circuit is a closed circuit in which the compressor 1, the condenser 12, the expansion valve 13, and the evaporator 14 are connected via pipes 15a to 15d that transport the refrigerant.
冷媒循環回路には、冷媒が封入されている。冷媒は、プロパン(R290)である。冷凍装置における冷媒封入量は300g以上、好ましくは500g以上である。 The refrigerant circulation circuit is filled with a refrigerant. The refrigerant is propane (R290). The amount of refrigerant filled in the refrigeration device is 300 g or more, preferably 500 g or more.
圧縮機には冷凍機油が供給される。冷凍機油は、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、ポリメタクリル酸エステルの濃度が、0.6wt%以上6wt%以下であるものから選択される。 Refrigeration oil is supplied to the compressor. The refrigeration oil contains an ester-based base oil with a viscosity grade of ISO VG32 or less and a viscosity index improver containing a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent with 1 to 18 carbon atoms, and the concentration of the polymethacrylic acid ester is selected from those having a concentration of 0.6 wt% or more and 6 wt% or less.
冷凍装置内では、凝縮器12が、高温高圧の冷媒ガスを凝縮/液化して放熱し、膨張弁13が、凝縮器12を経た高温高圧の液冷媒を断熱膨張させて減圧し、蒸発器14が、膨張弁13を経た低温低圧の液冷媒を蒸発/気化して吸熱し、圧縮機1が、蒸発器14を経た低温低圧の冷媒ガスを断熱圧縮する。圧縮機1を経た高温高圧の冷媒ガスは凝縮器12に供給される。このように閉じた系内で熱搬送媒体としての冷媒を循環させることで、蒸発器14から凝縮器12への熱の移動を実現する。 In the refrigeration system, the condenser 12 condenses/liquefies the high-temperature, high-pressure refrigerant gas to release heat, the expansion valve 13 adiabatically expands the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant that has passed through the condenser 12 to reduce its pressure, the evaporator 14 evaporates/vaporizes the low-temperature, low-pressure liquid refrigerant that has passed through the expansion valve 13 to absorb heat, and the compressor 1 adiabatically compresses the low-temperature, low-pressure refrigerant gas that has passed through the evaporator 14. The high-temperature, high-pressure refrigerant gas that has passed through the compressor 1 is supplied to the condenser 12. By circulating the refrigerant as a heat transfer medium in this closed system, heat is transferred from the evaporator 14 to the condenser 12.
圧縮機1に供給された冷凍機油は、冷媒に混ざった状態で蒸発器14、膨張弁13および凝縮器を含む冷媒循環回路を廻り、圧縮機に戻ってくる。冷凍装置に供給された冷凍機油は冷媒と共に系内に密閉された状態で、冷凍装置が使用される期間はまず交換されることなく使用される。 The refrigeration oil supplied to the compressor 1 mixes with the refrigerant and travels through a refrigerant circulation circuit including the evaporator 14, expansion valve 13 and condenser, before returning to the compressor. The refrigeration oil supplied to the refrigeration system is sealed together with the refrigerant within the system, and is used without being replaced for the duration that the refrigeration system is in use.
(圧縮機)
冷凍装置の圧縮機は、スクロール圧縮機またはロータリ圧縮機であってよい。本実施形態に係る冷凍機油は、特に、オルダムリンクを備えたスクロール圧縮機での使用に好適である。
(Compressor)
The compressor of the refrigeration system may be a scroll compressor or a rotary compressor. The refrigeration oil according to the present embodiment is particularly suitable for use in a scroll compressor equipped with an Oldham link.
図2は、冷凍機油が適用されるスクロール圧縮機の縦断面図である。 Figure 2 is a vertical cross-sectional view of a scroll compressor to which refrigeration oil is applied.
スクロール圧縮機(スクロール流体機械)1は、ハウジング2内に、固定スクロール3と、固定スクロール3に対して公転旋回される旋回スクロール4とを備えている。 The scroll compressor (scroll fluid machine) 1 is equipped with a fixed scroll 3 and a rotating scroll 4 that revolves around the fixed scroll 3 within a housing 2.
固定スクロール3は、上部軸受21を介して、ハウジング2に対して固定されており、端板31上に立設されたスクロール形状の壁体33を備えている。旋回スクロール4は、端板41上に立設されたスクロール形状の壁体43を備えている。固定スクロール3の壁体33と旋回スクロール4の壁体43とは略同一形状となっている。固定スクロール3に対して旋回スクロール4を180°回転させて壁体33,43同士を噛み合わせることによって複数の密閉された圧縮空間R1が形成されるようになっている。 The fixed scroll 3 is fixed to the housing 2 via the upper bearing 21 and has a scroll-shaped wall 33 standing on the end plate 31. The orbiting scroll 4 has a scroll-shaped wall 43 standing on the end plate 41. The wall 33 of the fixed scroll 3 and the wall 43 of the orbiting scroll 4 have approximately the same shape. By rotating the orbiting scroll 4 180° relative to the fixed scroll 3 and meshing the walls 33, 43 with each other, multiple sealed compression spaces R1 are formed.
旋回スクロール4は、オルダムリンク23により自転が規制された状態で、固定スクロール3に対して公転旋回運動するようになっている。 The orbiting scroll 4 is designed to revolve around the fixed scroll 3 while its rotation is restricted by the Oldham link 23.
旋回スクロール4は、駆動させるモータ6によって回転させられる。モータ6によって回転させられる回転軸5は、クランクピン27を介して旋回スクロール4に接続されている。クランクピン27は、回転軸5の中心軸線に対して偏心して設けられている。クランクピン27は、ドライブブッシュやドライブ軸受52を介して、旋回スクロール4の端板41の裏面(図において下面)に形成されたボスに対して回転可能に接続されている。回転軸5は、ハウジング2に固定された上部軸受21と下部軸受24により回転可能に支持されている。 The orbiting scroll 4 is rotated by a driving motor 6. The rotating shaft 5 rotated by the motor 6 is connected to the orbiting scroll 4 via a crank pin 27. The crank pin 27 is provided eccentrically with respect to the central axis of the rotating shaft 5. The crank pin 27 is rotatably connected to a boss formed on the back surface (the lower surface in the figure) of the end plate 41 of the orbiting scroll 4 via a drive bush and a drive bearing 52. The rotating shaft 5 is rotatably supported by an upper bearing 21 and a lower bearing 24 fixed to the housing 2.
ハウジング2の下部には、冷凍機油を貯留する貯留領域26が設けられている。冷凍機油は、回転軸5の下端に設けられたポンプ54により、回転軸5の内部の給油経路53を通じて汲み上げられ、下部軸受24、上部軸受21、クランクピン27周りに設けられたドライブ軸受52、旋回スクロール4、オルダムリンク23などの摺動部へと供給される。本実施形態では、貯留領域26,ポンプ54,給油経路53をまとめて冷凍機油供給機構を称する。 A storage area 26 for storing refrigeration oil is provided at the bottom of the housing 2. The refrigeration oil is pumped up through an oil supply path 53 inside the rotating shaft 5 by a pump 54 provided at the lower end of the rotating shaft 5, and is supplied to sliding parts such as the lower bearing 24, the upper bearing 21, the drive bearing 52 provided around the crank pin 27, the orbiting scroll 4, and the Oldham link 23. In this embodiment, the storage area 26, the pump 54, and the oil supply path 53 are collectively referred to as the refrigeration oil supply mechanism.
ハウジング2には、低圧ガス冷媒を吸入する吸入配管28と、圧縮後の高圧ガス冷媒を吐出する吐出配管29とが設けられている。吸入配管28および吐出配管29は、図示しない冷凍装置の冷媒循環回路に接続されている。 The housing 2 is provided with an intake pipe 28 that draws in low-pressure gas refrigerant and a discharge pipe 29 that discharges compressed high-pressure gas refrigerant. The intake pipe 28 and the discharge pipe 29 are connected to a refrigerant circulation circuit of a refrigeration device (not shown).
上記スクロール圧縮機1は、以下のように動作する。
図示しない電源よりモータ6のステータ61に駆動電流が供給されると、モータ6のロータ62が回転して、駆動力が回転軸5に出力される。
回転軸5が回転されると、回転軸5の上端に回転軸5の中心軸から径方向の外側の一方向(偏心方向)に偏心して設けられたクランクピン27を介して駆動力が旋回スクロール4に伝達される。これにより、旋回スクロール4は、オルダムリンク23の作用によって、固定スクロール3に対して自転を阻止されつつ公転旋回される。
The scroll compressor 1 operates as follows.
When a driving current is supplied to the stator 61 of the motor 6 from a power source (not shown), the rotor 62 of the motor 6 rotates, and a driving force is output to the rotating shaft 5 .
When the rotating shaft 5 is rotated, a driving force is transmitted to the orbiting scroll 4 via a crank pin 27 provided at the upper end of the rotating shaft 5 eccentrically in one radially outward direction (eccentric direction) from the central axis of the rotating shaft 5. As a result, the orbiting scroll 4 revolves around the fixed scroll 3 while being prevented from rotating on its own axis by the action of the Oldham link 23.
旋回スクロール4の旋回により、吸入配管28から流入した冷媒が旋回スクロール4と固定スクロール3の間に吸入される。そして、旋回スクロール4の旋回に伴い、旋回スクロール4と固定スクロール3の間の圧縮空間R1の容積が減少することにより、圧縮空間R1内で冷媒が圧縮される。 As the orbiting scroll 4 rotates, the refrigerant flowing in from the suction pipe 28 is sucked into the space between the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3. As the orbiting scroll 4 rotates, the volume of the compression space R1 between the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3 decreases, and the refrigerant is compressed in the compression space R1.
圧縮された冷媒は、固定スクロール3の吐出ポート32およびディスチャージカバー37の吐出ポート38を経て、吐出配管29により冷媒循環回路へと吐出される。固定スクロール3にはマルチポート32Aが形成されており、マルチポート32Aには、固定スクロール3の端板31にリテーナ35を介して取り付けられたリード弁36が設けられている。ディスチャージカバー37の吐出ポート38にも、ディスチャージカバー37にリテーナ37Aを介して取り付けられたリード弁37Bが設けられている。圧縮された冷媒の圧力が所定値に達すると、リード弁36,37Bを押し開いた冷媒が冷媒循環回路の凝縮器側へと吐出される。 The compressed refrigerant passes through the discharge port 32 of the fixed scroll 3 and the discharge port 38 of the discharge cover 37, and is discharged into the refrigerant circulation circuit through the discharge piping 29. The fixed scroll 3 is formed with a multi-port 32A, which is provided with a reed valve 36 attached to the end plate 31 of the fixed scroll 3 via a retainer 35. The discharge port 38 of the discharge cover 37 is also provided with a reed valve 37B attached to the discharge cover 37 via a retainer 37A. When the pressure of the compressed refrigerant reaches a predetermined value, the refrigerant is forced open by the reed valves 36 and 37B and discharged into the condenser side of the refrigerant circulation circuit.
図3には、図2に示したオルダムリンク23が示されている。オルダムリンク23は、上部軸受21の上方に設けられている。また、図2に示したように、オルダムリンク23は、旋回スクロール4の端板41の裏面側に設けられている。 Figure 3 shows the Oldham link 23 shown in Figure 2. The Oldham link 23 is provided above the upper bearing 21. Also, as shown in Figure 2, the Oldham link 23 is provided on the back side of the end plate 41 of the orbiting scroll 4.
図3に示したように、オルダムリンク23は、平面視した場合に略リング形状とされている。図3のように平面視した場合に、左右の両側すなわち3時と9時の位置には、下方(上部軸受21側)に突出するキー23Aが設けられている。また、図3のように平面視した場合に、上下の両側すなわち6時と12時の位置には、上方(旋回スクロール4側)に突出するキー23Bが設けられている。すなわち、2つのキー23Aが設けられた方向と、2つのキー23Bが設けられた方向は、直交するように設けられている。下方へ突出する各キー23Aは、図4に示すように、上部軸受21に形成されたキー溝21Aに挿入されている。上方へ突出する各キー23Bは、図示しないが、旋回スクロール4の端板41に形成されたキー溝に挿入されている。 As shown in FIG. 3, the Oldham link 23 is generally ring-shaped when viewed from above. When viewed from above as in FIG. 3, keys 23A protruding downward (toward the upper bearing 21) are provided on both the left and right sides, i.e., at the 3 o'clock and 9 o'clock positions. When viewed from above as in FIG. 3, keys 23B protruding upward (toward the orbiting scroll 4) are provided on both the top and bottom sides, i.e., at the 6 o'clock and 12 o'clock positions. That is, the direction in which the two keys 23A are provided and the direction in which the two keys 23B are provided are provided perpendicular to each other. Each of the keys 23A protruding downward is inserted into a key groove 21A formed in the upper bearing 21 as shown in FIG. 4. Each of the keys 23B protruding upward is inserted into a key groove formed in the end plate 41 of the orbiting scroll 4, not shown.
上部軸受21および旋回スクロール4は、オルダムリンク23と異なる材質で構成されているとよい。オルダムリンク23の材質が鉄である場合、上部軸受21および旋回スクロール4に形成されたキー溝の材質はアルミニウムであるとよい。オルダムリンク23の材質がアルミニウムである場合、上部軸受21および旋回スクロール4に形成されたキー溝の材質は鉄であるとよい。 The upper bearing 21 and the orbiting scroll 4 are preferably made of a material different from that of the Oldham link 23. If the material of the Oldham link 23 is iron, the material of the key grooves formed in the upper bearing 21 and the orbiting scroll 4 is preferably aluminum. If the material of the Oldham link 23 is aluminum, the material of the key grooves formed in the upper bearing 21 and the orbiting scroll 4 is preferably iron.
(R290冷媒との相溶特性)
JIS K2211:2009「冷凍機油」の「冷媒との相溶性試験方法」に準拠して、二層分離温度を測定した。
(Compatibility with R290 refrigerant)
The two-layer separation temperature was measured in accordance with JIS K2211:2009 "Refrigerating machine oil""Test method for compatibility with refrigerants."
冷媒にはR290を用いた。粘度指数向上剤には、ポリメタクリル酸エステル(PMA)を希釈油で希釈した流体を用いた。PMAと希釈油の配合は、表1のNo.1~3(三洋化成株式会社)に示す通りである。基油にはポリオールエステル(粘度グレード ISO VG32)を用いた。PMAは、上記式(I)で表される構造単位を有し、炭素数1~18のアルキル置換基を有する。冷凍機油中の粘度指数向上剤の濃度は、5wt%とした。
図5に、粘度指数向上剤の評価結果を示す。同図は、粘度指数向上剤:冷媒を10:50(重量比)で混合した混合物の二層分離温度である。 Figure 5 shows the evaluation results of the viscosity index improver. The figure shows the two-phase separation temperature of a mixture of viscosity index improver and refrigerant in a ratio of 10:50 (by weight).
図6に、粘度指数向上剤を含む冷凍機油と冷媒の混合物の二層分離温度を示す。同図の混合物において、冷凍機油(含粘度指数向上剤No.3):冷媒は、10:90~40:60(重量比)である。同図において、棒グラフに重ねて記載されている曲線は、従来の冷凍機油で使用されているVG32のポリオールエステル(VG32_POE)およびR410の混合物の二層分離温度曲線(a)を挿入したものである。同図において、棒グラフ下側に記載されている二点鎖線は、従来の冷凍機油で使用されているVG46のポリオールエステル(VG46_POE)およびR290の混合物の相溶域下限(b)である。VG32_POEは、R410A用冷凍機油などである。VG46_POEは、プロパン用候補冷凍機油である。 Figure 6 shows the two-phase separation temperature of a mixture of refrigerant and refrigerant containing a viscosity index improver. In the mixture shown in the figure, the ratio of refrigerant (containing viscosity index improver No. 3) to refrigerant is 10:90 to 40:60 (weight ratio). In the figure, the curve superimposed on the bar graph is the two-phase separation temperature curve (a) of a mixture of VG32 polyol ester (VG32_POE) and R410 used in conventional refrigerant oils. In the figure, the two-dot chain line shown below the bar graph is the lower limit (b) of the compatibility region of a mixture of VG46 polyol ester (VG46_POE) and R290 used in conventional refrigerant oils. VG32_POE is a refrigerant oil for R410A, etc. VG46_POE is a candidate refrigerant oil for propane.
粘度指数向上剤No.2は、全域にてR290冷媒と分離した。一方、No.1は、32℃以下の温度域で分離しなかった。No.3は、-26℃以上の温度域で分離しなかった。冷凍装置の圧縮機では吐出温度が120℃まで上がる。そのため、高温側で粘度指数向上剤が分離しないことが要求される。低温側は外気温度で分離しなければよい。このことから、冷凍装置の圧縮機に使用する場合、No.3の粘度指数向上剤が好適である。 Viscosity index improver No. 2 separated from the R290 refrigerant over the entire range. On the other hand, No. 1 did not separate at temperatures below 32°C. No. 3 did not separate at temperatures above -26°C. The discharge temperature of a refrigeration system compressor rises to 120°C. For this reason, it is required that the viscosity index improver does not separate on the high temperature side. On the low temperature side, it is sufficient that there is no separation at the outside air temperature. For this reason, viscosity index improver No. 3 is suitable for use in refrigeration system compressors.
粘度指数向上剤No.3を含有させた冷凍機油と冷媒との相溶特性は良好であった。粘度指数向上剤No.3を含有させた冷凍機油は、No.3単体でR290冷媒に混合した場合と比較し、相溶域の下限(低温側の二層分離温度)が約10~15℃広がった。粘度指数向上剤の濃度を増やしていくと、相溶域が狭くなる傾向を示すことが予想される。冷凍機油と冷媒との混合比は、二層分離温度にほとんど影響しなかった。 The compatibility characteristics of the refrigeration oil containing viscosity index improver No. 3 and the refrigerant were good. The lower limit of the compatibility region (lower temperature side two-phase separation temperature) of the refrigeration oil containing viscosity index improver No. 3 was expanded by approximately 10 to 15°C compared to when No. 3 alone was mixed with R290 refrigerant. It is expected that the compatibility region will tend to narrow as the concentration of the viscosity index improver is increased. The mixing ratio of the refrigeration oil and the refrigerant had almost no effect on the two-phase separation temperature.
粘度指数向上剤No.3を含有させた冷凍機油とR290冷媒との混合物は、従来の冷凍装置で使用されている冷凍機油と冷媒の混合物よりも、相溶域が広がり(図6の二層分離温度曲線(a)参照)、また、同等の相溶特性が維持できることが確認された(図6の相溶域下限(b)参照)。以上より、粘度指数向上剤No.3を含有させた冷凍機油とR290冷媒との混合物は、従来の冷凍装置の作動温度範囲において利用可能であることが確認された。 It was confirmed that a mixture of refrigeration oil containing viscosity index improver No. 3 and R290 refrigerant has a wider compatibility range (see the two-phase separation temperature curve (a) in Figure 6) than a mixture of refrigeration oil and refrigerant used in conventional refrigeration equipment, and that it can maintain the same compatibility characteristics (see the lower limit of the compatibility range (b) in Figure 6). From the above, it was confirmed that a mixture of refrigeration oil containing viscosity index improver No. 3 and R290 refrigerant can be used within the operating temperature range of conventional refrigeration equipment.
(粘度指数向上剤の濃度)
粘度グレードの異なるエステル系基油に粘度指数向上剤を含有させた冷凍機油について、40℃および100℃での動粘度を測定し、その結果から粘度指数(VI)を算出した。
(Concentration of Viscosity Index Improver)
For refrigerator oils in which a viscosity index improver was added to ester-based base oils of different viscosity grades, the kinematic viscosities at 40°C and 100°C were measured, and the viscosity index (VI) was calculated from the results.
表2に、試験条件およびその結果を示す。参考として、表2には、粘度グレードの異なる基油の酸価、動粘度および粘度指数(VI)を記した。粘度指数向上剤には、上記表1のNo.3を用いた。試料No.3~6の冷凍機油には、摩耗防止剤としてトリブチルホスフェート(TBP)を含有させた。 Table 2 shows the test conditions and the results. For reference, Table 2 lists the acid value, kinematic viscosity, and viscosity index (VI) of base oils with different viscosity grades. No. 3 in Table 1 above was used as the viscosity index improver. Samples No. 3 to 6 of the refrigeration oil contained tributyl phosphate (TBP) as an anti-wear agent.
粘度指数向上剤(表1のNo.3)は、エステル系の基油に添加しても冷凍機油の特性を阻害することはなかった。 The viscosity index improver (No. 3 in Table 1) did not impair the properties of the refrigeration oil when added to an ester-based base oil.
粘度指数向上剤が添加されていない基油(試料No.1,2,7,8)では、粘度グレードが高くなるほど、高い粘度指数を示した。粘度グレードがISO VG32の基油に粘度指数向上剤を添加することで、冷凍機油の粘度指数は向上した。粘度指数向上剤の濃度の増加に伴い、粘度指数も高くなった。粘度指数向上剤を5wt%(PMA3wt%)添加することで、粘度指数は、添加前の基油よりも約10%粘度指数は高くなった。これは、ISO VG46の粘度指数よりも約5%高い値であった。 For base oils without added viscosity index improver (samples No. 1, 2, 7, 8), the higher the viscosity grade, the higher the viscosity index. By adding a viscosity index improver to a base oil with a viscosity grade of ISO VG32, the viscosity index of the refrigeration oil was improved. The viscosity index also increased with an increase in the concentration of the viscosity index improver. By adding 5 wt% viscosity index improver (3 wt% PMA), the viscosity index was approximately 10% higher than that of the base oil before addition. This was approximately 5% higher than the viscosity index of ISO VG46.
粘度指数向上剤の濃度が増えるにしたがって、40℃および100℃での動粘度は高くなった。粘度指数向上剤の濃度が10wt%(PMA6wt%)の試料No.5では、ISO VG32の基油を用いたにも関わらず、40℃および100℃での動粘度がISO VG46に近い値となった。40℃での動粘度は、粘度指数向上剤の濃度が10wt%(PMA6wt%)までであれば、ISO VG46の基油よりも低かった。 As the viscosity index improver concentration increased, the kinematic viscosity at 40°C and 100°C increased. In sample No. 5, which had a viscosity index improver concentration of 10 wt% (PMA 6 wt%), the kinematic viscosity at 40°C and 100°C was close to that of ISO VG46, even though ISO VG32 base oil was used. The kinematic viscosity at 40°C was lower than that of ISO VG46 base oil up to a viscosity index improver concentration of 10 wt% (PMA 6 wt%).
上記結果によれば、粘度指数向上剤を含有させることにより、粘度グレードがISO VG32の基油を使用した冷凍機油の粘度指数を、ISO VG46と同等以上にできる。10wt%(PMA6wt%)以下で粘度指数向上剤を含有させた冷凍機油(試料No.5)は、ISO VG46よりも低い動粘度で起動でき、かつ、稼働時にはISO VG46と同等の動粘度を示すものとなる。5wt%(PMA3wt%)で粘度指数向上剤を含有させた冷凍機油(試料No.4)では、ISO VG46よりも約25%低い動粘度で起動でき、かつ、粘度指数向上剤を添加する前よりも20%程度高い動粘度での稼働が可能である。 According to the above results, by adding a viscosity index improver, the viscosity index of a refrigeration oil using a base oil with a viscosity grade of ISO VG32 can be made equal to or higher than that of ISO VG46. Refrigeration oil containing 10 wt% or less of viscosity index improver (PMA 6 wt%) (sample No. 5) can start up at a kinetic viscosity lower than ISO VG46, and during operation, it exhibits a kinetic viscosity equivalent to ISO VG46. Refrigeration oil containing 5 wt% (PMA 3 wt%) of viscosity index improver (sample No. 4) can start up at a kinetic viscosity approximately 25% lower than ISO VG46, and can operate at a kinetic viscosity approximately 20% higher than before the addition of the viscosity index improver.
図7に、粘度指数向上剤が基油に及ぼす影響をまとめたグラフを示す。同図において、横軸が粘度指数向上剤濃度(wt%)、縦軸が40℃動粘度(mm2/s)または粘度指数(VI)である。図7の粘度指数向上剤濃度は、表1のNo.3の粘度指数向上剤の使用を想定したものである。 Figure 7 shows a graph summarizing the effect of viscosity index improvers on base oils. In the figure, the horizontal axis is the viscosity index improver concentration (wt%), and the vertical axis is the 40°C kinematic viscosity ( mm2 /s) or viscosity index (VI). The viscosity index improver concentration in Figure 7 is based on the assumption that viscosity index improver No. 3 in Table 1 is used.
粘度指数向上剤の濃度の増加に伴い、40℃における動粘度および粘度指数は略リニアに向上する。粘度指数向上剤の濃度が10wt%以下(PMA6wt%)であれば、低温側(40℃)での動粘度が大きくなりすぎることはない。基油の粘度グレードがISO VG32の場合、粘度指数向上剤の濃度を1~5wt%(PMA0.6~3wt%)とすることで、確実に40℃動粘度をISO VG46よりも低くできる。基油の粘度グレードがISO VG22の場合、粘度指数向上剤の濃度を5~10wt%(PMA3~6wt%)としても、40℃動粘度をISO VG46よりも低くできる。 As the concentration of the viscosity index improver increases, the kinetic viscosity and viscosity index at 40°C improve almost linearly. If the concentration of the viscosity index improver is 10 wt% or less (PMA 6 wt%), the kinetic viscosity at low temperatures (40°C) will not become too high. If the viscosity grade of the base oil is ISO VG32, the 40°C kinetic viscosity can be reliably made lower than ISO VG46 by setting the concentration of the viscosity index improver to 1-5 wt% (PMA 0.6-3 wt%). If the viscosity grade of the base oil is ISO VG22, the 40°C kinetic viscosity can be made lower than ISO VG46 even if the concentration of the viscosity index improver is 5-10 wt% (PMA 3-6 wt%).
〈付記〉
以上説明した実施形態に記載の冷凍機油および冷凍装置は、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The refrigeration oil and the refrigeration device described in the above-described embodiment can be understood, for example, as follows.
本開示の第1の態様に係る冷凍機油は、冷媒としてプロパンが封入された冷凍装置用の冷凍機油であって、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、前記ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下である。 The refrigeration oil according to the first aspect of the present disclosure is a refrigeration oil for a refrigeration device in which propane is filled as a refrigerant, and includes an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or less, and a viscosity index improver including a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms, and the concentration of the polymethacrylic acid ester is 0.6 wt% or more and 6 wt% or less.
本開示によれば、上記ポリメタクリル酸エステルをエステル系基油に含有させることで、粘度指数を向上させることができる。これにより、粘度グレードの低い基油を用いても、高温域での動粘度を維持できる。粘度グレードの低い基油を用いることで、常温での摩擦抵抗を低くできる。高温域で動粘度を維持できるため、ポリメタクリル酸エステルを添加していない基油に比べて、稼働(高温)時の油膜負荷能力が向上する。 According to the present disclosure, the viscosity index can be improved by adding the polymethacrylic acid ester to an ester-based base oil. This allows the kinetic viscosity to be maintained at high temperatures even when a base oil with a low viscosity grade is used. By using a base oil with a low viscosity grade, frictional resistance at room temperature can be reduced. Since the kinetic viscosity can be maintained at high temperatures, the oil film load capacity during operation (high temperature) is improved compared to base oils without the addition of polymethacrylic acid ester.
ISO VG32のエステル系基油を用いる場合、ポリメタクリル酸エステルの濃度は0.6wt%以上3wt%以下にするとよい。これにより、起動時の動粘度をISO VG46の基油よりも低くでき、かつ、ISO VG46と同等以上の動粘度を稼働時に確保できる。 When using ISO VG32 ester base oil, the concentration of polymethacrylic acid ester should be 0.6 wt% or more and 3 wt% or less. This allows the kinetic viscosity at start-up to be lower than that of ISO VG46 base oil, while ensuring a kinetic viscosity equal to or higher than that of ISO VG46 during operation.
本開示の第2の態様に係る冷凍機油は、第1の態様において、摩耗防止剤としてトリブチルホスフェートを更に含み、前記摩耗防止剤の濃度は、1wt%以上5wt%以下であってもよい。 The refrigeration oil according to the second aspect of the present disclosure may further contain tributyl phosphate as an anti-wear agent in the first aspect, and the concentration of the anti-wear agent may be 1 wt% or more and 5 wt% or less.
TBPを1wt%以上含有させることで、冷凍機油の耐摩耗性が顕著に向上する。 By adding 1 wt% or more of TBP, the wear resistance of the refrigeration oil is significantly improved.
本開示の第3の態様に係る冷凍装置は、圧縮機(1)、凝縮器(12)、膨張弁(13)および蒸発器(14)が主配管(15a~15d)によって接続されて冷媒を循環させる冷媒循環回路が構成されている冷凍装置であって、前記圧縮機は、摺動部(24,21,52,4,23)に冷凍機油を供給する冷凍機油供給機構(26,54,53)を備え、前記冷凍機油供給機構に収容される前記冷凍機油は、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、前記ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下であり、前記冷媒循環回路に冷媒としてプロパンが封入されている。 The refrigeration device according to the third aspect of the present disclosure is a refrigeration device in which a compressor (1), a condenser (12), an expansion valve (13), and an evaporator (14) are connected by main pipes (15a-15d) to form a refrigerant circulation circuit for circulating a refrigerant, the compressor is equipped with a refrigeration oil supply mechanism (26, 54, 53) that supplies refrigeration oil to sliding parts (24, 21, 52, 4, 23), the refrigeration oil contained in the refrigeration oil supply mechanism includes an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or less and a viscosity index improver including a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms, the concentration of the polymethacrylic acid ester is 0.6 wt% or more and 6 wt% or less, and propane is sealed in the refrigerant circulation circuit as a refrigerant.
本開示の第4の態様に係る冷凍装置は、第3の態様において、前記冷媒の封入量が300g以上である。 The refrigeration device according to the fourth aspect of the present disclosure is the third aspect, in which the amount of the refrigerant charged is 300 g or more.
本開示の第5の態様に係る冷凍装置は、第3の態様または第4の態様において、前記圧縮機が、自転防止機構としてオルダムリンク(23)を備えたスクロール圧縮機である。 The refrigeration device according to the fifth aspect of the present disclosure is the third or fourth aspect, in which the compressor is a scroll compressor equipped with an Oldham link (23) as an anti-rotation mechanism.
1 圧縮機(スクロール圧縮機,スクロール流体機械)
2 ハウジング
3 固定スクロール
4 旋回スクロール
12 凝縮器
13 膨張弁
14 蒸発器
15a~15d 配管
21 上部軸受
21A キー溝
23 オルダムリンク
23A キー
23B キー
24 下部軸受
26 貯留領域
27 クランクピン
28 吸入配管
29 吐出配管
31 端板
32,38 吐出ポート
32A マルチポート
33 壁体
35 リテーナ
36 リード弁
37 ディスチャージカバー
37A リテーナ
37B リード弁
41 端板
43 壁体
52 ドライブ軸受
R1 圧縮空間
1 Compressor (scroll compressor, scroll fluid machine)
Reference Signs List 2 Housing 3 Fixed scroll 4 Orbiting scroll 12 Condenser 13 Expansion valve 14 Evaporator 15a to 15d Pipe 21 Upper bearing 21A Key groove 23 Oldham link 23A Key 23B Key 24 Lower bearing 26 Storage area 27 Crank pin 28 Suction pipe 29 Discharge pipe 31 End plate 32, 38 Discharge port 32A Multi-port 33 Wall body 35 Retainer 36 Reed valve 37 Discharge cover 37A Retainer 37B Reed valve 41 End plate 43 Wall body 52 Drive bearing R1 Compression space
Claims (5)
粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、
炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、
前記ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下である冷凍機油。 A refrigeration oil for a refrigeration device containing propane as a refrigerant,
an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or less;
a viscosity index improver comprising a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms;
The concentration of the polymethacrylic acid ester in the refrigeration oil is 0.6 wt % or more and 6 wt % or less.
前記摩耗防止剤の濃度は、1wt%以上5wt%以下である請求項1に記載の冷凍機油。 further comprising tributyl phosphate as an antiwear agent;
2. The refrigeration oil according to claim 1, wherein the concentration of the anti-wear agent is 1 wt % or more and 5 wt % or less.
前記圧縮機は、摺動部に冷凍機油を供給する冷凍機油供給機構を備え、
前記冷凍機油供給機構に収容される前記冷凍機油は、粘度グレードがISO VG32以下のエステル系基油と、炭素数1~18のアルキル置換基を有するポリメタクリル酸エステルを含む粘度指数向上剤と、を含み、前記ポリメタクリル酸エステルの濃度は、0.6wt%以上6wt%以下であり、
前記冷媒循環回路に前記冷媒としてプロパンが封入されている冷凍装置。 A refrigeration apparatus including a refrigerant circulation circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected by a main pipe to circulate a refrigerant,
The compressor includes a refrigeration oil supply mechanism for supplying refrigeration oil to a sliding portion,
The refrigeration oil contained in the refrigeration oil supply mechanism includes an ester-based base oil having a viscosity grade of ISO VG32 or less, and a viscosity index improver including a polymethacrylic acid ester having an alkyl substituent having 1 to 18 carbon atoms, and a concentration of the polymethacrylic acid ester is 0.6 wt % or more and 6 wt % or less,
The refrigeration apparatus, wherein propane is sealed as the refrigerant in the refrigerant circulation circuit.
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050127321A1 (en) | 2003-10-15 | 2005-06-16 | Fagan Paul J. | Compositions containing lactone compatibilizers |
| JP2011513538A (en) | 2008-02-29 | 2011-04-28 | アーケマ・インコーポレイテッド | Block copolymer oil return agent |
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