致冷压缩机

申请号 CN201210464793.3 申请日 2012-11-16 公开(公告)号 CN103122842A 公开(公告)日 2013-05-29
申请人 松下电器产业株式会社; 发明人 川端淳太; 林康司; 坂内里江;
摘要 本 发明 提供一种 致冷 剂 压缩机 。本发明的致冷剂压缩机中构成电动元件和压缩元件中的至少一种部件包含 橡胶 材料。该橡胶材料为满足下述条件的丁腈橡胶,条件1:结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内;条件2:在交联时,不使用包含与硫 原子 、氮原子或 碳 原子形成双键且与硫原子或氮原子形成单键的碳原子的有机化合物作为硫化促进剂;条件3:不含邻苯二 甲酸 酯。
权利要求

1.一种致冷压缩机,其特征在于:
在密闭容器内贮存粘度为VG3~VG22的润滑油,并且容纳电动元件和由该电动元件驱动而压缩致冷剂的压缩元件,
构成所述电动元件的部件和构成所述压缩元件的部件中至少一种部件包含橡胶材料,作为该橡胶材料,使用下述丁腈橡胶,其中,
结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内,
在交联时,不使用包含与硫原子、氮原子或原子形成双键且与硫原子或氮原子形成单键的碳原子的有机化合物作为硫化促进剂,且所述丁腈橡胶不包含邻苯二甲酸酯。
2.如权利要求1所述的致冷剂压缩机,其特征在于:
所述丁腈橡胶100℃时的尼粘度ML1+4在50~150的范围内,
硬度在55°~80°的范围内。
3.如权利要求2所述的致冷剂压缩机,其特征在于:
所述丁腈橡胶的所述结合丙烯腈含量在40~51重量%的范围内。
4.如权利要求1~3中任一项所述的致冷剂压缩机,其特征在于:
所述致冷剂为氢氟碳化物(HFC)类致冷剂,或者为含有该HFC类致冷剂的混合致冷剂,所述润滑油为选自酯油、烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的致冷剂压缩机,其特征在于:
所述丁腈橡胶是通过过化物硫化而被硫化的橡胶。
6.如权利要求5所述的致冷剂压缩机,其特征在于:
所述致冷剂为R600a和R290中的至少一种类致冷剂,或者为含有该烃类致冷剂的混合致冷剂,
所述润滑油为选自矿物油、酯油、烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的至少一种。

说明书全文

致冷压缩机

技术领域

[0001] 本发明涉及箱、空气调节器等所使用的致冷剂压缩机。

背景技术

[0002] 近年来,密闭型的致冷剂压缩机的高效化得以发展。这主要是从保护地球环境的观点出发,为了减少化石燃料的使用。作为高效化的方法之一,已知有通过降低吸入时的致冷剂的温度而实现冷冻能提高的技术。在该技术中,通常,设于致冷剂压缩机内的部件(为了方便说明,称为“内部部件”)使用弹性体制的部件。
[0003] 例如,在专利文献1:日本特开2008-223605号公报或专利文献2:日本特开2008-215194号公报中,公开有在向密闭容器内导入致冷剂的吸入管与设于密闭容器内的吸入消声器(或消音器)之间设置橡胶制的导向件的技术。该橡胶制的导向件相当于上述的内部部件,例如,如专利文献1公开的技术,优选使用丁腈橡胶。
[0004] 其中,丁腈橡胶制的内部部件,通常,含有邻苯二甲酸酯作为丁腈橡胶的增塑剂等。关于邻苯二甲酸酯,近年来,被指出有可能影响人体和自然环境。
[0005] 因此,如果制造使用有不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶的内部部件,就会降低内部部件的品质。
[0006] 例如,作为致冷剂压缩机中使用的致冷剂,可列举R600a等类致冷剂或氢氟化物(HFC)等所谓的氟利昂替代物。另外,在密闭容器内还使用润滑油等油类材料。当这些致冷剂或油类材料、或者它们的混合物与不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶接触时,有时在丁腈橡胶的表面会产生附着物,或产生气泡。这些表面异常会导致内部部件的品质的降低。

发明内容

[0007] 本发明是为了解决这种问题而完成的,其目的在于,在内部具备使用不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶的部件(内部部件)的密闭型的致冷剂压缩机中,抑制该部件的品质的降低,实现良好的可靠性。
[0008] 本发明的致冷剂压缩机的构成为:在密闭容器内贮存粘度为VG3~VG22的润滑油,并且容纳电动元件和由该电动元件驱动而压缩致冷剂的压缩元件,构成上述电动元件的部件和构成上述压缩元件的部件(内部部件)中至少一种部件包含橡胶材料,作为该橡胶材料,使用如下的丁腈橡胶,其中,结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内,在交联时,不使用包含与硫原子、氮原子或碳原子形成双键且与硫原子或氮原子形成单键的碳原子的有机化合物作为硫化促进剂,且该丁腈橡胶不包含邻苯二甲酸酯。
[0009] 根据上述构成,丁腈橡胶不使用上述硫化促进剂(条件1),不包含邻苯二甲酸酯(条件2),而且,结合丙烯腈含量在上述范围内(条件3),因此,即使内部部件与例如HFC类致冷剂接触,也能够抑制品质降低。其结果是,能够使密闭型致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0010] 在上述致冷剂压缩机中,上述丁腈橡胶也可以是通过过化物硫化而被硫化的橡胶。
[0011] 根据上述构成,丁腈橡胶还满足过氧化物硫化(条件4)这样的条件,因此,即使内部部件与例如烃类致冷剂接触,也能够抑制品质降低。其结果是,能够使密闭型致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0012] 本发明的上述目的、其它目的、特征及优点,在参照附图下,从下面优选的实施方式的详细说明中可以知晓。

附图说明

[0013] 图1是表示本发明的致冷剂压缩机的构成的一个代表性例子的横向剖视图;
[0014] 图2是表示在图1所示的致冷剂压缩机中,从吸入管的轴心方向观察的剖面的纵向剖视图;
[0015] 图3是表示丁腈橡胶的结合丙烯腈含量和玻璃化转变温度的关系的曲线图;
[0016] 图4是表示本发明的比较例1的结果,即,对于使用不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶的内部部件的试样,用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)分析在其表面生成的附着物的结果的IR光谱图;
[0017] 图5是表示本发明的比较例2的结果,即,对于使用不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶的内部部件的试样,利用FT-IR分析在其表面生成的附着物的结果的IR光谱图。

具体实施方式

[0018] 本发明的致冷剂压缩机的构成为:在密闭容器内贮存粘度为VG3~VG22的润滑油,并且容纳电动元件和由该电动元件驱动而压缩致冷剂的压缩元件,构成上述电动元件的部件和构成上述压缩元件的部件中的至少一种部件(内部部件)包含橡胶材料,作为该橡胶材料,使用如下的丁腈橡胶,其中,结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内,在交联时,不使用包含与硫原子、氮原子或碳原子形成双键且与硫原子或氮原子形成单键的碳原子的有机化合物作为硫化促进剂,且该丁腈橡胶不含邻苯二甲酸酯。
[0019] 根据上述构成,由于丁腈橡胶满足如下条件,条件1:不使用上述硫化促进剂,条件2:不含邻苯二甲酸酯,另外,条件3:结合丙烯腈含量在上述范围内,所以即使内部部件与例如HFC类致冷剂接触,也能够抑制品质降低。其结果是能够使密闭型的致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0020] 在上述构成的致冷剂压缩机中,也可以是上述丁腈橡胶在100℃时的尼粘度ML1+4在50~150的范围内,硬度在55°~80°的范围内。
[0021] 根据上述构成,丁腈橡胶满足上述门尼粘度的范围和上述硬度的范围这样的追加条件,因此,容易根据内部部件的种类进行制造和安装。从而能够使致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0022] 另外,在上述构成的致冷剂压缩机中,也可以是上述丁腈橡胶的上述结合丙烯腈含量在40~51重量%的范围内。
[0023] 根据上述构成,只要结合丙烯腈含量在上述范围内,就能够实现丁腈橡胶的更加良好的物理性。因此,能够使致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0024] 另外,在上述构成的致冷剂压缩机中,也可以是上述致冷剂为氢氟碳化物(HFC)类致冷剂或含有该HFC类致冷剂的混合致冷剂,上述润滑油为选自酯油、烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的至少一种。
[0025] 根据上述构成,在丁腈橡胶满足上述条件1~3的情况下,尤其能够使致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0026] 另外,在上述构成的致冷剂压缩机中,上述丁腈橡胶也可以是通过过氧化物硫化而被硫化的橡胶。
[0027] 根据上述构成,丁腈橡胶不仅满足上述条件1~3,而且满足条件4:过氧化物硫化,因此,即使内部部件与例如烃类致冷剂接触,也能够抑制品质的降低。其结果是能够使密闭型的致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0028] 另外,在上述构成的致冷剂压缩机中,上述致冷剂为R600a和R290中的至少一种烃类致冷剂,或者含有该烃类致冷剂的混合致冷剂,上述润滑油也可以是选自矿物油、酯油、烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的至少一种。
[0029] 根据上述构成,在丁腈橡胶满足上述1~4的条件的情况下,尤其能够使致冷剂压缩机的可靠性更加良好。
[0030] 下面,参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外,在下面的说明中,对所有图中相同或相当的元件标注相同的参照符号,省略其重复的说明。
[0031] (实施方式1)
[0032] (致冷剂压缩机的构成例)
[0033] 如图1的横向剖视图和图2的纵向剖视图所示,本实施方式的致冷剂压缩机100具备密闭容器10、电动元件20和压缩元件30。
[0034] 密闭容器10是以内部容纳有电动元件20和压缩元件30的状态进行密闭的壳体,其底部可贮存润滑油11。在本实施方式中,该润滑油11按ISO粘度分类,具有VG3~VG22范围内的粘度,优选具有VG5~VG22范围内的粘度。另外,密闭容器10的内外用吸入管40连通。
[0035] 润滑油11的具体的种类没有特别的限定,但在本发明中,优选使用选自酯油、烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的至少一种油材料。这些油材料既可以单独用作润滑油11,也可以将两种以上适当地组合而成的混合物用作润滑油11。
[0036] 通常,在致冷剂压缩机100中使用的润滑油11是将粘度不同的油材料进行混合来调节粘度。因此,在本发明中,作为润滑油11,将两种以上的上述油材料进行混合,调节为进入VG3~VG22的范围内即可。另外,也能够仅将粘度进入VG3~VG22的范围内的一种油材料用作润滑油11。
[0037] 电动元件20至少由定子21和转子22构成,使压缩元件30进行旋转驱动。压缩元件30与电动元件20一起一体装配,具备汽缸体31、活塞32和吸入消声器33。汽缸体31以形成圆筒状的压缩室311的方式设置。活塞32以在汽缸体31的内部空间进行往复运动的方式设置。吸入消声器33具有与压缩室311连通的消音空间331。
[0038] 吸入消声器33还具有可从吸入管40导入致冷剂的吸入口332。该吸入口332在从吸入管40的轴心方向观察的投影图中,设于与吸入管40不重合的位置(与吸入管40的投影位置偏离的位置)。另外,在吸入口332设有丁腈橡胶制的导向件333。
[0039] 导向件333以从吸入口332伸出的状态固定于吸入消声器33。另外,吸入管40和密闭容器10的连接处成为将吸入管40内和密闭容器10内连通的开口,但导向件333配置于与该吸入管40的开口对置的位置。
[0040] 因此,从吸入管40被吸入的致冷剂经由该导向件333可导入吸入口332内。吸入口332是吸入消声器33中致冷剂的“导入开口”,因此,被导入吸入消声器33内的致冷剂再从吸入消声器33的消音空间331被导入压缩室311。
[0041] 另外,图1和图2所示的致冷剂压缩机100为一般的结构,除上述的密闭容器10、电动元件20、压缩元件30和吸入管40以外,还具备公知的各种机构或部件等。另外,密闭容器10、电动元件20、压缩元件30和吸入管40的具体的结构没有特别限定,优选使用公知的部件。
[0042] 另外,在本发明中可使用的致冷剂也没有特别限定,可以列举R600a、R290等烃类致冷剂,R134a等HFC类致冷剂,可与这些致冷剂混合的其他公知的致冷剂等。这些致冷剂既可以仅使用一种,也可以作为适当组合多种而成的混合物使用。另外,R600a、R290、R134a等都是按ISO817定义的致冷剂编号。
[0043] 对于上述构成的密闭型的致冷剂压缩机100,具体说明其动作的一个例子。
[0044] 首先,通过将在图1和图2中未图示的外部电源与电动元件20连接,向电动元件20供给电力时,该电动元件20的转子22旋转。随着转子22的旋转,压缩元件30的活塞
32在汽缸体31的内部空间进行用于压缩的往复运动。
[0045] 在吸入致冷剂的工序中,通过压缩元件30进行如上所述的动作,压缩室311内的压力降低。由此,密闭容器10的内部压力也降低。虽然在图1和图2中未图示,但外部冷冻系统与吸入管40连接,因此来自该外部冷冻系统的致冷剂通过吸入管40,暂时被导入密闭容器10,向导向件333的前方释放。
[0046] 在密闭容器10内,润滑油11飞散。因此,大量的致冷剂与飞散的润滑油11一起冲击与吸入管40对置的导向件333。或者,液态的致冷剂直接冲击导向件333。其中,导向件333与吸入消声器33的吸入口332连接,因此冲击导向件333后的致冷剂(和润滑油11)被导入压力低的吸入口332,被吸入到吸入消声器33内。
[0047] 被吸入到吸入消声器33的致冷剂通过吸入消声器33的消音空间331被吸入压缩元件30的压缩室311内。被吸入到压缩室311的致冷剂(和润滑油11)通过活塞32的往复运动,在该压缩室311内被压缩。被压缩的致冷剂再向外部冷冻系统排出。
[0048] 在上述结构中,导向件333和吸入管40以接近的状态对置。因此,从外部冷冻系统导入的致冷剂保持较低温的状态被吸入到吸入消声器33内,在压缩室311内被压缩。由此,致冷剂的单位时间内的吸入质量(致冷剂循环量)增大。其结果是,致冷剂压缩机100能够实现良好的效率,能够提高外部冷冻系统的冷冻能力。
[0049] (丁腈橡胶制的内部部件)
[0050] 在本实施方式中,上述导向件333相当于设置于致冷剂压缩机100的内部的丁腈橡胶制的内部部件。
[0051] 用于导向件333的橡胶材料是公知的丁腈橡胶,即腈基丁二烯橡胶(NBR,丙烯腈和1,3-丁二烯的共聚物)即可,在本发明中,“丁腈橡胶”也包括将不饱和键氢化得到的氢化丁腈橡胶,羧基改性丁腈橡胶、有机改性丁腈橡胶、来酸改性丁腈橡胶、羟基改性丁腈橡胶等改性丁腈橡胶或将它们氢化得到的橡胶,将丁二烯的一部分取代为异戊二烯得到的丙烯腈-丁二烯-异戊二烯共聚物等。
[0052] 另外,在本发明中,作为导向件333等内部部件而使用的橡胶材料,是使用有丁腈橡胶的材料即可,因此,可以包含上述的丁腈橡胶以外的橡胶材料,也可以包含除邻苯二甲酸酯外的各种添加剂。因此,内部部件所使用的橡胶材料是包含丁腈橡胶为主要成分的丁腈橡胶组合物即可。因此,本说明书中,所谓“丁腈橡胶制的内部部件”或“丁腈橡胶制的导向件333”,是指“使用丁腈橡胶组合物制造的内部部件或导向件333”。
[0053] 作为丁腈橡胶以外的橡胶材料,可以列举天然橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、丙烯酸橡胶等公知的橡胶,没有特别限定。
[0054] 另外,作为添加剂可列举碳、滑石、粘土、石墨等无机充填剂,棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、石蜡等加工助剂,氧化锌、氧化镁、滑石等受酸剂,喹啉类、胺类、酚类等防老化剂,除邻苯二甲酸酯以外的增塑剂等,没有特别限定。
[0055] 另外,为了制造丁腈橡胶而使用硫化剂,但作为该硫化剂也能够使用公知的硫化剂。可以列举例如,作为硫化剂使用硫或硫类化合物的硫磺硫化,或作为硫化剂使用有机过氧化物等的过氧化物硫化,或硫磺硫化和过氧化物硫化的并用。
[0056] 过氧化物硫化所使用的有机过氧化物的具体的种类没有特别限定,可以列举,例如,烷基类过氧化物、酰基类过氧化物、过氧化类过氧化物、二酰基过氧化物类过氧化物、过氧化氢类过氧化物、过氧化二烷基类过氧化物、过氧化缩酮类过氧化物、烷基过酸酯类过氧化物、过碳酸酯类过氧化物等。这些过氧化物既可以仅使用一种,也可以适当组合两种以上而使用。
[0057] 另外,在制造丁腈橡胶时,也可以与硫化剂一起并用硫化促进剂。作为这些硫化促进剂,可以适当使用公知的硫化促进剂,在本发明中,关于秋兰姆等有机化合物,不作为硫化促进剂使用。关于这一点将在后面叙述。
[0058] 另外,在上述的添加剂中也含有显示硫化促进作用的成分(即,也可作为硫化促进剂使用的成分)(例如,氧化锌等受酸剂、硬酯酸、油酸等脂肪酸(加工助剂)等)。因此,当这些添加剂也作为硫化促进剂发挥作用时,也可以不再另外添加硫化促进剂。
[0059] 另外,用作丁腈橡胶的受酸剂的氧化锌等也可作为无机化合物类的硫化剂使用,但在本发明中,硫化剂限定于上述的硫磺硫化或过氧化物硫化,不进行使用这些以外的硫化剂的硫化。
[0060] 另外,在本实施方式中作为丁腈橡胶制的内部部件,例示了导向件333,但本发明不限定于此。本发明的内部部件是构成电动元件20的部件和构成压缩元件30的部件,只要是(i)位于致冷剂压缩机100的密闭容器10内,(ii)致冷剂或溶入致冷剂的润滑油11易接触,(iii)橡胶制的部件或能够使用橡胶材料制造的部件,可以是任何部件。作为除导向件333以外的内部部件,可以列举例如吸入消声器33的吸入口332。即,只要将该吸入口332设定为丁腈橡胶制的开口部件,就相当于本发明的内部部件。
[0061] (满足丁腈橡胶的条件)
[0062] 其中,在本发明中,内部部件(导向件333)所使用的丁腈橡胶是在以下条件下制造得到的丁腈橡胶,即,条件1:不使用包含与硫原子、氮原子或碳原子形成双键且与硫原子或氮原子形成单键的碳原子的有机化合物作为硫化促进剂,且条件2:不含邻苯二甲酸酯。另外,在本发明中,条件3:丁腈橡胶的结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内。
[0063] 其中,所谓“包含与硫原子、氮原子或碳原子形成双键且与硫原子或氮原子形成单键的碳原子的有机化合物”,在本发明中,是指分子结构中包含-C(=S)-N、-C(=N)-N、-C(=C)-N、-C(=N)-S、-C(=S)-S等结构的化合物。具体地说,能够列举例如:秋兰姆(包含-C(=S)-N结构和-C(=S)-S结构)、噻唑(包含-C(=C)-N结构和-C(=N)-S结构)、硫脲(包含-C(=S)-N结构)、二硫代基甲酸(包含-C(=S)-N结构和-C(=S)-S结构)及胍(包含-C(=N)-N结构)等。
[0064] 另外,本发明中的“二硫代氨基甲酸”包含具有二硫代氨基甲酸的基本结构(N-C(=S)-S)的化合物。具体地说,各种二硫代氨基甲酸酯盐包含于本发明的“二硫代氨基甲酸”中。另外,本发明的“二硫代氨基甲酸”不限于在基本结构的氮原子(N)上结合两个氢原子的“狭义的二硫代氨基甲酸(盐)”,还包含在氮原子上结合烷基等有机基团的二硫代氨基甲酸。
[0065] 根据本发明的发明者们的研究,通过使用满足上述条件1~3的丁腈橡胶,即使不含邻苯二甲酸酯,丁腈橡胶的耐油性和耐药品性也良好。因此,即使致冷剂与丁腈橡胶制的内部部件接触,也能够有效地避免其品质降低。因此,能够维持致冷剂压缩机100的可靠性,并且实现高效率化。
[0066] 对于各条件进行研究。首先,就条件1而言,在使用上述硫化促进剂的情况下,如后述的实施例所示,确认到了在丁腈橡胶制的内部部件的表面产生了附着物。判断该附着物是一部分硫化促进剂在表面渗出形成的。因此,不满足条件1时,丁腈橡胶制的内部部件上产生硫化促进剂的渗出,导致该内部部件的品质降低。
[0067] 另外,就条件2而言,不含邻苯二甲酸酯,就能够避免邻苯二甲酸酯引起的各种顾虑。另外,在本发明中,所谓不使丁腈橡胶含有的邻苯二甲酸酯,是指邻苯二甲酸与醇的酯,不只限定于特定的化合物,而是作为广义的化合物来定义。作为邻苯二甲酸酯的代表性的例子可列举:邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸丁苄酯等,但不限于这些。
[0068] 另外,就条件3而言,只要丁腈橡胶的结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内,就能够发挥作为橡胶的良好的物性,并且在橡胶分子中,源自丙烯腈的腈基(-CN)增多。由此,丁腈橡胶其本身的极性变高,因此相对于极性低的致冷剂(或混入了致冷剂的润滑油11等)的亲和性降低。其结果是,能够抑制致冷剂等向丁腈橡胶制的内部部件过度浸透。
[0069] 另一方面,丁腈橡胶的结合丙烯腈含量不足35重量%时,致冷剂等容易向内部部件过度地浸透,有可能不能有效地抑制表面异常的发生。另一方面,若结合丙烯腈的含量超过51重量%时,则如图3所示,丁腈橡胶的玻璃化转变温度变为-10℃以上,因此,若周围的温度降低则脆性增加,就不能维持作为橡胶的特性。因此,结合丙烯腈的含量在35~51重量%的范围内即可,优选如实施例所示在40~51重量%的范围内即可。
[0070] 下面,以密闭容器10内的导向件333的环境为例,对满足上述条件1~3的丁腈橡胶产生的抑制内部部件的品质降低的情况进行具体地说明。
[0071] 如上所述,邻苯二甲酸酯被用作丁腈橡胶的增塑剂等,但近年来使用受到限制。其中,添加在丁腈橡胶中的邻苯二甲酸酯不仅作为增塑剂发挥作用,而且还具有防止致冷剂的浸透的作用。即,邻苯二甲酸酯被添加于丁腈橡胶中时,以进入作为链状高分子的丁腈橡胶的橡胶分子的间隙的状态而被保持。因此,即使内部部件与致冷剂或溶解有致冷剂的润滑油11接触,橡胶分子间的邻苯二甲酸酯也会阻碍致冷剂的浸透。
[0072] 与此相反,在丁腈橡胶中未添加邻苯二甲酸酯的情况下,不存在填补橡胶分子的间隙的分子。因此,若内部部件与致冷剂或润滑油11(包含致冷剂)接触时,致冷剂就易于向橡胶分子之间浸透。其结果是,有可能在丁腈橡胶制的内部部件的表面产生附着物,或产生气泡等材料缺陷。这些表面异常会使内部部件的品质降低。
[0073] 特别是导向件333在与吸入管40对置的位置,接近该吸入管40设置。因此,从吸入管40导入致冷剂时,该致冷剂直接进行冲击。因此,导向件333高频度地曝露在高浓度的致冷剂中。另外,只要致冷剂保持液体状态冲击导向件333,致冷剂就会因冲击而蒸发。因此,有时导向件333也会因致冷剂的蒸发而温度下降。
[0074] 与此相反,在本发明中,内部部件(例如,导向件333)使用满足上述的条件1~3的丁腈橡胶来制造。因此,如后述的实施例所示,即使致冷剂与内部部件接触,也能够避免在该内部部件产生表面异常,并且,根据条件3,即使丁腈橡胶制的内部部件的温度降低,也能够作为橡胶材料发挥充分的物性。其结果是,能够使致冷剂压缩机的可靠性更加良好。特别是,在本实施方式中,如后述的实施例所示,在致冷剂为R134a等HFC类致冷剂的情况下,能够更有效地抑制表面异常的发生。
[0075] 另外,在本发明中,优选丁腈橡胶在上述的条件1~3的基础上,追加条件1:100℃时的门尼粘度ML1+4在50~150的范围内,且追加条件2:硬度在55°~80°的范围内。另外,丁腈橡胶的门尼粘度根据JISK6300-1来测定,丁腈橡胶的硬度根据JISK6253-3来测定。
[0076] 若丁腈橡胶满足追加条件1、2,则该丁腈橡胶拉伸强度等机械性质就会提高。因此,只要内部部件为导向件333,就容易进行制造和安装。因此,只要丁腈橡胶满足条件1~3和追加条件1、2,则不仅能够抑制表面异常的发生,而且能够制成内部部件的品质良好的部件。其结果是,能够使致冷剂压缩机100的可靠性更加良好。
[0077] (实施方式2)
[0078] 在上述实施方式1中,致冷剂压缩机100的内部部件所使用的丁腈橡胶,至少满足上述条件1~3,而在本实施方式2中,丁腈橡胶不仅满足条件1~3,而且满足条件4。
[0079] 另外,在本实施方式中使用的致冷剂压缩机100与在上述实施方式1中说明的相同(参照图1和图2)。另外,内部部件所使用的丁腈橡胶的构成也与上述实施方式1中说明的相同。
[0080] 在本实施方式中,在致冷剂为R600a和/或R290,或在包含这些致冷剂的情况下,在上述条件1~3的基础上,追加条件4:丁腈橡胶为通过过氧化物硫化而被硫化的丁腈橡胶时,能够良好地抑制致冷剂的浸透。
[0081] 在上述实施方式1中,丁腈橡胶的硫化即可以是硫磺硫化,也可以是过氧化物硫化。与此相反,在本实施方式中,根据条件4,将硫化规定为过氧化物硫化。由此,如后述的实施例所示,即使烃类致冷剂浸透于丁腈橡胶,也能够良好地抑制表面异常的发生。
[0082] 具体地说,满足条件1~3的丁腈橡胶与R600a或R290等烃类致冷剂接触时,如后述的实施例所示,虽然能够抑制附着物和气泡的产生,但有可能产生表面粗糙。在本实施方式中,丁腈橡胶满足条件4的过氧化物硫化,由此能够实质上防止表面粗糙这种表面异常的发生。因此,能够有效地避免丁腈橡胶制的内部部件(导向件333等)的品质降低,从而能够提供可靠性高的致冷剂压缩机100。
[0083] 另外,在本实施方式中,还优选丁腈橡胶在上述条件1~4的基础上,还满足上述追加条件1:100℃时的门尼粘度ML1+4在50~150的范围内,以及上述追加条件2:硬度在55°~80°的范围内。丁腈橡胶只要满足条件1~4和追加条件1、2的全部,就能够进一步有效地抑制致冷剂的浸透,并且能够制成内部部件的品质良好的构件,因此,能够使致冷剂压缩机100的可靠性更加良好。
[0084] 另外,在上述实施方式中,可适合用作润滑油11的油材料,列举了酯油、烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇,但在本实施方式中,除这些油材料以外,也能够适当使用矿物油。
[0085] 另外,如图1和图2所示,在上述实施方式1和本实施方式2中例示的致冷剂压缩机100为往复运动式,但不言而喻,本发明不限定于此。本发明中可使用的致冷剂压缩机100当然也可以是具有滑动部、排出等的结构,例如,可以为旋转式、涡旋式、振动式等。
[0086] 实施例
[0087] 基于实施例、比较例和现有例对本发明更具体地进行说明,但本发明不限定于此。本领域技术人员不脱离本发明的范围,能够进行各种变更、修正和改变。
[0088] (现有例1)
[0089] 使用现有的丁腈橡胶,准备试样,该现有的丁腈橡胶含有邻苯二甲酸酯,利用硫磺硫化进行硫化,作为硫化促进剂使用秋兰姆。该丁腈橡胶的结合丙烯腈含量为32重量%。将该试样与R134a和多元醇酯一起封入密闭容器内,在125℃、2小时的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表1。
[0090] (比较例1)
[0091] 使用比较丁腈橡胶(结合丙烯腈含量为32重量%),制作与现有例1同样的试样,该比较丁腈橡胶不含有邻苯二甲酸酯,通过硫磺硫化进行硫化,作为硫化促进剂使用秋兰姆。将该试样在与现有例1相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表1。
[0092] (实施例1)
[0093] 作为丁腈橡胶,使用通过硫磺硫化进行硫化、不含邻苯二甲酸酯(条件2)、作为硫化促进剂不含有秋兰姆(条件1)、将结合丙烯腈含量设定为40重量%(条件3)的丁腈橡胶,制作与现有例1相同的试样。将该试样在与现有例1相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表1。
[0094] (实施例2)
[0095] 除硫化不是硫磺硫化而设定为过氧化物硫化之外,使用与实施例1相同的丁腈橡胶,制作与现有例1同样的试样,在与现有例1相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表1。
[0096] [表1]
[0097]
[0098] 观察比较例1的结果,使用仅仅不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶,在试样的表面仍会看到附着物。利用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)分析该附着物,如图4的IR光谱图所示,对硫化促进剂观察到了特征性的硫-碳双键(C=S)的峰。因此,仅仅是不含邻苯二甲酸酯(仅条件2),仍会产生硫化促进剂(秋兰姆)的一部分在表面渗出这样的问题。
[0099] 与此相反,观察实施例1和2的结果,当使用不含邻苯二甲酸酯(条件2),并且不使用硫化促进剂(秋兰姆)(条件1),结合丙烯腈含量在35~51重量%的范围内(条件3)的丁腈橡胶时,即使硫化为硫磺硫化、过氧化物硫化,也未发现在试样上产生附着物。
[0100] 因此,在基于现有例1、比较例1、实施例1和2的结果,使满足条件1~3的丁腈橡胶与HFC类致冷剂(R134a)接触时,如下面来进行考察。
[0101] 在使用不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶的试样(比较例1)中,在橡胶分子的间隙中不存在阻碍致冷剂的浸透的成分。尤其是溶入有R134a的多元醇酯,其粘度因R134a的溶入而降低,易进入橡胶分子的间隙。因此,可以认为进入橡胶分子的间隙的R134a或多元醇酯,将最初存在于橡胶分子的间隙的一部分硫化促进剂挤出到表面。其结果是,在丁腈橡胶制的试样表面产生附着物。
[0102] 与此相反,在使用了未使用硫化促进剂的丁腈橡胶的试样(实施例1和2)中,硫化促进剂不会被挤出到丁腈橡胶的表面,没有附着物渗出。
[0103] 另外,不论丁腈橡胶的硫化是硫磺硫化(实施例1)还是过氧化物硫化(实施例2),都未看到附着物的渗出。在硫磺硫化的情况下,因硫之间的键(-S-S-)而在橡胶分子间产生交联。另一方面,在过氧化物硫化的情况下,橡胶分子因碳之间的键(-C-C-)而在橡胶分子间产生交联。这两种交联中-C-C-键比-S-S-键的结合能高。因此,若在具有-S-S-键的交联的实施例1的丁腈橡胶中,能够防止表面附着物的产生,则在具有-C-C-键的交联的实施例2的丁腈橡胶中当然也有效。
[0104] (现有例2)
[0105] 使用含有邻苯二甲酸酯、利用硫磺硫化进行硫化、作为硫化促进剂使用秋兰姆的现有的丁腈橡胶,准备试样。该丁腈橡胶的结合丙烯腈含量为32重量%。将该试样与R600a一起封入密闭容器内,在125℃、2小时条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表2。
[0106] (比较例2)
[0107] 使用不含邻苯二甲酸酯、利用硫磺硫化进行硫化、作为硫化促进剂使用秋兰姆的比较丁腈橡胶(结合丙烯腈含量为32重量%),制作与现有例1同样的试样。将该试样在与现有例2相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表2。
[0108] (比较例3)
[0109] 除将丁腈橡胶的结合丙烯腈含量设定为40重量%以外,与比较例2同样制作试样。将该试样在与现有例2相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表2。
[0110] (比较例4)
[0111] 除在丁腈橡胶硫化时不使用硫化促进剂以外,与比较例3同样制作试样。将该试样在与现有例2相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表2。
[0112] (实施例3)
[0113] 作为丁腈橡胶,使用不含邻苯二甲酸酯(条件2)、作为硫化促进剂不含秋兰姆(条件1)、将结合丙烯腈含量设定为40重量%(条件3)、通过过氧化物硫化进行硫化(条件4)的丁腈橡胶,制作与现有例2同样的试样。将该试样在与现有例2相同的条件下进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表2。
[0114] (实施例4)
[0115] 除将丁腈橡胶的结合丙烯腈含量设定为51重量%以外,与实施例2同样制作试样。将该试样在与现有例2相同的条件进行老化处理。然后,通过目测观察试样的表面。将其结果示于表2。
[0116] [表2]
[0117]
[0118] 从现有例2和比较例2的结果可知,即使将曝露于丁腈橡胶的试样的介质从R134a和多元醇酯替换为R600a,若使用仅仅不含邻苯二甲酸酯的丁腈橡胶,在试样的表面也可看到附着物,并且可看到产生了气泡。
[0119] 用FT-IR分析试样的附着物,如图5的IR光谱图所示,对硫化促进剂观察到特征性的硫-碳双键(C=S)的峰。因此,仅仅不含邻苯二甲酸酯(仅条件2),与比较例1的结果同样,仍会产生一部分硫化促进剂(秋兰姆)在表面渗出这样的问题。
[0120] 接着,观察比较例3的结果,虽然在试样的表面未看到气泡,但看到了附着物。因此,仅使丁腈橡胶的结合丙烯腈含量从32重量%增加到40重量%(条件2、3),不能有效地避免附着物的产生。接着,观察比较例4的结果,由于未使用硫化促进剂(秋兰姆)(条件1~3),所以虽然能够避免附着物的产生,但作为新的表面异常,确认到了表面粗糙。
[0121] 在此,对比较例2~4的结果进行比较,可知,通过不含邻苯二甲酸酯(条件2),不使用硫化促进剂(条件1),就能够避免附着物的渗出,如果增加丁腈橡胶的结合丙烯腈含量的条件,就能够防止气泡的产生。
[0122] 当使结合丙烯腈含量增加时,在丁腈橡胶的橡胶分子中源自丙烯腈的腈基(-CN)的数量增多。由于腈基具有极性,所以作为丁腈橡胶整体来看,极性增强。其中,R600a因是烃类致冷剂,极性低。因此,只要相对地提高丁腈橡胶的极性,就能够有效地抑制R600a向丁腈橡胶材料中的浸透。由此,能够实质性地防止气泡的产生。
[0123] 与此相反,观察实施例3和4的结果,若丁腈橡胶的硫化不是硫磺硫化而是过氧化物硫化(条件1~4)时,没有确认到任何气泡、附着物和表面粗糙。
[0124] 在丁腈橡胶的硫化为硫磺硫化的情况下,不使用秋兰姆等硫化促进剂时,丁腈橡胶的耐油性等降低。若耐油性降低,由于是与R600a等烃类致冷剂接触,就易于产生表面粗糙。与此相反,在实施例3和4中,丁腈橡胶的硫化为过氧化物硫化。如上所述,在硫磺硫化中,交联是硫之间的键(-S-S-),在过氧化物硫化中,交联是碳之间的键(-C-C-)。这两种交联中-C-C-键比-S-S-键的结合能高。因此,在实施例3和4中能够实质性地防止丁腈橡胶的表面粗糙。
[0125] 根据上述说明,对于本领域技术人员来说,本发明的大量的改良及其它实施方式是显而易见的。因此,上述说明应该只作为例示进行解释,以向本领域技术人员指示实行本发明的最优方式的目的而提供。不脱离本发明的精神,能够实质性地变更其结构和/或功能的详细内容。
[0126] 如上所述,根据本发明,能够提供可靠性高的致冷剂压缩机,因此能够广泛地适用于使用冷冻循环的设备中。
QQ群二维码
意见反馈