СОСТАВЫ И СПОСОБЫ ОЧИСТКИ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ИЛИ ОХЛАЖДЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ СЖАТИЕ ПАРА Российский патент 2009 года по МПК B08B3/08 B01F1/00 C02F5/02 F25B9/00 F28G1/16 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная патентная заявка притязает на приоритет по заявке США №60/538,009, поданной 20 января 2004 г., и по заявке США №11/039,625, поданной 19 января 2004 г.

Область техники

Изобретение относится к составам и способам очистки использующих сжатие пара смазываемых систем.

Уровень техники

Использующие сжатие пара смазываемые системы и их компоненты необходимо очищать во время их изготовления и работы.

Использующие сжатие пара системы кондиционирования воздуха и охлаждения хорошо известны. Они используются в разнообразных целях, а именно: отопление, кондиционирование воздуха и охлаждение. За счет сжатия и расширения теплоносителя или хладагента эти системы поглощают или выделяют тепло в соответствии с необходимостью данного применения. Обычные компоненты системы, использующей сжатие пара, следующие: компрессоры пара или газа, жидкостные насосы; такое теплопередающее оборудование, как охладители газа, промежуточные холодильники, теплообменники, экономайзеры; такие компрессоры, как поршневые компрессоры, ротационные винтовые компрессоры, центробежные компрессоры и компрессоры со спиральной камерой; испарители, холодильники и сборники жидкости; детандеры; регулирующие клапаны и дроссельные клапаны перепада давления, такие как капилляры и диафрагмовые трубки; сепарационные камеры для отделения хладагента от смеси и соединительные трубопроводы и изоляция. Эти компоненты обычно изготавливаются из алюминия, меди, латуни, стали, разных пластмасс и из обычных материалов для прокладок и уплотнительных колец.

Поскольку использующие сжатие пара системы имеют скользящие, вращающиеся или другие подвижные компоненты, поэтому для большинства их требуется смазка, которая смешивается с хладагентом. Время от времени возникает необходимость в очистке этих систем и их компонентов путем удаления смазки и также прочих загрязнителей и грязи с их поверхностей. Например, эта необходимость возникает при переходе с хлорфтороуглерода (ХФУ) на гидрохлорфтороуглерод (ГХФУ), или на гидрофтороуглерод (ГФУ); или при переходе с ГХФУ-хладагента на ГФУ-хладагент; и во время эксплуатации, например - после такой аварии, как перегорание или механическая поломка компрессора.

До недавнего времени для очистки этих систем использовались такие ХФУ, как трихлорметан (R-11), и такие ГХФУ, как 1,1-дихлор-1-фторэтан (HCFC-141b). ХФУ и ГХФУ, будучи эффективными, в настоящее время экологически неприемлемы, так как считается, что они являются фактором обеднения стратосферного озонового слоя. По мере того, как применение ХФУ и ГХФУ будет сокращаться и, в конце концов, прекратится, станут необходимыми такие новые чистящие вещества, которые не только должны иметь хорошие характеристики, но также должны быть безопасными для озонового слоя.

Предложены несколько экологически приемлемых растворителей, но их успех ограниченный. Например, такие органические растворители, как гексан, имеют хорошие чистящие свойства и озоновый слой не обедняют, но они являются воспламеняющимися веществами. Водные чистящие составы совершенно безвредны с точки зрения обеднения озонового слоя и не воспламеняются, но их трудно удалять с очищаемой поверхности из-за их относительно низкой летучести и наличия в них добавок, оставляющих осадок. Помимо этого, водные чистящие составы обычно непригодны для очистки часто встречающихся органических загрязнений, присутствующих в системах, использующих сжатие пара. Скипидарные растворители, как и водные чистящие составы, трудно удаляются из системы.

Поэтому существует необходимость в обеспечении экологически приемлемых чистящих веществ, эффективно очищающих использующие сжатие пара системы. Эту необходимость обеспечивает данное изобретение.

Сущность изобретения

Предлагается состав для уменьшения и удаления осадка из системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара, который по существу состоит из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и эфира многоатомного спирта, при этом эфир многоатомного спирта выбран из группы сложных эфиров неопентилгликолевых, глицериновых, триметилолпропановых, пентаэритритоловых; и из карбоновых кислот, представленных формулой HOC(O)R¹, где R¹ является насыщенным, циклическим, с прямой цепью или разветвленным С_6-12-углеводородным радикалом.

Также предлагается способ уменьшения осадка в системе кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара, согласно которому: удаляют по существу весь хладагент и смазочный материал из упомянутой системы, осуществляют ее контакт с составом в соответствии с настоящим изобретением на время, достаточное для уменьшения количества осадка в упомянутой системе; и удаляют упомянутый состав из упомянутой системы.

Настоящее изобретение также предлагает способ очистки компонента системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара, согласно которому: промывают данный компонент составом в соответствии с настоящим изобретением и удаляют упомянутый состав с упомянутого компонента.

Подробное описание изобретения

Система, используемая в настоящем изобретении, обозначает полную систему, группы компонентов системы, отдельные компоненты системы или части отдельных компонентов системы. Состав и способ согласно настоящему изобретению целесообразны для удаления осадка из обычных систем охлаждения, использующих сжатие, включая такие компоненты, как: компрессоры пара или газа, жидкостные насосы; такое теплопередающее оборудование, как охладители газа, промежуточные холодильники, теплообменники, экономайзеры; такие компрессоры пара, как поршневые компрессоры, ротационные винтовые компрессоры, центробежные компрессоры и компрессоры со спиральной камерой; испарители, холодильники и сборники жидкости; детандеры; регулирующие клапаны и дроссельные клапаны перепада давления, такие как капилляры и диафрагмовые трубки; сепарационные камеры для отделения хладагента от смеси; и соединительные трубопроводы и изоляция. Эти компоненты обычно изготавливаются из алюминия, меди, латуни, стали, разных

пластмасс и из обычных материалов для прокладок и уплотнительных колец.

Осадок, удаляемый составом и способом по настоящему изобретению, может быть смазочным материалом для компрессора и макрочастицами, например разложившаяся смазка, металл (например, алюминий, медь, латунь, частицы стали от компонентов системы), резина и пластмассы (например, от шлангов и уплотнительных колец системы).

Предлагаемым настоящим изобретением является промывочный или чистящий состав для удаления осадка из системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара; причем упомянутый состав состоит по существу из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и из эфира многоатомного спирта. Этот состав можно использовать в качестве промывочного состава в промывочном комплекте, в замкнутой системе; или его можно использовать любым соответствующим образом для промывки компонента составом в соответствии с настоящим изобретением.

1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентан (HFC-43-10mee, CF₃CF₂CHFCHFCF₃) является продукцией компании E.I. du Pont de Nemours, г. Уилмингтон, шт. Делавэр, США.

Сложные эфиры многоатомных спиртов, используемые в соответствии с настоящим изобретением, выпускает компания Hatco Сo., шт. Нью-Джерси, США. Сложные эфиры многоатомных спиртов, используемые в соответствии с настоящим изобретением, являются продуктами реакции карбоновой кислоты и по меньшей мере одного многоатомного спирта, выбранного из группы, состоящей из неопентилгликоля, глицерина, триметилолпропана и пентаэритритола. Предпочтительными многоатомными спиртами является неопентилгликоль.

Карбоновые кислоты, используемые для получения сложных эфиров многоатомных спиртов в соответствии с настоящим изобретением, представлены формулой HOC(O)R¹, где R¹ является насыщенным, циклическим, с прямой цепью или разветвленным С_6-12-углеводородным радикалом. Примерами карбоновых кислот являются следующие:

2,2-диметилпентановая кислота;

2-этилпентановая кислота;

3-этилпентановая кислота;

2-метилгексановая кислота;

3-метилгексановая кислота;

4-метилгексановая кислота;

5-метилгексановая кислота;

циклогексанкарбоновая кислота;

циклопентилуксусная кислота;

2-этилгексановая кислота;

3,5-диметилгексановая кислота;

2,2-диметилгексановая кислота;

2-метилгептановая кислота;

3-метилгептановая кислота;

4-метилгептановая кислота;

2-пропилпентановая кислота;

3,4-диметилгексановая кислота;

циклогексилуксусная кислота;

3-циклопентилпропионовая кислота;

2,2-диметилгептановая кислота;

3,5,5-триметилгексановая кислота;

2-метилоктановая кислота;

2-этилгептановая кислота;

3-метилоктановая кислота;

2-этил-2,3,3-триметилмасляная кислота;

2,2,4,4-тетраметилпентановая кислота; и

2,2-диизопропилпропионовая кислота;

причем предпочтительными являются 2-метилгексановая кислота, 2-этилгексановая кислота, 3,5-диметилгексановая кислота и 3,5,5-триметилгексановая кислота. Из карбоновых кислот предпочтительной является 2-этилгексановая кислота.

Предпочтительными сложными эфирами многоатомных спиртов согласно настоящему изобретению являются сложные эфиры неопентилгликоля, представленные формулой C(CH₃)₂(CH₂OC(O)R¹)₂, где каждый R¹ выбирается независимо из числа насыщенных, циклических, с прямой цепью, или разветвленных С_6-12-углеводородных радикалов. R¹ предпочтительно является насыщенным, разветвленным С₇-углеводородным радикалом, и наиболее предпочтительно - 1-этилпентиловым радикалом. Предпочтительным неопентигликолевым сложным эфиром является неопентилгликольди-2-этилгексаноат (С(СН₃)₂(СН₂ОС(О)СН(С₂Н₅)(СН₂)₃СН₃)₂).

Количество 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана в данном составе из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и сложного эфира многоатомного спирта составляет около 5-25 вес.%; предпочтительно - около 15 вес.%; остальное - сложный эфир многоатомного спирта, от общего веса 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и многоатомного спирта сложного эфира.

Предпочтительный состав согласно настоящему изобретению, по существу, следующий: около 15 вес.% 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и около 85 вес.% неопентилгликольди-2-этилгексаноата.

Составы согласно данному изобретению готовят введением требуемого процентного содержания каждого компонента в общую емкость, как вариант - с помешиванием. При этом получают состав в соответствии с настоящим изобретением.

Изобретение также предлагает способ уменьшения или удаления осадка в системе кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара, согласно которому: удаляют по существу весь хладагент и смазочный материал из упомянутой системы охлаждения, использующей сжатие пара, осуществляют контакт упомянутой системы с упомянутым составом из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и сложного эфира многоатомного спирта в течение времени, достаточного для уменьшения количества осадка в упомянутой системе; и удаляют упомянутый состав из упомянутой системы.

Изобретение также предлагает способ очистки компонента системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара, согласно которому упомянутым составом из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и сложного эфира многоатомного спирта промывают данный компонент, и удаляют упомянутый состав из упомянутого компонента.

При применении: состав в соответствии с данным изобретением можно сначала нанести на смазываемую поверхность компонента системы, использующей сжатие пара. Методы нанесения известны из уровня техники и предусматривают выдерживание состава в виде жидкости на компоненте или на системе. Затем чистящий состав удаляют с компонента или системы сжатым воздухом или азотом.

Целесообразные методы очистки: обезжиривание данного компонента или промывка системы. Обезжиривание определенных компонентов можно выполнять в открытых или закрытых установках для обезжиривания. Это чистящее устройство хорошо известно из уровня техники. Например, компонент(ы) промывают перекачкой чистящего состава через компонент. После промывки компонента состав можно удалить из него продувкой газообразного азота или другого газа через компонент. Для осуществления контакта чистящего состава согласно изобретению с очищаемыми поверхностями можно использовать другие соответствующие методы. Практически, эти способы можно выполнить согласно данному описанию.

Можно использовать способ, предусматривающий промывку. При применении этого способа хладагент и смазочный материал выводят из системы кондиционирования воздуха или охлаждения и отсоединяют от системы впускное и выпускное отверстия очищаемого или промываемого компонента. Способ выполняют впрыскиванием такого состава, как состав по настоящему изобретению, при помощи промывочного комплекта. Обычно промывочный комплект включает в себя емкость под давлением, содержащую промывочный состав; сопло для введения состава в промываемый компонент, и также соединительные шланги, и воздух или азот или другой целесообразный газ, используемый для дозирования промывочного состава из емкости. Эти промывочные комплекты выпускает компания FJC, Inc., г. Муарсвилл, Сев. Каролина, США. Либо можно использовать способ замкнутого контура. Согласно этому способу извлекают хладагент и смазочный материал из системы кондиционирования воздуха или охлаждения и отсоединяют от системы впускное и выпускное отверстия очищаемого или промываемого компонента. В случае использования способа замкнутого контура очистку выполняют при помощи соответствующего устройства замкнутого контура. Как правило, эти устройства замкнутого контура имеют нужную емкость, оборудованную насосом (работающим от воздуха, электричества или других соответствующих средств), шланги, фильтры и пр. Эти устройства замкнутого контура выпускает, например, компания Cliplight Co., г. Торонто, пров. Онтарио, Канада. Соединенные с устройством замкнутого контура шланги соединяют с впускным/выпускным отверстием очищаемого или промываемого компонента. Осуществляют циркуляцию промывочного состава через компонент из емкости в течение 30 мин или в течение времени, достаточного для уменьшения или удаления очищаемого осадка из компонента. Компонент затем продувают сухим воздухом или азотом в течение 30-60 мин, чтобы удалить промывочный состав, возможно остающийся в компоненте. Промывочный состав можно использовать неоднократно, если система замкнутого контура имеет соответствующие фильтры и/или сепараторы и пр.

Описан состав для удаления осадка из системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара; упомянутый состав состоит из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и сложного эфира многоатомного спирта, представляющего собой продукт реакции карбоновой кислоты и по меньшей мере одного многоатомного спирта, выбранного из неопентилгликоля, глицерина, триметилолпропана и пентаэритритола. Кроме того, описаны способ удаления или уменьшения осадка в использующей сжатие пара системе кондиционирования воздуха или охлаждения и способ очистки компонента системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара. 4 н. и 6 з.п. ф-лы.

1. Состав для удаления осадка из системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара; упомянутый состав состоит из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и сложного эфира многоатомного спирта, представляющего собой продукт реакции карбоновой кислоты и по меньшей мере одного многоатомного спирта, выбранного из неопентилгликоля, глицерина, триметилолпропана и пентаэритритола.

2. Состав по п.1, в котором упомянутый сложный эфир многоатомного спирта является продуктом реакции карбоновой кислоты и по меньшей мере одного многоатомного спирта, выбранного из группы, состоящей из неопентилгликоля, глицерина, триметилолпропана и пентаэритритола.

3. Состав по п.1, в котором упомянутый эфир многоатомного спирта является сложным эфиром неопентилгликоля, представленным формулой
C(CH₃)₂(CH₂OC(O)R¹)₂, где R¹ выбирается независимо из числа насыщенных, циклических, с прямой цепью, или разветвленных С_6-12-углеводородных радикалов.

4. Состав по п.3, в котором каждый R¹ является насыщенным разветвленным С₇-углеводородным радикалом.

5. Состав по п.4, в котором каждый R¹ является 1-этил-пентиловым радикалом.

6. Состав по п.1, состоящий приблизительно на 5-25 вес.% из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и приблизительно на 75-95 вес.% из эфира многоатомного спирта.

7. Состав по п.1, состоящий приблизительно на 15 вес.% из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и приблизительно на 85 вес.% из эфира многоатомного спирта.

8. Состав для удаления осадка из системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара; упомянутый состав состоит приблизительно на 15 вес.% из 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентана и приблизительно на 85 вес.% из неопентилгликоль-ди-2-этилгексаноата.

9. Способ удаления из, или уменьшения осадка в использующей сжатие пара системе кондиционирования воздуха или охлаждения, согласно которому удаляют весь хладагент и смазочный материал из упомянутой использующей сжатый пар системы, осуществляют контакт упомянутой системы, использующей сжатый пар, с составом согласно любому из пп.1-8 в течение времени, достаточного для уменьшения количества осадка в упомянутой системе, и удаляют упомянутый состав из упомянутой системы.

10. Способ очистки компонента системы кондиционирования воздуха или охлаждения, использующей сжатие пара, согласно которому промывают компонент составом, соответствующим любому из пп.1-8, и удаляют упомянутый состав из упомянутого компонента.