JP2007232353A - 遠心圧縮式冷凍機およびそれに用いる潤滑油 - Google Patents

Abstract

【課題】１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン冷媒を用いた場合でも支障なく運転が可能な遠心圧縮式冷凍機を提供する。
【解決手段】蒸発器２、凝縮器１、冷媒、蒸発器からの冷媒を圧縮する圧縮機３、この圧縮機を駆動する駆動源５、潤滑油、潤滑油が循環する潤滑油系統７、及び冷媒が循環する冷媒系統１４を備える圧縮式冷凍機において、冷媒が１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンであり、圧縮機が遠心圧縮機であり、かつ、潤滑油がポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ２４５ｆａ）を冷媒として用いた遠心圧縮式冷凍機、およびそれに用いる潤滑油に関する。

従来、遠心圧縮式冷凍機、いわゆるターボ冷凍機は、ビルの冷暖房用、工業用の冷水製造プラントなどに用いられている。遠心圧縮式冷凍機の冷媒としては、フッ素と塩素を構成元素とするフロン、例えばクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）であるＲ１１等のフロンが使用されてきたが、近年のオゾン層破壊問題に関連し、国際的にその生産及び使用が規制され、現在では、塩素を含有しない、例えば、テトラフルオロエタン（Ｒ１３４又はＲ１３４ａ）などの新しい水素含有フロン冷媒に転換されてきている。
特開平６−２２１６９６号公報

冷媒として、テトラフルオロエタンはオゾン層破壊係数（ＯＤＰ）が０であるものの、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高いことから、より環境にやさしい冷媒として、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ２４５ｆａ）が注目されている。

しかし、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン冷媒を遠心圧縮式冷凍機に用いる場合には、鉱油系の既存の冷凍機油とは相溶しないという問題がある。本発明は、このような課題を解決したもので、本発明の目的は、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン冷媒を用いた場合でも支障なく運転が可能な遠心圧縮式冷凍機を提供することである。

本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を進めた結果、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン冷媒を遠心圧縮式冷凍機に用いる場合に特定の含酸素化合物を主成分とする潤滑油を用いることで、Ｒ１１等のクロロフルオロカーボンまたはテトラフルオロエタンなどの水素含有フロン冷媒を用いた場合と遜色ない冷凍システムの運転が可能なことを見出し、本発明に想到した。

本発明による遠心圧縮式冷凍機は、蒸発器、凝縮器、冷媒、蒸発器からの冷媒を圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動源、潤滑油、潤滑油が循環する潤滑油系統、及び冷媒が循環する冷媒系統を備える圧縮式冷凍機において、冷媒が１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンであり、圧縮機が遠心圧縮機であり、かつ、潤滑油がポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とする。なお、本発明による遠心圧縮式冷凍機は、冷媒系統に混入した潤滑油を潤滑油系統へ戻す油回収系統を備えることが好ましい。また、上記ポリエステルは、複数のエステル結合を含む化合物であり、典型的には、ポリオールエステル、ジエステル、コンプレックスエステルが含まれる。ポリオールエステルとは、酸と多価のアルコールを原料として合成されるエステルであり、通常、一価の酸が用いられる。ジエステルとは、アルコールと多価の酸を原料として合成されるエステルであり、通常、一価のアルコールが用いられる。コンプレックスエステルとは、多価の酸と多価のアルコールを原料として合成されるエステルであり、通常、原料には一価の酸が含まれる。

本発明による遠心圧縮式冷凍機に用いる潤滑油は、蒸発器、凝縮器、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンからなる冷媒、蒸発器からの冷媒を圧縮する遠心圧縮機、この遠心圧縮機を駆動する駆動源、潤滑油、潤滑油が循環する潤滑油系統、及び冷媒が循環する冷媒系統を備える遠心圧縮式冷凍機に用いる潤滑油であって、ポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とする。

上述の潤滑油が、４０℃における動粘度が６〜３００ｍｍ^２／ｓであり、ポリエステルが２〜６価の多価アルコールと炭素数５〜１２の１価脂肪酸からなるポリオールエステルを主成分とすることが好ましい。また、上述の潤滑油が、４０℃における動粘度が２５〜３００ｍｍ^２／ｓであり、ポリエステルが２〜６価の多価アルコール、炭素数３〜１８の１価脂肪酸および炭素数４〜１４の多塩基酸のコンプレックスエステルを主成分とすることも好ましい。更に、上述の潤滑油と冷媒の質量比が９０：１０〜１０：９０であることが好ましい。

冷媒として、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ２４５ｆａ）を用いた遠心圧縮式冷凍機の潤滑油として、ポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とする潤滑油を用いることで、冷媒と十分に低い温度でも相分離することなく、相溶し、かつ、化学的にも安定であるので、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン冷媒を用いた場合でも、従来のフロン系冷媒と同様に支障なく運転が可能となる。

〔遠心圧縮式冷凍機〕
遠心圧縮式冷凍機の一例を図１に示す。遠心圧縮式冷凍機は凝縮器１、蒸発器２、遠心圧縮式の圧縮機（ターボ圧縮機）３及びこの圧縮機３を駆動する駆動源５から構成される。凝縮器１は高温高圧の冷媒を冷却するため外部から冷却水を導入する伝熱管１Ａを内蔵し、又蒸発器２は外部へ冷水を取り出すための伝熱管２Ａを内蔵している。凝縮器１、蒸発器２及び圧縮機３は冷媒系統１４で接続され、凝縮器１及び蒸発器２の間には膨脹弁１４Ａが介在している。

圧縮機３の下部には潤滑油を貯える油タンク４があり、この油タンク４内には潤滑油を循環させる油ポンプ６が設けられている。潤滑油系統７は前記油ポンプ６と圧縮機３及び駆動源５の間に形成されて潤滑油をそれぞれの軸受部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃに循環させる構造になっている。この潤滑油系統７には水分検知器９、オイルクーラ１０が設けられている。

潤滑油系統７には、油回収機能を備えている。潤滑油が循環する第１の油回収系統３０にはエゼクタ３１が介在し、このエゼクタ３１の吐出側には仕切りバルブ１２、水分除去装置８、オイルストレーナ１１及びバルブ１３が介在して油タンク４に戻されている。蒸発器２の冷媒液面以下であって冷媒液面近くと前記エゼクタ３１の負圧発生部とは油回収器３３を介し第２の油回収系統３２及び３５で接続されている。

ヒータ３４は前記油回収器３３内の冷媒液を加熱するためのものである。第２の油回収系統３５は前記油回収器３３の底部に設けられ、更に前記油回収器３３の上部には冷媒を回収するための冷媒回収系統３６が設けられ、この冷媒回収系統３６は前記蒸発器２と圧縮器３との間の冷媒系統１４に接続されている。

次に上記構成の遠心圧縮式冷凍機の作用について説明する。圧縮機３で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは凝縮器１へ導入され、ここで伝熱管１Ａを流れる冷却水で冷却され液化して液冷媒となる。凝縮器１を出た低温高圧の液冷媒は、膨張弁１４Ａを通過する際にさらに温度を下げて低温低圧の液冷媒となって蒸発器２に溜る。ここで、たとえば外部空調負荷で空気と熱交換して温度上昇して戻ってきた冷水が伝熱管２Ａで液冷媒と熱交換することによって液冷媒は蒸発し冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは圧縮機３で圧縮されて再び高温高圧の冷媒ガスとなり、凝縮器１へ導入され、ここで伝熱管１Ａを流れる冷却水で冷却され液化して液冷媒となるサイクルを繰り返す。

蒸発器２の冷媒液面以下の近くでは、圧縮機３から洩れ込む潤滑油分が冷媒と分離して冷媒の上に潤滑油層を形成する。この潤滑油層より潤滑油を油回収器３３に油回収系統３２を経由して取り込む。油回収器３３では、凝縮器１からの冷媒ガスをヒータ３４の配管に通し、この熱で油回収器３３内の潤滑油を加熱して混入した冷媒を気化させ、潤滑油分の濃度を高める。一方、潤滑油は、油回収器３３内からエゼクタ３１で発生する負圧で油回収器３３から吸い上げられ、油タンク４に戻る。

〔冷媒〕
冷媒としては、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ２４５ｆａ）を主成分とする冷媒を用いる。冷媒中の１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンの含有量は、５０質量％以上、特には９０質量％以上が好ましい。混合される他の冷媒としては、オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）が０である冷媒、水素含有フロン冷媒が好ましく、具体的には、テトラフルオロエタン（Ｒ１３４又はＲ１３４ａ）が好ましい。

潤滑油と冷媒の質量比は９０：１０〜１０：９０、特には５０：５０〜１０：９０、さらには３０：７０〜１０：９０がシステムの熱効率の面から好ましい。

〔潤滑油〕
潤滑油は、ポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とするもので、好ましくは、ポリオールエステル、ジエステル、ポリエーテル、コンプレックスエステルの少なくとも１種からなるものである。これらの化合物を合計で８０質量％以上、特には９０質量％以上含むことが好ましい。潤滑油基油として、他に含みうる成分としては、鉱油系の冷凍機油潤滑油基油がある。ここで、潤滑油が、ポリオールエステル、ジエステル又はポリエーテルを主成分とする場合、冷凍システムを適正に作動させ、かつ高い効率を確保するため、４０℃における動粘度が６〜３００ｍｍ^２／ｓ、特には６〜８０ｍｍ^２／ｓ、さらには７〜７０ｍｍ^２／ｓであることがシステムの熱効率の面から好ましい。また、潤滑油が、コンプレックスエステルを主成分とする場合、冷凍システムを適正に作動させ、かつ高い効率を確保するため、４０℃における動粘度が２５〜３００ｍｍ^２／ｓ、特には３２〜８０ｍｍ^２／ｓ、さらには３２〜７０ｍｍ^２／ｓであることがシステムの熱効率の面から好ましい。これらの化合物以外の基油としては、一般に潤滑油基油として用いられる鉱油や合成油を所望に応じて添加することができる。

〔ポリオールエステル〕
ポリオールエステルとしては、ジオールあるいは水酸基を３〜２０個有するポリオールと、炭素数６〜２０の脂肪酸とのエステルが好ましく用いられる。ここで、ジオールとしては、具体的には、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，７−ヘプタンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール等が挙げられる。

また、水酸基を３〜２０個有するポリオールとしては、具体的には、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ−（トリメチロールプロパン）、トリ−（トリメチロールプロパン）、ペンタエリスリトール、ジ−（ペンタエリスリトール）、トリ−（ペンタエリスリトール）、グリセリン、ポリグリセリン（グリセリンの２〜２０量体）、１，３，５−ペンタントリオール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジトース等の糖類及びこれらの部分エーテル化物、並びにメチルグルコシド（配糖体）が挙げられる。

これらの中でもジオールあるいはポリオールとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ−（トリメチロールプロパン）、トリ−（トリメチロールプロパン）、ペンタエリスリトール、ジ−（ペンタエリスリトール）、トリ−（ペンタエリスリトール）等のヒンダードアルコールが好ましい。用いられるジオールあるいはポリオールにおいて、その炭素数は特に制限されないが、通常、炭素数１〜２４、好ましくは炭素数２〜１２、さらには、炭素数４〜８のものが好ましく用いられる。

ポリオールエステルに用いられる脂肪酸において、その炭素数は特に制限されないが、通常、炭素数１〜２４のものが用いられる。炭素数１〜２４の脂肪酸の中でも、潤滑性の点から炭素数３以上のものが好ましく、炭素数４以上のものがより好ましく、炭素数５以上のものが更に好ましく、炭素数７以上のものが特に好ましい。また、冷媒との相溶性の点から、炭素数１８以下のものが好ましく、炭素数１２以下のものがより好ましく、炭素数９以下のものが更に好ましい。

また、かかる脂肪酸は直鎖状脂肪酸、分枝状脂肪酸のいずれであってもよいが、潤滑性の点からは直鎖状脂肪酸が好ましく、加水分解安定性の点からは分枝状脂肪酸が好ましい。脂肪酸としては、具体的には、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、オレイン酸等が挙げられ、これらの脂肪酸は直鎖状脂肪酸、分枝状脂肪酸のいずれであってもよく、更にはα炭素原子が４級炭素原子である脂肪酸（ネオ酸）であってもよい。これらの中でも、吉草酸（ｎ−ペンタン酸）、カプロン酸（ｎ−ヘキサン酸）、エナント酸（ｎ−ヘプタン酸）、カプリル酸（ｎ−オクタン酸）、ペラルゴン酸（ｎ−ノナン酸）、カプリン酸（ｎ−デカン酸）、オレイン酸（ｃｉｓ−９−オクタデセン酸）、イソペンタン酸（３−メチルブタン酸）、２−メチルヘキサン酸、２−エチルペンタン酸、２−エチルヘキサン酸及び３，５，５−トリメチルヘキサン酸が好ましく用いられる。

なお、本発明にかかるポリオールエステルは、２個以上のエステル基を有する限りにおいて、ポリオールが有する水酸基のうちの一部がエステル化されずに残っている部分エステルであってもよく、全ての水酸基がエステル化された完全エステルであってもよく、更には部分エステルと完全エステルの混合物であってもよいが、完全エステルであることが好ましい。カルボキシル基の残存量が多いと、冷凍機内部に使用されている金属との反応により金属石けんなどを生成し、沈殿するなどの好ましくない現象も起こるため、全酸価が３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものが好ましく、０.１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものがより好ましい。また、水酸基の残存量が多いと、エステルが低温において白濁し、冷凍サイクルのキャピラリー装置を閉塞させる等、好ましくない現象が起こるため、水酸基価は５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることが好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものがより好ましい。

〔ジエステル〕
ジエステルとしては、炭素数４〜１４の多塩基酸と、炭素数５〜１８のアルコールとのエステルが好ましく用いられる。ここで、多塩基酸としては、具体的には、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等が挙げられ、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸が好ましい。

また、アルコールとしては、具体的には、２−エチルヘキサノール、３，５，５−トリメチルヘキサノール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、オレイルアルコール等が挙げられ、１価アルコールが、また、炭素数が６〜１２、特には８〜１０の炭化水素基に分岐を有するものが好ましい。具体的には、２−エチルヘキサノール、３，５，５−トリメチルヘキサノールが好ましい。

〔ポリエーテル〕
ポリエーテルは、複数のエーテル結合を有する有機化合物であり、代表的には次の化１または化２で表される。

式中、Ｒ^１〜Ｒ^５はそれぞれ水素あるいは炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ａ^１〜Ａ^３はそれぞれ一種または二種以上の炭素数２〜４のアルキレンオキシド単位５〜３００個から構成された重合鎖を示す。

Ｒ^１〜Ｒ^５は、好ましくは、それぞれ水素、メチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、または、ｔｅｒｔ−ブチル基であり、特にはすべてがメチル基であるものが好ましい。アルキレンオキシド単位としては、エチレンオキシド単位またはプロピレンオキシド単位が好ましく、重合鎖は、ブロック共重合鎖、ランダム共重合鎖または交互共重合鎖でもよい。重合鎖のアルキレンオキシド単位の個数は、ポリエーテルの粘度が所定の範囲となるように設定される。

具体的なポリエーテルとしては、ポリアルキレングリコールあるいはその誘導体、ポリビニールエーテル等が挙げられ、両末端がアルキル基であるポリアルキレングリコール誘導体またはポリビニールエーテルが好ましい。

〔コンプレックスエステル〕
コンプレックスエステルとしては、ジオールあるいは水酸基を３〜２０個、特には２〜６個有するポリオールと、炭素数３〜１８の１価脂肪酸と炭素数４〜１４の多塩基酸との混合酸のエステルが好ましく用いられる。ここで、ジオールとしては、具体的には、エチレングリコール、１，３-プロパンジオール、プロピレングリコール、１，４-ブタンジオール、１，２-ブタンジオール、２-メチル-１，３-プロパンジオール、１，５-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６-ヘキサンジオール、２-エチル-２-メチル-１，３-プロパンジオール、１，７-ヘプタンジオール、２-メチル-２-プロピル-１，３-プロパンジオール、２，２-ジエチル-１，３-プロパンジオール、１，８-オクタンジオール、１，９-ノナンジオール、１，１０-デカンジオール、１，１１-ウンデカンジオール、１，１２-ドデカンジオール等が挙げられる。ジオールの炭素数は４〜１２、特には４〜１０が好ましい。

また、水酸基を３〜２０個有するポリオールとしては、具体的には、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ-（トリメチロールプロパン）、トリ-（トリメチロールプロパン）、ペンタエリスリトール、ジ-（ペンタエリスリトール）、トリ-（ペンタエリスリトール）、グリセリン、ポリグリセリン（グリセリンの２〜２０量体）、１，３，５-ペンタントリオール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジトース等の糖類及びこれらの部分エーテル化物、並びにメチルグルコシド（配糖体）が挙げられる。

これらの中でもジオールあるいはポリオールとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ-（トリメチロールプロパン）、トリ-（トリメチロールプロパン）、ペンタエリスリトール、ジ-（ペンタエリスリトール）、トリ-（ペンタエリスリトール）等のヒンダードアルコールが好ましい。ポリオールの炭素数は３〜１５、特には５〜１０が好ましい。

コンプレックスエステルに用いられる１価脂肪酸において、その炭素数は特に制限されないが、通常、炭素数３〜２４、好ましくは３〜１８のものが用いられる。炭素数３〜２４の１価脂肪酸の中でも、潤滑性の点から炭素数３以上のものが好ましく、炭素数４以上のものがより好ましく、炭素数５以上のものが更に好ましく、炭素数７以上のものが特に好ましい。また、冷媒との相溶性の点から、炭素数１８以下のものが好ましく、炭素数１２以下のものがより好ましく、炭素数９以下のものが更に好ましい。

また、かかる１価脂肪酸は直鎖状脂肪酸、分枝状脂肪酸のいずれであってもよいが、潤滑性の点からは直鎖状脂肪酸が好ましく、加水分解安定性の点からは分枝状脂肪酸が好ましい。１価脂肪酸としては、具体的には、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、オレイン酸等が挙げられ、これらの脂肪酸は直鎖状脂肪酸、分枝状脂肪酸のいずれであってもよく、更にはα炭素原子が４級炭素原子である脂肪酸（ネオ酸）であってもよい。これらの中でも、吉草酸（ｎ-ペンタン酸）、カプロン酸（ｎ-ヘキサン酸）、エナント酸（ｎ-ヘプタン酸）、カプリル酸（ｎ-オクタン酸）、ペラルゴン酸（ｎ-ノナン酸）、カプリン酸（ｎ-デカン酸）、オレイン酸（ｃｉｓ-９-オクタデセン酸）、イソペンタン酸（３-メチルブタン酸）、２-メチルヘキサン酸、２-エチルペンタン酸、２-エチルヘキサン酸及び３，５，５-トリメチルヘキサン酸が好ましく用いられる。

多塩基酸としては炭素数４〜１４、特には６〜１２のものが好ましく、通常、２価のカルボン酸が用いられ、具体的にはコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等が挙げられ、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸が好ましく用いられる。コンプレックスエステルを構成する多塩基酸と１価脂肪酸の質量比率は、１０：９０〜９０：１０、特には５０：５０〜７０：３０が好ましい。

なお、本発明にかかるコンプレックスエステルは、２個以上のエステル基を有する限りにおいて、ポリオールが有する水酸基のうちの一部がエステル化されずに残っている部分エステルであってもよく、全ての水酸基がエステル化された完全エステルであってもよく、更には部分エステルと完全エステルの混合物であってもよいが、完全エステルであることが好ましい。カルボキシル基の残存量が多いと、冷凍機内部に使用されている金属との反応により金属石けんなどを生成し、沈殿するなどの好ましくない現象も起こるため、全酸価が３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものが好ましく、０.１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものがより好ましい。また、水酸基の残存量が多いと、エステルが低温において白濁し、冷凍サイクルの膨張機構を閉塞させる等、好ましくない現象が起こるため、水酸基価は５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることが好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものがより好ましい。

〔潤滑油添加剤〕
潤滑油には、従来、冷凍機油に使用されている各種添加剤、例えば、耐荷重添加剤、塩素捕捉剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、油性剤、耐摩耗添加剤、極圧剤などを配合することができる。

耐荷重添加剤としては、モノスルフィド類、ポリスルフィド類、スルホキジド類などの有機硫黄化合物系のもの、リン酸モノエステル類、リン酸ジエステル類、リン酸トリエステル類などリン酸エステル系のもの、亜リン酸モノエステル類、亜リン酸ジエステル類などの亜リン酸エステル系のもの、チオリン酸トリエステルなどのチオリン酸エステル系のもの、多価アルコールエステル類、アクリル酸エステル類などの脂肪酸エステル系のもの、高級アルコールなどの脂肪酸エステル系のものなどが挙げられる。

塩素捕捉剤としては、グリシジルエーテル基含有化合物、エポキシ化脂肪酸モノエステル類、エポキシ化油脂、エポキシシクロアルキル基含有化合物などが挙げられる。酸化防止剤としては、フェノール類（２,６−ジ−ターシャリーブチルフェノール、２,６−ジ−ターシャリーブチル−ｐ−クレゾール、４,４−メチレン−ビス−（２，６−ジ−ターシャリーブチル−ｐ−クレゾール））、芳香族アミン類（α−ナフチルアミン、ｐ,ｐ’−ジ−オクチル−ジ−フェニルアミン）などが挙げられる。金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール誘導体などが挙げられる。消泡剤としては、シリコーンオイル（ジメチルポリキサン）、ポリメタクリレートなどが挙げられる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

〔供試油の調製〕
次の１１種の供試油を用いた。供試油ａ〜ｃはポリオールエステルの実施例であり、供試油ｄはジエステルの実施例であり、供試油ｅはポリエーテルの実施例であり、また、供試油ｆ〜ｈはコンプレックスエステルの実施例である。比較例として、供試油ｉ〜ｋを挙げた。これら供試油の動粘度、全酸価、色をそれぞれ表１に示す。なお、動粘度はＪＩＳ Ｋ ２２８３、全酸価はＪＩＳ Ｋ ２５０１、色はＪＩＳ Ｋ ２５８０のＡＳＴＭ色試験法により測定した。

（供試油ａ） ネオペンチルグリコールと２−エチルヘキサン酸とのエステル。
（供試油ｂ） ネオペンチルグリコールと２−エチルヘキサン酸とのエステル２０質量％と、ペンタエリスルトールと２−エチルヘキサン酸とのエステル８０質量％との混合物。
（供試油ｃ） ペンタエリスリトールと、２−エチルヘキサン酸５０質量％、３，５，５−トリメチルヘキサン酸５０質量％の混合酸とのエステル
（供試油ｄ） セバシン酸と２−エチルヘキサノールとのジエステル（ジオクチルセバケート）。
（供試油ｅ） ＣＨ_３−Ｏ−（ＰＯ）_ｍ（ＥＯ）_ｎ−ＣＨ_３で表される共重合体構造のポリエーテル。（ＰＯ）で示すオキシプロピレン基と（ＥＯ）で示すオキシエチレン基のモル比（ｍ／ｎ）が８／２で平均分子量は約１０００である。
（供試油ｆ） ネオペンチルグリコールと混合酸（３，５，５-トリメチルヘキサン酸７０質量％とアジピン酸３０質量％の混合物）のコンプレックスエステル。
（供試油ｇ） トリメチロールプロパンと混合酸（３，５，５-トリメチルヘキサン酸９５質量％とアジピン酸５質量％の混合物）のコンプレックスエステル。
（供試油ｈ） トリメチロールプロパンと混合酸（２-エチルヘキサン酸９０質量％とセバシン酸１０質量％の混合物）のコンプレックスエステル。

（供試油ｉ） ナフテン鉱油の冷凍機油（日本サン石油製スニソ３ＧＳ）。
（供試油ｊ） 直鎖アルキルベンゼン（松村石油製バーレルフリーズ）。
（供試油ｋ） 分岐アルキルベンゼン（新日本石油製アトモス）。

〔供試油の評価〕
冷媒としてＲ２４５ｆａを用いて、供試油の二層分離温度と化学的安定性を評価した。二層分離温度は、ＪＩＳ Ｋ ２２１１の付属書３「冷媒との相溶性試験方法」により、油分率１０質量％（油／Ｒ２４５ｆａ＝１／９）と、油分率２０質量％（油／Ｒ２４５ｆａ＝２／８）の二層分離温度を測定した。化学的安定性は、ＪＩＳ Ｋ ２２１１の付属書２「冷媒との化学的安定性試験方法」により、１７５℃、１４日後の溶液の色を測定した。これらの結果を表２に示す。

表２から、供試油ａ〜ｈは、低い温度でも冷媒と相分離することなく、かつ、化学的安定性試験後の色も変化していないことから、化学的に安定であることがわかる。

遠心圧縮式冷凍機において、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン冷媒を用いた場合でも、従来のフロン系冷媒と同様に支障なく運転が可能となる。

遠心圧縮式冷凍機の一例を示した図である。

符号の説明

１ 凝縮器
２ 蒸発器
１Ａ，２Ａ 伝熱管
３ 遠心圧縮式の圧縮機（ターボ圧縮機）
４ 油タンク
５ 駆動源
６ 油ポンプ
７ 潤滑油系統
８ 水分除去装置
９ 水分検知器
１０ オイルクーラ
１１ オイルストレーナ
１２ 仕切りバルブ
１３ バルブ
１４ 冷媒系統
１４Ａ 膨脹弁
３０，３２，３５ 油回収系統
３１ エゼクタ
３３ 油回収器
３４ ヒータ
３６ 冷媒回収系統
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ 軸受部

Claims (7)

1. 蒸発器、凝縮器、冷媒、蒸発器からの冷媒を圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動源、潤滑油、潤滑油が循環する潤滑油系統、及び冷媒が循環する冷媒系統を備える圧縮式冷凍機において、冷媒が１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンであり、圧縮機が遠心圧縮機であり、かつ、潤滑油がポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする遠心圧縮式冷凍機。
2. 請求項１記載の潤滑油が、４０℃における動粘度が６〜３００ｍｍ^２／ｓであり、ポリエステルが２〜６価の多価アルコールと炭素数５〜１２の１価脂肪酸からなるポリオールエステルを主成分とすることを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮式冷凍機。
3. 請求項１記載の潤滑油が、４０℃における動粘度が２５〜３００ｍｍ^２／ｓであり、ポリエステルが２〜６価の多価アルコール、炭素数３〜１８の１価脂肪酸および炭素数４〜１４の多塩基酸のコンプレックスエステルを主成分とすることを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮式冷凍機。
4. 請求項１記載の潤滑油と冷媒の質量比が９０：１０〜１０：９０であることを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮式冷凍機。
5. 蒸発器、凝縮器、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンからなる冷媒、蒸発器からの冷媒を圧縮する遠心圧縮機、この遠心圧縮機を駆動する駆動源、潤滑油、潤滑油が循環する潤滑油系統、及び冷媒が循環する冷媒系統を備える遠心圧縮式冷凍機に用いる潤滑油であって、ポリエステルおよびポリエーテルの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする遠心圧縮式冷凍機に用いる潤滑油。
6. 請求項５記載の潤滑油が、４０℃における動粘度が６〜３００ｍｍ^２／ｓであり、ポリエステルが２〜６価の多価アルコールと炭素数５〜１２の１価脂肪酸からなるポリオールエステルを主成分とすることを特徴とする請求項５記載の遠心圧縮式冷凍機に用いる潤滑油。
7. 請求項５記載の潤滑油が、４０℃における動粘度が２５〜３００ｍｍ^２／ｓであり、ポリエステルが２〜６価の多価アルコール、炭素数３〜１８の１価脂肪酸および炭素数４〜１４の多塩基酸のコンプレックスエステルを主成分とすることを特徴とする請求項５記載の遠心圧縮式冷凍機に用いる潤滑油。

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