JP2024027603A - Method for improving flame resistance of working fluid, use of amine antioxidant as flame resistance improver, and flame resistance improver - Google Patents

Method for improving flame resistance of working fluid, use of amine antioxidant as flame resistance improver, and flame resistance improver Download PDF

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Abstract

【課題】冷凍機のポンプダウン時に誤って空気が混入した場合であっても、作動流体の燃焼リスクを低減すること。【解決手段】冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上する方法であって、冷凍機油にアミン系酸化防止剤を含有させる、方法。【選択図】なし[Problem] To reduce the risk of combustion of a working fluid even if air is accidentally mixed in when pumping down a refrigerator. A method for improving the combustion resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerating machine oil and a refrigerant, the method comprising incorporating an amine-based antioxidant into the refrigerating machine oil. [Selection diagram] None

Description

本発明は、作動流体の耐燃焼性を向上させる方法、アミン系酸化防止剤の耐燃焼性向上剤としての使用、及び、耐燃焼性向上剤に関する。 The present invention relates to a method for improving the flame resistance of a working fluid, the use of an amine antioxidant as a flame resistance improver, and a flame resistance improver.

ルームエアコン等の冷凍機には、冷凍機油及び冷媒(これらを含む組成物は作動流体と呼ばれる)が充填されている。冷凍機の整備、移設や撤去の際、冷媒を回収するなどの目的で「ポンプダウン」と呼ばれる手法が用いられることがある(例えば、下記特許文献1参照)。ポンプダウンは、圧縮機を運転し、冷媒ガスを機器内に集めるもので、適切な手順に従って行われる場合は安全な手法である。 A refrigerator such as a room air conditioner is filled with refrigerator oil and a refrigerant (a composition containing these is called a working fluid). When maintaining, relocating, or removing a refrigerator, a method called "pump down" is sometimes used for the purpose of recovering refrigerant (for example, see Patent Document 1 below). Pumping down, which operates the compressor and collects refrigerant gas into the equipment, is a safe technique when done according to proper procedures.

しかし、例えばバルブ操作等の手順を間違えて配管を外した状態で上記したポンプダウンを行うと、機器が大量の空気を吸い込み、そのまま圧縮機の運転を続けることで圧縮機内部の圧力、温度が上昇してしまうことがある。この場合、冷凍機に充填されている冷凍機油及び冷媒が燃焼するおそれがあり、それが爆発(ディーゼル爆発)につながるおそれもある。このような現象は、冷媒として、近年注目されている低GWPの可燃性冷媒を用いた冷凍機において、特に注意が必要である。これに対して、特許文献2には、ジ-tert.-ブチル-p-クレゾールを添加することにより、冷凍機油と冷媒とを含有する冷凍機用作動流体組成物の耐燃焼性を向上させる方法が開示されている。 However, if you perform the pump down operation described above with the piping removed due to a mistake in valve operation, etc., the equipment will suck in a large amount of air, and as the compressor continues to operate, the pressure and temperature inside the compressor will decrease. It may rise. In this case, the refrigerating machine oil and refrigerant filled in the refrigerating machine may burn, which may lead to an explosion (diesel explosion). Such a phenomenon requires special attention in refrigerators using low GWP flammable refrigerants, which have been attracting attention in recent years, as refrigerants. On the other hand, Patent Document 2 describes G-tert. A method of improving the flammability resistance of a working fluid composition for a refrigerator containing refrigerator oil and a refrigerant by adding -butyl-p-cresol is disclosed.

特開2016-035356号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-035356 特開2020-90605号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-90605

冷凍機のポンプダウン時においては、作動流体が燃焼する可能性をできる限り低減することが望ましい。また、たとえ着火したとしても、その燃焼の伝播を抑制し、燃焼圧力を増大させず、危害度を低減できるよう制御できることが望ましい。そこで、本発明の一側面は、冷凍機のポンプダウン時に誤って空気が混入した場合であっても、作動流体の燃焼リスクを低減することを目的とする。 When pumping down a refrigerator, it is desirable to reduce the possibility of combustion of the working fluid as much as possible. Furthermore, even if ignition occurs, it is desirable to be able to control the propagation of the combustion, do not increase the combustion pressure, and reduce the degree of danger. Accordingly, one aspect of the present invention aims to reduce the risk of combustion of the working fluid even if air is accidentally mixed in when pumping down the refrigerator.

本発明者らは、冷凍機油にアミン系酸化防止剤を含有させることにより、従来(例えば特許文献2に記載されているジ-tert.-ブチル-p-クレゾールを用いた方法)と比べて、作動流体の耐燃焼性を更に向上させることができることを見出した。アミン系酸化防止剤が、同じく酸化防止剤の一種(フェノール系酸化防止剤)として知られているジ-tert.-ブチル-p-クレゾールに比べて高い耐燃焼性の向上効果を発揮することは、驚くべきことである。 The present inventors have found that by incorporating an amine antioxidant into refrigerating machine oil, compared to the conventional method (for example, the method using di-tert.-butyl-p-cresol described in Patent Document 2), It has been found that the combustion resistance of the working fluid can be further improved. The amine antioxidant is di-tert., which is also known as a type of antioxidant (phenolic antioxidant). It is surprising that it exhibits a higher effect of improving flame resistance than -butyl-p-cresol.

本発明の一側面は、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上する方法であって、冷凍機油にアミン系酸化防止剤を含有させる、方法である。 One aspect of the present invention is a method for improving the combustion resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerating machine oil and a refrigerant, the method comprising making the refrigerating machine oil contain an amine-based antioxidant. It is.

本発明の他の一側面は、アミン系酸化防止剤の耐燃焼性向上剤としての使用であって、冷凍機油にアミン系酸化防止剤を含有させることにより、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上させる、使用である。 Another aspect of the present invention is the use of an amine-based antioxidant as a flame resistance improver, in which a working fluid containing refrigeration oil and a refrigerant is treated by incorporating the amine-based antioxidant into refrigeration oil. It is used to improve the combustion resistance of working fluid in refrigerators filled with

本発明の他の一側面は、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上させる耐燃焼性向上剤であって、アミン系酸化防止剤を含有する、耐燃焼性向上剤である。 Another aspect of the present invention is a flame resistance improver that improves the flame resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerator oil and a refrigerant, the agent containing an amine antioxidant. It is a flame resistance improver.

上記の各側面において、アミン系酸化防止剤は、下記式(1)で表される化合物を含んでよい。

Figure 2024027603000001

式中、Rは、水素原子又はアルキル基を表す。 In each of the above aspects, the amine antioxidant may include a compound represented by the following formula (1).
Figure 2024027603000001

In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

上記の各側面において、冷媒は、可燃性冷媒を含んでよく、強燃性冷媒を含んでよく、微燃性冷媒を含んでよい。 In each of the above aspects, the refrigerant may include a flammable refrigerant, a highly flammable refrigerant, and a slightly flammable refrigerant.

本発明によれば、冷凍機のポンプダウン時に誤って空気が混入した場合であっても、作動流体の燃焼リスクを低減することができる。より具体的には、冷凍機に充填される冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体について、空気共存下、高温、高圧の自己着火・燃焼条件における燃焼範囲及びその最大圧力を小さくできる。すなわち、当該作動流体の耐燃焼性を向上させることができるので、冷凍機のポンプダウン時に誤って空気が混入した場合であっても、当該作動流体の燃焼・爆発による事故発生のリスクを著しく低減することができる。 According to the present invention, even if air is accidentally mixed in when pumping down the refrigerator, the risk of combustion of the working fluid can be reduced. More specifically, the combustion range and maximum pressure of a working fluid containing refrigerating machine oil and refrigerant filled in a refrigerating machine can be reduced under self-ignition/combustion conditions of high temperature and high pressure in the coexistence of air. In other words, since the combustion resistance of the working fluid can be improved, even if air is accidentally mixed in when pumping down the refrigerator, the risk of accidents due to combustion and explosion of the working fluid is significantly reduced. can do.

冷凍機の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram showing one embodiment of a refrigerator. 燃焼試験装置の概略図である。It is a schematic diagram of a combustion test device. 冷媒濃度と圧縮機内最大圧力との関係の一例を示すグラフである。It is a graph showing an example of the relationship between refrigerant concentration and maximum pressure inside the compressor.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の一実施形態は、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上させる方法である。本発明の他の一実施形態は、アミン系酸化防止剤の耐燃焼性向上剤としての使用(応用)であって、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上させる、使用(応用)であるともいえる。本発明の他の一実施形態は、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における作動流体の耐燃焼性を向上させる耐燃焼性向上剤であって、アミン系酸化防止剤を含有する、耐燃焼性向上剤であるともいえる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. One embodiment of the present invention is a method for improving the combustion resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerator oil and a refrigerant. Another embodiment of the present invention is the use (application) of an amine-based antioxidant as a flame resistance improver, which is applied to a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerator oil and a refrigerant. It can also be said to be a use (application) to improve flame resistance. Another embodiment of the present invention is a flame resistance improver that improves the flame resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerator oil and a refrigerant, the flame resistance improver comprising an amine antioxidant. It can also be said that it is a flame resistance improver.

上記の方法、使用、及び耐燃焼性向上剤は、作動流体が、空気共存下、高温、高圧の自己着火・燃焼条件に晒される場合において効果的であり、また、冷凍機のポンプダウン時において、特に効果的である。 The above method, use, and flame resistance improver are effective when the working fluid is exposed to high temperature and high pressure self-ignition/combustion conditions in the presence of air, and when pumping down a refrigerator. , is particularly effective.

なお、上記の作動流体の耐燃焼性を向上させる方法は、例えば、作動流体の難燃性を向上させる方法、作動流体の燃焼を抑制する方法、作動流体の燃焼範囲を狭める方法、作動流体の燃焼による最大圧力(危害度)を低減する方法、作動流体の燃焼・爆発による事故発生リスクを低減する方法等、別の表現で言い換えてもよい。 The above-mentioned methods for improving the flame resistance of the working fluid include, for example, methods for improving the flame retardance of the working fluid, methods for suppressing combustion of the working fluid, methods for narrowing the combustion range of the working fluid, and methods for improving the flame resistance of the working fluid. It may be expressed in other words, such as a method for reducing the maximum pressure (degree of danger) due to combustion, or a method for reducing the risk of accidents due to combustion and explosion of the working fluid.

上記の耐燃焼性向上剤としての使用(応用)は、例えば、作動流体の難燃性を向上させる剤(難燃性向上剤)としての使用(応用)、作動流体の燃焼を抑制する剤(燃焼抑制剤)としての使用(応用)、作動流体の燃焼範囲を狭める剤としての使用、作動流体の燃焼による最大圧力(危害度)を低減する剤(最大圧力低減剤、危害度低減剤)としての使用(応用)、作動流体の燃焼・爆発による事故発生リスクを低減する剤(事故発生リスク低減剤)としての使用(応用)等、別の表現で言い換えてもよい。 The above-mentioned use (application) as a flame resistance improver includes, for example, use (application) as an agent that improves the flame retardancy of a working fluid (flame retardancy improver), agent (application) that suppresses combustion of a working fluid ( Use as a combustion suppressant) (application), use as an agent to narrow the combustion range of working fluids, agent to reduce the maximum pressure (hazard level) due to combustion of working fluids (maximum pressure reducer, hazard reduction agent) It may be expressed in other words, such as use as an agent (application) for reducing the risk of accidents caused by combustion or explosion of working fluids (accident risk reduction agent).

上記の耐燃焼性向上剤は、例えば、作動流体の難燃性を向上させる剤(難燃性向上剤)、作動流体の燃焼を抑制する剤(燃焼抑制剤)、作動流体の燃焼範囲を狭める剤、作動流体の燃焼による最大圧力(危害度)を低減する剤(最大圧力低減剤、危害度低減剤)、作動流体の燃焼・爆発による事故発生リスクを低減する剤(事故発生リスク低減剤)等、別の表現で言い換えてもよい。 The above flame resistance improvers include, for example, agents that improve the flame retardancy of the working fluid (flame retardant improvers), agents that suppress combustion of the working fluid (combustion suppressants), and agents that narrow the flammability range of the working fluid. Agents, agents that reduce the maximum pressure (hazard level) due to combustion of working fluids (maximum pressure reducing agents, hazard reducing agents), agents that reduce the risk of accidents due to combustion and explosion of working fluids (accident risk reducing agents) etc., may be expressed in another way.

また、本発明の一実施形態は、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体であって、冷凍機油にアミン系酸化防止剤を含有させることで、(ポンプダウン時における)耐燃焼性が向上された作動流体に関する。この作動流体は、空気共存下、高温、高圧の自己着火・燃焼条件に晒される場合において効果的なものであり、また、冷凍機のポンプダウン時において、特に効果的なものである。この耐燃焼性が向上された作動流体は、例えば、難燃性が向上された作動流体、燃焼範囲が狭められた作動流体、燃焼による最大圧力(危害度)が低減された作動流体、燃焼・爆発による事故発生リスクが低減された作動流体等、別の表現で言い換えてもよい。 Further, an embodiment of the present invention is a working fluid containing refrigerating machine oil and a refrigerant, and the flammability resistance (during pump down) is improved by incorporating an amine antioxidant into the refrigerating machine oil. Regarding working fluids. This working fluid is effective when exposed to high-temperature, high-pressure self-ignition/combustion conditions in the presence of air, and is particularly effective when pumping down a refrigerator. Examples of working fluids with improved combustion resistance include working fluids with improved flame retardancy, working fluids with narrowed combustion range, working fluids with reduced maximum pressure (hazard level) due to combustion, and working fluids with improved combustion resistance. It may be expressed in other words, such as a working fluid with a reduced risk of accidents due to explosion.

アミン系酸化防止剤については、フェノール系酸化防止剤と同様に、活性なラジカルを捕捉し、潤滑油の空気中における酸化連鎖反応を停止する作用がある。冷凍機のポンプダウン時における発火、燃焼の極初期段階に発生する活性種(炭化水素ラジカル、過酸化物ラジカル、冷媒分子のラジカル)をアミン系酸化防止剤が捕捉し、燃焼・爆発の反応を抑制していると推測される。しかし、後述する実施例及び比較例で実証されたとおり、基油(冷凍機油)にアミン系酸化防止剤を含有させた場合、フェノール系酸化防止剤を含有させた場合と比べ、燃焼範囲(燃焼の発生確率)及び圧縮機内の最大圧力(発生圧力(危害度))を著しく低減することができるという驚くべき効果を確認することができた。これは、フェノール系酸化防止剤よりもアミン系酸化防止剤のラジカル捕捉速度が速く、より高温・高圧となるディーゼル燃焼条件においても、より迅速に上記活性種であるラジカルを不活性化するため、耐燃焼性向上効果が高かったものと考えられる。このような効果は、基油としてポリオールエステルのような含酸素油を用い、アミン系酸化防止剤としてフェニル-α-ナフチルアミン化合物を用いた場合に特に顕著に得られる。 Similar to phenolic antioxidants, amine antioxidants have the effect of capturing active radicals and stopping the oxidation chain reaction of lubricating oil in the air. Amine-based antioxidants capture active species (hydrocarbon radicals, peroxide radicals, and refrigerant molecule radicals) that are generated in the very early stages of ignition and combustion when pumping down refrigerators, and prevent combustion and explosion reactions. It is assumed that it is suppressed. However, as demonstrated in the Examples and Comparative Examples described later, when the base oil (refrigeration oil) contains an amine antioxidant, the flammability range (flammability We were able to confirm the surprising effect of being able to significantly reduce the occurrence probability (probability of occurrence) and the maximum pressure within the compressor (occurrence pressure (degree of danger)). This is because the radical scavenging speed of amine antioxidants is faster than that of phenolic antioxidants, and the radicals that are the active species are inactivated more quickly even under diesel combustion conditions of higher temperature and pressure. It is thought that the effect of improving flame resistance was high. Such effects are particularly noticeable when an oxygen-containing oil such as polyol ester is used as the base oil and a phenyl-α-naphthylamine compound is used as the amine antioxidant.

以下、本発明の実施形態についてより詳細に説明するが、以下で説明する事項は、特に断らない限り、上述した方法、使用、及び耐燃焼性向上剤のいずれの実施形態にも共通する事項である。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in more detail, but unless otherwise specified, the matters described below are common to any of the embodiments of the method, use, and flame resistance improver described above. be.

図1は、冷凍機の一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、冷凍機10は、圧縮機(冷媒圧縮機)1と、凝縮器(ガスクーラー)2と、膨張機構3(キャピラリ、膨張弁等)と、蒸発器(熱交換器)4とが流路5で順次接続された冷媒循環システム6を少なくとも備えている。冷凍機10(冷媒循環システム6)には、冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填されている。冷媒循環システム6は、液体状の冷媒が直接圧縮機1内に流入することを抑制・防止するために、蒸発器4と圧縮機1の間(圧縮機1の側面)にアキュムレータ7を更に有していてよい。 FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a refrigerator. As shown in FIG. 1, the refrigerator 10 includes a compressor (refrigerant compressor) 1, a condenser (gas cooler) 2, an expansion mechanism 3 (capillary, expansion valve, etc.), and an evaporator (heat exchanger). 4 are sequentially connected to each other through a flow path 5. The refrigerator 10 (refrigerant circulation system 6) is filled with a working fluid containing refrigerator oil and a refrigerant. The refrigerant circulation system 6 further includes an accumulator 7 between the evaporator 4 and the compressor 1 (on the side of the compressor 1) in order to suppress and prevent liquid refrigerant from directly flowing into the compressor 1. It's okay to do so.

このような冷凍機10としては、例えば、自動車用エアコン、除湿器、冷蔵庫、冷凍冷蔵倉庫、自動販売機、ショーケース、化学プラント等における冷却装置、住宅用エアコンディショナー、パッケージエアコンディショナー、及び給湯用ヒートポンプが挙げられる。 Examples of such a refrigerator 10 include an automobile air conditioner, a dehumidifier, a refrigerator, a refrigerated warehouse, a vending machine, a showcase, a cooling device in a chemical plant, etc., a residential air conditioner, a packaged air conditioner, and a hot water supply device. One example is a heat pump.

冷媒循環システム6においては、まず、圧縮機1から流路5内に吐出された高温(通常70~120℃)の冷媒が、凝縮器2にて高密度の流体(超臨界流体等)となる。続いて、冷媒は、膨張機構3が有する狭い流路を通ることによって液化し、さらに蒸発器4にて気化して低温(通常-40~0℃)となる。冷凍機10による冷房は、冷媒が蒸発器4において気化する際に周囲から熱を奪う現象を利用している。 In the refrigerant circulation system 6, first, high-temperature (usually 70 to 120°C) refrigerant discharged from the compressor 1 into the flow path 5 becomes a high-density fluid (supercritical fluid, etc.) in the condenser 2. . Subsequently, the refrigerant is liquefied by passing through the narrow flow path of the expansion mechanism 3, and further vaporized in the evaporator 4 to become low temperature (usually -40 to 0°C). Cooling by the refrigerator 10 utilizes a phenomenon in which heat is taken away from the surroundings when the refrigerant evaporates in the evaporator 4.

圧縮機1内においては、高温(通常70~120℃)条件下で、少量の冷媒と多量の冷凍機油とが共存する。圧縮機1から流路5に吐出される冷媒は、気体状であり、少量(通常1~10体積%)の冷凍機油をミストとして含んでいるが、このミスト状の冷凍機油中には少量の冷媒が溶解している(図1中の点a)。 Inside the compressor 1, a small amount of refrigerant and a large amount of refrigerating machine oil coexist under high temperature conditions (usually 70 to 120° C.). The refrigerant discharged from the compressor 1 into the flow path 5 is in a gaseous state and contains a small amount (usually 1 to 10% by volume) of refrigerating machine oil as a mist. The refrigerant is dissolved (point a in Figure 1).

凝縮器2内においては、気体状の冷媒が圧縮されて高密度の流体となり、比較的高温(通常40~80℃)条件下で、多量の冷媒と少量の冷凍機油とが共存する(図1中の点b)。さらに、多量の冷媒と少量の冷凍機油との混合物は、膨張機構3、蒸発器4に順次送られて急激に低温(通常-40~0℃)となり(図1中の点c,d)、再び圧縮機1に戻される。 In the condenser 2, the gaseous refrigerant is compressed to become a high-density fluid, and a large amount of refrigerant and a small amount of refrigeration oil coexist under relatively high temperature conditions (usually 40 to 80°C) (Figure 1 Point b) in the middle. Furthermore, the mixture of a large amount of refrigerant and a small amount of refrigeration oil is sequentially sent to the expansion mechanism 3 and the evaporator 4 and rapidly becomes low temperature (usually -40 to 0°C) (points c and d in Fig. 1). It is returned to the compressor 1 again.

冷凍機油は、基油を含有する。基油は、鉱油及び合成油から選ばれる少なくとも1種を含んでよい。 Refrigerating machine oil contains base oil. The base oil may include at least one selected from mineral oil and synthetic oil.

鉱油は、パラフィン系、ナフテン系などの原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤精製、水素化精製、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化脱ろう、白土処理、硫酸洗浄などの方法で精製することによって得られるパラフィン系又はナフテン系の鉱油であってよい。これらの精製方法は、1種若しくは2種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。 Mineral oil is produced by distilling lubricating oil fractions obtained by atmospheric distillation and vacuum distillation of paraffinic and naphthenic crude oils through solvent deasphalting, solvent refining, hydrorefining, hydrocracking, solvent dewaxing, and hydrogenation. It may be a paraffinic or naphthenic mineral oil obtained by refining by methods such as dewaxing, clay treatment, and sulfuric acid washing. These purification methods may be used alone or in an appropriate combination of two or more.

合成油は、例えば、合成系炭化水素油、含酸素油等であってよく、好ましくは含酸素油である。含酸素油としては、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、カーボネート、ケトン、ポリフェニルエーテル、シリコーン、ポリシロキサン、パーフルオロエーテルが例示される。基油は、好ましくはエステルを含む。 The synthetic oil may be, for example, a synthetic hydrocarbon oil, an oxygenated oil, etc., and is preferably an oxygenated oil. Examples of oxygen-containing oils include esters, polyvinyl ethers, polyalkylene glycols, carbonates, ketones, polyphenyl ethers, silicones, polysiloxanes, and perfluoroethers. The base oil preferably contains an ester.

エステルとしては、芳香族エステル、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル、炭酸エステル及びこれらの混合物などが例示される。エステルは、好ましくはポリオールエステルである。 Examples of esters include aromatic esters, dibasic acid esters, polyol esters, complex esters, carbonate esters, and mixtures thereof. The ester is preferably a polyol ester.

ポリオールエステルは、多価アルコールと脂肪酸とのエステルである。脂肪酸は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。脂肪酸は、好ましくは飽和脂肪酸である。脂肪酸の炭素数は、好ましくは4以上、より好ましくは5以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは9以下である。脂肪酸は、好ましくは、α位及び/又はβ位に分岐を有する脂肪酸を含み、より好ましくは、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の一方又は両方を含む。 Polyol esters are esters of polyhydric alcohols and fatty acids. Fatty acids may be linear or branched. The fatty acids are preferably saturated fatty acids. The number of carbon atoms in the fatty acid is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and preferably 20 or less, more preferably 18 or less, and even more preferably 9 or less. The fatty acid preferably contains a fatty acid having a branch at the α-position and/or the β-position, and more preferably contains one or both of 2-ethylhexanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

ポリオールエステルを構成する多価アルコールは、好ましくは2~6個の水酸基を有する多価アルコールである。多価アルコールの炭素数は、好ましくは4以上、より好ましくは5以上であり、好ましくは12以下、より好ましくは10以下である。多価アルコールは、好ましくは、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等のヒンダードアルコールであり、冷媒との相溶性及び加水分解安定性に特に優れることから、より好ましくはペンタエリスリトールである。 The polyhydric alcohol constituting the polyol ester is preferably a polyhydric alcohol having 2 to 6 hydroxyl groups. The number of carbon atoms in the polyhydric alcohol is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and preferably 12 or less, more preferably 10 or less. The polyhydric alcohol is preferably a hindered alcohol such as neopentyl glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, di-(trimethylolpropane), tri-(trimethylolpropane), pentaerythritol, dipentaerythritol, etc. Pentaerythritol is more preferred because it is an alcohol and has particularly excellent compatibility with refrigerants and hydrolytic stability.

基油の40℃における動粘度は、好ましくは1mm/s以上、より好ましくは、2mm/s以上、3mm/s以上、又は4mm/s以上であってよく、好ましくは500mm/s以下、より好ましくは400mm/s以下であってよい。基油の100℃における動粘度は、好ましくは1mm/s以上、より好ましくは2mm/s以上であってよく、好ましくは50mm/s以下、より好ましくは30mm/s以下であってよい。基油の粘度指数は、好ましくは-50以上、より好ましくは-40以上、更に好ましくは-30以上であってよく、好ましくは300以下、より好ましくは120以下、更に好ましくは115以下、特に好ましくは110以下であってよい。本明細書における動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定される値を意味する。 The kinematic viscosity at 40° C. of the base oil is preferably 1 mm 2 /s or more, more preferably 2 mm 2 /s or more, 3 mm 2 /s or more, or 4 mm 2 /s or more, preferably 500 mm 2 /s or more. s or less, more preferably 400 mm 2 /s or less. The kinematic viscosity at 100° C. of the base oil is preferably 1 mm 2 /s or more, more preferably 2 mm 2 /s or more, and preferably 50 mm 2 /s or less, more preferably 30 mm 2 /s or less. good. The viscosity index of the base oil is preferably -50 or higher, more preferably -40 or higher, even more preferably -30 or higher, preferably 300 or lower, more preferably 120 or lower, even more preferably 115 or lower, particularly preferably may be 110 or less. Kinematic viscosity and viscosity index in this specification mean values measured in accordance with JIS K2283:2000.

基油の含有量は、冷凍機油全量基準で、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上である。 The base oil content is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, based on the total amount of refrigerating machine oil.

冷凍機油には、基油に加えて、アミン系酸化防止剤を含有させる。アミン系酸化防止剤を冷凍機油に含有させる方法は、例えば、冷凍機油にアミン系酸化防止剤を直接添加して溶解又は分散させる方法や、アミン系酸化防止剤を溶解できる溶剤にアミン系酸化防止剤を溶解させて予め濃縮溶液を作製しておき、当該濃縮溶液を冷凍機油に添加する方法等が挙げられる。 Refrigerating machine oil contains an amine antioxidant in addition to the base oil. Methods for incorporating the amine-based antioxidant into the refrigerating machine oil include, for example, adding the amine-based antioxidant directly to the refrigerating machine oil and dissolving or dispersing it, or adding the amine-based antioxidant to a solvent that can dissolve the amine-based antioxidant. Examples include a method in which a concentrated solution is prepared in advance by dissolving the agent, and the concentrated solution is added to refrigerating machine oil.

一実施形態において、アミン系酸化防止剤は、下記式(1)で表される化合物(フェニル-α-ナフチルアミン化合物)を含んでよい。

Figure 2024027603000002

式中、Rは、水素原子又はアルキル基を表す。 In one embodiment, the amine antioxidant may include a compound represented by the following formula (1) (phenyl-α-naphthylamine compound).
Figure 2024027603000002

In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

で表されるアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルキル基の炭素数は、1以上であってよく、16以下であってよい。アルキル基は、好ましくは、炭素数8~16の分岐状アルキル基であってよい。 The alkyl group represented by R 1 may be linear or branched. The number of carbon atoms in the alkyl group may be 1 or more and 16 or less. The alkyl group may preferably be a branched alkyl group having 8 to 16 carbon atoms.

他の一実施形態において、アミン系酸化防止剤は、下記式(2)で表される化合物(ジアルキル化ジフェニルアミン化合物)を含んでよい。

Figure 2024027603000003

式中、R及びRは、それぞれ独立にアルキル基を表す。 In another embodiment, the amine antioxidant may include a compound represented by the following formula (2) (dialkylated diphenylamine compound).
Figure 2024027603000003

In the formula, R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group.

及びRで表されるアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルキル基の炭素数は、1以上であってよく、16以下であってよい。アルキル基は、好ましくは、炭素数3~16の分岐状アルキル基であってよい。式(2)で表される化合物(ジアルキル化ジフェニルアミン化合物)は、R及びRで表されるアルキル基がいずれもパラ位に結合した化合物(p,p’-ジアルキル化ジフェニルアミン)であってよい。 The alkyl group represented by R 2 and R 3 may be linear or branched. The number of carbon atoms in the alkyl group may be 1 or more and 16 or less. The alkyl group may preferably be a branched alkyl group having 3 to 16 carbon atoms. The compound represented by formula (2) (dialkylated diphenylamine compound) is a compound (p,p'-dialkylated diphenylamine) in which the alkyl groups represented by R 2 and R 3 are both bonded to the para position. good.

アミン系酸化防止剤の含有量(添加量)は、冷凍機油全量基準で、0.1質量%以上、0.5質量%以上、又は1質量%以上であってよく、10質量%以下、7質量%以下、又は5質量%以下であってよい。このアミン系酸化防止剤の含有量は、任意の時点(例えば、冷凍機油を冷凍機に充填した時点、冷凍機のポンプダウン時点、冷凍機に充填された冷凍機油に対してアミン系酸化防止剤を補充した時点など)におけるアミン系酸化防止剤の含有量であってよい。 The content (addition amount) of the amine antioxidant may be 0.1% by mass or more, 0.5% by mass or more, or 1% by mass or more, and 10% by mass or less, 7% by mass or more, based on the total amount of refrigerating machine oil. It may be less than 5% by mass, or less than 5% by mass. The content of this amine-based antioxidant can be determined at any point in time (for example, at the time of filling the refrigerator with refrigerating machine oil, at the time of pumping down the refrigerator, or with respect to the refrigerating machine oil filled in the refrigerator. It may be the content of the amine-based antioxidant at the time of replenishment, etc.).

冷凍機油は、アミン系酸化防止剤以外の添加剤を更に含んでいてもよい。当該添加剤としては、アミン系酸化防止剤以外の酸化防止剤、酸捕捉剤、摩耗防止剤、極圧剤、油性剤、消泡剤、金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The refrigeration oil may further contain additives other than the amine antioxidant. The additives include antioxidants other than amine antioxidants, acid scavengers, anti-wear agents, extreme pressure agents, oil agents, antifoaming agents, metal deactivators, viscosity index improvers, and pour point depressants. agent, detergent and dispersant, etc. These additives may be used alone or in combination of two or more.

冷凍機油の40℃における動粘度は、好ましくは1mm/s以上、より好ましくは、2mm/s以上、3mm/s以上、又は4mm/s以上であってよく、好ましくは500mm/s以下、より好ましくは400mm/s以下であってよい。冷凍機油の100℃における動粘度は、好ましくは1mm/s以上、より好ましくは2mm/s以上であってよく、好ましくは50mm/s以下、より好ましくは30mm/s以下であってよい。冷凍機油の粘度指数は、好ましくは-50以上、より好ましくは-40以上、更に好ましくは-30以上であってよく、好ましくは300以下、より好ましくは120以下、更に好ましくは115以下、特に好ましくは110以下であってよい。 The kinematic viscosity of the refrigerating machine oil at 40° C. is preferably 1 mm 2 /s or more, more preferably 2 mm 2 /s or more, 3 mm 2 /s or more, or 4 mm 2 /s or more, and preferably 500 mm 2 /s or more. s or less, more preferably 400 mm 2 /s or less. The kinematic viscosity of the refrigerating machine oil at 100° C. is preferably 1 mm 2 /s or more, more preferably 2 mm 2 /s or more, and preferably 50 mm 2 /s or less, more preferably 30 mm 2 /s or less. good. The viscosity index of the refrigerating machine oil is preferably -50 or more, more preferably -40 or more, even more preferably -30 or more, preferably 300 or less, more preferably 120 or less, still more preferably 115 or less, particularly preferably may be 110 or less.

冷媒は、可燃性冷媒を含んでいてよく、不燃性冷媒を含んでいてもよい。本実施形態によれば、冷媒が可燃性冷媒を含む場合であっても、作動流体の耐燃焼性を向上させることができる。可燃性冷媒は、微燃性冷媒、弱燃性冷媒及び強燃性冷媒からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。不燃性冷媒、微燃性冷媒、弱燃性冷媒、及び強燃性冷媒は、ISO 817:2014における冷媒の安全等級の基準において、燃焼性区分として、それぞれ、Class1(不燃性冷媒)、Class2L(微燃性冷媒)、Class2(弱燃性冷媒)、及びClass3(強燃性冷媒)に含まれる冷媒を意味する。 The refrigerant may include a flammable refrigerant or a non-flammable refrigerant. According to this embodiment, even if the refrigerant contains a flammable refrigerant, the combustion resistance of the working fluid can be improved. The flammable refrigerant may be at least one type selected from the group consisting of a slightly flammable refrigerant, a weakly flammable refrigerant, and a highly flammable refrigerant. Nonflammable refrigerants, slightly flammable refrigerants, weakly flammable refrigerants, and highly flammable refrigerants are categorized as Class 1 (non-flammable refrigerants) and Class 2L (non-flammable refrigerants), respectively, in the refrigerant safety class standards of ISO 817:2014. It means a refrigerant included in Class 2 (slightly flammable refrigerant), Class 2 (slightly flammable refrigerant), and Class 3 (strongly flammable refrigerant).

不燃性冷媒としては、トリクロロフルオロメタン(R11)、ジクロロジフルオロメタン(R12)、クロロジフルオロメタン(R22)、2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタン(R123)、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(R134a)、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンとの共沸混合物(R410a)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(R245fa)、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(R1233zd)、HFCとHFOの混合物(R513A)、二酸化炭素(CO)等が例示される。 Nonflammable refrigerants include trichlorofluoromethane (R11), dichlorodifluoromethane (R12), chlorodifluoromethane (R22), 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane (R123), 1,1, 1,2-tetrafluoroethane (R134a), azeotrope of difluoromethane and pentafluoroethane (R410a), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (R245fa), 1-chloro-3,3 , 3-trifluoropropene (R1233zd), a mixture of HFC and HFO (R513A), carbon dioxide (CO 2 ), and the like.

微燃性冷媒としては、ジフルオロメタン(R32)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(R1234yf)、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(R1234ze)、アンモニア(R717)等が例示される。 Examples of slightly flammable refrigerants include difluoromethane (R32), 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234yf), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234ze), and ammonia (R717). be done.

弱燃性冷媒としては、1-クロロ-1,1-ジフルオロエタン(R142b)、1,1-ジフルオロエタン(R152a)等が例示される。 Examples of the weakly flammable refrigerant include 1-chloro-1,1-difluoroethane (R142b) and 1,1-difluoroethane (R152a).

強燃性冷媒としては、プロパン(R290)、イソブタン(R600a)等が例示される。 Examples of highly flammable refrigerants include propane (R290) and isobutane (R600a).

以上説明した実施形態では、上述した冷凍機10において、冷媒を回収するなどの目的で、圧縮機1を運転して冷媒ガスを集めるポンプダウンを行う際に、作動流体の耐燃焼性を向上させることができる。作動流体の耐燃焼性を向上できることは、後述する実施例における燃焼試験にて、冷凍機油と冷媒と空気との混合雰囲気下、図3に例示するように、圧縮機内の最大圧力が低い(危害度が低い)こと、及び作動流体の燃焼範囲が狭い(燃焼の発生確率が低い)ことにより確認できる。 In the embodiment described above, in the above-described refrigerator 10, when pumping down the compressor 1 to collect refrigerant gas for the purpose of recovering refrigerant, the combustion resistance of the working fluid is improved. be able to. The fact that the combustion resistance of the working fluid can be improved is shown in the combustion tests in the examples described later, as shown in Figure 3 in a mixed atmosphere of refrigerating machine oil, refrigerant, and air. This can be confirmed by the fact that the combustion range of the working fluid is narrow (the probability of combustion occurring is low).

本実施形態によれば、アミン系酸化防止剤を冷凍機油に含有させることにより、作動流体の耐燃焼性を向上させることができ、ひいては、例えば空気が混入するような誤った操作によってポンプダウンを行った場合であっても、作動流体の爆発(ディーゼル爆発)の発生リスクを著しく低減することができる。 According to this embodiment, by including an amine antioxidant in the refrigerating machine oil, the combustion resistance of the working fluid can be improved, and furthermore, the pump down can be prevented due to incorrect operation such as air being mixed in. Even if this occurs, the risk of explosion of the working fluid (diesel explosion) can be significantly reduced.

一実施形態では、ポンプダウン時における冷凍機油中にアミン系酸化防止剤が0.1質量%以上(好ましくは0.5質量%以上又は1質量%以上)残存するように、冷凍機に冷凍機油を充填する際のアミン系酸化防止剤の含有量を設定することができる。例えば、冷凍機の寿命が10年と想定する場合、事前に10年の運転を想定した加速試験を行い、アミン系酸化防止剤が0.1質量%以下まで消耗消失するまでの期間が10年以上となるようアミン系酸化防止剤の含有量を決め、冷凍機油に予め配合して使用することが挙げられる。より具体的には、冷凍機油の推奨交換時期(10~20年)にアミン系酸化防止剤が消失してなくなる量をX質量%(0.1~10質量%)とすると、冷凍機油へのアミン系酸化防止剤の初期配合量を1.1X質量%以上に設定すればよい。 In one embodiment, the refrigerating machine oil is added to the refrigerating machine so that 0.1% by mass or more (preferably 0.5% by mass or more or 1% by mass or more) of the amine antioxidant remains in the refrigerating machine oil at the time of pump down. It is possible to set the content of amine antioxidant when filling. For example, if the lifespan of a refrigerator is assumed to be 10 years, an accelerated test assuming 10 years of operation is performed in advance, and the period until the amine antioxidant is consumed and disappears to 0.1% by mass or less is 10 years. One example is to determine the content of the amine antioxidant so that the content is as above, and to mix it in advance with the refrigerating machine oil before use. More specifically, if the amount of amine antioxidant that disappears during the recommended replacement period (10 to 20 years) of refrigeration oil is X% by mass (0.1 to 10% by mass), then The initial blending amount of the amine antioxidant may be set to 1.1X mass % or more.

一実施形態では、ポンプダウン時における冷凍機油中にアミン系酸化防止剤が0.1質量%以上(好ましくは0.5質量%以上又は1質量%以上)残存するように、冷凍機に充填された冷凍機油に対してアミン系酸化防止剤を補充してもよい。また、冷凍機油又は作動流体中のアミン系酸化防止剤が消失しにくいように、冷凍機油又は作動流体の劣化による酸の発生を抑制しうる添加剤配合(酸捕捉剤、摩耗防止剤等のその他の添加剤の配合)を調整してもよい。 In one embodiment, the refrigerating machine is filled with the amine antioxidant so that 0.1% by mass or more (preferably 0.5% by mass or more or 1% by mass or more) of the amine antioxidant remains in the refrigerating machine oil at the time of pump down. An amine antioxidant may be added to the refrigerating machine oil. In addition, in order to prevent the amine-based antioxidant in the refrigerating machine oil or working fluid from disappearing, we also add additives that can suppress the generation of acids due to deterioration of the refrigerating machine oil or working fluid (others such as acid scavengers and anti-wear agents). (formulation of additives) may be adjusted.

以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the Examples.

基油として、ペンタエリスリトールと、2-エチルヘキサン酸/3,5,5-トリメチルヘキサン酸(モル比:50/50)とのポリオールエステル(40℃における動粘度:68mm/s、100℃における動粘度:8.3mm/s、粘度指数:88)を準備した。 The base oil was a polyol ester of pentaerythritol and 2-ethylhexanoic acid/3,5,5-trimethylhexanoic acid (molar ratio: 50/50) (kinematic viscosity at 40°C: 68 mm 2 /s, at 100°C). Kinematic viscosity: 8.3 mm 2 /s, viscosity index: 88) was prepared.

[実施例1]
実施例1では、上記基油に加えて、冷凍機油全量基準で1質量%のアミン系酸化防止剤(フェニル-α-ナフチルアミン)を含有させて、冷凍機油を調製した。
[Example 1]
In Example 1, a refrigerating machine oil was prepared by containing, in addition to the above base oil, 1% by mass of an amine antioxidant (phenyl-α-naphthylamine) based on the total amount of the refrigerating machine oil.

[比較例1]
比較例1では、上記基油のみからなる冷凍機油(アミン系酸化防止剤を含有しない冷凍機油)を調製した。
[Comparative example 1]
In Comparative Example 1, a refrigerating machine oil (refrigerating machine oil not containing an amine antioxidant) consisting only of the above base oil was prepared.

[比較例2及び3]
比較例2及び3では、上記基油に加えて、冷凍機油全量基準でそれぞれ1質量%及び5質量%のフェノール系酸化防止剤(ジ-tert.-ブチル-p-クレゾール)を冷凍機油に含有させて、冷凍機油を調製した。
[Comparative Examples 2 and 3]
In Comparative Examples 2 and 3, in addition to the above base oil, the refrigerating machine oil contained 1% by mass and 5% by mass of a phenolic antioxidant (di-tert.-butyl-p-cresol), respectively, based on the total amount of the refrigerating machine oil. Refrigerating machine oil was prepared.

<燃焼試験>
図2は、燃焼試験に用いた燃焼試験装置の概略図である。図2に示すように、燃焼試験装置21は、ポンプダウン時における冷媒配管と圧縮機への空気の混入、及び冷媒、空気、冷凍機油混合気の断熱圧縮を再現する。燃焼試験装置21は主に、冷媒供給部22、空気供給部23、油供給部24、温度制御部25及び圧縮機(模型エンジン)26から構成されている。
<Combustion test>
FIG. 2 is a schematic diagram of the combustion test apparatus used in the combustion test. As shown in FIG. 2, the combustion test device 21 reproduces the mixing of air into the refrigerant piping and the compressor during pump down, and the adiabatic compression of the refrigerant, air, and refrigerating machine oil mixture. The combustion test device 21 mainly includes a refrigerant supply section 22, an air supply section 23, an oil supply section 24, a temperature control section 25, and a compressor (model engine) 26.

冷媒は、冷媒供給部22から供給された後、マスフローコントローラ27(フジキン製;FCST1050LC-4F2-F50L-N2、精度±2%F.S.)で流量を制御されて温度制御部25に供給される。空気は、空気供給部23から供給された後、除湿機28で除湿され、マスフローコントローラ29(コフロック製;MODEL8550MC-0-1-1)で流量を制御されて温度制御部25に供給される。温度制御部25で混合された冷媒及び空気は、所定の温度(260℃)で圧縮機26に供給されるように加熱された後、圧縮機26に供給される。 After the refrigerant is supplied from the refrigerant supply section 22, the flow rate is controlled by a mass flow controller 27 (manufactured by Fujikin; FCST1050LC-4F2-F50L-N2, accuracy ±2% F.S.), and the refrigerant is supplied to the temperature control section 25. Ru. After the air is supplied from the air supply section 23, it is dehumidified by a dehumidifier 28, and the flow rate is controlled by a mass flow controller 29 (manufactured by COFLOC; MODEL 8550MC-0-1-1), and then supplied to the temperature control section 25. The refrigerant and air mixed in the temperature control unit 25 are heated to a predetermined temperature (260° C.) and then supplied to the compressor 26 .

冷凍機油は、油供給部24から供給された後、圧縮装置30で150MPaまで加圧され、オイル噴霧システム31(FCデザイン製;コモンレールオイル噴霧システム)によって圧縮機26の吸気口直前で上記冷媒及び空気の混合物に噴霧される。 Refrigerating machine oil is supplied from the oil supply section 24, then pressurized to 150 MPa by the compressor 30, and then the above-mentioned refrigerant and Atomized into a mixture of air.

上記で得られた冷媒、空気及び冷凍機油の混合気は、圧縮機36(ENYA製;R155-4C,4ストロークエンジン、行程容積25.42cc、圧縮比16.0)に供給され、圧縮機36に接続されたモータ32で駆動することで圧縮される。圧縮機内圧力は、圧力計(Kistler製;6045A、直線性±0.4%F.S.O)を用いて測定する。また、モータ32は、エンコーダ33により、回転速度及びクランク角を制御することができる。 The mixture of refrigerant, air, and refrigeration oil obtained above is supplied to the compressor 36 (manufactured by ENYA; R155-4C, 4-stroke engine, stroke volume 25.42 cc, compression ratio 16.0). It is compressed by driving with a motor 32 connected to. The pressure inside the compressor is measured using a pressure gauge (manufactured by Kistler; 6045A, linearity ±0.4% F.S.O.). Further, the rotation speed and crank angle of the motor 32 can be controlled by an encoder 33.

表1に示す実施例及び比較例の各冷凍機油及び各冷媒を用い、上述の燃焼試験装置を用いて、冷媒及び空気の総量に対する冷媒濃度(体積%)及び冷凍機油当量比(当量比:完全燃焼に必要な油流量に対する実際に供給される油流量の比)を種々変化させたときの圧縮機内圧力を測定した。冷媒としては、プロパン(R290)、ジフルオロメタン(R32)、及び2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(R1234yf)のそれぞれを用いた。測定結果に基づいて、横軸に上記冷媒濃度(体積%)を示し、縦軸に圧縮機内最大圧力(冷媒を用いないブランク試験における圧縮機内最大圧力で除して無次元化した圧力)を示すグラフ上にプロットした。一例として、R32を用いたときの実施例1、比較例1及び比較例2のプロットを図3に示す。そして、当該プロットから、燃焼範囲(圧縮機内圧力の増加が認められる冷媒の最大濃度:体積%)及び最大圧力(各プロットの中での圧力最大値:無次元)を読み取った。結果を表1に示す。 Using each refrigerating machine oil and each refrigerant of Examples and Comparative Examples shown in Table 1, and using the above-mentioned combustion test apparatus, the refrigerant concentration (volume %) and the refrigerating machine oil equivalent ratio (equivalent ratio: complete The pressure inside the compressor was measured when the ratio of the oil flow rate actually supplied to the oil flow rate required for combustion was varied. Propane (R290), difluoromethane (R32), and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234yf) were used as refrigerants. Based on the measurement results, the horizontal axis shows the refrigerant concentration (volume %), and the vertical axis shows the maximum pressure inside the compressor (pressure made dimensionless by dividing by the maximum pressure inside the compressor in a blank test without using refrigerant). Plotted on a graph. As an example, FIG. 3 shows plots of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 when R32 was used. Then, from the plots, the combustion range (maximum concentration of refrigerant at which an increase in compressor internal pressure was observed: volume %) and maximum pressure (maximum pressure value in each plot: dimensionless) were read. The results are shown in Table 1.

Figure 2024027603000004
Figure 2024027603000004

表1及び図3に示されるように、アミン系酸化防止剤を含有させた冷凍機油は、アミン系酸化防止剤を含有させていない冷凍機油及び酸化防止剤を含有させた冷凍機油と比較して、燃焼範囲(燃焼の発生確率)及び圧縮機内の最大圧力(発生圧力(危害度))を著しく低減することができた。図3のプロットで囲まれる面積が著しく狭まっていることからも、その効果の大きさがよく理解できる。特に、R32を用いた場合に比べ、R290又はR1234yfを用いた場合においては、燃焼範囲がほとんど消失していることが分かる。したがって、アミン系酸化防止剤を含有させた冷凍機油は、冷凍機のポンプダウン時に誤って空気が混入した場合であっても、作動流体の耐燃焼性を向上させることができ、ひいては、作動流体の燃焼・爆発(ディーゼル爆発)の発生リスクを著しく低減することができる。 As shown in Table 1 and Figure 3, the refrigerating machine oil containing an amine-based antioxidant is compared to the refrigerating machine oil not containing an amine-based antioxidant and the refrigerating machine oil containing an antioxidant. , it was possible to significantly reduce the combustion range (probability of combustion occurrence) and the maximum pressure inside the compressor (generated pressure (hazard level)). The magnitude of this effect can be clearly understood from the fact that the area surrounded by the plot in FIG. 3 is significantly narrower. In particular, it can be seen that the flammability range almost disappears when R290 or R1234yf is used compared to when R32 is used. Therefore, refrigeration oil containing an amine-based antioxidant can improve the combustion resistance of the working fluid even if air is accidentally mixed in during pump-down of the refrigeration machine. The risk of combustion and explosion (diesel explosion) can be significantly reduced.

1…圧縮機、2…凝縮器、3…膨張機構、4…蒸発器、5…流路、6…冷媒循環システム、7…アキュムレータ、10…冷凍機、21…燃焼試験装置、22…冷媒供給部、23…空気供給部、24…油供給部、25…温度制御部、26…圧縮機(模型エンジン)、27,29…マスフローコントローラ、28…除湿機、30…圧縮装置、31…オイル噴霧システム、32…モータ、33…エンコーダ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Compressor, 2... Condenser, 3... Expansion mechanism, 4... Evaporator, 5... Channel, 6... Refrigerant circulation system, 7... Accumulator, 10... Refrigerator, 21... Combustion test device, 22... Refrigerant supply Part, 23... Air supply section, 24... Oil supply section, 25... Temperature control section, 26... Compressor (model engine), 27, 29... Mass flow controller, 28... Dehumidifier, 30... Compressor, 31... Oil spray System, 32...Motor, 33...Encoder.

Claims (15)

冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における前記作動流体の耐燃焼性を向上させる方法であって、
前記冷凍機油にアミン系酸化防止剤を含有させる、方法。
A method for improving the combustion resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigerating machine oil and a refrigerant, the method comprising:
A method of incorporating an amine antioxidant into the refrigerating machine oil.
前記アミン系酸化防止剤が下記式(1)で表される化合物を含む、請求項1に記載の方法。
Figure 2024027603000005

[式中、Rは、水素原子又はアルキル基を表す。]
The method according to claim 1, wherein the amine antioxidant contains a compound represented by the following formula (1).
Figure 2024027603000005

[In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group. ]
前記冷媒が可燃性冷媒を含む、請求項1又は2に記載の方法。 3. A method according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant comprises a flammable refrigerant. 前記冷媒が強燃性冷媒を含む、請求項1又は2に記載の方法。 3. A method according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant comprises a flammable refrigerant. 前記冷媒が微燃性冷媒を含む、請求項1又は2に記載の方法。 3. A method according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant comprises a slightly flammable refrigerant. アミン系酸化防止剤の耐燃焼性向上剤としての使用であって、
冷凍機油に前記アミン系酸化防止剤を含有させることにより、前記冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における前記作動流体の耐燃焼性を向上させる、使用。
Use of an amine antioxidant as a flame resistance improver,
Use of improving the combustion resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing the refrigerating machine oil and a refrigerant by incorporating the amine-based antioxidant into the refrigerating machine oil.
前記アミン系酸化防止剤が下記式(1)で表される化合物を含む、請求項6に記載の使用。
Figure 2024027603000006

[式中、Rは、水素原子又はアルキル基を表す。]
The use according to claim 6, wherein the amine antioxidant contains a compound represented by the following formula (1).
Figure 2024027603000006

[In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group. ]
前記冷媒が可燃性冷媒を含む、請求項6又は7に記載の使用。 8. Use according to claim 6 or 7, wherein the refrigerant comprises a flammable refrigerant. 前記冷媒が強燃性冷媒を含む、請求項6又は7に記載の使用。 8. Use according to claim 6 or 7, wherein the refrigerant comprises a flammable refrigerant. 前記冷媒が微燃性冷媒を含む、請求項6又は7に記載の使用。 8. Use according to claim 6 or 7, wherein the refrigerant comprises a slightly flammable refrigerant. 冷凍機油及び冷媒を含有する作動流体が充填された冷凍機における前記作動流体の耐燃焼性を向上させる耐燃焼性向上剤であって、
アミン系酸化防止剤を含有する、耐燃焼性向上剤。
A combustion resistance improver that improves the combustion resistance of a working fluid in a refrigerator filled with a working fluid containing refrigeration oil and a refrigerant,
A flame resistance improver containing an amine antioxidant.
前記アミン系酸化防止剤が下記式(1)で表される化合物を含む、請求項11に記載の耐燃焼性向上剤。
Figure 2024027603000007

[式中、Rは、水素原子又はアルキル基を表す。]
The flame resistance improver according to claim 11, wherein the amine antioxidant contains a compound represented by the following formula (1).
Figure 2024027603000007

[In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group. ]
前記冷媒が可燃性冷媒を含む、請求項11又は12に記載の耐燃焼性向上剤。 The flame resistance improver according to claim 11 or 12, wherein the refrigerant includes a flammable refrigerant. 前記冷媒が強燃性冷媒を含む、請求項11又は12に記載の耐燃焼性向上剤。 The flame resistance improver according to claim 11 or 12, wherein the refrigerant contains a highly flammable refrigerant. 前記冷媒が微燃性冷媒を含む、請求項11又は12に記載の耐燃焼性向上剤。 The flame resistance improver according to claim 11 or 12, wherein the refrigerant contains a slightly flammable refrigerant.
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