JP2901529B2 - 冷凍機油組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、環境保護の観点から塩
素を全く含まないか、含んでも水素と置き換えるなど含
有量を低減した代替フロンを冷媒とする冷凍機に用いら
れる冷凍機油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】フロンガスによる成層圏のオゾン層破壊
の問題から、分子中に塩素を含むフロン（クロロフルオ
ロカーボン類）が使用規制の対象になっている。規制の
対象となっているフロンは、フロン１１、フロン１２、
フロン１１３、フロン１１４、フロン１１５等で、例え
ば冷蔵庫など冷凍機器の冷凍サイクルに用いられてきた
フロン１２も規制の対象となっている。

【０００３】その代替品としては、フロン２２に代表さ
れる分子中に水素元素を含んだハイドロクロロフルオロ
カーボン系やフロン５０２（フロン２２，４８.８％と
フロン１１５の共沸混合冷媒）等が検討されているが、
これらはフロン１２を１としたときのオゾン破壊係数が
フロン２２で０.０５、フロン５０２が０.３であり、恒
久的には分子中に塩素を含まないハイドロフルオロカー
ボン系が採用される気運にある。フロン１３４ａはその
代表的冷媒である。すなわち、フロン１３４ａはオゾン
破壊係数が０であり、不燃性で、熱力学的特性がフロン
１２と近似しており、冷蔵庫、除湿機などの冷凍装置や
冷媒圧縮機の構造を大巾に変更することなく実用化でき
る利点がある。

【０００４】しかしながら、フロン１３４ａ（ＣＨ₂Ｆ
ＣＦ₃）は化学構造が特異なため非常に特徴的な性質を
有しており、フロン１２の冷凍システムで使用されてき
た冷凍機油である鉱油（ナフテン系油、パラフィン系
油）や合成油のアルキルベンゼンとは全く相溶しないた
め、冷凍サイクル中に油が流出した場合には油戻りが悪
くなり、熱交換機器内に油が滞留して伝熱性能を低下さ
せるとともに、最悪の場合には圧縮機内の油が不足し、
潤滑不良により摺動部の焼付きや異常摩耗を生じるとい
う問題がある。したがって、フロン１３４ａ用の新たな
冷凍機油の開発が必要となっている。

【０００５】フロン１３４ａとの相溶性のある冷凍機油
としては、ポリグリコール系油やエステル系油などが知
られている。例えば特公平１−２５９０９３号公報には
「フロン圧縮機用冷凍機油」として、プロピレングリコ
ールモノエーテルを基油とするものでフロン１３４ａの
圧縮に使用する方法が開示されている。この他に、特公
平１−２５９０９４号公報ではプロピレングリコールの
末端をエーテル化したジエーテルタイプの化合物が、特
公平１−２５９０９５号公報ではプロピレングリコール
とエチレングリコール共重合体のモノエーテルタイプ化
合物などが開示されている。また、雑誌「冷凍 第６５
巻、第７５６号、第４７〜５２頁（１９９０年１０月
号）」には「代替フロンＲ−１３４ａ用冷凍機油につい
て」としてエステル油が紹介されている。また、鉱油系
や合成系冷凍機油の熱安定性を向上させるためには、フ
ェニルグリシジルエーテルやアルキレンオキシド化合物
を添加することが知られている。この種の冷凍機油組成
物として関連するものには例えば特開昭５７−１０６９
４号公報を挙げることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ハ
イドロフルオロカーボンのフロン１３４ａ用冷凍機油の
場合、ポリグリコール油では（１）吸湿性が大きい（飽
和水分量１００００〜３００００ｐｐｍ）、（２）電気
絶縁抵抗値が低い（体積抵抗率１０¹²Ω・ｃｍ以下）、
（３）酸化劣化性が大きい、という欠点があり、駆動源
であるモータが一体となった密閉形圧縮機を用いる場合
には、モータコイルや端子部等の絶縁特性を低下させる
恐れがあり、信頼性の点で問題があった。

【０００７】一方、エステル系油ではポリグリコール系
油に比べて、電気絶縁特性（体積抵抗率１０¹²Ω・ｃ
ｍ）及び吸湿特性（飽和水分量１０００〜５０００ｐｐ
ｍ）が改善されるが、それでもフロン１２システムで使
用される冷凍機油である鉱油やアルキルベンゼンの飽和
水分量５０〜１００ｐｐｍに比べると吸湿性が大きく、
エステル油の分子構造上、加水分解は避けられない。

【０００８】したがって、水分濃度の高いエステル油を
冷凍機油として用いると、冷凍システム内で最も高温に
なる圧縮機摺動部周辺でエステル油が加水分解して有機
酸を生成し、冷凍機油の全酸価が上昇する。これによ
り、圧縮機摺動材料の腐食、損傷あるいは銅メッキの生
成、さらには粘稠な金属石けんを生成し摺動部が固渋す
る、冷凍サイクルのキャピラリーチューブ内を閉塞する
等、圧縮機および冷凍装置としての長期信頼性を著しく
損うことになり改善が望まれていた。

【０００９】また、冷媒としてハイドロクロロフルオロ
カーボン系のフロン２２やフロン５０２を用い、冷凍機
油として鉱油やアルキルベンゼンを使用する冷凍サイク
ルにおいては、圧縮機摺動部材料表面への銅メッキの発
生があり、圧縮機の信頼性の点で問題があった。

【００１０】すなわち、本発明の課題は要約すると、上
記のようにハイドロクロロフルオロカーボン系冷媒に鉱
油／アルキルベンゼン油を用いた場合には、摺動部の腐
食摩 耗や銅メッキにより冷凍装置（圧縮機）の長期信頼
性が損なわれ、また、ハイドロフルオロカーボン系にエ
ステル油を用いた場合には、摺動部の腐食摩耗や銅メッ
キ、さらには金属石鹸による摺動部の固渋やキャピラリ
チューブの閉塞により冷凍装置（圧縮機）の長期信頼性
が損なわれる点にある。

【００１１】したがって、本発明の目的は、上記課題を
解決することにあり、具体的にはフロン１２の代替冷媒
であるハイドロフルオロカーボン系およびハイドロクロ
ロフルオロカーボン系の少なくとも１種の共存下におい
ても、耐熱安定性，耐摩耗性に優れた冷凍機油組成物を
提供することにあり、これにより長期信頼性に優れた冷
凍装置が実現できる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、臨界温度４
０℃以上のハイドロフルオロカーボン系およびハイドロ
クロロフルオロカーボン系の少なくとも１種の冷媒と組
み合わせて用いられる冷凍機油組成物であって、この冷
凍機油組成物は、エステル油、アルキルベンゼン油及び
鉱油からなる群から選択される少なくとも１種の基油
と、０．０５〜１０重量％のエポキシ基を２個以上保有
するアルキレングリコールジグリシジルエーテル及び脂
肪族環状エポキシ化合物の少なくとも１種を主成分とす
るグリシジルエーテル化合物（以下、エポキシ化合物と
云う）と、０．０１〜５重量％のフェノール系酸化防止
剤とを含有して成る冷凍機油組成物により達成される。

【００１３】本発明においては、ハイドロフルオロカー
ボン又はハイドロクロロフルオロカーボン系冷媒が臨界
温度４０℃以上の相当に高い温度条件下で使用されて
も、油と冷媒あるいは油と水の反応を抑止するため、十
分に安定した状態で駆動可能な冷媒圧縮機が実現でき
る。

【００１４】特に、エステル油は、多価アルコールと有
機（脂肪）酸のエステル反応により得られるヒンダード
エステル油及び多価アルコールと多塩基酸と有機（脂
肪）酸より得られるコンプレックスエステル油などを対
象とするもので、これらを単独もしくは複合して基油と
するものである。

【００１５】なお、上記アルキレングリコールジグリシ
ジルエーテル及び脂肪族環状エポキシ化合物の少なくと
も１種を主成分として含有するエポキシ化合物の好まし
い含有量は０．０５〜１０重量％であり、また、好まし
いアルキレングリコールジグリシジルエーテル及び脂肪
族環状エポキシ化合物の例としては、以下に示すような
化合物を挙げることができる。

【００１６】上記アルキレングリコールジグリシジルエ
ーテルとしては、例えば、下記一般式１（ただし、式中
Ｒ₁はアルキレン基、Ｒ₂はＨ又はアルキル基）、式２
（ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル）、式
３（１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル）
及び式４（ソルビトールポリグリシジルエーテル）の少
なくとも一つで表わされるグリシジルエーテル化合物を
含有して成るものが望ましい。

【００１７】

【化１７】

【００１８】

【化１８】

【００１９】

【化１９】

【００２０】

【化２０】

【００２１】上記脂肪族環状エポキシ化合物としては、
例えば下記式５で表わされる３，４−エポキシシクロヘ
キシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカル
ボキシレート、式１０で表される環内エポキシ系化合
物、式１１０で表される環内エポキシ基とグリシジルエ
ーテルとからなる化合物、式１２で表されるグリシジル
エステル系化合物、式１３で表されるヒダントイン系化
合物を挙げることができる。

【００２２】

【化２１】

【００２３】

【化２２】

【００２４】

【化２３】

【００２５】

【化２４】

【００２６】

【化２５】

【００２７】また、上記一般式１の中ではＲ₁がＣＨ₂，
Ｒ₂がＨもしくはＣＨ₃から成り、下記式６（エチレン・
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル）もしく
は式７（プロピレン・ポリプロピレングリコールジグリ
シジルエーテル）で表わされるエポキシ化合物を含有し
て成るものが特に好ましい。

【００２８】

【化２６】

【００２９】

【化２７】

【００３０】本発明におけるエポキシ化合物は上記のと
おり分子中に２個以上のエポキシ基を保有しているとこ
ろに特徴があり、例えばフェニルグリシジルエーテルの
如く分子中にエポキシ基を１個しか保有しないモノエポ
キシ化合物に比べて酸補捉効果が良好である。また、エ
ステル油、アルキルベンゼン油、鉱油の単独もしくは混
合油の基油に対するエポキシ基を２個以上保有するエポ
キシ化合物は、プロピレン・ポリプロピレングリコール
ジグリシジルエーテルもしくは３，４−エポキシシクロ
ヘキシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカ
ルボキシレートが好ましく、基油への混合量は前述した
ように０．０５〜１０重量％、好ましくは０．１〜１重
量％である。

【００３１】前述したように酸化防止剤としてフェノー
ル系化合物を０．０１〜５重量％添加することが有効
で、油の変質、劣化を防止して耐久性を保持することが
できる。この種のフェノール系化合物の好ましい例とし
ては、下記式８、９で表される化合物を挙げることがで
きる。これらは単独でも混合しても良い。

【００３２】

【化２８】

【００３３】

【化２９】

【００３４】また、ここに使用する基油は目的に応じた
粘度範囲のものでよく、本発明の目的を阻害しない範囲
であれば極圧剤、消泡剤等を配合しても差し支えない。

【００３５】本発明における臨界温度４０℃以上のハイ
ドロフルオロカーボン系冷媒の例としては、ジフルオロ
メタン（フロン３２）、ペンタフルオルエタン（フロン
１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロメタン（フ
ロン１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン
（フロン１３４ａ）、１，１，２−トリフルオロエタン
（フロン１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（フロ
ン１５２ａ）、モノフルオロエタン（フロン１６１）等
が挙げられる。

【００３６】また、ハイドロクロロフルオロカーボン系
の例としては、ジクロロモノフルオロメタン（フロン２
１）、モノクロロジフルオロメタン（フロン２２）、モ
ノクロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（フ
ロン１２４）、１−クロロ−１，１，２，２−テトラフ
ルオロエタン（フロン１２４ａ）、ペンタフルオロエタ
ン（フロン１２５）、１−クロロ−１，１−ジフルオロ
エタン（フロン１４２ｂ）、モノクロロジフルオロメタ
ン（フロン２２）とモノクロロペンタフルオロエタン
（フロン１１５）の共沸混合物（フロン５０２）等が挙
げられる。

【００３７】これらの中で特に１，１，２，２−テトラ
フルオロエタン（フロン１３４）、１，１，１，２−テ
トラフルオロエタン（フロン１３４ａ）、１，１，２−
トリフルオロエタン（フロン１４３）、１，１，１−ト
リフルオロエタン（フロン１４３ａ）は従来のジクロロ
フルオロメタン（フロン１２）に近い沸点を持ってお
り、代替冷媒として好ましい。

【００３８】また、モノクロロジフルオロメタン（フロ
ン２２）、モノクロロジフルオロメタン（フロン２２）
とモノクロロペンタフルオロエタン（フロン１１５）の
共沸混合物（フロン５０２）は、オゾン破壊係数が０で
はないが冷媒としての実用実績があり、ジクロロフルオ
ロメタン（フロン１２）の短期的な代替冷媒として有効
である。

【００３９】また、これらハイドロフルオロカーボン又
はハイドロクロロフルオロカーボン系冷媒を単独で用い
る他に２種以上の混合物として用いることも可能であ
る。ところで、冷媒の臨界温度を４０℃以上としたのは
凝縮器での凝縮温度として４０℃以上の冷凍装置を必要
としたことによる。

【００４０】

【作用】エステル油、アルキルベンゼン、鉱油の単独も
しくは混合油にエポキシ基を２個以上保有するエポキシ
化合物を添加することにより、エステル油の場合、加水
分解により生成する有機酸をエポキシ基が補捉し全酸価
の上昇を抑制することにより、圧縮機摺動材料の腐食摩
耗や銅メッキ現象および金属石けんの生成を防止して圧
縮機の正常な性能を確保するものである。すなわち、エ
ステル油が加水分解すると有機酸とアルコールに変る
が、そこにエポキシ基が存在するとそれが開環し有機酸
を補捉するものである。その反応機構は下記の式１４に
示す如くである。

【００４１】

【化３０】

【００４２】また、アルキルベンゼンおよび鉱油とハイ
ドロクロロフルオロカーボン系冷媒の組合せの場合、過
酷な条件下では冷媒が油と反応して塩酸を生成し圧縮機
摺動部材料の腐食摩耗や銅メッキ現象を生じるが、同様
にエポキシ基が開環し塩酸を捕捉して圧縮機の正常な性
能を確保するものである。

【００４３】エポキシ基を分子内に１個保有するモノグ
リシジルエーテルでも同様の効果が認められるが、エポ
キシ基を２個以上保有するグリシジルエーテルの方がそ
の効果が顕著である。エポキシ基を２個以上保有するエ
ポキシ化合物の添加量は０．０５〜１０重量％が好まし
く、より好ましくは０．１〜１．０重量％であり、０．
０５％未満では酸捕捉効果が十分ではなく、１０％を越
えると基油の冷凍機油としての機能を阻害する恐れがあ
り実用的でなくなる。

【００４４】

【実施例】以下に本発明の代表的な一実施例を示し、更
に具体的に説明する。

【００４５】 〈実施例１〜６及び１５〜１８〉 この例は冷凍機油の一例を示すものである。

【００４６】表１に本発明の冷凍機油組成物及び従来品
の比較例について耐冷媒安定性試験結果を示す。ここで
の耐冷媒安定性は次の方法により調べた。

【００４７】内径６ｍｍ、内厚２ｍｍの耐圧ガラス製試
験管中に、供試油を０．５ｍｌ採取し、この中に触媒と
して鉄片、銅片、アルミニウム片を入れ、これをドライ
アイスで冷却して０．５ｍｌのフロン冷媒を採取し溶封
したものを１７５℃又は２００℃で９６０時間加熱し
た。加熱後、ガラス試験管内の油・冷媒混合溶液の色を
ＡＳＴＭ標準色と比較して、油・冷媒間の化学反応の進
行度を評価した。また、鉄片表面に銅が付着するいわゆ
る銅メッキ現象の度合を５段階で目視評価し、銅メッキ
微少（＋）〜鉄片全周銅メッキ（５＋）として表わし
た。さらに、油・冷媒間の化学反応により生成する析出
物の有無を評価した。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１で明らかな如く、本発明の冷凍機油組
成物であるヒンダードタイプエステル油に、式７に示し
たポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル（エ
ポキシと表わす）を０．２５重量％添加した実施例１
および式５に示した３，４−エポキシシクロヘキシルメ
チル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレ
ート（エポキシと表わす）を０．２５重量％添加した
実施例２は、フロン１３４ａとの共存状態において油の
変色が少なく、銅メッキおよび析出物がなく、比較例１
で示した同一のヒンダードエステルの上記エポキシ添加
剤を加えないものの欠点である銅メッキや析出物の生成
を抑制し、油の耐冷媒安定性が大巾に改善されている。

【００５０】また、アルキルベンゼン及びナフテン系鉱
油に上記エポキシ、エポキシをそれぞれ０．２５重
量％添加した実施例３〜６は、フロン２２との共存状態
において、銅メッキおよび析出物がなく、比較例２、３
で示した従来油に比べて耐冷媒安定性が向上しているこ
とが明白である。

【００５１】更にまた、式８に示したフェノール系酸化
防止剤の一つである２，６ジターシャリブチル・パラク
レゾール（以下ＤＢＰＣと略称）を０．２５重量％添加
した実施例１５〜１８は、エポキシおよびエポキシ
を単独で添加したものに比べて、油の耐冷媒安定性がさ
らに向上した。また、この表中には示してないが、式９
で示したフェノール系酸化防止剤も略同等の作用効果を
示した。

【００５２】 〈実施例７〜９及び１９〜２２〉 表２に本発明の冷凍機油組成物の加水分解性試験結果を
示す。ここでの加水分解性は次の方法により調べた。

【００５３】内径１０ｍｍ、肉厚２ｍｍの耐圧ガラス制
試験管中に水分量を３０００ｐｐｍに調整した供試油５
ｍｌを採取し、この中に触媒として鉄片、銅片、アルミ
ニウム片を入れ、これをドライアイスで冷却して２ｍｌ
のフロン１３４ａを採取し溶封したものを１５０℃で７
日及び２１日間加熱した。加熱終了後、ガラス管内の
油、冷媒混合溶液の色、銅メッキの度合を評価したの
ち、ガラス管を開封し、油・冷媒混合溶液の全酸価をＪ
ＩＳ．Ｋ２５０１「石油製品中和価試験方法」に準拠し
て測定した。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２で明らかな如く、実施例７〜８で示す
本発明の冷凍機油組成物であるヒンダードエステル油に
式７で示したポリプロピレングリコールジグリシジルエ
ーテル（エポキシ）及び式５で示した３，４−エポキ
シシクロヘキシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘ
キサンカルボキシレート（エポキシ）を、それぞれ
０．２５重量％添加したものは、フロン１３４ａ共存下
での加熱後の全酸価が比較例４、５に示す添加剤を入れ
ない油に比べて明らかに低い値を示している。これはエ
ステル油が加水分解してできる有機酸を、上記エポキシ
化合物が有効に捕捉している証拠であり、耐加水分解性
が大巾に改善されている。

【００５６】更にまた、式８に示したフェノール系酸化
防止剤の一つである２，６ジターシャリブチル・パラク
レゾール（ＤＢＰＣ）を０．２５重量％添加した実施例
１９〜２２は、エポキシおよびエポキシを単独で添
加したものに比べて、エステル油の耐加水分解性がさら
に向上した。また、この表中には示してないが、式９で
示したフェノール系酸化防止剤も略同等の作用効果を示
した。

【００５７】 〈実施例１０〜１３〉 表３に本発明の冷凍機油組成物の酸化安定度試験結果を
示す。酸化安定度試験はＪＩＳ．Ｋ２５１４「潤滑油酸
化安定度試験方法」に準拠した。

【００５８】

【表３】

【００５９】アルキルベンゼン又はナフテン系鉱油にポ
リプロピレングリコールジグリシジルエーテル（エポキ
シ）及び３，４−エポキシシクロヘキシルメチル
（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート
（エポキシ）を、それぞれ０．５重量％添加したもの
は、実施例１０〜１３に示すごとく酸化安定度試験後の
全酸価の上昇が比較例６、７で示す従来油に比べて、約
１／１０以下であり、酸化劣化に対しても有効に作用す
ることが確認できた。

【００６０】 〈実施例１４〉 図１は、冷媒圧縮機の要部断面正面図を、図２は、この
冷媒圧縮機を備えた冷凍サイクルを模式的に示した冷凍
装置の概略図を示したものである。図１において、１は
油溜めを兼ねた密閉容器に係るケースであり、このケー
ス１内に電動機部２２と圧縮機部２３とが収納されてい
る。電動機２２は、固定子１９と回転子２０とからな
り、回転子２０には鋳鉄製の回転軸４Ａが嵌着されてい
る。回転軸４Ａは、偏心部３を有し、一端側に中空状に
軸穴１７が形設されている。

【００６１】前記固定子１９の巻線部１９ａは、その芯
線がエステルイミド被膜で覆われ、固定子のコア部と巻
線部の間にポリエチレンテレフタレートの電気絶縁フィ
ルムが挿着され、また回転軸４Ａの表面は研削加工によ
り仕上げられている。

【００６２】圧縮機部２３は、鉄系焼結体のシリンダ
２、前記回転軸４Ａの偏心部３に嵌入されシリンダ２の
内側に沿って偏心回転する鋳鉄製ローラ７、このローラ
７に先端が当接し他端がばね９に押されながらシリンダ
２の溝８内を往復運動する高速度鋼製ベーン１０、前記
回転軸４Ａの軸受とシリンダ２の側壁とを兼ね前記シリ
ンダの両端に配設されている鋳鉄又は鉄系焼結体の主軸
受５および副軸受６を主要機構要素としている。

【００６３】副軸受６には、吐出弁２７が具備されてお
り、サイレンサ２８を形成するように吐出カバー２５が
取付けられ、主軸受５、シリンダ２、副軸受６をボルト
２１で締結している。ポンプ室１２は、前記ベーン１０
の背面１１と、シリンダ２の溝８と、主軸受５、副軸受
６とで囲まれて構成されている。主軸受５には、ケース
１内の底部に貯溜した冷媒フロンガスの溶解した冷凍機
油１３をポンプ室１２内へ吸入できる吸込ピース１４が
あり、副軸受６には、ポンプ室１２から冷凍機油１３を
送油管１５へ吐出できる吐出ポート１６がある。前記送
油管１５は、回転軸４Ａの軸穴１７へ冷凍機油１３を供
給し、さらに軸穴１７から分岐穴１８を通して所要の摺
動部へ給油できるようになっている。

【００６４】このようにして構成したロータリ圧縮機の
作用について説明する。

【００６５】圧縮機を運転し、鋳鉄製回転軸４Ａが回転
すると、それに伴って調質鋳鉄製ローラ７が回転し、高
速度鋼製ベーン１０は、ばね９によって押され、ローラ
７に先端を当接しながら鋳鉄又は鉄系焼結体のシリンダ
２の溝８内を往復運動し、冷媒吸込口（図示せず）から
流入した冷媒を圧縮し、冷媒は冷媒吐出口２４を介して
吐出パイプ２９から圧縮機外に吐出される。固定子１９
の巻線部１９ａ及び電気絶縁フィルム（図示せず）は、
冷媒が溶解した冷凍機油中に浸漬もしくは、ミストによ
り吹付けの環境に暴される。

【００６６】上記冷凍機油１３として、前記実施例１〜
１３に例示した組成の冷凍機油を用いて運転したとこ
ろ、油が熱安定性、耐熱性、耐酸化劣化性に優れている
ことから、過酷な条件下で運転しても油劣化による圧縮
機摺動部の損傷、例えば軸受の腐食、焼き付き、電気系
統の絶縁不良の問題等が無くなり、長期にわたり信頼性
の高い運転を可能とする冷媒圧縮機を実現することがで
きた。

【００６７】図２は、冷凍装置の冷凍サイクル構成図を
示したものである。同図において、４０は冷媒圧縮機、
４１は凝縮器、４５は乾燥器、４２は膨張器、４３は蒸
発器を、それぞれ示す。図示のように、冷媒圧縮機４０
は、上記実施例の冷凍機油を充てんしたものであり、低
温、低圧の冷媒ガスを圧縮し、高温、高圧の冷媒ガスを
吐出して凝縮器４１に送る。凝縮器４１に送られた冷媒
ガスは、その熱を空気中に放出しながら高温、高圧の冷
媒液となり乾燥器４５で水分を除去されつつ、膨張機構
（例えば膨張弁またはキャピラリチューブ）４２に送ら
れる。膨張機構を通過する高温、高圧の冷媒液は絞り効
果により低温、低圧の湿り蒸気となり蒸発器４３へ送ら
れる。蒸発器４３に入った冷媒は周囲から熱を吸収して
蒸発し、蒸発器４３を出た低温、低圧の冷媒ガスは圧縮
機４０に吸込まれ、以下同じサイクルが繰り返される。

【００６８】この冷凍サイクルの一例として家庭用電気
冷蔵庫に適用したところ、図１に示した冷媒圧縮機４０
の性能が発揮され、冷凍サイクル内の蒸発器から冷媒圧
縮機４０への油戻りが良く、長期使用に耐え得る信頼性
の高い電気冷蔵庫を実現することができた。すなわち、
以上述べてきたように本発明によれば下記の如き冷凍サ
イクルでの寿命試験により、良好な結果を確認してい
る。

【００６９】 寿命試験条件： モータコイル温度１２５℃、圧縮機の吐出圧力１３Ｋｇ
／ｃｍ²Ｇ、冷凍サイクルのキャピラリーチューブ内径
０．６５ｍｍ、冷媒Ｒ−１３４ａ、周囲温度４０℃、冷
凍機油としては、実施例１５及び１７に記載のものを使
用した。なお、この試験は冷蔵庫の実運転の１０年分に
相当する。

【００７０】 試験結果： 比較例としてエポシキ化合物を含有しない冷凍機油を使
用した場合は、約３０日で、キャピラリーチューブ内に
金属石ケンが析出し、流路を閉塞することが確認され
た。一方、本実施例の場合は、９０日でも何ら異常が認
められなかった。

【００７１】

【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
の冷凍機油組成物は、ハイドロフルオロカーボンやハイ
ドロクロロフルオロカーボン系冷媒との組合せに対し
て、優れた熱安定性、耐加水分解性、耐酸化劣化性を有
している。したがって、この冷凍機油組成物を冷凍装置
に用いれば、フロン規制に対応した信頼性の高い状態で
長期間冷凍装置の性能を維持することができ、長期信頼
性に優れた冷凍装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】密閉形ロータリ冷媒圧縮機の要部縦断正面図で
ある。

【図２】冷凍装置の冷凍サイクル構成図である。

【符号の説明】

１…ケース、 ２…シリン
ダ、 ３…偏心部、 ４…回転軸、 ５…主軸受、 ６…副軸受、 ７…ローラ、 ８…シリンダ
の溝、 ９…ばね、 １０…ベー
ン、 １３…冷凍機油、 １７…軸穴、 １９…固定子、 １９ａ…巻
線、 ２０…回転子、 ２２…電動
機、 ２３…圧縮機部、 ４０…圧縮
機、 ４１…凝縮器、 ４２…膨張機
構、 ４３…蒸発器、 ４５…乾燥
器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｃ１０Ｎ 30:00 30:06 30:08 30:10 30:12 40:02 40:30 (72)発明者 畠 裕章 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所 栃木工場内 (72)発明者 権守 仁彦 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所 栃木工場内 (72)発明者 本間 吉治 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 平５−17792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−63395（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−130696（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−275799（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10M 129/18 C09K 5/04 C10M 129/10 C10M 133/44 F25B 1/00 395 C10N 40:30

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】臨界温度４０℃以上のハイドロフルオロカ
   ーボン系およびハイドロクロロフルオロカーボン系の少
   なくとも１種の冷媒と組み合わせて用いられる冷凍機油
   組成物であって、 この冷凍機油組成物は、エステル油、アルキルベンゼン
   油及び鉱油からなる群から選択される少なくとも１種の
   基油と、 ０．０５〜１０重量％のエポキシ基を２個以上保有する
   アルキレングリコールジグリシジルエーテル及び脂肪族
   環状エポキシ化合物の少なくとも１種を主成分とするエ
   ポキシ化合物と、 ０．０１〜５重量％のフェノール系酸化防止剤とを含有
   して成る冷凍機油組成物。
2. 【請求項２】上記フェノール系酸化防止剤が、下記一般
   式８及び一般式９の少なくとも一方を満足するフェノー
   ル系化合物から成る請求項１記載の冷凍機油組成物。 【化１】 【化２】
3. 【請求項３】上記一般式８のフェノール系酸化防止剤が
   ２，６ジターシャリブチル・パラクレゾール（ＤＢＰ
   Ｃ）から成る請求項２記載の冷凍機油組成物。
4. 【請求項４】上記アルキレングリコールジグリシジルエ
   ーテルが下記一般式１（ただし、式中Ｒ₁はアルキレン
   基、Ｒ₂はＨ又はアルキル基）、式２、式３及び式４の
   少なくとも一つで表わされるエポキシ化合物を含有して
   成る請求項１記載の冷凍機油組成物。 【化３】 【化４】 【化５】 【化６】
5. 【請求項５】上記脂肪族環状エポキシ化合物が、下記式
   ５で表わされる３，４−エポキシシクロヘキシルメチル
   （３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレー
   ト、式１０で表される環内エポキシ系化合物、式１１で
   表される環内エポキシ基とグリシジルエーテルとからな
   る化合物、式１２で表されるグリシジルエステル系化合
   物、及び式１３で表されるヒダントイン系化合物からな
   る群から選択される少なくとも１種のエポキシ化合物か
   ら成る請求項１記載の冷凍機油組成物。 【化７】 【化８】 【化９】 【化１０】 【化１１】
6. 【請求項６】上記一般式１のＲ₁がＣＨ₂，Ｒ₂がＨもし
   くはＣＨ₃から成り、下記式６もしくは式７で表わされ
   るグリシジルエーテル化合物を含有して成る請求項４記
   載の冷凍機油組成物。 【化１２】 【化１３】
7. 【請求項７】臨界温度４０℃以上のハイドロフルオロカ
   ーボン系およびハイドロクロロフルオロカーボン系の少
   なくとも１種の冷媒と組み合わせて用いられる冷凍機油
   組成 物であって、 この冷凍機油組成物は、エステル油、アルキルベンゼン
   油及び鉱油からなる群から選択される少なくとも１種の
   基油と、 ０．０５〜１０重量％のエポキシ基を２個以上保有する
   アルキレングリコールジグリシジルエーテル及び脂肪族
   環状エポキシ化合物の少なくとも１種を主成分とするエ
   ポキシ化合物と、 ０．０１〜５重量％の下記一般式８を満足するフェノー
   ル系酸化防止剤とを含有して成る冷凍機油組成物。 【化１４】
8. 【請求項８】臨界温度４０℃以上のハイドロフルオロカ
   ーボン系およびハイドロクロロフルオロカーボン系の少
   なくとも１種の冷媒と組み合わせて用いられる冷凍機油
   組成物であって、 この冷凍機油組成物は、エステル油、アルキルベンゼン
   油及び鉱油からなる群から選択される少なくとも１種の
   基油と、 ０．０５〜１０重量％のエポキシ基を２個以上保有し下
   記一般式５を満足する脂肪族環状エポキシ化合物と、 ０．０１〜５重量％の下記一般式８を満足するフェノー
   ル系酸化防止剤とを含有して成る冷凍機油組成物。 【化１５】 【化１６】