JPH02227487A - Working medium for freezer and freezer using the same medium - Google Patents

Working medium for freezer and freezer using the same medium

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JPH02227487A
JPH02227487A JP1048282A JP4828289A JPH02227487A JP H02227487 A JPH02227487 A JP H02227487A JP 1048282 A JP1048282 A JP 1048282A JP 4828289 A JP4828289 A JP 4828289A JP H02227487 A JPH02227487 A JP H02227487A
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JP
Japan
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fluorine
refrigeration
modified polysiloxane
working medium
refrigerant
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Application number
JP1048282A
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Japanese (ja)
Inventor
Kichiji Honma
本間 吉治
Yutaka Ito
豊 伊藤
Morikazu Sato
佐藤 盛一
Shigeki Komatsuzaki
小松崎 茂樹
Tadashi Iizuka
飯塚 董
Tamio Innami
印南 民雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the subject working medium containing a fluorinated hydrocarbon and a fluorine-modified polysiloxane in a specified ratio, free from two-phase separation to low temperatures and destruction of the ozone layer, having a minimized moisture absorption and excellent in heat resistance and lubricity. CONSTITUTION:An objective working medium containing (A) 95-40wt.% fluorinated hydrocarbon (e.g. 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane or hexafluorocyclopropane) prepared by substituting a part or the whole of H of a 2-4C hydrocarbon with F and having >=40 deg.C critical temperature and (B) 5-60wt.% fluorine-modified polysiloxane preferably represented by the formula (m is 0-5; n is value where kinematic viscosity at 25 deg.C is 100-10000cSt). The above-mentioned working medium is effective for improving efficiency of a freezer of air-conditioners, refrigerators, etc., and for improvement of durability thereof.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、フッ素系冷媒を含む作動媒体および該作動媒
体を用いた冷凍圧縮機を備えた冷凍装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a refrigeration system equipped with a working medium containing a fluorine-based refrigerant and a refrigeration compressor using the working medium.

[従来の技術] 近年、冷蔵庫やエアコン等の冷凍装置の分野では、冷凍
圧縮機の小型、高性能化が進められている。特に冷蔵庫
では急速冷凍の要求が高まっており、これに対応するた
め、冷凍圧縮機(以下圧縮機と云う)の回転が高速化し
つSある。
[Background Art] In recent years, in the field of refrigeration equipment such as refrigerators and air conditioners, refrigeration compressors have been made smaller and more efficient. In particular, there is an increasing demand for rapid freezing in refrigerators, and in order to meet this demand, the rotation speed of refrigeration compressors (hereinafter referred to as compressors) has been increasing.

圧縮機の高速回転によって、圧縮機からの冷媒の吐出温
度がこれまでよりも上昇するので、耐熱性の優れた冷媒
および潤滑油から成る作動媒体が要求されている。
Due to the high-speed rotation of the compressor, the discharge temperature of the refrigerant from the compressor is higher than ever before, so a working fluid consisting of a refrigerant and lubricating oil with excellent heat resistance is required.

こうした冷蔵庫やエアコン等の冷凍装置の冷媒としては
、ハロゲン化炭化水素の一種であるジクロロジフルオロ
メタン(CCl2F3; R12)が、−殻内な潤滑油
であるナフテン系やパラフィン系鉱油の潤滑油との相溶
性が良いので、広く用いられている。
As a refrigerant for refrigeration equipment such as refrigerators and air conditioners, dichlorodifluoromethane (CCl2F3; R12), which is a type of halogenated hydrocarbon, is used as a refrigerant for lubricating oils such as naphthenic and paraffinic mineral oils, which are internal lubricating oils. It is widely used because of its good compatibility.

しかし、R,12は地球のオゾン層を破壊すると云う環
境問題から使用が規制されようとしており。
However, the use of R,12 is about to be regulated due to environmental problems such as destroying the earth's ozone layer.

これに代わるものが要求されている。An alternative is required.

こうした冷媒として考えられるものは、R12の沸点に
近い沸点を持つハイドロフルオロカーボンまたはフルオ
ロカーボン等である。
Possible refrigerants include hydrofluorocarbons or fluorocarbons having a boiling point close to that of R12.

ところが上記冷媒は、一般の鉱油系潤滑油との相溶性が
極めて悪いという欠点がある〔冷凍:60816(19
85年)〕、これは、R12のように分子中の水素の置
換基として塩素を持っていないためと考えられる〔アシ
ュレ ガイド アンド データブック(ASHRE  
Guide and Data Book、)第307
頁(1969))。
However, the above-mentioned refrigerant has the disadvantage of extremely poor compatibility with general mineral oil-based lubricating oil [refrigeration: 60816 (19
1985)], this is thought to be because it does not have chlorine as a substituent for hydrogen in the molecule like R12 [ASHRE Guide and Data Book (ASHRE
Guide and Data Book, ) No. 307
(1969)).

前記ハイドロフルオロカーボンまたはフルオロカーボン
系の冷媒に溶解する潤滑油として、末端にOH基を持つ
2官能以上のポリオキシレングリコールが提案されてい
る(米国特許第4,755,316号)が、ポリオキシ
レングリコールは、酸化劣化し易く、吸湿性が大きいと
云う欠点がある。
As a lubricating oil that dissolves in the hydrofluorocarbon or fluorocarbon-based refrigerant, a bifunctional or higher-functional polyoxylene glycol having an OH group at the end has been proposed (U.S. Pat. No. 4,755,316). However, it has the drawbacks of being susceptible to oxidative deterioration and being highly hygroscopic.

また、低温用の冷凍装置の潤滑油としてフッ素変性ポリ
シロキサンが知られている(特開昭63−256694
号)、シかし、これに用いられている冷媒は、ジクロロ
ジフルオロメタン(R12)、モノクロロトリフルオロ
メタン(R13)、モノクロロジフルオロメタン(R2
2)とモノクロロペンタフルオロエタン(R115)と
の共沸混合物(h<502)、またはトリフルオロメタ
ン(R23)とモノクロロトリフルオロメタン(R13
)との共沸混合物(R503)である。
In addition, fluorine-modified polysiloxane is known as a lubricating oil for low-temperature refrigeration equipment (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-256694
The refrigerants used in this are dichlorodifluoromethane (R12), monochlorotrifluoromethane (R13), and monochlorodifluoromethane (R2).
2) and monochloropentafluoroethane (R115) (h<502), or trifluoromethane (R23) and monochlorotrifluoromethane (R13
) is an azeotrope (R503).

上記冷媒は、いずれもハイドロフルオロクロロカーボン
またはフルオロクロロカーボンを含み、大気のオゾン層
を破壊すると云われている塩素を置換基として含んでい
るものである。
All of the above refrigerants contain hydrofluorochlorocarbon or fluorochlorocarbon, and contain chlorine as a substituent, which is said to destroy the ozone layer in the atmosphere.

さらにまた、トリフルオロプロピルメチルポリシロキサ
ンをパラフィン系、ナフテン系鉱油に対して、O0〕、
O〜30ppm添加し泡立ちを防止した冷凍機油が提案
(特開昭59−105091号)されているが、この程
度の添加量では、高速回転用の圧縮機用作動媒体として
の十分な特性を得ることはできない。
Furthermore, trifluoropropylmethylpolysiloxane is added to paraffinic and naphthenic mineral oils at O0],
A refrigerating machine oil has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 105091/1989) in which 30 ppm of O is added to prevent foaming, but with this amount of addition, sufficient characteristics are obtained as a working medium for a high-speed rotation compressor. It is not possible.

[発明が解決しようとする課題] 本発明の課題について、冷凍装置の一例であるカーエア
コンで具体的に説明する。
[Problems to be Solved by the Invention] The problems to be solved by the present invention will be specifically explained using a car air conditioner as an example of a refrigeration system.

第1図にカーエヤコンの圧縮機の断面図を、第2図に冷
凍装置の系統概略図を示す。
FIG. 1 shows a sectional view of a car air conditioner compressor, and FIG. 2 shows a schematic diagram of a refrigeration system.

圧縮機の駆動は、エンジンの回転力をVベルトを介して
プーリ1に伝えることにより行われ、その駆動、停止は
、マグネットクラッチのコイル2への電流をON、OF
Fすることにより、該クラッチを結合、離脱させて行わ
れる。
The compressor is driven by transmitting the rotational force of the engine to the pulley 1 via the V-belt, and the drive and stop are performed by turning on and off the current to the coil 2 of the magnetic clutch.
F is performed to engage and disengage the clutch.

エンジンの回転力が圧縮機のシャフト9に取付けられた
斜板5を回転し、それによって、スリッパ6、ボール7
を介してピストン4を左右に駆動する。該ピストン4は
、駆動により低圧の冷媒を高圧に圧縮し送出する働きを
する。
The rotational force of the engine rotates the swash plate 5 attached to the shaft 9 of the compressor, thereby causing the slipper 6 and the ball 7 to rotate.
The piston 4 is driven left and right through the . The piston 4 functions to compress low-pressure refrigerant to high pressure and send it out when driven.

上記圧縮機は、第2図に示すように冷凍装置に組み込ま
れている。
The compressor is incorporated into a refrigeration system as shown in FIG.

まず、圧縮機12に吸入された冷媒蒸気は、約15kg
/cm”に圧縮されて高温度になり、図の矢印に沿い冷
媒配送管19を通って凝縮器13に入る。圧縮された高
温の冷媒蒸気は凝縮器13においてラジェータファン1
8により冷却され液化する。液化した冷媒は、液タンク
14に一旦蓄えられた後、膨張弁15に送られて小さな
孔から噴出され、蒸発器(熱交換器)16に入る。その
圧力は約2kg/am” となり、急激に温度が低下し
、蒸発器16で周囲の熱を奪って気化する。
First, the refrigerant vapor sucked into the compressor 12 weighs approximately 15 kg.
/cm" and reaches a high temperature, and enters the condenser 13 through the refrigerant distribution pipe 19 along the arrow in the figure. The compressed high-temperature refrigerant vapor is passed through the radiator fan 1 in the condenser 13.
8 and liquefied. The liquefied refrigerant is temporarily stored in a liquid tank 14, then sent to an expansion valve 15, ejected from a small hole, and enters an evaporator (heat exchanger) 16. The pressure becomes about 2 kg/am'', the temperature drops rapidly, and the evaporator 16 absorbs the surrounding heat and vaporizes it.

蒸発器16で得られた冷熱をブロア17で冷風として送
り出し、車室内の冷房を行う。
The cold energy obtained by the evaporator 16 is sent out as cold air by the blower 17 to cool the interior of the vehicle.

気化した冷媒は、再び圧縮機12に戻されて圧縮される
。こうしたサイクルによって、カーエアコンは構成され
ている。
The vaporized refrigerant is returned to the compressor 12 and compressed. Car air conditioners are made up of these cycles.

ルームエアコンや冷蔵庫等の冷凍装置も、上記とほぼ同
じ原理で構成されている。なお第1図には、斜板層圧縮
機の一例を示したが、片斜板形、スクリュウ形、ロータ
リ形あるいはスクロール形等がある。また、冷蔵庫用と
しては、往復動形、ローリングピストン形等があるが、
それらの作用は前記カーエヤコンの場合と同じである。
Refrigeration devices such as room air conditioners and refrigerators are also constructed based on almost the same principle as described above. Although FIG. 1 shows an example of a swash plate layer compressor, there are other types such as a single swash plate type, a screw type, a rotary type, and a scroll type. In addition, for refrigerators, there are reciprocating types, rolling piston types, etc.
Their functions are the same as those of the car air conditioner.

ところでこれら圧縮機には、第1図におけるスラストベ
アリング3.斜板5、スリッパ6等のような摺動部が存
在する。これらの摺動部の潤滑は。
By the way, these compressors are equipped with thrust bearings 3. There are sliding parts such as a swash plate 5 and slippers 6. Lubrication of these sliding parts.

圧縮機底部に設けられた油室10から、冷媒と潤滑油と
が混合した作動媒体を、ギヤポンプ8で汲み上げ供給す
ることによって行っている。
This is done by pumping and supplying a working medium, which is a mixture of refrigerant and lubricating oil, from an oil chamber 10 provided at the bottom of the compressor using a gear pump 8.

しかし作動媒体中の冷媒と潤滑油との相溶性が悪いと、
圧縮機内で両者が二層に分離し、比重の大きい冷媒が下
層に滞留して、冷媒のみが摺動部に供給されることにな
る。
However, if the compatibility between the refrigerant in the working medium and the lubricating oil is poor,
Both refrigerants are separated into two layers within the compressor, and the refrigerant with a higher specific gravity stays in the lower layer, so that only the refrigerant is supplied to the sliding parts.

しかし、冷媒はその粘度が非常に低いために。However, because the refrigerant has a very low viscosity.

摺動部に供給されても油膜を形成することがです、摩擦
、摩耗の増大、あるいは焼付きを起こす原因となる。
Even if oil is supplied to sliding parts, it may form an oil film, increasing friction, wear, or seizing.

一方、冷媒の大部分は、第2図のように、圧縮機12で
圧縮され、凝縮器13、膨張弁15、蒸発器16と冷凍
サイクルに運ばれて、冷凍の仕事にあずかるが、潤滑油
の一部も冷媒と共にサイクル内を循環する。その際、蒸
発器16で低温となるために、冷媒と潤滑油の相溶性が
悪いと分離して、高粘度の潤滑油がそこに滞留蓄積され
、蒸発器16の熱交換効率を低下する。さらにまた、圧
縮機12内の潤滑油不足を招く原因となる。
On the other hand, as shown in Fig. 2, most of the refrigerant is compressed by the compressor 12 and transported to the condenser 13, expansion valve 15, evaporator 16 and refrigeration cycle where it takes part in the refrigeration work. A portion of the refrigerant also circulates within the cycle. At this time, since the temperature becomes low in the evaporator 16, if the refrigerant and lubricating oil have poor compatibility, they will separate, and high viscosity lubricating oil will stay and accumulate there, reducing the heat exchange efficiency of the evaporator 16. Furthermore, this causes a shortage of lubricating oil in the compressor 12.

前記ポリオキシレングリコールは、冷媒との相溶性は優
れているが、水分を含み易いものであるだけにその脱水
も容易でない、従って、脱水不十分のまま使用されると
、含まれている水分が冷凍装置の蒸発器16内で凍結し
たり、その近傍に設けられている膨張弁を詰まらせるこ
とがある。
The polyoxylene glycol has excellent compatibility with refrigerants, but since it easily contains water, it is not easy to dehydrate it. Therefore, if it is used without sufficient dehydration, the water contained in it will be lost. It may freeze in the evaporator 16 of the refrigeration system or clog the expansion valve provided in the vicinity.

また、ポリオキシレングリコールは、カーエアコン等に
用いられた場合、ゴム管などの配管から浸透した水分に
よって、前記のようなトラブルを生ずるほかに、こうし
た水分によって加水分解し、自己劣化し易いと云う欠点
が有る。
Furthermore, when polyoxylene glycol is used in car air conditioners, etc., it is said that in addition to causing the above-mentioned problems due to moisture seeping in from rubber pipes and other piping, polyoxylene glycol is also prone to hydrolysis and self-degradation due to such moisture. There are drawbacks.

更に、ポリオキシレングリコールは、高温の圧縮機内で
は、鉱油等の潤滑油に比べてどうしても潤滑性能が劣る
Furthermore, polyoxylene glycol inevitably has inferior lubrication performance in a high-temperature compressor compared to lubricating oils such as mineral oil.

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたもので、その
目的とするところはハイドロフルオロカーボンまたはフ
ルオロカーボン系冷媒と潤滑油とが、常に安定な均一相
を有し、耐熱性、潤滑性が優れた作動媒体並びに該作動
媒体を用いた冷凍装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to ensure that the hydrofluorocarbon or fluorocarbon refrigerant and the lubricating oil always have a stable homogeneous phase, thereby providing excellent heat resistance and lubricity. An object of the present invention is to provide a medium and a refrigeration device using the working medium.

[課運を解決するための手段] 本発明の要旨は次のとおりである。[Means to solve the problem] The gist of the present invention is as follows.

(1)炭素数2〜4の炭化水素の水素の一部または全部
を、フッ素で置換したフッ化炭化水素95〜40重量%
と、フッ素変性ポリシロキサン5〜60重量%を含むこ
とを特徴とする冷凍装置用作動媒体。
(1) 95 to 40% by weight of a fluorinated hydrocarbon in which part or all of the hydrogen in a hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms is replaced with fluorine.
and 5 to 60% by weight of a fluorine-modified polysiloxane.

(2)前記フッ化炭化水素が臨界温度40℃以上である
ことを特徴とする前項(1)記載の冷凍装置用作動媒体
(2) The working fluid for a refrigeration device as described in (1) above, wherein the fluorinated hydrocarbon has a critical temperature of 40° C. or higher.

(3)前記フッ化炭化水素が、 1,1,1.2−テト
ラフルオロエタン、  1,1,2.2−テトラフルオ
ロエタンおよびヘキサフルオロシクロプロパンの少なく
とも1種であることを特徴とする前項(1)または(2
)記載の冷凍装置用作動媒体。
(3) The above item, wherein the fluorinated hydrocarbon is at least one of 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane, and hexafluorocyclopropane. (1) or (2
) Working medium for refrigeration equipment.

(4)前記フッ素変性ポリシロキサンが、下記一般式(
1) (式中1mは0〜5、nは該フッ素変性ポリシロキサン
の25℃の動粘度が100〜to、oooセンチストー
クスとなる値を示す、)で表わされるフッ素変性ポリシ
ロキサンであることを特徴とする前項(1)〜(3)の
いずれかに記載の冷凍装置用作動媒体。
(4) The fluorine-modified polysiloxane has the following general formula (
1) (In the formula, 1m is 0 to 5, and n is a value such that the kinematic viscosity at 25°C of the fluorine-modified polysiloxane is 100 to, ooo centistokes.) The working medium for a refrigeration device according to any one of the above items (1) to (3).

(5)冷凍圧縮機、冷凍圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮
する凝縮器、凝縮器によって凝縮された冷媒を小孔から
噴出させて膨張させる膨張弁、膨張弁により膨張された
冷媒の冷熱を交換する熱交換器を備えた冷凍装置におい
て、 前記冷凍圧縮機の作動媒体が炭素数2−4の炭化水素の
水素の一部または全部を、フッ素で置換したフッ化炭化
水?l195〜40重景%と、フッ素変性ポリシロキサ
ン5〜60重量%を含むことを特徴とする冷凍装置。
(5) A refrigeration compressor, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the refrigeration compressor, an expansion valve that injects the refrigerant condensed by the condenser through small holes and expands it, and cools the refrigerant expanded by the expansion valve. In a refrigeration system equipped with a heat exchanger, the working medium of the refrigeration compressor is fluorinated hydrocarbon water in which part or all of the hydrogen in a hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms is replaced with fluorine. A refrigeration device comprising 195 to 40% by weight of a fluorine-modified polysiloxane and 5 to 60% by weight of a fluorine-modified polysiloxane.

(6)前記フッ化炭化水素が臨界温度40℃以上である
ことを特徴とする前項(5)項記載の冷凍装置。
(6) The refrigeration apparatus according to item (5) above, wherein the fluorinated hydrocarbon has a critical temperature of 40° C. or higher.

(7)前記フッ化炭化水素が、 1,1,1.2−テト
ラフルオロエタン、  1,1,2.2−テトラフルオ
ロエタンおよびヘキサフルオロシクロプロパンの少なく
とも1種であることを特徴とする前項(5)または(6
)記載の冷凍装置。
(7) The above item, wherein the fluorinated hydrocarbon is at least one of 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane, and hexafluorocyclopropane. (5) or (6
) refrigeration equipment.

(8)前記フッ素変性ポリシロキサンが、下記一般式(
1) (式中、mはO〜5、nは該フッ素変性ポリシロキサン
の25℃の動粘度が100〜to、oooセンチストー
クスとなる値を示す、)で表わされるフッ素変性ポリシ
ロキサンであることを特徴とする前項(5)〜(7)の
いずれかに記載の冷凍装置。
(8) The fluorine-modified polysiloxane has the following general formula (
1) It is a fluorine-modified polysiloxane represented by (wherein, m is O to 5, and n is a value such that the kinematic viscosity at 25°C of the fluorine-modified polysiloxane is 100 to, ooo centistokes). The refrigeration apparatus according to any one of the preceding clauses (5) to (7), characterized by:

本発明が用いる前記フッ化炭化水素は、従来のジクロロ
ジフルオロメタン(R12)に比べ耐熱性が優れ、塩素
置換基を含んでいないので、大気中のオゾンを破壊する
と云う環境破壊の心配がない。
The fluorinated hydrocarbon used in the present invention has superior heat resistance compared to conventional dichlorodifluoromethane (R12) and does not contain a chlorine substituent, so there is no fear of environmental damage such as destruction of ozone in the atmosphere.

上記フッ化炭化水素としては、ペンタフルオルエタン(
R125)、 1,1,2.2−テトラフルオロエタン
(R134)、 1,1.i、2−テトラフルオロエタ
ン(R134a)、 1,1.2−トリフルオロエタン
(R143)、1,1.1−トリフルオロエタン(R1
43a)、1,1−ジフルオロエタン(R152a )
、モノフルオロエタン(R161)、 ヘキサフルオロ
プロパン(R216)およびオクタフルオロシクロブタ
ン(R318)がある。
As the above fluorinated hydrocarbon, pentafluoroethane (
R125), 1,1,2,2-tetrafluoroethane (R134), 1,1. i, 2-tetrafluoroethane (R134a), 1,1.2-trifluoroethane (R143), 1,1.1-trifluoroethane (R1
43a), 1,1-difluoroethane (R152a)
, monofluoroethane (R161), hexafluoropropane (R216) and octafluorocyclobutane (R318).

これらの冷媒は、臨界温度が40℃以上であり。These refrigerants have a critical temperature of 40°C or higher.

凝縮温度が40℃以上の一般の冷凍装置に使用すること
ができる。
It can be used in general refrigeration equipment with a condensing temperature of 40°C or higher.

これらの中でも、特に 1,1,2.2−テトラフルオ
ロエタン(R134)、 1,1,1.2−テトラフル
オロエタン(R134a)、ヘキサフルオロプロパン(
R216)は、R12の沸点(29,8℃)の±10℃
以内であり、吐出圧力がR12とあまり違わないので、
従来のR12を用いていた冷凍装置がそのまま使用でき
る。
Among these, 1,1,2,2-tetrafluoroethane (R134), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a), hexafluoropropane (
R216) is ±10°C of the boiling point of R12 (29.8°C)
The discharge pressure is not much different from R12, so
Refrigeration equipment that uses conventional R12 can be used as is.

なお、上記冷媒は目的に応じて2種以上混合して用いる
ことができる。
Note that two or more types of the above-mentioned refrigerants can be used in combination depending on the purpose.

前記一般式(1)で示される潤滑油との相溶性も、後述
の実施例からも明らかなように、任意の濃度において、
低温度(−50℃)まで相溶し、本発明の目的を達成す
ることができる。
As is clear from the examples below, the compatibility with the lubricating oil represented by the general formula (1) is as follows at any concentration:
They are compatible down to low temperatures (-50°C) and can achieve the object of the present invention.

本発明の作動媒体において、前記一般式〔!〕で示すフ
ッ素変性ポリシロキサンとしては1例えば、ダウ・コー
ニング社製のFS−1265Fluid、東芝シリコー
ン社製のフロロシリコーンオイルFQF510、または
チッソ(株)製のポリメチル−3,3,3−トリフルオ
ロプロピルシロキサン等がある。
In the working medium of the present invention, the general formula [! ] Examples of the fluorine-modified polysiloxane include FS-1265Fluid manufactured by Dow Corning, fluorosilicone oil FQF510 manufactured by Toshiba Silicone, or polymethyl-3,3,3-trifluoropropyl manufactured by Chisso Corporation. There are siloxanes, etc.

該フッ素変性ポリシロキサンの飽和含水率は、前記ポリ
オキシレングリコールの数百〜数百ppmに対して、3
0ppm以下と極めて少ない、また、潤滑性、耐熱性、
耐薬品性等の点でも優れている。
The saturated water content of the fluorine-modified polysiloxane is 3 to several hundred ppm of the polyoxylene glycol.
Extremely low at 0 ppm or less, and has excellent lubricity, heat resistance,
It also has excellent chemical resistance.

本発明の作動媒体において、前記フッ素変性ポリシロキ
サンの含有量を5〜60重量%とじたのは、5重量%未
満では十分な潤滑性能を得ることができないために、圧
縮機の可動部が焼き付きを起こし易く、また、60重量
%を超えると、冷凍装置の冷媒としての働きが得られな
くなるためである。
In the working fluid of the present invention, the content of the fluorine-modified polysiloxane is limited to 5 to 60% by weight because if it is less than 5% by weight, sufficient lubrication performance cannot be obtained, so the movable parts of the compressor may seize. This is because, if the content exceeds 60% by weight, it will no longer function as a refrigerant in a refrigeration system.

なお1本発明の目的を阻害しない範囲であれば、上記作
動媒体中に消泡剤や潤滑性を向上するための極圧剤等を
添加してもよい。
Note that an antifoaming agent, an extreme pressure agent for improving lubricity, or the like may be added to the working medium as long as it does not impede the object of the present invention.

[作用] 本発明において、フッ素変性ポリシロキサンは、その分
子中に−CH,CH,−(CFヨ)−−CF3基を有し
ており、使用する冷媒のフッ化炭化水素。
[Function] In the present invention, the fluorine-modified polysiloxane has -CH, CH, -(CFyo)--CF3 groups in its molecule, and is a fluorinated hydrocarbon of the refrigerant used.

例えば1,1,1.2−テトラフルオロエタン(CF3
−CH,F)とその分子構造が類似しているために、相
溶性が優れているものと考える。
For example, 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CF3
-CH,F) and is considered to have excellent compatibility because its molecular structure is similar.

これによって、圧縮機の摺動部の潤滑を十分行うことが
できるので、冷凍装置の圧縮機の回転を高速化すること
ができる。
As a result, the sliding parts of the compressor can be sufficiently lubricated, so that the rotation speed of the compressor of the refrigeration system can be increased.

次に1本発明を実施例によって具体的に説明する。Next, one embodiment of the present invention will be specifically explained using examples.

実施例1〜3 および比較例1〜8 25℃における粘度が100cSt、300cStおよ
び10,0OOcStの3種のフッ素変性ポリシロキサ
ンとフッ化炭化水素系冷媒との臨界溶解温度を測定した
。また比較のために従来のエアコンや冷蔵庫に使用され
ているナフテン系鉱油(40℃粘度100cSt)、ア
ルキルベンゼン(40℃粘度34 cst)並びに各種
液体とフッ化炭化水素系冷媒との臨界溶解温度を測定し
た。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 The critical solubility temperatures of three types of fluorine-modified polysiloxanes having viscosities of 100 cSt, 300 cSt, and 10,000 cSt at 25° C. and fluorohydrocarbon refrigerants were measured. For comparison, we also measured the critical melting temperature of naphthenic mineral oil (viscosity 100 cSt at 40°C), alkylbenzene (viscosity 34 cst at 40°C), and various liquids used in conventional air conditioners and refrigerators and fluorohydrocarbon refrigerants. did.

ここでの臨界溶解温度の測定は、次のようにして行った
The critical melting temperature was measured in the following manner.

耐圧ガラス製(容量100mj2)で、液化ガスが封入
できるようにバルブを頭部に設けた試料容器内に温度計
を挿入し、一定量の潤滑油(例えば、3.5mff1の
フッ素変性ポリシロキサン)を入れて秤量する。該容器
を冷媒導入装置に取り付け、系内を排気した後、ドライ
アイス・メタノール浴中で冷却しながら、冷媒ボンベか
ら容器内に約60mmのフッ化炭化水素系冷媒を導入し
、バルブを閉じ、よく振とうして均一相とする。こうし
て各種の作動媒体が入ったそれぞれの容器を、秤量する
ことによって潤滑油濃度を求めた。
Insert a thermometer into a sample container made of pressure-resistant glass (capacity 100 mj2) with a valve on the head so that liquefied gas can be sealed, and add a certain amount of lubricating oil (for example, 3.5 mff1 fluorine-modified polysiloxane). and weigh it. After attaching the container to the refrigerant introduction device and evacuating the system, introduce about 60 mm of fluorinated hydrocarbon refrigerant from the refrigerant cylinder into the container while cooling in a dry ice/methanol bath, and close the valve. Shake well to make a homogeneous phase. In this way, the lubricating oil concentration was determined by weighing each container containing the various working media.

次いで、これを再びドライアイス・メタノール浴中で徐
々に冷却する。冷却途中でときどき取り出し、よく振と
うする。そして作動媒体中に濁りの発生が認められた時
点の温度を、容器内に挿入した前記温度計で測定し、二
相分離温度とした。
Then, it is gradually cooled again in a dry ice/methanol bath. Remove from time to time during cooling and shake well. The temperature at the time when turbidity was observed in the working medium was measured with the thermometer inserted into the container, and was defined as the two-phase separation temperature.

次に潤滑油濃度を変えるため、容器を一旦室温付近まで
昇温し、容器のバルブを開けて冷媒の一部を逃すことに
よって冷媒量を減らし、再秤量した後、前記と同様に冷
却して二相分離温度を求める。
Next, in order to change the lubricating oil concentration, the temperature of the container is raised to around room temperature, the amount of refrigerant is reduced by opening the valve of the container and some of the refrigerant is released, and after reweighing, the container is cooled in the same manner as above. Find the two-phase separation temperature.

上記操作を繰り返し行うことによって、二相分離温度と
潤滑油濃度との関係を求めた。その−殻内な傾向を第3
図に示す。
By repeating the above operation, the relationship between the two-phase separation temperature and the lubricating oil concentration was determined. The 3rd tendency to be internal
As shown in the figure.

一般的には、曲線Aで示すn型の最高臨界溶解温度(U
C8T)を有する曲線のみが現われる。この臨界溶解温
度より高温側では二相分離は認められない。
Generally, the highest critical melting temperature (U
Only curves with C8T) appear. No two-phase separation is observed above this critical melting temperature.

しかし高粘度のポリグリコールの場合には1曲線Bで示
すU型の最低臨界溶解温度 (L CS T)を有する曲線となり、高温側でも二相
分離する領域が存在することが分かった。
However, in the case of high-viscosity polyglycol, the curve shows a U-shaped minimum critical solution temperature (LCST) as shown by curve 1, indicating that there is a region where two phases separate even on the high temperature side.

実施例と比較例の前記臨界溶解温度を、第1表および第
2表にまとめて示した。
The critical melting temperatures of Examples and Comparative Examples are summarized in Tables 1 and 2.

第1表から明らかなように、実施例1〜3で示す 1.
1.1.2−テトラフルオロエタンとフッ素変性ポリシ
ロキサンの場合、−50℃〜50℃の温度範囲内ではど
のような潤滑油濃度においても二相分離は認められなか
った。即ち、第3図の曲線A、Hに相当するものは現わ
れなかった。
As is clear from Table 1, the following examples are shown in Examples 1 to 3: 1.
In the case of 1.1.2-tetrafluoroethane and fluorine-modified polysiloxane, no two-phase separation was observed within the temperature range of -50°C to 50°C at any lubricating oil concentration. That is, curves corresponding to curves A and H in FIG. 3 did not appear.

これに対し、比較例1の次式(II)で示す低粘度のポ
リグリコール(n=16)は、同様に二相分離が認めら
れなかったが、比較例2の高粘度のポリグリコール(n
=21)には、UC:STニー30℃、LC8T : 
0℃ が認められた。
On the other hand, with the low viscosity polyglycol (n=16) represented by the following formula (II) of Comparative Example 1, no two-phase separation was similarly observed, but with the high viscosity polyglycol of Comparative Example 2 (n
=21), UC:ST knee 30℃, LC8T:
0°C was observed.

H,C:4O−(−CH2−CH−0−)n−H(n)
CH。
H,C:4O-(-CH2-CH-0-)n-H(n)
CH.

比較例3〜8で、臨界溶解温度が最も低いのは。Among Comparative Examples 3 to 8, which one has the lowest critical melting temperature.

比較例5のジオクチルセバケートで、UC8T:30℃
であった。その他は、いずれもUC5Tが50℃よりも
上である。
With dioctyl sebacate of Comparative Example 5, UC8T: 30°C
Met. In all other cases, UC5T is higher than 50°C.

第  2  表 第2表は、1,1,2.2−テトラフルオロエタン、ヘ
キサフルオロシクロプロパンおよび1,1゜1.2−テ
トラフルオロエタンとへキサフルオロシクロプロパンと
の等景況合物と、実施例1と比較例5で用いた潤滑油を
組合せた場合の臨界溶解温度を比較したものである。
Table 2 Table 2 shows 1,1,2,2-tetrafluoroethane, hexafluorocyclopropane, and isostatic compounds of 1,1°1,2-tetrafluoroethane and hexafluorocyclopropane, This is a comparison of the critical melting temperatures when the lubricating oils used in Example 1 and Comparative Example 5 are combined.

実施例1のフッ素変性ポリシロキサンを組合せた場合は
、いずれもUC8Tが一50℃よりも低く、比較例5の
ジオクチルセバケートとを組合せた場合と比較して、相
溶性が格段に優れていることが分かる。
When the fluorine-modified polysiloxane of Example 1 is combined, the UC8T is lower than -50°C in all cases, and the compatibility is much better than when combined with dioctyl sebacate of Comparative Example 5. I understand that.

[発明の効果] 本発明の前記特定のフッ化炭化水素系冷媒とフッ素変性
ポリシロキサンを含む作動媒体は、低温まで両者の二相
分離が起こらず、該冷媒が大気中に漏れてもオゾン破壊
の心配がないので冷凍装置の作動媒体として極めて優れ
ている。
[Effects of the Invention] In the working fluid containing the specific fluorinated hydrocarbon refrigerant and fluorine-modified polysiloxane of the present invention, two-phase separation between the two does not occur even at low temperatures, and even if the refrigerant leaks into the atmosphere, ozone destruction will occur. Since there is no need to worry about this, it is extremely suitable as a working medium for refrigeration equipment.

また、本発明の作動媒体の潤滑油であるフッ素変性ポリ
シロキサンは、吸湿性が極めて小さく、耐熱性、潤滑性
等が優れているので、エアコンや冷蔵庫等の冷凍装置の
効率向上並びに耐久寿命の向上に極めて有効である。
In addition, the fluorine-modified polysiloxane, which is the lubricating oil of the working medium of the present invention, has extremely low hygroscopicity and excellent heat resistance and lubricity, so it can improve the efficiency and extend the lifespan of refrigeration equipment such as air conditioners and refrigerators. It is extremely effective for improvement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はカーエアコン用の斜板式圧縮機の縦断面図、第
2図はカーエアコンの冷凍サイクルの系統概略図、第3
図は冷媒と潤滑油との二相分離温度と油濃度との関係を
示すグラフである。 1・・・プーリ、2・・・コイル、3・・・スラストベ
アリング、4・・・ピストン、5・・・斜板、6・・・
スリッパ、7・・・ボール、8・・・ギヤポンプ、9・
・・シャフト、10・・・潤滑油室、11・・・シャフ
トシール、12・・・圧縮機、13・・・凝縮器、14
・・・液タンク、15・・・膨張弁、16・・・蒸発器
(熱交換器)、17・・・ブロア、18・・・ラジェー
タファン、19・・・冷媒配送管。 以上 摺20 19−一冷瞭配曹 箭 口 1−−−プーリ 2−−コイル 午−−ピストン 5−−−←機 1−−ボール 9−−− シャフト 10−一声滑5由i 油う1准(!量
Figure 1 is a vertical cross-sectional view of a swash plate compressor for a car air conditioner, Figure 2 is a schematic diagram of the refrigeration cycle of a car air conditioner, and Figure 3 is a schematic diagram of the refrigeration cycle of a car air conditioner.
The figure is a graph showing the relationship between the two-phase separation temperature of refrigerant and lubricating oil and oil concentration. 1... Pulley, 2... Coil, 3... Thrust bearing, 4... Piston, 5... Swash plate, 6...
Slippers, 7...balls, 8...gear pumps, 9.
... Shaft, 10... Lubricating oil chamber, 11... Shaft seal, 12... Compressor, 13... Condenser, 14
...Liquid tank, 15...Expansion valve, 16...Evaporator (heat exchanger), 17...Blower, 18...Radiator fan, 19...Refrigerant delivery pipe. 20 19-Pulley 2--Coil 5--Piston 5--← Machine 1--Ball 9--Shaft 10-Issho slide 5 Yui Oil 1 Associate (! amount

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、炭素数2〜4の炭化水素の水素の一部または全部を
、フッ素で置換したフッ化炭化水素95〜40重量%と
、フッ素変性ポリシロキサン5〜60重量%を含むこと
を特徴とする冷凍装置用作動媒体。 2、前記フッ化炭化水素が臨界温度40℃以上であるこ
とを特徴とする請求項第1項記載の冷凍装置用作動媒体
。 3、前記フッ化炭化水素が、1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン
およびヘキサフルオロシクロプロパンの少なくとも1種
であることを特徴とする請求項第1項または第2項記載
の冷凍装置用作動媒体。 4、前記フッ素変性ポリシロキサンが、下記一般式〔
I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中、mは0〜5、nは該フッ素変性ポリシロキサン
の25℃の動粘度が100〜10,000センチストー
クスとなる値を示す。)で表わされるフッ素変性ポリシ
ロキサンであることを特徴とする請求項第1項〜第3項
のいずれかに記載の冷凍装置用作動媒体。 5、冷凍圧縮機、冷凍圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮す
る凝縮器、凝縮器によって凝縮された冷媒を小孔から噴
出させて膨張させる膨張弁、膨張弁により膨張された冷
媒の冷熱を交換する熱交換器を備えた冷凍装置において
、 前記冷凍圧縮機の作動媒体が炭素数2〜4の炭化水素の
水素の一部または全部を、フッ素で置換したフッ化炭化
水素95〜40重量%と、フッ素変性ポリシロキサン5
〜60重量%を含むことを特徴とする冷凍装置。 6、前記フッ化炭化水素が臨界温度40℃以上であるこ
とを特徴とする請求項第5項記載の冷凍装置。 7、前記フッ化炭化水素が、1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン
およびヘキサフルオロシクロプロパンの少なくとも1種
であることを特徴とする請求項第5項または第6項記載
の冷凍装置。 8、前記フッ素変性ポリシロキサンが、下記一般式〔
I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中、mは0〜5、nは該フッ素変性ポリシロキサン
の25℃の動粘度が100〜10,000センチストー
クスとなる値を示す。)で表わされるフッ素変性ポリシ
ロキサンであることを特徴とする請求項第5項〜第7項
のいずれかに記載の冷凍装置。
[Claims] 1. 95 to 40% by weight of a fluorinated hydrocarbon in which part or all of the hydrogen in a hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms has been replaced with fluorine, and 5 to 60% by weight of a fluorine-modified polysiloxane. A working medium for a refrigeration device, comprising: 2. The working fluid for a refrigeration system according to claim 1, wherein the fluorinated hydrocarbon has a critical temperature of 40° C. or higher. 3. A claim characterized in that the fluorinated hydrocarbon is at least one of 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane, and hexafluorocyclopropane. The working medium for a refrigeration device according to item 1 or 2. 4. The fluorine-modified polysiloxane has the following general formula [
I ] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. 4. The working fluid for a refrigeration system according to claim 1, wherein the working fluid is a fluorine-modified polysiloxane represented by: 5. A refrigeration compressor, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the refrigeration compressor, an expansion valve that injects the refrigerant condensed by the condenser through small holes and expands it, and exchanges the cold heat of the refrigerant expanded by the expansion valve. In a refrigeration system equipped with a heat exchanger, the working medium of the refrigeration compressor is 95 to 40% by weight of a fluorinated hydrocarbon in which part or all of the hydrogen in a hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms is replaced with fluorine. , fluorine-modified polysiloxane 5
A refrigeration device comprising ~60% by weight. 6. The refrigeration system according to claim 5, wherein the fluorinated hydrocarbon has a critical temperature of 40° C. or higher. 7. A claim characterized in that the fluorinated hydrocarbon is at least one of 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane, and hexafluorocyclopropane. The refrigeration device according to item 5 or 6. 8. The fluorine-modified polysiloxane has the following general formula [
I ] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. 8. The refrigeration device according to claim 5, wherein the refrigeration device is a fluorine-modified polysiloxane represented by the following formula.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991009921A1 (en) * 1989-12-21 1991-07-11 Allied-Signal Inc. Partially fluorinated silicone refrigeration lubricants

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