JPH0593198A - 圧縮式冷凍サイクルの潤滑方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 代替フロン系の冷媒を用いた圧縮式冷凍サイ
クルの潤滑方法を開発すること。 【構成】 油分離器及び／又はホットガスラインを有す
る圧縮式冷凍サイクルにおいて、１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン等の代替フロン系冷媒及び１００℃の
動粘度が２〜５０ｃＳｔでかつ界面張力が２５ｄｙｎｅ
／ｃｍ以上の常温で液体の潤滑剤を用いることを特徴と
する圧縮式冷凍サイクルの潤滑方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮式冷凍サイクルの
潤滑方法に関し、詳しくは１，１，１，２−テトラフル
オロエタン（Ｒ−１３４ａ）等の代替フロン系冷媒と共
に、特定の潤滑剤を併用することにより、圧縮式冷凍サ
イクルを、耐摩耗性，冷却性及び安定性を損なうことな
く効果的に潤滑する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
圧縮機，凝縮器，膨張弁及び蒸発器からなる圧縮式冷凍
サイクルには、冷媒としてジクロロジフルオロメタン
（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）等
のフッ化炭化水素系のフロン化合物が用いられており、
また、それと併用して問題のない潤滑剤が多数製造さ
れ、使用されてきた。しかるに、従来冷媒として使用さ
れてきたこのフロン化合物は、大気中に放出されたとき
に、オゾン層を破壊し、環境汚染問題を惹起する恐れが
あると懸念されている。近時、その環境汚染対策の面か
ら、その代替となりうる１，１，１，２−テトラフルオ
ロエタン（Ｒ−１３４ａ）等の弗化炭化水素（あるいは
塩化弗化炭化水素）の開発が進められ、既に、Ｒ−１３
４ａをはじめ、１，１，２，２−テトラフルオロエタン
（Ｒ−１３４）等、環境汚染の恐れが少なく、上記要求
特性を満足しうる各種の所謂代替フロンが市場に出廻る
ようになって来ている。この新らしい代替フロン系の冷
媒は、従来のフロン系冷媒とは性質を異にし、それと併
用される潤滑剤として、グリコール化合物，エステル化
合物等が提案（米国特許第4,７５5,３１６号明細書，特
開平３−３３１９３号公報等）されているが、耐摩耗
性，冷却性及び安定性に問題を残している。

【０００３】本発明者は、圧縮式冷凍サイクルにおい
て、代替フロン系の冷媒を用いるとともに、この代替フ
ロン系冷媒に適合する潤滑剤を検討した。その結果、代
替フロン系冷媒と特定の潤滑剤を組み合わせ使用するこ
とによって、圧縮式冷凍サイクルを効率よく潤滑できる
ことを見出した。本発明はこのような知見に基いて完成
したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、圧
縮機，凝縮器，膨張弁及び蒸発器からなる冷凍サイクル
系内に油分離器及び／又はホットガスラインを有する圧
縮式冷凍サイクルにおいて、冷媒として１，１，１，２
−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）；１，１，
２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４）；１，１
−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１
２３）；１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（Ｒ−
１４２ｂ）；１，１−ジフルオロエタン（Ｒ−１５２
ａ）；トリフルオロメタン（Ｒ−２３）；ジフルオロメ
タン（Ｒ−３２）；ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２
５）及び１，１，１−トリフルオロエタン（Ｒ−１４３
ａ）よりなる群から選ばれた少なくとも一種を主成分と
する代替フロン系冷媒を用いるとともに、潤滑剤として
１００℃の動粘度が２〜５０ｃＳｔでかつ界面張力が２
５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の常温で液体の潤滑剤を用いるこ
とを特徴とする圧縮式冷凍サイクルの潤滑方法を提供す
るものである。

【０００５】通常、圧縮式冷凍サイクルは、圧縮機−凝
縮器−膨張弁−蒸発器からなる。また、冷凍機用の潤滑
剤は、一般に、冷凍機に使用される冷媒と相溶性が良好
なものが使用される。しかし、上記の冷凍サイクルで代
替冷媒を用いたときに、冷凍機を一般的に使用されてい
る潤滑剤で潤滑すると、耐摩耗性が不十分であったり、
安定性が不足して長期安定使用ができなかった。特に、
電気冷蔵庫や小型エアコンディショナーなどの冷凍サイ
クルのように、膨張弁としてキャピラリーチューブを使
用する場合にこの傾向が著しい。

【０００６】本発明は、かかる問題を解消するために通
常の常識とは全く反対の発想に基づいて完成されたもの
である。つまり、冷凍サイクルに使用する潤滑剤は、冷
凍サイクルに使用する冷媒との相溶性は必ずしも要しな
いという発想に基づいて完成されたものである。それに
伴って、冷凍サイクルに一定の条件を加えてなるもので
ある。すなわち、本発明は、油分離器及び／又はホット
ガスラインを有する圧縮式冷凍サイクルを代替フロン系
冷媒を使用して運転する場合に、潤滑剤として１００℃
の動粘度が２〜５０ｃＳｔ、好ましくは３〜３０ｃＳｔ
でかつ界面張力が２５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、好ましくは
３０〜８０ｄｙｎｅ／ｃｍの常温で液体の潤滑剤を用い
ることを特徴とするものである。このような特徴を有す
る潤滑剤として本発明において使用することができるも
のは、様々なものがあるが、具体的には、鉱油（パラフ
ィン基，ナフテン基，中間基）系潤滑油を始め、各種の
合成潤滑油（例えば、アルキルベンゼン，アルキルナフ
タレン，ポリ−α−オレフィン等）を挙げることができ
る。また、これらの潤滑剤には、各種添加剤を配合する
ことができる。その添加剤としては、リン酸エステル，
亜リン酸エステル等の極圧剤をはじめ、酸化防止剤，塩
素捕捉剤，金属不活性化剤，消泡剤，清浄分散剤，粘度
指数向上剤，防錆剤，腐食防止剤，流動点降下剤等を挙
げることができる。

【０００７】一方、本発明において使用する冷媒として
は、上述したようにＲ−１３４ａ，Ｒ−１３４，Ｒ−１
２３，Ｒ−１４２ｂ，Ｒ−１５２ａ，Ｒ−２３，Ｒ−３
２，Ｒ−１２５およびＲ−１４３ａよりなる群から選ば
れた少なくとも一種を主成分とする冷媒が用いられる。
これらは単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用
すればよいが、特にＲ−１３４ａ及びＲ−３２が最適で
ある。また、二種以上混合する場合は、Ｒ−１３４ａと
Ｒ−３２，Ｒ−３２とＲ−１２５、あるいはＲ１３４
ａ，Ｒ−３２とＲ−１２５の組み合わせが好適である。
なお、上記冷媒には、下記の冷媒を比較的小割合で混合
使用してもよい。すなわち、混合使用できる冷媒は、ク
ロロテトラフルオロエタン（Ｒ−１２４），ジクロロテ
トラフルオロエタン（Ｒ−１４１ｂ），１，１−ジクロ
ロ−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ
−２２５ｃａ），１，３−ジクロロ−１，１，２，２，
３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ−２２５ｃｂ）等が挙
げられる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。 実施例１〜９及び比較例１〜４ 各種圧縮式冷凍サイクルを用いて実機テストを行った。
その結果は次の通りである。なお、膨張弁はキャピラリ
ーチューブ式のものを用いた。 圧縮式冷凍サイクルの方式 Ａ： 油分離機及びホットガスラインを有する「圧縮機
−凝縮器−膨張弁−蒸発器」の圧縮式冷凍サイクル（図
１参照） Ｂ： 油分離機を有する「圧縮機−凝縮器−膨張弁−蒸
発器」の圧縮式冷凍サイクル（図２参照） Ｃ： ホットガスラインを有する「圧縮機−凝縮器−膨
張弁−蒸発器」の圧縮式冷凍サイクル（図３参照） Ｄ： 「圧縮機−凝縮器−膨張弁−蒸発器」の圧縮式冷
凍サイクル（図４参照）。なお、Ｄは、比較用である。 実機テストは、出力１００ＷのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの冷凍機
について、代替フロン系の冷媒としてＲ−１３４ａを用
い、下記潤滑剤で１年間に亘って冷凍試験を実施した。 運転状況 吸入温度 ： −４０℃ 凝縮温度 ： ３０℃ 評価法 １．蒸発機の温度を測定した。 ２．運転状態に異常が生じた時点で停止し、その原因追
求のため各部を観察した。 冷凍試験にあたって使用した潤滑剤を第１表に示す。

【０００９】

【表１】

【００１０】そして、実機テストの結果を第２表に示
す。

【００１１】

【表２】

【００１２】実施例１０〜１８及び比較例５〜８ 代替フロン系冷媒としてＲ−３２を用い、同様に冷凍試
験を実施した。実機テストの結果を第３表に示す。

【００１３】

【表３】

【００１４】

【発明の効果】以上のように、代替フロン系の冷媒であ
っても、本発明のように１００℃の動粘度が２〜５０ｃ
Ｓｔでかつ界面張力が２５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の常温で
液体の潤滑剤を使用すれば、耐摩耗性，冷却性及び安定
性に問題なく運転することができる。したがって、本発
明の方法は、冷凍装置を小型化する際に特に効果的であ
り、その工業的な利用価値は高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において適用された圧縮式冷凍サイクル
のＡ方式の流れ図である。

【図２】本発明において適用された圧縮式冷凍サイクル
のＢ方式の流れ図である。

【図３】本発明において適用された圧縮式冷凍サイクル
のＣ方式の流れ図である。

【図４】比較例に適用された圧縮式冷凍サイクルのＤ方
式図の流れ図である。

【符号の説明】

１：圧縮機 ２：凝縮器 ３：膨張弁 ４：蒸発器 ５：油分離器 ６：ホットガスライン ７：ホットガスライン用弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 101:04 105:04 Ｃ１０Ｎ 20:00 Ｚ 8217−4Ｈ 20:02 30:06 40:30

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機，凝縮器，膨張弁及び蒸発器から
   なる冷凍サイクル系内に油分離器及び／又はホットガス
   ラインを有する圧縮式冷凍サイクルにおいて、冷媒とし
   て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；１，１−ジクロロ−
   ２，２，２−トリフルオロエタン；１−クロロ−１，１
   −ジフルオロエタン；１，１−ジフルオロエタン；トリ
   フルオロメタン；ジフルオロメタン；ペンタフルオロエ
   タン及び１，１，１−トリフルオロエタンよりなる群か
   ら選ばれた少なくとも一種を主成分とする代替フロン系
   冷媒を用いるとともに、潤滑剤として１００℃の動粘度
   が２〜５０ｃＳｔでかつ界面張力が２５ｄｙｎｅ／ｃｍ
   以上の常温で液体の潤滑剤を用いることを特徴とする圧
   縮式冷凍サイクルの潤滑方法。