JPH09118879A - 冷媒組成物 - Google Patents
冷媒組成物Info
- Publication number
- JPH09118879A JPH09118879A JP7277622A JP27762295A JPH09118879A JP H09118879 A JPH09118879 A JP H09118879A JP 7277622 A JP7277622 A JP 7277622A JP 27762295 A JP27762295 A JP 27762295A JP H09118879 A JPH09118879 A JP H09118879A
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- JP
- Japan
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- oil
- pentane
- compressor
- refrigerant
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １，１，１，２−テトラフルオロエタンとア
ルキルベンゼン油とは相溶性がないため、冷媒回路の蒸
発器中で２相分離が発生し、しかも、蒸発温度が低いと
オイルの粘性が高くなり、圧縮機１にオイルが戻されず
にこの圧縮機の軸受摺動部が焼き付いてしまう危険性が
ある。 【解決手段】 １，１，１，２−テトラフルオロエタン
の冷媒とアルキルベンゼン油の冷凍機油とを圧縮機のあ
る冷媒回路に充填し、この両者と相溶性のあるｎ−ペン
タンを添加し、前記１，１，１，２−テトラフルオロエ
タンとｎ−ペンタンとの２成分でのこのｎ−ペンタン添
加量を３重量％以上６重量％以下とし、前記ｎ−ペンタ
ンでアルキルベンゼン油を回収するとともに、このｎ−
ペンタンの不燃限界を越えないようにする。
ルキルベンゼン油とは相溶性がないため、冷媒回路の蒸
発器中で２相分離が発生し、しかも、蒸発温度が低いと
オイルの粘性が高くなり、圧縮機１にオイルが戻されず
にこの圧縮機の軸受摺動部が焼き付いてしまう危険性が
ある。 【解決手段】 １，１，１，２−テトラフルオロエタン
の冷媒とアルキルベンゼン油の冷凍機油とを圧縮機のあ
る冷媒回路に充填し、この両者と相溶性のあるｎ−ペン
タンを添加し、前記１，１，１，２−テトラフルオロエ
タンとｎ−ペンタンとの２成分でのこのｎ−ペンタン添
加量を３重量％以上６重量％以下とし、前記ｎ−ペンタ
ンでアルキルベンゼン油を回収するとともに、このｎ−
ペンタンの不燃限界を越えないようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷媒回路に用いら
れ、且つ、オゾン層を破壊する危険のない冷媒組成物に
関する。
れ、且つ、オゾン層を破壊する危険のない冷媒組成物に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷凍機の冷媒として用いられてい
るものにはＲ１２（ジクロロフルオロメタン）とＲ５０
０（Ｒ１２とＲ１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）
との共沸混合物）が多い。Ｒ１２の化学式はＣＣｌ2Ｆ2
である。又、その沸点は大気圧で−２９．６５℃で、Ｒ
５００の沸点は−３３．４５℃であり通常の冷媒回路に
好適である。更に圧縮機への吸込温度が比較的高くても
吐出温度が圧縮機のオイルスラッジを引き起こす程高く
ならない性質を有している。更に又、Ｒ１２は鉱物油や
アルキルベンゼン油等の従来の圧縮機のオイルと相溶性
が良く、冷媒回路中のオイルを圧縮機まで引き戻す役割
も果たす。
るものにはＲ１２（ジクロロフルオロメタン）とＲ５０
０（Ｒ１２とＲ１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）
との共沸混合物）が多い。Ｒ１２の化学式はＣＣｌ2Ｆ2
である。又、その沸点は大気圧で−２９．６５℃で、Ｒ
５００の沸点は−３３．４５℃であり通常の冷媒回路に
好適である。更に圧縮機への吸込温度が比較的高くても
吐出温度が圧縮機のオイルスラッジを引き起こす程高く
ならない性質を有している。更に又、Ｒ１２は鉱物油や
アルキルベンゼン油等の従来の圧縮機のオイルと相溶性
が良く、冷媒回路中のオイルを圧縮機まで引き戻す役割
も果たす。
【０００３】しかしながら、上記各冷媒はその高いオゾ
ン破壊潜在性により、大気中に放出されて地球上空のオ
ゾン層に到達すると、当該オゾン層を破壊する。このオ
ゾン層の破壊は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引き起こ
されることは判っている。
ン破壊潜在性により、大気中に放出されて地球上空のオ
ゾン層に到達すると、当該オゾン層を破壊する。このオ
ゾン層の破壊は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引き起こ
されることは判っている。
【０００４】そこで、この塩素基を含まない冷媒、例え
ばＲ１２５（ペンタフルオロエタン）やＲ１３４ａ
（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）がこれらの
代替冷媒として考えられている。このＲ１２５の沸点は
大気圧で−４８℃で、Ｒ１３４ａの沸点は−２６℃であ
る。
ばＲ１２５（ペンタフルオロエタン）やＲ１３４ａ
（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）がこれらの
代替冷媒として考えられている。このＲ１２５の沸点は
大気圧で−４８℃で、Ｒ１３４ａの沸点は−２６℃であ
る。
【０００５】又、Ｒ２２（クロロジフルオロメタン）は
塩素基（Ｃｌ）を含むものであるが、水素基（Ｈ）を有
しているため、オゾン層に到達する以前に活性分解され
るので、オゾン層を破壊する係数がＲ１２に比べて小さ
い。このＲ２２の沸点は大気圧で−４０．７５℃であ
る。
塩素基（Ｃｌ）を含むものであるが、水素基（Ｈ）を有
しているため、オゾン層に到達する以前に活性分解され
るので、オゾン層を破壊する係数がＲ１２に比べて小さ
い。このＲ２２の沸点は大気圧で−４０．７５℃であ
る。
【０００６】これらは、先行する米国特許第４８１０４
０３号明細書においても述べられており、これらの冷媒
を使用したオゾン層を破壊しないブレンドの例がいくつ
か示されている。
０３号明細書においても述べられており、これらの冷媒
を使用したオゾン層を破壊しないブレンドの例がいくつ
か示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記米国特許明細書に
は、オゾン層を破壊しない複数の冷媒のブレンドによっ
て前述のＲ１２（ジクロロフルオロメタン）と同等の冷
凍能力を発揮する例がいくつか示されており、塩素基
（Ｃｌ）を含まないものとしては前述のＲ１２５他がま
た、塩素基（Ｃｌ）と水素基（Ｈ）を含む冷媒としてＲ
２２やＲ１４２ｂ他によるブレンドは示されている。
は、オゾン層を破壊しない複数の冷媒のブレンドによっ
て前述のＲ１２（ジクロロフルオロメタン）と同等の冷
凍能力を発揮する例がいくつか示されており、塩素基
（Ｃｌ）を含まないものとしては前述のＲ１２５他がま
た、塩素基（Ｃｌ）と水素基（Ｈ）を含む冷媒としてＲ
２２やＲ１４２ｂ他によるブレンドは示されている。
【０００８】しかしながら、係る先行技術に示されるよ
うな冷媒ブレンドでは以下に示す不都合が生じる。即
ち、上記塩素基（Ｃｌ）を含まない冷媒、Ｒ１２５及び
Ｒ１３４ａは冷凍サイクルの圧縮機に従来使用されてい
る鉱物油やアルキルベンゼン油等のオイルとの相溶性が
極度に悪い。これは、オイルとの相溶性が塩素基（Ｃ
ｌ）の存在に依っているからである。又、Ｒ２２も塩素
基（Ｃｌ）を有するものの沸点が低いためオイルとの相
溶性はＲ１２ほど良好ではない。
うな冷媒ブレンドでは以下に示す不都合が生じる。即
ち、上記塩素基（Ｃｌ）を含まない冷媒、Ｒ１２５及び
Ｒ１３４ａは冷凍サイクルの圧縮機に従来使用されてい
る鉱物油やアルキルベンゼン油等のオイルとの相溶性が
極度に悪い。これは、オイルとの相溶性が塩素基（Ｃ
ｌ）の存在に依っているからである。又、Ｒ２２も塩素
基（Ｃｌ）を有するものの沸点が低いためオイルとの相
溶性はＲ１２ほど良好ではない。
【０００９】圧縮機のオイルが冷媒に溶けない場合、冷
媒回路の蒸発器中で二相分離（オイルと冷媒の分離）が
発生し、しかも蒸発温度が低いとオイルの粘性が高くな
り圧縮機にオイルが戻されずに圧縮機の軸受摺動部が焼
付いてしまう危険性がある。
媒回路の蒸発器中で二相分離（オイルと冷媒の分離）が
発生し、しかも蒸発温度が低いとオイルの粘性が高くな
り圧縮機にオイルが戻されずに圧縮機の軸受摺動部が焼
付いてしまう危険性がある。
【００１０】本発明は係る先行技術が有する種々の課題
を解決することを目的とする。
を解決することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、
１，１，１，２−テトラフルオロエタンの冷媒とアルキ
ルベンゼン油の冷凍機油とを圧縮機のある冷媒回路に充
填し、この両者と相溶性のあるｎ−ペンタンを前記冷媒
に添加し、このｎ−ペンタンを１，１，１，２−テトラ
フルオロエタンと共に循環させてアルキルベンゼン油を
回収するようにしている。
１，１，１，２−テトラフルオロエタンの冷媒とアルキ
ルベンゼン油の冷凍機油とを圧縮機のある冷媒回路に充
填し、この両者と相溶性のあるｎ−ペンタンを前記冷媒
に添加し、このｎ−ペンタンを１，１，１，２−テトラ
フルオロエタンと共に循環させてアルキルベンゼン油を
回収するようにしている。
【００１２】請求項２の発明では、１，１，１，２−テ
トラフルオロエタンの冷媒とアルキルベンゼン油の冷凍
機油とを圧縮機のある冷媒回路に充填し、この両者と相
溶性のあるｎ−ペンタンを添加し、前記１，１，１，２
−テトラフルオロエタンとｎ−ペンタンとの２成分での
このｎ−ペンタン添加量を３重量％以上６重量％以下と
し、前記ｎ−ペンタンでアルキルベンゼン油を回収する
と共に、このｎ−ペンタンの不燃限界を越えないように
している。
トラフルオロエタンの冷媒とアルキルベンゼン油の冷凍
機油とを圧縮機のある冷媒回路に充填し、この両者と相
溶性のあるｎ−ペンタンを添加し、前記１，１，１，２
−テトラフルオロエタンとｎ−ペンタンとの２成分での
このｎ−ペンタン添加量を３重量％以上６重量％以下と
し、前記ｎ−ペンタンでアルキルベンゼン油を回収する
と共に、このｎ−ペンタンの不燃限界を越えないように
している。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下この発明を図に基づいて説明
する。
する。
【００１４】図１はこの発明の冷凍サイクルの冷媒回路
図である。図２はこの発明の圧縮機内の油面高さを示す
特性図である。図３はこの発明の圧縮機へのオイルの戻
りを示す特性図である。図４はこの発明の蒸発温度によ
るオイル戻りを示す特性図である。
図である。図２はこの発明の圧縮機内の油面高さを示す
特性図である。図３はこの発明の圧縮機へのオイルの戻
りを示す特性図である。図４はこの発明の蒸発温度によ
るオイル戻りを示す特性図である。
【００１５】１は電動機によって駆動される圧縮機、２
は凝縮器、３はキャピラリチューブ、４は蒸発器であ
り、これらは順次接続されている。圧縮機１と凝縮器２
との間にはドレン水蒸発用の熱交換器５と、断熱箱体６
の露付を防止するフレームパイプ７と、圧縮機１内のオ
イルを冷却するオイルクーラ８とが直列に接続されてい
る。また、蒸発器４は断熱箱体６内に内蔵されている。
は凝縮器、３はキャピラリチューブ、４は蒸発器であ
り、これらは順次接続されている。圧縮機１と凝縮器２
との間にはドレン水蒸発用の熱交換器５と、断熱箱体６
の露付を防止するフレームパイプ７と、圧縮機１内のオ
イルを冷却するオイルクーラ８とが直列に接続されてい
る。また、蒸発器４は断熱箱体６内に内蔵されている。
【００１６】圧縮機１内に充填された冷凍機油はアルキ
ルベンゼン油である。また、冷媒回路内には化学式に塩
素基（Ｃｌ）を含まない冷媒１，１，１，２−テトラフ
ルオロエタン（以下Ｒ１３４ａという）とｎ−ペンタン
との混合物が充填されている。その組成はＲ１３４ａが
９７重量％から９４重量％、ｎ−ペンタンが３重量％か
ら６重量％の範囲で、このｎ−ペンタンをオイルのキャ
リアとすると共に、周囲温度による不燃限界を越えない
範囲にしている。ｎ−ペンタンの不燃限界はＲ１３４ａ
に対して周囲温度が２５℃では７．８重量％、周囲温度
が１００℃では５．８重量％である。
ルベンゼン油である。また、冷媒回路内には化学式に塩
素基（Ｃｌ）を含まない冷媒１，１，１，２−テトラフ
ルオロエタン（以下Ｒ１３４ａという）とｎ−ペンタン
との混合物が充填されている。その組成はＲ１３４ａが
９７重量％から９４重量％、ｎ−ペンタンが３重量％か
ら６重量％の範囲で、このｎ−ペンタンをオイルのキャ
リアとすると共に、周囲温度による不燃限界を越えない
範囲にしている。ｎ−ペンタンの不燃限界はＲ１３４ａ
に対して周囲温度が２５℃では７．８重量％、周囲温度
が１００℃では５．８重量％である。
【００１７】図１における冷媒回路中の冷媒の動作を説
明する。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス状の冷媒
はドレン水蒸発用の熱交換器５とフレームパイプ７とを
流れる間に熱交換されて液化し、この液化した冷媒はオ
イルクーラ８に流入して圧縮機１のオイルを冷却する。
圧縮機１のオイルを冷却した冷媒は凝縮器２に流入して
再度放熱し液化する。そして、この液化した冷媒はキャ
ピラリチューブ３で減圧されて蒸発器４に流入し、そこ
で蒸発して冷却能力を発揮し、圧縮機１に帰還する。
明する。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス状の冷媒
はドレン水蒸発用の熱交換器５とフレームパイプ７とを
流れる間に熱交換されて液化し、この液化した冷媒はオ
イルクーラ８に流入して圧縮機１のオイルを冷却する。
圧縮機１のオイルを冷却した冷媒は凝縮器２に流入して
再度放熱し液化する。そして、この液化した冷媒はキャ
ピラリチューブ３で減圧されて蒸発器４に流入し、そこ
で蒸発して冷却能力を発揮し、圧縮機１に帰還する。
【００１８】冷媒を形成するＲ１３４ａはＨＦＣ冷媒で
あるため、従来の冷凍機油であるアルキルベンゼン油と
溶け合わないが、ｎ−ペンタンは従来の冷凍機油と相溶
性があり、圧縮機１から吐出した冷凍機油を溶け込ませ
てこの圧縮機１に帰還させる。これによって冷媒回路中
の冷凍機油は停滞することなく圧縮機１へ回収される。
あるため、従来の冷凍機油であるアルキルベンゼン油と
溶け合わないが、ｎ−ペンタンは従来の冷凍機油と相溶
性があり、圧縮機１から吐出した冷凍機油を溶け込ませ
てこの圧縮機１に帰還させる。これによって冷媒回路中
の冷凍機油は停滞することなく圧縮機１へ回収される。
【００１９】図２は蒸発温度を−１２℃から−３０℃の
範囲で変化させたときの圧縮機１の油面高さを測定した
結果で、油面は冷媒の種類やオイルキャリアの添加の有
無に係わらず蒸発温度の低下と共に下がる傾向にある
が、オイルキャリア無しのＲ１３４ａ単独の場合には、
蒸発温度が−２６℃を下回ると急激に油面が低下し、オ
イル供給が不足する警戒域に近づき、オイルキャリアを
添加した場合は、蒸発温度が−３０℃でも添加量の増大
と共に油面が上昇している。すなわち、オイルキャリア
による返油特性の改善が見られる。
範囲で変化させたときの圧縮機１の油面高さを測定した
結果で、油面は冷媒の種類やオイルキャリアの添加の有
無に係わらず蒸発温度の低下と共に下がる傾向にある
が、オイルキャリア無しのＲ１３４ａ単独の場合には、
蒸発温度が−２６℃を下回ると急激に油面が低下し、オ
イル供給が不足する警戒域に近づき、オイルキャリアを
添加した場合は、蒸発温度が−３０℃でも添加量の増大
と共に油面が上昇している。すなわち、オイルキャリア
による返油特性の改善が見られる。
【００２０】図３は蒸発温度を−３０℃、周囲温度を５
℃に固定しＲ１３４ａ単独で連続運転してオイルの滞留
が起きている状態にした後、オイルキャリアの添加を行
い、油面高さの復帰の経過を測定した結果で、無添加で
の油面は運転開始後に警戒域に達し、一旦油面が復帰し
た後、時間経過と共に連続して低下しており、４８時間
後も低下の傾向にある。ここで、オイルキャリアである
ｎ−ペンタンを３重量％まで添加して運転を再開すると
指数関数的に油面高さが復帰する。添加後約２０時間で
油面は１０．５ｍｍの高さで安定し、図２に示したｎ−
ペンタンを３重量％添加したときの油面の高さが再現さ
れる。油面高さが安定していることを確認後、再度ｎ−
ペンタンを３重量％添加すると更に油面は上昇し、２時
間後にやはり図２に示した油面高さ１１ｍｍに達した。
この結果から、ｎ−ペンタンは冷媒回路を循環してお
り、比較的即効性のある返油効果をもたらすと考えられ
る。また、蒸発温度−３０℃では３重量％のｎ−ペンタ
ンの添加によって返油特性が大幅に向上する。
℃に固定しＲ１３４ａ単独で連続運転してオイルの滞留
が起きている状態にした後、オイルキャリアの添加を行
い、油面高さの復帰の経過を測定した結果で、無添加で
の油面は運転開始後に警戒域に達し、一旦油面が復帰し
た後、時間経過と共に連続して低下しており、４８時間
後も低下の傾向にある。ここで、オイルキャリアである
ｎ−ペンタンを３重量％まで添加して運転を再開すると
指数関数的に油面高さが復帰する。添加後約２０時間で
油面は１０．５ｍｍの高さで安定し、図２に示したｎ−
ペンタンを３重量％添加したときの油面の高さが再現さ
れる。油面高さが安定していることを確認後、再度ｎ−
ペンタンを３重量％添加すると更に油面は上昇し、２時
間後にやはり図２に示した油面高さ１１ｍｍに達した。
この結果から、ｎ−ペンタンは冷媒回路を循環してお
り、比較的即効性のある返油効果をもたらすと考えられ
る。また、蒸発温度−３０℃では３重量％のｎ−ペンタ
ンの添加によって返油特性が大幅に向上する。
【００２１】図４は蒸発温度−３０℃以下でのオイルキ
ャリアの返油特性を各種フリーザを用いてテストした結
果で、適正な油面高さを確保するためのｎ−ペンタンの
添加量は蒸発温度との相関関係があり、−４０℃の蒸発
温度を得るにはｎ−ペンタンを６重量％添加する必要が
あることが判る。
ャリアの返油特性を各種フリーザを用いてテストした結
果で、適正な油面高さを確保するためのｎ−ペンタンの
添加量は蒸発温度との相関関係があり、−４０℃の蒸発
温度を得るにはｎ−ペンタンを６重量％添加する必要が
あることが判る。
【００２２】ｎ−ペンタンはＲ１３４ａのＨＦＣ冷媒と
アルキルベンゼン油の冷凍機油との両者に溶解すること
により、例えばｎ−ペンタンを６重量％添加した場合の
循環組成は、ガスクロマトグラフィでの分析結果から約
４重量％となった。この結果からｎ−ペンタンを６重量
％添加しても運転中の組成は不燃限界の５．８重量％以
下であり、かつ、沸点と露点との差も小さく抑えられ
る。
アルキルベンゼン油の冷凍機油との両者に溶解すること
により、例えばｎ−ペンタンを６重量％添加した場合の
循環組成は、ガスクロマトグラフィでの分析結果から約
４重量％となった。この結果からｎ−ペンタンを６重量
％添加しても運転中の組成は不燃限界の５．８重量％以
下であり、かつ、沸点と露点との差も小さく抑えられ
る。
【００２３】
【発明の効果】本発明の冷媒組成物によればオゾン層を
破壊する危険性がなく、更に、１，１，１，２−テトラ
フルオロエタンとアルキルベンゼン油との両者と相溶性
の良いｎ−ペンタンによって従来の冷媒回路中に特別な
機構を追加することなく冷凍機油が圧縮機に回収される
ので、圧縮機の焼き付きを防止できる。
破壊する危険性がなく、更に、１，１，１，２−テトラ
フルオロエタンとアルキルベンゼン油との両者と相溶性
の良いｎ−ペンタンによって従来の冷媒回路中に特別な
機構を追加することなく冷凍機油が圧縮機に回収される
ので、圧縮機の焼き付きを防止できる。
【図１】この発明の冷媒回路図である。
【図２】この発明の圧縮機内の油面高さを示す特性図で
ある。
ある。
【図３】この発明の圧縮機へのオイルの戻りを示す特性
図である。
図である。
【図４】この発明の蒸発温度によるオイル戻りを示す特
性図である。
性図である。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ キャピラリチューブ ４ 蒸発器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹政 一夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 １，１，１，２−テトラフルオロエタン
の冷媒とアルキルベンゼン油の冷凍機油とを圧縮機のあ
る冷媒回路に充填し、この両者と相溶性のあるｎ−ペン
タンを前記冷媒に添加したことを特徴とする冷媒組成
物。 - 【請求項２】 １，１，１，２−テトラフルオロエタン
の冷媒とアルキルベンゼン油の冷凍機油とを圧縮機のあ
る冷媒回路に充填し、この両者と相溶性のあるｎ−ペン
タンを添加し、前記１，１，１，２−テトラフルオロエ
タンとｎ−ペンタンとの２成分でのこのｎ−ペンタン添
加量を３重量％以上６重量％以下としたことを特徴とす
る冷媒組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7277622A JPH09118879A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 冷媒組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7277622A JPH09118879A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 冷媒組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118879A true JPH09118879A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17585993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7277622A Pending JPH09118879A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 冷媒組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09118879A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6516837B2 (en) | 2000-09-27 | 2003-02-11 | Honeywell International Inc. | Method of introducing refrigerants into refrigeration systems |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP7277622A patent/JPH09118879A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6516837B2 (en) | 2000-09-27 | 2003-02-11 | Honeywell International Inc. | Method of introducing refrigerants into refrigeration systems |
| US6640841B2 (en) | 2000-09-27 | 2003-11-04 | Honeywell International Inc. | Method of introducing refrigerants into refrigeration systems |
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