JPH0948990A - 冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期間に渡ってより一層安定的に動作可能な、
ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒とエステル冷凍機
油とを作動媒体とする冷凍サイクルを提供すること。 【解決手段】ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧
縮する冷凍圧縮機１と冷媒を凝縮させる凝縮器２と、冷
媒を蒸発させる蒸発器４と冷媒を膨張させるキャピラリ
３とを備え、冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクル
の作動媒体とし、特定の化合物成形体が、酸捕捉部材と
して作動媒体の流路中に配置されている冷凍サイクルで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドロフルオロ
カーボンを含む冷媒とエステル冷凍機油とを作動媒体と
する冷凍サイクルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷凍機、冷蔵庫、空調機などに
は、冷媒としてフッ素と塩素を含むフロン、例えばクロ
ロフルオロカーボン（ＣＦＣ）であるＲ１１（トリクロ
ロモノフルオロメタン）やＲ１２（ジクロロジフルオロ
メタン）、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦ
Ｃ）であるＲ２２（モノクロロジフルオロメタン）など
が使用されてきた。しかしながら、この種のフロン化合
物は、大気中に放出された場合に、そのほとんどが分解
されず、成層圏のオゾン層を破壊し、生体系に悪影響を
及ぼすとして国際的に使用が規制されつつある。そのた
め、これら塩素を含まない代替フロン物質の検討が広く
なされている。

【０００３】これらＣＦＣ、ＨＣＦＣの代替物質とし
て、塩素原子を含まないハイドロフルオロカーボン（Ｈ
ＦＣ）が使用されるようになった。しかしながらこれら
ＨＦＣを冷媒として用いる冷凍サイクルでは、冷媒との
相溶性の観点から、ポリアルキレングルコール（ＰＡ
Ｇ）類やエステル類などの極性を有する冷凍機油を用い
る必要がある。そして冷媒のＨＦＣ自体も極性が高いた
めに、冷媒と冷凍機油からなる作動媒体自体が非常に吸
水性が高い。

【０００４】特開平4-122792号公報では、冷凍機油の劣
化を抑制するためにイオン交換樹脂またはエポキシ化合
物を装備した冷凍サイクルが提案されている。

【０００５】冷凍機油としては、基油の安定性を確保す
るために色々な酸・水分捕捉剤を添加する方法が提案さ
れている（潤滑油１００重量部にエポキシ含有フッ素含
有ポリシロキサンを添加する特開平4-36387号公報、２
または３価のポリオールグリシジルエーテルを含むＰＡ
Ｇ系冷凍機油の特開平4-55498号公報、エステル油とア
ルキルベンゼンまたは鉱油とも混合物にジまたはポリグ
リシジルエーテル化合物を配合した冷凍機油組成物の特
開平5-17792号公報、エポキシ含有ポリシロキサンを配
合した潤滑油組成物の特開平1-193393号公報、脂環式エ
ポキシ化合物を0.05-15重量部配合した特開平5-105896
号公報、ポリオールエステルにエポキシシクロヘキシル
（またはペンチル）基を有する化合物を配合した冷凍機
作動流体用組成物の特開平5-209171号公報、エステル油
にグリジジルエーテル型エポキシ化合物を添加した冷凍
機作動流体用組成物の特開平6-1970号公報、炭素数１〜
４のアルキル基２個で２位が置換されたエチル−グリシ
ジルエーテルであるエポキシ化合物を配合した冷凍機油
の特開平6- 88087号公報、基油にリモネンオキサイド、
α-ピネンオキサイド、L-カルボンオキサイドからなる
群より選ばれたエポキシ化合物を配合した冷凍機油の特
開平6-240279号公報、ポリエーテルに芳香族モノ、ジカ
ルボン酸グリシジルまたはエポキシシクロアルキル基含
有化合物を添加した冷凍機油の特開平6-240277号公報、
基油に水素またはC1〜20のアルキル基ならびにC4〜20
のヒドロキシアルキル基でα、β位置が置換されたエチ
レンオキシドを配合した冷凍機油の特開平6-240278号公
報、エステルまたはエステルと鉱油または合成油との混
合物にグリシジルアミン化合物を配合した冷凍機用潤滑
油の特開平6-287585号公報、ポリエーテル油にエポキシ
化合物を添加した冷凍機油の特開平6-336594号公報、ポ
リオールエステルにエポキシシクロヘキシル基またはエ
ポキシシクロペンチル基を有する化合物を配合した冷凍
機油の特開平6-293893号公報、カルボジイミド化合物を
配合した冷凍機油を提案した「エステルの加水分解と酸
捕捉剤に関する研究」（日本トライボロジー学会トライ
ボロジー会議予稿集第469〜472頁、1994年）など）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したイオン交換樹
脂を装備した冷凍サイクルでは、アニオン交換樹脂を使
用すれば有機酸、無機酸を捕捉することができる。しか
しながら、その一方で、イオン交換樹脂が塩基性のため
にポリオールエステル油の加水分解が加速されて、酸捕
捉能力を上回る酸成分が発生するという課題があった。

【０００７】また、エポキシ化合物を装備した冷凍サイ
クルでは有機酸、無機酸を捕捉することができるが、そ
の配置形態によっては酸捕捉能力が十分ではなかった。
即ち、冷凍サイクルを長時間運転した場合、エステル油
の加水分解生成物、即ち有機酸が増加し、結果的に有機
酸金属塩の生成が促進され、これら生成物によりキャピ
ラリなどでの閉塞されるという課題があった。

【０００８】一方、冷凍機油に酸・水分捕捉剤を添加し
た場合には、添加された酸・水分捕捉剤が、エステル油
の加水分解によって生成される有機酸を捕捉するので、
有機酸金属塩の生成を抑制できる。しかしながら、添加
された酸・水分捕捉剤は、酸を捕捉すると同時にその副
反応として重合反応を起こすことが多く、結果的に分子
量の大きな重合物によるキャピラリ閉塞などを招くとい
う課題があった。

【０００９】本発明は、これら従来の課題を考慮し、長
期間に渡ってより一層安定的に動作可能な、ハイドロフ
ルオロカーボンを含む冷媒とエステル冷凍機油とを作動
媒体とする冷凍サイクルを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧縮する冷
凍圧縮機と、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒
を蒸発させる蒸発器と、前記冷媒を膨張させる膨張手段
とを備え、前記冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイク
ルの作動媒体とし、グリシジル基又はカルボジイミド基
を有する化合物成形体が、酸捕捉部材として前記作動媒
体の流路中に配置されている冷凍サイクルである。

【００１１】請求項２記載の本発明は、前記化合物成形
体が前記グリシジル基を有する場合、その化合物成形体
はグリシジル基を側鎖に有する高分子化合物の成形体で
ある請求項１記載の冷凍サイクルである。

【００１２】請求項３記載の本発明は、前記高分子化合
物は、重合単位としてグリシジルオキシ基で置換された
重合性単量体を含有する重合体である請求項２記載の冷
凍サイクルである。

【００１３】請求項４記載の本発明は、前記グリシジル
オキシ基で置換された重合性単量体が、グリシジルオキ
シスチレン、グリシジルビニルエーテル、グリシジルア
クリレート、又はグリシジルメタクリレートである請求
項３記載の冷凍サイクルである。

【００１４】請求項５記載の本発明は、ハイドロフルオ
ロカーボンを含む冷媒を圧縮する冷凍圧縮機と、前記冷
媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器
と、前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、前記冷媒
とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、
グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物を、
少なくとも表面に付着又は含浸させた酸捕捉部材が、前
記作動媒体の流路中に配置されている冷凍サイクルであ
る。

【００１５】請求項６記載の本発明は、前記化合物が前
記グリシジル基を有する場合、その化合物はテレフタル
酸グリシジルエステルである請求項５記載の冷凍サイク
ルである。

【００１６】請求項７記載の本発明は、前記化合物が前
記カルボジイミド基を有する場合、その化合物はジシク
ロヘキシルカルボジイミドである請求項５記載の冷凍サ
イクルである。

【００１７】請求項８記載の本発明は、ハイドロフルオ
ロカーボンを含む冷媒を圧縮する冷凍圧縮機と、前記冷
媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器
と、前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、前記冷媒
とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、
繊維状体又は複数の粒状体又は多孔質体の酸捕捉部材
が、前記作動媒体の流路中に配置されている冷凍サイク
ルである。

【００１８】請求項９記載の本発明は、ハイドロフルオ
ロカーボンを含む冷媒を圧縮する冷凍圧縮機と、前記冷
媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器
と、前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、前記冷媒
とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、
グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物成形
体の繊維状体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路
中に配置されていること、又は、前記化合物成形体の複
数の粒状体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中
に配置されている冷凍サイクルである。

【００１９】請求項１０記載の本発明は、ハイドロフル
オロカーボンを含む冷媒を圧縮する冷凍圧縮機と、前記
冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を蒸発させる蒸発
器と、前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、前記冷
媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体と
し、グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物
を、少なくとも表面に付着又は含浸させた繊維状体が、
酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中に配置されてい
ること、又は、前記化合物を、少なくとも表面に付着又
は含浸させた複数の粒状体が、酸捕捉部材として前記作
動媒体の流路中に配置されている冷凍サイクルである。

【００２０】請求項１記載の本発明では、冷凍圧縮機が
ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧縮し、凝縮器
が前記冷媒を凝縮させ、蒸発器が前記冷媒を蒸発させ、
膨張手段が前記冷媒を膨張させて、前記冷媒とエステル
冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、グリシジル
基又はカルボジイミド基を有する化合物成形体が、酸捕
捉部材として前記作動媒体の流路中に配置されている。

【００２１】請求項５記載の本発明では、冷凍圧縮機が
ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧縮し、凝縮器
が前記冷媒を凝縮させ、蒸発器が前記冷媒を蒸発させ、
膨張手段が前記冷媒を膨張させて、前記冷媒とエステル
冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、グリシジル
基又はカルボジイミド基を有する化合物を、少なくとも
表面に付着又は含浸させた酸捕捉部材が、前記作動媒体
の流路中に配置されている。

【００２２】請求項８記載の本発明では、冷凍圧縮機が
ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧縮し、凝縮器
が前記冷媒を凝縮させ、蒸発器が前記冷媒を蒸発させ、
膨張手段が前記冷媒を膨張させて、前記冷媒とエステル
冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、繊維状体又
は複数の粒状体又は多孔質体の酸捕捉部材が、前記作動
媒体の流路中に配置されている。

【００２３】請求項９記載の本発明では、冷凍圧縮機が
ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧縮し、凝縮器
が前記冷媒を凝縮させ、蒸発器が前記冷媒を蒸発させ、
膨張手段が前記冷媒を膨張させて、前記冷媒とエステル
冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、グリシジル
基又はカルボジイミド基を有する化合物成形体の繊維状
体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中に配置さ
れている。又は、前記化合物成形体の複数の粒状体が、
酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中に配置されてい
る。

【００２４】請求項１０記載の本発明では、冷凍圧縮機
がハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧縮し、凝縮
器が前記冷媒を凝縮させ、蒸発器が前記冷媒を蒸発さ
せ、膨張手段が前記冷媒を膨張させて、前記冷媒とエス
テル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒体とし、グリシ
ジル基又はカルボジイミド基を有する化合物を、少なく
とも表面に付着又は含浸させた繊維状体が、酸捕捉部材
として前記作動媒体の流路中に配置されている。又は、
前記化合物を、少なくとも表面に付着又は含浸させた複
数の粒状体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中
に配置されている。

【００２５】又、本発明は、前記酸捕捉部材が、多孔質
体である請求項９又は１０記載の冷凍サイクルである。

【００２６】本発明は、前記多孔質体が、シリカ、アル
ミナ、又は、ゼオライトである請求項８記載の冷凍サイ
クルである。

【００２７】本発明は、前記化合物成形体が前記グリシ
ジル基を有する場合、その化合物成形体はグリシジル基
を側鎖に有する高分子化合物成形体である請求項９記載
の冷凍サイクルである。

【００２８】本発明は、前記化合物が前記グリシジル基
を有する場合、その化合物はテレフタル酸グリシジルエ
ステルである請求項１０記載の冷凍サイクルである。

【００２９】本発明は、前記化合物が前記カルボジイミ
ド基を有する場合、その化合物はジシクロヘキシルカル
ボジイミドである請求項１０記載の冷凍サイクルであ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。

【００３１】以下に説明する実施の形態は、ハイドロフ
ルオロカーボンを含む冷媒とエステル冷凍機油とを作動
媒体とする冷凍サイクルにおいて、有機酸捕捉機構を作
動媒体の流路に配置する構成である。

【００３２】即ち、この有機酸捕捉機構としては、典型
的なタイプとして次の（ａ）〜（ｄ）の４つのタイプに
分けられる。

【００３３】(a)複数の粒状体に成形した、グリシジル
基を側鎖に有する高分子化合物成形体を作動媒体の流路
に配置するタイプ。

【００３４】(b)繊維状に成形した、グリシジル基を側
鎖に有する高分子化合物成形体を作動媒体の流路に配置
するタイプ。

【００３５】(c)グリシジル基を有する化合物が、少な
くとも表面に付着あるいは含浸された多孔質体を作動媒
体の流路に配置するタイプ。

【００３６】(d)カルボジイミド結合を有する化合物
が、少なくとも表面に付着あるいは含浸された多孔質体
を作動媒体の流路に配置するタイプ。

【００３７】先ず最初に、上述した典型的なタイプにつ
いて、その概要を述べる。 図１は本発明の一実施の形
態である、冷凍圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器なら
びに特定の有機酸捕捉機構を備えた冷凍サイクルの全体
構成図である。

【００３８】冷凍サイクルは、図１に示すように冷凍圧
縮機１、凝縮器２、キャピラリ等の膨張機構３、蒸発器
４さらにこれらを連結する配管５で構成される。また、
四方弁６を有し、この回転によって作動媒体の流路を転
換し、凝縮器と蒸発器の機能を交換させることができる
ものである。

【００３９】本実施の形態の冷凍サイクルでは、特定の
構造の有機酸捕捉機構７を配置する。この有機酸捕捉機
構７は、作動媒体が流通可能な容器であり、且つ、有機
酸を捕捉可能な物質を配置した容器である。

【００４０】本実施の形態の有機酸捕捉機構７を具備す
ることを除き、冷凍サイクル自体の構成は従来公知のも
のとほぼ同一であり、冷凍サイクルの詳細な説明は省略
する。

【００４１】ここで、有機酸捕捉機構７は、先に述べた
４つのタイプから選ばれたものである。以下順にそれを
説明する。

【００４２】まず、上述した（ａ）タイプの場合につい
て説明する（図２参照）。

【００４３】この場合、有機酸捕捉機構７は、グリシジ
ル基を側鎖に有する高分子化合物成形体の複数個の粒状
体を作動媒体の流路に配置した構成である。この構造で
は、グリシジル基による効率よい有機酸の捕捉が可能で
あることと、グリジジル基と有機酸との反応生成物が作
動媒体へ流出することがないということが、後述する実
験結果から確認できた。従って、この場合、キャピラリ
などの閉塞現象を招く可能性がない。また、不可逆のエ
ポキシ環の開環を伴う反応で有機酸を捕捉するので、捕
捉効率が高く好ましい。

【００４４】グリシジル基を側鎖に有する高分子化合物
成形体が複数個の粒状体であれば、作動媒体が流通可能
である容器の内部に、そのようなグリシジル基を側鎖に
有する高分子化合物成形体を充填した場合でも、作動媒
体がその容器の内部を流通できる。しかも、このような
構成であれば、有機酸捕捉反応に寄与する高分子化合物
成形体の重量当たりの表面積を大きくすることができ、
捕捉効率をより一層向上することができる。

【００４５】次に、上述した（ｂ）タイプの場合につい
て説明する（図４参照）。

【００４６】これは、繊維状に成形した、グリシジル基
を側鎖に有する高分子化合物成形体を作動媒体の流路に
配置した構成である。

【００４７】グリシジル基を側鎖に有する高分子化合物
成形体が繊維状またはその集合体であれば、上述した容
器内部に、グリシジル基を側鎖に有する高分子化合物成
形体を充填しても、その容器内を作動媒体が流通でき
る。しかも、この様な構成であれば、有機酸捕捉反応に
寄与する高分子化合物成形体の重量当たりの表面積をよ
り一層大きくすることができ、捕捉効率を向上すること
ができる。

【００４８】さらに、上記グリシジル基を側鎖に有する
高分子化合物成形体を構成する高分子化合物が、重合単
位としてグリシジルオキシ基で置換された重合性単量体
を重合組成物として含有する構成が好ましい。

【００４９】グリシジル基を側鎖に有する高分子組成物
成形体を構成する高分子化合物が、重合単位としてグリ
シジルオキシ基で置換された重合性単量体を重合組成物
として含有すれば、単位重量当たりのグリシジル基数を
大きくすることが容易で、結果的に捕捉効率を向上する
ことができる。

【００５０】さらに、上記グリシジルオキシ基で置換さ
れた重合性単量体が、グリシジルオキシスチレン、グリ
シジルビニルエーテル、グリシジルアクリレート、又
は、グリシジルメタクリレートである構成がより好まし
い。グリシジルオキシ基で置換された重合性単量体が、
グリシジルオキシスチレン、グリシジルビニルエーテ
ル、グリシジルアクリレート、又は、グリシジルメタク
リレートであれば、懸濁ラジカル重合によって粒状のグ
リシジル基を側鎖に有する高分子化合物成形体を容易に
得ることができるので好ましい。

【００５１】次に、上述の（ｃ）タイプの場合について
説明する（図２参照）。

【００５２】これは、有機酸捕捉機構７が、グリシジル
基を有する化合物を表面に付着または含浸させた多孔質
体を作動媒体の流路に配置した構成である。

【００５３】この構造では、多孔質媒体の表面にグリシ
ジル基が存在しており、重量あたりの表面積を大きくす
ることができる。グリシジル基による効率よい有機酸の
捕捉が可能であることと、グリジジル基が関与する反応
生成物が作動媒体へ流出することがないということが、
後述する実験結果から確認できた。従って、この場合、
キャピラリなどの閉塞現象を招く可能性がない。

【００５４】また、不可逆のエポキシ環の開環を伴う反
応で有機酸を捕捉するので、捕捉効率が高く好ましい。

【００５５】さらに、上記グリシジル基を有する化合物
が、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ビスフェノ
ールＳジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジ
ルエステル、グリシジルフタルイミドである構成がより
好ましい。グリシジル基を有する化合物がハイドロキノ
ンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジ
ルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、グリ
シジルフタルイミドであれば、室温で固体であってエス
テル系合成潤滑油や冷媒に不溶であり長期にわたりサイ
クル中の潤滑油や冷媒に溶出してこないので好ましい。

【００５６】次に、上述の（ｄ）タイプの場合について
説明する。

【００５７】これは、有機酸捕捉機構７が、カルボジイ
ミド結合を有する化合物の多孔質体を作動媒体の流路に
配置した構成である。

【００５８】この構造では、カルボジイミド結合による
効率よい有機酸の捕捉が可能であると、カルボジイミド
結合が関与する反応生成物が作動媒体へ流出することが
ないということが、後述する実験結果から確認できた。
従って、この場合、キャピラリなどの閉塞現象を招く可
能性がない。

【００５９】さらに上記カルボジイミド結合を有する化
合物が、Ｎ−エチル−Ｎ’−（３−ジメチルアミノプロ
ピル）カルボジイミドやジシクロヘキシルカルボジイミ
ドである構成が好ましい。カルボジイミド結合を有する
化合物が、Ｎ−エチル−Ｎ’−（３−ジメチルアミノプ
ロピル）カルボジイミドやジシクロヘキシルカルボジイ
ミドであれば、室温で固体であってエステル系合成潤滑
油や冷媒に不溶であり長期にわたりサイクル中の潤滑油
や冷媒に溶出してこないので好ましい。さらに上記多孔
質体が、シリカゲル、アルミナ、ゼオライトである構成
がより好ましい。多孔質体にシリカゲル、アルミナ、ゼ
オライトを用いることで有機酸だけでなく水分も同時に
除去可能であるので好ましい。

【００６０】本発明で用いられている多孔質体として
は、直径５mm程度の粒状体に加工して用いるのが好まし
い。作動媒体が流通可能である容器内部に、グリシジル
基、あるいはカルボジイミド結合を有する化合物の多孔
質体を充填してもその多孔質体が粒状体であれば、作動
媒体の流通が可能であるとともに、有機酸捕捉反応に寄
与する高分子化合物成形体の重量当たりの表面積を大き
くすることができ、捕捉効率を向上することができる。

【００６１】次に、上述した有機酸捕捉機構に用いる、
有機酸捕捉可能な物質について、さらに具体的に説明す
る。

【００６２】タイプ（ａ）、（ｂ）について具体的に
は、次の通りである。

【００６３】即ち、本発明の酸捕捉部材としての、高分
子化合物成形体は、重合単位としてグリシジルオキシ基
で置換された重合性単量体を含有する重合物である。

【００６４】しかも、高分子化合物成形体は、重合単位
としてグリシジルオキシ基で置換された重合性単量体
を、少なくとも少量の重合性多官能単量体とともに懸濁
重合して粒状化したものである。

【００６５】あるいは、高分子化合物成形体は、重合単
位としてグリシジルオキシ基で置換された重合性単量体
を、ジオクチルフタレートまたはジノニルフタレートな
どの非重合性単量体と極少量のジアミンまたはジカルボ
ン酸とともに混合後、粒状体や繊維状体に成形し、加熱
架橋したものなどである。

【００６６】懸濁重合または成形時の非重合性単量体の
存在は、得られる高分子組成物成形体に多孔性を付与で
きるので有用である。非重合性単量体は、冷凍サイクル
への搭載前に、上述した粒状体た繊維状体から除去され
ていても良いが、作動媒体との相溶性が高く、反応性が
低い場合には敢えて除去する必要はない。

【００６７】グリシジルオキシ基で置換された重合性単
量体としては、グリシジルオキシスチレン、グリシジル
ビニルエーテル、グリシジルアクリレート、グリシジル
メタクリレート、または、これらの一部が、他の原子や
置換基で置換された化合物を挙げることができる。

【００６８】重合性多官能単量体としては、ジビニルベ
ンゼン、ジアリルフタレート、アルキレン、アリーレン
ジアクリレート、またはアリーレンジメタクリレートな
ど一般的なものを挙げることができる。

【００６９】グリシジルオキシ基で置換された重合性単
量体、重合性多官能単量体以外にもこれらと共重合可能
な重合性単量体を重合組成として含有していてもよい。

【００７０】タイプ（ｃ）、（ｄ）について具体的に
は、次の通りである。

【００７１】即ち、この場合、グリシジル基を有する化
合物やカルボジイミド結合を有する化合物を溶媒に溶か
してシリカ、アルミナ、ゼオライトなどの多孔質体と共
に撹拌して、その多孔質体の表面に付着あるいは含浸さ
せたものなどが、有機酸捕捉可能な物質として利用でき
る。なお、有機酸捕捉可能な物質を付着等させた多孔質
体や繊維状体のものが、本発明の酸捕捉部材に対応す
る。

【００７２】グリシジル基を有する化合物としては、ハ
イドロキノンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳ
ジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエス
テル、グリシジルフタルイミドなどの室温で固体であっ
てエステル系合成潤滑油や冷媒に不溶なものを挙げるこ
とができる。

【００７３】カルボジイミド結合を有する化合物として
は、Ｎ−エチル−Ｎ’−（３−ジメチルアミノプロピ
ル）カルボジイミドやジシクロヘキシルカルボジイミド
などの室温で固体であって、しかもエステル系合成潤滑
油や冷媒に不溶なものを挙げることができる。

【００７４】以上述べたような、作動媒体が流通可能で
ある容器であって、しかも、有機酸を捕捉可能な物質を
内部に配置した容器である有機酸捕捉機構の構造として
は、たとえば図２〜５のような例を挙げることができる
が、これらに限定されるものではない。

【００７５】即ち、図２は、粒状の多数の有機酸捕捉物
９をメッシュ１０で挟んで作動媒体が流通可能な容器１
１に収納した有機酸捕捉機構１２の例である。粒状の有
機酸捕捉物９の代わりに他の有機酸を捕捉可能な物質を
充填しても良いし、水分を吸着するゼオライトとともに
充填しても良い。

【００７６】図３は、図２で説明した有機酸捕捉機構の
構成に、固定用スプリング１３を加えた構成例を示す。
冷凍サイクルの動作において、作動媒体が容器１１の内
部を流れると、有機酸捕捉物９が振動をおこし、有機酸
捕捉物同士のぶつかりあいなどによって、有機酸捕捉物
の微細な破片が発生するおそれがある。そして、その微
細な破片が、キャピラリなどを閉塞する場合がある。し
かしながら、図３に示した構成によれば、そのような微
細な破片によるキャピラリなどの閉塞が防止でき、より
一層安定した冷凍サイクルを提供できる。

【００７７】図４は、繊維状の有機酸捕捉物９をフィル
タ１４で挟んで作動媒体が流通可能な容器１１に収納し
た有機酸捕捉機構１２の例を示す。フィルタ１４として
は、フォームやガラスフィルタ、ガラスウール、スチー
ルウールなどを用いることができる。

【００７８】図５は、繊維状の有機酸捕捉物で構成した
布フィルタ１５を逆止弁１６で挟んで作動媒体が流通可
能な容器１１に収納した有機酸捕捉機構１２の例を示
す。

【００７９】このような有機酸捕捉機構では循環する作
動媒体の全てが、容器１１の内部を通過するため、高い
流動抵抗が発生する。従って、有機酸捕捉機構の設置位
置としては、作動媒体が液相で流動する部分、即ち凝縮
器と蒸発器の間の流路に設置することが冷凍サイクルの
能力低下を小さくできるので好ましい。

【００８０】また、作動媒体中の酸を効果的に捕捉でき
る場所としてアキュムレータ８の内部も有効である。ア
キュムレータ８の内部に設置する場合の有機酸捕捉機構
１２の構造の例を図６に示す。

【００８１】図６は、作動媒体が流通可能な袋１７に複
数の粒状体に成形した有機酸捕捉物９を充填した機構を
示している、このような有機酸捕捉機構１２をアキュム
レータ８内部にいれておけばよい。場合によっては、図
７に示すように、有機酸捕捉物９の入った袋１７の一端
にスプリング１８の一端をとりつけてアキュムレータ８
の内部上部からつるしたりフロートを取り付けたりして
もよい。これにより、作動媒体の流動抵抗をあまり上げ
ることなく、有機酸捕捉物９を作動媒体に接触させるこ
とができる。

【００８２】以下、具体的な実験例及び比較例を挙げて
説明する。 （実験例１と比較例１）グリシジルオキシスチレン−ジ
ビニルベンゼン−スチレン共重合体の粒状体２０ｇをグ
ラスウールフィルタで挟んで銅製容器に収納した第１サ
ンプルの有機酸捕捉機構（図２参照）と、グリシジルビ
ニルエーテル−アクリロニトリル共重合体繊維とポリエ
ステル繊維を用いたクロスフィルタを装着した第２サン
プルの有機酸捕捉機構（図５参照）を準備した。同一構
造のルームエアコンを３台用意して、その内の２台のル
ームエアコンに対して、上述した第１サンプルと第２サ
ンプルの有機酸捕捉機構を、凝縮器２とキャピラリ３の
間にそれぞれ設置した（図１参照）。

【００８３】残りの１台には、比較例とするために、有
機酸捕捉機構を装備しなかった。そしてそれら３台のル
ームエアコンに対してポリオールエステル冷凍機２５０
ｇ、冷媒R407C ７００ｇ、水０．３ｇを充填して２０
００時間連続運転を実施した。ここで、第１サンプル、
第２サンプルの酸捕捉機構は、それぞれ、上述したタイ
プ（ａ）、（ｂ）に対応する。

【００８４】運転終了後、ルームエアコンの冷凍機油の
全酸価を測定したところ、次のような測定結果を得た。

【００８５】第１サンプルの有機酸捕捉機構を装備した
ルームエアコンの場合、冷凍機油の全酸価は、0.03mgKO
H/g以下であり、また、第２サンプルの有機酸捕捉機構
を装備したルームエアコンの場合、冷凍機油の全酸価
は、0.04mgKOH/gであった。

【００８６】一方、比較例として作成した、有機酸捕捉
機構を装着しなかったルームエアコンでは、冷凍機油の
全酸価は0.2mgKOH/gであった。この数値は、上記２台の
ルームエアコンの場合に比べて、約１０倍も高い値を示
しており、酸成分が存在していることを示すものであ
る。

【００８７】また、各ルームエアコンを解体してキャピ
ラリ部分を分析したところ次の結果を得た。

【００８８】図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施の
形態の実験例１、比較例１で用いたキャピラリーチュー
ブ内壁面の運転終了後の顕微鏡写真である。倍率は、何
れも４０倍である。これらの顕微鏡写真から実験例１の
キャピラリチューブでは、配管内面に付着物が見られな
いのに対し、比較例１では配管内にスラッジ状のものが
付着いるのがわかる。このスラッジ状の物質のirスペク
トルを図９に示す。1400cm^-1付近と1600cm^-1付近の吸収
よりこのスラッジが金属石鹸であることが示唆される。

【００８９】即ち、有機酸捕捉機構を装着していないル
ームエアコンのキャピラリの内部には、有機酸鉄が付着
していることが確認できた。

【００９０】これに対して、有機酸捕捉機構を有する２
台のルームエアコンのキャピラリ内部では、付着物は何
も検出されなかった。つまり、いかなるスラッジの発生
も確認できなかった。

【００９１】（実験例２）テレフタル酸ジグリシジルエ
ステル（ナガセ化成工業製）の１ｍＭトルエン溶液中に
多孔質体として直径５〜６ｍｍ球状の活性アルミナ（高
純度化学製）１００ｇを入れて６０℃で３時間加熱後ア
ルミナを取り出し、グリシジル基を有する化合物の多孔
質体を作成した。この実験例は、上述したタイプ（ｃ）
に対応する。

【００９２】この有機酸捕捉処理処理をしたアルミナ粒
状体２０ｇをグラスウールフィルタで挟んで、銅製容器
に収納した有機酸捕捉機構を準備し、ルームエアコンの
凝縮器２とキャピラリ３の間に設置した。このルームエ
アコンに対して、初期の水分含有量５００ｐｐｍを含有
したポリオールエステル冷凍機油３００ｍｌ、冷媒とし
てＲ１３４ａ １ｋｇを充填して、吐出温度を１２０℃
に保って１０００時間連続運転を実施した。

【００９３】運転終了後、冷凍機油の全酸価を測定した
ところ０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。この測定値か
ら、酸の発生はほとんどないことがわかる。又、実際に
ルームエアコンのキャピラリ内部を観察したが、付着物
は何も検出されなかった。つまり、いかなるスラッジの
発生も確認できなかった。

【００９４】さらに、このルームエアコンを解体してコ
ンプレッサ内のベーン先端を観察したがベーン先端の摩
耗はほとんどなかった。このことからも、いかなるスラ
ッジの発生もないことが裏付けられた。

【００９５】（実験例３）ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド（アルドリッチ製）の１ｍＭピリジン溶液中に多孔
質媒体として直径５〜６ｍｍの粒状の活性アルミナ１０
０ｇを入れて、６０℃で３時間加熱後アルミナを取り出
し、カルボジイミド結合を有する化合物を表面に含浸さ
せた多孔質体を作成した。この実験例は、上述のタイプ
（ｄ）に対応する。

【００９６】この有機酸捕捉処理処理をしたアルミナ粒
状体２０ｇを、グラスウールフィルタで挟んで、銅製容
器に収納した有機酸捕捉機構を準備し、ルームエアコン
の凝縮器２とキャピラリ３の間に設置した。このルーム
エアコンに対して、初期の水分含有量５００ｐｐｍを含
有したポリオールエステル冷凍機油３００ｍｌ、冷媒と
してＲ１３４ａ １ｋｇを充填して、吐出温度を１２０
℃に保って１０００時間連続運転を実施した。

【００９７】運転終了後、冷凍機油の全酸価を測定した
ところ０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。この測定値か
ら、酸の発生はほとんどないことがわかる。又、実際に
ルームエアコンのキャピラリ内部を観察したが、付着物
は何も検出されなかった。つまり、いかなるスラッジの
発生も確認できなかった。

【００９８】さらにこのルームエアコン解体して、コン
プレッサ内ベーン先端を観察したがベーン先端の摩耗は
ほとんどなかった。このことからも、いかなるスラッジ
の発生もないことが裏付けられた。

【００９９】次に、上述した実験例２、３との比較のた
めに行った比較例２、３を説明する。

【０１００】（比較例２）ここでは、上述した多孔質体
等のいかなる酸捕捉機構も装着しないルームエアコンを
用いる。まず、このルームエアコンに対して、冷凍機油
として初期の水分含有量５００ｐｐｍのポリオールエス
テルを３００ｍｌ、冷媒としてＲ１３４ａを１ｋｇを充
填して吐出温度を１２０℃に保って１０００時間連続運
転を実施した。

【０１０１】運転終了後、ルームエアコン内部の冷凍機
油の全酸価を測定したところ０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであ
った。この測定値からも多くの酸成分が存在しているこ
とがわかる。また、このルームエアコンを解体してコン
プレッサ内ベーン先端を観察したところ、ベーン先端が
摩耗していることが観測できた。このことからも、多く
のスラッジが発生していることが裏付けられた。

【０１０２】（比較例３）ここでは、上記比較例２の場
合と条件が異なる。即ち、冷凍機油中にフェニルグリシ
ジルエーテル（東京化成製）を１重量％添加して溶解し
たものを冷凍機油として用いる。その他の条件は上記比
較例２と同じである。

【０１０３】即ち、ルームエアコンに対して、冷凍機油
として初期の水分含有量５００ｐｐｍの初期の水分含有
量５００ｐｐｍのポリオールエステルを３００ｍｌ、冷
媒としてＲ１３４ａを１ｋｇ充填して吐出温度を１２０
℃に保って１０００時間連続運転を実施した。

【０１０４】運転終了後、冷凍機油の全酸価を測定した
ところ０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。このことか
ら、冷凍機油中に添加されたフェニルグリシジルエーテ
ルにより酸の発生はないことがわかる。また、コンプレ
ッサ内のベーン先端を観察したがベーン先端の摩耗はほ
とんどなかった。しかしながら、キャピラリチューブの
内部には、スラッジの生成が認められた。そして、その
スラッジを分析したところ、フェニルグリシジルエーテ
ルの重合物であることが確認できた。

【０１０５】即ち、本比較例において、このような結果
に至った理由としては、酸成分の発生は抑制されたもの
の、酸捕捉と同時にフェニルグリシジルエーテルの重合
反応が起こり、重合物が生成されそれによってスラッジ
が発生したためであると考えられる。

【０１０６】以上のように、本実施の形態によれば、ハ
イドロフルオロカーボンを含む冷媒とポリオールエステ
ル冷凍機油を作動媒体とする冷凍サイクルにおいて、従
来に比べてより一層長期間に渡って安定した動作を行わ
せることができる。

【０１０７】なお、上記実施の形態では、グリシジル基
を有する化合物成形体が、酸捕捉部材として前記作動媒
体の流路中に配置されている場合について説明したが、
これに限らず例えば、カルボジイミド基を有する化合物
成形体が酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中に配置
されている構成でもよい。

【０１０８】又、上記実施の形態では粒状体の酸捕捉部
材が多孔質体である場合について説明したが、これに限
らず例えば、繊維状体の酸捕捉部材が、多孔質体であっ
てもよい。

【０１０９】又、上記実施の形態では、グリシジルオキ
シ基で置換された重合性単量体が、グリシジルオキシス
チレンである場合と、グリシジルビニルエーテルである
場合とについて実験例に基づいて説明したが、これに限
らず例えば、グリシジルオキシ基で置換された単量体
が、グリシジルアクリレート、又はグリシジルメタクリ
レートであってもよい。

【０１１０】又、上記実施の形態では、グリシジル基を
有する化合物成形体の形状が、粒状あるいは、繊維状で
ある場合について説明したがそれ以外のどのような形状
であってももちろんよい。又、上記実施の形態では、粒
状体あるいは繊維状体の酸捕捉部材が、グリシジル基あ
るいはカルボジイミド基を有する化合物成形体である場
合について説明したが、これに限らず、繊維状体又は複
数の粒状体の酸捕捉部材が、作動媒体の流路中に配置さ
れておりさえすれば、酸捕捉部材は上記以外の材料であ
ってもよい。

【０１１１】又、上記実施の形態では、粒状体あるいは
繊維状体の酸捕捉部材は、グリシジル基あるいはカルボ
ジイミド基を有する化合物を、少なくともその表面に付
着又は含浸されて構成されたものである場合について説
明したが、これに限らず、酸捕捉能力を備えた他の化合
物等を、少なくともその表面に、付着または含浸させて
構成したものを酸捕捉部材として用いてもよい。

【０１１２】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、長期間に渡ってより一層安定的に動作出来ると
いう長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である冷凍圧縮機、凝縮
器、膨張機構、蒸発器ならびに特定の有機酸捕捉機構を
備えた冷凍サイクルの全体構成図である。

【図２】本発明の冷凍サイクルの一実施の形態に用いる
有機酸捕捉機構の構成を示す図である。

【図３】本発明の冷凍サイクルの一実施の形態に用いる
有機酸捕捉機構の構成を示す図である。

【図４】本発明の冷凍サイクルの一実施の形態に用いる
有機酸捕捉機構の構成を示す図である。

【図５】本発明の冷凍サイクルの一実施の形態に用いる
有機酸捕捉機構の構成を示す図である。

【図６】本発明の冷凍サイクルの一実施の形態に用いる
有機酸捕捉機構の構成を示す図である。

【図７】本発明の冷凍サイクルの一実施の形態に用いる
有機酸捕捉機構をアキュムレータ内に設けた場合の略示
断面図である。

【図８】（ａ）は、本実施の形態により作製された、実
験例１で用いたキャピラリーチューブ内壁面の運転終了
後の顕微鏡写真であり、図面に代わる写真である。
（ｂ）は、本実施の形態により作製された、比較例１で
用いたキャピラリーチューブ内壁面の運転終了後の顕微
鏡写真であり、図面に代わる写真である。

【図９】比較例１で用いたキャピラリチューブの運転終
了後の内面の付着物に関するirスペクトルである。

【符号の説明】

１・・・冷凍圧縮機 ２・・・凝縮器 ３・・・膨張機構 ４・・・蒸発器 ５・・・配管 ６・・・四方弁 ７・・・有機酸捕捉機構 ８・・・アキュムレータ ９・・・有機酸捕捉物 １０・・メッシュ １１・・容器 １２・・作動媒体が流通可能な有機酸捕捉機構 １３・・固定用スプリング １４・・フィルタ １５・・布フィルタ １６・・逆止弁 １７・・袋 １８・・スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 105:38 145:04） Ｃ１０Ｎ 30:00 40:30 (72)発明者 中島 啓造 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 脇田 克也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 園田 信雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧
   縮する冷凍圧縮機と、 前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、 前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、 前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、 前記冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒
   体とし、 グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物成形
   体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中に配置さ
   れていることを特徴とする冷凍サイクル。
2. 【請求項２】前記化合物成形体が前記グリシジル基を有
   する場合、その化合物成形体はグリシジル基を側鎖に有
   する高分子化合物の成形体であることを特徴とする請求
   項１記載の冷凍サイクル。
3. 【請求項３】前記高分子化合物は、重合単位としてグリ
   シジルオキシ基で置換された重合性単量体を含有する重
   合体であることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイク
   ル。
4. 【請求項４】前記グリシジルオキシ基で置換された重合
   性単量体が、グリシジルオキシスチレン、グリシジルビ
   ニルエーテル、グリシジルアクリレート、又はグリシジ
   ルメタクリレートであることを特徴とする請求項３記載
   の冷凍サイクル。
5. 【請求項５】ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧
   縮する冷凍圧縮機と、 前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、 前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、 前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、 前記冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒
   体とし、 グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物を、
   少なくとも表面に付着又は含浸させた酸捕捉部材が、前
   記作動媒体の流路中に配置されていることを特徴とする
   冷凍サイクル。
6. 【請求項６】前記化合物が前記グリシジル基を有する場
   合、その化合物はテレフタル酸グリシジルエステルであ
   ることを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル。
7. 【請求項７】前記化合物が前記カルボジイミド基を有す
   る場合、その化合物はジシクロヘキシルカルボジイミド
   であることを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル。
8. 【請求項８】ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧
   縮する冷凍圧縮機と、 前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、 前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、 前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、 前記冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒
   体とし、 繊維状体又は複数の粒状体又は多孔質体の酸捕捉部材
   が、前記作動媒体の流路中に配置されていることを特徴
   とする冷凍サイクル。
9. 【請求項９】ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を圧
   縮する冷凍圧縮機と、 前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、 前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、 前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、 前記冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒
   体とし、 グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物成形
   体の繊維状体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路
   中に配置されていること、又は、前記化合物成形体の複
   数の粒状体が、酸捕捉部材として前記作動媒体の流路中
   に配置されていることを特徴とする冷凍サイクル。
10. 【請求項１０】ハイドロフルオロカーボンを含む冷媒を
    圧縮する冷凍圧縮機と、 前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、 前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、 前記冷媒を膨張させる膨張手段とを備え、 前記冷媒とエステル冷凍機油とを冷凍サイクルの作動媒
    体とし、 グリシジル基又はカルボジイミド基を有する化合物を、
    少なくとも表面に付着又は含浸させた繊維状体が、酸捕
    捉部材として前記作動媒体の流路中に配置されているこ
    と、又は、前記化合物を、少なくとも表面に付着又は含
    浸させた複数の粒状体が、酸捕捉部材として前記作動媒
    体の流路中に配置されていることを特徴とする冷凍サイ
    クル。