JPH0875279A

JPH0875279A - 冷却装置

Info

Publication number: JPH0875279A
Application number: JP21382894A
Authority: JP
Inventors: Masato Watanabe; 正人渡邉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ＨＦＣ系冷媒のように塩素基を含
まない冷媒に可燃性を有するものを使用した場合、或い
は可燃性を有する物質を追加封入してなる冷却装置にお
いて、冷却性能を向上でき、オイルの帰還性能を向上で
き、更には安全性を向上できる冷却装置を提供すること
を目的とする。【構成】本発明は、ジフルオロメタン、ペンタフルオロ
エタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、及び
ｎ−ペンタン等の炭化水素とからなる混合冷媒を封入し
てなり、圧縮機２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５を配
管接続して構成した冷却装置１において、この冷却装置
１に、前記冷媒に加えて不燃性物質を封入したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オゾン層を破壊する
危険性のない冷媒組成物を封入してなる冷蔵庫や空気調
和機等の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の冷却装置に封入されてい
る冷媒はモノクロロフルオロメタン（Ｒ−１２という）
や、クロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）の単体であ
る。Ｒ−１２の沸点は大気圧で−２９．６５℃で、Ｒ２
２の沸点は−４０．７５℃であり、冷蔵庫や空気調和機
等の冷却装置に好適である。さらに、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。さらに
又、Ｒ−１２は圧縮機の鉱物油の冷凍機油との相溶性が
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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各冷媒は、塩素を有するという物性上、その高いオゾン
破壊の潜在性により、大気中に放出されて地球上空のオ
ゾン層に到達すると、この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。そこで、この塩素基を含まない冷媒、例えばジ
フルオロメタン（以下Ｒ−３２という）、ペンタフルオ
ロエタン（以下Ｒ−１２５という）や１，１，１，２−
テトラフルオロエタン（以下Ｒ−１３４ａという）がこ
れらの代替冷媒として考えられている。このＲ−３２の
沸点は、大気圧で−５１．７℃で、Ｒ−１２５の沸点
は、−４８．５℃、Ｒ−１３４ａの沸点は、−２６．０
℃である。

【０００４】この塩素基を含まない冷媒のＲ−３２，Ｒ
−１２５及びＲ−１３４ａは一般的な鉱物油やアルキル
ベンゼン等の冷凍機油との相溶性が悪く、圧縮機への油
の戻りの悪化や寝込み起動時にオイルから分離した冷媒
の吸い上げなどから圧縮機の潤滑不良に至る問題があっ
た。

【０００５】このため、冷凍機油にはポリオールエステ
ル系の油が使用される。しかし、鉱物油やアルキルベン
ゼン等との相溶性の悪い冷媒にこの鉱物油やアルキルベ
ンゼン等と相溶性の良いｎ−ペンタンを混合して圧縮機
から冷媒回路に吐出された鉱物油やアルキルベンゼン等
の冷凍機油をこの圧縮機に回収する方法もある。

【０００６】一方、Ｒ−３２やｎ−ペンタンは可燃性で
あり、各々所定量以上封入することは危険である。

【０００７】従って、上記の可燃性物質を封入する場合
は所定量に制限されてしまう。このため、冷媒としての
Ｒ−３２を所定量に制限した場合には蒸発温度が思うよ
うに下がらず、所望とする冷却性能が得られないという
問題があり、また、オイルキャリアとしてのｎ−ペンタ
ンを所定量に制限した場合にはオイルの帰還能力が思う
ように上がらず、冷却装置における圧縮機が潤滑不良を
起こすという問題があった。

【０００８】この発明は上記の問題を解決するもので、
ＨＦＣのように塩素基を含まない冷媒に可燃性を有する
ものを使用した場合、或いは可燃性を有する物質を追加
封入してなる冷却装置において、冷却性能を向上でき、
オイルの帰還性能を向上でき、更には安全性を向上でき
る冷却装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、請求項１の
構成により、塩素を含まず可燃性を有する冷媒、或いは
その混合冷媒と、不燃性物質とを封入したものである。

【００１０】また、請求項２の構成により、塩素を含ま
ず可燃性を有する冷媒単体、或いはその混合冷媒にｎ−
ペンタン等の炭化水素を混合封入してなる冷却装置にお
いて、この冷却装置に不燃性物質を封入したものであ
る。

【００１１】また、請求項３の構成により、ジフルオロ
メタン、ペンタフルオロエタン、１，１，１，２−テト
ラフルオロエタンからなるＨＦＣ系の混合冷媒とを封入
してなり、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発装置を配管
接続して構成した冷却装置において、この冷却装置に
は、前記混合冷媒に加えて不燃性物質が封入されている
構成としたものである。

【００１２】更に、請求項４の構成により、ジフルオロ
メタン、ペンタフルオロエタン、１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン、及びｎ−ペンタン等の炭化水素とか
らなる混合冷媒を封入してなり、圧縮機、凝縮器、減圧
装置、蒸発装置を配管接続して構成した冷却装置におい
て、この冷却装置には、前記冷媒に加えて不燃性物質が
封入されている構成としたものである。

【００１３】

【作用】この発明は上記のように構成したことにより、
不燃性物質によって封入冷媒の可燃性限界を拡大するこ
とができ、冷媒として例えばＲ−３２を所定量以上（可
燃性の限界量以上）封入しても封入冷媒は全体として不
燃域に留められる。従って、Ｒ−３２の封入量が増加し
た分だけ蒸発温度を下げることが可能となり、冷却装置
の冷却性能を向上できる。また、不燃性物質を封入した
ので、冷媒漏れが生じた場合にも安全性を向上できる。
尚、斯る冷却装置に封入されるオイルは上記冷媒と相溶
性のあるポリオールエステル油が使用される。

【００１４】但し、不燃性物質として例えば沸点が−
５．７５℃と高いオクタフルオロジクロブタン（Ｃ３１
８）を封入する場合は、冷却性能に悪影響を与えない程
度の封入量とする。

【００１５】また、オイルキャリアとしてｎ−ペンタン
等を封入している場合には、上述したように不燃性物質
の封入による不燃域の拡大により、Ｒ−３２の封入量を
増加してして冷却性能を向上するだけでなく、ｎ−ペン
タンの増量分だけオイルの帰還能力を向上することがで
き、圧縮機の潤滑不良を防止して冷却装置の耐久性を向
上できる。尚、斯る冷却装置に封入されるオイルは上記
ＨＦＣ系冷媒と相溶性のあるポリオールエステル油や、
アルキルベンゼン油や、ＴＣＰ（トリクレゾールフォス
フェイト）等の添加剤を加えたＨＡＢ（ハードアルキル
ベンゼン）や、一般の鉱物油が使用される。また、ガス
漏れ時の残存冷媒中のｎ−ペンタンの比率を実質的に低
下させることができ、安全性を確保できる。

【００１６】

【実施例】以下この発明を図に基づいて説明する。

【００１７】図１はこの発明の一実施例を示す冷却装置
の冷媒回路図である。

【００１８】１は、ジフルオロメタン（Ｒ−３２）、ペ
ンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）、１，１，１，２−
テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）からなるＨＦＣ系
の混合冷媒とを封入してなり、圧縮機２、凝縮器３、膨
張弁４、蒸発器５を配管接続して構成した空気調和機と
して使用される冷却装置である。

【００１９】この冷却装置１にはＨＦＣ系冷媒と相溶性
の良いポリオールエステル油が封入されている。このポ
リオールエステル油には、脂肪酸が直鎖（炭素数：５〜
１２）又は分岐（炭素数：５〜１０）のモノカルボン
酸、多価アルコールがＮＰＧ，ＴＭＰ，ＰＥ，diＰＥ等
のネオペンチルポリオールの複数種をブレンドしたもの
を使用している。

【００２０】このポリオールエステル油は、多価アルコ
ールの配合比や炭素数の選定により、上記ＨＦＣ系の混
合冷媒と相溶性、加水分解性、熱的安定性の良好ものと
なるようブレンドされる。

【００２１】ここで、上記冷却装置１には上記ＨＦＣ系
混合冷媒に加えて、例えば、オクタフルオロジクロブタ
ン（Ｃ３１８）の不燃性物質が封入されている。

【００２２】即ち、冷却装置１の封入物質の組成は、Ｒ
−３２が２０重量％〜３５重量％で、好ましくは３５重
量％、Ｒ−１２５が１０重量％〜２０重量％で、好まし
くは１５重量％、Ｒ−１３４ａが４０重量％〜６０重量
％で、好ましくは４５重量％、Ｃ３１８が５重量％とな
る。

【００２３】Ｒ−３２は混合比率が２０重量％以下にな
ると、成績係数（ＣＯＰ）が低下し、３０重量％以上に
なると、大気中に漏れた場合に発火する危険を伴うもの
であるが、本実施例では、不燃性物質であるＣ３１８を
５重量％封入しているため、この分、上記封入冷媒の可
燃域を実質拡大させることができ、Ｒ−３２単体レベル
の封入量を上記の如く５重量％増加でき、この分だけ蒸
発温度を下げることが可能となり、冷却装置の冷却性能
を向上できる。

【００２４】尚、Ｒ−１２５は混合比率が１０重量％以
下になると、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出温度が
高くなりすぎ、２０重量％以上になると、成績係数が低
下するとともに、地球温暖化係数（ＧＷＰ）値が高くな
りすぎる。Ｒ−１３４ａは混合比率が４０重量％以下に
なると、冷媒回路内の圧力が高くなりすぎ、６０重量％
以上になると、蒸発温度が高くなる。

【００２５】また、不燃性物質であるＣ３１８を封入し
たので、冷媒漏れが生じた場合にも安全性を向上でき
る。

【００２６】但し、不燃性物質として封入するＣ３１８
は沸点が−５．７５℃と高いため、冷却性能に悪影響を
与えない程度の封入量に留めておくことが望ましい。

【００２７】次に、図１の冷却装置１と同様なシステム
でオイルキャリアにｎ−ペンタン等の炭化水素を使用し
た場合について説明する。

【００２８】この場合には、例えば、冷却装置１にＲ−
３２，Ｒ−１２５，Ｒ−１３４ａ、及びｎ−ペンタンの
冷媒混合物が充填される。

【００２９】その組成はＲ−３２が２０重量％〜３０重
量％で、好ましくは２８重量％、Ｒ−１２５が１０重量
％〜２０重量％で、好ましくは１０重量％、Ｒ−１３４
ａが４０重量％〜６０重量％で、好ましくは４０重量
％、ｎ−ペンタンが０．１重量％〜１４重量％で、好ま
しくは１０重量％という組成、或いは、Ｒ−３２が２０
重量％〜３０重量％で、好ましくは２５重量％、Ｒ−１
２５が１０重量％〜２０重量％で、好ましくは１０重量
％、Ｒ−１３４ａが４０重量％〜６０重量％で、好まし
くは４０重量％、ｎ−ペンタンが０．１重量％〜１４重
量％で、好ましくは１５重量％という組成にする。

【００３０】Ｒ−３２は混合比率が２０重量％以下にな
ると、成績係数（ＣＯＰ）が低下し、３０重量％以上に
なると、大気中に漏れた場合に発火する危険を伴うが、
上述したように、不燃性物質であるＣ３１８を封入した
分だけ不燃域が拡大し、Ｒ−３２の封入量を増加してし
て冷却性能を向上するだけでなく、ｎ−ペンタンの増量
分だけオイルの帰還能力を向上することができ、圧縮機
の潤滑不良を防止して冷却装置の耐久性を向上できる。

【００３１】尚、斯る冷却装置に封入されるオイルは上
記ＨＦＣ系冷媒と相溶性の無いもので良く、アルキルベ
ンゼン油や、一般の鉱物油が使用できるが、ポリオール
エステル油や、ＴＣＰ（トリクレジルフォスフェイト）
等の添加剤を加えたＨＡＢ（ハードアルキルベンゼン）
でも良い。

【００３２】尚、ｎ−ペンタンは鉱物油やアルキルベン
ゼンと相溶性があるが、沸点が高く、可燃性であるた
め、混合比率が１４重量％以上になると、蒸発器におい
て所要の冷却温度が得られなくなり、かつ、大気中に漏
れた場合には発火する危険を伴っている。このことか
ら、通常は、ｎ−ペンタンは全体の混合比率が１４重量
％以上にならないようにされるが、本実施例ではその範
囲を越えて封入しても不燃性物質であるＣ３１８によっ
て安全性は確保される。

【００３３】また、本実施例では、不燃性物質としてＣ
３１８を封入したものについて説明したが、これに限定
されるものではない。

【００３４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、不燃性
物質によって封入冷媒の可燃性限界を拡大することがで
き、冷媒として例えばＲ−３２を所定量以上（可燃性の
限界量以上）封入しても封入冷媒は全体として不燃域に
留められる。従って、Ｒ−３２の封入量が増加した分だ
け蒸発温度を下げることが可能となり、冷却装置の冷却
性能を向上できる。また、不燃性物質を封入したので、
冷媒漏れが生じた場合にも安全性を向上できる。

【００３５】また、オイルキャリアとしてｎ−ペンタン
等を封入している場合には、上述したように不燃性物質
の封入による不燃域の拡大により、Ｒ−３２の封入量を
増加してして冷却性能を向上するだけでなく、ｎ−ペン
タンの増量分だけオイルの帰還能力を向上することがで
き、圧縮機の潤滑不良を防止して冷却装置の耐久性を向
上できる。尚、斯る冷却装置に封入されるオイルは上記
ＨＦＣ系冷媒と相溶性のあるポリオールエステル油や、
アルキルベンゼン油や、ＴＣＰ（トリクレジルフォスフ
ェイト）等の添加剤を加えたＨＡＢ（ハードアルキルベ
ンゼン）や、一般の鉱物油のいずれも使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す冷却装置の冷媒回路
図である。

【符号の説明】

１冷却装置２圧縮機３凝縮器４減圧装置５蒸発器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素を含まず可燃性を有する冷媒、或い
はその混合冷媒と、不燃性物質とを封入してなる冷却装
置。
【請求項２】塩素を含まず可燃性を有する冷媒単体、
或いはその混合冷媒にｎ−ペンタン等の炭化水素を混合
封入してなる冷却装置において、この冷却装置に不燃性
物質を封入したことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタ
ン、１，１，１，２−テトラフルオロエタンからなるＨ
ＦＣ系の混合冷媒とを封入してなり、圧縮機、凝縮器、
減圧装置、蒸発装置を配管接続して構成した冷却装置に
おいて、この冷却装置には、前記混合冷媒に加えて不燃
性物質が封入されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタ
ン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、及びｎ−
ペンタン等の炭化水素とからなる混合冷媒を封入してな
り、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発装置を配管接続し
て構成した冷却装置において、この冷却装置には、前記
冷媒に加えて不燃性物質が封入されていることを特徴と
する冷却装置。