JPH0737609B2 - 冷媒組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷凍装置に用いられ、且つ、オゾン層を破壊す
る危険性がなく、且つ、毒性の危惧がない冷媒組成物に
関する。

（ロ）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
（ジクロロジフルオロメタン）とR500（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
沸点は約−30で、R500の沸点は約−33℃であり通常の冷
凍装置に好適である。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。更に又、R12は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。

（ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら上記各冷媒はオゾン層を破壊する恐れがあると
され、その使用が規制されることとなって来た。これら
規制冷媒の代替冷媒として研究されているのがR22（ク
ロロジフルオロメタン）とR142b（１−クロロ−1,1−ジ
フルオロエタン）の混合冷媒が考えられている。R22の
沸点は約−40℃、R142bの沸点は約−9.8℃である。又、
R22は圧縮機の吸込温度を相当低くしなければ吐出温度
の上昇を抑えられないのでR142bを混合することによっ
て叶出温度を下げている。即ち、R142bは吸込温度が比
較的高くても吐出温度が上がらないからである。

更にR142bは可燃性であるがR22と混合することによって
不燃組成を構成し、安全性を高めることができる 然し乍ら上記R22及びR142bは圧縮機オイルとの相溶性が
悪く、その為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、圧縮機にオイルが戻されずに焼
付きが生ずる危険性がある。

これを防止するためには、R22とR142bの混合物にジクロ
ロモノフルオロメタン（R21）を混入することが考えら
れる。このR21は圧縮機オイルとの相溶性に富むため、
オイルを圧縮機に帰還せしめて焼付きを防止でき、又、
オゾン層を破壊する危険性もない。

然し乍らこのR21はその慢性毒性について問題視する国
もあり、オゾン層破壊とは別に使用が規制される問題が
ある。又、沸点が高いので冷凍装置内の冷媒の蒸発温度
が高くなり、所要の冷凍能力が得られなくなる危険性も
ある。

本発明は係る問題点を解決することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は圧縮機オイルとしてアルキルベンゼン系オイル
が用いられる冷凍装置に使用するものであって、クロロ
ジフルオロメタン（R22）、１−クロロ−1,1−ジフルオ
ロエタン（R142b）及び1,1,1,2−テトラフルオロエタン
（R134a）から冷媒組成物を構成したものである。

又、上記冷媒組成物においてR134aを圧縮機オイルに溶
ける限界以内で混入したものである。

更に、前記冷媒組成物においてR22が70重量％、R142bが
25重量％、R134aが５重量％としたものである。

（ホ）作 用 R134aはオゾン層破壊問題における規制の対象となって
おらず、また、その沸点は約−26℃であり、冷凍装置に
蒸発器における蒸発温度を低くすることができる。

又、R134aはアルキルベンゼン系オイルには所定の範囲
で溶ける為、オイル戻しの機能も発揮させられる。

特に、実験によればR22が70重量％、R142bが25重量％、
R134aが５重量％とすれば大気圧における蒸発温度を−3
0℃以下とすることができた。

（ヘ）実験例 次に画面において実施例を説明する。図面はR22、R142b
及び134aの混合冷媒を用いた場合の冷媒回路を示してい
る。圧縮機１の吐出側配管２は凝縮器３に接続され、凝
縮器３は気液分離器４に接続されている。気液分離器４
から出た液相配管５はキャピラリチューブ６に接続さ
れ、キャピラリチューブ６は中間熱交換器７に接続され
る。気液分離器４から出た気相配管８は中間熱交換器７
中を通過してキャピラリチューブ９に接続され、キャピ
ラリチューブ９は蒸発器10に接続される。中間熱交換器
７から出た配管11と蒸発器10から出た配管12は接続点Ｐ
にて合流せられ、圧縮機１の吸込側配管13に接続され
る。

冷媒回路内にはR22、R142b及びR134aの非共沸混合冷媒
が充填される。次に動作を説明する。圧縮機１から吐出
された高温高圧のガス状冷媒混合物は凝縮器３に流入し
て放熱し、その内のR142b及びR134aの多くは液化して気
液分離器４に入る。そこで液状のR142bとR134aは液相配
管５へ、また、未だ気体のR22は気相配管８へと分離さ
れる。液相配管５に流入したR142bとR134aはキャピラリ
チューブ６にて減圧されて中間熱交換器７に流入し、そ
こで蒸発する。一方、気相配管８に流入したR22は中間
熱交換器７内を通過する過程で、そこで蒸発するR142b
とR134aに冷却されて凝縮し、キャピラリチューブ９で
減圧されて蒸発器10に流入し、そこで蒸発して周囲を冷
却する。中間熱交換器７から出たR142bとR134aは配管11
を通り、また、蒸発器10を出たR22は配管12を通り、接
続点Ｐにて合流し再びR22、R142b、及びR134aの混合物
となって圧縮機１に帰還する。

冷媒回路中を循環する圧縮機１のオイルはR134aに溶け
込んだ状態で圧縮機１に戻される。この時、R134aはナ
フテン系オイルには溶けないため、圧縮機１のオイルに
はアルキルベンゼン系オイルを用いる。

又、R134aはアルキルベンゼン系オイルにも所定量しか
溶けないため、冷媒回路内に封入される冷媒混合物の組
成を決定するに際しては、R134aが圧縮機１のオイルに
溶ける限界内で決定されなければならない。

実験により134aの混入比率は全体の冷媒重量に対して５
％程が適切であることを導き出した。従って、冷媒混合
物の組成はR22が70重量％、R142bが25重量％、R134aが
５重量％とした。この組成による実験によれば蒸発器10
での蒸発温度は大気圧で−30℃の低温が得られ、且つ、
R134aも圧縮機１のオイルに溶け、オイル戻し機能につ
いても期待した効果が得られた。

（ト）発明の効果 本発明によれば毒性による規制の危険性がなく汎用性に
富むと共に、1,1,1,2−テトラフルオロエタンが圧縮機
のオイルを戻す役目を果たし、更に圧縮機の吐出温度の
上昇も抑えられるので圧縮機の焼付けが生じない。又、
蒸発温度を低下させるので冷凍装置において所要の冷凍
能力を発揮できる等、オゾン層を破壊しない冷媒混合物
として種々の有益な効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

図面は冷媒回路図である。 １……圧縮機、４……気液分離器、７……中間熱交換
器、10……蒸発器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機オイルとしてアルキルベンゼン系オ
   イルが用いられる冷凍装置に使用するものであって、ク
   ロロジフルオロメタンが70重量％、１−クロロ−1,1−
   ジフルオロエタンが25重量％及び1,1,1,2−テトラフル
   オロエタンが５重量％の割合としたことを特徴とする冷
   媒組成物。