JP6857815B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を用いた冷凍サイクル装置に関する。

一般に、冷凍サイクル装置は、圧縮機、必要に応じて四方弁、放熱器（または凝縮器）、キャピラリーチューブや膨張弁等の減圧器、蒸発器、等を配管接続して冷凍サイクルを構成し、その内部に冷凍サイクル用作動媒体（冷媒または熱媒体）を循環させることにより、冷却または加熱作用を行っている。

これらの冷凍サイクル装置における冷凍サイクル用作動媒体としては、フロン類（フロン類はＲ○○またはＲ○○○と記すことが、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規格により規定されている。以下、Ｒ○○またはＲ○○○と示す）と呼ばれるメタンまたはエタンから誘導されたハロゲン化炭化水素が知られている。

上記のような冷媒としては、Ｒ４１０Ａが多く用いられているが、Ｒ４１０Ａ冷媒の地球温暖化係数（ＧＷＰ）は２０９０と大きく、地球温暖化防止の観点から問題がある。

そこで、地球温暖化防止の観点からは、ＧＷＰの小さな冷媒として、例えば、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）や、ＨＦＯ１１３２（１，２−ジフルオロエチレン）が注目されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。

国際公開第２０１２／１５７７６４号 国際公開第２０１２／１５７７６５号

しかしながら、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）や、ＨＦＯ１１３２（１，２−ジフルオロエチレン）は、Ｒ４１０Ａなどの従来の冷媒に比べて安定性が低く、これに起因して、不均化反応と呼ばれる自己分解反応およびこの自己分解反応に続く重合反応が生じやすい。不均化反応とは、狭義では自己分解反応のみであり、広義では自己分解反応およびこの自己分解反応に続く重合反応ある。

不均化反応は大きな熱放出を伴って圧力上昇するため、圧縮機や冷凍サイクル装置を破損させる恐れがある。このような不均化反応は、過度に高温高圧となった冷媒雰囲気下、特に圧縮機内にて高エネルギが付加されると、これが起点となって発生する。

例えば、一例を挙げると、正常な運転条件下ではない状態、すなわち凝縮器側の送風ファン停止、冷凍サイクル装置の閉塞等が生じると、吐出圧力（冷凍サイクルの高圧側）が過度に上昇する。

このような状態下で圧縮機のロック異常が生じ、このロック異常下においても圧縮機への電力供給を続けると、圧縮機の電動機へ電力が過剰に供給され、電動機が異常に発熱する。その結果、電動機の固定子を構成する固定子巻線の導線同士でレイヤーショートと呼ばれる現象を引き起こし、これが高エネルギ源となって不均化反応を誘起することになる
。

そして、不均化反応が発生すると圧縮機内の圧力が異常に上昇し、圧縮機や冷凍サイクル装置が破損する恐れがある。

本発明は上記課題を解決するため、密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記密閉型圧縮機の吐出側と前記四方弁との間と、前記膨張手段と前記室外熱交換器との間、とを結ぶ第１の連通配管を有し、前記第１の連通配管は第１の連通機構を有することを特徴とするものである。

上記構成によれば、密閉型圧縮機内で不均化反応が発生し、密閉型圧縮機内の温度または圧力が過度に上昇すると、密閉型圧縮機と室外機を連通する機構が所定の温度・圧力に達することで作動し、不均化反応後の生成ガスは内容量の大きい室外熱交換器へ放出される。このことにより、密閉型圧縮機内で過度に上昇した温度または圧力は低下し、冷凍サイクル装置の破損を回避することが可能となる。

本発明は、このような点に鑑みてなしたもので、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体とし、それらが不均化反応し、その後発生した生成ガスが冷凍サイクル装置を破損させることを回避し、信頼性を高めた冷凍サイクル装置の提供を目的としたものである。

本発明は、上記構成により、不均化反応後の生成ガスを密閉型圧縮機から室外熱交換器へ放出することで、不均化反応後の生成ガスが冷凍サイクル装置を破損させることを回避することができ、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を用いた信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図 本発明の各実施の形態に係る連通機構の概略構成図 本発明の各実施の形態に係る連通機構の概略構成図

第１の発明は、密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記密閉型圧縮機の吐出側と前記四方弁との間と、前記膨張手段と前記室外熱交換器との間、とを結ぶ第１の連通配管を有し、前記第１の連通配管は第１の連通機構を有するものである。
この構成をなすことにより、暖房運転では密閉型圧縮機はガス冷媒を圧縮して吐出し、これによりガス冷媒は四方弁を介して室内熱交換器に送出される。室内熱交換器では、室内空気との熱交換によりガス冷媒が凝縮して液化する。液化した液冷媒は、膨張手段により減圧されて気液二相冷媒となり、室外熱交換器に送出される。室外熱交換器は外気と気液二相冷媒とを熱交換するので、気液二相冷媒は蒸発してガス冷媒となり、密閉型圧縮機に戻る。このような暖房運転において、上記構成によれば密閉型圧縮機内で不均化反応が発生すると、不均化反応によって生成されたガスの温度・圧力が異常に上昇し、連通機構は密閉型圧縮機と室外熱交換器を連通し、生成ガスは室外熱交換器へ放出され、異常な温度・圧力上昇による冷凍サイクル装置の破損を回避することが可能となる。
冷房運転または除湿運転では、密閉型圧縮機はガス冷媒を圧縮して吐出し、これによりガス冷媒は四方弁を介して室外熱交換器に送出される。室外熱交換器は外気とガス冷媒とを熱交換するので、ガス冷媒は凝縮して液化する。液化した液冷媒は膨張手段により減圧され、室内熱交換器に送出される。室内熱交換器では、室内空気との熱交換により液冷媒が蒸発してガス冷媒となる。このガス冷媒は、四方弁、吸入配管を介して密閉型圧縮機に戻る。このような冷房運転にて密閉型圧縮機内で不均化反応が発生すると、作動媒体の温度・圧力が異常に上昇し、連通機構は密閉型圧縮機と室外熱交換器を連通し、不均化反応後の生成ガスは室外熱交換器へ放出され、室外熱交換器は外気と生成ガスとを熱交換するので、不均化反応後の生成ガスは凝縮して液化する。液化した液冷媒は膨張手段により減圧され、冷凍サイクル装置全体の温度・圧力は低下する。つまり、異常な温度・圧力上昇による冷凍サイクル装置の破損を回避することが可能となる。

第２の発明は、密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記密閉型圧縮機の吐出側と前記四方弁との間と、前記室外熱交換器と前記四方弁との間、とを結ぶ第２の連通配管を有し、前記第２の連通配管は第２の連通機構を有するものである。
この構成をなすことにより、暖房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、室外熱交換器の低温・低圧側へ流れることで、放熱・減圧される。冷房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、四方弁を通過せずに、室外熱交換器の入口側へ流れ、室外熱交換器にて減圧および放熱される。そのため、過度に上昇した不均化反応後の生成ガスの温度・圧力は低下し、四方弁の破損を回避することができる。

第３の発明は、密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記室外熱交換器の冷媒の流れの上流側と下流側とを結ぶ第３の連通配管を有し、前記第３の連通配管は三方弁を有し、前記密閉型圧縮機の吐出側と前記四方弁との間と、前記三方弁とを結ぶ第４の連通管を有し、前記第４の連通管は、第３の連通機構を有するものである。
この構成をなすことにより、暖房運転時、三方弁は、前記密閉型圧縮機と前記室外熱交換器を連通する機構が、前記膨張手段と前記室外熱交換器を連通する配管に接続されるように切換えられ、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、室外熱交換器入口から室外熱交換器内へ流れ、放熱・減圧される。また冷房運転時、三方弁は、前記密閉型圧縮機と前記室外熱交換器を連通する機構が、前記室外熱交換器と前記四方弁とを接続する配管に接続されるように切換えられる。不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、四方弁を通過せずに室外熱交換器の入口側へ流れ、室外熱交換器にて減圧および放熱される。したがって、不均化反応後の急激に上昇した温度・圧力は低下し、四方弁の破損を回避することができる。そのため、暖房、冷房運転における不均化反応後の生成ガスは室外熱交換器で減圧・放熱されるとともに、生成ガスによる四方弁の破損を回避することができる。

第４の発明は、密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記室外機の冷房時の入口にはヘッダーが設けられ、前記第２の連通管は前記ヘッダーに接続されているものである。
この構成をなすことにより、暖房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、室外熱交換器の出口側すなわち低圧側のヘッダー配管へ流れる。ヘッダー管は、吐出配管や吸入配管よりも配管径が太いため、配管容積が大きく、圧力降下しやすくなる。そのため、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、減圧しやすくなる。また、冷房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、四方弁を通過せずに、室外熱交換器のヘッダー配管へ直接流れる。上述のとおり、ヘッダー管は配管容積が大きいため、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは減圧しやすくなる。

第５の発明は、特に第１〜４の発明の連通機構を、前記作動媒体が所定の温度に達すると溶解する機構としたものである。
この構成をなすことにより、密閉型圧縮機内で不均化反応が発生し、不均化反応により生成されたガスの温度が過度に上昇すると、連通機構が溶解で密閉型圧縮機と室外熱交換器を連通し、不均化反応による生成ガスは室外熱交換器へ流入する。それにより、過度に上昇した温度・圧力は低下し、高温・高圧による密閉型圧縮機や吐出配管等の破損を回避することができる。

第６の発明は、特に第１〜４の発明の連通機構を、前記作動媒体が所定の圧力に達すると開閉する機構としたものである。
この構成をなすことにより、密閉型圧縮機内で不均化反応が発生し、不均化反応により生成されたガスの圧力が過度に上昇すると、連通機構が弁の開閉等で密閉型圧縮機と室外熱交換器を連通し、不均化反応による生成ガスは室外熱交換器へ流入する。それにより、過度に上昇した温度・圧力は低下し、高温・高圧による密閉型圧縮機や吐出配管等の破損を回避することができる。

第７の発明は、特に第１〜６の発明の連通機構の配管径を、前記密閉型圧縮機の吐出配管と同等またはそれ以上としたものである。
この構成をなすことにより、前記連通機構の配管の流動損失が減少し、急激な圧力上昇を抑え、第１〜６の発明と併用することで、さらなる冷凍サイクル装置の信頼性を向上することができる。

第８の発明は、特に第１〜７の発明の密閉型圧縮機の圧縮容器の内容積よりも前記室外熱交換器の内容積を大きくしたものである。
この構成をなすことにより、圧縮機で発生した不均化反応による生成ガスの圧力は、内容積の大きい室外熱交換器で低下しやすくなり、より冷凍サイクル装置の破損を回避することができ、第１〜７の発明と併用することで、さらなる冷凍サイクル装置の信頼性を向上することができる。

第９の発明は、特に第１〜８の発明の作動媒体にＨＦＯ１１２３等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素の不均化反応を抑制する不均化抑制剤を添加したものである。この構成をなすことにより、抑制剤によって、冷凍サイクル装置内の温度および圧力上昇を抑制することができ、発明１〜８と併用することで、さらなる冷凍サイクル装置の信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について空気調和機を例にして図面を参照しながら説明する
。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の概略構成図である。

本実施の形態の空気調和機１００は、室外機１０１および室内機１０２、並びにこれらを接続する接続配管１０３を備えており、室外機１０１は圧縮機１０４、室外熱交換器１０５および膨張手段１０６を備え、室内機１０２は室内熱交換器１０７を備えている。

室外機１０１の室外熱交換器１０５と室内機１０２の室内熱交換器１０７とは、接続配管１０３で環状に接続され、これにより冷凍サイクルが形成されている。具体的には、圧縮機１０４、室内機１０２の室内熱交換器１０７、膨張手段１０６、室外機１０１の室外熱交換器１０５の順で接続配管１０３により環状に接続されている。また、圧縮機１０４、室外熱交換器１０５および室内熱交換器１０７を接続する配管１０３には、冷暖房切換用の四方弁１１０が設けられている。さらに、圧縮機１０４と四方弁１１０を接続する吐出配管１１１には膨張手段１０６と室外熱交換器１０５を接続する配管１０３へ連通する配管１０８が接続され、配管１０８には第１の連通配管１０８ａが設置され、第１の連通配管１０８ａの途中には、第１の連通機構１０９ａが設けられている。なお、室外機１０１は、送風機１１４、図示しないアキュームレータ、温度センサ等を備えている。また、室内機１０２は、送風ファン１１３、図示しない温度センサ、操作部等を備えている。さらに、接続配管１０３には、図示しない各種弁装置、ストレーナ等が設けられている。

室内機１０２が備える室内熱交換器１０７は、送風ファン１１３により室内機１０２の内部に吸い込まれた室内空気と、室内熱交換器１０７の内部を流れる冷媒（冷凍サイクル用作動媒体）との間で熱交換を行う。室内機１０２は、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に送風し、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に送風する。室外機１０１が備える室外熱交換器１０５は、送風機１１４により室外機１０１の内部に吸い込まれた外気と室外熱交換器１０５の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。

冷凍サイクル中には冷媒が封入されており、圧縮機１０４がこの冷媒を圧縮して冷凍サイクル中を循環させている。この圧縮機１０４はいわゆる密閉型のロータリ式圧縮機で、内部に潤滑油が封入してある。

なお、室内機１０２および室外機１０１の具体的な構成、あるいは、室内熱交換器１０７または室外熱交換器１０５、圧縮機１０４、膨張手段１０６、四方弁１１０、送風ファン１１３、送風機１１４、図示しない温度センサ、操作部、アキュームレータ、その他の弁装置、ストレーナ等の具体的な構成は特に限定されず、公知の構成を好適に用いることができる。

次に上記のように構成した空気調和機１００の作用効果について以下説明する。

まず、空気調和機の基本的な動作を簡単に説明しておく。

暖房運転では、圧縮機１０４はガス冷媒を圧縮して吐出し、これによりガス冷媒は四方弁１１０を介して室内機１０２の室内熱交換器１０７に送出される。室内熱交換器１０７では、室内空気との熱交換によりガス冷媒が凝縮して液化する。液化した液冷媒は、膨張手段１０６により減圧されて気液二相冷媒となり、室外機１０１の室外熱交換器１０５に送出される。室外熱交換器１０５は外気と気液二相冷媒とを熱交換するので、気液二相冷媒は蒸発してガス冷媒となり、圧縮機１０４に戻る。圧縮機１０４はガス冷媒を圧縮して四方弁１１０を介して再び室内機１０２の室内熱交換器１０７に吐出する。

冷房運転または除湿運転では、室外機１０１の圧縮機１０４はガス冷媒を圧縮して吐出し、これによりガス冷媒は四方弁１１０を介して室外機１０１の室外熱交換器１０５に送出される。室外熱交換器１０５は外気とガス冷媒とを熱交換するので、ガス冷媒は凝縮して液化する。液化した液冷媒は膨張手段１０６により減圧され、室内機１０２の室内熱交換器１０７に送出される。室内熱交換器１０７では、室内空気との熱交換により液冷媒が蒸発してガス冷媒となる。このガス冷媒は、四方弁１１０、吸入配管１１２を介して室外機１０１の圧縮機１０４に戻る。圧縮機１０４はガス冷媒を圧縮して四方弁１１０を介して再び室外熱交換器１０５に吐出する。

次に連通機構１０９の作用効果について説明する。

上記運転中、正常な運転条件下ではない状態、すなわち、既述したように凝縮器側の送風ファン１１３停止、冷凍サイクル装置の閉塞等が生じると、冷凍サイクルの高圧側が過度に上昇する。これに伴い温度も大きく上昇する。その結果、不均化反応が生じやすい状態となる。圧縮機１０４内で不均化反応が発生し、この反応による生成ガスの温度または圧力が過度に上昇すると、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する配管１０８ａにある連通機構１０９ａが溶解または弁の開閉等で、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通させ、生成ガスは室外熱交換器１０５へ流入する。

具体的に連通機構１０９ａは、図２に示す溶栓２００、図５に示す圧力逃がし弁３００等が挙げられる。

図５に示すように、溶栓２００は熱伝導に優れた金属、例えば真鍮で形成され、中央にレンチ係合部２０１、内部に貫通孔２０２を有し、冷凍サイクル装置の高圧側に設けられた雌ネジ部と螺合接続するための雄ネジ部２０３と低圧側の雌ネジ部と螺合接続するための雄ネジ部２０４と、本体の内壁面に形成される貫通孔に充填され、冷凍サイクル装置内が所定の温度に達すると、すなわち不均化反応後に作動媒体が高温に達すると溶融する低融点合金２０５を設けて構成される。

低融点合金２０５の充填状態は低融点合金２０５と溶栓２００の本体とが金属的接合で完全な気密状態となっている。低融点合金２０５の材料は、具体的な種類は特に限定されず、材料が融ける温度条件に応じて公知の化合物等を好適に用いることができる。また、低融点合金２０５の材料としては、１種類の化合物のみが用いられてもよいし、２種類以上の化合物等が適宜組み合わせられて用いられてもよい。さらに、これら材料の混合比率も特に限定されず、公知の範囲内で添加することができるが、環境に配慮した鉛フリーの材質を使用することが好ましい。

また、図６に示すように連通機構１０９ａとしては、開閉する弁体を内部に有するものでもよい。同図に示すように、圧力逃がし弁３００は、配管に接続される本体３０１と開閉可能に配置される弁体３０２と、弁体３０２と連結した軸部３０３と、弁体３０２とは対極に配備され、ばね力を作用させるばね部３０４によって構成される。所定の圧力が弁体３０２に伝わることにより、弁体３０２が開弁され、圧力が所定の値に降下すれば、ばね部３０４によって再び弁体３０２が閉弁する機能をもつ。すなわち、作動媒体が不均化反応後に高圧に達すると、圧力逃がし弁３００の高圧側から弁体３０２に圧力が作用し、弁体３０２が開くことにより、不均化反応後の生成ガスは低圧側に流入し、圧力は低下するので、圧縮機１０４の破損を回避することができる。また、生成ガスの圧力が所定の値に降下すれば、ばね部３０４によって弁体３０２は閉じる構成となっている。上記は一例であり、具体的な構成は特に限定されず、作動圧力に応じて弁体が開閉する構成であれば、公知の圧力逃がし弁を好適に用いることができる。これら以外にも、所定の温度または
圧力となったときに、開放可能とする公知の弁等であれば適用できる。

連通機構１０９ａが連通する閾値として、例えば一例を挙げると、作動媒体が不均化する温度・圧力を圧縮機１０４のモーター絶縁紙が溶解する１３０〜１５０℃（圧力：３．５〜４．０ＭＰａ）とすると、これらの値と同等、またはそれよりもやや高い値において連通機構１０９ａが溶解または弁の開閉等の実行する閾値とすることで、不均化反応が発生した場合に圧縮機１０４と室外熱交換器１０５は連通し、不均化反応後の生成ガスの温度・圧力は低下し、圧縮機１０４の破損を回避することができる。

次に配管１０８ａの接続箇所について説明する。

前述したとおり、正常な運転条件下ではない状態、すなわち、凝縮器側の送風ファン１１３停止、冷凍サイクル装置の閉塞等が生じると、冷凍サイクルの高圧側が過度に上昇する。これに伴い温度も大きく上昇する。その結果、不均化反応が生じやすい状態となる。圧縮機１０４内で不均化反応が発生し、この反応による生成ガスの温度・圧力が過度に上昇すると、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する配管１０８に接続された連通機構１０９が溶解または弁の開閉等で、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５は連通し、不均化反応後の生成ガスは室外熱交換器１０５へ流入する。

図１は、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する配管１０８ａが、室外熱交換器１０５と膨張手段１０６とを連通する配管に接続された構成とする。

暖房時、不均化反応が発生すると、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する配管１０８ａの連通機構１０９ａが溶解または弁の開閉等により、連通配管１０８ａは、室外熱交換器１０５と膨張手段１０６とを接続する配管１０３へ連通する。すなわち、不均化反応後の生成ガスは、膨張手段１０６により室内熱交換器１０７へ流れずに、室外熱交換器１０５へ流れ、凝縮されることにより温度または圧力は低下する。

また冷房時、不均化反応が発生すると、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する配管１０８ａの連通機構１０９ａが溶解または弁の開閉等により、連通配管１０８は室外熱交換器１０５と膨張手段１０６とを接続する配管１０３と連通する。不均化反応後の生成ガスが、膨張手段１０６により減圧されることにより、生成ガスの温度・圧力は低下した状態で室内熱交換器１０７へ流入する。そのため、冷凍サイクル装置の破損を回避することができ、信頼性を確保することができる。

次に、連通配管ならびに連通機構の配置のバリエーションについて説明する。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図である。
同図に示すように、圧縮機１０４の吐出側と四方弁との間と、室外熱交換器１０５と四方弁との間、とを結ぶ第２の連通配管１０８ｂを有し、第２の連通配管１０８ｂは第２の連通機構１０９ｂを有する構成とする。
暖房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、室外熱交換器１０５の低温・低圧側へ流れることで、放熱・減圧される。冷房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、四方弁１１０を通過せずに、第２の連通配管１０８ｂは第２の連通機構１０９ｂを通って室外熱交換器１０５の入口側へ流れ、室外熱交換器１０５にて減圧および放熱される。そのため、過度に上昇した不均化反応後の生成ガスの温度・圧力は低下し、四方弁１１０の破損を軽減することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図である。

同図に示すように、室外熱交換器１０５と四方弁１１０とを接続する配管と、室外熱交換器１０５と膨張手段１０６とへ接続する配管に連通する三方弁５０１を配備させ、連通管１０８ｃならびに連通機構１０９ｃは、圧縮機１０４と四方弁１１０との間と三方弁５０１をつなぐ構成とする。
暖房運転時、三方弁５０１は、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する機構１０９ｃが、膨張手段１０６と室外熱交換器１０５を連通する配管に接続されるように切換えられ、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、室外熱交換器１０５入口から室外熱交換器１０５内へ流れ、放熱・減圧される。また冷房運転時、三方弁５０１は、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する機構１０９ｃが、室外熱交換器１０５と四方弁１１０とを接続する配管に接続されるように切換えられる。不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、四方弁１１０を通過せずに室外熱交換器１０５の入口側へ流れ、室外熱交換器１０５にて減圧および放熱される。したがって、不均化反応後の急激に上昇した温度・圧力は低下し、四方弁１１０の破損を回避することができる。そのため、暖房、冷房運転における不均化反応後の生成ガスは室外熱交換器１０５で減圧・放熱されるとともに、生成ガスによる四方弁１１０の破損を回避することができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置としての空気調和機を示す概略構成図である。
当該実施の形態は、連通機構１０９ｄが室外熱交換器１０５内のヘッダー配管６０１と接続する構成を有する。
暖房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、連通管１０８ｄならびに連通機構１０９ｄを通って室外熱交換器１０５の出口側すなわち低圧側のヘッダー配管６０１へ流れる。ヘッダー配管６０１は、吐出配管１１１や吸入配管１１２よりも配管径が太いため、配管容積が大きく、圧力降下しやすい。そのため、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、減圧しやすくなる。また、冷房運転時、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは、四方弁１１０を通過せずに、室外熱交換器１０５のヘッダー配管６０１へ直接流れる。上述のとおり、ヘッダー配管６０１は配管容積が大きいため、不均化反応後の高温・高圧の生成ガスは減圧しやすくなる。

ここで、圧縮機１０４と室外熱交換器１０５を連通する配管１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄの配管径について説明する。配管１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄの配管径が、吐出配管１１１と同等またはそれ以上とすると、配管容積が拡大し、流動損失が減少することで、圧力の急激な上昇を抑えることができる。

次に圧縮機１０４と室外熱交換器１０５の容積の関係について説明する。圧縮機１０４の圧縮容器の内容積よりも室外熱交換器１０５の内容積の方が大きいと、圧縮機１０４で発生した不均化反応による生成ガスの圧力が室外熱交換器１０５で低下しやすくなり、より冷凍サイクル装置の破損を回避することができる。圧縮機１０４の圧縮容器の内容積に対し室外熱交換器１０５のそれは１．５倍以上が好ましいが、限定されるものではない。

次に上記冷凍サイクル装置内に封入した冷媒（冷凍サイクル用作動媒体）について説明する。本実施の形態の空気調和機１００に封入される作動媒体は、冷媒成分が少なくとも１，１，２−トリフルオロエチレンで構成される。また、不均化抑制剤が添加してもよい。

一例を挙げると、不均化抑制剤は、潤滑油に対して溶解性を有し、かつ、不均化抑制剤の潤滑油に対する溶解度が、温度上昇するに従って少なくとも低下するものとしてある。

例えば、次式（１）
ＣＨｍＸｎ ・・・ （１）
（ただし、式（１）におけるＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉからなる群より選択されるハロゲン原子であり、ｍは０以上の整数であるとともにｎは１以上の整数であり、さらに、ｎおよびｍの和は４であり、ｎが２以上のときＸは同一または異なる種類のハロゲン原子である。）
に示す構造を有するハロメタン（ＸがＦのみの場合を除く）である。

前記ハロメタンは、不均化反応の連鎖分岐反応を引き起こすフッ素ラジカル、フルオロメチルラジカル、およびフルオロメチレンラジカル等のラジカルを良好に捕捉することが可能である。そのため、１，１，２−トリフルオロエチレンの不均化反応を有効に抑制したり、不均化反応の急激な進行を緩和したりすることができる。その結果、冷凍サイクル用作動媒体およびこれを用いた冷凍サイクル装置の信頼性を向上させることができる。

なお、式（１）に示すハロメタンとしては、具体的には、例えば、（モノ）ヨードメタン（ＣＨ３Ｉ ）、ジヨードメタン（ＣＨ２Ｉ２）、ジブロモメタン（ＣＨ２Ｂｒ２）、ブロモメタン（ＣＨ３Ｂｒ ）、ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）、クロロヨードメタン（ＣＨ２ＣｌＩ ）、ジブロモクロロメタン（ＣＨＢｒ２Ｃｌ ）、四ヨウ化メタン（ＣＩ４ ）、四臭化炭素（ＣＢｒ４ ）、ブロモトリクロロメタン（ＣＢｒＣｌ３ ）、ジブロモジクロロメタン（ＣＢｒ２Ｃｌ２）、トリブロモフルオロメタン（ＣＢｒ３Ｆ ）、フルオロヨードメタン（ＣＨＦＩ２ ）、ジフルオロジヨードメタン（ＣＦ２Ｉ２）、ジブロモジフルオロメタン（ＣＢｒ２Ｆ２）、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ ）等が挙げられるが、特に限定されない。

これら不均化抑制剤は、１種類のみが用いられてもよいし２種類以上が適宜組み合わせられて用いられてもよい。

これらの中でも、不均化抑制剤として好ましいハロメタンとしては、例えば、ハロゲン原子Ｘに臭素が含まれているものを挙げることができ、より好ましいハロメタンとしては、ジブロモメタン（ＣＨ２Ｂｒ２）、ブロモメタン（ＣＨ３Ｂｒ ）、またはジブロモジクロロメタン（ＣＢｒ２Ｃｌ２）を挙げることができる。

ここでハロメタンの添加量は、冷媒成分および不均化抑制剤の全量を１００モル％としたときに１０モル％以下としてある。これにより不均化抑制剤であるハロメタンの過剰な添加による冷媒成分（冷凍サイクル用作動媒体）の性質に影響が及ぼされることを有効に回避することができる。

なお、前記構成の冷凍サイクル用作動媒体においては、ハロメタンは、ハロゲン原子Ｘに臭素が含まれている構成であってもよい。不均化抑制剤であるハロメタンが臭素を含むため、１，１，２−トリフルオロエチレンの不均化反応をより一層良好に抑制または緩和することができる。

また、前記構成の冷凍サイクル用作動媒体においては、ハロメタンが、ジブロモメタン、ブロモメタン、またはジブロモジクロロメタンである構成であってもよい。不均化抑制剤であるハロメタンがジブロモメタンまたはブロモメタンであるため、１，１，２−トリフルオロエチレンの不均化反応をさらに一層良好に抑制または緩和することができる。

さらにまた、前記構成の冷凍サイクル用作動媒体においては、冷媒成分としてジフルオロメタンを含有する構成であってもよい。ジフルオロメタンは、１，１，２−トリフルオロエチレンと同様に環境への影響が少ないため、冷凍サイクル用作動媒体として良好な性質を実現することができる。

また、圧縮機には、スクロール式、ロータリ式、レシプロ式、スライディングベーン式等の様々な形式があるが、密閉型で且つ内部に潤滑油が封入されていれば、圧縮機の形式によらず同様の効果を発揮できる。また、アキュームレータやストレーナ等の部品についても、圧縮機の形式によっては備える必要がない場合があるが、有無によらず同様の効果を発揮できる。

さらに、上記の説明では、例として不均化反応後の作用および効果について説明したが、不均化反応直前であったとしても、連通機構１０９が溶解または弁の開閉等の実行する閾値を設定することで、同様の効果を発揮することができる。

以上、本実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和機を例に挙げて説明したが、これは圧縮機、凝縮器、膨張手段、および蒸発器等の構成要素が配管にて接続された冷凍サイクル装置であれば具体的な適用例は特に限定されず、例えば、冷蔵庫（家庭用、業務用）、除湿器、ショーケース、製氷機、ヒートポンプ式給湯機、ヒートポンプ式洗濯乾燥機、自動販売機等を挙げることができる。

なお、上記の説明ではＨＦＯ１１２３を含む作動媒体を例として説明したが、作動媒体は、二重結合を含むエチレン系フッ化炭化水素を含めば同様の効果が得られる。二重結合を含むエチレン系フッ化炭化水素の例としては他にＨＦＯ１１３２などが存在する。

上述したように本発明は、ＨＦＯ１１２３等を含む作動媒体を用いた冷凍サイクル装置の信頼性を向上させることができる。したがって、住居及び業務用の各エアコン、カーエアコン、給湯器、冷凍冷蔵庫、ショーケース、除湿機等の用途に幅広く適用することができる。

１００ 空気調和機
１０１ 室外機
１０２ 室内機
１０３ 接続配管
１０４ 圧縮機
１０５ 室外熱交換器
１０６ 膨張手段
１０７ 室内熱交換器
１０８ａ 連通配管
１０９ａ 連通機構
１１０ 四方弁
１１１ 吐出配管
１１２ 吸入配管
１１３ 送風ファン
１１４ 送風機

Claims (5)

1. 密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記密閉型圧縮機の吐出側と前記四方弁との間と、前記室外熱交換器と前記四方弁との間、とを結ぶ第２の連通配管を有し、前記第２の連通配管は、作動媒体が所定の温度に達すると溶解するか、あるいは作動媒体が所定の圧力に達すると開閉する第２の連通機構を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記室外熱交換器の冷媒の流れの上流側と下流側とを結ぶ第３の連通配管を有し、前記第３の連通配管は三方弁を有し、前記密閉型圧縮機の吐出側と前記四方弁との間と、前記三方弁とを結ぶ第４の連通管を有し、前記第４の連通管は、作動媒体が所定の温度に達すると溶解するか、あるいは作動媒体が所定の圧力に達すると開閉する第３の連通機構を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
3. 密閉型圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張手段と、室内熱交換器とを接続して、ＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む作動媒体を封入した冷凍サイクル装置であって、前記室外機の冷房時の入口にはヘッダーが設けられ、前記第２の連通管は前記ヘッダーに接続されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記密閉型圧縮機の圧縮容器の内容積よりも前記室外熱交換器の内容積が大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記作動媒体にＨＦＯ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）等の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素の不均化反応を抑制する不均化抑制剤を添加する請求項１〜 ４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

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