JPH09221693A

JPH09221693A - Ｈｆｃ系冷媒用冷凍機油

Info

Publication number: JPH09221693A
Application number: JP3026796A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Onuma; 洋一大沼; Shigeji Taira; 繁治平良; Ryuzaburo Yajima; 龍三郎矢嶋; Hideki Hara; 日出樹原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ＨＦＣ系冷媒とともに冷凍サイクル中に封入
され、エステル系油又はエーテル系油にアルキルベンゼ
ン油が混合された混合油からなるＨＦＣ系冷媒用冷凍機
油に対して、アルキルベンゼン油の持つ低吸水性の利点
を維持しつつ、混合油の二層分離を防止しかつその動粘
度を高く維持して冷凍装置の信頼性の向上を図る。【解決手段】エステル系油又はエーテル系油と低動粘
度のアルキルベンゼン油との混合油に、ＨＦＣ系冷媒と
相溶性を有しかつ全体の動粘度を上記混合油の動粘度よ
りも高くする油成分である高動粘度のフッ素油を混入す
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、ＨＦＣ（ハイドロ
フルオロカーボン）系冷媒用冷凍機油に関し、特にエス
テル系油又はエーテル系油にアルキルベンゼン油が混合
された混合油からなるものの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境への影響等を考慮してＨＦＣ
系冷媒を冷凍装置に使用することが進められている。こ
のＨＦＣ系冷媒を使用する冷凍装置の冷凍機油（圧縮機
の潤滑油）として、従来の冷媒とともに使用していた鉱
油はＨＦＣ系冷媒との相溶性が低いために適さず、相溶
性の高いエステル系油又はエーテル系油を用いることが
検討されている。

【０００３】ところが、このエステル系油又はエーテル
系油は鉱油より吸水性が大きいため、圧縮機の電動モー
タ等の絶縁性が低下したり、膨脹弁のチョークが生じた
りする。また、加工油等の不純物の混入による化学劣化
やキャピラリ詰まりが生じ易く、装置を長期間に亘り安
定した状態で使用することが困難である。

【０００４】そこで、例えば特開平３−３９８１号公報
に示されているように、エステル系油又はエーテル系油
にアルキルベンゼン油を混合することが提案されてい
る。このアルキルベンゼン油は吸水性が低いという利点
を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その反面、上
記アルキルベンゼン油を混合したものでは、アルキルベ
ンゼン油自体がＨＦＣ系冷媒と非相溶性を有するため、
二層分離が生じ易くなり、圧縮機が焼損したり熱交換器
中で冷凍機油が停滞したりして、装置全体の性能低下を
招くことになる。また、アルキルベンゼン油の混合比を
大きくすると、二層分離する温度が高くなり、圧縮機等
の使用可能温度の下限値が制限されることになる。

【０００６】一方、低動粘度のアルキルベンゼン油を混
合すると、二層分離する温度が低くなって上記問題を解
決することはできるが、混合油全体の動粘度が低くなる
ために圧縮機摺動部の軸受の油膜を維持できなくなり、
軸受負荷の大きさによっては軸受の焼付きが生じてしま
うという問題が発生する。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、上記エステル系油又
はエーテル系油とアルキルベンゼン油との混合油の構成
をさらに改良することによって、アルキルベンゼン油の
持つ低吸水性の利点を維持しつつ、混合油の二層分離を
防止しかつその動粘度を高く維持して冷凍装置の信頼性
の向上を図ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、エステル系油又はエーテル系油と
アルキルベンゼン油との混合油にＨＦＣ系冷媒と相溶性
を有する所定の油成分を混入して、全体の動粘度を上記
混合油の動粘度よりも高くするようにした。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、ＨＦＣ
系冷媒とともに冷凍サイクル中に封入され、エステル系
油又はエーテル系油にアルキルベンゼン油が混合された
混合油からなるＨＦＣ系冷媒用冷凍機油を前提とする。

【００１０】そして、上記エステル系油又はエーテル系
油とアルキルベンゼン油との混合油に、上記ＨＦＣ系冷
媒と相溶性を有しかつ全体の動粘度を上記混合油の動粘
度よりも高くする油成分を混入したものである。

【００１１】このことにより、冷凍機油において、吸水
性が低いというアルキルベンゼン油の長所はそのまま維
持されるとともに、混入する油成分がＨＦＣ系冷媒と相
溶性を有するので、混合油の二層分離が生じるのを防止
することができる。

【００１２】また、混入する油成分により混合油全体の
動粘度をエステル系油又はエーテル系油とアルキルベン
ゼン油との混合油よりも高くすることができるので、軸
受の油膜が維持されて軸受の焼付きを防止することがで
きる。

【００１３】さらに、アルキルベンゼン油は、加工油等
の不純物が混入してもその不純物を溶かす働きを有する
ので、不純物による混合油の化学劣化やキャピラリ詰ま
りを防止することができる。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、混入する油成分をフッ素油とする。このフッ素油
はＨＦＣ系冷媒と親和性が高くかつ動粘度が高いので、
請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
しかも、フッ素油の潤滑性が良好であるので、軸受の摺
動性がより一層良くなり、焼付き防止の作用効果をさら
に高めることができる。

【００１５】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、アルキルベンゼン油の動粘度をエステル系
油又はエーテル系油の動粘度よりも低くする。このこと
により、アルキルベンゼン油の動粘度が低くなるので、
混合油の二層分離が生じる温度が低くなり、二層分離を
より一層生じ難くすることができる。

【００１６】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、アルキルベンゼン油の動粘度を３０cSt 以下とす
る。このアルキルベンゼン油の動粘度を３０cSt 以下と
するのは、アルキルベンゼン油とＨＦＣ系冷媒との相溶
性が比較的高くなるからである。よって、この発明によ
り、混合油の二層分離の発生を確実に抑えることができ
る。

【００１７】請求項５の発明では、請求項２の発明にお
いて、フッ素油の動粘度をアルキルベンゼン油の動粘度
よりも高くする。このようにすることで、低動粘度のア
ルキルベンゼン油を使用しても、混合油全体の動粘度低
下を防止することができ、請求項３と同様の作用効果を
得ることができるとともに、軸受の焼付きの防止を図る
ことができる。

【００１８】請求項６の発明では、請求項５の発明にお
いて、フッ素油の動粘度を３０cSt以上とする。すなわ
ち、フッ素油の動粘度を３０cSt 以上とするのは、二層
分離を確実に生じないようにするために動粘度が３０cS
t 以下の低動粘度アルキルベンゼン油を使用しても、混
合油全体の動粘度の低下を防止することができるからで
ある。よって、この発明により、混合油の二層分離の発
生を確実に防止しつつ軸受の焼付きを防ぐことができ、
冷凍装置の信頼性を一層向上させることができる。

【００１９】請求項７の発明では、請求項２の発明にお
いて、フッ素油の動粘度をエステル系油又はエーテル系
油の動粘度よりも高くする。このことで、混合油全体の
動粘度を、アルキルベンゼン油を混合する前のエステル
系油又はエーテル系油と同程度以上とすることができ
る。よって、請求項５の発明よりも軸受の焼付きをより
一層生じ難くすることができる。

【００２０】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、フッ素油の動粘度を５６cSt以上とする。フッ素
油の動粘度を５６cSt 以上とするのは、混合油全体の動
粘度を、動粘度が５６〜６４cSt 程度であるエステル系
油又はエーテル系油と同程度以上とすることができるか
らである。よって、この発明により、軸受負荷が大きい
場合でも、軸受の焼付き発生を確実に防止することがで
き、軸受の耐久性を向上させることができる。

【００２１】請求項９の発明では、請求項７の発明にお
いて、フッ素油の動粘度を２００cSt 以上とする。フッ
素油の動粘度を２００cSt 以上とするのは、動粘度が３
０cSt 程度の低動粘度アルキルベンゼン油と動粘度が６
４cSt 程度のエステル系油又はエーテル系油とを使用
し、全体の動粘度を６４cSt 程度とすために混入しなけ
ればならないフッ素油の混入量を体積比でアルキルベン
ゼン油と同じ程度とすることができるからである。すな
わち、コストの高いフッ素油の混入量を少なくすること
ができる。よって、このことにより、請求項４と同様の
作用効果を得ることができるとともに、エステル系油又
はエーテル系油と同程度の動粘度を確保し、しかも、混
合油全体のコストアップを抑えることができる。

【００２２】請求項１０の発明では、請求項２の発明に
おいて、アルキルベンゼン油及びフッ素油の全体に対す
る各体積混合比を５〜２０％とする。アルキルベンゼン
油の体積混合比を５〜２０％とするのは、５％より少な
いと吸水性を十分低くすることができず、またキャピラ
リ詰まり等を完全に防止することができない一方、２０
％を超えると冷媒との相溶性が悪くなり過ぎるからであ
る。

【００２３】また、フッ素油の体積混合比を５〜２０％
とするのは、５％より少ないと冷媒との相溶性及び混合
油全体の動粘度を十分に高くすることができない反面、
２０％を超えると混合油のコストが高くなるからであ
る。したがって、この発明により、アルキルベンゼン油
の持つ低吸水性やキャピラリ詰まりの生じ難さ等の利点
を維持しつつ、混合油の二層分離を確実に防止し、低い
コストで動粘度を高く維持することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態において冷
凍機油とＨＦＣ系冷媒が封入された冷凍装置の冷凍サイ
クル図を示す。この冷凍装置はビル等の空調装置として
利用され、冷房運転モードと暖房運転モードとに切換可
能に運転されるもので、図１中、（１）は圧縮機、（２
２）はファン（２９）を有する室外熱交換器、（２３）
はファン（３０）を有する室内熱交換器、（２４）は気
液分離器であり、これら圧縮機（１）、室外熱交換器
（２２）、室内熱交換器（２３）及び気液分離器（２
４）が四方切換弁（２１）の各ポートに冷媒管路によっ
て接続されている。この四方切換弁（２１）は、冷房運
転モードのとき、図の実線で示す状態にあり、圧縮機
（１）と室外熱交換器（２２）とが接続され、室内熱交
換器（２３）と気液分離器（２４）とが接続される。ま
た、暖房運転モードのとき、破線の状態に切り換えら
れ、圧縮機（１）と室内熱交換器（２３）とが接続さ
れ、室外熱交換器（２２）と気液分離器（２４）とが接
続される。

【００２５】そして、上記室外熱交換器（２２）と室内
熱交換器（２３）とは、冷房運転モードのときのみ冷媒
を室外熱交換器（２２）から室内熱交換器（２３）の方
向へ通す冷房用一方向弁（２５）と、暖房運転モードの
ときのみ冷媒を室内熱交換器（２３）から室外熱交換器
（２２）の方向へ通す暖房用一方向弁（２６）とが直列
に介装された冷媒管路によって連結されている。この冷
媒管路には、上記冷房用一方向弁（２５）をバイパスす
る暖房用膨脹機構（キャピラリ）（２７）と上記暖房用
一方向弁（２６）をバイパスする冷房用膨脹機構（キャ
ピラリ）（２８）とが設けられており、冷房運転モード
のとき、冷媒が暖房用一方向弁（２６）を通らずに冷房
用膨脹機構（キャピラリ）（２８）を通り、逆に、暖房
運転モードのとき、冷媒が冷房用一方向弁（２５）を通
らずに暖房用膨脹機構（キャピラリ）（２７）を通るよ
うになっている。

【００２６】そして、上記圧縮機（１）、四方切換弁
（２１）、室外熱交換器（２２）、気液分離器（２
４）、暖房用膨脹機構（２７）等が室外ユニット（３
１）を構成し、上記室内熱交換器（２３）、冷房用膨脹
機構（２８）等が室内ユニット（３２）を構成してい
る。

【００２７】上記圧縮機（１）は、図２に示すように、
スクロール型であって、密閉ケーシング（２）内の上部
に冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機構としてのスクロ
ール機構（３）が収容され、密閉ケーシング（２）内の
下部にこのスクロール機構（３）を駆動するための駆動
機構（４）が収容されている。ケーシング（２）の側壁
の上部には、上記気液分離器（２４）とこの圧縮機
（１）とを接続する冷媒管路としての吸入管（５）が接
続され、この吸入管（５）により上記気液分離器（２
４）から上記スクロール機構（３）内に低圧の冷媒が吸
入される。また、ケーシング（２）の上壁の中央部に
は、上記四方切換弁（２１）とこの圧縮機（１）とを接
続する冷媒管路としての吐出管（６）が接続され、この
吐出管（６）によりスクロール機構（３）によって圧縮
された高圧の冷媒が上記四方切換弁（２１）へ吐出され
る。

【００２８】上記駆動機構（４）は、電動モータ（７）
とクランク軸（８）とからなり、この電動モータ（７）
はステータ（７ａ）と、該ステータ（７ａ）内に回転可
能に配置されたロータ（７ｂ）とを備えてなる。このロ
ータ（７ｂ）の中心部に上記クランク軸（８）の下部が
圧入されて回転一体に固定されている。上記クランク軸
（８）の下端部は、遠心給油ポンプ（８ａ）を構成して
おり、ケーシング（２）下部の油溜め（２ａ）に貯留さ
れた冷凍機油に浸漬されている。また、上記クランク軸
（８）内には、遠心給油ポンプ（８ａ）によって汲み上
げられた冷凍機油を上記スクロール機構（３）やクラン
ク軸（８）の各摺動部分に供給するための軸方向に延び
る２本の給油路（８ｂ），（８ｂ）が形成されており、
上記ステータ（７ａ）の外周面とケーシング（２）との
間には油戻り通路（２ｂ）が形成されている。

【００２９】上記スクロール機構（３）は、固定スクロ
ール（１０）及び旋回スクロール（１１）を備えてな
る。固定スクロール（１０）は、円板状の鏡板（１０
ａ）の下面に渦巻状（インボリュート状）のラップ（１
０ｂ）が立設されたものであり、ケーシング（２）の側
壁内周面に固定されている。上記鏡板（１０ａ）の中央
部には圧縮した冷媒を鏡板（１０ａ）の下方から上方へ
吐出するための吐出口（１０ｃ）が形成されている。

【００３０】上記旋回スクロール（１１）は、円板状の
鏡板（１１ａ）の上面に渦巻状（インボリュート状）の
ラップ（１１ｂ）が立設されたものであり、このラップ
（１１ｂ）が上記固定スクロール（１０）のラップ（１
０ｂ）と互いに噛合するように、ケーシング（２）の側
壁内周面に固着された支持ハウジング（１２）にオルダ
ムリング（１３）を介して支持されている。そして、旋
回スクロール（１１）のラップ（１１ｂ）の内周側及び
外周側の各壁面は、固定スクロール（１０）のラップ
（１０ｂ）の外周側及び内周側の各壁面に複数箇所でそ
れぞれ接触しており、これら接触部間に冷媒を圧縮する
ための作用室（１４）が形成されている。上記旋回スク
ロール（１１）の鏡板（１１ａ）の下面にはその中央部
に軸受孔（１５ａ）が形成されたスクロール軸（１５）
が突設されている。

【００３１】上記クランク軸（８）の電動モータ（７）
より上部は、上記支持ハウジング（１２）に形成された
軸受孔（１２ａ）に挿通されており、その上端には、該
クランク軸（８）の軸心（Ｏ）に対して偏心した偏心カ
ム部（８ｃ）が一体形成されている。この偏心カム部
（８ｃ）は上記旋回スクロール（１１）の軸受孔（１５
ａ）に嵌合されている。また、上記旋回スクロール（１
１）と支持ハウジング（１２）との間に介装されたオル
ダムリング（１３）は旋回スクロール（１１）の自転を
防止するオルダム継手（１６）を構成している。したが
って、旋回スクロール（１１）はクランク軸（８）の回
転に伴って自転することなく公転して作用室（１４）を
収縮するようになっている。

【００３２】尚、（１７）は、上記偏心カム部（８ｃ）
の偏心方向に対して反対側の位置にあってクランク軸
（８）と一体的に回転するように設けられたバランスウ
エイトであって、旋回スクロール（１１）に発生する遠
心力を相殺するものである。（１８）は、クランク軸
（８）の軸受部分の回りで該クランク軸（８）が揺動す
る方向に発生するモーメントを相殺するためのカウンタ
ウエイトである。（１９）は、固定スクロール（１０）
及び支持ハウジング（１２）の外周部（１０ｄ），（１
２ｆ）とケーシング（２）の側壁内周面とによって形成
された油戻り通路である。

【００３３】ここで、上記ＨＦＣ系冷媒としては、種々
のものを使用することができ、例えば、ＨＦＣ−１３４
ａ（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ
−１３４（１，１，２，２−テトラフルオロエタン）、
ＨＦＣ−３２（ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−１５２ａ
（１，１−ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−１２５（ペン
タフルオロエタン）、ＨＦＣ−１４３ａ（１，１，１−
トリフルオロエタン）等が好適であり、さらに、ＨＦＣ
−３２、ＨＦＣ−１２５及びＨＦＣ−１４３ａを混合し
てなるＲ４０７Ｃも適している。

【００３４】本発明の特徴は上記冷凍機油にある。この
冷凍機油は、エステル系油又はエーテル系油にアルキル
ベンゼン油が混合された混合油に、上記冷媒と相溶性を
有しかつ全体の動粘度を上記混合油の動粘度よりも高く
することが可能な油成分を混入したものである。この油
成分としては、フッ素油が適しており、例えばフッ素化
ジペンタエリスリトール、フッ素化ジペンタエリスリト
ールとフッ素化ペンタエリスリトールとの混合油、パー
フルオロポリエーテル等が好適である。

【００３５】また、上記アルキルベンゼン油の動粘度が
エステル系油又はエーテル系油の動粘度より低い低動粘
度のアルキルベンゼン油を使用しており、動粘度が３０
cSt以下であることが好ましい。すなわち、アルキルベ
ンゼン油の動粘度が３０cStを超えていると、アルキル
ベンゼン油自体の冷媒との相溶性が極めて悪い反面、３
０cSt 以下とすると、相溶性が改善されてフッ素油を混
入しなくても冷媒との相溶性が比較的良好になり、混合
油の二層分離が発生する温度が低くなって、二層分離が
より一層生じ難くなるからである。

【００３６】そして、混入するフッ素油の動粘度は、ア
ルキルベンゼン油の動粘度より高い３０cSt 以上である
ことが望ましい。すなわち、フッ素油の動粘度が３０cS
t より低いと、混合油全体の動粘度を殆ど高くすること
ができない一方、３０cSt 以上とすると、二層分離を確
実に生じないように動粘度が３０cSt 以下の低動粘度ア
ルキルベンゼン油を使用しても、混合油全体の動粘度の
低下を防止することができるからである。

【００３７】また、フッ素油の動粘度は、エステル系油
又はエーテル系油の動粘度より高い５６cSt 以上とする
のがより一層好ましい。すなわち、フッ素油の動粘度が
５６cSt より低いと、混合油全体の動粘度を十分に高く
維持することができない反面、５６cSt 以上とすると、
混合油全体の動粘度を、動粘度が５６〜６４cSt 程度の
エステル系油又はエーテル系油と同程度以上とすること
ができるからである。

【００３８】さらに望ましいのは、フッ素油の動粘度を
２００cSt 以上とすることである。すなわち、フッ素油
の動粘度が２００cSt より低いと、混合油全体の動粘度
を高く維持するためにはフッ素油を非常に多く混入する
必要がある一方、２００cSt以上とすると、動粘度が３
０cSt 程度の低動粘度アルキルベンゼン油と動粘度が６
４cSt 程度のエステル系油又はエーテル系油とを使用
し、全体の動粘度をエステル系油又はエーテル系油と同
じ６４cSt 程度とすために必要なフッ素油の混入量を下
記数式１より求めると、体積比でアルキルベンゼン油と
同じ程度で済ませることができ、コストの高いフッ素油
の混入量を少なくすることができるからである。

【００３９】

【数１】

【００４０】上記数式１は、模擬的に混合油の動粘度が
混合平均値で求められるとする仮定で成り立つ数式であ
り、Ｖ１は油成分１（フッ素油）の動粘度（cSt ）を、
Ｖ２は油成分２（アルキルベンゼン油）の動粘度（cSt
）を、Ｖｍは混合油（フッ素油とアルキルベンゼン油
との混合油）の動粘度（cSt ）をそれぞれ示す。また、
Ｘは混合油に対する油成分１（フッ素油）の体積比を示
す。

【００４１】この数式１において、Ｖｍ＝６４、Ｖ１＝
２００、Ｖ２＝３０としてＸを求めると、Ｘは約０．５
となり、よって、フッ素油とアルキルベンゼン油との体
積比は１：１となる。

【００４２】また、アルキルベンゼン油及びフッ素油の
混合油全体に対する体積混合比をそれぞれ５〜２０％と
なるようにしている。すなわち、アルキルベンゼン油の
体積混合比を５％より少なくすると、吸水性を十分抑え
ることができず、またキャピラリ詰まりを良好に防ぐこ
とができない一方、２０％を超えると相溶性が極めて悪
くなり、よって、アルキルベンゼン油の体積混合比は５
〜２０％の範囲とされている。

【００４３】また、フッ素油の体積混合比が５％より少
ないと、冷媒との相溶性及び混合油全体の動粘度を十分
に高くすることができない反面、２０％を超えると混合
油のコストアップを招き、よって、フッ素油の体積混合
比は５〜２０％の範囲とされている。

【００４４】尚、アルキルベンゼン油及びフッ素油の混
合油全体に対する体積混合比は、それぞれ１０〜２０％
であることがより好ましい。また、アルキルベンゼン油
の体積混合比とフッ素油の体積混合比とは同じでなくて
もよい。

【００４５】以上のような構成の冷凍装置を運転したと
きの動作については周知である。すなわち、圧縮機
（１）において、電動モータ（７）が作動してロータ
（７ｂ）及びクランク軸（８）がその軸心（Ｏ）回りに
一体的に回転すると、偏心カム部（８ｃ）が上記クラン
ク軸（８）の軸心（Ｏ）に対して公転する。これに伴っ
て旋回スクロール（１１）が固定スクロール（１０）対
して公転する。このとき、各スクロール（１０），（１
１）のラップ（１０ｂ），（１１ｂ）の互いの接触箇所
が、スクロール機構（３）の中心部に向って移動し、作
用室（１４）は中心部に向って渦巻状に移動しながら収
縮される。これら一連の動作によって気液分離器（２
４）から吸入管（５）を通って作用室（１４）に吸入さ
れた低圧の冷媒がこの作用室（１４）で圧縮され、高圧
となって作用室（１４）の中心部に達する。そして、高
圧にされた冷媒は吐出口（１０ｃ）を通り、スクロール
機構（３）の上側の空間を経て吐出管（６）より四方切
換弁（２１）へと吐出される。

【００４６】この圧縮動作の際、給油ポンプ（８ａ）に
よって汲み上げられた冷凍機油は、給油路（８ｂ），
（８ｂ）を通ってクランク軸（８）の外周側のラジアル
軸受部分やクランク軸（８）の上端部のスラスト軸受部
分に供給され、クランク軸（８）や旋回スクロール（１
１）の摺動部分が潤滑される。この冷凍機油はスクロー
ル機構（３）において冷媒と混じり合い、冷凍機油の一
部は冷媒に混じって吐出管（６）から吐出され、残りは
油戻り通路（１９），（２ｂ）を経て油溜め（２ａ）に
戻される。

【００４７】吐出管（６）より四方切換弁（２１）へ吐
出された冷媒は、冷房運転モードのとき、室外熱交換器
（２２）に送られる。この室外熱交換器（２２）にて冷
媒が凝縮された後、冷房用膨脹機構（２８）に送られて
膨脹させられ、室内熱交換器（２３）で蒸発させられ
る。このことで、室内にファン（３０）により冷風を送
ることができる。そして、室内熱交換器（２３）で蒸発
させられた冷媒は、四方切換弁（２１）を通って気液分
離器（２４）に送られた後、再び圧縮機（１）に吸入さ
れて以上の動作を繰り返す。このとき、冷凍機油の一部
も冷媒とともに同じ経路を通って循環することになる。

【００４８】暖房運転モードのときは、圧縮機（１）か
ら吐出された冷媒が四方切換弁（２１）を通って室内熱
交換器（２３）へ送られる。この室内熱交換器（２３）
にて冷媒が凝縮されることによって、室内にファン（３
０）により温風を送ることができる。そして、冷房運転
モードのときと逆の経路で暖房用膨脹機構（２７）にて
膨脹させられ、室外熱交換器（２２）で蒸発させられた
後、四方切換弁（２１）、気液分離器（２４）を通っ
て、再び圧縮機（１）に戻される。

【００４９】したがって、この実施形態では、冷凍機油
として、エステル系油又はエーテル系油にアルキルベン
ゼン油が混合されたものに、冷媒と相溶性を有しかつ混
合油全体の動粘度を上記エステル系油又はエーテル系油
とアルキルベンゼン油の混合油の動粘度より高くするこ
とのできるフッ素油を混入したものを使用したので、ア
ルキルベンゼン油により低吸水性が維持され、電動モー
タ（７）等の絶縁性の低下を防止することができる。ま
た、冷媒に混じって圧縮機（１）から吐出された冷凍機
油に不純物が混入していても、冷暖房用膨脹機構（２
７），（２８）においてその不純物によるキャピラリ詰
まりが発生するということもない。

【００５０】そして、フッ素油の混入により、冷媒との
相溶性、親和性が良くなるので、二層分離が発生し難く
なるとともに、圧縮機（１）が焼損したり、冷媒に混じ
った冷凍機油が熱交換器（２２），（２３）中で停滞し
たりすることもなく、冷凍装置全体の性能低下を防止す
ることができる。

【００５１】さらに、フッ素油の混入により、混合油全
体の動粘度が高くなるので、軸受の油膜を維持すること
ができる。しかも、フッ素油は潤滑性も良好であるの
で、軸受負荷が大きい場合でも、軸受が焼付くのを防止
することができる。

【００５２】また、動粘度がエステル系油又はエーテル
系油の動粘度より低い３０cSt 以下の低動粘度のアルキ
ルベンゼン油を使用しているので、冷媒との相溶性がさ
らに良くなり、混合油の二層分離発生温度が低くなる。
よって、混合油の二層分離が生じるのを確実に防ぐこと
ができる。

【００５３】そして、フッ素油の動粘度をアルキルベン
ゼン油の動粘度より高い３０cSt 以上としているので、
二層分離を確実に生じないように動粘度が３０cSt 以下
の低動粘度アルキルベンゼン油を使用しても、混合油全
体の動粘度の低下を防止することができる。よって、混
合油の二層分離発生を確実に抑えつつ軸受の焼付きを防
止することができ、冷凍装置の信頼性をさらに高めるこ
とができる。

【００５４】また、フッ素油の動粘度をエステル系油又
はエーテル系油の動粘度より高い５６cSt 以上とするこ
とにより、混合油全体の動粘度を、動粘度が５６〜６４
cSt程度であるエステル系油又はエーテル系油と同程度
以上とすることができ、よって、軸受負荷が大きい場合
でも、軸受が焼付きのを確実に防止をすることができ、
その耐久性を良くすることができる。

【００５５】さらに、フッ素油の動粘度を２００cSt 以
上とすることにより、動粘度が３０cSt 程度の低動粘度
アルキルベンゼン油と動粘度が６４cSt 程度のエステル
系油又はエーテル系油との混合油に、コストの高いフッ
素油を体積比でアルキルベンゼン油と同じ程度混入する
だけで、全体の動粘度を６４cSt 程度とすることができ
る。よって、混合油の二層分離の発生を確実に防止する
ことができるとともに、エステル系油又はエーテル系油
と同程度の動粘度を確保しつつ、混合油全体のコスト低
減化を図ることができる。

【００５６】また、アルキルベンゼン油及びフッ素油の
全体に対する各体積混合比を５〜２０％としているの
で、アルキルベンゼン油の持つ低吸水性やキャピラリ詰
まりの生じ難さ等の長所を活かしつつ、混合油の二層分
離の防止と高動粘度化を確実に達成し、しかも、混合油
のコストを低減することができる。

【００５７】

【実施例】次に、具体的に実施した実施例について説明
する。本実施例の冷凍機油として、エーテル油、アルキ
ルベンゼン油及びフッ素化ジペンタエリスリトール（Ｆ
ＤＰＥ）を体積比でそれぞれ８０％、１０％、１０％と
なるように混合して作製した。上記冷凍機油にＨＦＣ系
冷媒であるＲ４０７Ｃが溶解したときの潤滑特性を評価
するために、冷凍機油に対する冷媒の溶解量を変化させ
てどの程度の荷重で軸受が焼き付くかという焼付荷重を
調べた。

【００５８】上記試験の結果を図３に実線で示す。比較
のために、エステル油のみの冷凍機油に冷媒としてのＲ
４０７Ｃが溶解したものと、従来から使用されている、
冷凍機油としての鉱油に非ＨＦＣ系冷媒であるＲ２２が
溶解したものとを併せて示す。

【００５９】この結果、冷凍機油にＲ４０７Ｃが溶解し
た本実施例のものでは、エステル油にＲ４０７Ｃが溶解
したものよりも焼付荷重が大きくなり、鉱油にＲ２２が
溶解したものと略同程度となった。

【００６０】次に、本実施例の冷凍機油とＲ４０７Ｃと
の組合せで、軸受が削られることによって発生した摩耗
痕の直径について、軸受にかかる荷重を変化させてどの
ようになるかを調べた。

【００６１】この試験の結果を図４に実線で示す。比較
のために示したものは、先の試験と同じ冷凍機油と冷媒
との組合せである。この結果より、本実施例の冷凍機油
とＲ４０７Ｃとの組合せでは、エステル油とＲ４０７Ｃ
との組合せよりも摩耗痕直径が小さくなり、鉱油とＲ２
２との組合せと略同程度となった。すなわち、摩耗痕直
径が小さい程、軸受の削れ量が少ないということを意味
するので、本実施例の冷凍機油とＲ４０７Ｃとの組合せ
では、軸受の潤滑性がエステル油とＲ４０７Ｃとの組合
せよりも良好であり、従来使用していた鉱油とＲ２２と
の組合せと同じ程度であることが判る。

【００６２】以上より、エーテル油、アルキルベンゼン
油及びＦＤＰＥをそれぞれ８０％、１０％、１０％とな
るように混合した冷凍機油とＲ４０７Ｃとの組合せで
は、エステル油とＲ４０７Ｃとの組合せよりも潤滑性が
良くなり、より高い負荷をかけても軸受の焼付きが生じ
ることはない。また、従来の鉱油とＲ２２との組合せと
略同じ潤滑性の良さを有し、従来と同程度の負荷をかけ
ることができる。よって、アルキルベンゼン油を混合し
ても、ＦＤＰＥによって動粘度を高く維持することがで
きるので、軸受の信頼性は確実に保証される。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、エステル系油又はエーテル系油とアルキルベン
ゼン油との混合油に、ＨＦＣ系冷媒と相溶性を有しかつ
全体の動粘度を上記混合油の動粘度よりも高くする油成
分を混入したので、吸水性を低く保ちかつキャピラリ詰
まりの発生等を抑えることができるとともに、混合油の
二層分離を生じ難くし、軸受の焼付き防止を図ることが
できる。

【００６４】請求項２の発明によると、混入する油成分
をフッ素油としたので、請求項１の発明と同様の作用効
果を得ることができ、軸受の焼付き防止に対してさらな
る効果を発揮させることができる。

【００６５】請求項３の発明によると、アルキルベンゼ
ン油の動粘度をエステル系油又はエーテル系油の動粘度
よりも低くしたので、二層分離発生をより一層防止する
ことができる。

【００６６】請求項４の発明によると、アルキルベンゼ
ン油の動粘度を３０cSt 以下としたので、混合油の二層
分離の発生を確実に防ぐことができる。

【００６７】請求項５の発明によると、フッ素油の動粘
度をアルキルベンゼン油の動粘度よりも高くしたので、
請求項３と同様の作用効果を得ることができ、しかも、
軸受が焼付きつくのを防止することができる。

【００６８】請求項６の発明によると、フッ素油の動粘
度を３０cSt 以上としたので、混合油の二層分離の発生
を確実に防止しつつ、軸受の焼付きを防ぐことができ、
冷凍装置の信頼性向上を図ることができる。

【００６９】請求項７の発明によると、フッ素油の動粘
度をエステル系油又はエーテル系油の動粘度よりも高く
したので、請求項５の発明よりもさらに軸受の焼付きを
生じ難くすることができる。

【００７０】請求項８の発明によると、フッ素油の動粘
度を５６cSt 以上としたので、軸受負荷が大きい場合で
も、確実に軸受の焼付き防止を図ることができ、軸受の
耐久性の向上を図ることができる。

【００７１】請求項９の発明によると、フッ素油の動粘
度を２００cSt 以上としたので、混合油の二層分離を確
実に防いで、エステル系油又はエーテル系油と同程度の
動粘度を確保し、しかも、混合油全体のコストアップを
抑えることができる。

【００７２】請求項１０の発明によると、アルキルベン
ゼン油及びフッ素油の全体に対する各体積混合比を５〜
２０％としたので、低吸水性を維持し、キャピラリ詰ま
りの発生等を防止しつつ、低コストで混合油の二層分離
と高動粘度化を確実に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る冷凍機油とＨＦＣ系冷
媒が封入された冷凍装置の冷凍サイクル図である。

【図２】冷凍サイクル中の圧縮機の断面図である。

【図３】冷媒溶解量と焼付荷重との関係を示すグラフ図
である。

【図４】軸受にかかる荷重と摩耗痕直径との関係を示す
グラフ図である。

【符号の説明】（１）スクロール型圧縮機（２）密閉ケーシング（２ａ）油溜め（２ｂ），（１９）油戻り通路（１０）固定スクロール（１１）旋回スクロール（１０ａ），（１１ａ）鏡板（１０ｂ），（１１ｂ）ラップ（１２）支持ハウジング（１３）オルダム継手（自転防止機構）（１７）バランスウエイト（２１）四方切換弁（２２）室外熱交換器（２３）室内熱交換器（２４）気液分離器（２５）冷房用一方向弁（２６）暖房用一方向弁（２７）暖房用膨脹機構（キャピラリ）（２８）冷房用膨脹機構（キャピラリ）（２９），（３０）ファン（３１）室外ユニット（３２）室内ユニット

───────────────────────────────────────────────────── 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 127:06 131:08）Ｃ１０Ｎ 20:02 30:00 40:30 (72)発明者矢嶋龍三郎大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者原日出樹大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＨＦＣ系冷媒とともに冷凍サイクル中に
封入され、エステル系油又はエーテル系油にアルキルベ
ンゼン油が混合された混合油からなるＨＦＣ系冷媒用冷
凍機油において、上記エステル系油又はエーテル系油とアルキルベンゼン
油との混合油に、上記ＨＦＣ系冷媒と相溶性を有しかつ
全体の動粘度を上記混合油の動粘度よりも高くする油成
分を混入したことを特徴とするＨＦＣ系冷媒用冷凍機
油。
【請求項２】請求項１記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、混入する油成分はフッ素油であることを特徴とするＨＦ
Ｃ系冷媒用冷凍機油。
【請求項３】請求項１又は２記載のＨＦＣ系冷媒用冷
凍機油において、アルキルベンゼン油の動粘度をエステル系油又はエーテ
ル系油の動粘度よりも低くしたことを特徴とするＨＦＣ
系冷媒用冷凍機油。
【請求項４】請求項３記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、アルキルベンゼン油の動粘度は３０cSt 以下であること
を特徴とするＨＦＣ系冷媒用冷凍機油。
【請求項５】請求項２記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、フッ素油の動粘度をアルキルベンゼン油の動粘度よりも
高くしたことを特徴とするＨＦＣ系冷媒用冷凍機油。
【請求項６】請求項５記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、フッ素油の動粘度は３０cSt 以上であることを特徴とす
るＨＦＣ系冷媒用冷凍機油。
【請求項７】請求項２記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、フッ素油の動粘度をエステル系油又はエーテル系油の動
粘度よりも高くしたことを特徴とするＨＦＣ系冷媒用冷
凍機油。
【請求項８】請求項７記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、フッ素油の動粘度は５６cSt 以上であることを特徴とす
るＨＦＣ系冷媒用冷凍機油。
【請求項９】請求項７記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機油
において、フッ素油の動粘度は２００cSt 以上であることを特徴と
するＨＦＣ系冷媒用冷凍機油。
【請求項１０】請求項２記載のＨＦＣ系冷媒用冷凍機
油において、アルキルベンゼン油及びフッ素油の全体に対する各体積
混合比は５〜２０％であることを特徴とするＨＦＣ系冷
媒用冷凍機油。