(57)【要約】【課題】ＣＦ３Ｉを含む冷媒が用いる冷凍回路内におけるＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生を効果的に抑制することにより、冷凍効率の低下を防止しつつ、優れた耐久性を発揮し得る冷凍回路を提供する。【解決手段】ＣＦ３Ｉを含む冷媒が用いられる冷凍回路１において、該冷凍回路１内に水素吸蔵合金８を有することを特徴とする冷凍回路。【選択図】図１
2008111576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＦ３Ｉを含む冷媒が用いられる冷凍回路において、該冷凍回路内に水素吸蔵合金を有することを特徴とする冷凍回路。
【請求項２】
冷凍回路内に乾燥剤が充填されている、請求項１の冷凍回路。
【請求項３】
前記水素吸蔵合金が冷凍回路の受液器内に充填されている、請求項１または２に記載の冷凍回路。
【請求項４】
冷凍回路が車両用空調装置の冷凍回路からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＦ３Ｉを含む冷媒を用いる冷凍回路に関し、たとえば車両用空調装置、ルームエアコン、ショーケース、自動販売機等の冷凍回路に好適な冷凍回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＦＣ−１３４ａを冷媒に用いる冷凍回路については多数の提案がなされている（たとえば、特許文献１）。しかし、ＥＵのフッ素ガス規制（Ｆガス規制）においては、２０１１年以降に販売される全ての新車でＨＦＣ−１３４ａ（ＣＦ３ＣＦＨ２）の使用を段階的に廃止し、地球温暖化係数（以下単に、ＧＷＰと言う。）１５０未満の代替冷媒の使用が求められている。なお、ＨＦＣ−１３４ａ（ＣＦ３ＣＦＨ２）は塩素分子を含有しないため、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）は０であるが、地球温暖化係数は１３００と大きい。このため、近年、ＨＦＣ−１３４ａの代替冷媒としてＣＯ２、あるいはＧＷＰが１０以下のヨウ素含有冷媒（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２とＣＦ３Ｉとの混合冷媒）の提案がなされている。とくにＣＦ３ＩはＧＷＰが２〜３と非常に小さくＨＦＣ−１３４ａの代替冷媒として好適である。
【０００３】
しかし、ＧＷＰは物質の対流圏寿命に依存する。つまり、このことは、ＣＦ３Ｉは、他の冷媒に比べて比較的不安定であることを意味する。とくに、高温下で水が存在する場合においては、水が分解され水素ガス（以下単に水素と言う。）が発生しＣＦ３Ｉの分解が促進される。
ＣＦ３Ｉ＋Ｈ２Ｏ＋オイル→ＨＩ＋ＣＨ３Ｉ＋ＲＣＯＯＨ
【０００４】
ところで、冷凍回路内には水（Ｈ２Ｏ）、オイル（たとえば、潤滑油）が存在し、高温になり易い。このため、冷凍回路内においては、水等が分解し水素が発生しＣＦ３Ｉが分解され易い。ＣＦ３Ｉが分解されると、ＨＩ等の酸の生成により回路配管等が腐食され装置の耐久性が著しく低下するおそれがある。また、冷凍回路内の冷媒量が減少するため冷凍効率も低下するおそれがある。したがって、水（Ｈ２Ｏ）等の分解により発生する水素を除去すればＣＦ３Ｉの分解は抑制できる。なお、従来、冷媒等の分解により生じた水素を水素吸蔵合金で吸蔵することにより、回路内のキャピラリーチューブの閉塞による冷媒循環量の減少を抑制し冷凍効率の低下を防止する提案はなされているが（特許文献２）、該提案は従来の冷媒を使用する冷凍回路に関するものであり、全く新規の冷媒であるＣＦ３Ｉを使用する本発明に係る冷凍回路とは目的、構成、効果が全く異なる。
【特許文献１】特開平５−０６０４０６号公報
【特許文献２】特開平７−２２９６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、ＣＦ３Ｉを含む冷媒を用いる冷凍回路内におけるＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生を効果的に抑制することにより、冷凍効率の低下を防止しつつ、優れた耐久性を発揮し得る冷凍回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷凍回路は、ＣＦ３Ｉを含む冷媒が用いられる冷凍回路において、該冷凍回路内に水素吸蔵合金を有することを特徴とするものからなる。このような構成においては、冷凍回路内に水素吸蔵合金を有しているので、冷凍回路内に存在する水等が分解され水素が発生した場合には、該水素は水素吸蔵合金に吸蔵されるので、ＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生を抑制でき、回路配管等の腐食を防止できる。また、水素吸蔵合金は、ものによっては１気圧で自己の体積の１０００〜２５００倍の水素を吸収できるので、水素吸蔵合金量が少量であっても容易に飽和状態に達することはなく、長期間に亘り安定的に水素を吸蔵できる。また、水素吸蔵合金は、温度、圧力等を変化させることにより可逆的に水素を吸蔵、放出できるので、温度、圧力等を的確に制御すれば、水素を液化し貯蔵するボンベに比べ確実に、コンパクトにしかも安全に水素を吸蔵できる。
【０００７】
また、本発明に係る冷凍回路内における水素吸蔵合金の形態は、冷凍回路の運転条件、冷凍回路内の設置位置等に応じて柔軟に決定できる。たとえば、メッシュの細かい金網等に水素吸蔵合金を充填しこれを回路内に設置してもよい。また、メッシュの細かい金網等に水素吸蔵合金を充填し、あるいは練り込み、これを金網ごと焼結し該焼結体を回路内に設置してもよい。また、適当な可塑剤を添加し水素吸蔵合金を所定形状に成形し該成形品をそのまま、あるいは該成形品をさらに焼結し該焼結体を回路内に設置してもよい。また、回路を形成する配管の内壁に水素吸蔵合金の粉末を接着剤等により保持させる形態を採用することも可能である。
【０００８】
上記水素吸蔵合金はとくに限定されるものではなく、冷凍サイクルの運転条件、回路内への設置形態等に合わせて適宜選択することが可能である。たとえば、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等の遷移元素の合金をベースとするＡＢ２型。希土類元素、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）１に対して触媒効果を持つ遷移元素（ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ））５を含む合金をベースとしたもの（ＬａＮｉ５等が代表）であるＡＢ５型。比較的空隙の多い体心立方晶の金属間化合物をなすチタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）をベースにしたＴｉ−Ｎｉ系。水素と比較的よく反応することが知られているバナジウム（Ｖ）をベースにした比較的空隙の多い体心立方晶の合金であるバナジウム（Ｖ）系。比較的安定な水酸化マグネシウムを不安定化させる触媒元素との合金からなるマグネシウム合金。自己の体積の９３５倍の水素を吸蔵可能なパラジウム系。水素との親和力の強いカルシウム（Ｃａ）と遷移元素（ニッケル等）の合金を中心とするカルシウム系合金等を挙げることができる。
【０００９】
本発明に係る冷凍回路内には乾燥剤が充填されることが好ましい。冷凍回路内に乾燥剤を設ければ、水素発生の原因になる水を除去することができるので、ＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生をより確実に抑制できる。
【００１０】
また、冷凍回路内には、通常、受液器が設置されるので、水素吸蔵合金を受液器内に充填する構成を採用できる。なお、受液器内には、たとえば、モレキュラーシーブ等の乾燥剤が充填されているので、水素吸蔵合金を受液器内に充填する構成を採用すれば、回路内に水素吸蔵合金および乾燥剤を有する冷凍回路を容易に実現できる。
【００１１】
本発明に係る冷凍回路は、たとえば車両用空調装置、ルームエアコン、ショーケース、自動販売機等の冷凍回路に使用できるが、とくに車両用空調装置なかでも自動車用空調装の冷凍回路に好適である。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明に係る冷凍回路によれば、水等の分解により発生した水素を水素吸蔵合金意により吸蔵することができるので、ＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生が確実に抑制されるので、酸による回路等の腐食が防止され、冷凍回路の耐久性信頼性を向上できる。また、水素吸蔵合金による水素の吸蔵によってＣＦ３Ｉの分解による冷媒量の減少が抑制されるので、冷凍効率を長期に亘り高く維持することができる。
【００１３】
また、冷凍回路内に乾燥剤を充填すれば、回路内における水分を効率よく除去することができるので、一層効果的にＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生をより確実に抑制できる。
【００１４】
また、上記水素吸蔵合金および乾燥剤は、たとえば冷凍回路中の受液器内に充填することができるので、たとえば、受液器に簡単な設計変更を施すだけで従来の冷凍回路にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の冷凍回路の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係る冷凍回路を示しており、図１の冷凍回路は、自動車用空調装置の冷凍回路に構成されている。図１において、１は冷凍回路を示しており、冷凍回路１には、冷媒としてＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２とＣＦ３Ｉとの混合冷媒が使用されている。
【００１６】
冷凍回路１は、圧縮機２と該圧縮器２で圧縮された高温、高圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサ３、コンデンサ３から排出された高温、高圧の液冷媒を気液分離する受液器４と、受液器４で気液分離分離された液冷媒を膨張させる膨張弁５と、該膨張弁５で急激に膨張され低温、低圧になった液冷媒を蒸発させるエバポレータ６とを有している。上記各器機は回路配管７により接続され一つの回路に構成されている。なお、上記受液器４内には乾燥剤９が充填されている。
【００１７】
コンデンサ３と受液器４とを接続する回路配管７内には水素吸蔵合金８が充填されている。水素吸蔵合金８の形態は、回路内の設置位置等に応じて柔軟に決定できる。たとえば、メッシュの細かい金網等に水素吸蔵合金８を充填しこれを配管７内に設置してもよい。また、メッシュの細かい金網等に水素吸蔵合金８を充填し、あるいは練り込み、これを金網ごと焼結し該焼結体を配管７内に設置してもよい。また、適当な可塑剤を添加し水素吸蔵合金８を所定形状に成形し該成形品をそのまま、あるいは該成形品をさらに焼結し、該焼結体を配管７内に設置してもよい。また、回路を形成する配管７の内壁に水素吸蔵合金８の粉末を接着剤等により保持させる形態を採用することも可能である。
【００１８】
本実施態様においては、冷凍回路１内の配管７内には水素吸蔵合金が充填されているので、冷凍回路１内に存在する水等が分解され水素が発生した場合には、該水素は水素吸蔵合金８に吸蔵されるので、ＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生を抑制でき、回路配管７等の腐食を防止できる。また、水素吸蔵合金８は、自己の体積の１０００〜２５００倍の水素を吸収できるので、水素吸蔵合金８の量が少量であっても容易に飽和状態に達することはなく、長期間に亘り安定的に水素を吸蔵できる。また、水素吸蔵合金８は、温度、圧力等を変化させることにより可逆的に水素を吸蔵、放出できるので、温度、圧力等を的確に制御すれば、水素を液化し貯蔵するボンベに比べ確実に、コンパクトにしかも安全に水素を吸蔵できる。
【００１９】
図２は、本発明の第２実施態様に係る冷凍回路１０を示している。なお、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付し説明を省略する。本実施態様においては、水素吸蔵合金８は受液器４内に充填されている。
【００２０】
本実施態様においては、冷凍回路１０内の受液器４内に水素吸蔵合金が充填されているので、冷凍回路１０内に存在する水等が分解され水素が発生した場合には、該水素は水素吸蔵合金８に吸蔵されるので、ＣＦ３Ｉの分解およびこれに伴う酸の発生を抑制でき、回路配管７等の腐食を防止できる。また、水素吸蔵合金８は、自己の体積に比べて大量の水素を吸収できるので、水素吸蔵合金８の量が少量であっても容易に飽和状態に達することはなく、長期間に亘り安定的に水素を吸蔵できる。また、水素吸蔵合金８は、温度、圧力等を変化させることにより可逆的に水素を吸蔵、放出できるので、温度、圧力等を的確に制御すれば、水素を液化し貯蔵するボンベに比べ確実に、コンパクトにしかも安全に水素を吸蔵できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、ＣＦ３Ｉを含む冷媒を用いる冷凍回路、たとえば車両用空調装置、ルームエアコン、ショーケース、自動販売機等の冷凍回路に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施態様に係る冷凍回路の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施態様に係る冷凍回路の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、１０  冷凍回路
２  圧縮機
３  コンデンサ
４  受液器
５  膨張弁
６  エバポレータ
７  回路配管
８  水素吸蔵合金
９  乾燥剤
【図１】
2008111576.tif 000003
【図２】
2008111576.tif 000004