(57)【要約】【課題】冷凍装置や冷暖房空調機などに用いられ、オゾン層を破壊する危険のない、冷却性能がよく、かつ鉱物油やアルキルベンゼンなどの冷凍機油を使用できる難燃性冷媒組成物およびそれを用いた冷媒回路を提供する。【解決手段】オクタフロロシクロブタンとブタンとからなる難燃性冷媒組成物あるいは両者の混合比を調整して得られる難燃性共沸冷媒組成物を用いる。そしてこの冷媒組成物を圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を順次接続して構成する冷媒回路に封入することにより課題を解決できる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）とからなる難燃性冷媒組成物であることを特徴とする冷媒組成物。
【請求項２】
オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）との混合比を調整して得られる難燃性共沸冷媒組成物であることを特徴とする請求項１記載の冷媒組成物。
【請求項３】
冷媒組成物全体に対しブタン（Ｒ６００）含有量が４．５質量％あるいは９．０質量％であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の冷媒組成物。
【請求項４】
圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を順次接続した冷媒回路において、請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷媒組成物を封入したことを特徴とする冷媒回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷媒組成物およびそれを用いた冷媒回路に関するものであり、さらに詳しくはオゾン層を破壊する危険がなく、難燃性であり、鉱物油やアルキルベンゼンなどの冷凍機油との相溶性がよい冷媒組成物およびそれを封入した冷媒回路に関するものである。
【０００２】
【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はジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）や共沸混合冷媒のＲ−１２と１，１−ジフルオロエタン（Ｒ−１５２ａ）とからなるＲ−５００が多い。Ｒ−１２の沸点は大気圧で−２９．６５℃で、Ｒ５００の沸点は−３３．４５℃であり、通常の冷凍装置に好適である。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は圧縮機の鉱物油系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。
しかしながら、上記の各冷媒は、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（Ｒ−３２）、１，１，１−トリフルオロエタン（Ｒ−１４３ａ）、ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）や１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）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−１４３ａの沸点は、−４８℃、Ｒ−１２５の沸点は、−４８．５℃、Ｒ−１３４ａの沸点は、−２６．０℃である。
【０００３】
この塩素基を含まない冷媒のＲ−３２、Ｒ−１４３ａ、Ｒ−１２５及びＲ−１３４ａは一般的な鉱物油やアルキルベンゼンなど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。
圧縮機への油戻りなどの問題を解決するためにｎ−ペンタンを塩素基を含まない冷媒に配合した冷媒組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１８４８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は従来の問題を解決し、オゾン層を破壊する危険がなく、難燃性であり、鉱物油やアルキルベンゼンなどの冷凍機油との相溶性がよい新規な冷媒組成物を提供することであり、本発明の第２の目的は、そのような冷媒組成物を封入した冷媒回路を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の課題に鑑み鋭意研究した結果、従来、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）とからなる冷媒組成物は提案されておらず、両者の混合比を調整することにより難燃性であって、かつ共沸組成物とすることができるので、それを冷媒組成物として使用することができ、それにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を成すに至った。
【０００７】
本発明の請求項１の発明は、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）とからなる難燃性冷媒組成物であることを特徴とする冷媒組成物である。
【０００８】
本発明の冷媒組成物は、オクタフロロシクロブタン（沸点；−５．９８℃）は塩素基を含まないのでオゾン層の破壊の問題がない上、ブタン（Ｒ６００、ｎ−ブタン、沸点；−０．５４℃。以下ブタンと称す）と安定して均一に混合でき、ブタンが一般的な鉱物油やアルキルベンゼンなどの冷凍機油との相溶性がよいので、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の問題がなく、ブタンの配合量を冷媒組成物全体に対して０．２質量％〜１０質量％とするなど両者の混合比を調整することにより難燃性とすることができ、取り扱い性や安全性が向上する。
【０００９】
本発明の請求項２の発明は、請求項１記載の冷媒組成物において、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）との混合比を調整して得られる難燃性共沸冷媒組成物であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の冷媒組成物は、ブタンの配合量を冷媒組成物全体に対して４．５質量％、あるいは９．０質量％とするなど両者の混合比を調整することにより共沸組成物とすることができ、共沸組成物とすれば例えば蒸発器で蒸発させて冷熱を発生させても気液に分離せず、１体的に取り扱うことができる。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の冷媒組成物において、冷媒組成物全体に対しブタン（Ｒ６００）含有量が４．５質量％あるいは９．０質量％であることを特徴とする。
【００１２】
冷媒組成物全体に対し圧力が５００ｋＰａの時にブタン含有量が４．５質量％であると沸点約４０．３℃の共沸組成物となり、また、圧力が１０１．３ｋＰａの時にブタン含有量が９．０質量％であると沸点約−６．７℃の共沸組成物となり、上記のように共沸組成物とすれば長期に保存しても濃度分布が不均一になったり、２相に分離したりせず、安定で均一な液相を呈するので１体的に取り扱うことができる。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を順次接続した冷媒回路において、請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷媒組成物を封入したことを特徴とする冷媒回路である。
【００１４】
本発明の冷媒回路を作動させ蒸発器で本発明の冷媒組成物を蒸発させて冷熱を発生させたり、凝縮器で温熱を発生させたりできるので、冷蔵庫や冷凍庫などの冷凍装置や冷暖房用空調機などに使用でき、本発明の冷媒組成物は難燃性であるので取り扱い性に優れ、安全性が高く、万一冷媒回路から漏洩しても火災の危険性がなく、さらに本発明の難燃性共沸冷媒組成物を使用すれば取り扱い性に優れ、安全性が高い上、蒸発器で蒸発させて冷熱を発生させても気液に分離しないので１体的に取り扱うことができる。
【００１５】
本発明の難燃性共沸冷媒組成物はボンベなどの容器に封入することができるので、冷媒回路に連結した封入装置により本発明の冷媒回路に精度よく安定的に供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の冷媒回路の一実施例を示す説明図である。
図１において、１は圧縮機２を備えた冷蔵庫や冷暖房用空調機などに適用できる本発明の冷媒回路である。圧縮機２には凝縮器５、キャピラリチューブ６及び蒸発器７が順次接続され、本発明の冷媒回路１を構成している。３は圧縮機２に冷媒を封入する冷媒封入機である。４は冷媒封入機３に冷媒を供給するボンベなどの冷媒容器である。８は冷媒封入機３、冷媒容器４などからなる封入装置を示す。９はアキュムレータを示す。
【００１７】
オクタフロロシクロブタンとブタンは常温で均一に溶解する。両者を混合して冷媒容器に封入して、冷媒封入機３、封入ラインなどからなる封入装置８により冷媒回路１に供給する。
本発明の冷媒回路１中にはオクタフロロシクロブタンとブタンからなる難燃性冷媒組成物が充填されている。
その組成はブタンが冷媒組成物全体に対して０．２質量％〜１０質量％にすることにより、冷却温度や暖房温度の適正化、鉱物油やアルキルベンゼンなどの冷凍機油の圧縮機への戻りを良好にするとともに、発火の危険性を回避できるようにされている。
なお、本発明において「難燃性」とは、「不燃性」を含まないものである。
【００１８】
図２は、圧力１０１．３２５ｋＰａにおける、オクタフロロシクロブタンとブタンとから成る冷媒組成物におけるブタン含有量と気液の組成および温度との関係を示すグラフである。縦軸は温度（℃）、横軸はブタンの組成（質量分率）を表す。図２から、圧力１０１．３２５ｋＰａにおいて、オクタフロロシクロブタン／ブタン＝９１／９の前後における質量分率の時、液体の組成と気体の組成が一致しており、沸点約−６．７℃の共沸組成が得られることが判る。
【００１９】
図３は、圧力５００ｋＰａにおける、オクタフロロシクロブタンとブタンとから成る冷媒組成物におけるブタン含有量と気液の組成および温度との関係を示すグラフである。縦軸は温度（℃）、横軸はブタンの組成（質量分率）を表す。図３から、圧力５００ｋＰａにおいて、オクタフロロシクロブタン／ブタン＝９５．５／４．５の前後における質量分率の時、液体の組成と気体の組成が一致しており、沸点約４０．３℃の共沸組成が得られることが判る。
【００２０】
なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の請求項１の冷媒組成物は、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）とからなる難燃性冷媒組成物であり、オクタフロロシクロブタンは塩素基を含まないのでオゾン層の破壊の問題がない上、ブタンと安定して均一に混合でき、ブタンが一般的な鉱物油やアルキルベンゼンなどの冷凍機油との相溶性がよいので、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の問題がなく、ブタンの配合量を冷媒組成物全体に対して０．２質量％〜１０質量％とするなど両者の混合比を調整することにより難燃性とすることができ、難燃性であると取り扱い性や安全性が向上するという顕著な効果を奏する。
【００２２】
本発明の請求項２の冷媒組成物は、請求項１記載の冷媒組成物において、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）との混合比を調整して得られる難燃性共沸冷媒組成物であるので、長期に保存しても濃度分布が不均一になったり、２相に分離したりせず、安定で均一な液相を呈し、１体的に取り扱うことができるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００２３】
本発明の請求項３の冷媒組成物は、請求項１あるいは請求項２記載の冷媒組成物において、冷媒組成物全体に対しブタン（Ｒ６００）含有量が４．５質量％あるいは９．０質量％である共沸組成物であるので、長期に保存しても濃度分布が不均一になったり、２相に分離したりせず、安定で均一な液相を呈し、１体的に取り扱うことができるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００２４】
本発明の請求項４の発明は、圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を順次接続した冷媒回路において、請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷媒組成物を封入した冷媒回路であり、本発明の冷媒回路を作動させ蒸発器で本発明の冷媒組成物を蒸発させて冷熱を発生させたり、凝縮器で温熱を発生させたりできるので、冷蔵庫や冷凍庫などの冷凍装置や冷暖房用空調機などに使用でき、また本発明の冷媒組成物は難燃性であるので取り扱い性に優れ、安全性が高く、万一冷媒回路から漏洩しても火災の危険性がなく、さらに本発明の難燃性共沸冷媒組成物を使用すれば取り扱い性に優れ、安全性が高い上、１体的に取り扱うことができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒回路の一実施例を示す説明図である。
【図２】圧力１０１．３２５ｋＰａにおける、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）とから成る冷媒組成物におけるブタン（Ｒ６００）含有量と気液の組成および温度との関係を示すグラフである。
【図３】圧力５００ｋＰａにおける、オクタフロロシクロブタン（ＲＣ３１８）とブタン（Ｒ６００）とから成る冷媒組成物におけるブタン（Ｒ６００）含有量と気液の組成および温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　冷媒回路
２　圧縮機
３　冷媒封入機
４　冷媒容器
５　凝縮器
６　キャピラリーチューブ
７　蒸発器
８　封入装置
９　アキュムレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004123803.tif 000005