(57)【要約】【課題】本発明は、冷凍機油の加水分解を抑制し、冷凍サイクル部材に影響を与えることなく、長期に渡り信頼性の高い空気調和機を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器と、Ｒ３２冷媒又はＲ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒と、ポリオールエステル油及び酸捕捉剤を有する冷凍機油とを備え、前記酸捕捉剤はカルボジイミド化合物及びエポキシ化合物を有し、前記エポキシ化合物はファティーグリシジルエーテル化合物である空気調和機。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器と、
Ｒ３２冷媒又はＲ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒と、
ポリオールエステル油及び酸捕捉剤を有する冷凍機油とを備え、
前記酸捕捉剤はカルボジイミド化合物及びエポキシ化合物を有し、
前記エポキシ化合物はアルキルグリシジルエステル化合物又はファティーグリシジルエーテル化合物である空気調和機。
【請求項２】
前記カルボジイミド化合物の割合は９５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記カルボジイミド化合物の割合は１５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記カルボジイミド化合物は式（１）（式中、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基またはアルキル置換芳香族基を表し、かつ分子中に−ＣＨ（ＣＨ3）2、または−Ｃ（ＣＨ3）3を少なくとも２個有する。Ｒ1、Ｒ2は同じでも可とする。）であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【化１】
2016023902.tif 000016
【請求項５】
前記エポキシ化合物は式（２）（式中のＲ3は炭素数４〜９のアルキル基である）であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【化２】
2016023902.tif 000017
【請求項６】
前記エポキシ化合物は式（３）（式中のＲ4は少なくとも一つの分岐鎖を持つ炭素数５〜９のアルキル基である）であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【化３】
2016023902.tif 000018
【請求項７】
前記ポリオールエステル油は式（４）、（５）、（６）、または（７）の単独または混合である（式中のＲ5は炭素数４〜５のアルキル基又は炭素数８〜１２のアルキル基であり、式中のＲ5の少なくとも１つは炭素数４〜５のアルキル基である）ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和機。
【化４】
2016023902.tif 000019
【化５】
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【化６】
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【化７】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ルームエアコン用の冷媒は、オゾン層保護のためＲ２２から代替冷媒へと移行され、現在は主にＲ４１０Ａが使用されている。しかし、Ｒ４１０Ａは地球温暖化係数（以下「ＧＷＰ」という。）が２０８８と高く、地球環境に及ぼす影響を低減するために、地球温暖化係数がＲ４１０Ａの１／３程度であるジフルオロメタン（以下「Ｒ３２」という。）へ移行されている。
【０００３】
ところで、冷媒の種類によって、相溶する冷凍機油は異なる。冷凍機油は圧縮機中に貯留され、圧縮機が起動すると各摺動部分に給油され、一部は冷媒とともに圧縮機の外へ吐出される。このとき、冷凍機油が冷媒に溶けづらいと、冷凍サイクル中の低温部で冷凍機油が冷媒から分離し、圧縮機に冷凍機油が戻らず、圧縮機内の冷凍機油の量が減少する。
【０００４】
このような問題を避けるため、ＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｃａｒｂｏｎｓ）系冷媒に対しては、一般に冷媒と相溶性の良いポリオールエステル油（以下「ＰＯＥ油」という。）やポリビニルエーテル油（以下「ＰＶＥ油」という。）が冷凍機油として用いられている。
【０００５】
ここで、ＰＯＥ油を用いる場合、冷凍サイクル中に水分が混入すると、ＰＯＥ油は加水分解を起こし、劣化する。そのため、ＰＯＥ油を用いる場合、ＰＯＥ油の加水分解を抑制するために、酸捕捉剤が添加される。
【０００６】
特許文献１には、冷凍機油の酸捕捉剤として、グリシジルエステル、グリシジルエーテル及びα―オレフィンオキシドの中から選ばれる少なくとも１種が用いられ、又、２種以上を組み合わせて用いてもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６６４２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｒ３２はＲ４１０Ａよりも比熱比が高いため、Ｒ３２を冷媒として採用すると、Ｒ４１０Ａに比べて、圧縮機の吐出温度が高くなる。高圧チャンバ方式の圧縮機の場合、圧縮されて高温となった冷媒が圧縮機の中に充満する。
【０００９】
高温下ほど冷凍機油の加水分解が促進されるため、特許文献１に記載された酸捕捉剤では、冷凍機油の加水分解を十分に抑制することができない。
【００１０】
さらに、添加剤を２種以上組み合わせて使用した場合、組み合わせによって反応の疎外や冷凍サイクル内に使用する他部材へ影響を及ぼすこともある。
【００１１】
そこで、本発明は、冷凍機油の加水分解を抑制し、冷凍サイクル部材に影響を与えることなく、長期に渡り信頼性の高い空気調和機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】
【００１２】
本発明の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器と、Ｒ３２冷媒又はＲ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒と、ポリオールエステル油及び酸捕捉剤を有する冷凍機油とを備え、前記酸捕捉剤はカルボジイミド化合物及びエポキシ化合物を有し、前記エポキシ化合物はファティーグリシジルエーテル化合物である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷凍機油の加水分解を抑制し、長期に渡り信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】冷暖房兼用の空気調和機の概略図である。
【図２】密閉型圧縮機の概略図である。
【図３】カルボジイミド化合物及びアルキルグリシジルエステル化合物の混合比と加水分解安定性試験後の酸捕捉剤存存率及び銅触媒の変色度合いとの関係について示す図である。
【図４】カルボジイミド化合物及びファティーグリシジルエーテル化合物の混合比と加水分解安定性試験後の酸捕捉剤存存率及び銅触媒の変色度合いとの関係について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例に係る空気調和機について説明する。
【００１６】
図１は冷暖房兼用の空気調和機の概略図である。本実施例の空気調和機は、圧縮機１、室外熱交換器３、膨張機構４、室内熱交換器５を配管で接続し、冷媒が循環する。
【００１７】
冷房運転の場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に流れる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮器として機能する室外熱交換器３で冷却され、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、膨張機構４で膨張され、僅かにガスを含む低温低圧の液冷媒となって、室内熱交換器６に流れる。低温低圧の液冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器６で加熱され、低温のガス冷媒となり、再び四方弁２を介して圧縮機１に戻る。暖房運転の場合、四方弁２によって冷媒の流れが変えられ、冷媒は冷房運転と逆方向に流れる。
【００１８】
なお、四方弁２を用いずに、冷房又は暖房のいずれか一方のみの機能を有するように構成してもよい。また、膨張機構４として、電子膨張弁、キャピラリーチューブや温度式膨張機構などを用いることができる。
【００１９】
図２は圧縮機の概略図である。圧縮機１は、端板７と渦巻状ラップ８を有する固定スクロール部材６と、ラップ１０を有する旋回スクロール部材９をお互いにラップ８とラップ１０とを向い合わせにして噛み合わせて圧縮機構部を形成し、旋回スクロール部材９をクランクシャフト１１によって旋回運動させる。固定スクロール部材６及び旋回スクロール部材９によって形成される圧縮室１２（１２ａ、１２ｂ・・・）のうち、最も外側に位置している圧縮室は、旋回運動にともなって容積が次第に縮小しながら、固定スクロール部材６及び旋回スクロール部材９の中心に向かって移動していく。圧縮室１２が固定スクロール部材６及び旋回スクロール部材９の中心近傍に達したとき、圧縮室１２が吐出口１３と連通して、圧縮室１２で圧縮されたガス冷媒が吐出パイプ１６を通じて圧縮機１の外に吐出される。
【００２０】
圧縮機１は、圧力容器１５内に電動モータ１７を内蔵しており、圧縮機１は一定速あるいは図示しないインバータによって制御された電圧に応じた回転速度でクランクシャフト１１が回転し、圧縮動作を行う。電動モータ１７は冷媒及び冷凍機油の雰囲気中で作動する。モータ１７の図示しないコイルの相間や積層鋼鈑の間には、その絶縁を保持するために絶縁フィルムが配置されている。しかし、絶縁フィルムは、安価なポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のフィルムを用いている。
【００２１】
また、電動モータ１７の下部に油溜め部が設けられており、油溜め部に溜まっている冷凍機油は圧力差によってクランクシャフト１１に設けられた油孔１９を通って、旋回スクロール部材９とクランクシャフト１１との摺動部や滑り軸受け１８等の潤滑に供される。
【００２２】
本実施例では、冷媒としてＲ３２を用い、冷凍機油としてＲ３２と相溶性があり、潤滑性に優れるＰＯＥ油を用いている。
【００２３】
ＰＯＥ油は、潤滑性能に優れるが、水分により分解し脂肪酸を生成する特性がある。脂肪酸を生成すると金属表面の腐食を引き起こし、又、生成した脂肪酸を触媒として冷凍機油の劣化が進行するおそれがある。
【００２４】
さらに、Ｒ３２は極性が高いため、冷媒としてＲ３２を用いると、Ｒ４１０Ａと比較して持ち込み水分量が多くなる。また、冷媒として用いられてきたＲ４１０Ａに比べて、Ｒ３２はＲ４１０Ａよりも比熱比が高いため、圧縮機１の吐出温度が上昇しやすく、圧縮機１の吐出温度が１００℃を超える可能性がある。高圧チャンバ方式の圧縮機の場合、圧縮されて高温となった冷媒が圧縮機の中に充満する。つまり、冷媒としてＲ３２を用いると、持ち込み水分量が多くなり、又、圧縮機の高温化により冷凍機油の加水分解が促進されるため、Ｒ４１０Ａ使用時よりも冷凍機油が劣化しやすくなる。
【００２５】
冷凍機油の劣化を抑制する手段としては、冷凍機油中に生成した脂肪酸やサイクル中に存在する水分を捕捉する作用のある酸捕捉剤を添加する方法が用いられている。酸捕捉剤としては、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物等があるが、本実施例ではカルボジイミド化合物とエポキシ化合物を併用して用いている。本実施例のカルボジイミド化合物は、化学式（１）（式中、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基またはアルキル置換芳香族基を表し、かつ分子中に−ＣＨ（ＣＨ3）2、または−Ｃ（ＣＨ3）3を少なくとも２個有する。Ｒ1、Ｒ2は同じでも可とする。）に示す構造のものを用い、エポキシ化合物は、化学式（２）（式中のＲ3は炭素数４〜９のアルキル基である）または化学式（３）（式中のＲ4は少なくとも一つの分岐鎖を持つ炭素数５〜９のアルキル基である）に示す構造のものを用いている。
【００２６】
【化１】
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【００２７】
【化２】
2016023902.tif 000004
【００２８】
【化３】
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【００２９】
化学式（１）に示すカルボジイミド化合物は、水分や脂肪酸との反応性は高いものの、反応する温度は比較的高く、圧縮機の温度が上がらない状態で摺動部の摩耗などにより脂肪酸が生成した際には反応しきれずに冷凍機油の酸価が上昇するおそれがある。
【００３０】
化学式（２）に示すアルキルグリシジルエステル系エポキシ化合物（以下、アルキルグリシジルエステル化合物という）は水分との反応性が高く、また低温で反応するため、冷凍サイクル中の水分と素早く反応し、冷凍機油の加水分解を抑制することが出来る。つまり、速効性であり、冷凍サイクル中の初期水分を低下させることが出来る。しかし、アルキルグリシジルエステル化合物は速効性のため、残存量の低下が早く、長期運転後に冷凍機油の劣化が発生する可能性がある。
【００３１】
また、化学式（３）に示すファティーグリシジルエーテル系エポキシ化合物（以下、ファティーグリシジルエーテル化合物という）は、アルキルグリシジルエステル化合物よりも水分との反応性は低いため、残存量の低下はアルキルグリシジルエステル化合物よりも遅くなる。しかし、初期水分を捕捉しきれずに、冷凍機油が加水分解し、酸価が上昇するおそれがある。すなわち、それぞれの酸捕捉剤を単独で用いた場合、特に、Ｒ４１０Ａと比較して持ち込み水分量が多くなるＲ３２を採用した冷凍サイクルでは、冷凍機油の劣化を防ぐことができないおそれがある。
【００３２】
そこで、本実施例では、化学式（１）に示すカルボジイミド化合物と、アルキルグリシジルエステル化合物又はファティーグリシジルエーテル化合物とを混合して用いている。
【００３３】
カルボジイミド化合物とアルキルグリシジルエステル化合物を併用して用いた場合には、アルキルグリシジルエステル化合物が即効性、カルボジイミド化合物が遅効性の添加剤として作用し、運転初期の段階で冷凍サイクル内の水分をアルキルグリシジルエステル化合物によって捕捉し、運転中に圧縮機内部が高温になるなどして冷凍機油が劣化し酸を生成した際にはカルボジイミド化合物により捕捉させることができる。
【００３４】
また、カルボジイミド化合物とファティーグリシジルエーテル化合物を併用して用いた場合には、カルボジイミド化合物が即効性、ファティーグリシジルエーテル化合物が遅効性の添加剤として作用する。
【００３５】
本実施例では、上述したとおり、冷凍機油としてＲ３２と相溶性があり、潤滑性に優れるＰＯＥ油を用いている。ここで、相溶性とは、冷媒と冷凍機油が分離せず溶解する特性である。相溶性が悪いと、圧縮機から冷媒と共に、冷凍サイクル中に吐出された冷凍機油が、冷凍サイクルの低温部で分離し、圧縮機に戻らず給油不足となる可能性がある。ここでは相溶性の指標として、低温側臨界溶解温度を用いる。低温側臨界溶解温度が高いほど相溶性が悪く、低いほど相溶性が良いと言える。そのため。Ｒ３２との低温側臨界溶解温度が１０℃以下であることが望ましい。また、潤滑性としては、動粘度が４０ｍｍ2／ｓ〜１００ｍｍ2／ｓの範囲にあるＰＯＥ油を用いることが望ましい。
【００３６】
このような条件を満たした冷凍機油を作製するためには、例えば、多価アルコールとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどがある。１価の脂肪酸としては、ブタン酸、ペンタン酸、２−メチルプロパン酸、２−メチルブタン酸等の炭素数４〜５と比較的炭素数の少ない脂肪酸などが挙げられ、基油の異常な粘度低下を防止するために、オクタン酸、２−メチルペンタン酸、２−メチルヘキサン酸、２−エチルヘキサン酸、イソオクタン酸、３、５、５−トリメチルヘキサン酸等の炭素数８〜１２の比較的炭素数の多い脂肪酸を単独で、又は混合して用いる。
【００３７】
特に、実際のルームエアコンのサイクルにおいて低温時の寝込み等を考慮すると使用する冷凍機油とＲ３２の低温側臨界溶解温度は０℃以下が好ましい。Ｒ３２との低温側臨界溶解温度が０℃以下となるＰＯＥ油としては下記化学式（４）〜（７）を示す構造のものを単独もしくは２つ以上組み合わせたものが好ましく（式中、Ｒ5は炭素数４〜９のアルキル基を表す）、さらに、高粘度の維持及び潤滑性の向上のため式（６）と式（７）のいずれか、若しくは、混合したものが好ましい。
【００３８】
【化４】
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【００３９】
【化５】
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【００４０】
【化６】
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【００４１】
【化７】
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【００４２】
次に、本実施例についてシールドチューブ試験により冷凍機油の耐加水分解性を評価した結果を説明する。耐加水分解性の試験方法は以下の通りである。外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍのガラスアンプル管に冷媒を０．５ｇ、冷凍機油を５ｇ封入した。実施例１〜３及び比較例１〜７は、冷媒としてＲ３２、冷凍機油としてＲ３２との相溶性に優れる化学式（６）及び（７）に示す構造のものを混合した基油を用い、従来例１〜２は、冷媒としてＲ４１０Ａ、冷凍機油としてＲ４１０Ａとの相溶性に優れる化学式（６）に示す構造の基油を用いた。
【００４３】
実施例１〜８は、酸捕捉剤として化学式（１）に示すカルボジイミド化合物及び化学式（２）に示すアルキルグリシジルエステル化合物を冷凍機油に添加した実施例である。表１は、冷凍機油に対するカルボジイミド化合物とアルキルグリシジルエステル化合物の添加割合である。
【００４４】
又、実施例９〜１６は、酸捕捉剤として化学式（１）に示すカルボジイミド化合物及び化学式（３）に示すファティーグリシジルエーテル化合物を冷凍機油に添加した実施例である。表２は、冷凍機油に対するカルボジイミド化合物とファティーグリシジルエーテル化合物の添加割合である。
【００４５】
比較例１および従来例１は、酸捕捉剤として化学式（２）に示すアルキルグリシジルエステル化合物を冷凍機油に添加した例であり、比較例２および従来例２は化学式（８）に示すシクログリシジルエーテル化合物を冷凍機油に添加した例であり、比較例３は化学式（１）に示すカルボジイミド化合物を添加した例であり、比較例４は化学式（３）に示すファティーグリシジルエーテル化合物を冷凍機油に添加した例であり、比較例５は化学式（２）に示すアルキルグリシジルエステル化合物および化学式（８）に示すシクログリシジルエーテル化合物を冷凍機油に添加した例であり、比較例６には化学式（１）に示すカルボジイミド化合物および化学式（８）に示すシクログリシジルエーテル化合物を冷凍機油に添加した例である。表３は冷凍機油に添加した酸捕捉剤の種類と添加量である。
【００４６】
【化８】
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【００４７】
【表１】
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【００４８】
【表２】
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【００４９】
【表３】
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【００５０】
カルボジイミド化合物とアルキルグリシジルエステル化合物の単位当たりの酸捕捉能力は異なる。そこで、実施例１〜１４は酸捕捉能力を現行のＲ４１０Ａ冷媒用冷凍機油の従来例１〜２の酸捕捉剤と同等になるよう各酸捕捉剤の比率をそれぞれ変えて添加した。すなわち、実施例１〜１４、比較例１〜５及び従来例１〜２の酸捕捉剤の酸捕捉能力は同等である。
【００５１】
なお、酸捕捉剤の酸捕捉能力の理論値を酸価と同じ単位（ｍｇＫＯＨ／ｇ）で表すと、式（９）で表される。カルボジイミド化合物の分子量は３６２、アルキルグリシジルエステル化合物の分子量は１５８〜２２８、ファティーグリシジルエーテル化合物の分子量は１８６である。カルボジイミド化合物はエポキシ環を有さないが、１分子当たり１個の水分子もしくは脂肪酸と反応するため、１として計算する。
【００５２】
【数１】
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【００５３】
冷凍機油の水分を１，０００ｐｐｍに調整し、触媒として冷凍サイクル中に多く使用される金属部材である鉄、銅、アルミ（それぞれφ１．６ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を共存させ、１７５℃で１４日間加熱した後の銅触媒の色を観察し、冷凍機油の酸価及び添加剤残存率を測定した。銅触媒の色はＡＳＴＭ  ＭＥＴＨＯＤ  Ｄ  １３０「ＣＯＰＰＥＲ  ＳＴＲＩＰ  ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ  ＳＴＡＮＤＡＲＳ」と比較することで数値化し、酸価はＪＩＳ  Ｋ２５０１「石油及び潤滑油―中和価試験方法」に従った。添加剤残存率は、ガスクロマトグラフにて測定した。
【００５４】
表４は表１〜３に示す酸捕捉剤を上述した条件で測定した耐加水分解性試験の結果を示している。
【００５５】
【表４】
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【００５６】
まず、従来例１及び従来例２については酸価の上昇が見られない結果になった。又、酸捕捉剤残存率も５０％以上であり、酸捕捉剤が十分に残存している。
【００５７】
ルームエアコンの寿命は通常１０年を想定するが、冷媒としてＲ４１０Ａ、冷凍機油として従来例２を使用したルームエアコンを実際に１０年間使用した後の冷凍機油を分析したところ、酸価は０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、酸捕捉剤残存率は約５０％、銅触媒の変色も１ｂ程度となり、１７５℃で１４日間加熱を継続する試験はルームエアコンを実際に１０年間使用した後の分析結果と同等の結果が得られた。つまり、１７５℃で１４日間加熱を継続する試験の結果は、ルームエアコンを１０年間運転した状態を再現しているといえる。
【００５８】
そこで、本実施例における酸捕捉剤についても、１７５℃で１４日間加熱を継続する試験を行い、従来例２の酸捕捉剤と同等の結果が得られれば、信頼性を確保した酸捕捉剤であると判断することにした。
【００５９】
比較例１は、Ｒ３２用冷凍機油に従来例１の酸捕捉剤を添加したものである。表４に示すように、比較例１の酸捕捉剤の酸捕捉剤残存率は０となり、冷凍機油の酸価が上昇する結果となった。従って、比較例１の酸捕捉剤では、Ｒ３２用の冷凍機油の加水分解を防ぐことができないことがわかった。
【００６０】
尚、比較例１の酸捕捉剤の量を単純に増やす検討も行ったが、同様にＲ３２用の冷凍機油の加水分解を防ぐことができない結果になった。比較例１の酸捕捉剤は、脂肪酸の捕捉に加えて、水等と反応して自己消化もする。しかし、オートクレーブ試験の温度域において、比較例１の酸捕捉剤の水等との反応速度は脂肪酸との反応速度よりも遅い為、単純に比較例１の酸捕捉剤の添加量を増やすだけでは水分の捕捉には顕著な効果が見られなかったと考えられる。
【００６１】
比較例２は、Ｒ３２用の冷凍機油に従来例２の酸捕捉剤を添加したものである。表４に示すように、比較例２の酸捕捉剤は、比較例１の酸捕捉剤と異なり、酸捕捉剤残存率５０％以上を確保できているが、冷凍機油の酸価が０．４６と上昇する結果となった。また、比較例３は、Ｒ３２用の冷凍機油にカルボジイミド化合物を添加したものであるが、冷凍機油の酸価が０．０２と上昇する結果となった。また、比較例４は、Ｒ３２用の冷凍機油にファティーグリシジルエーテル化合物を添加したものであるが、冷凍機油の酸価が０．０８と上昇する結果となった。
【００６２】
つまり、比較例２〜４のいずれの酸捕捉剤も、冷凍機油の加水分解を抑制できないことがわかった。これは、シクログリシジルエーテル化合物、カルボジイミド化合物及びファティーグリシジルエーテル化合物は、水分との反応性が低く、水分を十分に捕捉できていないことが原因と考えられる。
【００６３】
以上の結果から、Ｒ４１０Ａ用冷凍機油に添加していた添加剤では、Ｒ３２用冷凍機油の加水分解を抑制できないことがわかった。
【００６４】
次に、酸捕捉剤として、シクログリシジルエーテル化合物およびカルボジイミド化合物を混合して酸捕捉剤を構成した場合について説明する。比較例５はシクログリシジルエーテル化合物およびカルボジイミド化合物を混合して酸捕捉剤を構成したものである。表４より、酸価が上昇していないことから、冷凍機油の加水分解を抑制できていることが分かる。しかし、銅触媒の色は３ａ程度に変色しており、従来例よりも変色の程度が大きいことからシクログリシジルエーテル化合物およびカルボジイミド化合物を混合して用いた場合、銅触媒の腐食に与える影響が大きいことがわかる。比較例５の酸捕捉剤にシクログリシジルエーテル化合物が含まれている為、銅触媒の色が変色する結果になったと考えられる。
【００６５】
次に、Ｒ３２冷媒用酸捕捉剤として、カルボジイミド化合物及びアルキルグリシジルエステル化合物を混合して酸捕捉剤を構成した場合について説明する。図３はカルボジイミド化合物及びアルキルグリシジルエステル化合物の混合比と加水分解安定性試験後の酸捕捉剤存存率及び銅触媒の変色度合いとの関係について示す図である。図中、ＣＤＩはカルボジイミド化合物をいい、ＡＧＥはアルキルグリシジルエステル化合物をいう。図３には、実施例１−８及び比較例１、３の結果を示している。
【００６６】
実施例１〜８は、カルボジイミド化合物及びアルキルグリシジルエステル化合物を混合して添加したものである。添加量は従来例１及び従来例２の酸捕捉剤の酸捕捉能力に合わせ、カルボジイミド化合物及びアルキルグリシジルエステル化合物の比率をそれぞれ変化させて試験を実施した。
【００６７】
表４及び図３に示すとおり、比較例１、３は酸価が上昇しているのに対し、実施例１〜８はいずれも酸価の上昇は見られないため、２種類の酸捕捉剤を混合して添加することにより、冷凍機油の劣化を抑制できていることがわかる。
【００６８】
これは、カルボジイミド化合物とアルキルグリシジルエステル化合物を併用して用いた場合には、アルキルグリシジルエステル化合物が即効性、カルボジイミド化合物が遅効性の添加剤として作用し、運転初期の段階で冷凍サイクル内の水分をアルキルグリシジルエステル化合物によって捕捉し、運転中に圧縮機内部が高温になるなどして冷凍機油が劣化し酸を生成した際にはカルボジイミド化合物により捕捉できたためと考えられる。
【００６９】
図３に示すように、酸捕捉剤のうちルボジイミド化合物の割合が９５％を超えると酸価が上昇することから、酸捕捉剤のうちカルボジイミド化合物の割合は９５％以下とすることが望ましい。
【００７０】
又、図３に示すように、酸捕捉剤のうちルボジイミド化合物の割合が１５％を下回ると酸価が上昇することから、酸捕捉剤のうちカルボジイミド化合物の割合は１５％以上とすることが望ましい。
【００７１】
次に、Ｒ３２冷媒用酸捕捉剤として、カルボジイミド化合物及びファティーグリシジルエーテル化合物を混合して酸捕捉剤を構成した場合について説明する。図４はカルボジイミド化合物及びファティーグリシジルエーテル化合物の混合比と加水分解安定性試験後の酸捕捉剤存存率及び銅触媒の変色度合いとの関係について示す図である。図中、ＣＤＩはカルボジイミド化合物をいい、ＦＧＥはファティーグリシジルエーテル化合物をいう。図４には、実施例９−１６及び比較例３、４の結果を示している。
【００７２】
実施例９〜１６は、カルボジイミド化合物及びファティーグリシジルエーテル化合物を混合して添加したものである。添加量は従来例１及び従来例２の酸捕捉剤の酸捕捉能力に合わせ、カルボジイミド化合物とファティーグリシジルエーテル化合物の比率をそれぞれ変化させて試験を実施した。
【００７３】
表４及び図４に示すとおり、比較例３、４は酸価が上昇しているのに対し、実施例９〜１６はいずれも酸価の上昇は見られず、冷凍機油の劣化を抑制できていることがわかる。実施例９〜１６の組み合わせだと、脂肪酸捕捉能力があるカルボジイミド化合物が冷凍機油を劣化させる脂肪酸の生成を抑えることができ、冷凍機油の劣化を抑制できたと考えられる。
【００７４】
図４に示すように、酸捕捉剤のうちカルボジイミド化合物の割合が９５％を超えると酸価が上昇することから、酸捕捉剤のうちカルボジイミド化合物の割合は９５％以下とすることが望ましい。
【００７５】
又、図４に示すように、酸捕捉剤のうちカルボジイミド化合物の割合が１５％を下回ると酸価が上昇することから、酸捕捉剤のうちカルボジイミド化合物の割合は１５％以上とすることが望ましい。
【００７６】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７７】
本実施例の酸捕捉剤は、実施例１〜１６としてカルボジイミド化合物及びエポキシ化合物であって、エポキシ化合物としてアルキルグリシジルエステル化合物又はファティーグリシジルエーテル化合物である場合について説明したが、エポキシ化合物としてシクログリシジルエーテル化合物以外のものを用いることでも、冷凍機油の劣化を抑制しつつ、銅触媒の変色を防ぐことができると考えられる。
【００７８】
本実施例の冷媒は、Ｒ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒で構成してもよい。例えば、Ｒ３２及びＲ１２５からなる混合冷媒又はこれらを含む混合冷媒や、Ｒ３２及びＲ１２３４ｙｆからなる混合冷媒又はこれらを含む混合冷媒や、Ｒ３２及びＲ１２３４ｚｅからなる混合冷媒又はこれらを含む混合冷媒や、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ及びＲ１２３４ｚｅからなる混合冷媒又はこれらを含む混合冷媒を用いることができる。また、冷凍機油の加水分解を防ぐことが困難な他の冷媒にも用いることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…膨張手段、５…室内熱交換機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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