(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、前記減圧器で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した液滴を含む冷媒から液滴を分離して一時的に蓄えるアキュムレータと、冷媒中の水分を除去する乾燥器と、を備える冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒は、トリフルオロヨードメタンを含む混合冷媒であって、２５℃における蒸気圧が１．１ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下であり、
前記圧縮機は、密閉容器内に、圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動するモータと、を備え、且つ、摺動部を潤滑する冷凍機油が充填されている密閉型電動圧縮機であり、
前記アキュムレータ内に、トリフルオロメタンを吸着する吸着剤を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、
前記吸着剤が、前記アキュムレータ内に前記冷媒を流入させる流入口よりも上方に配置されている冷凍サイクル装置。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、前記減圧器で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した液滴を含む冷媒から液滴を分離して一時的に蓄えるアキュムレータと、冷媒中の水分を除去する乾燥器と、余剰冷媒を調整するレシーバタンクと、を備える冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒は、トリフルオロヨードメタンを含む混合冷媒であって、２５℃における蒸気圧が１．１ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下であり、
前記圧縮機は、密閉容器内に、圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動するモータと、を備え、且つ、摺動部を潤滑する冷凍機油が充填されている密閉型電動圧縮機であり、
前記レシーバタンク内に、トリフルオロメタンを吸着する吸着剤を備える冷凍サイクル装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍サイクル装置において、
前記吸着剤が、前記レシーバタンク内の上部に配置されている冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置において、
前記冷凍機油は、ポリオールエステル油である冷凍サイクル装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置において、
前記吸着剤は、酸化アルミニウムである冷凍サイクル装置。
【請求項７】
請求項６に記載の冷凍サイクル装置において、
前記酸化アルミニウムがγ−アルミナである冷凍サイクル装置。
【請求項８】
請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、
前記γ−アルミナの比表面積が１００ｍ２／ｇを超える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地球温暖化係数（Global Warming Potential：ＧＷＰ）が小さい冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地球温暖化の防止のために、気候変動に対する種々の方策が国際的に講じられている。２０１５年に開催された第２１回気候変動枠組条約締約国会議（ＣＯＰ２１）では、パリ協定が採択され、今後達成すべき長期目標が定められた。パリ協定は、世界的な平均気温の上昇を産業革命以前に比べて２℃より十分低く保つと共に１．５℃に抑える努力を追求する旨を目的としている。
【０００３】
日本では、地球温暖化防止のための法整備が、フッ素化合物に関係する分野を中心に進んでいる。冷凍空調機器に用いるフッ素系冷媒の使用や管理に関しては、「フロン類の使用の合理化及び管理の適正化に関する法律（フロン排出抑制法）」に規制対象機器と規制対象物質が規定されている。
【０００４】
規制対象物質としては、「特定物質等の規制等によるオゾン層の保護に関する法律」に規定されるオゾン層破壊物質（主に塩素或いは臭素が結合したフッ素化合物）と、「地球温暖化対策の推進に関する法律」に掲げられる温室効果ガス物質（主に水素とフッ素と炭素からなる高ＧＷＰの物質）が挙げられる。
【０００５】
現在、環境影響度を表す指標であるＧＷＰは、フロン排出抑制法の改正により、指定製品毎の加重平均で目標値が設定されるようになっている。家庭用エアコンについては、２０１８年までに７５０に、店舗・オフィス用エアコンについては、２０２０年までに７５０に、コンデンシングユニット及び定置式冷凍冷蔵ユニット（以下、冷凍機等と略する。）については、２０２５年までに１５００にすることが目標になっている。
【０００６】
従来、冷凍空調装置の冷媒としては、Ｒ４１０Ａ［ＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）３２／ＨＦＣ１２５（５０／５０重量％）］や、Ｒ４０４Ａ［ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１４３ａ／ＨＦＣ１３４ａ（４４／５２／４重量％）］が使用されてきた。しかし、Ｒ４１０Ａは、ＧＷＰ＝１９２４、Ｒ４０４Ａは、ＧＷＰ＝３９４３と高いため、近年では、よりＧＷＰが低い代替冷媒への置き換えが進められている。冷媒のＧＷＰと燃焼性とは相反する関係にあり、冷媒を低ＧＷＰ化すると、燃焼性が高くなる傾向がある。
【０００７】
代替冷媒としては、熱物性、低ＧＷＰ、低毒性、低燃焼性等の理由から、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）（ＧＷＰ＝６７７）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｏｌｅｆｉｎ）１２３４ｙｆ）（ＧＷＰ＝０）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｚｅ）（ＧＷＰ＝１）、トリフルオロエテン（ＨＦＯ１１２３）（ＧＷＰ＜１）、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ１２４３ｚｆ）（ＧＷＰ＝０）が知られている。
【０００８】
また、ＨＦＯとＨＦＣ３２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４ａ等との混合冷媒や、プロパン、プロピレン等のハイドロカーボンや、モノフルオロエタン（ＨＦＣ１６１）、ジフルオロエタン（ＨＦＣ１５２ａ）等の低ＧＷＰであるハイドロフルオロカーボンが知られている。また、ヨウ素、臭素、塩素等でハロゲン化して不燃性化させた低沸点化合物も知られている。
【０００９】
家庭用エアコンについては、他の法令の改正もあって、大半が微燃性のＨＦＣ３２に切り替えられつつある。高圧ガス保安法の冷凍保安規則の改正（２０１６年１１月）では、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅが「不活性ガス」として分類された。しかし、これらの冷媒は、微燃性であるため、「特定不活性ガス」としても掲名されている。５冷凍トン以上の装置については、漏洩した冷媒を滞留させないための換気装置・設備構造が必要であるし、漏洩した冷媒が滞留し易い場所に検知警報設備の設置が必要である。
【００１０】
このような背景から、より冷凍能力が要求されるビル用マルチエアコン（多室型空気調和機）や冷凍機では、低ＧＷＰ冷媒への置き換えが進んでなく、現在でもＲ４１０Ａが使用されている。ビル用マルチエアコンや冷凍機は、冷媒封入量が多く、冷媒漏洩時のリスクが高いため、ＧＷＰが低い微燃性冷媒の使用が難しい現状がある。
【００１１】
一方、冷凍機用の冷媒としては、フロン排出抑制法との関係から、ＧＷＰが１５００以下であり、ＨＦＯ１２３４ｙｆやＨＦＯ１２３４ｚｅを含む不燃性の混合冷媒が注目されてきた。例えば、Ｒ４４８Ａ（ＨＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１３４ａ／ＨＦＯ１２３４ｚｅ／ＨＦＯ１２３４ｙｆ）や、Ｒ４４９Ａ（ＨＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１３４ａ／ＨＦＯ１２３４ｙｆ）を用いた冷凍機の開発が進められている。しかし、Ｒ４４８ＡやＲ４４９Ａは、ＧＷＰを１１００〜１４００程度に留めないと不燃化させることができないため、低ＧＷＰ化を進めるにあたって、燃焼性の抑制が必要とされている。
【００１２】
従来、地球温暖化防止のための国際的な対策としては、モントリオール議定書による規制が強化されてきた。当初の規制対象物質は、日本の「特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律」に規定される特定物質であった。しかし、２０１６年１０月にルワンダ・キガリで開催された第２８回モントリオール議定書締約国会議（ＭＯＰ２８）では、日本の「地球温暖化の推進に関する法律」に掲げられる代替フロン等に対しても規制が拡大されることになった。
【００１３】
キガリ改正では、規制物質の生産量および消費量を、２０１１年から２０１３年を基準として、２０１９年に−１０％、２０２４年に−４０％、２０２９年に−７０％、２０３４年に−８０％、２０３６年に−８５％とすることが合意された。これに対し、２０２４年までは、現行のフロン排出抑制法によって目標値を達成できる見通しである。しかし、２０２９年以降については、目標値の達成が難しい見込みである。
【００１４】
このような状況下、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含み、低ＧＷＰで不燃性の混合冷媒が注目されている。トリフルオロヨードメタンを含む混合冷媒によると、冷媒の燃焼性を抑制しつつ、現在のビル用マルチエアコン等で使用されているＲ４１０Ａに近い冷凍能力が得られるため、大きな設計変更を伴わなくとも、環境適合性が高い冷凍空調装置が実現されると期待されている。
【００１５】
特許文献１には、薄膜製造プロセスにおけるエッチング剤や、クリーニング剤として利用されているモノフルオロメタンを精製するための技術が記載されている。この技術では、モノフルオロメタンからトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を化学吸収によって分離している。化学吸収には、アミドおよび塩基を含む処理液を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１２−１２１８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）等の冷媒にトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を混合すると、ＧＷＰを低く保ちつつ、燃焼性を抑制することができる。そのため、低ＧＷＰであり、且つ、燃焼性が低い冷媒を得ることができる。しかし、トリフルオロヨードメタンは、水分、酸素、熱等の存在下、化学反応を起こして分解し、ハイドロフルオロカーボンの一種であるトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）や、フッ化水素、ヨウ化水素等を生成する。
【００１８】
冷凍空調装置等の冷凍サイクル装置は、冷媒が通流する冷凍サイクル内に、銅管、黄銅製等のフレアナット、銀ろう等による接合部をはじめ、種々の金属材を備えている。これらの金属材は、トリフルオロヨードメタンの分解や、分解に伴う下流側の反応を触媒する可能性がある。また、冷凍サイクル内を循環する冷媒には、圧縮機において摺動熱等が加わるし、水素原子が結合した有機分子である冷凍機油が共存している。そのため、冷凍サイクル装置の運転を続けると、触媒や熱の存在下、冷媒の劣化や劣化反応生成物の濃度上昇が進行することが懸念される。
【００１９】
トリフルオロヨードメタンの分解に伴って生成する劣化反応生成物のうち、トリフルオロメタンは、ＧＷＰ＝１２４００であり、温室効果が高い物質である。トリフルオロメタンの濃度が上昇すると、冷媒のＧＷＰが大きくなるという問題がある。また、冷凍能力等に悪影響が及ぶ可能性もある。そのため、冷凍サイクル内におけるトリフルオロメタンの濃度上昇を抑制する技術が望まれている。
【００２０】
特許文献１に記載されている技術は、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を、アミドおよび塩基を含む処理液に化学吸収させるものである。このような技術を冷凍サイクル内で用いると、トリフルオロヨードメタン自体も劣化してしまう。トリフルオロヨードメタンを含む混合冷媒に、アミドの存在下、圧縮機の摺動熱等が加わると、トリフルオロメタンの濃度が却って上昇する可能性がある。また、冷媒だけでなく冷凍機油も劣化するため、冷凍サイクル装置の信頼性が大幅に低下することになる。
【００２１】
そこで、本発明は、トリフルオロヨードメタンを含むＧＷＰが低い不燃性の混合冷媒を用いており、冷媒の劣化に伴う高ＧＷＰ化が持続的に抑制される、環境適合性や信頼性が高い冷凍サイクル装置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】
【００２２】
前記課題を解決するために本発明に係る冷凍空調サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、前記減圧器で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した液滴を含む冷媒から液滴を分離して一時的に蓄えるアキュムレータと、冷媒中の水分を除去する乾燥器と、を備える冷凍サイクル装置であって、前記冷媒は、トリフルオロヨードメタンを含む混合冷媒であって、２５℃における蒸気圧が１．１ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下であり、前記圧縮機は、密閉容器内に、圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動するモータと、を備え、且つ、摺動部を潤滑する冷凍機油が充填されている密閉型電動圧縮機であり、前記アキュムレータ内に、トリフルオロメタンを吸着する吸着剤を備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、トリフルオロヨードメタンを含むＧＷＰが低い不燃性の混合冷媒を用いており、冷媒の劣化に伴う高ＧＷＰ化が持続的に抑制される、環境適合性や信頼性が高い冷凍サイクル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】冷凍サイクル装置であるビル用マルチエアコンの一例を示す冷凍サイクル構成図である。
【図２】密閉型電動圧縮機の一例を示す縦断面図である。
【図３】アキュムレータの一例を示す縦断面図である。
【図４】レシーバタンクの一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る冷凍サイクル装置について、図を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各図において、共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２６】
＜冷凍サイクル装置＞
本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒が形成する熱力学的な冷凍サイクルを利用して冷却対象を冷却する能力を備えた装置である。冷凍サイクル装置は、冷却を行う能力を備える限り、冷凍サイクルと反対の熱サイクルを行う能力を備えていてもよい。この冷凍サイクル装置は、例えば、空気調和機、冷凍機等の各種の冷凍空調装置に適用することができる。
【００２７】
本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、減圧器で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備える。圧縮機としては、密閉容器内に、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータと、を備え、且つ、摺動部を潤滑する冷凍機油が充填されている密閉型電動圧縮機が用いられる。
【００２８】
また、本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、これらの圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器に加え、蒸発器で蒸発した液滴を含む冷媒から液滴を分離して一時的に蓄えるアキュムレータと、冷媒中の水分を除去する乾燥器と、を備える。この冷凍サイクル装置は、アキュムレータや乾燥器に加え、余剰冷媒を調整するレシーバタンクを備えることができる。
【００２９】
本実施形態に係る冷凍サイクル装置において、冷媒としては、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒が用いられる。アキュムレータやレシーバタンクは、冷媒が通流する冷凍サイクル内において、冷媒の流速が遅い箇所であり、トリフルオロヨードメタンの分解によって生成するトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）が滞留し易い箇所に該当する。
【００３０】
本実施形態に係る冷凍サイクル装置では、このような箇所に、トリフルオロメタンを吸着する吸着剤を設置する。トリフルオロメタンを吸着する吸着剤を設置することによって、冷凍サイクル内におけるトリフルオロメタンの濃度の上昇を抑制し、冷媒の劣化に伴う高ＧＷＰ化を持続的に抑制して、冷凍サイクル装置の環境適合性や信頼性を確保する。
【００３１】
ここで、本実施形態に係る冷凍サイクル装置や、冷凍サイクル装置に用いられる圧縮機について、具体例を示して説明する。
【００３２】
図１は、冷凍サイクル装置であるビル用マルチエアコンの一例を示す冷凍サイクル構成図である。
本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、図１に示すようなビル用マルチエアコン（多室型空気調和機）等の空気調和機として適用することができる。
【００３３】
図１に示すように、ビル用マルチエアコン１００は、室外機１と、室内機２ａ，２ｂと、を備えている。なお、図１において、ビル用マルチエアコン１００は、２台の室内機２ａ，２ｂを備えている。しかしながら、ビル用マルチエアコン１００は、３台以上の任意の数の室内機（２ａ，２ｂ，・・・）を備えることができる。
【００３４】
室外機１は、圧縮機３と、四方弁４と、室外熱交換器（凝縮器／蒸発器）５と、レシーバタンク６と、ドライヤ（乾燥器）７と、室外膨張弁（減圧器）８と、アキュムレータ９と、室外送風機１０と、を備えている。
【００３５】
四方弁４と、アキュムレータ９と、圧縮機３とは、冷媒配管を介して閉環状に接続されている。また、四方弁４の別の接続部には、室内機２ａ，２ｂが、冷媒配管を介して接続されている。四方弁４の残りの接続部には、室外熱交換器５、レシーバタンク６、ドライヤ７、室外膨張弁８、室内機２ａ，２ｂが、この順に冷媒配管を介して接続されている。
【００３６】
これらの機器や、機器同士を繋ぐ冷媒配管は、室外機１と室内機２ａ，２ｂとの間に、冷媒を循環させる循環路としての冷凍サイクルを形成している。冷凍サイクル内には、後記する所定の冷媒が封入される。また、圧縮機３には、潤滑、冷媒の密封、冷却等の目的で、後記する所定の冷凍機油が封入される。
【００３７】
圧縮機３は、密閉型電動圧縮機であり、密閉容器内に、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータとが内蔵されている。四方弁４は、圧縮機３から吐出される冷媒の冷凍サイクル内での循環方向を、熱力学的サイクルに応じて切り替えることができる。室外熱交換器５は、冷媒と外気との熱交換を行い、冷房運転時には凝縮器として働き、暖房運転時には蒸発器として働く。
【００３８】
レシーバタンク６は、余剰冷媒を調整するための容器である。レシーバタンク６には、液冷媒から分離されたガス冷媒が一時的に蓄えられる。レシーバタンク６から室外膨張弁８には、実質的に液冷媒のみが送られる。なお、図１に示す冷凍サイクルには、レシーバタンク６が設置されているが、レシーバタンク６は設置されなくてもよい。レシーバタンク６は、冷凍サイクル装置の機種によっては非設置の仕様もある。
【００３９】
ドライヤ７は、冷媒中の水分を除去するための機器である。図１に示すドライヤ７は、インライン型のストレーナとされている。ドライヤ７の内部には、冷媒や冷凍機油の劣化の要因となる水分を除去するために、乾燥剤が充填される。
【００４０】
乾燥剤としては、水を吸着する細孔径を持つ合成ゼオライト、例えば、モレキュラシーブ等のゼオライトや、シリカゲル、活性アルミナ等を用いることができる。乾燥剤としては、細孔の大きさが、水の有効径以下であり、冷媒成分、冷凍機油、添加剤、トリフルオロメタン等の有効径よりも大きいものが好ましい。すなわち、水を選択的に吸着して、水よりも大きい冷媒成分、冷凍機油、添加剤、トリフルオロメタン等を吸着し難いものが好ましい。
【００４１】
なお、図１において、ドライヤ７は、冷凍サイクル内のバイパスに設置されている。バイパスは、レシーバタンク６と室外膨張弁８との間に本流配管に対して並列状に設けられている。このような区間に設置することにより、乾燥剤に高温の冷媒が接触するのが防止されている。また、バイパスに設置することにより、ドライヤ７による圧力損失や、高流速の冷媒による乾燥剤の摩耗・粉砕が抑制されている。但し、ドライヤ７は、レシーバタンク６と室外膨張弁８との間の本流配管等に設置してもよい。ドライヤ７を本流配管に設置すると、冷凍サイクルを構成する部品の点数を削減することができる。
【００４２】
室外膨張弁８は、例えば、電子膨張弁、温度式膨張弁等で構成され、冷房運転時には減圧器として働く。アキュムレータ９は、冷媒ガスと液冷媒との気液分離を行う装置であり、液滴を含む冷媒から液滴を分離して一時的に蓄える。室外送風機１０は、室外熱交換器５に外気を送風するために備えられており、冷媒と外気との熱交換を促進する。
【００４３】
室内機２ａ，２ｂは、それぞれ、室内熱交換器（蒸発器／凝縮器）１１ａ，１１ｂと、室内膨張弁（減圧器）１２ａ，１２ｂと、室内送風機１３ａ，１３ｂと、を備えている。ビル用マルチエアコン１００が２台以上の室内機（２ａ，２ｂ，・・・）を備える場合、各室内機は、同様の構成に設けて、並列状の冷凍サイクルを形成するように冷媒配管で繋ぐことができる。
【００４４】
室内熱交換器１１ａ，１１ｂは、冷媒と室内の空気との熱交換を行い、冷房運転時には蒸発器として働き、暖房運転時には凝縮器として働く。室内膨張弁１２ａ，１２ｂは、例えば、電子膨張弁、温度式膨張弁等で構成され、暖房運転時には減圧器として働く。室内送風機１３ａ，１３ｂは、室内熱交換器１１ａ，１１ｂに室内の空気を送風するために備えられており、冷媒と室内の空気との熱交換を促進する。
【００４５】
ビル用マルチエアコン１００による冷房は、次の原理で行われる。圧縮機３で断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、四方弁４を通って、室外熱交換器５に送られる。そして、冷媒ガスは、凝縮器として働く室外熱交換器５で外気との熱交換によって冷却されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、レシーバタンク６に入り、凝縮しきれていない冷媒ガスが分離される。液冷媒に含まれる水分は、ドライヤ７によって除去される。冷媒ガスが分離された高圧の液冷媒は、室外膨張弁８で減圧されて膨張し、気液二相冷媒（僅かに冷媒ガスを含む低温低圧の液冷媒）となる。
【００４６】
室外膨張弁８で減圧された気液二相冷媒は、個々の室内熱交換器１１ａ，１１ｂに送られる。そして、蒸発器として働く室内熱交換器１１ａ，１１ｂで、室内の空気との熱交換によって蒸発して熱を奪い低温低圧のガス冷媒となる。低温低圧のガス冷媒は、四方弁４を通って、アキュムレータ９に入り、蒸発しきれていない低温低圧の液冷媒が分離される。液冷媒が分離された低温低圧のガス冷媒は、圧縮機３に戻る。その後、同様のサイクルが繰り返されて冷房が続けられる。
【００４７】
ビル用マルチエアコン１００による暖房は、冷房時とは反対のサイクルで行われる。圧縮機３で断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、四方弁４の切り替えによって、個々の室内熱交換器１１ａ，１１ｂに送られる。そして、凝縮器として働く室内熱交換器１１ａ，１１ｂで室内の空気に熱を与え、その後、蒸発器として働く室外熱交換器５で外気から熱を奪う。このような同様のサイクルが繰り返されて暖房が続けられる。
【００４８】
図２は、密閉型電動圧縮機の一例を示す縦断面図である。
本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機として、例えば、図２に示すようなスクロール式の密閉型電動圧縮機を備えることができる。密閉型電動圧縮機は、図１に示すビル用マルチエアコン１００の圧縮機３として利用することができる。
【００４９】
図２に示すように、密閉型電動圧縮機３は、端板に垂直に設けられた渦巻き状の固定ラップ２０ａを有する固定スクロール部材２０と、固定ラップ２０ａと実質的に同一形状である渦巻き状の旋回ラップ２１ａを有する旋回スクロール部材２１と、フレーム２２と、旋回スクロール部材２１を旋回運動させるクランクシャフト２３と、クランクシャフト２３を駆動するモータ２４と、これらを内蔵する密閉容器２５と、を備えている。
【００５０】
固定スクロール部材２０は、フレーム２２にボルトで固定されている。旋回スクロール部材２１には、旋回スクロール部材２１の自転を規制するオルダムリングが摺動可能な状態で係合している。旋回スクロール部材２１は、旋回軸受に支持されている。旋回軸受には、旋回スクロール部材２１を偏心駆動させる偏心ピンが嵌め込まれている。
【００５１】
固定スクロール部材２０と旋回スクロール部材２１とは、固定ラップ２０ａと旋回ラップ２１ａとが互いに噛み合うように対向して配置されており、冷媒の圧縮を行う圧縮機構部を形成している。固定ラップ２０ａと旋回ラップ２１ａとの間には、圧縮室２６が形成されている。
【００５２】
クランクシャフト２３は、主軸部が、転がり軸受である主軸受３０に回動可能な状態で支持されている。また、副軸部が、転がり軸受である副軸受３１に回動可能な状態で支持されている。クランクシャフト２３の中間部には、バランスウェイトが取り付けられている。
【００５３】
クランクシャフト２３は、モータ２４によって、一定の回転速度またはインバータ制御による電圧に応じた回転速度で回転が駆動される。旋回スクロール部材２１は、モータ２４の作動によってクランクシャフト２３が回転すると、固定スクロール部材２０に対して偏心して旋回運動するようになっている。
【００５４】
密閉型電動圧縮機３において、密閉容器２５の上部には、冷媒の循環路としての冷凍サイクルから冷媒を吸い込む吸込パイプが備えられている。吸込パイプは、固定スクロール部材２０の外側に設けられた圧縮室２６への吸込口に連通している。旋回スクロール部材２１が旋回運動すると、最も外側に位置している圧縮室２６が、容積を次第に縮小しながら、圧縮機構部の中央に向かって移動していく。この動作に伴って、吸込口を通じて圧縮室２６に導入されてくる冷媒が連続的に圧縮される。
【００５５】
圧縮室２６は、圧縮機構部の中央まで移動すると、固定スクロール部材２０に貫通して設けられた吐出口２７と連通する。密閉容器２５内には、固定スクロール部材２０を挟んで、上方空間と下方空間とがある。圧縮室２６で圧縮された冷媒ガスは、吐出口２７から密閉容器２５内の上方空間に放出される。上方空間に放出された冷媒ガスは、固定スクロール部材２０を貫通する複数の吐出ガス通路を通じて下方空間に移動する。そして、下方空間に設けられた密閉容器２５を貫通する吐出パイプ２８から、冷媒の循環路としての冷凍サイクルに吐出される。
【００５６】
密閉容器２５内には、モータ２４の下方に、冷凍機油を溜める油溜め部３２が設けられている。油溜め部３２の冷凍機油は、圧縮機構部の作動中に圧力差によって吸引される。そして、クランクシャフト２３に設けられている油孔２９を通り、旋回スクロール部材２１とクランクシャフト２３との摺動部や、クランクシャフト２３の主軸部を支持する主軸受３０の転がり軸受や、クランクシャフト２３の副軸部を支持する副軸受３１の転がり軸受等に供給される。
【００５７】
なお、図２において、密閉型電動圧縮機３は、スクロール圧縮機とされているが、冷凍サイクル装置を構成する圧縮機としては、スクロール圧縮機の他に、例えば、スクリュー圧縮機、ロータリー圧縮機、ツインロータリー圧縮機、２段圧縮ロータリー圧縮機、ローラとベーンが一体化されたスイング式圧縮機等を用いることもできる。
【００５８】
図３は、アキュムレータの一例を示す縦断面図である。
図３に示すように、アキュムレータ９は、本体を構成する容器４０と、容器４０内に冷媒を流入させる流入管４１と、容器４０内から冷媒ガスを流出させる流出管４２と、混合液４３の液面よりも上方に位置するように容器４０内の上部に支持された仕切部材４５と、を備えることができる。
【００５９】
アキュムレータ９は、容器４０に流入したガス冷媒から液滴を分離して、液滴を容器４０内に一時的に蓄えるための機器である。容器４０は、図３において、有底の筒状に設けられている。容器４０の上部は、蓋部材によって密閉されている。容器４０の蓋部材には、流入管４１と流出管４２が、容器４０の内外を貫通するように取り付けられている。
【００６０】
流入管４１は、図３において、Ｌ字管として設けられている。流入管４１の一端は、配管を介して、四方弁４の出口側と接続される。流入管４１は、容器４０の上方から容器４０内に蓋部材を貫通して延び、容器４０内の上部で側方に曲がっている。流入管４１の他端は、容器４０内の上部に側方を向いて開口している。流入管４１の他端には、開口部として、容器４０内に冷媒を流入させる流入口４１ａが形成されている。
【００６１】
流出管４２は、図３において、左右の長さが異なるＵ字管として設けられている。流出管４２の一端は、容器４０内の上部に上方を向いて開口している。流出管４２は、容器４０内の上部から容器４０内の下部に延び、容器４０内の下部で折れ曲がり、容器４０内の下部から容器４０の上方に向けて蓋部材を貫通して延びている。流出管４２の他端は、配管を介して、圧縮機３の吸入側と接続される。
【００６２】
容器４０には、冷凍サイクルの運転中に、混合液４３が一時的に貯留される。混合液４３は、液体状の液冷媒と冷凍機油とが混合した液体であり、ガス冷媒から分離された液滴に由来する。容器４０内の下部には、流出管４２の中間部が位置している。流出管４２の中間部には、混合液４３に浸漬する位置に、油戻し孔４４が設けられている。
【００６３】
冷凍サイクルの運転中において、室内熱交換器１１ａ，１１ｂで生じたガス冷媒は、流入管４１を通じて、容器４０内に流入する。このガス冷媒には、室内熱交換器１１ａ，１１ｂで蒸発しきれなかった液冷媒の液滴や、冷凍機油の液滴が含まれている。このようなガス冷媒が容器４０内に流入すると、液冷媒や冷凍機油がガス冷媒から比重差によって分離される。液冷媒が分離されることにより、圧縮機３における圧縮不良や潤滑不足による焼き付きが防止される。
【００６４】
ガス冷媒から分離された液冷媒や冷凍機油は、容器４０内に流入すると、容器４０の底部に流下し、容器４０内に一時的に貯留される。一方、ガス冷媒は、容器４０内の気相部から流出管４２に入る。ガス冷媒は、流出管４２の他端から圧縮機３に吸入される。ガス冷媒が圧縮機３に吸入される間に、容器４０内に貯留される混合液４３の一部も、油戻し孔４４を通じて吸引される。油戻し孔４４を通じて冷凍機油が吸入されることにより、圧縮機３における潤滑が行われる。
【００６５】
なお、図３において、流出管４２には、油戻し孔４４を設けた例を示している。しかしながら、流出管４２には、油戻し孔４４以外に、冷媒の乾き度を調整するための他の油戻し孔や、圧縮機３の起動時のオーバーフロー等を防止するための均圧孔を設けることもできる。追加的な油戻し孔は、例えば、油戻し孔４４よりも上方の液相部に位置する高さの直管部等に設けることができる。均圧孔は、流出管４２の上部の気相部に位置する高さの直管部等に設けることができる。
【００６６】
図３に示すように、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着する吸着剤４６は、アキュムレータ９の容器４０内に配置することができる。吸着剤４６は、アキュムレータ９の気相部に配置することが好ましく、流入口４１ａよりも上方に配置することがより好ましい。トリフルオロメタンは、冷媒の作動温度において気体である。また、アキュムレータ９の上部は、相対的に温度が低いし、冷媒成分や冷凍機油が少ない。そのため、このような配置とすると、液冷媒から分離して気相部に拡散したトリフルオロメタンを効率的に吸着することができる。
【００６７】
図３において、吸着剤４６は、仕切部材４５上に設置されている。仕切部材４５は、気体が通過できるように、メッシュ状に設けられており、容器４０内の上部を上下に仕切るように略水平状に取り付けられている。但し、仕切部材４５は、通気性や部材としての強度が確保される限り、一以上の貫通孔を有する有孔状や、多数の貫通孔を有する多孔状等に設けられてもよい。多孔状の仕切部材４５としては、メタルラス、ワイヤラス、パンチングメタル等が挙げられる。
【００６８】
このような仕切部材４５は、吸着剤４６の設置のために、容器４０内に取り付けることができる。仕切部材４５は、容器４０に対して固定されてもよいし、容器４０に対して着脱自在に取り付けられてもよい。仕切部材４５の形状は、特に制限されるものではない。仕切部材４５は、容器４０の横断面の全体を上下に仕切る形状に設けてもよいし、横断面の一部を上下に仕切る形状に設けてもよい。
【００６９】
仕切部材４５の横断面の全部を上下に仕切る形状としては、多孔状等のフィルタの機能を兼ねる形状等が挙げられる。また、横断面の一部を上下に仕切る形状としては、例えば、壁面に支持される棚状、かご状等が挙げられる。このような形状の場合、仕切部材４５は、有孔状や多孔状ではなく、無孔状の板等で形成されてもよい。
【００７０】
図４は、レシーバタンクの一例を示す縦断面図である。
図４に示すように、レシーバタンク６は、本体を構成する容器５０と、容器５０内に冷媒を流入させる流入管５１と、容器５０内から冷媒ガスを流出させる流出管５２と、混合液５３の液面よりも上方に位置するように容器５０内の上部に支持された仕切部材５４と、を備えることができる。
【００７１】
レシーバタンク６は、余剰冷媒を調整するための機器であり、容器５０に流入した液冷媒を容器５０内に一時的に蓄え、ガス冷媒が分離された液冷媒を室外膨張弁８に制限的に供給する。容器５０は、図４において、有底の筒状に設けられている。容器５０の上部は、蓋部材によって密閉されている。容器５０の蓋部材には、流入管５１と流出管５２が、容器５０の内外を貫通するように取り付けられている。
【００７２】
流入管５１は、図４において、Ｌ字管として設けられており、容器５０の上部に開口を下に向けて倒立Ｌ字状に取り付けられている。流入管５１の一端は、配管を介して、室外熱交換器５の出口側と接続される。流入管５１は、容器５０の上方から容器５０内の下部に蓋部材を貫通して延びている。流入管５１の他端は、容器５０内の下部に下方を向いて開口している。
【００７３】
流出管５２は、図４において、流入管５１と同様にＬ字管として設けられており、流入管５１と対称的に、容器５０の上部に開口を下に向けて倒立Ｌ字状に取り付けられている。流出管５２の一端は、容器４０内の下部に下方を向いて開口している。流出管５２は、容器５０内の下部から容器５０の上方に向けて蓋部材を貫通して延びている。流出管５２の他端は、配管を介して、室外膨張弁８の吸入側と接続される。
【００７４】
容器５０には、冷凍サイクルの運転中に、液冷媒５３が一時的に貯留される。液冷媒５３の一部が余剰冷媒として貯留されることによって、室外膨張弁８に向けて供給される冷媒の量が調整される。液冷媒５３は、凝縮しきれていない冷媒ガスが容器５０内で分離されてから、室外膨張弁８に向けて供給される。
【００７５】
図４に示すように、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着する吸着剤５５は、レシーバタンク６の容器５０内に配置することができる。吸着剤５５は、レシーバタンク６の気相部に配置することが好ましく、レシーバタンク６内に貯留される余剰冷媒の最高液位よりも上方に配置することが好ましい。トリフルオロメタンは、冷媒の作動温度において気体である。また、レシーバタンク６の上部は、相対的に温度が低いし、冷媒成分や冷凍機油が少ない。そのため、このような配置とすると、液冷媒から分離して気相部に拡散したトリフルオロメタンを効率的に吸着することができる。
【００７６】
図４において、吸着剤５５は、仕切部材５４上に設置されている。仕切部材５４は、気体が通過できるように、メッシュ状に設けられており、容器５０内の上部を上下に仕切るように略水平状に取り付けられている。但し、仕切部材５４は、仕切部材４５と同様に、通気性や部材としての強度が確保される限り、一以上の貫通孔を有する有孔状や、多数の貫通孔を有する多孔状等に設けられてもよい。
【００７７】
このような仕切部材５４は、吸着剤５５の設置のために、容器５０内に取り付けることができる。仕切部材５４は、容器５０に対して固定されてもよいし、容器５０に対して着脱自在に取り付けられてもよい。仕切部材５４の形状は、特に制限されるものではない。仕切部材５４は、仕切部材４５と同様に、容器５０の横断面の全体を上下に仕切る形状に設けてもよいし、横断面の一部を上下に仕切る形状に設けてもよい。
【００７８】
仕切部材５４の横断面の全部を上下に仕切る形状としては、多孔状等のフィルタの機能を兼ねる形状が挙げられる。また、横断面の一部を上下に仕切る形状としては、例えば、壁面に支持される棚状、かご状等が挙げられる。このような形状の場合、仕切部材５４は、有孔状や多孔状ではなく、無孔状の板等で形成されてもよい。
【００７９】
本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着する吸着剤を、図３に示すようなアキュムレータ９のみに備えてもよいし、図４に示すようなレシーバタンク６のみに備えてもよいし、アキュムレータ９とレシーバタンク６の両方に備えてもよい。
【００８０】
但し、トリフルオロメタンを吸着する吸着剤は、効率的な吸着を行う観点からは、温度が低い箇所に配置することが好ましく、少なくともアキュムレータ９に備えることが好ましい。なお、アキュムレータ９やレシーバタンク６は、容器の形状、流入管や流出管の形状、流入管や流出管の接続位置等が、特に制限されるものではない。
【００８１】
以下、本実施形態に係る冷凍サイクル装置で使用する冷媒および冷凍機油の詳細について説明する。
【００８２】
＜冷媒＞
冷凍サイクル装置の冷媒としては、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒を用いる。冷媒としては、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）およびトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒を用いることが好ましい。混合冷媒は、これらの三成分のみを冷媒成分として含んでもよいし、これらの三成分以外に他の冷媒成分を含んでもよい。混合冷媒は、添加剤が添加されてもよいし、添加剤が添加されなくてもよい。
【００８３】
冷媒成分のうち、ジフルオロメタンは、主に、高い冷凍能力やエネルギ効率を確保するために用いられる。また、ペンタフルオロエタンは、主に、温度勾配を縮小させるために用いられる。また、トリフルオロヨードメタンは、主に、混合冷媒自体のＧＷＰや燃焼性を低下させるために用いられる。なお、本明細書において、温度勾配とは、冷媒の相変化（蒸発・凝縮）の開始温度と終了温度との温度差を意味する。
【００８４】
これらの三成分を含む混合冷媒によると、優れた冷凍能力やエネルギ効率、小さい温度勾配、低ＧＷＰや低燃焼性を得ることができる。そのため、このような混合冷媒を用いると、安全性や環境適合性が高く、且つ、冷凍能力や電力効率に優れた冷凍サイクル装置を得ることができる。
【００８５】
冷凍サイクル装置の冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が、７５０以下であり、好ましくは５００以下であり、より好ましくは１５０以下である。ＧＷＰが７５０以下であると、環境性能に優れた冷媒となり、法令上の規制に対する適合性が高く、冷凍機だけでなく空気調和機にも使用可能になる。
【００８６】
冷媒のＧＷＰは、混合冷媒の組成比を変えることによって７５０以下に調整することができる。ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）は、ＧＷＰ＝６７７、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）は、ＧＷＰ＝３５００、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）は、ＧＷＰ＝０．４である。
【００８７】
冷凍サイクル装置の冷媒は、２５℃における飽和蒸気圧が１．１ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下であることが好ましい。飽和蒸気圧がこの範囲であると、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ等を用いた従来の一般的な冷凍サイクル装置に対し、システム、設計、冷媒配管の施工法等に大きな変更を加えなくとも、同等の冷凍能力や、冷媒の封入性等を得ることができる。
【００８８】
冷媒の飽和蒸気圧は、混合冷媒の組成比を変えることによって１．１ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下に調整することができる。２５℃における飽和蒸気圧は、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）：約１．６９ＭＰａ、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）：約１．３８ＭＰａ、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）：約０．５ＭＰａである。
【００８９】
冷凍サイクル装置の冷媒は、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）が、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上８０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以上６０重量％以下、特に好ましくは３０重量％以上５０重量％以下である。また、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）が、好ましくは５重量％以上２５重量％以下である。また、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）が、好ましくは３０重量％以上６０重量％以下である。
【００９０】
このような組成であると、微燃性であるジフルオロメタンを含む混合冷媒を、ペンタフルオロエタンで疑似共沸化し、トリフルオロヨードメタンで低ＧＷＰ化し、且つ、少量のペンタフルオロエタンとトリフルオロヨードメタンとで十分に不燃性化させることができる。
【００９１】
冷凍サイクル装置の冷媒は、前記の三成分以外に、他の冷媒成分として、ＣＯ２、炭化水素、エーテル、フルオロエーテル、フルオロアルケン、ＨＦＣ、ＨＦＯ、ＨＣｌＦＯ、ＨＢｒＦＯ等を含んでもよい。
【００９２】
なお、「ＨＦＣ」は、ハイドロフルオロカーボンを示す。「ＨＦＯ」は、炭素原子、フッ素原子および水素原子からなるハイドロフルオロオレフィンであり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。「ＨＣｌＦＯ」は、炭素原子、塩素原子、フッ素原子および水素原子からなり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。「ＨＢｒＦＯ」は、炭素原子、臭素原子、フッ素原子および水素原子からなり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。
【００９３】
ＨＦＣとしては、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４ａ）、トリフルオロエタン（ＨＦＣ１４３ａ）、ジフルオロエタン（ＨＦＣ１５２ａ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ２２７ｅａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ２３６ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ３６５ｍｆｃ）が例示される。
【００９４】
フルオロアルケンとしては、フルオロエテン、フルオロプロペン、フルオロブテン、クロロフルオロエテン、クロロフルオロプロペン、クロロフルオロブテンが例示される。フルオロプロペンとしては、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ１２４３ｚｆ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｚｅ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）、ＨＦＯ１２２５が例示される。フルオロブテンとしては、Ｃ４Ｈ４Ｆ４（ＨＦＯ１３５４）、Ｃ４Ｈ３Ｆ５（ＨＦＯ１３４５）、Ｃ４Ｈ２Ｆ６（ＨＦＯ１３３６）が例示される。
【００９５】
クロロフルオロエテンとしては、Ｃ２Ｆ３Ｃｌ（ＣＴＦＥ）が例示される。クロロフルオロプロペンとしては、２−クロロ−３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（ＨＣＦＯ１２３３ｘｆ）、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（ＨＣＦＯ１２３３ｚｄ）が例示される。
【００９６】
＜冷凍機油＞
冷凍サイクル装置の冷凍機油としては、ポリオールエステル油（ＰＯＥ）や、ポリビニルエーテル油（ＰＶＥ）を用いることができる。
【００９７】
ポリオールエステル油は、多価アルコールと一価の脂肪酸との縮合反応によって得られる。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等が挙げられる。一価の脂肪酸としては、ｎ−ペンタン酸、ｎ−ヘキサン酸、ｎ−ヘプタン酸、ｎ−オクタン酸、２−メチルブタン酸、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が挙げられる。多価アルコールや一価の脂肪酸としては、一種を用いてもよいし、複数種を用いてもよい。
【００９８】
ポリビニルエーテル油としては、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等のアルコキシビニルの重合体が用いられる。
【００９９】
冷凍サイクル装置の冷凍機油としては、ポリオールエステル油が好ましい。ポリビニルエーテル油は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）と共存下で加熱されると、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を生成し易い。圧縮機の摺動部の付近や吐出口の周辺は高温になるため、ポリビニルエーテル油を用いる場合、トリフルオロヨードメタンの劣化を防止する添加剤の必要性が高くなる。
【０１００】
これに対し、ポリオールエステル油を用いると、このような添加剤の有無にかかわらず、冷凍機油としての性能を確保することができる。また、ポリオールエステル油は、摺動面に形成する油膜が破断し難い特徴を持つため、トリクレジルホスフェート等の極圧剤の有無にかかわらず、良好な潤滑性を得ることができる。
【０１０１】
ポリオールエステル油としては、下記化学式（１）で表されるペンタエリスリトール系化合物、または、下記化学式（２）で表されるジペンタエリスリトール系化合物、または、これらの混合物が好ましい。［但し、化学式（１）および（２）中、Ｒ１は、炭素数４〜９のアルキル基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。］
【０１０２】
【化１】
0006821075.tif 000002
【０１０３】
【化２】
0006821075.tif 000003
【０１０４】
Ｒ１としては、直鎖状のアルキル基、および、分枝状のアルキル基のいずれであってもよい。Ｒ１の具体例としては、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、３−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１−エチルペンチル基、イソへキシル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。
【０１０５】
化学式（１）で表されるペンタエリスリトール系化合物、および、下記化学式（２）で表されるジペンタエリスリトール系化合物は、Ｒ１として、分枝状のアルキル基のみを有することが好ましい。分枝状のアルキル基で置換されていると、エステル基が、冷凍サイクル内に混入している水分等と反応し難くなるため、劣化し難い冷凍機油を得ることができる。
【０１０６】
なお、一般的な冷凍機油としては、ポリオールエステル油以外に、ポリアルキレングリコール油、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、ポリαオレフィン油、ソフト型アルキルベンゼン油等も知られている。しかし、これらの油は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒と併用した場合に、十分な熱的安定性や化学的安定性が確保され難いため、前記の混合冷媒と併用する冷凍機油として適切ではない。
【０１０７】
冷凍サイクル装置の冷凍機油は、４０℃における動粘度が２２ｍｍ２／ｓ以上８４ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましい。このような動粘度であると、冷媒に対して低温でも十分に相溶させることができるため、様々な形式の密閉型電動圧縮機において支障なく使用することができる。圧縮機の形式にかかわらず、圧縮機の摺動部の潤滑性や、圧縮室の密閉性を適切に確保することができる。
【０１０８】
冷凍機油の動粘度は、主としてポリオールエステル油の組成を変えることによって調整することができる。冷凍機油の動粘度は、ＩＳＯ（International Organization for Standardization、国際標準化機構）３１０４、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials、米国材料試験協会）Ｄ４４５、Ｄ７０４２等の規格に基づいて測定することができる。
【０１０９】
冷凍サイクル装置の冷凍機油は、冷凍サイクル内に冷媒と共に封入された状態において、水分量が３００重量ｐｐｍ以下に保持されることが好ましい。一般に、冷凍機油の水分量は製造時に低減されている。しかし、水分は、圧縮機への充填時に冷凍機油に混入したり、冷凍サイクル装置の製造時に冷凍サイクル内に侵入したりする。このような水分は、冷凍サイクル装置の運転時には、冷媒の相ではなく、主として冷凍機油の相に局在する。
【０１１０】
冷凍機油の水分量が３００重量ｐｐｍ以下に低減されていると、水分とトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）や冷凍機油との反応量が極めて小さくなるため、トリフルオロヨードメタンの分解や冷凍機油の劣化が大きく抑制される。その結果、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の生成量も抑制される。トリフルオロメタンの延べ生成量を抑制し、吸着剤の持続性を向上させることができるため、混合冷媒自体の劣化や冷凍機油の劣化を長期間にわたって抑制することができる。
【０１１１】
冷凍機油の水分量は、冷凍サイクル内に冷媒と共に封入された状態において、より好ましくは２００重量ｐｐｍ以下、更に好ましくは１５０重量ｐｐｍ以下、特に好ましくは１００重量ｐｐｍ以下である。冷凍機油の水分量が低減されているほど、混合冷媒自体の劣化や冷凍機油の劣化を持続的に抑制することができる。
【０１１２】
冷凍機油の水分量は、例えば、冷凍機油の乾燥処理や、冷凍機油の充填時における雰囲気の調整や、冷凍機油の充填時に冷凍サイクルに施す真空引きの減圧度合（真空度等）や、冷凍サイクル内への乾燥器・乾燥剤の設置等によって低減することができる。これらの水分量を低減する手段は、適宜組み合わせて用いてもよい。
【０１１３】
冷凍機油の水分量は、例えば、冷媒と相溶している冷凍機油を冷凍サイクル内から採取し、カールフィッシャー式電量滴定法を用いて測定することができる。水分量（油中水分量）の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２７５−３：２０１５「原油及び石油製品−水分の求め方−第３部：カールフィッシャー式電量滴定法」に準じて行うことができる。
【０１１４】
冷凍サイクル装置の冷凍機油は、前記の三成分を含む混合冷媒との低温側臨界溶解温度が、−１０℃以下であることが好ましい。低温側臨界溶解温度が−１０℃以下であると、冷凍機油と冷媒とに十分な相溶性があるため、冷凍機油と冷媒とが冷凍サイクル中で二層分離するのを防止することができる。圧縮機に戻る冷凍機油の油戻り量が改善するため、圧縮機における摺動部の潤滑性、冷媒の密封性、摺動部の冷却性等を適切に保つことができる。
【０１１５】
低温側臨界溶解温度は、主として冷凍機油の組成を変えることによって調整することができる。低温側臨界溶解温度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２１１に規定される相溶性試験方法に準じて測定することができる。冷凍機油と冷媒とを、耐圧ガラス容器に封入し、温度を変化させて内容物の観察を行う。内容物が白濁している場合、溶液が二層に分離しており、内容物が透明である場合、相溶していると判断することができる。溶液が二層分離するときの温度を、低温側臨界溶解温度として求めることができる。
【０１１６】
冷凍サイクル装置の冷凍機油は、添加剤として、潤滑性向上剤、酸化防止剤、安定剤、酸捕捉剤、消泡剤、金属不活性化剤等を含むことができる。特に、銅パイプ内面の腐食を防止する観点から、ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤を配合することが望ましい。
【０１１７】
潤滑性向上剤としては、熱化学的に安定な第三級ホスフェート類からなる極圧剤、例えば、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート等を用いることができる。
【０１１８】
極圧剤は、添加剤として添加する場合には、冷凍機油に対して０．１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。但し、ポリオールエステル油は、極圧剤を添加しなくとも潤滑性が良好である。また、第三級ホスフェート類等のリン酸エステルは、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）の分解に伴って生成する劣化因子の存在下、分解され易い。そのため、冷凍機油としてポリオールエステル油を用いる場合には、極圧剤を添加しなくてもよい。
【０１１９】
酸化防止剤としては、例えば、ＤＢＰＣ（２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）等のフェノール系酸化防止剤等を用いることができる。一般的に、冷凍機油中は、酸化防止剤が消費され難い環境であるといえる。しかし、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒を使用した場合、トリフルオロヨードメタンの分解に伴って、酸化剤として働くヨウ素酸（ＨＩＯ３）等が生成する。そのため、冷凍機油には、酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤は、冷凍機油に対して０．１質量％以上２１．０質量％以下であることが好ましい。
【０１２０】
酸捕捉剤としては、例えば、脂環式エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物、モノテルペン化合物等を用いることができる。脂環式エポキシ化合物は、冷凍サイクル内で長期的に残存して全酸価の増加を抑制する作用を示す。脂肪族エポキシ化合物は、低温で水分と反応するため、冷凍機油に含まれる水分を、冷凍サイクル装置の運転の初期に、速やかに捕捉することができる。また、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）の分解に伴って生成する酸性物質を効率良く捕捉することができる。
【０１２１】
脂環式エポキシ化合物としては、例えば、１，２−エポキシシクロヘキサン、１，２−エポキシシクロペンタン、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、エキソ−２，３−エポキシノルボルナン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、２−（７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）−スピロ（１，３−ジオキサン−５，３’−［７］オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン、４−（１’−メチルエポキシエチル）−１，２−エポキシ−２−メチルシクロヘキサン、４−エポキシエチル−１，２−エポキシシクロヘキサン等が挙げられる。
【０１２２】
脂環式エポキシ化合物としては、下記化学式（３）で表される３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが特に好ましい。
【０１２３】
【化３】
0006821075.tif 000004
【０１２４】
脂肪族エポキシ化合物としては、例えば、アルキルグリシジルエステル化合物、アルキルグリシジルエーテル化合物等が挙げられる。
【０１２５】
アルキルグリシジルエステル化合物としては、下記化学式（４）で表される化合物が挙げられる。［但し、化学式（４）中、Ｒ２は、炭素数４〜１２のアルキル基を表す。］
【０１２６】
【化４】
0006821075.tif 000005
【０１２７】
アルキルグリシジルエーテル化合物としては、下記化学式（５）で表される化合物が挙げられる。［但し、化学式（５）中、Ｒ３は、炭素数４〜１２のアルキル基を表す。］
【０１２８】
【化５】
0006821075.tif 000006
【０１２９】
Ｒ２やＲ３としては、直鎖状のアルキル基、および、分枝状のアルキル基のいずれであってもよい。Ｒ２やＲ３の具体例としては、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、３−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１−エチルペンチル基、イソへキシル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。
【０１３０】
モノテルペン化合物としては、例えば、単環式モノテルペン、多環式モノテルペン、非環式モノテルペン等が挙げられる。モノテルペン化合物としては、単環式モノテルペンが好ましい。単環式モノテルペンとしては、例えば、リモネン、α−ピネン、β−ピネン、γ−テルピネン等が挙げられる。
【０１３１】
酸捕捉剤は、冷凍機油に対して０．１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
【０１３２】
次に、本実施形態に係る冷凍サイクル装置で使用するトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着する吸着剤の詳細について説明する。
【０１３３】
＜吸着剤＞
吸着剤としては、例えば、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着可能な細孔や極性を有する多孔質の材料を用いることができる。吸着剤としては、細孔の大きさが、トリフルオロメタンの有効径以下であり、トリフルオロヨードメタン等の冷媒成分、冷凍機油、添加剤等の有効径よりも大きいものが好ましい。すなわち、トリフルオロメタンを選択的に吸着して、トリフルオロメタンよりも大きいトリフルオロヨードメタン等の冷媒成分、冷凍機油、添加剤等を吸着し難いものが好ましい。
【０１３４】
吸着剤の形態は、粉末状、塊状、球状、板状、鱗片状、繊維状、モノリス状等のいずれであってもよい。例えば、粉末状等の吸着剤は、不織布、樹脂製網、金属製網、通気性のフィルム等で形成された外装体に収納して、冷凍サイクル内に設置することができる。また、吸着剤は、トリフルオロメタンを吸着する活性成分に加え、バインダ、担体等を含んでもよい。
【０１３５】
吸着剤の具体例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリカアルミナ、活性炭、モレキュラシーブ５Ａ、ＸＨ−１０等のゼオライト等が挙げられる。酸化アルミニウムとしては、α−アルミナ、γ−アルミナ（活性アルミナ）等が挙げられる。酸化アルミニウムは、バイヤー法、その他の熱分解法等による合成アルミナや、焼結アルミナ（アルミナセラミックス）等のいずれであってもよい。吸着剤としては、一種を用いてもよいし、複数種を用いてもよい。
【０１３６】
吸着剤としては、酸化アルミニウムが好ましく、活性アルミナが特に好ましい。所定の細孔径を有する活性アルミナは、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を選択的に吸着する能力が高い。一方、混合冷媒中に微量に含まれる水分については、冷凍サイクル上のドライヤによって、選択的に除去することができる。そのため、吸着剤として適切な細孔径の活性アルミナを用いると、冷凍サイクル内のトリフルオロメタンを選択的に効率よく除去することができる。
【０１３７】
一般に、活性アルミナの形態としては、粉末状、塊状、球状等が広く知られている。また、一般的な活性アルミナの中心粒径は、１μｍ〜１０ｍｍ程度である。吸着剤としては、このような適宜の活性アルミナを用いることができる。吸着剤として用いる活性アルミナは、形態や粒径が特に制限されるものではなく、商業的に入手可能なものであってもよいし、所定の細孔分布となるように分級されたものであってもよい。
【０１３８】
吸着剤の細孔径は、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を選択的に吸着する観点から、０．５〜１．０ｎｍであることが好ましく、０．６〜０．９ｎｍであることがより好ましい。また、吸着剤の比表面積は、１００ｍ２／ｇを超えることが好ましく、１５０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。吸着剤の細孔容積は、０．３ｃｍ３／ｇ以上であることが好ましい。活性アルミナ等の吸着剤は、比表面積や細孔容積が大きいほど、吸着剤の単位重量当たりの吸着量が多くなるため、冷凍サイクル内のトリフルオロメタンを効率的且つ持続的に除去することができる。
【０１３９】
吸着剤の比表面積や細孔容積は、ＢＥＴ１点法によって求めることができる。ＢＥＴ法は、試料の表面に対する単分子層のガスの吸着に基づき、平衡時の吸着量と圧力との関係を表すＢＥＴの式を用いてガスの吸着量を求める方法である。ＢＥＴ１点法では、凝縮係数が１よりも顕著に大きいとの仮定の下で、ＢＥＴの式の近似を行い、近似式に一つの測定結果を代入して計算する。
【０１４０】
また、ＢＥＴ法において、吸着の際の圧力を飽和蒸気圧付近であると仮定すると、細孔内に吸着したガスが毛管凝縮現象によって液相となる現象を利用することができる。そのため、ケルビンの関係式にガスの吸着量を代入することにより、比表面積だけでなく、細孔分布についても求めることができる。測定用の吸着ガスとしては、窒素、アルゴン等を用いることができる。
【０１４１】
吸着剤は、表面の活性度を向上するために前処理を施すことが好ましい。例えば、２２０℃の真空恒温槽に吸着剤を５時間入れることで表面に吸着したガス分子や水分を除去することができ、吸着剤表面に対するＲ２３の吸着性を向上できる。前処理温度は１５０℃から３００℃以下が好ましい。前処理後の吸着剤は乾燥デシケーターなどに保存しておく。
【０１４２】
以上の本実施形態に係る冷凍サイクル装置によると、冷媒としてトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒を用いるが、冷凍サイクル内の気相部にトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着する吸着剤を設置するため、冷媒の劣化に伴うトリフルオロメタンの濃度の上昇を効率的且つ持続的に抑制することができる。冷凍サイクル装置の運転を継続した場合であっても、トリフルオロメタンの濃度が抑制されるため、混合冷媒の高ＧＷＰ化を防ぐことができる。また、冷凍サイクル上にドライヤを備えるため、トリフルオロメタンを生じるトリフルオロヨードメタン自体の分解や、冷凍機油の劣化についても、持続的に抑制することができる。トリフルオロメタンを吸着する吸着剤と、ドライヤに用いられる乾燥剤とは、冷凍サイクル上で適切に配置分けされるため、個別の吸着能力を活かして、各吸着対象を効率よく吸着することができる。例えば、吸着対象の有効径が水と同等以下である乾燥剤と、吸着対象の有効径がトリフルオロメタンと同等以下である吸着剤とを併用して、水分とトリフルオロメタンとの競合吸着を低減することができる。よって、冷凍サイクル装置の性能や安全性を長期間にわたって適切に維持し、環境適合性や信頼性が高い冷凍サイクル装置を提供することができる。
【０１４３】
以上、本発明に係る冷凍サイクル装置の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、技術的範囲を逸脱しない限り、様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、或る実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態の構成に他の構成を加えたりすることが可能である。また、或る実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、構成の削除、構成の置換をすることも可能である。
【０１４４】
例えば、前記の実施形態では、冷凍サイクル装置の具体例として、ビル用マルチエアコンを示したが、本発明に係る冷凍サイクル装置は、１台の室内機を備えるルームエアコンやパッケージエアコンに適用してもよい。また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷蔵庫、冷凍庫、冷凍機内蔵型ショーケース、冷凍機別置型ショーケース、ヒートポンプ式給湯装置等に適用してもよい。
【実施例】
【０１４５】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【０１４６】
＜実施例１〜４＞
トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒と、種々の冷凍機油との組み合わせについて、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の生成量の傾向を評価するため、加熱による加速劣化試験を行った。
【０１４７】
冷媒としては、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）と、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）と、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）との重量比が、ビル用マルチエアコンを想定したＨＦＣ３２：ＨＦＣ１２５：ＣＦ３Ｉ＝５０：１０：４０である混合冷媒を用いた。
【０１４８】
冷凍機油としては、次の（記号ＰＯＥ）で表されるポリオールエステル油、または、次の（記号ＰＶＥ）で表されるポリビニルエーテル油を用いた。なお、各冷凍機油には、酸化防止剤であるＤＢＰＣを０．３重量％配合した。また、脂環式エポキシ化合物である３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートと、脂肪族エポキシ化合物であるアルキルグリシジルエステル化合物を、合計で０．５重量％配合した。また、ポリビニルエーテル油のみに対して、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）を１．０重量％配合した。
【０１４９】
（記号ＰＯＥ）ヒンダードタイプポリオールエステル油（ペンタエリスリトール系の２−エチルヘキサン酸／３，５，５−トリメチルヘキサン酸の混合脂肪酸エステル油、４０℃における動粘度＝６４．９ｍｍ２／ｓ）
（記号ＰＶＥ）ポリビニルエーテル油（アルコキシビニルの重合体でありアルコキシ基がエチルオキシ基およびイソブチルオキシ基である共重合体エーテル油、４０℃における動粘度＝６６．８ｍｍ２／ｓ）
【０１５０】
（加速劣化試験）
加速劣化試験は、次の手順で行った。はじめに、洗浄した圧力容器（耐圧：最大２０ＭＰａ、内容積：２２０ｍＬ）に、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）容器を入れた。そして、このＰＴＦＥ容器に、６０ｇの冷凍機油と金属触媒を入れた。冷凍機油中の水分量（油中水分量）は、１００重量ｐｐｍ未満、または、５００重量ｐｐｍに調節した。
【０１５１】
油中水分量は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２７５−３に準じてカールフィッシャー式電量滴定法によって測定した。金属触媒としては、アルミニウム、銅および鉄（径：２．０ｍｍ、長さ：３００ｍｍ）を、紙やすりで研磨し、アセトンおよびエタノールで洗浄した後、コイル状に巻回して入れた。
【０１５２】
続いて、冷凍機油と金属触媒を入れた圧力容器を、１００Ｐａ以下に減圧して真空引きした後、１２ｇの冷媒を導入して密閉した。そして、この圧力容器を、恒温槽に入れて、１５０℃で５０４時間にわたって加熱した。加熱後に圧力容器を開封し、冷凍機油の全酸価と、冷凍機油中のヨウ素量（油中ヨウ素量）を測定した。油中ヨウ素量は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）の分解に由来する冷凍機油中のヨウ素成分の量を表し、冷媒自体の分解や冷凍機油等の劣化の指標となる。
【０１５３】
全酸価は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５０１：２００３「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」に準じて測定した。また、油中ヨウ素量は、燃焼式イオンクロマトグラフィーを用いて測定した。試験油を１０００℃で燃焼させてヨウ素成分を過酸化水素水で捕集した後、この試料液をイオンクロマトグラフに注入し、溶離液を送液して電気伝導度検出器で測定した。溶離液としては、Ｎａ２ＣＯ３／ＮａＨＣＯ３混合液を用いた。溶離液の流量は、１．５ｍＬ／ｍｉｎとした。
【０１５４】
また、加速劣化試験の試験前および試験後には、ＰＴＦＥ容器中のガスを、恒温槽のガス側バルブからサンプリングバッグ（テドラーバッグ）に採取し、酸捕捉剤の残存量と、ガス組成を、ガスクロマトグラフィーを用いて定量的に分析した。
【０１５５】
次の表１に、冷凍機油の種類、冷凍機油中の水分量（油中水分量）、冷凍機油の全酸価、冷凍機油中のヨウ素量（油中ヨウ素量）、酸捕捉剤の残存量、試料のガス組成の分析結果を示す。
【０１５６】
【表１】
0006821075.tif 000007
【０１５７】
表１に示すように、実施例１、２は、冷凍機油がポリオールエステル油であるが、冷凍機油の全酸価は、初期値（０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下）に対する増加が小さくなり、冷凍機油の劣化が十分に抑制された。油中ヨウ素量は、検出感度以下になり、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）の分解が抑制された。酸捕捉剤の残存量は、比較的高い値となり、劣化因子が抑制されることが確認された。試料のガス組成を解析した結果、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）は微量であることが確認された。
【０１５８】
一方、実施例３、４は、冷凍機油がポリビニルエーテル油であるが、冷凍機油の全酸価が大きくなり、冷凍機油の劣化がある程度進む傾向がみられた。油中ヨウ素量は、比較的高い値となり、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）の分解に伴ってヨウ素成分が油中に取り込まれたことが示唆された。酸捕捉剤の残存量は、０となり、略完全に消費されていることが確認された。試料のガス組成を解析した結果、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）がある程度生成しており、トリフルオロヨードメタンの分解の進行が示唆された。
【０１５９】
表１の結果によると、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒を、冷凍機油との共存下で加熱すると、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の生成が進むことが確認された。トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒と併用する冷凍機油としては、ポリビニルエーテル油（ＰＶＥ）と比較して、ポリオールエステル油（ＰＯＥ）が好ましいといえる。
【０１６０】
＜実施例５〜１１＞
トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）に対する吸着剤の性能を、混合冷媒の存在下において評価するため、吸着剤の種類毎の吸着試験を行った。
【０１６１】
冷媒としては、前記の加速劣化試験と同様のビル用マルチエアコンを想定した混合冷媒を用いた。この混合冷媒に対して、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を３０００ｐｐｍとなるように添加した。
【０１６２】
吸着剤としては、粒径や細孔容積や比表面積が互いに異なる活性アルミナ、活性炭、モレキュラシーブを用いた。活性アルミナとしては、脱水および不純物除去用吸着剤の活性アルミナ「Ｄ−２０１」（ユニオン昭和社製、メッシュ７〜１２、粒径１．６〜３．０ｍｍ）を分級して用いた。活性炭としては、粒状活性炭「気相用４ＧＧ」（アズワン社製、ペレット４ｍｍ）を用いた。モレキュラシーブとしては、モレキュラシーブスＸＨ−１０（細孔径０．８ｎｍ）を用いた。
【０１６３】
（吸着試験）
吸着試験は、次の手順で行った。はじめに、洗浄した圧力容器（耐圧：最大２０ＭＰａ、内容積：２２０ｍＬ）に、ＰＴＦＥ容器を入れた。そして、このＰＴＦＥ容器に、５ｇの吸着剤を入れた。続いて、吸着剤を入れた圧力容器を、１００Ｐａ以下に減圧して真空引きした後、８ｇの冷媒を導入して密閉した。そして、この圧力容器を、恒温槽に入れて、２０℃で１６８時間にわたって放置した。
【０１６４】
その後、ＰＴＦＥ容器中のガスを、恒温槽のガス側バルブからサンプリングバッグ（テドラーバッグ）に採取し、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の濃度を、ガスクロマトグラフィーを用いて定量的に分析した。吸着試験の間には、各吸着剤の取り扱いを、不活性ガス雰囲気に調整したグローブボックス内で行った。
【０１６５】
次の表２に、吸着剤の種類、中心粒径、細孔容積、比表面積、吸着試験後のトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の濃度の分析結果を示す。
【０１６６】
【表２】
0006821075.tif 000008
【０１６７】
表２に示すように、実施例５〜１１は、いずれも、吸着試験後のトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の濃度が、初期値（３０００ｐｐｍ）に対して低くなった。比表面積が大きい活性アルミナを用いた実施例８、９は、吸着試験後のトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の濃度が特に低くなり、吸着の効果が高いことが確認された。
【０１６８】
＜実施例１２＞
アキュムレータに吸着剤を配置した冷凍サイクル装置と、吸着剤を配置していない冷凍サイクル装置について、高速高負荷条件における３０００時間の耐久試験を実施した。
【０１６９】
冷凍サイクル装置としては、スクロール式の密閉型電動圧縮機を搭載した装置であって、冷房能力が２８ｋＷのビル用マルチエアコン用の装置を用いた。圧縮機の回転速度は、６０００ｍｉｎ−１とした。モータの鉄心とコイルとの絶縁には、厚さが２５０μｍの耐熱ＰＥＴフィルム（Ｂ種、温度指数：１３０℃）を用いた。コイルには、ポリエステルイミド−アミドイミドのダブルコートを施した二重被覆銅線を用いた。
【０１７０】
冷媒としては、前記の加速劣化試験と同様のビル用マルチエアコンを想定した混合冷媒を用いた。冷媒は、冷凍サイクル内に８０００ｇを封入した。冷凍機油としては、前記の加速劣化試験と同様の（記号ＰＯＥ）で表されるポリオールエステル油を用いた。吸着剤は、図３に示すように、アキュムレータの容器内の気相部に配置した。吸着剤としては、活性アルミナを用いた。
【０１７１】
乾燥器としては、モレキュラシーブスＸＨ−１０（細孔径０．８ｎｍ）を充填した容器を冷凍サイクル上に設置した。アキュムレータに吸着剤を配置した冷凍サイクル装置については、油中水分量が２００重量ｐｐｍ以下となるように脱水した冷凍機油を、圧縮機内に１５００ｍＬ封入した。一方、吸着剤を配置していない冷凍サイクル装置については、油中水分量が６００重量ｐｐｍとなるように調整した冷凍機油を、圧縮機内に１５００ｍＬ封入した。
【０１７２】
アキュムレータに吸着剤を配置した冷凍サイクル装置と、吸着剤を配置していない冷凍サイクル装置は、それぞれ、３０００時間にわたって運転した。その後、各アキュムレータ内のガスを、アキュムレータの上部のガス回収ポートからサンプリングバッグ（テドラーバッグ）に採取し、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の濃度を、ガスクロマトグラフィーを用いて定量的に分析した。
【０１７３】
その結果、吸着剤を配置していない冷凍サイクル装置では、アキュムレータから採取されたガスのトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）の濃度が約４５００ｐｐｍとなった。これに対し、アキュムレータに吸着剤を配置した冷凍サイクル装置では、５００ｐｐｍ以下に低減された。
【０１７４】
以上の結果から、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を含む混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関して、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を吸着する吸着剤を冷凍サイクル内の気相部に設置すると、トリフルオロメタンの濃度を長期間にわたって抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【０１７５】
１      室外機
２      室内機
３      圧縮機
４      四方弁
５      室外熱交換器（凝縮器／蒸発器）
６      レシーバタンク
７      ドライヤ（乾燥器）
８      室外膨張弁（減圧器）
９      アキュムレータ
１０    室外送風機
１１    室内熱交換器（蒸発器／凝縮器）
１２    室内膨張弁（減圧器）
１３    室内送風機
２０    固定スクロール部材
２０ａ  固定ラップ
２１    旋回スクロール部材
２１ａ  旋回ラップ
２２    フレーム
２３    クランクシャフト
２４    モータ
２５    密閉容器
２６    圧縮室
２７    吐出口
２８    吐出パイプ
２９    油孔
３０    主軸受
３１    副軸受
３２    油溜め部
４０    容器
４１    流入管
４１ａ  流入口
４２    流出管
４３    混合液
４４    油戻し孔
４５    仕切部材
４６    吸着剤
５０    容器
５１    流入管
５２    流出管
５３    混合液
５４    仕切部材
５５    吸着剤
【要約】
【課題】トリフルオロヨードメタンを含むＧＷＰが低い不燃性の混合冷媒を用いており、冷媒の劣化に伴う高ＧＷＰ化が持続的に抑制される、環境適合性や信頼性が高い冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、減圧器で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で蒸発した液滴を含む冷媒から液滴を分離して一時的に蓄えるアキュムレータ９と、冷媒中の水分を除去する乾燥器と、を備える冷凍サイクル装置であって、冷媒は、トリフルオロヨードメタンを含む混合冷媒であって、２５℃における蒸気圧が１．１ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下であり、圧縮機は、密閉容器内に、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータと、を備え、且つ、摺動部を潤滑する冷凍機油が充填されている密閉型電動圧縮機であり、アキュムレータ９内に、トリフルオロメタンを吸着する吸着剤４６を備える。
【選択図】図３【図１】
0006821075.tif 000009
【図２】
0006821075.tif 000010
【図３】
0006821075.tif 000011
【図４】
0006821075.tif 000012