[发明专利]用于制冷剂压缩式制冷循环装置的工作介质和使用该工作介质的制冷循环装置

说明书

本发明涉及用于制冷剂循环装置的、由制冷剂和冷冻机油组成的工作介质。

在空调机、电冰箱、电气冷冻箱、冷藏库或冷冻库、陈列柜等通过压缩制冷剂而加以使用的制冷循环装置中，迄今一直是使用含氟原子的烃作为制冷剂的。

尤其是除含氟原子之外还含氯原子的烃一直作为不燃性的且性能优良的制冷剂而被长期使用。现已知道，这些CFC(Chlorofluorocarbon，含氟氯烃)、HCFC(Hydrochlorofluorocarbon，含氢氟氯烃)由于含氯原子，因此在进入大气、到达大气层时会破坏臭氧层，近年来，其使用在世界范围内被禁止或限制。

作为上述含氟氯烃的替代品，目前使用的是不含氯原子的HFC(hydrofluorocarbon，含氢氟烃)，HFC虽不破坏臭氧层，但在大气中的寿命长，因此温室效应大，在防止近年来正成为问题的全球气候变暖方面未必是令人满意的制冷剂。

用虽然是易燃性但臭氧破坏系数为零且全球气候变暖系数也比含氯原子的烃小得多的不含氯原子的烃作为制冷剂的制冷循环装置一部分已用于电冰箱而进入实用，而且，开发大型机器的可能性也在探讨之中。尤其是用于电冰箱、电气冷冻箱的异丁烷和用于空调机的丙烷分别作为烃制冷剂而正在被实用化。

此外，随着制冷剂的变更，关于制冷循环装置内的各种外围材料的种种设计变更也在研究之中。例如，关于与制冷剂一起作为工作介质成分而使用的冷冻机油，随着制冷剂变更为对臭氧层非破坏性的R-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)之类的HFC，迄今作为冷冻机油而一直使用的矿物油、烷基苯化合物由于缺乏与制冷剂的相容性而无法使用，现在作为专用于以HFC为制冷剂的制冷循环装置的冷冻机油，主要使用乙二醇醚类油和多元醇酯类油。另外，在一部分机器中，使用与HFC制冷剂不相容的烷基苯类油等(日本特许公开公报1993年第157379号)。

还有，作为HFC制冷剂用冷冻机油，已有人提出用酮类油作为冷冻机油使用。(日本特许公开公报1993年第9480号、1994年第49471号等)。

另一方面，将乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等不含卤原子的烃作为制冷剂使用时，一直与含氯原子的含(氢)氟烃一起使用至今的极性小的矿物油和烷基苯类油自不待言，与不含氯原子的含氢氟烃一起使用的极性大的乙二醇醚类油和多元醇酯类油也与不含卤原子的烃制冷剂的相容性大，一直被认为可毫无问题地用作冷冻机油。

使用上述矿物油、烷基苯油、乙二醇醚油、多元醇酯油作为冷冻机油时，由于它们与制冷剂的相容性好，溶解在冷冻机油中的制冷剂量增大。由此，为充分发挥制冷循环装置的能力，需要注入大量的制冷剂。另一方面，乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等不含卤原子的烃由于具有易燃性，因此，制冷剂的量宜在能充分发挥运转效率的范围内尽可能地少。

此外，在使用HFC制冷剂和用与HFC制冷剂不相容的烷基苯油作为冷冻机油的制冷循环装置中，由于在液相的HFC制冷剂与冷冻机油之间，HFC制冷剂的比重大，因此，存在需要有向制冷剂压缩机滑动部分供油的机构、使在制冷循环系统中巡回的冷冻机油成分回油的机构或运转控制机构之类的复杂问题。

本发明的目的在于，提供一种在注入到制冷循环装置中的乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等不含卤原子的烃制冷剂的量较少的情况下也能发挥良好性能的工作介质。

本发明的用于制冷剂压缩式制冷循环装置的工作介质的特征在于，由2-4个碳原子的、不含卤原子的烃制冷剂和含与该烃制冷剂互不溶解的酮化合物的冷冻机油组成。

此外，本发明提供一种含以式(1)表示的酮化合物为主的冷冻机油和2-4个碳原子的、不含卤原子的烃制冷剂的用于制冷剂压缩式制冷循环装置的工作介质。

(式中，R₂、R₃、R₄、R₅可相同或不同，表示氢原子、1-25个碳原子的直链或支链烷基、链烯基或芳烷基，或可被1-15个碳原子的直链或支链烷基或链烯基取代的苯基。R₁、R₆可相同或不同，表示1-25个碳原子的直链或支链烷基、链烯基或芳烷基，或可被1-15个碳原子的直链或支链烷基或链烯基取代的苯基，或1-15个碳原子的聚烯化氧基。n是1-19的整数，m是1-5的整数。此外，当m和n为2以上时，R₂、R₃、R₄、R₅只要是上述范围内的分子结构，可以不是重复结构。)