特許 6504172 熱サイクルシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6504172

(24)【登録日】2019年4月5日

(45)【発行日】2019年4月24日

(54)【発明の名称】熱サイクルシステム

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20190415BHJP

   F25D 23/00 20060101ALI20190415BHJP

   C09K 5/04 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 7/02 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 17/60 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 3/04 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 3/06 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 3/08 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 3/12 20060101ALI20190415BHJP

   H01B 3/30 20060101ALI20190415BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/00 396Z

   F25B1/00 396A

   F25D23/00 305G

   C09K5/04 F

   C09K5/04 E

   H01B7/02 Z

   H01B17/60 K

   H01B17/60 A

   H01B3/04

   H01B3/06

   H01B3/08 A

   H01B3/12 337

   H01B3/30 D

【請求項の数】14

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-542581(P2016-542581)

(86)(22)【出願日】2015年8月10日

(86)【国際出願番号】JP2015072705

(87)【国際公開番号】WO2016024576

(87)【国際公開日】20160218

【審査請求日】2018年2月14日

(31)【優先権主張番号】特願2014-164315(P2014-164315)

(32)【優先日】2014年8月12日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上野 勝也

(72)【発明者】

【氏名】速水 洋輝

(72)【発明者】

【氏名】岡本 秀一

(72)【発明者】

【氏名】一本松 正道

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１３６９７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１５７７６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１０８８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５８８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１５６０６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１９９３９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／１３１０１３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｃ０９Ｋ ５／０４

Ｆ２５Ｄ ２３／００

Ｈ０１Ｂ ３／０４

Ｈ０１Ｂ ３／０６

Ｈ０１Ｂ ３／０８

Ｈ０１Ｂ ３／１２

Ｈ０１Ｂ ３／３０

Ｈ０１Ｂ ７／０２

Ｈ０１Ｂ １７／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トリフルオロエチレンを含む熱サイクル用作動媒体を、圧縮機から、凝縮器、膨張弁および蒸発器を経由して前記圧縮機に循環させる循環経路を有する熱サイクルシステムであって、
前記循環経路内に設けられた導線と、該導線に接続された保護回路と、
前記導線が、３００℃未満（全温度領域）の条件において、前記保護回路が働くまでの時間の間に、その少なくとも一部が消失して前記導線が露出することがない耐熱性材料で被覆されていることを特徴とする熱サイクルシステム。

【請求項2】

耐熱性材料が、マイカ、アスベスト、アルミナ、シリカガラス、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる材料を少なくとも１種含有する耐熱性材料である、請求項１に記載の熱サイクルシステム。

【請求項3】

前記耐熱性材料が、マイカ、アスベスト、アルミナおよびシリカガラスからなる群より選ばれる材料を少なくとも１種含有する耐熱性材料である、請求項１または２に記載の熱サイクルシステム。

【請求項4】

前記耐熱性材料が、マイカ、アスベスト、アルミナおよびシリカガラスからなる群より選ばれる材料とポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる材料とを組み合わせた耐熱性材料である、請求項２または３に記載の熱サイクルシステム。

【請求項5】

前記耐熱性材料で被覆された導線の外周がさらにシリコーン樹脂で保護されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項6】

前記導線が、前記圧縮機の駆動手段と、前記圧縮機の外殻に設けられ、外部電源から電力を供給可能とする電源供給端子と、を接続する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項7】

前記熱サイクル用作動媒体が、前記トリフルオロエチレンを５０質量％超含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項8】

前記熱サイクル用作動媒体が、前記トリフルオロエチレンを６０質量％超含む、請求項７に記載の熱サイクルシステム。

【請求項9】

前記熱サイクル用作動媒体が、ジフルオロメタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタンおよびペンタフルオロエタンからなる群から選ばれる少なくとも１種をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項10】

前記熱サイクル用作動媒体が、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン、トランス−１，２−ジフルオロエチレンおよびシス−１，２−ジフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項11】

前記熱サイクル用作動媒体が、トリフルオロエチレンとジフルオロメタンの混合媒体である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項12】

前記熱サイクル用作動媒体が、トリフルオロエチレンとジフルオロメタンと２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンの混合媒体である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項13】

熱サイクルシステムが、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置または二次冷却機である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【請求項14】

熱サイクルシステムが、ルームエアコン、店舗用パッケージエアコン、ビル用パッケージエアコン、設備用パッケージエアコン、ガスエンジンヒートポンプ、列車用空調装置、自動車用空調装置、内蔵型ショーケース、別置型ショーケース、業務用冷凍・冷蔵庫、製氷機または自動販売機である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の熱サイクルシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トリフルオロエチレンを含む作動媒体を使用した熱サイクルシステムに係り、特に、システム内部が高温または高圧下となった場合でもトリフルオロエチレンの自己分解反応を抑えた熱サイクルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、冷凍機用冷媒、空調機器用冷媒、発電システム（廃熱回収発電等）用作動媒体、潜熱輸送装置（ヒートパイプ等）用作動媒体、二次冷却媒体等の熱サイクル用の作動媒体としては、クロロトリフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）、クロロジフルオロメタン等のヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）が用いられてきた。しかし、ＣＦＣおよびＨＣＦＣは、成層圏のオゾン層への影響が指摘され、現在、規制の対象となっている。

【0003】

このような経緯から、熱サイクル用作動媒体としては、ＣＦＣやＨＣＦＣに代えて、オゾン層への影響が少ない、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）等のヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が用いられている。例えば、Ｒ４１０Ａ（ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５の質量比１：１の擬似共沸混合冷媒）等は従来から広く使用されてきた冷媒である。しかし、ＨＦＣは、地球温暖化の原因となる可能性が指摘されている。

【0004】

Ｒ４１０Ａは、冷凍能力の高さからいわゆるパッケージエアコンやルームエアコンと言われる通常の空調機器等に広く用いられる。しかし、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が２０８８と高く、そのため低ＧＷＰ作動媒体の開発が求められている。

【0005】

そこで最近では、炭素−炭素二重結合を有しその結合が大気中のＯＨラジカルによって分解されやすいことから、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が少ない作動媒体である、ヒドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、すなわち炭素−炭素二重結合を有するＨＦＣに期待が集まっている。本明細書においては、特に断りのない限り飽和のヒドロフルオロカーボンをＨＦＣといい、ＨＦＯとは区別して用いる。また、ＨＦＣを飽和のヒドロフルオロカーボンと記載する場合もある。さらに、ＨＦＣやＨＦＯのハロゲン化炭化水素については、化合物名の後の括弧内にその化合物の略称を記すが、本明細書では必要に応じて化合物名に代えてその略称を用いる。

【0006】

このＨＦＯを用いた作動媒体として、例えば、特許文献１には上記特性を有するとともに、優れたサイクル性能が得られるトリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）を用いた作動媒体に係る技術が開示されている。特許文献１では、さらに、該作動媒体の不燃性、サイクル性能等を高める目的で、ＨＦＯ−１１２３に、各種ＨＦＣを組み合わせて作動媒体とする試みもされている。
また、このＨＦＯ−１１２３は、単独で用いた場合に高温または高圧下で着火源があると、自己分解することが知られている。そこで、非特許文献１には、ＨＦＯ−１１２３を、他の成分、例えばフッ化ビニリデン等と混合し、ＨＦＯ−１１２３の含有量を抑えた混合物とすることで自己分解反応を抑える試みが報告されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開第２０１２／１５７７６４号

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】Combusion, Explosion, and Shock Waves, Vol. 42, No 2, pp. 140-143, 2006

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ＨＦＯ−１１２３の作動媒体としての使用を検討する場合、熱サイクルシステムにおいて、異常運転等によりＨＦＯ−１１２３が高温または高圧下に晒されるとＨＦＯ−１１２３の自己分解反応が生じるおそれがある点にも留意する必要がある。
そこで、本発明は、地球温暖化への影響が少なく、かつ、サイクル性能（能力）が良好なトリフルオロエチレンを作動媒体として用いた熱サイクルシステムであって、異常運転のようなトラブルが生じた場合においても、ＨＦＯ−１１２３の自己分解反応を回避した、熱サイクルシステムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、熱サイクルシステムが所定の異常運転状態となった場合にも、ＨＦＯ−１１２３の自己分解反応を回避する構成を見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１４］に記載の構成を有する熱サイクルシステムを提供する。

【0011】

［１］トリフルオロエチレンを含む熱サイクル用作動媒体を、圧縮機から、凝縮器、膨張弁および蒸発器を経由して前記圧縮機に循環させる循環経路を有する熱サイクルシステムであって、前記循環経路内に設けられた導線が、３００℃以上の耐熱性を有する耐熱性材料で被覆されていることを特徴とする熱サイクルシステム。
［２］耐熱性材料が、マイカ、アスベスト、アルミナ、シリカガラス、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる材料を少なくとも１種含有する耐熱性材料である、［１］に記載の熱サイクルシステム。
［３］前記耐熱性材料が、マイカ、アスベスト、アルミナおよびシリカガラスからなる群より選ばれる材料を少なくとも１種含有する耐熱性材料である、［１］または［２］に記載の熱サイクルシステム。
［４］前記耐熱性材料が、マイカ、アスベスト、アルミナおよびシリカガラスからなる群より選ばれる材料とポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる材料とを組み合わせた耐熱性材料である、［２］または［３］に記載の熱サイクルシステム。

【0012】

［５］前記耐熱性材料で被覆された導線の外周がさらにシリコーン樹脂で保護されている、［１］〜［４］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。
［６］前記導線が、前記圧縮機の駆動手段と、前記圧縮機の外殻に設けられ、外部電源から電力を供給可能とする電源供給端子と、を接続する、［１］〜［５］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。

【0013】

［７］前記熱サイクル用作動媒体が、前記トリフルオロエチレンを５０質量％超含む、［１］〜［６］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。
［８］前記熱サイクル用作動媒体が、前記トリフルオロエチレンを６０質量％超含む、［７］に記載の熱サイクルシステム。

【0014】

［９］前記熱サイクル用作動媒体が、ジフルオロメタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタンおよびペンタフルオロエタンからなる群から選ばれる少なくとも１種をさらに含む、［１］〜［８］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。
［１０］前記熱サイクル用作動媒体が、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン、トランス−１，２−ジフルオロエチレンおよびシス−１，２−ジフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種をさらに含む、［１］〜［９］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。
［１１］前記熱サイクル用作動媒体が、トリフルオロエチレンとジフルオロメタンの混合媒体である、［１］〜［１０］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。
［１２］前記熱サイクル用作動媒体が、トリフルオロエチレンとジフルオロメタンと２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンの混合媒体である、［１］〜［１１］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。

【0015】

［１３］熱サイクルシステムが、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置または二次冷却機である、［１］〜［１２］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。
［１４］熱サイクルシステムが、ルームエアコン、店舗用パッケージエアコン、ビル用パッケージエアコン、設備用パッケージエアコン、ガスエンジンヒートポンプ、列車用空調装置、自動車用空調装置、内蔵型ショーケース、別置型ショーケース、業務用冷凍・冷蔵庫、製氷機または自動販売機である、［１］〜［１３］のいずれかに記載の熱サイクルシステム。

【発明の効果】

【0016】

本発明の熱サイクルシステムによれば、地球温暖化への影響を抑え、ＨＦＯ−１１２３を含む実用的な熱サイクル性能を有する作動媒体を使用し、仮にシステム内部が異常な高温または高圧条件になった場合でも、ＨＦＯ−１１２３の自己分解反応を回避できる熱サイクルシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の熱サイクルシステムの一例である冷凍サイクルシステムの概略構成図である。

【図2】図１の冷凍サイクルシステムにおける作動媒体の状態変化を圧力−エンタルピ線図上に記載したサイクル図である。

【図3】耐熱性材料で被覆された被覆導線を有する圧縮機の概略構成を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の熱サイクルシステムに使用される熱サイクル用作動媒体（以下、単に作動媒体と称することもある。）について説明する。ここで使用する作動媒体は、ＨＦＯ−１１２３を含む熱サイクル用作動媒体である。また、ここで使用する作動媒体は、作動媒体全量中におけるＨＦＯ−１１２３の含有量が５０質量％を超え１００質量％以下である熱サイクル用の作動媒体であることが好ましい。

【0019】

本発明で使用される熱サイクル用作動媒体は、上記のようにＨＦＯ−１１２３単独の作動媒体またはＨＦＯ−１１２３とそれ以外の作動媒体とを含有する混合媒体である。ここで、ＨＦＯ−１１２３の地球温暖化係数（１００年）は、ＩＰＣＣ第４次評価報告書に準じて測定された値として、０．３である。本明細書においてＧＷＰは、特に断りのない限りＩＰＣＣ第４次評価報告書の１００年の値である。

【0020】

このように、本発明の作動媒体としては、ＧＷＰの極めて低いＨＦＯ−１１２３を５０質量％超含有することで、得られる作動媒体のＧＷＰの値も低く抑えたものとできる。ＨＦＯ−１１２３以外の成分のＧＷＰが、例えば、後述の飽和ＨＦＣのように、ＨＦＯ−１１２３よりも高い場合には、その含有割合が低いほどＧＷＰが低い組成となる。
この熱サイクル用作動媒体に用いられるＨＦＯ−１１２３は、作動媒体中においてその含有割合が高い場合に、高温または高圧下で着火源が存在すると、連鎖的な自己分解反応をおこすおそれがある。なお、作動媒体としてＨＦＯ−１１２３の含有量を低くすることで自己分解反応を抑えることができるが、その含有量が低くなりすぎると、混合する他の作動媒体にもよるが、ＧＷＰが上昇し、冷凍能力および成績係数が低下する場合が多い。

【0021】

ここで、熱サイクル用作動媒体は、本発明の熱サイクルシステムに適用するにあたっては、作動媒体中のＨＦＯ−１１２３の含有割合が５０質量％超とすることが好ましく、６０質量％超とすることがより好ましく、７０質量％超とすることがさらに好ましい。このような含有量とすることで、ＧＷＰが十分に低く、良好な冷凍能力を確保できる。

【0022】

［任意成分］
本発明に使用される熱サイクル用作動媒体は、本発明の効果を損なわない範囲でＨＦＯ−１１２３以外に、通常作動媒体として用いられる化合物を任意に含有してもよい。
任意成分としては、ＨＦＣ、ＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯが好ましい。

【0023】

（ＨＦＣ）
ＨＦＣとしては、例えば、ＨＦＯ−１１２３と組み合わせて熱サイクルに用いた際に、温度勾配を下げる作用、能力を向上させる作用または効率をより高める作用を有するＨＦＣが用いられる。本発明に使用される熱サイクル用作動媒体がこのようなＨＦＣを含むと、より良好なサイクル性能が得られる。
なお、ＨＦＣは、ＨＦＯ−１１２３に比べてＧＷＰが高いことが知られている。したがって、上記作動媒体としてのサイクル性能の向上に加えて、ＧＷＰを許容の範囲にとどめる観点から任意成分として用いるＨＦＣを選択する。

【0024】

オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さいＨＦＣとして具体的には炭素数１〜５のＨＦＣが好ましい。ＨＦＣは、直鎖状であっても、分岐状であってもよく、環状であってもよい。
ＨＦＣとしては、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、ジフルオロエタン、トリフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、ペンタフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、ヘプタフルオロシクロペンタン等が挙げられる。

【0025】

なかでも、ＨＦＣとしては、オゾン層への影響が少なく、かつ冷凍サイクル特性が優れる点から、ＨＦＣ−３２、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、およびＨＦＣ−１２５が好ましく、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２５がより好ましい。
ＨＦＣは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、上記好ましいＨＦＣのＧＷＰは、ＨＦＣ−３２については６７５であり、ＨＦＣ−１３４ａについては１４３０であり、ＨＦＣ−１２５については３５００である。得られる作動媒体のＧＷＰを低く抑える観点から、ＨＦＣとしては、ＨＦＣ−３２が最も好ましい。

【0026】

（ＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯ）
ＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯとしては、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、トランス−１，２−ジフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１３２（Ｅ））、シス−１，２−ジフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１３２（Ｚ））、２−フルオロプロペン（ＨＦＯ−１２６１ｙｆ）、１，１，２−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｙｃ）、トランス−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ（Ｅ））、シス−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ（Ｚ））、トランス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ））、シス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ））、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）等が挙げられる。

【0027】

なかでも、高い臨界温度を有し、安全性、成績係数が優れる点から、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ）が好ましい。
これらのＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0028】

本発明に使用される熱サイクル用作動媒体が、ＨＦＣおよび／または、ＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯを含む場合、該作動媒体１００質量％中のＨＦＣおよび、ＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯの合計の含有量は、５０質量％以下が好ましく、０〜４０質量％がより好ましく、０〜３０質量％が最も好ましい。作動媒体におけるＨＦＣおよびＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯの合計の含有量は、用いるＨＦＣおよびＨＦＯ−１１２３以外のＨＦＯの種類に応じて、上記範囲内で適宜調整される。このとき、ＨＦＯ−１１２３と組み合わせて熱サイクルに用いた際に、温度勾配を下げる、能力を向上させるまたは効率をより高める観点、さらには地球温暖化係数を勘案して、調整する。

【0029】

（ＨＦＣ、ＨＦＯ以外の任意成分）
本発明に使用される熱サイクル用作動媒体は、上記ＨＦＣ、ＨＦＯ以外に、二酸化炭素、炭化水素、クロロフルオロオレフィン（ＣＦＯ）、ヒドロクロロフルオロオレフィン（ＨＣＦＯ）等を含有してもよい。これらＨＦＣ、ＨＦＯ以外の任意成分としては、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さい成分が好ましい。

【0030】

炭化水素としては、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン等が挙げられる。
炭化水素は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用される熱サイクル用作動媒体が炭化水素を含有する場合、その含有量は作動媒体の１００質量％に対して１０質量％以下が好ましく、１〜１０質量％がより好ましく、１〜７質量％がさらに好ましく、２〜５質量％が最も好ましい。炭化水素が下限値以上であれば、作動媒体への鉱物系冷凍機油の溶解性がより良好になる。

【0031】

ＣＦＯとしては、クロロフルオロプロペン、クロロフルオロエチレン等が挙げられる。本発明において熱サイクル用作動媒体のサイクル性能を大きく低下させることなく作動媒体の燃焼性を抑えやすい点から、ＣＦＯとしては、１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＣＦＯ−１２１４ｙａ）、１，３−ジクロロ−１，２，３，３−テトラフルオロプロペン（ＣＦＯ−１２１４ｙｂ）、１，２−ジクロロ−１，２−ジフルオロエチレン（ＣＦＯ−１１１２）が好ましい。
ＣＦＯは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用される熱サイクル用作動媒体がＣＦＯを含有する場合、その含有量は該作動媒体の１００質量％に対して５０質量％が好ましく、０〜４０質量％がより好ましく、０〜３０質量％が最も好ましい。ＣＦＯの含有量が下限値を超える値であれば、作動媒体の燃焼性を抑制しやすい。ＣＦＯの含有量が上限値以下であれば、良好なサイクル性能が得られやすい。

【0032】

ＨＣＦＯとしては、ヒドロクロロフルオロプロペン、ヒドロクロロフルオロエチレン等が挙げられる。本発明に使用される熱サイクル用作動媒体のサイクル性能を大きく低下させることなく作動媒体の燃焼性を抑えやすい点から、ＨＣＦＯとしては、１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２２４ｙｄ）、１−クロロ−１，２−ジフルオロエチレン（ＨＣＦＯ−１１２２）が好ましい。
ＨＣＦＯは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の熱サイクル用作動媒体がＨＣＦＯを含む場合、該作動媒体１００質量％中のＨＣＦＯの含有量は、５０質量％以下が好ましく、０〜４０質量％がより好ましく、０〜３０質量％が最も好ましい。ＨＣＦＯの含有量が下限値を超える値であれば、作動媒体の燃焼性を抑制しやすい。ＨＣＦＯの含有量が上限値以下であれば、良好なサイクル性能が得られやすい。

【0033】

本発明に使用される熱サイクル用作動媒体が上記のような任意成分を含有する場合、その合計含有量は、作動媒体１００質量％に対して５０質量％以下が好ましい。

【0034】

以上説明した本発明に使用される熱サイクル用作動媒体は、地球温暖化への影響が少ないＨＦＯであって、作動媒体としての能力に優れるＨＦＯ−１１２３を含有するものであり、地球温暖化への影響を抑えつつ、実用的なサイクル性能を有するものである。

【0035】

（熱サイクルシステム用組成物）
上記の熱サイクル用作動媒体は、通常、冷凍機油と混合して本発明の熱サイクルシステムに使用される熱サイクルシステム用組成物とする。この熱サイクルシステム用組成物は、上記熱サイクルシステムの循環経路内に封入して使用される。この熱サイクルシステム用組成物は、これら以外にさらに、安定剤、漏れ検出物質等の公知の添加剤を含有してもよい。

【0036】

（冷凍機油）
冷凍機油としては、従来からハロゲン化炭化水素からなる作動媒体とともに、熱サイクルシステム用組成物に用いられる公知の冷凍機油が特に制限なく採用できる。冷凍機油として具体的には、含酸素系冷凍機油（エステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油等）、フッ素系冷凍機油、鉱物系冷凍機油、炭化水素系冷凍機油等が挙げられる。

【0037】

エステル系冷凍機油としては、二塩基酸エステル油、ポリオールエステル油、コンプレックスエステル油、ポリオール炭酸エステル油等が挙げられる。

【0038】

二塩基酸エステル油としては、炭素数５〜１０の二塩基酸（グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等）と、直鎖または分枝アルキル基を有する炭素数１〜１５の一価アルコール（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール等）とのエステルが好ましい。この二塩基酸エステル油としては、具体的には、グルタル酸ジトリデシル、アジピン酸ジ（２−エチルヘキシル）、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジトリデシル、セバシン酸ジ（３−エチルヘキシル）等が挙げられる。

【0039】

ポリオールエステル油としては、ジオール（エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，５−ペンタジオール、ネオペンチルグリコール、１，７−ヘプタンジオール、１，１２−ドデカンジオール等）または水酸基を３〜２０個有するポリオール（トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物等）と、炭素数６〜２０の脂肪酸（ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、エイコサン酸、オレイン酸等の直鎖または分枝の脂肪酸、もしくはα炭素原子が４級であるいわゆるネオ酸等）とのエステルが好ましい。
なお、これらのポリオールエステル油は、遊離の水酸基を有していてもよい。

【0040】

ポリオールエステル油としては、ヒンダードアルコール（ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリスルトール等）のエステル（トリメチロールプロパントリペラルゴネート、ペンタエリスリトール２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート等）が好ましい。

【0041】

コンプレックスエステル油とは、脂肪酸および二塩基酸と、一価アルコールおよびポリオールとのエステルである。脂肪酸、二塩基酸、一価アルコール、ポリオールとしては、上述と同様のものを用いることができる。

【0042】

ポリオール炭酸エステル油とは、炭酸とポリオールとのエステルである。
ポリオールとしては、上述と同様のジオールや上述と同様のポリオールが挙げられる。また、ポリオール炭酸エステル油としては、環状アルキレンカーボネートの開環重合体であってもよい。

【0043】

エーテル系冷凍機油としては、ポリビニルエーテル油やポリオキシアルキレン油が挙げられる。

【0044】

ポリビニルエーテル油としては、アルキルビニルエーテルなどのビニルエーテルモノマーを重合して得られた重合体や、ビニルエーテルモノマーとオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとを共重合して得られた共重合体がある。
ビニルエーテルモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
オレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとしては、エチレン、プロピレン、各種ブテン、各種ペンテン、各種ヘキセン、各種ヘプテン、各種オクテン、ジイソブチレン、トリイソブチレン、スチレン、α−メチルスチレン、各種アルキル置換スチレン等が挙げられる。オレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリビニルエーテル共重合体は、ブロックまたはランダム共重合体のいずれであってもよい。ポリビニルエーテル油は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0045】

ポリオキシアルキレン油としては、ポリオキシアルキレンモノオール、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリオキシアルキレンモノオールやポリオキシアルキレンポリオールのアルキルエーテル化物、ポリオキシアルキレンモノオールやポリオキシアルキレンポリオールのエステル化物等が挙げられる。

【0046】

ポリオキシアルキレンモノオールやポリオキシアルキレンポリオールは、水酸化アルカリなどの触媒の存在下、水や水酸基含有化合物などの開始剤に炭素数２〜４のアルキレンオキシド（エチレンオキシド、プロピレンオキシド等）を開環付加重合させる方法等により得られたものが挙げられる。また、ポリアルキレン鎖中のオキシアルキレン単位は、１分子中において同一であってもよく、２種以上のオキシアルキレン単位が含まれていてもよい。１分子中に少なくともオキシプロピレン単位が含まれることが好ましい。
反応に用いる開始剤としては、水、メタノールやブタノール等の１価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、グリセロール等の多価アルコールが挙げられる。

【0047】

ポリオキシアルキレン油としては、ポリオキシアルキレンモノオールやポリオキシアルキレンポリオールの、アルキルエーテル化物やエステル化物が好ましい。また、ポリオキシアルキレンポリオールとしては、ポリオキシアルキレングリコールが好ましい。特に、ポリグリコール油と呼ばれる、ポリオキシアルキレングリコールの末端水酸基がメチル基等のアルキル基でキャップされた、ポリオキシアルキレングリコールのアルキルエーテル化物が好ましい。

【0048】

フッ素系冷凍機油としては、合成油（後述する鉱物油、ポリα−オレフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等）の水素原子をフッ素原子に置換した化合物、ペルフルオロポリエーテル油、フッ素化シリコーン油等が挙げられる。
鉱物系冷凍機油としては、原油を常圧蒸留または減圧蒸留して得られた冷凍機油留分を、精製処理（溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、白土処理等）を適宜組み合わせて精製したパラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油等が挙げられる。
炭化水素系冷凍機油としては、ポリα−オレフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等が挙げられる。

【0049】

冷凍機油は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
冷凍機油としては、作動媒体との相溶性の点から、ポリオールエステル油、ポリビニルエーテル油およびポリグリコール油から選ばれる１種以上が好ましい。
冷凍機油の添加量は、本発明の効果を著しく低下させない範囲であればよく、作動媒体１００質量部に対して、１０〜１００質量部が好ましく、２０〜５０質量部がより好ましい。

【0050】

（安定剤）
安定剤は、熱および酸化に対する作動媒体の安定性を向上させる成分である。安定剤としては、従来からハロゲン化炭化水素からなる作動媒体とともに、熱サイクルシステムに用いられる公知の安定剤、例えば、耐酸化性向上剤、耐熱性向上剤、金属不活性剤等が特に制限なく採用できる。

【0051】

耐酸化性向上剤および耐熱性向上剤としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン、ｐ−オクチルジフェニルアミン、ｐ，ｐ’−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミン、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン、Ｎ−（ｐ−ドデシル）フェニル−２−ナフチルアミン、ジ−１−ナフチルアミン、ジ−２−ナフチルアミン、Ｎ−アルキルフェノチアジン、６−（ｔ−ブチル）フェノール、２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール、４−メチル−２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）等が挙げられる。耐酸化性向上剤および耐熱性向上剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0052】

金属不活性剤としては、イミダゾール、ベンズイミダゾール、２−メルカプトベンズチアゾール、２，５−ジメチルカプトチアジアゾール、サリシリジン−プロピレンジアミン、ピラゾール、ベンゾトリアゾール、トルトリアゾール、２−メチルベンズイミダゾール、３，５−ジメチルピラゾール、メチレンビス−ベンゾトリアゾール、有機酸またはそれらのエステル、第１級、第２級または第３級の脂肪族アミン、有機酸または無機酸のアミン塩、複素環式窒素含有化合物、アルキル酸ホスフェートのアミン塩またはそれらの誘導体等が挙げられる。

【0053】

安定剤の添加量は、本発明の効果を著しく低下させない範囲であればよく、作動媒体１００質量部に対して、５質量部以下が好ましく、１質量部以下がより好ましい。

【0054】

（漏れ検出物質）
漏れ検出物質としては、紫外線蛍光染料、臭気ガスや臭いマスキング剤等が挙げられる。
紫外線蛍光染料としては、米国特許第４２４９４１２号明細書、特表平１０−５０２７３７号公報、特表２００７−５１１６４５号公報、特表２００８−５００４３７号公報、特表２００８−５３１８３６号公報に記載されたもの等、従来、ハロゲン化炭化水素からなる作動媒体とともに、熱サイクルシステムに用いられる公知の紫外線蛍光染料が挙げられる。
臭いマスキング剤としては、特表２００８−５００４３７号公報、特表２００８−５３１８３６号公報に記載されたもの等、従来からハロゲン化炭化水素からなる作動媒体とともに、熱サイクルシステムに用いられる公知の香料が挙げられる。

【0055】

漏れ検出物質を用いる場合には、作動媒体への漏れ検出物質の溶解性を向上させる可溶化剤を用いてもよい。
可溶化剤としては、特表２００７−５１１６４５号公報、特表２００８−５００４３７号公報、特表２００８−５３１８３６号公報に記載されたもの等が挙げられる。

【0056】

漏れ検出物質の添加量は、本発明の効果を著しく低下させない範囲であればよく、作動媒体１００質量部に対して、２質量部以下が好ましく、０．５質量部以下がより好ましい。

【0057】

＜熱サイクルシステム＞
次に、上記の熱サイクル用作動媒体を適用する本発明の熱サイクルシステムについて説明する。この熱サイクルシステムは、ＨＦＯ−１１２３を熱サイクル用作動媒体として用いたシステムである。この熱サイクル用作動媒体を熱サイクルシステムに適用するにあたっては、通常、作動媒体を含有する熱サイクルシステム用組成物として適用する。
また、本発明の熱サイクルシステムは、基本的な熱サイクルは従来公知の熱サイクルシステムと同一の構成のものが挙げられ、凝縮器で得られる温熱を利用するヒートポンプシステムであってもよく、蒸発器で得られる冷熱を利用する冷凍サイクルシステムであってもよい。

【0058】

この熱サイクルシステムとして、具体的には、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置および二次冷却機等が挙げられる。なかでも、本発明の熱サイクルシステムは、より高温の作動環境でも安定して熱サイクル性能を発揮できるため、屋外等に設置されることが多い空調機器に用いられることが好ましい。また、本発明の熱サイクルシステムは、冷凍・冷蔵機器に用いられることも好ましい。

【0059】

空調機器として、具体的には、ルームエアコン、パッケージエアコン（店舗用パッケージエアコン、ビル用パッケージエアコン、設備用パッケージエアコン等）、ガスエンジンヒートポンプ、列車用空調装置、自動車用空調装置等が挙げられる。
冷凍・冷蔵機器として、具体的には、ショーケース（内蔵型ショーケース、別置型ショーケース等）、業務用冷凍・冷蔵庫、自動販売機、製氷機等が挙げられる。

【0060】

発電システムとしては、ランキンサイクルシステムによる発電システムが好ましい。
発電システムとして、具体的には、蒸発器において地熱エネルギー、太陽熱、５０〜２００℃程度の中〜高温度域廃熱等により作動媒体を加熱し、高温高圧状態の蒸気となった作動媒体を膨張機にて断熱膨張させ、該断熱膨張によって発生する仕事によって発電機を駆動させ、発電を行うシステムが例示される。

【0061】

また、本発明の熱サイクルシステムは、熱輸送装置であってもよい。熱輸送装置としては、潜熱輸送装置が好ましい。
潜熱輸送装置としては、装置内に封入された作動媒体の蒸発、沸騰、凝縮等の現象を利用して潜熱輸送を行うヒートパイプおよび二相密閉型熱サイフォン装置が挙げられる。ヒートパイプは、半導体素子や電子機器の発熱部の冷却装置等、比較的小型の冷却装置に適用される。二相密閉型熱サイフォンは、ウィッグを必要とせず構造が簡単であることから、ガス−ガス型熱交換器、道路の融雪促進および凍結防止等に広く利用される。

【0062】

以下、本発明の実施形態の熱サイクルシステムの一例として、図１に示した冷凍サイクルシステム１０を参照して説明する。ここで、冷凍サイクルシステムとは、蒸発器で得られる冷熱を利用するシステムである。

【0063】

図１に示す冷凍サイクルシステム１０は、作動媒体蒸気Ａを圧縮して高温高圧の作動媒体蒸気Ｂとする圧縮機１１と、圧縮機１１から排出された作動媒体蒸気Ｂを冷却し、液化して低温高圧の作動媒体Ｃとする凝縮器１２と、凝縮器１２から排出された作動媒体Ｃを膨張させて低温低圧の作動媒体Ｄとする膨張弁１３と、膨張弁１３から排出された作動媒体Ｄを加熱して高温低圧の作動媒体蒸気Ａとする蒸発器１４と、蒸発器１４に負荷流体Ｅを供給するポンプ１５と、凝縮器１２に流体Ｆを供給するポンプ１６と、を具備して概略構成されるシステムである。すなわち、この冷凍サイクルシステム１０は、公知の熱サイクルシステムと同様に、熱サイクル用作動媒体を、圧縮機１１から、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４を経由して圧縮機１１に循環させて運転されるものである。

【0064】

まず、冷凍サイクルの流れを説明する。冷凍サイクルシステム１０においては、以下の（ｉ）〜（iv）のサイクルが繰り返される。
（ｉ）蒸発器１４から排出された作動媒体蒸気Ａを圧縮機１１にて圧縮して高温高圧の作動媒体蒸気Ｂとする（以下、「ＡＢ過程」という。）。
（ii）圧縮機１１から排出された作動媒体蒸気Ｂを凝縮器１２にて流体Ｆによって冷却し、液化して低温高圧の作動媒体Ｃとする。この際、流体Ｆは加熱されて流体Ｆ’となり、凝縮器１２から排出される（以下、「ＢＣ過程」という。）。
（iii）凝縮器１２から排出された作動媒体Ｃを膨張弁１３にて膨張させて低温低圧の作動媒体Ｄとする（以下、「ＣＤ過程」という。）。
（iv）膨張弁１３から排出された作動媒体Ｄを蒸発器１４にて負荷流体Ｅによって加熱して高温低圧の作動媒体蒸気Ａとする。この際、負荷流体Ｅは冷却されて負荷流体Ｅ’となり、蒸発器１４から排出される（以下、「ＤＡ過程」という。）。

【0065】

冷凍サイクルシステム１０は、断熱・等エントロピ変化、等エンタルピ変化および等圧変化からなるサイクルシステムである。作動媒体の状態変化を、図２に示される圧力−エンタルピ線（曲線）図上に記載すると、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを頂点とする台形として表すことができる。

【0066】

ＡＢ過程は、圧縮機１１で断熱圧縮を行い、高温低圧の作動媒体蒸気Ａを高温高圧の作動媒体蒸気Ｂとする過程であり、図２においてＡＢ線で示される。
ＢＣ過程は、凝縮器１２で等圧冷却を行い、高温高圧の作動媒体蒸気Ｂを低温高圧の作動媒体Ｃとする過程であり、図２においてＢＣ線で示される。この際の圧力が凝縮圧である。圧力−エンタルピ線とＢＣ線の交点のうち高エンタルピ側の交点Ｔ_１が凝縮温度であり、低エンタルピ側の交点Ｔ_２が凝縮沸点温度である。ここで、ＨＦＯ−１１２３と他の作動媒体との混合媒体で非共沸混合媒体の場合、その温度勾配はＴ_１とＴ_２の差として示される。
ＣＤ過程は、膨張弁１３で等エンタルピ膨張を行い、低温高圧の作動媒体Ｃを低温低圧の作動媒体Ｄとする過程であり、図２においてＣＤ線で示される。なお、低温高圧の作動媒体Ｃにおける温度をＴ_３で示せば、Ｔ_２−Ｔ_３が（ｉ）〜（iv）のサイクルにおける作動媒体の過冷却度（以下、必要に応じて「ＳＣ」で示す。）となる。
ＤＡ過程は、蒸発器１４で等圧加熱を行い、低温低圧の作動媒体Ｄを高温低圧の作動媒体蒸気Ａに戻す過程であり、図２においてＤＡ線で示される。この際の圧力が蒸発圧である。圧力−エンタルピ線とＤＡ線の交点のうち高エンタルピ側の交点Ｔ_６は蒸発温度である。作動媒体蒸気Ａの温度をＴ_７で示せば、Ｔ_７−Ｔ_６が（ｉ）〜（iv）のサイクルにおける作動媒体の過熱度（以下、必要に応じて「ＳＨ」で示す。）となる。なお、Ｔ_４は作動媒体Ｄの温度を示す。

【0067】

そして、本発明の熱サイクルシステムは、その循環経路内において、導線が３００℃以上の耐熱性を有する耐熱性材料で被覆されている。このように非常に耐熱性の高い材料で導線を被覆することで、熱サイクルシステムの異常運転等が生じた場合に、装置内部が異常な高温または高圧状態となった場合でも、ＨＦＯ−１１２３の自己分解反応を抑制することができる。すなわち、ＨＦＯ−１１２３が高濃度に存在し、かつ、高温または高圧条件となった場合であっても、自己分解反応の起点となりうる導線について耐熱性材料による被覆状態を安定して維持できる。このため、高温または高圧条件で被覆材料が溶融や分解等により消失し、導体が露出して、露出部同士が接触することにより電気短絡を起こすことで自己分解反応の起点になることがない。これにより上記反応を効果的に抑制できる。なお、本明細書において、「３００℃以上の耐熱性を有する」とは、導線被覆材が３００℃未満（全温度領域）の条件において、保護回路等が働くまでの時間の間に溶融や分解等によりその少なくとも一部が消失し、導体が露出することがない耐熱性を有することを意味する。また、この被覆材の少なくとも一部が消失して導体が露出することのない時間としては、０．１秒以上であることが好ましく、０．３秒以上がより好ましく、０．５秒以上がさらに好ましい。保護回路等とは、例えば漏電遮断器が挙げられる。ＪＩＳ−８２０１−２−２によると感電事故防止を目的として設置する漏電遮断器は０．１秒以内の動作時間が定義される。また、３００℃以上になると、ＨＦＯ−１１２３自身が二量化反応を起こすため、自己分解反応を起こすことが無くなるため、導線の被覆材の耐熱性を３００℃以上とすることで、本実施形態のＨＦＯ−１１２３を熱サイクル用作動媒体として使用する熱サイクルシステムにおいて、ＨＦＯ−１１２３の自己分解反応が生じることを確実に防止できる。

【0068】

以下、耐熱性材料で被覆された導線を圧縮機内の循環経路に有する場合について、図３を参照しながら説明する。ここでは、耐熱性材料で被覆された導線を、スクロール式圧縮機に設けた例について説明する。図３に示したスクロール式圧縮機１１０は、密閉容器１１１内に、ステーター１１２とローター１１３とからなる駆動手段と、駆動手段の回転により熱サイクル用作動媒体を圧縮するスクロール圧縮機構１１４と、圧縮器と接続され、該スクロール圧縮機構１１４内に熱サイクル用作動媒体を導く吸入管１１５と、凝縮器と接続され、密閉容器１１１内の圧縮された熱サイクル用作動媒体を凝縮器側へ送り出す吐出管１１６と、密閉容器１１１と接続され、電源と接続して駆動手段に電源を供給する電源供給端子１１７と、電源供給端子１１７と駆動手段を接続する耐熱性材料で被覆された被覆導線１１８と、を有して構成されている。

【0069】

このスクロール式圧縮機１１０は、基本的に公知の圧縮機と同様の構成を有するものであり、被覆導線１１８が特徴的な部分である。したがって、以下、被覆導線１１８について説明する。なお、ここではスクロール式圧縮機を例に説明したが、公知の圧縮機であれば特に限定されずに適用できる。例えば、ピストンクランク式圧縮機、ピストン斜板式圧縮機、回転ピストン式圧縮機、ロータリーベーン式圧縮機、シングルローター式圧縮機、ツインローター式圧縮機、遠心式圧縮機等が挙げられる。

【0070】

圧縮機の駆動手段、例えば、図３におけるステーター１１２およびローター１１３は、通常、電源供給端子１１７を介して電源と接続されて、その駆動エネルギーを得ている。この駆動手段と電源供給端子１１７を接続する銅等の導線は、通常、絶縁性材料で被覆されている。この導線を被覆する材料は、一般に、ポリエチレンテレフタレート等で被覆されている。ところが、上記のような異常運転時において、導線を被覆する材料の耐熱温度を超えると、耐熱性材料が劣化して導線が露出し、ＨＦＯ−１１２３と接触することでＨＦＯ−１１２３の自己分解反応が進行するおそれがある。
そこで、熱サイクルシステムに使用される上記導線を被覆する耐熱性材料を、従来よりも高い耐熱性を有する材料で形成することで、異常な高温状態となった場合でも、耐熱性材料が導線の被覆状態を安定して保持することができる。特に、ＨＦＯ−１１２３を含む作動媒体を使用した熱サイクルシステムにおいては、導線とＨＦＯ−１１２３との接触を防止し、ＨＦＯ−１１２３の自己分解反応を抑えることができる。

【0071】

ここで使用される耐熱性材料としては、ＪＩＳ Ｃ４００３で設けられている耐熱クラスＨ、Ｎ、Ｒ、２５０に例示される電線材料等が挙げられる。例えば主要材料としては、マイカ、アスベスト、アルミナ、シリカガラス、石英、酸化マグネシウム、ポリ四フッ化エチレン樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の高い耐熱性を含有するものが挙げられる。四フッ化エチレン樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性の高い樹脂やゴムは導線の被覆に使用でき、マイカ、アルミナ、シリカガラス等の無機質粉末やアスベストやガラス繊維などの無機繊維は耐熱性の樹脂やゴムに充填して使用される。また、アスベストやガラス繊維などの無機繊維は編織物の形態で導線を被覆することもできる。
さらに、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、アセチルセルロース樹脂等のうち３００℃以下で溶融や分解を起こさない樹脂を耐熱樹脂として使用することもできる。また、アリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂の硬化物（３００℃以下で分解を起こさないもの）を耐熱樹脂として使用することもできる。

【0072】

耐熱性材料としては、マイカ、アスベスト、アルミナ、シリカガラス、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好ましい。
これら耐熱性材料は、１種を単独で用いてもよいが、良好な耐熱性を付与するために、２種以上を組み合わせて用いることが好ましい。たとえば、マイカ、アスベスト、アルミナ、シリカガラス等の無機質材料（繊維状であってもよい）とポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性の高い樹脂とを組み合わせた耐熱性材料が好ましい。また、耐熱性材料で被覆された導線の外周をさらにシリコーン樹脂等の柔軟な耐熱性樹脂で保護した被覆導線とすることもできる。
また、耐熱材料電線を製造する際に使用する含浸塗布材料や絶縁処理材料としては、硬化性シリコーン樹脂、アリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の硬化性樹脂（その硬化物が３００℃以下で分解を起こさないもの）が挙げられる。この含浸塗布材料や絶縁処理材料は上記耐熱性材料と併用して、絶縁性向上等の補助機能を発現させるものである。

【0073】

（水分濃度）
なお、熱サイクルシステムの稼働に際しては、水分の混入や、酸素等の不凝縮性気体の混入による不具合の発生を避けるために、これらの混入を抑制する手段を設けることが好ましい。
熱サイクルシステム内に水分が混入すると、特に低温で使用される際に問題が生じる場合がある。例えば、キャピラリーチューブ内での氷結、作動媒体や冷凍機油の加水分解、サイクル内で発生した酸成分による材料劣化、コンタミナンツの発生等の問題が発生する。特に、冷凍機油がポリグリコール油、ポリオールエステル油等である場合は、吸湿性が極めて高く、また、加水分解反応を生じやすく、冷凍機油としての特性が低下し、圧縮機の長期信頼性を損なう大きな原因となる。したがって、冷凍機油の加水分解を抑えるためには、熱サイクルシステム内の水分濃度を制御する必要がある。

【0074】

熱サイクルシステム内の水分濃度を制御する方法としては、乾燥剤（シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、塩化リチウム等）等の水分除去手段を用いる方法が挙げられる。
乾燥剤は、液状の作動媒体と接触させることが、脱水効率の点で好ましい。例えば、凝縮器１２の出口、または蒸発器１４の入口に乾燥剤を配置して、作動媒体と接触させることが好ましい。

【0075】

乾燥剤としては、乾燥剤と作動媒体との化学反応性、乾燥剤の吸湿能力の点から、ゼオライト系乾燥剤が好ましい。
ゼオライト系乾燥剤としては、従来の鉱物系冷凍機油に比べて吸湿量の高い冷凍機油を用いる場合には、吸湿能力に優れる点から、下式（３）で表される化合物を主成分とするゼオライト系乾燥剤が好ましい。
Ｍ_２／ｎＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ｘＳｉＯ_２・ｙＨ_２Ｏ …（３）
ただし、Ｍは、Ｎａ、Ｋ等の１族の元素またはＣａ等の２族の元素であり、ｎは、Ｍの原子価であり、ｘ、ｙは、結晶構造にて定まる値である。Ｍを変化させることにより細孔径を調整できる。

【0076】

乾燥剤の選定においては、細孔径および破壊強度が重要である。
作動媒体の分子径よりも大きい細孔径を有する乾燥剤を用いた場合、作動媒体が乾燥剤中に吸着され、その結果、作動媒体と乾燥剤との化学反応が生じ、不凝縮性気体の生成、乾燥剤の強度の低下、吸着能力の低下等の好ましくない現象を生じることとなる。
したがって、乾燥剤としては、細孔径の小さいゼオライト系乾燥剤を用いることが好ましい。特に、細孔径が３．５オングストローム以下である、ナトリウム・カリウムＡ型の合成ゼオライトが好ましい。作動媒体の分子径よりも小さい細孔径を有するナトリウム・カリウムＡ型合成ゼオライトを適用することによって、作動媒体を吸着することなく、熱サイクルシステム内の水分のみを選択的に吸着除去できる。言い換えると、作動媒体の乾燥剤への吸着が起こりにくいことから、熱分解が起こりにくくなり、その結果、熱サイクルシステムを構成する材料の劣化やコンタミナンツの発生を抑制できる。

【0077】

ゼオライト系乾燥剤の大きさは、小さすぎると熱サイクルシステムの弁や配管細部への詰まりの原因となり、大きすぎると乾燥能力が低下するため、約０．５〜５ｍｍが好ましい。形状としては、粒状または円筒状が好ましい。
ゼオライト系乾燥剤は、粉末状のゼオライトを結合剤（ベントナイト等。）で固めることにより任意の形状とすることができる。ゼオライト系乾燥剤を主体とするかぎり、他の乾燥剤（シリカゲル、活性アルミナ等。）を併用してもよい。
作動媒体に対するゼオライト系乾燥剤の使用割合は、特に限定されない。

【0078】

熱サイクルシステム内の水分濃度は、熱サイクル用作動媒体に対する質量割合で、１００００ｐｐｍ未満が好ましく、１０００ｐｐｍ未満が更に好ましく、１００ｐｐｍ未満が特に好ましい。

【0079】

（不凝縮性気体濃度）
さらに、熱サイクルシステム内に不凝縮性気体が混入すると、凝縮器や蒸発器における熱伝達の不良、作動圧力の上昇という悪影響をおよぼすため、極力混入を抑制する必要がある。特に、不凝縮性気体の一つである酸素は、作動媒体や冷凍機油と反応し、分解を促進する。
不凝縮性気体濃度は、熱サイクル用作動媒体に対する質量割合で、１００００ｐｐｍ未満が好ましく、１０００ｐｐｍ未満が更に好ましく、１００ｐｐｍ未満が特に好ましい。

【0080】

（塩素濃度）
熱サイクルシステム内に塩素が存在すると、金属との反応による堆積物の生成、軸受け部の磨耗、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油の分解等、好ましくない影響をおよぼす。
熱サイクルシステム内の塩素濃度は、熱サイクル用作動媒体に対する質量割合で１００ｐｐｍ以下が好ましく、５０ｐｐｍ以下が特に好ましい。

【0081】

（金属濃度）
熱サイクルシステム内にパラジウム、ニッケル、鉄などの金属が存在すると、ＨＦＯ−１１２３の分解やオリゴマー化等、好ましくない影響をおよぼす。
熱サイクルシステム内の金属濃度は、熱サイクル用作動媒体に対する質量割合で５ｐｐｍ以下が好ましく、１ｐｐｍ以下が特に好ましい。

【0082】

（酸分濃度）
熱サイクルシステム内に酸分が存在すると、ＨＦＯ−１１２３の酸化分解、自己分解反応が促進する等、好ましくない影響をおよぼす。
熱サイクルシステム内の酸分濃度は、熱サイクル用作動媒体に対する質量割合で１ｐｐｍ以下が好ましく、０．２ｐｐｍ以下が特に好ましい。
また、熱サイクル組成物から酸分を除去する目的で、ＮａＦなどの脱酸剤による酸分除去を行う手段を熱サイクルシステム内に設けることで、熱サイクル組成物から酸分を除去することが好ましい。

【0083】

（残渣濃度）
熱サイクルシステム内に金属粉、冷凍機油以外の他の油、高沸分などの残渣が存在すると、気化器部分の詰まりや回転部の抵抗増加等、好ましくない影響をおよぼす。
熱サイクルシステム内の残渣濃度は、熱サイクル用作動媒体に対する質量割合で１０００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下が特に好ましい。
残渣は、熱サイクルシステム用作動媒体をフィルター等でろ過することで除去することができる。また、熱サイクルシステム用作動媒体とする前に、熱サイクルシステム用作動媒体の各成分（ＨＦＯ−１１２３、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ等）ごとにフィルターでろ過を行って残渣を除去し、その後に混合して熱サイクルシステム用作動媒体としてもよい。

【0084】

上記した熱サイクルシステムは、トリフルオロエチレンを含む熱サイクル用作動媒体を用いることで、地球温暖化への影響を抑えつつ、実用的なサイクル性能が得られると共に、異常運転時においてＨＦＯ−１１２３の自己分解反応を抑えることができる。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明の熱サイクルシステムは、冷凍・冷蔵機器（内蔵型ショーケース、別置型ショーケース、業務用冷凍・冷蔵庫、自動販売機、製氷機等）、空調機器（ルームエアコン、店舗用パッケージエアコン、ビル用パッケージエアコン、設備用パッケージエアコン、ガスエンジンヒートポンプ、列車用空調装置、自動車用空調装置等）、発電システム（廃熱回収発電等）、熱輸送装置（ヒートパイプ等）、二次冷却機等として有用である。
なお、２０１４年８月１２日に出願された日本特許出願２０１４−１６４３１５号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

【符号の説明】

【0086】

１０…冷凍サイクルシステム、１１…圧縮機、１２…凝縮器、１３…膨張弁、１４…蒸発器、１５，１６…ポンプ、１１０…スクロール式圧縮機、１１１…密閉容器、１１２…ステーター、１１３…ローター、１１４…スクロール圧縮機構、１１５…吸入管、１１６…吐出管、１１７…電源接続端子、１１８…被覆導線

【図1】

【図2】

【図3】