特許 7511052 冷凍機、冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物

(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】

(24)【登録日】2024-06-26

(45)【発行日】2024-07-04

(54)【発明の名称】冷凍機、冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物

(51)【国際特許分類】

   C10M 171/02 20060101AFI20240627BHJP

   C09K 5/04 20060101ALI20240627BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240627BHJP

   C10M 105/38 20060101ALN20240627BHJP

   C10M 107/24 20060101ALN20240627BHJP

   C10N 20/00 20060101ALN20240627BHJP

   C10N 20/02 20060101ALN20240627BHJP

   C10N 30/00 20060101ALN20240627BHJP

   C10N 30/06 20060101ALN20240627BHJP

   C10N 40/30 20060101ALN20240627BHJP

【ＦＩ】

C10M171/02

C09K5/04 E

F25B1/00 396A

C10M105/38

C10M107/24

C10N20:00 Z

C10N20:02

C10N30:00 A

C10N30:06

C10N40:30

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023081445

(22)【出願日】2023-05-17

(62)【分割の表示】P 2020512268の分割

【原出願日】2019-04-02

(65)【公開番号】P2023101564

(43)【公開日】2023-07-21

【審査請求日】2023-06-12

(31)【優先権主張番号】P 2018071059

(32)【優先日】2018-04-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004444

【氏名又は名称】ＥＮＥＯＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100185591

【弁理士】

【氏名又は名称】中塚 岳

(72)【発明者】

【氏名】山口 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】水谷 祐也

(72)【発明者】

【氏名】永井 郷司

(72)【発明者】

【氏名】尾形 英俊

【審査官】松原 宜史

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０３００９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３８１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６０７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６０７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０５４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０８７９１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００１／０９６５０５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１０Ｍ １０１／００－１７７／００

Ｃ０９Ｋ ５／０４

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｃ１０Ｎ １０／００－ ８０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒と共に用いられる冷凍機油であって、
前記冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有する第１の基油と、
前記第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ前記冷媒に対して前記第１の基油より相溶領域が狭い第２の基油と、
を含有する冷凍機油であって、
前記第１の基油の４０℃動粘度に対する前記第２の基油の４０℃動粘度の比が０．９５以下であり、
基油全量を基準として、前記第１の基油の含有量が３０質量％以上９７質量％以下であり、前記第２の基油の含有量が３質量％以上７０質量％以下であり、
前記第１の基油が、ポリオールエステル又はポリビニルエーテルであり、
前記ポリオールエステルが、多価アルコールと脂肪酸とのエステルであり、
前記脂肪酸に占める炭素数４～９の分岐脂肪酸の割合が２０～１００モル％であり、
前記炭素数４～９の分岐脂肪酸が、イソブタン酸、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－エチルペンタン酸、２－メチルヘプタン酸、２－エチルヘキサン酸、及び３，５，５－トリメチルヘキサン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種である、冷凍機油。

【請求項2】

前記第１の基油が、前記冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲において相溶領域を有する、請求項１に記載の冷凍機油。

【請求項3】

前記第２の基油が、前記冷媒に対して、３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲において相溶領域を有さない、請求項１又は２に記載の冷凍機油。

【請求項4】

前記冷媒がジフルオロメタンを含有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の冷凍機油。

【請求項5】

前記第２の基油が、１０～６０ｍｍ^２／ｓの４０℃動粘度、及び、１２０以上の粘度指数を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の冷凍機油。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍機油と、冷媒とを含有する冷凍機用作動流体組成物。

【請求項7】

圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備え、前記冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とが充填されている冷凍機であって、
前記冷凍機油が請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍機油である、冷凍機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍機、冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器等を有する冷媒循環システムを備えている。冷媒循環システムでは、液体が気化する際に周囲から熱を奪う現象が利用されており、気化した冷媒の圧縮機での圧縮及び昇温、凝縮器での放熱凝縮による冷媒の液化、膨張機構での減圧膨張、並びに、蒸発器での冷媒の気化を含むサイクルが繰り返される。

【0003】

また、冷媒循環システムには、冷媒に加えて、圧縮機の摺動部を潤滑するための潤滑油（冷凍機油）が充填される。冷凍機油は、冷媒循環システムに充填されたときに所望の性能が得られるように設計されるが、その際、冷媒に対する相溶性を考慮することが重要となる。例えば、冷媒に対する相溶性に劣る冷凍機油は、冷媒循環システム内を循環したときに冷媒と相溶しないため、圧縮機の摺動部まで戻ってこないおそれがあり、それに伴う潤滑性の悪化が懸念される。

【0004】

これに対して、例えば特許文献１には、冷凍機油と冷媒との液状混合物が、１０～４０質量％の範囲の冷凍機油含有率および－４０℃～６０℃の温度範囲において二層分離し、かつ５質量％以下の冷凍機油含有率および２０℃～４０℃の温度範囲並びに５５質量％以上の冷凍機油の含有率および２０℃～５０℃の温度範囲で相溶することを特徴とする圧縮機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１５／０３３６５３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、冷凍機の効率を向上させるため手段の一つとして、冷凍機油の低粘度化（特に低温（例えば０℃以下）での低粘度化）が挙げられる。しかし、冷凍機油の低粘度化のために用いられる低粘度の基油は、一般的に冷媒相溶性が良い傾向にあるため、冷凍機油を低粘度化すると、冷媒が冷凍機油に溶解したときの粘度（冷媒溶解粘度）が低くなる傾向にある。冷媒溶解粘度が低下すると、摺動部における油膜を保持することが難しくなり、潤滑性が損なわれ、かえって冷凍機の効率を悪化させるおそれがある。つまり、摺動部における潤滑性の低下を抑制しつつ、冷凍機の効率を向上させることは必ずしも容易ではない。

【0007】

そこで、本発明は、摺動部における潤滑性の低下を抑制しつつ、冷凍機の効率を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備え、冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とが充填されている冷凍機であって、冷凍機油が、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有する第１の基油と、第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して第１の基油より相溶領域が狭い第２の基油と、を含有する、冷凍機である。

【0009】

この冷凍機では、冷媒循環システム内に充填される冷凍機油として、冷媒に対して温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有する第１の基油と、第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して第１の基油より相溶領域が狭い第２の基油とを含有する冷凍機油が用いられる。第１の基油は、冷媒に対して温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有するため、冷媒に対して良好な相溶性を示す基油である一方で、第２の基油は、第１の基油よりも相溶領域が狭いため、冷媒に対する相溶性が低い基油である。

【0010】

この冷凍機油は、これらの第１の基油と第２の基油とを含有することで、一定の冷媒相溶性を有すると共に、冷媒溶解粘度を維持しつつ、低粘度化を実現できる。すなわち、これにより、高温・高圧条件下での冷媒溶解粘度の低下が抑制されるため、摺動部における油膜が保持され、その結果、摺動部における潤滑性の低下を抑制できる。加えて、第２の基油が、第１の基油より低い４０℃動粘度を有しているため、冷凍機油の低粘度化が図られると共に、作動流体の低粘度化が図られ、冷凍機の効率が向上する。また、特に低温において冷凍機油の低粘度化が図られる場合、蒸発器内又は蒸発管内への油の滞留が抑制され、その結果、冷凍機の効率が更に向上する。したがって、この冷凍機では、摺動部における潤滑性の低下を抑制しつつ、冷凍機の効率を向上させることが可能となる。さらに、寒冷地や冬季などの低温下においても、冷凍機油が低粘度となっているために、低温起動性が向上し、冷凍機の効率が向上する。

【0011】

第１の基油は、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲において相溶領域を有してよい。

【0012】

第２の基油は、冷媒に対して、３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲において相溶領域を有さなくてよい。

【0013】

冷凍機油は、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲において相溶領域を有さず、温度３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲において相溶領域を有してよく、冷凍機油の－２０℃における動粘度は、第１の基油の－２０℃における動粘度より小さくてよい。

【0014】

冷媒は、ジフルオロメタンを含有してよい。

【0015】

第２の基油は、１０～６０ｍｍ^２／ｓの４０℃動粘度、及び、１２０以上の粘度指数を有してよい。

【0016】

第２の基油の含有量は、基油全量基準で、３質量％以上６０質量％以下であってよい。

【0017】

本発明の他の一側面は、冷媒と共に用いられる冷凍機油であって、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有する第１の基油と、第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して第１の基油より相溶領域が狭い第２の基油と、を含有する冷凍機油である。

【0018】

本発明の他の一側面は、冷凍機油と、冷媒とを含有する冷凍機用作動流体組成物であって、冷凍機油が、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有する第１の基油と、第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して第１の基油よりも相溶領域が狭い第２の基油と、を含有する、冷凍機用作動流体組成物である。

【0019】

本発明の他の一側面は、冷媒と共に用いられる冷凍機油の製造方法であって、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有する第１の基油と、第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して第１の基油より相溶領域が狭い第２の基油とを選択し、第１の基油及び第２の基油を混合する工程を備える、冷凍機油の製造方法である。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、摺動部における潤滑性の低下を抑制しつつ、冷凍機の効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】冷凍機の一実施形態を示す模式図である。

【図2】油比率と二層分離温度との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0023】

図１は、冷凍機の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、冷凍機１０は、圧縮機（冷媒圧縮機）１と、凝縮器（ガスクーラー）２と、膨張機構３（キャピラリ、膨張弁等）と、蒸発器（熱交換器）４とが流路５で順次接続された冷媒循環システム６を少なくとも備えている。

【0024】

冷媒循環システム６においては、まず、圧縮機１から流路５内に吐出された高温（通常７０～１２０℃）の冷媒が、凝縮器２にて高密度の流体（超臨界流体等）となる。続いて、冷媒は、膨張機構３が有する狭い流路を通ることによって液化し、さらに蒸発器４にて気化して低温（通常－４０～０℃）となる。冷凍機１０による冷房は、冷媒が蒸発器４において気化する際に周囲から熱を奪う現象を利用している。

【0025】

圧縮機１内においては、高温（通常７０～１２０℃）条件下で、少量の冷媒と多量の冷凍機油とが共存する。圧縮機１から流路５に吐出される冷媒は、気体状であり、少量（通常１～１０体積％）の冷凍機油をミストとして含んでいるが、このミスト状の冷凍機油中には少量の冷媒が溶解している（図１中の点ａ）。

【0026】

凝縮器２内においては、気体状の冷媒が圧縮されて高密度の流体となり、比較的高温（通常５０～７０℃）条件下で、多量の冷媒と少量の冷凍機油とが共存する（図１中の点ｂ）。さらに、多量の冷媒と少量の冷凍機油との混合物は、膨張機構３、蒸発器４に順次送られて急激に低温（通常－４０～０℃）となり（図１中の点ｃ，ｄ）、再び圧縮機１に戻される。

【0027】

このような冷凍機１０としては、自動車用エアコン、除湿器、冷蔵庫、冷凍冷蔵倉庫、自動販売機、ショーケース、化学プラント等における冷却装置、住宅用エアコンディショナー、パッケージエアコンディショナー、給湯用ヒートポンプ等が挙げられる。

【0028】

冷媒循環システム６には、冷媒が充填されている。冷媒としては、飽和フッ化炭化水素（ＨＦＣ）冷媒、不飽和フッ化炭化水素（ＨＦＯ）冷媒、炭化水素冷媒、パーフルオロエーテル類等の含フッ素エーテル系冷媒、ビス（トリフルオロメチル）サルファイド冷媒、３フッ化ヨウ化メタン冷媒、及び、アンモニア（Ｒ７１７）、二酸化炭素（Ｒ７４４）等の自然系冷媒が挙げられる。

【0029】

飽和フッ化炭化水素冷媒としては、好ましくは炭素数１～３、より好ましくは１～２の飽和フッ化炭化水素が用いられる。飽和フッ化炭化水素冷媒は、例えば、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、トリフルオロメタン（Ｒ２３）、ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）、１，１，２，２－テトラフルオロエタン（Ｒ１３４）、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、１，１，１－トリフルオロエタン（Ｒ１４３ａ）、１，１－ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）、フルオロエタン（Ｒ１６１）、１，１，１，２，３，３，３－ヘプタフルオロプロパン（Ｒ２２７ｅａ）、１，１，１，２，３，３－ヘキサフルオロプロパン（Ｒ２３６ｅａ）、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン（Ｒ２３６ｆａ）、１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン（Ｒ２４５ｆａ）、及び１，１，１，３，３－ペンタフルオロブタン（Ｒ３６５ｍｆｃ）のいずれかの１種又は２種以上の混合物であってよい。

【0030】

飽和フッ化炭化水素冷媒の混合物としては、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ４１０Ｂ、Ｒ５０７Ｃ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０７Ｅ、Ｒ４０４Ａなどが好ましく用いられる。

【0031】

不飽和フッ化炭化水素冷媒としては、例えば、炭素数２～４の不飽和フッ化炭化水素（分子中に塩素原子を更に有していてもよい）、具体的には、フルオロエチレン、フルオロプロペン、フルオロブテン、クロロフルオロプロペンが挙げられる。不飽和フッ化炭化水素冷媒は、例えば、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、１，２，３，３，３－ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２２５ｙｅ）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）、２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、１，２，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｅ）、３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２４３ｚｆ）、（Ｚ）－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン（ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ）、シス又はトランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（１２３３ｚｄ（Ｚ）又は（Ｅ））、シス又はトランス－１－クロロ－２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２２４ｙｄ（Ｚ）又は（Ｅ））のいずれかの１種又は２種以上の混合物であってよい。

【0032】

炭化水素冷媒としては、炭素数１～５の炭化水素が挙げられる。炭化水素冷媒は、例えば、メタン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン（Ｒ２９０）、シクロプロパン、ノルマルブタン、イソブタン、シクロブタン、メチルシクロプロパン、２－メチルブタン、及びノルマルペンタンのいずれかの１種又は２種以上の混合物であってよい。

【0033】

冷媒は、８０℃以上及び３．４ＭＰａ以上の高温高圧条件を得やすい観点から、好ましくはジフルオロメタン（Ｒ３２）を含有する冷媒であり、より好ましくは、ジフルオロメタン（Ｒ３２）を含有する混合冷媒であり、更に好ましくは、ジフルオロメタン（Ｒ３２）及びペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）を含有する混合冷媒である。

【0034】

冷媒は、ジフルオロメタン、又はジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンに加えて、上記の冷媒を更に含有していてよい。ジフルオロメタン、又はジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンと共に用いられる冷媒は、好ましくは、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）若しくは（Ｚ））、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ１１２３）であってよい。ジフルオロメタン、又はジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンと共に用いられる冷媒の含有量は、冷媒全量基準で、例えば８０質量％以下又は６０質量％以下であってよく、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上又は４０質量％以上であってよい。

【0035】

これらの中でも、冷媒としては、Ｒ３２を１０質量％以上含有するＲ３２混合冷媒、例えば、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が５０／５０のＲ３２混合冷媒（Ｒ４１０Ａ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ）が２３／２５／５２であるＲ３２混合冷媒（Ｒ４０７Ｃ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ１２３４ｙｆ／Ｒ１３４ａ）が２４．３／２４．７／２５．３／２５．７であるＲ３２混合冷媒（Ｒ４４９Ａ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ１２３４ｙｆ／Ｒ１３４ａ／ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ））が２６／２６／２０／２１／７であるＲ３２混合冷媒（Ｒ４４８Ａ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）が６７／７／２６のＲ３２混合冷媒（Ｒ４５２Ｂ）、質量比（Ｒ３２／ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）が６９／３１のＲ３２混合冷媒（Ｒ４５４Ｂ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）が６８／３．５／２８．５のＲ３２混合冷媒（Ｒ４４７Ａ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）が６８／８／２４のＲ３２混合冷媒（Ｒ４４７Ｂ）、質量比（Ｒ３２／ＨＦＯ－１２３４ｚｅ／Ｒ６００ａ）が６８／２９／３のＲ３２混合冷媒（Ｒ４４６Ａ）、質量比（Ｒ３２／ＨＦＯ－１１２３）が６０～４０／４０～６０のＲ３２混合冷媒、質量比（Ｒ３２／Ｒ１５２ａ／ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）が１２／５／８３のＲ３２混合冷媒（Ｒ４４４Ａ）、質量比（Ｒ３２／ＨＦＯ－１２３４ｙｆ／Ｒ７４４）が２１．５／７５．５／３のＲ３２混合冷媒（Ｒ４５５Ａ）等が好適に用いられる。

【0036】

一実施形態において、冷媒は、より好ましくは、ジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンからなっている。冷媒中のジフルオロメタン（Ｒ３２）とペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）との質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）は、例えば４０／６０～７０／３０であってよい。このような冷媒としては、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が６０／４０である冷媒、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が５０／５０である冷媒（Ｒ４１０Ａ）、及び質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が４５／５５である冷媒（Ｒ４１０Ｂ）が好適に用いられ、Ｒ４１０Ａが特に好適に用いられる。

【0037】

冷媒循環システム６には、冷媒に加えて冷凍機油が充填されている（すなわち、冷媒と冷凍機油とを含有する冷凍機用作動流体組成物が充填されている）。冷凍機油は、第１の基油と第２の基油とを含有する。

【0038】

第１の基油は、冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において冷媒と相溶領域（冷媒と相溶する領域）を有する基油である。本明細書において、「油比率」とは、冷媒及び冷凍機油の合計量に対する冷凍機油の比率（質量比）を意味し、「相溶する」とは、冷媒と冷凍機油とが二層分離することなく相互に溶解していることを意味し、「相溶しない」とは、二層分離することを意味する。

【0039】

図２は、油比率と二層分離温度との関係の一例を示すグラフである。二層分離曲線とは、油比率を横軸に、冷媒と冷凍機油との二層分離温度（℃）を縦軸にとったときに、各油比率における二層分離温度をプロットして描かれる曲線を意味する。なお、二層分離温度は、ＪＩＳ Ｋ２２１１：２００９「冷凍機油」の「冷媒との相溶性試験方法」に準拠して測定された二層分離温度を意味する。具体的には、例えば、低温側の二層分離温度は、冷媒と冷凍機油とを所定の油比率で混合した混合物について、３０℃から徐々に冷却していき、当該混合物が二層分離又は白濁した温度として測定される。

【0040】

図２において実線で示される二層分離曲線Ｃ１は、第１の基油が有する二層分離曲線の一例である。図２に示すように、第１の基油は、油比率が０質量％から増えるに従って二層分離温度が上昇し、所定の油比率において二層分離温度が極大値となり、油比率が更に増えるに従って二層分離温度が下降するような、上に凸の形状の二層分離曲線Ｃ１を有する。このような二層分離曲線Ｃ１の形状は、冷媒として、前述したＲ３２含有混合冷媒、代表的には、例えば、Ｒ４１０Ａを用い、第１の基油として、後述するポリオールエステルやポリビニルエーテルを用いた場合に見ることができる。

【0041】

この場合の第１の基油は、二層分離曲線Ｃ１の上側（二層分離温度の高温側）に冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有し、二層分離曲線Ｃ１の下側（二層分離温度の低温側）に冷媒と分離する分離領域（相溶しない非相溶領域）Ｒ_Ｓを有する基油である。第１の基油は、冷媒に対して好適な相溶性を有する冷凍機油を得る観点から、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲で、好ましくは、温度３０℃以下、油比率１０～４０質量％において、冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有する。第１の基油は、Ｒ４１０Ａ冷媒に対して、３０℃以下において上に凸の形状の低温側二層分離曲線を有する基油であることが望ましい。

【0042】

また、図２において、冷媒として、例えばＲ３２冷媒を用いた場合には、上記の第１の基油を使用した場合でも二層分離曲線Ｃ２のような挙動を示すことがある。これは、例えば、ペンタエリスリトールと平均炭素数８以上の脂肪酸とのエステルを使用した場合が挙げられる。この場合でも、第１の基油は、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有する。温度３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲で冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有さない（冷媒と分離する分離領域Ｒ_Ｓのみを有する）こともあるが、少なくとも温度３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲において冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有する。

【0043】

第１の基油の４０℃動粘度は、例えば、４０ｍｍ^２／ｓ以上、５０ｍｍ^２／ｓ以上、又は６０ｍｍ^２／ｓ以上であってよく、５００ｍｍ^２／ｓ以下、２００ｍｍ^２／ｓ以下、又は１００ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。第１の基油の１００℃動粘度は、例えば、１ｍｍ^２／ｓ以上、３ｍｍ^２／ｓ以上、又は６ｍｍ^２／ｓ以上であってよく、３０ｍｍ^２／ｓ以下、２０ｍｍ^２／ｓ以下、又は１０ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。本明細書において、４０℃動粘度及び１００℃動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００に準拠して測定された４０℃及び１００℃における動粘度をそれぞれ意味する。

【0044】

第１の基油の粘度指数は、例えば、５０以上、６０以上、又は８０以上であってよく、１２０以下、１００以下、又は９０以下であってよい。本明細書において、粘度指数は、ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００に準拠して測定された粘度指数を意味する。

【0045】

このような第１の基油は、例えば、ポリオールエステル又はポリビニルエーテルであってよい。ポリオールエステルは、例えば、多価アルコールと脂肪酸とのエステルであってよい。ポリオールエステルは、多価アルコールの水酸基の一部がエステル化されずに水酸基のまま残っている部分エステルであってもよく、全ての水酸基がエステル化された完全エステルであってもよく、また部分エステルと完全エステルとの混合物であってもよい。

【0046】

多価アルコールは、例えば、水酸基を２～６個有する多価アルコールであってよい。多価アルコールの炭素数は、例えば、４～１２又は５～１０であってよい。多価アルコールは、例えば、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、ジ－（トリメチロールプロパン）、トリ－（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のヒンダードアルコールであってよく、冷媒との相溶性に特に優れることから、好ましくは、ペンタエリスリトール、又はペンタエリスリトールとジペンタエリスリトールとの混合アルコールである。

【0047】

脂肪酸は、例えば飽和脂肪酸であってよい。脂肪酸の炭素数は、例えば４～２４、４～１２、４～９又は５～９であってよい。脂肪酸は、直鎖脂肪酸であっても分岐脂肪酸であってもよい。脂肪酸に占める分岐脂肪酸の割合は、好ましくは２０～１００モル％、より好ましくは５０～１００モル％、更に好ましくは７０～１００モル％、特に好ましくは９０～１００モル％である。炭素数４～９の分岐脂肪酸の割合が上記の範囲であることが特に好ましい。

【0048】

炭素数４～９の分岐脂肪酸としては、具体的には、分岐状のブタン酸、分岐状のペンタン酸、分岐状のヘキサン酸、分岐状のヘプタン酸、分岐状のオクタン酸、分岐状のノナン酸が挙げられる。炭素数４～９の分岐脂肪酸は、好ましくは、α位及び／又はβ位に分岐を有する脂肪酸である。このような脂肪酸は、例えば、イソブタン酸、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－エチルペンタン酸、２－メチルヘプタン酸、２－エチルヘキサン酸、３，５，５－トリメチルヘキサン酸などであってよく、好ましくは、２－エチルヘキサン酸及び／又は３，５，５－トリメチルヘキサン酸である。

【0049】

ポリビニルエーテルとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等の炭素数１～８のアルキル基を有するビニルエーテルから選ばれる１種又は２種以上のモノマーの（共）重合体が例示される。ポリビニルエーテルとしては、数平均分子量（Ｍｎ）が３００～３０００、Ｍｎ／Ｍｗが１～１．５、４０℃動粘度が３０～１００ｍｍ^２／ｓであるポリビニルエーテルが好ましい例として挙げられる。

【0050】

第２の基油は、第１の基油より低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して第１の基油より相溶領域が狭い基油である。第２の基油は、例えば第１の基油の二層分離曲線が図２におけるＣ１のような形状である場合、その二層分離曲線がＣ１よりも上方にシフトしたものか、Ｃ２のような形状となり、温度３０℃、油比率１～８０質量％の範囲において、第１の基油よりも相溶領域が狭いものである。また、第２の基油は、例えば第１の基油の二層分離曲線が図２におけるＣ２のような形状である場合、その二層分離曲線がＣ２よりも外側にシフトしたような形状となり、温度３０℃、油比率１～８０質量％の範囲において、第１の基油よりも相溶領域が狭いものである。このような第２の基油を使用することで、第１の基油と第２の基油との混合基油の相溶領域は、第１の基油の相溶領域が狭いものとなる。すなわち、第２の基油は、第１の基油と混合した時の相溶領域が、第１の基油よりも狭くなるようなものを選択してもよい。

【0051】

第２の基油は、冷凍機油の高温・高圧下における冷媒溶解粘度の低下を更に抑制する観点から、好ましくは、３０℃以下、油比率１０～４０質量％において冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有さない（冷媒と分離する分離領域Ｒ_Ｓのみを有する）。第２の基油は、Ｒ４１０Ａ冷媒に対して、上に凸の形状の低温側二層分離曲線を有さない基油であることが望ましく、３０℃以下、油比率１０～４０質量％においてＲ４１０Ａ冷媒と相溶する相溶領域を有さない基油であることが特に望ましい。

【0052】

第２の基油の４０℃動粘度は、冷凍機油の低粘度化が好適に図られる観点から、第１の基油の４０℃動粘度より低い。第１の基油の４０℃動粘度と第２の基油の４０℃動粘度との差（＝第１の基油の４０℃動粘度－第２の基油の４０℃動粘度）は、好ましくは１０ｍｍ^２／ｓ以上、好ましくは２０ｍｍ^２／ｓ以上、更に好ましくは３０ｍｍ^２／ｓ以上又は４０ｍｍ^２／ｓ以上であってよく、６０ｍｍ^２／ｓ以下又は５０ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。第１の基油の４０℃動粘度に対する第２の基油の４０℃動粘度の比（＝第２の基油の４０℃動粘度（ｍｍ^２／ｓ）／第１の基油の４０℃動粘度（ｍｍ^２／ｓ）＝「ＫＶ４０比」）は、好ましくは、０．９５以下、０．９以下、０．８５以下、０．８以下、０．７５以下、０．７以下、０．６以下、又は０．５以下であり、好ましくは、０．１以上、０．２以上、０．２５以上、又は０．３５以上である。

【0053】

第２の基油の４０℃動粘度は、より具体的には、好ましくは、６０ｍｍ^２／ｓ以下、５０ｍｍ^２／ｓ以下、４０ｍｍ^２／ｓ以下、又は３０ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。第２の基油の４０℃動粘度は、例えば、５ｍｍ^２／ｓ以上、１０ｍｍ^２／ｓ以上、１５ｍｍ^２／ｓ以上、又は２０ｍｍ^２／ｓ以上であってよい。

【0054】

第２の基油の１００℃動粘度は、冷凍機油の低粘度化が更に好適に図られる観点から、第１の基油の１００℃動粘度より低く、好ましくは、２０ｍｍ^２／ｓ以下、１５ｍｍ^２／ｓ以下、又は１０ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。第２の基油の１００℃動粘度は、例えば、１ｍｍ^２／ｓ以上、２ｍｍ^２／ｓ以上、又は４ｍｍ^２／ｓ以上であってよい。

【0055】

第２の基油の粘度指数は、例えば、－３０以上であってよく、２５０以下であってもよい。第２の基油が鉱油系又は合成系炭化水素油である場合、第２の基油の粘度指数は、－３０以上、０以上、３０以上、６０以上、９０以上、又は１２０以上であってよく、１８０以下、又は１６０以下であってよい。第２の基油が含酸素合成油である場合、第２の基油の粘度指数は、８０以上、９０以上、１２０以上、１５０以上、又は１８０以上であってよく、２５０以下、２３０以下、又は２２０以下であってよい。第１の基油の粘度指数に対する第２の基油の粘度指数の比（＝第２の基油の粘度指数／第１の基油の粘度指数＝「ＶＩ比」）は、好ましくは、０．９以上、１以上、１．２以上、１．５以上、１．８以上、又は２以上であり、好ましくは、４以下、３．５以下、３以下、又は２．５以下である。

【0056】

第１の基油及び第２の基油を含有する冷凍機油の粘度指数は、低温における冷凍機油の動粘度の低下率を高める点で、第１の基油の粘度指数よりも向上していることが好ましい。粘度指数の向上幅（冷凍機油の粘度指数－第１の基油の粘度指数）は、好ましくは、１以上、４以上、又は８以上である。

【0057】

本実施形態に係る冷凍機油においては、第１の基油及び第２の基油が、上述した「ＫＶ４０比」が０．８以下であることと、「ＶＩ比」が０．９以上であることとのいずれか一方又は両方を満たすように、第１の基油と第２の基油との組合せを選択することが望ましい。

【0058】

第２の基油の引火点は、安全性の観点から、好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２００℃以上、更に好ましくは２５０℃以上であり、３００℃以下、又は２８０℃以下であってよい。本明細書において、引火点は、ＪＩＳ Ｋ２２６５－４：２００７（クリーブランド開放（ＣＯＣ）法）に準拠して測定された引火点を意味する。

【0059】

第２の基油の流動点は、例えば、－２０℃以下、－３０℃以下、又は－４０℃以下であってよい。本明細書において、流動点は、ＪＩＳ Ｋ２２６９：１９８７に準拠して測定された流動点を意味する。

【0060】

このような第２の基油は、上述の条件を満たす限りにおいて特に制限はなく、例えば、以下に例示する鉱油及び合成油からなる群より選ばれる少なくとも１種であってよい。

【0061】

鉱油は、パラフィン系、ナフテン系などの原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤精製、水素化精製、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化脱ろう、白土処理、硫酸洗浄などの方法で精製することによって得られる。これらの精製方法は、１種又は２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。鉱油としては、ＧｒＩ基油、ＧｒＩＩ基油、ＧｒＩＩＩ基油及びＧｒＩＩＩ＋基油からなる群より選ばれる少なくとも１種であってよい。

【0062】

合成油としては、例えば、ポリαオレフィン系基油、直鎖又は分岐のアルキルベンゼン等の合成系炭化水素油、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、カーボネート、ケトン、ポリフェニルエーテル、シリコーン、ポリシロキサン、パーフルオロエーテル等の含酸素油等を用いることができ、含酸素油が好ましく用いられる。

【0063】

エステルとしては、芳香族エステル、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル、炭酸エステル及びこれらの混合物などが例示される。エステルは、好ましくはポリオールエステルである。

【0064】

第２の基油は、例えば、一価アルコール及び多価アルコールから選ばれる１種又は２種以上と１価脂肪酸及び多価脂肪酸から選ばれる１種又は２種以上とのエステルであってよい。第２の基油は、具体的には、ネオペンチルグリコールと炭素数１０～２４の脂肪酸から選ばれる少なくとも１種を含む脂肪酸とのエステル、トリメチロールプロパンと炭素数１０～２４の脂肪酸から選ばれる少なくとも１種を含む脂肪酸とのエステル等の４０℃動粘度が１０～６０ｍｍ^２／ｓの長鎖基を有するポリオールエステルであってよい。

【0065】

第２の基油は、好ましくは、例えば、ネオペンチルグリコールとオレイン酸とのジオールエステル、トリメチロールプロパンとオレイン酸とのトリオールエステル等である。これらの低粘度かつ長鎖基を有するポリオールエステルは、動粘度が低く、第１の基油との相溶性に優れつつ、Ｒ３２又はＲ３２混合冷媒、代表的にはＲ４１０Ａに対しては相溶性が低いので、少量の添加量で最大限の効果を発揮しやすい。

【0066】

本実施形態の冷凍機油は、上記のとおり、第１の基油と第２の基油とを含有する。第１の基油の含有量は、基油全量を基準として、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上であり、特に好ましくは８０質量％又は８５質量％以上であり、好ましくは９７質量％以下、より好ましくは９３質量％以下である。第２の基油の含有量は、基油全量を基準として、好ましくは３質量％以上、より好ましくは７質量％以上であり、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下、特に好ましくは２０質量％以下又は１５質量％以下である。第１の基油及び第２の基油の含有量を上記範囲とすることで、冷凍機油の高温・高圧下での冷媒溶解粘度を高く維持しつつ、低温・高油比率における低粘度化を実現することができる。その結果、摺動部における潤滑性の低下を更に抑制しつつ、冷凍機の効率を更に向上させることが可能となる。

【0067】

冷凍機油は、第１の基油及び第２の基油以外の基油を更に含有（すなわち、合計３種以上の基油を含有）していてよい。冷凍機油が３種以上の基油を含有する場合、３種以上の基油のうち任意の２種の基油が、第１の基油及び第２の基油に関する上記の条件を満たしていればよい。すなわち、冷凍機油に含まれる３種以上の基油のうち、一の基油（基油Ａ）が冷媒に対して、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において相溶領域を有し、基油Ａ以外の他の一の基油（基油Ｂ）が、基油Ａより低い４０℃動粘度を有し、かつ冷媒に対して、前記第１の基油より相溶領域が狭ければ、当該冷凍機油は第１の基油（基油Ａ）及び第２の基油（基油Ｂ）を含有していることになる。

【0068】

第１の基油及び第２の基油の合計の含有量は、基油全量基準で、５０質量％以上、７０質量％以上、又は９０質量％以上であってよい。

【0069】

冷凍機油は、基油に加えて、添加剤を更に含有していてもよい。添加剤としては、酸捕捉剤、酸化防止剤、極圧剤、油性剤、消泡剤、金属不活性化剤、摩耗防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤などが挙げられる。

【0070】

基油の含有量は、冷凍機油全量基準で、９０質量％以上、９５質量％以上、又は９８質量％以上であってよい。添加剤の含有量は、冷凍機油全量基準で、１０質量％以下、５質量％以下、又は２質量％以下であってよい。

【0071】

以上説明したような冷凍機油は、第１の基油及び第２の基油を含有することにより、例えば、図２において破線で示される二層分離曲線Ｃ２のような二層分離曲線を有する（上に凸の形状の二層分離曲線を有さない）。この冷凍機油は、好ましくは、温度３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲において、冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有さず（冷媒と分離する分離領域Ｒ_Ｓのみを有し）、かつ、温度３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲において冷媒と相溶する相溶領域Ｒ_Ｃを有する。

【0072】

そして、この冷凍機油では、－２０℃における動粘度（低温動粘度）が、第１の基油の－２０℃における動粘度（低温動粘度）より小さくなっている。冷凍機油の－２０℃における動粘度は、例えば、好ましくは、１５０００ｍｍ^２／ｓ以下又は１００００ｍｍ^２／ｓ以下、より好ましくは８０００ｍｍ^２／ｓ以下又は７０００ｍｍ^２／ｓ以下であり、好ましくは１０００ｍｍ^２／ｓ以上、より好ましくは３０００ｍｍ^２／ｓ以上、更に好ましくは５０００ｍｍ^２／ｓ以上である。本明細書において、－２０℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００に準拠して測定された－２０℃における動粘度を意味する。

【0073】

本実施形態の冷凍機油においては、４０℃における動粘度低減率に対して、－２０℃における動粘度低減率が大幅に大きくなっている。低温動粘度を低下させることで、（低温・低油比率下となる）蒸発器内あるいは蒸発管内への油の滞留が抑制され、その結果、冷凍機の効率が向上する。したがって、この冷凍機では、摺動部における潤滑性の低下を抑制しつつ、冷凍機の効率を向上させることが可能となる。さらに、寒冷地や冬季などの低温下においても、冷凍機油が低粘度となっているために、低温起動性が向上し、冷凍機の効率が向上する。

【0074】

冷凍機１０では、冷媒循環システム６内にこのような冷凍機油が充填されていることにより、冷媒及び冷凍機油を含む作動流体組成物の冷媒溶解粘度の低下が抑制されるため、摺動部における油膜が保持され、その結果、摺動部における潤滑性の低下を抑制できる。より具体的には、第２の基油が相溶性の低い基油であるため、冷凍機油が第２の基油を含有しない状態での作動流体組成物の冷媒溶解粘度Ｖ１に対する第２の基油を含有する状態での作動流体組成物の冷媒溶解粘度Ｖ２の変化率（＝（Ｖ２－Ｖ１）／Ｖ１×１００）が、例えば、±２０％以内、±１５％以内、又は±１０％以内に抑えられる。

【0075】

作動流体組成物の冷媒溶解粘度は、８０℃、３．４ＭＰａにおいて、好ましくは、２ｍｍ^２／ｓ以上、２．５ｍｍ^２／ｓ以上、又は２．８ｍｍ^２／ｓ以上であり、４ｍｍ^２／ｓ以下、３．５ｍｍ^２／ｓ以下、又は３．３ｍｍ^２／ｓ以下である。作動流体組成物の高温・高圧下での冷媒溶解粘度（ｍｍ^２／ｓ）は、振動式粘度計を入れた２００ｍｌの耐圧容器に冷凍機油１００ｇを入れ、容器内を真空脱気した後、冷媒を入れて作動流体組成物を調製し、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件に冷媒の圧力と耐圧容器の温度を調整して測定される。

【0076】

加えて、第２の基油が、第１の基油より低い４０℃動粘度を有しているため、冷凍機油の低粘度化が図られ、その結果、この冷凍機１０の効率が向上する。より具体的には、冷凍機油が第２の基油を含有しない状態での冷凍機油の－２０℃における動粘度ＫＶ１に対する第２の基油を含有する状態での冷凍機油の－２０℃における動粘度ＫＶ２の変化率（＝（ＫＶ１－ＫＶ２）／ＫＶ１×１００）が、例えば、５％～９０％程度まで低下し、好ましくは、１０％以上、２０％以上、３０％以上、又は４０％以上低下する。

【0077】

冷凍機油の４０℃動粘度は、例えば、３０ｍｍ^２／ｓ以上、４０ｍｍ^２／ｓ以上、又は５５ｍｍ^２／ｓ以上であってよく、１００ｍｍ^２／ｓ以下、７０ｍｍ^２／ｓ以下、又は６０ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。冷凍機油の１００℃動粘度は、例えば、２ｍｍ^２／ｓ以上、３ｍｍ^２／ｓ以上、又は５ｍｍ^２／ｓ以上であってよく、１５ｍｍ^２／ｓ以下、１０ｍｍ^２／ｓ以下、又は８ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。冷凍機油の粘度指数は、例えば、８０以上、９０以上、９５以上、又は９８以上であってよく、１６０以下、１３０以下、又は１２０以下であってよい。

【0078】

冷凍機油の引火点は、安全性の観点から、好ましくは１３０℃以上、より好ましくは１８０℃以上、更に好ましくは２００℃以上であり、３００℃以下、又は２８０℃以下であってよい。

【0079】

冷凍機油の流動点は、例えば、－１０℃以下、又は－２０℃以下であってよく、－６０℃以上であってもよい。

【0080】

冷凍機油の酸価は、例えば、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、又は０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってよい。本明細書において、酸価は、ＪＩＳ Ｋ２５０１：２００３に準拠して測定された酸価を意味する。

【0081】

冷凍機油の体積抵抗率は、例えば、１．０×１０^９Ω・ｍ以上、１．０×１０^１０Ω・ｍ以上、又は１．０×１０^１１Ω・ｍ以上であってよい。本明細書において、体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｃ２１０１：１９９９に準拠して測定した２５℃での体積抵抗率を意味する。

【0082】

冷凍機油の水分含有量は、冷凍機油全量基準で、例えば、２００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、又は５０ｐｐｍ以下であってよい。

【0083】

冷凍機油の灰分は、例えば、１００ｐｐｍ以下、又は５０ｐｐｍ以下であってよい。本明細書において、灰分は、ＪＩＳ Ｋ２２７２：１９９８に準拠して測定された灰分を意味する。

【0084】

この冷凍機油は、上述したような第１の基油と第２の基油とを選択し、第１の基油及び第２の基油を混合することにより製造される。

【実施例】

【0085】

以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【0086】

第１の基油として、表１に示す基油１Ａ～１Ｅを用いた。なお、表１中の略称の意味は、以下のとおりである。
ＰＥ：ペンタエリスリトール
ＤｉＰＥ：ジペンタエリスリトール
ｉＣ４酸：２－メチルプロパン酸
ｉＣ５酸：２－メチルブタン酸
ｎＣ５酸：ｎ－ペンタン酸
ｉＣ６酸：２－メチルペンタン酸
ｉＣ８酸：２－エチルヘキサン酸
ｉＣ９酸：３，５，５－トリメチルヘキサン酸

【0087】

【表1】

【0088】

これらの第１の基油は、いずれも、Ｒ４１０Ａに対して、表１に示す油比率及び二層分離温度（低温側の二層分離温度）を極大点とする凸の形状の二層分離曲線を有する。すなわち、これらの第１の基油は、いずれも、温度３０℃以下、油比率１～８０質量％の範囲において、Ｒ４１０Ａと相溶する相溶領域を有する。また、これらの第１の基油のうち、基油１Ａは、Ｒ３２に対して、３０℃以下、油比率１０～４０質量％において二層分離し、上に凸の形状の二層分離曲線を有さず、相溶領域を有さないが、３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲において、図２における二層分離曲線Ｃ２のように、Ｒ３２と相溶する相溶領域を有する。基油１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅは、Ｒ３２に対して上に凸の形状の二層分離曲線を有しており、その二層分離温度の極大点は、１５℃（油比率２０質量％）、－１６℃（同２５質量％）、１８℃（同２０質量％）、－１５℃（同２０質量％）であった。

【0089】

第２の基油として、表２に示す基油２Ａ～２Ｎを用いた。なお、表２中の略称の意味は、以下のとおりである。
ＮＰＧ：ネオペンチルグリコール
ＴＭＰ：トリメチロールプロパン
ＰＥ：ペンタエリスリトール
ＤｉＰＥ：ジペンタエリスリトール
ｉＣ５酸：２－メチルブタン酸
ｎＣ５酸：ｎ－ペンタン酸
ｎＣ６酸：ｎ－ヘキサン酸
ｎＣ７酸：ｎ－ヘプタン酸
ｉＣ８酸：２－エチルヘキサン酸
ｉＣ９酸：３，５，５－トリメチルヘキサン酸
Ｃ１８＝酸：オレイン酸

【0090】

【表2】

【0091】

これらの第２の基油は、いずれも、Ｒ４１０ＡやＲ３２に対して、第１の基油よりも相対的に相溶領域が狭く（冷媒相溶性が低く）、かつ、油比率１０～４０質量％の範囲において二層分離温度の極大点が２０℃以上であるか、３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲において二層分離温度の極大点を有さない。

【0092】

上記の第１の基油及び第２の基油を表３～８に示した質量比で混合して各基油を調製した。これらの各基油に、冷凍機油全量基準で、０．１質量％の２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール（酸化防止剤）、０．００１質量％の１，２，３－ベンゾトリアゾール（金属不活性化剤）及び０．５質量％のグリシジルネオデカノエート（酸捕捉剤）を添加して、各冷凍機油を調製した。各冷凍機油の性状を表３～８に示す。なお、表中、低温動粘度低減率（－２０℃）は、冷凍機油が第２の基油を含有しない状態（比較例）での冷凍機油の－２０℃における動粘度ＫＶ１を基準として、ＫＶ１に対する第２の基油を含有する状態（実施例）での冷凍機油の－２０℃における動粘度ＫＶ２の変化率（＝（ＫＶ１－ＫＶ２）／ＫＶ１×１００）を意味する。また、表中、動粘度低減率（４０℃）は、冷凍機油の４０℃における動粘度に基づいて、上記低温動粘度低減率（－２０℃）として同様に算出した値である。

【0093】

【表3】

【0094】

【表4】

【0095】

【表5】

【0096】

【表6】

【0097】

【表7】

【0098】

【表8】

【0099】

実施例１－１～１－４において、第２の基油は、第１の基油とは相溶する。第１の基油に第２の基油を配合した場合には、図２のＣ２のような二層分離曲線を示し（上に凸の形状の二層分離曲線を有さない）、３０℃以下、油比率１～５質量％又は５０～８０質量％の範囲においてＲ４１０Ａ冷媒若しくはＲ３２冷媒と相溶する相溶領域を有する。第１の基油及び第２の基油を含有する実施例１～４の冷凍機油とＲ４１０Ａ若しくはＲ３２冷媒とを混合した作動流体組成物は、図２における二層分離曲線Ｃ２のように、温度３０℃以下、油比率１０～４０質量％の範囲において、相溶領域を有さないため、冷媒溶解粘度を保ったまま圧縮機に戻り、その結果、潤滑性が維持されることになる。

【0100】

また、実施例１－１～１－４の冷凍機油は、温度３０℃以下、油比率５質量％以下又は５０～８０質量％の範囲において、相溶領域を有している。例えば、実施例１～４の冷凍機油は、それぞれ順に、油比率４０～８０質量％、４６～８０質量％、５０～８０質量％、及び６０～８０質量％の範囲においてＲ４１０Ａと相溶する相溶領域を有する。この油比率が高い領域においては、冷凍機油の冷媒溶解粘度も高く、冷媒相溶性も良いため、油戻り性がよく、圧縮機の摺動部の潤滑性も維持されることになるうえ、低温・高油比率の場合にも、蒸発器内若しくは蒸発管内の油の滞留が抑制されることで、冷凍機の効率が高まる。また、油比率１～５質量％の領域においては、冷媒比率が高く、冷媒と冷凍機油とが適度に混合されることになり、同様に油戻り性もよくなる。

【0101】

このような冷凍機油を用いた実施例１－１～１－４では、第１の基油のみを含有する冷凍機油を用いた比較例１に比べて、冷媒溶解粘度の低下が抑制されている（同等以上の冷媒溶解粘度を有する冷凍機油が得られる）と共に、冷凍機油が低粘度化（特に低温動粘度の低下）している。同様に、実施例１－５～１－１４、２－１、３－１～３－５、４－１、５－１～５－３についても、第１の基油のみを含有する冷凍機油を用いた各比較例に比べて、冷媒溶解粘度の低下が抑制されている（同等以上の冷媒溶解粘度を有する冷凍機油が得られる）と共に、冷凍機油が低粘度化（特に低温動粘度の低下）している。したがって、第１の基油及び第２の基油を含有する冷凍機油を用いることによって、低温において低粘度化することができ、（低温・低油比率下となる）蒸発器内あるいは蒸発管内への油の滞留が抑制され、その結果、冷凍機の効率が向上する。したがって、この冷凍機では、摺動部における潤滑性の低下を抑制しつつ、冷凍機の効率を向上させることが可能となる。さらに、寒冷地や冬季などの低温下において、冷凍機油が低粘度となっているために、低温起動性が向上し、冷凍機の効率が向上する。

【符号の説明】

【0102】

１…圧縮機、２…凝縮器、３…膨張機構、４…蒸発器、５…流路、６…冷媒循環システム、１０…冷凍機。

【図1】

【図2】