JP2001072966A - 混合冷媒とそれを用いた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、プロピレンと、そのプロピレンと
共沸様混合物を作るフッ化炭化水素類を含む混合冷媒、
および、それを用いたエアコン、冷凍機等の冷凍サイク
ル装置を提案するものである。 【解決手段】 プロピレンと、５０重量％以下の１，
１，１，２−テトラフルオロエタンまたは／かつ３０重
量％以下の１，１−ジフルオロエタンを含み、またはさ
らに、ペンタフルオロエタンを添加した混合冷媒であ
り、Ｒ５０２代替冷媒として用いるときにより有用とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロピレンと、そ
のプロピレンと共沸様混合物を作るフッ化炭化水素類を
含む混合冷媒、および、それを用いたエアコン、冷凍機
等の冷凍サイクル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアコン、冷凍機等の冷凍サイク
ル装置は、圧縮機、必要に応じて四方弁、凝縮器、キャ
ピラリーチューブや膨張弁等の絞り装置、蒸発器、アキ
ュームレータ等を配管接続して冷凍サイクルを構成し、
その内部に冷媒を循環させることにより、冷却または加
熱作用を行っている。これらの冷凍サイクル装置におけ
る冷媒としては、フロン類（以下Ｒ○○またはＲ○○○
と記すことが、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規格により規定さ
れている）と呼ばれるメタンまたはエタンから誘導され
たハロゲン化炭化水素が知られている。

【０００３】エアコン、空調機等においては、利用温度
としては凝縮温度は実質上５０℃、蒸発温度は実質上０
℃の範囲において通常使用され、中でもＲ２２（クロロ
ジフルオロメタン、CHClF₂、沸点−４０．８℃）が冷媒
として幅広く用いられている。また冷凍機等において
は、利用温度はやや低いが、中でもＲ５０２（Ｒ２２と
Ｒ１１５：クロロペンタフルオロエタンの共沸冷媒、沸
点−４５．６℃）が冷媒として幅広く用いられてきた。
このＲ２２は塩素を含むフッ化炭化水素類（ＨＣＦＣ冷
媒）、Ｒ５０２の成分であるＲ１１５は水素を含まない
フッ化塩化炭素類（ＣＦＣ冷媒）であり、成層圏オゾン
破壊能力があるため、すでにモントリオール議定書によ
って使用量及び生産量の規制が決定されている。成層圏
オゾン層に及ぼす影響をほとんどなくするためには、分
子構造中に塩素を含まないことが必要条件とされてお
り、この可能性のあるものとして別の塩素を含まないフ
ッ化炭化水素類（ＨＦＣ冷媒）の代替冷媒や、フッ素も
含まない炭化水素類（ＨＣ冷媒）の代替冷媒が提案され
ている。

【０００４】塩素を含まないフッ化炭化水素類（ＨＦＣ
冷媒）としては、ジフルオロメタン（CH₂F₂、Ｒ３２、
沸点−５１．７℃）、ペンタフルオロエタン（CF₃-CH
F₂、Ｒ１２５、沸点−４８．１℃）、１，１，１−トリ
フルオロエタン（CF₃-CH₃、Ｒ１４３ａ、沸点−４７．
２℃）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（CF₃-
CH₂F、Ｒ１３４ａ、沸点−２６．１℃）、１，１−ジフ
ルオロエタン（CHF₂-CH₃、Ｒ１５２ａ、沸点−２４．０
℃）等からなる混合冷媒が、代替冷媒候補として考えら
れている。すなわち、Ｒ２２の代替冷媒としては、Ｒ３
２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ等からなる混合冷媒、Ｒ５０
２の代替冷媒としては、Ｒ１２５、Ｒ１４３ａ、Ｒ１３
４ａ等からなる混合冷媒が、採用されだしている。例え
ば、２３重量％のＲ３２、２５重量％のＲ１２５、５２
重量％のＲ１３４ａからなる非共沸混合冷媒は、米国Ａ
ＳＨＲＡＥ３４規格においてＲ４０７Ｃの番号が付与さ
れて、Ｒ２２の代替冷媒としてパッケージエアコン等
に、５０重量％のＲ３２、５０重量％のＲ１２５からな
る非共沸混合冷媒は、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規格におい
てＲ４１０Ａの番号が付与されて、Ｒ２２の代替冷媒と
してルームエアコン等に、採用されだしている。また、
４４重量％のＲ１２５、５２重量％のＲ１４３ａ、４重
量％のＲ１３４ａからなる非共沸混合冷媒は、米国ＡＳ
ＨＲＡＥ３４規格においてＲ４０４Ａの番号が付与され
て、Ｒ５０２の代替冷媒として冷凍機等に採用されだし
ている。

【０００５】ＨＦＣ冷媒の欠点は、地球環境問題のもう
一つの課題である地球温暖化に対する影響を示す地球温
暖化係数（以下ＧＷＰと記す）が、従来のＨＣＦＣ冷媒
のＲ２２と同程度以上に大きいことである。１９９８年
のＩＰＣＣ（Intergovernmental Panel on Climate
Change、気候変動政府間パネル）報告によれば、炭酸
ガス（ＣＯ₂）のＧＷＰを１としたときの積算時水平軸
１００年の比較値は、Ｒ２２のＧＷＰは１９００、ＨＦ
Ｃ冷媒の内、Ｒ３２のＧＷＰは８８０、Ｒ１２５のＧＷ
Ｐは３８００、Ｒ１４３ａのＧＷＰは５４００、Ｒ１３
４ａのＧＷＰは１６００、Ｒ１５２ａのＧＷＰは１９０
とされている。従って、これらを混合したＲ４０７Ｃの
ＧＷＰは２０００、Ｒ４１０ＡのＧＷＰは２３００、Ｒ
４０４ＡのＧＷＰは４５００と試算される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、炭化水素類
（ＨＣ冷媒）であるプロピレン（Ｒ１２７０）が、成層
圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどないフッ化炭化水素
類（ＨＦＣ冷媒）であるＲ１３４ａやＲ１５２ａと少量
の混合量で共沸様組成を作り、これらの混合冷媒が優れ
た特性をもつことが見いだされたものであり、Ｒ２２や
Ｒ５０２の代替冷媒として用いることができる。

【０００７】ここでプロピレン（CH₃-CH=CH₂、Ｒ１２７
０、沸点−４７．７℃）は、フッ素も含まない炭化水素
類（ＨＣ冷媒）であり、分子構造に二重結合をもつ。従
来、プロピレン（Ｒ１２７０）は、特開平７−１５０１
３４に見られるように、フッ化炭化水素類（ＨＦＣ冷
媒）の内では、Ｒ１２５と共沸様組成を作ることが知ら
れていた。Ｒ１２７０（沸点−４７．７℃）とＲ １２
５（沸点−４８．１℃）は、沸点が近いこともあって、
Ｒ１２７０とＲ １２５から２成分系混合冷媒はほとん
どの混合組成で共沸様組成となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明になる請求項１
は、プロピレン（Ｒ１２７０）と、５０重量％以下の
１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）
または／かつ３０重量％以下の１，１−ジフルオロエタ
ン（Ｒ１５２ａ）を含む冷凍サイクル装置に用いる混合
冷媒である。

【０００９】本発明になる請求項２は、プロピレン（Ｒ
１２７０）と、５０重量％以下の１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）または３０重量％以下
の１，１−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）のいづれか
に、ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）を添加した冷凍
サイクル装置に用いる混合冷媒である。

【００１０】本発明になる請求項３は、請求項１または
２記載の混合冷媒をＲ５０２代替冷媒として用いる冷凍
サイクル装置である。

【００１１】本発明になる請求項４は、水分を除去する
ためのドライヤを備えることを特徴とする請求項３記載
の冷凍サイクル装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】第１の発明の混合冷媒は、Ｒ１２
７０と５０重量％以下のＲ１３４ａ、またはＲ１２７０
と３０重量％以下のＲ１５２ａ、またはＲ１２７０と５
０重量％以下のＲ１３４ａと３０重量％以下のＲ１５２
ａ、からなる混合冷媒であり、冷凍サイクル装置の凝縮
器や蒸発器の両方において、温度勾配をほとんどゼロに
近くすることができる共沸様混合組成として扱えること
がわかった。

【００１３】また、第１の発明の混合冷媒は、Ｒ５０２
に比べ冷凍能力や成績係数が優れ、冷凍サイクル装置の
圧縮機吐出温度はＲ２２よりも低減され、Ｒ５０２に近
くなる。さらに冷凍サイクル装置の冷媒として用いられ
る場合には、冷媒密度が小さいＲ１２７０を多く含むた
め、冷媒充填量をほぼ半減できる。

【００１４】また、第１の発明の混合冷媒は、不燃性の
Ｒ１３４ａや、Ｒ１２７０よりも可燃性の弱いＲ１５２
ａを混合したものであり、共沸様混合組成として扱える
ため、ほとんど万一の漏洩においても、Ｒ１２７０単一
冷媒よりも可燃性の危険を低減することができる。

【００１５】また、分子構造に二重結合をもつＲ１２７
０は、高温における熱分解に注意する必要があるが、第
１の発明の混合冷媒は、Ｒ１３４ａやＲ１５２ａを混合
するにつれて、Ｒ１２７０の混合比率が減少するため、
熱安定性に有利である。

【００１６】また、第１の発明の混合冷媒は、Ｒ１２７
０を含む混合冷媒であるため、化学構造的に近い従来の
鉱油やアルキルベンゼン油からなる圧縮機用潤滑油と溶
解性があり、ＨＦＣ冷媒のみからなる混合冷媒のよう
に、エステル油やエーテル油を用いる必要がない。さら
には、Ｒ１３４ａやＲ１５２ａのＨＦＣ冷媒よりも多く
Ｒ１２７０が潤滑油へ溶解するために、充填した混合組
成よりもＲ１２７０の少ない循環組成となるが、本発明
の組成範囲では、Ｒ１２７０とＲ１３４ａやＲ１５２ａ
のＨＦＣ冷媒との共沸性は維持されるものである。

【００１７】また、第１の発明の混合冷媒は、炭化水素
類（ＨＣ冷媒）であるＲ１２７０と、フッ化炭化水素類
（ＨＦＣ冷媒）であるＲ１３４ａまたは／かつＲ１５２
ａのいづれかを含む混合物となすことにより、成層圏オ
ゾン層に及ぼす影響をなくすることを可能とするもので
ある。さらにかかる混合物は、ＧＷＰがほとんどない炭
化水素類のＲ１２７０と、５０重量％以下のＲ１３４ａ
または／かつ３０重量％以下のＲ１５２ａを含むため、
例えば、Ｒ１２７０と５０重量％以下のＲ１３４ａを含
む混合冷媒のＧＷＰは、最大で８００以下、Ｒ１２７０
と３０重量％以下のＲ１５２ａを含む混合冷媒のＧＷＰ
は、最大で６０以下と、地球温暖化に対する影響は、Ｒ
４０７ＣやＲ４１０ＡやＲ４０４ＡのようにＨＦＣ冷媒
のみからなる混合冷媒に比べ、大幅に低減できるもので
ある。

【００１８】第２の発明の混合冷媒は、Ｒ１２７０と５
０重量％以下のＲ１３４ａとＲ１２５、またはＲ１２７
０と３０重量％以下のＲ１５２ａとＲ１２５、からなる
混合冷媒であり、Ｒ１２７０とＲ １２５から２成分系
混合冷媒がほとんどの混合組成で共沸様組成となる性質
を利用して、これらの３成分系混合冷媒も、冷凍サイク
ル装置の凝縮器や蒸発器の両方において、温度勾配をほ
とんどゼロに近くすることができる共沸様混合組成とし
て扱えるものである。

【００１９】また、第２の発明の混合冷媒も、Ｒ５０２
に比べ冷凍能力や成績係数が優れ、Ｒ１２５が冷凍サイ
クル装置の圧縮機吐出温度の低減効果が大きい性質を利
用して、圧縮機吐出温度はＲ２２よりもさらに低減さ
れ、Ｒ５０２にさらに近くなる。

【００２０】また、第２の発明の混合冷媒は、不燃性の
Ｒ１３４ａや、Ｒ１２７０よりも可燃性の弱いＲ１５２
ａに、さらに不燃化効果の大きいＲ１２５を混合したも
のであり、共沸様混合組成として扱えるため、ほとんど
万一の漏洩においても、Ｒ１２７０単一冷媒よりも可燃
性の危険をさらに低減することができる。

【００２１】本発明になる冷凍サイクル装置は、第１の
発明の混合冷媒または第２の発明の混合冷媒をＲ５０２
代替冷媒として用いる冷凍サイクル装置である。本発明
になる混合冷媒は、Ｒ５０２に比べ冷凍能力や成績係数
が優れるばかりでなく、利用温度の低い冷凍機等の用途
においては、圧縮機吐出温度が上昇しやすいのを防止す
ることができる。

【００２２】また、本発明になる冷凍サイクル装置は、
水分を除去するためのドライヤを備えることを特徴とす
る冷凍サイクル装置である。本発明になる混合冷媒は、
Ｒ１２７０と、Ｒ１３４ａまたはＲ１５２ａを必須成分
として含み、さらにＲ１２５を必要に応じて添加したも
のであるが、これらの単一冷媒は、冷凍サイクル装置中
の水分と結合してクラスレートを生成することが知られ
ているため、こられからなる混合冷媒もクラスレートを
生成することが予想され、圧縮機に付設したアキューム
レータの潤滑油の戻し穴を氷結させる恐れがあり、水分
を除去するためのドライヤを備えることにより、信頼性
のある運転を行うことができる。

【００２３】（実施の形態１）第１の実施の形態は、Ｒ
１２７０とＲ１３４ａ、Ｒ１２７０とＲ１５２ａ、から
なる２成分系混合冷媒の気液平衡を調べたものである。

【００２４】（実施例１）図１のＲ１２７０／Ｒ１３４
ａ系においては、２０℃一定温度において、各２成分系
の混合組成を変化させると、約６０〜７０重量％のＲ１
２７０において共沸組成が見出された。また５０重量％
以上のＲ１２７０、すなわち６０重量％以下のＲ１３４
ａの混合組成においては、共沸組成ではないものの、気
相圧力と液相圧力がほとんど同一となる共沸様混合組成
として扱えることがわかった。

【００２５】（実施例２）図２のＲ１２７０／Ｒ１５２
ａ系においては、２０℃一定温度において、各２成分系
の混合組成を変化させても、明確な共沸組成は見出され
なかったが、７０重量％以上のＲ１２７０、すなわち３
０重量％以下のＲ１５２ａの混合組成においては、共沸
組成ではないものの、気相圧力と液相圧力がほとんど同
一となる共沸様混合組成として扱えることがわかった。

【００２６】（実施の形態２）第２の実施の形態は、Ｒ
１２７０と５０重量％以下のＲ１３４ａ、またはＲ１２
７０と３０重量％以下のＲ１５２ａ、からなる２成分系
混合冷媒の冷凍性能を示し、冷凍サイクル装置の冷媒と
して用いる場合の優れた特性を示すものである。すなわ
ち、凝縮平均温度が５０℃、蒸発平均温度が０℃となる
ようにして、２成分系混合冷媒の混合組成を変化させ
て、Ｒ５０２やＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０４Ａの冷
凍性能と比較したものである。（表１）は、Ｒ１２７０
と５０重量％以下のＲ１３４ａの２成分系混合冷媒の冷
凍性能であり、（表２）は、Ｒ１２７０と３０重量％以
下のＲ１５２ａの２成分系混合冷媒の冷凍性能であり、
Ｒ１２７０単一冷媒とＲ４０４Ａの冷凍性能は（表２）
に合わせて示した。なお、この温度条件における圧縮機
吐出温度は、Ｒ５０２では５７．９℃、Ｒ４０４Ａでは
５６．３℃、Ｒ２２では７１．７℃である。

【００２７】（実施例３）（表１）は、Ｒ１２７０と５
０重量％以下のＲ１３４ａの２成分系混合冷媒の冷凍性
能である。（表１）の冷凍サイクル装置の冷凍能力と成
績係数は、両方ともに、Ｒ１２７０単一冷媒を含めて、
Ｒ５０２よりも大幅に上回る。（表２）のＨＦＣ系代替
冷媒であるＲ４０４Ａの冷凍性能と比較すれば、さらに
大幅に上回る。冷凍能力は、Ｒ１３４ａが５０重量％以
下ではほとんど変わらない。成績係数は、Ｒ１３４ａを
混合するにつれて除々に減少しているが、Ｒ１２７０／
Ｒ１３４ａが５０／５０重量％においてもＲ５０２を上
回る。凝縮圧力および蒸発圧力は、約６０〜７０重量％
のＲ１２７０の共沸組成において最高となることがわか
る。（表２）のＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０４Ａの凝
縮圧力および蒸発圧力と比較しては、両方共にすべての
組成範囲で低い。５０重量％以下のＲ１３４ａでは、冷
凍サイクル装置の凝縮器や蒸発器の温度勾配は、１ｄｅ
ｇ以下であり、ほとんど共沸様混合組成として扱えるこ
とがわかる。（表２）のＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０
４Ａの凝縮器や蒸発器の温度勾配と比較しても、両方共
にすべての組成範囲で小さい。Ｒ５０２とほぼ同一の冷
凍能力を得るのに、Ｒ１２７０／Ｒ１３４ａ系ではほぼ
半減の冷媒循環量でよく、冷媒充填量もほぼ半減できる
ものである。（表１）の吐出温度からは、Ｒ１２７０に
Ｒ１３４ａを混合するにつれて、Ｒ１２７０単一冷媒よ
りも圧縮機吐出温度が減少できることがわかる。すなわ
ち、分子構造に二重結合をもつＲ１２７０は、高温にお
ける熱分解に注意する必要があるが、Ｒ１３４ａを混合
するにつれて、吐出温度が低下し、Ｒ１２７０の混合比
率も減少するため、熱安定性に有利である。この効果
は、蒸発温度が０℃以下のより低い冷凍機等の用途にお
いて、さらに有利である。

【００２８】

【表１】

【００２９】（実施例４）（表２）は、Ｒ１２７０と３
０重量％以下のＲ１５２ａの２成分系混合冷媒とＲ４０
４Ａの冷凍性能である。（表２）の冷凍サイクル装置の
冷凍能力と成績係数は、両方ともに、Ｒ１２７０単一冷
媒を含めて、Ｒ５０２よりも大幅に上回る。（表２）の
ＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０４Ａの冷凍性能と比較す
れば、さらに大幅に上回る。冷凍能力は、Ｒ１５２ａが
３０重量％以下ではほとんど変わらない。成績係数も、
Ｒ１２７０／Ｒ１５２ａが７０／３０重量％においても
Ｒ５０２を上回り、ほとんど変わらない。凝縮圧力およ
び蒸発圧力は、３０重量％以下のＲ１５２ａでは、ほと
んど変わらないことがわかる。（表２）のＨＦＣ系代替
冷媒であるＲ４０４Ａの凝縮圧力および蒸発圧力と比較
しては、両方共にすべての組成範囲で低い。３０重量％
以下のＲ１５２ａでは、冷凍サイクル装置の凝縮器や蒸
発器の温度勾配は、１ｄｅｇ以下であり、ほとんど共沸
様混合組成として扱えることがわかる。（表２）のＨＦ
Ｃ系代替冷媒であるＲ４０４Ａの凝縮器や蒸発器の温度
勾配と比較しても、両方共にほとんどすべての組成範囲
で小さい。Ｒ５０２とほぼ同一の冷凍能力を得るのに、
Ｒ１２７０／Ｒ１５２ａ系ではほぼ半減の冷媒循環量で
よく、冷媒充填量もほぼ半減できるものである。（表
２）の吐出温度からは、Ｒ１２７０にＲ１５２ａを混合
するにつれて、Ｒ１２７０単一冷媒よりも圧縮機吐出温
度が若干上昇しているが、Ｒ１２７０の混合比率が減少
するため、熱安定性に有利である。

【００３０】

【表２】

【００３１】（実施の形態３）第３の実施の形態は、Ｒ
１２７０と５０重量％以下のＲ１３４ａと３０重量％以
下のＲ１５２ａ、Ｒ１２７０と５０重量％以下のＲ１３
４ａとＲ１２５、Ｒ１２７０と３０重量％以下のＲ１５
２ａとＲ１２５、からなる３成分系混合冷媒の冷凍性能
を示し、冷凍サイクル装置の冷媒として用いる場合の優
れた特性を示すものである。すなわち、凝縮平均温度が
５０℃、蒸発平均温度が０℃となるようにして、３成分
系混合冷媒の混合組成を変化させて、Ｒ５０２やＨＦＣ
系代替冷媒であるＲ４０４Ａの冷凍性能と比較したもの
である。

【００３２】（実施例５）（表３）は、Ｒ１２７０と５
０重量％以下のＲ１３４ａと３０重量％以下のＲ１５２
ａの３成分系混合冷媒の冷凍性能である。（表３）の組
成は、５０重量％以下のＲ１３４ａと３０重量％以下の
Ｒ１５２ａの範囲でランダムに選択した混合組成である
が、冷凍サイクル装置の冷凍能力と成績係数は、両方と
もにＲ５０２よりも上回る。（表２）のＨＦＣ系代替冷
媒であるＲ４０４Ａの冷凍性能と比較すれば、さらに大
幅に上回る。Ｒ１２７０の混合比率が少なくなるにつれ
て、冷凍能力や成績係数は若干低くなるが、凝縮圧力お
よび蒸発圧力も低くなる。（表２）のＨＦＣ系代替冷媒
であるＲ４０４Ａの凝縮圧力および蒸発圧力と比較して
は、両方共にすべての組成範囲で低い。５０重量％以下
のＲ１３４ａと３０重量％以下のＲ１５２ａの範囲の混
合組成では、冷凍サイクル装置の凝縮器や蒸発器の温度
勾配は、ほぼ１ｄｅｇ以下であり、ほとんど共沸様混合
組成として扱えることがわかる。（表２）のＨＦＣ系代
替冷媒であるＲ４０４Ａの凝縮器や蒸発器の温度勾配と
比較しては、若干大きい組成範囲もあるが、実用上の問
題とはならない。（表３）の吐出温度からは、Ｒ１３４
ａを混合するにつれて、圧縮機吐出温度が減少でき、Ｒ
１５２ａを混合するにつれて、圧縮機吐出温度が若干上
昇することがわかる。すなわち、Ｒ１２７０とＲ１３４
ａとＲ１５２ａの３成分系混合冷媒においては、５０重
量％以下のＲ１３４ａと３０重量％以下のＲ１５２ａの
共沸様混合組成として扱える範囲において、用途や目的
に応じて任意の混合組成を選択することができる。

【００３３】

【表３】

【００３４】（実施例６）（表４）は、Ｒ１２７０と５
０重量％以下のＲ１３４ａとＲ１２５の３成分系混合冷
媒の冷凍性能である。（表４）の組成は、５０重量％以
下のＲ１３４ａの範囲でランダムに選択した混合組成で
あるが、冷凍サイクル装置の冷凍能力と成績係数は、両
方ともにＲ５０２よりも上回る。（表２）のＨＦＣ系代
替冷媒であるＲ４０４Ａの冷凍性能と比較すれば、さら
に大幅に上回る。Ｒ１２５の混合比率が多くなるにつれ
て、冷凍能力は増大し成績係数は若干低くなり、凝縮圧
力および蒸発圧力も高くなる。（表２）のＨＦＣ系代替
冷媒であるＲ４０４Ａの凝縮圧力および蒸発圧力と比較
しては、特に凝縮圧力がすべての組成範囲で低い。５０
重量％以下のＲ１３４ａの範囲の混合組成では、冷凍サ
イクル装置の凝縮器や蒸発器の温度勾配は、ほぼ１ｄｅ
ｇ以下であり、ほとんど共沸様混合組成として扱えるこ
とがわかる。（表２）のＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０
４Ａの凝縮器や蒸発器の温度勾配と比較しては、ほとん
どの組成範囲で若干大きいが、実用上の問題とはならな
い。（表４）の吐出温度からは、Ｒ１２５を混合するに
つれて、圧縮機吐出温度が減少できることがわかる。す
なわち、Ｒ１２７０とＲ１３４ａとＲ１２５の３成分系
混合冷媒においては、５０重量％以下のＲ１３４ａの共
沸様混合組成として扱える範囲において、用途や目的に
応じて任意の混合組成を選択することができる。

【００３５】

【表４】

【００３６】（実施例７）（表５）は、Ｒ１２７０と３
０重量％以下のＲ１５２ａとＲ１２５の３成分系混合冷
媒の冷凍性能である。（表５）の組成は、３０重量％以
下のＲ１５２ａの範囲でランダムに選択した混合組成で
あるが、冷凍サイクル装置の冷凍能力と成績係数は、両
方ともにＲ５０２よりも上回る。（表２）のＨＦＣ系代
替冷媒であるＲ４０４Ａの冷凍性能と比較すれば、さら
に大幅に上回る。Ｒ１２５の混合比率が多くなるにつれ
て、冷凍能力は増大し成績係数は若干低くなり、凝縮圧
力および蒸発圧力も高くなる。（表２）のＨＦＣ系代替
冷媒であるＲ４０４Ａの凝縮圧力および蒸発圧力と比較
しては、特に凝縮圧力がすべての組成範囲で低い。３０
重量％以下のＲ１５２ａの範囲の混合組成では、冷凍サ
イクル装置の凝縮器や蒸発器の温度勾配は、ほぼ１ｄｅ
ｇ以下であり、ほとんど共沸様混合組成として扱えるこ
とがわかる。（表２）のＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０
４Ａの凝縮器や蒸発器の温度勾配と比較しては、ほとん
どの組成範囲で若干大きいが、実用上の問題とはならな
い。（表５）の吐出温度からは、Ｒ１２５を混合するに
つれて、圧縮機吐出温度が減少できることがわかる。す
なわち、Ｒ１２７０とＲ１５２ａとＲ１２５の３成分系
混合冷媒においては、３０重量％以下のＲ１５２ａの共
沸様混合組成として扱える範囲において、用途や目的に
応じて任意の混合組成を選択することができる。

【００３７】

【表５】

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては以下の効果を有する。すなわち、 （１）冷凍サイクル装置の凝縮器や蒸発器の両方におい
て、温度勾配をほとんどゼロに近くすることができる共
沸様混合組成として扱える。 （２）Ｒ５０２やＨＦＣ系代替冷媒であるＲ４０４Ａに
比べ冷凍能力や成績係数が優れ、冷凍サイクル装置の圧
縮機吐出温度はＲ２２よりも低減され、Ｒ５０２に近く
なる。 （３）さらに冷凍サイクル装置の冷媒として用いられる
場合には、冷媒密度が小さいＲ１２７０を多く含むた
め、冷媒充填量をほぼ半減できる。 （４）不燃性のＲ１３４ａや、Ｒ１２７０よりも可燃性
の弱いＲ１５２ａを混合したものであり、ほとんど万一
の漏洩においても、Ｒ１２７０単一冷媒よりも可燃性の
危険を低減することができる。 （５）Ｒ１３４ａやＲ１５２ａを混合するにつれて、Ｒ
１２７０の混合比率が減少するため、熱安定性に有利で
ある。 （６）Ｒ１２７０を含む混合冷媒であるため、化学構造
的に近い従来の鉱油やアルキルベンゼン油からなる圧縮
機用潤滑油と溶解性がある。 （７）炭化水素類（ＨＣ冷媒）であるＲ１２７０と、フ
ッ化炭化水素類（ＨＦＣ冷媒）であるＲ１３４ａまたは
／かつＲ１５２ａを含む混合物となすことにより、成層
圏オゾン層に及ぼす影響をなくすることを可能とする。 （８）Ｒ１２７０と５０重量％以下のＲ１３４ａを含む
混合冷媒のＧＷＰは、最大で８００以下、Ｒ１２７０と
３０重量％以下のＲ１５２ａを含む混合冷媒のＧＷＰ
は、最大で６０以下と、地球温暖化に対する影響は、Ｒ
４０７ＣやＲ４０４ＡのようにＨＦＣ冷媒のみからなる
混合冷媒に比べ、大幅に低減できる。 （９）さらにＲ１２５を添加した混合冷媒も、共沸様混
合組成として扱える。 （１０）Ｒ１２５を添加した混合冷媒も、Ｒ５０２に比
べ冷凍能力や成績係数が優れ、Ｒ１２５が冷凍サイクル
装置の圧縮機吐出温度の低減効果が大きい性質を利用し
て、圧縮機吐出温度はＲ２２よりもさらに低減され、Ｒ
５０２にさらに近くなる。 （１１）Ｒ１２５を添加した混合冷媒は、さらに不燃化
効果の大きいＲ１２５を混合したものであり、可燃性の
危険をさらに低減することができる。 （１２）利用温度の低い冷凍機等の用途においては、圧
縮機吐出温度が上昇しやすいのを防止することができ
る。 （１３）水分を除去するためのドライヤを備えることに
より、信頼性のある運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるＲ１２７０／Ｒ１３４ａの２成分
系混合冷媒の気液平衡図

【図２】本発明になるＲ１２７０／Ｒ１５２ａの２成分
系混合冷媒の気液平衡図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船倉 正三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 光晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西脇 文俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロピレンと、５０重量％以下の１，
   １，１，２−テトラフルオロエタンまたは／かつ３０重
   量％以下の１，１−ジフルオロエタンを含む冷凍サイク
   ル装置に用いる混合冷媒。
2. 【請求項２】 プロピレンと、５０重量％以下の１，
   １，１，２−テトラフルオロエタンまたは３０重量％以
   下の１，１−ジフルオロエタンのいづれかに、ペンタフ
   ルオロエタンを添加した冷凍サイクル装置に用いる混合
   冷媒。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の混合冷媒をＲ５
   ０２代替冷媒として用いる冷凍サイクル装置。
4. 【請求項４】 水分を除去するためのドライヤを備える
   ことを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル装置。