JP2001329254A - 混合冷媒および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＧＷＰを低減した混合冷媒および冷凍サイク
ル装置を提案する。 【解決手段】 ジフルオロメタン（Ｒ３２）と、１，１
−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）とを少なくとも含
み、三角座標で表した前記Ｒ３２と前記Ｒ１５２ａとプ
ロパン（Ｒ２９０）、イソブタン（Ｒ６００ａ）または
ブタン（Ｒ６００）のいずれかである炭化水素との３成
分組成図において、（前記Ｒ３２／前記炭化水素＝８０
／２０（重量％））を満たす点ａ１と、（前記Ｒ１５２
ａ／前記炭化水素＝９５／５（重量％））を満たす点ａ
２とを結ぶ線Ａ以上の前記Ｒ３２の組成範囲と、（前記
Ｒ３２＝４０（重量％））となる線Ｂ以上の前記Ｒ３２
の組成範囲とで囲まれた組成範囲内にあることを特徴と
する混合冷媒。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジフルオロメタン
と１，１−ジフルオロエタンを含む混合冷媒、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。ただし○には任意の数字および／またはアル
ファベットが用いられる）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類が知られてい
る。

【０００３】エアコン、空調機等における冷媒の利用温
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化水素類（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、Ｒ３
２、沸点−５１．７℃）、ペンタフルオロエタン（ＣＦ
₃-ＣＨＦ₂、Ｒ １２５、沸点−４８．１℃）、１，１，
１−トリフルオロエタン（ＣＦ ₃-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、Ｒ
１５２ａ、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、Ｒ３
２、Ｒ１４３ａ、Ｒ１５２ａは単一冷媒としては弱可燃
性があるため、Ｒ２２の代替冷媒としては、Ｒ３２、Ｒ
１２５、Ｒ１３４ａ等からなり不燃性の範囲とした混合
冷媒、Ｒ５０２の代替冷媒としては、Ｒ１２５、Ｒ１４
３ａ、Ｒ１３４ａ等からなり不燃性の範囲とした混合冷
媒が、採用されだしている。例えば、２３重量％のＲ３
２、２５重量％のＲ１２５、５２重量％のＲ１３４ａか
らなる非共沸混合冷媒は、米国ＡＳＨＲＡＥ３４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やチラー等に、５０重量％
のＲ３２、５０重量％のＲ１２５からなる共沸様混合冷
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。ここで、ルームエアコ
ンにおいてはＲ４１０Ａ、パッケージエアコンやチラー
においてはＲ４０７Ｃが採用される理由は、ルームエア
コンは小品種大量生産品であり圧力の高いＲ４１０Ａで
も工夫によって使用可能なこと、パッケージエアコンは
多品種少量生産品でありＲ４１０Ａよりも圧力の低いＲ
４０７Ｃの方が使用しやすいこと、等が理由になってい
る。またチラーは、Ｒ４０７Ｃのような非共沸混合冷媒
の温度勾配を利用して高効率化できること、等が理由に
なっている。

【０００５】ここで採用されだしているＨＦＣ混合冷媒
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（Ｉｎｔｅｒ
ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ Ｐａｎｅｌ ｏｎ Ｃｌｉ
ｍａｔｅ 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、ＨＦＣ冷媒の内、Ｒ３２のＧＷＰは８８０、
Ｒ１２５のＧＷＰは３８００、Ｒ１４３ａのＧＷＰは５
４００、Ｒ１３４ａ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と試算される。

【０００６】したがって、地球温暖化に対する影響をさ
らに低減するために、弱可燃性の欠点を冷凍サイクル装
置として解消することによって、Ｒ３２単一冷媒を使用
すれば約１／３に、Ｒ１５２ａ単一冷媒を使用すれば約
１／１０に低減することは可能となる。

【０００７】しかしながら、Ｒ３２単一冷媒はＲ４１０
Ａよりもさらに圧力が高く、ルームエアコンには使用で
きてもパッケージエアコンには使用しにくいという欠点
がある。また、Ｒ１５２ａ単一冷媒はＲ４１０Ａ、Ｒ４
０７Ｃ、Ｒ２２よりもさらに圧力が低く、ルームエアコ
ンやパッケージエアコンでは冷凍能力を確保できないと
いう欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このため、さらに圧力
や冷凍能力の欠点を解消するために、Ｒ３２とＲ１５２
ａからなる混合冷媒を使用することが考えられるが、こ
の例として特公昭６３−１２５１２にはＲ３２とＲ１５
２ａからなる混合冷媒が開示されている。

【０００９】しかしながら、特公昭６３−１２５１２に
はＲ３２とＲ１５２ａからなる混合冷媒の組み合わせが
開示されているのみで、Ｒ２２やＲ５０２の代替冷媒と
しての適切な組成範囲は明かにされていない。

【００１０】さらに、Ｒ３２、Ｒ１５２ａ等のＨＦＣ冷
媒は、従来の圧縮機用潤滑油として用いられてきたパラ
フィン系やナフテン系の鉱油および一部のアルキルベン
ゼン油等の合成油と相溶性が悪く、圧縮機から冷媒と一
緒に吐出された潤滑油が低温の蒸発器から圧縮機に帰還
しなくなる恐れがある。この問題を解消する方法として
は、化学構造的に鉱油や一部の合成油と近い炭化水素類
（ＨＣ冷媒）をＲ３２とＲ１５２ａからなる混合冷媒に
若干量混合した３成分混合冷媒を利用することが考えら
れる。これらの炭化水素類には、プロパン（ＣＨ₃-ＣＨ
₂-ＣＨ₃、Ｒ２９０、沸点−４２．１℃）、イソブタン
（(ＣＨ₃)₂-ＣＨ-ＣＨ₃、Ｒ６００ａ、沸点−１１．８
℃）、ブタン（ｎ-Ｃ₄Ｈ₈、Ｒ６００、沸点−０．５
℃）等がある。ここで特表平９−５１０２４９におい
て、プロパン（Ｒ２９０）、イソブタン（Ｒ６００
ａ）、ブタン（Ｒ６００）は、いずれもＲ３２またはＲ
１５２ａと共沸組成を作るとされているが、これらの炭
化水素類をＲ３２とＲ１５２ａからなる混合冷媒に若干
量混合した３成分混合冷媒の、Ｒ２２やＲ５０２の代替
冷媒としての適切な組成範囲は明かにされていない。

【００１１】本発明は、上述の問題に鑑みて試されたも
ので、Ｒ３２とＲ１５２ａからなる混合冷媒のＲ２２や
Ｒ５０２の代替冷媒としての適切な組成範囲を明かにす
るものである。

【００１２】また本発明は、Ｒ３２とＲ１５２ａからな
る混合冷媒に、炭化水素を若干量混合した３成分混合冷
媒の、Ｒ２２やＲ５０２の代替冷媒としての適切な組成
範囲を明かにするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の本発明（請求項１に対応）は、ジフルオロ
メタン（Ｒ３２）と、１，１−ジフルオロエタン（Ｒ１
５２ａ）とを少なくとも含み、三角座標で表した前記Ｒ
３２と前記Ｒ１５２ａとプロパン（Ｒ２９０）、イソブ
タン（Ｒ６００ａ）またはブタン（Ｒ６００）のいずれ
かである炭化水素との３成分組成図において、（前記Ｒ
３２／前記炭化水素＝８０／２０（重量％））を満たす
点ａ１と、（前記Ｒ１５２ａ／前記炭化水素＝９５／５
（重量％））を満たす点ａ２とを結ぶ線Ａ以上の前記Ｒ
３２の組成範囲と、（前記Ｒ３２＝４０（重量％））と
なる線Ｂ以上の前記Ｒ３２の組成範囲とで囲まれた組成
範囲内にあることを特徴とする混合冷媒である。

【００１４】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、４０重量％以上の前記Ｒ３２と、６０重量％以下の
前記Ｒ１５２ａからなることを特徴とする上記本発明で
ある。

【００１５】また、第３の本発明（請求項３に対応）
は、４０重量％以上の前記Ｒ３２と、１２．５重量％以
下の前記炭化水素と、前記Ｒ１５２ａとを含むことを特
徴とする上記本発明である。

【００１６】また、第４の本発明（請求項４に対応）
は、請求項１から３のいずれかに記載の混合冷媒を用い
たことを特徴とする冷凍サイクル装置である。

【００１７】以上のような本発明の混合冷媒は、成層圏
オゾン層に及ぼす影響をなくすることが可能であるばか
りでなく、ＨＦＣ冷媒の中でＧＷＰの低いＲ３２とＲ１
５２ａを含み、ＧＷＰがほとんどない炭化水素類を含む
混合冷媒であるため、そのＧＷＰは、Ｒ４０７ＣやＲ４
１０Ａに比べ大幅に低減できるものである。

【００１８】また、本発明の混合冷媒は、Ｒ２２、Ｒ５
０２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａとほぼ同等の圧力をもつ
ため、Ｒ２２やＲ５０２の代替冷媒、およびこれらの代
替冷媒であるＲ４０７ＣやＲ４１０Ａの代替冷媒となる
ものであり、冷凍能力（冷房能力）や成績係数の低下が
緩和されるものである。

【００１９】また、本発明の、炭化水素類を含む混合冷
媒は、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、混合組成に比べ、Ｒ
３２やＲ１５２ａのＨＦＣ冷媒よりも多くの炭化水素類
が潤滑油へ溶解するために、充填した混合組成よりも炭
化水素類の少ない循環組成となるため、本発明の組成範
囲では、弱可燃性の特性は維持されるものである。

【００２０】また、本発明の、炭化水素類を含む混合冷
媒は、冷凍サイクル装置の凝縮器や蒸発器の両方におい
て、温度勾配の比較的小さい非共沸混合組成または共沸
様混合組成として扱える。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。

【００２２】本発明になる混合冷媒は、冷凍サイクル装
置として解消することのできる弱可燃性の範囲に混合組
成を限定することにある。ここで、Ｒ３２とＲ１５２ａ
はいずれも弱可燃性であるため、これらを混合した任意
の混合組成からなるＲ３２／Ｒ１５２ａの２成分系混合
冷媒においても、弱可燃性の特性は維持される。したが
って、Ｒ３２とＲ１５２ａからなる混合冷媒に、Ｒ２９
０、Ｒ６００ａ、Ｒ６００のいずれかから選択される炭
化水素類を含む３成分系混合冷媒とした場合にも、弱可
燃性の特性を維持することが必要となる。

【００２３】米国ＡＳＨＲＡＥ３４規格において、弱可
燃性の特性は、混合物の燃焼熱が１９，０００ｋＪ／ｋ
ｇ以下であることが規定されている。ここで、Ｒ３２の
燃焼熱は９，４００ｋＪ／ｋｇ、Ｒ１５２ａの燃焼熱は
１７，４００ｋＪ／ｋｇ、Ｒ２９０、Ｒ６００ａ、Ｒ６
００の燃焼熱は約５０，０００ｋＪ／ｋｇである。

【００２４】Ｒ３２と炭化水素とからなる２成分系混合
冷媒では、Ｒ３２を８０重量％以上、炭化水素類を２０
重量％以下とすれば、Ｒ３２と炭化水素とからなる２成
分系混合冷媒は、ほぼ共沸組成を作るため、冷凍サイク
ル装置中で気液の分溜が起こったとしても気液の両相に
おいて、ほぼ弱可燃性の特性を維持できる。

【００２５】したがって、Ｒ３２と炭化水素とからなる
２成分系混合冷媒に炭化水素類よりも燃焼熱の小さいＲ
１５２ａを混合した３成分系混合冷媒とした場合にも、
冷凍サイクル装置中で気液の分溜が起こったとしても、
気液の両相において、ほぼ弱可燃性の特性を維持できる
ものである。

【００２６】また、Ｒ１５２ａと炭化水素とからなる２
成分系混合冷媒では、Ｒ１５２ａを９５重量％以上、炭
化水素類を５重量％以下とすれば、Ｒ１５２ａと炭化水
素とからなる２成分系混合冷媒は、ほぼ共沸組成を作る
ため、冷凍サイクル装置中で気液の分溜が起こったとし
ても気液の両相において、ほぼ弱可燃性の特性を維持で
きる。したがって、Ｒ１５２ａと炭化水素とからなる２
成分系混合冷媒に、炭化水素類よりも燃焼熱の小さいＲ
３２を混合した３成分系混合冷媒とした場合にも、冷凍
サイクル装置中で気液の分溜が起こったとしても、気液
の両相において、ほぼ弱可燃性の特性を維持できるもの
である。

【００２７】また、炭化水素類を含む混合冷媒とする場
合には、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、Ｒ３２や
Ｒ１５２ａのＨＦＣ冷媒よりも多くの炭化水素類が潤滑
油へ溶解するために、充填した混合組成よりも炭化水素
類の少ない循環組成となるため、本発明の組成範囲で
は、弱可燃性の特性は維持されるものである。

【００２８】したがって、Ｒ３２とＲ１５２ａからなる
混合冷媒に、必要に応じてＲ２９０、Ｒ６００ａ、Ｒ６
００のいずれかから選択される炭化水素類を含む３成分
系混合冷媒とした場合に、弱可燃性の特性を維持するた
めには、図１の、三角座標で表したＲ３２とＲ１５２ａ
と炭化水素の３成分組成図において、点ａ１（Ｒ３２／
炭化水素＝８０／２０重量％）と点ａ２（Ｒ１５２ａ／
炭化水素＝９５／５重量％）を結ぶ線Ａ以上のＲ３２の
組成範囲にある混合冷媒であることが望ましいことがわ
かる。

【００２９】以下、（実施例１）〜（実施例４）におい
ては、図１の三角座標で表したＲ３２とＲ１５２ａと炭
化水素との３成分組成図において、冷凍性能から、４０
重量％のＲ３２の線Ｂ以上のＲ３２の組成範囲で囲まれ
た組成範囲にある混合冷媒が、さらに望ましいことが説
明されるものである。

【００３０】さらに、図１において炭化水素類を含む場
合、４０重量％のジフルオロメタン（Ｒ３２）の線Ｂと
線Ａの交点は、Ｒ３２／Ｒ１５２ａ／炭化水素＝４０／
４７．５／１２．５（重量％）であり、炭化水素類が１
２．５重量のときとなるため、プロパン（Ｒ２９０）、
イソブタン（Ｒ６００ａ）、ブタン（Ｒ６００）のいず
れかから選択される炭化水素類を含む場合には、１２．
５重量％以下で含むことが望ましいこともわかるもので
ある。

【００３１】

【実施例】（実施例１）実施例１においては、（表１）
を参照して本発明のＲ３２とＲ１５２ａからなる２成分
混合冷媒の冷凍性能を示すとともに、冷凍サイクル装置
の冷媒として用いる場合の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成分混合冷媒の混合組成を変化させ
て、Ｒ２２と比較したものである。なお、この温度条件
におけるＲ２２の圧縮機吐出温度は７１．７℃である。
また、この温度条件におけるＲ４０７Ｃの圧縮機吐出温
度は６６．２℃、凝縮器の温度勾配は４．５ｄｅｇ、蒸
発器の温度勾配は４．０ｄｅｇである。また、この温度
条件におけるＲ４１０Ａの圧縮機吐出温度は７１．１
℃、凝縮器の温度勾配は０．１ｄｅｇ、蒸発器の温度勾
配は０．１ｄｅｇである。（表１）の組成は、Ｒ３２／
Ｒ１５２ａの２成分系混合冷媒でランダムに選択した混
合組成である。例えば、Ｒ３２／Ｒ１５２ａが２０／８
０（重量％）となる場合においては、Ｒ１５２ａの混合
組成が多いために、ルームエアコンやパッケージエアコ
ンでは冷凍能力を確保できないという欠点がある。（表
１）の冷凍サイクル装置の冷凍能力はＲ３２の混合組成
を多くするにつれて、Ｒ３２／Ｒ１５２ａが４０／６０
（重量％）となる点から、ほぼＲ２２と同等以上とな
り、成績係数はＲ２２とほぼ同等である。また、Ｒ５０
２と比べては、冷凍能力、成績係数ともに上回る。４０
重量％以上のＲ３２の範囲では、冷凍サイクル装置の凝
縮器や蒸発器の温度勾配は、比較的大きい非共沸混合組
成であるが、Ｒ４０７Ｃと同程度である。

【００３２】したがって、本発明のＲ３２とＲ１５２ａ
とからなる２成分混合冷媒は、Ｒ２２やＲ５０２の代替
冷媒、およびこれらの代替冷媒であるＲ４０７Ｃの代替
冷媒として適している。また、４０／６０重量％のＲ３
２／Ｒ１５２ａ混合冷媒のＧＷＰは４７０であり、Ｒ４
０７Ｃと比べて約１／４に小さくできる。

【００３３】

【表１】 （実施例２）実施例２においては、（表２）を参照して
本発明のＲ３２とＲ１５２ａとＲ２９０とからなる３成
分混合冷媒の冷凍性能を示すとともに、冷凍サイクル装
置の冷媒として用いる場合の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成分混合冷媒の混合組成を変化させ
て、Ｒ２２と比較したものである。（表２）の組成は、
４０重量％以上のＲ３２、２０重量％以下のＲ２９０の
範囲でランダムに選択した混合組成である。（表２）の
冷凍サイクル装置の冷凍能力はＲ３２の混合組成を多く
するにつれてＲ２２よりも上回り、成績係数はＲ２２と
ほぼ同等である。またＲ５０２と比べては、冷凍能力、
成績係数ともに上回る。４０重量％以上のＲ３２、２０
重量％以下のＲ２９０の範囲では、冷凍サイクル装置の
凝縮器や蒸発器の温度勾配は、Ｒ３２の混合組成を多く
するにつれて、Ｒ４０７Ｃと比べて小さく、Ｒ４１０Ａ
に近くなる。

【００３４】したがって、本発明のＲ３２とＲ１５２ａ
とＲ２９０とからなる３成分混合冷媒は、Ｒ２２やＲ５
０２の代替冷媒、およびこれらの代替冷媒であるＲ４０
７ＣおよびＲ４１０Ａの代替冷媒として適している。

【００３５】また、４０重量％以上のＲ３２、２０重量
％以下のＲ２９０の範囲の混合冷媒のＧＷＰは、同一重
量のＲ３２の混合組成をもつＲ３２／Ｒ１５２ａ混合冷
媒のＧＷＰと比べて、Ｒ１５２ａをＲ２９０でさらに置
換したものであるから、小さくできる。４０重量％のＲ
３２の線Ｂ上でＲ２９０を多くする場合には、冷凍能力
は増大し、吐出温度は低下し、凝縮器や蒸発器の温度勾
配は極大値をもつ。

【００３６】また、Ｒ３２／Ｒ１５２ａ／Ｒ２９０＝４
０／４０／２０（重量％）の組成物は、冷凍性能からは
問題ないものの、弱可燃性の特性を維持するために決定
された線Ａよりも炭化水素類を多く含むため、弱可燃性
の観点から望ましくないものである。したがって、４０
重量％のＲ３２の線Ｂと、弱可燃性の限界を示す線Ａと
の交点である、Ｒ３２／Ｒ１５２ａ／Ｒ２９０＝４０／
４７．５／１２．５（重量％）となる点がＲ２９０の含
有量の上限と考えられ、本発明のＲ３２とＲ１５２ａと
Ｒ２９０とからなる３成分混合冷媒は、４０重量％以上
のＲ３２、１２．５重量％以下のＲ２９０において、特
に有効な効果が得られる。

【００３７】

【表２】 （実施例３）実施例３においては、（表３）を参照して
本発明のＲ３２とＲ１５２ａとＲ６００ａからなる３成
分混合冷媒の冷凍性能を示すとともに、冷凍サイクル装
置の冷媒として用いる場合の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成分混合冷媒の混合組成を変化させ
て、Ｒ２２と比較したものである。（表３）の組成は、
４０重量％以上のＲ３２、２０重量％以下のＲ６００ａ
の範囲でランダムに選択した混合組成である。（表３）
の冷凍サイクル装置の冷凍能力はＲ３２の混合組成を多
くするにつれてＲ２２よりも上回り、成績係数はＲ２２
とほぼ同等である。

【００３８】また、Ｒ５０２と比べては、冷凍能力、成
績係数ともに上回る。４０重量％以上のＲ３２、２０重
量％以下のＲ６００ａの範囲では、冷凍サイクル装置の
凝縮器や蒸発器の温度勾配は、Ｒ３２の混合組成を多く
するにつれて、Ｒ４０７Ｃと比べて小さく、Ｒ４１０Ａ
に近くなる。

【００３９】したがって、本発明のＲ３２とＲ１５２ａ
とＲ６００ａからなる３成分混合冷媒は、Ｒ２２やＲ５
０２の代替冷媒、およびこれらの代替冷媒であるＲ４０
７ＣおよびＲ４１０Ａの代替冷媒として適している。

【００４０】また、４０重量％以上のＲ３２、２０重量
％以下のＲ６００ａの範囲の混合冷媒のＧＷＰは、同一
重量のＲ３２の混合組成をもつＲ３２／Ｒ１５２ａ混合
冷媒のＧＷＰと比べて、Ｒ１５２ａをＲ６００ａでさら
に置換したものであるから、小さくできる。４０重量％
のＲ３２の線Ｂ上でＲ６００ａを多くする場合には、冷
凍能力は増大し、吐出温度は低下し、凝縮器や蒸発器の
温度勾配は若干増大する。ここで、Ｒ３２／Ｒ１５２ａ
／Ｒ６００ａ＝４０／４０／２０（重量％）の組成物
は、冷凍性能からは問題ないものの、弱可燃性の特性を
維持するために決定された線Ａよりも炭化水素類を多く
含むため、弱可燃性の観点から望ましくないものであ
る。したがって、４０重量％のＲ３２の線Ｂと、弱可燃
性の限界を示す線Ａとの交点である、Ｒ３２／Ｒ１５２
ａ／Ｒ６００ａ＝４０／４７．５／１２．５（重量％）
となる点がＲ６００ａの含有量の上限と考えられ、本発
明のＲ３２とＲ１５２ａとＲ６００ａとからなる３成分
混合冷媒は、４０重量％以上のＲ３２、１２．５重量％
以下のＲ６００ａにおいて、特に有効な効果が得られ
る。

【００４１】

【表３】 （実施例４）実施例４においては、（表４）を参照して
本発明のＲ３２とＲ１５２ａとＲ６００からなる３成分
混合冷媒の冷凍性能を示すとともに、冷凍サイクル装置
の冷媒として用いる場合の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成分混合冷媒の混合組成を変化させ
て、Ｒ２２と比較したものである。（表４）の組成は、
４０重量％以上のＲ３２、２０重量％以下のＲ６００の
範囲でランダムに選択した混合組成である。（表４）の
冷凍サイクル装置の冷凍能力はＲ３２の混合組成を多く
するにつれてＲ２２よりも上回り、成績係数はＲ２２と
ほぼ同等である。またＲ５０２と比べては、冷凍能力、
成績係数ともに上回る。４０重量％以上のＲ３２、２０
重量％以下のＲ６００の範囲では、冷凍サイクル装置の
凝縮器や蒸発器の温度勾配は、Ｒ３２の混合組成を多く
するにつれて、Ｒ４０７Ｃと比べて小さく、Ｒ４１０Ａ
に近くなる。

【００４２】したがって、本発明のＲ３２とＲ１５２ａ
とＲ６００からなる３成分混合冷媒は、Ｒ２２やＲ５０
２の代替冷媒、およびこれらの代替冷媒であるＲ４０７
ＣおよびＲ４１０Ａの代替冷媒として適している。ま
た、４０重量％以上のＲ３２、２０重量％以下のＲ６０
０の範囲の混合冷媒のＧＷＰは、同一重量のＲ３２の混
合組成をもつＲ３２／Ｒ１５２ａ混合冷媒のＧＷＰと比
べて、Ｒ１５２ａをＲ６００でさらに置換したものであ
るから、小さくできる。４０重量％のＲ３２の線Ｂ上で
Ｒ６００を多くする場合には、冷凍能力と吐出温度は低
下し、凝縮器や蒸発器の温度勾配は増大する。ここで、
Ｒ３２／Ｒ１５２ａ／Ｒ６００＝４０／４０／２０（重
量％）の組成物は、冷凍性能からは問題ないものの、弱
可燃性の特性を維持するために決定された線Ａよりも炭
化水素類を多く含むため、弱可燃性の観点から望ましく
ないものである。したがって、４０重量％のＲ３２の線
Ｂと、弱可燃性の限界を示す線Ａとの交点である、Ｒ３
２／Ｒ１５２ａ／Ｒ６００＝４０／４７．５／１２．５
（重量％）となる点がＲ６００の含有量の上限と考えら
れ、本発明のＲ３２とＲ１５２ａとＲ６００とからなる
３成分混合冷媒は、４０重量％以上のＲ３２、１２．５
重量％以下のＲ６００において、特に有効な効果が得ら
れる。

【００４３】

【表４】 なお、図２に、本発明の混合媒体の効果を示すために、
図１の三角座標に、（実施例１）にて示したＲ３２／Ｒ
１５２ａ＝２０／８０，４０／６０，６０／４０，８０
／２０（それぞれ重量％）を満たす点を、それぞれ点Ａ
１，Ａ２，Ａ３，Ａ４としてプロットするとともに、
（実施例２〜４）にて示したＲ３２／Ｒ１５２ａ／炭化
水素（Ｒ２９０，Ｒ６００ａ、Ｒ６００のいずれか）＝
４０／５０／１０、４０／４０／２０、６０／３０／１
０、８０／１０／１０、９０／５／５、（それぞれ重量
％）を満たす点を、それぞれ点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４
としてプロットし、点Ａ２〜Ａ４、点Ｂ１、Ｂ３、Ｂ
４、Ｂ５で囲まれ、かつ線Ａ以上のＲ３２の組成範囲に
ある領域を示した。上記各実施例により得られた領域内
で、本発明は有効であることがわかる。

【００４４】

【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）フッ化炭化水素類（ＨＦＣ冷媒）の中でＧＷＰの
低いＲ３２とＲ１５２ａを含み、必要に応じて炭化水素
類（ＨＣ冷媒）を含む混合冷媒のため、成層圏オゾン層
に及ぼす影響をなくすることが可能であり、その混合冷
媒のＧＷＰは、Ｒ４０７ＣやＲ４１０Ａに比べ低減でき
る。また特定された組成範囲は、弱可燃性の特性を維持
できる。

【００４５】（２）冷凍能力（冷房能力）や成績係数の
低下が緩和され、通常の温度条件においてＲ２２とほぼ
同等の冷凍性能をもち、Ｒ５０２よりも優れた冷凍性能
をもつ。

【００４６】（３）プロパン、イソブタン、ブタンのい
ずれかから選択された炭化水素類を含む混合冷媒の場合
には、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるＲ３２／Ｒ１５２ａ／炭化水素の
３成分系混合冷媒の望ましい組成範囲を示す図である。

【図２】本発明になるＲ３２／Ｒ１５２ａ／炭化水素の
３成分系混合冷媒の、実施例により得られた望ましい組
成範囲を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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】 ジフルオロメタン（Ｒ３２）と、１，１
   −ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）とを少なくとも含
   み、 三角座標で表した前記Ｒ３２と前記Ｒ１５２ａとプロパ
   ン（Ｒ２９０）、イソブタン（Ｒ６００ａ）またはブタ
   ン（Ｒ６００）のいずれかである炭化水素との３成分組
   成図において、（前記Ｒ３２／前記炭化水素＝８０／２
   ０（重量％））を満たす点ａ１と、（前記Ｒ１５２ａ／
   前記炭化水素＝９５／５（重量％））を満たす点ａ２と
   を結ぶ線Ａ以上の前記Ｒ３２の組成範囲と、（前記Ｒ３
   ２＝４０（重量％））となる線Ｂ以上の前記Ｒ３２の組
   成範囲とで囲まれた組成範囲内にあることを特徴とする
   混合冷媒。
2. 【請求項２】 ４０重量％以上の前記Ｒ３２と、６０重
   量％以下の前記Ｒ１５２ａからなることを特徴とする請
   求項１に記載の混合冷媒。
3. 【請求項３】 ４０重量％以上の前記Ｒ３２と、１２．
   ５重量％以下の前記炭化水素と、前記Ｒ１５２ａとを含
   むことを特徴とする請求項１に記載の混合冷媒。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の混合
   冷媒を用いたことを特徴とする冷凍サイクル装置。