JPH08170074A - 作動流体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｒ２２と同等もしくはそれ以上の優れた冷媒
としての特性を有し、Ｒ２２と同様にして使用でき、成
層圏のオゾン層を破壊する危険性のない作動流体を提供
する。 【構成】 シクロプロパンとペンタフルオロエタンとを
含む作動流体では、シクロプロパンが３５〜７０重量
％、ペンタフルオロエタンが３０〜６５重量％になるよ
うにし、また上記のシクロプロパンとペンタフルオロエ
タンの他に、プロパン、オクタフルオロプロパン、１，
１−ジフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオ
ロエタンのいずれか１つを適切な重量比で混合させるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エアーコンディショ
ナ，冷凍機等のヒートポンプ装置における冷媒等として
使用される作動流体に係り、特に、クロロジフルオロメ
タンと同等の優れた作用を有すると共にオゾン層を破壊
する危険性のない作動流体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エアーコンディショナ，冷凍
機等のヒートポンプ装置における冷媒等としては、様々
な作動流体が使用されていた。また、作動流体を用いた
冷凍システムとしては、図１に示すように、循環路１中
に圧縮機２，凝縮器３，減圧器４及び蒸発器５を設け、
作動流体を順々に循環させるようにしたものが広く利用
されていた。

【０００３】ここで、作動流体を用いた上記の冷凍シス
テムにおける作用を、上記の図１及び図２に示した圧力
−エンタルピー線図を用いて説明すると、蒸発器５から
排出された低温，低圧の作動流体のガスを圧縮機２に導
き、この圧縮機２内において上記ガスを断熱圧縮させ、
このように圧縮されたガスを凝縮器３に導き、この凝縮
器３内において圧縮されたガスを凝縮し放熱させて等圧
液化させ、その後、減圧器４を開放させて、上記のよう
に液化された作動流体を断熱自由膨脹させて蒸発器５に
導き、この蒸発器５内において液化された作動流体を定
圧蒸発させて吸熱させ、この吸熱により蒸発器５におい
て冷凍を行なうようになっている。

【０００４】ここで、上記の冷凍システムにおいて、圧
縮機２に導かれる前の作動流体のエンタルピーをＨ₁ 、
圧縮機２において圧縮された作動流体のエンタルピーを
Ｈ₂、凝縮器３において凝縮された作動流体のエンタル
ピーをＨ₃ 、蒸発器５に導かれる作動流体のエンタルピ
ーをＨ₄ とした場合に、作動流体としては、蒸発器５に
おいて作動流体を蒸発させた際におけるエンタルピーの
差（Ｈ₁ −Ｈ₄ ）、すなわち冷凍効果が大きいこと、ま
た作動流体を圧縮させる際の仕事量に対する蒸発時の吸
熱量の割合（Ｈ₁ −Ｈ₄ ）／（Ｈ₂ −Ｈ₁ ）、すなわち
成績係数が大きいこと、さらに圧縮機２において圧縮さ
せる際の圧力が適切な範囲にあること等が好ましい条件
とされ、これらの点から、従来においては、作動流体と
して一般にフロン類が多く使用されていた。

【０００５】しかし、作動流体として使用されている特
定のフロン類については、成層圏におけるオゾン層を破
壊するという問題があり、近年においては、成層圏にお
けるオゾン層を破壊する能力の大きい特定フロンの使用
が抑制され、このため、トリクロロフルオロメタン（Ｃ
Ｃｌ₃ Ｆ，以下、Ｒ１１と略す。）における成層圏オゾ
ン破壊能力を１として、成層圏オゾン破壊能力の比で表
されるオゾン破壊係数が０．０５と微小なクロロジフル
オロメタン（ＣＨＣｌＦ₂ ，以下、Ｒ２２と略す。）が
広く利用されるようになった。

【０００６】ここで、このＲ２２は蒸発温度が略−５
℃、凝縮温度が約４０℃の条件の下では、上記の冷凍シ
ステムにおける成績係数が略４．８１、冷凍効果が略１
５５．７５ｋＪ／ｋｇと高く、また圧縮機２から吐出さ
れる際の吐出圧力も１５３７．５ｋＰａと適切な範囲に
あり、さらにこのＲ２２は不燃性で、化学的にも安定
で、熱力学的性質が良く、冷媒等の作動流体として、今
後その使用量が増大すると予想されている。

【０００７】しかし、Ｒ２２はオゾン破壊係数が０．０
５と微少であるが、今後その使用量が増大すると、この
Ｒ２２による成層圏のオゾン層への影響が無視できない
ものとなると予想されている。

【０００８】このため、近年においては、このＲ２２に
おける冷媒としての特性と同等もしくはそれ以上の特性
を有する作動流体であって、成層圏のオゾン層を破壊す
る能力のない、即ち分子構造に塩素を含まない作動流体
が求められている。

【０００９】そして、このような作動流体としてはアン
モニアが存在するが、アンモニアの場合、取り扱い上の
安全性に問題があり、大型の冷凍システムにしか利用で
きない等の問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、エアーコ
ンディショナ，冷凍機等のヒートポンプ装置の冷媒等と
して使用される作動流体における上記のような様々な問
題を解決することを課題とするものであり、上記のＲ２
２と同等もしくはそれ以上の優れた冷媒としての特性を
有すると共に、成層圏のオゾン層を破壊する危険性のな
い作動流体を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決する第一の作動流体として、シク
ロプロパンとペンタフルオロエタンとを含み、上記の二
成分中において、シクロプロパンが３５〜７０重量％、
ペンタフルオロエタンが３０〜６５重量％になった作動
流体を開発した。

【００１２】また、第二の作動流体として、シクロプロ
パンとペンタフルオロエタンとプロパンとを含み、上記
の三成分中において、シクロプロパンが２５〜７０重量
％、プロパンが７０重量％以下、残りがペンタフルオロ
エタンになった作動流体を開発した。

【００１３】また、第三の作動流体として、シクロプロ
パンとペンタフルオロエタンとオクタフルオロプロパン
とを含み、上記の三成分中において、シクロプロパンが
３１〜７０重量％、オクタフルオロプロパンが６０重量
％以下、残りがペンタフルオロエタンになった作動流体
を開発した。

【００１４】また、第四の作動流体として、シクロプロ
パンとペンタフルオロエタンと１，１−ジフルオロエタ
ンとを含み、上記の三成分中において、シクロプロパン
が７０重量％以下、１，１−ジフルオロエタンが５２重
量％以下、残りがペンタフルオロエタンになった作動流
体を開発した。

【００１５】また、第五の作動流体として、シクロプロ
パンとペンタフルオロエタンと１，１，１，２−テトラ
フルオロエタンとを含み、上記の三成分中において、シ
クロプロパンが３０〜７０重量％、１，１，１，２−テ
トラフルオロエタンが７０重量％以下、残りがペンタフ
ルオロエタンになった作動流体を開発した。

【００１６】ここで、上記の各作動流体においては、前
記のＲ２２と同等もしくはそれ以上の冷媒としての特性
を有すると共に、冷凍システムにおいて冷媒としてＲ２
２と同様に使用できるようにするため、各作動流体にお
ける前記の成績係数が４．８以上、冷凍効果が１５０ｋ
Ｊ／ｋｇ以上であると共に、圧縮機から吐出される際の
吐出圧力が１３００〜１７００ｋＰａの範囲になるよう
に各成分の重量比を選択することが好ましく、また蒸発
時や凝縮時における前後の温度差が５℃以下になるよう
に各成分の重量比を選択することがより好ましい。ま
た、上記の各作動流体においては、上記の各成分の他に
潤滑油や腐食防止剤等を混入させることも可能である。

【００１７】

【作用】この発明における上記の各作動流体は、何れも
塩素を含まない成分で構成されており、前記のオゾン破
壊係数が０であり、成層圏におけるオゾン層を破壊する
ことがない。

【００１８】また、上記の各作動流体において、それぞ
れ各成分の重量比を調整し、冷媒としての成績係数が
４．８以上、冷凍効果が１５０ｋＪ／ｋｇ以上、吐出圧
力が１３００〜１７００ｋＰａになるようにすると、前
記のＲ２２と同等もしくはそれ以上の作用を有する冷媒
として利用でき、またＲ２２を使用した冷凍システムを
そのまま利用できるようになる。

【００１９】さらに、上記の各作動流体における各成分
の重量比を調整して、蒸発時や凝集時における前後の温
度差が５℃以下になるようにすると、エアーコンディシ
ョナ等における冷媒として利用した際に、蒸発器の部分
に霜等が付いて凍るということ等も少なくなる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例に係る作動流体を具
体的に説明する。

【００２１】（実施例１）この実施例においては、作動
流体を構成する成分に、シクロプロパン（以下、ＲＣ２
７０と略す。）と、ペンタフルオロエタン（以下、Ｒ１
２５と略す。）と、プロパン（以下、Ｒ２９０と略
す。）とを用いるようにした。

【００２２】そして、上記のＲＣ２７０とＲ１２５とＲ
２９０との重量比を変化させた各作動流体を、図１に示
した前記の冷凍システムに使用し、各作動流体について
前記の成績係数（ＣＯＰ），冷凍効果（Ｈｉ）を求める
と共に、各作動流体が圧縮機２から吐出される際の吐出
圧力（ＰＣＯＮＤ），蒸発器５を通過する前後における
温度差（Ｔｖ）及び凝縮器３を通過する前後における温
度差（Ｔｃ）をそれぞれ測定し、その結果を図３〜図７
に示した。ここで、これらの図においては、それぞれ縦
軸にＲＣ２７０の重量％を、横軸にＲ２９０の重量％を
示し、Ｒ１２５については、ＲＣ２７０とＲ２９０との
和が１００重量％に達しない残りの部分として表すよう
にした。

【００２３】ここで、図３は各作動流体における成績係
数（ＣＯＰ）の変化を示し、成績係数がＲ２２と同等も
しくはそれ以上である４．８以上の条件を満たしている
重量比の部分を点で塗りつぶした。

【００２４】また、図４は各作動流体における冷凍効果
（Ｈｉ）の変化を示し、冷凍効果がＲ２２と同等もしく
はそれ以上である１５０ｋＪ／ｋｇ以上の条件を満たし
ている重量比の部分を点で塗りつぶした。

【００２５】また、図５は圧縮機２から吐出される各作
動流体の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示し、Ｒ２２
の吐出圧力に近い１３００〜１７００ｋＰａの条件を満
たしている重量比の部分を点で塗りつぶした。

【００２６】また、図６は蒸発器５を通過する前後にお
ける各作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示し、この温
度差が少ない５℃以下の条件を満たしている重量比の部
分を点で塗りつぶした。

【００２７】また、図７は凝縮器３を通過する前後にお
ける各作動流体の温度差（Ｔｃ）の変化を示し、この温
度差が少ない５℃以下の条件を満たしている重量比の部
分を点で塗りつぶした。

【００２８】そして、上記の図３〜図７の各結果から上
記のＲＣ２７０とＲ１２５とＲ２９０とを混合させた場
合において、前記の成績係数が４．８以上、冷凍効果が
１５０ｋＪ／ｋｇ以上、吐出圧力が１３００〜１７００
ｋＰａの条件を満たしている重量比の範囲を求めると共
に、これらの条件に加えて蒸発時及び凝縮時における前
後の温度差が５℃以下の条件を満たしている重量比の範
囲を求め、その結果を図８に示した。なお、この図８に
おいても、上記の図３〜図７と同様に、縦軸にＲＣ２７
０の重量％を、横軸にＲ２９０の重量％を示し、Ｒ１２
５については、ＲＣ２７０とＲ２９０との和が１００重
量％に達しない残りの部分として表すようにした。

【００２９】この結果、図８に示すように、Ｒ２９０が
含まれず、ＲＣ２７０とＲ１２５との二成分からなる作
動流体の場合、図８における点Ａ（０，７０）と点Ｆ
（０，３５）を結ぶ部分、すなわちＲＣ２７０が３５〜
７０重量％、Ｒ１２５が３０〜６５重量％の範囲におい
ては、成績係数及び冷凍効果がＲ２２と同等もしくはそ
れ以上になっていると共に吐出圧力がＲ２２と同程度に
なっており、この範囲においては、Ｒ２２と同等もしく
はそれ以上の効果を有する冷媒として利用することがで
きた。また、ＲＣ２７０が３５重量％でＲ１２５が６５
重量％の点においては、蒸発時及び凝縮時における前後
の温度差が５℃以下になっており、エアーコンディショ
ナ等における冷媒として利用した際に、蒸発器の部分に
霜等が付いて凍るということが少なくなった。

【００３０】また、ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ２９０と
の三つの成分を含んだ作動流体の場合、図８に示すよう
に、Ｒ２９０とＲＣ２７０とＲ１２５との重量比が、点
Ａ（０，７０）、点Ｂ（５，６７）、点Ｃ（７０，３
０）、点Ｄ（６０，２５）、点Ｅ（４０，２５）及び点
Ｆ（０，３５）を結んだ線で囲まれる範囲（点で塗りつ
ぶした範囲）内においては、成績係数及び冷凍効果がＲ
２２と同等もしくはそれ以上になっていると共に吐出圧
力がＲ２２と同程度になっており、ＲＣ２７０とＲ１２
５とＲ２９０との重量比をこの範囲内に調整した場合に
は、Ｒ２２と同等もしくはそれ以上の効果を有する冷媒
として利用することができた。さらに、上記の点Ｂ〜点
Ｅに点Ｐ（１５，４０）及び点Ｑ（１０，６０）を加え
て結んだ線で囲まれる範囲内においては、蒸発時や凝集
時における温度差が５℃以下になっており、エアーコン
ディショナ等における冷媒として利用した際に、蒸発器
の部分に霜等が付いて凍るということが少なくなった。

【００３１】なお、この実施例の作動流体に含まれるＲ
Ｃ２７０，Ｒ１２５，Ｒ２９０の成分中においては、Ｒ
１２５の燃性が低いため、混合させた際における他の特
性が同じであれば、安全性の点からＲ１２５が多く含ま
れるようにすることが好ましい。

【００３２】（実施例２）この実施例においては、作動
流体を構成する成分に、上記のＲＣ２７０とＲ１２５と
オクタフルオロプロパン（以下、Ｒ２１８と略す。）と
を用いるようにした。

【００３３】そして、上記実施例１の場合と同様に、上
記のＲＣ２７０とＲ１２５とＲ２１８との重量比を変化
させた各作動流体を、図１に示した冷凍システムに使用
し、各作動流体について成績係数（ＣＯＰ），冷凍効果
（Ｈｉ）を求めると共に、圧縮機２から吐出される際の
吐出圧力（ＰＣＯＮＤ），蒸発器５を通過する前後にお
ける温度差（Ｔｖ）及び凝縮器３を通過する前後におけ
る温度差（Ｔｃ）をそれぞれ測定し、その結果を図９〜
図１３に示した。なお、これらの図では、それぞれ縦軸
にＲＣ２７０の重量％を、横軸にＲ２１８の重量％を示
し、Ｒ１２５については上記ＲＣ２７０とＲ２１８との
和が１００重量％に達しない残りの部分として表した。

【００３４】ここで、図９〜図１３においては上記実施
例１の場合と同様にし、各作動流体における成績係数
（ＣＯＰ）の変化を示した図９においては、成績係数が
Ｒ２２と同等もしくはそれ以上である４．８以上の部分
を、また各作動流体における冷凍効果（Ｈｉ）の変化を
示した図１０においては、冷凍効果がＲ２２と略同等も
しくはそれ以上である１５０ｋＪ／ｋｇ以上の部分を、
また圧縮機２から吐出される各作動流体の吐出圧力（Ｐ
ＣＯＮＤ）の変化を示した図１１においては、Ｒ２２の
吐出圧力に近い１３００〜１７００ｋＰａの条件を満た
している部分を、また蒸発器５を通過する前後における
各作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図１２にお
いては、この温度差が少ない５℃以下の部分を、また凝
縮器３を通過する前後における各作動流体の温度差（Ｔ
ｃ）の変化を示した図１３においては、この温度差が少
ない５℃以下の部分をそれぞれ点で塗りつぶした。

【００３５】そして、上記の図９〜図１３の各結果から
ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ２１８とを混合させた場合に
おいて、成績係数が４．８以上、冷凍効果が１５０ｋＪ
／ｋｇ以上、吐出圧力が１３００〜１７００ｋＰａの条
件を満たしている重量比の範囲を求めると共に、これら
の条件に加えて蒸発時及び凝縮時における前後の温度差
が５℃以下の条件を満たしている重量比の範囲を求め、
その結果を図１４に示した。なお、この図１４において
も、上記の図９〜図１３と同様に縦軸にＲＣ２７０の重
量％を、横軸にＲ２１８の重量％を示し、Ｒ１２５につ
いては、ＲＣ２７０とＲ２１８との和が１００重量％に
達しない残りの部分として表すようにした。

【００３６】この結果、図１４に示すように、Ｒ２１８
が含まれず、ＲＣ２７０とＲ１２５との二成分からなる
作動流体の場合には、上記実施例１の場合と同じ結果が
得られた。

【００３７】また、ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ２１８と
の三つの成分を含んだ作動流体の場合、図１４に示すよ
うに、Ｒ２１８とＲＣ２７０とＲ１２５との重量比が、
点Ａ（０，７０）、点Ｂ（１０，６５）、点Ｃ（６０，
３５）、点Ｄ（１５，３１）及び点Ｅ（０，３５）を結
んだ線で囲まれる範囲（点で塗りつぶした範囲）内にお
いては、成績係数及び冷凍効果がＲ２２と同等もしくは
それ以上になっていると共に吐出圧力がＲ２２と同程度
になっており、ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ２１８との重
量比をこの範囲内に調整した場合には、Ｒ２２と同等も
しくはそれ以上の効果を有する冷媒として利用すること
ができた。さらに、上記の点Ｂ〜点Ｅに点Ｐ（３０，４
０）及び点Ｑ（２０，５５）を加えて結んだ線で囲まれ
る範囲内においては、蒸発時や凝集時における前後の温
度差が５℃以下になり、エアーコンディショナ等におけ
る冷媒として利用した際に、蒸発器の部分に霜等が付い
て凍るということが少なくなった。

【００３８】なお、この実施例の作動流体に含まれるＲ
Ｃ２７０，Ｒ１２５，Ｒ２１８の成分中においては、Ｒ
Ｃ２７０の燃性が高いため、混合させた際における他の
特性が同じであれば、安全性の点から含まれるＲＣ２７
０の量が少なくなるようにすることが好ましい。

【００３９】（実施例３）この実施例においては、作動
流体を構成する成分に、上記のＲＣ２７０とＲ１２５と
１，１−ジフルオロエタン（以下、Ｒ１５２ａと略
す。）とを用いるようにした。

【００４０】そして、上記実施例１，２の場合と同様
に、上記のＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１５２ａとの重量
比を変化させた各作動流体を、図１に示した冷凍システ
ムに使用し、各作動流体について成績係数（ＣＯＰ），
冷凍効果（Ｈｉ）を求めると共に、圧縮機２から吐出さ
れる際の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ），蒸発器５を通過する
前後における温度差（Ｔｖ）及び凝縮器３を通過する前
後における温度差（Ｔｃ）をそれぞれ測定し、その結果
を図１５〜図１９に示した。なお、これらの図において
は、それぞれ縦軸にＲＣ２７０の重量％を、横軸にＲ１
５２ａの重量％を示し、Ｒ１２５については、上記ＲＣ
２７０とＲ１５２ａとの和が１００重量％に達しない残
りの部分として表すようにした。

【００４１】ここで、図１５〜図１９においては上記実
施例１，２の場合と同様にし、各作動流体における成績
係数（ＣＯＰ）の変化を示した図１５においては、成績
係数がＲ２２と同等もしくはそれ以上である４．８以上
の部分を、また各作動流体における冷凍効果（Ｈｉ）の
変化を示した図１６においては、冷凍効果がＲ２２と略
同等もしくはそれ以上である１５０ｋＪ／ｋｇ以上の部
分を、また圧縮機２から吐出される各作動流体の吐出圧
力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示した図１７においては、Ｒ
２２の吐出圧力に近い１３００〜１７００ｋＰａの条件
を満たしている部分を、また蒸発器５を通過する前後に
おける各作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図１
８においては、この温度差が少ない５℃以下の部分を、
また凝縮器３を通過する前後における各作動流体の温度
差（Ｔｃ）の変化を示した図１９においては、この温度
差が少ない５℃以下の部分をそれぞれ点で塗りつぶし
た。

【００４２】そして、上記の図１５〜図１９の各結果か
らＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１５２ａとを混合させた場
合において、成績係数が４．８以上、冷凍効果が１５０
ｋＪ／ｋｇ以上、吐出圧力が１３００〜１７００ｋＰａ
の条件を満たしている重量比の範囲を求めると共に、こ
れらの条件に加えて蒸発時及び凝縮時における前後の温
度差が５℃以下の条件を満たしている重量比の範囲を求
め、その結果を図２０に示した。なお、この図２０にお
いても、上記の図１５〜図１９と同様に縦軸にＲＣ２７
０の重量％を、横軸にＲ１５２ａの重量％を示し、Ｒ１
２５については、ＲＣ２７０とＲ１５２ａとの和が１０
０重量％に達しない残りの部分として表すようにした。

【００４３】この結果、図２０に示すように、Ｒ１５２
ａが含まれず、ＲＣ２７０とＲ１２５との二成分からな
る作動流体の場合には、上記実施例１，２の場合と同じ
結果が得られた。

【００４４】また、ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１５２ａ
との三つの成分を含んだ作動流体の場合、図２０に示す
ように、Ｒ１５２ａとＲＣ２７０とＲ１２５との重量比
が、点Ａ（０，７０）、点Ｂ（２，６９）、点Ｃ（１
０，６５）、点Ｄ（３５，５０）、点Ｅ（４５，４
０）、点Ｆ（５０，３０）、点Ｇ（５２，２０）、点Ｈ
（５０，１０）、点Ｉ（４５，０）、点Ｊ（４０，
０）、点Ｋ（３５，１５）、点Ｌ（２０，２５）及び点
Ｍ（０，３５）を結んだ線で囲まれる範囲（点で塗りつ
ぶした範囲）内においては、成績係数及び冷凍効果がＲ
２２と同等もしくはそれ以上になっていると共に吐出圧
力がＲ２２と同程度になっており、ＲＣ２７０とＲ１２
５とＲ１５２ａとの重量比をこの範囲内に調整した場合
には、Ｒ２２と同等もしくはそれ以上の効果を有する冷
媒として利用することができた。さらに、上記の点Ｂ〜
点Ｍに点Ｐ（１０，５０）を加えて結んだ線で囲まれる
範囲内においては、蒸発時や凝集時における温度差が５
℃以下になっており、エアーコンディショナ等における
冷媒として利用した際に、蒸発器の部分に霜等が付いて
凍るということが少なくなった。

【００４５】なお、この実施例の作動流体に含まれるＲ
Ｃ２７０，Ｒ１２５，Ｒ１５２ａの成分中においては、
Ｒ１２５の燃性が低いため、混合させた際における他の
特性が同じであれば、安全性の点からＲ１２５が多く含
まれるようにすることが好ましい。

【００４６】（実施例４）この実施例においては、作動
流体を構成する成分に、上記のＲＣ２７０とＲ１２５と
１，１，１，２−テトラフルオロエタン（以下、Ｒ１３
４ａと略す。）とを用いるようにした。

【００４７】そして、上記実施例１〜３の場合と同様
に、上記のＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１３４ａとの重量
比を変化させた各作動流体を図１に示した冷凍システム
に使用し、各作動流体について成績係数（ＣＯＰ），冷
凍効果（Ｈｉ）を求めると共に、圧縮機２から吐出され
る際の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ），蒸発器５を通過する前
後における温度差（Ｔｖ）及び凝縮器３を通過する前後
における温度差（Ｔｃ）をそれぞれ測定し、その結果を
図２１〜図２５に示した。なお、これらの図では、それ
ぞれ縦軸にＲＣ２７０の重量％を、横軸にＲ１３４ａの
重量％を示し、Ｒ１２５については、上記ＲＣ２７０と
Ｒ１３４ａとの和が１００重量％に達しない残りの部分
として表すようにした。

【００４８】ここで、図２１〜図２５においては上記実
施例１〜３の場合と同様にし、各作動流体における成績
係数（ＣＯＰ）の変化を示した図２１においては、成績
係数がＲ２２と同等もしくはそれ以上である４．８以上
の部分を、また各作動流体における冷凍効果（Ｈｉ）の
変化を示した図２２においては、冷凍効果がＲ２２と略
同等もしくはそれ以上である１５０ｋＪ／ｋｇ以上の部
分を、また圧縮機２から吐出される各作動流体の吐出圧
力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示した図２３においては、Ｒ
２２の吐出圧力に近い１３００〜１７００ｋＰａの条件
を満たしている部分を、また蒸発器５を通過する前後に
おける各作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図２
４においては、この温度差が少ない５℃以下の部分を、
また凝縮器３を通過する前後における各作動流体の温度
差（Ｔｃ）の変化を示した図２５においては、この温度
差が少ない５℃以下の部分をそれぞれ点で塗りつぶし
た。

【００４９】そして、上記の図２１〜図２５の各結果か
らＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１３４ａとを混合させた場
合において、成績係数が４．８以上、冷凍効果が１５０
ｋＪ／ｋｇ以上、吐出圧力が１３００〜１７００ｋＰａ
の条件を満たしている重量比の範囲を求めると共に、こ
れらの条件に加えて蒸発時及び凝縮時における前後の温
度差が５℃以下の条件を満たしている重量比の範囲を求
め、その結果を図２６に示した。なお、この図２６にお
いても、上記の図２１〜図２５と同様に縦軸にＲＣ２７
０の重量％を、横軸にＲ１３４ａの重量％を示し、Ｒ１
２５については、ＲＣ２７０とＲ１３４ａとの和が１０
０重量％に達しない残りの部分として表すようにした。

【００５０】この結果、図２６に示すように、Ｒ１３４
ａが含まれず、ＲＣ２７０とＲ１２５との二成分からな
る作動流体の場合には、上記実施例１〜３の場合と同じ
結果が得られた。

【００５１】また、ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１３４ａ
との三つの成分を含んだ作動流体の場合には、図２６に
示すように、Ｒ１３４ａとＲ１２５とＲＣ２７０との重
量比が、点Ａ（０，７０）、点Ｂ（９，６８）、点Ｃ
（４０，６０）、点Ｄ（７０，３０）、点Ｅ（４０，３
０）、点Ｆ（１５，３５）及び点Ｇ（０，３５）を結ん
だ線で囲まれる範囲（点で塗りつぶした範囲）内におい
ては、成績係数及び冷凍効果がＲ２２と同等もしくはそ
れ以上になっていると共に吐出圧力がＲ２２と同程度に
なっており、ＲＣ２７０とＲ１２５とＲ１３４ａとの重
量比をこの範囲内に調整した場合には、Ｒ２２と同等も
しくはそれ以上の効果を有する冷媒として利用すること
ができた。さらに、上記の点Ｂ〜点Ｇに点Ｐ（１２，５
０）及び点Ｑ（１２，６０）を加えて結んだ線で囲まれ
る範囲内においては、蒸発時や凝集時における温度差が
５℃以下になっており、エアーコンディショナ等におけ
る冷媒として利用した際に、蒸発器の部分に霜等が付い
て凍るということが少なくなった。

【００５２】なお、この実施例の作動流体に含まれるＲ
Ｃ２７０，Ｒ１２５，Ｒ１３４の成分中においては、Ｒ
１２５の燃性が低いため、混合させた際における他の特
性が同じであれば、安全性の点からＲ１２５が多く含ま
れるようにすることが好ましい。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
各作動流体は、何れも塩素を含まない成分で構成されて
おり、Ｒ１１における成層圏オゾン破壊能力を１とした
ときのオゾン破壊係数が０であり、その使用量が増大し
ても成層圏のオゾン層を破壊するということがなく、冷
媒等として好適に利用することができる。

【００５４】また、この発明における各作動流体におい
て、それぞれ各成分の重量比を適切に調整すると、冷媒
としての成績係数が４．８以上、冷凍効果が１５０ｋＪ
／ｋｇ以上、吐出圧力が１３００〜１７００ｋＰａにな
り、前記のＲ２２と同等もしくはそれ以上の作用を有す
る冷媒として利用でき、またＲ２２を使用した既存の冷
凍システムをそのまま利用することができ、さらに蒸発
時や凝集時の前後における温度差が５℃以下になるよう
にすると、エアーコンディショナ等における冷媒として
利用した際に、蒸発器の部分に霜等が付いて凍るという
こと等も少なくなり、より好適な冷媒として利用できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷媒を用いた冷凍サイクルの概略説明図であ
る。

【図２】冷凍サイクル中における作動流体の圧力−エン
タルピー線図である。

【図３】この発明の実施例１における作動流体の成績係
数（ＣＯＰ）の変化を示した図である。

【図４】同実施例における作動流体の冷凍効果（Ｈｉ）
の変化を示した図である。

【図５】同実施例において、圧縮機から吐出される作動
流体の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示した図であ
る。

【図６】同実施例において、蒸発器を通過する前後にお
ける作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図であ
る。

【図７】同実施例において、凝縮器を通過する前後にお
ける作動流体の温度差（Ｔｃ）の変化を示した図であ
る。

【図８】同実施例における作動流体において、混合させ
る各成分の好ましい重量比の範囲を示した図である。

【図９】この発明の実施例２における作動流体の成績係
数（ＣＯＰ）の変化を示した図である。

【図１０】同実施例における作動流体の冷凍効果（Ｈ
ｉ）の変化を示した図である。

【図１１】同実施例において、圧縮機から吐出される作
動流体の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示した図であ
る。

【図１２】同実施例において、蒸発器を通過する前後に
おける作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図であ
る。

【図１３】同実施例において、凝縮器を通過する前後に
おける作動流体の温度差（Ｔｃ）の変化を示した図であ
る。

【図１４】同実施例における作動流体において、混合さ
せる各成分の好ましい重量比の範囲を示した図である。

【図１５】この発明の実施例３における作動流体の成績
係数（ＣＯＰ）の変化を示した図である。

【図１６】同実施例における作動流体の冷凍効果（Ｈ
ｉ）の変化を示した図である。

【図１７】同実施例において、圧縮機から吐出される作
動流体の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示した図であ
る。

【図１８】同実施例において、蒸発器を通過する前後に
おける作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図であ
る。

【図１９】同実施例において、凝縮器を通過する前後に
おける作動流体の温度差（Ｔｃ）の変化を示した図であ
る。

【図２０】同実施例における作動流体において、混合さ
せる各成分の好ましい重量比の範囲を示した図である。

【図２１】この発明の実施例４における作動流体の成績
係数（ＣＯＰ）の変化を示した図である。

【図２２】同実施例における作動流体の冷凍効果（Ｈ
ｉ）の変化を示した図である。

【図２３】同実施例において、圧縮機から吐出される作
動流体の吐出圧力（ＰＣＯＮＤ）の変化を示した図であ
る。

【図２４】同実施例において、蒸発器を通過する前後に
おける作動流体の温度差（Ｔｖ）の変化を示した図であ
る。

【図２５】同実施例において、凝縮器を通過する前後に
おける作動流体の温度差（Ｔｃ）の変化を示した図であ
る。

【図２６】同実施例における作動流体において、混合さ
せる各成分の好ましい重量比の範囲を示した図である。

【符号の説明】

１ 循環路 ２ 圧縮機 ３ 凝縮器 ４ 減圧器 ５ 蒸発器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名迫 賢二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シクロプロパンとペンタフルオロエタン
   とを含む作動流体であって、上記の二成分中において、
   シクロプロパンが３５〜７０重量％、ペンタフルオロエ
   タンが３０〜６５重量％である作動流体。
2. 【請求項２】 シクロプロパンとペンタフルオロエタン
   とプロパンとを含む作動流体であって、上記の三成分中
   において、シクロプロパンが２５〜７０重量％、プロパ
   ンが７０重量％以下、残りがペンタフルオロエタンであ
   る作動流体。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した作動流体において、
   プロパンとシクロプロパンとの重量比が、図８に示す点
   Ａ（０，７０）、点Ｂ（５，６７）、点Ｃ（７０，３
   ０）、点Ｄ（６０，２５）、点Ｅ（４０，２５）、点Ｆ
   （０，３５）で囲まれる範囲内である作動流体。
4. 【請求項４】 シクロプロパンとペンタフルオロエタン
   とオクタフルオロプロパンとを含む作動流体であって、
   上記の三成分中において、シクロプロパンが３１〜７０
   重量％、オクタフルオロプロパンが６０重量％以下、残
   りがペンタフルオロエタンである作動流体。
5. 【請求項５】 請求項４に記載した作動流体であって、
   オクタフルオロプロパンとシクロプロパンとの重量比
   が、図１４に示す点Ａ（０，７０）、点Ｂ（１０，６
   ５）、点Ｃ（６０，３５）、点Ｄ（１５，３１）、点Ｅ
   （０，３５）で囲まれる範囲内である作動流体。
6. 【請求項６】 シクロプロパンとペンタフルオロエタン
   と１，１−ジフルオロエタンとを含む作動流体であっ
   て、上記の三成分中において、シクロプロパンが７０重
   量％以下、１，１−ジフルオロエタンが５２重量％以
   下、残りがペンタフルオロエタンである作動流体。
7. 【請求項７】 請求項６に記載した作動流体であって、
   １，１−ジフルオロエタンとシクロプロパンとの重量比
   が、図２０に示す点Ａ（０，７０）、点Ｂ（２，６
   ９）、点Ｃ（１０，６５）、点Ｄ（３５，５０）、点Ｅ
   （４５，４０）、点Ｆ（５０，３０）、点Ｇ（５２，２
   ０）、点Ｈ（５０，１０）、点Ｉ（４５，０）、点Ｊ
   （４０，０）、点Ｋ（３５，１５）、点Ｌ（２０，２
   ５）、点Ｍ（０，３５）で囲まれる範囲内である作動流
   体。
8. 【請求項８】 シクロプロパンとペンタフルオロエタン
   と１，１，１，２−テトラフルオロエタンとを含む作動
   流体であって、上記の三成分中において、シクロプロパ
   ンが３０〜７０重量％、１，１，１，２−テトラフルオ
   ロエタンが７０重量％以下、残りがペンタフルオロエタ
   ンである作動流体。
9. 【請求項９】 請求項８に記載した作動流体であって、
   １，１，１，２−テトラフルオロエタンとジフルオロエ
   タンとの重量比が、図２６に示す点Ａ（０，７０）、点
   Ｂ（９，６８）、点Ｃ（４０，６０）、点Ｄ（７０，３
   ０）、点Ｅ（４０，３０）、点Ｆ（１５，３５）、点Ｇ
   （０，３５）で囲まれる範囲内である作動流体。