JPH09111231A - トリフルオロイオドメタンを含む混合作動流体およびそれを用いた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成層圏のオゾン層を破壊するという課題を有
するフロンにおいて、また加水分解しやすいエステル油
の使用を前提とし、地球温暖化という環境問題において
課題を有するフッ化炭化水素類の冷媒において、そのよ
うな影響がほとんどなく、従来の冷凍サイクル装置にそ
のまま用いることができる、難燃性の混合作動流体を提
供することを目的とする。 【解決手段】 エステル油以外の潤滑油と混合物とを含
み、その混合物は、２０〜９５重量％のトリフルオロイ
オドメタンと５〜８０重量％のシクロプロパンとを含む
混合作動流体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エステル油以外の
潤滑油とトリフルオロイオドメタンとハイドロカーボン
類とラジカル連鎖禁止剤とを含む混合作動流体、および
それを用いた冷蔵庫、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】一般に、冷蔵庫や冷凍機等の冷凍サイク
ル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機構（キャピラリーチ
ューブ又は膨張弁等の絞り装置）、蒸発器、アキューム
レータ等が配管により接続された構成であり、その装置
による冷却効果は、その内部を冷媒が循環することによ
り得られる。また、そのサイクル装置に四方弁を取り付
ければ、冷却効果だけでなく加熱効果をも得ることがで
きる。これらの冷凍サイクル装置においては、フロン類
（以下Ｒ○○またはＲ○○○と記す）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、冷
媒として用いられている。

【０００３】冷凍冷蔵庫や冷凍機等においては、利用温
度としては凝縮温度は略４０℃、蒸発温度は略−３０〜
−４０℃の範囲で通常使用される。中でもジクロロジフ
ルオロメタン（CCl₂F₂、Ｒ１２、沸点−２９．７℃）
が、冷媒として幅広く用いられていた。

【０００４】一方近年、フロンによる成層圏オゾン層破
壊が、地球規模の環境問題となっている。そして、フロ
ンは、成層圏オゾン破壊能力が大きいため、すでにモン
トリオール国際条約によってその使用・生産を廃止する
ことが決定されている。このため、そのような影響が成
層圏オゾン層に及ばないようにするため、Ｒ１２と沸点
が近いこともあり、分子構造中に塩素を含まないフッ化
炭化水素類である１，１，１，２−テトラフルオロエタ
ン（CF₃-CH₂F、Ｒ１３４ａ、沸点−２７℃）がＲ１２の
代替冷媒として利用されつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフッ化炭化水素類の冷媒は、地球温暖化というもう
一つの環境問題において課題を有している。地球温暖化
に対する影響を示す目安として地球温暖化係数（以下Ｇ
ＷＰと記す）があり、Ｒ１３４ａのＧＷＰは比較的大き
いとされている。すなわち、1994年のIPCC（Intergover
mental Panel onClimate 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年の比較値で見ると、
１，１，１，２−テトラフルオロエタン（CF₃-CH₂F、Ｒ
１３４ａ、沸点−２７℃）のＧＷＰは、１３００である
とされている。

【０００６】また、フッ化炭化水素類の冷媒は、従来の
圧縮機用潤滑油として用いられてきた鉱油や一部の合成
油と相溶性が悪いために、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
る恐れを有している。このため、フッ化炭化水素類を冷
媒として用いる場合には、圧縮機用潤滑油として相溶性
の良いエステル油を用いることが前提として考えられて
いる。しかし、エステル油は、加水分解しやすいため
に、化学材料的な信頼性について細心の注意を払う必要
がある。

【０００７】そこで、本発明は、上述の問題に鑑みて試
されたもので、従来の圧縮機用潤滑油と一緒に使用する
ことができ、成層圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどな
く、地球温暖化に対する影響も小さいＲ１３４ａの代替
となる冷媒を含む、混合作動流体を提供することを目的
とする。

【０００８】また、本発明は、塩素を含まないトリフル
オロイオドメタンとハイドロカーボン類とエステル油以
外の潤滑油とラジカル連鎖禁止剤を含む混合作動流体を
提供することを目的とする。

【０００９】更に、本発明は、エステル油以外の潤滑油
とトリフルオロイオドメタンとハイドロカーボン類とを
混合作動流体とする、冷凍サイクル装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ハイドロカーボン類は、
成層圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどなく、地球温暖
化に対する影響もほとんどないため、そのまま利用する
ことができる、Ｒ１３４ａ等のフッ化炭化水素類の代替
冷媒として提案されている。

【００１１】例えば、イソブタン（i-C₄H₈、Ｒ６００
ａ、沸点−１１．７℃）は、Ｒ１３４ａより沸点が高い
ために冷凍能力は劣るものの、成績係数がＲ１３４ａ等
のフッ化炭化水素類と同等であるため、その代替冷媒と
して提案されている。また、プロパン（C₃H₈、Ｒ２９
０、沸点−４２．１℃）は、空調用に用いられるＲ２２
と沸点が近いこともあって、その代替冷媒として提案さ
れている。さらに、イソブタン（Ｒ６００ａ）の冷凍能
力を改善するために、イソブタン（Ｒ６００ａ）にプロ
パン（Ｒ２９０）を混合した混合冷媒も提案されてい
る。

【００１２】また、ハイドロカーボン類は、鉱油や一部
の合成油と化学構造が似ているためにそれらと相溶性が
良い。このため、エステル油以外の従来の圧縮機用潤滑
油と一緒に、ハイドロカーボン類を用いることが可能と
なる。

【００１３】しかしながら、ハイドロカーボン類は、最
大の欠点として爆発的可燃性を有している。このため、
これらを冷蔵庫、冷凍機等の冷凍サイクル装置の冷媒と
して使用する場合には、厳格な防爆対策が必要となり、
機器コストが過大となり、そして使い勝手も悪いものと
なる。

【００１４】ところで、トリフルオロイオドメタン（CF
₃I、沸点−２２．７℃）は、別名イオドトリフルオロメ
タン又はトリフルオロメチルイオダイドとも呼ばれ、１
の炭素原子と３の弗素原子と１の沃素原子のみから成
り、分子構造中に塩素を含まないために、成層圏オゾン
破壊に対する影響がほとんどない。またトリフルオロイ
オドメタンのＧＷＰは、フッ化炭化水素類のＧＷＰより
もかなり小さく、ほとんど炭酸ガス（ＣＯ₂）と同程度
になるものである。かつトリフルオロイオドメタンは、
負触媒効果のある不燃性物質として注目されており、ハ
イドロカーボン類の可燃性を低減し、混合量によっては
不燃化できるものである。さらにハイドロカーボン類の
鉱油や一部の合成油との相溶性を阻害することなく、エ
ステル油以外の圧縮機用潤滑油と一緒に用いることが可
能である。

【００１５】そこで、本発明の混合作動流体には、ハイ
ドロカーボン類としてシクロプロパン（ＲＣ２７０）が
用いられる。このシクロプロパン（C₃H₆、ＲＣ２７０、
沸点−３３℃）は、Ｒ１３４ａより低沸点な環状のハイ
ドロカーボン類である。

【００１６】そして、本発明では、トリフルオロイオド
メタンを、シクロプロパン（ＲＣ２７０）と混合し、組
成範囲を特定することによって、Ｒ１３４ａと同等の沸
点を有する混合物を構成して、かつ不燃化することによ
って、その混合作動流体をＲ１３４ａの代替冷媒として
使用することができるものである。

【００１７】また、本発明では、シクロプロパン（ＲＣ
２７０）とトリフルオロイオドメタンとの混合物に、さ
らにイソブタン（Ｒ６００ａ）またはプロパン（Ｒ２９
０）を添加し、組成範囲を特定することによって、Ｒ１
３４ａと同等の沸点を有する混合物を構成して、かつ不
燃化することによって、その混合作動流体をＲ１３４ａ
の代替冷媒として使用することができるものである。

【００１８】さらに、これらの冷媒にラジカル連鎖禁止
剤を含ませることによって、トリフルオロイオドメタン
の安定化に貢献することができる。

【００１９】従って、本発明は、エステル油以外の潤滑
油と、塩素を含まないトリフルオロイオドメタンとハイ
ドロカーボン類を含む混合作動流体であり、そのハイド
ロカーボン類は、主たる成分としてシクロプロパン（Ｒ
Ｃ２７０）を含み、さらにイソブタン（Ｒ６００ａ）ま
たはプロパン（Ｒ２９０）のいづれかを含むものであ
る。

【００２０】また本発明は、トリフルオロイオドメタン
の組成範囲を、混合物として難燃化できるように特定す
るものである。

【００２１】また本発明は、トリフルオロイオドメタン
とハイドロカーボン類の混合物の組成範囲を、混合物の
蒸気圧がほぼＲ１３４ａと同等となるように特定するも
のである。

【００２２】また本発明は、ラジカル連鎖禁止剤を含む
ことによってトリフルオロイオドメタンを安定化させる
ものである。

【００２３】さらに本発明は、これらの混合作動流体を
使用した冷凍サイクル装置である。

【００２４】本発明は、上述の組合せによって、冷媒
を、塩素を含まないトリフルオロイオドメタンとハイド
ロカーボン類から成る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ほとんどなくすることを可能と
するものであり、特定された組成範囲におけるＯＤＰも
０と予想されるものである。

【００２５】さらにかかる混合物は、Ｒ１３４ａのＧＷ
Ｐよりもかなり小さくほとんど炭酸ガス（ＣＯ₂）と同
程度になる可能性のあるトリフルオロイオドメタンと、
ＧＷＰがほとんどないシクロプロパン（ＲＣ２７０）
や、同じくＧＷＰがほとんどないイソブタン（Ｒ６００
ａ）またはプロパン（Ｒ２９０）のいづれかのみから構
成されるため、これらを混合した冷媒も、地球温暖化に
対する影響はほとんどないものである。

【００２６】さらにトリフルオロイオドメタンは負触媒
効果のある不燃性物質であるため、シクロプロパン（Ｒ
Ｃ２７０）や、イソブタン（Ｒ６００ａ）又はプロパン
（Ｒ２９０）との混合物の組成範囲をさらに難燃性の範
囲に限定することにより、エステル油以外の圧縮機用潤
滑油と一緒に、通常の冷凍サイクル装置にそのまま使用
可能である。圧縮機用潤滑油としては、従来の鉱油、ア
ルキルベンゼン油ばかりでなく、エーテル系油、フッ素
系油等の加水分解のない潤滑油が使用可能である。

【００２７】さらに本発明は、Ｒ１３４ａより低沸点で
あるＲＣ２７０と、Ｒ１３４ａより高沸点であるトリフ
ルオロイオドメタンのみを混合する場合には、冷蔵庫等
の冷凍サイクル装置の利用温度である略−４０〜略４０
℃において、Ｒ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以
下の凝縮圧力をもつため、圧縮比を低減して高効率な冷
凍サイクル装置を実現し、冷凍能力と成績係数が同等以
上のため、Ｒ１３４ａを用いた現行機器でも使用可能な
冷媒を提供することを可能とするものである。

【００２８】また本発明は、Ｒ１３４ａより低沸点であ
るＲＣ２７０と、Ｒ１３４ａより高沸点であるトリフル
オロイオドメタンとＲ６００ａを混合する場合には、そ
の組成範囲を特定することによって、冷蔵庫等の冷凍サ
イクル装置の利用温度である略−４０〜略４０℃におい
て、Ｒ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以下の凝縮
圧力を有し、Ｒ１３４ａと同等以上の冷凍能力と成績係
数を期待できるため、Ｒ１３４ａを用いた現行機器でも
使用可能な冷媒を提供することを可能とするものであ
る。

【００２９】また本発明は、Ｒ１３４ａより低沸点であ
るＲ２９０とＲＣ２７０と、Ｒ１３４ａより高沸点であ
るトリフルオロイオドメタンを混合する場合には、その
組成範囲を特定することによって、冷蔵庫等の冷凍サイ
クル装置の利用温度である略−４０〜略４０℃におい
て、Ｒ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以下の凝縮
圧力を有し、Ｒ１３４ａと同等以上の冷凍能力と成績係
数を期待できるため、Ｒ１３４ａを用いた現行機器でも
使用可能な冷媒を提供することを可能とするものであ
る。

【００３０】さらにかかる混合冷媒は、沸点差が約３０
ｄｅｇ以内のプロパン（Ｒ２９０）、シクロプロパン
（ＲＣ２７０）、トリフルオロイオドメタン、イソブタ
ン（Ｒ６００ａ）のいづれかからなる混合物であるた
め、ほとんど近共沸の非共沸混合物になり、凝縮過程お
よび蒸発過程において小さな温度勾配をもつため、空気
等の熱源流体との温度差を近接させたロレンツサイクル
を構成することにより、代替となるべきＲ１３４ａより
も高い成績係数（ＣＯＰ）の冷凍サイクル装置を構成で
きるものである。

【００３１】さらに本発明は、ラジカル連鎖禁止剤を加
えて安定化される。すなわち、トリフルオロイオドメタ
ンは、酸素などの活性分子の混入によって、ヨウ素が外
れて分解する可能性があるが、その際に生成するトリフ
ルオロメタンのラジカルとヨウ素ラジカルまたはイオン
による連鎖的な分解反応を停止することによって、安定
に長期間使用することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、エステル油以外の潤滑油と混合物とを含み、その混
合物は、２０〜９５重量％のトリフルオロイオドメタン
と５〜８０重量％のシクロプロパンとを含むことを特徴
とする混合作動流体である。

【００３３】なお、前記混合物は、更に５０重量％以下
のイソブタンか１５重量％以下のプロパンのどちらか一
方を含むとしてもよい。

【００３４】また、前記混合物は、更に５０重量％以下
のイソブタンを含むとしてもよい。

【００３５】また、本実施例の混合作動流体は、更にラ
ジカル連鎖禁止剤を含むとしてもよい。

【００３６】請求項４に記載の発明は、エステル油以外
の潤滑油と混合物とを含み、その混合物は、５０〜９５
重量％のトリフルオロイオドメタンと５〜５０重量％の
シクロプロパンと１５重量％以下のプロパンとを含むこ
とを特徴とする混合作動流体である。

【００３７】なお、本実施例の混合作動流体は、更にラ
ジカル連鎖禁止剤を含むとしてもよい。

【００３８】請求項６に記載の発明は、圧縮機、凝縮
器、膨張機構および蒸発器とを備え、エステル油以外の
潤滑油と混合物とを混合作動流体とし、前記混合物は、
２０〜９５重量％のトリフルオロイオドメタンと５〜８
０重量％のシクロプロパンとを含むことを特徴とする冷
凍サイクル装置である。

【００３９】なお、前記混合作動流体は、更にラジカル
連鎖禁止剤を含むとしてもよい。

【００４０】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。

【００４１】本発明のトリフルオロイオドメタンを含む
混合作動流体に係る一実施の形態について説明する。本
実施の形態における混合作動流体は、エステル油以外の
潤滑油と冷媒とを含み、そしてその冷媒は、イソブタン
（Ｒ６００ａ）若しくはプロパン（Ｒ２９０）のどちら
か一方と、トリフルオロイオドメタンとシクロプロパン
（ＲＣ２７０）とを含む。

【００４２】ここで、イソブタン（Ｒ６００ａ）、プロ
パン（Ｒ２９０）及びシクロプロパン（ＲＣ２７０）は
可燃性物質であり、引用文献の日本冷凍協会編「冷媒フ
ロンの放出削減と代替技術」（1994年3月1日発行）第81
頁によれば、空気中のイソブタンの燃焼範囲は１．８〜
９．７ｖｏｌ％であり、プロパンの燃焼範囲は２．１〜
９．６ｖｏｌ％である。シクロプロパンの燃焼範囲につ
いては記載されていないが、イソブタンやプロパンとほ
ぼ同等であることが知られている。

【００４３】これらの可燃性物質に普通の不活性ガスを
混合した場合の混合冷媒の燃焼範囲は、同一文献の第79
頁に記載の方法で計算され、逆に混合冷媒を不燃化する
ための不活性ガスの組成割合も計算される。すなわち、
通常の不活性ガスをハイドロカーボン類に混合する場合
には、不活性ガスの組成割合は略９９重量％以上におい
て、混合冷媒をほとんど不燃化できることがわかる。し
かし、上述のように通常の不活性ガスと考えると約９９
重量％以上必要なところ、トリフルオロイオドメタンを
用いた場合には、ヨウ素およびフッ素、特にヨウ素によ
る燃焼に対する負の触媒作用が強いために、略１０重量
％〜２０重量％以上から不燃化効果が得られる。

【００４４】そこで、本実施の形態についての燃焼性の
試験を、以下の如く簡易の燃焼実験方法を用いて行っ
た。まず、第１の方法として、容積７５．６ｍｌの試験
管、または容積３２５ｍｌのメスシリンダを用い、その
開口部を下に設置して、容器中に所定の濃度の混合ガス
を充填して充分に拡散した後に、開口部を開封直後にマ
ッチによって着火した。燃焼の判定は、火炎が下部の開
口部から容器全体に、すなわち容器上部にまで到達した
時を燃焼濃度とした。この方法によって燃焼濃度がない
混合ガス組成を不燃性とした。なお、この方法の検証と
して、単独の可燃性ガスの燃焼範囲を測定すると、下限
界で±０．１ｖｏｌ％、上限界で±０．４ｖｏｌ％の範
囲で一致することを確認してから実験を行った。

【００４５】また、第２の方法として、同じ容器を開口
部を上に設置して、容器中に所定の濃度の混合ガスを充
填して充分に拡散した後に、開口部を開封直後にマッチ
によって着火した。燃焼の判定は、火炎が上部の開口部
から容器全体に、すなわち容器下部にまで到達した時を
燃焼濃度とした。この方法によって燃焼濃度がない混合
ガス組成を難燃性とした。

【００４６】不燃性のトリフルオロイオドメタンと、可
燃性のプロパン（Ｒ２９０）、イソブタン（Ｒ６００
ａ）、シクロプロパン（ＲＣ２７０）とを混合した場合
には、どの可燃性ガスにおいてもトリフルオドイオドメ
タンの混合量を増やして行くとトリフルオロイオドメタ
ンの濃度が略２．５ｖｏｌ％、すなわち略１０重量％か
ら難燃性となり、略５ｖｏｌ％、すなわち略２０重量％
から不燃性となることがわかった。トリフルオロイオド
メタンによって、このような低い混合濃度から不燃化効
果が得られるのは、上述のように分子中のヨウ素やフッ
素の燃焼に対する負の触媒効果が働くためである。

【００４７】次に、イソブタン（Ｒ６００ａ）若しくは
プロパン（Ｒ２９０）のどちらか一方と、トリフルオロ
イオドメタンと、シクロプロパン（ＲＣ２７０）とを含
む混合冷媒の蒸気圧が、ほぼＲ１３４ａと同等となるよ
うに特定された組成範囲の実施の形態について、蒸気圧
の図を用いて説明する。

【００４８】図１（ａ）と（ｂ）は、シクロプロパン
（C₃H₆、ＲＣ２７０、沸点−３３℃）とトリフルオロイ
オドメタン（CF₃I、沸点−２２．７℃）の二種の混合物
によって構成される混合冷媒の、一定温度の−４０℃と
４０℃における平衡状態を直角座標を用いて示した図で
ある。本直角座標においては、左端にトリフルオロイオ
ドメタン、右端にＲＣ２７０を配置しており、座標平面
上のある点における各成分の組成比（重量比）は、ＲＣ
２７０の組成として表される。

【００４９】図１（ｂ）において、１Ｌ、１Ｖは、温度
−４０℃における混合物の気液平衡線であり、破線は圧
力０．０５１２ＭＰａの線であり、この温度・圧力はＲ
１３４ａの温度−４０℃における飽和状態に相当する。
上側の気液平衡線（−４０℃相当）１Ｌは飽和液相線、
下側の気液平衡線（−４０℃相当）１Ｖは飽和気相線を
表わし、この両線で挟まれた範囲においては気液平衡状
態となる。

【００５０】また、図１（ａ）において、２は、温度４
０℃における混合物の飽和液相線２Ｌと飽和気相線２Ｖ
からなる気液平衡線であり、破線は圧力１．０１７ＭＰ
ａの線であり、この温度・圧力もＲ１３４ａの温度４０
℃における飽和状態に相当する。

【００５１】図１における点は、（表１）に示す混合冷
媒の組成ペアＡ〜Ｅにおける気相組成（添字Ｖ）と液相
組成（添字Ｌ）に対応する。

【００５２】

【表１】

【００５３】点Ａ_L〜点Ｂ_Lは気液平衡線（−４０℃相
当）１の飽和液相線１Ｌ上、点Ａ_V〜点Ｂ_Vは気液平衡線
（−４０℃相当）１の飽和気相線１Ｖ上にあり、点Ａ_L
と点Ａ_Vは温度が−４０℃で、圧力がＲ１３４ａと同一
である。従って、点Ａ_Lの液相組成または点Ａ_Vの気相組
成で示された組成物は、−４０℃におけるＲ１３４ａの
飽和蒸気圧の条件下で飽和状態を実現する。点Ｃ_L〜点
Ｅ_Lは気液平衡線（４０℃相当）１の飽和液相線１Ｌ
上、点Ｃ_V〜点Ｅ_Vは気液平衡線（４０℃相当）１の飽和
気相線１Ｖ上にあり、点Ｃ_Lと点Ｃ_Vは温度が４０℃で、
圧力がＲ１３４ａと同一である。従って、点Ｃ_Lの液相
組成または点Ｃ_Vの気相組成で示された組成物は、４０
℃におけるＲ１３４ａの飽和蒸気圧の条件下で飽和状態
を実現する。

【００５４】ＲＣ２７０及びトリフルオロイオドメタン
がそれぞれ５．９重量％、９４．１重量である圧力がＲ
１３４ａと同一となる飽和液相線１Ｌ上の点Ａ_Lの組成
物は、Ｒ１３４ａと同じ温度−４０℃では、Ｒ１３４ａ
と同じ圧力で気化し、Ｒ１３４ａより低い圧力で液化す
る。ＲＣ２７０及びトリフルオロイオドメタンがそれぞ
れ９．２重量％、９０．８重量である圧力がＲ１３４ａ
と同一となる飽和気相線１Ｖ上の点Ａ_Vの組成物は、Ｒ
１３４ａと同じ温度−４０℃では、Ｒ１３４ａより高い
圧力で気化し、Ｒ１３４ａと同じ圧力で液化する。これ
ら２つの組成の間のエリアにある組成物は、Ｒ１３４ａ
と同じ温度−４０℃では、Ｒ１３４ａより高い圧力で気
化し、Ｒ１３４ａより低い圧力で液化する。すなわち−
４０℃の気液平衡線１が圧力０．０５１２ＭＰａと交わ
る間の組成物範囲のエリアにある組成物は、−４０℃に
おいてはＲ１３４ａより高い圧力で液相から気相に変化
し、Ｒ１３４ａと同じ圧力では−４０℃より低い液相が
蒸発して、−４０℃より高い気相に変化する。

【００５５】同様に、ＲＣ２７０とトリフルオロイオド
メタンがそれぞれ４４．１重量％、５５．９重量％であ
る圧力がＲ１３４ａと同一となる飽和液相線２Ｌ上の点
Ｃ_Lの組成物は、Ｒ１３４ａと同じ温度４０℃の場合、
Ｒ１３４ａと同じ圧力で気化し、Ｒ１３４ａより低い圧
力で液化する。ＲＣ２７０及びトリフルオロイオドメタ
ンがそれぞれ４９．４重量％、５０．６重量％である圧
力がＲ１３４ａと同一となる飽和気相線２Ｖ上の点Ｃ_V
の組成物は、Ｒ１３４ａと同じ温度４０℃ではＲ１３４
ａより高い圧力で気化し、Ｒ１３４ａと同じ圧力で液化
する。これら２つの組成の間のエリアにある組成物は、
Ｒ１３４ａと同じ温度４０℃では、Ｒ１３４ａより高い
圧力で気化し、Ｒ１３４ａより低い圧力で液化する。す
なわち４０℃の気液平衡線２が圧力１．０１７ＭＰａと
交わる間の組成物範囲のエリアにある組成物は、４０℃
においてはＲ１３４ａより低い圧力で気相から液相に変
化し、Ｒ１３４ａと同じ圧力では４０℃より高い気相が
凝縮して、４０℃より低い液相に変化する。

【００５６】ここで、−４０℃の気液平衡線１が圧力
０．０５１２ＭＰａと交わる間のエリアと、４０℃の気
液平衡線２が圧力１．０１７ＭＰａと交わる間のエリア
は、重複していないが、逆に気液平行線１の飽和気相線
１Ｖが圧力０．０５１２ＭＰａと交わる組成物と気液平
衡線２の飽和液相線２Ｌが圧力１．０１７ＭＰａと交わ
る組成物の間にある組成物は、温度−４０℃〜４０℃に
おいて、Ｒ１３４ａより高い蒸発圧力と低い凝縮圧力を
もつため、圧縮比を低減して高効率な冷凍サイクル装置
を実現できることがわかる。従って、気液平行線１の飽
和液相線１Ｌが圧力０．０５１２ＭＰａと交わる組成物
と、気液平衡線２の飽和気相線２Ｖが圧力１．０１７Ｍ
Ｐａと交わる組成物との間にある組成物は、温度−４０
℃〜４０℃において、Ｒ１３４ａと同等以上の蒸発圧力
と同等以下の凝縮圧力をもつため、冷凍冷蔵庫、冷凍機
等の冷凍サイクル装置に好適である。

【００５７】図からわかるように、ＲＣ２７０及びトリ
フルオロイオドメタンがそれぞれ略５〜５０重量％、略
５０〜略９５重量％となるような組成範囲は、略−４０
〜略４０℃の利用温度において、Ｒ１３４ａとほぼ同等
の蒸気圧を有するため望ましい。またＲ１３４ａに比べ
て蒸気圧の上昇を許容すれば、ＲＣ２７０及びトリフル
オロイオドメタンがそれぞれ略５〜略８０重量％、略２
０〜略９５重量％となるような組成範囲が望ましい。

【００５８】さらに、ＲＣ２７０及びトリフルオロイオ
ドメタンがそれぞれ略８０重量％、略２０重量％の２成
分からなる混合冷媒は、低沸点のＲＣ２７０がたとえ装
置から漏洩したとしても、そのときのＲＣ２７０の組成
は略８５重量％程度に抑えられ難燃性であることが、
（表１）からわかる。従って、ＲＣ２７０及びトリフル
オロイオドメタンがそれぞれ略５〜略８０重量％、略２
０〜略９５重量％となるような組成範囲は、ＲＣ２７０
の可燃性をトリフルオロメタンの不燃性で解消するため
望ましい。

【００５９】（表２）は、シクロプロパン（ＲＣ２７
０）とトリフルオロイオドメタンからなる２成分系の理
想的な冷凍性能である。条件は、凝縮平均温度が４０
℃、蒸発平均温度が−４０℃、凝縮器出口過冷却度が０
ｄｅｇ、蒸発器出口過熱度が７０ｄｅｇの場合であり、
冷凍能力には蒸発器出口過熱域の潜熱は含めていない。

【００６０】

【表２】

【００６１】（表２）からわかるように、トリフルオロ
イオドメタンとシクロプロパン（ＲＣ２７０）のみから
なる２成分系は、シクロプロパンを増やすにつれて冷凍
能力は増大し、ＲＣ２７０及びトリフルオロイオドメタ
ンがそれぞれ略５〜略８０重量％、略２０〜略９５重量
％となるような組成範囲は、冷凍能力と成績係数の両方
がＲ１３４ａと同等以上の特性を示す。特に、ＲＣ２７
０及びトリフルオロイオドメタンがそれぞれ略５〜略５
０重量％、略５０〜略９５重量％となるような組成範囲
は、Ｒ１３４ａとほとんど同一の蒸気圧であり、ＲＣ２
７０及びトリフルオロイオドメタンがそれぞれ略５０〜
略８０重量％、略２０〜略５０重量％となるような組成
範囲は、蒸気圧が上昇するものの、更に成績係数が改善
される。低沸点のＲＣ２７０がたとえ装置から漏洩した
としても、そのときのＲＣ２７０の組成は燃焼範囲に入
ることはなく、ＲＣ２７０の可燃性をトリフルオロメタ
ンの不燃性で解消することができる。また凝縮過程と蒸
発過程における温度勾配は約１ｄｅｇ以下であり、近共
沸混合物としてほとんど単一冷媒と同様な取扱いができ
る。

【００６２】次に、図２は、シクロプロパン（C₃H₆、Ｒ
Ｃ２７０、沸点−３３℃）、トリフルオロイオドメタン
（CF₃I、沸点−２２．７℃）、イソブタン（i-C₄H₈、Ｒ
６００ａ、沸点−１１．７℃）の三種の混合物によって
構成される混合冷媒の、一定温度・一定圧力における平
衡状態を三角座標を用いて示したものである。本三角座
標においては、三角形の各頂点に、上側頂点を基点とし
て反時計回りに沸点の低い順に単一物質を配置してお
り、座標平面上のある点における各成分の組成比（重量
比）は、点と三角形の各辺との距離の比で表される。ま
たこのとき、点と三角形の辺との距離は、辺に相対する
側にある三角座標の頂点に記された物質の組成比に対応
する。

【００６３】図２において、１Ｌ、１Ｖは、温度−４０
℃・圧力０．０５１２ＭＰａにおける混合冷媒の気液平
衡線であり、この温度・圧力はＲ１３４ａの温度−４０
℃における飽和状態に相当する。上側の気液平衡線（Ｒ
１３４ａ −４０℃相当）１Ｖは飽和気相線、下側の気
液平衡線（Ｒ１３４ａ −４０℃相当）１Ｌは飽和液相
線を表わし、この両線で挟まれた範囲においては気液平
衡状態となる。また２は、温度４０℃・圧力１．０１７
ＭＰａにおける混合物の飽和液相線２Ｌと飽和気相線２
Ｖからなる気液平衡線であり、この温度・圧力もＲ１３
４ａの温度４０℃における飽和状態に相当する。

【００６４】図２中の各点は、（表３）に示す混合冷媒
の組成ペアＡ〜Ｅにおける気相組成（添字Ｖ）と液相組
成（添字Ｌ）に対応する。

【００６５】

【表３】

【００６６】点Ａ_L〜点Ｃ_Lは気液平衡線（Ｒ１３４ａ
−４０℃相当）１の飽和液相線１Ｌ上、点Ａ_V〜点Ｃ_Vは
気液平衡線（Ｒ１３４ａ −４０℃相当）１の飽和気相
線１Ｖ上、点Ｄ_L〜点Ｅ_Lは気液平衡線（Ｒ１３４ａ ４
０℃相当）２の飽和液相線２Ｌ上、点Ｄ_V〜点Ｅ_Vは気液
平衡線（Ｒ１３４ａ ４０℃相当）２の飽和気相線２Ｖ
上にある。従って、（表３）の液相組成または気相組成
で示された組成物は、−４０℃または４０℃におけるＲ
１３４ａの飽和蒸気圧の条件下で飽和状態を実現する。

【００６７】飽和気相線Ｖ上の組成物は、Ｒ１３４ａと
同じ温度では、Ｒ１３４ａより高い圧力で気化し、Ｒ１
３４ａと同じ圧力で液化する。飽和液相線Ｌ上の組成物
は、Ｒ１３４ａと同じ温度では、Ｒ１３４ａと同じ圧力
で気化し、Ｒ１３４ａより低い圧力で液化する。これら
２つの線の間のエリアにある組成物は、Ｒ１３４ａと同
じ温度では、Ｒ１３４ａより高い圧力で気化し、Ｒ１３
４ａより低い圧力で液化する。すなわち４０℃の気液平
衡線２の間のエリアにある組成物は、４０℃においては
Ｒ１３４ａより低い圧力で気相から液相に変化し、Ｒ１
３４ａと同じ圧力では４０℃より高い気相が凝縮して、
４０℃より低い液相に変化する。また−４０℃の気液平
衡線１の間のエリアにある組成物は、−４０℃において
はＲ１３４ａより高い圧力で液相から気相に変化し、Ｒ
１３４ａと同じ圧力では−４０℃より低い液相が蒸発し
て、−４０℃より高い気相に変化する。

【００６８】ここで、−４０℃の気液平衡線１の間のエ
リアと、４０℃の気液平衡線２の間のエリアは、重複し
ていないが、逆に気液平行線１の飽和気相線１Ｖと気液
平衡線２の飽和液相線２Ｌの間にある組成物は、温度−
４０℃〜４０℃において、Ｒ１３４ａより高い蒸発圧力
と低い凝縮圧力をもつため、圧縮比を低減して高効率な
冷凍サイクル装置を実現できることがわかる。従って、
気液平行線１の飽和液相線１Ｌと気液平衡線２の飽和気
相線２Ｖの間にある組成物は、温度−４０℃〜４０℃に
おいて、Ｒ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以下の
凝縮圧力をもつため、冷凍冷蔵庫、冷凍機等の冷凍サイ
クル装置に好適である。

【００６９】図からわかるように、ＲＣ２７０、トリフ
ルオロイオドメタン及びＲ６００ａがそれぞれ略５〜略
９０重量％、０〜略９５重量％、０〜略６０重量％とな
るような組成範囲は、略−４０〜略４０℃の利用温度に
おいてＲ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以下の凝
縮圧力を有するため望ましい。

【００７０】さらに、ＲＣ２７０、トリフルオロイオド
メタン、Ｒ６００ａの３成分からなる混合冷媒は、冷媒
がたとえ装置から漏洩したとしても、可燃性のあるＲＣ
２７０とＲ６００ａの合計組成に大きな変化のないこと
が（表３）からわかる。これはトリフルオロイオドメタ
ンが、低沸点のＲＣ２７０と高沸点のＲ６００ａの中間
の沸点をもつためである。２０重量％以上のトリフルオ
ロイオドメタンを含む混合物は、可燃成分の組成が８０
重量％以下に抑えられ不燃性である。従って、ＲＣ２７
０、トリフルオロイオドメタン及びＲ６００ａがそれぞ
れ略５〜略８０重量％、略２０〜略９５重量％、０〜略
５０重量％となるような組成範囲は、ＲＣ２７０やＲ６
００ａの可燃性をトリフルオロメタンの不燃性で解消す
るため望ましい。

【００７１】（表４）は、気液平行線１の飽和液相線１
Ｌと気液平衡線２の飽和気相線２Ｖの間にある３成分系
からなる組成物の理想的な冷凍性能である。条件は、凝
縮平均温度が４０℃、蒸発平均温度が−４０℃、凝縮器
出口過冷却度が０ｄｅｇ、蒸発器出口過熱度が７０ｄｅ
ｇの場合であり、冷凍能力には蒸発器出口過熱域の潜熱
は含めていない。

【００７２】

【表４】

【００７３】（表４）からわかるように、Ｒ１３４ａと
同等以上の蒸発圧力と同等以下の凝縮圧力とするための
組成範囲である気液平行線１の飽和液相線１Ｌと気液平
衡線２の飽和気相線２Ｖの間にある３成分系は、冷凍能
力と成績係数の両方がＲ１３４ａと同等以上の特性を示
し、吐出温度もトリフルオロイオドメタンの単一冷媒に
比べ低く抑えられる。低沸点のＲＣ２７０や高沸点のＲ
６００ａがたとえ装置から漏洩したとしても、そのとき
の可燃成分の合計組成は、充填組成から大きな変化がな
いため、１０重量％以上のトリフルオロイオドメタンを
含む混合物は、可燃成分の組成が９０重量％以下に抑え
られ難燃性である。また凝縮過程と蒸発過程における温
度勾配は約３ｄｅｇ以下であり、近共沸混合物となる。

【００７４】次に、図３は、プロパン（C₃H₈、Ｒ２９
０、沸点−４２．１℃）、シクロプロパン（C₃H₆、ＲＣ
２７０、沸点−３３℃）、トリフルオロイオドメタン
（CF₃I、沸点−２２．７℃）の三種の混合物によって構
成される混合冷媒の、一定温度・一定圧力における平衡
状態を三角座標を用いて示したものである。本三角座標
においては、三角形の各頂点に、上側頂点を基点として
反時計回りに沸点の低い順に単一物質を配置しており、
座標平面上のある点における各成分の組成比（重量比）
は、点と三角形の各辺との距離の比で表される。またこ
のとき、点と三角形の辺との距離は、辺に相対する側に
ある三角座標の頂点に記された物質の組成比に対応す
る。

【００７５】図３において、１Ｌ、１Ｖは、温度−４０
℃・圧力０．０５１２ＭＰａにおける混合冷媒の気液平
衡線であり、この温度・圧力はＲ１３４ａの温度−４０
℃における飽和状態に相当する。上側の気液平衡線（Ｒ
１３４ａ −４０℃相当）１Ｖは飽和気相線、下側の気
液平衡線（Ｒ１３４ａ −４０℃相当）１Ｌは飽和液相
線を表わし、この両線で挟まれた範囲においては気液平
衡状態となる。また２は、温度４０℃・圧力１．０１７
ＭＰａにおける混合物の飽和液相線２Ｌと飽和気相線２
Ｖからなる気液平衡線であり、この温度・圧力もＲ１３
４ａの温度４０℃における飽和状態に相当する。

【００７６】図３中の各点は、（表５）に示す混合冷媒
の組成ペアＡ〜Ｅにおける気相組成（添字Ｖ）と液相組
成（添字Ｌ）に対応する。

【００７７】

【表５】

【００７８】点Ａ_Lは気液平衡線（Ｒ１３４ａ −４０
℃相当）１の飽和液相線１Ｌ上、点Ａ_Vは気液平衡線
（Ｒ１３４ａ −４０℃相当）１の飽和気相線１Ｖ上、
点Ｂ_L〜点Ｅ_Lは気液平衡線（Ｒ１３４ａ ４０℃相当）
２の飽和液相線２Ｌ上、点Ｂ_V〜点Ｅ_Vは気液平衡線（Ｒ
１３４ａ ４０℃相当）２の飽和気相線２Ｖ上にある。
従って、（表５）の液相組成または気相組成で示された
組成物は、−４０℃または４０℃におけるＲ１３４ａの
飽和蒸気圧の条件下で飽和状態を実現する。

【００７９】飽和気相線Ｖ上の組成物は、Ｒ１３４ａと
同じ温度では、Ｒ１３４ａより高い圧力で気化し、Ｒ１
３４ａと同じ圧力で液化する。飽和液相線Ｌ上の組成物
は、Ｒ１３４ａと同じ温度では、Ｒ１３４ａと同じ圧力
で気化し、Ｒ１３４ａより低い圧力で液化する。これら
２つの線の間のエリアにある組成物は、Ｒ１３４ａと同
じ温度では、Ｒ１３４ａより高い圧力で気化し、Ｒ１３
４ａより低い圧力で液化する。すなわち４０℃の気液平
衡線２の間のエリアにある組成物は、４０℃においては
Ｒ１３４ａより低い圧力で気相から液相に変化し、Ｒ１
３４ａと同じ圧力では４０℃より高い気相が凝縮して、
４０℃より低い液相に変化する。また−４０℃の気液平
衡線１の間のエリアにある組成物は、−４０℃において
はＲ１３４ａより高い圧力で液相から気相に変化し、Ｒ
１３４ａと同じ圧力では−４０℃より低い液相が蒸発し
て、−４０℃より高い気相に変化する。

【００８０】ここで、−４０℃の気液平衡線１の間のエ
リアと、４０℃の気液平衡線２の間のエリアは、重複し
ていないが、逆に気液平行線１の飽和気相線１Ｖと気液
平衡線２の飽和液相線２Ｌの間にある組成物は、温度−
４０℃〜４０℃において、Ｒ１３４ａより高い蒸発圧力
と低い凝縮圧力をもつため、圧縮比を低減して高効率な
冷凍サイクル装置を実現できることがわかる。従って、
気液平行線１の飽和液相線１Ｌと気液平衡線２の飽和気
相線２Ｖの間にある組成物は、温度−４０℃〜４０℃に
おいて、Ｒ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以下の
凝縮圧力をもつため、冷凍冷蔵庫、冷凍機等の冷凍サイ
クル装置に好適である。

【００８１】図からわかるように、Ｒ２９０、ＲＣ２７
０及びトリフルオロイオドメタンがそれぞれ０〜略１５
重量％、０〜略５０重量％、略５０〜略９５重量％とな
るような組成範囲は、略−４０〜略４０℃の利用温度に
おいてＲ１３４ａと同等以上の蒸発圧力と同等以下の凝
縮圧力を有するため望ましい。

【００８２】さらに、Ｒ２９０、ＲＣ２７０、トリフル
オロイオドメタンの３成分からなる混合冷媒は、冷媒が
たとえ装置から漏洩したとしても、可燃性のあるＲ２９
０とＲＣ２７０の合計組成は５重量％程度上昇するだけ
であることが、（表５）からわかる。５０重量％以上の
トリフルオロイオドメタンを含む混合物は、可燃成分の
組成が５０重量％よりも上昇しても難燃性である。従っ
て、Ｒ２９０、ＲＣ２７０及びトリフルオロイオドメタ
ンがそれぞれ０〜略１５重量％、０〜略５０重量％、略
５０〜略９５重量％となるような組成範囲は、Ｒ２９０
やＲＣ２７０の可燃性をトリフルオロメタンの不燃性で
解消するため望ましい。

【００８３】（表６）は、気液平行線１の飽和液相線１
Ｌと気液平衡線２の飽和気相線２Ｖの間にある３成分系
からなる組成物のほぼ理想的な冷凍性能である。条件
は、凝縮平均温度が４０℃、蒸発平均温度が−４０℃、
凝縮器出口過冷却度が０ｄｅｇ、蒸発器出口過熱度が７
０ｄｅｇの場合であり、冷凍能力には蒸発器出口過熱域
の潜熱は含めていない。

【００８４】

【表６】

【００８５】（表６）からわかるように、Ｒ１３４ａと
同等以上の蒸発圧力と同等以下の凝縮圧力とするための
組成範囲である気液平行線１の飽和液相線１Ｌと気液平
衡線２の飽和気相線２Ｖの間にある３成分系は、冷凍能
力と成績係数の両方がＲ１３４ａと同等以上の特性を示
し、吐出温度もトリフルオロイオドメタンの単一冷媒に
比べ低く抑えられる。低沸点のＲ２９０やＲＣ２７０が
たとえ装置から漏洩したとしても、そのときの可燃成分
の合計組成は、充填組成に比べ５重量％程度上昇するだ
けであるため、５０重量％以上のトリフルオロイオドメ
タンを含む混合物は、可燃成分の組成が５０重量％より
も上昇しても難燃性である。また凝縮過程と蒸発過程に
おける温度勾配は約２ｄｅｇ以下であり、近共沸混合物
となる。

【００８６】さらに上述の混合冷媒は、ラジカル連鎖禁
止剤を加えて安定化されている。すなわち、トリフルオ
ロイオドメタンは、酸素などの活性分子の混入によっ
て、ヨウ素が外れて分解する可能性があるが、その際に
生成するトリフルオロメタンのラジカルとヨウ素ラジカ
ルまたはイオンによる連鎖的な分解反応を停止すること
によって、安定に長期間使用することができる。具体的
には、ヒンダードフェノール構造、アリールアミン構
造、ヒンダードピペリジン構造、チオエーテル構造、ホ
スファイト構造の化合物が単独、あるいは組み合わせて
使用できる。例えば、ヒンダードフェノール構造のもの
としては、２、６−ジーターシャルブチル−４−メチル
フェノール、２、４、６−トリターシャルブチルフェノ
ール、スチレン化フェノールやその構造を有する誘導体
などのアルキルフェノール、２、２’−メチレンビス
（４−メチル−６−ターシャルブチルフェノール）、
４、４’−イソプロピリデン−ビスフェノール、４、
４’−ブチリデン−ビス（６−ターシャルブチル−３メ
チル）フェノール、１、１−ビス−（４−オキシフェニ
ル）シクロヘキサンやその構造を有する誘導体などのモ
ノアルキレンジアルキルフェノール、２、６−ビス
（２’−ヒドロキシ−３’−ターシャルブチル−５’−
メチルベンジル）−４−メチルフェノールやその誘導体
などのジアルキレントリアルキルフェノール、２、２’
−チオビス−（４−メチル−６−ターシャルブチルフェ
ノール）、４、４’−チオビス−（３−メチル−６−タ
イシャルブチルフェノール）やその構造を有する誘導体
などのビスフェノールモノサルファイドなどが代表的な
ものとしてあげられる。アリールアミン構造としては、
フェニル−α−ナフチルアミン、フェニル−β−ナフチ
ルアミン、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジア
ミン、Ｎ、Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジ
アミン、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フ
ェニレンジアミン、ｐ−ヒドロキシ−ジフェニルアミ
ン、ｐ−ヒドロキシフェニル−β−ナフチルアミン、
２、２、４−トリメチル−１、２−ジヒドロキノリンや
誘導体などがある。さらに、チオエーテルとしては、チ
オビス（β−ナフトール）、メルカプトベンゾチアゾー
ル、メルカプトベンゾイミダゾール、ドデシルメルカプ
タンなどや誘導体、ホスファイトとしては、トリフェニ
ルホスファイト、トリ２−エチルヘキシルホスファイ
ト、トリノニルフェニルホスファイトなどの有機亜燐酸
化合物などが用いられる。

【００８７】これらの化合物以外にもラジカル連鎖禁止
剤の目的で用いられる化合物を利用できる。これらは、
単独あるいは複数を混ぜて使用することができ、分量と
しては用いる潤滑油に対して数重量％程度でよく、化合
物の選択によっては１重量％以下でも充分な効果が得ら
れる。選択の基準としてはエステル油以外の潤滑油に対
する相溶性、または溶解性の良いものであり、２、６−
ジ−ターシャルブチル−４−メチルフェノールなどのヒ
ンダードフェノール構造の化合物、またはこれら化合物
とトリフェニルホスファイトなどの有機亜燐酸化合物と
の組合せが適していた。

【００８８】図４は、本発明の冷凍サイクル装置に関す
る一実施の形態の断面図である。本実施の形態における
冷凍サイクル装置は、冷凍冷蔵庫で使用されるものであ
る。この冷凍冷蔵庫の筐体３は、冷凍室３−１、冷蔵室
３−２、パーシャル室３−３そして野菜室３−４等で構
成される。この冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、圧縮
機４を、凝縮器５、キャピラリーチューブ等の絞り装置
６、蒸発器７、吸入管８等が配管接続されたものであ
る。キャピラリーチューブ等の絞り装置６は、吸入管８
と熱交換部９を構成している。この冷凍サイクル装置に
は、エステル油以外の潤滑油と、トリフルオロイオドメ
タンと、シクロプロパンと、ラジカル連鎖禁止剤を含む
混合作動流体が封入されている。

【００８９】次に、この冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル装置
で使用される混合作動流体とその作用について説明す
る。２０〜９５重量％のトリフルオロイオドメタンと５
〜８０重量％のシクロプロパンには、５０重量％以下の
イソブタン又は１５重量％以下のプロパンのいづれかを
添加することができ、トリフルオロイオドメタンの不燃
性により、シクロプロパン、イソブタンまたはプロパン
の可燃性が抑えられる。

【００９０】トリフルオロイオドメタンとシクロプロパ
ンが冷媒として冷凍サイクル中を循環する際には、蒸発
器７において冷却作用を行い、筐体３の内部に設置され
たダンパ１０により、冷凍室３−１、冷蔵室３−２、パ
ーシャル室３−３、野菜室３−４等が各設定温度に維持
されるように、冷気が循環される。

【００９１】また主に圧縮機４中に滞留するエステル油
以外の潤滑油は、圧縮機４が高温になり、冷媒中に微少
の水分が含まれていも、エステル油のように加水分解す
ることがない。

【００９２】さらにラジカル連鎖禁止剤は、冷媒として
循環するトリフルオロイオドメタンとシクロプロパンの
内、トリフルオロメタンの分解反応を停止することによ
り、安定に長期間使用することができる。

【００９３】２０〜９５重量％のトリフルオロイオドメ
タンと、５〜８０重量％のシクロプロパンや、５０重量
％以下のイソブタンまたは１５重量％以下のプロパンの
いづれかを添加した冷媒の冷凍能力が大きすぎる場合に
は、圧縮機４の気筒容積を小さくしておくことによって
冷凍能力を同等とし、成績係数も同等またはそれ以上の
ため、Ｒ１３４ａを用いた現行機器でも、凝縮器５や蒸
発器７を変更することなく使用可能である。

【００９４】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の混合作動流体によれば、広い選択の幅から、成層圏オ
ゾン層に及ぼす影響のほとんどない混合物を選択するこ
とができる。

【００９５】また、本発明の混合作動流体は、地球温暖
化に対する影響がほとんどない。これは、地球温暖化係
数をほとんど無視できるトリフルオロイオドメタンと、
地球温暖化係数のほとんどないシクロプロパン（ＲＣ２
７０）と、イソブタン（Ｒ６００ａ）又はプロパン（Ｒ
２９０）とを混合した混合物により構成されることによ
る。

【００９６】更に、本発明の混合作動流体によれば、負
触媒効果のある不燃性物質であるトリフルオロイオドメ
タンにより、シクロプロパン（ＲＣ２７０）と、イソブ
タン（Ｒ６００ａ）又はプロパン（Ｒ２９０）との混合
物の組成範囲をさらに難燃性の範囲に限定することがで
きる。これにより、この混合作動流体を、エステル油以
外の従来の圧縮機用の潤滑油と供に、通常の冷凍サイク
ル装置にそのまま使用することができる。

【００９７】本発明によれば、トリフルオロイオドメタ
ンとシクロプロパン（ＲＣ２７０）を含む混合物の組成
範囲を特定することにより、冷蔵庫等の冷凍サイクル装
置の利用温度である略−４０〜略４０℃において、圧縮
比を低減して高効率な冷凍サイクル装置を実現すること
ができる。また、冷凍能力と成績係数が同等以上のた
め、Ｒ１３４ａを用いた現行機器でも使用可能である。

【００９８】また、本発明によれば、トリフルオロイオ
ドメタンとシクロプロパン（ＲＣ２７０）とイソブタン
（Ｒ６００ａ）を含む混合物の組成範囲を特定すること
によって、冷蔵庫等の冷凍サイクル装置の利用温度であ
る略−４０〜略４０℃において、Ｒ１３４ａと同等以上
の冷凍能力と成績係数を期待でき、Ｒ１３４ａを用いた
現行機器でも使用可能となる。

【００９９】更に、本発明によれば、トリフルオロイオ
ドメタンとシクロプロパン（ＲＣ２７０）とプロパン
（Ｒ２９０）を含む混合物の組成範囲を特定することに
より、冷蔵庫等の冷凍サイクル装置の利用温度である略
−４０〜略４０℃において、Ｒ１３４ａと同等以上の冷
凍能力と成績係数を期待でき、Ｒ１３４ａを用いた現行
機器でも使用可能となる。

【０１００】本発明の混合物は、ほとんど近共沸の非共
沸混合物になると予想され、ロレンツサイクルを構成す
ることにより、Ｒ１３４ａよりも高い成績係数を期待す
ることができる。

【０１０１】また、本発明の混合作動流体にラジカル連
鎖禁止剤を含ませることによって、トリフルオロイオド
メタンを安定化させ、安定に長期間使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＲＣ２７０とトリフルオロイオドメタンの二種
の混合物によって構成される冷媒の、一定温度における
平衡状態の直角座標図

【図２】ＲＣ２７０、トリフルオロイオドメタン、Ｒ６
００ａの三種の混合物によって構成される冷媒の、一定
温度・一定圧力における平衡状態の三角座標図

【図３】Ｒ２９０、ＲＣ２７０、トリフルオロイオドメ
タンの三種の混合物によって構成される冷媒の、一定温
度・一定圧力における平衡状態の三角座標図

【図４】本発明の冷凍サイクル装置に関する一実施の形
態の断面図

【符号の説明】

１ 気液平衡線（−４０℃、Ｒ１３４ａ相当圧力） ２ 気液平衡線（ ４０℃、Ｒ１３４ａ相当圧力） Ｖ 飽和気相線 Ｌ 飽和気相線 ３ 筐体 ４ 圧縮機 ５ 凝縮器 ６ 絞り装置 ７ 蒸発器 ８ 吸入管 ９ 熱交換部 １０ ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田頭 實 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エステル油以外の潤滑油と混合物とを含
   み、 その混合物は、２０〜９５重量％のトリフルオロイオド
   メタンと５〜８０重量％のシクロプロパンとを含むこと
   を特徴とする混合作動流体。
2. 【請求項２】 前記混合物は、更に５０重量％以下のイ
   ソブタンか１５重量％以下のプロパンのどちらか一方を
   含むことを特徴とする請求項１記載の混合作動流体。
3. 【請求項３】 前記混合物は、更に５０重量％以下のイ
   ソブタンを含むことを特徴とする請求項１記載の混合作
   動流体。
4. 【請求項４】 エステル油以外の潤滑油と混合物とを含
   み、 その混合物は、５０〜９５重量％のトリフルオロイオド
   メタンと５〜５０重量％のシクロプロパンと１５重量％
   以下のプロパンとを含むことを特徴とする混合作動流
   体。
5. 【請求項５】 更にラジカル連鎖禁止剤を含むことを特
   徴とする請求項１から４の何れかに記載の混合作動流
   体。
6. 【請求項６】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   とを備え、 エステル油以外の潤滑油と混合物とを混合作動流体と
   し、 前記混合物は、２０〜９５重量％のトリフルオロイオド
   メタンと５〜８０重量％のシクロプロパンとを含むこと
   を特徴とする冷凍サイクル装置。
7. 【請求項７】 前記混合作動流体は、更にラジカル連鎖
   禁止剤を含むことを特徴とする請求項６記載の冷凍サイ
   クル装置。