JP2002511515A - アンモニア、ペンタフルオロエタンおよびジフルオロメタンの3成分組成物 - Google Patents

アンモニア、ペンタフルオロエタンおよびジフルオロメタンの3成分組成物

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JP2002511515A JP2000543538A JP2000543538A JP2002511515A JP 2002511515 A JP2002511515 A JP 2002511515A JP 2000543538 A JP2000543538 A JP 2000543538A JP 2000543538 A JP2000543538 A JP 2000543538A JP 2002511515 A JP2002511515 A JP 2002511515A
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Abstract

(57)【要約】 アンモニアとペンタフルオロエタンとジフルオロメタンの3成分共沸、共沸様および非共沸組成物が開示される。これらの組成物は冷媒、特にジフルオロメタンおよびペンタフルオロエタンの2成分混合物に対する高能力、高効率代替物として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明はアンモニア(NH3)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)お
よびジフルオロメタン(HFC−32)の3成分共沸、共沸様、および非共沸組
成物に関する。更に、本発明は前記組成物を用いた冷凍法に関する。
【0002】 (発明の背景) 近年、大気中に放出される塩素含有冷媒は成層圏オゾン層に悪影響を及ぼす可
能性があると論じられてきた。その結果、国際協定の下でクロロフルオロカーボ
ン(CFC)およびハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)の使用および
生産を禁止する動きがある。
【0003】 従って、冷凍用途での許容し得る性能を依然として実現しながら現存の冷媒よ
り低いオゾン層破壊係数を有する冷媒を開発することが必要である。
【0004】 ハイドロフルオロカーボン(HFC)は、塩素を含まず、従ってオゾン層破壊
係数がゼロなのでCFCおよびHCFCの代替物質として利用が進められている
【0005】 冷凍用途では、冷媒が操作中に軸封部、ホース接続部、はんだ継手およびライ
ン亀裂部からしばしば失われる。その上、冷凍装置の手入れ作業中に冷媒が大気
中に放出される恐れがある。冷媒が純粋成分でないか、あるいは共沸または共沸
様組成物でない場合、冷凍装置から大気に漏出したり、放出されたとき、冷媒組
成が変化する恐れがあり、その結果、冷媒が可燃性となったり、不十分な冷凍性
能を示す可能性がある。
【0006】 従って、冷媒として単一のフッ素化炭化水素、あるいは2種以上のフッ素化炭
化水素を含む共沸または共沸様組成物を使用することが望ましい。クロロジフル
オロメタン(HCFC−22)代替物として既に確認されている1種の共沸組成
物はジフルオロメタンとペンタフルオロエタンの50/50重量%混合物である
【0007】 非共沸冷媒組成物も一定の蒸気圧縮システムでは有用である可能性がある。非
共沸混合物は定圧条件下で広い温度範囲にわたって沸騰し得るので、蒸発器およ
び凝縮器の中で温度グライドを起こし得る。この温度グライドにより、ローレン
ツサイクルを利用することによって上記システムを運転するために要するエネル
ギーを減少させることができる。好ましい方法は向流蒸発器および/または冷媒
と伝熱流体が向流式に流れる凝縮器熱交換器を使用するものである。この方法で
は蒸発中と凝縮中との冷媒の温度差が減少するが、冷媒と外部伝熱流体の間で効
果的に伝熱するのに十分に大きい温度差が維持される。このタイプのシステムの
もう1つの利点は圧力差も最小限になるということである。このことにより従来
システムに比べエネルギー効率および/または能力の改善をもたらすことができ
る。
【0008】 以上の理由で、冷媒、特にジフルオロメタンとペンタフルオロエタンの2成分
組成物に対する高能力、高効率代替物として有用な3成分組成物が求められてい
る。
【0009】 (発明の概要) 本発明は、前記の冷媒の必要性を満たすアンモニア、ペンタフルオロエタンお
よびジフルオロメタンを含む3成分組成物、並びにジフルオロメタンとペンタフ
ルオロエタンの2成分組成物に対する高能力、高効率代替物を対象とする。本発
明の組成物としては、アンモニア、ペンタフルオロエタンおよびジフルオロメタ
ンの共沸、共沸様、および非共沸組成物が含まれる。本発明はさらに、アンモニ
ア、ペンタフルオロエタンおよびジフルオロメタンを含む3成物組織成物を用い
て熱を伝達する方法に関する。
【0010】 (詳細な説明) 本発明は、アンモニア(NH3、標準沸点−33.4℃)、ペンタフルオロエ
タン(HFC−125、CF3CHF2、標準沸点−48.5℃)およびジフルオ
ロメタン(HFC−32、CH22、標準沸点−51.7℃)の3成分冷媒組成
物の発見に関する。本発明者等は、アンモニア、ペンタフルオロエタンおよびジ
フルオロメタンを1〜98重量%含む3成分組成物が冷媒、特にジフルオロメタ
ンとペンタフルオロエタンの2成分混合物に対する高能力、高効率代替物として
有用であることを見出した。
【0011】 共沸とは純粋な化合物と同様の挙動を示す2種以上の物質の定沸点液体混合物
を指す。共沸組成物を特徴づける1つの方法は、液体を一部蒸発させ、または、
蒸留して生成する蒸気が蒸発または蒸留に用いる液体と同じ組成を有する、即ち
、混合物は組成が変化することなく蒸留/還流することである。定沸点組成物の
特徴は、同一組成の非共沸混合物と比較した場合、最大か最小の蒸気圧または沸
点を示すので、共沸性を有することである。
【0012】 共沸様組成物とは、純粋な化合物の挙動を示す2種以上の物質の定沸点または
実質的に定沸点の液体混合物を指す。共沸様組成物を特徴づける1つの方法は、
液体を一部蒸発させ、または蒸留して生成する蒸気が蒸発または蒸留に用いる液
体と実質的に同じ組成を有する、即ち、混合物は組成が実質的に変化することな
く蒸留/還流することである。共沸様組成物を特徴づける他の方法は、特定温度
での組成物の泡立ち点蒸気圧と露点蒸気圧が実質的に同じであることである。こ
こで、組成物の50重量%を例えば蒸発によつて除いた後、元の組成物と元の組
成物の50重量%を除いた後に残った組成物との蒸気圧の差が約10%未満であ
る場合、その組成物は共沸様である。共沸組成物が存在する場合は、元の組成物
と元の組成物の50重量%を除いた後に残った組成物との蒸気圧に差はない。
【0013】 本発明は有効量のアンモニア、ペンタフルオロエタンおよびジフルオロメタン
を含み、共沸または共沸様組成物を形成する3成分組成物を含む。これらの組成
物は、NH3(アンモニア)とHFC−125(ペンタフルオロエタン)とHF
C−32(ジフルオロメタン)の3成分組成図である図1の下記の線、すなわち
点A(NH3/HFC−125/HFC−32=1/1/98wt%)と点B(
NH3/HFC−125/HFC−32=23/1/76wt%)をつなぐ直線
、点Bと点C(NH3/HFC−125/HFC−32=40/59/1wt%
)をつなぐ直線、点Cと点D(NH3/HFC−125/HFC−32=1/9
8/1wt%)をつなぐ直線、および点Dと点Aをつなぐ直線で囲まれた区域に
よって定義することができる。第2の共沸様組成物は、下記の線、すなわち点E
(NH3/HFC−125/HFC−32=88/1/11wt%)と点G(N
3/HFC−125/HFC−32=98/1/1wt%)をつなぐ直線、点
Gと点F(NH3/HFC−125/HFC−32=88/11/1wt%)を
つなぐ直線、点Fと点Eをつなぐ直線で囲まれた区域によって定義することがで
きる。好ましい組成物範囲は、NH3が5〜25重量%、HFC−125が1〜
94重量%、HFC−32が1〜94重量%であり、特に好ましい範囲は、NH 3 が5〜20重量%、HFC−125が1〜89重量%、HFC−32が1〜8
9重量%であり、最も好ましい範囲は、NH3が5〜15重量%、HFC−12
5が20〜70重量%、HFC−32が20〜70重量%である。
【0014】 共沸性の組成物では、共沸点の周囲に、最高沸点共沸混合物の場合には、特定
の圧力でその圧力の組成物の純成分より高い沸点を有し、特定の温度でその温度
の組成物の純成分より低い蒸気圧を有し、最低沸点共沸混合物の場合には、特定
の圧力でその圧力の組成物の純成分より低い沸点を有し、特定の温度でその温度
の組成物の純成分より高い蒸気圧を有する組成物の範囲がある。純成分より高い
または低い沸点および蒸気圧は、ファンデアワールス力や水素結合のような斥力
と引力の組合せと考えられる組成物分子の2分子間または多分子間の予想外の分
子間力によって生じる。この組成物の純成分の蒸気圧は12.7℃で、アンモニ
ア(674.2kPa)、ペンタフルオロエタン(985.4kPa)およびジ
フルオロメタン(1194.6kPa)である。
【0015】 特定の圧力で最高または最低沸点、あるいは特定の温度で最高または最低蒸気
圧を有する組成物範囲は、組成物の80重量%が蒸発したときに約10%未満の
蒸気圧変化を示す組成物範囲と同一の広がりを示す場合もあれば、そうでない場
合もある。特定の圧力で最高または最低沸点、あるいは特定の温度で最高または
最低蒸気圧を有する組成物範囲が、組成物の80重量%が蒸発したときに約10
%未満の蒸気圧変化を示す組成物範囲より広い場合には、実質的に定沸点を有さ
ない予想外の分子間力をもつ冷媒組成物は、冷媒組成物の成分に対して能力や効
率の予想外の増加を示し得るので、それでもそのような力が重要であると考えら
れる。
【0016】 非共沸とは、2種以上の物質の非定沸点液体混合物を指す。非共沸混合物は定
圧条件下で広い温度範囲にわたって沸騰し、蒸発器および凝縮器中で温度グライ
ドを生じる。この温度グライドにより、ローレンツサイクルを利用することによ
ってシステムを稼動するために要するエネルギーを減少させることができる。好
ましい方法は、向流蒸発器および/または冷媒と伝熱流体が向流式に流れる凝縮
器熱交換器を使用するものである。この方法では蒸発中と凝縮中の冷媒の温度差
が減少するが、冷媒と外部伝熱流体の間で有効に熱を伝えるのに十分な大きさの
温度差が維持される。このタイプのシステムのもう1つの利点は圧力差も最小限
になるということである。このことにより従来システムに比べエネルギー効率お
よび/または能力の改善をもたらすことができる。
【0017】 ここで、組成物の80重量%を例えば蒸発によつて除いた後、元の組成物と、
元の組成物の80重量%を除いた後に残った組成物との蒸気圧の差が約10%よ
り大きい場合、その組成物は非共沸である。
【0018】 本発明の非共沸組成物を形成する有効量のアンモニア、ペンタフルオロエタン
およびジフルオロメタンは、NH3(アンモニア)とHFC−125(ペンタフ
ルオロエタン)とHFC−32(ジフルオロメタン)の3成分組成図である図1
の下記の線、すなわち点Bと点E(共に前に定義した点)をつなぐ直線、点Eと
点Fをつなぐ直線、点Fと点Cをつなぐ直線、および点Cと点Bをつなぐ直線で
囲まれた区域によって定義することができる。好ましい非共沸組成物はNH3
50〜70重量%、HFC−32を1〜49重量%、HFC−125を1〜49
重量%含む。
【0019】 本発明では、有効量とは発明性のある組成物の各成分の量であって、組み合せ
たとき、本明細書で定義した共沸、共沸様、または非共沸の組成物を形成する量
として定義される。共沸および共沸様組成物の場合、この定義は、その共沸また
は共沸様組成物が、沸点は変わるかもしれないが様々な圧力で存続する限り、組
成物に加えられた圧力に応じて変化する可能性のある各成分の量を含む。従って
、有効量とは、重量百分率で表すような本発明の組成物の各成分の量であって、
ここに記載した以外の温度または圧力で共沸、共沸様、または非共沸の組成物を
形成する量を含む。
【0020】 選んだ条件に応じて見かけ上多様な定沸点混合物を、実際には以下の幾つかの
規準によって特徴づけることが可能である。
【0021】 「共沸混合物」という用語そのものが明確かつ限定的であり、定沸点組成物で
あるこの特異的な物質組成物にはA、B、C(とD...)のその有効量が必要
なので、組成物をA、B、C(とD...)の共沸混合物と定義することができ
る。
【0022】 圧力が異なると、所与の共沸混合物の組成が少なくともある程度変化し、しか
も沸点温度も少なくともある程度変化する傾向があることは、当業者には周知で
ある。即ち、A、B、C(とD...)の共沸混合物は特異なタイプの関係を表
わすが、その組成は温度および/または圧力に応じて変化する。従って、一定の
組成ではなく、組成の範囲が共沸混合物を定義するためにしばしば用いられる。
【0023】 組成物はA、B、C(とD...)の特定の重量百分率関係またはモル百分率
関係によって定義することができるが、このような特異な値はある特定の関係を
指示するにすぎず、実際には所与の共沸混合物についてA、B、C(とD...
)で表わされ、圧力の影響で変化する一連のこのような関係が存在することを認
識すべきである。
【0024】 A、B、C(とD...)の共沸混合物は、その組成物を所与圧力での沸点で
特徴づけられる共沸混合物と定義することによって特徴づけることができ、それ
によって、使用できる分析装置に制約され、正確さもその装置と同程度にすぎな
い特定の数値組成によって本発明の範囲を不当に制限することなく、識別特性を
示すことができる。
【0025】 本発明の組成物は、所望の量を混合することを含めて任意の好都合な方法によ
って調製することができる。好ましい方法は、成分の所望量を秤量し、次いで適
当な容器中で混ぜ合せることである。
【0026】 (実施例) 本発明を例示する特定の実施例を以下に示す。実施例中に断りがない限り、百
分率は全て重量表示である。以下の実施例は例示的なものにすぎず、本発明の範
囲を限定するものと解釈すべきでないことを理解すべきである。
【0027】 実施例1 相研究 ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタンおよびアンモニアの組成に関して、
一定の温度で組成を変え、蒸気圧を測定して相研究をする。観察される最高蒸気
圧によって証明されるように、共沸組成物が得られ、次の通り特定される。
【0028】 NH3/HFC−125/HFC−32 蒸気圧Wt%/Wt%/Wt% (kPa) T℃ 3.4/3.8/92.8 111.7 10.0 3.5/3.1/93.4 1204.3 12.7 3.9/1.1/95.0 1483.7 20.0 4.0/0.4/95.6 1589.6 22.5
【0029】 実施例2 12.7℃の蒸気圧に対する蒸気漏洩の影響 容器に初期組成物を充填し、12.7℃で平衡状態にして組成物の初期蒸気圧
を測定する。温度を12.7℃一定に保ったまま、組成物を容器から漏洩させ、
初期組成物の80重量%が除かれた時点で容器中に残存する組成物の蒸気圧を測
定する。結果を以下にまとめて示す。
【0030】 冷媒混合物、Wt% 蒸気圧(kPa) NH3 HFC-125 HFC-32 初期 漏洩後 圧力変化率(%) 1 1 98 1199.7 1199.1 0.05 1 3.5 95.5 1200.4 1199.9 0.04 1 98 1 969.8 956.1 1.41 3.5 1 95.5 1204.2 1204.2 0.00 3.5 3.1 93.4 1204.3 1204.3 0.00 3.5 5 91.5 1204.2 1204.1 0.00 3.5 10 86.5 1203.3 1203 0.02 5 3 92 1203.2 1202.6 0.05 5 5 90 1202.9 1202.1 0.07 5 10 85 1201.3 1199.7 0.13 5 90 5 956.8 932.2 2.57 10 3 87 1189.5 1175.7 1.16 10 5 85 1188.4 1173.7 1.24 10 10 80 1185 1167.6 1.47 15 15 70 1155.1 1106.6 4.20 20 20 60 1118.6 1038.4 7.17 20 75 5 925.3 903 2.14 23 1 76 1129 1037.1 8.14 25 25 50 1078 973.9 9.66 30 35 35 1020.7 908.9 10.95 30 65 5 906.8 866.3 4.47 40 59 1 873 795.3 8.90 98 1 1 689.9 674.2 2.28
【0031】 この実施例の結果により、元の組成物の80重量%が除かれた後、残存組成物
の蒸気圧が元組成物の蒸気圧の約10%未満であるとき、12.7℃の温度で共
沸または共沸様組成物が存在することが示される。この実施例では、3.5/3
.1/93.4重量%のNH3/HFC−125/HFC−32の組成で最高圧
力共沸混合物が示される。
【0032】 実施例3 25℃の蒸気圧に対する蒸気漏洩の影響 容器に初期組成物を充填し、25℃で平衡状態にして組成物の初期蒸気圧を測
定する。温度を25℃一定に保ったまま、組成物を容器から漏洩させ、初期組成
物の80重量%が除かれた時点で容器中に残存する組成物の蒸気圧を測定する。
結果は以下の表および図1にまとめて示す。
【0033】冷媒混合物, 重量% 蒸気圧(kPA) NH3 HFC-125 HFC-32 初期 漏洩後 圧力変化率(%) 1 1 98 1694 1693.1 0.05 1 98 1 1365.4 1351.6 1 5 47.5 47.5 1628.3 1581.3 2.9 5 90 5 1361 1333 2.15 5 5 90 1700 1699 0.1 10 40 50 1614 1557 3.5 10 45 45 1597.1 1532.4 4.1 10 50 40 1577.6 1506.6 4.5 15 35 50 1588 1514 4.7 15 50 35 1531.1 1450.4 5.3 20 40 40 1526.6 1431.3 6.3 20 75 5 1336 1312.5 1.8 20 5 75 1618 1531 5.4 20 30 50 1561 1464.6 6.2 20 50 30 1483.9 1396.5 5.9 23 1 76 1602.9 1493 6.9 25 5 70 1582 1455 8 27.5 20 52.5 1529 1388 9.2 29 22 49 1511.4 1363.6 9.8 30 25 45 1494.1 1344.5 10 30 35 35 1459.1 1325.7 9.1 30 65 5 1313.4 1266 3.6 32 33 35 1450.2 1305.1 10 35 45 20 1376 1252 9 40 30 30 1398.7 1204 13.9 40 55 5 1289 1182.8 8.2 40 59 1 1268.7 1179.9 7 45 50 5 1277.5 1116.5 12.6 50 45 5 1266 1056.7 16.5 60 20 20 1289.6 1031.1 20 80 10 10 1168.6 1006 13.9 88 6 6 1109.4 1003.9 9.5 90 5 5 1093.2 1003.6 8.2 98 1 1 1022.2 1002.8 1.9
【0034】 この実施例の結果により、元の組成物の80重量%が除かれた後、残存組成物
の蒸気圧が元組成物の蒸気圧の約10%未満であるとき、25℃の温度で共沸ま
たは共沸様組成物が存在することが示される。この実施例では、元の組成物の8
0重量%が除かれた後、残存組成物の蒸気圧が元組成物の蒸気圧の約10%より
大きいとき、非共沸組成物が存在することも示される。比較のために、市販冷媒
のHFC−32/HFC−125/HFC−134a(23/25/52wt%
)は非共沸とみなされる。同様の蒸気漏洩の間、HFC−32/HFC−125
/HFC−134a(23/25/52wt%)の蒸気圧は1185.2kPa
から896.5kPaに変化し、それは蒸気圧の24.4%の変化に相当する。
【0035】 実施例4 冷媒性能 次表に様々な冷媒の性能を示す。これらのデータは下記の条件に基く。 蒸発器温度 5℃ 凝縮器温度 50℃ 戻りガス温度 25℃ 過冷却なし 圧縮機の等エントロピー効率は100%。 過熱は冷凍能力に含まれる。
【0036】 冷凍能力は100%等エントロピー圧縮時の1分当たり0.1立方メートルの
固定変位を示す圧縮機を基準にしている。能力は、循環冷媒1ポンド(0.45
4kg)当たりの蒸発器内冷媒のエンタルピー変化、即ち、単位時間当たりに蒸
発器内冷媒によって除かれる熱を示すものである。性能係数(COP)は能力と
圧縮機の仕事の比を示すものであり、冷媒のエネルギー効率の尺度である。
【0037】 HFC−32/HFC−125の50/50wt%混合物を15/35/50
wt%のNH3/HFC−125/HFC−32と比較することにより証明され
る通り、NH3をHFC−32/HFC−125に添加すると、性能とCOPが
有意に改善され、また、圧縮機放出圧も低下することが、この本実施例の結果に
よって示される。50/50wt%のNH3/HFC−32を15/35/50
wt%のNH3/HFC−125/HFC−32と比較することにより証明され
る通り、HFC−125をNH3/HFC−32へ添加すると、能力が有意に改
善され、放出温度が低下し、凝縮器および蒸発器中では分別が低減する。20/
80wt%のNH3/HFC−125を20/50/30wt%のNH3/HFC
−125/HFC−32と比較することにより証明される通り、HFC−32を
NH3/HFC−125に添加すると、能力が有意に改善される。NH3/HFC
−125/HFC−32の組成物もHCFC−22に比較して改善された能力を
示す。
【0038】冷媒混合物、重量% 温度グライド、℃ 圧縮機 凝縮器 NH3 R125 R32 凝縮器 蒸発器 放出T.C 圧力kpa 能力 COP 0 20 80 0 0 96.9 3132 9038 4.44 0 40 60 0.07 0.03 90.2 3092 8646 4.369 0 50 50 0.13 0.07 86.8 3056 8382 4.33 0 60 40 0.21 0.12 83.5 3006 8060 4.268 0 80 20 0.4 0.2 75.7 2842 7199 4.13 100 0 0 0 0 133.5 2033 6746 4.9 80 20 0 2.8 2.6 126.7 2183 7187 4.92 35 65 0 0.6 1.4 104.3 2469 7547 4.73 30 70 0 0.26 0.7 100.4 2497 7574 4.71 25 75 0 0.06 0.31 96.1 2517 7553 4.7 20 80 0 0 0.1 91.8 2524 7424 4.64 10 0 90 0.09 0.20 108.4 3151 9645 4.595 50 0 50 3.5 4.8 122.4 2576 8395 4.838 90 0 10 1.5 1.5 131.7 2130 7060 4.905 3.5 3.1 93.4 0 0 104.8 3172 9456 4.5 5 47.5 47.5 0.4 0.4 91.3 3017 8593 4.441 5 85 10 0.4 0.5 79.3 2634 7007 4.32 10 45 45 0.5 0.7 95.2 2974 8720 4.544 15 1 84 0.4 0.7 110.2 3094 9589 4.64 15 15 70 0.45 0.9 106.2 3055 9377 4.634 15 35 50 0.6 1 100.8 2965 8954 4.62 15 50 35 0.7 1 96.8 2866 8534 4.61 15 42.5 42.5 0.6 1.1 98.8 2919 8756 4.614 15 70 15 0.5 0.7 91.4 2688 7833 4.582 15 84 1 0.06 0.08 87.4 2531 7244 4.56 20 1 79 0.8 1.46 112.3 3023 9449 4.672 20 30 50 0.9 1.5 105 2914 8945 4.665 20 40 40 0.8 1.4 102.2 2858 8716 4.663 20 50 30 0.8 1.3 99.6 2791 8446 4.662 20 79 1 0.04 0.16 92.1 2535 7463 4.669 30 35 35 1.5 2.6 108.5 2727 8485 4.717 40 30 30 2.4 3.8 113.5 2599 8239 4.783 50 25 25 3.1 4.4 117.6 2484 8025 4.848 60 20 20 3.5 4.4 121.3 2384 7806 4.895 70 15 15 3.4 3.8 125 2294 7556 4.903 80 10 10 2.8 2.7 128.4 2208 7280 4.898 90 5 5 1.7 1.4 131.2 2123 7021 4.903 95 2.5 2.5 0 0.75 132.5 2079 6871 4.896 HCFC- 0 0 89.3 1942 5920 4.76 22
【0039】 実施例5 凝縮器温度のCOPおよび能力に対する効果 次の表は、凝縮器温度を変えたときのCOPおよび能力の効果を示す。これら
のデータも図2と3に示す。凝縮器温度が上昇するとき、50/50wt%のH
FC−32/HFC−125のCOPおよび能力は、NH3/HFC−125/
HFC−32組成物以上に減少することが結果によって示される。これから、高
めの周囲温度条件ではNH3/HFC−125/HFC−32組成物の性能が改
善されることがわかる。
【0040】冷媒混合物、重量% 凝縮器温度での冷却能力 凝縮器温度でのCOP
NH3 HFC-125 HFC-32 35C 50C 60C 35C 50C 60C 0 50 50 9846 8382 7190 7.355 4.328 3.103 15 50 35 9634 8534 7742 7.58 4.61 3.487 15 35 50 10039 8954 8173 7.583 4.62 3.507
【0041】HFC−32/HFC−125 混合物に対するアンモニア 35 50 60 35 50 60
混合物の比 15 50 35 0.978 1.018 1.077 1.031 1.065 1.124 15 35 50 1.020 1.068 1.137 1.031 1.067 1.130
【0042】 補助的な化合物 他の化合物、例えば、約−100℃から100℃の沸点を有する脂肪族炭化水
素、約−100℃から100℃の沸点を有するハイドロフルオロカーボンアルカ
ン、約0℃から100℃の間の沸点を有するハイドロフルオロプロパン、約0℃
から100℃の間の沸点を有する炭化水素エステル、約−100℃から100℃
の間の沸点を有するハイドロクロロフルオロカーボン、約−100℃から100
℃の沸点を有するハイドロフルオロカーボン、約−100℃から100℃の間の
沸点を有するハイドロクロロカーボン、クロロカーボンおよび過フッ化化合物は
、定沸点挙動を含め、上記の共沸または共沸様組成物の性質を実質的に変えずに
、その組成物に少量添加することができる。
【0043】 添加剤、例えば、潤滑剤、腐食防止剤、界面活性剤、安定化剤、色素および他
の適当な物質を、本発明の基本的で新規な特性に実質的に影響しない限り、様々
な目的のために本発明の新規な組成物に添加してもよい。好ましい潤滑剤として
は、分子量が25より大きいエステルが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の3成分冷媒組成を示す、三角座標で表わした3成分組成図である。
【図2】 アンモニア/ペンタフルオロエタン/ジフルオロメタンおよびジフルオロメタ
ン/ペンタフルオロエタンの性能係数(COP)値の比を凝縮温度に対して示し
たグラフである。
【図3】 アンモニア/ペンタフルオロエタン/ジフルオロメタンおよびジフルオロメタ
ン/ペンタフルオロエタンの冷凍能力値の比を凝縮温度に対して示したグラフで
ある。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月20日(2000.4.20)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】 共沸様組成物とは、純粋な化合物の挙動を示す2種以上の物質の定沸点または
実質的に定沸点の液体混合物を指す。共沸様組成物を特徴づける1つの方法は、
液体を一部蒸発させ、または蒸留して生成する蒸気が蒸発または蒸留に用いる液
体と実質的に同じ組成を有する、即ち、混合物は組成が実質的に変化することな
く蒸留/還流することである。共沸様組成物を特徴づける他の方法は、特定温度
での組成物の泡立ち点蒸気圧と露点蒸気圧が実質的に同じであることである。こ
こで、組成物の80重量%を例えば蒸発によつて除いた後、元の組成物と元の組
成物の80重量%を除いた後に残った組成物との蒸気圧の差が約10%未満であ
る場合、その組成物は共沸様である。共沸組成物が存在する場合は、元の組成物
と元の組成物の80重量%を除いた後に残った組成物との蒸気圧に差はない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横関 昭道 アメリカ合衆国 19807 デラウェア州 ウィルミントン コングレッショナル ド ライブ 109 アパートメント シー

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニア、ペンタフルオロエタン、およびジフルオロメタ
    ンを含むことを特徴とする3成分組成物。
  2. 【請求項2】 前記組成物が共沸または共沸様組成物であることを特徴とす
    る請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 前記組成物が非共沸組成物であることを特徴とする請求項1
    に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の共沸または共沸様組成物であって、アンモ
    ニアとペンタフルオロエタンとジフルオロメタンの3成分相図中の直線、即ち、
    点A(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジフルオロメタン=1/1/98重量
    パーセント)と点B(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジフルオロメタン=2
    3/1/76重量パーセント)をつなぐ線、点Bと点C(アンモニア/ペンタフ
    ルロエタン/ジフルオロメタン=40/59/1重量パーセント)をつなぐ線、
    点Cと点D(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジフルオロメタン=1/98/
    1重量パーセント)をつなぐ線、および点Dと点Aをつなぐ線で囲まれる区域で
    定義される量のアンモニア、ペンタフルオロエタン、およびジフルオロメタンか
    ら本質的になるか、あるいは、アンモニアとペンタフルオロエタンとジフルオロ
    メタンの3成分相図中の直線、即ち、点E(アンモニア/ペンタフルロエタン/
    ジフルオロメタン=88/1/11重量パーセント)と点G(アンモニア/ペン
    タフルロエタン/ジフルオロメタン=98/1/1重量パーセント)をつなぐ線
    、点Gと点F(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジフルオロメタン=88/1
    1/1重量パーセント)をつなぐ線、および点Fと点Eをつなぐ線で囲まれる区
    域で定義される量のアンモニア、ペンタフルオロエタン、およびジフルオロメタ
    ンから本質的になることを特徴とする共沸または共沸様組成物。
  5. 【請求項5】 5〜25重量パーセントのアンモニア、1〜94重量パーセ
    ントのペンタフルロエタン、および1〜94重量パーセントのジフルオロメタン
    から本質的になることを特徴とする請求項2に記載の共沸または共沸様組成物。
  6. 【請求項6】 5〜20重量パーセントのアンモニア、1〜89重量パーセ
    ントのペンタフルロエタン、および1〜89重量パーセントのジフルオロメタン
    から本質的になることを特徴とする請求項2に記載の共沸または共沸様組成物。
  7. 【請求項7】 5〜15重量パーセントのアンモニア、20〜70重量パー
    セントのペンタフルロエタン、および20〜70重量パーセントのジフルオロメ
    タンから本質的になることを特徴とする請求項2に記載の共沸または共沸様組成
    物。
  8. 【請求項8】 アンモニアとペンタフルオロエタンとジフルオロメタンの3
    成分相図中の直線、即ち、点B(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジフルオロ
    メタン=23/1/76重量パーセント)と点E(アンモニア/ペンタフルロエ
    タン/ジフルオロメタン=88/1/11重量パーセント)をつなぐ線、点Eと
    点F(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジフルオロメタン=88/11/1重
    量パーセント)をつなぐ線、点Fと点C(アンモニア/ペンタフルロエタン/ジ
    フルオロメタン=40/59/1重量パーセント)をつなぐ線、および点Cと点
    Bをつなぐ線で囲まれる区域で定義される量のアンモニア、ペンタフルオロエタ
    ン、およびジフルオロメタンから本質的になることを特徴とする請求項3に記載
    の非共沸組成物。
  9. 【請求項9】 50〜70重量パーセントのアンモニア、1〜49重量パー
    セントのペンタフルロエタン、および1〜49重量パーセントのジフルオロメタ
    ンを含むことを特徴とする請求項3に記載の非共沸組成物。
  10. 【請求項10】 同一温度で比較したとき、純粋なアンモニア、ペンタフル
    ロエタンまたはジフルオロメタンのいずれよりも高い蒸気圧を有する組成物を形
    成する有効量のアンモニア、ペンタフルロエタン、およびジフルオロメタンから
    本質的になることを特徴とする3成分冷媒組成物。
  11. 【請求項11】 冷媒としての請求項1から10に記載の組成物の使用。
  12. 【請求項12】 請求項1から10に記載の組成物を凝縮し、その後で前記
    組成物を被冷却体の近傍で蒸発させることを含むことを特徴とする冷凍方法。
  13. 【請求項13】 請求項1から10に記載の組成物を被加熱体の近傍で凝縮
    し、その後で前記組成物を蒸発させることを含むことを特徴とする加熱方法。
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