JP2003515654A - 冷媒組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
ことを計画されている冷凍装置内の代替物としての使用のための冷媒組成物に関
する。
った。しかし、R12は塩素原子を含有し、オゾン層への環境破壊について示唆
されてきた。その結果、塩素原子を含有するR12のような冷媒の使用を伴わな
い冷媒調製物でR12を置き換える努力がなされてきた。主として空気調整シス
テムに使用されるR22にも同様な説明が適用される。
とともに、R134a(C2H2F4、1,1,1,2−テトラフルオロエタン)
に特に注目されてきた。これらの2種の冷媒の市販調製物は、炭化水素、すなわ
ちプロパン、プロピレンまたはイソブタンの使用を伴う。これらの冷媒調製物は
概括的にR12及びR22の代替物として有効であるが、にもかかわらず、それ
らの使用が完全に満足すべきものではないことが見いだされた。
液体組成物の上方の蒸気が引火性の問題を有する。その結果これらの市販調製物
は幾つかの漏洩シナリオ条件下で引火性組成物を生成することができる。これら
の冷媒組成物の引火性はそれらの炭化水素の含量に存在する。炭化水素を取り込
む目的の一つは調製物がR12及びR22冷凍装置に通常使用される潤滑剤と相
容性であるためである。この具体的な炭化水素はそれらが過フッ化炭化水素の沸
点に対して正確な沸点をもつために選択されてきた。
ルオロプロパン(沸点−36.7℃)、トリフルオロメトキシジフルオロメタン
(沸点−34.6℃)またはヘキサフルオロ−シクロプロパン(沸点−31.5
℃)]またはそれらの2種以上の混合物、 (b) 組成物の重量の30〜94重量%の量の、R125、R134a、R1
34(1,1,2,2−テトラフルオロエタン)、1,1−ジフルオロエタン(
R152a、沸点−24.7℃)、トリフルオロメトキシペンタフルオロエタン
(沸点、−23.3℃)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパ
ン(R227ea、沸点−18.3℃)または1,1,1,2,2,3,3−ヘ
プタフルオロプロパン(R227ca、沸点−16.3℃)、またはそれらの2
種以上の混合物、及び (c) 組成物の重量の1〜10重量%の量の、メチルプロパン以外の、nが少
なくとも4であり、mが少なくとも2n−2の式CnHmの未置換炭化水素、 を含んで成る冷媒組成物を記載し、請求している。
子をもつ炭化水素を以前に提唱されたものの代わりに使用すると、分別された組
成物の引火性が著しく減少する。
50重量%のR134a並びに46.5重量%のR125及び4重量%のn−ブ
タンまたは46重量%のR125及び3.5重量%のn−ブタンのいずれかを含
む。それらの冷却能及びそれらの性能係数の双方に関するそれらの性能を算定す
るためにこの調製物の変形体の実験を実施した。期待されるであろうように、n
−ブタンの濃度が減少すると、冷却能は概括的に減少する。しかし、驚くべきこ
とには、本発明に従うと、特定のレベル、約2.3重量%より下のn−ブタンで
は、1.5重量%のみの濃度における性能が3.5重量%を含む調製物の性能に
匹敵するように、性能が再度増加することが見いだされた。更に、驚くべきこと
には、同様な量のイソブタン(メチルプロパン)もまた非常に有効であることが
見いだされた。約2.3%より大量のイソブタンはより低い濃度で起こらない引
火性の問題を生じる傾向がある。従って、本発明は (a) 組成物の重量の少なくとも35%の量の、ペンタフルオロエタン、オク
タフルオロプロパン、トリフルオロメトキシジフルオロメタンまたはヘキサフル
オロ−シクロプロパン、またはそれらの2種以上の混合物、 (b) 組成物の重量の少なくとも30重量%の量の、1,1,1,2−もしく
は1,1,2,2−テトラフルオロエタン、トリフルオロメトキシペンタフルオ
ロエタン、1,1,1,2,3,3−ヘプタフルオロプロパンまたはそれらの2
種以上の混合物及び (c) 組成物の重量の1重量%〜2.3重量%未満の量の、n−ブタンもしく
はイソブタン、 を含んで成る(概括的に液体相中に)液体冷媒組成物を提供する。
近位の組成物を蒸発させることを含んで成る、冷凍の生成方法を提供する。本発
明はまた、冷媒として本発明の組成物を含有する冷凍装置を提供する。
概括的な範囲は35〜65重量%であるが、実際的には、概括的に少なくとも4
0重量%であろう。好ましい範囲は40〜55重量%、特には45〜52重量%
である。好ましくは成分(a)はR125または、R125の少なくとも半量(
質量で)を含有する混合物である。後者の場合には、全組成物中のR125の含
量が少なくとも35重量%、好ましくは40重量%であることが忠告される。最
も好ましくは、成分(a)はR125である。
。具体的には、成分は35重量%〜60重量%、好ましくは45〜60重量%、
そして特には47.5〜55重量%の量で存在する。成分(b)は好ましくはR
134aである。
c)がn−ブタンである時は、それぞれの含量は望ましくは、35〜60重量%
、概括的には40〜60重量%である。好ましくはそれぞれの濃度は45重量%
より上〜55重量%である。
的には組成物は3種の本質的成分を含んで成るであろうが、少なくとも、第4の
成分もまた存在することができる。具体的な更なる成分は、他の過フッ化炭化水
素のみならずまた、プロパンのような炭化水素及び、とりわけ、最高で−40℃
、好ましくは、最高−49℃の大気圧沸点をもつもの、特に分子中のF/G比が
少なくとも1であるもののようなヒドロフルオロカーボン、好ましくはR23、
トリフルオロメタン、そして最も好ましくは、R32、ジフルオロメタンを含む
。概して、これらの他の成分の最大濃度は、成分(a)、(b)及び(c)の重
量の合計の30重量%を越えず、具体的には20重量%を越えず、好ましくは1
0重量%を越えず、そして特には5重量%を越えず、そして更に特には、2重量
%を越えない。ヒドロフルオロカーボンの存在は概括的に、調製物の所望の特性
に中性の効果(neutral effect)を有する。望ましくは、ブタン、特にn−ブタ
ンは組成物の炭化水素の総重量の少なくとも70重量%、好ましくは少なくとも
80重量%、そしてより好ましくは少なくとも90重量%を表す。あらゆる温室
効果を最少にするために過ハロゲン化炭素を回避することが好ましいことが認識
されるであろう。
相容性であることが見いだされた。従って、本発明の組成物はナフテン油、パラ
フィン油及びシリコーン油を含む、鉱油及びアルキルベンゼン潤滑剤とともに使
用することができ、多数の最近の冷媒組成物に必要とされる、ポリオールエステ
ル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)及びポリオキシプロピレン
グリコールのような完全合成潤滑剤を使用する必要がない。使用することができ
る適した潤滑剤の更なる詳細は欧州特許第399017号明細書に開示されてい
る。
改良剤、流動点降下剤、洗剤、気泡抑制剤及び粘度調整剤を含む通常の添加剤を
使用することができる。適した添加剤の例は米国特許第4755316号明細書
の表Dに含まれている。
膨張弁及び、水性グリコール混合物を充填された絶縁浴中に封入された蒸発機を
取り入れた。蒸発機上に熱負荷を与えるために浴アセンブリーに電気ヒーター要
素を付けた。冷媒の過熱及び冷却不足の決定を可能にするためにシステムの周囲
に数々の熱電対を付けた。蒸発機及びコンデンサーの温度を決定させるために圧
力ゲージも付けた。
スから熱量計に充填された。冷媒組成物の性能(冷却率または能力)を冷媒によ
る冷却に対して平衡化された浴への熱のインプットを測定することにより決定さ
れた。コンプレッサーの電力消費を測定して、性能の係数(C.O.P)を決定
させた。蒸発温度は0℃であり、凝縮温度は40℃、そして過熱は8Kであった
。
らの結果は付記の図面の図1に、グラフにより示し、番号の付いた等高線は以下
の値を表す。 等高線のキー 1=3.4、 5=3.0、 2=3.3、 6=2.9、 3=3.2、 7=2.8、 4=3.1、 8=2.7
等高線は以下の値を表す、 等高線キー 1=3.7、 6=3.2 2=3.6、 7=3.1 3=3.5、 8=3.0 4=3.4、 9=2.9 5=3.3、 10=2.8
Claims (25)
- 【請求項1】 (a) 組成物の重量の少なくとも35%の量の、ペンタフ
ルオロエタン、オクタフルオロプロパン、トリフルオロメトキシジフルオロメタ
ンまたはヘキサフルオロ−シクロプロパン、またはそれらの2種類以上の混合物
、(b) 組成物の重量の少なくとも30%の量の、1,1,1,2−もしくは
1,1,2,2−テトラフルオロエタン、トリフルオロメトキシペンタフルオロ
エタン、1,1,1,2,3,3−ヘプタフルオロプロパンまたはそれらの2種
類以上の混合物及び (c) 組成物の重量の1重量%〜2.3重量%未満の量の、n−ブタンもしく
はイソブタン、を含んで成る冷媒組成物。 - 【請求項2】 成分(c)が組成物の重量の1.0重量%より上〜2.0重
量%までの量で存在する、請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 成分(b)が組成物の重量の約1.5重量%の量で存在する
、請求項2記載の組成物。 - 【請求項4】 成分(a)がペンタフルオロエタンである、請求項1または
2記載の組成物。 - 【請求項5】 成分(a)が組成物の重量の35〜65重量%の量で存在す
る、請求項4記載の組成物。 - 【請求項6】 成分(a)が組成物の重量の40〜55重量%の量で存在す
る、請求項5記載の組成物。 - 【請求項7】 成分(a)が組成物の重量の45〜52重量%の量で存在す
る、請求項6記載の組成物。 - 【請求項8】 成分(b)が1,1,1,2−テトラフルオロエタンである
、前記の請求項のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項9】 成分(b)が組成物の重量の35〜60重量%の量で存在す
る、請求項8記載の組成物。 - 【請求項10】 成分(b)が組成物の重量の45〜60重量%の量で存在
する、請求項9記載の組成物。 - 【請求項11】 成分(b)が組成物の重量の47.5〜55重量%の量で
存在する、請求項10記載の組成物。 - 【請求項12】 双方の成分が組成物の重量の35〜60重量%の量で存在
する請求項4及び8記載の組成物。 - 【請求項13】 双方の成分が組成物の重量の45重量%より上〜55重量
%の量で存在する請求項12記載の組成物。 - 【請求項14】 成分(c)がn−ブタンである、前記の請求項のいずれか
1項に記載の組成物。 - 【請求項15】 更なる成分を含んで成る、前記の請求項のいずれか1項に
記載の組成物。 - 【請求項16】 更なる成分がヒドロフルオロカーボンである、請求項15
記載の組成物。 - 【請求項17】 ヒドロフルオロカーボンが最高−40℃の大気圧沸点をも
つ、請求項16記載の組成物。 - 【請求項18】 ヒドロフルオロカーボン中のF/H比が少なくとも1であ
る、請求項16または17記載の組成物。 - 【請求項19】 ヒドロフルオロカーボンがジフルオロメタンもしくはトリ
フルオロメタンである、請求項18記載の組成物。 - 【請求項20】 更なる成分が(a)、(b)及び(c)の重量の5重量%
を越えない量で存在する、請求項15〜19のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項21】 更なる成分が(a)、(b)及び(c)の重量の2重量%
を越えない量で存在する、請求項20記載の組成物。 - 【請求項22】 実質的に本文書中の前記に定義された請求項1記載の組成
物。 - 【請求項23】 冷凍装置中の冷媒としての前記の請求項のいずれか1項に
記載の組成物の使用。 - 【請求項24】 請求項1〜22のいずれか1項に記載の組成物を凝縮し、
そしてその後、冷却される物体の近位の組成物を蒸発させることを含んで成る、
冷凍をもたらす方法。 - 【請求項25】 請求項1〜22のいずれか1項記載の組成物を冷媒として
含有する冷凍装置。
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