JP2007517970A - ヒドロフルオロカーボン冷媒組成物およびその使用 - Google Patents
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Abstract
冷凍もしくはエアコン機器でまたは伝熱流体として有用であるヒドロフルオロカーボン冷媒または伝熱流体組成物が本明細書に開示される。本発明の組成物はまた、2段圧縮機またはシングル・スラブ式.シングル・パス式熱交換器を用いる遠心圧縮機機器でも有用である。
Description
本発明は、少なくとも1つのヒドロフルオロカーボン(HFC)、またはその組合せを含む冷凍およびエアコン機器での使用に好適な組成物に関する。さらに、本発明は、少なくとも1つのヒドロフルオロカーボン(HFC)、またはその組合せを含む遠心圧縮機を用いる冷凍およびエアコン機器での使用のための組成物に関する。本発明の組成物は、冷却または熱をもたらすためのプロセスでまたは伝熱流体として有用である。
(関連出願の相互参照)
本件出願は、2004年1月14日出願の米国仮特許出願第60/536,819号明細書、および2004年1月15日出願の米国仮特許出願第60/537,453号明細書、および2004年3月4日出願の米国仮特許出願第60/549,978号明細書、および2004年5月26日出願の米国仮特許出願第60/575,037号明細書、ならびに2004年6月29日出願の米国仮特許出願第60/584,785号明細書の優先権を主張するものである。
本件出願は、2004年1月14日出願の米国仮特許出願第60/536,819号明細書、および2004年1月15日出願の米国仮特許出願第60/537,453号明細書、および2004年3月4日出願の米国仮特許出願第60/549,978号明細書、および2004年5月26日出願の米国仮特許出願第60/575,037号明細書、ならびに2004年6月29日出願の米国仮特許出願第60/584,785号明細書の優先権を主張するものである。
冷凍業界は、モントリオール議定書(Montreal Protocol)の結果として段階的に廃止されつつあるオゾン破壊クロロフルオロカーボン(CFC)およびヒドロクロロフルオロカーボン(HCFC)の代替冷媒を見いだすために過去二,三十年の間取り組んできている。ほとんどの冷媒製造業者にとっての解決策は、ヒドロフルオロカーボン(HFC)冷媒の商業化であった。現時点で最も広く使用されつつある新たなHFC冷媒、HFC−134aは、ゼロのオゾン破壊係数を有し、従ってモントリオール議定書の結果としての現行規制上の段階的廃止による影響を受けない。
さらなる環境規制は究極的に、ある種のHFC冷媒のグローバルな段階的廃止をもたらすかもしれない。現在、自動車業界は、自動車エアコンに使用される冷媒についての地球温暖化係数にかかわる規制に直面しているところである。それ故、自動車エアコン市場向けに減少した地球温暖化係数の新たな冷媒を特定する大きな必要性が現在存在する。規制が将来より広く適用されれば、冷凍および自動車エアコン業界のすべての分野に使用できる冷媒に対してさらにより大きい必要性が感じられるであろう。
現在提案されているHFC−134aの代替冷媒には、HFC−152a、ブタンもしくはプロパンのような純炭化水素、またはCO2もしくはアンモニアのような「天然」冷媒が含まれる。これらの提案された代替品の多くは有毒であり、可燃性であり、および/または低いエネルギー効率を有する。それ故、新たな代替品が絶えず捜し求められつつある。
本発明の目的は、低いまたはゼロのオゾン破壊係数および現在の冷媒と比べてより低い地球温暖化係数という要求を満たすために独特の特性を与える新奇な冷媒組成物および伝熱流体を提供することである。
本発明は、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,3−ジフルオロプロパン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
およびそれらの組合せ、
よりなる群から選択された冷媒または伝熱流体に関する。
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,3−ジフルオロプロパン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
およびそれらの組合せ、
よりなる群から選択された冷媒または伝熱流体に関する。
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよびそれらの組合せ、
よりなる群から選択された、遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な冷媒または伝熱流体がまた本明細書に開示される。
1,3−ジフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよびそれらの組合せ、
よりなる群から選択された、遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な冷媒または伝熱流体がまた本明細書に開示される。
さらなる開示は、2段遠心圧縮機を用いる、またはシングル・スラブ式/シングル・パス式熱交換器を用いる、または2段遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な冷媒または伝熱流体組成物であって、
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
およびそれらの組合せ、
よりなる群から選択された組成物である。
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
およびそれらの組合せ、
よりなる群から選択された組成物である。
本発明組成物を使用する冷却、熱、および熱源からヒートシンクへの熱の移動をもたらすためのプロセスもまた本明細書に開示される。
本発明の冷媒組成物は、少なくとも1つのヒドロフルオロカーボン(HFC)またはその組合せを含む。本発明の冷媒組成物は、単一化合物を含んでもよいしまたは2つ以上の化合物を含む混合物であってもよい。
本発明のヒドロフルオロカーボンは水素、フッ素および炭素を含有する化合物を含む。これらのヒドロフルオロカーボンは、式CxH2x+2−yFyまたはCxH2x−yFyで表されてよい。式中、xは3〜8に等しくてもよく、yは1〜17に等しくてもよい。ヒドロフルオロカーボンは、約3〜8個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖または環式、飽和または不飽和化合物であってもよい。代表的なヒドロフルオロカーボンは表1にリストされる。
表1にリストされた化合物は、商業的に入手可能であるかまたは当該技術で公知のプロセスによって製造されてもよい。
本発明の組成物は、オゾン破壊可能性を全く持たないおよび低い地球温暖化係数を有する。例えば、軽くフッ素化されたヒドロフルオロカーボンは、単独でまたは混合物で、現在使用中の多くのHFC冷媒より低い地球温暖化係数を有するであろう。
組合せまたは混合物である本発明の組成物は、所望量の個々の成分を組み合わせるための任意の便利な方法によって製造されてもよい。好ましい方法は、所望の成分量を量り、その後、成分を適切な容器で組み合わせることである。必要ならば、かき混ぜが用いられてもよい。
2段遠心圧縮機、またはシングル・スラブ式/シングル・パス式熱交換器を用いる冷凍またはエアコンで使用されてもよい本発明の冷媒または伝熱組成物は、
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
またはそれらの組合せ、
の少なくとも1つである。
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
またはそれらの組合せ、
の少なくとも1つである。
本発明の組成物は、オゾン破壊可能性を全く持たない、および低い地球温暖化係数を有する。例えば、軽くフッ素化されたヒドロフルオロカーボンは、単独でまたは混合物で、現在使用中の多くのHFC冷媒より低い地球温暖化係数を有するであろう。
本発明の組成物は、紫外線(UV)染料および場合により可溶化剤をさらに含んでもよい。UV染料は、冷凍またはエアコン・システム内の漏出点で紫外光下に染料の蛍光を観察することを可能にすることによって冷媒組成物の漏出を検出するために有用な成分である。可溶化剤は、幾つかの冷媒でのかかるUV染料の不満足な溶解性のために必要とされるかもしれない。
「紫外線」染料とは、電磁スペクトルの紫外または「近」紫外域で光を吸収するUV蛍光組成物を意味する。10ナノメートル〜750ナノメートルのどこかの波長で放射線を発するUV光による照明下にUV蛍光染料によって生み出される蛍光が検出されてもよい。それ故、かかるUV蛍光染料を含有する冷媒が冷凍またはエアコン機器のある所定の漏出点から漏出しつつある場合、蛍光を漏出点で検出することができる。かかるUV蛍光染料には、ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナンスラセン(phenanthracenes)、キサンテン、チオキサンテン、ナフトサンテン、フルオレセイン、およびそれらの誘導体または組合せが含まれるが、それらに限定されない。
本発明の可溶化剤は、炭化水素、炭化水素エーテル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、ケトン、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、フルオロエーテルおよび1,1,1−トリフルオロアルカンよりなる群から選択された少なくとも1つの化合物を含む。
本発明の炭化水素可溶化剤は、5個以下の炭素原子および何の他の官能基もなしで水素のみを含有する直鎖、分岐鎖または環式アルカンまたはアルケンをはじめとする炭化水素を含む。代表的な炭化水素可溶化剤は、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、n−ブタン、イソブタン、およびn−ペンタンを含む。冷媒が炭化水素である場合、可溶化剤は同じ炭化水素でない場合もあることが留意されるべきである。
本発明の炭化水素エーテル可溶化剤は、ジメチルエーテル(DME)のような、炭素、水素および酸素のみを含有するエーテルを含む。
本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤は式R1[(OR2)xOR3]y(式中、xが1〜3の整数であり、yが1〜4の整数であり、R1が水素および1〜6個の炭素原子とy個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基から選択され、R2が2〜4個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、R3が水素ならびに1〜6個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され、R1およびR3の少なくとも1つが前記炭化水素基である)で表され、かつ、約100〜約300原子質量単位の分子量を有する。R1[(OR2)xOR3]yで表される本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤において、xは好ましくは1〜2であり、yは好ましくは1であり、R1およびR3は好ましくは独立して水素およびに1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択され、R2は好ましくは2〜3個の炭素原子、最も好ましくは3個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、ポリオキシアルキレングリコールエーテル分子量は好ましくは約100〜約250原子質量単位、最も好ましくは約125〜約250原子質量単位である。1〜6個の炭素原子を有するR1およびR3炭化水素基は線状、分岐または環式であってもよい。代表的なR1およびR3炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル,イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル,ネオペンチル、第三ペンチル,シクロペンチル、およびシクロヘキシルが含まれる。本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤上の遊離のヒドロキシル基がある種の圧縮冷凍機器構築資材(例えばマイラー(Mylar)(登録商標))と相性が悪いかもしれない場合、R1およびR3は好ましくは1〜4個の炭素原子、最も好ましくは1個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基である。2〜4個の炭素原子を有するR2脂肪族ヒドロカルビレン基は、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、およびオキシブチレン基を含む繰り返しオキシアルキレン基−(OR2)x−を形成する。1つのポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤分子中にR2を含むオキシアルキレン基は、同じものであってもよいし、または1つの分子は異なるR2オキシアルキレン基を含有してもよい。本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤は好ましくは少なくとも1つのオキシプロピレン基を含む。R1が1〜6個の炭素原子とy個の結合部位とを有する脂肪族または脂環式炭化水素基である場合、該基は線状、分岐または環式であってもよい。2つの結合部位を有する代表的なR1脂肪族炭化水素基には、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、シクロペンチレン基およびシクロヘキシレン基が含まれる。3つまたは4つの結合部位を有する代表的なR1脂肪族炭化水素基には、それらのヒドロキシル基を除去することによって、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、1,2,3−トリヒドロキシシクロヘキサンおよび1,3,5−トリヒドロキシシクロヘキサンのような、ポリアルコールに由来する残基が含まれる。
代表的なポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤には、CH3OCH2CH(CH3)O(HまたはCH3)(プロピレングリコールメチル(またはジメチル)エーテル)、CH3O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはCH3)(ジプロピレングリコールメチル(またはジメチル)エーテル)、CH3O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはCH3)(トリプロピレングリコールメチル(またはジメチル)エーテル)、C2H5OCH2CH(CH3)O(HまたはC2H5)(プロピレングリコールエチル(またはジエチル)エーテル)、C2H5O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはC2H5)(ジプロピレングリコールエチル(またはジエチル)エーテル)、C2H5O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはC2H5)(トリプロピレングリコールエチル(またはジエチル)エーテル)、C3H7OCH2CH(CH3)O(HまたはC3H7)(プロピレングリコールn−プロピル(またはジ−n−プロピル)エーテル)、C3H7O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはC3H7)(ジプロピレングリコールn−プロピル(またはジ−n−プロピル)エーテル)、C3H7O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはC3H7)(トリプロピレングリコールn−プロピル(またはジ−n−プロピル)エーテル)、C4H9OCH2CH(CH3)OH(プロピレングリコールn−ブチルエーテル)、C4H9O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはC4H9)(ジプロピレングリコールn−ブチル(またはジ−n−ブチル)エーテル)、C4H9O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはC4H9)(トリプロピレングリコールn−ブチル(またはジ−n−ブチル)エーテル)、(CH3)3COCH2CH(CH3)OH(プロピレングリコールt−ブチルエーテル)、(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]2(Hまたは(CH3)3)(ジプロピレングリコールt−ブチル(またはジ−t−ブチル)エーテル)、(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]3(Hまたは(CH3)3)(トリプロピレングリコールt−ブチル(またはジ−t−ブチル)エーテル)、C5H11OCH2CH(CH3)OH(プロピレングリコールn−ペンチルエーテル)、C4H9OCH2CH(C2H5)OH(ブチレングリコールn−ブチルエーテル)、C4H9O[CH2CH(C2H5)O]2H(ジブチレングリコールn−ブチルエーテル)、トリメチロールプロパントリ−n−ブチルエーテル(C2H5C(CH2O(CH2)3CH3)3)およびトリメチロールプロパンジn−ブチルエーテル(C2H5C(CH2OC(CH2)3CH3)2CH2OH)が含まれるが、それらに限定されない。
本発明のアミド可溶化剤は、R1、R2、R3およびR5が独立して1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され、R4が3〜12個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される、式R1CONR2R3およびcyclo−[R4CON(R5)−]で表されるものであって、約100〜約300原子質量単位の分子量を有するものを含む。前記アミドの分子量は好ましくは約160〜約250原子質量単位である。R1、R2、R3およびR5は場合により置換炭化水素基、すなわち、ハロゲン(例えば、フッ素、塩素)およびアルコキシド(例えばメトキシ)から選択された非炭化水素置換基を含有する基を含んでもよい。R1、R2、R3およびR5は場合によりヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、その他の点では炭素原子よりなる基鎖中に原子窒素(アザ−)、酸素(オキサ−)または硫黄(チア−)を含有する基を含んでもよい。一般に、3つ以下、好ましくは1つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がR1〜3中の各10個の炭素原子について存在するだろうし、任意のかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在は、前述の分子量制限を適用する際に考慮されなければならない。好ましいアミド可溶化剤は炭素、水素、窒素および酸素よりなる。代表的なR1、R2、R3およびR5脂肪族および脂環式炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。アミド可溶化剤の好ましい実施形態は、前述の式cyclo−[R4CON(R5)−]中のR4がヒドロカルビレン基(CR6R7)nで表されてもよいもの、つまり、式cyclo−[(CR6R7)nCON(R5)−](ここで、分子量について前に述べられた値が適用され、nは3〜5の整数であり、R5は1〜12個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基であり、R6およびR7は独立してR1〜3の定義で前に提供された規則によって(各nについて)選択される)である。式cyclo−[(CR6R7)nCON(R5)−]で表されるラクタムで、すべてのR6およびR7は好ましくは水素であり、またはn個のメチレン単位の中に単一の飽和炭化水素基を含有し、R5は3〜12個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基である。例えば、1−(飽和炭化水素基)−5−メチルピロリジン−2−オン。
代表的なアミド可溶化剤には、1−オクチルピロリジン−2−オン、1−デシルピロリジン−2−オン、1−オクチル−5−メチルピロリジン−2−オン、1−ブチルカプロラクタム、1−シクロヘキシルピロリジン−2−オン、1−ブチル−5−メチルピペリド−2−オン、1−ペンチル−5−メチルピペリド−2−オン、1−ヘキシルカプロラクタム、1−ヘキシル−5−メチルピロリジン−2−オン、5−メチル−1−ペンチルピペリド−2−オン、1,3−ジメチルピペリド−2−オン、1−メチルカプロラクタム、1−ブチル−ピロリジン−2−オン、1,5−ジメチルピペリド−2−オン、1−デシル−5−メチルピロリジン−2−オン、1−ドデシルピロリド−2−オン、N,N−ジブチルホルムアミドおよびN,N−ジイソプロピルアセトアミドが含まれるが、それらに限定されない。
本発明のケトン可溶化剤は、R1およびR2が独立して1〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素基から選択される、式R1COR2で表されるケトンであって、約70〜約300原子質量単位の分子量を有するケトンを含む。前記ケトン中のR1およびR2は好ましくは独立して1〜9個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される。前記ケトンの分子量は好ましくは約100〜200原子質量単位である。R1およびR2は一緒になって連結ヒドロカルビレン基を形成し、5、6、または7員環環式ケトン、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、およびシクロヘプタノンを形成してもよい。R1およびR2は場合により置換炭化水素基、すなわち、ハロゲン(例えば、フッ素、塩素)およびアルコキシド(例えばメトキシ)から選択された非炭化水素置換基を含有する基を含んでもよい。R1およびR2は場合によりヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、その他の点では炭素原子よりなる基鎖中に原子窒素(アザ−)、酸素(ケト−、オキサ−)または硫黄(チア−)を含有する基を含んでもよい。一般に、3つ以下、好ましくは1つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がR1およびR2中の各10個の炭素原子について存在するだろうし、任意のかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在は、前述の分子量制限を適用する際に考慮されなければならない。一般式R1COR2中の代表的なR1およびR2脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素基には、フェニル、ベンジル、クメニル、メシチル、トリル、キシリルおよびフェネチルだけでなく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。
代表的なケトン可溶化剤には、2−ブタノン、2−ペンタノン、アセトフェノン、ブチロフェノン、ヘキサノフェノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、5−メチル−2−ヘキサノン、2−オクタノン、3−オクタノン、ジイソブチルケトン、4−エチルシクロヘキサノン、2−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、4−デカノン、2−デカロン、2−トリデカノン、ジヘキシルケトンおよびジシクロヘキシルケトンが含まれるが、それらに限定されない。
本発明のニトリル可溶化剤は、R1が5〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式またはアリール炭化水素基から選択される、式R1CNで表されるニトリルであって、約90〜約200原子質量単位の分子量を有するニトリルを含む。前記ニトリル可溶化剤中のR1は好ましくは8〜10個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される。前記ニトリル可溶化剤の分子量は好ましくは約120〜約140原子質量単位である。R1は場合により置換炭化水素基、すなわち、ハロゲン(例えば、フッ素、塩素)およびアルコキシド(例えばメトキシ)から選択された非炭化水素置換基を含有する基を含んでもよい。R1は場合によりヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、その他の点では炭素原子よりなる基鎖中に原子窒素(アザ−)、酸素(ケト−、オキサ−)または硫黄(チア−)を含有する基を含んでもよい。一般に、3つ以下、好ましくは1つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がR1中の各10個の炭素原子について存在するだろうし、任意のかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在は、前述の分子量制限を適用する際に考慮されなければならない。一般式R1CN中の代表的なR1脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素基には、フェニル、ベンジル、クメニル、メシチル、トリル、キシリルおよびフェネチルだけでなく、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。
代表的なニトリル可溶化剤には、1−シアノペンタン,2,2−ジメチル−4−シアノペンタン,1−シアノヘキサン、1−シアノヘプタン、1−シアノオクタン、2−シアノオクタン、1−シアノノナン、1−シアノデカン、2−シアノデカン、1−シアノウンデカンおよび1−シアノドデカンが含まれるが、それらに限定されない。
本発明のクロロカーボン可溶化剤は、xが整数1または2から選択され、Rが1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される、式RClxで表されるクロロカーボンであって、約100〜約200原子質量単位の分子量を有するクロロカーボンを含む。前記クロロカーボン可溶化剤の分子量は好ましくは約120〜150原子質量単位である。一般式RClx中の代表的なR脂肪族および脂環式炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。
代表的なクロロカーボン可溶化剤には、3−(クロロメチル)ペンタン、3−クロロ−3−メチルペンタン、1−クロロヘキサン、1,6−ジクロロヘキサン、1−クロロヘプタン、1−クロロオクタン、1−クロロノナン、1−クロロデカン、および1,1,1−トリクロロデカンが含まれるが、それらに限定されない。
本発明のエステル可溶化剤は、R1およびR2が独立して線状および環式の、飽和および不飽和の、アルキルおよびアリール基から選択される、一般式R1CO2R2で表されるエステルを含む。好ましいエステルは本質的に元素C、HおよびOよりなり、約80〜約550原子質量単位の分子量を有する。
代表的なエステルには、(CH3)2CHCH2OOC(CH2)2−4OCOCH2CH(CH3)2(二塩基酸ジイソブチルエステル)、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸n−プロピル、安息香酸エチル、フタル酸ジ−n−プロピル、安息香酸エトキシエチルエステル、炭酸ジプロピル、「イグザート(Exxate)700」(市販の酢酸C7アルキル)、「イグザート800」(市販の酢酸C8アルキル)、フタル酸ジブチルおよび酢酸第三ブチルが含まれるが、それらに限定されない。
本発明のラクトン可溶化剤は下記の構造[A]、[B]、および[C]で表されるラクトンを含む。
これらのラクトンは、構造[A]および[B]について、R1〜R8が独立して水素または線状、分岐、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択される、6原子(A)、または好ましくは5原子(B)の環中に官能基−CO2−を含有する。各R1〜R8は連結されて別のR1〜R8と環を形成してもよい。ラクトンは、R1〜R6が独立して水素または線状、分岐、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択される、構造[C]のように環外アルキリデン基を有してもよい。各R1〜R6は連結されて別のR1〜R6と環を形成してもよい。ラクトン可溶化剤は約80〜約300原子質量単位、好ましくは約80〜約200原子質量単位の分子量範囲を有する。代表的なラクトン可溶化剤には、表2にリストされた化合物が含まれるが、それらに限定されない。
ラクトン可溶化剤は一般に40℃で約7センチストーク未満の動粘度を有する。例えば、両方とも40℃で、ガンマ−ウンデカラクトンは5.4センチストークの動粘度を有し、シス−(3−ヘキシル−5−メチル)ジヒドロフラン−2−オンは4.5センチストークの粘度を有する。ラクトン可溶化剤は商業的に入手可能であってもよいし、または参照により本明細書に援用される、2004年8月3日に出願された、米国特許公報(特許文献1)(発明者たちはピー・ジェー・ファガン(P.J.Fagan)およびシー・ジェー・ブランデンブルグ(C.J.Brandenburg)である)に記載されているような方法によって製造されてもよい。
本発明のアリールエーテル可溶化剤は、式R1OR2で表されるものを含み、式中、R1が6〜12個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され、R2が1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択され、そして前記アリールエーテルは、約100〜約150原子質量単位の分子量を有する。一般式R1OR2中の代表的なR1アリール基には、フェニル、ビフェニル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル、ナフチルおよびピリジルが含まれる。一般式R1OR2中の代表的なR2脂肪族基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチルおよび第三ブチルが含まれる。代表的な芳香族エーテル可溶化剤には、メチルフェニルエーテル(アニソール)、1,3−ジメトキシベンゼン、エチルフェニルエーテルおよびブチルフェニルエーテルが含まれるが、それらに限定されない。
本発明のフルオロエーテル可溶化剤は、R1が約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基、好ましくは第一、線状、飽和アルキル基から選択される、一般式R1OCF2CF2Hで表されるものを含む。代表的なフルオロエーテル可溶化剤には、C8H17OCF2CF2HおよびC6H13OCF2CF2Hが含まれるが、それらに限定されない。冷媒がフルオロエーテルである場合、可溶化剤は同じフルオロエーテルでない場合もあることが留意されるべきである。
本発明の1,1,1−トリフルオロアルカン可溶化剤は、R1が約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基、好ましくは第一、線状、飽和アルキル基から選択される、一般式CF3R1で表される1,1,1−トリフルオロアルカンを含む。代表的な1,1,1−トリフルオロアルカン可溶化剤には、1,1,1−トリフルオロヘキサンおよび1,1,1−トリフルオロドデカンが含まれるが、それらに限定されない。
本発明の可溶化剤は単一化合物として存在してもよいし、または2つ以上の可溶化剤の混合物として存在してもよい。可溶化剤の混合物は、同じクラスの化合物、例えば2つのラクトンからの2つの可溶化剤、またはラクトンおよびポリオキシアルキレングリコールエーテルのような、2つの異なるクラスからの2つの可溶化剤を含有してもよい。
本発明の組成物は、約0.01重量パーセント〜約5重量パーセントのニトロメタンのような熱安定剤をさらに含んでもよい。冷媒およびUV蛍光染料を含む本発明組成物では、組成物の約0.001重量パーセント〜約1.0重量パーセント、好ましくは約0.005重量パーセント〜約0.5重量パーセント、最も好ましくは約0.01重量パーセント〜約0.25重量パーセントはUV染料である。
冷媒でのこれらのUV蛍光染料の溶解性は不満足であるかもしれない。それ故、冷凍またはエアコン機器へのこれらの染料の導入方法は厄介で、高くつき、時間のかかるものであった。米国特許公報(特許文献2)は、冷凍またはエアコン機器の部品へ入れられてもよい染料粉末、染料の固体ペレットまたはスラリーを利用する方法を記載している。冷媒および滑剤は機器のすみずみまで循環されるので、染料は溶解または分散されて機器の全体にわたって運ばれる。染料を冷凍またはエアコン機器へ導入するための多数の他の方法が文献に記載されている。
理想的には、UV蛍光染料は冷媒それ自体に溶解することができ、それによって冷凍またはエアコン機器への導入のためのいかなる特別の方法をも必要としない。本発明は、冷媒中で直接システムへ導入されてもよい、UV蛍光染料を含む組成物に関する。本発明組成物は、染料を溶液中に維持したまま低温でさえも染料含有冷媒の貯蔵および輸送を可能にするであろう。
冷媒、UV蛍光染料および可溶化剤を含む本発明組成物では、組み合わせられた組成物の約1〜約50重量パーセント、好ましくは約2〜約25重量パーセント、最も好ましくは約5〜約15重量パーセントが冷媒中の可溶化剤である。本発明の組成物中にUV蛍光染料は冷媒中に約0.001重量パーセント〜約1.0重量パーセント、好ましくは0.005重量パーセント〜約0.5重量パーセント、最も好ましくは0.01重量パーセント〜約0.25重量パーセントの濃度で存在する。
場合により、一般に使用される冷凍システム添加剤が、性能およびシステム安定性を高めるために、要望通りに場合により本発明の組成物に添加されてもよい。これらの添加剤は冷凍の分野内で公知であり、耐摩耗剤、極圧滑剤、腐食および酸化防止剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル捕捉剤、ならびに泡制御剤を含むが、それらに限定されない。一般に、これらの添加剤は全体組成物に関して少量で本発明組成物中に存在する。典型的には、約0.1重量パーセント未満から約3重量パーセントほどに多くまでの濃度の各添加剤が使用される。これらの添加剤は個々のシステム要件に基づいて選択される。これらの添加剤には、ブチル化トリフェニルホスフェート(BTPP)、または他のアルキル化トリアリールホスフェートエステル、例えばアクゾ・ケミカルズ(Akzo Chemicals)製のSyn−0−Ad8478、トリクレジルホスフェートおよび関連化合物のような、トリアリールホスフェート族のEP(極圧)潤滑性添加剤のメンバーが含まれる。さらに、金属ジアルキルジチオホスフェート(例えば亜鉛ジアルキルジチオホスフェート(またはZDDP)、ルブリゾール(Lubrizol)1375およびこの族の化学薬品の他のメンバーが本発明の組成物に使用されてもよい。他の耐摩耗添加剤には、天然物オイルおよびシナゴール(Synergol)TMS(インターナショナル・リューブリカンツ(International Lubricants))のような、非対称ポリヒドロキシル潤滑添加剤が含まれる。同様に、酸化防止剤、フリーラジカル捕捉剤、および水捕捉剤のような安定剤が用いられてもよい。このカテゴリーの化合物には、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)およびエポキシドが含まれ得るが、それらに限定されない。
ケトンなどの可溶化剤は、臭気マスキング剤または香料の添加によってマスクすることができる、不快臭を有するかもしれない。臭気マスキング剤または香料の典型的な例には、d−リモネンおよびピネンだけでなく、インターコンチネンタル・フラグランス(Intercontinental Fragrance)によって販売されるエバーグリーン(Evergreen)、フレッシュ・レモン(Fresh Lemon)、チェリー(Cherry)、シナモン(Cinnamon)、ペパーミント(Peppermint)、フローラル(Floral)もしくはオレンジ・ピール(Orange Peel)が挙げられるかもしれない。かかる臭気マスキング剤は、臭気マスキング剤および可溶化剤の合わせた重量を基準にして約0.001%から約15重量%ほどに多い濃度で使用されてもよい。
本発明の化合物はまた、ニトロメタンのような、熱安定剤を含んでもよい。
本発明はさらに、冷凍またはエアコン機器中にUV蛍光染料、および場合により、可溶化剤をさらに含む冷媒または伝熱流体組成物の使用方法に関する。本方法は、冷凍またはエアコン機器へ冷媒または伝熱流体組成物を導入する工程を含む。これは、UV蛍光染料を可溶化剤の存在下に冷媒または伝熱流体組成物に溶解し、該組合せを機器へ導入することによって行われてもよい。あるいはまた、これは、可溶化剤およびUV蛍光染料を組み合わせ、冷媒および/または伝熱流体を含有する冷凍またはエアコン機器へ前記組合せを導入することによって行われてもよい。生じた組成物は、冷凍またはエアコン機器で使用されてもよい。
本発明はさらに、漏出を検出するための紫外線蛍光染料を含む冷媒または伝熱流体組成物の使用方法に関する。組成物中の染料の存在は、冷凍またはエアコン機器での漏出冷媒の検出を可能にする。漏出検出は、機器もしくはシステムの非能率的な運転または装置故障に対処する、それらを解決するまたは予防するのに役立つ。漏出検出はまた、機器の運転に使用されるある含有化学薬品を助ける。
本方法は、冷媒、本明細書に記載されるような紫外線蛍光染料、および場合により、本明細書に記載されるような可溶化剤を含む組成物を冷凍およびエアコン機器に提供することと、UV蛍光染料含有冷媒を検出するための好適な手段を用いることとを含む。染料を検出するための好適な手段には、しばしば「ブラックライト」または「ブルーライト」とも言われる、紫外線ランプが含まれるが、それに限定されない。この目的にために特にデザインされた、かかる紫外線ランプは多数の供給業者から商業的に入手可能である。いったん紫外線蛍光染料含有組成物が冷凍またはエアコン機器に導入され、システムの全体にわたって循環させられたら、漏出は、前記紫外線ランプを機器に向け、任意の漏出点の近傍で染料の蛍光を観察することによって見つけることができる。
本発明はさらに、冷却または熱をもたらすための本発明の組成物の使用方法であって、冷却される物体の近傍で前記組成物を蒸発させ、その後、前記組成物を凝縮させることによって冷却をもたらす工程、または加熱される物体の近傍で前記組成物を凝縮させ、その後、前記組成物を蒸発させることによって熱をもたらす工程を含む方法に関する。
機械冷凍は主として、冷媒のような冷却媒体が再使用のために回収され得るようにサイクルを通過する熱力学の適用である。一般に用いられるサイクルには、蒸気圧縮、吸収、スチーム−ジェットまたは蒸気エジェクタ、およびエアが含まれる。
蒸気−圧縮冷凍機器には、エバポレーター、圧縮機、凝縮器、および伸縮装置が含まれる。蒸気−圧縮サイクルは、一工程で冷却効果、そして異なる工程で加熱効果をもたらす多段工程で冷媒を再使用する。サイクルは次の通り簡単に説明することができる。液体冷媒は膨張装置を通ってエバポレーターに入り、液体冷媒はエバポレーターで低温で沸騰してガスを形成し、そして冷却をもたらす。低圧ガスは圧縮機に入り、そこでガスは圧縮されてその圧力および温度を上げる。より高い圧力の(圧縮された)ガス状冷媒は次に凝縮器に入り、そこで冷媒は凝縮し、その熱を周囲に放出する。冷媒は膨張装置に戻り、それによって液体は凝縮器でのより高い圧力レベルからエバポレーターでの低い圧力レベルに膨張し、このようにサイクルを繰り返す。
冷凍用途で用いられてもよい様々なタイプの圧縮機がある。圧縮機は、流体を圧縮する機械的手段に依存して、往復、回転、ジェット、遠心、スクロール、スクリューもしくは軸流に、または機械構成部品が圧縮されるべき流体にどのように作用するかに依存して、容積式(例えば、往復、スクロールもしくはスクリュー)または動(例えば、遠心もしくはジェット)に一般に分類することができる。
容積式圧縮機か動圧縮機かのどちらかが本発明方法に用いられてもよい。遠心タイプ圧縮機が本発明冷媒組成物にとって好ましい装置である。
遠心圧縮機は冷媒を放射状に加速させるために回転要素を用い、典型的にはインペラおよびケーシングに収容されたディフーザを含む。遠心圧縮機は通常、インペラ入口または循環インペラの中央入口で流体を取り入れ、それを放射状に外側へ加速させる。幾らかの静圧上昇はインペラで起こるが、圧力上昇のほとんどは、速度が静圧に変換される、ケーシングのディフーザ部分で起こる。各インペラ−ディフーザ・セットは圧縮機の1段である。遠心圧縮機は、所望の最終圧力および取り扱われるべき冷媒の容量に依存して、1〜12またはそれ以上の段で構築される。
圧縮比の圧力比、または圧縮比は、絶対吐出圧力対絶対入口圧力の比である。遠心圧縮機によって与えられる圧力は、比較的広範囲のキャパシティにわたって事実上一定である。
容積式圧縮機は蒸気をチャンバ中へ引き込み、チャンバは容積を減少させて蒸気を圧縮する。圧縮された後、蒸気は、チャンバの容積をゼロまたはほぼゼロにさらに減少させることによってチャンバから押し出される。容積式圧縮機は圧力を増加させることができ、その圧力は容積効率および圧力に耐えるための部品の強度によってのみ制限される。
容積式圧縮機とは違って、遠心圧縮機は、インペラを通過する蒸気を圧縮するための高速インペラの遠心力にもっぱら依存する。容積式圧縮はなく、むしろ動圧縮と呼ばれるものがある。
遠心圧縮機が創り出すことができる圧力は、インペラの先端速度に依存する。先端速度は、その先端で測定されるインペラの速度であり、インペラの直径およびその回転数/分に関係する。遠心圧縮機のキャパシティはインペラの通路のサイズによって決定される。これは、圧縮機のサイズをキャパシティよりも必要とされる圧力に依存させる。
その高速運転のために、遠心圧縮機は基本的には高容量、低圧機である。遠心圧縮機は、トリクロロフルオロメタン(CFC−11)または1,2,2−トリクロロトリフルオロエタン(CFC−113)のような、低圧冷媒で最も良く働く。
大きな遠心圧縮機は典型的には3000〜7000回転/分(rpm)で動作する。小さなタービン遠心圧縮機は、約40,000〜約70,000(rpm)の高速用にデザインされ、小さなインペラサイズ、典型的には0.15メートル未満を有する。
多段インペラが、圧縮機効率を向上させ、こうして使用中により少ない電力を必要とするために遠心圧縮機に用いられてもよい。2段システムについては、運転中に、第1段インペラの排出物は第2インペラの吸引取入口に行く。両インペラは単一シャフト(または車軸)を用いて動作してもよい。各段は、約4対1の圧縮比を構築することができる、すなわち、絶対吐出圧力は絶対吸引圧力の4倍であることができる。このケースでは自動車用途向けの、2段遠心圧縮機システムの例は、参照により本明細書に援用される、米国特許公報(特許文献3)に記載されている。
2段遠心圧縮機機器を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な本発明の組成物は、
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
またはそれらの組合せ、
の少なくとも1つである。
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
またはそれらの組合せ、
の少なくとも1つである。
本発明の組成物のすべてが固定式エアコン、ヒートポンプまたは移動式エアコンおよび冷凍機器で使用されてもよい。固定式エアコンおよびヒートポンプ用途には、ウィンドウ型、ダクトレス型、ダクト型、パッケージ・ターミナル型、パッケージ・ルーフトップを含む、冷蔵室および業務用が含まれる。冷凍用途には、家庭用またはホーム冷蔵庫およびフリーザー、アイス製造機、内蔵型クーラーおよびフリーザー、ウォークイン・クーラーおよびフリーザーならびに輸送冷凍システムが含まれる。
本発明の組成物はさらに、羽根およびチューブ熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、ならびに垂直または水平シングル・パス式チューブまたはプレート型熱交換器を用いるエアコン、加熱および冷凍機器で使用されてもよい。
通常のマイクロチャネル熱交換器は、本発明の低圧冷媒組成物にとって理想的ではないかもしれない。低い運転圧力および密度は、すべての部品に高い流速および高い摩擦損失をもたらす。これらのケースでは、エバポレーター・デザインは修正されてもよい。(冷媒パスに関して)直列に連結された幾つかのマイクロチャネル・スラブよりもむしろシングル・スラブ式/シングル・パス式熱交換器配置が用いられてもよい。それ故、本発明の低圧冷媒にとって好ましい熱交換器はシングル・スラブ式/シングル・パス式熱交換器である。
また、2段圧縮機システムに加えて、シングル・スラブ式/シングル・パス式熱交換器を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適である本発明の組成物は、
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
またはそれらの組合せ、
の少なくとも1つである。
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
またはそれらの組合せ、
の少なくとも1つである。
本発明の組成物は、自動車およびウィンドウ型エアコンまたはヒートポンプならびに他の用途で用いることができる、小さなタービン遠心圧縮機で特に有用である。これらの高効率小型遠心圧縮機は電動機によって駆動されてもよく、それ故エンジン速度とは無関係に運転することができる。一定の圧縮機速度は、すべてのエンジン速度でシステムに比較的一定の冷却キャパシティを提供させる。これは、従来のR−134a自動車エアコン・システムと比較してより高いエンジン速度で特に効率向上の機会を提供する。高い駆動速度での従来システムのサイクリング運転が考慮される場合、これらの低圧システムの利点はさらにより大きくなる。
本発明の低圧冷媒流体の幾つかは、既存の遠心装置でCFC−113のドロップイン代替品として好適であるかもしれない。
本発明は、冷却される物体の近傍で本発明の組成物の任意の1つを蒸発させ、その後、前記組成物を凝縮させることを含む冷却をもたらすためのプロセスに関する。
本発明はさらに、加熱される物体の近傍で本発明の組成物の任意の1つを凝縮させ、その後、前記組成物を蒸発させることを含む熱をもたらすためのプロセスに関する。
本発明はさらに、本発明の組成物が伝熱流体として役立つ、熱源からヒートシンクへの熱の移動のためのプロセスに関する。伝熱のための前記プロセスは、本発明の組成物の任意の1つを熱源からヒートシンクへ移すことを含む。
伝熱流体は、熱をある空間、場所、物または物体から異なる空間、場所、物または物体へ移す、移動させるまたは除去するために利用される。伝熱流体は、遠く離れた冷凍(または加熱)システムから冷却(または加熱)のための移送の手段を提供することによって二次クーラントとして機能してもよい。幾つかのシステムでは、伝熱流体は移送プロセスの全体にわたって一定の状態のままであってもよい(すなわち、蒸発しないまたは凝縮しない)。あるいはまた、蒸発冷却プロセスは同様に伝熱流体を利用してもよい。
熱源は、それから熱を移す、移動させるまたは除去することが望まれる任意の空間、場所、物または物体と定義されてもよい。熱源の例は、冷蔵庫またはスーパーマーケットのフリーザーケースのような、冷凍または冷却を必要とする空間(開かれたまたは閉ざされた)、エアコンを必要とする建物空間、またはエアコンを必要とする自動車の客室であってもよい。ヒートシンクは、熱を吸収することができる任意の空間、場所、物または物体と定義されてもよい。蒸気圧縮冷凍システムは、かかるヒートシンクの一例である。
(実施例1)
(圧力を創り出すための先端速度)
先端速度は、遠心圧縮機を用いる冷凍設備について幾つかの基本的な関係式を作成することによって推定することができる。インペラがガスに理想的に与えるトルクは
T=m*(v2 *r2−v1 *r1) 方程式1
のように定義される。
ここで、
T=トルク、N*m
m=流れの質量速度、kg/秒
v2=インペラを出る冷媒の接線速度(先端速度)、m/秒
r2=出口インペラの半径、m
v1=インペラに入る冷媒の接線速度、m/秒
r1=インペラの入口の半径、m
(圧力を創り出すための先端速度)
先端速度は、遠心圧縮機を用いる冷凍設備について幾つかの基本的な関係式を作成することによって推定することができる。インペラがガスに理想的に与えるトルクは
T=m*(v2 *r2−v1 *r1) 方程式1
のように定義される。
ここで、
T=トルク、N*m
m=流れの質量速度、kg/秒
v2=インペラを出る冷媒の接線速度(先端速度)、m/秒
r2=出口インペラの半径、m
v1=インペラに入る冷媒の接線速度、m/秒
r1=インペラの入口の半径、m
冷媒が本質的に半径方向にインペラに入ると仮定すれば、速度の接線成分v1=0であり、それ故、
T=m*v2 *r2 方程式2
T=m*v2 *r2 方程式2
シャフトで必要とされる電力はトルクと回転速度との積である。
P=T*w 方程式3
ここで、
P=電力、W
w=回転速度、回転数/秒
それ故、
P=T*w=m*v2 *r2 *w 方程式4
P=T*w 方程式3
ここで、
P=電力、W
w=回転速度、回転数/秒
それ故、
P=T*w=m*v2 *r2 *w 方程式4
低い冷媒流速では、インペラの先端速度および冷媒の接線速度はほぼ同一であり、それ故
r2 *w=v2 方程式5
および
P=m*v2 *v2 方程式6
r2 *w=v2 方程式5
および
P=m*v2 *v2 方程式6
理想的な電力についての別の表現は、流れの質量速度と圧縮の等エントロピー仕事との積であり、
P=m*Hi *(1000J/kJ) 方程式7
ここで、
Hi=蒸発状態で飽和蒸気と飽和凝縮状態との冷媒のエンタルピーの差、kJ/kg
P=m*Hi *(1000J/kJ) 方程式7
ここで、
Hi=蒸発状態で飽和蒸気と飽和凝縮状態との冷媒のエンタルピーの差、kJ/kg
2つの表現方程式6と7とを組み合わせると
v2 *v2=1000*Hi 方程式8
を生み出す。
v2 *v2=1000*Hi 方程式8
を生み出す。
方程式8は幾つかの基本的仮定に基づいているが、それはインペラの先端速度の良好な推定値を提供し、冷媒の先端速度を比較するための重要な方法を提供する。
下の表3は、1,2,2−トリクロロトリフルオロエタン(CFC−113)および本発明の組成物について計算される理論的な先端速度を示す。この比較のために仮定された条件は次の通りである。
エバポレーター温度:40.0°F(4.4℃)
凝縮器温度:110.0°F(43.3℃)
液体サブクール温度:10.0°F(5.5℃)
リターンガス温度:75.0°F(23.8℃)
圧縮機効率は:70%である。
エバポレーター温度:40.0°F(4.4℃)
凝縮器温度:110.0°F(43.3℃)
液体サブクール温度:10.0°F(5.5℃)
リターンガス温度:75.0°F(23.8℃)
圧縮機効率は:70%である。
これらは、小さなタービン遠心圧縮機が機能する典型的な条件である。
本実施例は、本発明の化合物がCFC−113の約±30パーセント内の先端速度を有し、最小限の圧縮機デザイン変更でCFC−113の有効な代替品であろうことを示す。
(実施例2)
(性能データ)
表4は、CFC−113と比較して様々な冷媒の性能を示す。データは次の条件に基づいている。
エバポレーター温度:40.0°F(4.4℃)
凝縮器温度:110.0°F(43.3℃)
サブクール温度:10.0°F(5.5℃)
リターンガス温度:75.0°F(23.8℃)
圧縮機効率は:70%である。
(性能データ)
表4は、CFC−113と比較して様々な冷媒の性能を示す。データは次の条件に基づいている。
エバポレーター温度:40.0°F(4.4℃)
凝縮器温度:110.0°F(43.3℃)
サブクール温度:10.0°F(5.5℃)
リターンガス温度:75.0°F(23.8℃)
圧縮機効率は:70%である。
データは、本発明の組成物がCFC−113に類似のエバポレーターおよび凝縮器圧力を有することを示す。幾つかの組成物はまた、CFC−113より高いキャパシティおよび/またはエネルギー効率(COPによって測定されるように)を有する。
Claims (16)
- 1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
およびそれらの組合せ、
よりなる群から選択されることを特徴とする冷媒または伝熱流体組成物。 - 遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な冷媒または伝熱流体組成物であって、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよびそれらの組合せ、
よりなる群から選択されることを特徴とする組成物。 - 多段遠心圧縮機、またはシングル・スラブ式/シングル・パス式熱交換機器を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な冷媒または伝熱流体組成物であって、
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,1,3−トリフルオロプロパン、
1,3−ジフルオロプロパン、
2−(ジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、
1,1−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロ−2−メチルプロパン、
1,2−ジフルオロブタン、
1,3−ジフルオロブタン、
1,4−ジフルオロブタン、
2,3−ジフルオロブタン、
1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,2,2,3,3,5,5,5−デカフルオロペンタン、
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)ブタン、
1,1,1−トリフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン、
1,1−ジフルオロペンタン、
1,2−ジフルオロペンタン、
2,2−ジフルオロペンタン、
1,1,1−トリフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロヘキサン、
1,1,1,2,2,5,5,5−オクタフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン、
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン、
およびそれらの組合せ、
よりなる群から選択されることを特徴とする組成物。 - 多段遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器において、熱または冷却をもたらすことを含むことを特徴とする請求項3に記載の組成物の使用方法。
- 冷却される物体の近傍で請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物を蒸発させ、その後、前記組成物を凝縮させる工程を含むことを特徴とする冷却をもたらすための方法。
- 加熱される物体の近傍で請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物を凝縮させ、その後、前記組成物を蒸発させる工程を含むことを特徴とする熱をもたらすための方法。
- 前記組成物を熱源からヒートシンクへ移す工程を含むことを特徴とする、伝熱のための請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物の使用方法。
- ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナンスラセン(phenanthracenes)、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体、およびそれらの組合せよりなる群から選択された少なくとも1つの紫外線蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナンスラセン(phenanthracenes)、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体およびそれらの組合せよりなる群から選択された少なくとも1つの紫外線蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 炭化水素、炭化水素エーテル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ケトン、ニトリル、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、フルオロエーテル、および1,1,1−トリフルオロアルカンよりなる群から選択された少なくとも1つの可溶化剤をさらに含み、冷媒および可溶化剤が同じ化合物ではないことを特徴とする請求項8に記載の組成物。
- 前記可溶化剤が、
a)式R1[(OR2)xOR3]y(式中、xが1〜3の整数であり、yが1〜4の整数であり、R1が水素および1〜6個の炭素原子とy個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基から選択され、R2が2〜4個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、R3が水素、ならびに1〜6個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され、R1およびR3の少なくとも1つが前記炭化水素基から選択される)で表され、約100〜約300原子質量単位の分子量を有するポリオキシアルキレングリコールエーテル、
b)式R1CONR2R3およびcyclo−[R4CON(R5)−](式中、R1、R2、R3およびR5が独立して1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基、ならびに6〜12個の炭素原子を有する多くても1つの芳香族基から選択され、R4が3〜12個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される)で表され、約100〜約300原子質量単位の分子量を有するアミド、
c)式R1COR2(式中、R1およびR2が独立して1〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素基から選択される)で表され、約70〜約300原子質量単位の分子量を有するケトン、
d)式R1CN(式中、R1が5〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式またはアリール炭化水素基から選択される)で表され、約90〜約200原子質量単位の分子量を有するニトリル、
e)式RClx(式中、xが整数1または2から選択され、Rが1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される)で表され、約100〜約200原子質量単位の分子量を有するクロロカーボン、
f)式R1OR2(式中、R1が6〜12個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され、R2が1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択される)で表され、約100〜約150原子質量単位の分子量を有するアリールエーテル、
g)式CF3R1(式中、R1が約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される)で表される1,1,1−トリフルオロアルカン、
i)式R1OCF2CF2H(式中、R1が約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される)で表されるフルオロエーテル、および
j)構造[B]、[C]、および[D]
k)一般式R1CO2R2(式中、R1およびR2が独立して線状および環式の、飽和および不飽和の、アルキルおよびアリール基から選択される)で表され、約80〜約550原子質量単位の分子量を有するエステル、
よりなる群から選択されることを特徴とする請求項10に記載の組成物。 - 請求項10に記載の組成物の使用方法であって、
前記組成物を、
(a)(i)紫外線蛍光染料を、可溶化剤の存在下に伝熱流体の冷媒組成物に溶解させ、該組合せを前記圧縮冷凍もしくはエアコン機器へ導入することによって、または
(ii)可溶化剤とUV蛍光染料とを組み合わせ、そして前記組合せを冷媒および/または伝熱流体を含有する冷凍もしくはエアコン機器へ導入することによって、
圧縮冷凍またはエアコン機器へ導入する工程を含むことを特徴とする使用方法。 - 前記組成物を前記機器に提供する工程と、前記機器の近傍で前記組成物を検出するための好適な手段を提供する工程とを含むことを特徴とする、圧縮冷凍またはエアコン機器における請求項8または10に記載の組成物の使用方法。
- (i)冷却される物体の近傍で前記組成物を蒸発させ、その後、前記組成物を凝縮させることによって冷却をもたらす工程、または
(ii)加熱される物体の近傍で前記組成物を凝縮させ、その後前記組成物を蒸発させることによって熱をもたらす工程
を含むことを特徴とする請求項8または10に記載の組成物の使用方法。 - 臭気マスキング剤または熱安定剤をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の組成物。
- 前記多段遠心圧縮機が2段遠心圧縮機であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
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