JP2579002B2 - 作動流体 - Google Patents
作動流体Info
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Description
使用される作動流体に関する。
ては、作動流体としてフロン類(以下R○○またはR○
○○と記す)と呼ばれるハロゲン化炭化水素が知られて
おり、利用温度としては凝縮温度および/または蒸発温
度が略0〜略50℃の範囲において通常使用される。中で
もクロロジフルオロメタン(CHClF2、R22)は家庭用エ
アコン、ビル用エアコンや大型冷凍機等の作動流体とし
て幅広く用いられている。
が地球規模の環境問題となっており、成層圏オゾン破壊
能力が大であるフロン類(以下、特定フロンと記す)に
ついては、すでに国際条約によって使用量及び生産量の
規制がなされ、さらに将来的には特定フロンの使用・生
産を廃止しようという動きがある。さて、R22はオゾン
破壊係数(トリクロロフルオロメタン(CCl3F)の成層
圏オゾン破壊能力を1としたときの成層圏オゾン破壊能
力、以下ODPと記す)が0.05の微少であり、特定フロン
ではないものの将来的に使用量の増大が予想され、冷凍
・空調機器が広く普及した現在、R22の使用量及び生産
量の増大が人類の生活環境に与える影響も大きくなるも
のと予想されている。従って、成層圏オゾン破壊能力が
小であるものの、若干の破壊能力があるとされるR22の
代替となる作動流体の早期開発も強く要望されている。
圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどない、R22の代替と
なる作動流体を提供するものである。
トリフルオロメタン(CHF3)、1,1,1−トリフルオロエ
タン(C2H3F3)およびテトラフルオロエタン(C2H2F4)
の三種のフロン類を含み、トリフルオロメタンを50重量
%以下、1,1,1−トリフルオロエタンを80重量%以下、
テトラフルオロエタンを20〜95重量%の組成範囲である
ことを特徴とするものであり、特にトリフルオロメタン
を40重量%以下、1,1,1−トリフルオロエタンを80重量
%以下、テトラフルオロエタンを20〜90重量%の組成範
囲が望ましいものである。
ン破壊能力のほとんどない、分子構造中に塩素を含まな
いフロン類であるトリフルオロメタン(ODP=0)、ト
リフルオロエタン、(ODP=0)およびテトラフルオロ
エタン(ODP=0)の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R22よりもさらに小さく、ほと
んどなくすることを可能とするものである。又、本発明
は上述の組成範囲とすることによって、エアコン・冷凍
機等のヒートポンプ装置の利用温度である略0〜略50℃
においてR22と同程度の蒸気圧を有し、R22の代替として
現行機器で使用可能な作動流体を提供することを可能と
するものである。従って上述の組合せおよび組成範囲に
おけるODPも0と予想され、R22の代替として極めて有望
な作動流体となるものである。またかかる混合物は非共
沸混合物となり、凝縮過程および蒸発過程において温度
勾配をもつため、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、R22よりも高い成
績係数を期待できるものである。
は、そのODPの値の大きさにつれて地球温暖化の効果も
大きい傾向があるが、本発明による作動流体はODPが0
であるフロン類のみの三種以上から成る混合物によって
構成されているため、地球温暖化の効果はR22と同程度
あるいはR22未満と推定され、最近世界的問題となって
いる地球温暖化への寄与を小とすることも可能とするも
のである。
上のフロン類から成る混合物である。トリフルオロメタ
ンは、臨界温度が低く(25.7℃)、蒸気圧が高いため
に、単独では略0〜略50℃の利用温度のエアコン・冷凍
機等のヒートポンプ装置には使用できないが、現在でも
市販されており、かかる混合物とすることによって実用
的なR22の代替となる作動流体を構成することが可能と
なるものである。
用いて説明する。
フルオロエタン(R143a)、1,1,1,2−テトラフルオロエ
タン(R134a)の三種のフロン類の混合物によって構成
される作動流体の、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。第1図において1は、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G
における混合物の気液平衡線であり、この温度・圧力は
R22の飽和状態に相当する。気液平衡線(R22 0℃相
当)1の上側の線は飽和気相線、気液平衡線(R22 0
℃相当)1の下側の線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50℃・圧力18.782kg/cm2Gにおける混合物の気
液平衡線であり、この温度・圧力もR22の飽和状態に相
当する。R23を単独で使用すると、50℃においては臨界
温度を超えてしまうものの、かかる混合物となすことに
よって飽和状態が存在し、略0〜略50℃の利用温度のエ
アコン・冷凍機等のヒートポンプ装置に使用することが
可能となるものである。図からわかるように、R23、R14
3a及びR134aがそれぞれ0〜略35重量%、0〜略70重量
%、略30〜略95重量%となるような組成範囲は、略0℃
〜50℃の利用温度においてR22とほぼ同等の蒸気圧を有
するため望ましい。さらに、R23、R143a及びR134aがそ
れぞれ0〜略25重量%、0〜略65重量%、略35〜略90重
量%となるような組成範囲は、0℃と50℃の間のすべて
の利用温度においてR22とほぼ同等の蒸気圧を有するた
め特に望ましい。
表に示す。点A1〜点C1は気液平衡線(R22 50℃相当)
2の飽和気相線上に、点D1〜点F1は気液平衡線(R22 5
0℃相当)2の飽和液相線上にあり、共に気液平衡線(R
22 0℃相当)1の飽和気相線及び気液平衡線(R22
0℃相当)1の飽和液相線の両線で挟まれた範囲にある
ことから、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G(R22の飽和状
態に相当)においては気液平衡状態となる。従って、第
1表に示された組成を有する作動流体は、0℃・50℃に
おけるR22の飽和蒸気圧の条件下で飽和状態あるいは気
液平衡状態を実現し、略0〜略50℃の利用温度におい
て、同温度におけるR22の飽和蒸気圧で操作することに
より、R22とほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得ること
が可能となるものである。
ついてのみ説明したが、点A1〜F1 の内側にある点、すなわち、温度0℃・圧力4.044kg/cm
2G及び温度50℃・圧力18.782kg/cm2G(両者ともR22の飽
和状態に相当)において気液平衡状態となる組成を有す
る作動流体についても同様に操作することにより、略0
〜略50℃の利用温度においてR22とほぼ等しい凝縮温度
・蒸発温度を得ることが可能となるものである。
タン(R134)の三種のフロン類の混合物によって構成さ
れる作動流体の、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。第2図において
3は、温度0℃・圧力4.044kg/cm2Gにおける混合物の気
液平衡線であり、また4は、温度50℃・圧力18.782kg/c
m2Gにおける混合物の気液平衡線である。この場合に
は、R23、R143a及びR134がそれぞれ0〜略50重量%、0
〜略80重量%、略20〜略90重量%となるような組成範囲
が、R22とほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましく、R2
3、R143a及びR134がそれぞれ0〜略40重量%、0〜略80
重量%、略20〜略85重量%となるような組成範囲が、特
に望ましい。
表に示す。A2〜点C2は気液平衡線(R22 50℃相当)4
の飽和気相線上に、点D2〜点F2は気液平衡線(R22 50
℃相当)4の飽和液相線上にあり、共に気液平衡線(R2
2 0℃相当)3の飽和気相線及び気液平衡線(R22 0
℃相当)3の飽和液相線の両線で挟まれた範囲にあるこ
とから、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G(R22の飽和状態
に相当)においては気液平衡状態となる。従って、第2
表に示された組成を有する作動流体は、0℃・50℃にお
けるR22の飽和蒸気圧の条件下で飽和状態あるいは気液
平衡状態を実現し、略0〜略50℃の利用温度において、
同温度におけるR22の飽和蒸気圧で操作することによ
り、R22とほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得ることが
可能となるも のである。
ついてのみ説明したが、点A2〜点F2の内側にある点、す
なわち、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G及び温度50℃・圧
力18.782kg/cm2G(両者ともR22の飽和状態に相当)にお
いて気液平衡状態となる組成を有する作動流体について
も同様に操作することにより、略0〜略50℃の利用温度
においてR22とほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得るこ
とが可能となるものである。
混合物によって構成されているが、構造異性体を含めて
四種以上のフロンの混合物によって作動流体を構成する
ことも勿論可能であり、この場合、トリフルオロメタン
0〜略50重量%、トリフルオロエタン0〜略80重量%、
テトラフルオロエタン略20〜略95重量%となるような組
成範囲は、略0〜略50℃の利用温度においてR22とほぼ
同等の蒸気圧を有するため望ましい。さらに、ジフルオ
ロメタン0〜略40重量%、トリフルオロエタン0〜略80
重量%、テトラフルオロエタン略20〜略90重量%となる
ような組成範囲は、0℃と50℃の間のすべての利用温度
においてR22とほぼ同等の蒸気圧を有するため特に望ま
しい。特に上述の組合せおよび組成範囲におけるODPも
0と予想され、R22の代替として極めて有望な作動流体
となるものである。またかかる混合物は非共沸混合物と
なり、凝縮過程および蒸発過程において温度勾配をもつ
ため、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、R22よりも高い成績係数を期
待できるものである。
オロメタンを含み、作動流体を、分子構造中に塩素を含
まないフロン類のみの三種以上から成る混合物となし、
その組成範囲を特定したことにより、 (1)成層圏オゾン層に及ぼす影響をR22よりもさらに
小さく、ほとんどなしとする作動流体の選択の幅を拡大
することが可能である。
利用温度においてR22と同程度の蒸気圧を有し、R22の代
替として現行機器で使用可能である。
よりも高い成績係数を期待できる 等の効果を有するものである。
成される作動流体の、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図である。 1、3……気液平衡線(R22 0℃相当)、2、4……
気液平衡線(R22 50℃相当)。
Claims (1)
- 【請求項1】トリフルオロメタン、1,1,1−トリフルオ
ロエタンおよびテトラフルオロエタンの三種のフロン類
からなり、前記トリフルオロメタンを50重量%以下、前
記1,1,1−トリフルオロエタンを80重量%以下、前記テ
トラフルオロエタンを20〜95重量%含むことを特徴とす
る作動流体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1311162A JP2579002B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1311162A JP2579002B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Publications (2)
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---|---|
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ID=18013840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1311162A Expired - Lifetime JP2579002B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (7)
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DE4222855A1 (de) * | 1992-07-11 | 1994-01-13 | Solvay Fluor & Derivate | Neue Kältemittelzusammensetzungen |
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-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311162A patent/JP2579002B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH03170591A (ja) | 1991-07-24 |
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