JP3580811B2 - 熱力学的サイクル用途に使用される改善された作動用非共沸流動媒体 - Google Patents
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Description
［技術分野］
本発明は、熱力学的サイクルシステムにおいて使用される作動用流動媒体に関するものである。さらに詳しく述べると、本発明は例えば冷凍や空調の用途において使用され、蒸発損失に対して改善された特性を有する非共沸混合物に関するものである。
［背景技術］
熱力学サイクルシステムに用いられる市販の産業向け作動用流動媒体は、一般に純粋化合物、共沸混合物、或いは非共沸混合物のいずれかの流体である。
例えば次の参考文献に示されているように、多数のこのような混合物は本技術分野において知られている。
ルイス（Lewis）による「1,1−ジフルオロエタンとモノクロロペンタフルオロエタンからなる共沸冷媒組成物」1953年６月９日付与の米国特許第2,641,580号明細書。
フュデラー（Fuderer）による「冷却用圧縮工程」1965年８月31日付与の米国特許第3,203,194号明細書。
オーフェオ（Orfeo）他による「モノクロロジフルオロメタンを含有する非共沸冷媒組成物と使用法」1981年12月１日付与の米国特許第4,303,536号明細書。
ニコルスキー（Nikolsky）他による「製品の凍結並びに貯蔵方法及びそのための冷却剤」1986年７月29日付与の米国特許第4,603,002号明細書。
ダイキン工業株式会社による「低沸点冷媒組成物」1977年公開の特開昭52−70466。
ビー・シー・ラングレイ（B.C.Langley）著、「冷却と空調」、第２版、1982年出版。
フランス特許第2,130,556号明細書（VEB Monsator Haushalt grossgerate−kombinat）。
フランス特許第2,177,785号明細書（VEB Monsator Haushalt grossgerate−kombinat）。フランス特許第2,607,144号明細書（Institute Francaise du Petrole）。
エム・エフ・ブズィアニ（M.F.Bouzianis）著、「クロロフルオロカーボンとその代替物」（Arthur D.Little,1988年）。
ディー．ジェー．ベイトマン（D,J.Bateman）他、「車両の空調用代替冷媒市場向け冷媒混合物」SAE技術文書シリーズ900216（1990年２月26日から３月２日までミシガン州デトロイトで開催されたSAE国際会議と展示会）。
「加熱、換気、空調及び冷却に関するASHRAEの用語集」第２版、（米国加熱、冷却、空調学会、1991年）。
特に非共沸冷媒類（“NARMs"）が注目されている。というのは、類似の外的条件のもとで単体化合物や作動用共沸流動媒体と比較した場合、熱力学的サイクル工程において、等圧蒸発段階では熱をより吸収し、等圧凝縮段階では熱をより放出し、膨脹段階では仕事量がより多く、圧縮段階では仕事量がより少ないからである。換言すれば、非共沸冷媒類は逆の熱力学的サイクル装置においてはより高い“作業係数”（下記に定義）を示し、通常の熱力学的サイクル装置ではより高い作業効率を示すのである。
しかし、公知の作動用非共沸流動媒体は、機械的な冷却、空調、ヒートポンプ、及び熱媒液発電システムにおいて、そのような媒体の蒸発損失が不可避であるという事実に起因する重大な欠点を幾つか有している。これらの欠点によって、前記作動用流動媒体の液相の成分の濃度が変化するだけではなく、前記作動用流動媒体の重量即ち質量が減少し、その結果作業係数（“COP"）が継続的に減少してしまい熱媒液発電システムの発電効率が低下するのである。（本明細書中に使用されている“COP"なる用語は、冷媒の場合は環境から除去される正味エネルギーの、加熱或いは発電システムの場合は出力される正味エネルギーの、同じ単位と評価の条件で表わされる総エネルギー入力に対する割合を示す）。それゆえに、前記作動用流体を元の重量レベルまで補充しなくてはならない。
しかし、従来の非共沸冷媒類では、補充された作動用流動媒体は蒸発損失があった後の元の作動媒体とは組成が異なっている。これは、元の非共沸媒体を再補充することにより、この非共沸媒体と共沸蒸発によって減少しそれゆえに組成が変わってしまった作動用流動媒体とが混ざって、その系内の濃度が変化し、そのために最終的な作動用流動媒体の濃度が元の作動用媒体の濃度と異なってしまうことによるものであり、そしてそれがCOPの継続的な減少と発電効率の減少をもたらすのである。
この結果、前記作動用流動媒体の各成分の割合（濃度）の変化によって、媒体の有用寿命は組成に変化がなかった場合と比較するとかなり短くなり、作動用流動媒体全体を排出して交換せざるを得なくなる。従来の非共沸冷媒類はオゾン減損可能性（“ODP"）を有しており、特に多量に排出された場合有毒であるので、従来の非共沸冷媒類の継続使用はオゾン層と環境に対して悪影響を及ぼしているし、これからも及ぼすことになる。このような問題や欠点を避けるために、リサイクルシステムに多額の投資をしたり、このように排出しなくてはならない従来の非共沸冷媒類を取り扱う新たな方法を発見する必要がある。どちらの解決法も技術的、経済的或いは環境の観点から完全に満足のいくものではない。
故に、熱力学的サイクルシステムにおいて有用であり、蒸発損失と補充のサイクルの繰返し工程においてCOPの減少も発電効率の減少も僅かであって有用作動寿命の長い作動用非共沸流動媒体が必要であることは明らかである。
従って、本発明の目的は、蒸発損失と補充のサイクルの繰り返しに起因する組成の変化がCOPに与える影響という点で即ち蒸発損失に対する性質の点で改善されている、熱力学的圧縮サイクルシステムにおいて使用される作動用非共沸流動媒体を提供することである。
本発明の他の目的は、前記の改善された作動用非共沸流動媒体を用いた、冷却、空調、熱媒液を用いる加熱及び発電システム等を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、蒸発損失に対して改善された安定性を有する作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的サイクルシステムとして運転される熱力学的装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、蒸発損失に対して改善された安定性を有する作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的サイクルシステムとして運転される空調装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、蒸発損失に対して改善された安定性を有する作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的サイクルシステムとして運転される加熱装置を提供することである。
また本発明のさらに他の目的は、本発明の前記の改善された作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的圧縮サイクルによって熱を移動する方法を提供することである。
本発明のこれら及び他の目的は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲を参照することによってわかりかつ達成することが可能である。
［発明の要約］
上記の目的は、本発明により、蒸発損失／補充サイクル一回あたりの補充量が媒体総量の約15％未満、合計補充量が媒体総量の約50％までである一回又はそれ以上の蒸発損失／補充サイクルによっても前記媒体のCOPの減少が合計で約５％以下であるか又は発電能力の損失が約３％以下である、複数の化合物の混合物からなる熱力学的サイクルシステム作動用非共沸流動媒体によって達成される。
好ましくは、本発明の前記作動用媒体をなす前記複数の化合物はCHClF2と式C2HxXy（式中ｘとｙは整数であり、ｙは２以上であり、ｘとｙの合計は６であり、Ｘは塩素（Cl）又は弗素（Ｆ）基であり、その化合物中のそれぞれのＸは同じであっても異なっていてもよい）の化合物一種又はそれ以上とからなる。前記化合物としては、市販のものでもよいし、又は有機化学技術分野で周知の方法で容易に製造することが可能である。このような化合物の例としてはCH3CHF2及びCClF2CF3が挙げられる。
本発明の別の好ましい態様によれば、前記作動用媒体は、上記化合物に加えて式C4H10及びCHmClnF3（式中、ｍとｎは整数であり、ｍ＋ｎは１であり、即ちｍ及びｎのうちの一つが１であり、他方が０である）で表わされる一種類又はそれ以上の化合物を含有している。式C4H10で表わされる化合物の例としてはｎ−ブタン及びイソブタンが挙げられ、式CHmClnF3で表される化合物としはクロロトリフルオロメタン及びトリフルオロメタンが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
添付の図について述べると、
第１図は、本発明の作動用非共沸流動媒体を利用した冷却ユニットの模式図である。
第２図は、図１の冷却ユニットを利用した空調装置の模式図である。
［好ましい実施態様の説明］
本発明の作動用流動媒体は、例えば、冷蔵（冷却）、空調，加熱及び発電（熱媒液）システムなどの熱力学的圧縮−凝縮−膨脹−蒸発サイクルに有用であり、既存のシステムを高い費用をかけて改変する必要なしに用いることができる。前記作動用媒体は少なくとも２種類のフルオロカーボンからなり、混合物全体は非共沸性であり、前記媒体の最初の重量の50％までの重量の蒸発損失とその補充のサイクルを繰り返した後でも、このような蒸発損失／補充サイクルに起因する前記媒体の組成の変化にもかかわらず元の値の95％以内に維持される望ましい作業係数を有し、さらに、熱媒液発電効率のロスも３％以下である。
図１に示されている冷却ユニットを参照して述べると、本発明の作動用流動媒体は、流体回路15内を矢印の方向に循環する。前記流体回路15は圧縮器20、冷却器30、スロットル40及び蒸発器50を相互に接続している。冷却器30は熱交換器を介して除熱手段、例えば冷却水供給装置60と接続している。蒸発器50は制御空間に置き、その空間の熱を除去するか又は熱交換器を介して低温流体回路70と接続し、蒸発器50から一定の距離を置いた場所で冷却を行なうこともできる。
図２を参照して述べると、本発明による空調システムは、図１に示されたタイプの冷却ユニット140と流体回路100を備えている。前記回路は、外気取入口105と再循環空気取入口110（取り入れられた空気は混合機120で混合される）、フィルター付きファン130、図１に示したのと同様な冷却／冷蔵装置140、加湿器150、それぞれ流体を区画190に供給する流体分流器170,180に接続された各区画用加熱器160を備えている。
本発明の作動用流動媒体の好ましい組成を、以下に示す非限定的な実施例によって例示する。
実施例１
化合物CHClF2とC2HxXy（式中、ｘ及びｙは整数で、ｙは１以上であり、ｘとｙの合計は６で、Ｘは塩素（Cl）又は弗素（Ｆ）基で、それぞれのＸは同じでも異なっていてもよい）の化合物一種類以上から、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。
実施例２
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされるそれ以外の２種類の化合物Ｘ及びＹから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記２種類の化合物Ｘ及びＹはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
前記化合物（R22,X及びＹ）の沸点によって、媒体中のこれら化合物の重量％比率は次の通りになる。
実施例３
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、ｍ、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが、m,x及びｙが同時に０は表わすことはない）で表わされるそれ以外の３種類の化合物X,Y,Zから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記３種類の化合物Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（R22,X、Ｙ及びＺ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（R22,X、Ｙ及びＺ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の常圧の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ沸点を有するが４種類とも同じ範囲内の常圧の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例４
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされるそれ以外の４種類の化合物から、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記４種類の化合物Ｕ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（R22、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（R22,U、Ｘ、Ｙ及びＺ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の常圧の沸点を有するることはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例５
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる少なくとも４種類の化合物X1、X2、X3、...、Xnからから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記少なくとも４種類の化合物X1、X2、X3、...、Xnは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（R22、X1、X2、X3、...、Xn）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（R22,X1、X2、X3、...、Xn）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の常圧の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例６
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる三種類の化合物Ｐ、Ｘ及びＹから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物Ｘ及びＹは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例７
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、ｘ、及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが、m,x及びｙは同時に０を表わすことはない）で表わされる四種類の化合物Ｐ、Ｘ、Ｙ及びＺから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物Ｘ、Ｙ及びＺはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例８
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる化合物Ｐ、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（Ｐ、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（Ｐ、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺ）のうちの２種類の化合物が同じ沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例９
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる化合物Ｐ、X1、X2、X3、...、Xnから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物X1、X2、X3、...、Xnはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
従って、前記化合物（Ｐ、X1、X2、X3、...、Xn）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（P,X1、X2、X3、...、Xn）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
実施例10
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CCl2F2（R12） 0.02−0.25
CHClF2（R22） 0.5 −0.7
CClF2CF3（R115） 0.1 −0.45
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CCl2F2（R12） 0.14
CHClF2（R22） 0.59
CClF2CF3（R115） 0.27
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例11
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CH（CH3）３（R600a） 0.02−0.2
CHClF2（R22） 0.5 −0.7
CH3CHF2（R152a） 0.1 −0.45
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CH（CH3）３（R600a） 0.09
CHClF2（R22） 0.62
CH3CHF2（R152a） 0.29
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例12
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。。
CH3（CH2）2CH3（R600） 0.02−0.2
CHClF2（R22） 0.5 −0.7
CH3CHF2（R152a） 0.1 −0.45
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CH3（CH2）CH3（R600） 0.06
CHClF2（R22） 0.63
CH3CHF2（R152a） 0.31
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱力学的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例13
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CCl2F2（R12） 0.75−0.9
CH3CHF2（R152a） 0.02−0.2
CH（CH3）３（R600a） 0.0 −0.11
CF3CH2F（R134a） 0.0 −0.15
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CCl2F2（R12） 0.82
CH3CHF2（R152a） 0.1
CH（CH3）３（R600a） 0.03
CF3CH2F（R134a） 0.05
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例14
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.35−0.55
CH3CHF2（R152a） 0.05−0.30
CF3CH2F（R134a） 0.05−0.30
C4F8（RC318） 0.05−0.30
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.45
CH3CHF2（R152a） 0.15
CF3CH2F（R134a） 0.27
C4F8（RC318） 0.13
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例15
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.4 −0.75
CH3CHF2（R152a） 0.0 −0.2
CF3CH2F（R134a） 0.0 −0.25
C3H8（R290） 0.05−0.25
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.71
CH3CHF2（R152a） 0.05
CF3CH2F（R134a） 0.09
C3H8（R290） 0.15
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例16
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.48−0.75
CH3CHF2（R152a） 0.05−0.35
C4F8（RC318） 0.05−0.35
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.70
CH3CHF2（R152a） 0.18
C4F8（RC318） 0.12
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例17
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.35−0.80
CH3CHF2（R152a） 0.02−0.30
CH3CClF2（R142b） 0.01−0.25
C4F8（RC318） 0.03−0.55
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.41
CH3CHF2（R152a） 0.13
CH3CClF2（R142b） 0.12
C4F8（RC318） 0.34
実施例18
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.5 −0.96
CH3CHCH2（R1270） 0.005−0.1
CH3CHF2（R152a） 0.01 −0.25
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例19
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.89
CH3CHCH2（R1270） 0.03
CH3CHF2（R152a） 0.08
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
上記の作動用非共沸流動媒体、装置及び方法は、以下の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を限定するよりはむしろ本発明を説明するために示されたものである。
本発明は、熱力学的サイクルシステムにおいて使用される作動用流動媒体に関するものである。さらに詳しく述べると、本発明は例えば冷凍や空調の用途において使用され、蒸発損失に対して改善された特性を有する非共沸混合物に関するものである。
［背景技術］
熱力学サイクルシステムに用いられる市販の産業向け作動用流動媒体は、一般に純粋化合物、共沸混合物、或いは非共沸混合物のいずれかの流体である。
例えば次の参考文献に示されているように、多数のこのような混合物は本技術分野において知られている。
ルイス（Lewis）による「1,1−ジフルオロエタンとモノクロロペンタフルオロエタンからなる共沸冷媒組成物」1953年６月９日付与の米国特許第2,641,580号明細書。
フュデラー（Fuderer）による「冷却用圧縮工程」1965年８月31日付与の米国特許第3,203,194号明細書。
オーフェオ（Orfeo）他による「モノクロロジフルオロメタンを含有する非共沸冷媒組成物と使用法」1981年12月１日付与の米国特許第4,303,536号明細書。
ニコルスキー（Nikolsky）他による「製品の凍結並びに貯蔵方法及びそのための冷却剤」1986年７月29日付与の米国特許第4,603,002号明細書。
ダイキン工業株式会社による「低沸点冷媒組成物」1977年公開の特開昭52−70466。
ビー・シー・ラングレイ（B.C.Langley）著、「冷却と空調」、第２版、1982年出版。
フランス特許第2,130,556号明細書（VEB Monsator Haushalt grossgerate−kombinat）。
フランス特許第2,177,785号明細書（VEB Monsator Haushalt grossgerate−kombinat）。フランス特許第2,607,144号明細書（Institute Francaise du Petrole）。
エム・エフ・ブズィアニ（M.F.Bouzianis）著、「クロロフルオロカーボンとその代替物」（Arthur D.Little,1988年）。
ディー．ジェー．ベイトマン（D,J.Bateman）他、「車両の空調用代替冷媒市場向け冷媒混合物」SAE技術文書シリーズ900216（1990年２月26日から３月２日までミシガン州デトロイトで開催されたSAE国際会議と展示会）。
「加熱、換気、空調及び冷却に関するASHRAEの用語集」第２版、（米国加熱、冷却、空調学会、1991年）。
特に非共沸冷媒類（“NARMs"）が注目されている。というのは、類似の外的条件のもとで単体化合物や作動用共沸流動媒体と比較した場合、熱力学的サイクル工程において、等圧蒸発段階では熱をより吸収し、等圧凝縮段階では熱をより放出し、膨脹段階では仕事量がより多く、圧縮段階では仕事量がより少ないからである。換言すれば、非共沸冷媒類は逆の熱力学的サイクル装置においてはより高い“作業係数”（下記に定義）を示し、通常の熱力学的サイクル装置ではより高い作業効率を示すのである。
しかし、公知の作動用非共沸流動媒体は、機械的な冷却、空調、ヒートポンプ、及び熱媒液発電システムにおいて、そのような媒体の蒸発損失が不可避であるという事実に起因する重大な欠点を幾つか有している。これらの欠点によって、前記作動用流動媒体の液相の成分の濃度が変化するだけではなく、前記作動用流動媒体の重量即ち質量が減少し、その結果作業係数（“COP"）が継続的に減少してしまい熱媒液発電システムの発電効率が低下するのである。（本明細書中に使用されている“COP"なる用語は、冷媒の場合は環境から除去される正味エネルギーの、加熱或いは発電システムの場合は出力される正味エネルギーの、同じ単位と評価の条件で表わされる総エネルギー入力に対する割合を示す）。それゆえに、前記作動用流体を元の重量レベルまで補充しなくてはならない。
しかし、従来の非共沸冷媒類では、補充された作動用流動媒体は蒸発損失があった後の元の作動媒体とは組成が異なっている。これは、元の非共沸媒体を再補充することにより、この非共沸媒体と共沸蒸発によって減少しそれゆえに組成が変わってしまった作動用流動媒体とが混ざって、その系内の濃度が変化し、そのために最終的な作動用流動媒体の濃度が元の作動用媒体の濃度と異なってしまうことによるものであり、そしてそれがCOPの継続的な減少と発電効率の減少をもたらすのである。
この結果、前記作動用流動媒体の各成分の割合（濃度）の変化によって、媒体の有用寿命は組成に変化がなかった場合と比較するとかなり短くなり、作動用流動媒体全体を排出して交換せざるを得なくなる。従来の非共沸冷媒類はオゾン減損可能性（“ODP"）を有しており、特に多量に排出された場合有毒であるので、従来の非共沸冷媒類の継続使用はオゾン層と環境に対して悪影響を及ぼしているし、これからも及ぼすことになる。このような問題や欠点を避けるために、リサイクルシステムに多額の投資をしたり、このように排出しなくてはならない従来の非共沸冷媒類を取り扱う新たな方法を発見する必要がある。どちらの解決法も技術的、経済的或いは環境の観点から完全に満足のいくものではない。
故に、熱力学的サイクルシステムにおいて有用であり、蒸発損失と補充のサイクルの繰返し工程においてCOPの減少も発電効率の減少も僅かであって有用作動寿命の長い作動用非共沸流動媒体が必要であることは明らかである。
従って、本発明の目的は、蒸発損失と補充のサイクルの繰り返しに起因する組成の変化がCOPに与える影響という点で即ち蒸発損失に対する性質の点で改善されている、熱力学的圧縮サイクルシステムにおいて使用される作動用非共沸流動媒体を提供することである。
本発明の他の目的は、前記の改善された作動用非共沸流動媒体を用いた、冷却、空調、熱媒液を用いる加熱及び発電システム等を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、蒸発損失に対して改善された安定性を有する作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的サイクルシステムとして運転される熱力学的装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、蒸発損失に対して改善された安定性を有する作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的サイクルシステムとして運転される空調装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、蒸発損失に対して改善された安定性を有する作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的サイクルシステムとして運転される加熱装置を提供することである。
また本発明のさらに他の目的は、本発明の前記の改善された作動用非共沸流動媒体を用いた、熱力学的圧縮サイクルによって熱を移動する方法を提供することである。
本発明のこれら及び他の目的は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲を参照することによってわかりかつ達成することが可能である。
［発明の要約］
上記の目的は、本発明により、蒸発損失／補充サイクル一回あたりの補充量が媒体総量の約15％未満、合計補充量が媒体総量の約50％までである一回又はそれ以上の蒸発損失／補充サイクルによっても前記媒体のCOPの減少が合計で約５％以下であるか又は発電能力の損失が約３％以下である、複数の化合物の混合物からなる熱力学的サイクルシステム作動用非共沸流動媒体によって達成される。
好ましくは、本発明の前記作動用媒体をなす前記複数の化合物はCHClF2と式C2HxXy（式中ｘとｙは整数であり、ｙは２以上であり、ｘとｙの合計は６であり、Ｘは塩素（Cl）又は弗素（Ｆ）基であり、その化合物中のそれぞれのＸは同じであっても異なっていてもよい）の化合物一種又はそれ以上とからなる。前記化合物としては、市販のものでもよいし、又は有機化学技術分野で周知の方法で容易に製造することが可能である。このような化合物の例としてはCH3CHF2及びCClF2CF3が挙げられる。
本発明の別の好ましい態様によれば、前記作動用媒体は、上記化合物に加えて式C4H10及びCHmClnF3（式中、ｍとｎは整数であり、ｍ＋ｎは１であり、即ちｍ及びｎのうちの一つが１であり、他方が０である）で表わされる一種類又はそれ以上の化合物を含有している。式C4H10で表わされる化合物の例としてはｎ−ブタン及びイソブタンが挙げられ、式CHmClnF3で表される化合物としはクロロトリフルオロメタン及びトリフルオロメタンが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
添付の図について述べると、
第１図は、本発明の作動用非共沸流動媒体を利用した冷却ユニットの模式図である。
第２図は、図１の冷却ユニットを利用した空調装置の模式図である。
［好ましい実施態様の説明］
本発明の作動用流動媒体は、例えば、冷蔵（冷却）、空調，加熱及び発電（熱媒液）システムなどの熱力学的圧縮−凝縮−膨脹−蒸発サイクルに有用であり、既存のシステムを高い費用をかけて改変する必要なしに用いることができる。前記作動用媒体は少なくとも２種類のフルオロカーボンからなり、混合物全体は非共沸性であり、前記媒体の最初の重量の50％までの重量の蒸発損失とその補充のサイクルを繰り返した後でも、このような蒸発損失／補充サイクルに起因する前記媒体の組成の変化にもかかわらず元の値の95％以内に維持される望ましい作業係数を有し、さらに、熱媒液発電効率のロスも３％以下である。
図１に示されている冷却ユニットを参照して述べると、本発明の作動用流動媒体は、流体回路15内を矢印の方向に循環する。前記流体回路15は圧縮器20、冷却器30、スロットル40及び蒸発器50を相互に接続している。冷却器30は熱交換器を介して除熱手段、例えば冷却水供給装置60と接続している。蒸発器50は制御空間に置き、その空間の熱を除去するか又は熱交換器を介して低温流体回路70と接続し、蒸発器50から一定の距離を置いた場所で冷却を行なうこともできる。
図２を参照して述べると、本発明による空調システムは、図１に示されたタイプの冷却ユニット140と流体回路100を備えている。前記回路は、外気取入口105と再循環空気取入口110（取り入れられた空気は混合機120で混合される）、フィルター付きファン130、図１に示したのと同様な冷却／冷蔵装置140、加湿器150、それぞれ流体を区画190に供給する流体分流器170,180に接続された各区画用加熱器160を備えている。
本発明の作動用流動媒体の好ましい組成を、以下に示す非限定的な実施例によって例示する。
実施例１
化合物CHClF2とC2HxXy（式中、ｘ及びｙは整数で、ｙは１以上であり、ｘとｙの合計は６で、Ｘは塩素（Cl）又は弗素（Ｆ）基で、それぞれのＸは同じでも異なっていてもよい）の化合物一種類以上から、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。
実施例２
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされるそれ以外の２種類の化合物Ｘ及びＹから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記２種類の化合物Ｘ及びＹはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
前記化合物（R22,X及びＹ）の沸点によって、媒体中のこれら化合物の重量％比率は次の通りになる。
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、ｍ、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが、m,x及びｙが同時に０は表わすことはない）で表わされるそれ以外の３種類の化合物X,Y,Zから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記３種類の化合物Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（R22,X、Ｙ及びＺ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（R22,X、Ｙ及びＺ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の常圧の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ沸点を有するが４種類とも同じ範囲内の常圧の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされるそれ以外の４種類の化合物から、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記４種類の化合物Ｕ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（R22、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（R22,U、Ｘ、Ｙ及びＺ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の常圧の沸点を有するることはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
化合物CHClF2（R22）と式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる少なくとも４種類の化合物X1、X2、X3、...、Xnからから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。前記少なくとも４種類の化合物X1、X2、X3、...、Xnは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−41℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（R22、X1、X2、X3、...、Xn）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（R22,X1、X2、X3、...、Xn）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の常圧の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる三種類の化合物Ｐ、Ｘ及びＹから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物Ｘ及びＹは、それぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、ｘ、及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが、m,x及びｙは同時に０を表わすことはない）で表わされる四種類の化合物Ｐ、Ｘ、Ｙ及びＺから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物Ｘ、Ｙ及びＺはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（Ｐ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる化合物Ｐ、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
G. 90℃から 135℃
従って、前記化合物（Ｐ、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺ）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（Ｐ、Ｕ、Ｘ、Ｙ及びＺ）のうちの２種類の化合物が同じ沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
式CnHmClxFy（式中、ｎは整数を表わし、m,x及びｙはそれぞれ独立して０以上の整数を表わすが同時に０を表わすことはない）で表わされる化合物Ｐ、X1、X2、X3、...、Xnから、蒸発損失に対して安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製する。Ｐの沸点が最も低く、残りの化合物X1、X2、X3、...、Xnはそれぞれ次にあげる７種類の沸点範囲（Ａ−Ｇ）のうちの一範囲に常圧沸点を有している。
A.−45℃から−35℃
B.−35℃から−20℃
C.−20℃から 0℃
D. 0℃から 25℃
E. 25℃から 35℃
F. 55℃から 90℃
従って、前記化合物（Ｐ、X1、X2、X3、...、Xn）の沸点が同じ範囲かどうかにかかわらず、二つのケースに分類される。すなわち前記化合物（P,X1、X2、X3、...、Xn）のうちの２種類の化合物が同じ範囲内の沸点を有することはない場合と、少なくとも２種類が同じ範囲内の常圧の沸点を有するが４種類ともその範囲内の沸点を有することはない場合である。それによって、媒体中のこれら化合物の比率は次の通りになる。
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CCl2F2（R12） 0.02−0.25
CHClF2（R22） 0.5 −0.7
CClF2CF3（R115） 0.1 −0.45
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CCl2F2（R12） 0.14
CHClF2（R22） 0.59
CClF2CF3（R115） 0.27
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例11
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CH（CH3）３（R600a） 0.02−0.2
CHClF2（R22） 0.5 −0.7
CH3CHF2（R152a） 0.1 −0.45
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CH（CH3）３（R600a） 0.09
CHClF2（R22） 0.62
CH3CHF2（R152a） 0.29
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例12
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。。
CH3（CH2）2CH3（R600） 0.02−0.2
CHClF2（R22） 0.5 −0.7
CH3CHF2（R152a） 0.1 −0.45
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CH3（CH2）CH3（R600） 0.06
CHClF2（R22） 0.63
CH3CHF2（R152a） 0.31
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱力学的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例13
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CCl2F2（R12） 0.75−0.9
CH3CHF2（R152a） 0.02−0.2
CH（CH3）３（R600a） 0.0 −0.11
CF3CH2F（R134a） 0.0 −0.15
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CCl2F2（R12） 0.82
CH3CHF2（R152a） 0.1
CH（CH3）３（R600a） 0.03
CF3CH2F（R134a） 0.05
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例14
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.35−0.55
CH3CHF2（R152a） 0.05−0.30
CF3CH2F（R134a） 0.05−0.30
C4F8（RC318） 0.05−0.30
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.45
CH3CHF2（R152a） 0.15
CF3CH2F（R134a） 0.27
C4F8（RC318） 0.13
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例15
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.4 −0.75
CH3CHF2（R152a） 0.0 −0.2
CF3CH2F（R134a） 0.0 −0.25
C3H8（R290） 0.05−0.25
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.71
CH3CHF2（R152a） 0.05
CF3CH2F（R134a） 0.09
C3H8（R290） 0.15
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例16
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.48−0.75
CH3CHF2（R152a） 0.05−0.35
C4F8（RC318） 0.05−0.35
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.70
CH3CHF2（R152a） 0.18
C4F8（RC318） 0.12
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例17
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.35−0.80
CH3CHF2（R152a） 0.02−0.30
CH3CClF2（R142b） 0.01−0.25
C4F8（RC318） 0.03−0.55
前記化合物がそれぞれ次の重量比率である場合、得られる作動用流動媒体は蒸発損失に対して最高の安定性を有している。
CHClF2（R22） 0.41
CH3CHF2（R152a） 0.13
CH3CClF2（R142b） 0.12
C4F8（RC318） 0.34
実施例18
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.5 −0.96
CH3CHCH2（R1270） 0.005−0.1
CH3CHF2（R152a） 0.01 −0.25
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
実施例19
次の化合物を下記の重量比率になるように配合して、蒸発損失に対する安定性を有する作動用非共沸流動媒体を調製した。
CHClF2（R22） 0.89
CH3CHCH2（R1270） 0.03
CH3CHF2（R152a） 0.08
前記化合物の不純物含有量が10重量％未満である場合、得られる作動用流動媒体の熱物理的性質に与える不純物の影響は無視することができる。
上記の作動用非共沸流動媒体、装置及び方法は、以下の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を限定するよりはむしろ本発明を説明するために示されたものである。
Claims (6)
- 複数の化合物の混合物からなり、蒸発損失／補充サイクル一回あたりの補充量が媒体総量の約15％未満、合計補充量が媒体総量の約50％までである一回又はそれ以上の蒸発損失／補充サイクルによっても前記媒体のCOPの減少が合計で約５％以下であるか又は発電能力の損失が約３％以下であることを特徴とする、熱力学的サイクルシステムに用いられる作動用非共沸流動媒体であり、
前記化合物及びそれらの重量比率は下記の通りであり
CHClF2（R22） 0.48−0.75
CH3CHF2（R152a） 0.05−0.35
C4F8（RC318） 0.05−0.35、
不純物最大濃度は約10％である作動用非共沸流動媒体。 - 前記化合物及びそれらの重量濃度は下記の通りである、請求項１記載の作動用非共沸流動媒体。
CHClF2（R22） 0.70
CH3CHF2（R152a） 0.18
C4F8（RC318） 0.12 - 複数の化合物の混合物からなり、蒸発損失／補充サイクル一回あたりの補充量が媒体総量の約15％未満、合計補充量が媒体総量の約50％までである一回又はそれ以上の蒸発損失／補充サイクルによっても前記媒体のCOPの減少が合計で約５％以下であるか又は発電能力の損失が約３％以下であることを特徴とする、熱力学的サイクルシステムに用いられる作動用非共沸流動媒体であり、
前記化合物及びそれらの重量濃度は下記の通りであり
CHClF2（R22） 0.35−0.80
CH3CHF2（R152a） 0.02−0.30
CF3CClF2（R142b） 0.01−0.25
C4F8（RC318） 0.03−0.55、
不純物最大濃度は約10％である作動用非共沸流動媒体。 - 前記化合物及びそれらの重量濃度は下記の通りである、請求項３記載の作動用非共沸流動媒体。
CHClF2（R22） 0.41
CH3CHF2（R152a） 0.13
CF3CClF2（R142b） 0.12
C 4 F 8 （RC318） 0.34 - 複数の化合物の混合物からなり、蒸発損失／補充サイクル一回あたりの補充量が媒体総量の約15％未満、合計補充量が媒体総量の約50％までである一回又はそれ以上の蒸発損失／補充サイクルによっても前記媒体のCOPの減少が合計で約５％以下であるか又は発電能力の損失が約３％以下であることを特徴とする、熱力学的サイクルシステムに用いられる作動用非共沸流動媒体であり、
前記化合物及びそれらの重量濃度は下記の通りであり
CHClF2（R22） 0.5−0.96
CH3CHCH2（R1270） 0.005−0.1
CH3CHF2（R152a） 0.01−0.25、
不純物最大濃度は約10％である作動用非共沸流動媒体。 - 前記化合物及びそれらの重量濃度は下記の通りであり
CHClF2（R22） 0.89
CH3CHCH2（R1270） 0.03
CH3CHF2（R152a） 0.08、
不純物最大濃度は約10％である、請求項５記載の作動用非共沸流動媒体。
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