JP5436865B2 - 冷媒組成物 - Google Patents

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Description

本発明は冷媒組成物に関する。特に、本発明は、成層圏オゾンに悪影響を及ぼさない冷媒組成物に関する。また、本発明は、オゾン破壊物質（ＯＤＳ）、たとえばＨＣＦＣ２２（クロロジフルオロメタン）を使用するように設計された冷凍及び空調システムならびに新規な設備で使用するための組成物に関する。このような冷媒組成物は、冷凍及び空調システムで一般に見られる潤滑剤ならびに新規な合成潤滑剤（たとえばポリオールエステルオイル）と適合性である。
大気への冷媒の漏れを防ぐために相当な注意が払われているが、ときおり、それは起こる。一部の地域では、酸素と混合した炭化水素に対する太陽光の効果によって発生する対流圏オゾンの生成を最小限にするため、炭化水素の放出が規制されている。本発明の主題であるブレンドの漏れによる大気に対する炭化水素の影響を最小限にするため、炭化水素含有率は、好ましくは５％未満、より好ましくは３．５％未満であるべきである。
本発明の組成物はまた、非オゾン破壊物質のために設計された設備ででも使用することができる。
クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）、たとえばＣＦＣ１２及びＣＦＣ５０２ならびにハイドロクロロフルオロカーボン、たとえばＨＣＦＣ２２は、エネルギー効率的であり、不燃性であり、低毒性であるが、成層圏に移行し、そこで紫外線によって分解されてオゾン層を攻撃することがよく知られている。このようなオゾン破壊物質を、同じく不燃性であり、効率的であり、低毒性である非オゾン破壊性代替物質、たとえばハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）で代替することが望ましい。６種の主なＨＦＣ、すなわちＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ３２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１４３ａ、ＨＦＣ２２７ｅａ及びＨＦＣ１５２ａがあり、個々に又は混合物へとブレンドされた状態で、ＣＦＣ及びＨＣＦＣに代替することができる。ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ２２７ｅａ及びＨＦＣ１５２ａは、直接ＯＤＳに代替して使用することができるが、ＨＦＣ３２、ＨＦＣ１４３ａ及びＨＦＣ１２５は一般に、ＯＤＳの代替品としてはブレンドとして見られる。しかし、ＨＦＣは、ミネラルオイル及びアルキルベンゼンオイルのような従来の潤滑剤に十分な溶解性を有さず、そのため、新規な設備のためには特別に酸素含有合成潤滑剤が導入されている。このような新規な潤滑剤は高価であり、吸湿性である。
冷媒ブレンド、たとえばＲ４０４Ａ、Ｒ５０７、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣなどがＣＦＣ及びＨＣＦＣの代替品として市販されているが、これらの組成物はＨＦＣ成分のみを含有するため、ＣＦＣ及びＨＣＦＣとの使用で一般に見られる従来の潤滑剤とともに使用することはできない。これらのブレンドを既存の設備においてＣＦＣ及びＨＣＦＣに代替して用いなければならないならば、主要な薬品製造業者は、従来の潤滑剤をシステム中で５％以下に保持することを推奨しており、そのため、潤滑剤の、酸素含有合成潤滑剤への実質的に完全な交換又は完全なレトロフィットが要求される。これは多くの場合、費用を要し、技術的にも満足なものではない。
設備製造業者は、彼らのユニットがＨＦＣブレンドとでも作動するように適合させているが、市販品は、ＣＦＣ及びＨＣＦＣほど満足であるとは見いだされていない。特に、十分なオイルリターンを保証するために、ミネラルオイルのような炭化水素潤滑剤に代替して酸素含有潤滑剤、とりわけポリオールエステル及びポリアルキレングリコールが用いられている。残念ながら、これらの物質は、特にメンテナンス中に大気の水分を吸収しやすく、それが設備における過度の腐食及び摩耗に寄与するおそれがある。これが設備の信頼性を損じかねない。本発明の目的は、既存の設備及び新規設備の両方で炭化水素オイルの継続使用を可能にするＨＦＣ／炭化水素ブレンドを提供することである。
新規設備及び既存の設備でＲ２２に代替して容易に使用することができる冷媒ブレンドを求める場合、新規なブレンドが十分な冷凍能力を有することが特に重要である。その能力は、同等な作動条件下、それが代替する流体の能力の少なくとも９０％、より好ましくは、それが代替する流体の能力の少なくとも９５％、もっとも好ましくは、それが代替する流体の能力と同等以上であるべきである。本発明は、Ｒ２２が一般に見いだされる、空調及び冷凍のための、高温から低温までの適用範囲にわたってＲ２２に類似した能力を有する冷媒組成物に関する。
Ｒ４０７Ｃのような一部の冷媒は、蒸発器及び凝縮器の中で広い温度グライド（＞４℃）を有する。設備製造業者は、ＣＦＣ／ＨＣＦＣ単独流体又は共沸混合物での彼らの経験に基づき、低いグライドを有する冷媒を好む。本発明のさらなる目的は、設備における炭化水素潤滑剤の継続使用を可能にし、共沸性及び近共沸性の配合物を提供することによって熱交換器中の温度グライドを最小限にするために、ＨＣＦＣ２２及びＨＦＣブレンド、たとえばＲ４０７Ｃに置き換えることができるＨＦＣ／炭化水素ブレンドを提供することである。
特許文献中、冷媒混合物を説明するために様々な用語が使用されている。以下の定義は、アメリカ暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）の規格３４から抜粋したものである。
共沸混合物
所与の圧力で平衡気相組成と平衡液相組成とが同じである２種以上の冷媒を含有するブレンド。共沸性ブレンドは、他の条件では成分のいくらかの分離を示す。分離の程度は具体的な共沸混合物及び用途に依存する。
共沸温度
指定の圧力の平衡状態でブレンドの液相と気相とが各成分の同じモル分画を有するところの温度。
近共沸混合物
特定の用途に関して分析における結果的誤差なしで無視しうるほど小さい温度グライドを有する共沸性ブレンド。
非共沸混合物
冷凍サイクルで使用されると、定圧で蒸発（沸騰）又は凝縮するにつれ体積組成及び飽和温度を変化させる、異なる揮発性の多数の成分を含むブレンド。
温度グライド
過冷却又は過熱を除く、冷凍システムの部品内の冷媒による相変化過程の開始温度と終了温度との差の絶対値。この語は通常、共沸混合物の凝縮又は蒸発を説明する。
本発明は、ＡＳＨＲＡＥ規格３４の下で定義されるすべての分画条件下で不燃性であり、潤滑剤を変更したり、システムハードウェアに有意な変更を加えたりすることなく既存のユニットでＯＤＳに代替して用いることができる近共沸性及び共沸性冷媒組成物に関する。新規設備では、冷媒組成物は、炭化水素オイルの継続使用を可能にするが、たとえば最適な毛管の長さを選択することにより、ユニットを変更して新規冷媒の性能を最適化してもよい。水分の浸入又は他の問題が酸素含有オイルによって経験される場合、新規組成物は、そのようなオイルに代替して炭化水素オイルを用いることを可能にする。
ＨＦＣ又はＨＦＣ混合物を含有する冷媒組成物に少量の炭化水素を添加すると、システム全体に運ばれる潤滑剤に十分な炭化水素を溶解させることができ、圧縮器の潤滑が常に維持されるようになることは当該技術で公知である。組成物の炭化水素含量が多くなればなるほど、冷媒が潤滑剤を圧縮器に戻す能力が高くなるということは明らかである。しかし、高すぎる炭化水素含量は可燃性混合物につながるおそれがある。可燃性冷媒は一部の用途では許容可能であるが、本発明は、可燃性冷媒が禁じられている設備で使用するための不燃性組成物に関する。しかし、システムからの冷媒の漏れの際又は貯蔵中に起こりうる冷媒組成物の分画を含むすべての条件下で不燃性組成物を達成する方法は十分には理解されていない。液相及び気相の両方での可燃性が考慮されなければならない。
ＡＳＨＲＡＥ規格３４の規定では、すべてのＨＦＣが不燃性というわけではない。ＨＦＣ１４３ａ及びＨＦＣ３２は、ＡＳＨＲＡＥによる不燃性定格を受けていない。本発明は、不燃性ＨＦＣと炭化水素とのブレンドを包含するだけでなく、可燃性ＨＦＣ、不燃性ＨＦＣ及び炭化水素の、そのようなすべての組成物が、それらが代替するＯＤＳ及びＨＦＣと同様な冷凍効果及び熱力学的性能を提供しながらも分画中に不燃性であるように選択される割合におけるブレンドをも包含する冷媒組成物に関する。
本発明は、従来の潤滑剤、たとえばミネラルオイル及びアルキルベンゼンオイルとともに使用することができる冷媒組成物に関するが、冷媒組成物はまた、酸素含有合成潤滑剤との使用にも適している。
指定の用途でＨＣＦＣ２２に代替するためのＨＦＣ／炭化水素ブレンドを配合する場合、ときには、一種以上の低沸点ＨＦＣを一種以上の高沸点ＨＦＣとともに使用する必要がある。これに関して、好ましい低沸点ＨＦＣはＨＦＣ１４３ａ及びＨＦＣ１２５であり、好ましい高沸点ＨＦＣはＨＦＣ１３４ａである。
たとえばＡＳＨＲＡＥ規格３４によって規定されているようにブレンドにおける又は漏れによって発生する画分における可燃性を避けるためには、炭化水素の合計量を最小限にするべきである。同時に、良好なオイルリターンのためには、特にオイルが最大に粘稠である場所、たとえば蒸発器の中で、オイルに溶解する炭化水素混合物の量を最大限にしなければならない。本発明のＨＦＣ成分の一つ、すなわちＨＦＣ１４３ａはＡＳＨＲＡＥ安全分類Ａ２を有し、それが、使用されるＨＦＣ１４３ａの量及び炭化水素の選択を、ブレンドのためのＡ１の不燃性定格を得るために重要なものにする。より高沸点の単独の炭化水素、たとえばペンタン又はイソペンタンは液相で濃縮する。これは、実施例１で示すＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１２５及びペンタンのブレンドに対して実施した漏れ試験によって実証されている。
ＡＳＨＲＡＥ規格３４によって要求されるすべての条件下での冷媒ブレンドの分画を測定するために広く使用されている国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）プログラムRefleakを、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１４３ａ及びＲ１２５をブタン及びイソブタンとともに含むブレンドに関して実施すると、実施例２に示す結果が出た。漏れの終わり近くの液相中のブタンの増加は、約１５％のイソブタンに比べ、６０％超で有意であった。
また、実施例３に示すように、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１４３ａ及びＲ１２５をイソブタンのみとともに含むブレンドに関してもRefleakを実施した。液相中、最悪条件分画でイソブタンの増加がブタンよりも相当に少ないことが示されている。特許番号ＥＰ１２３８０３９Ｂ１で、Robertは、最悪条件分画における可燃性を憂慮して、ＨＦＣを含有するブレンドに２−メチルプロパン（イソプロパン）を含めないことを教示している。驚くことに、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１４３ａ及びＨＦＣ１２５を含有するブレンドにおけるイソブタンの使用が、ＡＳＨＲＡＥ規格３４の下での最悪条件分画で不燃性を生じさせるということがわかった。
本発明は、可燃性ＨＦＣ、たとえばＨＦＣ１４３ａを不燃性冷媒ブレンド中で使用して、それによってその性能、特に冷凍能力を本質的に改善することを可能にする。
本発明にしたがって、冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ、Ｒ１２５及びＲ１４３ａ
の混合物からなるハイドロフルオロカーボン成分、ならびに
−５０℃〜＋４０℃の範囲で沸騰する飽和若しくは不飽和炭化水素又はその混合物から選択される添加物
から本質的になる。
好ましい実施態様において、組成物は、実質的な量の他の成分又は他の気体が存在しない、ハイドロフルオロカーボン成分と炭化水素成分との混合物からなる。
さらなる好ましい実施態様において、炭化水素は０．１％〜５％の量で存在し、組成物は、完全に気相にあるとき、不燃性である。
さらなる好ましい実施態様において、炭化水素は０．１％〜５％の量で存在し、組成物は、蒸気及び液体が存在する容器の中にあるとき、気相又は液相のいずれも可燃性ではない。
炭化水素添加物は、２−メチルプロパン、プロパン、２，２−ジメチルプロパン、ｎ−ブタン、２−メチルブタン、シクロペンタン、ヘキサン、エタン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、メチルシクロペンタン、プロペン、ｎ−ブテン、イソブテン及びそれらの混合物からなる群より選択することができる。
さらなる実施態様において、Ｒ２２に代替するための用途を見いだすことができる冷媒組成物は、
（ｉ）ＨＦＣ１３４ａ 約１０〜３５重量％、好ましくはＨＦＣ１３４ａ １０〜２５重量％、及び
（ii）ＨＦＣ１２５ 約３０〜７９．９重量％、好ましくはＨＦＣ１２５ ４６〜７４．７重量％、及び
（iii）ＨＦＣ１４３ａ 約１０〜３０重量％、好ましくはＨＦＣ１４３ａ １５〜２５重量％、及び
（iv）ブタン又はイソブタン又はプロパン約０．１〜５重量％、好ましくはブタン又はイソブタン又はプロパン０．３〜４重量％
を含む。
さらなる実施態様において、Ｒ２２に代替するための用途を見いだすことができる冷媒組成物は、
（ｉ）ＨＦＣ１３４ａ 約１０〜３５重量％、好ましくはＨＦＣ１３４ａ １０〜２５重量％、もっとも好ましくはＨＦＣ１３４ａ １５〜２０重量％、及び
（ii）ＨＦＣ１２５ 約２５〜７９．８重量％、好ましくはＨＦＣ１２５ ４２〜７４．４重量％、もっとも好ましくはＨＦＣ１２５ ５３〜６７．４重量％、及び
（iii）ＨＦＣ１４３ａ 約１０〜３０重量％、好ましくはＨＦＣ１４３ａ １５〜２５重量％、もっとも好ましくはＨＦＣ１４３ａ １７〜２２重量％、及び
（iv）ブタン約０．１〜５重量％とイソブタン約０．１〜５重量％との混合物又はブタン（０．１〜５％）とイソペンタン（０．１〜５％）との混合物又はブタン（０．１〜５％）とプロパン（０．１〜５％）との混合物又はイソブタン（０．１〜５％）とプロパン（０．１〜５％）との混合物、好ましくは、ブタン（０．３〜４％）とイソブタン（０．３〜４％）との混合物又はブタン（０．３〜４％）とイソペンタン（０．３〜４％）との混合物又はブタン（０．３〜４％）とプロパン（０．３〜４％）との混合物又はイソブタン（０．３〜４％）とプロパン（０．３〜４％）との混合物０．３〜４重量％、もっとも好ましくは、イソブタン０．３〜３重量％とプロパン０．３〜２重量％との混合物又はブタン０．３〜３重量％とプロパン０．３〜２重量％との混合物
を含む。
さらなる実施態様において、Ｒ２２に代替するための用途を見いだすことができる冷媒組成物は、
（ｉ）ＨＦＣ１３４ａ 約１０〜３５重量％、好ましくはＨＦＣ１３４ａ １０〜２５重量％、及び
（ii）ＨＦＣ１２５ 約２０〜７９．７重量％、好ましくはＨＦＣ１２５ ３８〜７４．１重量％、及び
（iii）ＨＦＣ１４３ａ 約１０〜３０重量％、好ましくはＨＦＣ１４３ａ １５〜２５重量％、及び
（iv）ブタン約０．１〜５重量％及びイソブタン約０．１〜５重量％及びプロパン約０．１〜５重量％の混合物、好ましくは、ブタン（０．３〜４％）及びイソブタン（０．３〜４％）及びプロパン（０．３〜４％）の混合物０．３〜４重量％
を含む。
Ｒ２２の代替としての用途を見いだすことができる組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６０％
Ｒ１４３ａ ２１％
イソブタン ２％
プロパン １％
から本質的になる。
Ｒ２２の代替としての用途を見いだすことができるさらに別の組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６０％
Ｒ１４３ａ ２１％
ブタン ２％
プロパン １％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．９〜３０％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
ブタン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．７〜４６％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
ブタン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．９〜３０％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
イソブタン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．７〜４６％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
イソブタン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．９〜３０％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
プロパン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．７〜４６％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
プロパン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．８〜２５％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
ブタン ０．１〜５％
イソブタン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．４〜４２％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
ブタン ０．３〜４％
イソブタン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．８〜２５％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
ブタン ０．１〜５％
イソペンタン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．４〜４２％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
ブタン ０．３〜４％
イソペンタン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．８〜２５％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
ブタン ０．１〜５％
プロパン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．４〜４２％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
ブタン ０．３〜４％
プロパン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．８〜２５％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
イソブタン ０．１〜５％
プロパン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．４〜４２％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
イソブタン ０．３〜４％
プロパン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜３５％
Ｒ１２５ ７９．７〜２０％
Ｒ１４３ａ １０〜３０％
ブタン ０．１〜５％
イソブタン ０．１〜５％
プロパン ０．１〜５％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １０〜２５％
Ｒ１２５ ７４．１〜３８％
Ｒ１４３ａ １５〜２５％
ブタン ０．３〜４％
イソブタン ０．３〜４％
プロパン ０．３〜４％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １５〜２０％
Ｒ１２５ ６７．４〜５３％
Ｒ１４３ａ １７〜２２％
イソブタン ０．３〜３％
プロパン ０．３〜２％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １５〜２０％
Ｒ１２５ ６７．４〜５３％
Ｒ１４３ａ １７〜２２％
ブタン ０．３〜３％
プロパン ０．３〜２％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６０％
Ｒ１４３ａ ２１％
イソブタン ２％
プロパン １％
から本質的になる。
好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６０％
Ｒ１４３ａ ２１％
ブタン ２％
プロパン １％
から本質的になる。
ある実施態様において、イソブタンは０．６％〜４％の量で存在し、組成物が、蒸気及び液体が存在する容器の中にあるとき、気相又は液相のいずれも可燃性ではない。
第二の好ましい実施態様において、炭化水素は０．６％〜３．５％の量で存在する。
特に好ましい実施態様で、Ｒ２２に代替するための用途を見いだすことができる冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．７％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
ブタン ３．３％
を含む。
Ｒ２２の代替としての用途を見いだすことができるさらに別の好ましい組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．８％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ３．２％
から本質的になる。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．９％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ３．１％
を含む。
好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ３％
を含む。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．１％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ２．９％
を含む。
さらに別のさらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．２％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ２．８％
を含む。
もう一つのさらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．３％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ２．７％
を含む。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．４％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ２．６％
を含む。
さらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．５％
Ｒ１２５ ６３％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ２．５％
を含む。
もう一つの好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６４％
Ｒ１４３ａ １８％
イソブタン ２％
を含む。
もう一つの好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．７％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
ブタン ３．３％
を含む。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．８％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ３．２％
を含む。
さらに別のさらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．９％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ３．１％
を含む。
なおさらに別のさらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ３％
を含む。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．１％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ２．９％
を含む。
もう一つの好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．２％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ２．８％
を含む。
さらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．３％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ２．７％
を含む。
なおさらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．４％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ２．６％
を含む。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．５％
Ｒ１２５ ６５％
Ｒ１４３ａ １６％
イソブタン ２．５％
を含む。
もう一つの好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．７％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
ブタン ３．３％
を含む。
さらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．８％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ３．２％
を含む。
なおさらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １５．９％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ３．１％
を含む。
さらなる好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ３％
を含む。
もう一つの好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．１％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ２．９％
を含む。
さらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．２％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ２．８％
を含む。
なおさらに別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．３％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ２．７％
を含む。
さらなる別の好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．４％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ２．６％
を含む。
もう一つの好ましい冷媒組成物は、
Ｒ１３４ａ １６．５％
Ｒ１２５ ６７％
Ｒ１４３ａ １４％
イソブタン ２．５％
を含む。
本明細書で記載する％値及び他の割合は、断りない限り重量基準であり、開示された範囲内から合計１００％までで選択される。
非限定的な実施例によって本発明をさらに説明する。以下の略号を用いる。
ＡＦ
調合されたままのブレンド組成物
ＷＣＦ
最悪条件配合物：ＷＣＦは、製造許容差範囲内の最大（割合）の可燃性成分及び最低量の不燃性成分を含有する組成物と定義される。
ＷＣＦＦ
最悪条件分画配合物：ブレンドがパッケージ又はシステムから漏れを起こす場合、一つ以上の可燃性成分が分画のために液相又は気相中に濃縮するおそれがある。ブレンドの可能性のある可燃性リスクを正しく評価するために、最悪条件配合物（ＷＣＦ）が、ＡＳＨＲＡＥ３４プロトコルによって指定される標準漏れ試験に付される。この漏れ試験は、実験的であることもできるし、ＮＩＳＴのRefleakのようなコンピュータプログラムを使用してシミュレーションすることもできる。
実施例１
Ｒ１３４ａ ８８％、Ｒ１２５ １０％及びペンタン２％を含有するブレンドを、等温条件下、シリンダから気相で漏れさせた。シリンダの重量をモニタリングし、液相及び気相を気液クロマトグラフィーによって分析した。２％冷媒損失後に最初の分析を実施した。表１に示すように、シリンダ中に残る冷媒の１０％が漏れるたび、その後の各分析を実施した。シリンダ中に液体が残らなくなるまで実験を継続した。
Figure 0005436865
実施例２
Ｒ１２５ ６３％、１４３ａ １８％、Ｒ１３４ａ １５．７％及びイソブタン３．３％のＡＦ組成のブレンドは、Ｒ１２５ ６２％、Ｒ１４３ａ １８．９％、Ｒ１３４ａ １５．７％及びイソブタン３．４％のＷＣＦ組成を有していた。ＮＩＳＴのRefleakプログラムを使用して、５４℃及び−３４．４℃での気相等温漏れに関してこのＷＣＦブレンドの分画を計算した。これらの条件下でのＷＣＦＦ組成を表２に示す。
Figure 0005436865
実施例３
Ｒ１２５ ６３％、１４３ａ １８％、Ｒ１３４ａ １６％、ブタン０．６％及びイソブタン２．４％のＡＦ組成のブレンドは、Ｒ１２５ ６２％、Ｒ１４３ａ １８．８％、Ｒ１３４ａ １６％、ブタン０．７％及びイソブタン２．５％のＷＣＦ組成を有していた。ＮＩＳＴのRefleakプログラムを使用して、５４℃及び−３４．４℃での気相等温漏れに関してこのＷＣＦブレンドの分画を計算した。これらの条件下でのＷＣＦＦ組成を表３に示す。
Figure 0005436865
実施例４
典型的な密閉又は半密閉空調装置中、ＮＩＳＴのCYCLE Dプログラムを使用してＲ１２５、Ｒ１４３ａ、Ｒ１３４ａ及びＲ６００ａのブレンドを評価した。
伝達冷却効率 １０kW
蒸発器
中点値蒸発温度 ７℃
過熱 ５．０℃
吸込みライン圧力降下（飽和温度で） １．５℃
凝縮器
中点値流体凝縮温度 ４５．０℃
過冷却 ５．０℃
吐出ライン圧力降下（飽和温度で） １．５℃
液体ライン／吸込みライン熱交換器
効率 ０．３
圧縮器
圧縮器断熱効率 ０．７
圧縮器吸込み効率 ０．８２
モータ効率 ０．８５
寄生電力
蒸発器ファン ０．３kW
凝縮器ファン ０．４kW
制御装置 ０．１kW
これらの作動パラメータを使用して空調装置における性能を分析した結果を、比較のためのＲ２２とともに表４に示す。
Figure 0005436865
実施例５
典型的な開放圧縮器冷凍ユニット中、ＮＩＳＴのCYCLE Dプログラムを使用してＲ１２５、Ｒ１４３ａ、Ｒ１３４ａ及びＲ６００ａのブレンドを評価した。
伝達冷却効率 １０kW
蒸発器
中点値蒸発温度 −３０℃
過熱 ５．０℃
吸込みライン圧力降下（飽和温度で） １．５℃
凝縮器
中点値流体凝縮温度 ３５．０℃
過冷却 ５．０℃
吐出ライン圧力降下（飽和温度で） １．５℃
液体ライン／吸込みライン熱交換器
効率 ０．３
圧縮器
圧縮器断熱効率 ０．７
圧縮器吸込み効率 ０．８２
モータ効率 ０．８５
寄生電力
蒸発器ファン ０．３kW
凝縮器ファン ０．４kW
制御装置 ０．１kW
これらの作動パラメータを使用して冷凍ユニットにおける性能を分析した結果を、比較のためのＲ２２及びＲ５０２とともに表５に示す。
Figure 0005436865

Claims (11)

  1. Ｒ１３４ａ １０〜２５重量％
    Ｒ１２５ ４６〜７４．７重量％
    Ｒ１４３ａ １５〜２５重量％
    ２−メチルプロパン ０．３〜４重量％
    からなる、冷媒組成物。
  2. Ｒ１３４ａ １４〜１７重量％
    Ｒ１２５ ５９〜７１．４重量％
    Ｒ１４３ａ １４〜２０重量％
    ２−メチルプロパン ０．６〜４重量％
    からなる、冷媒組成物。
  3. Ｒ１３４ａ １６．２重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ２．８重量％
    からなる、請求項１記載の冷媒組成物。
  4. 下記の組成物：
    （ｉ） Ｒ１３４ａ １５．７重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ３．３重量％
    （ii） Ｒ１３４ａ １５．８重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ３．２重量％
    （iii） Ｒ１３４ａ １５．９重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ３．１重量％
    （iv） Ｒ１３４ａ １６重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ３重量％
    （ｖ） Ｒ１３４ａ １６．１重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ２．９重量％
    （vi） Ｒ１３４ａ １６．３重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ２．７重量％
    （vii） Ｒ１３４ａ １６．４重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ２．６重量％
    （viii） Ｒ１３４ａ １６．５重量％
    Ｒ１２５ ６３重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ２．５重量％
    （ix） Ｒ１３４ａ １６重量％
    Ｒ１２５ ６４重量％
    Ｒ１４３ａ １８重量％
    ２−メチルプロパン ２重量％
    （ｘ） Ｒ１３４ａ １５．７重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ３．３重量％
    （xi） Ｒ１３４ａ １５．８重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ３．２重量％
    （xii） Ｒ１３４ａ １５．９重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ３．１重量％
    （xiii） Ｒ１３４ａ １６重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ３重量％
    （xiv） Ｒ１３４ａ １６．１重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ２．９重量％
    （xv） Ｒ１３４ａ １６．２重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ２．８重量％
    （xvi） Ｒ１３４ａ １６．３重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ２．７重量％
    （xvii） Ｒ１３４ａ １６．４重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ２．６重量％
    （xviii） Ｒ１３４ａ １６．５重量％
    Ｒ１２５ ６５重量％
    Ｒ１４３ａ １６重量％
    ２−メチルプロパン ２．５重量％
    のいずれか１つからなる、請求項１記載の冷媒組成物。
  5. 下記の組成物：
    （xix） Ｒ１３４ａ １５．７重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ３．３重量％
    （xx） Ｒ１３４ａ １５．８重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ３．２重量％
    （xxi） Ｒ１３４ａ １５．９重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ３．１重量％
    （xxii） Ｒ１３４ａ １６重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ３重量％
    （xxiii） Ｒ１３４ａ １６．１重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ２．９重量％
    （xxiv） Ｒ１３４ａ １６．２重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ２．８重量％
    （xxv） Ｒ１３４ａ １６．３重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ２．７重量％
    （xxvi） Ｒ１３４ａ １６．４重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ２．６重量％
    （xxvii） Ｒ１３４ａ １６．５重量％
    Ｒ１２５ ６７重量％
    Ｒ１４３ａ １４重量％
    ２−メチルプロパン ２．５重量％
    のいずれか１つからなる、請求項２記載の冷媒組成物。
  6. ＡＳＨＲＡＥ規格３４によって指定される条件下で漏れさせた場合、５重量％を超える炭化水素含有率を有する液体又は蒸気混合物を生成しない、請求項１〜５のいずれか１項記載の冷媒組成物。
  7. ＡＳＨＲＡＥ規格３４によって指定される条件下で漏れさせた場合、４重量％を超える炭化水素含有率を有する液体又は蒸気混合物を生成しない、請求項１〜５のいずれか１項記載の冷媒組成物。
  8. 等温蒸気下の組成物が２３℃で漏れた場合、炭化水素の重量％が０．５重量％以下しか変化しない、請求項１〜５のいずれか１項記載の冷媒組成物。
  9. ミネラルオイル若しくはアルキルベンゼンオイル含有潤滑剤、合成炭化水素含有潤滑剤又は合成酸素含有潤滑剤を有する、空調ユニット又は冷凍ユニットで使用される、請求項１〜８のいずれか１項記載の冷媒組成物。
  10. 潤滑剤が炭化水素含有潤滑剤と酸素含有潤滑剤との混合物である、空調ユニット又は冷凍ユニットで使用される、請求項１〜８のいずれか１項記載の冷媒組成物。
  11. 潤滑剤が炭化水素潤滑剤と酸素含有潤滑剤との混合物である、冷凍ユニットで使用される、請求項１〜８のいずれか１項記載の冷媒組成物。
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