JPH0517759A - 作動流体 - Google Patents
作動流体Info
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- JPH0517759A JPH0517759A JP3172392A JP17239291A JPH0517759A JP H0517759 A JPH0517759 A JP H0517759A JP 3172392 A JP3172392 A JP 3172392A JP 17239291 A JP17239291 A JP 17239291A JP H0517759 A JPH0517759 A JP H0517759A
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- temperature
- vapor
- liquid equilibrium
- working fluid
- pressure
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、成層圏オゾン層に及ぼす影響がさ
らに小さい、Ｒ２２の代替となる作動流体を提供するも
のである。 【構成】 ペンタフルオロエタン（Ｃ2ＨＦ5）とテトラ
フルオロエタン（Ｃ2Ｈ2Ｆ4）とクロロテトラフルオロ
エタン（Ｃ2ＨＣｌＦ4）の三種のフロン類を含み、ペン
タフルオロエタン略５５〜略８５重量％、テトラフルオ
ロエタン０〜略４５重量％、クロロテトラフルオロエタ
ン０〜略３５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、ペンタフルオロエタン略５５〜略８
５重量％、テトラフルオロエタン０〜略４５重量％、ク
ロロテトラフルオロエタン０〜略３０重量％の組成範囲
が望ましいものである。
らに小さい、Ｒ２２の代替となる作動流体を提供するも
のである。 【構成】 ペンタフルオロエタン（Ｃ2ＨＦ5）とテトラ
フルオロエタン（Ｃ2Ｈ2Ｆ4）とクロロテトラフルオロ
エタン（Ｃ2ＨＣｌＦ4）の三種のフロン類を含み、ペン
タフルオロエタン略５５〜略８５重量％、テトラフルオ
ロエタン０〜略４５重量％、クロロテトラフルオロエタ
ン０〜略３５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、ペンタフルオロエタン略５５〜略８
５重量％、テトラフルオロエタン０〜略４５重量％、ク
ロロテトラフルオロエタン０〜略３０重量％の組成範囲
が望ましいものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エアコン・冷凍機等の
ヒートポンプ装置に使用される作動流体に関する。
ヒートポンプ装置に使用される作動流体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エアコン・冷凍機等のヒートポン
プ装置においては、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（ＣＨＣｌＦ
2、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。
プ装置においては、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（ＣＨＣｌＦ
2、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年フ
ロンによる成層圏オゾン層破壊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と微少であり、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。
ロンによる成層圏オゾン層破壊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と微少であり、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。
【０００４】本発明は、上述の問題に鑑みて試されたも
ので、成層圏オゾン層に及ぼす影響がさらに小さい、Ｒ
２２の代替となる作動流体を提供するものである。
ので、成層圏オゾン層に及ぼす影響がさらに小さい、Ｒ
２２の代替となる作動流体を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、少なくとも、ペンタフルオロエタン（Ｃ 2
ＨＦ5）とテトラフルオロエタン（Ｃ2Ｈ2Ｆ4）とクロロ
テトラフルオロエタン（Ｃ2ＨＣｌＦ4）の三種のフロン
類を含み、ペンタフルオロエタン略５５〜略８５重量
％、テトラフルオロエタン０〜略４５重量％、クロロテ
トラフルオロエタン０〜略３５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、ペンタフルオロエ
タン略５５〜略８５重量％、テトラフルオロエタン０〜
略４５重量％、クロロテトラフルオロエタン０〜略３０
重量％の組成範囲が望ましいものである。
決するため、少なくとも、ペンタフルオロエタン（Ｃ 2
ＨＦ5）とテトラフルオロエタン（Ｃ2Ｈ2Ｆ4）とクロロ
テトラフルオロエタン（Ｃ2ＨＣｌＦ4）の三種のフロン
類を含み、ペンタフルオロエタン略５５〜略８５重量
％、テトラフルオロエタン０〜略４５重量％、クロロテ
トラフルオロエタン０〜略３５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、ペンタフルオロエ
タン略５５〜略８５重量％、テトラフルオロエタン０〜
略４５重量％、クロロテトラフルオロエタン０〜略３０
重量％の組成範囲が望ましいものである。
【０００６】
【作用】本発明は、上述の組合せによって、作動流体
を、オゾ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ペンタフルオロエタン（ＯＤ
Ｐ＝０）とテトラフルオロエタン（ＯＤＰ＝０）、およ
びオゾン破壊能力の極めて低い分子構造中に塩素・水素
を共に含むフロン類であるクロロテトラフルオロエタン
（ＯＤＰ＝０．０２）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す
ることを可能とするものである。特に、ペンタフルオロ
エタンとテトラフルオロエタンとクロロテトラフルオロ
エタンの三種のフロン類は不燃性であり、本発明のよう
にＲ２２の代替となる組成範囲を特定したものは初めて
である。
を、オゾ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ペンタフルオロエタン（ＯＤ
Ｐ＝０）とテトラフルオロエタン（ＯＤＰ＝０）、およ
びオゾン破壊能力の極めて低い分子構造中に塩素・水素
を共に含むフロン類であるクロロテトラフルオロエタン
（ＯＤＰ＝０．０２）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す
ることを可能とするものである。特に、ペンタフルオロ
エタンとテトラフルオロエタンとクロロテトラフルオロ
エタンの三種のフロン類は不燃性であり、本発明のよう
にＲ２２の代替となる組成範囲を特定したものは初めて
である。
【０００７】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０．０
〜０．００７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。
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０．０
〜０．００７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。
【０００８】また一般に、成層圏オゾン破壊能力がある
フロン類は、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が極めて小さい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
ることをも可能とするものである。
フロン類は、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が極めて小さい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
ることをも可能とするものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明による作動流体の実施例につい
て、図を用いて説明する。図１は、ペンタフルオロエタ
ン（Ｒ１２５）、１，１，１，２−テトラフルオロエタ
ン（Ｒ１３４ａ）、２−クロロ−１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン（Ｒ１２４）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。図１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（Ｒ２２０℃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。図からわかるように、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ及びＲ
１２４がそれぞれ略５５〜略８５重量％、０〜略４５重
量％、０〜略３５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、Ｒ１２５、Ｒ１３４
ａ及びＲ１２４がそれぞれ略５５〜略８０重量％、０〜
略４５重量％、０〜略３０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Ｒ２
２とほぼ同等の蒸気圧を有するため特に望ましい。
て、図を用いて説明する。図１は、ペンタフルオロエタ
ン（Ｒ１２５）、１，１，１，２−テトラフルオロエタ
ン（Ｒ１３４ａ）、２−クロロ−１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン（Ｒ１２４）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。図１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（Ｒ２２０℃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。図からわかるように、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ及びＲ
１２４がそれぞれ略５５〜略８５重量％、０〜略４５重
量％、０〜略３５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、Ｒ１２５、Ｒ１３４
ａ及びＲ１２４がそれぞれ略５５〜略８０重量％、０〜
略４５重量％、０〜略３０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Ｒ２
２とほぼ同等の蒸気圧を有するため特に望ましい。
【００１０】図１中の点Ａ1〜点Ｆ1における作動流体の
組成を（表１）に示す。
組成を（表１）に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】点Ａ1〜点Ｃ1は気液平衡線（Ｒ２２ ５０
℃相当）２の飽和気相線上に、点Ｄ 1〜点Ｆ1は気液平衡
線（Ｒ２２ ５０℃相当）２の飽和液相線上にあり、共
に気液平衡線（Ｒ２２ 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４．０
４４ｋｇ／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、表１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。
℃相当）２の飽和気相線上に、点Ｄ 1〜点Ｆ1は気液平衡
線（Ｒ２２ ５０℃相当）２の飽和液相線上にあり、共
に気液平衡線（Ｒ２２ 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４．０
４４ｋｇ／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、表１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。
【００１３】ここでは、気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相
当）２上の点についてのみ説明したが、点Ａ1〜点Ｆ1の
内側にある点、すなわち、温度０℃・圧力４．０４４ｋ
ｇ／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。
当）２上の点についてのみ説明したが、点Ａ1〜点Ｆ1の
内側にある点、すなわち、温度０℃・圧力４．０４４ｋ
ｇ／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。
【００１４】図２は、Ｒ１２５、１，１，２，２−テト
ラフルオロエタン（Ｒ１３４）、Ｒ１２４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。図２において３は、温度０℃・圧力４．０
４４ｋｇ／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、Ｒ１２５、Ｒ１３４及びＲ１２４がそれぞれ略６５
〜略８５重量％、０〜略３５重量％、０〜略３５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、Ｒ１２５、Ｒ１３４及びＲ１２４
がそれぞれ略７０〜略８０重量％、０〜略３０重量％、
０〜略３０重量％となるような組成範囲が、特に望まし
い。
ラフルオロエタン（Ｒ１３４）、Ｒ１２４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。図２において３は、温度０℃・圧力４．０
４４ｋｇ／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、Ｒ１２５、Ｒ１３４及びＲ１２４がそれぞれ略６５
〜略８５重量％、０〜略３５重量％、０〜略３５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、Ｒ１２５、Ｒ１３４及びＲ１２４
がそれぞれ略７０〜略８０重量％、０〜略３０重量％、
０〜略３０重量％となるような組成範囲が、特に望まし
い。
【００１５】図２中の点Ａ2〜点Ｆ2における作動流体の
組成を（表２）に示す。
組成を（表２）に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】点Ａ2〜点Ｃ2は気液平衡線（Ｒ２２ ５０
℃相当）４の飽和気相線上に、点Ｄ 2〜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（Ｒ２２ 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４．０
４４ｋｇ／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、表２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。
℃相当）４の飽和気相線上に、点Ｄ 2〜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（Ｒ２２ 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４．０
４４ｋｇ／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、表２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。
【００１８】ここでは、気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相
当）４上の点に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４．０４４ｋ
ｇ／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。
当）４上の点に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４．０４４ｋ
ｇ／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。
【００１９】図３は、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、１−クロ
ロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１２４
ａ）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。図３において５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）５の上側
の線は飽和気相線、気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）５
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６は、温度５
０℃・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。図からわかるように、Ｒ１２５、Ｒ１３
４ａ及びＲ１２４ａがそれぞれ略５５〜略８５重量％、
０〜略４５重量％、０〜略３５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、Ｒ１２
５、Ｒ１３４ａ及びＲ１２４ａがそれぞれ略５５〜略８
５重量％、０〜略４５重量％、０〜略３０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。
ロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１２４
ａ）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。図３において５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）５の上側
の線は飽和気相線、気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）５
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６は、温度５
０℃・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。図からわかるように、Ｒ１２５、Ｒ１３
４ａ及びＲ１２４ａがそれぞれ略５５〜略８５重量％、
０〜略４５重量％、０〜略３５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、Ｒ１２
５、Ｒ１３４ａ及びＲ１２４ａがそれぞれ略５５〜略８
５重量％、０〜略４５重量％、０〜略３０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。
【００２０】図３中の点Ａ3〜点Ｆ3における作動流体の
組成を（表３）に示す。
組成を（表３）に示す。
【００２１】
【表３】
【００２２】点Ａ3〜点Ｃ3は気液平衡線（Ｒ２２ ５０
℃相当）６の飽和気相線上に、点Ｄ 3〜点Ｆ3は気液平衡
線（Ｒ２２ ５０℃相当）６の飽和液相線上にあり、共
に気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）５の飽和気相線及び
気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）５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４．０
４４ｋｇ／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、表３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。
℃相当）６の飽和気相線上に、点Ｄ 3〜点Ｆ3は気液平衡
線（Ｒ２２ ５０℃相当）６の飽和液相線上にあり、共
に気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）５の飽和気相線及び
気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）５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４．０
４４ｋｇ／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、表３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。
【００２３】ここでは、気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相
当）６上の点についてのみ説明したが、点Ａ3〜点Ｆ3の
内側にある点、すなわち、温度０℃・圧力４．０４４ｋ
ｇ／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。
当）６上の点についてのみ説明したが、点Ａ3〜点Ｆ3の
内側にある点、すなわち、温度０℃・圧力４．０４４ｋ
ｇ／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。
【００２４】図４は、Ｒ１２５、Ｒ１３４、Ｒ１２４ａ
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。図４において７は、温度０℃
・圧力４．０４４ｋｇ／ｃｍ 2Ｇにおける混合物の気液
平衡線であり、また８は、温度５０℃・圧力１８．７８
２ｋｇ／ｃｍ2Ｇにおける混合物の気液平衡線である。
この場合には、Ｒ１２５、Ｒ１３４及びＲ１２４ａがそ
れぞれ略６５〜略８５重量％、０〜略３５重量％、０〜
略３５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、Ｒ１２５、Ｒ１３４
及びＲ１２４ａがそれぞれ略７０〜略８５重量％、０〜
略３０重量％、０〜略３０重量％となるような組成範囲
が、特に望ましい。
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。図４において７は、温度０℃
・圧力４．０４４ｋｇ／ｃｍ 2Ｇにおける混合物の気液
平衡線であり、また８は、温度５０℃・圧力１８．７８
２ｋｇ／ｃｍ2Ｇにおける混合物の気液平衡線である。
この場合には、Ｒ１２５、Ｒ１３４及びＲ１２４ａがそ
れぞれ略６５〜略８５重量％、０〜略３５重量％、０〜
略３５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、Ｒ１２５、Ｒ１３４
及びＲ１２４ａがそれぞれ略７０〜略８５重量％、０〜
略３０重量％、０〜略３０重量％となるような組成範囲
が、特に望ましい。
【００２５】図４中の点Ａ4〜点Ｆ4における作動流体の
組成を（表４）に示す。
組成を（表４）に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】点Ａ4〜点Ｃ4は気液平衡線（Ｒ２２ ５０
℃相当）８の飽和気相線上に、点Ｄ 4〜点Ｆ4は気液平衡
線（Ｒ２２ ５０℃相当）８の飽和液相線上にあり、共
に気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）７の飽和気相線及び
気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）７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４．０
４４ｋｇ／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、表４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。
℃相当）８の飽和気相線上に、点Ｄ 4〜点Ｆ4は気液平衡
線（Ｒ２２ ５０℃相当）８の飽和液相線上にあり、共
に気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）７の飽和気相線及び
気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）７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４．０
４４ｋｇ／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、表４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。
【００２８】ここでは、気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相
当）８上の点についてのみ説明したが、点Ａ4〜点Ｆ4の
内側にある点、すなわち、温度０℃・圧力４．０４４ｋ
ｇ／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。
当）８上の点についてのみ説明したが、点Ａ4〜点Ｆ4の
内側にある点、すなわち、温度０℃・圧力４．０４４ｋ
ｇ／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。
【００２９】以上の実施例においては作動流体は三種の
フロン類の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、ペンタフ
ルオロエタン略５５〜略８５重量％、テトラフルオロエ
タン０〜略４５重量％、クロロテトラフルオロエタン０
〜略３５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、ペンタフルオロエタン略５５
〜略８５重量％、テトラフルオロエタン０〜略４５重量
％、クロロテトラフルオロエタン０〜略３０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０．０〜０．００７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。
フロン類の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、ペンタフ
ルオロエタン略５５〜略８５重量％、テトラフルオロエ
タン０〜略４５重量％、クロロテトラフルオロエタン０
〜略３５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、ペンタフルオロエタン略５５
〜略８５重量％、テトラフルオロエタン０〜略４５重量
％、クロロテトラフルオロエタン０〜略３０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０．０〜０．００７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。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、作動流体を、分子構造中に塩素を含まない二種のフ
ロン類と、分子構造中に塩素・水素を共に含みオゾン破
壊能力の極めて小さい一種のフロン類の三種以上から成
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
に小さくする作動流体の選択の幅を拡大することが可能
である。 （２）機器の利用温度において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。 （３）非共沸混合物の温度勾配の性質を利用して、Ｒ２
２よりも高い成績係数を期待できる。 （４）不燃性である。 等の効果を有するものである。
は、作動流体を、分子構造中に塩素を含まない二種のフ
ロン類と、分子構造中に塩素・水素を共に含みオゾン破
壊能力の極めて小さい一種のフロン類の三種以上から成
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
に小さくする作動流体の選択の幅を拡大することが可能
である。 （２）機器の利用温度において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。 （３）非共沸混合物の温度勾配の性質を利用して、Ｒ２
２よりも高い成績係数を期待できる。 （４）不燃性である。 等の効果を有するものである。
【図１】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示す
三角座標図
動流体の、一定温度・一定圧力における平衡状態を示す
三角座標図
【図２】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示す
三角座標図
動流体の、一定温度・一定圧力における平衡状態を示す
三角座標図
【図３】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示す
三角座標図
動流体の、一定温度・一定圧力における平衡状態を示す
三角座標図
【図４】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示す
三角座標図
動流体の、一定温度・一定圧力における平衡状態を示す
三角座標図
１ 気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）
２ 気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相当）
３ 気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）
４ 気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相当）
５ 気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）
６ 気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相当）
７ 気液平衡線（Ｒ２２ ０℃相当）
８ 気液平衡線（Ｒ２２ ５０℃相当）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田頭 實
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ペンタフルオロエタン５５〜８５重量％
以下、テトラフルオロエタン４５重量％以下、クロロテ
トラフルオロエタン３５重量％以下の少なくとも三種の
フロン類を含む作動流体。 - 【請求項２】 ペンタフルオロエタン５５〜８５重量％
以下、テトラフルオロエタン４５重量％以下、クロロテ
トラフルオロエタン３０重量％以下であることを特徴と
する作動流体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172392A JPH0517759A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 作動流体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172392A JPH0517759A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 作動流体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517759A true JPH0517759A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15941083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3172392A Pending JPH0517759A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 作動流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517759A (ja) |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP3172392A patent/JPH0517759A/ja active Pending
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