JPS58171495A - ランキンサイクル用動作流体 - Google Patents

ランキンサイクル用動作流体

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JPS58171495A
JPS58171495A JP57054645A JP5464582A JPS58171495A JP S58171495 A JPS58171495 A JP S58171495A JP 57054645 A JP57054645 A JP 57054645A JP 5464582 A JP5464582 A JP 5464582A JP S58171495 A JPS58171495 A JP S58171495A
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JP
Japan
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working fluid
cycle
flossy
temperature
rankine cycle
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JP57054645A
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English (en)
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JPS6312508B2 (ja
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Hisanori Enjo
遠上 尚徳
Hideki Aomi
秀樹 青海
Masahiro Noguchi
真裕 野口
Satoru Ide
井手 哲
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Daikin Kogyo Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

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  • Lubricants (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラシ+ンサイクル用の新規な動作流体に関する
熱エネルf−を用いて液状媒体を加熱蒸発させ膨張装置
内で膨張させることによ・り機械工ネルf−を得、つい
でこの媒体を凝縮させ、ボシプにより加圧して液状媒体
とするサイクルをくり返すことにより熱エネルf−を機
械工ネルf−に変換するラシ+ンサイクル用動作流体と
して従来から使用されてきたほとんど唯一のものは水で
ある。動作流体としての水は水蒸気機関に古くから実用
化されてきた。然しなから、水は凝固点が高く、蒸気比
容積が大きいためその使用範囲が限定され、とくに低温
熱源を使用する場合は設備が大きくなり効率も低下する
という欠点があり、更に低温で使用するときは氷結する
ため使用温度に限界がある。
このような水の欠点を改善するものとして、多くの有機
動作流体が提案されているが、多くのものは可燃性であ
ったシ、腐蝕性であったりして、いまだ満足して使用で
きるものは得られていない。
しかしこれらの本ののうち、実用化されているものとし
てトリク00フルオOメタシ(以下フロン−11という
)があるが、フロシー11からなるラン士シサイクル用
動作流体は熱エネル甲−から機械工ネルず−への変換効
率が低い難点があるト、加熱温度が高いときは分解して
フロシー11の熱力学特性が変化しさきKのべたエネル
f−の変換効率がさらに低下する。また、フロシー!l
が加熱により分解したときはハロゲンが遊離し、この遊
離したハロゲンにより装置の腐蝕が発生する。
70y−11tf以上のような欠点があるためどのよう
な加熱源にも使用できる動作流体ではない。
このためエネルイー変換効率がよく加熱安定性のよい動
作流体の出現が期待されている。
本発明者らはそのような要望に応えるべく種々研究を重
ねた結果、従来の動作流体はすべて単一物質が研究され
用いられて来たが、異った特性をもつ物質を混合した混
合系は単一物質に比べて優れた特性を示すことを見出し
、特に、;り00テトラフルオOエタン(以下)0シー
114という)とり00.;フルオロメタン(以下)0
シー22という)との混合物がラシ+ンサイクル用の動
作流体としてきわめてすぐれた特性を有していること本
発明のフロシー114とフロン−22との混合系はラシ
士シサイク、ル用動作流体として次の特性を有している
第一に、 フ[]、、/−114と’70y−22との
混合系を用いたラシャンサイクルは、熱源エネルf−か
ら得られる機械工ネルデー1即ちエネルイー変換効率が
従来ラシ士シサイクル用動作流体として公知のフロシー
11及びフロシー114(、;り00テトラフルオロエ
タシ)に比し十分高い特性を有している。
第二に、ラシ+シサイクル用動作流体として具備すべき
重要な特性として高い安定性が要求されるが、この点で
従来公知の前記フロシー11は高温で分解するため熱源
温度が高い場合は使用できなかったのに対し、本発明の
フロシー114及びフロシー22は常温で分解すること
はなく、高温域において本高い安定性を保持し、またこ
の混合物についても同様の高い安定性を有している。
さらに、動作流体として使用する場合、燃焼したり爆発
したりするものは使用範囲が著しく制限されるが、フロ
シー114及びフロシー22は常温で空気といかなる割
合で混合して本燃焼、爆発することがない。
本発明においテフ[1:、I−114と)[1,/−2
2とは広範囲の混合比率!混合して使用することができ
るが一般に)0シー114を97〜60重量%、フロシ
ー22を3〜40重量−の範囲の混合比率で使用される
第1図は本発明のフロシー114とフ0)−22との混
合物(混合比90重量%/10重量%)の圧カーエンタ
ルピ線図CP−H#図)であり、図中に記入した点A、
B、C,D、Eはそれぞれ下記実施例で実施されたラシ
十シサイクルの下記第2図及び第3図に説明するラシ士
シサイクルの各状態点に対応する。
第2図は熱エネルf−を機械工ネル甲−に変換するため
のラシ士シサイクル系統図であり、第3図はフロシー1
14とフロシー22との混合物を動作流体として用いた
ラン士シサイクルを温度エンド0ピ線図上に記入して示
したものである。なお、第2図における記号(A−E 
)は、第3図における記号(A−E)で示した各状態点
に対応する。
蒸気発生装置(4)で加熱された動作流体は蒸発し、°
高温高圧の蒸気となる。この状態は第3図においてCD
>、(E)、(,4)の変化で示される。この間で液状
動作流体は加熱され温度が上昇し、沸騰が始まり全量が
気化する。この動作流体蒸気はつぎに膨張装置(1)に
入り、断熱膨張を行ない、温度、圧力が低下し第3図に
示すCA) −(B)間の仕事を行なう。膨張装置(1
)内で仕事を行々い低温低圧になった動作流体は次に凝
縮装置(2)に入り、第3図のCB> −CC)で示す
ように凝縮液化する。この液化した動作流体はボシプ(
3)に入り、昇圧されて再び蒸気発生装置(4)に入り
、前述の如きサイクルが繰り返される。なお、第3図中
、点(α)は熱源である熱水がラシ+シサイクルの蒸気
発生装置に入ったときの熱水の状態を示し、<h>はと
の熱水が蒸気発生装置を出た時の熱水の状態を示し、点
(α)から点(A) Kひい友直線上の矢印は熱水の流
れの方向を示している。また、点(d)、(−)は凝縮
器内の冷却水の状態を示し、(d)は凝縮器出口の冷却
水の状態を示し、点(d)から点(#)にひいた直線上
の矢印は冷却水の流れの方向を示している。
上記のラシ士シサイクルに用いられる膨張装置としては
、回転式または往復式の容積型膨張機やタービシ膨張機
が使用可能であシ、蒸気発生装置としては水蒸気の発生
に用いられるボイラーと同じ形式のものも使用可能でア
ク、ま九凝縮装置としては冷凍装置に使用されている形
式のものが使用可能である。そしてポジつとしては、化
学装置に一般に用いられている有機溶剤の加圧送液ポシ
プが使用可能である。
次に1本発明を実施例、比較例及び各種の試験例によっ
て本発明を説明する。なお各成分の配合比は重量%を以
て表示する。
実施例1〜5及び比較例1 前記の第1〜3図に示したラシ士ンサイクルに従い、本
発明のフロン−114及びフロン−22の各種混合比率
の混合物およびフロシー114をそれぞれ動作流体とし
て同一装置によりこのサイクルを運転した。運転条件と
しては第3図(α)点における熱水温度を100℃、1
20℃及び140℃の三水率に設定し、(d)点で示さ
れる冷却水の温度を25℃として、前記熱水の+ 50
0 t、7時の熱エネルギーから得られる機械工ネル4
−によって発電する際の出力特性を求め、第1表に示す
結果を得た。なお、このサイクルの蒸発温度は最高出力
が得られる温度とし凝縮温度1.128℃である。
第  1  表 熱源温度 100℃ 熱源温度 120℃ 熱源温度 140℃ 第1表の結果より、フロン−114単独の場合に比して
フロン−114とフロシー22との混合系による出力特
性の向上が顕著であシ、フロシー22の混合比率が10
〜30重量%の範囲で大、となると共に出力の増大が昭
められる。またフロン−114と70シー22との混合
系に於てはタービン出口の蒸気過熱度が小さくサイクル
効率が向上することが認められた。
次にフロシー114及びフロシー11単独及び本発明の
フロシー114/フO:J−22(重量比70/30)
の動作流体をそれぞれ硝子製シールドチューブ中罠鉄お
よび潤滑油と共に封入し、150℃でl゛00時間加熱
した後、シールドチューブ中の動作流体のハロゲン濃度
及び分解生成物の量をガスク0マトクラフによシ測定し
た。その結果を第2表に示す。
第  2  表 第2表に示すとおり、フロシー11及びフロシー114
それぞれ単独の動作流体に比し本発明のフロシー114
とフロン−22との混合系は高温におけるハ0ゲシイオ
シの生成が少なく、かつガスク0マトクラフ分析により
検出される分解生成物が少ない。フロシー114/フ0
シー22の混合系の場合、高温下でのハロゲンの生成量
が少ないということは装置の金属材料を腐蝕しKくいこ
とを意味し、また分解生成物がほとんどないということ
社使用中に分解生成物の増加によりラシ+ンサイクル用
動作流体としての熱力学的特性が変化したり、効率が低
下することが防止されることを意味する。
以上のように、本発明のフロシー114とフロン−11
5との混合系はエネルf−変換効率、熱交換特性及び熱
安定性等多方面において従来のフロシー11、フロシー
114等に比して勝ってお9、すぐれたラシ士ンサイク
ル用動作流体として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のラシ士ンサイクル用動作流体である゛
フ0シーl!4/フ0シー22混合系の圧カーエシタル
ピ線図、第2図はラシ牛ンサイクルの系統図、第3図は
フロシー114/フロンー22混合系を動作流体として
用いたラシ牛シサイクルを温度−エンド0と線図に記入
した図である4(以 上) 第2図 ム 第3図 エントロピ 手続補正書軸船 1、事件の表示 昭和57年特 許 軸筒54645  号3、補正をす
る者 4、代理人 大阪市東区平野町2の10平和ビル内電話06−203
−0941(代)−と9閂、。 (6521)弁理士 三 枝 英 −C−ぞ・・4.′ 5、補正命令の日付 別紙添附の通り 補  正  の  内  容 l 第2図及び第3図を添付図面の通り訂正する。 (以 上) 第2  rI 第 3 図 エントロピ 手続補正書軸船 昭和57年12月13日 特許庁長官  若杉和夫   殿 1、事件の表示 昭和57年特 許 軸箱54645  号2・ 発明o
名称  、、や1.、イ、、用動作流体3、補正をする
者 4、代理人 自発 6、補正により増加する発明の数 なし 7″″Ej>vs、* 、、、、工。、−一。わ8、補
正の内容 別紙添附の通り 補  正  の  内  容 1 明細書簡13頁第3ないし4行の「フロン−115
」を「フロン−22」と訂正する。 (以 上) 手続補正書(0劃 昭和58年3 月−2夕日 特許庁長官  若杉和夫殴 1、事件の表示 昭和57年 特許願 第54645号 2、発明の名称 ランキンサイクル用動作流体 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 大阪市北区梅田1丁目12番39号 新阪急ビル ろ、補正の内容 (11明細書第11頁第4〜5行「大となると共に」と
あるを「特に」と改める。 以  上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ ジクooテトラフルオ0エタシにり00ジフルオ0
    メタシを混合することを特徴とするラシ士シサイクル用
    動作流体。 ■ ジグ00テトラフルオ0エタシを97〜60重量%
    及びり00ジフルオ0メタシを3〜40重量%混合する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のランキン
    サイクル用動作流体。
JP57054645A 1982-03-31 1982-03-31 ランキンサイクル用動作流体 Granted JPS58171495A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57054645A JPS58171495A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 ランキンサイクル用動作流体
US06/479,178 US4562995A (en) 1982-03-31 1983-03-28 Working fluids for Rankine cycle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57054645A JPS58171495A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 ランキンサイクル用動作流体

Publications (2)

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JPS58171495A true JPS58171495A (ja) 1983-10-08
JPS6312508B2 JPS6312508B2 (ja) 1988-03-19

Family

ID=12976507

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JP57054645A Granted JPS58171495A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 ランキンサイクル用動作流体

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59117579A (ja) * 1982-12-24 1984-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷媒用組成物
US8181463B2 (en) 2005-10-31 2012-05-22 Ormat Technologies Inc. Direct heating organic Rankine cycle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TEMPERATUR TECHNIK=1979 *

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JPS6312508B2 (ja) 1988-03-19

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