KR19980019266A - REFRIGERANT - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉매 조성물에 관한 것으로 자동차의 에어콘, 냉장고, 냉동기 등에 사용하는 냉매로서 트리플르오르 메틸아이오드 30-45중량%, 프로판 42-50중량%, 싸이크로 펜탄 1-10중량%,및 디메틸 폴리실록산 인 실리콘 오일 0.5-1중량%로 조성된 것을 특징으로 하여, 비가연성으로 자연발화, 폭발성이 없고 자동차의 에어콘, 일반 가정의 냉장고, 냉동기 등의 냉동씨이클로 작동하는 냉동기구의 개조없이 그대로 사용할 수 있으며 대기오염의 문제로 되고 있는 프레온계의 가스로 조성된 냉매를 대체 할 수 있게 한것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigerant composition, which is used as an air conditioner, a refrigerator, a refrigerator, or the like in a vehicle, and 30 to 45% by weight of trifluoro methyl iodine, 42 to 50% by weight of propane, 1 to 10% by weight of pentane, and dimethyl. It is composed of 0.5-1% by weight of polysiloxane phosphorus silicone oil, and it is non-flammable and can be used as it is without ignition and explosion, and without modification of refrigeration equipment operated by refrigeration cycles such as air conditioners of automobiles, refrigerators and freezers of ordinary households. It is possible to replace the refrigerant formed by the gas of the freon system which is a problem of air pollution.

Description

냉매 조성물Refrigerant composition

본 발명은 자동차 에어콘, 냉장고, 냉동기 등에 사용되는 냉매 조성물에 관한 것으로 보다 구체적으로 말하면 트리플르오르 메틸아이오드, 프로판, 및 싸이크로 펜탄, 등을 포함하는 비가연성, 비폭발성의 안전한 냉매 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerant composition for use in automotive air conditioners, refrigerators, refrigerators, and the like, and more particularly, to a non-flammable, non-explosive, safe refrigerant composition including trifluoromethyliodine, propane, cyclopentane, and the like. will be.

본 발명과 관련한 냉동싸이클에 사용되는 냉매중, 프레온 계의 가스냉매를 대체하기 위한 것으로 냉매중, 본 출원인이 미국 특허를 받은 US 5422025(1995. 6. 6.공고)의 냉매 조성물은 질소, 다가 알코홀 등의 조성물로 조성된 것이다. 이러한 냉매 조성물은, 경제적으로 저렴한 이점에도 불구하고 조성물중 다가 알코홀의 인화점이 낮아 적으나마 발화성이 있는 단점이 있었다. 또 본 출원인이 미국특허를 받은 US562459(1997. 4. 29.공고)는 부탄, 에틸 에텔 등의 조성물에 난연화(難燃化)를 위하여 실리콘유(디메틸 폴리실록산)을 첨가하여 자연발화온도 및 인화점을 개선한 것으로 가격도 경제적으로 월등히 저렴한 장점이 있으나 부탄, 에틸 에텔에 의한 것 역시 인화성이 완전히 개선되지 않는 단점이 있었다.Among the refrigerants used in the refrigeration cycle according to the present invention, the refrigerant composition of US Pat. It is comprised by compositions, such as alcohol. Such a refrigerant composition, although economically inexpensive, has a low flash point of the polyhydric alcohol in the composition, but has a disadvantage in that it is flammable. In addition, US562459 (published on April 29, 1997), which the applicant has obtained a U.S. patent, adds silicone oil (dimethyl polysiloxane) for flame retardant to compositions such as butane and ethyl ether. In addition, the price is also economically significantly cheaper, but butane, ethyl ether due to the flammability was not completely improved.

일반적으로 잘 알려진바와 같이, 냉동기는 압축기, 응축기, 수액기, 팽창밸브,증발기, 유수 분리기등으로 구성되어 냉동싸이클 동작을 수행하며 이때 냉매는 증발기에서 팽창변을 통하여 분사되어 증발되면서 주위의 온도를 흡수하고(흡열반응) 증발된 냉매는 압축기에 의하여 압축되어 유수분리기를 거쳐 응축기로 보내져 웅측(발열반응)된 다음 수액기로 환수되는 냉동싸이클 동작을 반복하여 냉동하게 되어 있다.As is generally known, a refrigerator consists of a compressor, a condenser, a receiver, an expansion valve, an evaporator, and an oil / water separator to perform a refrigeration cycle operation. At this time, the refrigerant is injected through an expansion valve in an evaporator to evaporate to absorb ambient temperature. And the endothermic reaction is evaporated refrigerant is compressed by the compressor and sent to the condenser through the oil and water separator to be refrigerated (exothermic reaction) and then refrigerated cycle operation is returned to the receiver.

이때 사용되는 대표적인 냉매로는 적은 압력과 작은 온도차에서 응축과 기화가 잘되는 암모니아, 탄산가스, 염화불화탄소(이하CFC계라한다), 즉 불소를 포함하는 탄소화합물로서 프레온 계 가스(Flon Gas)인 R-11, R-12, R-13, R-22, R-113, R-114, R-500, 및 R-502 등이 사용되고 있다.Representative refrigerants used here include ammonia, carbon dioxide, and chlorofluorocarbons (hereinafter referred to as CFCs), that is, condensation and vaporization at low pressures and small temperature differences. -11, R-12, R-13, R-22, R-113, R-114, R-500, R-502 and the like are used.

암모니아 냉매의 독성과 금속 부식성, 조해성(潮解性), 인체의 유해성의 문제를 해결한 프레온 계 가스의 냉매는 냉동능력이 양호하고 독성과 폭발성, 금속부식성 및 인체의 유해성이 전혀 없는 매우 우수한 냉매이다. 그러나 최근 CFC계의 냉매가 성층권의 오존(O3)을 파괴하는 사실이 판명되었고 특정 프레온인 R-11, R-12, R-113, R-114, R-115는 사용규제 대상으로 되어 있다.Freon-based gas refrigerant that solves the problems of toxicity, metal corrosion, degradability and human harmfulness of ammonia refrigerant is a very good refrigerant with good freezing ability and no toxicity, explosiveness, metal corrosion and human body. . Recently, however, it has been found that CFC refrigerants destroy the stratospheric ozone (O 3 ) and certain freons R-11, R-12, R-113, R-114, and R-115 are subject to use restrictions. .

R-12는 주로 자동차 에어콘, 가정용 전기 냉장고 등의 비교적 소형 냉동기에 사용되고 있다. R-22(HCFC계라고 한다) 는 R-12에 비하여 용적당 냉동능력이 크므로 중대형의 압축기에 사용되고 있다.R-12 is mainly used in relatively small refrigerators such as automobile air conditioners and household electric refrigerators. R-22 (referred to as HCFC) is used for medium and large compressors because it has a higher capacity per volume than R-12.

이 HCFC계 프레온 R-113, R-114는 주로 터보 냉동기에 사용되고 있고 예를 들면, R-115 및 R-22를 혼합하여 공비 혼합냉매 R-502로 하여 저온용의 냉매로서 사용되고 있다. 어째 하든간에 상기 프레온과 더불어 R-22도 유럽이나 그린피스 회의에서 사용규제를 제의 중에 있으며 모든 프레온 및 프레온을 포함하는 공비 혼합냉매는 사용할 수 없게 되는 것이다.The HCFC Freon R-113 and R-114 are mainly used in turbo chillers. For example, R-115 and R-22 are mixed to form an azeotropic mixed refrigerant R-502, which is used as a low-temperature refrigerant. In any case, in addition to the freon, R-22 is also proposed to be used at European or Greenpeace conferences, and azeotropic mixed refrigerants containing all freons and freons cannot be used.

프레온은 프레온액에 물이 혼입되면 물이 프레온에 약간 밖에 녹지 않으므로 프레온액속에 물방울이 되어 이 물방울이 어름이 되고 이 어름으로 팽창밸브가 막히어 냉매가 통하지 않게 되므로 냉동능력을 저하시키는 등의 고장이 생길 수도 있다. 이 때문에 프레온 냉동장치는 수분이 금물이며, 냉매의 충전 전에 진공 건조작업을 완잔하게 할 필요가 있다. 또 프레온 냉매에 공기와 수분이 섞이면 불화수소산이 발생되어 압축기와 파이프 등에 부식을 이르키는 결점이 있다. 이 때문에 실리카 겔 등의 건조제를 넣을 필요도 있으며 종래의 프레온 냉동기는 수분을 피하지 않으면 않되었다.Freon is mixed with Freon's liquid, so the water is only slightly dissolved in the Freon, so it becomes water droplets in the Freon's liquid and the water's water freezes. This may occur. For this reason, the Freon refrigeration apparatus is forbidden to moisture, and it is necessary to smooth the vacuum drying operation before filling the refrigerant. In addition, when air and moisture are mixed in the refrigerant, hydrofluoric acid is generated, which causes corrosion of compressors and pipes. For this reason, it is necessary to add desiccants, such as a silica gel, and the conventional freon freezer had to avoid moisture.

또한 냉동기에는 압축기 등을 기계적 마모로 부터 보호하기 위하여 윤활유로 냉동유(油)가 사용되고 있는바 이 냉동유는 저온에서도 윤활성을 잃지 않고 냉매와 안정적으로 공존할 수 있는 것을 구해야 한다.In addition, refrigeration oil is used as a lubricating oil in the refrigerator to protect the compressor from mechanical abrasion. The refrigeration oil should be found to be able to coexist stably with a refrigerant even at low temperature without losing lubricity.

프레온 계 냉매의 경우, 냉동유는 어느 온도까지 냉동유와 냉매가 녹아서 합쳐진다. 프레온 계 냉매에서는 냉동유가 압축기로 부터 도출되어 계(系)내를 순환하여 크랭크 케이스 속으로 돌아 오도록 설계되고 자동운전 될 수 있도록 되어 있다.In the case of the freon-based refrigerant, the refrigeration oil is melted together with the refrigerant to a certain temperature. In the freon refrigerant, refrigeration oil is drawn from the compressor to circulate in the system and return to the crankcase and can be operated automatically.

다량의 냉동유를 필요로 하는 압축기를 사용한 것이나, 냉매 배관의 거리가 긴 것 경우에는 유(油)분리기(오일 세파레이터)가 사용되고 있다. 암모니아 냉매를 사용한 냉동기의 경우에도 냉동유와 암모니아가 서로 녹아저 있기 때문에 유분리기가 설치되어 있다.When a compressor using a large amount of refrigeration oil is used or when the distance of the refrigerant pipe is long, an oil separator (oil separator) is used. In the case of a refrigerator using ammonia refrigerant, an oil separator is installed because the refrigerant oil and ammonia are dissolved in each other.

프레온 이외의 냉매로서 탄화수소 계인 이소부탄, 프로판등이 제안되고 있으나 가연성 및 폭발성이 있어 이에 대한 안전장치가 필요하고 기존의 가정용 냉장고 및 자동차 에어컨 등의 프레온 냉동기에 사용하려면 별도의 설계가 이루어져야 한다. 즉, 이 냉동 압축기의 능력 등의 기본 설계로 부터 변경을 요하기 때문에 설계변경과 새로은 생산시설의 교체는 막대한 비용이 들어 코스트 상승요인과 자원 낭비가 된다.Hydrocarbons such as isobutane and propane have been proposed as refrigerants other than Freon. However, flammability and explosive properties require safety devices, and a separate design must be made to use them in Freon refrigerators such as conventional home refrigerators and automobile air conditioners. In other words, since the design of the refrigeration compressor requires a change from the basic design, the design change and the replacement of the new production facility are costly and costly and waste of resources.

더욱이 냉매를 사용한 기존의 자동차의 에이어컨 및 냉장고 등의 폐기뿐 아니라 변경의 비용이 추가되어 비경제적이다.Moreover, the cost of change as well as the disposal of air conditioners and refrigerators, etc. of the existing vehicle using the refrigerant is added, which is uneconomical.

본 발명은 상기와 같은 기술적 배경에서 다음의 목적을 달성할 수 있게 한 것이다.The present invention enables the following objects to be achieved in the above technical background.

본 발명의 목적은, 프레온의 냉매의 대체물인 비공비 혼합냉매의 냉매를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a refrigerant of an azeotropic mixed refrigerant which is a substitute for the refrigerant of Freon.

본 발명의 또 다른 목적은, 프레온 계 냉매를 사용하는 냉동기의 구조를 설계변경 없이 드롭인 타입으로 사용할 수 있는 냉매를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a refrigerant which can use the structure of a refrigerator using a freon-based refrigerant in a drop-in type without design change.

본 발명의 또 다른 목적은, 인체 및 지구환경에 무해한 냉매를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a refrigerant that is harmless to humans and the global environment.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 다음의 수단으로 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the following means.

냉매 조성물은 압축기, 응축기, 수액기, 팽창밸브, 증발기등으로 구성된 냉동기의 사용에 제공되는 냉매에 있어서, 상온(常溫)에서 기체인 트리플르오로 메틸 아이오드(CF3I) 및 파라펜 계 탄화수소인 프로판, 싸이크로 프로판과 싸이크로 펜탄, DME중에서 선택되는 적어도 일종 이상의 냉매가스와 혼합하고 상기 혼합물을 활성화 하기 위하여 실리콘을 첨가하여 조성된 냉매 조성물이다.Refrigerant composition is a refrigerant provided for use of a refrigerator consisting of a compressor, a condenser, a receiver, an expansion valve, an evaporator, etc., trifluoro methyl iodide (CF 3 I) and paraphenic hydrocarbon, which are gases at room temperature. It is a refrigerant composition formed by mixing with at least one refrigerant gas selected from phosphorus propane, cyclo propane and cyclopentane, DME, and adding silicon to activate the mixture.

상기 본 발명의 냉매를 사용할 수 있는 냉동기는 통상의 프레온을 냉매로 사용되고 있는 것으로 체적 압축식, 왕복식, 회전식, 스크류식, 로터리압축식, 스크류압축식등 기존의 어떠한 압축기도 사용이 가능하다.The refrigerator which can use the refrigerant of the present invention can be used any conventional compressor, such as volume compression type, reciprocating type, rotary type, rotary type, rotary type, screw type, etc., by using a normal freon as a refrigerant.

특히 프레온 계 냉매를 사용하는 냉동기에 본 발명의 냉매조성물을 사용할 때는 냉동기를 구성하는 압축기등의 구조적 사양을 변경하지 않고 그대로 적용이 가능하다.In particular, when the refrigerant composition of the present invention is used in a refrigerator using a freon-based refrigerant, it can be applied as it is without changing the structural specifications of the compressor constituting the refrigerator.

또한 상기 냉동기는 상기한 기기 이외에도 유(油)분리기, 액(液)분리기 밸브등이 구비한 것이 좋다. 이것을 채용하면 냉동기유는 국제 표준기구(ISO)에서 정하여진 규격품(ISOVG 10-100등)을 단독 또는 혼합하여 사용한다.In addition to the apparatus described above, the refrigerator may include an oil separator, a liquid separator valve, or the like. When this is used, refrigeration oil is used alone or in combination with standard products (ISOVG 10-100, etc.) specified by the International Organization for Standardization (ISO).

상기 냉매가스 중에서 한 종류 또는 복수 종류의 것을 혼합하여 사용한다. 바람직 하기로는 반응성이 없는 것, 공업적으로 취득이 용이하고 가격이 저렴한 점에서 파라핀 계 탄화수소가 좋다.One or more kinds of refrigerant gases may be mixed and used. Preferably, paraffinic hydrocarbons are preferred because they are not reactive, industrially easy to obtain, and inexpensive.

인화점 강화제는 트리플르오로 메틸 아이오드(CF3I)로 인화점을 강화 하는 것이면 좋다. 특히 인체, 환경에는 무해하면서도 냉동기를 구성하는 금속제의 부식을 극히 적게 하기 위하여 실리콘 오일(CH3)3Si-O-Si(CH3)3) 즉, 디에틸 실리콘 오일을 첨가하는 것이 좋다.Flash point enhancer may be used to enhance the flash point with trifluoro methyl methyl (CF 3 I). In particular, in order to minimize the corrosion of the metal constituting the refrigerator while harmless to humans and the environment, it is preferable to add silicon oil (CH 3 ) 3 Si-O-Si (CH 3 ) 3 ), that is, diethyl silicone oil.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.Embodiments of the present invention are as follows.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 성 분ingredient 중량비(%)Weight ratio (%) 성 분ingredient 중량비(%)Weight ratio (%) 트리플르오르 메틸아이오드Triple Le Methyl Iodide 4242 트리폴르오르 메틸아이오드Tripoleor methyliode 4444 프로판Propane 4242 프로판Propane 4444 싸이크로 펜탄Cyclopentane 1010 싸이크로 펜탄Cyclopentane 1.51.5 실리콘 오일Silicone oil 0.50.5 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 성 분ingredient 중량비(%)Weight ratio (%) 성 분ingredient 중량비(%)Weight ratio (%) 트리플르오르 메틸아이오드Triple Le Methyl Iodide 4545 트리폴르오르 메틸아이오드Tripoleor methyliode 3030 프로판Propane 5050 프로판Propane 4848 싸이크로펜탄Cyclopentane 44 알코홀Alcohol 1010 실리콘 오일Silicone oil 1One 싸이크로 펜탄Cyclopentane 1.51.5 실리콘 오일Silicone oil 0.50.5

위의 냉매 조성물의 혼합에 있어서는 각각의 봄베로 부터 수분과 공기를 탈기시킨 혼합기가 내설된 혼합밀폐용기에 공지된 방법으로 파이프와 압력계를 이용하여 상온에서 주입하면서 혼합기를 회전시키어 균질로 혼합하고 혼합된 냉매 조성물은 별도의 밸브가 부착된 가스봄베에 소정의 무게로 충진하여 출하한다.In the mixing of the above refrigerant composition, the mixture is rotated while injecting at room temperature using a pipe and a pressure gauge in a well-known method of mixing hermetic container containing a mixer in which moisture and air are degassed from each bomb, and mixed homogeneously. The refrigerant composition is filled with a predetermined weight in a gas cylinder to which a separate valve is attached and shipped.

본 발명의 냉매 조성물은 상온에서 기체인 트리플르오르 메틸아이오드와 파라핀 계 탄화수소인 프로판 및 싸이크로 페탄을 함유하는 냉매 조성물로 구성하였기 때문에 일반적인 자동차 에어컨, 가정의 전기 냉장고, 냉도기 등의 냉동기구의 기계적 설계 변화 없이 종래의 CFC계 냉매를 대체 적용이 가능하고 비연소, 비폭발성의 안전성과 압축기구 등의 금속의 부식이 없고 인체에 유해성이 전혀 없는 새로은 냉매로서 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.Since the refrigerant composition of the present invention is composed of a refrigerant composition containing gaseous trifluoride methyl iodine and paraffinic hydrocarbon propane and cyclopentane at room temperature, refrigeration appliances such as general automobile air conditioners, household electric refrigerators, chillers, etc. It is possible to replace the conventional CFC refrigerants without changing the mechanical design, and to use them as new refrigerants that are non-combustible, non-explosive, non-corrosive, and free from corrosion of metals such as compressors. .

Claims (5)

압축기, 응축기, 수액기, 팽창밸브, 증발기등로 구성된 냉동기에 사용되는 냉매에 있어서, 상온에서 기체인 트리플르오르 메틸아이오드와, 파라핀 계 탄화수소에서 프로판, 싸이크로 르로판과, 싸이트로 펜탄, DME 중애서 선택되어지는 적어도 일조 이상의 냉매가스를 함유하는 것을 특징으로 한 냉매 조성물.Refrigerant used in a refrigerator consisting of a compressor, a condenser, a receiver, an expansion valve, an evaporator, etc., a trifluoro methyl iodide which is a gas at room temperature, propane, cyclo lopane, citro pentane, a paraffinic hydrocarbon, A refrigerant composition comprising at least one trillion or more of refrigerant gas selected from DME. 제1항에 있어서, 트리플르오르 메틸아이오드 42 중량%, 프로판 42중량% 및 싸이크로 펜탄 10 중량%로 조성된 것을 특징으로 한 냉매 조설물.2. The refrigerant preparation according to claim 1, wherein the refrigerant preparation is composed of 42% by weight of trifluoromethyliodine, 42% by weight of propane and 10% by weight of pentane. 제1항에 있어서, 트리플르오르 메틸아이오드 44 중량%, 프로판 44중량%, 싸이크로 펜탄 1.5 중량% 및 윤활제인 실리콘 오일 0.5 중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.The refrigerant composition according to claim 1, wherein the refrigerant composition is composed of 44 wt% of trifluoromethyliodine, 44 wt% of propane, 1.5 wt% of cyclopentane, and 0.5 wt% of silicone oil as a lubricant. 제1항에 있어서 트리폴르오르 메틸아이오드 45중량%, 프로판 50 중량%, 싸이크로 펜탄 4 중량% 및 윤활제인 실리콘유 1 중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.The refrigerant composition according to claim 1, wherein the refrigerant composition is composed of 45% by weight of tripoll methyliodine, 50% by weight of propane, 4% by weight of cyclopentane and 1% by weight of silicone oil as a lubricant. 제1항에 있어서, 트리폴르오르 메틸아이오드 30중량%, 프로판 48 중량%, 알코올 10중량% 싸이크로 펜탄 1.5중량% 및 윤활제인 실리콘유 0.5 중량% 로 조성된 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.The refrigerant composition according to claim 1, wherein the refrigerant composition is composed of 30% by weight of tripoll methyliodine, 48% by weight of propane, 10% by weight of cyclopentane, and 0.5% by weight of silicone oil as a lubricant.
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