TW541332B - Refrigerant for providing ultra-low temperature - Google Patents

Description

541332 A7 B7 五、發明說明（1) [發明之詳綑說明] [產業上之利用領域] 本發明為關於冷凍機之冷媒等所使用的操作流體，且為 關於臭氧破壞能力為〇且溫暖化效果亦低、對地球環境之 影響極少、並且於室溫環境下於先前冷凍庫所使用之壓縮 機容量中可輕易使用的超低溫用冷媒。 [先前之技術] 近年隨著生物技術的發展及食品流通糸統的發達，變成 使用超過先前冷凍庫之冷卻溫度之-50〜-601C K下的冷凍 庫，且此需要日漸增大。 於生物技術領域中所採集的细胞和生物體組織，為了維 持其解凍後的生存活性率，並且必須令其於此類超低溫度 中可長期安定保存*故對於保存其的冷凍庫，不僅要求冷 凍能力高，並要求信賴性高且維持管理所用之費用低。更 且，因為生物技術不僅於特殊的研究機關中，於醫院等中 亦被應用，故此類冷凍庫必須為更簡單之構造且為廉價、 易於操作不可。 又，於食品等流通系統中亦為同樣的，為了長期保持食 品之鮮度，必須為高冷卻能力並且無故障等麻煩、及易於 保持管理且運用之費用低。 因此期望為循環使用冷媒的冷凍庫，但實現-501以下 超低溫度之冷媒一般為標準沸點愈低則臨界壓力愈大，且 因臨界溫度亦低，故在室溫環境下並無法輕易地液化。 因此，K往的超低溫用冷凍庫為採用組合沸點等不同的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------—--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 A7 541332 B7_ 五、發明說明（2 ) 二種Μ上之冷媒，經由多階段冷卻循環的冷凍機元件。 即，經由使用比高沸點且室溫環境下可液化之冷媒具有 更低沸點之冷媒的液化過程之冷卻，則可實現超低溫度。 例如，圖1之冷凍庫為使用二種冷媒，並以二台壓縮機 將二組冷凍機元件於各二階段中驅動。 圖中，第一冷媒經由高溫側壓縮機1予Κ壓縮，且氣體 狀之冷媒為在具備風扇2之高溫側冷凝機（冷凝器）3中放熱 且冷卻、液化。液狀化之第一冷媒為由毛綑管5導入熱交 換器10之雙管中的外管11並且汽化，Κ内管12内之第二冷 媒予Μ冷卻並且返回高溫側壓縮機中。6為乾燥機，7為分 液機（儲蓄槽）。 第二冷媒為被低溫側壓縮機20壓縮後，導入熱交換機10 之內管，且被第一冷媒所冷卻液化。呈液狀之第二冷媒為 經由毛细管15送至低溫側蒸發器（蒸發器）30中，並且經由 減壓汽化，於冷凍庫内冷卻並且再送回低溫側壓縮機中。 27為將油霧分離的分油機，26為乾燥機。 若根據此方式，可在先前裝置之能力、容量範圍中實現 此些超低溫，但因其由二組冷凍機元件所構成，故冷凍庫 整體為大型化、複雜化且帶來保持管理上的困難度，並且 令冷凍庫為非常昂貴。 於是，亦嘗試如圖2所示般將沸點等特性不同的數種冷 媒混合，將壓縮機作成一台的一壓縮機多元件方式。 此例為將預先混合三種冷媒的混合冷媒，Κ壓縮機40予 Κ壓縮，並於冷凝器41中放熱，令最高臨界溫度的第一冷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 5 - ------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 541332 A7 B7 五、發明說明（3 ) 媒液化。 經液化之 所混入之油 ，將臨界溫 所液化之第 5 1内汽化， 於熱交換 將冷凍庫內 K熱交換 由彙集返送 若根據此 處理完畢， 的迴路複雜 第一冷 霧分離 度更低 二冷媒 將臨界 器51内 冷卻至 器50、 管60送 一壓縮 故於機 ，於冷 媒為K 回收成 的氣體 為在分 溫度最 液化的 指定的 51及蒸 回壓縮 機多元 械部分 凍庫全 分液機45予 為油，並且 狀第二冷媒 液機46中被 低的第三冷 第三冷媒為 低溫。 發器5 5汽化 機40中。 件方式，則 可變小，但 體上仍無法 K分離，並將壓縮機 於熱交換器50中汽化 予Μ冷卻液化。此處 分離、並於熱交換器 媒予Κ冷卻液化。Κ蒸發器55汽化，並 之第 冷媒，經 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因Μ —台壓締機即可 因其令各個冷媒循環 避免大型化，且保持 用 使 已 往 Μ 自 體 流 作 搡 之 用 使 所 中 機 〇 凍 易冷 容些 不此 亦於 上 ， 理又 管

訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 規力 性能 球壞 全破 成氧 造臭 乃些 體此 氣， 昂題 利問 氟之 年果 近效 但化 ， 暖 媒溫 冷及 系壞 昂破 利層 氟氧 的臭 謂的 所模 昂 ο 利為 氟力 之能 大壞 果破 效氧 化臭 暖出 溫發 於開 對望 出期 展 後 發今 亦故 然 ， 固定 昂規 利之 氟上 定 用 特使 的 的 大類 無 境 環 球 地 對 Λ 昂 利 氟 些 此 代 取 〇 可 媒 種 冷各 的出 小 案 果提 效已 化， 暖此 溫因 且 烷乙~ ο \ 1 媒烷在 冷乙存 的氟、’中 性全其 特為於 異者並 優載 ， 昂記媒 利報冷 氟公之 前號系 先 6 分 有67成 具18三 併5-至 兼平二 且開之 、 特烷 響，甲 影如氟 良例三 不 及 本紙張尺度適用中國_冢標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 541332 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 之對於潤滑油具有親和性之丙燒、丁烷用Μ促進潤 滑油返回壓縮機，但關於冷卻溫度及液化時之壓力等則未 揭示。 又，特開平7-4856 3號公報記載者為三氟甲烷與乙烷、 六氟乙烷與甲烷之混合冷媒，其標準沸點可為Κ下 ，但因臨界溫度低、臨界壓力亦高，故於通常之一元循環 冷凍庫中並無法使用。 本申請人亦於特開平5-306391號公報及特開平7-48562 號公報中，分別提案由氟利昂134a (CH2-FCF 3)與氟利昂 23(CHF3)及由氟利昂134a與氟利昂116(CF3-CF3)所構成之 混合冷媒，其為臭氧破壞能力為〇且溫暖化效果低之冷媒。 其為添加丙烷、丁烷等烴類所構成的添加劑，於通常的 一元件循環冷凍庫中，Μ可運轉之20kg/cm2前後的吐出 壓力下，實現-50 °CK下之庫內溫度。 但是，於前述的冷凍保存技術領域中則要求實現更低溫 之庫内溫度，但彼等庫內溫度並無法充分符合要求。 [發明所欲解決之課題] 本發明為解決此類問題所創出之發明，Μ提供臭氧破壞 能力為0且溫暖化效果小、並且於室溫環境下可Μ壓縮機 之實用能力實現超低溫之操作流體，且特別以提供於室溫 環境下，Μ先前的一元件循環冷凍庫則可輕易實琨-60t： 以下之庫内溫度的冷媒為其目的。 [用K解決課題之手段] 本發明之超低溫用冷媒其特黴為含有三氟甲烷（CHF 3 : (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 7 541332 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 民-2 3)及全氟乙烷（(：2^:1?-116)、和一種以上的丙烷、 丁烷。 前述R-23與R-116之混合比率較佳為R-23為70〜15wt%、 R -116 為 30 〜85wU 〇 又，較佳添加前述之丙烷55〜95wt：K、或丁烷50〜90wtS： ，或兩者35〜70v?U。 又，本發明之超低溫用冷媒若依據其他之態樣，則為僅 將R-23或R-116，與丙烷和丁烷、或與丁烷混合之超低溫 用冷媒。 即，本發明若依據其他之態樣，則為含有R-23、丙烷、 和丁烷為其特徵的超低溫用冷媒。 R-23、丙烷、和丁烷之混合比率較佳為R-23M 60〜15wt %、丙烷 M16 〜34wt$、丁烷 M24 〜51wt%。 本發明之超低溫用冷媒若依據再其他之態樣，則M R-2 3 、和丁烷所構成為其特徵。 R-23與丁烷之混合比率較佳為R-23以50〜15wt%、丁烷 50~ 85^1¾ 0 本發明若依據其他之態樣，則為含有R-116、丙烷、和 丁烷為其特黴的超低溫用冷媒。 R - 116、丙烷、和丁烷之混合比率較佳為R-116M60〜20 wt%、丙烷 Μ 16 〜32wt%、丁烷 Μ 24 〜48wt%。 本發明之超低溫用冷媒若依據再其他之態樣，則K R-116、和丁烷所構成為其特徵。 R-116與丁烷之混合比率較佳為R-116M 55-20wU、丁烷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·1 an I ^^1 n n 1 I— 1¾¾ mMmM0 ^^1 ϋ_· ·ϋ I n 11 ^ ^ · Hi ϋ· · §__1 a^i 彳* 口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 541332 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 45〜80wU 〇 [作用] 本發明者等，在探索臭氧破壞能力為0且溫室效果小、 可代替氟利昂類和Halon類之新生代冷媒之過程中，發現 於三氟甲烷（CHF3: R_23)與全氟乙烷（C2FB: R -116)所組 成之混合氣體、或R-23與R-11 6任一種簞體中，組合特定 的烴類，則可繼續維持低沸點並且將液化時的溫度及壓力 保持於實用的範圍，且因而達成本發明。 即，R-23與R-116為其構造中不含氯，且溫暖化效果亦 小。此些混合物如表1之39/61混合比之例所示般，標準沸 點為極低至-80它左右，可實現超低溫度，但因室溫下之 蒸氣壓亦極高至40atm左右，故Κ通常冷凍庫之壓縮機能 力並無法使用。 然而相對地，藉由加入丙烷、丁烷或將彼等組合加入， 則可保持於低沸點且於室溫環境下、20atin左右之壓力下 可液化。 丙烷及丁烷於日常生活中，亦廣被使用作為燃料等’且 由其操作上而言為熟悉之氣體，此各個氣體之性質為如表 2所示般，室溫下之蒸氣壓為低但標準沸點高，於超低溫 用冷媒中並無法使用，但查明其與卜2 3和R-116之混合冷 媒、或與R-23和R-116任一者之混合冷媒則發揮如上述之 性質，並且確認作為超低溫用冷媒之特性，因而完成本發 明。 表1 : R-23、R116及混合糸之性質 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ϋ ϋ ϋ I ϋ if ϋ I · ϋ ϋ ϋ 1 ϋ ϋ JrJa ·.1 I ϋ ·1 ·ϋ ·1 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 541332 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7) 化學式 沸 點 臨界溫度 蒸氣壓 (.、1 a t m ) (°C ) (atm、2 0 °C ) R -23 chf3 -82 . 2 26.15 49 . 3 R - 116 .CF3CF3 -78 . 2 19*85 30. 4 R-23 、 R- 卜23/R- 116 -85 . 7 一 41 * 2 11 6混合 =39/61 系 表2:丙烤、丁烷之性質 化學式 沸 點 臨界溫度 蒸氣壓 (、1 a t m ) (V ) (a t m、2 0 它） 丙烷 C3fU -42 . 1 152.0 8,4 丁烷 C4H10 - 0 . 5 153.2 2,1 混合氣體之沸點等性質一般為具有將各個成分之沸點連 續地連成曲線所示之中間性質，但若根據本發明者等之研 究，則上逑之R-23、R-116、或兩者之混合氣體中加入丙 烷、丁烷或者將丙烷和丁烷合併加入之混合氣體，於一定 之組成下，維持R-2 3與R-11 6混合氣體之低沸點，並且出 現丙烷及丁烷所具有的低蒸氣壓，為存在於如上逑超低溫 用冷媒中顯示出適當性質之區域。 如此於混合氣體中使得各個成分氣體之性質為分別強烈 表現的機制雖然未明，但於上述R -2 3、R -11 6、或兩者之 混合氣體中加入丙烷、丁烷或此兩者之混合氣體的此些性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - 10二 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

541332 A7 _____B7 ___ 五、發明說明（8 ) 質，於指定組成範圍中則忠實地再現，且為安定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，由此些成分所構成的本發明冷媒，可於先前規格 之冷凍庫中使用，可輕易地實現超低溫。 [發明之實施態樣] K下根據具體的數據，進一步說明本發明之冷媒。 對於本發明之冷媒，K下列（1)〜（8)之順序確認R-23、 R -116及丙烷、丁烷各成分組成與作為冷媒性質之關係。 尚，（1)〜（4)為使用R-23與R-116之混合氣體，（5)〜 (8)為使用R-23與R-116之任一者，且分別混合丙烷或丁烷 、或兩者之混合氣體進行確認。 (1)添加丙烷和丁烷對於卜23與R-116混合系之效果 R -2 3與R-116之混合氣體為使用前逑R-23與R-116之混合 比為3 9 : 6 1之氣體，並於其中加入丙烷和丁烷，確認其組 成與作為冷媒性質之關係。 於表3中示出將R-2 3與R-116混合系中加入丙烷與丁烷之 混合冷媒，充填至冷凍機元件蓮轉之結果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所使用之冷凍庫為使用D a n f 〇 s e公司製之冷凍壓縮機’ 並依常法充填冷媒且運轉，測定冷凍庫之庫内溫度’及壓 縮機之吐出壓力、吸入壓力。 表3 添加丙烷與丁烷對於R_23與R-116混合氣體之效果 編號 丙烷+丁烷 庫内溫度 吐出壓力 吸入壓力 (w t 龙） (V ) (k g f / C IB 2 ) (kgf/cffi2 a b s) 1 100 -41 3,8 0.421 2 93*3 - 41 5,3 0.557 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 541332 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（9) 3 87.5 -42 7.8 0.625 4 82,4 -45 10*0 0 * 829 5 ΊΊ Λ -50 12.0 0*897 6 73.7 - 52 14.0 1 .033 7 70.0 - 58 16*0 1.133 8 68,9 - 68 20.0 1.383 9 63,3 - 73 18.8 1*583 10 60,8 - 75 20.0 1 · 433 11 59*6 - 74 17.8. L 433 12 54. 4 - 75 19.0 1.383 13 40 + 0 (Β) - 33 25.0 1 .533 14 38 ♦ 9 U) -73 19.5 1.733 15 37.8(A) - 71 20*0 1.833 16 36.8(A) -71 21.0 1.833 17 35.9(A) -66 24. 1 2.233 18 30.0(B) -27 26,0 1.733 19 20.0(B) -17 28 * 0 1 .833 20 10.0(B) -12 30,0 2.033 21 0 . 0 -85.7 41.2 一 (沸點） (蒸氣壓） 室溫： 20 C 吐出壓 力為壓力計壓、吸入壓力為絕對壓 R-23/R -116=39/61 丙烷/ 丁烷=25/75、 但Ν 〇 · 2〜 7:丙烷 / 丁烷=15,5/ ---------- —--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 541332 A7 B7 五、發明說明（10) 139 ♦ 5〜140/15 總充填量：150〜285克、但（A) : 360〜390克（B) : 210 克（一定） 表3之結果示於圖3。尚，為了參考，圖中（丙烷+ 丁烷） 為OwU之庫内溫度及吐出壓力為分別繪出R-2 3(39vU)與 R - 116(61wt%)之混合氣體之沸點及室溫下之蒸氣壓。 如由圖中所蘭明* R-23與R-116之混合氣體相對於丙烷+ 丁烷之混合比率為在35〜70 wt %之範圍，保持庫內溫度-60 〜- 751C，且壓縮機出口中的吐出壓力為在15〜25kgf/cin2 左右運轉。 又，藉由令丙烷+丁烷之混合比率為在35〜65wtl之範圍 ，則可在較低之吐出壓力18〜22kg f/(MD2下實現-70¾ K 下的庫內溫度。 又，Μ此組成範圍則與潤滑油之相溶性良好，且在重覆 此些試驗間，完全未察見起因於孔堵塞之麻煩。 丙烷與丁烷相對於R-23與R_116之混合比率若超過此範 圍，則如圖所示般，庫内溫度為急劇上升且於-411C附近 收緊，另一方面，吐出壓力為緩慢降低。另一方面，若丙 烷+丁烷之混合比率減少，則從40 wt Si左右開始對於氣體充 填量和組成敏感，經由此些蓮轉絛件則令冷卻能力顯著變 差，並且令壓力上升。 於圖中，A群所示者為總充填量為360〜390克且庫内溫 度極力保持於低溫之情況，即使於丙烷+丁烷之比率為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 13 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線 _

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 541332 A7 Β7 明說 明發 於 持 保 約 大 度 溫 内 .•HS 0 令 亦 下Μ 附 力 壓 出 吐 令 重 過 成 變 則 近 充 揮 wt發 35法 於無 但 且 , 並 OC 升 -70上 _均 度 溫 克 ο 1 2 Μ 量 填 充 。 總 力之 能體 卻氣 冷而 的然 分 示 所 群 Β 如 時 轉 運 \«/ 定 為 率 比 之 烷 低 降 著 顯 力 了 to! + 0 烷卻 丙冷 般上 «ΛΟΛ*a*h I 填 為充 度總 溫此 內在 庫 因 則係 下為 M認 % 肢 t 初 OW其

Κ V 蓮 之 轉條件下，無法進打R-23與R-l 16之液化。 (2)R-2 3與R-116之混合比及添加丙烷與丁烷之效果 為了確認本發明之冷媒為在R-23與R-116之混合比之寬 範圍中具有前述之性質，乃將丙烷與丁烷之混合比圼一定 (25:75)，並改變R-2 3與R-116之混合比率，與（1)同樣地 充填冷凍機元件並且蓮轉。其結果示於表4。 所使用之冷凍庫及測定條件為與（1)相同。 表4: R-23與R-116之混合比及添加丙烷與丁烷之效果 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

No * R - 116 庫內溫度 吐出壓力 吸入壓力 (w t % ) (V ) (k g f / c m 2 ) (kgf/cm2 abs) 1 30 - 5 9 27 . 0 0 . 877 2 40 -64 26 * 4 0,884 3 50 - 73 23 . 4 1.733 4 70 -70 23.0 1 . 583 5 80 - 68 21.8 1 . 483 6 90 -55 21.0 1,483 室溫 ：2 0°C R-116(wt%) ： (R-116) / (R-23 + R-116) X lOOwtX： -----------------訂---------綠 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ΊΤ 2 3 3 IX 54

7 I A I 五、發明說明（l2 ) 吐出壓力為壓力計壓、吸入壓力為絕對壓 丙烷/丁烷=25/75 (—定） (R-23 + R-116)/(丙烷 +丁烷）=50/50 總充填量：210克 表4之結果示於圖4。 如由圖中所闊明般，K R-23與R-116之混合比50¾左右為 中心，在R-116大約為30〜85wU之範圍（R-23為70〜15wt% )中，庫内溫度大約保持於-60〜-7 3 °C，吐出壓力亦可在26 k g f / c ίο 2 Μ 下運轉。 R-23與R-l 16之混合比若在此範圍外，則即使於R-23與 R-116任一者為多之區域中亦令庫內溫度變高，吐出壓力 於R-116為50wt%K下之區域中有上升之傾向。 因此，在R-23與R-116之較寬的組成範圍中可發揮本發 明之作用、效果，且R-116在上逑範圍中可實琨庫内溫度 -6 0〜-70 °C，但在維持低吐出壓力上，則期望令R-116為 在50%以上之範圍。 特別地’ R-116為45〜65wt$、吐出壓力為23kgf/cro2以 下則可保持庫内溫度-70 °C Μ下。 (3)添加丙烷對於R-23與R-116混合糸i效果 為了確認K R-2 3與R-11 6混合氣體與丙烷之混合系作為 本發明冷媒之性質，將丙烷相對於卜23與R-n 6之混合比 3 9 : 6 1，Μ各種的比率範圍進行混合，並且充填至冷凍機 元件中令其蓮轉。其結果示於表5。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公髮） - 15 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -i ---丨 II 訂------I--線▲ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

^41332 A7 _B7 五、發明說明（13) 表5 :添加丙烷對於R-23與R-11 6混合系之效果 蝙號 丙烷 庫內溫度 吐出壓力 吸入壓力 〜^^. (wt 5K) (°C ) (k g f / c in 2 ) (kgf/cin2 abs) 1 ^^ 10 -2 30.0 0.897 2 "^一-- 50 ---- -51 24.8 1.633 3 80 -67 14.4 1.233 4 90 -6 5 14.0 1 * 233 室内溫度：2 0 t： 吐出壓力為壓力計f、吸入壓力為絕對壓 R-23/R- 11(5 = 39/61、一定 總充填量：210克 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 表5之結果示於圖5。尚，為了參考，圖中丙烷〇wt%與 lOOwtS；之庫内溫度及吐出壓力為分別繪出R-23(39wU)與 R-116 (61 vt%)之混合氣體與丙烷之沸點及室溫下之蒸氣壓。 如由圖中所闊明般，於丙烷90 wU附近之區域中，丙烷 之混合比率下降且庫内溫度急劇降低，而另一方面，吐出 壓力為保持於較低。又，若丙烷之混合比率為5 0 w t纟Μ下 ，則冷凍機元件之蓮作為圼不安定且無法取得一定的庫内 溫度。 由此可知，丙烷相對於R - 2 3與R -11 6混合氣體之混合比 率55〜95wt%2範圍中，吐出壓力為約13〜SZkgf/cin3·且 可將庫内溫度大約保持於-60〜-67 C進行蓮轉。 特別地，以丙烷混合比率65〜為在吐出壓力20kgf 卜紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑽x 297公爱） 線

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16 一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 541332 Α7 Β7 五、發明說明（14) /cm2以下之蓮轉絛件下，適合作為實琨庫内溫度_6 51C W 下之冷媒。 (4)添加丁烷對於卜23與卜116混合系之效果 為了確認K R_23與R-11 6混合氣體與丁烷之混合糸作為 本發明冷媒之性質，乃將丁烷相對於卜23與1^"*116之混合 比39: 61, Μ各種比率混合並且充填至冷凍機元件中並且 蓮轉。其結果示於表6。 表6:添加丁烷對於R-23與R-116混合糸之效果 編號 丁烷 (w t % ) 庫內溫度 (°C ) 吐出壓力 (k g f / c in2 ) 吸入壓力 (kgf/cffl2 abs) 1 50 -29 19*0 1 . 333 2 80 -38 9.5 0.625 3 90 -32 6,0 0.557 室内名 吐出β R-23/ 總充i g 度：2(Π g力為壓） Ίί -116 = 39 真量：210 i計敏、吸入壓力為絕對壓 1 / 6 1、一定 丨克 表6之結果示於圖6。尚，於圖中，丁烷〇^%與1〇〇^%之 庫内溫度及吐出壓力分別為R_23( 39wt%)與R_116(61wt%) 之混合氣體與丁烷之沸點及室溫下之蒸氣壓。 如由圖中所闊明般，於R-23與R-11 6混合氣體相對於丁 烷90vU附近之區域中，丁烷之混合比率下降且庫內溫度 為急劇降低，但吐出壓力之上升緩慢且保持於低值，察見 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公H 二17 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 541332 A7 ^^ ------B7_ 發明說明（15) $ @加T _時同樣的傾向。若丁烷添加量為5 0 w t %以下， 1(1 & 元件之蓮作為呈不安定且無法取得一定的庫内溫 度。 由圖可知，丁烷50〜90wtr令庫內溫度為-30〜-40t!， 力亦保持低至6.0〜19k gf/cm2 。因此，在不要 度之冷凍溫度之情況中，此些組成之冷媒為令壓 縮機之負荷小，故為有利。 X ’特別地，丁烷混合比率60〜80 Μ吐出壓力 I5kgf/C1H2以下，適合作為實琨庫内溫度-35Ί〇κ下之冷 媒。 (5)添加丙烷與丁烷對於R —23之效果 為了確認K R-2 3單體，與丙烷和丁烷之混合系作為本發 明冷媒之性質，乃將r -2 3、與混合比為40 : 6 0之丙烷和丁 _之混合氣體，K各種比率混合並且充填至冷凍機元件中 並蓮轉。其結果示於表7。 尚’所使用之冷凍庫為使用D a n f 〇 s e公司製之冷凍壓縮 機，並依常法充填冷媒且運轉，測定冷凍庫之庫內溫度、 及壓縮機之吐出壓力、吸入壓力。 -------------Aw--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表7:添加丙烷和丁烷對於R-23之效果

No. 丙烷+丁烷 庫內溫度 吐出壓力 吸入壓力 (vtSO (°C ) (kg f / C R! 2 ) (kgf/cm2 a b s) 1 82.4 - 60 17.0 0 . 000 2 81.3 - 63 19.5 0.001 3 80 * 0 -63 22.0 0.001 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 541332 A7 B7 五、發明說明（16 ) 4 78.6 -61 23.0 0.003 5 77,8 - 75 17.5 0.001 6 76.5 -70 21.8 0.004 7 65,0 -72 19.0 0,003 8 61.9 -72 18.5 0.003 9 59 . 1 -72 19.5 0 * 003 10 40,0 - 65 23,0 0.003 室溫：2 8它 吐出壓力為壓力計壓、吸入壓力為絕對壓 丙烷/丁烷=40/60 總充填量：140〜220克 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表7之結果示於圖7。尚，為了參考，於圖中（丙烷+ 丁烷 )為OvU之庫内溫度及吐出壓力為分別繪出R-23之沸點及 室溫下之蒸氣壓。 如由圖中所蘭明般，相對於R-23，丙烷+丁烷之混合比 率為 40 〜85wt%(丙烷：16 〜34wt%、丁烷：24 〜51vU)、 及R-23之混合比率為60〜15wt%則可保持於庫內溫度_60它 Κ下，且Μ壓縮機出口中之吐出壓力為17·〇〜23.0kgf/cra2 進行蓮轉。 (6)添加丙烷和丁烷對於R-116之效果 為了確認R -11 6單體、與丙烷和丁烷之混合系作為本發 明冷媒之性質，乃將R-116、與混合比為40:60之丙烷和丁 烷之混合氣體，K各種比率混合並且充填至冷凍機元件中 訂---------線

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -19 一 541332 A7 B7 五、發明說明（17) 並運轉。其結果示於表8。 所使用之冷凍庫及測定條件為與（5)相同。 表8:添加丙烷和丁烷對於R-116之效果

No. 丙烷+丁烷 庫内溫度 吐出壓力 吸入壓力 (vt%) (°C ) (kgf/cin2 ) (kgf/cin2 a b s ) 1 88,2 -52 8 . 5 0,340 2 83*3 - 58 10.0 0.272 3 78,9 -6 6 12.0 0.204 4 75.0 - 68 13*0 0.000 5 73. 7 - 63 14,0 0.068 6 70. 0 - 65 15*0 0.000 7 68*4 - 6 6 14.8 0.068 8 65.0 - 68 15.0 0.000 9 63 . 2 - 58 18.4 0.068 10 61.1 - 63 18,2 0 . 000 11 57.9 - 65 19,2 0.001 12 55.0 -67 19*5 0.001 13 52*4 - 69 19.0 0.001 14 50*0 - 69 18*0 0.001 15 47 . 8 - 68 20 . 0 .0.001 16 40.0 -65 25.0 0*001 室溫 ：281C 吐出壓力為壓力計壓、吸入壓力為絕對壓 丙烷/丁烷=40/60 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -2 0 - ——會 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線| 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 3 3 IX 54 A7B7 五、發明說明（IS ) ,^總充填量：190〜250克 表8之結果示於圖8。尚，於圖中（丙烷+ 丁烷）為OvtSi之 庫内溫度及吐出壓力為R-116之沸點及室溫下之蒸氣壓。 如由圖中所闊明般，相對於R-116，丙烷+ 丁烷之混合比 率為 40 〜80wtS；(丙烷：16 〜32vU、丁烷：24 〜48wtS!)、 及Κ-Π6之混合比率為60〜20 wtS：則可保持於庫內溫度為 一 6〇°CM下，且吐出壓力亦可M12.0〜25.0kgf/cra2進行 運轉。 (7)添加丁烷對於R-23之效果 為了確認R-23單體與丁烷之混合系作為本發明冷媒之性 質，乃將R-2 3與丁烷K各種比率混合且充填至冷凍機元件 並運轉。其結果示於表9。 -------------f <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所使用之冷凍庫及測定條件為與（5)相同。 表9 ;添加丁烷對於R-23之效果 No. 丁烷 (w t S)) 庫内溫度 (V ) 吐出壓力 (k g f / c in2 ) 吸入壓力 (kgf/cni2 a b s ) 1 88 . 9 -51 13.5 0.068 2 83*3 -69 18.6 0 . 002 3 78.9 -72 20.0 0 . 003 4 75,0 -74 19.0 0.001 5 71 . 4 -75 17,9 0.001 6 65. 1 - 74 17.2 0.001 7 60.0 - 74 21.0 0.004 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 21

541332 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（19 ) 8 50.0 - 60 22 . 5 0.003

室溫：2 8 °C 吐出壓力為壓力計壓、吸入壓力為絕對壓 總充填量：190〜2 30克 表9之結果示於圖9。尚，為了參考，於圖中，丁烷為 Owt：«之庫内溫度及吐出壓力為繪出R-23之沸點及室溫下： 蒸氣壓。 如由画中所関明般，丁烷之混合比率為50〜85 wt %、 R-23之混合比率為50〜之範圍中則可保持於庫内溫 度-60°CM下，且吐出壓力亦可Μ17·2〜21,0kgf/ciB2進 行運轉。 (8 )添加丁烷對於R - 11 6之效果 為了確認R-116單體與丁烷之混合系作為本發明冷媒之 性質，乃將R-116與丁烷以各種比率混合並充填至冷凍機 元件中且蓮轉。其結果示於表10。 所使用之冷凍機及測定條件為與（5)相同。 表10:添加丁烷對於R-116之效果 ---------/ —--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

No . 丁 烷 (w t % ) 庫內溫度 (°C ) ^出壓力 (kgf/cm2 ) 吸入壓力 (kgf/cm2 abs) 1 80.0 - 60 12,5 0 · 272 2 73*7 - 63 12.8 0. 204 3 72. 7 - 63 15.0 0 . 000 4 71.4 - 65 15.0 0*136 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~ 2 2 - 541332 A7 B7 五、發明說明（20 ) 5 70.0 -69 15.0 0.068 6 68,4 -60 16.0 0.204 7 66.7 -72 15.3 0 .027 8 65,2 - 76 15. 5 0.041 9 63.6 -68 15.8 0.000 10 62.5 - 73 15. 7 0.027 11 61.9 -74 17.2 0.068 12 60.0 -71 15.7 0. 000 13 57,9 -70 17.2 0,068 14 56 . 5 - 74 18.0 0.068 15 55.0 - 71 17.0 0 .068 16 52· 4 -69 18.0 0 · 000 17 5 0.0 - 69 21.0 0 · 000 18 45. 0 -60 22. 5 0,000 室溫 ：2 8〇C 吐出 壓力為壓 力計壓、吸入壓力為絕對壓 總充 填量：2 00〜240克 ί丨會 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表10之結果示於圖10。尚，於圖中，丁烷為Owt%之庫内 溫度及吐出壓力為R-116之沸點及室溫下之蒸氣壓。 如由圖中所闡明般，丁烷為45〜80wt$、及R-116之混合 比率為55〜20 wU之範圍中則可保持於庫內溫度-60 Μ下 ，且吐出壓力亦可以12.5〜21.0kgf/cm2進行運轉。 [發明之效果] 釐 公 97 2 X 10 2 /V 格 規 4 )Α S) Ν (C 準 標 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 3 2 541332 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7五、發明說明（2 1) 如以上所說明般，本發明之混合系冷媒為臭氧破壞能力 為0，且溫暖化效果亦低，故可對環境不會造成不良影響 地供利用，且可由R-23與R-11 6及先前被使用作為燃料用 等之丙烷及丁烷氣體而予以廉價地製造，為安全且操作容 易。 又，由其冷媒之特性而言，並不需重新構築格外複雜且 高度的冷凍機元件，經由現存的冷凍庫則可實現超低溫， 特別為-60 °C Μ下的庫内溫度，於設備上亦極為廉價且保 持管理容易，於今後發展所預測之生物技術為首之食品及 其他領域中的產業上貢獻為大。 [圖面之簡單說明] [圖1]顯示出使用二種冷媒、Κ二個冷凍機元件之冷凍庫 圖〇 [圖2]顯示出使用三種混合冷媒之一壓縮多元方式之冷凍 庫圖。 [圖3]顯示出添加丙烷、丁烷對於R-23、R-116混合糸之效 果圖。 [圖4]顯示出添加丙烷、丁烷對於R-23，R-116混合比之效 果圖。 [圖5]顯示出添加丙烷對於R-23，R-U6混合糸之效果_。 [圖6]顯示出添加丁烷對於R-23，R-11 6混合系之效果圖。 [圖7]顯示出添加丙烷、丁烷對於R-23之效果圖。 [画8]顯示出添加丙烷、丁烷對於R-116之效果圖。 [圖9]顯示出添加丁烷對於R-23之效果圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 24 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • ----- 線%- 541332 A7 B7 五、發明說明（22) [圖10]顯示出添加丁烷對於R-116之效果圖。 [符號之說明] 1 :高溫側壓縮機， 2 :風扇， 3 :高溫側冷凝機（冷 凝器）， 5、15:毛细管， 6,26:乾燥機， 7、45,46 :儲蓄槽（分液器）， 10，50、51 :熱交換機， 11 :夕卜 管， 12 :內管， 20 :低溫側壓縮機， 30, 55 :低溫 側蒸發器（蒸發器）， 40 :壓縮機， 41 :冷凝機（冷凝 器）， 61 :返送管 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 541332 ΐ公告本$ A8 B8 C8 D8 90❿ 17 修正本 六、申請專利範圍 須謅委員明示：不 &是否I?更龙實質内究 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 · 一種超低溫用冷媒，其特徵爲：含有三氟甲烷（CHF3 : R-23 )、全戴乙院（CJ6 : R -丨16 )和一種以上之丙烷、丁烷， 其中前述二氟甲院與全氟乙烷之混合比率爲三氟甲烷7〇 〜15wt%、全氟乙院30〜85wt%。 2 ·如申請專利範圍第1項記載之超低溫用冷媒，其中， 前述丙烷爲55〜95wt%、或丁烷爲5〇〜9〇wt%、或兩者爲 3 5 〜7 0 w t % 〇 3 . —種超低溫用冷媒，其特徵爲：含有三氟甲烷、丙院 和丁烷’其中分別含有三氟甲烷60〜15wt%、丙烷16〜 3 4 w t %、丁院 2 4 〜5 1 w t %。 4 · 一種超低溫用冷媒，其特徵爲：由三氟甲院和丁院所 構成，其中分別含有三氟甲烷50〜15wt%、丁烷50〜 8 5 w t % 0 5 · —種超低溫用冷媒，其特徵爲：含有全氟乙烷、丙院 和丁烷，其中分別含有全氟乙烷60〜20wt%、丙烷16〜 32wt%、丁院 24 〜48wt%。 6 · —種超低溫用冷媒，其特徵爲：由全氟乙垸和丁烷所 構成，其中分別含有全贏乙院55〜20wt%、丁院45〜 8 0 w t % 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

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