CH159763A - Kälteerzeugungsverfahren. - Google Patents

Description

      Kälteerzeugungsrerfahren.       Die vorliegende Erfindung betrifft ein       Kälteerzeugungsverfa.hren.    Sie kennzeichnet  sich dadurch, dass ein     aliphatischer    Kohlen  wasserstoff mit einer     Fluorsubstitution    und  mindestens einer zusätzlichen Halogensubsti  tution kondensiert und dann in Nachbar  schaft des zu kühlenden Körpers verdampft  wird.  



  Zweckmässig wird ein durch Fluor und  ein anderes Halogen .substituierter     a.liphati-          scher    Kohlenwasserstoff, zum Beispiel ge  sättigter     aliphatischer    Kohlenwasserstoff,  beispielsweise ein durch Fluor und Chlor       substituiertes    Methan, wie     Difluordiehlor-          methan,    ein durch Fluor und ein anderes       fIalogen    substituiertes     Äthan,    wie     Tetra-          fluormonochloräthan    oder     Tetrafluordichlor-          äthan    verwendet,

   wobei man     vorteilhaft    dar  auf Bedacht nimmt, dass man eine Verbin  dung wählt, die     unentflammbar    und prak  tisch (das heisst soweit der Verwendungs  bereich in Frage kommt) ungiftig ist.    Im nachfolgenden soll beispielsweise eine       übersicht    der charakteristischen Eigenschaf  ten solcher Verbindungen gegeben werden,  die ein und zwei     Kohlenstoffatome    enthalten.

    Die     Fig.    1 und 2 der Zeichnung sind gra  phische Darstellungen, deren Linien sich auf  typische Verbindungen mit ein oder zwei  Atomen Kohlenstoff beziehen, und     di-e    die  Gesetzmässigkeit veranschaulichen, denen alle  durch Fluor und gegebenenfalls noch ein an  deres Halogen substituierten     aliphatischen          Kohlenwasserstoffeunterworfen    sind.  



  Ganz allgemein nimmt der Siedepunkt  einer Verbindung ab, wenn der     Fluorgehalt     (,die Anzahl der     Fluoratome)    vergrössert wird  - die Verbindung habe die Formel     CH3F      dagegen nimmt die Stabilität zu, die Ent  flammbarkeit und die Giftigkeit wiederum'  ab. Wenn -der     Fluorgehalt    konstant bleibt  und ein anderes Halogen in den Kern ein  geführt wird, so nimmt der Siedepunkt zu,  die Stabilität nimmt ab,     Giftigkeit    nimmt  zu, Entflammbarkeit nimmt ab. Die     Verän-.              derungen    hängen von der Natur des ein  geführten Halogens ab (Chlor, Brom oder  Jod).

   In dem Masse,     wie    der Halogengehalt  im Verhältnis zum     Wasserstoffgehalt    wächst,  nimmt die Entflammbarkeit ab. Da mehrere  Variable vorhanden sind und der Wert der  relativen Verhältnisse wechselt, sind zum  besseren Verständnis die vorerwähnten Ver  bindungstypen schematisch in     Fig.    1 ein  g     o        etragen,        welche        zeigt,

          wie        der        wechselnde     Gehalt an Halogenen wünschenswerte kälte  erzeugende Eigenschaften bewirkt und wie       Kälteerzeugungsmittel    für bestimmte Zwecke       zusammengesetzt    werden. Längs den gestri  chelten Linien nimmt von links nach rechts  der     Fluorgehalt,    längs den ausgezogenen Li  nien der Chlorgehalt der Verbindungen zu.  Bei     Anwendung    von Brom an Stelle von  Chlor verlaufen die Kurven ähnlich, nur ver  längern sie sich in der Richtung höherer  Temperaturen. Bei Anwendung von Jod lie  gen diese     Temperaturen    noch höher.

   Die Ver  längerung kann leicht festgestellt werden,  wenn man den Siedepunkt einiger dieser Ver  bindungen bestimmt.  



       Fig.    1 enthält alle Verbindungen, die sich  von der Formel     CH3F    ableiten, durch Ersatz  von Wasserstoff durch Chlor oder Fluor oder  Chlor und Fluor, sowie weitere Daten, die  zur Darstellung des Schemas notwendig sind.  Auf der Horizontalen bedeuten die Zahlen 0  bis 4 den Halogengehalt, auf der Vertikalen  sind die Siedepunkte in Celsiusgraden     ein-          olezeichnet.    Bei jedem     Schnittpunkt    ist der       r     Chlor- und     Fluorgehalt    angegeben;

   die For  mel der entsprechenden Verbindung ergibt  sich durch     Einsetzung    dieser     Halogensubsti-          tuenten    in die Formel<B>CH,</B> Ferner ist bei  zirka - 25   eine gestrichelte Horizontallinie  eingezeichnet, die annähernd die optimalen       Dampfdruckbedingungen        anzeigt,    die beim  Betrieb     eines        luftgekühlten    Kühlapparates  wünschenswert sind.

   Es ist klar, dass man  auch mehr oder weniger von     dies-er    Linie ab  weichen kann, um optimale     Bedingungen    zu  erzielen, die einige andere Faktoren einschlie  ssen, so dass in der Umgebung dieser     Linie    ein  passendes     Kühlmittel    bestimmt werden kann,    um so weitgehende Variationen in vor  beschriebenen Grenzen zu ermöglichen. Wird  unter andern Kühlbedingungen .eine andere  optimale Linie für     wünschenswert    erachtet,  so kann man diese Wahl in der     Umgebung     dieser Linie treffen.

   In der Tat ist :die     eigeni-          liche        ZVirkung    des Kühlapparates und die  Schaffung charakteristischer     Kühlmittel    hier  in einer Aufgabe vereinigt und man kann so  die     bestmöglichste    Kühlung unter einer ge  gebenen Zahl von     Bedingungen    erzielen.  



       Fig.    2 zeigt das Verhalten von Kühlmit  teln aus Verbindungen desselben Typs wie in       Fig.    1, mit ,dem Unterschied,     dass    zwei     Koh-          lenstoffato.me    vorhanden sind.

   In     Fig.    2 ist  0 =<B>CH,</B> 1 =     CH2F,    2 =<B>CHF,</B> 3 =     CF3,     4 =     CH,C1,    5 =     CHC12,    G =     CC13,    7     ---          CHCIF,    S =     CCIF2    und 9 =     CC12F    mit der  Massgabe, dass beispielsweise 0, 1 die Ver  bindung     CH..        CH2F,    2, 9 .die Verbindung       CHF,    .     CC12F,    1, 4 die Verbindung     CH2F    .

         CH2C1        und    2, 2 die Verbindung     CHF,    .     CHF2     usw. bedeutet.    Wenn als     Kern    eine Verbindung gewählt  wird, die zwei oder mehr     Kohlenstoffatome     enthält, so ergibt sich aus der Strukturformel,  dass die     Halogensubstitution    an verschiedenen  Stellen erfolgen kann. Die     Strukturformel     von     C,H,F    ist<B>CH.,</B> -     CH=F;    der     Siedepunkt     dieser Verbindung liegt bei zirka - 32   C.

    Wenn man nun in dem zweiten Radikal ein  weiteres Wasserstoffatom durch Fluor er  setzt, so dass sich eine Verbindung von der  Formel     CH3    -     CHF2    ergibt, so liegt der  Siedepunkt dieses Kühlmittels bei zirka  - 45  C. Ersetzt man jedoch den Wasser  stoff in der ersten     Gruppe    durch Fluor, so  dass sich eine Verbindung von der Formel       CH2F    -     CHZF    ergibt, so liegt der Siede  punkt ,dieses     Kühlmittels    bei zirka - 22   C.

    Aus vorstehendem geht hervor, dass ganz  allgemein durch Eintritt von Fluor an Stelle  von Wasserstoff in ein Radikal, welches be  reits ein Halogen enthält, der Siedepunkt der  Verbindung erniedrigt wird, während bei  Eintritt von Fluor an Stelle von Wasser  stoff in ein     Kohlenstoffradikal,    das noch      kein Halogen enthält, der Siedepunkt der  Verbindung sich erhöht. Substitutionen von  Chlor, Brom, Jod erhöhen den Siedepunkt,  und zwar um so mehr, wenn das Radikal  kein Halogen enthält, als wenn die genann  ten Halogene in ein Radikal eintreten, wel  ches bereits ein Halogenatom enthält.  



  Die graphische Darstellung kann eben  falls für andere     aliphatisehe        Fluoride    aus  geführt werden. Wenn die Anzahl der       Kohlenstoffatome    wächst, so vermehrt sich  die Vielfältigkeit und die Ausdehnung der  Darstellung mit der Anzahl der anwesen  den Halogene.     Aliphatische        Fluoride,    die  ausserdem andere Halogene enthalten, wer  den dargestellt durch die Formel:         CIHmhpxr       wo C den Kohlenstoff bedeutet und n die  Anzahl der     Kohlenstoffatome    im Molekül,  die gleich 1 oder grösser als 1 sein kann.  



  H bedeutet Wasserstoff und m die An  zahl der Wasserstoffatome, die gleich 0  sein kann und dabei doch die     Anforderung     der Erfindung erfüllt.  



  F bedeutet Fluor und p die Anzahl der       Fluoratome,    die gleich 1 oder grösser als 1  ist.  



       Y    bedeutet Chlor, Brom oder Jod, oder  Kombinationen dieser Stoffe und r die Ge  samtzahl dieser Atome.  



  Von diesen Verbindungen benutzt     mari     vorzugsweise in luftgekühlten Haushalts  kühlschränken diejenigen aus .der     Methan-          01    besonders     Dichlor-difluormethan.     Aus der     Olefingruppe    kann man 1,2 Chlor  fluoräthylen benutzen.  



  Durch das vorliegende     Kälteerzeugungs-          verfahren    kann allen Anforderungen an  zweckmässige Kühlung entsprochen werden;  auch können für bestimmte     Zwecke    geeignete       Kälteerzeugungsmittel    ausgewählt werden.       Nan    kann ein gewünschtes     Kälteerzeugungs-          mittel    herstellen und den Kälteapparat zum  Gebrauch für dieses     Kälteerzeugungsmittel     einrichten.

   Der grösste Vorteil der Erfindung  besteht darin, dass man eine sehr grosse An  zahl von     Kälteerzeugungsmitteln    zur Hand    hat, so dass man fast jeden gewünschten       Zweck    erreichen kann.  



  Vorzugsweise weiden     Kälteerzeugungs-          mittel,        welche    einen Siedepunkt von zirka  - 60   C und     darüber    bei     Atmosphärendruck     haben,     verwendet.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kälteerzeugungsverfahren,dadurch ge kennzeichnet, dass ein aliphatischer Kohlen wasserstoff mit einer Fluorsubstitution und mindestens einer zusätzlichen Halogensubsti tution kondensiert und dann in Nachbar schaft des zu kühlenden Körpers @yerdampft wird.

   UNTERANSPRMIE 1. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen aliphatischen Kohlenwasser stoff verwendet, bei dem die zusätzliche Halogensubstitution ebenfalls in einer Fluorsubstitution besteht. 2. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, & ss man einen aliphatischen Kohlenwasser stoff verwendet, bei .dem die zusätzliche Halogensubstitution in einer Fluor- und einer andern Halogensubstitution besteht.

   3. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen aliphatischen Kohlenwasser stoff verwendet, bei dem die zusätzliche Halogensubstitution in .einer von Fluor verschiedenen Halogensubstitution be steht. 4. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent- anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass man einen aliphatischen Kohlenwasser stoff verwendet, bei dem die zusätzliche Halogensubstitution in einer Chlorsubsti tution besteht.

   5. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen durch Fluor und ein anderes Halogen substituierten gesättigten ali- phatischen Kohlenwasserstoff als Kälte mittel verwendet. 6. gälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Fluor und ein anderes Halogen substituiertes Methan als Kältemittel verwendet. 7.

   Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch und Unteransprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass man Di- fluor-dichlor-methan als Kältemittel ver wendet. B. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Fluor und ein anderes Halo gen substituiertes Äthan als Kältemittel verwendet.

   9. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Tetrafluor- monochloräthan (CZHC1F4) als Kältemit tel verwendet. 10. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Tetrafluor- dichloräthan (CZF4C12) als Kältemittel verwendet.

   11. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen durch Fluor und ein anderes Halogen substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, der unentflammbar und praktisch ungiftig ist, als Kältemit tel verwendet. 12. Kälteerzeugungsverfahren nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen durch Fluor und ein anderes Halogen substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, der bei Atmosphären druck über - 60 C siedet, als Kälte mittel verwendet.