JPH01123886A - ランキンサイクル用動作流体 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、ランキンサイクル用の新規な動作流体に関す
る。

従来技術とその問題点 ランキンサイクルにおいては、熱エネルギーを用いて液
状媒体（動作流体）を加熱蒸発させ、膨張装置内で膨張
させることにより、機械エネルギーを得た後、該媒体を
凝縮させ、ポンプにより加圧して液状媒体とするサイク
ルを繰り返して、熱エネルギーを機械エネルギーに変換
している。従来、ランキンサイクル用の動作流体として
は、フルオロ炭化水素、これらの共沸組成物並びにその
近辺の組成の組成物が知られており、その一つに２．２
−ジクロロ−１，１，１−トリフルオロエタン（フロン
−１２５）がある。しかしながら、フロン−１２３は、
高温熱源（例えば、１４０〜２００℃程度）に対して安
定性に欠けているという問題点がある。

問題点を解決するための手段 本発明者は、高温熱源に対する安定性に優れたランキン
サイクル用動作流体を得るべく、種々研究を重ねてきた
。その結果、１，２−ジクロロ−１，１，２−トリフル
オロエタンが、高温での安定性に優れ、ランキンサイク
ルにおいて送電端出力を高めることができることを見出
した。

すなわち、本発明は、１，２−ジクロロ−１゜１．２−
トリフルオロエタン（以下フロン−１２５ａという）か
らなるランキンサイクル用動作流体に係る。

フロン−１２５ａからなる本発明用動作流体は、異性体
であるフロン−１２３とは、後記の実施例及び比較例に
示す結果から明らかな如く、ランキンサイクルにおいて
、その挙動を明確に異にする。

フロン−１２５ａが、この様な特異な性質を発揮するこ
とは、フロン−１２３についての知見からは、まったく
予測し得なかったところである。

本発明による動作流体は、熱エネルギーを機械エネルギ
ーに変換し得る任意の形式のランキンサイクルにおいて
使用可能である。以下、図面を参照しつつ、フロン−１
２５ａを動作流体とするランキンサイクルの一例を説明
する。

第１図は、熱エネルギーを機会エネルギーに変換するた
めのランキンサイクル系統図の一例であり、熱交換器で
ある蒸気発生装置（４）で、例え　゛ば、熱水により加
熱された動作流体は、蒸発し、高温高圧の蒸気となる。

この動作流体蒸気は、次いで膨張装置（１）に入り、断
熱膨張を行ない、温度及び圧力が低下して、仕事を行な
う。膨張装置（１）内で仕事を行なって低温低圧となっ
た動作流体は、熱交換器である凝縮装置（２）に入り、
例えば、冷水により冷却され、凝縮液化する。この液化
した動作流体は、ポンプ（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。

上記のランキンサイクル用に使用される膨張装置として
は、回転式又は往復式の容積型膨張機、タービン型彫張
機などが使用可能であり、蒸気発生装置としては、水蒸
気の発生に使用されるボイラーと同じ形式のものが使用
可能であり、また凝縮装置としては、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。ポンプとしては
、化学装置に一般に使用されている有機溶剤の加圧送液
ポンプが使用可能である。

発明の作用及び効果 本発明は、従来実質上存在しなかった１４０〜２００℃
という高温熱源に対処しうる新たなランキンサイクル用
動作流体を提供するものである。

即ち、本発明のランキンサイクル用動作流体は、公知の
動作流体であるフロン−１２３に比して、高温での熱安
定性及び出力特性に優れている。

また、近年大きな国際的な問題となっているオゾン層の
破壊についても、その危険性は、低いものと予測される
。

更に、フロン−１２５ａは、燃焼性を有しないので、火
災の危険もない。

実施例 以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。

実施例１及び比較例１ フロン−１２５ａとフロン−１２３とを使用して、第１
図に示すランキンサイクルを熱水温度１４０℃、１６０
℃、１８０℃及び２００℃で運転した。その結果をそれ
ぞれ第１表乃至第４表に順次示す。運転条件は、以下の
通りであった。

１、熱水条件 上記の各温度（１４０℃、１６０℃、１８０℃、２００
°Ｃ）において、１５００）ン／ｈｒ２、冷却水条件 人口温度：１４．５℃ 出口温度：２６．０℃ ３、熱交換器条件 蒸発器ピンチ温度：３℃ 凝縮機ピンチ温度二３℃ 第１表 フロン−１２５ａ　　　フロン−１２３発電端出力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　１３．００４　　　　　１３．
０８０送電端出力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　１０，４３５　　　　　１０．
４８２媒体循環世 （ｔｏｎ／ｈｒ）　　　　　　２．Ｌ６１　　　　　２
，１６６媒体ポンプ動力 （ＫＷ）　　　　　　　　５４７　　　　　　　５６６
冷却水ポンプ動力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　　１，１１４　　　　　１．１
２１断熱落差 （ｋｃａｌ／ｋｇ　）　　　　　５．３１　　　　　　
５．３４第２表 フロン−１２５ａ　　　フロン−１２３発電端出力 （ＫＷ）　　　　　　１８．９６５　　　　　１９．１
２９送電端出力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　１５，８７５　　　　　１５．
７８０媒体循環量 （ｔｏｎ／ｈｒ）　　　　　　２．５８０　　　　　２
．５７６媒体ポンプ動力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　　　８２１　　　　　　８５７
冷却水ポンプ動力 （ＫＷ）　　　　　　　Ｌ、３４４　　　　　１．８５
８断熱落差 （ｋｃａｌ／ｋｇ　）　　　　　６．５４　　　　　　
６．５５第３表 フロン−１２５ａ　　　フロン−１２３発電端出力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　２６．７６１　　　　　２５．
９４２送電端出力 （ＫＷ）　　　　　　２２．３７８　　　　　２１．５
４１媒体循環量 （ｔｏｎ／ｈｒ）　　　　　　８　、２２９　　　　　
３　、２９７媒体ポンプ動力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　　１，２０８　　　　　１．１
８３冷却水ポンプ動力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　　Ｌ、７１４　　　　　１．７
４３断熱落差 （ｋｃａｌ／ｋｇ　）　　　　　７Ｊ１　　　　　　　
Ｂ、９４第４表 フロン−１２５ａ　　　フロン−１２３発電端出力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　３６．４６５　　　　　３０．
８８２送電端出力 （Ｋ　Ｗ）　　　　　　３０．８３３　　　　　２５．
６５４媒体循環量 （ｔｏｎ／ｈｒ）　　　　　　３　、６８２　　　　　
３　、９３２媒体ポンプ動力 （ＫＷ）　　　　　　　Ｌ、８８５　　　　　１．４０
２冷却水ポンプ動力 （ＫＷ）　　　　　　　１．９９５　　　　　２．０７
２断熱落差 （ｋｃａｌ／ｋｇ　）　　　　　８．７３　　　　　　
６．９４また、第２図には、熱水温度と送電端出力との
関係を表すグラフを示す。

第１表乃至第４表及び第２図に示す結果から、高温恒温
、特に１７０℃以上の温度における本発明動作流体の優
れた特性が明らかである。

実験例１ フロン−１２５ａ及びフロン−１２３を夫々５ｇずつタ
ービン油４０ｇに加えた２種の混合物に鋼片（２龍×５
關Ｘ５０１＋ｕａ）を浸漬し、加熱下にシールドチュー
ブ法により、両者の熱安定性を調べた。

加熱後のハロゲン濃度及び分解生成物の濃度で示される
結果は、第５表に示す通りである。

尚、加熱条件は、試験Ａ：１３０℃×１ケ月、試験Ｂ：
１５０℃×１ケ月とした。

第５表 ハロゲン濃度　　分解生成物 （ｐｐｍ）　　　　　　（％） 〈試験Ａ〉 フロン−１２５ａ　　　　１０　　　　　　　０．０フ
ロン−１２３１１００１，２ く試験Ｂ〉 フロン−１２５ａ　　　　２２　　　　　　　０．１フ
ロン−１２３２８００１，５ 第５表に示す結果から、本発明動作流体は高温における
耐熱性に優れていることが、明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ランキンサイクルの一例を示す図面、第２図
は、高温熱源を使用するランキンサイクルにおける本発
明動作流体の優れた特性を示すグラフである。 （１）・・・膨張装置 （２）・・・凝縮装置 （３）・・・ポンプ （４）・・・蒸気発生装置 （以上） 第１図 に　Ｂｉ２　ｆｉ：　＊　　ｔ ２：　ン疑Ａミを暫装置 ３：ポンプ ４：蒸散発生ぜ１ 手続補正書（師） 昭和６２年１２月１６日 １　事件の表示 昭和６２年特許願第２８１３８９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 （２８５）ダイキン工業株式会社 ４代理人 大阪市東区平野町２の１０　沢の鶴ビルくさ ―ノ 自　　　　発 ６　補正の対象 明細書中「発明の詳細な説明」の項 補正の内容 １　明細書第３頁第１２行「機会」とあるのを「機械」
と訂正する。 （以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１，２−ジクロロ−１，１，２−トリフルオロエ
   タンからなるランキンサイクル用動作流体。