JPH03168281A - 作動流体 - 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（＆　　冷凍機・ヒートボンブ等に使用される作
動流体に関する。

従来の技術 従来　冷凍機・ヒートボンプ等において（友　作動流体
としてフロン類（以下ＲＯＯまたはＲＯ○Ｏと記す）と
呼ばれるハロゲン化炭化水素が知られており、利用温度
としては凝縮温度および／または蒸発温度が略０〜略５
０℃の範囲において通常使用されも　中でもジクロロジ
フルオロメタン（ＣＣ　ＩａＦｔ，Ｒ　１　２）は冷蔵
本　カーエアコンや大型冷凍機等の作動流体として幅広
く用いられていも 発明が解決しようとする課題 しかしなが収　近年フロンによる戒層圏オゾン層破壊が
地球規模の環境問題となっており、戒層圏オゾン破壊能
力が犬であるフロン類（以下、特定フロンと記す）につ
いては　すでに国際条約によって使用量及び生産量の規
制がなされ　さらに将来的には特定フロンの使用・生産
を廃止しようという動きがあも　さて、Ｒ１２はオゾン
破壊係数（トリクロロフルオロメタン（ＣＣｌｓＦ）の
或層圏オゾン破壊能力をｌとしたときの戒層圏オゾン破
壊能九　以下○ＤＰと記す）が１．　　０の特定フロン
であり、冷凍・空調機器が広く普及した現＆　　Ｒ１２
の使用量及び生産量の削減が人類の生活環境に与える影
響は甚だ太きＬ℃　従って、戒層圏オゾン破壊能力が小
であり、Ｒ１２の代替となる作動流体の早期開発が強く
要望されていも本発明は　上述の問題に鑑みて試された
もので、成層圏オゾン層に及ぼす影響が小さｔ，Ｘ，Ｒ
１２の代替となる作動流体を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するたべ　少なくと転　ジフ
ルオロメタン（ＣＨ−Ｆａ）とクロロジフルオロメタン
（ＣＨＣＩＦ２）とクロロテトラフルオロエタン（Ｃ２
ＨＣ　Ｉ　Ｆ−）の三種のフロン類を含へ　ジフルオロ
メタンＯ〜略３５重量米　クロロジフルオロメタンＯ〜
略６０重量米　クロロテトラフルオロエタン略４０〜略
９０重量％の組或範囲であることを特徴とするものであ
り、特にジフルオロメタン０〜略２５重量勉　クロロ．
ジフルオロメタンＯ〜略５０重量勉　クロロテトラフル
オロエタン略５０〜略９０重量％の組戒範囲が望ましい
ものであも 作用 上述の様に　作動流体を、オゾン破壊能力のほとんどな
い分子構造中に塩素を含まないフロン類であるジフルオ
ロメタン（ＯＤＰ＝Ｏ）と、オゾン破壊能力の極めて低
い分子構造中に塩素・水素を共に含むフロン類であるク
ロロジフルオロメタン（ＯＤＰ＝０．　　０５）および
クロロテトラフルオロエタン（ＯＤＰ＝０．　　０２）
の少なくとも三種の混合物となすことにより、戊層圏オ
ゾン層に及ぼす影響をＲ１２よりもはるかに小さくする
ことを可能とするものであも　又　本発明は上述の組或
範囲とすることによって、冷凍機・ヒートポンプ等の利
用温度である略Ｏ〜略５０℃においてＲ１２と同程度の
蒸気圧を有Ｌ，Ｒ１２の代替として現行機器で使用可能
な作動流体を提供することを可能とするものであも　特
に上述の組合せおよび組戊範囲における○ＤＰは０．　
０２〜０．０４と予想さｈ　　Ｒ１２の代替として極め
て有望な作動流体となるものであも　またかかる混合物
は非共沸混合物となり、凝縮過程および蒸発過程におい
て温度勾配をもったべ　熱源流体との温度差を近接させ
たロレンツサイクルを構或することにより、Ｒ１２より
も高い或績係数を期待できるものであも 実施例 以下、本発明による作動流体のいくつかの実施例につい
て、図を用いて説明すも 第ｌ図は　ジフルオロメタン（Ｒ３２）、クロロジフル
オロメタン（Ｒ２２）、　２−クロロー１，１，　　１
．　　２−テトラブルオロエタン（Ｒ１２４）の三種の
フロン類の混合物によって構戒される作動流体Ｑ　一定
温度・一定圧力における平衡状態を三角座標を用いて示
したものであａ　本三角座標において｛上　三角形の各
頂点阪　上側頂点を基点として反時計回りに沸点の低い
順に単一物質を配置しており、座標平面上のある点にお
けや各戊分の組或比（重量比）（ヨ　　点と三角形の各
辺との距離の比で表されも　またこのとき、点と三角形
の辺との距離（よ　辺に相対する側にある三角座標の頂
点に記された物質の組或比に対応ずん　第１図において
ｌ　ｉｔ　　温度０℃・圧力２．１１６ｋｇ／ｃｍ２Ｇ
における混合物の気液平衡線であり、この温度・圧力は
Ｒｌ２の飽和状態に相当する。気液平衡線（Ｒ１２０℃
相当）■の上側の線は飽和気相撒　気液平衡線（Ｒ１２
０℃相当）ｌの下側の線は飽和液相線を表わし　この両
線で挟まれた範囲においては気液平衡状態となん　また
２《上　温度５０℃・圧力１１．　　３７３ｋｇ／ｃｍ
”Ｇにおける混合物の気液平衡線であり、この温度・圧
力もＲｌ２の飽和状態に相当すん　図からわかるようヘ
　Ｒ３２、Ｒ２２及びＲ１２４がそれぞれＯ〜略３５重
量基　０〜略６０重量勉　略４０〜略９０重量％となる
ような組或範囲｛よ　略Ｏ〜略５０℃の利用温度におい
てＲ１２とほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましｔ１　
　さらＧＱＲ３２、Ｒ２２及びＲ１２４がそれぞれ０〜
略２５重量瓢０〜略５０重量賊　略５０〜略９０重量％
となるような組或範囲（よ　Ｏ℃と５０℃の間のすべて
の利用温度においてＲ１２とほぼ同等の蒸気圧を有する
ため特に望まし（℃ 第１図中の点Ａｌ〜点Ｆｌにおける作動流体の組或及び
ＯＤＰを第ｌ表に示す。

同図に於で、点Ａｌ〜点ＣＩは気液平衡線（Ｒ１２　　
５０℃相当）２の飽和気相線上にあると共に　気液平衡
線（Ｒ１２　　０℃相当）ｌの飽和気相線及び気液平衡
線（Ｒ１２　　Ｑ℃相当）ｌの飽和液相線の両線で挟ま
れた範囲にあることか収温度Ｏ℃・圧力２．　　１　１
　６　ｋ　ｇ／ｃｍ２Ｇ　（Ｒ１　２の飽和状態に相当
）においては気液平衡状態となる。また　点Ｄ１〜点Ｆ
１は気液平衡線（Ｒｌ２０℃相当）ｌの飽和液線上にあ
ると共に　気液平衡線（Ｒｌ２　　５０℃相当）２の飽
和気相線及び気液平衡線（Ｒ１２　　５０℃相当）２の
飽和液相線の画線で挟まれた範囲にあることか板　温度
５０℃・圧力１１．　　３７３ｋｇ／ｃｍ”Ｇ（Ｒ１２
の飽和状態に相当〉においては気液平衡状態となる。従
って、第１表に示された組或を有する作動流体１ヨ０℃
・５０℃におけるＲ１２の飽和蒸気第１表 圧の条件下で飽和状態あるいは気液平衡状態を実現し　
略Ｏ〜略５０℃の利用温度において、同温度におけるＲ
１２の飽和蒸気圧で操作することにより、Ｒｌ２とほぼ
等しい凝縮温度・蒸発温度を得ることが可能となるもの
であも ここでは　気液平衡線（Ｒ１２０℃相当）ｌあるいは気
液平衡線（Ｒ１２　　５０℃相当）２上の点についての
み説明した力１　点Ａｌ〜点Ｆｌの内側にあるＡ　すな
わ板　温度０℃・圧力２．　　１１６ｋｇ／ｃｍ”Ｇ及
び温度５０℃・圧力１１．３７　３　ｋ　ｇ／　ｃｍ”
Ｇ　（両者ともＲ１２の飽和状態に相当）において気液
平衡状態となる組或を有する作動流体についても同様に
操作することにより、略Ｏ〜略５０℃の利用温度におい
てＲ１２とほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得ることが
可能となるものであも 第２図Ｃよ　Ｒ３２、Ｒ２２、　ｌ−クロロー１，１，
　　２．　　２−テトラフルオ口エタン（Ｒ１２４ａ）
の三種のフロン類の混合物によって構戒される作動流体
Ｑ　一定温度・一定圧力における平衡状態を三角座標を
用いて示したものであも　第２図において３　Ｇ＆　　
温度０℃・圧力２．　　１１６ｋｇ／ｃｍ２Ｇにおける
混合物の気液平衡線であり、また４（上　温度５０℃・
圧力１１．　　３７３ｋｇ／ｃｍ”Ｇにおける混合物の
気液平衡線であん　この場合にｇＬＲ３２、Ｒ２２及び
Ｒ１２４ａがそれぞれ０〜略３５重量％．０〜略６０重
量％　略４０〜略９０重量％となるような組成範囲戟　
Ｒ１２とほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましく、Ｒ３
２、Ｒ２２及びＲ１２４ａがそれぞれ０〜略２５重量勉
　０〜略５０重量勉　略５０〜略９０重量％となるよう
な組或範囲力曳　特に望まし（１第２図中の点Ａ２〜点
Ｆ２における作動流体の組戒及びＯＤＰを第２表に示す
。

同図に於ける点Ａ２〜点Ｃ２は気液平衡線（Ｒｌ２　５
０℃相当）４の飽和気相線上にあると共に　気液平衡線
（Ｒ１２　　０℃相当）３の飽和気相線及び気液平衡線
（Ｒ１２　　０℃相当）３の飽和液相線の画線で挟まれ
た範囲にあることから、温度Ｏ℃・圧力２．　　１　１
６ｋｇ／ｃｍ’Ｇ　（Ｒ１２第２表 の飽和状態に相当）においては気液平衡状態となも　ま
た　点Ｄ２〜点Ｆ２は気液平衡線（Ｒ１２０℃相当）３
の飽和液線上にあると共に　気液平衡線（Ｒ１２　　５
０℃相当）４の飽和気相線及び気液平衡線（Ｒ１２　　
５０℃相当〉４の飽和液相線の画線で挟まれた範囲にあ
ることか転　温度５０℃・圧力１１．　　３７３ｋｇ／
ｃｍ’Ｇ（Ｒ１２の飽和状態に相当）においては気液平
衡状態となん　従って、第２表に示された組戊を有する
作動流体（よ　Ｏ℃・５０℃におけるＲ１２の飽和蒸気
圧の条件下で飽和状態あるいは気液平衡状態を実現し　
略Ｏ〜略５０℃の利用温度において、同温度におけるＲ
ｌ２の飽和蒸気圧で操作することにより、Ｒ１２とほぼ
等しい凝縮温度・蒸発温度を得ることが可能となるもの
であも ここで１上　気液平衡線（Ｒ１２０℃相当）３あるいは
気液平衡線（Ｒ１２　　５０℃相当）４上の点について
のみ説明した爪　点Ａ２〜点Ｆ２の内側にある戊　すな
わ板　温度０℃・圧力２．１１６ｋｇ／ｃｍ”Ｇ及び温
度５０℃・圧力１１．３７３ｋｇ／ｃｍ”Ｇ（両者とも
Ｒ１２の飽和状態に相当〉において気液平衡状態となる
組或を有する作動流体についても同様に操作することに
より、略０〜略５０℃の利用温度においてＲ１２とほぼ
等しい凝縮温度・蒸発温度を得ることが可能となるもの
であも 以上の実施例においては作動流体は三種のフロン類の混
合物によって構威されているバ　構造異性体を含めて四
種以上のフロンの混合物によって作動流体を構戒するこ
とも勿論可能であり、この場合、ジフルオロメタン０〜
略３５重量％　クロロジフルオロメタン０〜略６０重量
％　クロロテトラフルオロエタン略４０〜略９０重量％
となるような組成範囲ほ　略Ｏ〜略５０℃の利用温度に
おいてＲ１２とほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましＬ
〜　さらに　ジフルオロメタンＯ〜略２５重量米　クロ
ロジフルオロメタン０〜略５０重量勉クロロテトラフル
オロエタン略５０〜略９０重量％となるような組戒範囲
（よ　Ｏ℃と５０℃の間のすべての利用温度においてＲ
１２とほぼ同等の蒸気圧を有するため特に望まし（ｂ　
特に上述の組合せおよび組戒範囲におけるＯＤＰは０．
０２〜０．０４と予想さ札　Ｒｌ２の代替として極めて
有望な作動流体となるものであも　またかかる混合物は
非共沸混合物となり、凝縮過程および蒸発過程において
温度勾配をもった△　熱源流体との温度差を近接させた
ロレンツサイクルを構戒することにより、Ｒ１２よりも
高い或績係数を期待できるものであも 発明の効果 以上の説明から明らかなように　本発明（よ　作動流体
を、分子構造中に塩素を含まないフロン類と、分子構造
中に塩素・水素を共に含むフロン類の三種以上から或る
混合物となし　その組或範囲を特定したことにより、 （１）戒層圏オゾン層に及ぼす影響をＲｌ２よりもはる
かに小さくするためへ　作動流体の選択の幅を拡大する
ことが可能であも （２）機器の利用温度においてＲ１２と同程度の蒸気圧
を有Ｌ，，Ｒｌ２の代替として現行機器で使用可能であ
る。

（３）非共沸混合物の温度勾配の性質を利用して、Ｒ１
２よりも高い戊績係数を期待できる等の効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１１！　　第２図！上　三種のフロン類の混合物によ
って構戊される作動流体α　一定温度・一定圧力におけ
る平衡状態を三角座標を用いて示した図である。 １．　　３・・・気液平衡線（Ｒ１２　　０℃相当）、
２．４・　・気液平衡線（Ｒｌ２　　５０℃相当）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジフルオロメタン３５重量％以下、クロロジフル
   オロメタン６０重量％以下、クロロテトラフルオロエタ
   ン４０〜９０重量％以下の少なくとも三種のフロン類を
   含む作動流体。
2. （２）ジフルオロメタン２５重量％以下、クロロジフル
   オロメタン５０重量％以下、クロロテトラフルオロエタ
   ン５０〜９０重量％以下の少なくとも三種のフロン類を
   含む作動流体。