JPH08100170A - 作動流体混合物 - Google Patents
作動流体混合物Info
- Publication number
- JPH08100170A JPH08100170A JP6237823A JP23782394A JPH08100170A JP H08100170 A JPH08100170 A JP H08100170A JP 6237823 A JP6237823 A JP 6237823A JP 23782394 A JP23782394 A JP 23782394A JP H08100170 A JPH08100170 A JP H08100170A
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- JP
- Japan
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- working fluid
- hfc
- component
- fluid mixture
- mixture
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ジフルオロメタン、トリフルオロエタン、テト
ラフルオロエタン及びペンタフルオロエタンを必須成分
とすることを特徴とする作動流体混合物。 【効果】本発明は、特に低温分野に使用されているＲ−
５０２代替媒体として優れた性能を有しており、大きな
設備改造なしにＲ−５０２と同等の性能が得られる。ま
た、ハイドロフルオロカーボンを必須成分とするために
オゾン層破壊に対する影響がない。
ラフルオロエタン及びペンタフルオロエタンを必須成分
とすることを特徴とする作動流体混合物。 【効果】本発明は、特に低温分野に使用されているＲ−
５０２代替媒体として優れた性能を有しており、大きな
設備改造なしにＲ−５０２と同等の性能が得られる。ま
た、ハイドロフルオロカーボンを必須成分とするために
オゾン層破壊に対する影響がない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空調機、冷凍機、ヒート
ポンプ装置などに使用される作動流体混合物に関する。
ポンプ装置などに使用される作動流体混合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、クロロフルオロカーボン（以下、
ＣＦＣと称する）の影響によるオゾン層破壊の環境問題
が注目されており１９９５年末の全廃が決定している。
また、オゾン層破壊に対する影響の少ないハイドロクロ
ロフルオロカーボン（以下ＨＣＦＣと称する）について
も、いずれ全廃する方向にある。そこで、これらＣＦＣ
及びＨＣＦＣの代替を早期に開発することが要望されて
いる。特に、低温機器にて使用されているジフルオロク
ロロメタン（以下、ＨＣＦＣ−２２と称する）４８．８
重量％とペンタフルオロモノクロロエタン（以下、ＣＦ
Ｃ−１１５と称する）５１．２重量％の共沸混合冷媒
（以下、Ｒ−５０２と称する）を代替し得る媒体の開発
が急務である。
ＣＦＣと称する）の影響によるオゾン層破壊の環境問題
が注目されており１９９５年末の全廃が決定している。
また、オゾン層破壊に対する影響の少ないハイドロクロ
ロフルオロカーボン（以下ＨＣＦＣと称する）について
も、いずれ全廃する方向にある。そこで、これらＣＦＣ
及びＨＣＦＣの代替を早期に開発することが要望されて
いる。特に、低温機器にて使用されているジフルオロク
ロロメタン（以下、ＨＣＦＣ−２２と称する）４８．８
重量％とペンタフルオロモノクロロエタン（以下、ＣＦ
Ｃ−１１５と称する）５１．２重量％の共沸混合冷媒
（以下、Ｒ−５０２と称する）を代替し得る媒体の開発
が急務である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はオゾン層破壊
係数がゼロであり、冷媒としての性能に優れ、大きな機
器改良なしに使用可能な作動流体混合物を提供すること
を主な目的とする。
係数がゼロであり、冷媒としての性能に優れ、大きな機
器改良なしに使用可能な作動流体混合物を提供すること
を主な目的とする。
【０００４】これまでに幾つかの候補媒体が開示されて
いるが満足いく性能を有しているとは言えない。例え
ば、特開平１−１０８２９１号公報ではトリフルオロエ
タンとペンタフルオロエタンの混合媒体が開示されてい
る。この混合媒体は、優れた冷媒性能を有しているが、
唯一成績係数が劣るという欠点を有している。
いるが満足いく性能を有しているとは言えない。例え
ば、特開平１−１０８２９１号公報ではトリフルオロエ
タンとペンタフルオロエタンの混合媒体が開示されてい
る。この混合媒体は、優れた冷媒性能を有しているが、
唯一成績係数が劣るという欠点を有している。
【０００５】また、特開平６−１７０５８５号公報では
ジフルオロメタン、テトラフルオロメタン及びペンタフ
ルオロエタンの３種混合冷媒が開示されている。この混
合冷媒は、優れた冷凍能力及び成績係数を得る組成物を
得ることは可能であるが、吐出圧力が極めて高くなるた
め設備強度を高める必要がある。更に、非共沸性が大き
く、熱交換器内での温度勾配が極めて大きくなり現行設
備の大幅な改造を必要とする欠点を有している。
ジフルオロメタン、テトラフルオロメタン及びペンタフ
ルオロエタンの３種混合冷媒が開示されている。この混
合冷媒は、優れた冷凍能力及び成績係数を得る組成物を
得ることは可能であるが、吐出圧力が極めて高くなるた
め設備強度を高める必要がある。更に、非共沸性が大き
く、熱交換器内での温度勾配が極めて大きくなり現行設
備の大幅な改造を必要とする欠点を有している。
【０００６】一方、特開平３−１７０５８８号公報では
トリフルオロエタン、テトラフルオロエタン及びペンタ
フルオロエタン混合媒体が開示されている。この混合媒
体は、冷凍能力、吐出圧力、吐出温度の項目に関して
は、目的値を満足する性能を有しているが、唯一成績係
数が劣っている欠点を有している。
トリフルオロエタン、テトラフルオロエタン及びペンタ
フルオロエタン混合媒体が開示されている。この混合媒
体は、冷凍能力、吐出圧力、吐出温度の項目に関して
は、目的値を満足する性能を有しているが、唯一成績係
数が劣っている欠点を有している。
【０００７】また、特開平５−７０７６９号公報ではジ
フルオロメタンと１, １, １−トリフルオロエタン混合
媒体を開示している。この混合媒体は両成分共に燃焼範
囲を有しているため、安全上重大な問題点を有してい
る。更に、ジフルオロメタンの割合が多くなるほど圧縮
機吐出温度が大きくなる欠点を有している。以上記述し
たようにこれまでに提案されている２成分及び３成分混
合媒体はＲ−５０２代替冷媒に対して要求される項目す
べてに渡り満足いく特性を有しているとはいえない。
フルオロメタンと１, １, １−トリフルオロエタン混合
媒体を開示している。この混合媒体は両成分共に燃焼範
囲を有しているため、安全上重大な問題点を有してい
る。更に、ジフルオロメタンの割合が多くなるほど圧縮
機吐出温度が大きくなる欠点を有している。以上記述し
たようにこれまでに提案されている２成分及び３成分混
合媒体はＲ−５０２代替冷媒に対して要求される項目す
べてに渡り満足いく特性を有しているとはいえない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
技術的な現状に鑑みて種々研究を重ねた結果、ハイドロ
フルオロカーボン（以下ＨＦＣと称する）であるジフル
オロメタン（以下、ＨＦＣ−３２と称する）、トリフル
オロエタン、テトラフルオロエタン及びペンタフルオロ
エタン（以下、ＨＦＣ−１２５と称する）を必須成分と
することを特徴とする作動流体混合物が、その目的に合
致する要件を具備していることを見い出した。
技術的な現状に鑑みて種々研究を重ねた結果、ハイドロ
フルオロカーボン（以下ＨＦＣと称する）であるジフル
オロメタン（以下、ＨＦＣ−３２と称する）、トリフル
オロエタン、テトラフルオロエタン及びペンタフルオロ
エタン（以下、ＨＦＣ−１２５と称する）を必須成分と
することを特徴とする作動流体混合物が、その目的に合
致する要件を具備していることを見い出した。
【０００９】ＨＦＣ−３２の割合が高いと圧縮機吐出圧
力及び吐出温度が上昇する欠点を有すると共に、可燃性
をおびる危険性がある。ＨＦＣ−３２の割合が少ないと
高い成績係数及び冷凍能力が得られない欠点を有する。
従って、ＨＦＣ−３２、トリフルオロエタン、テトラフ
ルオロエタン及びＨＦＣ−１２５からなる混合物（以
下、混合物Ａと称する）中のＨＦＣ−３２の組成として
は３〜４０重量％、好ましくは１０〜２０重量％であ
る。
力及び吐出温度が上昇する欠点を有すると共に、可燃性
をおびる危険性がある。ＨＦＣ−３２の割合が少ないと
高い成績係数及び冷凍能力が得られない欠点を有する。
従って、ＨＦＣ−３２、トリフルオロエタン、テトラフ
ルオロエタン及びＨＦＣ−１２５からなる混合物（以
下、混合物Ａと称する）中のＨＦＣ−３２の組成として
は３〜４０重量％、好ましくは１０〜２０重量％であ
る。
【００１０】混合物Ａ中のトリフルオロエタンの割合
は、６０重量％を超えると燃焼性を有する危険性があ
り、少ないと性能が低下する欠点がある。トリフルオロ
エタンの組成としては５〜６０重量％、特に、１５〜４
０重量％が好ましい。
は、６０重量％を超えると燃焼性を有する危険性があ
り、少ないと性能が低下する欠点がある。トリフルオロ
エタンの組成としては５〜６０重量％、特に、１５〜４
０重量％が好ましい。
【００１１】混合物Ａ中のテトラフルオロエタンの割合
は、高いと成績係数が上昇するが、冷凍能力が低下する
欠点を有している。圧縮機吐出圧力及び吐出温度特性を
含めた検討の結果、５〜６０重量％、特に、１５〜４０
重量％が好ましい。
は、高いと成績係数が上昇するが、冷凍能力が低下する
欠点を有している。圧縮機吐出圧力及び吐出温度特性を
含めた検討の結果、５〜６０重量％、特に、１５〜４０
重量％が好ましい。
【００１２】混合物Ａ中のペンタフルオロエタンの割合
は、ジフルオロメタン及びトリフルオロエタンの燃焼性
抑制に効果を有しており、その混合割合は他３冷媒の組
成より決められるが、特に１０〜８７重量％、好ましく
は２５〜６０重量％である。
は、ジフルオロメタン及びトリフルオロエタンの燃焼性
抑制に効果を有しており、その混合割合は他３冷媒の組
成より決められるが、特に１０〜８７重量％、好ましく
は２５〜６０重量％である。
【００１３】なお、本発明におけるテトラフルオロエタ
ンには、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（以
下、ＨＦＣ−１３４と称する）と１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン（以下、ＨＦＣ−１３４ａと称する）
の２種類の異性体が知られているが、互いに物性が類似
しているため、これら単独で用いてもよく、また、これ
らの混合物を用いてもよい。
ンには、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（以
下、ＨＦＣ−１３４と称する）と１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン（以下、ＨＦＣ−１３４ａと称する）
の２種類の異性体が知られているが、互いに物性が類似
しているため、これら単独で用いてもよく、また、これ
らの混合物を用いてもよい。
【００１４】また、トリフルオロエタンとしては、１，
１，１−トリフルオロエタン（以下、ＨＦＣ−１４３ａ
と称する）と１，１，２−トリフルオロエタン（以下、
ＨＦＣ−１４３と称する）の２種類の異性体が知られて
いる。本発明の目的からは標準沸点として約−４７℃の
値を有するＨＦＣ−１４３ａが優れており、ＨＦＣ−１
４３ａを単独で使用することが好ましいが、異性体であ
るＨＦＣ−１４３を含むＨＦＣ−１４３ａを使用しても
よい。
１，１−トリフルオロエタン（以下、ＨＦＣ−１４３ａ
と称する）と１，１，２−トリフルオロエタン（以下、
ＨＦＣ−１４３と称する）の２種類の異性体が知られて
いる。本発明の目的からは標準沸点として約−４７℃の
値を有するＨＦＣ−１４３ａが優れており、ＨＦＣ−１
４３ａを単独で使用することが好ましいが、異性体であ
るＨＦＣ−１４３を含むＨＦＣ−１４３ａを使用しても
よい。
【００１５】本発明の作動流体混合物は低温〜中温、高
温分野の空調、冷凍及び冷蔵を目的とした冷凍サイクル
に応用する場合に有効であるが、ランキンサイクル用あ
るいは、その他各種熱回収技術用の作動流体として使用
することも可能である。
温分野の空調、冷凍及び冷蔵を目的とした冷凍サイクル
に応用する場合に有効であるが、ランキンサイクル用あ
るいは、その他各種熱回収技術用の作動流体として使用
することも可能である。
【００１６】本発明の作動流体混合物は熱安定性が優れ
ており、通常の使用条件においては安定剤を必要としな
いが、過酷な使用条件のため熱安定性の向上が必要な場
合には、プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシ
ド、グリシドールなどのエポキシド類、ジメチルホスフ
ァイト、ジイソプロピルホスファイト、ジフェニルホス
ファイトなどのホスファイト類、トリラウリルトリチオ
フォスファイトなどのチオフォスファイト類、トリフェ
ノキシホスフィンサルファイド、トリメチルホスフィン
サルファイドなどのホスフィンサルファイド類、ホウ
酸、トリエチルボレート、トリフェニルボレート、フェ
ニルボロン酸、ジフェニルボロン酸などのホウ素化合物
類、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフ
ェノール類、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ
アルカン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなど
のアクリル酸エステル類、その他ジオキサン、ｔｅｒｔ
−ブタノール、ペンタエリスリトール、パライソプロペ
ニルトルエンなどの安定剤を作動流体混合物１００重量
部に対して０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０
１〜５重量部配合することができる。
ており、通常の使用条件においては安定剤を必要としな
いが、過酷な使用条件のため熱安定性の向上が必要な場
合には、プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシ
ド、グリシドールなどのエポキシド類、ジメチルホスフ
ァイト、ジイソプロピルホスファイト、ジフェニルホス
ファイトなどのホスファイト類、トリラウリルトリチオ
フォスファイトなどのチオフォスファイト類、トリフェ
ノキシホスフィンサルファイド、トリメチルホスフィン
サルファイドなどのホスフィンサルファイド類、ホウ
酸、トリエチルボレート、トリフェニルボレート、フェ
ニルボロン酸、ジフェニルボロン酸などのホウ素化合物
類、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフ
ェノール類、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ
アルカン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなど
のアクリル酸エステル類、その他ジオキサン、ｔｅｒｔ
−ブタノール、ペンタエリスリトール、パライソプロペ
ニルトルエンなどの安定剤を作動流体混合物１００重量
部に対して０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０
１〜５重量部配合することができる。
【００１７】また、本発明の作動流体混合物には、本発
明の目的を損なわない範囲で、混合物Ａ以外のトリフル
オロメタン、１，１−ジフルオロエタンなどのＨＦＣ
類、ジメチルエーテル、ペンタフルオロエーテル、パー
フルオロジメチルエーテルなどのエーテル類、パーフル
オロエチルアミン、パーフルオロジメチルアミンなどの
アミン類、プロパン、ブタンなどの炭化水素類、パーフ
ルオロエタン、パーフルオロプロパンなどのパーフルオ
ロ化合物などの化合物をさらに混合することができる。
明の目的を損なわない範囲で、混合物Ａ以外のトリフル
オロメタン、１，１−ジフルオロエタンなどのＨＦＣ
類、ジメチルエーテル、ペンタフルオロエーテル、パー
フルオロジメチルエーテルなどのエーテル類、パーフル
オロエチルアミン、パーフルオロジメチルアミンなどの
アミン類、プロパン、ブタンなどの炭化水素類、パーフ
ルオロエタン、パーフルオロプロパンなどのパーフルオ
ロ化合物などの化合物をさらに混合することができる。
【００１８】
「実施例１〜７、比較例１〜５」表１に示す組成の作動
流体混合物を充填した１馬力の冷凍機において、蒸発器
における冷媒の蒸発温度を−３０℃、凝縮器における冷
媒の凝縮温度を４０℃、圧縮機入口の過熱度を０℃、膨
張弁入口の過冷却度を０℃として運転を行った。冷凍機
油としてはポリアルキレングリコール油を使用した。結
果を成績係数（ＣＯＰ）、冷凍能力、圧縮機吐出圧力、
圧縮機吐出温度、凝縮器入口出口温度差について表２に
示す。
流体混合物を充填した１馬力の冷凍機において、蒸発器
における冷媒の蒸発温度を−３０℃、凝縮器における冷
媒の凝縮温度を４０℃、圧縮機入口の過熱度を０℃、膨
張弁入口の過冷却度を０℃として運転を行った。冷凍機
油としてはポリアルキレングリコール油を使用した。結
果を成績係数（ＣＯＰ）、冷凍能力、圧縮機吐出圧力、
圧縮機吐出温度、凝縮器入口出口温度差について表２に
示す。
【００１９】実施例１〜６に示したように、本発明の作
動流体混合物は、成績係数、冷凍能力がＲ−５０２と同
等であると共に、圧縮機吐出圧力及び吐出温度の上昇は
最大３００ｋＰａ及び８℃にしかならない。更に、熱交
換器内温度差（凝縮器入口出口温度差）に関しても最大
４℃であり、非共沸性を抑えた作動流体混合物であり、
従来の機器の大幅な改良なしにＲ−５０２と同等以上の
性能を示すことが理解される。
動流体混合物は、成績係数、冷凍能力がＲ−５０２と同
等であると共に、圧縮機吐出圧力及び吐出温度の上昇は
最大３００ｋＰａ及び８℃にしかならない。更に、熱交
換器内温度差（凝縮器入口出口温度差）に関しても最大
４℃であり、非共沸性を抑えた作動流体混合物であり、
従来の機器の大幅な改良なしにＲ−５０２と同等以上の
性能を示すことが理解される。
【００２０】一方、比較例１に示すＨＦＣ−１４３ａ／
ＨＦＣ−１２５よりなる二成分混合媒体、比較例３に示
すＨＦＣ−１４３ａ／ＨＦＣ−１３４ａ／ＨＦＣ−１２
５よりなる三成分混合媒体は成績係数が低い欠点を有し
ている。また、比較例２に示すＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−
１２５よりなる二成分混合媒体は成績係数及び冷凍能力
は優れているが、圧縮機吐出圧力及び吐出温度が大幅に
上昇するため、大幅な機器の改良を必要とする欠点を有
しており実用的でない。また、比較例４に示すＨＦＣ−
３２／ＨＦＣ−１３４ａ／ＨＦＣ−１２５からなる三成
分混合媒体は成績係数は優れているが、圧縮機吐出温度
及び熱交換器内温度差が大きい欠点を有している。
ＨＦＣ−１２５よりなる二成分混合媒体、比較例３に示
すＨＦＣ−１４３ａ／ＨＦＣ−１３４ａ／ＨＦＣ−１２
５よりなる三成分混合媒体は成績係数が低い欠点を有し
ている。また、比較例２に示すＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−
１２５よりなる二成分混合媒体は成績係数及び冷凍能力
は優れているが、圧縮機吐出圧力及び吐出温度が大幅に
上昇するため、大幅な機器の改良を必要とする欠点を有
しており実用的でない。また、比較例４に示すＨＦＣ−
３２／ＨＦＣ−１３４ａ／ＨＦＣ−１２５からなる三成
分混合媒体は成績係数は優れているが、圧縮機吐出温度
及び熱交換器内温度差が大きい欠点を有している。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明は、特に低温分野に使用されてい
るＲ−５０２代替媒体として優れた性能を有しており、
大きな設備改造なしにＲ−５０２と同等の性能が得られ
る。
るＲ−５０２代替媒体として優れた性能を有しており、
大きな設備改造なしにＲ−５０２と同等の性能が得られ
る。
【００２４】また、ハイドロフルオロカーボンを必須成
分とするためにオゾン層破壊に対する影響がない。
分とするためにオゾン層破壊に対する影響がない。
Claims (2)
- 【請求項１】ジフルオロメタン、トリフルオロエタン、
テトラフルオロエタン及びペンタフルオロエタンを必須
成分とすることを特徴とする作動流体混合物。 - 【請求項２】ジフルオロメタン、トリフルオロエタン、
テトラフルオロエタン及びペンタフルオロエタンの混合
割合がジフルオロメタン／トリフルオロエタン／テトラ
フルオロエタン／ペンタフルオロエタン＝３〜４０重量
％／５〜６０重量％／５〜６０重量％／１０〜８７重量
％である請求項１の作動流体混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6237823A JPH08100170A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 作動流体混合物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6237823A JPH08100170A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 作動流体混合物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100170A true JPH08100170A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17020936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6237823A Pending JPH08100170A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 作動流体混合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08100170A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860001A1 (fr) * | 2003-09-19 | 2005-03-25 | Arkema | Composition a base d'hfc (hydrofluorocarbures) et son utilisation |
| WO2005047418A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-26 | Zhejiang Lantian Environmental Protection Hi-Tech Co., Ltd. | Environmental refrigerant instead of r502 |
| GB2447629A (en) * | 2007-03-19 | 2008-09-24 | Rpl Holdings Ltd | Refrigerant composition comprising three hydrofluorocarbon components |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP6237823A patent/JPH08100170A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860001A1 (fr) * | 2003-09-19 | 2005-03-25 | Arkema | Composition a base d'hfc (hydrofluorocarbures) et son utilisation |
| WO2005028586A3 (fr) * | 2003-09-19 | 2005-06-30 | Arkema | Composition a base d'hfc (hydrofluorocarbures) et son utilisation |
| JP2007505963A (ja) * | 2003-09-19 | 2007-03-15 | アルケマ フランス | ヒドロフルオロカーボンを基にした組成物及びその使用 |
| EP2031033A2 (fr) | 2003-09-19 | 2009-03-04 | ARKEMA France | Composition à base d'HFC (hydrofluorocarbures) et son utilisation |
| US7504043B2 (en) | 2003-09-19 | 2009-03-17 | Arkema France | Hydrofluorocarbon-based composition and use thereof |
| JP4855256B2 (ja) * | 2003-09-19 | 2012-01-18 | アルケマ フランス | ヒドロフルオロカーボンを基にした組成物及びその使用 |
| EP2031033A3 (fr) * | 2003-09-19 | 2012-05-16 | Arkema France | Composition à base d'HFC (hydrofluorocarbures) et son utilisation |
| WO2005047418A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-26 | Zhejiang Lantian Environmental Protection Hi-Tech Co., Ltd. | Environmental refrigerant instead of r502 |
| GB2447629A (en) * | 2007-03-19 | 2008-09-24 | Rpl Holdings Ltd | Refrigerant composition comprising three hydrofluorocarbon components |
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