JPH08157809A - 非共沸混合冷媒を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】「可燃性冷媒（ａ）と前記（ａ）と共沸または
共沸様混合物を形成する不燃性冷媒（ｂ）の混合冷媒」
と「前記（ｂ）以外の不燃性冷媒（ｃ）」を予め混合す
ることなく冷媒容器に充填することからなる下記
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる非共沸混合冷媒を
形成する方法。 【効果】可燃性冷媒を含む非共沸混合冷媒を形成するに
際して、混合冷媒の組成変化を抑制でき、可燃性冷媒の
燃焼性も抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非共沸混合冷媒を形成す
る方法に関し、冷媒メーカーでの容器への充填、空調機
メーカーでの空調機中の冷媒容器への充填、または修
理、漏洩時にサービス缶から空調機中の冷媒容器への充
填などの分野で利用できる。

【０００２】

【従来の技術】近年、クロロフルオロカーボンの影響に
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につい
ても、いずれ全廃する方向にある。これらの代替物とし
ては、単一成分の冷媒や共沸系冷媒では困難であるた
め、非共沸混合冷媒の採用が有力となっている。

【０００３】従来使用されてきた、単一成分もしくは共
沸系冷媒については、組成の変動がないため、充填の
際、気相充填もしくは液相充填ともに特に組成変化を抑
制する技術は必要なかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】非共沸混合冷媒の充填
の場合も単一成分と同様の充填方法が考えられるが、そ
の際沸点が低い成分が選択的に気相側に蒸発するため、
気相充填方法では正確な液組成の充填が不可能である。
一方、液相充填法でも、充填に伴い容器内の気相体積が
増加することで低沸点成分が選択的に気相側に気化する
ため、結果として液組成が変化してしまう問題がある。

【０００５】このため、空調機などへの冷媒充填に伴
い、一台一台の冷媒組成が変化し、全ての空調機に同一
の冷凍能力を発揮させることが困難となる。さらに、可
燃性冷媒を含有する非共沸混合冷媒においては、可燃性
冷媒の濃度が高くなることにより可燃性を呈する可能性
があり、安全性を常に確保するためにも、常に一定組成
にて充填する方法が必要である。

【０００６】このような課題を解決するためには、各成
分を個別に充填する必要があるが、個別充填では、設備
が成分数必要となり多大な設備費用を要するとともに充
填作業がきわめて煩雑となる問題がある。さらに、可燃
性冷媒を含有する非共沸混合冷媒においては、各成分を
個別に充填するため、可燃性冷媒の設備に対しては安全
性に対する配慮が必要となる問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
み、非共沸混合冷媒を充填する際の組成変化を防ぐとと
もに、可燃性成分を常に不燃化することにより、安全で
かつ充填作業を簡易化する新たな充填方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】本発明は、予め混合された下記（ａ）と
（ｂ）との混合冷媒および下記冷媒（ｃ）を予め混合す
ることなく冷媒容器に充填することからなる下記
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる非共沸混合冷媒を
形成する方法である。 （ａ）可燃性冷媒、（ｂ）上記（ａ）と共沸または共沸
様混合物を形成する不燃性冷媒、（ｃ）上記（ｂ）以外
の不燃性冷媒。

【０００９】本発明において、上記（ａ）可燃性冷媒、
（ｂ）不燃性冷媒および（ｃ）不燃性冷媒の種類は何ら
限定されないが、好ましくはハイドロフルオロカーボン
類である。例えば（ａ）としてはジフルオロメタン（Ｒ
３２）、１, １, １−トリフルオロエタン（Ｒ１４３
ａ）が挙げられ、これらと共沸または共沸様混合物を形
成する（ｂ）としてはペンタフルオロエタン（Ｒ１２
５）が挙げられる。（ｃ）は（ｂ）以外の不燃性冷媒で
ある。（ａ）がＲ３２やＲ１４３ａであり（ｂ）がＲ１
２５である場合の（ｃ）としては１, １, １, ２−テト
ラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）が好ましく挙げられ
る。

【００１０】本発明での共沸または共沸様混合物の取扱
いにおいては、常に共沸または共沸様混合物組成を利用
することではなく、液相充填において、大きな組成変化
を生じない有効組成範囲での適応でもよい。特に、両成
分の沸点差が１０℃以内の成分においては、気液平衡状
態で大きな組成変化を生じない有効組成範囲が広くとれ
る。

【００１１】Ｒ３２は可燃性であり、単独での取扱いに
は燃焼性に対する配慮が必要で取扱いがきわめて煩雑で
あるが、不燃性冷媒であるＲ１２５と共沸点を有するこ
とが知られている。Ｒ３２／Ｒ１２５＝３０〜６０／７
０〜４０重量％である混合冷媒は、密閉容器の液相より
抜いて充填する際に、全量抜いた場合でも、充填始めと
終わりで実用上許容できない大きな組成変化を生じるこ
とはなく、Ｒ３２の燃焼性を抑制することもできる。

【００１２】同様に、Ｒ１４３ａは可燃性であり、単独
での取扱いには燃焼性に対する配慮が必要で取扱いがき
わめて煩雑であるが、不燃性冷媒であるＲ１２５と共沸
点を有することが知られている。Ｒ１４３ａ／Ｒ１２５
＝２０〜６０／８０〜４０重量％である混合冷媒は、密
閉容器の液相より抜いて充填する際に、全量抜いた場合
でも、充填始めと終わりで実用上許容できない大きな組
成変化を生じることはなく、Ｒ１４３ａの燃焼性を抑制
することもできる。

【００１３】クロロジフルオロメタンの代替候補として
考えられるＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２３／２５
／５２重量％の非共沸系混合冷媒では、液相充填法を採
用してもボンベの空間率が７０％以上になると、沸点の
最も低いＲ３２が選択的に気化するため、液相組成中の
Ｒ３２が低下する結果となる。したがって、７０％以上
充填すると空調機の冷凍能力が低下する。特に、外気温
が高い場合に大きく低下する。本発明方法は、こうした
課題を解決する方法としてきわめて優れる。

【００１４】すなわち、共沸を形成する成分であるＲ３
２とＲ１２５、またはＲ１４３ａとＲ１２５の２成分、
またはＲ３２とＲ１４３ａとＲ１２５の３成分を所定割
合にて予め混合した容器（Ａ）とＲ１３４ａを充填した
容器（Ｂ）より別々に質量流量計などを介して冷凍機な
どの製品中の冷媒容器や別容器（Ｃ）へ充填することに
より、冷媒容器や別容器（Ｃ）内でのこれら各成分の組
成比を実用上許容可能な組成変動幅に管理することがで
きる。

【００１５】

【実施例】

「例１」４７リットルの容器Ａへ４７. ９重量％のＲ３
２と５２. １重量％のＲ１２５を３５ｋｇ充填した。別
に４７リットルの容器ＢへＲ１３４ａを３５ｋｇ充填し
た。予め真空排気した１リットルの容器Ｃへ容器Ａより
３８４ｇ、容器Ｂより４１６ｇ充填した。容器Ｃを充分
に撹拌後、液相より試料を採取し、ガスクロマトグラフ
ィーを用いＲ３２、Ｒ１２５およびＲ１３４ａの組成比
を分析した。

【００１６】この操作を容器Ａ内の冷媒がなくなるまで
繰り返した結果、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２３
／２５／５２重量％の組成割合に対して、全て組成誤差
を±０．５重量％以内で充填することができた。また、
充填作業時に容器ＡおよびＣより採取した組成物はすべ
て不燃性であった。

【００１７】「例２」容器Ａへ充填するＲ３２とＲ１２
５の割合をＲ３２／Ｒ１２５＝３０／７０重量％とし、
容器Ａおよび容器Ｂから容器Ｃへの充填量をそれぞれ４
００ｇとする以外、例１と同様に充填し、分析した結
果、例１と同様な結果が得られた。

【００１８】「例３」容器Ａへ充填するＲ３２とＲ１２
５の割合をＲ３２／Ｒ１２５＝４０／６０重量％とし、
容器Ａおよび容器Ｂから容器Ｃへの充填量をそれぞれ４
００ｇとする以外、例１と同様に充填し、分析した結
果、例１と同様な結果が得られた。

【００１９】「例４」容器ＡへＲ１４３ａとＲ１２５を
Ｒ１４３ａ／Ｒ１２５＝２０／８０重量％の割合で充填
し、容器Ａおよび容器Ｂから容器Ｃへの充填量をそれぞ
れ４００ｇとする以外、例１と同様に充填し、分析した
結果、Ｒ１４３ａ／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝１０／４０
／５０重量％の組成割合に対して、全て組成誤差を±
０．５重量％以内で充填することができた。また、充填
作業時に容器ＡおよびＣより採取した組成物はすべて不
燃性であった。

【００２０】「例５」容器ＡへＲ１４３ａとＲ１２５を
Ｒ１４３ａ／Ｒ１２５＝６０／４０重量％の割合で充填
し、容器Ａおよび容器Ｂから容器Ｃへの充填量をそれぞ
れ４００ｇとする以外、例１と同様に充填し、分析した
結果、Ｒ１４３ａ／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝３０／２０
／５０重量％の組成割合に対して、全て組成誤差を±
０．５重量％以内で充填することができた。また、充填
作業時に容器ＡおよびＣより採取した組成物はすべて不
燃性であった。

【００２１】「例６（比較例）」４７リットルの容器Ａ
へ２３重量％のＲ３２、２５重量％のＲ１２５及び５２
重量％のＲ１３４ａを３５ｋｇ充填した。予め真空排気
した１リットルの容器Ｂへ容器Ａより８００ｇ充填し
た。容器Ｂを充分に撹拌後、液相より試料を採取し、ガ
スクロマトグラフィーを用いＲ３２、Ｒ１２５及びＲ１
３４ａの組成比を分析した。

【００２２】この操作を容器Ａ内の冷媒がなくなるまで
繰り返した結果、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２３
／２５／５２重量％の組成割合に対して、組成誤差を±
０．５重量％以内で充填することができた容器は半数で
あり、残りは許容誤差を上回っており、特に４０本目に
至っては２重量％以上の誤差を生じた。

【００２３】

【発明の効果】可燃性冷媒を含む非共沸混合冷媒を形成
するに際して、混合冷媒の組成変化を抑制できるととも
に、可燃性冷媒の燃焼性も抑制できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め混合された下記（ａ）と（ｂ）との混
   合冷媒および下記冷媒（ｃ）を予め混合することなく冷
   媒容器に充填することからなる下記（ａ）、（ｂ）およ
   び（ｃ）からなる非共沸混合冷媒を形成する方法。 （ａ）可燃性冷媒、（ｂ）上記（ａ）と共沸または共沸
   様混合物を形成する不燃性冷媒、（ｃ）上記（ｂ）以外
   の不燃性冷媒。
2. 【請求項２】（ａ）可燃性冷媒、（ｂ）不燃性冷媒およ
   び（ｃ）不燃性冷媒がそれぞれハイドロフルオロカーボ
   ン類である請求項１の方法。
3. 【請求項３】（ａ）可燃性冷媒、（ｂ）不燃性冷媒およ
   び（ｃ）不燃性冷媒がそれぞれジフルオロメタン、ペン
   タフルオロエタンおよび１, １, １, ２−テトラフルオ
   ロエタンである請求項１の方法。
4. 【請求項４】（ａ）可燃性冷媒、（ｂ）不燃性冷媒およ
   び（ｃ）不燃性冷媒がそれぞれ１,１, １−トリフルオ
   ロエタン、ペンタフルオロエタンおよび１, １, １, ２
   −テトラフルオロエタンである請求項１の方法。