JPS5837077A - 耐熱性にすぐれたクロロフルオロ炭化水素を用いる熱ポンプまたは熱機関の運転方法 - Google Patents

耐熱性にすぐれたクロロフルオロ炭化水素を用いる熱ポンプまたは熱機関の運転方法

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JPS5837077A
JPS5837077A JP57140477A JP14047782A JPS5837077A JP S5837077 A JPS5837077 A JP S5837077A JP 57140477 A JP57140477 A JP 57140477A JP 14047782 A JP14047782 A JP 14047782A JP S5837077 A JPS5837077 A JP S5837077A
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    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/047Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for absorption-type refrigeration systems

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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】 本発明は、相対的に高い温度水準における熱伝達用の流
体として、ある種のクロロフルオロ炭化水素を用いる熱
ポンプあるいは熱機関の運転方法に関する。
各種の廃熱を出来るだけ回収することが必要であるとい
うことから、有機流体を以て作動すている。廃熱は、と
りわけ、一層高い温度水準の熱の生成を可能にする熱ポ
ンプを用いるが、あるいは、有機作動流体の加圧下にお
ける気化と、機械的および/または電気的エネルギーの
生成を伴った原動機を通じてのその減圧と、次いでさら
に低圧におけるその凝縮とを作用せしめるサイクル(ラ
ンキンサイクル)を用いるかのいずれかによって、利用
され得る。
工業用の製品のうちでは、CF3−C(、/2−CF5
(F−216)、CF2C/−CFC/2(F−113
)おJ:びcFgcI!−cF’2IC/(F−114
)の式に相当するものの如きある種のクロロフルオロ炭
化水素がその有利な熱力髪的特性のために、従来採用さ
れて来た。
ちなみに、通常、フッ化炭化水累は、FまたはRの文字
に続く一般に3つの数字を以て示され、下記の如く体系
化しである。すなわち1番目は炭素原子の総数から1を
減じた数字(この数字がOに等しい時には記載しない。
この場合、0は炭素原子1個に相当する)、2番目は水
素原子の総数に1を加えた数字、3番目はフッ素原子の
数を示す。
しかしながら、工業セクターにおける廃熱利用を目的と
する装置(熱ポンプまたは原動機)の発達ならびに性能
の向上の探究は、相対的に高い温度の使用を招来してい
る。
その際、遭遇する問題は、従来推奨されて来たクロロフ
ルオロ炭化水素の如き有機流体が、一般に、熱ポンプお
よび原動機の機械部分に用いる潤滑油の存在下において
は熱および金属の作用によって分解するという点にある
。この問題は、この潤滑油が、例えばオレフィンのオリ
ゴマーあるいはある種のアルキルベンゼンの如き最良の
合成物より選ばれる場合においても、然りである。
さて、ある種のクロロフルオロ炭化水素は、高温におい
て作動する装置において用い暑イ分な安定性を示し、し
かも上述の不都合が認められないことが見出された。使
用湿度は例えば80℃以上である。
本発明において、熱伝達流体として用い得る一クロロフ
ルオロ炭化水素は、一般的に下記の沖、子を含有してい
るものと定義することができる。
すなわち 1分子あたり2または3個の炭素原子と、1分子あたり
1個の水素原子と、1分子あたり少なくとも1個の塩素
原子および炭素原子1個あたり多くとも1個の塩素原子
と、分子中の炭素原子上の残りの原子価の各々を占める
1個のフッ素原子。
さらに、これらは高温で作動する装置において用いるの
に十分な水準の臨界温度を示すものでなければならない
従って、本発明においては、少なくとも約140℃の臨
界温度を示すクロロフルオロ炭化水素を用いる。
従来よりの型通りの慣例に従えば、これらの条件に適合
するクロロフルオロ炭化水素は、F−226、F−12
3、F−225およびF−224なる参照番号を以て示
すものである。
その臨界湿度はそれぞれ163.184.221および
282℃(相関による算出値)である。これらのクロロ
フルオロ炭化水素は、少なくとも100℃の凝縮温度の
場合、熱ポンプにおいて有利に用い得るものである〇 詳細には、当該サイクルは約80℃(またはそれ以上)
の蒸発温度および約120℃(またはそれ以上)の凝縮
温度を以て作動し得るものである。
最も有利なりロロフルオロ炭化水素は、その熱力珍的特
性を考慮すれば、F−226およびF−123であるが
、好ましいのは後者である。
これらのクロロフルオロ炭化水素は、同一の炭素原子上
に2個の塩素原子を有するクロロフルオロ炭化水素1分
子において、1個の水素原子を、1個の塩素原子で置換
することによって得られる。従って、F’−123,2
24,225および226を以て示される化合物は、1
種または数種の液体炭化水素および触媒として用いる鉄
の存在下における加熱によって、F−113,214,
215および216のクロロフルオロ炭化水素より製造
することができる。この変換反応は1つのラジカル反応
機構の力を求ぬるもののようであるが、この反応機構は
下記の式によって示し得るものであろう。
R1−CCI−R2−−→R1−CC1−R2+CI”
C1・+RH−一→HCI+R・ R1−セC1−R2+RH−一→R1−CHC1−R2
+R・R・+R@ □R−R 式中、R1は−CF3基または−CF2Cl!基を示し
、 R2はF原子または−CF3基または−CF2Cl!基
を示し、 Rは炭化水素基を示す。
以下の実施例は本発明を例示するものである。
いずれにしても、これは限定的なものと考えてはならな
い。
実施例1 式CFzC13−CF(、/2で示されるフッ化炭化水
素F−113を、触媒としての鉄の存在下において、炭
化水素油に接触せしめて、200℃に加熱し、式cp2
cz−CHFC7:で示されるフッ化炭化水素F−12
3を製造する。
次いで、得た生成物F−123を鋳鉄試験片の存在下に
おいて、100℃において39−/Sの粘度を有するポ
リデセンより成る油に接触せしめて、密封アンブール内
で7日間200℃において加熱する。
F−113の試料に同様の処理を施し、試験後に得る両
者の特性を比較する(下記表I参照)。
表   工 生成物F−123は、その分子内に塩素原子が存在する
のに拘らず、すぐれた耐熱性を示す。
さらに、これは高温度水準において熱伝達流体として有
利に用い得るという熱力茅的特性を示す。
かくて、その沸点は28℃、臨界湿度は184℃である
。この特性により、相対的に高い凝縮温度、すなわち1
00℃に達するか、またはこれを超える温度の場合に、
熱ポンプに普通に用いられているF−114の代りに、
これを有利に用いることができる。
例えば、蒸発温度80℃および凝縮温度120℃を以て
作動するサイクルにおいて、これを有利に用いることが
できることになる。
下表■は、電動機によって駆動される潤滑注油往復圧縮
機を備える熱ポンプの場合に最終的に得た運転特性と、
F−114を以て同様の熱ポンプの場合に得た運転特性
とを比較した態様を示すものである。
表  ■ F−123の使用によって性能係数(熱ボンフによって
供給される火力の駆動用モーターの消費電力に対する比
と定義)の著しい利得が可能になり、且つ吸入圧および
圧縮圧の満足すべき値(大気圧より高いが、F−114
の場合におけるより低い[E)を得ることが認められる
実施例2 式CF 3− CCl!2− CF 3で示されるフッ
化炭化水素F−216を、触媒としての鉄の存在下にお
いて、炭化水素油と接触せしめて200℃に加熱し、式
CF3−CHC7g−CF3で示されるクロロフルオロ
炭化水素F−226を製造する。
次いで、得た生成物F−226を、100℃において3
9 md / S  の粘度を有するポリデセンより成
る油に接触せしめた鋳鉄試験片の存在下において、密封
アンブール内て7日間200℃において加熱する。
F、−216の試料に同様の処理を施し、試験後に得る
両者の特性を比較する(下表■参照)。
表  ■ これらの結果は、モノクロロ水素化体とジクロロ体の間
の耐熱性の大きい差を確認するものである。
生成物F−226の熱力学的特性は少なくともF−21
6の特性と同じほど良好であり、高温度水準において熱
伝達流体として有利に用いることができる。
かくて、その沸点は24℃であり、臨界温度は163℃
である。これは、凝縮温度が100℃に達するか、また
はこれを超える熱ポンプのサイクルにおいて有利に用い
ることができる。
例えば蒸発温度80℃、凝縮温度120℃を以て作動す
るサイクルにおいてこれを用いる場合、前実施例におけ
ると同様の熱ポンプで下記の通りの運転特性が得られ、
これはF−114を以て得るものと下表に比較する通り
である。
表  ■ F−226の使用の結果得られる性能係数の利得は、F
−114に対比して、この場合においても同様に著しい
。吸入に際しての比容はF−226の場合2681/に
9であるが、F−123の場合に得られる吸入時の比容
364e/に9より少ない。与えられた用途についての
作業流体の最終的な選定は、全体として最適化の結果よ
り行うべきものであるので、このことはF−123に比
してF−226の使用の利点を示す。
以  」二 特許出願人   アンスティテユ・フラン七・デュ・ベ
トロール 外4名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)熱伝達流体の蒸発および凝縮を用いる熱ポンプあ
    るいは熱機関の運転方法において、前記熱伝達流体が、
    分子内に2または3個の炭素原子と1個の水素原子と1
    分子あたり少なくとも1個の塩素原子および炭素原子1
    個につき多くとも1個の塩素原子と残りの原子価を飽和
    するのに必要な数のフッ素原子を含有し、且つ少なくと
    も140℃の臨界温度を示す少なくとも1種のクロロフ
    ルオロ炭化水素より成っていることを特徴とする方法。 (2)  前記クロロフルオロ炭化水素がF−226、
    F−123、F−225およびF−224で示されるも
    ののうちより選ばれることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の方法〇(3)前記クロロフルオロ炭化水素
    が式CF3−CHC1!−CF3に相当するF−226
    であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方
    法。 (4)  前記クロロフルオロ炭化水素がCF2Cl−
    CHFCl!に相当するF−123であることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の方法。 (5)  前記流体の凝縮温度が少なくとも100℃で
    ある、特許請求の範囲第2〜4項のうちのいずれか1項
    記載の方法。 (6)  前記流体の蒸発温度が少なくとも約80℃で
    あり、その凝縮温度が少なくとも約120℃である、特
    許請求の範囲第5項記載の方法。 (7)  前記クロロフルオロ炭化水素が熱ポンプにお
    いて作業流体として用いられる、特許請求の範囲第1〜
    6項のうちのいずれが1項記載の方法。 (8)前記クロロフルオロ炭化水素がランキンサイクル
    に従って作動する熱機関において作業流体きして用いら
    れる、特許請求の範囲第1〜6項のうちのいずれが1項
    記載の方法。
JP57140477A 1981-08-11 1982-08-11 耐熱性にすぐれたクロロフルオロ炭化水素を用いる熱ポンプまたは熱機関の運転方法 Granted JPS5837077A (ja)

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EP (1) EP0072308B2 (ja)
JP (1) JPS5837077A (ja)
AT (1) ATE15684T1 (ja)
DE (1) DE3266398D1 (ja)
FR (1) FR2511386A1 (ja)

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