JPS5912995A - ランキンサイクル用動作流体 - Google Patents
ランキンサイクル用動作流体Info
- Publication number
- JPS5912995A JPS5912995A JP57123441A JP12344182A JPS5912995A JP S5912995 A JPS5912995 A JP S5912995A JP 57123441 A JP57123441 A JP 57123441A JP 12344182 A JP12344182 A JP 12344182A JP S5912995 A JPS5912995 A JP S5912995A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- working fluid
- freon
- cycle
- rankine cycle
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Lubricants (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はうシ＋ンサイクル用の新規な動作流体に関する
。
。
熱エネルギーを用いて液状媒体を加熱蒸発させ膨張装６
１°内で膨張させることによシ機械工ネルｆ−を得、つ
いでこの媒体を凝縮させ、ポジづにより加圧Ｉ７て液状
媒体とするサイクルをくり返すことにより熱エネルギー
を機械工ネル千−に変換するラシ牛シサイ）ルにおいて
は、媒体すなわちラシ士シサイクル用動作流体として従
来から使用されてきたほとんど唯一のものは水である。
１°内で膨張させることによシ機械工ネルｆ−を得、つ
いでこの媒体を凝縮させ、ポジづにより加圧Ｉ７て液状
媒体とするサイクルをくり返すことにより熱エネルギー
を機械工ネル千−に変換するラシ牛シサイ）ルにおいて
は、媒体すなわちラシ士シサイクル用動作流体として従
来から使用されてきたほとんど唯一のものは水である。
動作流体としての水は水蒸気機関に古くから実用化され
てきた。然しなから、水は凝固点が高く、蒸気比容積が
大きいためその使用範囲が限定され、とくに低温熱源を
使用する場合は設備が太きくなり効率も低下するという
欠点があり、更に低温で使用するときは氷結するため使
用温度に限界がある。
てきた。然しなから、水は凝固点が高く、蒸気比容積が
大きいためその使用範囲が限定され、とくに低温熱源を
使用する場合は設備が太きくなり効率も低下するという
欠点があり、更に低温で使用するときは氷結するため使
用温度に限界がある。
このような水の欠点を改善するものとして、多゛くの有
機動作流体が提案されているが、多くのものは可燃性で
あったシ、腐蝕性であったシして、いまだ満足して使用
できるものは得られてい々い。
機動作流体が提案されているが、多くのものは可燃性で
あったシ、腐蝕性であったシして、いまだ満足して使用
できるものは得られてい々い。
しかしこれらのもののうち、実用化されているものとし
てトリク０ロフルオＯメタン（以下）０シーＩ＋という
）があるが、フロン−１１から々るラシ＋ンサイクル用
動作流体は熱エネルギーから機械エネルギーへの変換効
率が低い難点がある。
てトリク０ロフルオＯメタン（以下）０シーＩ＋という
）があるが、フロン−１１から々るラシ＋ンサイクル用
動作流体は熱エネルギーから機械エネルギーへの変換効
率が低い難点がある。
このためエネルギー変換効率がよく加熱安定性のよい動
作流体の出現が期待されている。
作流体の出現が期待されている。
本発明者らはそのような要望に応えるべく種々研究を重
ねた結果、従来の動作流体はすべて単一物質が研究され
用いられて来たが、異った特性をもつ物質を混合した混
合系は単一物質に比べて優れた特性を示すことを見出し
、特にトリク［］］ＯフルオＤメタン以下）Ｄシー１１
という）とオクタフルオロシクロづタシ（以下）０シー
０３１８という）との混合物がラシ＋ンサイクル用の動
作流体としてきわめてすぐれた特性を有していることを
見出し本発明を完成するにいたった。
ねた結果、従来の動作流体はすべて単一物質が研究され
用いられて来たが、異った特性をもつ物質を混合した混
合系は単一物質に比べて優れた特性を示すことを見出し
、特にトリク［］］ＯフルオＤメタン以下）Ｄシー１１
という）とオクタフルオロシクロづタシ（以下）０シー
０３１８という）との混合物がラシ＋ンサイクル用の動
作流体としてきわめてすぐれた特性を有していることを
見出し本発明を完成するにいたった。
本発明のフロシー１１とフロシーＣ３＋８．！：の混合
系はラン士ンサイクル用動作流体として次の特性を有し
ている。
系はラン士ンサイクル用動作流体として次の特性を有し
ている。
第一に、フ［］、／−１１とフ０．７−（１”３１８と
の混合系を用いたうン＋ンサイクルは、熱源エネルギー
から得られる機械工ネル甲−１即ちエネルギー変換効率
が従来ラン士ンサイクル用動作流５体として公知のフロ
ン−１１及びフロン−１１４（、；クロロテトラフルオ
ロエタシ）に比し十分高い特性を有している。
の混合系を用いたうン＋ンサイクルは、熱源エネルギー
から得られる機械工ネル甲−１即ちエネルギー変換効率
が従来ラン士ンサイクル用動作流５体として公知のフロ
ン−１１及びフロン−１１４（、；クロロテトラフルオ
ロエタシ）に比し十分高い特性を有している。
第二に、動作流体として使用する場合、燃焼したり爆発
したりするものけ使用範囲が著しく制限されるが、フロ
シー１１とフロン−Ｃ３１８Ｆｉ常温で空気といかなる
割合で混合しても燃焼、爆発することがない。本発明に
おいてフロン−１１とフロシーＣ３１８とは広範囲の混
合比率で混合−して使用することができるが一般にフロ
ン−１１を８０〜２０重量％、フ０．１．／−Ｃ３１８
を２０〜８０重量％の範囲の混合比率で特に出力効率の
顕著な向上が得られる。
したりするものけ使用範囲が著しく制限されるが、フロ
シー１１とフロン−Ｃ３１８Ｆｉ常温で空気といかなる
割合で混合しても燃焼、爆発することがない。本発明に
おいてフロン−１１とフロシーＣ３１８とは広範囲の混
合比率で混合−して使用することができるが一般にフロ
ン−１１を８０〜２０重量％、フ０．１．／−Ｃ３１８
を２０〜８０重量％の範囲の混合比率で特に出力効率の
顕著な向上が得られる。
第１図は本発明のフロシー１１とフロシーＣ３１８との
混合物（混合比４０重量％／６０重量％）の圧力−エン
タルピ線図（ｉ＞ −ｎ Ｈ図）であり、図中に記入し
た点Ａ１Ｂ１Ｃ５Ｄ％Ｅはそれぞれ下Ｒ己実施例で実施
されたうシ牛ンサイクルの下肥第２図及び第３図に説明
するラン＋υサイクルの各状態点に対応する。
混合物（混合比４０重量％／６０重量％）の圧力−エン
タルピ線図（ｉ＞ −ｎ Ｈ図）であり、図中に記入し
た点Ａ１Ｂ１Ｃ５Ｄ％Ｅはそれぞれ下Ｒ己実施例で実施
されたうシ牛ンサイクルの下肥第２図及び第３図に説明
するラン＋υサイクルの各状態点に対応する。
第２図は熱エネルギーを機械工ネル千−に変換するため
のラシ士ンサイクル系統図であり、第３図はフロシー１
１とフロシー０３１８との混合惣を動作流体として用い
たラシ士ンサイクルを温度エシトＯヒ線図上に記入して
示したものである。
のラシ士ンサイクル系統図であり、第３図はフロシー１
１とフロシー０３１８との混合惣を動作流体として用い
たラシ士ンサイクルを温度エシトＯヒ線図上に記入して
示したものである。
なお、第２図における記号（Ａ−Ｅ ）は、第３図にお
ける記号（Ａ−Ｅ ）で示した各状態点に対応する。
ける記号（Ａ−Ｅ ）で示した各状態点に対応する。
蒸気発生装置（４）で加熱された動作流体は蒸発し、高
温高圧の蒸気となる。この状態は第３図において（Ｊ）
）、（Ｅ）、（，４）の変化で示される。この間で液状
動作流体は加熱され温度が一ト昇し、沸騰が始１り全量
が気化する。この動作流体蒸気はつぎに膨張装置Ｐ’ｊ
ｍに入り、断熱膨張を行ない、温度、圧力が低下し第３
図に示す（７） −（Ｂ）間の仕事を行なう。膨張装置
（１）内で仕事を行ない低温低圧になった動作流体は次
に凝縮装置（２）に入り、第３図の（Ｂ）−（Ｃ）で示
すように凝縮液化する。この液化した動作流体はポ、、
＋ −５＋３１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。なお
、第３図中、点（α）は熱源である熱水がラン士ンサイ
クルの蒸気発生装置に入ったときの熱水の状態を示し、
（ｂ＞ Ｖｉこの熱水が蒸気発生装置を出た時の熱水の
状態を示し、点（α）から点（Ａ＋にひいた直線上の矢
印は熱水の流れの方向を一示している。また、点（ｄ）
、（−）は凝縮器内の冷却水の状態を示し、（ｄ）は凝
縮器入口の冷却水の、（＝）は凝縮器出口の冷却水の状
態を示し、点（ｄ）から点（−１にひいた直線上の矢印
は冷却水の流れの方向を示している。
温高圧の蒸気となる。この状態は第３図において（Ｊ）
）、（Ｅ）、（，４）の変化で示される。この間で液状
動作流体は加熱され温度が一ト昇し、沸騰が始１り全量
が気化する。この動作流体蒸気はつぎに膨張装置Ｐ’ｊ
ｍに入り、断熱膨張を行ない、温度、圧力が低下し第３
図に示す（７） −（Ｂ）間の仕事を行なう。膨張装置
（１）内で仕事を行ない低温低圧になった動作流体は次
に凝縮装置（２）に入り、第３図の（Ｂ）−（Ｃ）で示
すように凝縮液化する。この液化した動作流体はポ、、
＋ −５＋３１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。なお
、第３図中、点（α）は熱源である熱水がラン士ンサイ
クルの蒸気発生装置に入ったときの熱水の状態を示し、
（ｂ＞ Ｖｉこの熱水が蒸気発生装置を出た時の熱水の
状態を示し、点（α）から点（Ａ＋にひいた直線上の矢
印は熱水の流れの方向を一示している。また、点（ｄ）
、（−）は凝縮器内の冷却水の状態を示し、（ｄ）は凝
縮器入口の冷却水の、（＝）は凝縮器出口の冷却水の状
態を示し、点（ｄ）から点（−１にひいた直線上の矢印
は冷却水の流れの方向を示している。
上記のラン＋ンサイクル用に用いられる膨張装置として
は、回転式または往復式の容積型膨張機やターヒシ膨張
機が使用可能であり、蒸気発生装置としては水蒸気の発
生に用いられるボイラーと同じ形式のものも使用可能で
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。そしてポンプとしては、
化学装置に一般に用いられている有機溶剤の加圧送液ポ
、、／″５が使用可能である。
は、回転式または往復式の容積型膨張機やターヒシ膨張
機が使用可能であり、蒸気発生装置としては水蒸気の発
生に用いられるボイラーと同じ形式のものも使用可能で
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。そしてポンプとしては、
化学装置に一般に用いられている有機溶剤の加圧送液ポ
、、／″５が使用可能である。
次に、本発明を実施例、比較例及び各種の試験例によっ
て本発明を説明する。なお各成分の配合比は重量％を以
て表示する。
て本発明を説明する。なお各成分の配合比は重量％を以
て表示する。
実施例１〜３及び比較例１
前記の第１〜３図に示したうン士シサイクルに従い、本
発明のフロン−Ｉ＋及びフロン−Ｃ３１８の各種混合比
率の混合物およびフ０：Ｊ−１ｌをそれぞれ動作流体と
して同一装置によりこのサイクルを運転した。運転条件
としては第３図（α）点における熱水温度を１２０℃に
設定し、（ｄＪ点で示される冷却水の温度を２５℃とし
て、前記熱水の１０００ｔ／時の熱エネルｆ−から得ら
れる機械工ネルｆ−によって発電する際の出力特性を求
め、第１表に示す結果を得た。なお、このサイクルの蒸
発温度は８０℃とし凝縮温度は４２℃である。
発明のフロン−Ｉ＋及びフロン−Ｃ３１８の各種混合比
率の混合物およびフ０：Ｊ−１ｌをそれぞれ動作流体と
して同一装置によりこのサイクルを運転した。運転条件
としては第３図（α）点における熱水温度を１２０℃に
設定し、（ｄＪ点で示される冷却水の温度を２５℃とし
て、前記熱水の１０００ｔ／時の熱エネルｆ−から得ら
れる機械工ネルｆ−によって発電する際の出力特性を求
め、第１表に示す結果を得た。なお、このサイクルの蒸
発温度は８０℃とし凝縮温度は４２℃である。
第 １ 表
熱源温度 １２０℃
第１表の結果より、フロン−ＩＩ単独の場合にに比して
）０シー１１とフロシー０３１８との纏合系による出力
特性の向上が顕著であり、フロシーＣ３＋ ８の混合比
率が２０〜８０重量％の範囲で出力の増大が認められる
。
）０シー１１とフロシー０３１８との纏合系による出力
特性の向上が顕著であり、フロシーＣ３＋ ８の混合比
率が２０〜８０重量％の範囲で出力の増大が認められる
。
次にフロシー１１単独及び本発明のフロン−１１／フＤ
シー（？３１８（重量比４０／６０’）の動作流体をそ
れぞれ硝子製シールドチューづ中に鉄および潤滑油と共
に封入し、１５０℃で１００時間加熱した後、シールド
チューづ中の動作流体のハロゲン濃度及び分解生成物の
量をガスクロマドグラフにより測定した。その結果を第
２表に示す０ 第 ２ 表 第２表に示すとおり、フロン−１１単独の動作流体に比
し本発明のフ０．／−１１とフロン−Ｃ３１８との混合
系は高温におけるハロゲンイオンの生成が少なく、かつ
ガスク０マトジラフ分析により検出される分解生成物が
少ない。フロン−１１／フ０ンーＣ３１８の混合系の場
合、高温下でのハ０ゲυの生成量が少ないということは
装置の金属利料を腐蝕しにくいことを意味し、また分解
生成物がほとんどないということは使用中に分解生成物
の増加によりラシ＋ンサイクル用動作流体と１．ての熱
力学的特性が変化【７たり、効率が低下することが防止
されることを意味する。
シー（？３１８（重量比４０／６０’）の動作流体をそ
れぞれ硝子製シールドチューづ中に鉄および潤滑油と共
に封入し、１５０℃で１００時間加熱した後、シールド
チューづ中の動作流体のハロゲン濃度及び分解生成物の
量をガスクロマドグラフにより測定した。その結果を第
２表に示す０ 第 ２ 表 第２表に示すとおり、フロン−１１単独の動作流体に比
し本発明のフ０．／−１１とフロン−Ｃ３１８との混合
系は高温におけるハロゲンイオンの生成が少なく、かつ
ガスク０マトジラフ分析により検出される分解生成物が
少ない。フロン−１１／フ０ンーＣ３１８の混合系の場
合、高温下でのハ０ゲυの生成量が少ないということは
装置の金属利料を腐蝕しにくいことを意味し、また分解
生成物がほとんどないということは使用中に分解生成物
の増加によりラシ＋ンサイクル用動作流体と１．ての熱
力学的特性が変化【７たり、効率が低下することが防止
されることを意味する。
以上のように、本発明のフロン−Ｉ＋とフロン−Ｃ３＋
８との混合系はエネル甲−変換効率、熱交換特性及び
熱安定性等多方面においてフロン−１１に比して勝って
おり、すぐれたラン＋ンサイクル用動作流体として使用
することができる。
８との混合系はエネル甲−変換効率、熱交換特性及び
熱安定性等多方面においてフロン−１１に比して勝って
おり、すぐれたラン＋ンサイクル用動作流体として使用
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のラシ士シサイクル用動作流体であるフ
ロン−Ｉ＋／フロン−（？３１８混合系の圧カー１シタ
ルヒ線図、第２図はうシ＋シサイクルの系統図、第３図
はフロン−１１／）ＤシーＣ３１８混合系を動作流体と
して用いたうン士シサイクルを温度−エシト０ピ線図に
記入した図である。 （以 上） 第２図 Ａ 第３図 エンタルヒ０ 手続補正書（鯖） １、事件の表示 昭和５７年特 許 願第１２３４４１ 号３、補正を
する者 ４代理人 大阪市東区平野町２の１０平和ビル内電話０６−２０３
−０９４１（代）自発 別紙添附の通り 補 正 の 内 容 第３図を別紙の通シ訂正する。 （以 上）
ロン−Ｉ＋／フロン−（？３１８混合系の圧カー１シタ
ルヒ線図、第２図はうシ＋シサイクルの系統図、第３図
はフロン−１１／）ＤシーＣ３１８混合系を動作流体と
して用いたうン士シサイクルを温度−エシト０ピ線図に
記入した図である。 （以 上） 第２図 Ａ 第３図 エンタルヒ０ 手続補正書（鯖） １、事件の表示 昭和５７年特 許 願第１２３４４１ 号３、補正を
する者 ４代理人 大阪市東区平野町２の１０平和ビル内電話０６−２０３
−０９４１（代）自発 別紙添附の通り 補 正 の 内 容 第３図を別紙の通シ訂正する。 （以 上）
Claims (1)
- （１）トリクロロフロロメタンにオクタルフルオロシク
ロブタンを混合することを特徴とするうシ＋ン１ｔイク
ル用動作流体。 ■ トリクＯＯフルオロメタンを８０〜２０重量％及び
オクタフルオ０シク０ブタンを２０〜８０重喰チ混合す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のラン＋
ンサイクル用動作流体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57123441A JPS5912995A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | ランキンサイクル用動作流体 |
| DE8383106843T DE3362538D1 (en) | 1982-07-14 | 1983-07-12 | Working fluids for rankine cycle |
| EP83106843A EP0101856B1 (en) | 1982-07-14 | 1983-07-12 | Working fluids for rankine cycle |
| US06/632,276 US4557851A (en) | 1982-07-14 | 1984-07-20 | Working fluids for the Rankine cycle comprising trichlorofluoromethane and 1,1-difluoroethane, isobutane or octafluorocyclobutane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57123441A JPS5912995A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | ランキンサイクル用動作流体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5912995A true JPS5912995A (ja) | 1984-01-23 |
| JPS6312510B2 JPS6312510B2 (ja) | 1988-03-19 |
Family
ID=14860669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57123441A Granted JPS5912995A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | ランキンサイクル用動作流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912995A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111476A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-29 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車輌における移動物探知装置 |
| JPS62293176A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Daihatsu Motor Co Ltd | 自動車の後方障害物探知装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997351A (ja) * | 1972-12-21 | 1974-09-13 |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP57123441A patent/JPS5912995A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997351A (ja) * | 1972-12-21 | 1974-09-13 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111476A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-29 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車輌における移動物探知装置 |
| JPS62293176A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Daihatsu Motor Co Ltd | 自動車の後方障害物探知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6312510B2 (ja) | 1988-03-19 |
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