JP5987497B2 - フッ素化エーテルを含む熱伝達作動媒体 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、炭素数2〜6のフッ素化エーテルを含む、熱伝達作動媒体である。
フッ素化エーテルが、
1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタン、
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、
2,2,2−トリフルオロエチルトリフルオロメチルエーテル、
3H−ヘキサフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル、
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル、
ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパン、
1,2,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル、
ヘプタフルオロプロピル−1,2,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、
ジフルオロメチルプロピル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル、
1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、
オクタフルオロ−3−メトキシプロペン、
トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
シス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
1,2−ジクロロトリフルオロエチルトリフルオロメチルエーテル、
2,2,3−トリフルオロ−4−(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキソール、
1,3,3,4,4−ペンタフルオロ−2−メトキシシクロブテン
1,1,3,3−テトラフルオロジメチルエーテル、
ペンタフルオロエチルメチルエーテル、
1,2,2,2−テトラフルオロエチルジフルオロメチルエーテル、
2,2−ジフルオロエチルトリフルオロメチルエーテル、
ペンタフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、
ジフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、
ヘプタフルオロイソプロピルメチルエーテル、
ペンタフルオロエチルエチルエーテル、
エチルトリフルオロメチルエーテル、
2,2,2−トリフルオロエチルメチルエーテル、
ビス(フルオロメチル)エーテル、
1,1−ジフルオロエチルメチルエーテル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、
t−ブチル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、
2,2−ジフルオロエチルメチルエーテル、
n−ブチル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、
メチルヘキサフルオロイソプロピルエーテル、
1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルメチルエーテル、
2,2,2−トリフルオロエチル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロ−2−(フルオロメトキシメチル)−プロパン、
2−クロロ−1,1,2−トリフルオロエチルジフルオロメチルエーテル、
1,2,2,2−テトラクロロ−1−フルオロエチルメチルエーテル、
ペンタフルオロエチルトリフルオロビニルエーテル、
ヘプタフルオロプロピルトリフルオロビニルエーテル、
エチルトリフルオロビニルエーテル、
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルビニルエーテル、
3,3,4,4−テトラフルオロ−1,2−ジメトキシシクロブテン
からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む、熱伝達媒体。
フッ素化エーテルが、
1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタン、
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、
2,2,2−トリフルオロエチルトリフルオロメチルエーテル、
3H−ヘキサフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル、
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル、
ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパン、
1,2,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル、
ヘプタフルオロプロピル−1,2,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、
ジフルオロメチルプロピル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル、
1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、
オクタフルオロ−3−メトキシプロペン、
トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル
からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む、熱伝達媒体。
フッ素化エーテルが、
1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタン、
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル、
ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパン
トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル
からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む、熱伝達媒体。
フッ素化エーテルを、少なくとも50質量%以上含む、熱伝達媒体。
さらに、
トランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、
シス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(Z))、
トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))、シス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(Z))、
2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)
からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物を含む、熱伝達媒体。
さらに、
トランス−1−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
シス−1−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
トランス−2−ブロモ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、
シス−2−ブロモ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン
トランス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、
シス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、
トランス−1−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、
シス−1−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、
トランス−1−クロロ−2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、
シス−1−クロロ−2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、
トランス−2−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、
シス−2−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン
からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物を含む、熱伝達媒体。
さらに、
1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−メチルプロペン、
1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペン、
トランス−2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテン、
シス−2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテン、
トランス−2−クロロ−ヘプタフルオロ−2−ブテン、
シス−2−クロロ−ヘプタフルオロ−2−ブテン、
トランス−1−クロロ−2−フルオロエチレン、
シス−1−クロロ−2−フルオロエチレン、
1,1−ジクロロ−2,2−ジフルオロエチレン、
1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン、
1,2−ジクロロ−1−フルオロエチレン、
1,1−ジクロロ−2−フルオロエチレン、
トランス−1−クロロ−2−フルオロプロペン、
3−クロロ−2−フルオロプロペン、
2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
2−クロロ−3−フルオロプロペン、
トランス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
シス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
トランス−1,2−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、
シス−1,2−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、
1,1−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、
トランス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、
シス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、
2−クロロ−ペンタフルオロプロペン、
3−クロロ−ペンタフルオロプロペン、
トランス−1,3−ジクロロ−3,3−ジフルオロプロペン、
シス−1,3−ジクロロ−3,3−ジフルオロプロペン、
からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物を含む、熱伝達媒体。
さらに、
1,1−ジフルオロ−2−ビニルシクロプロパン、
パーフルオロシクロヘキセン、
からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物を含む、熱伝達媒体。
さらに、
3,3,3−トリフルオロプロピン、
1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロピン、
1−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロピン、
1,1,1−トリフルオロ−2−ブチン、
3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロペンチン、
3,4,4,4−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)−1−ブチン、
からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物を含む、熱伝達媒体。
さらに、
ジフルオロメタン(HFC−32)、
1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(HFC−125)、
1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、
1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236fa)、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245fa)、
1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245eb)、
1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245ca)、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365mfc)、
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソブタン(HFC−356mmz)、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン(HFC−43−10−mee)
からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物を含む、熱伝達媒体。
さらに、炭素数3〜8の飽和炭化水素を熱伝達媒体中に、5質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
飽和炭化水素が、ブタン、イソブタン、ネオペンタン、n−ペンタン、i−ペンタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘプタン、n−オクタン、シクロオクタンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である、熱伝達媒体。
さらに、炭素数が1〜4のアルコールを作動媒体中に5質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
さらに、水を10質量%以下含む、熱伝達媒体。
さらに、二酸化炭素を10質量%以下含む、請求項1から15の何れかの熱伝達媒体。
1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタンを50質量%〜99質量%およびHFO−1234ze(Z)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを50質量%〜99質量%およびHFO−1234ze(Z)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
オクタフルオロ−3−メトキシプロペンを50質量%〜99質量%およびHFO−1234ze(Z)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
3H−ヘキサフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテルを50質量%〜99質量%およびHCFO−1233zd(E)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパンを50質量%〜99質量%およびHCFO−1233zd(Z)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
1,2,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテルを50質量%〜99質量%およびHCFO−1233zd(Z)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
ヘプタフルオロプロピル−1,2,2,2−テトラフルオロエチルエーテルを50質量%〜99質量%およびHCFO−1233zd(Z)を1質量%〜50質量%含む、熱伝達媒体。
さらに、潤滑剤を含む、熱伝達媒体。
潤滑剤が、鉱物油(パラフィン系油またはナフテン系油)または合成オイルのアルキルベンゼン類(AB)、ポリ(アルファ−オレフィン)、エステル類、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)、ポリビニルエーテル類(PVE)およびそれらの組合せから選択される、熱伝達媒体。
さらに、安定剤を含む、熱伝達媒体。
安定剤が、ニトロ化合物、エポキシ化合物、フェノール類、イミダゾール類、アミン類、ジエン系化合物類、ホスフェート類等およびそれらの組合せから選択される、熱伝達媒体。
さらに、難燃剤を含む、熱伝達媒体。
難燃剤が、ホスフェート類、ハロゲン化芳香族化合物、フッ素化ヨードカーボン、フッ素化ブロモカーボン等およびそれらの組合せから選択される、熱伝達媒体。
上述の熱伝達媒体を含有している熱伝達装置。
熱伝達装置における、熱伝達媒体の使用。
ランキンサイクルまたはその変法を用いて熱から動力を発生させるように構成されてなる熱伝達装置。
ランキンサイクルまたはその変法を用いて動力を発生させる際に、産業用排熱を利用するの熱伝達装置。
冷却装置である、熱伝達装置。
業務用空調システム、業務用冷蔵庫システム、業務用冷凍庫システムからなる群より選択される熱伝達装置。
沸騰冷却システムである、熱伝達装置。
自動車用パワーコントロールユニット冷却システムまたはCPU冷却システムである、熱伝達装置。
加熱装置である、熱伝達装置。
ヒートポンプサイクルまたはその変法を用いて、60℃以上の水を生成する熱伝達装置。
ヒートポンプサイクルまたはその変法を用いて、100℃以上の水蒸気を生成する熱伝達装置。
上述の熱伝達媒体を含有している吸収式ヒートポンプシステム。
吸収剤が、エーテル類、エステル類、ポリオール類、アミド類、アミン類、イミド類、ケトン類、アルデヒド類、ニトリル類からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物である、吸収式ヒートポンプシステム。
吸収剤が、ジメチルラウリルアミン、N−メチルジシクロヘキシルアミン、キノリン、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、エチルアセトアセテート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジメチル、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトニルアセトン、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、ホウ酸トリグリコールエーテルエステル、n−ヘプトアルデヒド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン、1,3−ジプロピル−2−イミダゾリドンからなる群より選ばれる少なくとも1種からなる化合物である、吸収式ヒートポンプシステム。
また、本発明の熱サイクル用作動媒体は、以下に示すフッ素化アルケンまたはフッ素化アルキンを添加することができる。具体的には、トランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、シス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(Z))、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))、シス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(Z))、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)、トランス−1−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン、シス−1−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン、トランス−2−ブロモ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、シス−2−ブロモ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、トランス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、シス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、トランス−1−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、シス−1−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、トランス−1−クロロ−2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、シス−1−クロロ−2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、トランス−2−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、シス−2−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−メチルプロペン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペン、トランス−2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテン、シス−2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテン、トランス−2−クロロ−ヘプタフルオロ−2−ブテン、シス−2−クロロ−ヘプタフルオロ−2−ブテン、トランス−1−クロロ−2−フルオロエチレン、シス−1−クロロ−2−フルオロエチレン、1,1−ジクロロ−2,2−ジフルオロエチレン、1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン、1,2−ジクロロ−1−フルオロエチレン、1,1−ジクロロ−2−フルオロエチレン、トランス−1−クロロ−2−フルオロプロペン、3−クロロ−2−フルオロプロペン、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2−クロロ−3−フルオロプロペン、トランス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、シス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、トランス−1,2−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、シス−1,2−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、1,1−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、トランス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、シス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、2−クロロ−ペンタフルオロプロペン、3−クロロ−ペンタフルオロプロペン、トランス−1,3−ジクロロ−3,3−ジフルオロプロペン、シス−1,3−ジクロロ−3,3−ジフルオロプロペン、1,1−ジフルオロ−2−ビニルシクロプロパン、パーフルオロシクロヘキセン、3,3,3−トリフルオロプロピン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロピン、1−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロピン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブチン、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロペンチン、3,4,4,4−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)−1−ブチン、特に好ましくは、トランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(trans−CF3CH=CHF:沸点−19℃)、シス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(cis−CF3CH=CHF:沸点9℃)、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(trans−CF3CH=CHCl:沸点19℃)、シス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(cis−CF3CH=CHCl:沸点39℃)、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(CF3CCl=CH2:沸点15℃)、トランス−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(trans−CF3CH=CHCF3:沸点9℃)、シス−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(cis−CF3CH=CHCF3:沸点33℃)、トランス−1,1,1,3−テトラフルオロ−2−ブテン(trans−CF3CH=CFCH3:沸点17℃)、シス−1,1,1,3−テトラフルオロ−2−ブテン(cis−CF3CH=CFCH3:沸点49℃)、1,1,2,3,3,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン(CHF2CF2CF=CF2:沸点21℃)、3−(トリフルオロメチル)−3,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン((CF3)2
CFCH=CH2:沸点23℃)、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン(CF3CH2CF=CH2:沸点30℃)、3,3,3−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−1−プロペン((CF3)2CH=CH2: 沸点14℃)、トランス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(trans−CF3CCl=CHCl:沸点60℃)、シス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(cis−CF3CCl=CHCl:沸点53℃)、1−クロロ−ペンタフルオロプロペン(CF3CF=CFCl:沸点8℃)、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(CF3CCl=CH2:沸点15℃)、シス−1−クロロ−2−フルオロエチレン(CHF=CHCl:沸点15℃)、1,1−ジクロロ−2,2−ジフルオロエチレン(CCl2=CF2:沸点19℃)、1−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(CF3CH=CFCl:沸点19〜20℃)、1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン(CFCl=CFCl:沸点21〜22℃)、2−クロロヘプタフルオロ−2−ブテン(CF3CCl=CFCF3:沸点32℃)、シス−2−クロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(cis−CF3CCl=CHCF3:沸点34.5〜35.5℃)、1,1−ジクロロ−2−フルオロエチレン(CCl2=CHF:沸点37.3℃)、トランス−2−クロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(trans−CF3CCl=CHCF3:沸点41〜42℃)、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペン((CF3)2C=CHCl:沸点43〜54℃)、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−メチルプロペン(CF3C(CH3)=CHCl:沸点46℃)、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロペン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2−(トリフルオロメチル)プロペン、トランス−1,1,1,3−テトラフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、トランス−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、シス−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、1,1,1,2,4,4,4−ヘプタフルオロ−2−ブテ
ン、1,1,2,3,3,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、オクタフルオロ−2−ブテン、トランス−2H,3H−オクタフルオロ−2−ペンテン、シス−2H,3H−オクタフルオロ−2−ペンテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−1−ブテン、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロ−1−ペンテン、3−(トリフルオロメチル)−3,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、2H−ノナフルオロ−2−ペンテン、デカフルオロ−3−メチル−1−ブテン、1H,1H,2H−ノナフルオロ−1−ヘキセン、パーフルオロ−4−メチル−2−ヘキセン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−メチルプロペン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペン、トランス−2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテン、シス−2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテン、トランス−2−クロロ−ヘプタフルオロ−2−ブテン、シス−2−クロロ−ヘプタフルオロ−2−ブテン、トランス−1−クロロ−2−フルオロエチレン、シス−1−クロロ−2−フルオロエチレン、1,1−ジクロロ−2,2−ジフルオロエチレン、1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン、1,2−ジクロロ−1−フルオロエチレン、1,1−ジクロロ−2−フルオロエチレン、トランス−1−クロロ−2−フルオロプロペン、3−クロロ−2−フルオロプロペン、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2−クロロ−3−フルオロプロペン、トランス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、シス−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、トランス−1,2−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、シス−1,2−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、1,1−ジクロロ−テトラフルオロプロペン、トランス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、シス−1−クロロ−ペンタフルオロプロペン、2−クロロ−ペンタフルオロプロペン、3−クロロ−ペンタフルオロプロペン、トランス−1,3−ジクロロ−3,3−ジフルオロプロペン、シス−1,3−ジクロロ−3,3−ジフルオロプロペン、1,1−ジフルオロ−2−ビニルシクロプロパン、パーフルオロシクロヘキセンを挙げることができる。これらの化合物は単体もしくは2種以上の
混合物として使用することができる。
その他の、ハロカーボン類としては、ハロゲン原子を含む塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ハイドロフルオロカーボン類としては、ジフルオロメタン(HFC−32)、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(HFC−125)、フルオロエタン(HFC−161)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、ジフルオロエタン(HFC−152a)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−236ea)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236fa)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245fa)、1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245eb)、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245ca)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365mfc)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソブタン(HFC−356mmz)、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン(HFC−43−10−mee)等を挙げることができる。
また、その他の化合物して、炭素数1〜4のメタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、2,2,2−トリフルオロエタノール、ペンタフルオロプロパノール、テトラフルオロプロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール等のアルコール類、を含むことができる。
また、その他の化合物して、炭素数3〜8のプロパン、n−ブタン、i−ブタン、ネオペンタン、n−ペンタン、i−ペンタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘプタン、n−オクタン、シクロオクタン等の飽和炭化水素から選ばれる少なくとも1以上の化合物を混合することができる。これらのうち、特に好ましい物質としてはネオペンタン、n−ペンタン、i−ペンタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサンが挙げられる。これらの飽和炭化水素は、地球温暖化係数が低いため、本発明に係る特定のフッ素化オレフィンに加えることによって、さらに、地球温暖化係数を下げることができる。また、これらの飽和炭化水素は、安価で入手が容易なため、本発明の熱サイクル用作動媒体のコストを低減させることも可能となる。
また、その他の化合物して、水、二酸化炭素、アンモニア、ジメチルエーテル(DME)を含むことができる。
また、本発明の熱伝達作動媒体をランキンサイクルの作動媒体に用いる場合、タービン等の膨張機摺動部で使用する潤滑油は、鉱物油(パラフィン系油またはナフテン系油)または合成オイルのアルキルベンゼン類(AB)、ポリ(アルファ−オレフィン)、エステル類、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)またはポリビニルエーテル類(PVE)を用いることができる。
また、本発明の熱伝達作動媒体は、熱安定性、耐酸化性等を改善するために安定剤を用いることができる。安定剤としては、ニトロ化合物、エポキシ化合物、フェノール類、イミダゾール類、アミン類等が挙げられる。
また、本発明の熱伝達作動媒体は、燃焼性を改善するために難燃剤を用いることができる。難燃剤としては、ホスフェート類、ハロゲン化芳香族化合物、フッ素化ヨードカーボン、フッ素化ブロモカーボン等が挙げられる。
ランキンサイクルシステムとは、蒸発器において、地熱エネルギー、太陽熱、中低温度(30〜300℃程度)の廃熱等により作動媒体を加熱し、高温高圧状態の蒸気となった作動媒体を膨張機にて断熱膨張させ、この断熱膨張によって発生する仕事によって、発電機を駆動させ、発電を行うシステムである。
蒸気圧縮サイクルシステムとは、蒸発器で空気、水またはブラインなどの被冷却物のもっている熱を、作動媒体の蒸発潜熱としてそれに移動させ、発生した冷媒蒸気を、圧縮機において、所定温度の空気や水で冷却すれば容易に凝縮する圧力まで圧縮の仕事を加えて圧縮し、凝縮器で凝縮熱を排出して液化し、凝縮した作動媒体液を膨張弁で低圧・低温に絞り膨張させ、蒸発器に送り込んで蒸発させるシステムである。蒸発器において、被冷却物のもっている熱エネルギーを作動媒体が受け取ることにより、被冷却物を冷却し、より低い温度へ降温するシステムであり、公知のシステムに適用できる。凝縮器において作動媒体の熱エネルギーを負荷流体に与えることにより、負荷流体を加熱し、より高い温度に昇温するシステムであり公知のシステムに適用できる。
ヒートパイプとは、パイプ状の容器の一端を蒸発部とし、他端を凝縮部として熱を伝える伝熱素子である。原理としては、パイプの一端が温められると、そこで作動媒体が蒸発して熱を吸収する。次いで、蒸発した気体はパイプの中を拡散し、低温部となる他端で潜熱を放出し凝縮する。作動媒体(液体)は重力や毛管力で再びパイプの高温部となる一端へ戻り高温部から低温部へ熱が輸送される。また、本発明の作動媒体は、ヒートパイプと同様な原理の二相密閉型熱サイフォン装置等の潜熱輸送用システムにも適用可能である。また、ヒートパイプにおける作動液を循環させる駆動力は、重力または毛管力に限定されず、ポンプなどの機械仕事を用いてもよい。
沸騰冷却器とは、内部に作動媒体が充填された耐圧性を有する密閉容器であり、容器の一端を半導体などの被冷却物と接している部分を蒸発部とし、他端を空気または水などの被加熱流体と接している部分を凝縮部として、熱を伝える熱交換器である。原理としては、沸騰冷却器と接している高温熱源から沸騰冷却器の蒸発部に熱が加えられると沸騰冷却器内部の作動液が蒸発して熱を吸収する。次いで、蒸発した気体は沸騰冷却器の中を拡散し、被加熱流体へと放熱する凝縮部で凝縮潜熱を放出し液体へ戻る。作動媒体(液体)は重力や毛管力で再び蒸発部へ戻り高温部から低温部へ熱が輸送される。沸騰冷却器における作動液を循環させる駆動力は、重力または毛管力に限定されず、ポンプなどの機械仕事を用いてもよい。
<2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン:HFE−356mmz>
図1の有機ランキンサイクルシステム100において、本発明の2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを適用した場合のランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図5および6において、実施例1におけるTs線図およびP−h線図を示す。図6において、サイクルポイント1、2、3、4はランキンサイクル計算条件1を示す。
G: 作動媒体循環量
Lth: 膨張タービンの理論発生動力
Lt: 発生動力
EG: 発電量
EP: 循環ポンプ必要電力
Pc: 凝縮器圧力
PE: 蒸気発生器圧力
Lpth: 理論的必要動力
Ev: 必要電力
Ecycle: 有効発電量
QE: 入熱量
ηcycle: 発電サイクル効率
ρ: 作動媒体密度
h: 比エンタルピー
1,2,3,4: サイクルポイント
[実施例2]
<1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタン:HFE−254pc>
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メトキシプロパンの代わりに、1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタンを用いた以外は、実施例1と同じ条件にて、ランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図7および8において、実施例2におけるTs線図およびP−h線図を示す。図8において、サイクルポイント1、2、3、4はランキンサイクル計算条件1を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はランキンサイクル計算条件2を示す。
<トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン:HFE−1363mzz(E)>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペンを用いた以外は、実施例1と同じ条件にて、ランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図9および10において、実施例3おけるTs線図およびP−h線図を示す。図10において、サイクルポイント1、2、3、4はランキンサイクル計算条件1を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はランキンサイクル計算条件2を示す。
<ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパン:HFE−347mcc>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパンを用いた以外は、実施例1と同じ条件にて、ランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図11および12において、実施例4におけるTs線図およびP−h線図を示す。図12において、サイクルポイント1、2、3、4はランキンサイクル計算条件1を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はランキンサイクル計算条件2を示す。
<2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル:HFE−338mcf>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテルを用いた以外は、実施例1と同じ条件にて、ランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図13および14において、実施例5におけるTs線図およびP−h線図を示す。図12において、サイクルポイント1、2、3、4はランキンサイクル計算条件1を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はランキンサイクル計算条件2を示す。
<1,1,1,2−テトラフルオロエタン:HFC−134a>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、1,1,1,2−テトラフルオロエタンを用いた以外は、実施例1と同じ条件にて、ランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図13および14において、比較例1におけるTs線図およびP−h線図を示す。図15において、サイクルポイント1、2、3、4はランキンサイクル計算条件1を示す。
<1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン:HFC−245fa>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを用いた以外は、実施例2と同じ条件にて、ランキンサイクル性能(発電サイクル効率)について評価した。なお、図15および16において、比較例2におけるTs線図およびP−h線図を示す。図において、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はランキンサイクル計算条件2を示す。
<2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン:HFE−356mmz>
成績係数(COP)は、一般に認められている作動媒体性能の尺度であり、作動媒体の蒸発または凝縮を含む特定の加熱または冷却のサイクルにおける作動媒体の相対的な熱力学的効率を表すのに特に有益である。蒸気を圧縮する際に圧縮機によって加えられた仕事量に対する蒸発器において作動媒体が被冷却媒体から受け入れる熱量の比率をCOPRで表す。一方、蒸気を圧縮する際に圧縮機によって加えられた仕事量に対する凝縮器において作動媒体が被加熱媒体へ放出する熱量の比率をCOPHで表す。
W: 圧縮仕事
QE: 入熱量
QC: 放熱量
COPR: 成績係数(冷却)
COPH: 成績係数(加熱)
h: 比エンタルピー
1,2,3,4: サイクルポイント
2th: 等エントロピー圧縮後のサイクルポイント
図19において、実施例6におけるP−h線図を示す。図19において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
<1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタン:HFE−254pc>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、シス−1,1,1,3−テトラフルオロ−2−ブテンを用いた以外は、実施例6と同じ条件にて、ヒートポンプサイクル性能(COP)について評価した。なお、図20において、実施例7におけるP−h線図を示す。図20において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
<トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン:HFE−1363mzz(E)>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテンを用いた以外は、実施例6と同じ条件にて、ヒートポンプサイクル性能(COP)について評価した。なお、図21において、実施例8におけるP−h線図を示す。図21において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
<ヘプタフルオロ−1−メトキシプロパン:HFE−347mcc>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、トランス−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテンを用いた以外は、実施例6と同じ条件にて、ヒートポンプサイクル性能(COP)について評価した。なお、図22において、実施例9におけるP−h線図を示す。図22において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
<2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロメチルエーテル:HFE−338mcf>
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりに、トランス−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ブテンを用いた以外は、実施例6と同じ条件にて、ヒートポンプサイクル性能(COP)について評価した。なお、図20において、実施例10におけるP−h線図を示す。図23において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
<1,1,1,2−テトラフルオロエタン:HFC−134a>
本発明の作動媒体の代わりに、1,1,1,2−テトラフルオロエタンを用いた以外は、実施例5と同じ条件にて、ヒートポンプサイクル性能(COP)について評価した。なお、図24において、比較例3におけるP−h線図を示す。図24において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
<1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン:HFC−245fa>
本発明の作動媒体の代わりに、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを用いた以外は、実施例3と同じ条件にて、蒸気圧縮サイクル性能(COP)について評価した。なお、図22において、比較例4におけるTs線図およびP−h線図を示す。図25において、サイクルポイント1、2、3、4はヒートポンプサイクル計算条件3を示す。また、サイクルポイント1’、2’、3’、4’はヒートポンプサイクル計算条件4を示し、サイクルポイント1’’、2’ ’、3’ ’、4’ ’はヒートポンプサイクル計算条件5を示す。
外径16mm、肉厚1.0mm、長さ800mmのパイプ状のSUS316製コンテナによって形成された沸騰冷却器のコンテナ内に2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを作動媒体として30mL封入した。
作動媒体を、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテルとする以外は、実施例11と同じ条件とした。
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを用いて熱安定性試験を行
JIS−K−2211「冷凍機油」のシールドチューブテストに準拠して、作動媒体1.0gと金属片(鉄、銅、アルミニウムの各線)をガラス試験管に封入し、175℃に加熱して2週間保持した。2週間後の作動媒体の外観、純度、酸分(F−イオン)を測定し、熱安定性の評価を行った。得られた結果を表13に示す。
作動媒体0.5gと潤滑油0.5gをガラス製試験管に封入した。ガラス試験管ごと0℃まで冷却し、目視により、作動媒体と潤滑油との相溶性について、評価を行った。得られた結果を表14に示す。表14において、均一に相溶したときは○、二層分離したときは×で評価した。
2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFE−356mmz)、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル(HFE−347pc−f)、
トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFE−1363mzz(E))
相溶性試験には、以下の4種類の潤滑油を使用した。
鉱物油(MO2):スニソ4GS(日本サン石油製)
アルキルベンゼン油(AB):アトモス68N(JX日鉱日石エネルギー製)
ポリアルキレングリコール油(PAG):SUNICE P56(日本サン石油製)
ポリビニルエーテル油(PVE):ダフニーハーメチックオイルFVC68D(出光興産製)
ポリオールエステル油(POE):Ze−GLES RB68(JX日鉱日石エネルギー製)
Claims (16)
- 熱伝達装置における、2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンまたはトランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペンのみからなる熱伝達媒体の使用方法であって、
該熱伝達装置が、ヒートポンプサイクルを用いて60℃以上の水または100℃以上の水蒸気を生成する熱伝達装置である、
熱伝達媒体の使用方法。 - 熱伝達媒体が、2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンのみからなる、請求項1に記載の方法。
- 熱伝達媒体が、トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペンのみからなる、請求項1に記載の方法。
- 熱伝達媒体が、さらに、鉱物油(パラフィン系油またはナフテン系油)または合成オイルのアルキルベンゼン類(AB)、ポリ(アルファ−オレフィン)、エステル類、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)、ポリビニルエーテル類(PVE)およびそれらの組合せから選択される潤滑剤を含む、請求項1から請求項3のいずれかに記載の方法。
- 熱伝達媒体が、さらに、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)およびポリビニルエーテル類(PVE)から選択される潤滑剤を含む、請求項1から請求項3のいずれかに記載の方法。
- ヒートポンプサイクルを凝縮温度85〜130℃で作動させる、請求項1から請求項5のいずれかに記載の方法。
- 2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンまたはトランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペンのみからなる熱伝達媒体、を含有し、
ヒートポンプサイクルを用いて、60℃以上の水または100℃以上の水蒸気を生成する、熱伝達装置。 - 熱伝達媒体が、2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンのみからなる、請求項6に記載の熱伝達装置。
- 熱伝達媒体が、トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペンのみからなる、請求項6に記載の熱伝達装置。
- 熱伝達媒体が、さらに、鉱物油(パラフィン系油またはナフテン系油)または合成オイルのアルキルベンゼン類(AB)、ポリ(アルファ−オレフィン)、エステル類、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)、ポリビニルエーテル類(PVE)およびそれらの組合せから選択される潤滑剤を含む、請求項6から請求項8のいずれかに記載の熱伝達装置。
- 熱伝達媒体が、さらに、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)およびポリビニルエーテル類(PVE)から選択される潤滑剤を含む、請求項6から請求項8のいずれかに記載の熱伝達装置。
- ヒートポンプサイクルを凝縮温度85〜130℃で作動させる、請求項6から請求項10のいずれかに記載の熱伝達装置。
- 2−メトキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンのみからなる、ヒートポンプシステムによる60℃以上の給湯または100℃以上の水蒸気生成用熱伝達媒体。
- トランス−1−メトキシ−3,3,3−トリフルオロプロペンのみからなる、ヒートポンプシステムによる60℃以上の給湯または100℃以上の水蒸気生成用熱伝達媒体。
- さらに、鉱物油(パラフィン系油またはナフテン系油)または合成オイルのアルキルベンゼン類(AB)、ポリ(アルファ−オレフィン)、エステル類、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)、ポリビニルエーテル類(PVE)およびそれらの組合せから選択される潤滑剤を含む、請求項13または請求項14に記載の熱伝達媒体。
- さらに、ポリオールエステル類(POE)、ポリアルキレングリコール類(PAG)およびポリビニルエーテル類(PVE)から選択される潤滑剤を含む、請求項13または請求項14に記載の熱伝達媒体。
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