(57)【要約】【課題】  冷媒混合物。プロパンとブタンの混合物はＲ−１２＋Ｒ１３４Ａの代用品として有効に使用できる可能性がある。【解決手段】  オゾンを破壊するＲ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒の使用が排除可能となる。理想的に言えば、混合物は液体質量でおよそ５０％のプロパンと５０％のブタンから成る。混合物は最大でおよそ７５％のプロパンかブタンのどちらかを含む。また、混合物を利用する冷却の過程も明らかにされる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒専用に機械設計された既存の冷却装置（圧縮機、コンデンサー、膨張弁、エバポレーターを包括する冷却回路を利用する装置）で、エパポレーターとコンデンサーの間の熱エネルギーを移動させる冷媒がある。この冷媒はエバポレーター内において、圧縮機で圧縮されるガスを生成する為に蒸発し、圧縮、凝縮、液化し、膨張弁によってエバポレーターに供給される。Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒を炭化水素ベースの冷媒混合物に交換する方法を包括する改良点は、冷媒回路からＲ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒を実際に取り除く方法によって達成され、それから回路に炭化水素冷媒混合物を注入する。プロパンとブタンの混合物を含む代替炭化水素冷媒混合物内のプロパンとブタンは、常圧で利用される場合においての蒸発と凝縮温度に関してＲ−１２＋Ｒ１３４Ａの物理的な性質に近似し、その物理的な性質の提供には十分である。したがって、その炭化水素冷媒混合物が既存の冷却回路をそのまま利用する事が可能と言う事である。
【請求項２】
請求項１において、プロパンとブタンの混合物に体積として少なくとも２５パーセント（２５％）のプロパンを含む事。
【請求項３】
請求項１において、プロパンとブタンの混合物に体積として少なくとも５０パーセント（５０％）のプロパンを含む事。
【請求項４】
請求項１において、プロパンとブタンの混合物に体積として少なくとも６０パーセント（６０％）のプロパンを含む事。
【請求項５】
請求項１において、プロパンとブタンの混合物に体積として少なくとも７５パーセント（７５％）のプロパンを含む事。
【請求項６】
請求項１を使用した冷却装置が自動車に使われる事。
【請求項７】
請求項６の自動車にはバイクも含む。
【請求項８】
請求項１を使用した冷却装置が家庭用冷蔵庫に使われる事。
【請求項９】
請求項１の冷媒混合物には、体積にしてプロパンおよそ５０〜６０パーセント、同じく体積にしてブタンおよそ４０〜５０パーセントが含まれる事。
【請求項１０】
請求項１のプロパンとブタンの混合物には、体積にしておよそ６０パーセント（６０％）のプロパンと４０パーセント（４０％）のブタンが含まれる。
【請求項１１】
請求項１のプロパンとブタンの混合物は、体積にして６０パーセント（６０％）のプロパンと４０パーセント（４０％）のブタンから構成される。
【請求項１２】
請求項１の冷却機油の構成を包括する既存の冷却装置、既存の冷却装置の冷凍機油の構成は、炭化水素ベースの冷媒混合物においては互換性がある。
【請求項１３】
請求項１で、Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒を冷却回路から実際に取り出す前に、冷却装置の冷凍機油の構成を崩す事。
【請求項１４】
Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒の使用と互換性を持つ冷媒の循環専用に機械設計された既存の冷却装置（圧縮機、コンデンサー、膨張弁、エバポレーターを包括する冷却回路を利用する装置）で、冷媒はエバポレーター内において、圧縮機で圧縮されるガスを生成する為に蒸発し、圧縮、凝縮、膨張弁によってエバポレーターに供給される。炭化水素ベースの冷媒混合物を利用する方法を包括する改良点は、冷媒回路から取り除く方法によって達成され、それから回路に炭化水素冷媒混合物を注入する。炭化水素冷媒混合物とはプロパンとブタンの混合物であり、プロパンは体積として少なくともおよそ２５パーセント（２５％）を含んでいなければならない。
【請求項１５】
請求項１４のプロパンとブタンの混合物は体積として少なくともおよそ５０パーセント（５０％）のプロパンを含む事。
【請求項１６】
請求項１４プロパンとブタンの混合物は体積として少なくともおよそ６０パーセント（６０％）のプロパンを含む事。
【請求項１７】
請求項１４プロパンとブタンの混合物は体積として少なくともおよそ７５パーセント（７５％）のプロパンを含む事。
【請求項１８】
請求項１４を使用した冷却装置が自動車に使われる事。
【請求項１９】
請求項１８の自動車にはバイクも含む。
【請求項２０】
請求項１４を使用した冷却装置が家庭用冷蔵庫に使われる事。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、冷却装置における新冷媒混合物に関連する。本冷媒はオゾン層に無害で、自動車空調及び住宅の空調等の装置に最適である。
【背景技術】
【０００２】  オゾンに有害な物質をできるだけ使用せず、地球上の大気を傷つけない、使用法が簡単で、安価な冷媒の要求は長年の願いであった。特に、Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａまたはジクロロジフルオロメタンとして一般的に知られている冷媒の代用品として使用でき、簡単で、低コストな冷媒の必要性が叫ばれてきた。正常な気圧では、Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａは−５．２℃で沸騰する。したがって、どんな代替も、その特性に十分に匹敵し、更に既存の設備を高価な変更なしで使用する事が代替物質に求められる条件であった。【０００３】  また、広く報告された望ましくないオゾン層破壊結果に加えて、冷却装置に詳しい人々はＲ−１２＋Ｒ１３４Ａやその他のフルオロクロロカーボン冷媒が冷却装置における分解の結果、酸の生成に大きく貢献する事実を認識した。このような酸の生成は珍しい事ではなく、実際に起きると、冷媒装置の金属表面へ著しい損害を生じる事がある。Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａベースの冷却装置においては、汚染している潤滑油の使用で湿気が生じ、このように酸を生成するのである。【０００４】  今日まで提案されてきたＲ−１２＋Ｒ１３４Ａ代用品は、不燃性の冷媒を作り出そうとした結果、そのほとんどが臭素か他の原子の添加を利用し、代入された様々な炭化水素である。そのような代替物質には、露光した人体への望ましくない毒物学的な影響等の新たな問題が生じた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  今回、前出のフルオロクロロカーボン冷媒によく見られる問題点を解決した新冷媒混合物を発明、その結果をここに提供する。本発明は、これまで利用可能な冷媒と異なり、簡単で、比較的安価で、製造法も簡単で、少なくとも、既存の、または、提案されてきた代替候補よりも優れていると言える。さらに、これはオゾン保護に有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  その他の重要な特徴は、開発した新冷媒混合物は冷却装置で使用過程において望ましくない酸性の化合物を生成しないと言う事である。多くの以前に知られている冷媒と比較しても、これは独自の安全特徴である。【０００７】  新冷媒混合物は基本的にプロパンとブタンの５０−５０混合物である（プロパン、ブタン共に最大７５％が上限）。【０００８】  新冷媒はハロゲン又はその他による代替水素分子が必要でないという点において前記の既存冷媒とは異なっている。その最も簡単なかたちおいて、本発明はプロパンとブタンの混合物がＲ−１２＋Ｒ１３４Ａ装置への直接代替物質として最適な特性を持つと言う事実を発見した事が最大の収穫である。【０００９】  したがって、オゾン層の保護、および一般的に利用可能なプロパンとブタンガスと言う低コストのガスを利用すると言う二重の利点は、これが最適な代替物質である事を証明している。
【発明の効果】
【００１０】  上記から、発明物質がオゾン層の破壊に貢献しない事実は明らかである。【００１１】  そして、発明物質のもう一つの重要な、しかも、より特筆される利点はＲ−１２＋Ｒ１３４Ａベースの冷却装置に直接充填可能と言う点である、更に：【００１２】  製造法が簡単；【００１３】  比較的低コスト；【００１４】  以上の点から、冷却装置も選ばず、コストペナルティなしで広く使用する事が利点として挙げられる；更に、【００１５】  充填及び取り除き方法も簡単な扱い易い冷媒ガス混合物を供給する。【００１６】  発明物質の他の重要な点、特徴、及び追加利点は上記から十分理解できる。
【実施例】
【００１７】  最も広く使用されている冷却装置は、Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａを利用したもので自動車や住居用空調装置に極一般的に利用されている。ここに発表されている冷媒混合物はその他のタイプの冷媒回路と使用されているかも知れないが、ここでは最も一般的に使用されたタイプを参考に発表する。
【図１】
【００１８】
【００１９】  ここでは自動車空調装置１０を示している。このタイプの装置は自動車やトラックの座席を冷やす目的で一般的に利用される。冷却装置１０の重要な部品は、低温、低圧吸入側１４から高温、高圧吐出側１６までの循環冷媒１２の圧力（及び温度）を上昇させる目的で使用される圧縮機１１を含む。冷媒１２圧力が上昇すると、コンデンサー１８で達成可能な内部温度をベースに凝縮される事ができる。実際の運転温度と圧力は大きく異なる。しかしながら、外気が自動車のコンデンサーに入ってきた時の温度は１００℃、高圧回路は約２２０〜２７０ｐｓｉｇで作動する。反対に低圧回路は２０−３０ｐｓｉｇで作動する。低圧回路圧は冷たい冷媒の温度（約２０〜３０℃）に相当する。コンデンサー１８で凝縮された冷媒１２蒸気は、液体冷媒を蓄積する為レシーバー２０を通る。レシーバーは循環する冷媒１２から水分を取り除く為に乾燥剤（内部にあるので見えない）を含む。これによって冷媒が有害物質（大抵の場合、酸性分解製品）の形成に傾く指示を最小にする事ができる。
【００２０】  高圧冷媒１２をエバポレーター２２に注入するには、冷媒は温度式膨張弁２４を通して制御されなければならない。液体冷媒１２は低圧エバポレーター２２に供給される。その場合、冷媒１２の大部分は液体としてエバポレーター２２の内部に入る。熱がエバポレーター２２に伝導するのに従って（空気通路２８を通り抜けるエアストリーム２６を通して）、液体冷媒１２は沸騰し、低圧蒸気になる。その後、この過程を繰り返す為に、圧縮機１１の低圧サイド吸入側１４に移動する。
【００２１】  ほとんどの自動車用冷却装置では、ジクロロフルオロメタン（Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａ）が冷媒として使用されている。しかし、この化合物は大気中のオゾン層の減少に影響する事がわかった。その結果、必要に応じて合衆国その他で法律における特定の規制がない限り、その使用は中止されている。
【００２２】  プロパンとブタンから成る混合物は、空調及び冷却装置においてＲ−１２＋Ｒ１３４Ａと直接置換する事が可能であると言う事を発見した。最適な構成は体積にしておよそ５０％のプロパンで、ブタンにおいては重大な困難に遭遇しないで構成はいくらか変えられるかも知れない。実際は、プロパン７５％、残りブタンでも可能でもある。望ましくは、上で述べたように、少なくとも５０％のプロパンは使用したい。多くの場合、プロパン含有量２５％以下は避けたい。
【００２３】  また、開発した冷媒混合物も図２に表わされるような家庭用冷蔵庫装置における使用も適当である。冷蔵庫４０はそこに圧縮機４２、コンデンサー４４、膨張弁４６、エバポレーター４８、および圧縮機４２に戻る低圧蒸気管路５０を持ち合わせているのがわかる。装置の操作は上に詳しく説明された自動車冷却装置のそれと同様であり、ここでは省略する。参照に、Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａベースの冷蔵庫装置は、高圧側でおよそ１２０ｐｓｉｇ、低圧側でおよそ０ｐｓｉｇで作動するのが一般的である。プロパンとブタンの混合割合５０−５０の混合物がおよそ７５ｐｓｉｇで凝縮される時、この混合物は理想的な範囲で冷媒の状態を変化させる。
【００２４】  一般的に家庭用冷蔵庫装置に使用される冷媒ガス、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２＋Ｒ１３４Ａ）が、望ましくは、およそ５０％のブタンと残りプロパンから成るプロパン−ブタン混合物に有利に取り替えられるかも知れない事を発見した。また、家庭用冷蔵庫に使用されるＲ−１２＋Ｒ１３４Ａ冷媒の効率よりもおよそ５０％のプロパンとおよそ５０％のブタンの冷媒混合物の方がさらにエネルギー効率的である事も発見した。しかしながら、正確な削減量は利用される混合物と装置、特にコンプレッサーのサイズによって異なるだろう。
【００２５】  以上が、開発した冷媒混合物およびその使用方法である。材料は、低コストで、容易に準備できるものであり、冷却装置において有害な酸を生産する傾向もない。さらに、混合物は冷凍機油と互換性があり、冷却装置で安全に使用する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  自動車空調装置の模式図
【図２】  家庭用冷蔵庫装置の模式図
【図１】
2010145079.tif 000002
【図２】
2010145079.tif 000003