(57)【要約】  本開示は、蒸気圧縮熱搬送システム中の熱交換方法に関する。特に、本開示は、少なくとも１種類のフルオロオレフィンを含む作動流体を使用する蒸気圧縮熱搬送システムの性能を改善するための中間熱交換器の使用に関する。さらに、本開示は、中間熱交換器を二列蒸発器または二列凝縮器、またはその両方とともに含む蒸気圧縮熱搬送システムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を循環する作動流体を有する蒸気圧縮熱搬送システムにおける熱交換方法であって、
（ａ）フルオロオレフィンを含む作動流体を、内部熱交換器の第１の管の入口に、内部熱交換器を通し、そしてその出口に循環させるステップと、
（ｂ）作動流体を、内部熱交換器の第１の管の出口から、蒸発器の入口に、作動流体を蒸発させそれにより作動流体を気体作動流体に変換するための蒸発器を通し、そして蒸発器の出口を通して、循環させるステップと、
（ｃ）作動流体を、蒸発器の出口から、内部熱交換器の第２の管の入口に、凝縮器から出た液体作動流体から蒸発器から出た気体作動流体に熱を伝達するための内部熱交換器を通し、そして第２の管の出口に循環させるステップと、
（ｄ）作動流体を、内部熱交換器の第２の管の出口から、圧縮機の入口に、気体作動流体を圧縮するための圧縮機を通し、そして圧縮機の出口に、循環させるステップと、
（ｅ）作動流体を、圧縮機の出口から、凝縮器の入口に、そして圧縮された気体作動流体を液体に凝縮させるための凝縮器に通し、そして凝縮器の出口に、循環させるステップと、
（ｆ）作動流体を、凝縮器の出口から、凝縮器から出た液体の熱を蒸発器から出た気体に熱搬送するための、中間熱交換器の第１の管の入口に、そして第２の管の出口に、循環させるステップと、
（ｇ）作動流体を、内部熱交換器の第２の管の出口から、蒸発器に戻して、循環させるステップと
を含む、方法。
【請求項２】
第２の管の中の作動流体が、第１の管の中の作動流体の流れの方向に対して向流方向に流れ、それによって第１の管の中の作動流体を冷却し、第２の管の中の作動流体を加熱する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の管が第２の管より大きい直径を有し、そして第２の管が第１の管の中に同心的に配置され、そして第１の管の中の熱液体が、第２の管の中の冷気体を取り囲む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
凝縮ステップが、
（ｉ）二列凝縮器の後列に作動流体を循環させるステップであって、ここで後列が第１の温度で作動流体を受け取るステップと、
（ｉｉ）二列凝縮器の前列に作動流体を循環させるステップであって、ここで前列が第２の温度で作動流体を受け取り、ここで第２の温度は第１の温度より低く、その結果前列および後列を交差して伝わる空気は予熱され、それによって後列に到達するときの空気の温度が、前列に到達するときよりも高くなるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
蒸発ステップが、
（ｉ）作動流体を、第１列と第２列とを有する二列蒸発器の入口を通過させるステップと、
（ｉｉ）第１列中の作動流体を、蒸発器の入口を通しての流体の流れに対して垂直方向に、循環させるステップと、
（ｉｉｉ）第２列中の作動流体を、入口を通しての作動流体の流れの方向とほぼ逆の方向で、循環させるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
作動流体が、ハイドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、炭化水素、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、アンモニア（ＮＨ３）、およびヨードトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ）から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含む、請求項１、４、または５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
フルオロオレフィンがＨＦＣ−１２３４ｙｆを含む、請求項１、４、または５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
作動流体としてＨＦＣ−１３４ａを使用するシステムと比較して、システムの成績係数および冷却能力が少なくとも７．５％増加する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
熱交換のための蒸気圧縮熱搬送システムであって、
（ａ）入口と出口とを有する蒸発器と、
（ｂ）入口と出口とを有し、ここに入口が蒸発器の出口に接続された圧縮機と、
（ｃ）圧縮機の出口に接続された二列凝縮器であって、
（ｉ）入口と、
（ｉｉ）入口に接続された第１列であって、作動流体を第１の温度でマニホールドの中に流し、次にチャネル内を少なくとも１つの方向で通し、第２の出口マニホールド中に集めることを可能にするための、第１の入口マニホールドと複数のチャネルとを含む第１列と、
（ｉｉｉ）第１列に接続された第２列であって、第１列中の作動流体より低い第２の温度で作動流体を誘導するための複数のチャネルを含む第２列と、
（ｉｖ）第１列を第２列に接続する導管と
を有する、二列凝縮器と、
（ｄ）中間熱交換器であって、
（ｉ）凝縮器の出口に接続された入口と出口とを有する第１の管と、
（ｉｉ）出口に接続された入口と、二列凝縮器の入口に接続された出口とを有する第２の管と
を有する、中間凝縮器と
を含み、
ここに蒸発器の入口が、中間熱交換器の第１の管の出口に接続される、蒸気圧縮熱搬送システム。
【請求項１０】
熱交換のための蒸気圧縮熱搬送システムであって、
（ａ）作動流体を蒸発させるための二列蒸発器であって、
（ｉ）入口と、
（ｉｉ）入口に接続された前列と、
（ｉｉｉ）前列に接続された後列と、
（ｉｖ）後列に接続された出口と
を有する二列蒸発器と、
（ｂ）入口と出口とを有し、ここに入口が蒸発器の出口に接続された圧縮機と、
（ｃ）入口と出口とを有し、ここに入口が圧縮機の出口に接続された凝縮器と、
（ｄ）中間熱交換器であって、
（ｉ）凝縮器の出口ラインに接続された入口と、蒸発器の入口に接続された出口とを有する第１の管と、
（ｉｉ）蒸発器の出口に接続された入口を有する第２の管と
を有する中間熱交換器と
を含む、蒸気圧縮熱搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸気圧縮熱搬送システム中の熱交換方法に関する。特に、本開示は、少なくとも１種類のフルオロオレフィンを含む作動流体を使用する蒸気圧縮熱搬送システムの性能を改善するための中間熱交換器の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍システムおよび空調機などの熱搬送システムの性能を改善する方法は、このようなシステムの運転費用を削減するために常に探求されている。
【０００３】
蒸気圧縮熱搬送システムなどの熱搬送システム用の新規な作動流体が提案される場合、その新規な作動流体の冷却能力およびエネルギー効率を改善する手段を提供できることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人らは、凝縮器から出る作動流体が過冷却されることで、フルオロオレフィンを使用する蒸気圧縮熱搬送システム中の内部熱交換器の使用によって予期せぬ利点が得られることを発見した。「過冷却」は、特定の圧力における液体の飽和点より低温まで液体の温度を下げることを意味する。飽和点は、蒸気が通常は凝縮して液体となる温度であるが、この特定の圧力において過冷却によってより低温の蒸気が生成されることを意味する。飽和点より低温まで蒸気を冷却することによって、正味の冷凍能力を増加させることができる。したがって、過冷却によって、フルオロオレフィンを作動流体として使用する蒸気圧縮熱搬送システムなどのシステムの冷却能力およびエネルギー効率が改善される。
【０００５】
特に、フルオロオレフィンの２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２３４ｙｆ）が作動流体として使用される場合、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）などの周知の作動流体を使用する場合と比較すると、作動流体の成績係数および能力に関して驚くべき結果が得られた。実際に、ＨＦＣ−１２３４ｙｆを使用するシステムの成績係数および冷却能力は、ＨＦＣ−１３４ａを作動流体として使用するシステムよりも少なくとも７．５％増加した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明によると、本開示は、蒸気圧縮熱搬送システム中の熱交換方法であって、
（ａ）フルオロオレフィンを含む作動流体を、内部熱交換器の第１の管の入口から、内部熱交換器に通し、その出口まで循環させるステップと、
（ｂ）作動流体を、内部熱交換器の第１の管の出口から蒸発器の入口まで送り、蒸発器に通して作動流体を蒸発させることで作動流体を気体作動流体に変化させ、蒸発器の出口に通すことで循環させるステップと、
（ｃ）作動流体を、蒸発器の出口から内部熱交換器の第２の管の入口まで送って、凝縮器を出た液体作動流体から蒸発器を出た気体作動流体に熱を搬送し、内部熱交換器に通し、第２の管の出口まで送ることで循環させるステップと、
（ｄ）作動流体を、内部熱交換器の第２の管の出口から圧縮機の入口まで送り、圧縮機に通して気体作動流体を圧縮し、圧縮機の出口まで送ることで循環させるステップと、
（ｅ）作動流体を、圧縮機の出口から凝縮器の入口に送り、凝縮器に通して圧縮された気体作動流体を液体に凝縮させ、凝縮器の出口まで送ることで循環させるステップと、
（ｆ）作動流体を、凝縮器の出口から中間熱交換器の第１の管の入口に送って、凝縮器を出た前記液体から蒸発器を出た前気体まで熱搬送し、第２の管の出口まで送ることで循環させるステップと、
（ｇ）作動流体を、内部熱交換器の第２の管の出口から蒸発器に戻すことで循環させるステップと
を含む方法を提供する。
【０００７】
さらに、過冷却によって、二列凝縮器または二列蒸発器のいずれかを使用する熱交換などの横断流／向流型の熱交換を使用するシステムの性能および効率が向上することが分かった。
【０００８】
したがって、さらに本発明の方法によると、本開示によって、凝縮ステップが、
（ｉ）二列凝縮器の後列に作動流体を循環させるステップであって、後列が第１の温度において作動流体を受け取るステップと、
（ｉｉ）二列凝縮器の前列に作動流体を循環させるステップであって、前列が第２の温度において作動流体を受け取り、第２の温度は第１の温度より低く、そのため前列および後列を通過する空気は予熱され、それによって後列に到達するときの空気の温度が、前列に到達するときよりも高くなるステップと
を含むことができることも規定される。
【０００９】
一実施形態においては、本発明の作動流体は、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２３４ｙｆ）であってよい。
【００１０】
さらに本発明の方法によると、本開示によって、蒸発ステップが、
（ｉ）第１列と第２列とを有する二列蒸発器の入口に作動流体を通すステップと、
（ｉｉ）蒸発器の入口を通過する流体の流れに対して垂直方向で、第１列中に作動流体を循環させるステップと、
（ｉｉｉ）入口を通過する作動流体の流れの方向とほぼ逆の方向で、第２列中に作動流体を循環させるステップと
を含むことができることも規定される。
【００１１】
また本発明によると、二列凝縮器または二列蒸発器、あるいはその両方とともに中間熱交換器を含む熱交換のための蒸気圧縮熱搬送システムが提供される。
【００１２】
本発明は、以下の図面を参照することでより十分に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による蒸気圧縮熱搬送システム中の熱交換方向の実施に使用される、中間熱交換器を含む蒸気圧縮熱搬送システムの一実施形態の概略図である。
【図１Ａ】中間熱交換器の特定の一実施形態の断面図であり、この熱交換器の管は互いに同心である。
【図２】図１の蒸気圧縮熱搬送システムとともに使用することができる二列凝縮器の斜視図である。
【図３】図１の蒸気圧縮熱搬送システムとともに使用することができる二列蒸発器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の一実施形態は、蒸気圧縮熱搬送システム中の熱交換方法を提供する。蒸気圧縮熱搬送システムの１つは、作動流体が複数のステップで再利用され、あるステップで冷却効果が得られ、異なるステップで加熱硬化が得られる閉ループシステムである。このようなシステムは一般に、蒸発器、圧縮機、凝縮器、および膨張装置を含み、このようなシステムは当該技術分野において周知である。この方法の説明には図１が参照される。
【００１５】
図１を参照すると、凝縮器４１からの液体作動流体は、ラインを通って中間熱交換器（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｈｅａｔ  ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）、または単純にＩＨＸに流れる。中間熱交換器は、比較的高温の液体作動流体が入った第１の管３０と、比較的温度の低い気体作動流体が入った第２の管５０とを含む。ＩＨＸの第１の管は、凝縮器の出口ラインに接続されている。次に、液体作動流体は、膨張装置５２を通りライン６２を通って、冷却される物体の近傍に配置された蒸発器４２まで流れる。蒸発器中で、作動流体は蒸発して気体作動流体に変化し、作動流体の気化によって冷却が行われる。膨張装置５２は、膨張弁、毛細管、オリフィスチューブ、または作動流体の圧力を急激に低下させることが可能なあらゆる他の装置であってよい。蒸発器は出口を有し、その出口を通って低温の気体作動流体がＩＨＸの第２の管５０まで流れ、ここで低温の気体作動流体は、ＩＨＸの第１の管３０の中の高温の液体作動流体と熱的に接触し、次に低温の気体作動流体はある程度温められる。気体作動流体は、ＩＨＸの第２の管からライン６３を通って、圧縮機１２の入口まで流れる。圧縮機中で気体は圧縮され、圧縮された気体作動流体は圧縮機から排出され、ライン６１を通って凝縮器４１まで流れ、ここで作動流体が凝縮することで熱を発し、次にこのサイクルが繰り返される。
【００１６】
別の中間熱交換器中では、比較的高温の液体作動流体が入った第１の管と、比較的低温の気体作動流体が入った第２の管とが熱的に接触することで、高温の液体から低温の気体に熱を搬送することができる。これら２つの管を熱的に接触させる手段は様々なものであってよい。一実施形態においては、第１の管は第２の管より大きい直径を有し、第２の管は第１の管の中に同心的に配置され、および第１の管の中の高温液体が第２の管の中の低温ガスを取り囲む。この実施形態は図１Ａに示されており、第１の管（３０ａ）が第２の管（５０ａ）を取り囲んでいる。
【００１７】
また、一実施形態においては、内部熱交換器の第２の管の中の作動流体は、第１の管の中の作動流体の流れの方向に対して向流方向に流れることができ、それによって第１の間の中の作動流体を冷却し、第２の管の中の作動流体を加熱することができる。
【００１８】
横断流／向流型熱交換は、二列凝縮器または二列蒸発器によって図１のシステム中に提供することができるが、このシステムはこのような二列凝縮器または二列蒸発器に限定されるものではないことに留意されたい。このような凝縮器および蒸発器は、２００６年１２月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／８７５，９８２号明細書（現在では２００７年１２月１７日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ０７／２５６７５号明細書）に詳細に記載されており、これらは非共沸または近共沸組成物を含む作動流体のために特に設計することができる。したがって、本発明によると、二列凝縮器または二列蒸発器のいずれか、あるいはその両方を含む蒸気圧縮熱搬送システムが提供される。このようなシステムは、二列凝縮器または二列蒸発器の説明を除けば、図１に関して前述したシステムと同じである。
【００１９】
二列凝縮器を含むこのようなシステムを説明するために図２を参照する。図２には二列凝縮器が４１で示されている。この二列横断流／向流型設計では、高温作動流体は、第１列または後列１４を通って凝縮器に入り、第１列を通過し、第２列または前列１３を通って凝縮器を出る。第１列は入口またはコレクター６に接続されており、そのため作動流体はコレクター６を通って第１列１４に入る。第１列は、第１の入口マニホールドと複数のチャネルまたは通路とを含み、そのうちの１つは図２中に２で示されている。作動流体は入口に入り、第１列の第１の通路２の内側を流れる。これらのチャネルによって、作動流体は第１の温度においてマニホールド内を流れることができ、少なくとも１つの方向でチャネルを通過し、図１中に１５で示される第２の出口マニホールド中に集められる。第１列または後列の中で、作動流体は、この二列凝縮器の第２列または前列１３によって加熱された空気による向流で冷却される。作動流体は、第１列１４の第１の通路２から、第１列に接続された第２列１３まで流れる。第２列は、第１列中の作動流体よりも低い第２の温度で作動流体を流すための複数のチャネルを含む。作動流体は、導管または接続部７と導管１６とによって、第１列の第１の通路２から第２列の通路３に流れる。次に作動流体は、第１列と第２列とを接続する導管または接続部８を通って、通路３から第２列１３中の通路４に流れる。次に作動流体は、導管または接続部９を通って、通路４から通路５に流れる。次に過冷却された作動流体が、出口マニホールド１５を通って接続部または出口１０によって凝縮器を出る。図２の場所１１および１２を有する矢印で示されるように、空気は作動流体の流れに対して向流方向で循環する。図２に示される設計は一般的なものであり、固定用途および移動用途のあらゆる空気−冷媒凝縮器に使用することができる。
【００２０】
二列蒸発器を含む蒸気圧縮熱搬送システムの説明においてこれより図３を参照する。図３中には二列蒸発器が４２で示されている。この二列横断流／向流型設計では、二列蒸発器は、入口、入口に接続された第１列または前列１７、第１列に接続された第２列または後列１８、ならびに後列に接続された出口を含む。特に、作動流体は、図３中に示されるように入口またはコレクター２４を通って最低温度で蒸発器１９に入る。次に、作動流体は下方に流れてタンク２０を通り、コレクター２５を通ってタンク２１に流れ、次にタンク２１から、コレクター２６を通って後列中のタンク２２に流れる。次に、作動流体はタンク２２から、コレクター２７を通ってタンク２３に流れ、最終的には出口またはコレクター２８を通って蒸発器を出る。図３の場所２９および３０を有する矢印で示されるように、空気は横断流−向流の配置で循環する。
【００２１】
図１、１Ａ、２、および３に示される実施形態においては、内部を作動流体が流れることができる蒸気圧縮熱搬送システムの構成要素間の接続ラインは、このような目的に周知のあらゆる典型的な導管材料で構成されていてよい。一実施形態においては、金属配管または金属管材料（アルミニウムまたは銅または銅合金の管材料など）を熱搬送システムの構成要素の接続に使用することができる。別の一実施形態においては、ポリマーまたはエラストマー、あるいはこのような材料と金属メッシュなどの補強材との組み合わせなどの種々の材料で構成されるホースを本発明のシステム中に使用することができる。熱搬送システム用、特に自動車空調システム用に設計されたホースの一例は、２００６年９月１日に出願された米国仮特許出願第６０／８４１，７１３号明細書（現在は２００７年８月３１日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ０７／０１９２０５号明細書および２００８年３月６日に公開された国際公開第２００８−０２７２５５Ａ１号パンフレット）において提供されている。ＩＨＸの管の場合、金属配管または管材料によって、高温液体作動流体から低温気体作動流体により効率的に熱が搬送される。
【００２２】
流体を圧縮するための機械的手段に依存して、あるいは容積式（たとえば、往復式、スクロール式、またはスクリュー式）または動的（たとえば、延伸式またはジェット式）として、往復式、回転式、ジェット式、遠心式、スクロール式、スクリュー式、または軸流式などのさまざまな種類の圧縮機を、本発明の実施形態の蒸気圧縮熱搬送システム中に使用することができる。
【００２３】
ある実施形態においては、本明細書に開示される熱搬送システムは、特に蒸発器および凝縮器の両方に、フィンチューブ熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、ならびに垂直または水平ワンパス型チューブ式またはプレート式熱交換器を使用することができる。
【００２４】
本明細書に記載される閉ループ蒸気圧縮熱搬送システムは、固定式の冷凍、空調、およびヒートポンプ、あるいは移動式の空調および冷凍システムに使用することができる。固定式の空調およびヒートポンプ用途としては、窓、ダクトレス、ダクト内、筐体に入れられた端末、冷却機、ならびにパッケージ化された屋上（ｐａｃｋａｇｅｄ  ｒｏｏｆｔｏｐ）などの小型工業用および工業用空調システムが挙げられる。冷凍用途としては、家庭用または自宅用の冷蔵庫および冷凍庫、製氷機、内蔵式冷蔵庫および冷凍庫、ウォークイン冷蔵庫および冷凍庫、ならびにスーパーマーケットのシステム、および冷凍輸送システムが挙げられる。
【００２５】
移動式の冷凍または空調システムは、道路、鉄道、海上、または航空の輸送単位に組み込まれたあらゆる冷凍または空調システムを意味する。さらに、「複合一貫輸送」システムとして知られているあらゆる移動装置とは独立したシステムに冷凍または空調を適用することを意味する装置も本発明に含まれている。このような複合一貫輸送システムとしては、「コンテナ」（複合海上／陸上輸送）および「スワップボディ」（複合道路および鉄道輸送）が挙げられる。本発明は、自動車用空調装置または冷凍道路輸送装置などの道路輸送用冷凍装置または空調装置に特に有用である。
【００２６】
本発明の蒸気圧縮熱搬送システム中に使用される作動流体は、少なくとも１種類のフルオロオレフィンを含む。フルオロオレフィンとは、炭素、フッ素、および場合により水素または酸素を含有し、少なくとも１つの二重結合も有するあらゆる化合物を意味する。これらのフルオロオレフィンは、線状、分岐、または環状であってよい。
【００２７】
フルオロオレフィンは、作動流体において様々な有用性を有し、例としては、起泡剤、発泡剤、消化剤、伝熱媒体（冷凍システム、冷蔵庫、空調システム、ヒートポンプ、冷却機などで使用される伝熱流体および冷媒）としての使用が挙げられる。
【００２８】
ある実施形態においては、伝熱組成物は、２〜１２個の炭素原子を有する少なくとも１種類の化合物を含むフルオロオレフィンを含むことができ、別の一実施形態においてフルオロオレフィンは３〜１０個の炭素原子を有する化合物を含み、さらに別の一実施形態においてフルオロオレフィンは３〜７個の炭素原子を有する化合物を含む。代表的なフルオロオレフィンとしては、表１、表２、および表３に列挙されるすべての化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
一実施形態においては、本発明の方法は、式Ｅ−またはＺ−Ｒ１ＣＨ＝ＣＨＲ２（式Ｉ）（式中、Ｒ１およびＲ２は独立に、Ｃ１〜Ｃ６パーフルオロアルキル基である）を有するフルオロオレフィンを含む作動流体を使用する。Ｒ１基およびＲ２基の例としては、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）２、Ｃ（ＣＦ３）３、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）２、Ｃ（ＣＦ３）２Ｃ２Ｆ５、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２Ｃ２Ｆ５、およびＣ（ＣＦ３）２ＣＦ２Ｃ２Ｆ５が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一実施形態においては、式Ｉのフルオロオレフィンは少なくとも約４個の炭素原子を分子中に有する。別の一実施形態においては、式Ｉのフルオロオレフィンは少なくとも約５個の炭素原子を分子中に有する。代表的で非限定的な式Ｉの化合物を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2010526982.tif 000003
【００３１】
【表２】
2010526982.tif 000004
【００３２】
【表３】
2010526982.tif 000005
【００３３】
【表４】
2010526982.tif 000006
【００３４】
式Ｉの化合物は、式Ｒ１Ｉのヨウ化パーフルオロアルキルを式Ｒ２ＣＨ＝ＣＨ２のパーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンと接触させて、式Ｒ１ＣＨ２ＣＨＩＲ２のトリヒドロヨードパーフルオロアルカンを形成することによって調製することができる。次にこのトリヒドロヨードパーフルオロアルカンを脱ヨウ化水素してＲ１ＣＨ＝ＣＨＲ２を形成することができる。あるいはオレフィンＲ１ＣＨ＝ＣＨＲ２は、式Ｒ２Ｉのヨウ化パーフルオロアルキルを式Ｒ１ＣＨ＝ＣＨ２のパーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンと反応させて形成された式Ｒ１ＣＨＩＣＨ２Ｒ２のトリヒドロヨードパーフルオロアルカンを脱ヨウ化水素によって調製することもできる。
【００３５】
ヨウ化パーフルオロアルキルとパーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンとの接触は、反応温度において反応物と生成物との自生圧力下で運転可能な好適な反応容器中で反応物を混合することによるバッチ方式で行うことができる。好適な反応容器としては、特にオーステナイト系のステンレス鋼から製造されたもの、ならびにＭｏｎｅｌ（登録商標）ニッケル−銅合金、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）ニッケル基合金、およびＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）ニッケル−クロム合金などの周知の高ニッケル合金から製造されたものが挙げられる。
【００３６】
あるいは、上記反応は、反応温度においてポンプなどの好適な点火装置によってパーフルオロアルキルトリヒドロオレフィン反応物がヨウ化パーフルオロアルキル反応物に加えられるセミバッチ方式で行うこともできる。
【００３７】
ヨウ化パーフルオロアルキル対パーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンの比は約１：１〜約４：１の間、好ましくは約１．５：１〜２．５：１とすべきである。１．５：１未満の比では、ＪｅａｎｎｅａｕｘらによってＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｏｒｉｎｅ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．４，ｐａｇｅｓ  ２６１−２７０（１９７４）において報告されるような多量の２：１付加体が生じやすくなる。
【００３８】
前記ヨウ化パーフルオロアルキルと前記パーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンとの接触に好ましい温度は、好ましくは約１５０℃〜３００℃、好ましくは約１７０℃〜約２５０℃、最も好ましくは約１８０℃〜約２３０℃の範囲内である。
【００３９】
ヨウ化パーフルオロアルキルとパーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンとの反応に好適な接触時間は、約０．５時間〜１８時間、好ましくは約４〜約１２時間である。
【００４０】
ヨウ化パーフルオロアルキルとパーフルオロアルキルトリヒドロオレフィンとの反応によって調製されたトリヒドロヨードパーフルオロアルカンは、脱ヨウ化水素ステップで直接使用することができ、好ましくは脱ヨウ化水素ステップの前に回収し蒸留によって精製することもできる。
【００４１】
脱ヨウ化水素ステップは、トリヒドロヨードパーフルオロアルカンを塩基性物質と接触させることによって行われる。好適な塩基性物質としては、アルカリ金属水酸化物（たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム）、アルカリ金属酸化物（たとえば、酸化ナトリウム）、アルカリ土類金属水酸化物（たとえば、水酸化カルシウム）、アルカリ土類金属酸化物（たとえば、酸化カルシウム）、アルカリ金属アルコキシド（たとえば、ナトリウムメトキシドまたはナトリウムエトキシド）、アンモニア水、ナトリウムアミド、またはソーダ石灰などの塩基性物質の混合物が挙げられる。好ましい塩基性物質は水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムである。
【００４２】
トリヒドロヨードパーフルオロアルカンと塩基性物質との接触は、液相中、好ましくは両方の反応物の少なくとも一部を溶解させることができる溶媒の存在下で行うことができる。脱ヨウ化水素ステップに好適な溶媒としては、アルコール（たとえば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、および第３級ブタノール）、ニトリル（たとえば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル、またはアジポニトリル）、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはスルホランなどの１種類以上の極性有機溶媒が挙げられる。溶媒の選択は、沸点生成、および精製中に生成物から微量の溶媒の除去の容易さに依存しうる。典型的には、エタノールまたはイソプロパノールがこの反応に良好な溶媒である。
【００４３】
典型的には、脱ヨウ化水素反応は、好適な反応容器中で一方の反応物（塩基性物質またはトリヒドロヨードパーフルオロアルカンのいずれか）を他方の反応物に加えることによって行うことができる。この反応は、ガラス、セラミック、または金属で製造されていてよく、好ましくはインペラーまたは撹拌装置を使用してかき混ぜられる。
【００４４】
脱ヨウ化水素反応に好適な温度は約１０℃〜約１００℃、好ましくは約２０℃〜約７０℃である。脱ヨウ化水素反応は、周囲圧力または減圧または高圧において行うことができる。式Ｉの化合物が形成されるときに反応容器から蒸留される脱ヨウ化水素反応に注目すべきである。
【００４５】
あるいは、脱ヨウ化水素反応は、前記塩基性物質の水溶液を、アルカン（たとえば、ヘキサン、ヘプタン、またはオクタン）、芳香族炭化水素（たとえば、トルエン）、ハロゲン化炭化水素（たとえば、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、またはパークロロエチレン）、またはエーテル（たとえば、ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグライム、またはテトラグライム）などの極性のより低い１種類以上の有機溶媒中のトリヒドロヨードパーフルオロアルカンの溶液と、相間移動触媒の存在下で接触させることによって行うこともできる。好適な相間移動触媒としては、第４級アンモニウムハロゲン化物（たとえば、臭化テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム硫酸塩、塩化トリエチルベンジルアンモニウム，塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、および塩化トリカプリリルメチルアンモニウム）、第４級ホスホニウムハロゲン化物（たとえば、臭化トリフェニルメチルホスホニウムおよび塩化テトラフェニルホスホニウム）、または当該技術分野においてクラウンエーテルとして知られる環状ポリエーテル化合物（たとえば、１８−クラウン−６および１５−クラウン−５）が挙げられる。
【００４６】
あるいは、脱ヨウ化水素反応は、溶媒の非存在下、トリヒドロヨードパーフルオロアルカンを固体または液体の塩基性物質に加えることによって行うこともできる。
【００４７】
脱ヨウ化水素反応の好適な反応時間は、反応物の溶解性に依存して約１５分〜約６時間またはそれを超える時間である。典型的には脱ヨウ化水素反応は迅速であり、終了には約３０分〜約３時間を要する。式Ｉの化合物は、水を加えた後に相分離させることによって、蒸留によって、またはそれらの組み合わせによって、脱ヨウ化水素反応混合物から回収することができる。
【００４８】
本発明の別の一実施形態においては、フルオロオレフィンは、環状フルオロオレフィン（シクロ−［ＣＸ＝ＣＹ（ＣＺＷ）ｎ−］（式ＩＩ）（式中、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびＷは独立にＨおよびＦから選択され、およびｎは２〜５の整数である）を含む。一実施形態においては、式ＩＩのフルオロオレフィンは少なくとも約３個の炭素原子を分子中に有する。別の一実施形態においては、式ＩＩのフルオロオレフィンは少なくとも約４個の炭素原子を分子中に有する。さらに別の一実施形態においては、式ＩＩのフルオロオレフィンは少なくとも約５個の炭素原子を分子中に有する。式ＩＩの代表的な環状フルオロオレフィンを表２に列挙する。
【００４９】
【表５】
2010526982.tif 000007
【００５０】
本発明の組成物は、式Ｉまたは式ＩＩの１種類の化合物、たとえば表１または表２中の化合物の中の１つを含むことができ、式Ｉまたは式ＩＩの複数の化合物の組み合わせを含むこともできる。
【００５１】
別の一実施形態においては、フルオロオレフィンは、表３中に列挙される化合物を含むことができる。
【００５２】
【表６】
2010526982.tif 000008
【００５３】
【表７】
2010526982.tif 000009
【００５４】
【表８】
2010526982.tif 000010
【００５５】
【表９】
2010526982.tif 000011
【００５６】
【表１０】
2010526982.tif 000012
【００５７】
表２および表３中に列挙される化合物は、市販されており、当該技術分野で周知の方法または本明細書に記載の方法によって調製することもできる。
【００５８】
１，１，１，４，４−ペンタフルオロ−２−ブテンは、固体ＫＯＨ上、気相中、室温において脱フッ化水素することによって、１，１，１，２，４，４−ヘキサフルオロブタン（ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＨＦＣＦ３）から調製することができる。１，１，１，２，４，４−ヘキサフルオロブタンの合成は、米国特許第６，０６６，７６８号明細書に記載されており、この文献は参照として本明細書に援用される。
【００５９】
１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテンは、相間移動触媒を使用し約６０℃においてＫＯＨと反応させることによって１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ヨードブタン（ＣＦ３ＣＨＩＣＨ２ＣＦ３）から調製することができる。１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ヨードブタンの合成は、ヨウ化パーフルオロメチル（ＣＦ３Ｉ）と３，３，３−トリフルオロプロペン（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨ２）とを約２００℃において自生圧力下で約８時間反応させることによって行われる。
【００６０】
３，４，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−２−ペンテンは、固体ＫＯＨの使用または炭素触媒上で２００〜３００℃において１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロペンタン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ３）を脱フッ化水素することによって調製することができる。１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロペンタンは、３，３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロ−１−ペンテン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２）の水素化によって調製することができる。
【００６１】
１，１，１，２，３，４−ヘキサフルオロ−２−ブテンは、固体ＫＯＨを使用した１，１，１，２，３，３，４−ヘプタフルオロブタン（ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＨＦＣＦ３）の脱フッ化水素によって調製することができる。
【００６２】
１，１，１，２，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテンは、固体ＫＯＨを使用した１，１，１，２，２，４，４−ヘプタフルオロブタン（ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３）の脱フッ化水素によって調製することができる。
【００６３】
１，１，１，３，４，４−ヘキサフルオロ２−ブテンは、固体ＫＯＨを使用した１，１，１，３，３，４，４−ヘプタフルオロブタン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２）の脱フッ化水素によって調製することができる。
【００６４】
１，１，１，２，４−ペンタフルオロ−２−ブテンは、固体ＫＯＨを使用した１，１，１，２，２，３−ヘキサフルオロブタン（ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３）の脱フッ化水素によって調製することができる。
【００６５】
１，１，１，３，４−ペンタフルオロ−２−ブテンは、固体ＫＯＨを使用した１，１，１，３，３，４−ヘキサフルオロブタン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２Ｆ）の脱フッ化水素によって調製することができる。
【００６６】
１，１，１，３−テトラフルオロ−２−ブテンは、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３）をＫＯＨ水溶液と１２０℃で反応させることによって調製することができる。
【００６７】
１，１，１，４，４，５，５，５−オクタフルオロ−２−ペンテンは、相間移動触媒を使用して約６０℃においてＫＯＨと反応させることによって（ＣＦ３ＣＨＩＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３）から調製することができる。４−ヨード−１，１，１，２，２，５，５，５−オクタフルオロペンタンの合成は、パーフルオロエチルヨージド（ＣＦ３ＣＦ２Ｉ）と３，３，３−トリフルオロプロペンとを約２００℃において自生圧力下で約８時間反応させることによって行うことができる。
【００６８】
１，１，１，２，２，５，５，６，６，６−デカフルオロ−３−ヘキセンは、相間移動触媒を使用して約６０℃においてＫＯＨと反応させることによって１，１，１，２，２，５，５，６，６，６−デカフルオロ−３−ヨードヘキサン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨＩＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３）から調製することができる。１，１，１，２，２，５，５，６，６，６−デカフルオロ−３−ヨードヘキサンの合成は、パーフルオロエチルヨージド（ＣＦ３ＣＦ２Ｉ）と３，３，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２）とを約２００℃において自生圧力下で約８時間反応させることによって行うことができる。
【００６９】
１，１，１，４，５，５，５−ヘプタフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−２−ペンテンは、ＫＯＨを使用してイソプロパノール中で１，１，１，２，５，５，５−ヘプタフルオロ−４−ヨード−２−（トリフルオロメチル）−ペンタン（ＣＦ３ＣＨＩＣＨ２ＣＦ（ＣＦ３）２）を脱フッ化水素することによって調製することができる。ＣＦ３ＣＨＩＣＨ２ＣＦ（ＣＦ３）２は、（ＣＦ３）２ＣＦＩとＣＦ３ＣＨ＝ＣＨ２とを約２００℃などの高温で反応させることによって製造される。
【００７０】
１，１，１，４，４，５，５，６，６，６−デカフルオロ−２−ヘキセンは、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＣＦ３）をテトラフルオロエチレン（ＣＦ２＝ＣＦ２）および五フッ化アンチモン（ＳｂＦ５）と反応させることによって調製することができる。
【００７１】
２，３，３，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテンは、フッ化物処理アルミナ（ｆｌｕｏｒｉｄｅｄ  ａｌｕｍｉｎａ）上、高温で１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロブタンを脱フッ化水素することによって調製することができる。
【００７２】
２，３，３，４，４，５，５，５−オクタフルオロ−１−ペンテンは、ＫＯＨ上で２，２，３，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロペンタンを脱フッ化水素することによって調製することができる。
【００７３】
１，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンテンは、フッ化物処理アルミナ上、高温で、２，２，３，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロペンタンを脱フッ化水素することによって調製することができる。
【００７４】
式Ｉ、式ＩＩ、表１、表２、および表３の化合物の多くは、種々の立体配置異性体または立体異性体として存在する。特定の異性体が指定されていない場合、その記載の組成物は、あらゆる１種類の立体配置異性体、１種類の立体異性体、またはそれらのあらゆる混合物を含むことを意図している。たとえば、Ｆ１１Ｅは、Ｅ−異性体、Ｚ−異性体、あるいは両方の異性体のあらゆる比率でのあらゆる組み合わせまたは混合物を表すことを意味する。別の例として、ＨＦＣ−１２２５ｙｅは、Ｅ−異性体、Ｚ−異性体、あるいは両方の異性体のあらゆる比率でのあらゆる組み合わせまたは混合物を表すことを意味し、Ｚ異性体が好ましい。
【００７５】
ある実施形態においては、作動流体は、ハイドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、炭化水素、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、アンモニア（ＮＨ３）、およびヨードトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ）から選択される少なくとも１種類の化合物をさらに含むことができる。
【００７６】
ある実施形態においては、作動流体は、炭素と、水素と、フッ素とを含有する少なくとも１種類の飽和化合物を含むハイドロフルオロカーボンをさらに含むことができる。１〜７個の炭素原子を有し約−９０℃〜約８０℃の標準沸点を有するハイドロフルオロカーボンが特に有用である。ハイドロフルオロカーボンは、多数の供給元から入手可能な商品であり、当該技術分野で周知の方法によって調製することもできる。代表的なハイドロフルオロカーボン化合物としては、フルオロメタン（ＣＨ３Ｆ、ＨＦＣ−４１）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２、ＨＦＣ−３２）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３、ＨＦＣ−２３）、ペンタフルオロエタン（ＣＦ３ＣＨＦ２、ＨＦＣ−１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＨＦ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＣＦ３ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＣＦ３ＣＨ３、ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＣＨＦ２ＣＨ３、ＨＦＣ−１５２ａ）、フルオロエタン（ＣＨ３ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−１６１）、１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−２２７ｃａ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨＦＣＦ３、ＨＦＣ−２２７ｅａ）、１，１，２，２，３，３，−ヘキサフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−２３６ｃａ）、１，１，１，２，２，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＦ３ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２３６ｃｂ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨＦＣＨＦ２、ＨＦＣ−２３６ｅａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ３、ＨＦＣ−２３６ｆａ）、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２４５ｃａ）、１，１，１，２，２−ペンタフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ３、ＨＦＣ−２４５ｃｂ）、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＨＦＣＨＦ２、ＨＦＣ−２４５ｅａ）、１，１，１，２，３−ペンタフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨＦＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，２，２，３−テトラフルオロプロパン（ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２５４ｃａ）、１，１，２，２−テトラフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＨ３、ＨＦＣ−２５４ｃｂ）、１，１，２，３−テトラフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＨＦＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２５４ｅａ）、１，１，１，２−テトラフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨＦＣＨ３，ＨＦＣ−２５４ｅｂ）、１，１，３，３−テトラフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−２５４ｆａ）、１，１，１，３−テトラフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２５４ｆｂ）、１，１，１−トリフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ３、ＨＦＣ−２６３ｆｂ）、２，２−ジフルオロプロパン（ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ３、ＨＦＣ−２７２ｃａ）、１，２−ジフルオロプロパン（ＣＨ２ＦＣＨＦＣＨ３、ＨＦＣ−２７２ｅａ）、１，３−ジフルオロプロパン（ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＨ２Ｆ、ＨＦＣ−２７２ｆａ）、１，１−ジフルオロプロパン（ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＨ３、ＨＦＣ−２７２ｆｂ）、２−フルオロプロパン（ＣＨ３ＣＨＦＣＨ３、ＨＦＣ−２８１ｅａ）、１−フルオロプロパン（ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＨ３、ＨＦＣ−２８１ｆａ）、１，１，２，２，３，３，４，４−オクタフルオロブタン（ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−３３８ｐｃｃ）、１，１，１，２，２，４，４，４−オクタフルオロブタン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、ＨＦＣ−３３８ｍｆ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＣＦ３ＣＨ２ＣＨＦ２、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）、１，１，１，２，３，４，４，５，５，５−デカフルオロペンタン（ＣＦ３ＣＨＦＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、ＨＦＣ−４３−１０ｍｅｅ）、および１，１，１，２，２，３，４，５，５，６，６，７，７，７−テトラデカフルオロヘプタン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨＦＣＨＦＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＨＦＣ−６３−１４ｍｅｅ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７７】
ある実施形態においては、作動流体は、炭素と、フッ素と、酸素と、場合により水素、塩素、臭素、またはヨウ素とを有する少なくとも１種類の化合物を含むフルオロエーテルをさらに含むことができる。フルオロエーテルは、市販されており、当該技術分野で周知の方法によって生成することもできる。代表的なフルオロエーテルとしては、ノナフルオロメトキシブタン（Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３、あらゆるまたはすべての可能な異性体またはそれらの混合物）、ノナフルオロエトキシブタン（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５、あらゆるまたはすべての可能な異性体またはそれらの混合物）、２−ジフルオロメトキシ−１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＯＣ−２３６ｅａＥβｙ、またはＣＨＦ２ＯＣＨＦＣＦ３）、１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン（ＨＦＯＣ−２７２ｆｂＥβγ、ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨＦ２）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−（フルオロメトキシ）プロパン（ＨＦＯＣ−３４７ｍｍｚＥβγ、またはＣＨ２ＦＯＣＨ（ＣＦ３）２）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−メトキシプロパン（ＨＦＯＣ−３５６ｍｍｚＥβγ、またはＣＨ３ＯＣＨ（ＣＨ３）２）、１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−３−メトキシプロパン（ＨＦＯＣ−３６５ｍｃＥγδ、またはＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨ３）、２−エトキシ−１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＯＣ−４６７ｍｍｙＥβγ、またはＣＨ３ＣＨ２ＯＣＦ（ＣＦ３）２）、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
ある実施形態においては、作動流体は、炭素および水素のみを有する化合物を含む炭化水素をさらに含むことができる。３〜７個の炭素原子を有する化合物が特に有用である。炭化水素は、多数の化学物質製造業者から入手することができる。代表的な炭化水素としては、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、２−メチルブタン、２，２−ジメチルプロパン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、３−メチルペンタン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、およびシクロヘプタンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
ある実施形態においては、作動流体は、ジメチルエーテル（ＤＭＥ、ＣＨ３ＯＣＨ３）などのヘテロ原子を含有する炭化水素を含むことができる。ＤＭＥは市販されている。
【００８０】
ある実施形態においては、作動流体は、二酸化炭素（ＣＯ２）をさらに含むことができ、これは種々の供給元より市販されており、当該技術分野で周知の方法によって調製することもできる。
【００８１】
ある実施形態においては、作動流体は、アンモニア（ＮＨ３）をさらに含むことができ、これは種々の供給元より市販されており、当該技術分野で周知の方法によって調製することもできる。
【００８２】
ある実施形態においては、作動流体は、ハイドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、炭化水素、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、アンモニア（ＮＨ３）、およびヨードトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ）から選択される少なくとも１種類の化合物をさらに含むことができる。
【００８３】
一実施形態においては、作動流体は１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２２５ｙｅ）を含む。別の一実施形態においては、作動流体はジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）をさらに含む。さらに別の一実施形態においては、作動流体は１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）をさらに含む。
【００８４】
一実施形態においては、作動流体は２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２３４ｙｆ）を含む。別の一実施形態においては、作動流体はＨＦＣ−１２２５ｙｅおよびＨＦＣ−１２３４ｙｆを含む。
【００８５】
一実施形態においては、作動流体は１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２３４ｚｅ）を含む。別の一実施形態においては、作動流体はＥ−ＨＦＣ−１２３４ｚｅ（またはトランス−ＨＦＣ−１２３４ｚｅ）を含む。
【００８６】
さらに別の一実施形態においては、作動流体は、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１５２ａ、およびＣＦ３Ｉからなる群からの少なくとも１種類の化合物をさらに含む。
【００８７】
ある実施形態においては、作動流体は、
ＨＦＣ−３２およびＨＦＣ−１２２５ｙｅ、
ＨＦＣ−１２３４ｙｆおよびＣＦ３Ｉ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２２５ｙｅ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、およびＨＦＣ−１２２５ｙｅ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２２５ｙｅ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１２２５ｙｅ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２２５ｙｅ、ＨＦＣ−１２３４ｙｆ、およびＣＦ３Ｉ、
ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１２２５ｙｅ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１３４ａおよびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−３２およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１２５およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＤＭＥおよびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１５２ａおよびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１５２ａ、ｎ−ブタン、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１３４ａ、プロパン、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１５２ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２３４ｚｅ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１２３４ｚｅ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２３４ｚｅ、ＨＦＣ−１２３４ｙｆ、およびＣＦ３Ｉ、
ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１２３４ｚｅ、およびＨＦＣ−１２３４ｙｆ、
ＨＦＣ−１３４ａおよびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−３２およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−１２５およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＤＭＥおよびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−１５２ａおよびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−１５２ａ、ｎ−ブタン、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−１３４ａ、プロパン、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、
ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１５２ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ、あるいは
ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１３４ａ、およびＨＦＣ−１２３４ｚｅ
からなる群より選択される組成物を含むことができる。
【実施例】
【００８８】
実施例１
性能の比較
ＩＨＸを使用して改善が見られるかどうかを調べるために、中間熱交換器を有する自動車空調システムおよび中間熱交換器を有さない自動車空調システムの試験を行った。作動流体は、９５重量％のＨＦＣ−１２２５ｙｅと５重量％のＨＦＣ−３２との混合物であった。各システムは、凝縮器、蒸発器、圧縮機、および熱膨張装置を有した。周囲空気温度は蒸発器および凝縮器入口において３０℃であった。試験は、１０００および２０００ｒｐｍの２つの圧縮機速度、ならびに２５、３０、および３６ｋｍ／ｈの３つの車速で行った。蒸発器上の空気の体積流量は３８０ｍ３／ｈであった。
【００８９】
ＩＨＸを有するシステムの冷却能力は、ＩＨＸを有さないシステムと比較して４〜７％の増加を示した。ＣＯＰについても、ＩＨＸを有するシステムはＩＨＸを有さないシステムと比較して２．５〜４％の増加を示した。
【００９０】
実施例２
内部熱交換器による性能の改善
ＩＨＸを有する場合および有さない場合の両方でＨＦＣ−１３４ａおよびＨＦＣ−１２３４ｙｆの冷却性能を計算する。使用した条件は以下の通りである。
凝縮器温度  ５５℃
蒸発器温度    ５℃
過熱（絶対）  １５℃
【００９１】
相対的性能を示すデータを表５に示す。
【表１１】
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【００９２】
上記データは、ＩＨＸを使用したＨＦＣ−１３４ａによって得られるデータと比較すると、ＩＨＸを使用したフルオロオレフィン（ＨＦＣ−１２３４ｙｆ）の場合にエネルギー効率（ＣＯＰ）および冷却能力において予期せぬ改善を示されている。特に、ＣＯＰは７．６７％増加し、冷却能力は７．５０％増加した。
【００９３】
過冷却の差は、ＨＦＣ−１２３４ｙｆをＨＦＣ−１３４ａと比較した場合の分子量、液体密度、および液体の熱容量の差によって生じることに注意すべきである。これらの要因に基づいて、異なる化合物を使用して達成される過冷却に差が存在すると推定した。ＨＦＣ−１３４ａの過冷却を５℃に設定すると、ＨＦＣ−１２３４ｙｆの場合の対応する過冷却を計算すると５．８℃となった。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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