(57)【要約】  ５０重量％以上６０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４０重量％以上５０重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として有用である。本発明は、５６．３重量％以上５８．０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２．０重量％以上４３．７重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなる共沸性ハイドロフルオロカーボン組成物にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０重量％以上６０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４０重量％以上５０重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなる、好ましくは、５５重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなる、ハイドロフルオロカーボン組成物の、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品としての使用。
【請求項２】
前記ハイドロフルオロカーボン組成物が、５６．３重量％以上５６．７重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．３重量％以上４３．７重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１３４ａの成分の合計が１００重量％である、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記ハイドロフルオロカーボン組成物が、５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａとからなる、請求項２に記載の使用。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイドロフルオロカーボン組成物が潤滑剤との混合物として使用される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項５】
前記潤滑剤が、鉱油、アルキルベンゼンオイル、及びポリオールエステルオイルからなる群から選択される、請求項４に記載の使用。
【請求項６】
ハイドロフルオロカーボン組成物／潤滑剤の重量比が９９：１〜８０：２０（重量／重量）である、請求項４又は５に記載の使用。
【請求項７】
５６．３重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４３．７重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物。
【請求項８】
５６．５重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物。
【請求項９】
５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａとからなる、請求項８に記載のハイドロフルオロカーボン組成物。
【請求項１０】
更に添加剤を、好ましくは潤滑剤を含む、請求項８又は９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記潤滑剤が、鉱油、アルキルベンゼンオイル、及びポリオールエステルオイルからなる群から選択される、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
ハイドロフルオロカーボン組成物／潤滑剤の重量比が９９：１〜８０：２０（重量／重量）である、請求項１０又は１１に記載の組成物。
【請求項１３】
５０重量％以上６０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４０重量％以上５０重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなる、好ましくは、５５重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物成分を含有する、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２を用いて運転するように設計される冷却装置。
【請求項１４】
低温冷却を行うのに好適な請求項１３に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１１年１２月０１日出願の欧州特許出願第１１１９１４６８．５号明細書に関する優先権を主張し、本出願の全内容はあらゆる目的に対して参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明は、Ｒ−４０４Ａ（５２重量％のＲ−１４３ａと４４重量％のＲ−１２５と４重量％のＲ−１３４ａとの「ほぼ共沸性の」ＨＦＣブレンド物）、Ｒ−５０７（Ｒ−１２５とＲ−１４３ａとの５０−５０共沸性ブレンド物）、及びＲ−２２の代替品又はドロップイン代替品として特に好適な、ハイドロフルオロカーボン組成物の新規な用途に関する。本発明は、特定の共沸混合物組成物にも関する。
【背景技術】
【０００３】
Ｒ−４０４Ａ及びＲ−５０７は有用な冷媒であるが、これらは３．３００のＧＷＰ（地球温暖化係数）を有している。Ｒ−２２はオゾンに影響を与える。
【０００４】
米国特許出願第２０１０００４７１８９号明細書には、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１３４ａとの共沸混合物様組成物が記載されている。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ＣＨ２＝ＣＦ−ＣＦ３である。ＨＦＣ−１３４ａは、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、ＣＦ３−ＣＨ２Ｆである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、オゾン層破壊係数がゼロである冷媒組成物の新規な用途を利用可能にするものであり、この組成物は、Ｒ−４０４Ａ及びＲ−５０７のドロップイン代替品として、特には低温冷却用途に好適である。
【０００６】
本発明は、共沸混合物であり、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７及びＲ−２２のドロップイン代替品として、特には低温冷却用途に使用することができる、新規な組成物も提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かくして本発明は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として、
５０重量％以上６０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４０重量％以上５０重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を使用することに関する。このようなハイドロフルオロカーボン組成物は共沸混合物である。
【０００８】
好ましくは、本発明は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として、
５５重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４２重量％以上４５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなるハイドロフルオロカーボン組成物を使用することに関する。
【０００９】
より好ましくは、本発明は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として、
５６重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４２重量％以上４４重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなるハイドロフルオロカーボン組成物を使用することに関する。
【００１０】
さらに好ましくは、本発明は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として、
５６．５重量％以上５８．０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４２．０重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１３４ａの成分の合計が１００重量％である、ハイドロフルオロカーボン組成物を使用することに関する。
【００１１】
特に好ましくは、本発明は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として、
５６．５重量％以上５６．７重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４３．３重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１３４ａの成分の合計が１００重量％である、ハイドロフルオロカーボン組成物を使用することに関する。
【００１２】
最も好ましくは、本発明は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２のドロップイン代替品として、
５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａと
からなるハイドロフルオロカーボン組成物を使用することに関する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ハイドロフルオロカーボン組成物の使用は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に運転するように設計された装置中で、上述のハイドロフルオロカーボン組成物を濃縮することと、その後冷却すべき物品の近くで組成物を蒸発させることと、を含む物品を冷却するための方法、において行うことができる。
【００１４】
あるいは、ハイドロフルオロカーボン組成物の使用は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に運転するように設計された装置中、物品の近くで上述の組成物を濃縮することと、その後ハイドロフルオロカーボン組成物を蒸発させることと、を含む物品を加熱するための方法、において行うこともできる。
【００１５】
冷却方法及び加熱方法は、上述したハイドロフルオロカーボン組成物と、１種以上の添加剤との混合物、特には少なくとも１種の潤滑剤との混合物を用いて行うことができる。好適な潤滑剤は下に示されている。
【００１６】
別の態様では、本発明は、
５６．３重量％以上５８．０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４２．０重量％以上４３．７重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなるハイドロフルオロカーボン組成物に関する。
【００１７】
好ましいハイドロフルオロカーボン組成物は、
５６．５重量％以上５８．０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４２．０重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなる。
【００１８】
特に好ましいハイドロフルオロカーボン組成物は、
５６．５重量％以上５６．７重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４３．３重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと
からなる。
【００１９】
最も好ましいハイドロフルオロカーボン組成物は、
５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、
４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａと
からなる。
【００２０】
上に記載されている全てのパーセンテージは、組成物総重量基準である。
【００２１】
驚くべきことに、本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物を既存の冷却装置でＲ−４０４Ａ及びＲ−５０７の代わりに使用すると、良好な性能、特にはＣＯＰ及びその結果としてのエネルギー消費に関する性能を維持しつつも良好なオイルリターン特性が得られることが見出された。本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物の温度すべりはゼロ又は実質的にゼロであり、したがって、必要に応じて少なくとも１種の添加剤と共に、特には少なくとも１種の潤滑剤と共に、ハイドロフルオロカーボン組成物が冷媒として使用された場合、蒸発工程の終わりの過熱を大幅に低減することができ、そのため蒸発温度を引き上げられる。この組成物は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、及びＲ−２２と共に使用するように設計された冷却装置で安全に使用することができる。
【００２２】
本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物は、特にＡＳＨＲＡＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ３４−２００７に従って試験した場合に、通常不燃性である。通常、不燃性は液相及び気相の両方で認められる。好ましいハイドロフルオロカーボン組成物は、例えばＡＳＨＲＡＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ３４−２００７に従った分画シナリオが最悪の場合でも液相及び気相の両方で不燃性である。
【００２３】
本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物は、通常５５℃で測定した蒸気圧が約２５ｂａｒ（絶対圧）以下である。この圧を有するハイドロフルオロカーボン組成物は、特に熱伝達効率が高いことが見出された。
【００２４】
本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物は、通常、温度すべりがないか、組成物の沸点及び対応する沸騰圧力における沸点と露点との温度差として定義される温度すべりが０．１℃未満である。ハイドロフルオロカーボン組成物の多くについて、温度すべりはほぼゼロである。
【００２５】
下の表１には、５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物の、圧力温度挙動及びすべりが示されている。 参考のため、Ｒ−４０４ＡとＲ−５０７の圧力温度挙動も示されている。
【００２６】
2015500897.tif 000002
【００２７】
本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物は、例えば、特には潤滑剤などの、冷却に用いられる添加剤又は助剤と組み合わされて冷媒組成物とされてもよい。好ましい潤滑剤としては、特にはＲ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するのに好ましいものが挙げられる。本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物と好適に組み合わせることのできる潤滑剤の例は、例えばナフテン系鉱油などの鉱油、アルキルベンゼンオイル系潤滑剤、ポリオールエステルオイル、又はこれらの組み合わせから選択される。
【００２８】
本発明にかかるＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１３４ａとのハイドロフルオロカーボン組成物に、添加剤を、特には上述したような潤滑剤を配合する場合、得られる組成物は冷媒組成物であり、添加剤、特には潤滑剤を更に含有しているハイドロフルオロカーボン組成物、すなわち得られる冷媒組成物は、ハイドロフルオロカーボン組成物／添加剤の重量比が、通常９９：１以上８０：２０以下（重量／重量）、好ましくは９８．５：１．５以上９５：５以下（重量／重量）になるように、ハイドロフルオロカーボン組成物及び添加剤（好ましくは潤滑剤である）を含む。
【００２９】
本発明は、本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物と、添加剤、特には上述したような潤滑剤との組み合わせである冷媒組成物にも関する。
【００３０】
本発明は、少なくとも、
−５０重量％以上６０重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、４０重量％以上５０重量％以下のＨＦＣ−１３４ａと、からなるハイドロフルオロカーボン組成物成分と、
−ハイドロフルオロカーボン組成物／潤滑剤の重量比が、通常９９：１以上８０：２０以下（重量／重量）、好ましくは９８．５：１．５以上９５：５以下（重量／重量）である潤滑剤成分と、
−任意選択的な他の添加剤成分と、 を含み、成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含む、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計された冷却装置にも関する。
【００３１】
Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている、好ましい装置は、５５重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を含有する冷媒組成物であって、冷媒組成物の成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含んでいる。
【００３２】
Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている、より好ましい装置は、５６重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４４重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を含有する冷媒組成物であって、冷媒組成物の成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含んでいる。
【００３３】
Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている、非常に好ましい装置は、５６．３重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４３．７重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を含有する冷媒組成物であって、冷媒組成物の成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含んでいる。
【００３４】
更に好ましい装置は、５６．５重量％以上５８重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４２重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を含有する冷媒組成物であって、冷媒組成物の成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含んでいる。
【００３５】
Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている、特に好ましい装置は、５６．５重量％以上５６．７重量％以下のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．３重量％以上４３．５重量％以下のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を含有する冷媒組成物であって、冷媒組成物の成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含んでいる。
【００３６】
Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている、最も好ましい装置は、５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａとからなるハイドロフルオロカーボン組成物を含有する冷媒組成物であって、冷媒組成物の成分の合計が１００重量％である冷媒組成物を含んでいる。
【００３７】
Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている装置は、そのため潤滑剤も含有する冷媒組成物を含む。潤滑剤は上述したとおりであり、好ましい潤滑剤は、鉱油、アルキルベンゼンオイル、ポリオールエステルオイル、又はこれらの混合物からなる群から選択される。
【００３８】
本発明にかかる、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用するように設計されている冷却装置は、好ましくは低温冷却に好適である。
【００３９】
「低温冷却」とは、特には冷却する物体を−４５℃〜−２０℃の温度に冷却することを意味すると理解される。本発明にかかる冷媒組成物及び本発明にかかる冷却装置は、冷却する物体を−３５℃〜−２０℃の温度に冷却するのに特に好適である。
【００４０】
本発明にかかる冷媒組成物及び本発明にかかる冷却装置は、「通常の冷却」にも好適であり、「通常の冷却」とは、特には冷却する物体を−２０℃より高く＋５℃までの温度に冷却することを意味すると理解される。
【００４１】
特に好ましい実施形態では、本発明にかかる冷却装置は、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用され、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２は本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物で置き換えられた。この実施形態にかかる冷却装置の具体的な態様では、潤滑剤、特には上述したような潤滑剤がＲ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２と共に使用され、前記潤滑剤は、本発明にかかる組成物と共に使用するための装置中に少なくとも部分的に保持された。
【００４２】
本発明にかかるハイドロフルオロカーボン組成物は、好ましくはＲ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２の代替品として、特にはＲ−４０４Ａ、Ｒ−５０７、又はＲ−２２のドロップイン代替品として使用される。
【００４３】
参照により本明細書に組み込まれる特許、特許出願、および刊行物のいずれかの開示が、それが用語を不明瞭にさせ得る程度に本出願の説明と矛盾する場合は、本説明が優先されるものとする。
【００４４】
本明細書において以下の実施例は本発明を例示することを意図されるが、それを限定しない。
【実施例】
【００４５】
実施例１：本発明にかかる組成物を用いた冷却
５６．５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと４３．５重量％のＨＦＣ−１３４ａとからなる組成物（以降「組成物」ともいう）を含有する、単段冷凍サイクルで稼働する装置中で、冷媒組成物の蒸発を−３０℃で行い、濃縮を様々な温度（３０／３５／４０／４５℃）で行った。過熱は５Ｋであり、過冷却は２Ｋである。異なる温度におけるコンプレッサー効率は以下の表２に示されている。
【００４６】
実施例２（比較例）：先行技術の冷媒を用いた冷却
比較のため、実施例１と同じ手順に従って、異なる温度におけるＲ−４０４Ａ及びＲ−５０７の体積冷却能を示す。
【００４７】
実施例１及び実施例２の結果は表２に示されている。本発明にかかる組成物は、Ｒ−４０４Ａ及びＲ−５０７の体積冷却能に最も近く、オゾン層を破壊しない先行技術のＲ２２代替品よりも優れていることが明らかである。
【００４８】
2015500897.tif 000003
【００４９】
表２から、共沸混合物の成績係数（ＣＯＰ）が比較的高いことがわかる。
【００５０】
実施例３：冷媒Ｒ−４０４Ａの置換
ハイドロフルオロカーボン組成物としてＲ−４０４Ａを、潤滑剤として鉱油を使用して冷却装置を運転する。Ｒ−４０４Ａを本発明の共沸性ハイドロフルオロカーボン組成物で置換するために、冷却装置の電源を切る。装置中のＲ−４０４Ａを回収する。鉱油を確認し、必要であれば取り除く。この場合、その量を測定し、推奨オイル量と比較して、装置中に残った大体のオイルの量を決定する。使用済みのオイルは適切な量の新しいオイルと交換される。望ましい量の使用済みオイルになるまでオイル交換を行う間、必要に応じて装置を運転する。２４時間リークテストは乾燥窒素を入れることで行われる。２４時間後の圧力が許容範囲の残留レベルである場合、装置を減圧にし、装置中の低沸点成分を真空排気した後、ＨＦＣ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１３４ａとの共沸性ハイドロフルオロカーボン組成物を、適切な量、好ましくは液体の形態で装置に入れる。装置を運転し、冷媒と鉱油の量を確認し、必要に応じて冷媒及び／又はオイルを添加する。装置にはラベルが付けられる。
【国際調査報告】
2015500897.tif 000004
2015500897.tif 000005