(57)【要約】満充填未満の既存の作動流体を、既存の流体と異なる再充填流体と共に含むタイプの作動システムを再充填する方法であって、（ａ）再充填後の作動流体の目標成分濃度に高い信頼性で相関している、既存の作動流体及び再充填作動流体の組合せを含む流体の少なくとも１つの容易に測定される物理特性を特定し、；（ｂ）満充填未満の既存の作動流体を含むシステムを与え；（ｃ）既存の作動流体に、既存の作動流体の特性よりも優れている少なくとも１つの特性を有する再充填流体を加え；（ｄ）少なくとも添加工程（ｃ）の後に、システム内の作動液の容易に測定される物理特性を測定し；そして（ｅ）測定工程に基づいて、工程（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すか又は繰り返さず、及び／又は少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；ことを含む上記方法を開示する。【選択図】図９
2018537642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）既存の作動流体を含むが、既存の作動流体が満充填未満であるシステムを与え；
（ｂ）システム内に含まれている既存の作動流体に、システム内に含まれている既存の作動流体の特性よりも優れている少なくとも１つの特性を有する再充填作動流体を加え；
（ｃ）少なくとも添加工程（ｂ）の後に、添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の１以上の成分濃度に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｄ）測定工程（ｃ）に基づいて、添加工程（ｂ）の後の作動流体の１以上の成分濃度を見積もり；そして
（ｅ）工程（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すか又は繰り返さず、及び／又は少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む、作動システムを再充填する方法。
【請求項２】
作動システムが冷却システムである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
作動システムが中温冷却システムである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
既存の作動流体が既存の冷媒である、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
既存の作動流体がＲ−４０４Ａを含む、請求項２〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
再充填作動流体が再充填冷媒組成物である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約２０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１０重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約１０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１９重量％〜約２２重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
システム内の流体の容易に測定される物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
既存の作動流体を含むが、満充填未満の既存の作動流体を含むタイプのシステムを再充填するのに有用で、再充填流体は既存の作動流体と異なる再充填装置であって、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；
を含む上記装置。
【請求項１３】
少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、システムに加えられる再充填作動流体の量を制御する手段を更に含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、システムの１以上の運転パラメーターを調節する手段を更に含む、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
作動流体が冷媒である、請求項１２〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
物理特性測定装置によって測定される流体の物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、請求項１２〜１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
既存の作動流体を含むタイプのシステムを改良するための装置であって、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；並びに
（ｃ）測定装置からの出力に応答してシステム運転パラメーターを制御する手段；
を含む上記装置。
【請求項１９】
システムが冷却システムであり、作動流体が冷媒である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
物理特性測定装置によって測定される流体の物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
既存の作動流体を含むタイプのシステムの運転を向上させる方法であって、
（ａ）既存の作動流体を含むシステムを与え；
（ｂ）添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の１以上の成分濃度に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｃ）測定工程（ｂ）に基づいて作動流体の１以上の成分濃度を見積もり；そして
（ｄ）見積値に基づいて少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む上記方法。
【請求項２３】
作動システムが冷却システムである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
作動システムが中温冷却システムである、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
既存の作動流体が既存の冷媒である、請求項２２〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
既存の作動流体がＲ−４０４Ａを含む、請求項２２〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
再充填作動流体が再充填冷媒組成物である、請求項２２〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項２２〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約２０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１０重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項２２〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約１０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１９重量％〜約２２重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項２２〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
システム内の流体の容易に測定される物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、請求項２２〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項２２〜３１のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１５年１０月７日出願の米国仮出願６２／２３８，４１６（参照として本明細書中に包含する）に対する優先権を主張する。
[0002]本発明は、システムに交換流体を加えて環境的に改良されたシステムを形成する定期的な必要性を伴う熱伝達運転及び溶剤洗浄運転のような運転を実施する際に用いられる流体を含むタイプのシステムを再充填するための改良されたシステム及び方法に関する。本発明はまた、再充填したシステムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]１種類以上の流体を含む多くのシステムは、しばしばシステム内で流体を循環させるか及び／又は他の形態で用いることによって重要な運転を実施する際に用いられる。システムの運転においてこのように用いられる結果として、流体が（例えば意図的でない漏出の結果として起こる場合のように）偶然に、或いは（流体が所望のレベルの有効性を失ったために）意図的にシステムから排出されることがしばしば必須である。例えば、機械的冷却システム、並びにヒートポンプ及び空調機のような関連する熱伝達機器は、システム内で循環する冷媒液を用いて、工業的、商業的、及び家庭用途のための加熱又は冷却を与える。
【０００３】
[0004]幾つかのフルオロカーボンベースの流体は、多くの家庭用途、商業用途、及び工業用途において、空調、ヒートポンプ、及び冷却システムのようなシステム、並びに溶剤洗浄運転における作動流体(working fluid)などとしての幅広い使用が見出されている。これらの用途においてこれまで用いられている幾つかの組成物の使用に関連する比較的高い地球温暖化係数などの幾つかの懸念される環境的な問題のために、幾つかのヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）のような低いか又は更にはゼロのオゾン層破壊係数及び地球温暖化係数を有する流体を使用することが益々望ましくなっている。例えば、数多くの政府が地球環境を保護するための京都議定書に調印し、ＣＯ２放出（地球温暖化）の減少を表明している。而して、幾つかの高地球温暖化ＨＦＣに代わる低燃焼性又は不燃性で非毒性の代替物に対する必要性が存在する。
【０００４】
[0005]１つの重要なタイプの冷却システムは、「中温冷却システム」として知られている。かかるシステムは、家庭用冷却、商業用冷却、工業用冷却、及び輸送用冷却などの広範囲の用途において用いられ、食品の製造、流通、及び小売産業において通常的に用いられているので特に重要である。而して、かかるシステムは、消費者の手元に届く食品が新鮮で且つ食用に適することを確保する上で極めて重要な役割を果たす。かかる中温冷却システムにおいて、通常的に用いられる冷媒液は、ＨＦＣ−４０４Ａ（約４４：５２：４の重量比のＨＦＣ−１２５：ＨＦＣ−１４３ａ：ＨＦＣ−１３４ａの組合せは、当該技術においてＨＦＣ−４０４Ａ又はＲ−４０４Ａと呼ばれている）である。Ｒ−４０４Ａは、３９４３の高い推定地球温暖化係数（ＧＷＰ）を有する。
【０００５】
[0006]溶剤洗浄運転は、作動流体を用いることによって運転するシステムの他の例である。例えば蒸気脱脂装置の場合には、溶剤は貯留槽内に液相で保持される作動流体であり、液体溶剤の一部を気化させて蒸気空間を形成し、その中に洗浄する部品又は物品を導入する。これら及び同様の運転の結果として、システム内に含まれる溶剤の量は、しばしばシステムを運転するにつれて時間と共に減少し、システムは溶剤を定期的に再充填する必要がある。多くの従来用いられている溶剤は有害な環境特性又は他の特性を有しているので、かかる溶剤システムを再充填する方法を改良して、マイナスの環境影響を減少させ、及び／又はシステムの他の特性を向上させ、例えば作動流体の毒性及び／又は燃焼性を減少させる必要性又は要望が存在している。
【０００６】
[0007]冷媒及び溶剤組成物のような作動流体を循環させることを伴う新規でより環境に優しい運転システムを開発することが益々重要になっているが、本出願人らは、環境的な見地から有利性を有する可能性がある見込みがある交換作動流体は、新規な作動流体が成功するために重要な１以上の他の特性に関連して不利益、幾つかの場合には重大な不利益を有する可能性があることを認識するに至った。例えば、目標のシステム内で用いた際に減少したレベルの能力及び／又は効率を示す提案されている新規で環境に優しい冷媒は、運転上の見地から問題を引き起こすだけでなく、提案されている新規な冷媒のＧＷＰ又はＯＤＰにおける利益より勝る可能性がある二次的な環境問題を引き起こす可能性もある。
【０００７】
[0008]冷媒などの既存の所定位置の作動流体の可能性のある環境影響を減少させる努力に関係する他の困難性が本出願人らによって確認された。より詳しくは、幾つかの冷却システム及び幾つかの溶剤システムのような幾つかの作動システム(working system)は、１年あたり５０％までの量の既存の作動流体の漏出を起こすことが当該技術において知られている。したがって、本出願人らは、冷媒及び溶剤基剤などの既存の所定位置の作動流体基剤の環境特性における改良はまた、運転上の観点から改良されたシステム及び方法に付随する可能性があることを認識した。より具体的には、本発明は、再充填運転後又は運転中の作動流体中の種々の成分の濃度を好ましくはリアルタイム又はほぼリアルタイムで高度の信頼性で測定する能力、並びに再充填が完了した後のシステム内の成分の濃度に関係する幾つかの目標特性を満足する交換後のシステムを与えるため、及び／又はかかる調節を行わない場合の性能／信頼性と比べて向上したシステムの性能及び／又は信頼性を与えるようにシステムパラメーター運転パラメーターの調節を与えるためにこの情報を用いる能力を与える方法、システム、及び装置に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0009]本出願人らは、向上した環境特性を有するかかるシステムを提供する試みにおいて数多くの問題に直面することを見出した。例えば、残留流体が高いＧＷＰのような１以上の望ましくない特性を有しているにもかかわらず、システムから残留流体の全部を除去することはしばしば実現可能でないか又は望ましくない。したがって、漏出した作動流体を新しいより望ましいもの（例えばより低いＧＷＰの作動流体）で置き換える方法によって、従来存在していた（例えば高いＧＷＰの）作動流体と同じでなく、交換する新しいより望ましい（例えば低いＧＷＰの）作動流体とも同じでない作動流体組成物を有するシステムを生成させることができる。更に、システムから漏出した作動流体の正確な量又はシステム中に残留している作動流体の量を正確に知ることはしばしば可能ではない。これらの条件の結果として、本出願人らは、かかるシステムを再充填することによって広く変動する成分濃度を有する新しい作動液(operating fluid)が生成する可能性があり、改良された特性（例えばより低いＧＷＰ）を有するが、他の望ましくない特性及び／又はシステムの運転及び／又は信頼性に対してマイナスの非意図的な結果を非意図的に有する可能性がある作動流体を含むシステムが形成される可能性があることを認識するに至った。
【０００９】
[0010]したがって、本出願らは、システム内の作動流体を、好ましくはリアルタイム又はほぼリアルタイムで効率的且つ有効に再充填して、（１）再充填後のシステム内の作動液に関する１以上の目標特性、及び／又は（２）再充填した作動流体の特性の変化を活用するように調節されたシステム運転パラメーターを有する再充填システムを達成することができる再充填方法、システム、及び方法に対する必要性を認識するに至った。本出願人らはまた、再充填運転が完了した後か、又は更には再充填運転とは別に、システム運転パラメーターを好ましくはリアルタイム又はほぼリアルタイムで効率的且つ有効に調節することができる方法、システム、及び装置に対する必要性を認識するに至った。かかる作動流体分析方法、システム、及び装置は、（１）向上した運転効率及び／又は能力；（２）運転を、期待されるか又は必要な性能目標（例えば、冷媒システムの場合には、冷却の量によって冷却する領域内又は材料中において高温すぎないか又は低温すぎない温度がもたらされないことを確保すること）と一致させること；及び（３）装置の限界を超えないことを確保すること；など（しかしながらこれらに限定されない）の１以上の形態で向上したシステム運転を達成するために用いることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
[0011]本発明の一形態は、既存の作動流体を含むが満充填未満の作動流体を含むタイプの作動システムを再充填する方法であって、既存の作動流体と異なる再充填流体を用いて再充填を行う上記方法を包含する。一態様による再充填運転の１つの目標は、再充填運転の後の作動流体が、既存の作動流体と比べて１以上の改良された特性、好ましくは少なくとも１以上の改良された環境特性を有する再充填システムを提供することである。他の目標は、同時に（１）１以上の他の特性を改良するように再充填運転を調節し、及び／又は（２）システム内の種々の成分の合計量が既存の作動流体及び再充填流体のいずれとも異なっているにもかかわらず、システム運転及び／又は所定位置の再充填した作動流体による信頼性を向上させる１以上のシステム運転パラメーターを調節しながら、かかる改良された環境特性を達成することである。
【００１１】
[0012]本発明の他の形態は、
（ａ）１以上の成分濃度及び／又はシステム内の作動流体の容易に測定されない物理特性である１つ又は複数の他の特性に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｂ）測定工程に基づいて、１以上の成分濃度及び／又は作動流体の容易に測定されない物理特性である１つ又は複数の他の特性を見積もり；そして
（ｃ）少なくとも部分的に見積もり工程に基づいて、少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む、作動流体を含む作動システムの性能を向上させるための方法、システム、及び装置を提供することである。
【００１２】
[0013]ここに記載する見積もり工程は、測定される特性に関して、測定される特性の値を成分濃度に相関させる能力を確立するために実験データを用いることを含むことが当業者によって理解されるであろう。当業者であれば、本発明の任意の特定の態様に関して、本明細書に含まれる教示に基づいて使用可能な相関関係が実験データの特定の組に基づいて存在するかどうかを求めることができると意図される。
【００１３】
[0014]好ましい形態においては、本方法は、
（ａ）再充填後の作動流体に関する目標成分濃度、及び／又はその容易に測定されない物理特性である他の特性に高い信頼性で相関している、既存の作動流体と再充填作動流体の組合せを含む流体の少なくとも１つの容易に測定される物理特性を特定し；
（ｂ）満充填未満の既存の作動流体を含むシステムを与え；
（ｃ）既存の作動流体に、既存の作動流体の特性よりも優れている少なくとも１つの特性、好ましくは環境特性を有する再充填流体を加え；
（ｄ）少なくとも添加工程（ｃ）の後に、システム内の作動液の容易に測定される物理特性を測定し；そして
（ｅ）測定工程に基づいて、工程（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すか又は繰り返さず、及び／又は少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む。
【００１４】
[0015]他の形態においては、本方法は、
（ａ）既存の作動流体を含むが、既存の作動流体が満充填未満であるシステムを与え；
（ｂ）システム内に含まれている既存の作動流体に、システム内に含まれている既存の作動流体の特性よりも優れている少なくとも１つの特性、好ましくは環境特性を有する再充填作動流体を加え；
（ｃ）少なくとも添加工程（ｂ）の後に、１以上の成分濃度、及び／又は添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の容易に測定されない物理特性である他の１つ又は複数の特性に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｄ）測定工程（ｃ）に基づいて、１以上の成分濃度、及び／又は添加工程（ｂ）の後の作動流体の容易に測定されない物理特性である１つ又は複数の他の特性を見積もり；そして
（ｅ）工程（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すか又は繰り返さず、及び／又は少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む。
【００１５】
[0016]本出願人らは、当業者であれば、本明細書に含まれる開示及び教示に基づいて、本発明の方法にしたがって調節する１つ又は複数のシステム運転パラメーターを選択することができると考える。例として、次の運転パラメーター：膨張バルブ設定；熱交換器（凝縮器、蒸発器、吸入ライン熱交換器（存在する場合）を含む）の運転；圧縮機の運転；などの１以上を本方法にしたがって調節することができる。
【００１６】
[0017]本再充填装置は、既存の作動流体を含むが、満充填未満の既存の作動流体を含むタイプのシステムを再充填する（ここで、再充填流体は既存の作動流体と異なる）のに有用である。本発明の再充填装置の１つの好ましい態様は、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；
を含む。かかる態様の幾つかにおいては、この装置はまた、少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいてシステムに加える再充填作動流体の量を制御する手段も含む。他の態様においては、この装置は、少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、１以上の運転パラメーターを調節する手段を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】[0018]図１は、ホイートストンブリッジセンサーを示す。
【図２】[0019]図２は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率に基づく、実験的に求められた熱伝導率を示す。
【図３】[0020]図３は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた液体密度を示す。
【図４】[0021]図４は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた動粘度を示す。
【図５】[0022]図５は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた蒸気比熱を示す。
【図６】[0023]図６は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた沸点圧と露点圧との差を示す。
【図７】[0024]図７は、異なる温度に関する、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた沸点圧の変動を示す。
【図８】[0025]図８は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた混合物の勾配(glide)を示す。
【図９】[0026]図９は、本発明の再充填装置の概要図である。
【図１０】[0027]図１０は、蒸気試料を圧縮機への吸入ラインから回収する概要図を示す。
【図１１】[0028]図１１は、沸点圧−露点圧示差測定装置の概要図を示す。
【図１２】[0029]図１２は、Ｒ−４０４Ａ及び、種々の量のＲ−４０４ＡをＮ−４０ブレンドによって置き換えた実施例１の組成物に関する予測値と比べた実験結果の比較を示す。
【図１３】[0030]図１３は、Ｒ−４０４Ａの組成と、種々の量のＲ−４０４ＡをＮ−４０ブレンドによって置き換えた実施例１の組成物との比較を示す。
【図１４】[0031]図１４は、再充填システムに接続した蒸気圧縮冷却システムの一部の概要図を示す。
【図１５】[0032]図１５は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての、実験的に求められた熱伝導率を示す。
【図１６】[0033]図１６は、最も低い間接的影響として予測されたものと比較した、Ｎ−４０ブレンドによって置き換えた種々の量のＲ−４０４Ａを用いて運転した際に認められる間接的放出量（ＣＯ２の当量ｋｇ）の減少を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[0034]本明細書において用いる「容易に測定される物理特性」という用語は、リアルタイム又はほぼリアルタイムで測定することができる流体の物理特性を指す。
[0035]本明細書において用いる「リアルタイムで測定」という用語は、流体のサンプリングと測定値を与える間の時間が約５分間未満であることを意味する。
【００１９】
[0036]本明細書において用いる「ほぼリアルタイムで測定」という用語は、流体のサンプリングと測定値を与える間の時間が約１０分間未満であることを意味する。
[0037]本明細書に開示する方法及び装置は、定期的に再充填することが必要な作動流体、特に多成分作動流体を含むタイプの改良されたシステムを与えるために有用である。当業者であれば、多くのシステムが、しばしばシステムの種々の部分を通して循環させるか又はその間を移送することによってシステムの運転に重要な作動流体を用いており、全てのかかるシステムは、本方法にしたがって、及び本明細書に与える装置及び再充填システムを用いて再充填することができると意図されることを認識するであろう。
【００２０】
[0038]幾つかの態様においては、再充填する作動システムは、その時点でシステム内を循環している流体を表す試料を与える１以上のサンプリング点、ポートなどを有する。かかるサンプリング点又はポートは、貯留槽、保持タンク、液溜めなど、或いはシステムが運転中である際にそれを通して作動流体が流れてそれから作動流体を引き抜く導管又はラインの中に存在させるか、或いはこれらの中に形成することができる。システムが運転中でない際には、多くのシステムにおいて、貯留槽、保持タンク、又は液溜めは、システム内の作動流体の実質的に全部を含んでいて、運転停止手順中においては、保持タンク内の作動の組成は一般にシステム内に含まれる作動流体の組成を表す。而して、本発明において与える方法は、一般に、システムが運転停止している間、システムが運転中の間、又は両方において実施することができる。
【００２１】
[0039]更に、記載する方法及びシステムにしたがって再充填する作動流体を含むシステムの多く又は殆どにおいて、システム内の作動流体の充填量が通常の運転レベルより低いかどうかを操作者（例えば再充填技術者を含む）が求めることを可能にする手段が、作動システム中に与えられるか又は含まれる。例えば、かかるシステムの幾つかにおいては、のぞき窓を用いて、作動液の充填量が再充填を必要とする領域内であるかどうかを操作者が目視検査することを可能にすることができる。この情報又は異なる手段を用いる場合には同様の情報に基づいて、システム内の作動流体を満充填状態に戻すことが望ましくなるか及び／又は必要になるのに十分な量の作動流体が、システムから漏出したか又は他の形態で除去されたことが求められる。
【００２２】
[0040]しかしながら、下記においてより詳細に説明するように、既存の作動流体と異なる流体を作動システムに再充填すると、システム内に含まれる成分及び／又は成分の量が変化し、かかる変化は加える再充填流体の量によって変動する。重要なことに、本出願人らは、これらの変化は一般に１つの所望の特性における改良を生じさせること、例えば既存の作動流体のＧＷＰよりも低いＧＷＰを有する再充填流体を用いることによって作動流体のＧＷＰを低下させることを目的に行うことができるが、かかる変化は、幾つかの場合においては、既存の作動流体及び再充填作動流体を所定の割合で混合した時点でのシステム内の成分の相対濃度によって、容易に測定されない１以上の他の特性に対する所期又は所望でない影響、例えば、システム性能の低下（例えば減少したＣＯＰ及び能力、又は増加した流体の燃焼性等）など（しかしながらこれに限定されない）を与える可能性があることを見出した。而して、多くの場合において、再充填運転、及び更には再充填運転に関係していない場合であっても一般にシステム運転における重要な有利性は、本発明にしたがう測定装置を用いることによりシステム内に含まれる成分の濃度及び量の好ましくはリアルタイム又はほぼリアルタイムの信頼できる見積値を与えることによって達成することができる。再充填運転に関しては、これらの測定値は、好ましくはシステムを再充填する際、及び／又はシステムを再充填した後にとられる。本方法は好ましくは、かくして得られた１つ又は複数の測定値に基づいて、１以上の再充填運転パラメーターを調節してシステム内の作動流体に関する改良された特性とマイナスの影響の回避の所望のバランスを達成すること、及び／又は特に再充填運転を伴わない場合には、１以上のシステム運転パラメーターを調節して流体特性における変化に順応させ、及び／又は古い運転パラメーターを用いてシステムを運転する場合と比べてシステム運転性能を向上させることを含む。
【００２３】
再充填方法：
[0041]容易に測定される物理特性の特定：
[0042]上述したように、本発明方法の好ましい態様による１つの工程は、元の作動流体と種々の量の再充填作動流体を組み合わせることによって形成される流体の容易に測定される物理特性を特定することである。本明細書に含まれる教示に基づいて、当業者であれば、対象の考えられる既存の流体／再充填流体の組合せの範囲全体にわたって、混合流体中の成分の１以上の成分濃度及び／又は流体の組合せの容易に測定されない物理特性である他の１つ又は複数の他の特性に対する信頼できる相関を与える１以上の容易に測定される物理特性を容易に特定することができる。このようにして、本発明方法は、システム操作者及び／又は自動制御装置によって、加える再充填流体の量を制御して改良された特性とマイナスの特性及び／又は結果の回避の所望のバランスを達成し、及び／又は通常のシステム運転中か、又は再充填運転を行った後のいずれかにおいて、システムの１以上の運転パラメーターを制御及び／又は調節して、システム内に存在する作動流体を用いて改良されたシステム運転を達成することを可能にする。
【００２４】
[0043]一般的に言うと、既存の作動流体は一般にシステム操作者に知られている濃度の１以上の成分を含み、充填流体もまた、システム操作者に知られている濃度の１以上の成分を含む。例えば、既存の冷却システムの場合においては、システム操作者は、一般に既存の冷媒の特質、並びに而して冷媒の成分及びこれらの成分の大まかな量を知っている。再充填冷媒の組成もまた知られている。この情報に基づいて、既存の作動流体と再充填作動流体の種々の混合物及び組合せを、本方法及び装置にしたがって再充填することによって形成される考えられる組成を示すように形成することができる。例えば、再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒との種々の混合物を調製することができる。これらの混合物は、次に混合物の組成に相関する物理特性に関して評価することができる。
【００２５】
[0044]当業者であれば、次に、本明細書に含まれる教示を考慮して、かかる組合せ（例えば既存の冷媒と再充填冷媒との組み合わせ）のそれぞれに関して種々の物理特性を評価し、システム内にある２以上の成分の濃度の間、或いは混合流体の幾つかの他の容易に測定できない特性（物理特性又は他の特性）とかかる容易に測定される物理特性との間に信頼できる相関が存在するかどうかを求めることができる。したがって、既存の作動流体と再充填作動流体の複数の組合せに関して、１以上の容易に測定できる物理特性を、既存の作動流体と再充填作動流体の相対量の関数として測定することができる。非限定的な例として、次の物理特性：
・沸点圧及び露点圧のような特性圧力；
・沸点、露点、及び温度勾配のような特性温度；
・熱伝導率；
・密度；
・粘度；及び
・比熱；
は一般に、その用語を本出願において用いる場合には、本明細書に含まれる教示を考慮して当業者によって容易に評価することができる。
【００２６】
[0045]当業者であれば、下記に与える実例を含む本明細書に含まれる教示に基づいて、本発明の方法及び装置にしたがって用いるための１以上の上述の容易に測定される物理特性及び／又は他の容易に測定される物理特性を、本明細書に記載する信頼できる相関を与えるものとして選択することができるであろう。
【００２７】
[0046]非限定的な例として、Ｒ−４０４Ａとして知られている既存の作動流体、及びＮ−４０と呼ぶ再充填流体を含む冷却システムに関連する幾つかの好ましい特定工程の記載を下記に与える。これらの公知の流体の組成を、それぞれの流体の既知のＧＷＰ（これは流体の容易に測定される物理特性ではない）と一緒に下表Ａに与える。
【００２８】
【表１】
2018537642.tif 000003
【００２９】
[0047]上表から分かるように、Ｎ−４０はＲ−４０４Ａよりも遙かに低いＧＷＰを有し、したがって専ら作動流体のＧＷＰに基づけば好ましい流体である。Ｒ−４０４Ａとの所定の組合せにおけるＮ−４０の量と高い信頼性で相関する容易に測定される物理特性を特定するために、５％のＮ−４０で開始して９５％で終了する５％の増分のＮ−４０を含む一連の組成物を形成する。この一連の組成物に基づいて、組成物の次の容易に測定される物理特性：熱伝導率；密度；粘度；比熱；沸点圧と露点圧の差；沸点圧及び温度勾配；を評価する。
【００３０】
[0048]熱伝導率：
[0049]それぞれの組成物の蒸気相の熱伝導率を求める。例えば、既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の熱伝導率をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒及び再充填冷媒の相対組成の関数としての熱伝導率を評価することができる。好ましい態様においては、熱伝導率を測定する手順（これはまた、再充填運転において用いる好ましい手順でもある）は、組成物の液体試料を得て、液体試料を完全に気化させて、液体混合物と実質的に同じ成分の組合せを有する蒸気試料を得ることを含む。試料を実質的に完全に気化させることを伴う方法によって、分別の結果として液体試料と異なる組成を有する蒸気試料を与える可能性が回避される。この蒸気試料を、蒸気相中の流体の熱伝導率を求めるセンサー中に導入する。好ましい態様においては、センサーは図１において示すようなホイートストンブリッジを含む。
【００３１】
[0050]熱伝導率の測定値は、好ましくは温度及び圧力に関する雰囲気条件においてとる。圧力測定値の正確度は好ましくは±０．０５ｐｓｉ以内であり、温度測定値の正確度は好ましくは±０．５°Ｆ以内である。それぞれの試料はその測定熱伝導率を有し、これらの値は、図２に示されるように組成物中のＮ−４０のパーセントに高い信頼性で相関していることが示される。
【００３２】
[0051]これらの結果は、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての熱伝導率によって較正プロットを与えることができ、これを用いてＮ−４０とＲ−４０４Ａの幾つかの組合せを有する作動システムからの試料の熱伝導率を相関させて、可能性のある濃度の全範囲にわたるその直線関係によって試料の組成を熱伝導率の容易に測定される物理特性に基づいて高い信頼性で見積もることができることを示している。
【００３３】
[0052]密度：
[0053]評価される他の容易に測定される物理特性は、それぞれの試料の密度である。例えば、既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の密度をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒と再充填冷媒の相対組成の関数としての密度を評価することができる。好ましくは、それぞれの組成物の密度は、液体の試料を、空の時点での既知の質量を有する９００ｃｍ３のシリンダー中に配置することによって測定される。容器内の圧力を、雰囲気温度（これも測定する）下で測定する。圧力測定値の正確度は好ましくは±０．０５ｐｓｉ以内であり、温度測定値の正確度は好ましくは±０．５°Ｆ以内である。０．１ｇの分解能を有する精密天秤を用いて、試料を充填したシリンダーの質量を求め、それぞれの試料に関して液体密度を求める。結果を図３に示す。
【００３４】
[0054]Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての密度のこの評価（これにより作動システムからの試料の密度に相関させるために用いることができる較正プロットが与えられる）に基づき、可能性がある濃度の全範囲にわたるその実質的に直線状の関係のために、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率を液体密度の容易に測定される物理特性に基づいて高い信頼性で見積もることができると判断される。
【００３５】
[0055]粘度：
[0056]評価される他の容易に測定される物理特性は、それぞれの試料の粘度である。例えば、既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の粘度をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒と再充填冷媒の相対組成の関数としての粘度を評価することができる。好ましくは、それぞれの組成物の粘度は、ピストンを磁気によって一定の力で前後に動かすことによって粘度を測定する（ピストンの移動時間が所定の温度に関する絶対粘度を表す）粘度センサー中に試料を配置することによって測定する。結果を図４に示す。
【００３６】
[0057]Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての粘度のこの評価（これにより作動システムからの試料の粘度に相関させるために用いることができる較正プロットが与えられる）に基づき、可能性のある濃度の全範囲にわたるその実質的直線状の関係のために、動粘度の容易に測定される物理特性に基づいてＮ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率を高い信頼性で見積もることができると判断される。
【００３７】
[0058]比熱：
[0059]評価される他の容易に測定される物理特性は比熱である。例えば、既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の比熱をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒と再充填冷媒の相対組成の関数としての比熱を評価することができる。それぞれの試料の液体試料を得て、完全に気化させて、液体混合物と実質的に同じ成分の組合せを有する蒸気試料を得る。既知の質量の蒸気を、固有の熱投入量を有する導管を通して流して、試料の入口温度（即ち熱投入の前の温度）、及び試料の出口温度（即ち、所定量の熱を試料に加えた後の温度）を測定する。測定された温度差に基づいて、既知量の熱を測定された温度差及び既知量の流体質量流量で割ることによって比熱が求められる。結果を図５に示す。
【００３８】
[0060]Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての比熱のこの評価（これにより作動システムからの試料の比熱に相関させるために用いることができる較正プロットが与えられる）に基づき、可能性のある濃度の全範囲にわたるその実質的直線状の関係のために、比熱の容易に測定される物理特性に基づいてＮ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率を高い信頼性で見積もることができると判断される。
【００３９】
[0061]沸点圧−露点圧の差：
[0062]評価される他の容易に測定される物理特性は、沸点圧と露点圧との間の差である。例えば、既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の沸点圧と露点圧との間の差をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒と再充填冷媒の相対組成の関数としての沸点圧と露点圧との間の差を評価することができる。複数の成分の非共沸混合物が等温プロセスで飽和液体から飽和蒸気に膨張するにつれて、試料組成物によって与えられる圧力は沸点圧から露点圧に減少することが一般に知られている。沸点から露点までの圧力差をそれぞれの試料に関して測定し、結果を図６に示す。
【００４０】
[0063]Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての沸点圧と露点圧との間の差のこの評価（これにより作動システムからの試料の沸点圧と露点圧との間の差に相関させるために用いることができる較正プロットが与えられる）に基づき、沸点圧と露点圧との間の差の容易に測定される物理特性に基づいてＮ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率を高い信頼性で見積もることができると判断される。相関関係は僅かな曲線を示すが、圧力差のそれぞれの値に関して一意的な濃度値を定めることができるので、この相関関係は濃度の全範囲にわたって信頼できると考えられる。
【００４１】
[0064]沸点圧：
[0065]評価される他の容易に測定される物理特性は流体の沸点圧である。例えば、既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の沸点圧をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒と再充填冷媒の相対組成の関数としての沸点圧を評価することができる。この特性を評価するためには、シリンダー内の圧力が沸点圧に近接することを確保するために、それぞれの試料を９００ｃｍ３のシリンダー内に、シリンダーを液体で少なくとも８０容量％まで満たす量で配置する。一連の温度条件において容器内の圧力を測定する。圧力は好ましくは±０．０５ｐｓｉ内で測定し、温度測定値の正確度は好ましくは±０．５°Ｆ以内である。結果を図７に示す。
【００４２】
[0066]上記の評価から分かるように、この範囲にわたる相関関係は放物線状であることが示され、これは沸点圧のそれぞれの値に関して濃度の一意的な値を与えないので、沸点圧は可能性のある濃度の全範囲にわたって成分濃度を見積もるために高い信頼性で用いることはできない。しかしながら、再充填運転においては可能性のある濃度の小さい範囲しか用いられないことが知られている方法に関しては、この容易に測定される値を用いることができる。例えば、（比較的少量の再充填冷媒のみを加える場合のように）約５０％未満のＮ−４０を含む混合物のみが再充填運転から得られることが知られている再充填運転を実施する場合には、沸点圧を用いることができる。別の態様においては、一緒に用いて全濃度範囲にわたって濃度の信頼できる見積りを可能にする１以上の他の容易に測定される物理特性と組み合わせて沸点圧測定値を用いることが望ましい可能性がある。
【００４３】
[0067]混合物の勾配：
[0068]複数の成分の混合物の勾配は、多成分組成物を等圧プロセスで沸騰させて温度変化を測定することによって測定される。既存の冷媒組成物、再充填冷媒組成物、及び再充填冷媒と既存の冷媒である冷媒の種々の混合物の勾配をそれぞれ測定する。このようにして、既存の冷媒と再充填冷媒の相対濃度の関数としての勾配を、実験データに基づいて評価することができる。「勾配」とは蒸気の露点温度と液体の沸点との間の差であり、それぞれの組成物に関する勾配を測定し、結果を図８に示す。
【００４４】
[0069]この実験データ、及びＮ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率の関数としての勾配のこの評価（これにより作動システムからの試料の勾配に相関させるために用いることができる較正プロットが与えられる）に基づき、混合物の勾配の容易に測定される物理特性に基づいて、Ｎ−４０とＲ−４０４Ａの混合物中におけるＮ−４０の分率を容易に見積もることができると判断される。相関関係は僅かな曲線を示すが、勾配のそれぞれの値に関して一意的な濃度値を定めることができるので、この相関関係は濃度の全範囲にわたって信頼できると考えられる。
【００４５】
[0070]満充填未満の作動流体を有するシステムの提供：
[0071]上記に記載したように、本明細書に記載する方法及び装置は、一般に、システム内の作動液が満充填のレベルより低いレベルであることの判断を可能にするか又はこれを与える手段又は機構を含む作動システムに適用されるか、或いはかかる手段又は機構を含むように修正することができると意図される。この判断は、システムを用いるか又はそれによって作業する人間によって計測器又は同様の器具を観察することなどによって手動で、或いは例えば制御システムの一部としてシステム充填レベルを表す信号が与えられる場合において当てはまるように自動的に行うことができる。
【００４６】
[0072]かかるシステムはまた、システムの異なる部品又は部分の間を循環しているか又は他の形態で移送されている作動流体の成分の少なくとも２つの濃度を表す作動流体の比較的少量の試料を可能にするサンプリングポート、ライン又は導管のような手段又は機構も含んでいるか、或いはそれを含むように改造することが好ましい。幾つかの好ましい態様においては、試料は作動流体システム貯留槽から取り出す。
【００４７】
[0073]また、本システムは、再充填作動流体をシステム中、好ましくは作動流体貯留槽中に導入するための手段又は機構を含むか、或いはそれを含むように改造することも好ましい。例えば、好ましくはその時点でシステム内にある既存の作動流体の主要部分、好ましくは実質的に全部を含む流体中に再充填流体を導入する位置でシステム中に、好ましくはシステム作動流体貯留槽中に再充填流体を導入するように配置されている再充填ノズルを本システムに含ませることができる。
【００４８】
[0074]システムへの再充填流体の添加：
[0075]システムに再充填流体を加える工程は多くの形態をとることができ、当業者に公知の技術にしたがって行うことができ、全てのかかる具体的な形態及び技術は本方法及び装置に関して有用であると意図される。再充填流体は、再充填流体をシステム中に導入するためのノズル又は他の手段を有するシステムの位置又は部分の付近に配置されているか、又は携帯型の容器の場合にはその付近に移動させた容器内、好ましくは幾つかの形態においては可動型又は携帯型の容器内に保持する。この工程はまた、好ましい態様においては、所定量の再充填流体を、容器から再充填ノズルに、好ましくはそれらに流体接続されている導管を通して移送することも含む。再充填流体は導管を通してポンプ移送することができ、或いは幾つかの態様においては容器を圧力下に保持して、この圧力差の結果として再充填ノズルに移送する。
【００４９】
[0076]加える再充填流体の量はそれぞれのシステムの詳細によって定まり、本明細書に含まれる教示を考慮して当業者によって適切に選択することができる。しかしながら、再充填後の作動流体中の成分の濃度を制御するように再充填速度を調節する態様においては、再充填流体を加える量及び速度は、システムが満充填になる前に本発明の少なくとも１つの測定工程を完了させることを可能にするのに十分なものになると一般的に考えられる。再充填が完了した後の作動流体の濃度に基づいて１以上のシステム運転パラメーターを調節する態様に関しては、再充填運転が完了した後まで測定工程を行うことは必要なく、かかる場合においては１つより多い測定工程を行うことは一般に好ましくなく、又は必要ではないが、かかる場合においては、測定値をチェック又は向上させることを目的として調節工程の前に複数の測定工程を行うことができる。
【００５０】
[0077]作動流体の濃度を目標値に制御し、添加工程をバッチモードで行う態様に関しては、少なくとも２つの別々の添加工程を行うことが好ましく、第１の添加工程では満充填を達成するのに必要な再充填体積の小さな割合のみを再充填することが好ましい。この方法においては、第２の添加工程は、少なくとも部分的に第１の測定工程の結果によって誘導又は制御することができる。
【００５１】
[0078]添加工程の後の流体の特性の測定：
[0079]本出願人らは、一般に、特定工程に関連して上記に開示した方法は、測定工程に関して記載したように用いることができると考える。一般に、測定方法には、バッチ式運転、連続運転、半連続運転、又はこれらの組合せを含めることができ、好ましい態様においては、測定装置を含む本発明の再充填装置は図９に図示する構成を有する。
【００５２】
[0080]図９に図示する構成においては、測定装置はシステム内に含まれる作動液の試料を得るか又はそれを受容し、リアルタイム又はほぼリアルタイムで適切な測定を行う。試料を採取する位置は、測定をバッチ運転又は連続運転で行うかどうかなどのシステムの詳細又は他のファクターによって変化させることができる。システムが運転停止モードにある時点では好ましい（しかしながら必須ではない）バッチ式運転に関しては、流体の試料は、システム内の作動流体の殆ど、好ましくは実質的に全部を含む貯留槽又は保持タンクから採取することが一般に好ましい。一般にシステムが運転モードにある時点で再充填するために用いられる連続運転に関しては、試料は、その時点でシステム内を循環している成分の濃度を表すシステム内の位置から採取する。システムを運転しながら測定を行う態様に関しては、サンプリングを容易にし、同様に添加工程を容易にするためにシステムの比較的低圧の領域に配置されているノズル又はポートを通してシステムを再充填するために、比較的低い圧力の導管又はラインから試料を取り出すことが一般に好ましい。
【００５３】
[0081]上記の概要図において示されている制御装置には、測定された値を表す測定装置からの信号を受容し、信号を送って、運転システムに再充填流体を加えるかどうか、及びどのくらい多くの再充填流体を加えるか、及び／又は１以上のシステム運転パラメーターを調節するかどうか、及びどの程度まで調節するかを制御するソフトウエア及び／又はハードウエアを含む物理的装置を含ませることができ、好ましい態様においてはこれを含む。更に、制御装置は、場合によっては、測定ユニットによって測定のための他の試料をどの時点で得るか及び得るかどうかを制御することができるソフトウエア及び／又はハードウエアを含む。しかしながら、幾つかの態様においては物理的装置の形態の制御装置は存在せず、かかる態様においては、測定値を（例えば測定装置上の計測器によって）受容して、再充填流体を作動システムにどの時点で加えるか及び加えるかどうか、新しい測定をどの時点で行うか及び行うかどうか、並びにシステム運転パラメーターをどの時点で調節するか及び調節するかどうかを制御する機能は、人間の操作者であることが認識されるであろう。いずれの場合においても、制御動作は、少なくとも部分的に、測定値とシステム内の成分の濃度に関する上記に記載した相関に基づく。
【００５４】
[0082]また、再充填タンク及びその関連する導管は、一般にシステム運転パラメーターの調節に関するこれらの方法に関しては存在させる必要はないことも、当業者によって認識されるであろう。
【００５５】
[0083]測定装置の具体例を下記に与える。
[0084]熱伝導率測定装置：
[0085]バッチ式の測定の態様に関しては、試料は、システムから、好ましくは作動流体貯留槽及び／又はサンプリング点又はポートから得て、試料はその時点でシステム内で作動している作動流体を表す蒸気試料であることが一般に好ましい。好ましい冷却システムの態様においては、比較的低い圧力の蒸気試料が与えられるので、圧縮機の吸入ライン内のサンプリング点を用いる。液体試料を用いる場合には、好ましくはサンプリングプロセスにおける流体の可能性のある分別を回避する工程がとられ、これによって組成が変化し、したがってシステム内の作動流体の実際の組成と異なるみかけの組成が生成する。次に、液体試料を、場合によっては試料に熱を加え、及び／又はその圧力を減少させることによって完全に膨張させて、液体と同じ組成を有する蒸気を生成させる。次に、作動流体蒸気の試料を、熱伝導率センサー、好ましくは上記で概して示したようなホイートストンブリッジ構造体（しかしながら必ずしもこれに限定されない）の中に導入し、センサーによって蒸気の熱伝導率の測定値を出力する。
【００５６】
[0086]上述したように、作動システムが運転中の場合の幾つかの方法に関しては連続サンプリング運転が好ましく、かかる運転の多くにおいては、システムから比較的低圧の蒸気試料が回収される。蒸気圧縮冷却システムを含む態様においては、蒸気試料は好ましくは圧縮機への吸入ラインから回収する。かかる試料を回収するための好ましい装置の概要を図１０に与える。
【００５７】
[0087]センサーは、好ましくは冷媒混合物の蒸気熱伝導率を求めるために、吸入ラインのバイパス路内に配置する。センサーは、好ましくは、最小量の冷却油しかセンサーに到達せず、好ましくは冷却油が実質的にセンサーに到達しないように設置する。これは、例えば冷媒流の速度を減少させるバイパス管直径を用いて油の同伴を回避するか、及び／又はセンサーの上流で高密度のメッシュを用いて冷媒流中に残留する油滴を捕捉することによって達成することができる。
【００５８】
[0088]沸点圧−露点圧の差の測定：
[0089]１つの好ましい態様においては、測定装置は図１１に示す構造を含む。
[0090]この好ましい態様においては、作動流体貯留槽からの試料ライン３によって、作動流体液の試料が比較的小さい容器２の中に運ばれる。バルブ４を用いて、容器２から液体のごく一部を大容積の容器１に導入して、そこで蒸気が容器の大部分を占めるようにする。それぞれの容器内の温度及び圧力の正確な測定値を与えるトランスデューサー（図示せず）を、それぞれの容器１及び２に取り付ける。新しい流体試料を受容するのに備えて容器を空にするためのパージバルブ（図示せず）を与える。
【００５９】
[0091]密度の測定：
[0092]密度の測定値は、幾つかの技術の任意の１以上によって求めることができる。例として、液体試料を採取し、液体の体積を（例えばメスシリンダー内で）測定し、試料の質量をシリンダー体積で割ることによって密度を求める。
【００６０】
[0093]再充填したシステム：
[0094]本発明の再充填したシステムは、元の充填物を有するシステムと比較して、好ましくは環境特性などの１以上の改良された特性を示す。幾つかの場合においては、元の充填物の一部がシステムから意図的又は非意図的に除去される可能性があり、システムの継続して信頼できる運転を達成するためにはこれを置き換えなければならない。かかるシステムの例としては、蒸気脱脂システムのような溶剤洗浄システム、並びに空調、冷温冷却システム、及び中温冷却システムのような冷却システムが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書における開示に基づくと、当業者であれば、本明細書に含まれる教示を考慮して全てのかかるシステムにおいて本発明を使用することができるであろう。
【００６１】
[0095]本方法及び装置を用いて再充填する好ましいシステムとしては、中温冷却システムが挙げられる。かかるシステムは、食品の製造、流通、及び小売り産業のような多くの用途において重要であり、消費者の手元に届く食品が新鮮で且つ食用に適することを確保する上で極めて重要な役割を果たす。かかる中温冷却システムにおいて、通常用いられている冷媒液の１つはＨＦＣ−４０４Ａであり、これは３９４３の高い推定地球温暖化係数（ＧＷＰ）を有する。本出願人らは、幾つかの冷媒ブレンドをシステム再充填手順の一部などとして用いる結果として、相当な環境面での有利性並びに能力及び／又は効率の有利性などの非常に望ましいが予期しなかった有利性を達成することができることを見出した。より詳しくは、本発明の好ましい形態は、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含み、より好ましくはこれらから実質的に構成され、更により好ましくは幾つかの態様においてはこれらから構成される交換冷媒組成物の使用に関する。便宜上のみの目的のため（限定の目的ではない）に、ここに記載する成分（ａ）〜（ｅ）を有する冷媒はＮ−４０と呼ぶ。Ｎ−４０ブレンド組成物とは、既存のシステムにおいて交換冷媒として用いることができ、特に既存のシステムにおいてＲ−４０４Ａを部分的に交換するために用いることができる、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、ＨＦＣ−１３４ａ、及びＨＦＯ−１２３４ｙｆの冷媒組成物を指す。かかる組成物は、「システムを再充填するための方法及び組成物、並びに再充填したシステム」と題された２０１５年１０月７日出願の仮出願６２／２３８，４８１（参照として本明細書中に包含する）に詳細に開示されている。
【００６２】
[0096]ＨＦＣ及びＨＦＯ冷媒に関する略称を下記に与える。
【００６３】
【表２】
2018537642.tif 000004
【００６４】
[0097]本明細書中で他に示していない限りにおいて、ＨＦＯ−１２３４ｚｅはトランス−１２３４ｚｅを指す。
[0098]一形態においては、Ｎ−４０ブレンドは、（ａ）約２０重量％〜約３０重量％、好ましくは約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２０重量％〜約３０重量％、好ましくは約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約２０重量％、好ましくは約５重量％〜約１０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１５重量％〜約２５重量％、好ましくは約１９重量％〜約２２重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１０重量％より多く約２５重量％まで、好ましくは約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む。
【００６５】
[0099]一形態においては、Ｎ−４０ブレンド組成物は、（ａ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約２０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１０重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む。
【００６６】
[0100]他の形態においては、Ｎ−４０ブレンド組成物は、（ａ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約１０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１９重量％〜約２２重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む。
【００６７】
[0101]用語を本明細書において用いる時は、「再充填」とは、それぞれ冷媒又は溶剤のような既存の満充填未満の作動流体、しかしながら満充填の少なくとも約２５％の作動流体を含む冷却及び溶剤洗浄システムなどの既存のシステムに、満充填又は実質的に満充填であるシステムを生成させるのに十分な量のＮ−４０冷媒のような再充填流体を加える方法を指す。
【００６８】
[0102]本明細書において用いる「満充填」という用語は、少なくともシステムを運転するために規定された量の作動流体（例えば冷媒又は溶剤）、及び／又は少なくともシステムが標準運転条件下で含むように設計されている量の作動流体を含む、熱伝達又は溶剤洗浄システムのようなシステムを意味する。本明細書において用いる「実質的に満充填」という用語は、少なくとも９０重量％満充填されているシステムを指す。当業者であれば、本方法は、その条件のシステムを与える手段又は理由に関係なく、満充填されていないか又は実質的に満充填されていないシステムを再充填することに関して有利性及び有用性を有することを認識する。
【００６９】
[0103]例として、本発明の幾つかの態様においては、本発明にしたがって満充填未満のシステムを意図的に生成させるために好ましくはＲ−４０４Ａなどの既存の冷媒の一部を除去することによって、既存の冷却システムの運転において有利性及び改良を達成することができると意図される。更なる例として、幾つかの状況においては、既存の冷却システムは、システムからの冷媒の漏出又は他の非意図的な減少の理由によって満充填未満の状態であってよいと意図される。当業者であれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本発明の方法及び装置が、下記により完全に記載するように、これらの状況のいずれにおいても大きく且つ予期しなかった有利性をもたらす機会を与えることを認識するであろう。
【００７０】
[0104]本明細書において用いる「中温」システムという用語は、約−１５℃〜約０℃の範囲の少なくとも一部で運転する蒸発器を有する圧縮冷却システムを指し、幾つかの好ましい態様においては、凝縮器は約２０℃〜約５０℃の範囲の少なくとも一部の温度で運転する。
【００７１】
[0105]本明細書において用いる「低温」システムという用語は、約-４０℃〜約−１５℃の範囲の少なくとも一部で運転する蒸発器、及び約２０℃〜約５０℃の範囲の少なくとも一部で運転する凝縮器を有する圧縮冷却システムを指す。
【実施例】
【００７２】
[0106]以下の実施例は本発明を例示する目的のために与えるものであり、その範囲を限定しない。
実施例１：向上した特性を有する既存の冷却流体と再充填冷却流体の組合せ：
[0107]実施例１に関して、及び以下の実施例に関しては、他に示していない限りにおいて、中温の商業冷却システム装置を用いる。このシステムは、ウォークインフリーザー／クーラー用の商業的に入手できる凝縮ユニット及び蒸発器を用いている。凝縮ユニットは次の通りである。
【００７３】
（ａ）Keeprite Refrigeration, Brantford, Ontarioによって製造；
（ｂ）４６０ボルト／６０Ｈｚ／３相電力を装備したモデルK350L2屋外用空冷低温凝縮ユニット；
（ｃ）低温条件のために必要な冷却装置、ソレノイドを有するオイル分離器、受容器、２バルブ満液型上部圧力制御システム、及び標準運転制御装置を有する圧縮機モデル2DF-0300 Copeland圧縮機。
【００７４】
[0108]ウォークインクーラーは次の通りである。
（ａ）Keeprite Refrigerationによって製造；モデルKUCB204DED；電気霜取装置、薄型ＤＸ供給蒸発器を有し、２３０ボルト／６０Ｈｚ／１相の電力を用いる；
（ｂ）２０°Ｆの飽和吸入温度、及び１０°Ｆの空気／冷媒温度差、並びに３，２００ＣＦＭの空気流のみかけ空気流速において１７，３４０ＢＴＵＨのみかけ能力；
（ｃ）Sporlan分配器、及びＴＸＶ（Ｒ−４０４Ａ用に設計されたＴＸＶを用いた）。
【００７５】
[0109]ウォークインフリーザー／クーラーとして働かせた環境制御チャンバー内に蒸発器を設置した。周囲温度条件を維持するための他の温度制御チャンバー内に凝縮器ユニットを設置した。冷媒の質量流量、それぞれの構成部品の前後の冷媒の圧力及び温度、蒸発器及び凝縮器の導入／排出空気温度及び流量、並びに凝縮ユニット及び蒸発器への電力を測定するための装置をシステムに加えた。
【００７６】
[0110]通常のフリーザー温度（３５°Ｆ）及び９５°Ｆの通常の設計周囲条件で試験を行った。冷媒温度は、通常はチャンバー温度よりも５°Ｆ〜１５°Ｆ低かったことを留意すべきである。ＴＸＶによって与えた蒸発器過熱は、当初は基線で１０°Ｆに設定した。
【００７７】
[0111]Ｒ−４０４Ａを用い、Ｒ−４０４Ａと共に用いるように設計されたＴＸＶを用いてユニットを運転した。Ｒ−４０４Ａを用いたシステムに関する結果を下表Ｃ１Ａに与える。
【００７８】
【表３】
2018537642.tif 000005
【００７９】
[0112]次に、２０重量％、４０重量％、６０重量％、及び８０重量％のＮ−４０を含むＲ−４０４ＡとＮ−４０の種々の組合せ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、及びＥ４とする）、並びに１００重量％のＮ−４０（Ｅ５とする）を形成し、この同じシステムにおいて作動流体として用いた。これらの組合せのそれぞれによって形成されるそれぞれの成分の濃度を、能力及び効率に関する試験作業の結果と一緒に下表Ｅ１Ａに報告する。
【００８０】
【表４】
2018537642.tif 000006
【００８１】
[0113]これらの結果を、これらの流体に関して予測された結果と一緒に図１２に示す。
[0114]図１２及び１３において示されるように、本出願人らは、驚くべきことに、能力も効率も成分の幾つかの濃度に関して予測されたようには挙動せず、予測値からの変動は相当なものであるだけでなく、約２０重量％より多く約８０重量％未満、最も好ましくは約４０重量％〜約６０重量％の量のＮ−４０を含む再充填したシステムに関して非常に有利な運転を生成させることもできることを見出した。
【００８２】
実施例２：冷却システムの再充填：
[0115]図１４に図示するように、本発明の基本的な再充填システム（構成要素１０、１１、１２、１５、１６、１７、２０）に接続した蒸気圧縮冷却システムの一部（構成要素１３、１４、１８、１９）を与える。
【００８３】
[0116]図１４に示すタイプのシステムにおいては、冷却システム圧縮機１４は、吸入ライン１３及び放出ライン１９を有する。作動流体としてＲ−４０４Ａを用いてこのシステムを所定時間運転し、その時間の間に未知量のＲ−４０４Ａがシステムから漏出して、作動流体が満充填されていないシステムが生成する。この冷却システムは、吸入ライン１３と流体連絡している作動流体貯留槽１８を含む。
【００８４】
[0117]再充填システムは、Ｎ−４０冷媒を含む再充填タンク１５、及び貯留槽１８に接続されている再充填ライン１７を含む。再充填システムはまた、１つ又は複数の吸入ラインバイパス導管、センサー１１、センサー及び制御装置２０に接続されている制御線１１、及び再充填導管１７を通して冷却システムに加えられる再充填Ｎ−４０の量を制御する手段（図示せず）に接続されている制御線１６も含む。
【００８５】
[0118]冷却システムが運転中の間において、再充填タンク１５からの再充填冷媒Ｎ−４０をゆっくりとであるが連続的に貯留槽１８に加え、吸入ライン１３内の蒸気をバイパス導管１２中に連続的に回収して、センサー１１内に連続的に導入し、蒸気の熱伝導率を表す信号を、線１０を通して連続的に出力する。線１０からの信号を、好ましくは上記に記載し且つ図１５に示す蒸気の熱伝導率とＮ−４０の重量％との間の相関を反映するアルゴリズムを有するプログラム可能な制御装置である制御装置２０によって受容する。
【００８６】
[0119]このアルゴリズムに基づいて、制御装置によって、同時に規定されたパラメーター内で再充填されるシステムを達成しながら約４０重量％〜約６０重量％の好ましい範囲のＮ−４０の重量％濃度を達成するために、加えるＮ−４０の量を、約１５．３より高く約１５．６より低い範囲内の熱伝導率の目標値に制御する。
【００８７】
[0120]本発明にしたがってシステムの再充填を行うことによって、相当で且つ予期しなかった有利性が達成される。より詳しくは、下記の表において開示され、「システムを再充填するための方法及び組成物、並びに再充填したシステム」と題された２０１５年１０月７日出願の仮出願６２／２３８，４８１（参照として本明細書中に包含する）においてより具体的に記載されているように、本発明にしたがってシステムを再充填することによって、再充填システムは、減少したＧＷＰを有する冷媒だけでなく、予期しない程向上した間接的ＧＷＰ放出量で運転されるシステムも含む。
【００８８】
実施例３Ａ〜３Ｂ：
[0121]添加工程、及び測定工程に続く工程を変化させる他は、実施例２を繰り返す。具体的には、再充填運転中に冷媒の更なる添加を行うか又は行わないために測定工程を用いるのに代えて、実質的に満充填のシステムを達成するのに十分な再充填冷媒をシステムに加える。次に、実質的に満充填の作動流体を表す試料について測定工程を行う。次に、この測定工程を用いて１以上のシステムパラメーターを制御及び／又は調節して、システムの運転を再充填運転の前に存在しているパラメーターを用いたシステムの運転と比べて改良する。
【００８９】
実施例３Ａ：
[0122]本発明の再充填運転の前に、約−２６．５°Ｆの蒸発温度、約１０°Ｆの蒸発器過熱、約７０°Ｆの凝縮温度、及び約１０°Ｆの過冷却を用いてシステムを運転した。システムへＮ−４０を加えることは、運転パラメーターの変更を行わない場合にはシステムの能力及び効率に対して影響を与える。例えば、１６３ｐｓｉの一定の凝縮圧力に関して、凝縮温度は、作動流体が増加する量のＮ−４０を含むにつれて増加する傾向がある。システム運転パラメーターの調節を行わないならば、システムの能力及び効率に対する不利益が認められる。したがって、システム運転パラメーターに加えることができる１つの調節は、熱伝導率の容易に測定される値を用いて求められる見積もられた成分濃度に基づいて膨張バルブを調節して凝縮圧力を変化させることである。この膨張バルブに対する可能な調節、及びこの調節から得られる改良された性能を下記にまとめる。
【００９０】
【表５】
2018537642.tif 000007
【００９１】
実施例３Ｂ：
[0123]本発明の再充填運転の前には、システムは約−２６．５°Ｆの蒸発温度に関して２６．７ＰＳＩの蒸発圧力を用いて運転していた。システムへＮ−４０を加えることは、蒸発温度に対して影響を与える。より具体的には、システムにＮ−４０を加えると、一定の圧力設定に関して蒸発温度の上昇をもたらす傾向があり、冷凍食品を与えるための冷却の場合には、これは食品に対して損傷を引き起こす可能性がある。言い換えれば、システムは所期又は必要な運転を生成せず、欠陥があり及び／又は信頼できないとみなされる。一定の蒸発温度を維持し、冷凍製品に対する可能性のある損傷を阻止するために、以下のように本発明にしたがってシステム制御を調節することができる。
【００９２】
【表６】
2018537642.tif 000008
【００９３】
実施例４：
[0124]再充填流体（時にはＲ−４４９Ａと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【００９４】
【表７】
2018537642.tif 000009
【００９５】
[0125]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例５：
[0126]再充填流体（時にはＲ−４４２Ａと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【００９６】
【表８】
2018537642.tif 000010
【００９７】
[0127]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例６：
[0128]再充填流体（時にはＲ−４０７Ａと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【００９８】
【表９】
2018537642.tif 000011
【００９９】
[0129]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例７：
[0130]再充填流体（時にはＲ−４０７Ｂと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【０１００】
【表１０】
2018537642.tif 000012
【０１０１】
[0131]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例８：
[0132]再充填流体（時にはＲ−４０７Ｃと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【０１０２】
【表１１】
2018537642.tif 000013
【０１０３】
[0133]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例９：
[0134]再充填流体（時にはＲ−４０７Ｄと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【０１０４】
【表１２】
2018537642.tif 000014
【０１０５】
[0135]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例１０：
[0136]再充填流体（時にはＲ−４０７Ｅと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【０１０６】
【表１３】
2018537642.tif 000015
【０１０７】
[0137]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例１１：
[0138]再充填流体（時にはＲ−４０７Ｆと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【０１０８】
【表１４】
2018537642.tif 000016
【０１０９】
[0139]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
実施例１２：
[0140]再充填流体（時にはＲ−５０７Ａと呼ぶ）が以下の組成を有している他は、実施例１〜３Ｂを繰り返す。
【０１１０】
【表１５】
2018537642.tif 000017
【０１１１】
[0141]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
【図１】
2018537642.tif 000018
【図２】
2018537642.tif 000019
【図３】
2018537642.tif 000020
【図４】
2018537642.tif 000021
【図５】
2018537642.tif 000022
【図６】
2018537642.tif 000023
【図７】
2018537642.tif 000024
【図８】
2018537642.tif 000025
【図９】
2018537642.tif 000026
【図１０】
2018537642.tif 000027
【図１１】
2018537642.tif 000028
【図１２】
2018537642.tif 000029
【図１３】
2018537642.tif 000030
【図１４】
2018537642.tif 000031
【図１５】
2018537642.tif 000032
【図１６】
2018537642.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月15日(2018.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）既存の作動流体を含むが、既存の作動流体が満充填未満であるシステムを与え；
（ｂ）システム内に含まれている既存の作動流体に、システム内に含まれている既存の作動流体の特性よりも優れている少なくとも１つの特性を有する再充填作動流体を加え；
（ｃ）少なくとも添加工程（ｂ）の後に、添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の１以上の成分濃度に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｄ）測定工程（ｃ）に基づいて、添加工程（ｂ）の後の作動流体の１以上の成分濃度を見積もり；そして
（ｅ）工程（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すか又は繰り返さず、及び／又は少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む、作動システムを再充填する方法。
【請求項２】
作動システムが冷却システムであり、既存の作動流体が既存の冷媒であり、再充填作動流体が再充填冷媒組成物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
システム内の流体の容易に測定される物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択され、少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
既存の作動流体を含むが、満充填未満の既存の作動流体を含むタイプのシステムを再充填するのに有用で、再充填流体は既存の作動流体と異なる再充填装置であって、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；
を含む上記装置。
【請求項６】
少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、システムに加えられる再充填作動流体の量を制御する手段を更に含み、及び／又は、少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、システムの１以上の運転パラメーターを調節する手段を更に含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
物理特性測定装置によって測定される流体の物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、請求項５〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
既存の作動流体を含むタイプのシステムを改良するための装置であって、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；並びに
（ｃ）測定装置からの出力に応答してシステム運転パラメーターを制御する手段；
を含む上記装置。
【請求項１０】
システムが冷却システムであり、作動流体が冷媒である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
物理特性測定装置によって測定される流体の物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択され、少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
既存の作動流体を含むタイプのシステムの運転を向上させる方法であって、
（ａ）既存の作動流体を含むシステムを与え；
（ｂ）添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の１以上の成分濃度に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｃ）測定工程（ｂ）に基づいて作動流体の１以上の成分濃度を見積もり；そして
（ｄ）見積値に基づいて少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む上記方法。
【請求項１３】
既存の作動流体が既存の冷媒であり、再充填作動流体が再充填冷媒組成物である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
システム内の流体の容易に測定される物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択され、少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、請求項１２〜１４のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
[0141]システムを再充填し、システム運転は実施例１〜３Ｂに関連して上記に示したものと同じように概して良好である。
本発明は以下の態様を含む。
［１］
（ａ）既存の作動流体を含むが、既存の作動流体が満充填未満であるシステムを与え；
（ｂ）システム内に含まれている既存の作動流体に、システム内に含まれている既存の作動流体の特性よりも優れている少なくとも１つの特性を有する再充填作動流体を加え；
（ｃ）少なくとも添加工程（ｂ）の後に、添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の１以上の成分濃度に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｄ）測定工程（ｃ）に基づいて、添加工程（ｂ）の後の作動流体の１以上の成分濃度を見積もり；そして
（ｅ）工程（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すか又は繰り返さず、及び／又は少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む、作動システムを再充填する方法。
［２］
作動システムが冷却システムである、［１］に記載の方法。
［３］
作動システムが中温冷却システムである、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］
既存の作動流体が既存の冷媒である、［２］又は［３］に記載の方法。
［５］
既存の作動流体がＲ−４０４Ａを含む、［２］〜［４］のいずれかに記載の方法。
［６］
再充填作動流体が再充填冷媒組成物である、［１］〜［５］のいずれかに記載の方法。
［７］
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、［１］〜［６］のいずれかに記載の方法。
［８］
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約２０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１０重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、［１］〜［７］のいずれかに記載の方法。
［９］
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約１０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１９重量％〜約２２重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、［１］〜［８］のいずれかに記載の方法。
［１０］
システム内の流体の容易に測定される物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、［１］〜［９］のいずれかに記載の方法。
［１１］
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、［１］〜［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］
既存の作動流体を含むが、満充填未満の既存の作動流体を含むタイプのシステムを再充填するのに有用で、再充填流体は既存の作動流体と異なる再充填装置であって、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；
を含む上記装置。
［１３］
少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、システムに加えられる再充填作動流体の量を制御する手段を更に含む、［１２］に記載の装置。
［１４］
少なくとも部分的に物理特性測定装置によって行われる測定に基づいて、システムの１以上の運転パラメーターを調節する手段を更に含む、［１２］又は［１３］に記載の装置。
［１５］
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、［１４］に記載の装置。
［１６］
作動流体が冷媒である、［１２］〜［１５］のいずれかに記載の装置。
［１７］
物理特性測定装置によって測定される流体の物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、［１２］〜［１６］のいずれかに記載の装置。
［１８］
既存の作動流体を含むタイプのシステムを改良するための装置であって、
（ａ）その時点のシステム内の作動流体を表す流体又は流体流に流体接続されているサンプリング導管；及び
（ｂ）サンプリング導管に接続されており、サンプリング導管から受容される流体の物理特性を容易に測定する物理特性測定装置；並びに
（ｃ）測定装置からの出力に応答してシステム運転パラメーターを制御する手段；
を含む上記装置。
［１９］
システムが冷却システムであり、作動流体が冷媒である、［１８］に記載の装置。
［２０］
物理特性測定装置によって測定される流体の物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、［１９］に記載の装置。
［２１］
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、［１９］又は［２０］に記載の装置。
［２２］
既存の作動流体を含むタイプのシステムの運転を向上させる方法であって、
（ａ）既存の作動流体を含むシステムを与え；
（ｂ）添加工程（ｂ）の後のシステム内の作動流体の１以上の成分濃度に高い信頼性で相関しているシステム内の流体の容易に測定される物理特性を測定し；
（ｃ）測定工程（ｂ）に基づいて作動流体の１以上の成分濃度を見積もり；そして
（ｄ）見積値に基づいて少なくとも１つのシステム運転パラメーターを調節する；
ことを含む上記方法。
［２３］
作動システムが冷却システムである、［２２］に記載の方法。
［２４］
作動システムが中温冷却システムである、［２２］又は［２３］に記載の方法。
［２５］
既存の作動流体が既存の冷媒である、［２２］〜［２４］のいずれかに記載の方法。
［２６］
既存の作動流体がＲ−４０４Ａを含む、［２２］〜［２５］のいずれかに記載の方法。
［２７］
再充填作動流体が再充填冷媒組成物である、［２２］〜［２６］のいずれかに記載の方法。
［２８］
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１０重量％〜約３５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）０重量％より多く約３０重量％までのＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、［２２］〜［２７］のいずれかに記載の方法。
［２９］
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２０重量％〜約３０重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約２０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１０重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、［２２］〜［２７］のいずれかに記載の方法。
［３０］
再充填作動流体が、成分（ａ）〜（ｅ）の重量を基準として、（ａ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−３２；（ｂ）約２４重量％〜約２７重量％のＨＦＣ−１２５；（ｃ）約５重量％〜約１０重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ；（ｄ）約１９重量％〜約２２重量％のＨＦＣ−１３４ａ；及び（ｅ）約１５重量％〜約２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ；を含む組成物を有する、［２２］〜［２７］のいずれかに記載の方法。
［３１］
システム内の流体の容易に測定される物理特性が、熱伝導率、勾配、密度、粘度、比熱、及び沸点圧と露点圧との間の差からなる群から選択される、［２２］〜［３０］のいずれかに記載の方法。
［３２］
少なくとも１つのシステム運転パラメーターが、膨張バルブ設定、熱交換器運転、及び圧縮機運転からなる群から選択される、［２２］〜［３１］のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
2018537642.tif 000034
2018537642.tif 000035