JP2000505495A - 熱伝導流体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は低温用の熱伝導／冷却流体に関する。前記熱伝導／冷却流体は１５〜７０％のトリメチルグリシンと３０〜８５％の水を含んでいる。本発明の熱伝導流体は、環境に優しく且つ危険性がなく、良好な熱伝導特性を有し、例えば食品産業またはソーラーパネルの要求に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 熱伝導流体 本発明は、広範囲な使用、特に環境に優しくまた健康の観点を前提とした、例え ば有害でなく、また広い温度範囲での熱伝導的用法のための、熱伝導／冷却流体 に関する。 熱伝導／冷却流体は、産業、建造物内の技術的設備、冷蔵装置およびモータ応用 に通常使用される。 良好な熱伝導特性は、熱伝導／冷却流体にとって重要である。このことは、良好 な熱容量、熱伝導性および循環性を前提としている。低温における低い粘性値は 、熱伝導流体を代表する。その理由は、このような場合には、低いポンプ力のた めに流体が乱れた流れになるからである。 上記の特性に加えて、熱伝導流体の重要な特性はまた、特に食品産業での使用や 生活水の加熱時の使用に際し、環境に優しくかつ危険性がないことを包含する。 熱伝導流体は、処理される製造物に対してどのようにしても有害であってはなら ない。処理過程への流体の僅かな漏洩は、重大な事故を引き起こす。それ故、流 体の非有害性は、最も厳しい要因の１つである。 最も典型的な流体は、有機性の水を含んだ熱伝導流体である。有機流体に付随す る問題は、それらの使用における困難さと有害性である。その特性の殆どに関し て、水はほぼ完全な熱伝導流体である。それは良好な熱伝導および循環特性を有 する。加えて、水は完全に環境に対して非有害的および非危険的である。加えて 、それは絶対に燃焼しない。水の実際上の主たる欠点は、その使用温度範囲が狭 いことである。水は、知られているように、０℃で凍結し、１００℃で沸騰する 。更に、水は、特に鉄を含有した材料に結合して腐食を引き起こす。 低温で使用される熱伝導流体に関する従来の記述に関して、例えば、アルキルメ チルシロキサン流体、またはアルキルメチルシロキンサン流体と末端トリメチル シリル基を有するポリジオルガノシロキサンをベースとした種々の流体との組み 合わせからなる熱伝導流体を開示しているＥＰ出願公開０６４１８４９が参照で きる。 水をベースとした最も典型的な熱伝導流体は、エチレングリコール、プロピレン グリコールおよびエタノールの水性混合物である。エチレングリコールは、良く 知られた熱伝導流体の１つであり、またそれは自動車産業で特に使用される。し かしながら、エチレングリコールの使用は、基質が有害であって、環境にとても 優しくはないという欠点を有する。プロピレングリコールは、エチレングリコー ルの代わりに、少ない有害特性が要求される応用面で実際にしばしば使用される 。プロピレングリコールが比較的に非有害ではあっても、それは環境を汚染する 基質である。プロピレングリコールの１つの欠点は、低温におけるその粘性が極 めて増加し、これがポンプの力を増加させることである。 エチレングリコールと比較した場合のエタノールの非有害性は、その使用におけ る１つの利点である。しかし、その使用は、その揮発性およびそれに起因する発 火の危険性と、低温での粘性の大きな増加という欠点を有する。しかしながら、 後者は、プロピレングリコールよりは有利である。この理由のために、エタノー ルは、研究室で、また非有害性が要求される条件下で、熱伝導流体として一般に 使用される基質である。しかしながら、エタノールの使用は、この流体の使用を 複雑にする要因の１つとなる、健康に関する当局からの許可を必要とする問題を 含んでいる。 特にグリコールの場合の腐食は、ユーザに対して、高価で効果的な腐食抑制剤を 探すことを強制する。腐食抑制剤の組成と濃度をモニタすることは困難である。 一般に、効果的な抑制剤は、一方で高度な非有害液体を有害にする。典型的で複 雑な溶液は最終溶液のコストを増加させる。 腐食抑制剤に関連した従来の記述に関しては、ジカルボキシル酸混合物を腐食抑 制剤として含有した熱伝導流体を開示しているＥＰ出願公開０３６９１００が参 照できる。そこでは、冷却流体組成は、凝固点を低下させるための水溶性液体ア ルコールを有する。例えば、エチレングリコールと、グリコールおよびジエチレ ングリコールとの混合物が前記の容量内で使用されている。 本発明の目標は、従来技術の記述における問題および欠点が解消され、または少 なくとも実質的に最小化された熱伝導／冷却流体を提供することにある。 本発明の目的は、低温での使用に好適な、そして健康及び環境に関して安全で技 術的に経済的に使用できる熱伝導／冷却流体を提供することにある。 本発明に係る熱伝導／冷却流体は、第１に、それが１５〜７０％のトリメチルグ リシンと３０〜８５％の水を含んでいることを特徴とする。本発明に係る最も典 型的な熱伝導／冷却流体は、３５％のトリメチルグリシンを含んでいる。 熱伝導／冷却流体中の成分として使用される好ましい化合物は、トリメチルグリ シンまたはトリメチルグリシン水和物の塩である。特に好ましい化合物はトリメ チレングリシン、即ちベタインである。後者は、それを天然生成物、即ちテンサ イから分離することで調整できる。このことは、有利な生活循環を有した生物学 的起源の熱伝導／冷却流体の調整を可能にする。 本発明に係る熱伝導／冷却流体は、非有害性および簡便性という利点を有する。 その物理的特性は、グリコール溶液と同じである。本発明に係る熱伝導／冷却流 体は、−５０〜＋１００℃の温度範囲での使用に適している。ヒートポンプでの 、および冷蔵装置での好ましい温度範囲は、−４０〜＋７０℃である。本発明に 係る熱伝導／冷却流体は、ソーラーパネルにおいて偶発的に生じる沸騰に耐える 。 本発明に係る熱伝導／冷却流体と共に、従来周知である腐食抑制剤、安定剤およ びマーキング剤を、必要なときに使用することが可能である。 本発明に係る熱伝導／冷却流体は、既知の冷却流体よりも有害性が少なく、また 環境に優しい。それは問題廃棄物には分類されず、またその容易な崩壊はコスト を低減する。本発明に係る熱伝導／冷却流体の廃棄処理は、特別な測定を必要と しない。それは土の中に吸収させるか、あるいはドレーン中に流し込むことがで きる。これに対し、従来技術で述べられたエチレングリコール、プロピレングリ コールおよびエタノールは、問題廃棄物処理プラントで、あるいは公的機関の監 視下で処理される必要がある。 本発明に係る熱伝導／冷却流体は、種々の応用への使用、特に温度が低い場合、 および流体が環境に優しくまた非有害であることを要求されている場合、例えば 食品産業に適している。記述され得るいくつかの応用は、特に熱気または冷気が 外気から回収されて空気取り入れ口に転送されるソーラー加熱システム、ヒート ポンプ、冷蔵装置、換気および空調装置を含んでいる。記述され得る１つの応用 は、ソーラーパネルである。 実施例Ｉ 流体の有害性は、文献から得られるＬＤ₅₀の値に基づいて評価される。使用され たＬＤ₅₀の値は、ラットで経口的に試験された。この値は、表Ｉに示されている 。 実施例 ＩＩ 同一濃度での流体の粘性値は、表ＩＩで比較されている。表IIIは、−１５℃の 凝固点に対応した濃度での比較を示している。凝固点は、最初の結晶が溶液中で 形成される温度である。実施例III ５０ｗｔ．％の濃度での種々の溶液に対する凝固点の低下は、表ＩＶに示されて いる。 本発明は、いくつかの好ましい実施例を参照して説明されたが、その目的は本発 明を前記実施例の詳細に限定するためではない。次の請求の範囲に規定された創 造的な発想の範囲内で多くの修正や変形が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱伝導／冷却流体であって、前記熱伝導／冷却流体が１５〜７０％のトリメ チルグリシンと３０〜８５％の水を含んでいることを特徴とする。 ２．請求項１の熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体がトリメチル グリシン水和物の塩を含んでいることを特徴とする。 ３．請求項１の熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体がトリメチル グリシンを含んでいることを特徴とする。 ４．請求項１の熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体が３０〜５０ ％のトリメチルグリシンと５０〜７０％の水を含んでいることを特徴とする。 ５．請求項１の熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体が約３５％の トリメチルグリシンと約６５％の水を含んでいることを特徴とする。 ６．前記請求項のいずれかの熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体 の使用温度範囲が−５０〜＋１００℃であることを特徴とする。 ７．前記請求項のいずれかの熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体 の使用温度範囲が−４０〜＋７０℃であることを特徴とする。 ８．請求項４の熱伝導／冷却流体において、前記熱伝導／冷却流体が生物学的起 源のトリメチルグリシンを含んでいることを特徴とする。 ９．ソーラーシステム、ヒートポンプ、冷蔵装置、換気装置および空調装置にお ける請求項１の熱伝導／冷却流体の使用。