JPH10298585A - 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 - Google Patents
水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法Info
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- JPH10298585A JPH10298585A JP9122875A JP12287597A JPH10298585A JP H10298585 A JPH10298585 A JP H10298585A JP 9122875 A JP9122875 A JP 9122875A JP 12287597 A JP12287597 A JP 12287597A JP H10298585 A JPH10298585 A JP H10298585A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配管内摩擦抵抗低減効果が優れており、又低
毒性であり、腐食性電解質を含有していない事から廃棄
に際して環境負荷が少ない、界面活性剤を開発する事に
より、実用性が有り、また流量増加やポンプ動力を低減
させる事が出来る、水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の
低減方法を得る。 【解決手段】 本特許に記載した化合物は、Ｒ1、Ｒ2及
びＲ3が特定の炭素数を持つジオレフィン系炭化水素、
ポリオレフィン系炭化水素、アセチレン系炭化水素を含
有するアミンオキシド、及び又はエチレンオキシドだけ
でなく、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はそ
のミックス等を含有するアルキルエ−テルのアミンオキ
シドである。この高密度熱輸送用界面活性剤が、特に
０.０５〜１.０重量％の濃度の水溶液中でミセルを形成
した時、熱輸送用界面活性剤として適切なミセルの形状
を形成し、摩擦抵抗低減効果に優れている事を見出し
た。
毒性であり、腐食性電解質を含有していない事から廃棄
に際して環境負荷が少ない、界面活性剤を開発する事に
より、実用性が有り、また流量増加やポンプ動力を低減
させる事が出来る、水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の
低減方法を得る。 【解決手段】 本特許に記載した化合物は、Ｒ1、Ｒ2及
びＲ3が特定の炭素数を持つジオレフィン系炭化水素、
ポリオレフィン系炭化水素、アセチレン系炭化水素を含
有するアミンオキシド、及び又はエチレンオキシドだけ
でなく、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はそ
のミックス等を含有するアルキルエ−テルのアミンオキ
シドである。この高密度熱輸送用界面活性剤が、特に
０.０５〜１.０重量％の濃度の水溶液中でミセルを形成
した時、熱輸送用界面活性剤として適切なミセルの形状
を形成し、摩擦抵抗低減効果に優れている事を見出し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電所、下水処理
場、ゴミ処理場、工場等の排熱発生地域と都市間のエネ
ルギーネットワークシステムにおける省エネルギー熱輸
送の確立に資するものである。地域冷暖房設備におけ
る、水又は氷水スラリーの高密度熱輸送及び石油精製工
場、石油化学工場の冷却水循環システム、消火放出水な
ど、水の大量移送システムにおいて、配管内の摩擦抵抗
を低減し、搬送動力の低減、熱損失の低減、搬送水量の
増加(搬送エネルギーの増加)、配管径の縮小等、省エネ
ルギー搬送技術に貢献する高密度熱輸送用界面活性剤に
関するものである。
場、ゴミ処理場、工場等の排熱発生地域と都市間のエネ
ルギーネットワークシステムにおける省エネルギー熱輸
送の確立に資するものである。地域冷暖房設備におけ
る、水又は氷水スラリーの高密度熱輸送及び石油精製工
場、石油化学工場の冷却水循環システム、消火放出水な
ど、水の大量移送システムにおいて、配管内の摩擦抵抗
を低減し、搬送動力の低減、熱損失の低減、搬送水量の
増加(搬送エネルギーの増加)、配管径の縮小等、省エネ
ルギー搬送技術に貢献する高密度熱輸送用界面活性剤に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱エネルギーの効率的な管内輸送手段と
して、乱流域にある温冷水の搬送において、ある種の鎖
状高分子を添加すると配管内摩擦抵抗が著しく減少する
現象(トムズ効果)が50年前に発見されている。トムズ効
果は数ppm〜数千ppm程度の鎖状高分子を水に添加する事
により配管内摩擦抵抗低減効果を意味し、管内輸送にお
いて摩擦損失の減少による流量増加やポンプ動力の減少
が期待出来る。このトムズ効果のメカニズムは、添加し
た鎖状高分子が糸巻き状(ランダムコイル状)となって流
体中に混合し、そのランダムコイルが乱流渦の発生や発
達を抑止することとされている。しかし、高分子はポン
プの剪断力により壊され、配管内摩擦抵抗低減機能が失
われるため循環系配管には不向きである。一方、約10年
前にカチオン系界面活性剤であるセチルトリメチルアン
モニウムブロマイド(CTAB)等の第四級アンモニウム塩
は、その添加量を増大すると棒状のミセル構造を形成
し、鎖状高分子のランダムコイルと同様に配管内摩擦抵
抗低減効果がありポンプの剪断力を受けてもその機能を
回復する事が発見され、その適用研究等が国内外で行わ
れている。しかし、カチオン系界面活性剤は強い殺菌作
用があることから廃棄に際して環境に対する負荷が大き
く、又化合物中の塩素・臭素等のハロゲン元素は毒性及
び腐食性が強く配管による熱輸送用界面活性剤として使
用するのには問題があり、その実用化の阻害因子となっ
ている。又、特許出願公開昭60-99199(審査請求未請求)
記載の化合物は、(１)Ｒ1が特定の炭素数を持ったアル
キルアリール又はアリールアルキル、又はエチレンオキ
シド（ＥＯ）を0〜5モル付加した特定の炭素数を持った
アルキル又はアルケニルであり、Ｒ2及びＲ3が炭素数１
〜４のアルキル又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル
であるアミンオキシド化合物、(２)Ｒ1が特定の炭素数
を持ったアルキル又はアルケニルであり、Ｒ2及びＲ3が
ジメチル又はジヒドロキシエチルである、アミンオキシ
ド化合物を加えることを特徴とする、流動する水性媒体
の摩擦抵抗の減少方法である。しかし、これらのアミン
オキシドの水溶液から形成したミセルは、サイズが小さ
い等適切な形状でないため配管内摩擦抵抗低減効果は弱
い。
して、乱流域にある温冷水の搬送において、ある種の鎖
状高分子を添加すると配管内摩擦抵抗が著しく減少する
現象(トムズ効果)が50年前に発見されている。トムズ効
果は数ppm〜数千ppm程度の鎖状高分子を水に添加する事
により配管内摩擦抵抗低減効果を意味し、管内輸送にお
いて摩擦損失の減少による流量増加やポンプ動力の減少
が期待出来る。このトムズ効果のメカニズムは、添加し
た鎖状高分子が糸巻き状(ランダムコイル状)となって流
体中に混合し、そのランダムコイルが乱流渦の発生や発
達を抑止することとされている。しかし、高分子はポン
プの剪断力により壊され、配管内摩擦抵抗低減機能が失
われるため循環系配管には不向きである。一方、約10年
前にカチオン系界面活性剤であるセチルトリメチルアン
モニウムブロマイド(CTAB)等の第四級アンモニウム塩
は、その添加量を増大すると棒状のミセル構造を形成
し、鎖状高分子のランダムコイルと同様に配管内摩擦抵
抗低減効果がありポンプの剪断力を受けてもその機能を
回復する事が発見され、その適用研究等が国内外で行わ
れている。しかし、カチオン系界面活性剤は強い殺菌作
用があることから廃棄に際して環境に対する負荷が大き
く、又化合物中の塩素・臭素等のハロゲン元素は毒性及
び腐食性が強く配管による熱輸送用界面活性剤として使
用するのには問題があり、その実用化の阻害因子となっ
ている。又、特許出願公開昭60-99199(審査請求未請求)
記載の化合物は、(１)Ｒ1が特定の炭素数を持ったアル
キルアリール又はアリールアルキル、又はエチレンオキ
シド（ＥＯ）を0〜5モル付加した特定の炭素数を持った
アルキル又はアルケニルであり、Ｒ2及びＲ3が炭素数１
〜４のアルキル又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル
であるアミンオキシド化合物、(２)Ｒ1が特定の炭素数
を持ったアルキル又はアルケニルであり、Ｒ2及びＲ3が
ジメチル又はジヒドロキシエチルである、アミンオキシ
ド化合物を加えることを特徴とする、流動する水性媒体
の摩擦抵抗の減少方法である。しかし、これらのアミン
オキシドの水溶液から形成したミセルは、サイズが小さ
い等適切な形状でないため配管内摩擦抵抗低減効果は弱
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】鎖状高分子化合物のよ
うにポンプの剪断力により壊され、配管内摩擦抵抗低減
機能が失われる事のない化合物であり、さらに化合物は
殺菌作用が無く、塩素・臭素等のハロゲン元素は含まれ
ず、毒性及び腐食性が弱く廃棄に際して環境に対する負
荷が少ない界面活性剤の開発。 開発する界面活性剤
は、その水溶液から形成したミセルは適切な形状である
事から、優れた配管内摩擦抵抗低減効果を示し、搬送動
力の低減、熱損失の低減、搬送水量の増加、配管径の縮
小等、省エネルギー搬送技術に貢献する高密度熱輸送用
界面活性剤に関するものである。
うにポンプの剪断力により壊され、配管内摩擦抵抗低減
機能が失われる事のない化合物であり、さらに化合物は
殺菌作用が無く、塩素・臭素等のハロゲン元素は含まれ
ず、毒性及び腐食性が弱く廃棄に際して環境に対する負
荷が少ない界面活性剤の開発。 開発する界面活性剤
は、その水溶液から形成したミセルは適切な形状である
事から、優れた配管内摩擦抵抗低減効果を示し、搬送動
力の低減、熱損失の低減、搬送水量の増加、配管径の縮
小等、省エネルギー搬送技術に貢献する高密度熱輸送用
界面活性剤に関するものである。
【０００４】
【問題を解決するための手段】本特許に記載した化合物
は、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3が不飽和結合である、例えば特定
の炭素数を持つジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィ
ン系炭化水素、アセチレン系炭化水素を含有するアミン
オキシド、又はエチレンオキシド(ＥＯ)だけでなく、Ｅ
Ｏとプロピレンオキシド(ＰＯ)、又はブチレンオキシド
(ＢＯ)を含有する、例えば −（ＯＣ2Ｈ4）m−（ＯＣn
Ｈ2n）q− 又は −（−ＯＣsＨs−）m−（ n は３か
４、あるいは３と４のミックス、 s は2〜4である）ア
ルキルエーテルのアミンオキシドが、水溶液中でミセル
を形成した時、熱輸送用界面活性剤として適切なミセル
の硬さ及びサイズを形成し、摩擦抵抗低減効果に特徴的
な効果を発揮する事を見出した。詳しくは、乱流域にあ
る水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗を低減させる方法と
して、水系熱搬送媒体に下記 化２ で表されるアミンオ
キシド化合物を加える事を特徴とする、水系熱搬送媒体
の配管内摩擦抵抗を低減する方法である。
は、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3が不飽和結合である、例えば特定
の炭素数を持つジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィ
ン系炭化水素、アセチレン系炭化水素を含有するアミン
オキシド、又はエチレンオキシド(ＥＯ)だけでなく、Ｅ
Ｏとプロピレンオキシド(ＰＯ)、又はブチレンオキシド
(ＢＯ)を含有する、例えば −（ＯＣ2Ｈ4）m−（ＯＣn
Ｈ2n）q− 又は −（−ＯＣsＨs−）m−（ n は３か
４、あるいは３と４のミックス、 s は2〜4である）ア
ルキルエーテルのアミンオキシドが、水溶液中でミセル
を形成した時、熱輸送用界面活性剤として適切なミセル
の硬さ及びサイズを形成し、摩擦抵抗低減効果に特徴的
な効果を発揮する事を見出した。詳しくは、乱流域にあ
る水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗を低減させる方法と
して、水系熱搬送媒体に下記 化２ で表されるアミンオ
キシド化合物を加える事を特徴とする、水系熱搬送媒体
の配管内摩擦抵抗を低減する方法である。
【化２】 （１） 化２ 式中Ｒ1は炭素原子が１〜３６のアルキ
ル、又は炭素原子が２〜３６のアルケニル、又は二重結
合を２個以上有する炭素原子が３〜３６のジオレフィン
系炭化水素、ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素原子
が２〜３６のアセチレン系炭化水素を意味する。又、式
中Ｒ2及びＲ3は、二重結合を２個以上有する炭素原子が
３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィン系
炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチレン系炭化
水素、又は Ｈ−(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− であ
り、又は Ｈ−(−ＯＣsＨ2s−)m− であり、（ n は
３か４又はそのミックスを意味する。 s は２〜４であ
り、その２つ以上のミックス、又は各々が２モル以上付
加反応した生成物としてのブロックが２つ以上ランダム
につながっている。 m 及び q は１〜１００,０００の
数であるアルキルエーテルを意味する。） （２） 化２ 式中Ｒ1が式Ｒ4−Ｒ5−であり、Ｒ4は炭素
原子が１〜３６のアルキル、又は炭素原子が２〜３６の
アルケニル、又は二重結合を２個以上有する炭素原子が
３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィン系
炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチレン系炭化
水素、Ｒ5は −(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− 又は
−(−ＯＣsＨ2s−)m− で表されるアルキルエーテルを
意味する。（ n は３か４又はそのミックスを意味す
る。s は２〜４であり、その２つ以上のミックス、又は
各々が２モル以上付加反応した生成物としてのブロック
が２つ以上ランダムにつながっている。 m 及び q は１
〜１００,０００の数である。） またＲ2及びＲ3は炭
素原子が１〜３６のアルキル、又は炭素原子が２〜３６
のアルケニル、又は二重結合を２個以上有する炭素原子
が３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィン
系炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチレン系炭
化水素、又は炭素数が１〜３６のヒドロキシアルキル、
又は Ｈ−(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− 又は Ｈ−
(−ＯＣsＨ2s−)m− で表されるアルキルエーテルを意
味する。（ n は３か４又はそのミックスを意味する。s
は２〜４であり、その単独又は２つ以上のミックス、
又は各々が２モル以上付加反応した生成物としてのブロ
ックが２つ以上ランダムにつながっている。 m 及び q
は１〜１００,０００の数である。） （３） 化２ 式中Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が各々式Ｒ4−Ｒ5−、
Ｒ6−Ｒ7−、Ｒ8−Ｒ9−であり、Ｒ4〜Ｒ9は次のような
ものであるアミンオキシド化合物を加える事を特徴とす
る、水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗を低減する方法で
ある。ここでＲ4、Ｒ6、Ｒ8は炭素原子が１〜３６のア
ルキル、又は炭素原子が２〜３６のアルケニル、又は二
重結合を２個以上有する炭素原子が３〜３６のジオレフ
ィン系炭化水素、ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素
原子が２〜３６のアセチレン系炭化水素を意味する。
又、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ9は −(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q−
又は −(−ＯＣsＨ2s−)m− で表されるアルキルエ
ーテルである。( n は３か４又はそのミックスを意味す
る。 s は２〜４であり、単独又はその２つ以上のミッ
クス、又は各々が２モル以上付加反応した生成物として
のブロックが２つ以上ランダムにつながっている。 m
及び q は１〜１００,０００の数である。)
ル、又は炭素原子が２〜３６のアルケニル、又は二重結
合を２個以上有する炭素原子が３〜３６のジオレフィン
系炭化水素、ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素原子
が２〜３６のアセチレン系炭化水素を意味する。又、式
中Ｒ2及びＲ3は、二重結合を２個以上有する炭素原子が
３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィン系
炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチレン系炭化
水素、又は Ｈ−(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− であ
り、又は Ｈ−(−ＯＣsＨ2s−)m− であり、（ n は
３か４又はそのミックスを意味する。 s は２〜４であ
り、その２つ以上のミックス、又は各々が２モル以上付
加反応した生成物としてのブロックが２つ以上ランダム
につながっている。 m 及び q は１〜１００,０００の
数であるアルキルエーテルを意味する。） （２） 化２ 式中Ｒ1が式Ｒ4−Ｒ5−であり、Ｒ4は炭素
原子が１〜３６のアルキル、又は炭素原子が２〜３６の
アルケニル、又は二重結合を２個以上有する炭素原子が
３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィン系
炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチレン系炭化
水素、Ｒ5は −(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− 又は
−(−ＯＣsＨ2s−)m− で表されるアルキルエーテルを
意味する。（ n は３か４又はそのミックスを意味す
る。s は２〜４であり、その２つ以上のミックス、又は
各々が２モル以上付加反応した生成物としてのブロック
が２つ以上ランダムにつながっている。 m 及び q は１
〜１００,０００の数である。） またＲ2及びＲ3は炭
素原子が１〜３６のアルキル、又は炭素原子が２〜３６
のアルケニル、又は二重結合を２個以上有する炭素原子
が３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオレフィン
系炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチレン系炭
化水素、又は炭素数が１〜３６のヒドロキシアルキル、
又は Ｈ−(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− 又は Ｈ−
(−ＯＣsＨ2s−)m− で表されるアルキルエーテルを意
味する。（ n は３か４又はそのミックスを意味する。s
は２〜４であり、その単独又は２つ以上のミックス、
又は各々が２モル以上付加反応した生成物としてのブロ
ックが２つ以上ランダムにつながっている。 m 及び q
は１〜１００,０００の数である。） （３） 化２ 式中Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が各々式Ｒ4−Ｒ5−、
Ｒ6−Ｒ7−、Ｒ8−Ｒ9−であり、Ｒ4〜Ｒ9は次のような
ものであるアミンオキシド化合物を加える事を特徴とす
る、水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗を低減する方法で
ある。ここでＲ4、Ｒ6、Ｒ8は炭素原子が１〜３６のア
ルキル、又は炭素原子が２〜３６のアルケニル、又は二
重結合を２個以上有する炭素原子が３〜３６のジオレフ
ィン系炭化水素、ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素
原子が２〜３６のアセチレン系炭化水素を意味する。
又、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ9は −(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q−
又は −(−ＯＣsＨ2s−)m− で表されるアルキルエ
ーテルである。( n は３か４又はそのミックスを意味す
る。 s は２〜４であり、単独又はその２つ以上のミッ
クス、又は各々が２モル以上付加反応した生成物として
のブロックが２つ以上ランダムにつながっている。 m
及び q は１〜１００,０００の数である。)
【０００５】
【発明の実施の形態】次の方法により(ポリオキシエチ
レンＰＥＯ)5・(ポリオキシプロピレンＰＰＯ)1ヤシ油ア
ルキルジメチルアミンオキシド水溶液、及び(ＰＥＯ)8・
(ＰＰＯ)2ラウリルジメチルアミンオキシド水溶液の合
成を行う。(ＰＥＯ)5・(ＰＰＯ)1ヤシ油アルキルジメチ
ルアミン、(ＰＥＯ)8・(ＰＰＯ)2ラウリルジメチルアミ
ンそれぞれ1モルに対してエチレンジアミン四酢酸塩(試
薬一級)300ppmを加え、30%過酸化水素水(試薬一級)1.05
モルを反応させた後、過剰の過酸化水素を水酸化ナトリ
ゥムを加えて分解し、次に塩酸（試薬一級）で中和し固
形分30%の(ＰＥＯ)5・(ＰＰＯ)1ヤシ油アルキルジメチル
アミンオキシド水溶液、及び(ＰＥＯ)8・(ＰＰＯ)2ラウ
リルジメチルアミンオキシドを得た。上記アミンオキシ
ド化合物は水系熱搬送媒体の配管内の摩擦抵抗を低減さ
せる為に０.００５〜１０重量％、特に０.０５〜１.０
重量％の濃度で添加する。温度範囲は冷房時の低温域か
ら暖房時の８０℃位、特に１０℃〜７５℃で適用する。
上記アミンオキシド化合物の摩擦抵抗低減効果の評価試
験は、アミンオキシド化合物のそれぞれの水溶液につい
て、直径D(m)を有する配管を搬送する際の配管の長さＬ
(m)における圧力損失△Ｐをいろいろな流速υ(m/s)につ
いて測定する事によって行う。 これらの値から摩擦損
失Ｆ及びレイノルズ数Ｒｅを計算する。 △Ｐ＝ρ × F (kgｗ/ｍ2) ｇ : 重力加速度＝9.8(m/s2) ρ : 流体の密度(kg/m3) Ｒｅ＝Dυρ/η η : 動粘度(kg/m・s) υ : 平均流速(m/s) Ｆ ＝2fυ2L/g D (kgｗ・ｍ/kg) ｆ : 粗管の摩擦係数 また、これらの値を用いて薬剤の添加効果を次式から算
出する。 ＤＲ(Drag Reduction)効果 : 配管内摩擦損失が水に対
して低減した割合
レンＰＥＯ)5・(ポリオキシプロピレンＰＰＯ)1ヤシ油ア
ルキルジメチルアミンオキシド水溶液、及び(ＰＥＯ)8・
(ＰＰＯ)2ラウリルジメチルアミンオキシド水溶液の合
成を行う。(ＰＥＯ)5・(ＰＰＯ)1ヤシ油アルキルジメチ
ルアミン、(ＰＥＯ)8・(ＰＰＯ)2ラウリルジメチルアミ
ンそれぞれ1モルに対してエチレンジアミン四酢酸塩(試
薬一級)300ppmを加え、30%過酸化水素水(試薬一級)1.05
モルを反応させた後、過剰の過酸化水素を水酸化ナトリ
ゥムを加えて分解し、次に塩酸（試薬一級）で中和し固
形分30%の(ＰＥＯ)5・(ＰＰＯ)1ヤシ油アルキルジメチル
アミンオキシド水溶液、及び(ＰＥＯ)8・(ＰＰＯ)2ラウ
リルジメチルアミンオキシドを得た。上記アミンオキシ
ド化合物は水系熱搬送媒体の配管内の摩擦抵抗を低減さ
せる為に０.００５〜１０重量％、特に０.０５〜１.０
重量％の濃度で添加する。温度範囲は冷房時の低温域か
ら暖房時の８０℃位、特に１０℃〜７５℃で適用する。
上記アミンオキシド化合物の摩擦抵抗低減効果の評価試
験は、アミンオキシド化合物のそれぞれの水溶液につい
て、直径D(m)を有する配管を搬送する際の配管の長さＬ
(m)における圧力損失△Ｐをいろいろな流速υ(m/s)につ
いて測定する事によって行う。 これらの値から摩擦損
失Ｆ及びレイノルズ数Ｒｅを計算する。 △Ｐ＝ρ × F (kgｗ/ｍ2) ｇ : 重力加速度＝9.8(m/s2) ρ : 流体の密度(kg/m3) Ｒｅ＝Dυρ/η η : 動粘度(kg/m・s) υ : 平均流速(m/s) Ｆ ＝2fυ2L/g D (kgｗ・ｍ/kg) ｆ : 粗管の摩擦係数 また、これらの値を用いて薬剤の添加効果を次式から算
出する。 ＤＲ(Drag Reduction)効果 : 配管内摩擦損失が水に対
して低減した割合
【０００６】実施例１ Ａ地点を出た液がＢ地点で冷暖房に使用されて温度が変
化し、またＡ地点に戻る事を想定して実験を行なった。
図１に本実施例で実験に用いたプロセスのフロ−を示し
た。温度調節装置で一定温度にコントロ−ルされた液
をポンプで流量計を通して流し、Ａ点の圧力計と
Ｂ点の圧力計の数値を記録する。戻った液は膨張タン
クのついた配管内でまた温度コントロ−ルされて循環
する。 (1)条件 Ａ点からＢ点までの管長(L) 10 m 管径(D) 100 mm(=0.1m) Ａ点からＢ点(往)の温度(T1) 80 ℃ Ｂ点からＡ点(復)の温度(T2) 60 ℃ 平均流速(υ) 2.0 m/s Re:レイノルズ数、△P:圧力損失、F:摩擦損失(直円管
内) V:体積流量(m3/s) (2)結果 水の場合
化し、またＡ地点に戻る事を想定して実験を行なった。
図１に本実施例で実験に用いたプロセスのフロ−を示し
た。温度調節装置で一定温度にコントロ−ルされた液
をポンプで流量計を通して流し、Ａ点の圧力計と
Ｂ点の圧力計の数値を記録する。戻った液は膨張タン
クのついた配管内でまた温度コントロ−ルされて循環
する。 (1)条件 Ａ点からＢ点までの管長(L) 10 m 管径(D) 100 mm(=0.1m) Ａ点からＢ点(往)の温度(T1) 80 ℃ Ｂ点からＡ点(復)の温度(T2) 60 ℃ 平均流速(υ) 2.0 m/s Re:レイノルズ数、△P:圧力損失、F:摩擦損失(直円管
内) V:体積流量(m3/s) (2)結果 水の場合
【表１】 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nヤシ
油アルキルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30
%) m = 5 , n = 1 添加量 : 500ppm
油アルキルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30
%) m = 5 , n = 1 添加量 : 500ppm
【表２】
【０００７】実施例２ 条件は実施例１と同
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nヤシ
油アルキルジエタノールアミンオキシド水溶液(有効成
分30%) m = 8 , n = 2
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nヤシ
油アルキルジエタノールアミンオキシド水溶液(有効成
分30%) m = 8 , n = 2
【表３】
【０００８】実施例３ 条件は実施例１と同
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nラウ
リルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m =
8 , n = 2
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nラウ
リルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m =
8 , n = 2
【表４】
【０００９】実施例４ 条件は実施例１と同
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nラウ
リルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m =
3 , n = 1
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nラウ
リルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m =
3 , n = 1
【表５】
【００１０】実施例５ 条件は実施例１と同
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nリノ
レニルジエタノールアミンオキシド水溶液(有効成分30
%) m = 8 , n = 2
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nリノ
レニルジエタノールアミンオキシド水溶液(有効成分30
%) m = 8 , n = 2
【表６】
【００１１】実施例６ 条件は実施例１と同
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nリノ
レイルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m
= 8 , n = 1
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nリノ
レイルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m
= 8 , n = 1
【表７】
【００１２】実施例７ 条件は実施例１と同
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nリノ
レイルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m
= 8 , n = 2
じ。 界面活性剤添加の場合 (ポリオキシエチレン)m・(ポリオキシプロピレン)nリノ
レイルジメチルアミンオキシド水溶液(有効成分30%) m
= 8 , n = 2
【表８】
【００１３】
【発明の効果】本発明は、発電所、下水処理場、ゴミ処
理場、工場等の排熱発生地域と都市間のエネルギーネッ
トワークシステムにおける省エネルギー熱輸送の確立に
資するものである。地域冷暖房設備における水又は氷水
スラリーの高密度熱輸送及び石油精製工場、石油化学工
場の冷却水循環システム、消火放出水など、水の大量移
送システムにおいて、配管内の摩擦抵抗を低減し、搬送
動力の低減、熱損失の低減、搬送水量の増加、配管径の
縮小等、省エネルギー搬送技術に貢献する高密度熱輸送
用界面活性剤に関するものである。本発明品は、従来技
術の第四級アンモニウム塩及び特定のアミンオキシド化
合物と比較して、より優れた配管内摩擦抵抗低減効果を
示し、流量増加やポンプ動力を低減させる事が出来、又
腐食性電解質を含有していない事から廃棄に際して環境
負荷が少ない事を見出した。
理場、工場等の排熱発生地域と都市間のエネルギーネッ
トワークシステムにおける省エネルギー熱輸送の確立に
資するものである。地域冷暖房設備における水又は氷水
スラリーの高密度熱輸送及び石油精製工場、石油化学工
場の冷却水循環システム、消火放出水など、水の大量移
送システムにおいて、配管内の摩擦抵抗を低減し、搬送
動力の低減、熱損失の低減、搬送水量の増加、配管径の
縮小等、省エネルギー搬送技術に貢献する高密度熱輸送
用界面活性剤に関するものである。本発明品は、従来技
術の第四級アンモニウム塩及び特定のアミンオキシド化
合物と比較して、より優れた配管内摩擦抵抗低減効果を
示し、流量増加やポンプ動力を低減させる事が出来、又
腐食性電解質を含有していない事から廃棄に際して環境
負荷が少ない事を見出した。
【図１】本発明の実施例に係わる実験装置のフロ−図で
ある。
ある。
【符号の説明】 温度調節装置 ポンプ 流量計 圧力計 圧力計 膨張タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 30:06
Claims (3)
- 【請求項１】 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗を低減
させる方法として、水系熱搬送媒体に 化１ で表される
アミンオキシド化合物を加える事を特徴とする、水系熱
搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法。 【化１】 式中Ｒ1は炭素原子が１〜３６のアルキル、又は炭素原
子が２〜３６のアルケニル、又は二重結合を２個以上有
する炭素原子が３〜３６のジオレフィン系炭化水素(ア
レン系炭化水素、共役ジエン系炭化水素、孤立ジエン系
炭化水素)、ポリオレフィン系炭化水素(クムレン系炭化
水素、共役ポリオレフィン系炭化水素、孤立ポリオレフ
ィン系炭化水素)、又は炭素原子が２〜３６のアセチレ
ン系炭化水素(アセチレン炭化水素、共役ポリアセチレ
ン系炭化水素、孤立ジアセチレン系炭化水素、エンイン
系炭化水素)を意味する。又、式中Ｒ2及びＲ3は、二重
結合を２個以上有する炭素原子が３〜３６のジオレフィ
ン系炭化水素、ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素原
子が２〜３６のアセチレン系炭化水素、又は Ｈ−(Ｏ
Ｃ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− 、又は Ｈ−(−ＯＣsＨ2s
−)m− で表されるアルキルエーテルである。 これら
二式において n は３か４又はそのミックスを意味す
る。 s は２〜４であり、その２つ以上のミックス、又
は各々が２モル以上付加反応した生成物としてのブロッ
クが２つ以上ランダムにつながっている。 m 及び q は
１〜１００,０００の数である。 - 【請求項２】 化１においてＲ1が式Ｒ4−Ｒ5−であ
り、Ｒ2及びＲ3は次のようなものであるアミンオキシド
化合物を加える事を特徴とする、請求項１記載の方法。
ここでＲ4は炭素原子が１〜３６のアルキル、又は炭素
原子が２〜３６のアルケニル、又は二重結合を２個以上
有する炭素原子が３〜３６のジオレフィン系炭化水素、
ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素原子が２〜３６の
アセチレン系炭化水素である。Ｒ5は −(ＯＣ2Ｈ4)m−
(ＯＣnＨ2n)q− 又は −(−ＯＣsＨ2s−)m− で表さ
れるアルキルエーテルである。これら二式において n
は３か４又はそのミックスを意味する。 s は２〜４で
あり、その２つ以上のミックス、又は各々が２モル以上
付加反応した生成物としてのブロックが２つ以上ランダ
ムにつながっている。 m 及び q は１〜１００,０００
の数である。またＲ2及びＲ3は炭素原子が１〜３６のア
ルキル、又は炭素原子が２〜３６のアルケニル、又は二
重結合を２個以上有する炭素原子が３〜３６のジオレフ
ィン系炭化水素、ポリオレフィン系炭化水素、又は炭素
原子が２〜３６のアセチレン系炭化水素、又は炭素数が
１〜３６のヒドロキシアルキル、又はＨ−(ＯＣ2Ｈ4)m
−(ＯＣnＨ2n)q− 又は、Ｈ−(−ＯＣsＨ2s−)m− で
表されるアルキルエーテルである。 n は３か４又はそ
のミックスを意味する。 s は２〜４であり、その単独
又は２つ以上のミックス、又は各々が２モル以上付加反
応した生成物としてのブロックが２つ以上ランダムにつ
ながっている。 m 及び q は１〜１００,０００の数で
ある。 - 【請求項３】 化１においてＲ1、Ｒ2、Ｒ3が各々式Ｒ4
−Ｒ5−、Ｒ6−Ｒ7−、Ｒ8−Ｒ9−であり、Ｒ4〜Ｒ9は
次のようなものであるアミンオキシド化合物を加える事
を特徴とする、請求項１記載の方法。ここでＲ4、Ｒ6、
Ｒ8は炭素原子が１〜３６のアルキル、又は炭素原子が
２〜３６のアルケニル、又は二重結合を２個以上有する
炭素原子が３〜３６のジオレフィン系炭化水素、ポリオ
レフィン系炭化水素、又は炭素原子が２〜３６のアセチ
レン系炭化水素を意味する。又、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ9は −
(ＯＣ2Ｈ4)m−(ＯＣnＨ2n)q− 又は −(−ＯＣsＨ2s
−)m− で表されるアルキルエーテルである。 n は３
か４又はそのミックスを意味する。 s は２〜４であ
り、単独又はその２つ以上のミックス、又は各々が２モ
ル以上付加反応した生成物としてのブロックが２つ以上
ランダムにつながっている。 m 及び q は１〜１００,
０００の数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12287597A JP3907266B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12287597A JP3907266B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10298585A true JPH10298585A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3907266B2 JP3907266B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=14846798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12287597A Expired - Fee Related JP3907266B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3907266B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110410604A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-05 | 尹秀兰 | 一种复合消防栓接口 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP12287597A patent/JP3907266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110410604A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-05 | 尹秀兰 | 一种复合消防栓接口 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3907266B2 (ja) | 2007-04-18 |
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