JP2003096436A - 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
- Publication number
- JP2003096436A JP2003096436A JP2001329970A JP2001329970A JP2003096436A JP 2003096436 A JP2003096436 A JP 2003096436A JP 2001329970 A JP2001329970 A JP 2001329970A JP 2001329970 A JP2001329970 A JP 2001329970A JP 2003096436 A JP2003096436 A JP 2003096436A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frictional resistance
- pipe
- chemical formula
- formula
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
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
毒性である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】 アミンオキサイド系界面活性剤９５〜５
重量部に、３種類のベタイン系両性界面活性剤を各々又
は２種類以上の混合物を、５〜９５部の割合で混合し、
水系熱搬送媒体に熱輸送用界面活性剤として添加する事
により適切なミセル形状が形成され、優れた配管内摩擦
抵抗低減効果が得られることを見出した。
毒性である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】 アミンオキサイド系界面活性剤９５〜５
重量部に、３種類のベタイン系両性界面活性剤を各々又
は２種類以上の混合物を、５〜９５部の割合で混合し、
水系熱搬送媒体に熱輸送用界面活性剤として添加する事
により適切なミセル形状が形成され、優れた配管内摩擦
抵抗低減効果が得られることを見出した。
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、乱流域にある冷温水の搬送において、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が低減する事を意味
し、管内輸送において摩擦損失の減少による流量増加や
ポンプ動力の低減が期待出来る。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とサリチル酸ナトリウムの混
合物は、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単独では強
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、化５において示さ
れるアミンオキサイド系界面活性剤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サイドの水溶液から形
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、乱流域にある冷温水の搬送において、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が低減する事を意味
し、管内輸送において摩擦損失の減少による流量増加や
ポンプ動力の低減が期待出来る。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とサリチル酸ナトリウムの混
合物は、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単独では強
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、化５において示さ
れるアミンオキサイド系界面活性剤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サイドの水溶液から形
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】
【化５】
式中Ｒは式Ｒ１−（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−、Ｃ８〜Ｃ１８−
アルキルアリール又はアリール−Ｃ８〜Ｃ１８−アルキ
ルを意味する。但し、Ｒ１はＣ１４〜Ｃ２２−アルキル
又はＣ１４〜Ｃ２２−アルケニルである。ｎは０〜５の
数であり、残基ＡはＣ１〜Ｃ４−アルキル又はＣ１〜Ｃ
４−ヒドロキシアルキルを意味する。
アルキルアリール又はアリール−Ｃ８〜Ｃ１８−アルキ
ルを意味する。但し、Ｒ１はＣ１４〜Ｃ２２−アルキル
又はＣ１４〜Ｃ２２−アルケニルである。ｎは０〜５の
数であり、残基ＡはＣ１〜Ｃ４−アルキル又はＣ１〜Ｃ
４−ヒドロキシアルキルを意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って望ましい界面活
性剤としては、鎖状高分子化合物のようにポンプの剪断
力により壊されて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
の開発が必要である。 また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
面活性剤である。
性剤としては、鎖状高分子化合物のようにポンプの剪断
力により壊されて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
の開発が必要である。 また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
面活性剤である。
【０００５】
【問題を解決するための手段】発明者らは研究の結果、
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、界面活性剤として化６で表されるアミ
ンオキサイド系界面活性剤を重量部で９５部から５部
と、化７、又は化８、又は化９で表される界面活性剤を
単独で又は２種類以上の混合物を、５部から９５部の割
合で混合したものを、水系熱搬送媒体に添加する事によ
り、熱輸送用界面活性剤として適切なミセルの形状が形
成され、優れた摩擦抵抗低減効果が得られる事を見出し
た。
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、界面活性剤として化６で表されるアミ
ンオキサイド系界面活性剤を重量部で９５部から５部
と、化７、又は化８、又は化９で表される界面活性剤を
単独で又は２種類以上の混合物を、５部から９５部の割
合で混合したものを、水系熱搬送媒体に添加する事によ
り、熱輸送用界面活性剤として適切なミセルの形状が形
成され、優れた摩擦抵抗低減効果が得られる事を見出し
た。
【０００６】
【化６】
式中Ｒ１は炭素原子が８〜２２のアルキル、又は炭素原
子が８〜２２のアルケニルを意味する。又、式中Ｒ２及
びＲ３は、炭素原子が１〜４のアルキル、又は炭素原子
が２〜６のアルケニル、又はＨ−（ＯＣｎＨ２ｎ）ｐ−
で表されるアルキレングリコールエーテル基である。ｎ
は２又は３又はそれらの混合（ランダム又はブロック）
を意味する。ｍは０〜１０、ｐは１〜１０の数である。
子が８〜２２のアルケニルを意味する。又、式中Ｒ２及
びＲ３は、炭素原子が１〜４のアルキル、又は炭素原子
が２〜６のアルケニル、又はＨ−（ＯＣｎＨ２ｎ）ｐ−
で表されるアルキレングリコールエーテル基である。ｎ
は２又は３又はそれらの混合（ランダム又はブロック）
を意味する。ｍは０〜１０、ｐは１〜１０の数である。
【０００７】
【化７】
式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は化１で表される基を示し、Ｘは
−（ＣＨ２）ｎＣＯＯ−、又は、
−（ＣＨ２）ｎＣＯＯ−、又は、
【０００８】
【化８】
式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は化６で表される基、Ｘは化７で
表される基、Ｙは酸素、または、ＣＯＮＨまたはＣＯＯ
で表される基を示し、ｎは１〜１０の数である。
表される基、Ｙは酸素、または、ＣＯＮＨまたはＣＯＯ
で表される基を示し、ｎは１〜１０の数である。
【０００９】
【化９】
式中Ｒ１は化６で表される基、Ｘは化７で表される基を
示し、ｓは２又は３、ｍは０〜１０の数である。
示し、ｓは２又は３、ｍは０〜１０の数である。
【００１０】上記の界面活性剤を水系熱搬送媒体の配管
内の摩擦抵抗を低減させる為に０．００５〜５重量％、
特に０．１〜１重量％の濃度で水に添加するのが好まし
い。温度範囲は冷房時の低温域の２℃位から暖房時の９
０℃位、特に５℃〜８０℃で適用するのが好ましい。ま
た、一般的には本配管内摩擦抵抗低減剤を含有する水系
熱搬送媒体に防錆剤、スケール防止剤、スライム処理薬
剤、分散剤、防腐剤、消泡剤等の添加剤を必要に応じて
所定量添加し薬剤の性能を総合的に向上させることが好
ましい。
内の摩擦抵抗を低減させる為に０．００５〜５重量％、
特に０．１〜１重量％の濃度で水に添加するのが好まし
い。温度範囲は冷房時の低温域の２℃位から暖房時の９
０℃位、特に５℃〜８０℃で適用するのが好ましい。ま
た、一般的には本配管内摩擦抵抗低減剤を含有する水系
熱搬送媒体に防錆剤、スケール防止剤、スライム処理薬
剤、分散剤、防腐剤、消泡剤等の添加剤を必要に応じて
所定量添加し薬剤の性能を総合的に向上させることが好
ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に示す方法により各種アミンオ
キサイドを合成した。 ｉ）Ｎ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド
（ＡＭＡＯ）及びＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシ
エチルアミンオキサイド（ＡＨＥＡＯ）の合成 疎水基の炭素数を系統的に変えて、３段階の反応で合成
した。
キサイドを合成した。 ｉ）Ｎ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド
（ＡＭＡＯ）及びＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシ
エチルアミンオキサイド（ＡＨＥＡＯ）の合成 疎水基の炭素数を系統的に変えて、３段階の反応で合成
した。
【００１２】
（反応１）アルキル又はアルケニルクロライドの合成
（条件）ＳＯＣｌ２滴下 ６０〜７０℃
熟成反応（脱ＳＯ２、ＨＣｌ） ６０〜７０℃
中和洗浄（ＮａＯＨ） ５０℃以下
Ｒ：アルキル又はアルケニル基
（反応２）三級アミン化反応
（条件）アミン化−１ １００〜１３０℃ ０．４９Ｍ
Ｐａ（５ｋｇ／ｃｍ２） アミン化−２ １３０〜１４０℃ ０．４９ＭＰａ（５
ｋｇ／ｃｍ２） ＮａＯＨ中和 ２０〜３０℃ （反応３）オキシド化反応 （条件）Ｈ２Ｏ２滴下・反応・Ｈ２Ｏ２分解 ７５
〜８５℃
Ｐａ（５ｋｇ／ｃｍ２） アミン化−２ １３０〜１４０℃ ０．４９ＭＰａ（５
ｋｇ／ｃｍ２） ＮａＯＨ中和 ２０〜３０℃ （反応３）オキシド化反応 （条件）Ｈ２Ｏ２滴下・反応・Ｈ２Ｏ２分解 ７５
〜８５℃
【００１３】〔合成結果〕ＡＭＡＯとしてはＮ−セチル
−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（ＣＭＡＯ）、又
ＡＨＥＡＯとしてはＮ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキ
シエチルアミンオキサイド（ＯＨＥＡＯ）を合成した。
赤外線吸収スペクトル及び表１、表２の測定結果から合
成物が目標の化合物である事を確認した。
−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（ＣＭＡＯ）、又
ＡＨＥＡＯとしてはＮ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキ
シエチルアミンオキサイド（ＯＨＥＡＯ）を合成した。
赤外線吸収スペクトル及び表１、表２の測定結果から合
成物が目標の化合物である事を確認した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】ｉｉ）Ｎ−ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（ＥＡＭＡ
Ｏ）及びＮ−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル−
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（ＰＡＭＡＯ）の合
成 疎水基の炭素数及びＰＯ・ＥＯの付加モル数を系統的に
変えて、４段階の反応で合成した。
ーテル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（ＥＡＭＡ
Ｏ）及びＮ−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル−
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（ＰＡＭＡＯ）の合
成 疎水基の炭素数及びＰＯ・ＥＯの付加モル数を系統的に
変えて、４段階の反応で合成した。
【００１７】
（反応１）アルキル又はアルケニルエーテルの合成
（条件）減圧脱水 １１０〜１１５℃ −０．１Ｍ
Ｐａ（−１ｋｇ／ｃｍ２） ＥＯ，ＰＯ導入 １５０〜１６０℃ ０．４９ＭＰａ
（５ｋｇ／ｃｍ２）以下 熟成反応 １５０〜１６０℃ Ｒ：アルキルｏｒアルケニル基、Ｒ’Ｏ：ＥＯ ｏｒ
ＰＯ （反応２）アルキル又はアルケニルエーテルクロライド
の合成 （条件）ＳＯＣｌ２滴下 ６０〜７０℃ 熟成反応（脱ＳＯ２、ＨＣｌ） ６０〜７０℃ ＮａＯＨ中和洗浄 ５０℃以下 （反応３）三級アミン化反応 （条件）アミン化−１ １００〜１３０℃ ０．４９Ｍ
Ｐａ（５ｋｇ／ｃｍ２） アミン化−２ １３０〜１４０℃ ０．４９ＭＰａ（５
ｋｇ／ｃｍ２） ＮａＯＨ中和 ２０〜３０℃ （反応４）オキシド化反応 （条件）Ｈ２Ｏ２滴下・反応・Ｈ２Ｏ２分解 ７５〜
８５℃
Ｐａ（−１ｋｇ／ｃｍ２） ＥＯ，ＰＯ導入 １５０〜１６０℃ ０．４９ＭＰａ
（５ｋｇ／ｃｍ２）以下 熟成反応 １５０〜１６０℃ Ｒ：アルキルｏｒアルケニル基、Ｒ’Ｏ：ＥＯ ｏｒ
ＰＯ （反応２）アルキル又はアルケニルエーテルクロライド
の合成 （条件）ＳＯＣｌ２滴下 ６０〜７０℃ 熟成反応（脱ＳＯ２、ＨＣｌ） ６０〜７０℃ ＮａＯＨ中和洗浄 ５０℃以下 （反応３）三級アミン化反応 （条件）アミン化−１ １００〜１３０℃ ０．４９Ｍ
Ｐａ（５ｋｇ／ｃｍ２） アミン化−２ １３０〜１４０℃ ０．４９ＭＰａ（５
ｋｇ／ｃｍ２） ＮａＯＨ中和 ２０〜３０℃ （反応４）オキシド化反応 （条件）Ｈ２Ｏ２滴下・反応・Ｈ２Ｏ２分解 ７５〜
８５℃
【００１８】〔合成結果〕Ｒがオレイル基でｎ＝１のＥ
ＯＭＡＯ、ＰＯＭＡＯを合成した。赤外線吸収スペクト
ル及び表３、表４の測定結果から合成物が目標の化合物
である事を確認した。
ＯＭＡＯ、ＰＯＭＡＯを合成した。赤外線吸収スペクト
ル及び表３、表４の測定結果から合成物が目標の化合物
である事を確認した。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】上記の界面活性剤を水系熱搬送媒体の配管
内の摩擦抵抗を低減させる為に０．００５〜５重量％、
特に０．１〜１重量％の濃度で水に添加する。温度範囲
は冷房時の低温域の２℃位から暖房時の９０℃位、特に
５℃〜８０℃で適用する。
内の摩擦抵抗を低減させる為に０．００５〜５重量％、
特に０．１〜１重量％の濃度で水に添加する。温度範囲
は冷房時の低温域の２℃位から暖房時の９０℃位、特に
５℃〜８０℃で適用する。
【００２２】上記両性界面活性剤の摩擦抵抗低減効果
（ＤＲ効果）の測定は、評価試験装置（図１）で行っ
た。試験装置は、測定用試験部（管内径１６ｍｍ、長さ
２ｍ）、助走区間（長さ２ｍ）、流体貯蔵用タンク
（０．１ｍ３）、冷却装置、電磁流量計、差圧発信機、
流動ポンプ（２．２ｋＷ）及び配管系から構成されてい
る。界面活性剤水溶液によるＤＲ効果の測定は試験部両
端に圧力タップを取付け、その圧力損失と流速より摩擦
抵抗を計算した。水温はヒーター、冷凍機にて調節す
る。また流量はインバータによりコントロールし、電磁
流量計にて流量を測定する。 測定データは無次元整理
を行った。レイノルズ数はＤＲ剤添加水溶液の非ニュー
トン性を考慮した修正レイノルズ数Ｒｅ’を定義した。
非ニュートン流体の擬塑性粘度Ｋ、構造粘度指数ｎはレ
オメーターにより測定した値を用いる。
（ＤＲ効果）の測定は、評価試験装置（図１）で行っ
た。試験装置は、測定用試験部（管内径１６ｍｍ、長さ
２ｍ）、助走区間（長さ２ｍ）、流体貯蔵用タンク
（０．１ｍ３）、冷却装置、電磁流量計、差圧発信機、
流動ポンプ（２．２ｋＷ）及び配管系から構成されてい
る。界面活性剤水溶液によるＤＲ効果の測定は試験部両
端に圧力タップを取付け、その圧力損失と流速より摩擦
抵抗を計算した。水温はヒーター、冷凍機にて調節す
る。また流量はインバータによりコントロールし、電磁
流量計にて流量を測定する。 測定データは無次元整理
を行った。レイノルズ数はＤＲ剤添加水溶液の非ニュー
トン性を考慮した修正レイノルズ数Ｒｅ’を定義した。
非ニュートン流体の擬塑性粘度Ｋ、構造粘度指数ｎはレ
オメーターにより測定した値を用いる。
【００２３】この時、ニュートン流体である水の場合に
はｎ＝１となるので擬塑性粘度の代わりに水の粘度を用
いることで、一般のレイノルズ数の式と一致した形にな
る。このことから、修正レイノルズ数を用いることで、
ニュートン流体（水）、非ニュートン流体（界面活性剤
水溶液）に関わらず測定結果を同一比較することが可能
である。図２に計算に用いた無次元数の式を記す。
はｎ＝１となるので擬塑性粘度の代わりに水の粘度を用
いることで、一般のレイノルズ数の式と一致した形にな
る。このことから、修正レイノルズ数を用いることで、
ニュートン流体（水）、非ニュートン流体（界面活性剤
水溶液）に関わらず測定結果を同一比較することが可能
である。図２に計算に用いた無次元数の式を記す。
【００２４】ＤＲ効果（％）は次の式を用いて計算し
た。実施例ではＤＲ効果の最大値を示す。
た。実施例ではＤＲ効果の最大値を示す。
【００２５】
【実施例】実施例１
Ｎ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミンオキ
サイド（ＯＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシミリスチル−
Ｎ，Ｎ−ジメチル酢酸ベタインナトリウム（ＭＤＭＡ
Ｂ）の混合水溶液を用いた。
サイド（ＯＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシミリスチル−
Ｎ，Ｎ−ジメチル酢酸ベタインナトリウム（ＭＤＭＡ
Ｂ）の混合水溶液を用いた。
【００２６】〔試験方法〕ＤＲ効果の測定は試験部両端
に圧力タップを取付け、その圧力損失と流速より摩擦抵
抗を計算した。水温はヒーター、冷凍機にて調節する。
また流量はインバータによりコントロールし、電磁流量
計にて流量を測定する。 〔試験結果〕試験結果は表５、表６，図３、図４に示
す。
に圧力タップを取付け、その圧力損失と流速より摩擦抵
抗を計算した。水温はヒーター、冷凍機にて調節する。
また流量はインバータによりコントロールし、電磁流量
計にて流量を測定する。 〔試験結果〕試験結果は表５、表６，図３、図４に示
す。
【００２７】
【表５】
【００２８】図３中に示す各界面活性剤の添加量は下記
の通りである。 ○：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ、□：ＯＤＥＡＯ−１
０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−３００ｐｐｍ △：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−６００
ｐｐｍ
の通りである。 ○：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ、□：ＯＤＥＡＯ−１
０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−３００ｐｐｍ △：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−６００
ｐｐｍ
【００２９】
【表６】
【００３０】図４中に示す各界面活性剤の添加量は下記
の通りである。 ○：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ、□：ＯＤＥＡＯ−１
０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−３００ｐｐｍ △：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−６００
ｐｐｍ
の通りである。 ○：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ、□：ＯＤＥＡＯ−１
０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−３００ｐｐｍ △：ＯＤＥＡＯ−１０００ｐｐｍ，ＭＤＭＡＢ−６００
ｐｐｍ
【００３１】実施例２
Ｎ−セチル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミンオキサ
イド（ＣＤＥＡＯ）とヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタ
インナトリウム（東邦化学工業製品名：オバゾリンＣＡ
Ｂ）の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行っ
た。〔試験結果〕試験結果は表７に示す。
イド（ＣＤＥＡＯ）とヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタ
インナトリウム（東邦化学工業製品名：オバゾリンＣＡ
Ｂ）の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行っ
た。〔試験結果〕試験結果は表７に示す。
【００３２】
【表７】
【００３３】実施例３
ＯＤＥＡＯ、ＭＤＭＡＢ、オバゾリンＣＡＢの混合水溶
液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表８に示す。
液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表８に示す。
【００３４】
【表８】
【００３５】実施例４
Ｎ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（Ｏ
ＤＭＡＯ）と２−ヒドロキシセチル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロ
キシエチル酢酸ベタインナトリウム（ＣＤＥＡＢ）の混
合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表９に示す。
ＤＭＡＯ）と２−ヒドロキシセチル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロ
キシエチル酢酸ベタインナトリウム（ＣＤＥＡＢ）の混
合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表９に示す。
【００３６】
【表９】
【００３７】実施例５
Ｎ−テトラデシル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミン
オキサイド（ＴＤＥＡＯ）とラウリン酸アミドプロピル
ベタインナトリウム（ＬＡＰＢ）の混合水溶液を用い
て、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１０に示す。
オキサイド（ＴＤＥＡＯ）とラウリン酸アミドプロピル
ベタインナトリウム（ＬＡＰＢ）の混合水溶液を用い
て、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１０に示す。
【００３８】
【表１０】
【００３９】実施例６
Ｎ−テトラデシル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミン
オキサイド（ＴＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシセチル−
Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホベタインナトリウム（ＣＤＭＳ
Ｂ）の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行っ
た。 〔試験結果〕試験結果は表１１に示す。
オキサイド（ＴＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシセチル−
Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホベタインナトリウム（ＣＤＭＳ
Ｂ）の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行っ
た。 〔試験結果〕試験結果は表１１に示す。
【００４０】
【表１１】
【００４１】実施例７
Ｎ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミンオキ
サイド（ＯＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシアルキル（Ｃ
１２／Ｃ１４＝１／１）−Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホベタ
インナトリウム（ＨＤＭＳＢ）の混合水溶液を用いて、
実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１２に示す。
サイド（ＯＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシアルキル（Ｃ
１２／Ｃ１４＝１／１）−Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホベタ
インナトリウム（ＨＤＭＳＢ）の混合水溶液を用いて、
実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１２に示す。
【００４２】
【表１２】
【００４３】実施例８
Ｎ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミンオキ
サイド（ＯＤＥＡＯ）とヤシ油アミドプロピルヒドロキ
シスルホベタインナトリウム（東邦化学工業製品名オバ
ゾリンＣＨＳ−１２１Ｌ）の混合水溶液を用いて、実施
例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１３に示す。
サイド（ＯＤＥＡＯ）とヤシ油アミドプロピルヒドロキ
シスルホベタインナトリウム（東邦化学工業製品名オバ
ゾリンＣＨＳ−１２１Ｌ）の混合水溶液を用いて、実施
例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１３に示す。
【００４４】
【表１３】
【００４５】実施例９
Ｎ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミンオキ
サイド（ＯＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシセチル−Ｎ，Ｎ
−ジヒドロキシエチル酢酸ベタインナトリウム（ＣＤＥ
ＡＢ）とＮ−オレイル−Ｎ−カルボキシエチル−Ｎ−ヒ
ドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム（ＯＣＨＥ
Ｎ）の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行っ
た。 〔試験結果〕試験結果は表１４に示す。
サイド（ＯＤＥＡＯ）と２−ヒドロキシセチル−Ｎ，Ｎ
−ジヒドロキシエチル酢酸ベタインナトリウム（ＣＤＥ
ＡＢ）とＮ−オレイル−Ｎ−カルボキシエチル−Ｎ−ヒ
ドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム（ＯＣＨＥ
Ｎ）の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行っ
た。 〔試験結果〕試験結果は表１４に示す。
【００４６】
【表１４】
【００４７】実施例１０
Ｎ−オレイル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド（Ｏ
ＤＭＡＯ）と２−ヒドロキシステアリル−Ｎ，Ｎ−ジヒ
ドロキシエチル酢酸ベタインナトリウム（ＣＤＥＡＢ）
の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１５に示す。
ＤＭＡＯ）と２−ヒドロキシステアリル−Ｎ，Ｎ−ジヒ
ドロキシエチル酢酸ベタインナトリウム（ＣＤＥＡＢ）
の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１５に示す。
【００４８】
【表１５】
【００４９】実施例１１
Ｎ−ステアリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド
（ＳＤＭＡＯ）と２−ヒドロキシアルキル（Ｃ１２／Ｃ
１４＝１／１）−Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホベタインナト
リウム（ＨＤＭＳＢ）の混合水溶液を用いて、実施例１
と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１６に示す。
（ＳＤＭＡＯ）と２−ヒドロキシアルキル（Ｃ１２／Ｃ
１４＝１／１）−Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホベタインナト
リウム（ＨＤＭＳＢ）の混合水溶液を用いて、実施例１
と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１６に示す。
【００５０】
【表１６】
【００５１】実施例１２
Ｎ−ステアリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンオキサイド
（ＳＤＭＡＯ）とヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン
ナトリウム（東邦化学工業製品名：オバゾリンＣＡＢ）
の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１７に示す。
（ＳＤＭＡＯ）とヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン
ナトリウム（東邦化学工業製品名：オバゾリンＣＡＢ）
の混合水溶液を用いて、実施例１と同じ方法で行った。 〔試験結果〕試験結果は表１７に示す。
【００５２】
【表１７】
【００５３】
【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サイド
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サイド
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ー図で
ある。
ある。
【図２】実験結果に用いた無次元数の定義である。
【図３】摩擦抵抗低減効果（１５℃）の実験結果のグラ
フの一例である。
フの一例である。
【図４】摩擦抵抗低減効果（５℃）の実験結果のグラフ
の一例である。
の一例である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 永井 壌太郎
東京都中央区明石町６番４号 東邦化学工
業株式会社内
(72)発明者 信近 一雄
神奈川県横須賀市浦郷町５丁目2931番 東
邦化学工業株式会社追浜研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】化１で表されるアミンオキサイド系界面活
性剤を重量部で９５部から５部と、化２、又は化３、又
は化４で表される界面活性剤を単独で又は２種類以上の
混合物を、５部から９５部混合したものを、水系熱搬送
媒体に加えることを特徴とする、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８〜２２のアルキル、又は炭素原
子が８〜２２のアルケニルを意味する。又、式中Ｒ２及
びＲ３は、炭素原子が１〜４のアルキル、又は炭素原子
が２〜６のアルケニル、又はＨ−（ＯＣｎＨ２ｎ）ｐ−
で表されるアルキレングリコールエーテル基である。ｎ
は２又は３又はそれらの混合（ランダム又はブロック）
を意味する。ｍは０〜１０、ｐは１〜１０の数である。 【化２】 式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は化１で表される基を示し、Ｘは
−（ＣＨ２）ｎＣＯＯ−、又は、 【化３】 式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は化１で表される基、Ｘは化２で
表される基、Ｙは酸素、又は、ＣＯＮＨまたはＣＯＯで
表される基を示し、ｎは１〜１０の数である。 【化４】 式中Ｒ１は化１で表される基、Ｘは化２で表される基を
示し、ｓは２又は３、ｍは０〜１０の数である。 - 【請求項２】請求項１の化２が、２−ヒドロキシアルキ
ル（Ｃ１２、Ｃ１４）−Ｎ，Ｎ−ジメチル酢酸ベタイン
ナトリウム塩であることを特徴とする、請求項１記載の
水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法。 - 【請求項３】請求項１の化３が、ヤシ油脂肪酸アミドプ
ロピルベタインナトリウム塩であることを特徴とする、
請求項１記載の水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減
方法。 - 【請求項４】請求項１の化４が、Ｎ−オレイル−Ｎ−カ
ルボキシエチル−Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミ
ンナトリウム塩であることを特徴とする、請求項１記載
の水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329970A JP2003096436A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2001329970A JP2003096436A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003096436A true JP2003096436A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19145777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001329970A Pending JP2003096436A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 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) | JP2003096436A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100579870B1 (ko) | 2004-09-22 | 2006-05-15 | 한국에너지기술연구원 | 고온수의 유동저항 감소용 조성물 및 이를 이용한고온수의 유동저항 감소 방법 |
-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001329970A patent/JP2003096436A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100579870B1 (ko) | 2004-09-22 | 2006-05-15 | 한국에너지기술연구원 | 고온수의 유동저항 감소용 조성물 및 이를 이용한고온수의 유동저항 감소 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4406811A (en) | Composition and method for controlling corrosion in aqueous systems | |
| ES2288971T3 (es) | Procedimiento para limpiar una superficie metalica. | |
| BR112014018436B1 (pt) | inibidores de corrosão | |
| EP3092326B1 (en) | Corrosion inhibitors | |
| BR112013014148B1 (pt) | Inibidores de corrosão | |
| JPH06505043A (ja) | 摩擦低減剤としてのアルコキシル化アルカノールアミドの使用 | |
| JP2003096436A (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| US4552686A (en) | Corrosion inhibiting composition and method | |
| JP2000313872A (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| JPH0143836B2 (ja) | ||
| JP2022523194A (ja) | 多官能性添加剤化合物 | |
| CA2925635A1 (en) | Synthetic acids for use in various industrial acrivities | |
| JP4230822B2 (ja) | ブライン用配管内摩擦抵抗低減剤 | |
| JP4132951B2 (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗低減方法 | |
| JP4295013B2 (ja) | 広温度域で効果のある水輸送抗力軽減用添加剤 | |
| CN108124902B (zh) | 复配型低腐蚀性生化消毒剂及其使用方法和应用 | |
| JP2000265152A (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| JP4767545B2 (ja) | 水輸送抗力軽減用組成物 | |
| JP3907266B2 (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| JP4719873B2 (ja) | 冷温水用腐食抑制性流れ促進剤および冷温水熱媒における腐食抑制流れ促進方法 | |
| JP4420995B2 (ja) | 配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| JP2001304794A (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| WO2021019470A1 (en) | Corrosion-inhibiting surfactants | |
| JPH11131088A (ja) | 水系熱搬送媒体の配管内摩擦抵抗の低減方法 | |
| CA2433537A1 (en) | Drag reduction of a heat-distributing water-based liquid containing large amounts of anti-freeze |