JP2004107521A

JP2004107521A - 流体用流れ促進剤、この促進剤を含む循環水、及びこの循環水が使用される空調設備

Info

Publication number: JP2004107521A
Application number: JP2002273457A
Authority: JP
Inventors: Keiji Tokuhara; 徳原　慶二; Takashi Saeki; 佐伯　隆; Toshio Matsumura; 松村　敏男
Original assignee: LSP KYODO KUMIAI; SHUNAN CHIIKI JIBA SANGYO SHIN; SHUNAN CHIIKI JIBA SANGYO SHINKO CENTER
Current assignee: LSP KYODO KUMIAI; SHUNAN CHIIKI JIBA SANGYO SHIN; SHUNAN CHIIKI JIBA SANGYO SHINKO CENTER
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】温熱水の優れた流れ促進機能を有し、省エネルギ効果並びに維持管理改善効果を有する流体用流れ促進剤、この促進剤を含む循環水等の提供。
【解決手段】下記の式（Ｉ）
【化１】

（式中、Ｒ_１は炭素数１２〜２６個のアルキル基又は炭素数１２〜２６個のアルケニル基を表し、Ｒ_２は炭素数１〜４個のアルキル基を表し、そしてＡ⁻は陰イオンを表わす。）で表される第四アンモニウム塩及びサリチル酸塩を含むことを特徴とする、流体用流れ促進剤。
それを５５〜９０℃の温熱水熱媒体に添加して配管内を循環する。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的温度の高い流体において流体用流れ促進作用を有する流体用流れ促進剤、この流体用流れ促進剤と共に腐食抑制剤を含む流体用腐食抑制性流れ促進剤、これらの流体用流れ促進剤又は流体用腐食抑制性流れ促進剤を含む循環水、及びこれらの循環水が使用される空調設備に関するものである。
詳しくは、本発明は、棒状ミセルを形成する第四アンモニウム塩型の界面活性剤とサリチル酸塩とからなる流体用流れ促進剤、又はこの流体用流れ促進剤と共に腐食抑制剤を含む流体用腐食抑制性流れ促進剤を、例えば、空調設備における冷熱媒移送管内又は放熱器内を通る循環水中に添加することによって、省エネルギー化を図り、あるいは更にこれらの移送管及び放熱器等の腐食を抑制して一層の省エネルギー化を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】様々なビル、施設及び工場などに設けられる空調設備では、それに使われる循環水の抵抗低減（ＤＲ）を図って省エネルギーを達成するために界面活性剤を循環水に添加することが実用化されている。それで、本発明者らは、このような添加剤として第四アンモニウム塩型の界面活性剤とサリチル酸塩とからなる流体用流れ促進剤を先に提案し（特開平８−２３１９４１号）、また、このような流体用流れ促進剤に亜硝酸塩、モリブデン酸塩及びベンゾトリアゾール系腐食抑制剤から選ばれる腐食抑制剤、例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール等が併用された冷温水用腐食抑制性流れ促進剤（特開２０００−２７２３５８）を提案した。
空調設備における循環水温度は一般に夏季においては１０℃以下で、冬季では５０〜６０℃であり、先に提案された前記の流体用流れ促進剤で使われる代表的な第四アンモニウム塩であるオレイルビスヒドロキシメチルエチルアンモニウムクロライドが上記の循環水温度では安定した抵抗低減（ＤＲ）効果を示すが、これよりも高い循環水温度では十分な抵抗低減（ＤＲ）作用を示さないという問題があった。それで、上記の温度よりも比較的高い循環水温度においても満足な抵抗低減作用を示す流体用流れ促進剤が望まれていた。
【０００３】
【課題を解決する手段】本発明者らは、比較的高い循環水温度においても十分な抵抗低減作用を示す流体用流れ促進剤を見い出すべく、鋭意研究を重ねた結果、前記のサリチル酸塩と組み合わせる界面活性剤として、下記の式（Ｉ）、すなわち
【化２】

（式中、Ｒ_１は炭素数１２〜２６個のアルキル基又は炭素数１２〜２６個のアルケニル基を表し、Ｒ_２は炭素数１〜４個のアルキル基を表し、そしてＡ⁻は陰イオンを表わす。）で表される第四アンモニウム塩を選択すると、４０〜１００℃、好ましくは５５〜９０℃のような高い温度の循環水においても十分な抵抗低減作用が得られることを見い出した。
本発明は、このような知見に基づいて発明されたもので、５５〜８５℃のような高い温度において優れた抵抗低減作用を発揮する流体用流れ促進剤を提供することを目的とし、
下記の式（Ｉ）
【化３】

（式中、Ｒ_１は炭素数１２〜２６個のアルキル基又は炭素数１２〜２６個のアルケニル基を表し、Ｒ_２は炭素数１〜４個のアルキル基を表し、そしてＡ⁻は陰イオンを表わす。）で表される第四アンモニウム塩及びサリチル酸塩からなることを特徴とする、流体用流れ促進剤に係わるものである。
前記の腐食抑制剤は、循環水と接触する配管や容器などの腐食を抑制して、循環水の流動に抵抗する錆の発生を防止するので、この腐食抑制剤を前記の流体用流れ促進剤と共に使用すると、一層向上した抵抗低減作用が長期にわたって発揮される。
【０００４】
したがって、本発明はまた、腐食抑制作用も発揮して、循環水の流動に抵抗する錆の発生を防止できる流体用流れ促進剤を提供することを目的とし、前記式（Ｉ）で表される第四アンモニウム塩、サリチル酸塩及び腐食抑制剤からなる流体用腐食抑制性流れ促進剤に係わるものである。
前記の流体用流れ促進剤及び流体用腐食抑制性流れ促進剤は、特に空調設備における循環水に添加されて使用されるので、本発明は更に、流体用流れ促進剤又は流体用腐食抑制性流れ促進剤を含む循環水、及びこの循環水が使用される空調設備に係わるものである。
前記の式（Ｉ）で表される第四アンモニウム塩としては、例えば、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド（「アーカード　２２−８０」商品名：ライオン（株）製）及びセチルトリメチルアンモニウムクロライドが挙げられ、このうちベヘニルトリメチルアンモニウムクロライドが好ましく使用され、また前記のサリチル酸塩としてはサリチル酸ナトリウム及びサリチル酸カリウムが好ましく使用される。
前記の腐食抑制剤としては、例えば、亜硝酸塩、モリブデン酸塩、ベンゾトリアゾール系又はトリルトリアゾール系腐食抑制剤が好ましく選択される。
【０００５】
前記の亜硝酸塩としては、例えば、亜硝酸塩ナトリウム、亜硝酸塩カリウム又は亜硝酸塩リチウムが挙げられ、モリブデン酸塩としては、例えば、モリブデン酸ナトリウム又はモリブデン酸リチウムが挙げられ、そしてベンゾトリアゾール系腐食抑制剤（ＢＴＡ）としては、例えば、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ベンゾトリアゾールカルボン酸もしくはそれのアルキルエステル、５，５−ビスベンゾトリアゾール、５−ニトロベンゾトリアゾール、フェナジノトリアゾール、５−ヘキシルベンゾトリアゾール、５−クロロベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジヒドロキシプロピル）ベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゾトリアゾール、〔１，２，３−ベンゾトリアゾリル−１−メチル〕〔１，２，４−トリアゾール−１−メチル〕〔２−エチルヘキシル〕アミン、ビス〔（１−ベンゾトリアゾリル）メチル〕ホスホン酸、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、Ｎ−（シクロヘキシル）−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン又はこれらの塩が挙げられる。
【０００６】
本発明が対象とする循環水とは、様々な建築物、工場、処理場、作業所又は施設などに組み入れられた空調設備などの設備で熱交換のために循環して流される水を指している。
第四アンモニウム塩及びサリチル酸塩は、循環水に対して一般にそれぞれ約５０〜３０００ｐｐｍ、好ましくは約１００〜１２００ｐｐｍ添加される。
前記の腐食抑制剤のうちのモリブデン酸塩が使用される場合、このモリブデン酸塩は循環水に対して一般に約１０〜３０００ｐｐｍ、好ましくは約２０〜１５００ｐｐｍ、更に好ましくは約２５〜１０００ｐｐｍ、特に好ましくは約３０〜７００ｐｐｍの濃度となるように添加される。
前記の腐食抑制剤として亜硝酸塩が使用される場合、この亜硝酸塩は循環水に対して一般に約８０〜６０００ｐｐｍ、好ましくは約１００〜５０００ｐｐｍ、更に好ましくは約２００〜４０００ｐｐｍの濃度となるように添加される。
前記の腐食抑制剤としてトリルトリアゾール系腐食抑制剤が使用される場合、このトリルトリアゾール系腐食抑制剤は循環水に対して一般に約０．５〜１０００ｐｐｍ、好ましくは約０．５〜５００ｐｐｍ、更に好ましくは約１〜１００ｐｐｍの濃度となるように添加される。
【０００７】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明は勿論これらの実施例に限定されない。
実施例１：
図１のフローシートに示されるような、空調設備に模した実験装置を用いて、本発明の効果を調べた。
このＤＲ効果測定用実験装置１において、２は水を溜めるための容量２１．５Ｌのタンクであり、３はタンク２に溜められた水を加熱するための１ｋｗの投げ込みヒータであり、４は水を循環させるための出力１．５ｋｗのＳ型片吸込渦巻きポンプであり、５はポンプ４によって送られる流量を調節するための２．２ｋｗのインバータであり、６は管内を流れる水の温度を測定するための温度計であり、７は長さ３５００ｍｍの直管部のうちのＤＲ効果測定区間Ｌ＝１６００ｍｍにおいてＤＲ効果を測定するための差圧センサであり、そして８は循環水の流量を測定するための電磁流量計である。
【０００８】
なお、図１において、上記のＤＲ効果測定区間Ｌを含む管の内径は２０ｍｍであり、そして長さＬ’＝３２００ｍｍで示される管の内径は３２ｍｍである。
水道水に対して、本発明による第四アンモニウム塩として１２５１ｐｐｍの濃度でベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド（「アーカード　２２−８０」：ライオン（株）製；Ａｑと略称する。）を添加し、また、比較のための第四アンモニウム塩として５００ｐｐｍの濃度でオレイルビスヒドロキシメチルエチルアンモニウムクロライド（「エソカード　０／１２」：ライオン（株）製）を添加し、そしてサリチル酸塩としてサリチル酸ナトリウムを、アーカード　２２−８０及びエソカード　０／１２　に対して、いずれも５：３の割合で使用して、本発明及び比較例における流体用流れ促進剤の効果を調べた。
添付図面の図２は、エソカード　０／１２　（５００ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（８００ｍｇ／Ｌ）との組合せを流体用流れ促進剤とした比較例のためのＤＲ効果を水温に対して示したグラフである。
図２のグラフから明らかなように、５０℃以下の水温では温度の上昇と共に、ＤＲ効果を示すＲｅ数が増加していくが、この温度が５０℃を超えると、逆に高いＲｅ数においてＤＲ効果が低下し、６０℃以上ではＤＲ効果を示さないことが分かる。
一方、アーカード　２２−８０（１２５１ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（８００ｍｇ／Ｌ）との組合せを流体用流れ促進剤とする本発明のＤＲ効果を水温に対して示した図３のグラフに見られるように、このアーカード　２２−８０は５０℃を超えると顕著になり、８０℃付近では約８０％の効力減少率を示した。
【０００９】
実施例２：
図１に示されるのと同じ実験装置を使用して、本発明による流体用流れ促進剤及び流体用腐食抑制性流れ促進剤の効果を調べた。
水温を２６．８℃から８０．１℃まで変化ながら、アーカード　２２−８０に対するサリチル酸ナトリウムの配合割合を実施例１の場合と変えて実験したところ、１２５１ｍｇ／Ｌのアーカード　２２−８０に対して８００ｍｇ／Ｌのサリチル酸ナトリウムの割合が最適の、すなわち最も高いＤＲ効果が得られた。このような配合割合の場合に得られた結果を図４のグラフに示す。
５０℃よりも低い温度ではＤＲ効果は低く、流速＝１．５ｍ／ｓｅｃでは、５４．５℃においてＤＲ％は６８％であり、そして６０℃を超えると、ＤＲ効果は７０％を超えるほど上昇した。
【００１０】
実施例３：
ＤＲ効果に及ぼす腐食抑制剤（防錆剤）の影響を調べるために、実施例２で述べた最適の配合割合でアーカード　２２−８０とサリチル酸ナトリウムとを組み合わせた流体用流れ促進剤と共に、亜硝酸ナトリウム３０００ｐｐｍを併用して実施例２と同様な実験を繰り返したところ、図５のグラフに示されるような結果が得られた。
図５において、◆印は、アーカード　２２−８０とサリチル酸ナトリウムとが組み合わせられた流れ促進剤を含む○印の水に対して３０００ｐｐｍの亜硝酸ナトリウムが加えられた場合の結果を示しており、また、■印は、この○印の水に対して３０ｐｐｍの銅インヒビターが加えられた場合の結果を示している。
いずれの腐食抑制剤が加えられた場合にもＤＲ効果が阻害される傾向は見られなかった。
以上のように、本発明の流体用流れ促進剤を添加した温熱水は５５〜９０℃のような比較的高い温度にあっても十分な配管抵抗低減効果が発揮されるため、輸送配管内に熱媒体として５５〜９０℃のような比較的高い温度の温熱水が送給される地域冷暖房システムやコージェネシステムに好適に採用できるものである。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、空調設備のような、熱媒として水が循環する熱交換設備の循環水が５５〜９０℃のような比較的高い温度にあっても、その循環水について十分な抵抗低減効果が発揮される流体用流れ促進剤、この流体用流れ促進剤に腐食抑制剤が併用されることによって長期にわたり優れた抵抗低減効果を維持できる流体用腐食抑制性流れ促進剤、これらの流体用流れ促進剤又は流体用腐食抑制性流れ促進剤を含むことによって抵抗低減効果が高められた循環水及びこのような循環水が使用される空調設備が提供され、したがって、水を循環させるための動力が節約できるとともに、空調設備のような様々な熱交換設備において各装置の寿命及びメンテナンスが改善されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】循環する冷温水の流動抵抗を調べるために用いられる実験装置を示すフローシートである。
【図２】エソカード　０／１２　（５００ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（３００ｍｇ／Ｌ）との組合せを流体用流れ促進剤とした比較例のためのＤＲ効果を水温に対して示したグラフである。
【図３】アーカード　２２−８０（１２５１ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（８００ｍｇ／Ｌ）との組合せを流体用流れ促進剤とする本発明のＤＲ効果を水温に対して示したグラフである。
【図４】アーカード　２２−８０とサリチル酸ナトリウムとの最適の配合割合におけるＤＲ効果を示すグラフである。
【図５】アーカード　２２−８０とサリチル酸ナトリウムとを最適の配合割合で組み合わせた流体用流れ促進剤と共に、亜硝酸ナトリウム又は銅インヒビターを併用した場合のＤＲ効果を示すグラフである。
【符号の説明】
１：ＤＲ効果測定用実験装置、
２：タンク、
３：ヒータ、
４：ポンプ、
５：インバータ、
６：温度計、
７：差圧センサ、
８：電磁流量計、
Ｌ：ＤＲ効果測定区間、

Claims

下記の式（Ｉ）

（式中、Ｒ_１は炭素数１２〜２６個のアルキル基又は炭素数１２〜２６個のアルケニル基を表し、Ｒ_２は炭素数１〜４個のアルキル基を表し、そしてＡ⁻は陰イオンを表わす。）で表される第四アンモニウム塩及びサリチル酸塩を含むことを特徴とする、流体用流れ促進剤。
前記第四アンモニウム塩が、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライドであることを特徴とする請求項１記載の流体用流れ促進剤。
サリチル酸塩が、サリチル酸ナトリウム又はサリチル酸カリウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載された流体用流れ促進剤。
前記式（Ｉ）で表される第四アンモニウム塩、サリチル酸塩及び腐食抑制剤を含むことを特徴とする流体用腐食抑制性流れ促進剤。
前記第四アンモニウム塩が、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライドであることを特徴とする請求項４記載の流体用腐食抑制性流れ促進剤。
サリチル酸塩が、サリチル酸ナトリウム又はサリチル酸カリウムであることを特徴とする請求項４又は５に記載された流体用腐食抑制性流れ促進剤。
前記式（Ｉ）で表される第四アンモニウム塩及びサリチル酸塩からなる流体用流れ促進剤を含む循環水。
前記第四アンモニウム塩が、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライドであることを特徴とする請求項７記載の循環水。
サリチル酸塩が、サリチル酸ナトリウム又はサリチル酸カリウムであることを特徴とする請求項７又は８に記載された循環水。
前記式（Ｉ）で表される第四アンモニウム塩、サリチル酸塩及び腐食抑制剤からなる流体用腐食抑制性流れ促進剤を含む循環水。
前記第四アンモニウム塩が、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライドであることを特徴とする請求項１０記載の循環水。
サリチル酸塩が、サリチル酸ナトリウム又はサリチル酸カリウムであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載された循環水。
請求項７〜１２のいずれか１項に記載された循環水が使用される空調設備。