JP2838838B2 - Cold storage agent for cryogenic temperature and cool storage device using this storage agent - Google Patents

Cold storage agent for cryogenic temperature and cool storage device using this storage agent

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JP2838838B2
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ethanol
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は極低温用蓄冷剤及びこの蓄冷剤を用いた保冷
用蓄冷装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a regenerator for cryogenic use and a cool storage device using the regenerator.

(従来の技術) 極低温での運搬あるいは保管が必要な、例えば臓器や
血液等の物質を保冷する際に保冷容器内に入れて使用す
る蓄冷剤としては、従来、その大きな昇華熱(大気圧下
で約137kcal/kg)を利用するドライアイスが広く用いら
れているが、その蓄冷温度は約−80℃程度までであり、
より低温の蓄冷剤が求められている。
(Conventional technology) As a regenerator that needs to be transported or stored at an extremely low temperature, for example, used in a cold storage container when cooling a substance such as an organ or blood, its large sublimation heat (atmospheric pressure) Dry ice using approximately 137 kcal / kg below is widely used, but its cool storage temperature is up to about -80 ° C.
There is a need for lower temperature regenerators.

ドライアイスよりも低温の蓄冷剤としては、エタノー
ルまたはエタノールと水との混合液を主成分とするエタ
ノール系蓄冷剤が知られており、このエタノール系蓄冷
剤は結晶の融解潜熱を利用することにより、蓄冷温度と
して例えば約−120℃、蓄冷熱量として約30kcal/kgが得
られる。
As a regenerator having a lower temperature than dry ice, an ethanol regenerator mainly composed of ethanol or a mixture of ethanol and water is known, and the ethanol regenerator uses the latent heat of fusion of crystals. For example, a cold storage temperature of about -120 ° C. and a cold storage calorie of about 30 kcal / kg are obtained.

(発明が解決しようとする課題) ドライアイス保冷容器内に入れて蓄冷剤として利用す
る場合には、気化した炭酸ガスを保冷容器から抜く必要
があり、その手段が必要であるという欠点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) When used as a regenerator in a dry ice cold storage container, it is necessary to remove the vaporized carbon dioxide gas from the cold storage container, and there is a drawback in that means is required.

またエタノール系蓄冷剤は、上述したように冷却によ
って結晶化させ、その融解潜熱の利用を図るものである
が、これを単に冷却しても、過冷却状態の高粘度液とな
ってしまって結晶化がし難く、このため融解潜熱の有効
利用が難しい。
As described above, the ethanol-based regenerator crystallizes by cooling to utilize the latent heat of fusion.However, even simply cooling it, it becomes a super-cooled high-viscosity liquid and crystallizes. Therefore, it is difficult to effectively use the latent heat of fusion.

特に、前記蓄冷剤に水分が含まれていると、この傾向
が顕著である。これは、エタノールに水分が含まれてい
ると、エタノールと水分が水素結合を形成し、長い鎖状
分子状態となって結晶構造になり難くくなる性質によ
る。
This tendency is particularly remarkable when the regenerator contains moisture. This is due to the property that when ethanol contains water, ethanol and water form a hydrogen bond to form a long chain molecular state, which makes it difficult to form a crystal structure.

本発明は以上の従来の課題を解決し、エタノール系蓄
冷剤の結晶化(凝固)を容易に行えるようにして、前記
融解潜熱の有効利用を図ることを目的とするものであ
る。
An object of the present invention is to solve the conventional problems described above and to facilitate the crystallization (coagulation) of an ethanol-based regenerator to effectively utilize the latent heat of fusion.

(課題を解決するための手段) 上述した課題を解決するための手段を説明すると、本
発明の極低温用蓄冷剤は、エタノールを主剤とする蓄冷
剤に、これよりも凝固温度の高い脂肪族炭化水素を、エ
タノールを主剤とする蓄冷剤に対して10%を越えない量
を混入させたものである。
(Means for Solving the Problems) To explain the means for solving the above-mentioned problems, the cryogenic regenerator of the present invention comprises a regenerator containing ethanol as a main component and an aliphatic refrigerant having a higher coagulation temperature than this. It is a mixture of hydrocarbons in an amount not exceeding 10% with respect to a regenerator mainly composed of ethanol.

この脂肪族炭化水素は、ヘキサンやオクターンまたは
これを含むものとすることができる。
The aliphatic hydrocarbon can be hexane, octane or contain it.

そして、本発明は、上記の極低温用蓄冷剤を容器に充
填し、密閉して保冷用蓄冷装置を構成したものである。
In the present invention, the cryogenic regenerator is filled in a container and hermetically closed to constitute a regenerative cold storage device.

(作用) エタノールを主剤とする蓄冷剤に、これよりも凝固温
度の高い脂肪族炭化水素を少量混入させた本発明の極低
温用蓄冷剤を冷却していくと、まずエタノールよりも凝
固温度の高い脂肪族炭化水素が凝固し、この凝固は水分
の存在に影響されない。
(Function) When the cryogenic regenerator of the present invention, in which a small amount of an aliphatic hydrocarbon having a higher coagulation temperature is mixed with a regenerator having ethanol as a main component, is cooled, the coagulation temperature is lower than that of ethanol. High aliphatic hydrocarbons solidify and this solidification is not affected by the presence of moisture.

次いで、更に温度が低下してエタノールの凝固温度と
なると、既に凝固している脂肪族炭化水素が結晶化の核
となる作用をしてエタノールの結晶化が促進され、こう
して水分の存在にもかかわらず、エタノールは容易に結
晶化する。
Then, when the temperature is further lowered to the coagulation temperature of ethanol, the already coagulated aliphatic hydrocarbon acts as a nucleus for crystallization to promote the crystallization of ethanol, and thus despite the presence of water, And ethanol readily crystallizes.

従って、上記の極低温用蓄冷剤を容器に充填し、密閉
して保冷用蓄冷装置を構成すれば、この保冷用蓄冷装置
は、エタノール系蓄熱剤の結晶化により、融解潜熱の有
効利用を図ることができる。
Therefore, if the above-mentioned cryogenic regenerator is filled in a container and the container is hermetically closed to constitute a regenerator for cold storage, the regenerator for cold storage aims at effective use of latent heat of fusion by crystallization of an ethanol-based regenerator. be able to.

前記脂肪族炭化水素の混入量は、多すぎると擬固温度
の高い結晶が多くなり、全体としての蓄冷温度が上昇し
てしまうので、その混入量をエタノールを主剤とする蓄
冷剤に対して、10%を越えない量とすれば、蓄冷温度の
上昇を支障ない程度に抑えることができる。尚、この混
入量は、混入する脂肪族炭化水素の凝固温度を勘案して
適宜に調節することができる。
The mixed amount of the aliphatic hydrocarbons is too large, the number of crystals having a high pseudo-solid temperature increases, and the cold storage temperature as a whole increases. If the amount does not exceed 10%, the rise in cold storage temperature can be suppressed to a level that does not hinder. In addition, this mixing amount can be appropriately adjusted in consideration of the solidification temperature of the mixed aliphatic hydrocarbon.

(実施例) 次にエタノール系蓄冷材として純粋エタノールを用
い、これに脂肪族炭化水素としてn−ヘキサン(凝固温
度−94℃)を混入した本発明の極低温蓄用冷剤につき、
この脂肪族炭化水素の混入による結晶化促進効果を、混
入させない場合と比較して測定した結果を以下に示す。
(Example) Next, a cryogenic storage agent of the present invention in which pure ethanol is used as an ethanol-based storage material and n-hexane (coagulation temperature -94 ° C) is mixed as an aliphatic hydrocarbon with the ethanol is used.
The results obtained by measuring the effect of promoting the crystallization due to the incorporation of the aliphatic hydrocarbon in comparison with the case in which the incorporation is not performed are shown below.

実施条件 純粋エタノール 250ml n−ヘキサン 5ml(2%) 冷却温度 −125℃ 上記に示すように、n−ヘキサンを混入しないエタノ
ールに於いて、水分が1%含まれていると、5時間経過
しても結晶化割合が70%程度であったり、完全な結晶化
に4時間を要したりするのに対して、n−ヘキサンを混
入すると3時間程度で完全に結晶化している。
Implementation conditions Pure ethanol 250 ml n-hexane 5 ml (2%) Cooling temperature -125 ° C As described above, when ethanol containing no n-hexane contains 1% of water, the crystallization ratio is about 70% even after 5 hours, or 4% It takes a long time, but when n-hexane is mixed, it is completely crystallized in about 3 hours.

またn−ヘキサンを混入しないエタノールに於いて、
水分が2%含まれていると4時間を経過しても全く結晶
化しないのに対して、混入した場合には4時間の経過に
より完全に結晶化している。
In addition, in ethanol not containing n-hexane,
When 2% of water is contained, no crystallization occurs even after 4 hours, whereas when mixed, complete crystallization occurs after 4 hours.

これらのことから、エタノールを主剤とする蓄冷剤
に、これよりも凝固温度の高い脂肪族炭化水素を少量混
入させることにより、結晶化が促進されるということが
分かる。
From these facts, it can be seen that crystallization is promoted by mixing a small amount of an aliphatic hydrocarbon having a higher freezing temperature into a regenerator mainly composed of ethanol.

(発明の効果) 本発明の極低温用蓄冷剤は以上の通り、単に冷却した
だけでは過冷却状態となって結晶化し難いエタノール系
蓄冷剤に、これよりも凝固温度の高い脂肪族炭化水素を
少量混入させて構成したので、水分が混入していても容
易に結晶化することができ、従ってその融解潜熱を利用
することができる。そしてその混入量は、エタノールを
主剤とする蓄冷剤に対して、10%を越えない量としたの
で、蓄冷温度の上昇を支障のない程度に抑えることがで
き、例えば約−120℃と、ドライアイスよりも低い蓄冷
温度を得ることができる。またエタノール系蓄冷剤を主
剤とすることにより安価であると共に安定性、安全性に
優れ、ドライアイスのように気化したガスを除去すると
いうようなことも必要なく、取り扱いが容易であるとい
う効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, the cryogenic regenerator of the present invention converts an aliphatic hydrocarbon having a higher coagulation temperature to an ethanol-based regenerator that is in a supercooled state and is not easily crystallized by simply cooling. Since a small amount of water is mixed, crystallization can be easily performed even when water is mixed, and thus the latent heat of fusion can be used. Since the amount of the mixture is not more than 10% with respect to the regenerator containing ethanol as a main component, it is possible to suppress an increase in the regenerative temperature to a level that does not cause a problem. It is possible to obtain a cold storage temperature lower than ice. In addition, by using an ethanol-based regenerator as the main ingredient, it is inexpensive and has excellent stability and safety, and there is no need to remove vaporized gas like dry ice. is there.

こうして本発明は、上記の蓄冷剤を容器に充填し、密
閉して保冷用蓄冷装置を構成し、これをLNG等の低温液
化ガスと熱交換した冷却ガス等により冷却して蓄冷し、
これを極低温での運搬等が必要な、例えば臓器や血液等
の物質や、食品その他の物品の運搬等に際して保冷容器
内に収納することにより簡便に極低温での保冷を行うこ
とができるという効果がある。
Thus, the present invention fills the above-described regenerator into a container, and forms a cool refrigerating device by hermetically closing the container.
It is necessary to transport this at extremely low temperatures, for example, when storing substances such as organs and blood, foods and other goods, etc. effective.

尚、この保冷用蓄冷装置は、上記蓄冷状態に於いて販
売し、使用後に回収して再使用に供することも容易であ
り、非常に安価な冷熱提供が可能である。
The cold storage device for cold storage can be easily sold in the cold storage condition, collected after use, and reused, and can provide very low-cost cold heat.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エタノールを主剤とする蓄冷剤に、これよ
りも凝固温度の高い脂肪族炭化水素を、エタノールを主
剤とする蓄冷剤に対して、10%を越えない量を混入させ
たことを特徴とする極低温用蓄冷剤
The present invention relates to a regenerator containing ethanol as a main component, wherein an aliphatic hydrocarbon having a higher coagulation temperature is mixed in an amount not exceeding 10% with respect to a regenerator containing ethanol as a main component. Characteristic cryogenic cold storage agent
【請求項2】脂肪族炭化水素は、ヘキサンまたはこれを
含むものであることを特徴とする請求項1記載の極低温
用蓄冷剤
2. The cryogenic regenerator according to claim 1, wherein the aliphatic hydrocarbon is hexane or a substance containing hexane.
【請求項3】脂肪族炭化水素は、オクタンまたはこれを
含むものであることを特徴とする請求項1記載の極低温
用蓄冷剤
3. The cryogenic regenerator according to claim 1, wherein the aliphatic hydrocarbon is octane or a mixture containing octane.
【請求項4】請求項1、2または3の極低温用蓄冷剤を
容器に充填し、密閉したことを特徴とする保冷用蓄冷装
4. A cold storage device according to claim 1, wherein the cold storage agent for cryogenic use is filled in a container and sealed.
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