JP3520315B2 - シランカップリング剤を利用した冷熱輸送方法、冷熱保存方法、氷スラリー生成方法及び装置 - Google Patents
シランカップリング剤を利用した冷熱輸送方法、冷熱保存方法、氷スラリー生成方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリー状の氷を
配管を通して送ることにより、冷熱を輸送する方法、或
いは装置、更には冷熱を保存する方法、氷スラリーを生
成する方法に関する。
配管を通して送ることにより、冷熱を輸送する方法、或
いは装置、更には冷熱を保存する方法、氷スラリーを生
成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラリー状の氷を用いる冷熱輸送方法と
して、従来、アンチフリーズ蛋白質を添加した液体を冷
却して氷スラリーを生成し、この氷スラリーを配管およ
びポンプにより輸送することが知られている（以下、従
来例と称する）。単に液体を冷却する方法では、液体の
顕熱のみを利用するので、輸送する冷熱量が比較的小さ
い。しかるに、この従来例にあっては、液体から氷を生
成し、液体から氷へ相変化のときの潜熱分を蓄えるの
で、輸送する冷熱量を大きく確保できる。ところが、氷
が容易に再結晶（二次成長）してしまうようであると、
配管が閉鎖しやすくなり長距離輸送に適さない。これに
対して、この従来例にあっては、アンチフリーズ蛋白質
を液体に添加することにより、氷の再結晶を抑制できる
ので、長距離輸送にも適するものとなる。アンチフリー
ズ蛋白質は、北極や南極の近くに棲む魚類から採れる蛋
白質である。北極や南極の近くに棲む魚類は、このアン
チフリーズ蛋白質の作用により、血液が凍ることがな
い。
して、従来、アンチフリーズ蛋白質を添加した液体を冷
却して氷スラリーを生成し、この氷スラリーを配管およ
びポンプにより輸送することが知られている（以下、従
来例と称する）。単に液体を冷却する方法では、液体の
顕熱のみを利用するので、輸送する冷熱量が比較的小さ
い。しかるに、この従来例にあっては、液体から氷を生
成し、液体から氷へ相変化のときの潜熱分を蓄えるの
で、輸送する冷熱量を大きく確保できる。ところが、氷
が容易に再結晶（二次成長）してしまうようであると、
配管が閉鎖しやすくなり長距離輸送に適さない。これに
対して、この従来例にあっては、アンチフリーズ蛋白質
を液体に添加することにより、氷の再結晶を抑制できる
ので、長距離輸送にも適するものとなる。アンチフリー
ズ蛋白質は、北極や南極の近くに棲む魚類から採れる蛋
白質である。北極や南極の近くに棲む魚類は、このアン
チフリーズ蛋白質の作用により、血液が凍ることがな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このア
ンチフリーズ蛋白質は、非常に高価なものである。その
ため、再結晶が抑制された氷スラリーによる冷熱輸送に
かかる費用が高いものについている。
ンチフリーズ蛋白質は、非常に高価なものである。その
ため、再結晶が抑制された氷スラリーによる冷熱輸送に
かかる費用が高いものについている。
【０００４】本発明の目的は、再結晶が抑制された氷ス
ラリーによる冷熱輸送などの低コスト化を図ることにあ
る。
ラリーによる冷熱輸送などの低コスト化を図ることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、アンチフリーズ蛋白質に替えて、シラ
ンカップリング剤中の、ビニルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリエトキシシランを用いるように
した。
め、本発明では、アンチフリーズ蛋白質に替えて、シラ
ンカップリング剤中の、ビニルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリエトキシシランを用いるように
した。
【０００６】まず、シランカップリング剤一般を用い、
該シランカップリング剤を添加した液体を冷却して氷ス
ラリーを生成することについて説明する。シランカップ
リング剤は、氷スラリーの再結晶抑制作用を有してお
り、アンチフリーズ蛋白質の価格に比べて約１／８と、
大幅に安価である。そのため、再結晶が抑制された氷ス
ラリーによる冷熱輸送・蓄積熱などの低コスト化に寄与
するものとなる。シランカップリング剤は、その一般式
が図２（Ａ）に示すように、ＸＳｉ（ＯＲ）３と表され
る。一方側のＯＲは、加水分解基である。ＯＲとして
は、例えばＣＨ３Ｏ−、Ｃ３Ｈ５Ｏ−、ＣＨ３ＯＣ２Ｈ
４Ｏ−がある。このＯＲは、加水分解して、図２（Ｂ）
に示すようにシラノール基（−ＳｉＯＨ）を形成する。
このシラノール基の中のＯＨは、親水性の極性基（以
下、親水基と称する）である。他方側のＸは、有機樹脂
と反応する官能基（有機官能基）であり、疎水性の非極
性基（疎水基と称する）である。Ｘとしては、例えばビ
ニル、エポキシ、アミノ、メルカプト、メタクリルがあ
る。シラノール基（−ＳｉＯＨ）は、縮合反応により架
橋して、図１（Ｃ）に示すように、シロキサンネットワ
ーク（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）という架橋分子を組成す
る。シランカップリング剤の分子どうしは、この架橋反
応により、ある程度の長さを持つことになる。架橋分子
は、ほぼ同一方向に親水基ＯＨが並び、その親水基ＯＨ
と反対側に疎水基Ｘが並ぶことになる。この架橋分子の
親水基ＯＨは、図１に示すように、氷の表面と水素結合
する。すなわち、シランカップリング剤は、親水基ＯＨ
が水素結合により氷の表面と結合して吸着し、氷とは反
対側に疎水基Ｘが位置することになる。これにより、氷
の表面の二次的な成長が抑制され、氷どうしの結合が抑
制される。このように、架橋反応したシランカップリン
グ剤の高分子により、氷の再結晶が抑制された。これに
より、管路を通した長距離輸送が可能となった。なお、
氷をつくる水分子Ｈ２Ｏは、Ｈ原子の端が正に帯電し、
Ｏ原子の反対側が負に帯電する。この水分子のＨが、上
述のように、シランカップリング剤における親水基ＯＨ
と水素結合する。
該シランカップリング剤を添加した液体を冷却して氷ス
ラリーを生成することについて説明する。シランカップ
リング剤は、氷スラリーの再結晶抑制作用を有してお
り、アンチフリーズ蛋白質の価格に比べて約１／８と、
大幅に安価である。そのため、再結晶が抑制された氷ス
ラリーによる冷熱輸送・蓄積熱などの低コスト化に寄与
するものとなる。シランカップリング剤は、その一般式
が図２（Ａ）に示すように、ＸＳｉ（ＯＲ）３と表され
る。一方側のＯＲは、加水分解基である。ＯＲとして
は、例えばＣＨ３Ｏ−、Ｃ３Ｈ５Ｏ−、ＣＨ３ＯＣ２Ｈ
４Ｏ−がある。このＯＲは、加水分解して、図２（Ｂ）
に示すようにシラノール基（−ＳｉＯＨ）を形成する。
このシラノール基の中のＯＨは、親水性の極性基（以
下、親水基と称する）である。他方側のＸは、有機樹脂
と反応する官能基（有機官能基）であり、疎水性の非極
性基（疎水基と称する）である。Ｘとしては、例えばビ
ニル、エポキシ、アミノ、メルカプト、メタクリルがあ
る。シラノール基（−ＳｉＯＨ）は、縮合反応により架
橋して、図１（Ｃ）に示すように、シロキサンネットワ
ーク（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）という架橋分子を組成す
る。シランカップリング剤の分子どうしは、この架橋反
応により、ある程度の長さを持つことになる。架橋分子
は、ほぼ同一方向に親水基ＯＨが並び、その親水基ＯＨ
と反対側に疎水基Ｘが並ぶことになる。この架橋分子の
親水基ＯＨは、図１に示すように、氷の表面と水素結合
する。すなわち、シランカップリング剤は、親水基ＯＨ
が水素結合により氷の表面と結合して吸着し、氷とは反
対側に疎水基Ｘが位置することになる。これにより、氷
の表面の二次的な成長が抑制され、氷どうしの結合が抑
制される。このように、架橋反応したシランカップリン
グ剤の高分子により、氷の再結晶が抑制された。これに
より、管路を通した長距離輸送が可能となった。なお、
氷をつくる水分子Ｈ２Ｏは、Ｈ原子の端が正に帯電し、
Ｏ原子の反対側が負に帯電する。この水分子のＨが、上
述のように、シランカップリング剤における親水基ＯＨ
と水素結合する。
【０００７】シランカップリング剤が氷再結晶抑制作用
を有する理由は、上述したように、親水基および疎水基
を持ち、この親水基および疎水基が長く連なるためであ
る。この条件を満たすものとして、シランカップリング
剤の他に、アルカンチオール、脂肪酸がある。すなわ
ち、アルカンチオール、脂肪酸を用いれば、シランカッ
プリング剤と同様に氷再結晶抑制作用をする。アルカン
チオールＲ−ＳＨは、ＳＨが氷表面と水素結合して吸着
する。Ｒは疎水基である。この反応を図５に示した。脂
肪酸Ｒ−ＣＯＯＨは、ＣＯＯＨのＨが電離してマイナス
イオンとなり、氷表面に吸着する。この反応を図６に示
した。尚、アルカンチオール、脂肪酸は、本発明と同じ
氷再結晶抑制作用を行なうものであるが、本発明を構成
するものではない。
を有する理由は、上述したように、親水基および疎水基
を持ち、この親水基および疎水基が長く連なるためであ
る。この条件を満たすものとして、シランカップリング
剤の他に、アルカンチオール、脂肪酸がある。すなわ
ち、アルカンチオール、脂肪酸を用いれば、シランカッ
プリング剤と同様に氷再結晶抑制作用をする。アルカン
チオールＲ−ＳＨは、ＳＨが氷表面と水素結合して吸着
する。Ｒは疎水基である。この反応を図５に示した。脂
肪酸Ｒ−ＣＯＯＨは、ＣＯＯＨのＨが電離してマイナス
イオンとなり、氷表面に吸着する。この反応を図６に示
した。尚、アルカンチオール、脂肪酸は、本発明と同じ
氷再結晶抑制作用を行なうものであるが、本発明を構成
するものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明装置の好適な実施形
態を図３および図４を参照して説明する。 （第一実施形態） 図３に、本発明の第一実施形態に係る冷熱輸送装置が示
されている。この冷熱輸送装置は、配管１と、この配管
１に設置されたポンプ２と、冷熱付与手段３と、冷熱放
出手段４とを備えている。ここで、配管１は、シランカ
ップリング剤を添加した例えば水のような液体（以下、
シランカップリング剤水溶液と称する）が封入されてい
る。シランカップリング剤は、水を冷却したとき、氷の
再結晶を抑制する作用を有する。冷熱付与手段３は、冷
凍機などからなっており、シランカップリング剤水溶液
を冷却することにより、氷スラリーを生成するために設
けられている。ポンプ２は、配管１を通して、シランカ
ップリング剤水溶液および氷スラリーを強制循環させる
ためのものである。この冷熱輸送装置にあっては、次の
ように冷熱を輸送する。配管１の中のシランカップリン
グ剤水溶液は、ポンプ２の作用により冷熱付与手段３に
送られ、この冷熱付与手段３で冷却されて氷スラリーに
される。この氷スラリーは、冷熱放出手段４で冷熱を放
出する。これにより、冷熱放出手段４で、氷スラリーは
シランカップリング剤水溶液に戻る。このシランカップ
リング剤水溶液は、冷熱付与手段３に帰り、再び氷スラ
リーとされる。この冷却・放熱プロセスを繰り返しなが
ら、冷熱輸送する。シランカップリング剤が水に添加さ
れることにより、氷スラリーの氷の再結晶が抑制される
ので、配管１の閉鎖が防止され、もって長期間にわたる
冷熱輸送が可能となる。
態を図３および図４を参照して説明する。 （第一実施形態） 図３に、本発明の第一実施形態に係る冷熱輸送装置が示
されている。この冷熱輸送装置は、配管１と、この配管
１に設置されたポンプ２と、冷熱付与手段３と、冷熱放
出手段４とを備えている。ここで、配管１は、シランカ
ップリング剤を添加した例えば水のような液体（以下、
シランカップリング剤水溶液と称する）が封入されてい
る。シランカップリング剤は、水を冷却したとき、氷の
再結晶を抑制する作用を有する。冷熱付与手段３は、冷
凍機などからなっており、シランカップリング剤水溶液
を冷却することにより、氷スラリーを生成するために設
けられている。ポンプ２は、配管１を通して、シランカ
ップリング剤水溶液および氷スラリーを強制循環させる
ためのものである。この冷熱輸送装置にあっては、次の
ように冷熱を輸送する。配管１の中のシランカップリン
グ剤水溶液は、ポンプ２の作用により冷熱付与手段３に
送られ、この冷熱付与手段３で冷却されて氷スラリーに
される。この氷スラリーは、冷熱放出手段４で冷熱を放
出する。これにより、冷熱放出手段４で、氷スラリーは
シランカップリング剤水溶液に戻る。このシランカップ
リング剤水溶液は、冷熱付与手段３に帰り、再び氷スラ
リーとされる。この冷却・放熱プロセスを繰り返しなが
ら、冷熱輸送する。シランカップリング剤が水に添加さ
れることにより、氷スラリーの氷の再結晶が抑制される
ので、配管１の閉鎖が防止され、もって長期間にわたる
冷熱輸送が可能となる。
【０００９】（第二実施形態）
図４に、本発明の第二の実施形態に係る冷熱輸送装置が
示されている。この冷熱輸送装置は、タンク１１を有す
る冷熱付与手段３と、シランカップリング剤水溶液が封
入された配管１と、第一のポンプ２Ａと、タンク１２を
有する冷熱保存手段５と、第二のポンプ２Ｂと、冷熱放
出手段４とを備えている。冷熱保存手段５は、氷スラリ
ーを溜めておき（冷熱保存作用）、必要に応じて冷熱放
出手段４に供給するものである。この図４の冷熱輸送装
置にあっては、次のように冷熱を輸送、保存する。冷熱
付保手段３のタンク１１内のシランカップリング剤水溶
液は、冷却されて氷スラリーにされる。このタンク１１
内の氷スラリーは、第一のポンプ２Ａにより冷熱保存手
段５に送られ、冷熱保存手段５のタンク１２内に溜めら
れる。この冷熱保存手段５で冷熱が保存される。冷熱保
存手段５内の氷スラリーは、必要に応じて、第二のポン
プ２Ｂにより、冷熱放出手段４に供給され、冷却に使用
される。シランカップリング剤が水に添加されているの
で、氷スラリーの氷の再結晶が抑制され、もって氷スラ
リーが冷熱保存手段５に長期保存される。
示されている。この冷熱輸送装置は、タンク１１を有す
る冷熱付与手段３と、シランカップリング剤水溶液が封
入された配管１と、第一のポンプ２Ａと、タンク１２を
有する冷熱保存手段５と、第二のポンプ２Ｂと、冷熱放
出手段４とを備えている。冷熱保存手段５は、氷スラリ
ーを溜めておき（冷熱保存作用）、必要に応じて冷熱放
出手段４に供給するものである。この図４の冷熱輸送装
置にあっては、次のように冷熱を輸送、保存する。冷熱
付保手段３のタンク１１内のシランカップリング剤水溶
液は、冷却されて氷スラリーにされる。このタンク１１
内の氷スラリーは、第一のポンプ２Ａにより冷熱保存手
段５に送られ、冷熱保存手段５のタンク１２内に溜めら
れる。この冷熱保存手段５で冷熱が保存される。冷熱保
存手段５内の氷スラリーは、必要に応じて、第二のポン
プ２Ｂにより、冷熱放出手段４に供給され、冷却に使用
される。シランカップリング剤が水に添加されているの
で、氷スラリーの氷の再結晶が抑制され、もって氷スラ
リーが冷熱保存手段５に長期保存される。
【００１０】なお、上述した実施形態では液体に対して
シランカップリング剤のみに加えたが、これに限らず、
シランカップリング剤に加えて氷核細菌を添加すれば、
氷の生成が促進される。氷核細菌については、人工雪の
製造装置などにおいて既に使用されており、公知のもの
であるから、その説明を省略する。
シランカップリング剤のみに加えたが、これに限らず、
シランカップリング剤に加えて氷核細菌を添加すれば、
氷の生成が促進される。氷核細菌については、人工雪の
製造装置などにおいて既に使用されており、公知のもの
であるから、その説明を省略する。
【００１１】（実験例１）氷結晶の成長バターンの観察の実験
本実験の目的は、シランカップリング剤が水の結晶成長
過程に及ぼす影響を調べることにある。本実験では、架
橋反応を終了したシランカップリング剤水溶液の中に氷
の種結晶を挿入し、そこからの氷の結晶を観察した。シ
ランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランの５種類
を用いた。また、比較のため、純粋、アンチフリーズ蛋
白質、エチレングリコール水溶液の中での氷の結晶成長
を併せて観察した。実験方法としては、純粋氷の種結晶
を溶液の中に挿入し、温度制御しながら、カメラ付きの
光学顕微鏡によって氷の結晶成長を観察した。その観察
結果は次の通りとなった。 ビニルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン 樹枝状（デンドライト状）の氷結晶が観察された。 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 一方、比較例として純粋では、樹枝状に成長した。アン
チフリーズ蛋白質では、針状に成長した。エチレンッグ
リコール水溶液では、樹枝状に成長した。針状の成長で
なければ、氷結晶成長を効果的に抑制できなかった。樹
枝状の成長では、効果的な抑制とは言えなかった。この
観察結果により、次のような考察が得られた。針状の氷
結晶成長が観察されたビニルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリエトキシシランは、いずれ
も一分子中に親水性のシラノール基を３つ保有してい
る。これに対して、樹枝状の氷結晶成長が観察されたう
ちの一つであるγ−グリシドキシプロピルメチルジエ
トキシシランは、一分子中にシラノール基を２つしか保
有していない。また、樹枝状の氷結晶成長が観察された
うちの他の一つ出あるγ−アミノプロピルトリエトキ
シシランは、アミノフランであり、アミノ基の影響によ
り、加水分解後の水溶液中で非常に安定となり、架橋反
応を起こしにくく、長く連なった分子にならない。この
ことから、氷の再結晶を抑制するには、親水性であるシ
ラノール基を３つ保有していなければならず、また架橋
反応によりある程度の長さを持った分子である必要があ
ることが判った。言い替えれば、一分子中に親水性と疎
水性とを併せ持つだけでは氷の再結晶を抑制する効果を
期待することができないということである。これによ
り、エチレングリコールが親水性と疎水性を併せ持ちな
がら、樹枝状の成長をした事実を説明できる。同じ理由
により、親水性と疎水性を併せ持つ界面活性剤を添加し
ても針状の成長ができないであろうと推測される。
過程に及ぼす影響を調べることにある。本実験では、架
橋反応を終了したシランカップリング剤水溶液の中に氷
の種結晶を挿入し、そこからの氷の結晶を観察した。シ
ランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランの５種類
を用いた。また、比較のため、純粋、アンチフリーズ蛋
白質、エチレングリコール水溶液の中での氷の結晶成長
を併せて観察した。実験方法としては、純粋氷の種結晶
を溶液の中に挿入し、温度制御しながら、カメラ付きの
光学顕微鏡によって氷の結晶成長を観察した。その観察
結果は次の通りとなった。 ビニルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン 樹枝状（デンドライト状）の氷結晶が観察された。 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 針状の氷結晶が観察された。 一方、比較例として純粋では、樹枝状に成長した。アン
チフリーズ蛋白質では、針状に成長した。エチレンッグ
リコール水溶液では、樹枝状に成長した。針状の成長で
なければ、氷結晶成長を効果的に抑制できなかった。樹
枝状の成長では、効果的な抑制とは言えなかった。この
観察結果により、次のような考察が得られた。針状の氷
結晶成長が観察されたビニルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリエトキシシランは、いずれ
も一分子中に親水性のシラノール基を３つ保有してい
る。これに対して、樹枝状の氷結晶成長が観察されたう
ちの一つであるγ−グリシドキシプロピルメチルジエ
トキシシランは、一分子中にシラノール基を２つしか保
有していない。また、樹枝状の氷結晶成長が観察された
うちの他の一つ出あるγ−アミノプロピルトリエトキ
シシランは、アミノフランであり、アミノ基の影響によ
り、加水分解後の水溶液中で非常に安定となり、架橋反
応を起こしにくく、長く連なった分子にならない。この
ことから、氷の再結晶を抑制するには、親水性であるシ
ラノール基を３つ保有していなければならず、また架橋
反応によりある程度の長さを持った分子である必要があ
ることが判った。言い替えれば、一分子中に親水性と疎
水性とを併せ持つだけでは氷の再結晶を抑制する効果を
期待することができないということである。これによ
り、エチレングリコールが親水性と疎水性を併せ持ちな
がら、樹枝状の成長をした事実を説明できる。同じ理由
により、親水性と疎水性を併せ持つ界面活性剤を添加し
ても針状の成長ができないであろうと推測される。
【００１２】（実験例２）氷表面の観察の実験
本実験の目的は、シランカップリング剤が氷表面に吸着
するメカニズムを解明することにある。本実験では、純
粋の氷表面と、シランカップリング剤の一例としてのビ
ニルトリエトキシシランが吸着した氷表面とを、ＳＴＭ
（走査トンネル顕微鏡）を用いて観察した。その観察結
果は、次の通りとなった。純粋の氷表面では、全体とし
て平坦状であった。一方、ビニルトリエトキシシランが
吸着した氷表面では、溝が観察された。この観察結果に
より、次のような考察が得られた。架橋分子となったビ
ニルトリエトキシシランは、親水基が溝に沿って氷表面
に吸着し、疎水基が外側を向いて、氷の結晶成長を抑制
していると考えられる。このことは、針状の結晶成長
は、長く分子が連なっていることを裏付ける。
するメカニズムを解明することにある。本実験では、純
粋の氷表面と、シランカップリング剤の一例としてのビ
ニルトリエトキシシランが吸着した氷表面とを、ＳＴＭ
（走査トンネル顕微鏡）を用いて観察した。その観察結
果は、次の通りとなった。純粋の氷表面では、全体とし
て平坦状であった。一方、ビニルトリエトキシシランが
吸着した氷表面では、溝が観察された。この観察結果に
より、次のような考察が得られた。架橋分子となったビ
ニルトリエトキシシランは、親水基が溝に沿って氷表面
に吸着し、疎水基が外側を向いて、氷の結晶成長を抑制
していると考えられる。このことは、針状の結晶成長
は、長く分子が連なっていることを裏付ける。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
次のような効果を奏する。本発明では、シランカップリ
ング剤を添加した液体を冷却して氷スラリーを生成す
る。したがって、従来のようなアンチフリーズ蛋白質を
添加する場合に比べて、再結晶を抑制された氷スラリー
による冷熱輸送・冷熱保存・氷スラリー生成・冷熱輸送
装置を大幅に低コストにて実現できる。
次のような効果を奏する。本発明では、シランカップリ
ング剤を添加した液体を冷却して氷スラリーを生成す
る。したがって、従来のようなアンチフリーズ蛋白質を
添加する場合に比べて、再結晶を抑制された氷スラリー
による冷熱輸送・冷熱保存・氷スラリー生成・冷熱輸送
装置を大幅に低コストにて実現できる。
【００１４】また、シランカップリング剤の中のビニル
トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシランを利用しているので、針状の氷結晶の成長が観
察され、氷結晶成長の効果的な抑制を得ることができ
た。これらシランカップリング剤を添加した液体に、さ
らに氷核細菌を添加すると、氷スラリー生成を促進でき
る。
トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシランを利用しているので、針状の氷結晶の成長が観
察され、氷結晶成長の効果的な抑制を得ることができ
た。これらシランカップリング剤を添加した液体に、さ
らに氷核細菌を添加すると、氷スラリー生成を促進でき
る。
【図１】本発明におけるシランカップリング剤と氷表面
との反応を示す説明図である。
との反応を示す説明図である。
【図２】シランカップリング剤の性質を説明する図であ
り、（Ａ）はシランカップリング剤の一般式、（Ｂ）は
Ａ図のものが加水分解反応した後の構造、（Ｃ）はＢ図
のものが架橋反応した後の構造を示した図である。
り、（Ａ）はシランカップリング剤の一般式、（Ｂ）は
Ａ図のものが加水分解反応した後の構造、（Ｃ）はＢ図
のものが架橋反応した後の構造を示した図である。
【図３】本発明の冷熱輸送装置の第一実施形態を示す概
略系統図である。
略系統図である。
【図４】本発明の冷熱輸送装置の第二実施形態を示す概
略系統図である。
略系統図である。
【図５】参考として、アルカンチオールと氷表面との反
応を示す説明図である。
応を示す説明図である。
【図６】参考として、脂肪酸と氷表面との反応を示す説
明図である。
明図である。
【符号の説明】
１ 配管
２、２Ａ、２Ｂ ポンプ
３ 冷熱付与手段
４ 冷熱放出手段
５ 冷熱保存手段
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09K 5/06
C09K 3/00 102
F25C 1/00
Claims (16)
- 【請求項１】 シランカップリング剤としてビニルトリ
エトキシシランを添加した液体を冷却して氷スラリーを
生成し、該氷スラリーを配管およびポンプにより輸送す
ることを特徴とするシランカップリング剤を利用した冷
熱輸送方法。 - 【請求項２】 シランカップリング剤としてγ−グリシ
ドキシプロピルトリエトキシシランを添加した液体を冷
却して氷スラリーを生成し、該氷スラリーを配管および
ポンプにより輸送することを特徴とするシランカップリ
ング剤を利用した冷熱輸送方法。 - 【請求項３】 シランカップリング剤としてγ−メタク
リロキシプロピルトリエトキシシランを添加した液体を
冷却して氷スラリーを生成し、該氷スラリーを配管およ
びポンプにより輸送することを特徴とするシランカップ
リング剤を利用した冷熱輸送方法。 - 【請求項４】 シランカップリング剤を添加した液体に
氷核細菌を添加したことを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれか一項に記載のシランカップリング剤を
利用した冷熱輸送方法。 - 【請求項５】 シランカップリング剤としてビニルトリ
エトキシシランを添加した液体を冷却して氷スラリーを
生成し、該氷スラリーを溜めることにより冷熱を保存す
ることを特徴とするシランカップリング剤を利用した冷
熱保存方法。 - 【請求項６】 シランカップリング剤としてγ−グリシ
ドキシプロピルトリエトキシシランを添加した液体を冷
却して氷スラリーを生成し、該氷スラリーを溜めること
により冷熱を保存することを特徴とするシランカップリ
ング剤を利用した冷熱保存方法。 - 【請求項７】 シランカップリング剤としてγ−メタク
リロキシプロピルトリエトキシシランを添加した液体を
冷却して氷スラリーを生成し、該氷スラリーを溜めるこ
とにより冷熱を保存することを特徴とするシランカップ
リング剤を利用した冷熱保存方法。 - 【請求項８】 シランカップリング剤を添加した液体に
氷核細菌を添加したことを特徴とする請求項５ないし請
求項７のいずれか一項に記載のシランカップリング剤を
利用した冷熱保存方法。 - 【請求項９】 シランカップリング剤としてビニルトリ
エトキシシランを液体に添加し、該ビニルトリエトキシ
シランを添加した液体を冷却して氷スラリーを生成する
ことを特徴とするシランカップリング剤を利用した氷ス
ラリー生成方法。 - 【請求項１０】 シランカップリング剤としてγ−グリ
シドキシプロピルトリエトキシシランを液体に添加し、
該γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを添加
した液体を冷却して氷スラリーを生成することを特徴と
するシランカップリング剤を利用した氷スラリー生成方
法。 - 【請求項１１】 シランカップリング剤としてγ−メタ
クリロキシプロピルトリエトキシシランを液体に添加
し、該γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
を添加した液体を冷却して氷スラリーを生成することを
特徴とするシランカップリング剤を利用した氷スラリー
生成方法。 - 【請求項１２】 シランカップリング剤を添加した液体
に氷核細菌を添加したことを特徴とする請求項９ないし
請求項１１のいずれか一項に記載のシランカップリング
剤を利用した氷スラリー生成方法。 - 【請求項１３】 シランカップリング剤としてビニルト
リエトキシシランを添加した液体と、該ビニルトリエト
キシシランを添加した液体を輸送する配管と、該配管に
設置されたポンプと、ビニルトリエトキシシランを添加
した液体を冷却して氷スラリーを生成する冷熱付与手段
とを備えたことを特徴とするシランカップリング剤を利
用した冷熱輸送装置。 - 【請求項１４】 シランカップリング剤としてγ−グリ
シドキシプロピルトリエトキシシランを添加した液体
と、該γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを
添加した液体を輸送する配管と、該配管に設置されたポ
ンプと、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
を添加した液体を冷却して氷スラリーを生成する冷熱付
与手段とを備えたことを特徴とするシランカップリング
剤を利用した冷熱輸送装置。 - 【請求項１５】 シランカップリング剤としはγ−メタ
クリロキシプロピルトリエトキシシランを添加した液体
と、該γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
を添加した液体を輸送する配管と、該配管に設置された
ポンプと、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシ
ランを添加した液体を冷却して氷スラリーを生成する冷
熱付与手段とを備えたことを特徴とするシランカップリ
ング剤を利用した冷熱輸送装置。 - 【請求項１６】 シランカップリング剤を添加した液体
に氷核細菌を添加したことを特徴とする請求項１３ない
し請求項１５のいずれか一項に記載のシランカップリン
グ剤を利用した冷熱輸送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26424898A JP3520315B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | シランカップリング剤を利用した冷熱輸送方法、冷熱保存方法、氷スラリー生成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26424898A JP3520315B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | シランカップリング剤を利用した冷熱輸送方法、冷熱保存方法、氷スラリー生成方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000087021A JP2000087021A (ja) | 2000-03-28 |
| JP3520315B2 true JP3520315B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=17400548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26424898A Expired - Lifetime JP3520315B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | シランカップリング剤を利用した冷熱輸送方法、冷熱保存方法、氷スラリー生成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520315B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3111219B1 (ja) | 1999-05-25 | 2000-11-20 | 工業技術院長 | ポリビニルアルコールを利用した冷熱輸送方法及び装置 |
| JP3463104B2 (ja) | 2000-12-06 | 2003-11-05 | 東京工業大学長 | 氷蓄熱材 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP26424898A patent/JP3520315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000087021A (ja) | 2000-03-28 |
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