JPH06234967A

JPH06234967A - 蓄冷熱剤

Info

Publication number: JPH06234967A
Application number: JP50A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ogawa; 修小川; Hiroaki Sato; 宏明佐藤
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】凝固点が融点よりも高く、冷却凝固が容易で
あり、熱効率がよく、しかも熱容量（融解熱）が大き
く、−１０℃から２０℃程度の温度範囲で使用できる安
価な安全性の高い融解熱利用の蓄冷熱剤を開発する。【構成】炭素数がＣ_n のノルマルパラフィン成分
（Ａ）および炭素数がＣ_n+2 のノルマルパラフィン成分
（Ｂ）の２成分をそれぞれ１０重量％以上含み、炭素数
がＣ_n+1 のノルマルパラフィン成分（Ｃ）の含有量は１
０重量％未満で、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝１００重量
％であり、かつｎは１０から１６の範囲である実質的に
上記（Ａ）および（Ｂ）のノルマルパラフィン成分の混
合物からなる蓄冷熱剤により目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄冷熱剤に関する。さ
らに詳しくは、凝固点が融点よりも高く、冷却凝固が容
易であり、熱効率がよく、しかも熱容量（融解熱）が大
きく、−１０℃から２０℃程度の温度範囲で使用できる
安価な安全性の高い融解熱利用の蓄冷熱剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】融解熱利用の蓄冷熱剤は、蓄冷熱剤を予
めその凝固温度（以下、凝固点と云う）以下に冷却して
潜熱を放出して凝固せしめ、使用時は、その融解温度
（以下、融点と云う）で融解する際に吸収する潜熱を利
用するものである。融解時の熱の出入りは、原理的には
周囲から熱を吸収して融解するのであるが、現象的には
あたかも蓄積した冷熱を放出するかのように見えるの
で、一般的に蓄冷熱剤と呼ばれている。従来、−１０℃
から＋２０℃付近の温度で使用できる潜熱利用の蓄冷熱
剤として、例えば、塩水化物混合系（Ｎａ₂ ＳＯ₄ ・１
０Ｈ₂ Ｏ／ＮａＣｌ／ＮＨ₄ Ｃｌ、融点１３℃）、ＳＯ
₂ ・６Ｈ₂ Ｏ（融点７℃）やＣ₄ Ｈ₈ Ｏ・１７Ｈ₂ Ｏ
（融点４．４℃）などの包接型水化物、あるいはパラフ
ィンワックス、ノルマルパラフィンなどの炭化水素系蓄
冷熱剤が知られており、これらの中でも炭化水素系蓄冷
熱剤は安価であり、構成成分の選択により使用温度を広
い範囲で選べる特徴がある。

【０００３】しかし、これらの潜熱利用の蓄冷熱剤は、
凝固点と融点が通常一致しているか、あるいは極く接近
しているため、使用前に蓄冷熱剤を冷却凝固させるとき
は、使用温度である融点またはそれ以下の温度まで冷却
して凝固させる必要がある。そして、多くの場合、過冷
却現象のため、蓄冷熱剤を凝固させるためにはさらに低
温度まで冷却する必要があるなどのために、必要以上の
低温度冷却設備が必要であり、熱利用の上で無駄が多い
という問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】蓄冷熱剤を冷却凝固さ
せる温度が、使用温度である融解温度よりも高くするこ
とができれば熱の利用に於いて極めて有利である。この
ような物質は純物質では通常あり得ないが、特殊な混合
系では凝固点と融点が必ずしも一致しないことが一方で
知られている。このような観点から、本発明の課題は、
凝固点が融点よりも著しく高く、冷却凝固が容易であ
り、しかも熱容量の大きい、すなわち融解熱の大きい系
を探索し、−１０℃から＋２０℃付近の温度で使用でき
る安価で安全性の高い潜熱利用の蓄冷熱剤を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題に鑑み本発明
者らが鋭意研究した結果、実質的に２成分の特定の炭素
数のノルマルパラフィンの混合物を蓄冷熱剤とすること
により課題を解決することができることを見いだして本
発明を成すに到った。本発明は、炭素数がＣ_n のノルマ
ルパラフィン成分（Ａ）および炭素数がＣ_n+2 のノルマ
ルパラフィン成分（Ｂ）の２成分をそれぞれ１０重量％
以上含み、炭素数がＣ_n+1 のノルマルパラフィン成分
（Ｃ）の含有量は１０重量％未満で、（Ａ）＋（Ｂ）＋
（Ｃ）＝１００重量％であり、かつｎは１０から１６の
範囲である実質的に上記（Ａ）および（Ｂ）のノルマル
パラフィン成分の混合物からなる蓄冷熱剤である。

【０００６】本発明の蓄冷熱剤の構成成分は実質的に上
記（Ａ）および（Ｂ）のノルマルパラフィン成分からな
る２成分である。成分数が１では、凝固点と融点が一致
するため凝固点をより高くする効果が得られず、一方、
成分数が、３以上でも同様に凝固点を融点よりも高くす
る効果が得られない。成分数が２の場合でも、Ｃ_n
（Ａ）およびＣ_n+1 （Ｃ）の成分の組合わせではやはり
凝固点を融点よりも高くする効果が得られない。ここで
炭素数Ｃ_n のノルマルパラフィン成分（Ａ）とは、分子
式Ｃ_n Ｈ_2n+2で表されるノルマルパラフィンを意味し、
以下、（Ｂ）成分や（Ｃ）成分などのノルマルパラフィ
ンも同様にして表すことができる。

【０００７】炭素数がＣ_n （Ａ）およびＣ_n+2 （Ｂ）の
２成分とは、例えばＣ１０とＣ１２からなる２成分、Ｃ
１１とＣ１３からなる２成分、Ｃ１２とＣ１４からなる
２成分などである。Ｃ１０とＣ１１、Ｃ１１とＣ１２、
Ｃ１２とＣ１３などの２成分の組合わせであっては、凝
固点を融点よりも高くする効果が得られず、本発明の目
的を達成することができない。

【０００８】なお、ノルマルパラフィン混合物の構成炭
素数ｎが９以下では融点が低すぎて蓄冷熱剤としては不
適当であり、また融解時の蒸気圧が高く安全上問題があ
る。また、ｎが１７以上では凝固点を融点よりも高くす
る効果が少なく、また融点も高くなるので蓄冷熱剤とし
ては不適当である。

【０００９】蓄冷熱剤に含まれる炭素数Ｃ_n （Ａ）およ
びＣ_n+2 （Ｂ）のノルマルパラフィンの量は、それぞれ
１０重量％以上であり、好ましくは２０重量％以上であ
る。１０重量％未満では単一成分に近くなり、凝固点と
融点は接近し、凝固点を融点よりも高くする効果が得ら
れない。中間の成分Ｃ_n+1 （Ｃ）のノルマルパラフィン
の量は１０重量％未満、好ましくは５重量％以下であ
る。Ｃ_n+1 （Ｃ）のノルマルパラフィンの量が１０重量
％以上になると、実質的に（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）から
なる３成分系となり凝固点を融点よりも高くする効果が
得られない。

【００１０】ここで、本発明の蓄冷熱剤の構成成分数は
実質的に（Ａ）と（Ｂ）からなる２成分であれば差し支
えなく、（Ａ）、（Ｂ）以外の他の炭素数のノルマルパ
ラフィンの存在を全く排除するものではない。上述の如
く、Ｃ_n+1 （Ｃ）のノルマルパラフィン成分は、１０重
量％未満であれば許容され、また、ノルマルパラフィン
の混合物より蒸留によって分離する際に、分離精度によ
り混入する程度の量、具体的には２重量％未満の軽質あ
るいは重質のノルマルパラフィン成分を含んでいても実
用上は差し支えない。

【００１１】いずれにしろ、本発明の蓄冷熱剤はＣ_n
（Ａ）、Ｃ_n+1 （Ｃ）およびＣ_n+2 （Ｂ）の量的関係
が、前記の関係を満たすかぎり、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）以外の他の炭素数のノルマルパラフィンを含むこ
とができる。また本発明の蓄冷熱剤は、上記のノルマル
パラフィン以外に若干の他の構造の炭化水素、例えばイ
ソパラフィン、ナフテンあるいは芳香族成分を不純物と
して含んでいても差し支えない。

【００１２】本発明の蓄冷熱剤の使用方法は、従来の潜
熱利用蓄冷熱剤と全く同じである。また、本発明の蓄冷
熱剤は凝固点と融点が大きく離れていも、本来ノルマル
パラフィンが有する凝固熱および融解熱自体に差が生じ
ることはない。

【００１３】本発明の蓄冷熱剤に、本発明の主旨を逸脱
しない範囲において、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔
料、染料、芳香剤などの添加剤、水、ポリオレフィン樹
脂などの上記ノルマルパラフィンと相互に混合しない他
の蓄熱剤を混合しても差し支えない。

【００１４】

【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。実施例で使用した凝固
点および融点は次のように測定した。すなわち、示差走
査熱量計（ＤＳＣ）を用い、昇温または降温速度１℃／
分の速度で加熱または冷却し、得られたピークの最大傾
斜の接線がベースラインと交わる点の温度を示した。昇
温時に得られた温度が融点であり、降温時に得られた温
度が凝固点である。

【００１５】（実施例１〜５）炭素数Ｃ１３（Ａ）およ
びＣ１５（Ｂ）の２成分系ノルマルパラフィン混合物の
凝固点および融点を測定した。表１に結果を示す。Ｃ１
３（Ａ）が１０重量％から９０重量％、Ｃ１５（Ｂ）が
９０重量％から１０重量％の範囲であるのでいずれも凝
固点が融点よりも高く、最高８．３℃の温度差を生じ
た。その結果、温度差を生じた分、使用前に蓄冷熱剤を
冷却凝固させるときの温度を高くすることができた。

【００１６】（比較例１〜２）実施例１の２成分系ノル
マルパラフィンの混合割合を変えて、比較例１ではＣ１
３（Ａ）を４．９重量％、比較例２では９５．４重量％
とした。この混合割合は、比較例１ではＣ１３（Ａ）が
１０％未満となり、比較例２ではＣ１５（Ｂ）が１０％
未満となるので、表１に示すように凝固点と融点の差が
それぞれ１．３℃および０℃と少ない。

【００１７】（実施例６〜１０）実施例１と同様に炭素
数Ｃ１４（Ａ）およびＣ１６（Ｂ）の２成分系ノルマル
パラフィン混合物の凝固点および融点を測定した。表１
に結果を示す。Ｃ１４（Ａ）が１０重量％から９０重量
％、Ｃ１６（Ｂ）が９０重量％から１０重量％の範囲に
あるので凝固点が融点よりも高く、最高６．７℃の温度
差を生じた。その結果、温度差を生じた分、使用前に蓄
冷熱剤を冷却凝固させるときの温度を高くすることがで
きた。上記炭素数Ｃ１４（Ａ）およびＣ１６（Ｂ）の２
成分系ノルマルパラフィンの組成と混合物の凝固点およ
び融点の関係をまとめて図１に示す。

【００１８】（比較例３〜４）実施例６の２成分系ノル
マルパラフィンの混合割合を、比較例３ではＣ１４
（Ａ）を４．５重量％、比較例４では９２．３重量％と
した。この混合割合は、比較例３ではＣ１４（Ａ）が１
０％未満となり、比較例４ではＣ１６（Ｂ）が１０％未
満となるので、表１に示すように凝固点と融点の差がど
ちらも０℃と差がない。

【００１９】（比較例５）炭素数Ｃ１４（Ａ）の実質的
に単１成分であるノルマルパラフィンの凝固点および融
点を測定し、表１に結果を示した。凝固点と融点はほぼ
一致しており、凝固点が融点よりも若干低い。

【００２０】（比較例６〜８）炭素数Ｃ１４（Ａ）およ
びＣ１５（Ｃ）の２成分系ノルマルパラフィン混合物の
凝固点および融点を測定した。表１に結果を示す通り、
この２成分混合系では、混合割合に関係なく凝固点と融
点の差が少ない。

【００２１】（比較例９〜１１）炭素数Ｃ１５（Ａ）お
よびＣ１６（Ｃ）の２成分系ノルマルパラフィン混合物
の凝固点および融点を測定した。表１に結果を示す通
り、この２成分混合系でも、混合割合に関係なく凝固点
と融点の差が少ない。

【００２２】（実施例１１）炭素数Ｃ１４（Ａ）、Ｃ１
５（Ｃ）およびＣ１６（Ｂ）の３成分系ノルマルパラフ
ィン混合物の凝固点および融点を測定した。表１に結果
を示す通り、この３成分混合系では、Ｃ１５（Ｃ）ノル
マルパラフィン成分の量が４．２％と少なく、実質的に
Ｃ１４（Ａ）とＣ１６（Ｂ）の２成分系であるため凝固
点が融点よりも高く、４．２℃の温度差を生じた。その
結果、温度差を生じた分、使用前に蓄冷熱剤を冷却凝固
させるときの温度を高くすることができた。

【００２３】（比較例１２）実施例１１の３成分系ノル
マルパラフィン混合物のＣ１５（Ｃ）ノルマルパラフィ
ンの量を８１．４％とした。この系は本発明で規定する
範囲外の３成分系であり、凝固点と融点の差は１．３℃
と少ない。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明の実質的に２成分の特定の炭素数
のノルマルパラフィンの混合物からなる蓄冷熱剤は、凝
固点が融点よりも高く、冷却凝固が容易であり、熱効率
がよく、しかも熱容量（融解熱）が大きく、−１０℃か
ら２０℃程度の温度範囲で使用できる安価な安全性の高
い融解熱利用の蓄冷熱剤であり、しかも従来の潜熱利用
蓄冷熱剤と同様な方法で用いることができるので産業上
の利用価値が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノルマルパラフィンの組成と混合物の凝固点
および融点の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素数がＣ_n のノルマルパラフィン成分
（Ａ）および炭素数がＣ_n+2 のノルマルパラフィン成分
（Ｂ）の２成分をそれぞれ１０重量％以上含み、炭素数
がＣ_n+1 のノルマルパラフィン成分（Ｃ）の含有量は１
０重量％未満で、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝１００重量
％であり、かつｎは１０から１６の範囲である実質的に
上記（Ａ）および（Ｂ）のノルマルパラフィン成分の混
合物からなる蓄冷熱剤。