JPS6258397B2 - - Google Patents

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JPS6258397B2
JPS6258397B2 JP53144897A JP14489778A JPS6258397B2 JP S6258397 B2 JPS6258397 B2 JP S6258397B2 JP 53144897 A JP53144897 A JP 53144897A JP 14489778 A JP14489778 A JP 14489778A JP S6258397 B2 JPS6258397 B2 JP S6258397B2
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JP
Japan
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heat
homopolymer
liquid
hydrocarbon oil
heat transfer
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JP53144897A
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JPS5499784A (en
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Beretsuta Debitsudo
Chaaruzu Raburesu Furederitsuku
Nuudaanbaagu Uorutaa
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Uniroyal Inc
Original Assignee
Uniroyal Inc
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Publication date
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Publication of JPS5499784A publication Critical patent/JPS5499784A/ja
Publication of JPS6258397B2 publication Critical patent/JPS6258397B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0036—Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means
    • F24D17/0063—Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means solar energy and conventional heaters
    • F24D17/0068—Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means solar energy and conventional heaters with accumulation of the heated water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D9/00—Central heating systems employing combinations of heat transfer fluids covered by two or more of groups F24D1/00 - F24D7/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/20—Working fluids specially adapted for solar heat collectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は熱媒系に関するものであり、さらに特
にその系に使用される熱媒液に関するものであ
る。 熱媒液は熱源から交付された熱エネルギーを吸
収しそして次にこの熱を「低位（シンク）」と呼
ばれる利用個所に引き渡す液体である。シンクが
液体よりも高い温度にあるという逆の過程もまた
可能であり；そしてそれによつて、この場合には
液体は冷却液として作用する。熱媒液としての資
格を与えるためには、多くの基準を満たさなけれ
ばならずそれが液体の窮極的な潜在用途を決定す
る。各液体について熱媒液としてのその価値を評
価するために長々しい性質の表を測定しなければ
ならない。 熱媒液に対して評価しなければならない性質の
あるものを「設計性質」と称する。これらのもの
は問題の液体の熱媒および輸送能力を明確に示す
性質でありそして下記のような性質が知られなけ
ればならない。 (1) 密度、比重および膨脹率 (2) 熱容量 (3) 熱含量 (4) 熱伝導率 (5) 粘度 明確にしなければならない第二群の性質は構造
性能であつてこれらは熱媒液に対する適用範囲を
窮極的に固定する限定性能である。これらのもの
は「限界性能」と称され、そして次のものから成
つている： (1) 物理的安定性 (2) 化学的安定性 (3) 熱的安定性 (4) 原価 何れの潜在的熱媒液についても測定しなければ
ならない第三群の性質は作業性質である。これら
の性質はそれらが液体の適合性およびその環境を
含むために論争しなければならないもので：そし
てこれらは「取扱い適正」と呼ばれる。そのよう
なパラメーターは次のものと理解されねばならな
い： (1) 表面張力 (2) 腐蝕性 (3) 引火性 (4) 毒性 (5) 電気的性質 (6) 外観 (7) 状態 (8) 生分解性 (9) 構成物質および環境との適合性。 ポリ−アルフア−オレフインはその緻密な、著
しく分枝した構造であるために熱媒液用として特
に好適である。この構造は次のような好都合な性
質へと導く： (1) それらは与えられる分子量に対して鉱油と比
べて低い粘度を有する。 (2) それらは一定の粘度に対して極めて高い引火
点および燃焼点を有する。 (3) それらは極めて高い粘度指数を有しこれは良
好な低温度流動度を保証する。 (4) それらは操作中時折起る不可避的空気への暴
露がある場合優れた酸化安定性を有する。 (5) それらの緻密な、高い分子量、純粋な炭化水
素構造はそれらを無臭の、無毒性で生分解性な
らしめる。 何れの熱媒液に対しても望ましい特性は引火点
が最高使用温度よりも高いということである。こ
のことは太陽熱媒液においては特に重要である。
これは実施例でより詳しく論じられるであろ
う。 −37.22℃（−35〓）よりも高くない流動点と
結合した少なくとも276.67℃（530〓）の引火点
および98.89℃（210〓）において25CTSよりも高
くない動粘度を有しそれによつて室温以下で良い
ポンプ作業性を維持することのできるポリ−アル
フア−オレフインは米国特許第4041098号中に記
載されるようにして造ることができる。すなわ
ち、この米国特許には、不活性雰囲気および200
℃までの温度を有する反応器中に、撹拌しなが
ら、少なくとも３個の炭素原子を有するアルフア
−オレフインおよび少量の可溶性アルミニウムア
ルキルハライド（この可溶性アルミニウムアルキ
ルハライド化合物は、エチルアルミニウムセスキ
ハライド、エチルアルミニウムジクロライド、お
よびジエチルアルミニウムクロライドから成る群
から選ばれる）から成る第１供給物、および、少
なくとも３個の炭素原子を有する直鎖アルフア−
オレフインおよび少量の可溶性有機ハライド（こ
の可溶性有機ハライドは、１級、２級、または３
級の脂肪族ハライド、アリルハライド、およびベ
ンジルハライドから選ばれ、かつ(A)その分子中に
少なくとも１個のハロゲンを有している炭素原子
を有し、(B)その分子中に任意の炭素原子に付いて
いる１個より多くないハロゲン原子を有してい
る）から成る第２供給物を同時に加えることによ
り、可溶性触媒系をその場で生成させながら行う
製造方法が記載されている（なお、前記アルミニ
ウムアルキルハライドは、前記触媒系中に、全モ
ノマー量の少なくとも約0.1重量％存在してお
り、かつ前記触媒系に少なくとも約2.5／１の全
ハライド／比を供するのに充分な量において存在
している）。それらは、従つて、その他の純粋な
液体炭化水素の使用では得難い性質の組合せを提
供する。 水は、熱媒効率だけの基準からすれば本原的な
熱媒液であるけれども、ある種の欠点を有し、こ
れがある程度熱媒液としての使用を減少させるよ
うになる。市販の装置では、その低沸点がしばし
ば加圧装置の使用を指図しその結果原価が高くな
る。環境温度がしばしば０℃（32〓）以下に下る
場合の太陽熱利用においては凍結による収集器の
損傷を防ぐために水を利用する装置には排水返し
能力を組入れなければならない。排水返しは空気
を装置内に導入するがこれはまた収集器を錆させ
る。水の凍結点はもちろんエチレン−またはプロ
ピレン−グリコールの添加によつて引下げること
ができる。しかし、グリコールはたやすく腐蝕性
酸を形成するのでしばしば分析を行いそして沈澱
物の形成と過度の腐蝕に対して安全にするために
緩衝する必要がある。グリコール類の利用は蟻
酸、蓚酸およびその他の腐蝕性および有毒性種の
形成のためにそれらを利用する系を調節して温度
を引下げる必要がある。 水およびエチレン グリコールに対する理想的
な代替は合成炭化水素油であることが決定され
た。使用することのできる炭化水素油はヘキセ
ン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウン
デセン、ドデセンのようなC6ないしC12のアルフ
ア−オレフインから生産されるものである。 ここで使用することができる合成炭化水素油は
本質的に約600と1000の間、望ましくは650と900
の間の平均分子量を有するものである。合成炭化
水素油の望ましい特徴はそれが低不飽和度のもの
であることである。不飽和分（Ｃ＝Ｃ）のモル数
と酸化防止剤系の効力の間には実質的に直接の関
係があることが測定された。従つて、合成油は
1000ｇの油につき約0.25モルよりも少ない、望ま
しくは0.15モルよりも少ない、そして最も望まし
くは0.05モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有すべき
である。 それに加えて、C6からC12までのコポリマーな
らびにこれらのコポリマーとC6−C12のアルフア
−オレフインとの配合物もまた熱媒液として使用
して作業することが可能である。アルフア オレ
フインとある種の飽和炭化水素ベースの鉱油との
配合物もまた使用することができる。 熱媒液として本発明に従つた特に望ましい液は
C8、C9および／またはC10のアルフア オレフイ
ンのオリゴマーから造つた炭化水素油およびそれ
らの混合物であつて、これらは約−37.22℃（−
35〓）よりも高くない流動点、98.89℃（210〓）
において約25センチストークよりも高くない動粘
度および少なくとも約276.67℃（530〓）の引火
点を有する。 使用中にその油の寿命を延ばすために種々の酸
化防止剤成分を言及した油類に添加することが可
能である。そのような酸化防止剤系の一つは米国
特許第4110234号および1977年５月16日出願の米
国特許出願第796957号に教示されており、これら
には、 (A) フエニル化ナフチルアミン (B) 式Ｒ−Ｓ−Ｒおよび式Ｒ−Ｓ−Ｓ−Ｒ （式中、Ｒは、同じかまたは異つており、アル
キル、アリール、アラルキル、アルカリル、ア
ルカノエイト、チアゾール、イミダゾール、ホ
スホロチオネイト、およびベーター−ケトアル
キル基から成る群から選ばれる）の化合物から
選ばれる硫黄含有化合物であつて、適用すると
き、該硫黄含有化合物は硫黄結合に１個より多
くないフエニル基を有している硫黄含有化合
物、 (C) 週期律表の第族、第Ｂ族、および第Ｂ
族から選ばれ、かつ26より大きい原子原子番号
を有する金属［ただし、銀（47）は除外する］ から成る酸化防止剤にして、(A)の100重量部につ
き、(B)は約0.15〜1.25部存在し、(C)は約0.05〜
1.25部存在し、(D)は約0.05〜４部存在し、かつ(A)
の百万部につき(D)は0.1〜25部存在する、酸化防
止剤が記載されている。この技術で周知のフエノ
ール型の酸化防止剤もまた使うことができる。 本発明のポリ−アルフア−オレフイン類は低引
火点、良ポンプ扱性、無毒性、非腐蝕性、生物分
解性、成分および環境適応性、高界面張力（漏れ
抵抗）および中間物原価の独特の組合わせを提供
する。 熱媒液に対する非太陽熱用途は変化に富みそし
て多用である。それらは冷却液としてまたは熱源
からの熱運搬体として共に働くことができる。そ
のような液体は反応の発明の調節において；反応
器流出液の冷却において；金属の研削、切断また
はロール掛けにおいて生じる摩擦の冷却におい
て；熱金属および同様のものの急冷剤としての熱
の除去が望ましい個所を通しまたはその周辺を循
環させることができる。 熱源からシンクへの熱の移送は多分、工業的に
は、より重要な機能である。多くの工業的操作は
熱を必要とする。加熱すべき個所を通しまたはそ
の周辺に対する外熱液体の循環は個々の適用に対
して設計された熱媒系を利用して行う。加熱はし
ばしば、化学反応の実施において、ゴムおよびプ
ラスチツクの加工（成形、押出し、混練またはそ
の他の成形）において、ゴムの加硫およびその他
の多くの工業的に重要な分野において必要であ
る。実施例は一のそのような系における本発明
の液体の利用を記述する。 熱媒液の潜在的な大きい用途は家庭用または工
業用利用にまでおよぶ太陽エネルギーの収集にあ
る。日射は普辺的に利用できるけれども、それは
エネルギーの拡散された形であつてこれは大きな
収集面積を必要とする。この太陽エネルギーを加
熱または電気的エネルギー生産用の有用エネルギ
ーの形に転換させるのは下文で「太陽エネルギー
系」と称されるところの仕事である。これらの系
はさらに能動的または受動的として分類される。
最も重要な受動的系は家庭における大きな南向き
の窓部分、プールの自由水面上の直接日光による
水泳プール水の加熱、庭のホース中に閉じ込めた
水の直射日光による加熱、等を含む。能動的系は
収集器の吸収したエネルギーを顕熱として熱貯蔵
設備にまたは実際の加熱または冷却系に直接使用
するために送るある種の太陽エネルギー収集器を
通す熱媒液の強制循環を含む。直接的光−起電的
エネルギー転換は太陽エネルギー利用のもう一つ
の手段であるが、しかしここの検討には関係がな
い。 太陽エネルギーは輻射線によつて地球に送られ
そしてそれが使用できる前に熱に転換されなけれ
ばならない。太陽熱収集器はこの輻射されたエネ
ルギーをさえぎり、それを熱エネルギーに転換し
そしてこの熱の一部を液体またはガス状が可能で
ある作動流体に移す。収集器には二つの型があ
る：集中型と非−集中型である。集中型は高輻射
束密度を達成するためにレンズまたは鏡を使用
し、従つて極めて高温度で運転する。非−集中
型、または平板、収集器は太陽輻射を平らな、ま
たは本質的に平面の、吸収表面上でさえぎりそれ
から熱を移送しそして要求される熱的利用個所で
使用する。そのようなものとして、それは低い温
度で運転されるが、しかしこれらの温度は環境温
度よりも高い100〓が可能である。 第１図は基本的平板収集器の概略断面図であ
る。平板収集器は「黒い」太陽エネルギー吸収板
３から一定の間隔を保ちそして相互に離してある
透明な平面の前面板１および２で構成され、吸収
板は背後からの熱損失を防ぐためにその後部表面
上に断熱材４を含みこれは吸収したエネルギーを
管５中の液体に移す手段を含む。透明前面板１お
よび２、吸収板３および断熱材４は容器６によつ
て機械的に正しい位置に保持され、容器はまた、
集成体を屋根またはその他の何等かの支持構造に
据付けるのに役立つ。さらに透明前面板１および
２は大気中への対流および輻射損失を減じる。断
熱材４は伝導損失を減じる。 本発明は管５中で吸収したエネルギーをこれを
使用する媒体に運ぶ熱媒液としての炭化水素油の
使用を含む。 前面覆い１および２は一般にガラスまたプラス
チツクであつてこれは「入射太陽輻射」に対して
透明であり、ここでは「日射」と称する、そして
吸収体表面からの赤外線再輻射に対しては不透明
である。これらの覆いはまた吸収板からの上方熱
損失をさらに減じる対流遮蔽物として働く。 吸収体板３は太陽輻射を熱エネルギーに転換す
る能力を有する何れの金属、プラスチツクまたは
ゴムのシート材料でもよい。このエネルギーが転
換されると、板の温度が上がる。熱は完全な流路
を提供する管５を経て板と接触する循環熱媒液、
この場合は炭化水素油、によつて板３から取除か
れる。ガス系においては、空気が熱媒液であつて
これは熱を吸収体から家の加熱ダクトにまたは後
の使用のために通常は大きな断熱され閉じ込めら
れた大箱または洞中にしまい込む貯蔵手段に移送
する。液体系においては、熱媒液はポンプを経て
収集器を通り貯槽にまたはいわゆる「開放系
（opensystem）」中で直接使用するために循環さ
れる。熱媒液の凍結防止保護ならびに系中の金属
部品の防蝕は多くの地理上の地域では備えなけれ
ばならないので、「閉鎖環状」系がほとんど独占
的に使われる。そのような系においては、再循環
液は熱エネルギーを収集器の吸収板から熱交換器
または中間貯蔵槽を経て家庭の水路または空間加
熱路線に移行させる。 第２図は典型的閉鎖環状型太陽加熱家庭用熱水
系の概略流れ図である。上の第１図中に例解した
型の平板収集器１０の少なくとも一つが日射を受
けこれは炭化水素油熱媒液の温度を上昇させる。
ポンプ１２を経て適用した圧力の結果として液体
は管路１１を通つて流れそして収集器１０中の管
に還りこのようにして閉サイクルを形成する。閉
サイクル中の圧力は約10psiである。膨脹タンク
１３は系の使用中に加熱によつて液体が膨脹する
際に発生する油液の如何なる過剰分も取り上げる
ために閉サイクル内に直列になつている。貯蔵タ
ンク１５上の安全弁は自動温度調節によりまたは
感圧調節の何れかによつて作動されるがこれは商
品として入手可能である。管路１１中の油液は水
貯蔵タンク１５中に位置するコイル１４を通つて
進む。熱せられた油液タンク１５中の水を熱しそ
の水は順に管路１７を経て通例の熱水加熱器１８
に接続されるコイル１６中の水を加熱する。太陽
加熱系を使用していないときに使用するために予
備熱源１９が備えられる。 タンク中の水温と収集器中の液体の温度間の差
が約15゜ないし20〓のように予め定めた値である
場合に系中の液体の流れを任意に開始させるため
に収集板１０および貯蔵タンク１５まで延びてい
る検知線を持つ差動調節式自動温度調節器２０を
使用する。十分な運転によつて温度差が数度に狭
くなつた後に系を止める。 弁２１，２２および２３は貯蔵タンクから通例
の水加熱器を通る水流を導きそして調節するのに
役立つ。 上述のように能動型太陽エネルギー系中に使用
する再循環する熱媒液は能率的な長期間運転を確
保するためにある種の性質を持たなければならな
い。第一に、凍結点から十分下の温度から300〓
の高さまでの温度範囲に亘つて有用でなければな
らない。それは系内の他の要素に対して長期間に
亘つて非腐蝕性でなければならない。それは甚だ
高いポンプ流速を妨げるために高い比熱を所有し
なければならない。それは密封物質を含めて利用
しうるポンプの製造材料と適合性でなければなら
ない。それは漏洩が起つて飲料水の汚染を引き起
す医学的問題を防ぐために非毒性でなければなら
ない。それは粘度が低くそして比較的低い電気エ
ネルギーの必要量によつて能率的なポンプ作動を
確保するために十分滑性でなければならない。本
発明のポリ−アルフア−オレフインは上の必要性
質を所有しそして平板活性太陽収集器中の普通の
停滞温度より少なくとも100〓高い引火点を有す
る。 以下の実施例は熱媒液としての本発明の液体の
有用性を例解するのに役立つ： 実施例 この実施例は一連の普通に使われる熱媒液を比
較する（第表中で）。ユニロイヤルPAO（液体
１*）は熱媒性質と高引火点の異常な組合わせを
示す。第４図は第表中に掲げた液体の作図であ
つて、伝熱係数（hi）と引火点間の関係を示す。
このグラフは本発明の液体が計算した伝熱係数に
対してその他の描かれた液体よりもより高い引火
点を有することを示す。本発明の液体の低引火性
は他の通常使われる液体からは得られない安全の
標準を提供する。 シリコーン液（液体２）を除いて、ユニロイヤ
ルPAOは勧告された最高使用温度よりもより高
い引火点を有する唯一の液体である。もしもユニ
ロイヤルPAO（液体１）が204.44℃（400〓）に
おいて使われるとすれば、引火点は使用温度より
も57.22℃（135〓）高い。より廉価であるのと同
様に、本発明の液体は、他の列挙した液体よりも
最高使用温度において明瞭に低い引火性を同様に
有するシリコーン液体よりも260℃（500〓）にお
いてより高い計算熱媒係数を有する。 ＊液体１はPAO13C［98.89℃（210〓）において
13センチストークの動粘度を有する］であつ
て、第表中に掲げた性質を有するデセン−１
のオリゴマーである。
【表】
【表】 実施例 この実施例はいくつかの通常唱道される太陽エ
ネルギー熱媒液の性質を比較する。酸化安定性
（液体の寿命時間と関連する）、引火点、アスフア
ルトこけら板（屋根構築用の）との適合性のよう
な性質、および原価を比較する。水をベースとし
た熱媒系の欠点は明細書中で検討したので単に有
機ベース液体だけを第表中で比較する。 N.B.S.ビユリテイン(1)の述べるところでは
「太陽動力で動かす装置は運転中または「非−流
動」条件の羽れにおいてもその引火点の下37.78
℃（100〓）よりも高い温度に熱すべきではな
い」と。 H.U.D(2)の所説では「太陽光線利用系におい
て運転および非−流動条件下で液体によつて達成
する温度は液体の引火点より37.78℃（100〓）低
い温度を越えるべきではない」と。 これらの意見はフランクリン インスチチユー
ト リサーチ ラボラトリーズのK.W.カウフマ
ンの判断、即ち、(3)「平板収集器に対する停滞温
度は250℃（400〓）に達することができる」と一
緒になつて太陽光線利用液体は、N.B.SおよびH.
U.Dによつて要求される安全基準に合致するため
には少なくとも260℃（500〓）の引火点を持つべ
きであることを示す。 (1) NBSIR 76−1187 商業建物における太陽熱暖冷房設備に対する
暫定的性能基準；４章、安全、34頁。 建築技術センター 応用技術研究所 N.B.S.ワシントン、D.C.（1976年11月）
ERDA（太陽エネルギー部）のために作成。 (2) H.U.D.パンフレツト4930.2、５章40頁1977 太陽および家庭用熱水系出版 標題中間の最低性能基準、付録。 (3) K.W.カウフマン、フランクリン インスチ
チユート リサーチ ラボラトリーズによる
「非腐蝕性、不凍結性そして非毒性熱媒液」
於；1977年６月フロリダ州オーランド、国際太
陽エネルギー協会、年会、アメリカ部会。
【表】
【表】 実施例 ある種の商品熱媒系においては、使用中の液体
は空気に暴露されることがあるが、これはほんど
の有機液体は204.44℃−232.22℃（400゜−450
〓）のしばしば利用する温度範囲においては不安
定であるから避けることが望ましい。この実施例
では本発明の液体（PAO−20E**）と広く使用
される商品液体（ダウサームＧ）とを一つの試験
において熱媒系に侵入する偶発的空気による酸化
に対するこれらの液体の感受性について比較す
る。187.78℃（370〓）の温度に72時間液体（100
ml）を暴露させその間に１時間につき５立の空気
流を液中に通すことによつて促進経時変化試験を
行つた。試験中に酸化を触媒して試験より厳しい
ものとするため、および試験条件下で試験片に対
する液体の腐蝕性を評価する両方の目的でマグネ
シウム、鉄、銅および銀の試験片を液体中に存在
させた。 本発明の液体は酸化試験後に本質的に変化しな
いことが立証されたが、しかしダウサームＧは粘
度の著しい増加、酸度の発生および銅検体上への
著しい攻撃を経験した。 別の試験において、PAO−20Eは175℃（347
〓）において500時間酸化させたが粘度の100％増
加さえ経験しなかつた。
【表】
【表】 実施例 この実施例は市販の熱媒装置の運転におけるポ
リアルフアオレフイン液体の使用を例解する。こ
の装置はアメリカン ハイドロサーム コーポレ
ーシヨンによつて設計された電気加熱による熱液
体装置である。それは配合されたゴム処方物の加
硫のためのプレス６台の加熱に使用される。第３
図は装置の主要部分を描く。この装置は7.5馬力
モーターで駆動される100GPMポンプ１で構成さ
れる。熱源は直列２に配置された30KWヒーター
３基である。液体の体積変化は膨脹タンク３によ
つて補われる。装置の温度はヒーター４への入口
の温度を検知する自動式電気計器によつて調節さ
れそして必要に応じて点および減にする。過熱は
ヒーター出口５において自動温度調節スイツチの
調節によつて防ぐ。差圧スイツチ６は低流量運転
に対してヒーターを守る。 装置内の液体の保護は10psigに維持する膨脹タ
ンクを覆う窒素ガス シールによつて達成され
る。脱気装置７は連行されるガスを循環液体から
除去する。粒状物は３μ篩濾過器８および磁気濾
過器９によつて除去する。 上記の装置はおよそ250ガロンの熱媒液を利用
する、例えば、PAO−20Eは偶発的空気に対する
保護のために0.7部のユニロイヤル酸化防止剤
（フエニル化ナフチルアミンとジフエニルスルホ
キシドとの混合物）と共にこの装置に適用するた
めに選ばれた。この装置は目下204.44℃−232.22
℃（400−450〓）の温度において2500時間以上連
続運転している。熱媒液中に何等かの変化がある
か否かを検査するために毎週試料を採つた。紫外
線スペクトル、粘度および金属含有量を監視し
た。これらのパラメーターについては何等の変化
も検出されなかつた。赤外線スペクトルにおいて
約1710cm-1におけるカルボニル吸収の出現は酸化
開始の信号であろうが、しかしスペクトルにはカ
ルボニル吸収は見えなかつた。熱的劣化は紫外線
および粘度減少によつて検出可能であろう。これ
らの試験では熱的劣化は完全に存在しなかつた。
紫外線によつて同様に検出しうる酸化性劣化は常
に粘度増を伴なう。 しかし液体の粘度は一定のままであり、これは
2500時間以上の後でも何等熱的または酸化性劣化
のないことを示す。金属についての液体の分析は
低い値（10PPM）を示したが、しかし液中の鉄
および銅は一定水準である。液体の外観（青い透
明な黄色）およびにおい（無臭）もまたこの運転
期間後も不変であつた。 液体の熱媒性能は全６台のプレスを通して一定
温度を容易に維持しうることで明らかである。こ
のことは、液体の著しい熱および酸化耐性と結合
して熱媒液としてその有用性を立証する。引火点
279.44℃（535〓）および燃焼点310.24℃（590
〓）はこの装置における最高運転温度よりも十分
高く、現在使用されている液体では容易に得られ
ない安全の要素を加える。 実施例 この実施例は本発明の典型的PAOの酸化安定
性を商品として入手しうる炭化水素太陽利用液体
「サン−テンプ」(1)のそれと比較する。「サン−テ
ンプ」のいくつかの性質は既に第および実施
例中に提供した。この実施例で使用したPAOは
Kv210が20CSTでありそして540〓の引火点を有
していた。酸化性老化は二つの液体について実施
例に記載したのと同様の試験で行つた。
【表】 ンプ イヤル
サン−テ なし 8.6 ＋62.8 1249
ンプ
明らかに本発明の液体は試験後総てのパラメー
ターにおいて優れている。酸の発生（中性数）は
０であり、粘度変化は著しく低くそして汚泥形成
は「サン−テンプ」よりも著しく低い。同一の特
許のユニロイヤル酸化防止剤を「サン−テンプ」
に添加した場合でさえその酸化安定性は増大しな
かつた。 (1) リサーチ テクノロジー コーポレーシヨン
（151John Downey Drive、New Britain、
Conn.06051）から提供された。 実施例 本実施例は本発明のPAOの熱安定性を例解す
る。熱的分解の開始を発見するために液体を550
゜、600゜および625〓で熱した。 100ｇのPAOを磁気撹拌機、Ｙ字管、温度計お
よび頭をN2圧で抑えた環流凝縮器を備えた250ml
丸底フラスコ中に入れた。試料は電気的に加熱し
そして温度は±２〓に調節した。
【表】 いくらか明瞭な分解が起つ
た。試験は72時間後に終つた。
この実施例はPAOは315.8℃（600〓）では熱的
に安定に見えるが、しかし329.7℃（625〓）にお
いて徐々に熱分解が起ることを示す。
【図面の簡単な説明】
添付した図面は本発明の理解に資するためのも
のであつて、第１図は基本的な平板収集器の概略
断面図であり、第２図は典型的な閉鎖環状型太陽
加熱の家庭用熱水系の概略流れ図であり、第３図
は市販の熱媒装置の主要部分を示す概略流れ図で
あり、そして第４図は第表中に掲げた種々の熱
媒液について伝熱係数と引火点の関係を作図した
ものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱源手段、冷却用放熱手段、熱媒液およびそ
    の熱媒液を前記の熱源手段と前記の冷却用放熱手
    段の間に導く手段を含む熱媒系において；前記の
    系中の前記の熱媒液として８〜10個の炭素原子を
    有するアルフア オレフイン モノマーのオリゴ
    マーから生じる炭化水素油を使用し、その油が−
    37.22℃（−35〓）よりも高くない流動点、98.89
    ℃（210〓）において25センチストークよりも高
    くない動粘度、および少なくとも276.67℃（530
    〓）の引火点を有することを特徴とする改良した
    熱媒系。 ２ 前記の炭化水素油がその油の1000ｇにつき約
    0.25モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の系。 ３ 前記の炭化水素油がその油の1000ｇにつき約
    0.15モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の系。 ４ 前記の炭化水素油がその油の1000ｇにつき約
    0.05モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の系。 ５ 前記のアルフア オレフイン モノマーが８
    〜10個の炭素原子を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項に記載の熱媒系。 ６ 前記のホモポリマー、コポリマーまたはそれ
    らの組合わせが600と1000の間の分子量を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
    熱媒系。 ７ 前記のホモポリマー、コポリマーまたはそれ
    らの組合わせが650と900の間の分子量を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の熱
    媒系。 ８ 前記のアルフア オレフイン モノマーが８
    個の炭素原子を有することを特徴とする特許請求
    の範囲第５項に記載の熱媒系。 ９ 前記のホモポリマーが600と1000の間の分子
    量を有することを特徴とする特許請求の範囲第８
    項に記載の熱媒系。 １０ 前記のホモポリマーが650と900の間の分子
    量を有することを特徴とする特許請求の範囲第８
    項に記載の熱媒系。 １１ 前記のアルフア オレフイン モノマーが
    ９個の炭素原子を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第５項に記載の熱媒系。 １２ 前記のホモポリマーが600と1000の間の分
    子量を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    １１項に記載の熱媒系。 １３ 前記のホモポリマーが650と900の間の分子
    量を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    １項に記載の熱媒系。 １４ 前記のアルフア オレフイン モノマーが
    10個の炭素原子を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第５項に記載の熱媒系。 １５ 前記のホモポリマーが600と1000の間の分
    子量を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    １４項に記載の熱媒系。 １６ 前記のホモポリマーが650と900の間の分子
    量を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    ４項に記載の熱媒系。 １７ 熱源手段、冷却用放熱手段、熱媒液および
    その熱媒液を前記の熱源手段と前記の冷却用放熱
    手段の間に導く手段を含む熱媒系において；前記
    の系中の前記の熱媒液として８〜10個の炭素原子
    を有するアルフア オレフイン モノマーのオリ
    ゴマーからなる−37.22℃（−35〓）よりも高く
    ない流動点、−98.89℃（210〓）において25セン
    チストークよりも高くない動粘度、および少なく
    とも276.67℃（530〓）の引火点を有する炭化水
    素油とフエノール系酸化防止剤とを配合してなる
    改良した熱媒系。 １８ 熱源手段が収集器であり、冷却用放熱手段
    が蓄熱装置、熱媒液およびその熱媒液を前記の収
    集器と前記の蓄熱装置の間に導く手段であること
    を特徴とし活性太陽エネルギー系に使用する特許
    請求の範囲第１７項に記載の熱媒系。 １９ 前記の炭化水素油がその油の1000ｇにつき
    約0.25モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の
    系。 ２０ 前記の炭化水素油がその油の1000ｇにつき
    約0.15モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の
    系。 ２１ 前記の炭化水素油がその油の1000ｇにつき
    約0.05モルよりも少ない（Ｃ＝Ｃ）を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の
    系。 ２２ 前記の炭化水素油がホモポリマーから造ら
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に
    記載の系。 ２３ 前記のホモポリマーが約600と1000の間の
    分子量を有することを特徴とする特許請求の範囲
    第１８項に記載の系。 ２４ 前記のホモポリマーが約650と900の間の分
    子量を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    １８項に記載の系。 ２５ 前記の炭化水素油がコポリマーから造られ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記
    載の系。 ２６ 炭化水素油が飽和炭化水素ベースの鉱油と
    配合されることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ８項に記載の系。 ２７ 炭化水素油がフエノール系酸化防止剤と配
    合されることを特徴とする特許請求の範囲第１８
    項に記載の系。 ２８ 前記のホモポリマーがポリオクテンである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載
    の系。
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