WO2022123834A1 - 冷却用液体組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
測定対象物である炭化水素流体に対して、先ず、下記条件でガスクロマトグラフィーを行って炭化水素流体のガスクロマトグラムを求める。次に、同一条件でガスクロマトグラフィーを行って、基準物質としての直鎖状の飽和炭化水素(ノルマルパラフィン)の混合物のガスクロマトグラムを求める。そして、炭化水素流体のガスクロマトグラムと、基準物質としての直鎖状の飽和炭化水素の混合物のガスクロマトグラムとを対比して、測定対象物である炭化水素流体中に含まれる炭化水素の炭素数と、各炭素数の炭化水素ごとの質量基準の含有量(含有比率:面積%)の関係(以下、場合により単に「炭素数分布」と称する)を求める。次いで、このようにして求められる炭化水素流体中に含まれる各炭化水素の炭素数、各炭素数の炭化水素ごとの質量基準の含有量に基いて、炭素数が特定の範囲(例えば13以上15以下)にある炭化水素の合計量の炭化水素流体の全量に対する割合(質量基準の割合:質量%)が求められる。また、上述のようにして得られた炭素数分布から、炭化水素流体中の全ての炭化水素について、炭素数ごとに、炭素数と、その炭素数の炭化水素の質量基準の含有量の値(面積%)の積をそれぞれ求めた後、かかる積の総和から平均値を求めることにより(その総和を100で割ることにより)、炭化水素流体の質量基準の平均炭素数が求められる。ただし、上記分析法では、炭素数が同じ炭化水素に関して、分岐鎖状、環状、飽和(直鎖状のものを除く)、及び、不飽和といった炭化水素の構造までは特定できない。そのため、本発明における炭化水素流体は、例えば、利用する炭化水素流体の種類に基いて、その流体中に含有される炭化水素の構造を認識してもよい。すなわち、本発明における炭化水素流体は、例えば、利用する炭化水素流体の種類に基いて、芳香族系の炭化水素を含まないものと認識してもよい。さらに、本発明における炭化水素流体は、例えば、利用する炭化水素流体の種類に基いて、分岐鎖状の飽和炭化水素及び/又は環状の飽和炭化水素からなるもの(なお、基準物質のピークから直鎖状の飽和炭化水素が含有されているものと判断できる場合には、分岐鎖状の飽和炭化水素及び/又は環状の飽和炭化水素と、直鎖状の飽和炭化水素とからなるもの)と認識してもよい。他方、上記分析法において、炭化水素流体中の直鎖状の飽和炭化水素の含有量は、前記基準物質のピークと一致する位置のピークの大きさに基いて測定することができる。
測定装置 :GC-2010(島津製作所社製)
カラム :ウルトラアロイ-1HT(長さ:30mm、内径:0.25mm:フロンティアラボ社製)
キャリアガス:ヘリウム(100kPa)
測定試料 :炭化水素流体をそのまま利用(溶媒で希釈せずに利用)
試料注入量 :0.2μL
検出器 :水素炎イオン化検出器(FID)
検出器温度 :300℃
オーブン温度:40℃で5分保持した後5℃/minの昇温速度で280℃まで昇温する。
表1に記載の組成を有する組成物をそれぞれ冷却用液体組成物とした(実施例1、実施例3~5及び比較例1~5においては炭化水素流体そのものを冷却用液体組成物とし、実施例2においては炭化水素流体と添加剤との混合物を冷却用液体組成物とした)。なお、表1記載の冷却用液体組成物の組成に関して、空欄部はその成分を含んでいないことを表す。更に、炭化水素流体に関して、各炭素数の炭化水素の含有量の単位の「inmass%」は炭化水素流体の全量に対する各炭素数の炭化水素の含有量(質量%)を表し、添加剤の含有量の単位の「mass%」は冷却用液体組成物の全量(炭化水素流体と添加剤の合計量)に対する添加剤の含有量(質量%)を表す。なお、表1に記載の炭化水素流体中の炭化水素の炭素数、各炭素数の炭化水素の含有量(inmass%:質量%)、炭化水素流体の質量基準の平均炭素数、並びに、炭化水素流体の総量に対する炭素数13以上15以下の炭化水素の合計量の割合(inmass%:質量%)は、上述の「ガスクロマトグラフィーによる炭化水素流体の分析法」を採用して求めた値である。また、各実施例及び各比較例において用いた炭化水素流体は、利用した炭化水素流体の種類から、芳香族系の炭化水素を含まないものと認識される。さらに、各実施例及び各比較例において用いた炭化水素流体は、利用した炭化水素流体の種類、上記分析法による分析結果、並びに、上記分析法において炭素数が同じ炭化水素に関して分岐鎖状、環状、飽和(直鎖状のものを除く)及び不飽和といった構造までは特定できないこと、等から、主として、分岐鎖状の飽和炭化水素及び/又は環状の飽和炭化水素からなるものと認識される(なお、実施例1~5で利用した炭化水素流体はいずれも、上記分析法による分析により、直鎖状の飽和炭化水素の含有量は炭化水素流体の総量に対して6質量%以下となっていた)。
<引火点の測定>
各冷却用液体組成物の引火点を、JIS K 2265-3:2007(ペンスキーマルテンス密閉法(PM法))に準拠して測定した。得られた結果を表1に示す。なお、引火点が90℃以上である場合に、引火点が高い水準にあるものと判断する。
各冷却用液体組成物の流動点を、JIS K 2269-1987に準拠して測定した。得られた結果を表1に示す。なお、流動点が-25℃以下である場合に、流動点が高い水準にあるものと判断する。
図1に示す装置を利用し、以下のようにして、各冷却用液体組成物の熱伝達係数をそれぞれ測定した。なお、図1は、冷却用液体組成物の熱伝達係数の測定に用いた装置を模式的に示す断面図である。また、図1に示す装置は、基本的に、容積が40Lのステンレス製の容器10と;容器10内に導入された冷却用液体組成物からなる試料11と;容器10内に導入された試料11の温度を調整するために設置された試料温度調節用のヒーター12と;容器10およびヒーター12の周囲を覆う断熱材13と;容器10内の試料温度を確認するための温度センサ14と;容器10に接続されたU字型のアルミ管21と:かかるアルミ管21を利用して形成されてなる熱交換部20(点線で囲まれた領域A内の複数の構成要素からなる部分:各構成要素に関しては後述する)と;熱交換部20に試料11を流入させるためにアルミ管21に設置された渦流ポンプ30と;渦流ポンプ30から排出される試料11(熱交換部20に流入する前の試料11)の圧力を測定するためのブルドン管圧力計31Aと;熱交換部20を通過した後の試料の圧力を測定するためのブルドン管圧力計31Bと;熱交換部20を通過した後の試料11の流量を測定するための容量流量計32と;熱交換部20の入口の位置の試料11の温度を測定するための熱電対33Aと;熱交換部20の出口の位置の試料11の温度を測定するための熱電対33Bと;を備える。なお、図1に示す装置において、点線で囲まれた領域A内に存在する熱交換部20は、アルミ管21と;熱交換部20内のアルミ管21を覆うように設けられた6個の熱交換用のヒーター22と;熱交換部20内のアルミ管21と熱交換用のヒーター22とを覆う断熱材23と;アルミ管21の管壁の温度を測定するための6個の熱電対24A~24Fと;を備える。なお、図1においてアルミ管21内の矢印はアルミ管内の試料11の流れの方向を概念的に示すものである。
Tc=(Tout+Tin)/2
の通りである。
A=4.86m(全長)×0.01m(内径)×3.14(円周率)=0.153m2
の通りである。さらに、熱交換部20における熱交換量(Q)は、発熱量が1180Wのヒーター22を6個、デューティー比が0.2となるようにして用いていることから、1416Wであることが分かる。熱交換量(Q)を求めるための計算式は下記式:
Q=1180W(熱量)×6(個数)×0.2(デューティー比)=1416W
の通りである。
h=Q/{A(Th-Tc)} (I)
〔式(I)中、hは冷却用液体組成物の熱伝達係数であり、Tcは前記試料温度(熱交換部20内の測定値)であり、Thは前記管壁温度(熱交換部20内の測定値)であり、Qは上記熱交換量(計算値:1416w)であり、Aは上記熱交換面積(計算値:0.153m2)である。〕
を利用した。得られた結果を表1に示す。なお、熱伝達係数の値が大きな値になるほど、その冷却用液体組成物の冷却特性がより高いものであるといえる。かかる観点から、熱伝達係数の値が1100W/m2・K以上である場合に熱伝達係数が高い水準にあるものと判断する。
Claims (3)
- 質量基準の平均炭素数が13以上16以下であり、かつ、炭素数が13以上15以下である炭化水素の合計量が炭化水素流体の全量に対して50質量%以上である炭化水素流体を含む、冷却用液体組成物。
- 前記炭化水素流体は、炭素数が13以上15以下である炭化水素の合計量が炭化水素流体の全量に対して60質量%以上のものである、請求項1に記載の冷却用液体組成物。
- 前記炭化水素流体の質量基準の平均炭素数が14以上16以下である、請求項1又は2に記載の冷却用液体組成物。
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