RU2121640C1 - Compound to be used as heat-transfer agent in thermal tubes - Google Patents

Abstract

FIELD: heat- transfer agents for thermal tubes for recuperation of exhaust gas heat. SUBSTANCE: composition of heat-transfer agent is as follows: distilled water, phosphate and silicone oil. This heat-transfer agent does not cause corrosion of tubes made from any materials, viz.: stainless steel, brass, bronze, aluminium and other metals. Heat-transfer agent has wide range of temperatures; it may be used for an extended period of time under stable conditions; it is incombustible and nontoxic. EFFECT: ease in handling and low cost. 5 cl, 4 App

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к составу, представляющему собой теплоноситель, для использования в тепловой трубе, такой как устройство для рекуперации теплоты выхлопных газов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к смеси, представляющей собой теплоноситель, для использования в тепловой трубе, причем смесь имеет широкий температурный диапазон использования, невоспламеняема, нетоксична, не портится после длительного применения и дешева.FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a composition representing a coolant for use in a heat pipe, such as a device for recovering the heat of exhaust gases. More specifically, the present invention relates to a mixture, which is a coolant for use in a heat pipe, and the mixture has a wide temperature range of use, non-flammable, non-toxic, does not deteriorate after prolonged use and is cheap.

Описание известного уровня техники
До настоящего времени в качестве смеси, представляющей собой теплоноситель, в основном используется ряд соединений фреона, вода, глицерин, водные растворы едкого натра, водные растворы ванадата. Эти смеси, представляющие собой теплоносители, имеют соответственно как достоинства, так и недостатки.Description of the prior art
To date, a number of Freon compounds, water, glycerin, aqueous solutions of caustic soda, and aqueous solutions of vanadate are mainly used as a mixture, which is a coolant. These mixtures, which are coolants, have both advantages and disadvantages, respectively.

Например, преимуществом воды является относительно широкий диапазон использования, но ее недостаток состоит в том, что при длительном применении она приводит к коррозии используемых тепловых труб. Что же касается глицерина, водных растворов едкого натра и водных растворов ванадата, их недостатком является ограниченный диапазон применения из-за замерзания. Между тем, широко применяемый в качестве теплоносителя газ фреон, относящийся к разряду фторохлороуглеродов, содержащих фтор, опасен для человеческого организма и, как известно, разрушает озоновый слой Земли, а также способствует нарастанию парникового эффекта. Поэтому его производство запрещено, а стоимость высока. For example, the advantage of water is a relatively wide range of uses, but its disadvantage is that with prolonged use, it leads to corrosion of the heat pipes used. As for glycerin, aqueous solutions of caustic soda and aqueous solutions of vanadate, their disadvantage is the limited range of use due to freezing. Meanwhile, the freon gas widely used as a heat carrier, which belongs to the category of fluorochlorocarbons containing fluorine, is dangerous for the human body and, as is known, destroys the ozone layer of the Earth, and also contributes to the growth of the greenhouse effect. Therefore, its production is prohibited, and the cost is high.

В настоящем изобретении предлагается в качестве теплоносителя состав, который может замещать аналогичные смеси фреонового ряда. То есть, в японской заявке на патент N Sho-5-195308 автор описал смесь, представляющую собой теплоноситель для использования в тепловых трубах, которая состоит из воды, 3-фосфата натрия, гексаметафосфата натрия, третичного фосфата натрия, первичного фосфата калия, вторичного фосфата натрия (безводного) и вторичного фосфата калия. Далее в японской заявке на патент N Hei-6-0148925 автор описал другую смесь, представляющую собой теплоноситель, для использования в тепловых трубах, которая состоит из дистиллированной воды и 3-фосфата натрия. The present invention proposes as a coolant a composition that can replace similar mixtures of the Freon series. That is, in Japanese patent application N Sho-5-195308, the author described a mixture that is a heat transfer medium for use in heat pipes, which consists of water, sodium 3-phosphate, sodium hexametaphosphate, tertiary sodium phosphate, potassium primary phosphate, secondary phosphate sodium (anhydrous) and potassium secondary phosphate. Further, in Japanese patent application N Hei-6-0148925, the author described another mixture, which is a heat carrier, for use in heat pipes, which consists of distilled water and sodium 3-phosphate.

Вышеупомянутые смеси имеют высокую эффективность, потому что обладают высокой коррозионной стойкостью для тепловых труб, но имеют ограничения в рабочем температурном диапазоне, так как их температурный рабочий диапазон составляет 400-350^oC.The above mixtures are highly effective because they have high corrosion resistance for heat pipes, but have limitations in the working temperature range, since their temperature working range is 400-350 ^o C.

Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение предназначено для того, чтобы преодолеть вышеуказанные недостатки традиционных веществ.Summary of the invention
The present invention is intended to overcome the above disadvantages of conventional substances.

Следовательно, целью настоящего изобретения является получение смеси, представляющей собой теплоноситель, которая может использоваться со сплавами на основе железа, такими как нержавеющие стали, и с цветными металлами, такими как бронза, алюминий и им подобные, при использовании которой коррозия может быть предотвращена, вышеупомянутые традиционные недостатки устранены, а температурный рабочий диапазон расширен. Therefore, it is an object of the present invention to provide a coolant mixture that can be used with iron-based alloys such as stainless steels and non-ferrous metals such as bronze, aluminum and the like, by which corrosion can be prevented, the aforementioned traditional disadvantages are eliminated, and the temperature operating range is expanded.

Для достижения вышеуказанной цели смесь, представляющая собой теплоноситель, в соответствии с настоящим изобретением включает в себя воду (дистиллированную воду), фосфат и силиконовое масло. In order to achieve the above object, the heat transfer mixture according to the present invention includes water (distilled water), phosphate and silicone oil.

Описание предпочтительного примера осуществления изобретения
В соответствии с настоящим изобретением смесь, представляющая собой теплоноситель, для использования в тепловых трубах включает в себя воду (дистиллированную воду), фосфат и силиконовое масло. При добавлении фосфата из фосфатов металлов выбирается один или более, а именно 2-фосфат, ортофосфат и 3-фосфат. Из упомянутых фосфатов 3-фосфат может использоваться самостоятельно и является наиболее подходящим. То есть 3-фосфат вступает в реакцию с калием или другими металлами, образуя комплексные ионы, и дает изолирующий ионный эффект, предотвращая осаждение солей металлов. В настоящем изобретении наиболее эффективная смесь должна отвечать следующим требованиям: смесь должна предпочтительно включать в себя 40-70 вес. % воды (дистиллированной воды или ионообменной воды), 10-20 вес.% 3-фосфата натрия и 10-40 вес.% силиконового масла. Более того, кроме 3-фосфата натрия с помощью выбора всех или нескольких гексаметафосфатов натрия может использоваться первичный фосфат натрия (который является первичной солью или ортофосфатом), вторичный фосфат натрия (безводный), который является вторичным фосфатом, вторичный фосфат калия и 3-фосфат натрия (который является третичной солью).Description of a preferred embodiment of the invention
According to the present invention, a heat transfer mixture for use in heat pipes includes water (distilled water), phosphate and silicone oil. When phosphate is added from metal phosphates, one or more is selected, namely 2-phosphate, orthophosphate and 3-phosphate. Of the phosphates mentioned, 3-phosphate can be used alone and is most suitable. That is, 3-phosphate reacts with potassium or other metals, forming complex ions, and gives an insulating ionic effect, preventing the precipitation of metal salts. In the present invention, the most effective mixture should meet the following requirements: the mixture should preferably include 40-70 weight. % water (distilled water or ion exchange water), 10-20 wt.% sodium 3-phosphate and 10-40 wt.% silicone oil. Moreover, in addition to sodium 3-phosphate, by selecting all or several sodium hexametaphosphates, primary sodium phosphate (which is the primary salt or orthophosphate), secondary sodium phosphate (anhydrous), which is secondary phosphate, secondary potassium phosphate and sodium 3-phosphate can be used (which is a tertiary salt).

В соответствии с настоящим изобретением смесь, представляющая собой теплоноситель, имеет большой температурный рабочий диапазон и может использоваться в любых тепловых трубах, изготовленных их нержавеющей стали, меди, бронзы, алюминия и других подобных материалов. In accordance with the present invention, the mixture, which is a coolant, has a large temperature operating range and can be used in any heat pipes made of stainless steel, copper, bronze, aluminum and other similar materials.

Более того, представленная в настоящем изобретении смесь удобна в обращении, невоспламеняема, не вредна для человеческого организма и дешева. Moreover, the mixture presented in the present invention is easy to handle, non-flammable, not harmful to the human body and cheap.

Теперь настоящее изобретение будет рассматриваться на основе реальных примеров, касающихся смесей и производственных процессов. Тем не менее, необходимо понять, что настоящее изобретение не ограничено представленными примерами. При выполнении настоящих примеров подготавливались следующие ингредиенты. Now the present invention will be considered on the basis of real examples relating to mixtures and production processes. However, it should be understood that the present invention is not limited to the presented examples. When performing the present examples, the following ingredients were prepared.

Пример 1. Example 1

Ионосодержащая вода 50% (весовых)
3-фосфат натрия 15%
Силиконовое масло 35%
Итого 100%
Пример 2.Ion-containing water 50% (weight)
Sodium 3-phosphate 15%
Silicone oil 35%
Total 100%
Example 2

Ионосодержащая вода 40% (весовых)
3-фосфат натрия 20%
Силиконовое масло 40%
Итого 100%
Пример 3.Ion-containing water 40% (weight)
Sodium 3-phosphate 20%
Silicone oil 40%
Total 100%
Example 3

Ионосодержащая вода 70% (весовых)
3-фосфат натрия 10%
Силиконовое масло 20%
Итого 100%
Пример 4.Ion-containing water 70% (weight)
Sodium 3-phosphate 10%
Silicone oil 20%
Total 100%
Example 4

Ионосодержащая вода 70% (весовых)
3-фосфат натрия 20%
Силиконовое масло 10%
Итого 100%
Методы изготовления для примеров 1-4 реализовывались следующим образом.Ion-containing water 70% (weight)
Sodium 3-phosphate 20%
Silicone oil 10%
Total 100%
Manufacturing methods for examples 1-4 were implemented as follows.

С помощью миксера для тепловой реакции, имеющего смешивающее устройство, вышеуказанные ингредиенты соединялись в соответствии с указанными выше соотношениями. Перед тем, как это сделать, внутренняя часть миксера для тепловой реакции промывалось водой, а затем осуществлялась проверка на наличие посторонних материалов. Затем внутренняя часть миксера вновь промывалась (дистиллированной водой). Using a thermal reaction mixer having a mixing device, the above ingredients were combined in accordance with the above ratios. Before doing this, the inside of the mixer for the thermal reaction was washed with water, and then a check was carried out for the presence of foreign materials. Then the inside of the mixer was washed again (with distilled water).

Затем в миксер для тепловой реакции нагнеталась дистиллированная вода (соотношение ингредиентов соответствовало указанному выше), потом добавлялся 3-фосфат натрия, затем миксер работал в течение, примерно, 30 минут. Затем ждали, пока температура не упадает до нормального уровня, добавлялось силиконовое масло, а затем ждали 30 минут, завершая таким образом производство смеси. Then distilled water was pumped into the mixer for the thermal reaction (the ratio of the ingredients was as indicated above), then sodium 3-phosphate was added, then the mixer worked for about 30 minutes. Then they waited until the temperature drops to a normal level, silicone oil was added, and then they waited 30 minutes, thus completing the production of the mixture.

Эта смесь использовалась как теплоноситель в тепловых трубах, изготовленных из нержавеющей стали, в течение 10 месяцев, но коррозии не было. Коррозия отсутствовала благодаря тому, что 3-фосфат натрия в смеси образует фосфатный слой на внутренней поверхности трубы вследствие промежуточного нагрева поверхности трубы. This mixture was used as a coolant in heat pipes made of stainless steel for 10 months, but there was no corrosion. Corrosion was absent due to the fact that sodium 3-phosphate in the mixture forms a phosphate layer on the inner surface of the pipe due to intermediate heating of the pipe surface.

Далее смесь, представленная в настоящем изобретении, использовалась в качестве теплоносителя в тепловых трубах, соответственно, из латуни, бронзы и алюминия. Так же, как и в случае с нержавеющей сталью, трубы не подверглись коррозии. Характеристики смеси, используемой в качестве теплоносителя, были следующими. Further, the mixture presented in the present invention was used as a coolant in heat pipes, respectively, of brass, bronze and aluminum. As with stainless steel, the pipes did not corrode. The characteristics of the mixture used as a coolant were as follows.

Цвет: белый; фаза: жидкая;, консистенция: неионная; запах: присутствует; pH 7 ± 0,5. White colour; phase: liquid ;, consistency: non-ionic; smell: present; pH 7 ± 0.5.

Это изделие перед отправкой упаковывалось в емкости по 20-100 литров. This product was packaged in containers of 20-100 liters before shipment.

В соответствии с настоящим изобретением смесь, представляющая собой теплоноситель, имеет вышеуказанные характеристики, и при использовании ее в качестве теплоносителя в тепловых трубах последние не ржавели. Этот эффект достигается для любых материалов, из которых изготовлены трубы, а именно для нержавеющих сталей, бронзы, алюминия и других металлов. In accordance with the present invention, the mixture, which is a coolant, has the above characteristics, and when used as a coolant in heat pipes, the latter did not rust. This effect is achieved for any materials of which the pipes are made, namely for stainless steels, bronze, aluminum and other metals.

Помимо этого в соответствии с настоящим изобретением смесь, представляющая собой теплоноситель, имеет большой рабочий температурный диапазон и может использоваться долгое время при стабильных условиях. In addition, in accordance with the present invention, the mixture, which is a coolant, has a large operating temperature range and can be used for a long time under stable conditions.

Далее необходимо отметить, что смесь невоспламеняема, не приносит вреда человеческому организму, проста в обращении и использовании. It should further be noted that the mixture is non-flammable, does not harm the human body, and is easy to handle and use.

Claims (5)

1. Состав в качестве теплоносителя для использования в тепловых трубах, отличающийся тем, что он включает в себя воду, фосфат и силиконовое масло. 1. The composition as a coolant for use in heat pipes, characterized in that it includes water, phosphate and silicone oil. 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что фосфат представляет собой 3-фосфат. 2. The composition according to claim 1, characterized in that the phosphate is 3-phosphate. 3. Состав по п.2, отличающийся тем, что 3-фосфат представляет собой 3-фосфат натрия. 3. The composition according to claim 2, characterized in that the 3-phosphate is sodium 3-phosphate. 4. Состав по п.1, отличающийся тем, что силиконовое масло представляет собой водное силиконовое масло. 4. The composition according to claim 1, characterized in that the silicone oil is an aqueous silicone oil. 5. Состав по п.1, отличающийся тем, что состав включает в себя 40 - 70 вес. % воды, 10 - 20 вес.% 3-фосфата натрия и 10 - 40 вес.% силиконового масла. 5. The composition according to claim 1, characterized in that the composition includes 40 to 70 weight. % water, 10 to 20 wt.% sodium 3-phosphate and 10 to 40 wt.% silicone oil.