JP3307622B2 - 蓄冷剤 - Google Patents
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- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/066—Cooling mixtures; De-icing compositions
-
- 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
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- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Seasonings (AREA)
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄冷剤に関し、特
には、エコアイス型空調をはじめとする蓄熱分野におい
て活用される蓄冷剤に関する。
には、エコアイス型空調をはじめとする蓄熱分野におい
て活用される蓄冷剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、蓄冷剤としては、種々のものが提
供されており、例えば、氷、有機化合物などの潜熱型蓄
冷剤や、金属、無機化合物などの顕熱型蓄冷剤が知られ
ている。一般に、物質の相変化に伴う潜熱を利用する潜
熱型蓄冷剤は、相変化を伴わない顕熱を利用する顕熱型
蓄冷剤に比べ、融点を含む狭い温度範囲に大量の熱を高
密度に貯蔵することができるため、蓄冷剤容量を小さく
することができ、また、蓄熱量が大きい割には、大きな
温度差が生じないため、熱損失を少量に抑えることがで
きるという利点がある。潜熱型蓄冷剤としては、例え
ば、ハロゲン化炭化水素、炭素数2〜10のアルコー
ル、ケトン、エーテル、無機塩類の水溶液等が開示され
ている(特開昭62−62192号公報参照)。
供されており、例えば、氷、有機化合物などの潜熱型蓄
冷剤や、金属、無機化合物などの顕熱型蓄冷剤が知られ
ている。一般に、物質の相変化に伴う潜熱を利用する潜
熱型蓄冷剤は、相変化を伴わない顕熱を利用する顕熱型
蓄冷剤に比べ、融点を含む狭い温度範囲に大量の熱を高
密度に貯蔵することができるため、蓄冷剤容量を小さく
することができ、また、蓄熱量が大きい割には、大きな
温度差が生じないため、熱損失を少量に抑えることがで
きるという利点がある。潜熱型蓄冷剤としては、例え
ば、ハロゲン化炭化水素、炭素数2〜10のアルコー
ル、ケトン、エーテル、無機塩類の水溶液等が開示され
ている(特開昭62−62192号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
潜熱型蓄冷剤は、水―氷のように凍結温度が0℃付近の
ものがほとんどであるため、空調用の冷媒としては凍結
温度が低すぎて、蓄冷に適したものであるとはいえなか
った。また、従来の潜熱型蓄冷剤は、一般に潜熱、比熱
が大きいとはいえず、蓄冷効果、長期安定性、環境汚染
等の点で十分ではなかった。一方、顕熱型蓄冷剤は、比
熱が小さいために蓄冷能力が低いという問題があった。
そこで、本発明は、比熱、潜熱が大きくて、生産コスト
も低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温
度帯をもち、保冷時間が長く、空調用の冷媒として好適
な蓄冷剤の提供を目的とする。
潜熱型蓄冷剤は、水―氷のように凍結温度が0℃付近の
ものがほとんどであるため、空調用の冷媒としては凍結
温度が低すぎて、蓄冷に適したものであるとはいえなか
った。また、従来の潜熱型蓄冷剤は、一般に潜熱、比熱
が大きいとはいえず、蓄冷効果、長期安定性、環境汚染
等の点で十分ではなかった。一方、顕熱型蓄冷剤は、比
熱が小さいために蓄冷能力が低いという問題があった。
そこで、本発明は、比熱、潜熱が大きくて、生産コスト
も低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温
度帯をもち、保冷時間が長く、空調用の冷媒として好適
な蓄冷剤の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は、1、6−ヘキサンジオー
ル、安息香酸ナトリウム及び水を含むことを特徴とする
蓄冷剤である。
解決するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は、1、6−ヘキサンジオー
ル、安息香酸ナトリウム及び水を含むことを特徴とする
蓄冷剤である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明による蓄冷剤の成分である
1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナトリウム及び水
の割合は、所望の凍結(固化)温度帯となるように、適
宜調節すればよいが、それらの総重量に対して、1、6
−ヘキサンジオールが98〜8重量%、安息香酸ナトリ
ウムが0.5〜3重量%、水が1.5〜89重量%の範
囲とすると、本発明の効果を得る点において好適であ
る。すなわち、本発明を構成する各成分が上記割合にあ
る場合、得られる蓄冷剤の比熱は、示差走査熱量計(D
SC−30,TA−3000、メトラー社製、商品名)
を用いて測定した場合、約5.1〜9.8kJ/(kg
・℃)の範囲の値となり、また、固液相間の転移におけ
る潜熱は、示差走査熱量計(SEIKO−SSC/52
00H、セイコーインスツルメント社製、商品名)を用
いて測定した場合、約199.9〜319.2J/gの
範囲の値となるため、極めて高い数値の比熱、潜熱を有
する蓄冷剤が得られる。
1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナトリウム及び水
の割合は、所望の凍結(固化)温度帯となるように、適
宜調節すればよいが、それらの総重量に対して、1、6
−ヘキサンジオールが98〜8重量%、安息香酸ナトリ
ウムが0.5〜3重量%、水が1.5〜89重量%の範
囲とすると、本発明の効果を得る点において好適であ
る。すなわち、本発明を構成する各成分が上記割合にあ
る場合、得られる蓄冷剤の比熱は、示差走査熱量計(D
SC−30,TA−3000、メトラー社製、商品名)
を用いて測定した場合、約5.1〜9.8kJ/(kg
・℃)の範囲の値となり、また、固液相間の転移におけ
る潜熱は、示差走査熱量計(SEIKO−SSC/52
00H、セイコーインスツルメント社製、商品名)を用
いて測定した場合、約199.9〜319.2J/gの
範囲の値となるため、極めて高い数値の比熱、潜熱を有
する蓄冷剤が得られる。
【0006】本発明による蓄冷剤の成分割合のうち、
1、6−ヘキサンジオールと水の配合割合と、得られる
蓄冷剤の固化温度との関係を示したグラフが図1であ
る。本発明の蓄冷剤において、例えば、固化温度を5℃
とするには、1、6−ヘキサンジオールを70重量%、
安息香酸ナトリウムを1〜2重量%、水を29〜28重
量%とし、固化温度を10℃とするには、1、6−ヘキ
サンジオールを80重量%、安息香酸ナトリウムを1〜
2重量%、水を19〜18重量%とすればよい。また、
本発明の蓄冷剤を構成する成分のうち、安息香酸ナトリ
ウムは、0.5〜3重量%の範囲内で適宜添加すること
により、蓄冷剤の固化温度を上昇させ、耐腐食性を促進
させる等の効果を奏する。さらに、本発明の蓄冷剤を構
成する成分のうち、水については、得られる蓄冷剤を長
期間使用する場合は、特に精製水を使用するのがよい。
本発明の蓄冷剤には、上記1、6−ヘキサンジオール、
安息香酸ナトリウム及び水のほかに、安定化剤、防蝕
剤、着色剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で添加
したものも含まれる。
1、6−ヘキサンジオールと水の配合割合と、得られる
蓄冷剤の固化温度との関係を示したグラフが図1であ
る。本発明の蓄冷剤において、例えば、固化温度を5℃
とするには、1、6−ヘキサンジオールを70重量%、
安息香酸ナトリウムを1〜2重量%、水を29〜28重
量%とし、固化温度を10℃とするには、1、6−ヘキ
サンジオールを80重量%、安息香酸ナトリウムを1〜
2重量%、水を19〜18重量%とすればよい。また、
本発明の蓄冷剤を構成する成分のうち、安息香酸ナトリ
ウムは、0.5〜3重量%の範囲内で適宜添加すること
により、蓄冷剤の固化温度を上昇させ、耐腐食性を促進
させる等の効果を奏する。さらに、本発明の蓄冷剤を構
成する成分のうち、水については、得られる蓄冷剤を長
期間使用する場合は、特に精製水を使用するのがよい。
本発明の蓄冷剤には、上記1、6−ヘキサンジオール、
安息香酸ナトリウム及び水のほかに、安定化剤、防蝕
剤、着色剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で添加
したものも含まれる。
【0007】本発明の蓄冷剤は、1、6−ヘキサンジオ
ールと安息香酸ナトリウムと水を混合することによって
製造される。具体的には、例えば、前記した所定の割合
の水に所定の割合の安息香酸ナトリウムを添加、混合し
て、安息香酸ナトリウムが十分に溶解した水溶液を作製
する。次に、この水溶液に所定の割合の液化した1、6
−ヘキサンジオールを添加し、溶存酸素が混入しないよ
うに、適当な回転速度で十分混合する。これにより、本
発明の蓄冷剤が得られる。なお、本発明の蓄冷剤の一成
分である1、6−ヘキサンジオールは、約20℃で固化
した状態であるため、水、安息香酸ナトリウムと1、6
−ヘキサンジオールを撹拌、混合する前に1、6−ヘキ
サンジオールを加熱槽で液化する必要がある。
ールと安息香酸ナトリウムと水を混合することによって
製造される。具体的には、例えば、前記した所定の割合
の水に所定の割合の安息香酸ナトリウムを添加、混合し
て、安息香酸ナトリウムが十分に溶解した水溶液を作製
する。次に、この水溶液に所定の割合の液化した1、6
−ヘキサンジオールを添加し、溶存酸素が混入しないよ
うに、適当な回転速度で十分混合する。これにより、本
発明の蓄冷剤が得られる。なお、本発明の蓄冷剤の一成
分である1、6−ヘキサンジオールは、約20℃で固化
した状態であるため、水、安息香酸ナトリウムと1、6
−ヘキサンジオールを撹拌、混合する前に1、6−ヘキ
サンジオールを加熱槽で液化する必要がある。
【0008】
【実施例】次に、本発明の蓄冷剤について実施例により
具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定
されるものではない。
具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定
されるものではない。
【0009】(実施例1)安息香酸ナトリウムと精製水
を表1に示す組成に混合して安息香酸ナトリウムが十分
に溶解した水溶液を作製した。次に、この水溶液に表1
に示す組成の液化した1、6−ヘキサンジオールを添加
し、溶存酸素が混入しないようにして、十分混合するこ
とにより、凍結温度が+5℃の蓄冷剤(+5℃固化タイ
プ)を作製した。
を表1に示す組成に混合して安息香酸ナトリウムが十分
に溶解した水溶液を作製した。次に、この水溶液に表1
に示す組成の液化した1、6−ヘキサンジオールを添加
し、溶存酸素が混入しないようにして、十分混合するこ
とにより、凍結温度が+5℃の蓄冷剤(+5℃固化タイ
プ)を作製した。
【0010】(実施例2)表1に示すとおり、1、6−
ヘキサンジオールと精製水の配合割合を変えた以外は実
施例1と同様の条件、方法により、凍結温度が+10℃
の蓄冷剤(+10℃固化タイプ)を作製した。
ヘキサンジオールと精製水の配合割合を変えた以外は実
施例1と同様の条件、方法により、凍結温度が+10℃
の蓄冷剤(+10℃固化タイプ)を作製した。
【0011】(実施例3)表1に示すとおり、1、6−
ヘキサンジオールと精製水の配合割合を変えた以外は実
施例1と同様の条件、方法により、凍結温度が+25℃
の蓄冷剤(+25℃固化タイプ)を作製した。
ヘキサンジオールと精製水の配合割合を変えた以外は実
施例1と同様の条件、方法により、凍結温度が+25℃
の蓄冷剤(+25℃固化タイプ)を作製した。
【0012】
【表1】
【0013】(比較例)1、4−ブタンジオール973
gとポリエチレングリコール(ポリエチレングリコール
20000、和光純薬社製、商品名)27gを十分に混
合して、特開平―255943号公報に開示された蓄冷
剤を作製した。
gとポリエチレングリコール(ポリエチレングリコール
20000、和光純薬社製、商品名)27gを十分に混
合して、特開平―255943号公報に開示された蓄冷
剤を作製した。
【0014】(比熱測定)実施例1(+5℃固化タイ
プ)及び実施例2(+10℃固化タイプ)の蓄冷剤につ
いて、示差走査熱量計(DSC−30,TA−300
0、メトラー社製、商品名)を用いて、それぞれの比熱
を測定した。その結果、実施例1の蓄冷剤は、7.43
kJ/(kg・℃)、実施例2の蓄冷剤は、8.21k
J/(kg・℃)であった。
プ)及び実施例2(+10℃固化タイプ)の蓄冷剤につ
いて、示差走査熱量計(DSC−30,TA−300
0、メトラー社製、商品名)を用いて、それぞれの比熱
を測定した。その結果、実施例1の蓄冷剤は、7.43
kJ/(kg・℃)、実施例2の蓄冷剤は、8.21k
J/(kg・℃)であった。
【0015】(潜熱測定)実施例1(+5℃固化タイ
プ)及び実施例2(+10℃固化タイプ)の蓄冷剤につ
いて、示差走査熱量計(SEIKO−SSC/5200
H、セイコーインスツルメント社製、商品名)を用い
て、それぞれの固液相間の転移における潜熱を測定し
た。その結果、実施例1の蓄冷剤は、227.6J/
g、実施例2の蓄冷剤は、218.4J/gであった。
プ)及び実施例2(+10℃固化タイプ)の蓄冷剤につ
いて、示差走査熱量計(SEIKO−SSC/5200
H、セイコーインスツルメント社製、商品名)を用い
て、それぞれの固液相間の転移における潜熱を測定し
た。その結果、実施例1の蓄冷剤は、227.6J/
g、実施例2の蓄冷剤は、218.4J/gであった。
【0016】(蓄冷持続時間試験)肉厚2cmの密閉式
発泡スチロール箱(内のり寸法:横22cm×縦60c
m×奥行18cm)に180ml入り牛乳瓶2本を入
れ、熱電灯温度計のセンサーを牛乳の中に挿入し、測定
器を密閉式発泡スチロール箱の外に設置した。そして、
前記密閉式発泡スチロール箱内に実施例1あるいは実施
例2の蓄冷剤及び比較例の蓄冷剤を各々400ml入
れ、牛乳の温度を経時的に測定して、別々に蓄冷持続時
間実験を行った。このときの時間経過と牛乳の温度との
関係を図2に示す。図2からわかるように、本発明の実
施例では、保冷後5〜8時間の間、それぞれ一定の温度
を示すが、比較例の蓄冷剤では、保冷後4時間までは温
度が減少し、その後は温度が上昇している。
発泡スチロール箱(内のり寸法:横22cm×縦60c
m×奥行18cm)に180ml入り牛乳瓶2本を入
れ、熱電灯温度計のセンサーを牛乳の中に挿入し、測定
器を密閉式発泡スチロール箱の外に設置した。そして、
前記密閉式発泡スチロール箱内に実施例1あるいは実施
例2の蓄冷剤及び比較例の蓄冷剤を各々400ml入
れ、牛乳の温度を経時的に測定して、別々に蓄冷持続時
間実験を行った。このときの時間経過と牛乳の温度との
関係を図2に示す。図2からわかるように、本発明の実
施例では、保冷後5〜8時間の間、それぞれ一定の温度
を示すが、比較例の蓄冷剤では、保冷後4時間までは温
度が減少し、その後は温度が上昇している。
【0017】(温度降下・上昇試験)実施例1〜3の各
蓄冷剤100mlを50℃に加熱した後、各蓄冷剤を0
℃の環境に放置することにより、各蓄冷剤の温度の変化
(降下)と時間の経過を測定し、その結果を図3(実施
例1)、図4(実施例2)、図5(実施例3)にそれぞ
れ示した。図3〜図5より、各蓄冷剤の所定の凍結温度
(+5、+10、+25℃)まで達する時間は、123
9〜455秒で、凍結温度が高いほど、その時間は短い
ことがわかる。また、実施例1〜3の各蓄冷剤100m
lを0℃付近にまで冷却して固化した後、各蓄冷剤を1
00℃の環境に放置することにより、各蓄冷剤の温度の
変化(上昇)と時間の経過を測定し、その結果を図6
(実施例1)、図7(実施例2)、図8(実施例3)に
それぞれ示した。図6〜図8より、各蓄冷剤の所定の凍
結温度(+5、+10、+25℃)が保持できる時間は
75〜603秒で、凍結温度が高いほど、その保持時間
は長いことがわかる。
蓄冷剤100mlを50℃に加熱した後、各蓄冷剤を0
℃の環境に放置することにより、各蓄冷剤の温度の変化
(降下)と時間の経過を測定し、その結果を図3(実施
例1)、図4(実施例2)、図5(実施例3)にそれぞ
れ示した。図3〜図5より、各蓄冷剤の所定の凍結温度
(+5、+10、+25℃)まで達する時間は、123
9〜455秒で、凍結温度が高いほど、その時間は短い
ことがわかる。また、実施例1〜3の各蓄冷剤100m
lを0℃付近にまで冷却して固化した後、各蓄冷剤を1
00℃の環境に放置することにより、各蓄冷剤の温度の
変化(上昇)と時間の経過を測定し、その結果を図6
(実施例1)、図7(実施例2)、図8(実施例3)に
それぞれ示した。図6〜図8より、各蓄冷剤の所定の凍
結温度(+5、+10、+25℃)が保持できる時間は
75〜603秒で、凍結温度が高いほど、その保持時間
は長いことがわかる。
【0018】
【発明の効果】本発明の蓄冷剤は、比熱、潜熱が高く、
製造コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範
囲に凍結温度帯をもち、保冷時間が長く、環境汚染の心
配がない等の種々の効果を奏するものである。以上のよ
うに、本発明の蓄冷剤は、空調用の冷媒、携帯用保冷
剤、食品の鮮度保持剤等として有用であり、特にエコア
イス型空調をはじめとする蓄熱分野で使用するのに適し
ている。
製造コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範
囲に凍結温度帯をもち、保冷時間が長く、環境汚染の心
配がない等の種々の効果を奏するものである。以上のよ
うに、本発明の蓄冷剤は、空調用の冷媒、携帯用保冷
剤、食品の鮮度保持剤等として有用であり、特にエコア
イス型空調をはじめとする蓄熱分野で使用するのに適し
ている。
【図1】1、6−ヘキサンジオールと水の配合割合と、
得られる蓄冷剤の固化温度との関係を示したグラフであ
る。
得られる蓄冷剤の固化温度との関係を示したグラフであ
る。
【図2】実施例1、実施例2、及び比較例の蓄冷剤の蓄
冷持続時間を示すグラフである。
冷持続時間を示すグラフである。
【図3】実施例1の蓄冷剤の温度変化(降下)と時間の
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
【図4】実施例2の蓄冷剤の温度変化(降下)と時間の
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
【図5】実施例3の蓄冷剤の温度変化(降下)と時間の
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
【図6】実施例1の蓄冷剤の温度変化(上昇)と時間の
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
【図7】実施例2の蓄冷剤の温度変化(上昇)と時間の
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
【図8】実施例3の蓄冷剤の温度変化(上昇)と時間の
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F28F 23/00 CAPLUS(STN)
Claims (2)
- 【請求項1】 1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナ
トリウム及び水を含むことを特徴とする蓄冷剤。 - 【請求項2】 1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナ
トリウム及び水の割合が、それらの総重量に対して、そ
れぞれ98〜8重量%、0.5〜3重量%、1.5〜8
9重量%の範囲にある請求項1記載の蓄冷剤。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000029258A JP3307622B2 (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 蓄冷剤 |
| US09/541,628 US6146546A (en) | 2000-02-07 | 2000-04-03 | Freezable coolant composition |
| EP00107343A EP1123960A3 (en) | 2000-02-07 | 2000-04-05 | Freezable coolant composition |
| CA002306247A CA2306247A1 (en) | 2000-02-07 | 2000-04-19 | Freezable coolant composition |
| KR1020000020866A KR20010077814A (ko) | 2000-02-07 | 2000-04-20 | 동결 가능한 냉각제 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000029258A JP3307622B2 (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 蓄冷剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001220575A JP2001220575A (ja) | 2001-08-14 |
| JP3307622B2 true JP3307622B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=18554545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000029258A Expired - Fee Related JP3307622B2 (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 蓄冷剤 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6146546A (ja) |
| EP (1) | EP1123960A3 (ja) |
| JP (1) | JP3307622B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010077814A (ja) |
| CA (1) | CA2306247A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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