СОСТАВ В КАЧЕСТВЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕПЛОВЫХ ТРУБАХ Российский патент 1998 года по МПК F28F23/00 F28D15/02 

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.

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.

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.

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.

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.

Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение предназначено для того, чтобы преодолеть вышеуказанные недостатки традиционных веществ.

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.

Для достижения вышеуказанной цели смесь, представляющая собой теплоноситель, в соответствии с настоящим изобретением включает в себя воду (дистиллированную воду), фосфат и силиконовое масло.

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).

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.

Более того, представленная в настоящем изобретении смесь удобна в обращении, невоспламеняема, не вредна для человеческого организма и дешева.

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.

Пример 1.

Ионосодержащая вода 50% (весовых)
3-фосфат натрия 15%
Силиконовое масло 35%
Итого 100%
Пример 2.

Ионосодержащая вода 40% (весовых)
3-фосфат натрия 20%
Силиконовое масло 40%
Итого 100%
Пример 3.

Ионосодержащая вода 70% (весовых)
3-фосфат натрия 10%
Силиконовое масло 20%
Итого 100%
Пример 4.

Ионосодержащая вода 70% (весовых)
3-фосфат натрия 20%
Силиконовое масло 10%
Итого 100%
Методы изготовления для примеров 1-4 реализовывались следующим образом.

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).

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.

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.

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.

Цвет: белый; фаза: жидкая;, консистенция: неионная; запах: присутствует; pH 7 ± 0,5.

Это изделие перед отправкой упаковывалось в емкости по 20-100 литров.

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.

Помимо этого в соответствии с настоящим изобретением смесь, представляющая собой теплоноситель, имеет большой рабочий температурный диапазон и может использоваться долгое время при стабильных условиях.

Далее необходимо отметить, что смесь невоспламеняема, не приносит вреда человеческому организму, проста в обращении и использовании.

Изобретение относится к теплоносителям для тепловой трубы, применяемой в качестве устройства для рекуперации теплоты от выхлопных газов. Теплоноситель состоит из дистиллированной воды, фосфата и силиконового масла, не вызывает коррозии труб при использовании любого материала для последних, например нержавеющие стали, латунь, бронза, алюминий и другие металлы. Теплоноситель имеет широкий температурный диапазон, может использоваться долгое время в стабильных условиях, невоспламеняем, не приносит вреда человеческому организму, прост в обращении и использовании и дешев. 4 з.п. ф-лы.

1. Состав в качестве теплоносителя для использования в тепловых трубах, отличающийся тем, что он включает в себя воду, фосфат и силиконовое масло. 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что фосфат представляет собой 3-фосфат. 3. Состав по п.2, отличающийся тем, что 3-фосфат представляет собой 3-фосфат натрия. 4. Состав по п.1, отличающийся тем, что силиконовое масло представляет собой водное силиконовое масло. 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.