(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-26
(54)【発明の名称】有機熱伝達システム、方法、及び流体
(51)【国際特許分類】
C09K 5/10 20060101AFI20240719BHJP
【FI】
C09K5/10 E ZHV
C09K5/10 F
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2024504801
(86)(22)【出願日】2022-07-26
(85)【翻訳文提出日】2024-01-25
(86)【国際出願番号】 US2022038267
(87)【国際公開番号】W WO2023009472
(87)【国際公開日】2023-02-02
(32)【優先日】2021-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591131338
【氏名又は名称】ザ ルブリゾル コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】THE LUBRIZOL CORPORATION
【住所又は居所原語表記】29400 Lakeland Boulevard, Wickliffe, Ohio 44092, United States of America
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】アブラハム, ウィリアム ディー.
(72)【発明者】
【氏名】アギラル, アニル
(72)【発明者】
【氏名】ジェイン, ダグラス ティー.
(72)【発明者】
【氏名】パシュコフスキー, ユージーン
(72)【発明者】
【氏名】ショート, エイミー エル.
(72)【発明者】
【氏名】サマット, アレクサンダー
(72)【発明者】
【氏名】リッチェンデルファー, アンドリュー ジェイ.
(57)【要約】
開示される技術は、熱伝達流体、及び熱伝達流体システム、及び熱伝達流体を用いる熱伝達方法に関する。特に、本技術は、低い電気伝導性、低い可燃性、及び低い凍結点を有する熱伝達流体に関し、その熱伝達流体は、熱伝達システム、例えば、電気車両又はコンピュータ電子機器の電力システムを冷却するための熱伝達システムにおいて優れたピーク温度低下を提供する。開示される技術は、炭化水素(場合によってはイソパラフィン系)油及び酸素化物を含む組成物に電気部品を直接接触させるか又は浸漬させ、電気部品を動作させることによって、電気部品を冷却する方法を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭化水素油と酸素化物との混合物を含む、熱伝達流体。
【請求項2】
前記炭化水素油が、環式構造を、実質的に含まないか、又は含まない、請求項1に記載の熱伝達流体。
【請求項3】
前記炭化水素油が、8~50個の炭素原子を有する少なくとも1つの飽和炭化水素化合物を含有するイソパラフィン系油を含む、請求項1又は2に記載の熱伝達流体。
【請求項4】
前記少なくとも1つの飽和炭化水素化合物が、少なくとも10個の炭素原子及び少なくとも1つのヒドロカルビル分岐を含有し、かつ24個以下の炭素原子の単一の連続炭素鎖を有する、請求項3に記載の熱伝達流体。
【請求項5】
前記少なくとも1つの飽和炭化水素化合物が、140g/mol~550g/molの分子量を有する分岐非環式化合物を含む、請求項3に記載の熱伝達流体。
【請求項6】
1~45重量%の前記酸素化物を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項7】
1~20重量%の前記酸素化物を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項8】
酸素化物剤が、有機酸素化物を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項9】
前記酸素化物が、アルコール、エステル、エーテル、ポリエーテル、又はこれらの混合物を含む、請求項8に記載の熱伝達流体。
【請求項10】
ASTM D445_100に従って測定したときに、0.7~7.0cStの100℃で測定された動粘度を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項11】
ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも50℃の引火点を有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項12】
ASTM D5985に従って測定したときに、少なくとも-5℃の流動点を有する、請求項1~11のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項13】
ASTM D924に従って測定したときに、5.0以下の誘電定数を有する、請求項1~12のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項14】
熱伝達添加剤を更に含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項15】
金属及び非金属粒子又はこれらの組み合わせを更に含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の熱伝達流体。
【請求項16】
電気部品を冷却する方法であって、請求項1~15のいずれか一項に記載の熱伝達流体を含む槽中に前記電気部品を浸漬することと、前記電気部品を動作させることと、を含む、方法。
【請求項17】
電気部品が、電池を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
電池が、電気車両を動作させる、請求項16に記載の方法。
【請求項19】
電気部品が、航空機電子機器、コンピュータ電子機器、インバータ、DC-DCコンバータ、AC-DCコンバータ、充電器、インバータ、電気モータ、及び電気モータコントローラ、のうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項20】
請求項15~18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記電気部品が、コンピュータ電子機器を含む、請求項16に記載の方法。
【請求項22】
槽内に位置した電池パックを含む電気車両のための浸漬冷却システムであって、前記槽が、請求項1~14のいずれか一項に記載の熱伝達流体を含む熱伝達流体リザーバと流体連通している、浸漬冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
開示される技術は、熱伝達流体、及び熱伝達流体システム、及び熱伝達流体を用いる熱伝達方法に関する。特に、本技術は、低い電気伝導性、低い可燃性、及び低い凍結点を有する熱伝達流体に関し、その熱伝達流体は、熱伝達システム、例えば、電気車両又はコンピュータ電子機器の電力システムを冷却するための熱伝達システムにおいて優れたピーク温度低下を提供する。
【0002】
電源の動作は、熱を発生させる。電源と連通する熱伝達システムは、発生した熱を調節し、電源が最適温度で動作することを確実にする。熱伝達システムは、一般に、電源からの熱の吸収及び放散を容易にする熱伝達流体を含む。一般に水及びグリコールからなる従来の水性熱伝達流体は、凍結する傾向がある。従来の熱伝達流体はまた、多くの場合3000マイクロジーメンス/センチメートル(μS/cm)以上の範囲の極めて高い伝導性を示し得る。この高い伝導性は、金属部品の腐食を促進することによって熱伝達システムに悪影響を及ぼし、また、熱伝達システムが電流にさらされる電源の場合、例えば、燃料電池、コンピュータ電子機器などにおいて、高い伝導性は、電流の短絡及び電気ショックにつながる可能性がある。
【0003】
電池パックは、高レベルの安全性及び安定性を提供するように設計されているが、電池パックの一部分が、局所的な熱状態を経験してかなりの熱を発生させる状況が生じ得る。温度が十分に高く持続されると、局所的な熱状態が、暴走熱状態に変化して電池パックの広い範囲に影響を及ぼす可能性があり、場合によっては、ある特定の状況下では電池パック全体に影響を及ぼす場合がある。
【0004】
現在の電池パック設計は、筐体全体にわたって冷却剤を送る一体化かつ絶縁された冷却システムを含む。正常に機能している場合、冷却システムからの冷却剤は、内部で保護された電位と接触しない。時には漏れが生じ、冷却剤が筐体の意図しない部分に入ることがある。冷却剤が電気伝導性である場合、冷却剤は、比較的大きな電位差を有する端子をブリッジする可能性がある。このブリッジングは、冷却剤が電気分解される電気分解プロセスを開始する可能性があり、十分なエネルギーが電気分解に伝導されると、冷却剤が沸騰し始める。この沸騰は、上で説明される暴走熱状態につながり得る局所的な熱状態を作り出す可能性がある。機器の支保工もまた、これらのシステムに関連する共通の問題である。
【0005】
低い電気伝導性及び凍結点を有する安価な熱伝達流体を用いる熱伝達システム及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
したがって、開示される技術は、電気部品を熱伝達流体に浸漬させながら動作させることによって、電気部品を冷却する際の安全性の問題、並びに、とりわけ、より高速な充電及び増加するコンピューティング電力出力の問題を解決する。
【0007】
本方法及び/又はシステムは、電池システム、例えば、電気車両における電池システムからの熱の伝達、又はコンピュータ電子機器からの熱の伝達において特に有用である。
【0008】
しかしながら、本方法及び/又はシステムはまた、例えば、航空機電子機器、他のコンピュータ電子機器、インバータ、DC-DCコンバータ、AC-DCコンバータ、充電器、相変化インバータ、電気モータ、電気モータコントローラ、及びDC-ACインバータなどの、他の電気部品にも用途が見出される。
【発明を実施するための形態】
【0009】
様々な好ましい特徴及び実施形態を、非限定的な例示により以下に説明する。
【0010】
開示される技術は、炭化水素(場合によってはイソパラフィン系)油及び酸素化物を含む組成物に電気部品を直接接触させるか又は浸漬させ、電気部品を動作させることによって、電気部品を冷却する方法を提供する。
【0011】
電気部品は、電力を利用し、かつ電子機器が過熱するのを防止するために放散しなければならない熱エネルギーを発生させる任意の電子機器を含む。例としては、コンピュータ電子機器、例えば、航空機電子機器、コンピュータサーバ、マイクロプロセッサ、無停電電力供給(uninterruptable power supply、UPS)、電力電子機器(例えば、IGBT、SCR、サイリスタ、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、整流器など)、エネルギー貯蔵デバイスなどが挙げられる。更なる例としては、インバータ、DC-DCコンバータ、AC-DCコンバータ、充電器、相変化インバータ、電気モータ、電気モータコントローラ、及びDC-ACインバータが挙げられる。
【0012】
電気部品のいくつかの例が提供されてきたが、熱伝達流体は、任意のアセンブリにおいて、又は任意の電気部品のために用いられて、混合物の電気伝導性及び潜在的可燃性を著しく増加させることなく、低温性能を有する改善された熱伝達流体を提供することができる。
【0013】
本方法及び/又はシステムは、特に、電気自動車、トラック、更には電車又は路面電車のような電化大量輸送車両などの電気車両にある電池システムなどの、電池システムからの熱の伝達に特に有用である。電化輸送における主要な電気部品は、多くの場合、電池モジュールであり、これは、電池モジュールを構成するために互いに対して積層された1つ以上の電池セルを包含し得る。熱は、充電及び放電動作中に各電池セルによって発生され得るか、又は比較的極端な(すなわち、熱い)周囲条件の結果として、電化車両のキーオフ条件中に電池セルに伝達され得る。したがって、電池モジュールは、周囲条件及び/又は動作条件の全範囲にわたって電池モジュールを熱的に管理するための熱伝達システムを含む。実際に、電池モジュールの動作は、電池モジュールの動作中、又は電池モジュールの充電中など、電池モジュールからの電力の使用及び排出中に起こり得る。オルタネータ、レギュレータ、充電ケーブル、及びヒューズを含む充電システムも熱を発生する可能性があり、本方法及び/又はシステムは、充電システムとともに使用することもできる。充電に関しては、熱伝達流体の使用により、電池モジュールを充電して、15分未満の時間内に総電池容量の少なくとも75%まで回復させることができる。
【0014】
同様に、電化輸送における電気部品は、熱伝達流体による冷却を必要とする燃料電池、太陽電池、太陽電池パネル、光起電力電池などを含み得る。このような電化輸送はまた、例えば、ハイブリッド車両におけるような従来の内燃機関を含み得る。
【0015】
電化輸送はまた、電気部品として電気モータを含み得る。電気モータは、例えば、トランスミッション、車軸、及び差動機を動作させるために、車両の駆動系に沿った任意の場所で用いられ得る。このような電気モータは、熱伝達流体を用いる熱伝達システムによって冷却され得る。
【0016】
本方法及び/又はシステムはまた、コンピュータサーバなどのコンピュータ電子機器、及び他のコンピュータ電子機器からの熱の伝達においても特に有用である。
【0017】
本方法及び/又はシステムは、冷却を必要とする電気部品を含有する熱伝達システムを提供することを含むことができる。熱伝達システムは、とりわけ、電気部品が熱伝達流体と直接流体接触することを可能にする様式で電気部品が位置し得る、槽を含む。槽は、熱伝達流体リザーバ及び熱交換器と流体連通する。
【0018】
電気部品は、熱伝達システムの動作とともに動作し得る。熱伝達システムは、例えば、圧送又は自然循環を介して熱伝達システムを通して熱伝達流体を循環させることによって、動作させ得る。
【0019】
例えば、熱伝達システムは、熱伝達流体リザーバから槽へ冷却された熱伝達流体を圧送し、熱交換器を通して槽の外へ加熱された熱伝達流体を圧送し、かつ熱伝達流体リザーバに戻すための手段を含み得る。いくつかの実施形態では、熱伝達システムは、流体流を駆動するために自然循環を用いてもよい。自然循環は、熱入力の結果としての密度変化により、重力によって流動が駆動される流れを含む。このように、電気部品が動作している間、熱伝達システムはまた、電気部品に冷却された熱伝達流体を提供して、電気部品によって発生した熱を吸収し、電気部品によって加熱された熱伝達流体を除去して、熱交換器に送り、冷却して、熱伝達流体リザーバに再循環させるように動作させることができる。
【0020】
誘電定数(比誘電率とも呼ばれる)は、浸漬冷却システムのための熱伝達流体の重要な特徴である。電流漏れを伴う問題を回避するために、電気部品が浸漬される熱伝達流体は、ASTM D924に従って測定したときに、5.0以下の誘電定数を有し得る。熱伝達流体の誘電定数はまた、4.5、4.0、3.0、2.5、又は2.3未満、又は1.9未満であり得る。
【0021】
熱伝達流体はまた、ASTM D445_100に従って測定したときに、少なくとも0.7cSt、又は少なくとも0.9cSt、又は少なくとも1.1cSt、又は0.7~7.0cSt、又は0.9~6.5cSt、又は更に1.1~6.0cStの100℃で測定される動粘度を有し得る。所与の化学族が、所与の出力で圧送される場合、より高い粘度の流体は、典型的には、流れに対するより高い抵抗を考慮すると、熱を除去するのにあまり有効ではない。自然対流システムに対しても同じ現象が生じる。
【0022】
浸漬熱伝達流体は、非常に低い温度で自由に流れる必要がある。一実施形態では、熱伝達流体は、ASTM D5985に従って測定したときに、少なくとも-10℃、又は少なくとも-25℃、又は少なくとも-30℃、又は少なくとも-40℃、又は少なくとも-50℃の流動点を有する。一実施形態では、熱伝達流体は、ASTM D2983に従って測定したときに、-30℃で900cP以下、又は-30℃で500cP以下、又は-30℃で100cP以下の絶対粘度を有する。
【0023】
熱伝達流体は、炭化水素(場合によってはイソパラフィン系)油及び酸素化物を含有する。
【0024】
炭化水素(例えば、イソパラフィン系)油は、ASTM D92及び/又はASTM D93に従って測定したときに、少なくとも50℃、少なくとも60℃、又は少なくとも75℃、又は少なくとも100℃、又は少なくとも150℃、又は少なくとも200℃、又は少なくとも250℃の引火点を有する。
【0025】
炭化水素油[イソパラフィン(又はイソパラフィン系油)を含む]は、非常に低い温度及び高い温度の両方において流動性を提供するのに十分な、少なくとも1つのヒドロカルビル分岐又は少なくとも1つの飽和5員若しくは6員ヒドロカルビル環を含有する飽和炭化水素化合物である。本発明の炭化水素油(イソパラフィン)は、天然油及び合成油、精製油の水素化分解、水素化、及び水素化仕上げから誘導される油、再精製油、又はこれらの混合物を含み得る。炭化水素油としては、イソパラフィン系油(又はイソパラフィン)、すなわち、分岐非環式炭化水素、又はシクロパラフィン系油(又はシクロパラフィン、ナフテン油とも呼ばれる)が挙げられる。
【0026】
合成イソパラフィン油は、分岐炭化水素を生成するための主に線状炭化水素の異性化によって生成され得る。線状炭化水素は、天然源であり得るか、合成的に調製され得るか、又はフィッシャー・トロプシュ反応若しくは類似のプロセスから誘導され得る。イソパラフィンは、水素異性化ワックスから誘導され得、典型的には、水素異性化フィッシャー・トロプシュ炭化水素又はワックスであり得る。一実施形態では、油は、フィッシャー・トロプシュガス液化合成手順、並びに他のガス液化油によって調製され得る。
【0027】
好適なイソパラフィンは、天然の再生可能な供給源から得られ得る。天然(又は生物由来)油は、再生可能な生物学的資源、生物、又は実体から誘導される材料を指し、石油又は同等の原料から誘導される材料とは異なる。炭化水素油の天然源としては、脂肪酸トリグリセリド、加水分解若しくは部分加水分解トリグリセリド、又はエステル交換トリグリセリドエステル、例えば脂肪酸メチルエステル(又はFAME(fatty acid methyl ester))が挙げられる。好適なトリグリセリドとしては、パーム油、大豆油、ヒマワリ油、菜種油、オリーブ油、アマニ油、及び関連材料が挙げられるが、これらに限定されない。他のトリグリセリド源としては、藻類、獣脂、及び動物プランクトンが挙げられるが、これらに限定されない。線状及び分岐炭化水素は、植物油から得られるか、又は抽出され、合成油と同様の方式で水素化精製及び/又は水素異性化されてイソパラフィンを生成し得る。
【0028】
別のクラスのイソパラフィン系油としては、ポリアルファオレフィン(PAO)が挙げられる。ポリオレフィンは、当該技術分野において周知である。一実施形態では、ポリオレフィンは、2~28個の炭素原子を有するオレフィンから誘導可能であり得る(又は誘導され得る)。誘導可能又は誘導されるとは、ポリオレフィンが、記載された数の炭素原子を有する出発重合性オレフィンモノマー又はそれらの混合物から重合されることを意味する。実施形態では、ポリオレフィンは、3~24個の炭素原子を有するオレフィンから誘導可能であり得る(又は誘導され得る)。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは、4~24個の炭素原子を有するオレフィンから誘導可能であり得る(又は誘導され得る)。更なる実施形態では、ポリオレフィンは、5~20個の炭素原子を有するオレフィンから誘導可能であり得る(又は誘導され得る)。なお更なる実施形態では、ポリオレフィンは、6~18の炭素原子を有するオレフィンに由来可能であり得る(又は由来し得る)。また更なる実施形態では、ポリオレフィンは、8~14個の炭素原子を有するオレフィンから誘導可能であり得る(又は誘導され得る)。代替の実施形態では、ポリオレフィンは、8~12個の炭素原子を有するオレフィンから誘導可能であり得る(又は誘導され得る)。
【0029】
多くの場合、重合性オレフィンモノマーは、プロピレン、イソブテン、1-ブテン、イソプレン、1,3-ブタジエン、又はそれらの混合物のうちの1つ以上を含む。有用なポリオレフィンの例は、ポリイソブチレンである。
【0030】
ポリオレフィンはまた、α-オレフィンから誘導可能な(又は誘導された)ポリ-α-オレフィンを含む。α-オレフィンは、線状若しくは分岐又はそれらの混合物であり得る。例としては、モノオレフィン、例えば、プロピレン、1-ブテン、イソブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどが挙げられる。α-オレフィンの他の例としては、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、及びそれらの混合物が挙げられる。有用なα-オレフィンの例は、1-ドデセンである。有用なポリ-α-オレフィンの例は、ポリ-デセンである。
【0031】
ポリオレフィンはまた、オレフィンコポリマー(olefin copolymer、OCP)としても知られる、少なくとも2つの異なるオレフィンのコポリマーであり得る。これらのコポリマーは、好ましくは2~約28個の炭素原子を有するα-オレフィンのコポリマー、好ましくはエチレンと3~約28個の炭素原子を有する少なくとも1つのα-オレフィンとのコポリマー、典型的には式CH2=CHR1のコポリマーであり、式中、R1は、1~26個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキルラジカルである。好ましくは、上記式中のR1は、1~8個の炭素原子のアルキルであり得、より好ましくは、1~2個の炭素原子のアルキルであり得る。好ましくは、オレフィンのポリマーは、エチレン-プロピレンコポリマーである。
【0032】
オレフィンコポリマーがエチレンを含む場合、エチレン含量は、好ましくは20~80重量パーセント、より好ましくは30~70重量パーセントの範囲である。プロピレン及び/又は1-ブテンがエチレンとともにコモノマーとして用いられる場合、このようなコポリマーのエチレン含量は、最も好ましくは45~65パーセントであるが、より高い又はより低いエチレン含量が存在し得る。
【0033】
炭化水素(例えば、イソパラフィン系)油は、エチレン及びそのポリマーを実質的に含まなくてもよい。組成物は、エチレン及びそのポリマーを完全に含まなくてもよい。実質的に含まないとは、組成物が、50ppm未満、又は30ppm未満、又は更に10ppm若しくは5ppm未満、又は更に1ppm未満の所与の材料を含有することを意味する。
【0034】
炭化水素(例えば、イソパラフィン系)油は、プロピレン及びそのポリマーを実質的に含まなくてもよい。炭化水素(例えば、イソパラフィン系)油は、プロピレン及びそのポリマーを完全に含まなくてもよい。前述のオレフィンモノマーから調製されるポリオレフィンポリマーは、140~5000の数平均分子量を有することができる。前述のオレフィンモノマーから調製されるポリオレフィンポリマーはまた、200~4750の数平均分子量を有し得る。前述のオレフィンモノマーから調製されるポリオレフィンポリマーはまた、250~4500の数平均分子量を有し得る。前述のオレフィンモノマーから調製されるポリオレフィンポリマーはまた、500~4500の数平均分子量を有し得る。上述したオレフィンモノマーから調製されるポリオレフィンポリマーはまた、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、750~4000の数平均分子量を有することもできる。
【0035】
イソパラフィン油は、8個の炭素原子~最大50個の炭素原子を含有し、かつ少なくとも1個の炭素原子を含有する少なくとも1つのヒドロカルビル分岐を有する、飽和炭化水素化合物とすることができる。一実施形態では、飽和炭化水素化合物は、少なくとも10個又は少なくとも12個の炭素原子を有することができる。一実施形態では、飽和炭化水素化合物は、14~34個の炭素原子を含有し得るが、但し、炭素原子の最長連続鎖は、24個以下の長さの炭素である。
【0036】
実施形態では、イソパラフィン油は、炭素24個以下の長さの炭素原子の最長連続鎖を有する。
【0037】
実施形態では、飽和炭化水素化合物は、サイズ排除クロマトグラフィ(size exclusion chromatography、SEC)(SECはゲル透過クロマトグラフィ又はGPCとも呼ばれる)、液体クロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ、質量分析、NMR、又はこれらの組み合わせによって測定されたときに、140g/mol~550g/mol、又は160g/mol~480g/molの分子量を有する分岐非環式化合物であり得る。
【0038】
鉱油は、多くの場合、環状構造、すなわち芳香族又はナフテンとも呼ばれるシクロパラフィンを含有する。一実施形態では、イソパラフィンは、環状構造を含まないか、又は実質的に含まない飽和炭化水素化合物を含む。実質的に含まないとは、鉱油中に1モル%未満、又は0.75モル%未満、又は0.5モル%未満、又は更に0.25モル%未満の環状構造が存在することを意味する。いくつかの実施形態では、鉱油は、環状構造を完全に含まない。
【0039】
実施形態では、炭化水素油は、シクロパラフィン系油(シクロパラフィン)であることができる。シクロパラフィンは、鉱油から得ることができる。シクロパラフィンは、少なくとも1つの飽和ヒドロカルビル5又は6員環を含有する。シクロパラフィン系油は、少なくとも29重量パーセントのポリシクロパラフィン、すなわち、2つ以上のエッジ共有環を含有し得る。
【0040】
炭化水素(例えば、イソパラフィン系)油は、熱伝達流体のベース化合物である。したがって、炭化水素(例えば、イソパラフィン系)油は、全ての酸素化物及び他の添加剤を添加した後の組成物の残部を構成する。炭化水素油は、組成物の少なくとも60重量%、少なくとも70重量%、少なくとも80重量%、少なくとも90重量%、又は少なくとも95重量%の量で存在し得る。すなわち、炭化水素油は、60~99重量%、又は更には70~98.5重量%、又は80~98重量%、又は90~97若しくは97.5重量%の量で存在し得る。いくつかの実施形態では、炭化水素油は、80~99重量%、又は更に81~98.5重量%、又は82~98重量%、又は83~97重量%、又は84~97.5重量%の量で存在し得る。
【0041】
酸素化物
組成物は、炭化水素(例えばイソパラフィン系)油と相乗的に作用して、熱伝達の改善、動粘度の低下、低温粘度の低下、又は引火点の上昇をもたらすことができる酸素化物質も含む。
【0042】
本明細書で使用される場合、酸素化物は、それらの成分のうちの1つとして酸素を含有する有機(すなわち、炭素含有、炭化水素としても知られる)化合物を指す。本明細書で使用される場合、酸素化物は、2個の炭素原子毎に、又は3個の炭素原子毎に、又は4個の炭素原子毎に、又は5個の炭素原子毎に、又は更に6個の炭素原子毎にも、少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む。酸素化物はまた、7個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性若しくはプロトン性酸素、又は8個の炭素原子毎に1個の非プロトン性若しくはプロトン性酸素、又は12個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性若しくはプロトン性酸素を有する炭化水素を含む。酸素化物はまた、16個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性若しくはプロトン性酸素、又は20個の炭素原子毎に1個の非プロトン性若しくはプロトン性酸素を有する炭化水素を含む。
【0043】
酸素化物は、例えば、アルコール、エステル油及びエーテル油を含むことができる。酸素化物は、熱伝達流体中に、約1~約45重量%、又は場合によっては約1.5~約40重量%、又は約2~約35重量%で含まれ得る。酸素化物はまた、熱伝達流体中に、約2.5~約30重量%又は約3~約25重量%で含まれ得る。いくつかの実施形態では、酸素化物は、熱伝達流体中に、1~約20重量%、又は場合によっては、約1.5~約19重量%、又は約2~約18重量%で含まれ得る。酸素化物はまた、熱伝達流体中に、約2.5~約17重量%又は3~約16重量%で含まれ得る。
【0044】
熱伝達流体において使用するのに好適なアルコールとしては、一価アルコール、例えば、エタノール、メタノール、プロピレンアルコール誘導体、例えば、n-ブタノール及びtert-ブタノール、並びにイソプロピルアルコールが挙げられ、より高級な分岐アルコールとしては、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール及びこれらの組み合わせの異性体が挙げられる。分岐アルコールの例としては、2-エチルヘキサノール、イソ-オクタノール、イソ-デカノール、及びイソドデカノールが挙げられる。本明細書で使用される場合、アルコールは、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなどのポリオールも包含する。
【0045】
熱伝達流体において酸素化物として使用するのに好適なエーテルとしては、石油化学原料並びに再生可能原料から作製されたものが挙げられる。例としては、メチル三級ブチルエーテル(methyl tertiary butyl ether、MTBE)、三級アミルメチルエーテル(tertiary amyl methyl ether、TAME)、エチル三級ブチルエーテル(ethyl tertiary butyl ether、ETBE)、及び三級アミルエチルエーテル(tertiary amyl ethyl ether、TAEE)が挙げられる。他のエーテルの例としては、tert-ヘキシルメチルエーテル(tert-hexyl methyl ether、THEME)、ジオクチルエーテル及びジイソプロピルエーテルが挙げられる。ポリエーテルはまた、本明細書において「エーテル」という用語でも考えられ、例えば、ジエチレングリコールジブチルエーテルを含む。ポリエチレングリコール(polyethylene glycol、PEG)、ポリプロピレングリコール(polypropylene glycol、PPG)、及びこれらの混合ポリマーを含む、ポリアルキレングリコール(すなわち、ポリアルキレンオキシド)の低分子量オリゴマーも好適であり得る。ポリエーテルとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、n-ブチレンオキシド、又はこれらの混合物の1~20個の繰り返し単位、又は2~10個の繰り返し単位、又は2~5個の繰り返し単位を含有するアルキレンオキシドポリマー及びオリゴマーが挙げられる。好適なポリエーテル化合物としては、5,8,11,14-テトラオキサイコサン、1-(2-(2-ブトキシプロポキシ)プロポキシ)プロパン-2-イルアセテート、2-(2-(2-(ヘキシルオキシ)エトキシ)エトキシ)エチルオレエート、1-((1-((1-ブトキシプロパン-2-イル)オキシ)プロパン-2-イル)オキシ)ブタン、7,10,13,16,19-ペンタオキサヘプタコサン、2-(2-(2-(ヘキシルオキシ)エトキシ)エトキシ)エチル3,5,5-トリメチルヘキサノエート、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【0046】
酸素化物はまた、ポリアルキレングリコールを、脂肪酸と、例えば、カプリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などと反応させることによるポリアルキレングリコールエステルであり得る。
【0047】
場合によっては、酸素化物は、アルコール又はエーテルであってもよく、熱伝達流体中に、約1~約45重量%、又は場合によっては約1.5~約40重量%、又は約2~約35重量%で含まれ得る。アルコール又はエーテル酸素化物はまた、熱伝達流体中に、約2.5~約30重量%又は約3~約25重量%で含まれ得る。
【0048】
熱伝達流体中で酸素化物として使用するのに好適なエステル油としては、例えば、モノカルボン酸と一価アルコールとのエステル;ジオールとモノカルボン酸とのジ-エステル及びジカルボン酸と一価アルコールとのジ-エステル;モノカルボン酸のポリオールエステル、及び一価アルコールとポリカルボン酸とのポリエステル;並びにそれらの混合物が挙げられる。エステルは、大きく2つのカテゴリー、つまり合成及び天然に分類され得る。
【0049】
熱伝達流体において酸素化物として使用するのに好適な合成エステルとしては、モノカルボン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、ネオペンタン酸、2-エチルヘキサン酸)及びジカルボン酸(例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸及びアルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸二量体、リノール酸、アルキルマロン酸、並びにアルケニルマロン酸)と、種々の一価アルコール(例えば、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、イソ-オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、イソデシルアルコール、ドデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、及びプロピレングリコール)のいずれかとのエステルが挙げられ得る。これらのエステルの具体的な例としては、ジブチルアジペート、ジ(2-エチルヘキシル)セバケート、ジ-n-ヘキシルフマレート、ジオクチルセバケート、ジイソオクチルアゼラート、ジイソデシルアゼラート、ジオクチルフタラート、ジデシルフタラート、ジエイコシルセバケート、リノール酸二量体の2-エチルヘキシルジエステル、並びに1モルのセバシン酸を2モルのテトラエチレングリコール及び2モルの2-エチルヘキサン酸と反応させることによって形成された複合エステルが挙げられる。他の合成エステルとしては、C5~C12モノカルボン酸並びにポリオール及びポリオールエーテル、例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、及びトリペンタエリスリトールから作製されるものが挙げられる。エステルはまた、モノカルボン酸と一価アルコールとのモノエステルであり得る。
【0050】
好適なエステルとしては、上記の一価アルコールと組み合わせた、ヒドロキシ置換カルボン酸、例えば、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、及びヒドロキシ脂肪酸(例えば、12-ヒドロキシステアリン酸)のエステルも挙げられる。
【0051】
天然(又は生物由来)エステルは、再生可能な生物学的資源、生物、又は実体から誘導された材料を指し、石油又は同等の原料から誘導された材料とは異なる。熱伝達流体において好適な天然エステルとしては、脂肪酸トリグリセリド、加水分解若しくは部分加水分解トリグリセリド、又はエステル交換トリグリセリドエステル、例えば、脂肪酸メチルエステル(又はFAME)が挙げられる。好適なトリグリセリドとしては、パーム油、大豆油、ヒマワリ油、菜種油、オリーブ油、アマニ油、及び関連材料が挙げられるが、これらに限定されない。他のトリグリセリド源としては、藻類、獣脂、及び動物プランクトンが挙げられるが、これらに限定されない。
【0052】
場合によっては、酸素化物は、エステルであってもよく、熱伝達流体中に、約1~約20重量%、又は場合によっては約1.5~約19重量%、又は約2~約18重量%で含まれ得る。エステル酸素化物はまた、熱伝達流体中に、約2.5~約17重量%、又は3~約16重量%で含まれ得る。
【0053】
熱伝達添加剤
熱伝達流体はまた、熱伝達添加剤を含むことができる。熱伝達添加剤の1つのクラスとしては、例えば、金属及び非金属粒子が挙げられる。本発明の粒子は、一般に分散された固体であり、しばしば1つ以上の安定剤又は界面活性剤の存在下で分散される。本発明の粒子は、しばしば、サイズはサブミクロンであり、ナノ粒子とも呼ばれる。
【0054】
金属ナノ粒子について、金属ナノ粒子の金属としては、アルカリ土類金属、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムを挙げることができる。
【0055】
金属ナノ粒子の金属としては、遷移金属、例えば、スカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、及びカドミウムを挙げることができる。
【0056】
金属ナノ粒子の金属としては、ランタニド系列又はアクチニド系列の金属、例えば、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、トリウム、プロトアクチニウム、及びウラニウム)を挙げることができる。
【0057】
金属ナノ粒子の金属としては、遷移後金属、例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛、ビスマス、及びポロニウムを挙げることができる。
【0058】
金属ナノ粒子の金属としては、メタロイド、例えば、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、及びアンチモンを挙げることができる。
【0059】
ある特定の実施形態では、金属は、アルミニウムを含み得る。実施形態では、金属は、鉄を含み得る。金属はまた、ルテニウムを含み得る。金属は、コバルトを含み得る。金属は、ロジウムを含み得る。金属は、ニッケルを含み得る。金属は、パラジウムを含み得る。金属は、白金を含み得る。金属は、銀を含み得る。金属は、金を含み得る。金属は、セリウムを含み得る。金属は、サマリウムを含み得る。金属は、タングステンを含み得る。
【0060】
金属ナノ粒子は、その純粋な形態で、あるいは酸化物、炭化物、窒化物、又はこれらの材料のいずれかの混合物若しくは材料の組み合わせとして存在することができる。
【0061】
例えば、金属ナノ粒子は、酸化鉄(例えば、Fe2O3、Fe3O4)、酸化コバルト(例えば、CoO)、酸化亜鉛(例えば、ZnO)、酸化セリウム(例えば、CeO2)、及び酸化チタン(例えば、TiO2)であることができる。酸化ホウ素(例えば、B2O3)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。酸化アルミニウム(例えば、Al2O3)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。酸化マグネシウム(例えば、MgO)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。酸化タングステン(例えば、W2O3、WO2、WO3、W2O5)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。
【0062】
金属炭化物金属ナノ粒子の例としては、炭化鉄(例えば、Fe3CH4)、炭化コバルト(例えば、CoC、Co2C、Co3C)、炭化亜鉛(例えば、ZnC)、炭化セリウム(例えば、CeC2)、及び炭化チタン(例えば、TiC)を挙げることができる。炭化ホウ素(例えば、B4C)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。炭化アルミニウム(例えば、Al4C3)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。炭化タングステン(例えば、WC)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。
【0063】
金属窒化物金属ナノ粒子の例としては、窒化鉄(例えば、Fe2N、Fe3N4、Fe4N、Fe7N3、Fe16N2)、窒化コバルト(例えば、Co2N、Co3N、Co4N)、窒化亜鉛(例えば、Zn3N2)、窒化セリウム(例えば、CeN)、及び窒化チタン(例えば、TiN)を挙げることができる。窒化ホウ素(例えば、BN)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。窒化アルミニウム(例えば、AlN)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。窒化タングステン(例えば、WN、W2N、WN2)は、用いられ得る別の金属ナノ粒子である。
【0064】
ナノ粒子はまた、非金属ナノ粒子を含むことができる。そのような非金属ナノ粒子は、酸化物、炭素、炭化物、窒化物、又はこれらの材料のいずれかの混合物若しくは材料の組み合わせの形態で存在することができる。例えば、非金属ナノ粒子は、酸化グラフェン又はダイヤモンドであることができる。
【0065】
ナノ粒子は、1000nm未満のD50粒径を有することができる。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、700nm未満のD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、500nm未満のD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、250nm未満のD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、100nm未満のD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、75nm未満のD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、50nm未満のD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、0.01nm~1000nmのD50粒径を有することができる。ナノ粒子はまた、0.1nm~100nmのD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、1nm~75nmのD50粒径を有することができる。ナノ粒子は、10nm~50nmのD50粒径を有することができる。D50粒径は、ASTM E2490-09(2015)に従って動的光散乱によって測定することができる。
【0066】
ナノ粒子は、1~5000の平均アスペクト比を有することができる。本明細書で使用される場合、「平均アスペクト比」は、ナノ粒子混合物中の粒子の長さの、混合物中の粒子の幅に対する平均比を指す。「平均」という用語は、あらゆる全てのアスペクト比が存在し得るが、集合体全体にわたる平均アスペクト比が開示された範囲内であることを意味することが意図される。平均アスペクト比の長さ及び幅を決定するための測定方法は、両方の測定に同じ測定方法が使用される限り、重要ではない。ナノ粒子はまた、1~2500の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~1000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~500の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~250の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~100の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~50の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~25の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1~10の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、10~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、25~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、50~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、100~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、250~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、500~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、1000~5000の平均アスペクト比を有することができる。ナノ粒子はまた、2500~5000の平均アスペクト比を有することができる。
【0067】
一般に、ナノ粒子は、熱伝達流体の熱伝導性よりも大きい熱伝導性を有するように選択される。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、5W/m-Kより大きい最小熱伝導性を有する粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、10W/m-K以上の熱伝導性を有するナノ粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、30W/m-K以上の熱伝導性を有するナノ粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、250W/m-K以上の熱伝導性を有するナノ粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、500W/m-K以上の熱伝導性を有するナノ粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、1000W/m-K以上の熱伝導性を有するナノ粒子を含むことができる。本明細書で使用される場合、熱伝導性は、ASTM D7896-19によって測定することができる。
【0068】
熱伝達流体は、熱伝達流体の重量に基づいて0.5~30重量%の濃度で少なくとも1つのナノ粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、少なくとも1つのナノ粒子を0.75~25重量%の濃度で含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、少なくとも1つのナノ粒子を1~20重量%の濃度で含むことができる。実施形態では、熱伝達流体は、少なくとも1つのナノ粒子を1.25~15重量%の濃度で含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、少なくとも1つのナノ粒子を1.5~10重量%の濃度で含むことができる。
【0069】
しかしながら、ナノ粒子を投入する場合、熱伝達流体の誘電定数の制約を超えないように注意すべきである。一般に、これは、純金属の形態のナノ粒子などのより電気伝導性のナノ粒子が一般に10重量%以上などの高レベルで用いられる場合を除いて、問題ではない。懸念がある場合には、熱伝達流体を配合し、分散体の誘電定数を試験することができる。
【0070】
ナノ粒子は、しばしば、当業者には容易に明らかであるように、ナノ粒子と会合し、ナノ粒子を熱伝達流体中に分散した状態に保つのに好適な界面活性剤とともに投入される。界面活性剤には、現在知られているか、又は今後作り出される任意の界面活性剤又は分散剤が含まれ得る。
【0071】
性能添加剤
熱伝達流体はまた、例えば、高分子量ポリマーなどのレオロジー改質剤を含み得る。一実施形態では、ポリマーは、少なくとも1つのメタロセン(例えば、シクロペンタジエニル-遷移金属化合物)及びアルモキサン化合物を含む触媒系の存在下で、アルファ-オレフィンモノマー、又はアルファ-オレフィンモノマーの混合物、又はエチレン及び少なくとも1つのC3~C28アルファ-オレフィンモノマーを含む混合物を重合することによって調製され得る。
【0072】
オレフィンポリマー種の好適なポリマーとしては、エチレンプロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-アルファオレフィンターポリマー、エチレン-アルファオレフィンコポリマー、非共役ジエンを更に含有するエチレンプロピレンコポリマー、及びイソブチレン/共役ジエンコポリマーが挙げられ、これらの各々は、その後、グラフト化カルボキシル官能基とともに供給され得る。
【0073】
エチレン-プロピレン又は高級αモノオレフィンコポリマーは、15~80モル%のエチレン及び20~85モル%のプロピレン又は高級モノオレフィンからなり得、いくつかの実施形態では、モル比は、30~80モル%のエチレン及び20~70モル%の少なくとも1つのC3~C10αモノオレフィン、例えば、50~80モル%のエチレン及び20~50モル%のプロピレンである。前述のポリマーのターポリマー変形は、15モル%までの非共役ジエン又はトリエンを含有し得る。
【0074】
これらの実施形態では、エチレンコポリマー又はターポリマーなどのポリマー基材は、油溶性の実質的に線状のゴム状材料であり得る。また、特定の実施形態において、ポリマーは、実質的に線状以外の形態であり得、すなわち、分岐ポリマー又は星型ポリマーであり得る。ポリマーはまた、ジブロック及びより高次のブロックを含み、テーパー状ブロック及び種々の他の構造を含む、ランダムコポリマー又はブロックコポリマーであり得る。これらのタイプのポリマー構造は、当該技術分野で既知であり、それらの調製は、当業者の能力の範囲内である。
【0075】
本開示の技術のポリマーは、典型的には、2,000~500,000、10,000~300,000、50,000~250,000、又は9,000~55,000、又は11,000~52,000、又は40,000~50,000であることができる数平均分子量(ゲル透過クロマトグラフィによる、ポリスチレン標準)を有し得る。
【0076】
別の有用なクラスのポリマーは、例えば、イソブテン又はスチレンのカチオン重合によって調製されるポリマーによって構成されるものである。このクラスからの一般的なポリマーとしては、三塩化アルミニウム又は三フッ化ホウ素などのルイス酸触媒の存在下で、35~75質量%のブテン含量及び30~60質量%のイソブテン含量を有するC4精製流の重合によって得られるポリイソブテンが挙げられ、三塩化アルミニウムが好適である。ポリ-n-ブテンを製造するのに好適なモノマー源は、ラフィネートIIなどの石油供給流である。これらの供給原料は、米国特許第4,952,739号などの当該技術分野において開示されている。ポリイソブチレンは、ブテン流からカチオン重合(例えば、AlCl3又はBF3触媒を使用する)によって容易に入手可能であるため、本発明に好適なポリマーである。
【0077】
ポリイソブチレンは、ハロゲン化ホウ素、特に三フッ化ホウ素を用いたカチオン重合によって調製できることが既知である(欧州特許出願公開第206756号、米国特許第4,316,973号、英国特許第525542号及び英国特許第828367号)。イソブチレンの重合は、1,000,000よりはるかに高い数平均分子量(Mn)を有するポリイソブチレンを得ることができるように制御することができる。
【0078】
一実施形態では、オレフィンポリマーは、4個以上の炭素原子を有するオレフィンのコポリマーである。一実施形態では、オレフィンポリマー(ポリオレフィン)は、4個以上の炭素原子を有する少なくとも1つのオレフィンモノマーから誘導される50~100重量%の単位を含む。典型的な実施形態では、オレフィンは、ブテン、イソブチレン(若しくはイソブテン)、ブタジエン、イソプレン、又はこれらの組み合わせなどの不飽和脂肪族炭化水素であり得る。
【0079】
本発明のポリオレフィンポリマーは、20,000~10,000,000、100,000~1,500,000、又は200,000~1,000,000の数平均分子量(ゲル透過クロマトグラフィ、ポリスチレン標準による)を有し得る。他の実施形態では、オレフィンポリマーは、少なくとも50,000、少なくとも100,000、又は少なくとも250,000から850,000、600,000、若しくは500,000までの数平均分子量を有するポリイソブチレンである。特定の範囲としては、250,000~750,000又は250,000~500,000が挙げられる。
【0080】
ポリマーは、熱伝達流体中に、重量基準で、0.001~1%、又は0.003~0.8%、又は0.005~0.5%、又は0.01~0.1%、又は0.02%~0.05%、例えば、0.003%~0.1%、又は更に0.003%~0.01%で存在することができる。別の実施形態では、ポリマー添加剤成分は、熱伝達流体中に、500ppm(100万分の1)以下、又は300ppm以下、又は100ppm以下、又は10ppm~50ppm、又は更に20~40ppmの濃度で存在することができる。熱伝達流体中のポリマーの濃度は、オイルを含まない基準で測定される。
【0081】
他の従来の添加剤、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、フルオロエラストマーシール再生剤、潤滑添加剤、流動性向上剤、又はこれらの任意の組み合わせも存在し得る。補助添加剤は、組成物の0.01~2重量%、又は0.025~2重量%、又は0.03~1重量%、又は0.035~0.5重量%の量で存在し得る。
【0082】
本明細書に開示される組成物の様々な実施形態は、1つ以上の追加の性能添加剤を任意選択的に含み得る。これらの追加の性能添加剤は、1つ以上の難燃剤、煙抑制剤、酸化防止剤、燃焼抑制剤、金属不活性化剤、流動添加剤、腐食抑制剤、発泡抑制剤、解乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤、及びそれらの任意の組み合わせ又は混合物を含み得る。典型的には、完全に配合された熱伝達流体は、これらの性能添加剤のうちの1つ以上を含有し得、多くの場合、複数の性能添加剤のパッケージを含有し得る。一実施形態では、1つ以上の追加の添加剤は、0.01重量パーセント~3重量パーセント、又は0.05重量パーセント~1.5重量パーセント、又は0.1重量パーセント~1.0重量パーセントで存在し得る。
【0083】
本明細書に開示される熱管理システムは、電池の急速充電を可能にする速度で熱を除去し得る。高速充電の目標としては、120~1000kWが挙げられる。電池の充電及び放電中に発生する熱は、10kwを超える熱をパック内に発生させる可能性がある。
【0084】
流体によって捕捉された熱は、建物又は自動車の内装の加熱などの他の機能的用途に再捕捉及び再利用され得る。
【0085】
本明細書で使用される場合、「ヒドロカルビル」という用語は、当業者に周知であるその通常の意味で使用される。具体的には、分子の残りの部分に直接結合した炭素原子を有し、主に炭化水素特性を有する基を指す。ヒドロカルビル基の例としては、
【0086】
炭化水素置換基、すなわち、脂肪族(例えば、アルキル又はアルケニル)、脂環式(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)置換基、並びに芳香族、脂肪族、及び脂環式置換芳香族置換基だけでなく、環が分子の別の部分を介して完成される(例えば、2つの置換基が一緒になって環を形成する)環状置換基;
【0087】
置換炭化水素置換基、すなわち、本発明の文脈において、置換基の主に炭化水素の性質を変化させない非炭化水素基を含有する置換基(例えば、ハロ(特にクロロ及びフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、及びスルホキシ);
【0088】
ヘテロ置換基、すなわち、本発明の文脈において、主に炭化水素特性を有するが、そうでなければ炭素原子から構成された環又は鎖中に炭素以外を含有し、かつピリジル、フリル、チエニル、及びイミダゾリルとして置換基を包含する置換基が挙げられる。ヘテロ原子としては、硫黄、酸素、及び窒素が挙げられる。一般に、ヒドロカルビル基中の10個の炭素原子毎に2個以下、又は1個以下の非炭化水素置換基が存在し、代替的に、ヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基が存在しない場合がある。
【0089】
上で説明される材料のうちのいくつかは、最終配合物中で相互作用し得るため、最終配合物の成分は、最初に添加されたものとは異なり得ることが既知である。例えば、(例えば洗浄剤の)金属イオンは、他の分子の他の酸性部位又はアニオン性部位に移動することができる。それによって形成される生成物は、その意図された用途において本発明の組成物を用いる際に形成される生成物を含めて、容易に説明することができない場合がある。それにもかかわらず、全てのそのような修飾及び反応生成物は、本発明の範囲内に含まれる。本発明は、上で説明される混合することによって調製される組成物を包含する。
【0090】
本発明は、動作中に電気部品を冷却するのに有用であり、以下の実施例を参照することにより、より良く理解することができる。
【実施例】
【0091】
酸素化物と組み合わせて炭化水素油を利用する一連の油混和性流体を、熱エネルギーを分散及び伝導する能力について評価した。炭化水素流体は、単純なイソパラフィン系炭化水素(IH)から、ポリアルファオレフィン(PAO)及びシクロパラフィン系油(CP)までの範囲である。炭化水素油を、以下(表1)にまとめる。
【表1】
1.ASTM D445_40に従って実行した。
2.ASTM D92に従って実行した。
3.ASTM D97に従って実行した。
【0092】
エステル、エーテル、ポリエーテル、及びヒドロカルビルアルコールを含む種々の様々な酸素化物を評価した。酸素化物を、以下(表2)にまとめる。
【表2】
1.ASTM D445_25に従って実行した。
2.ASTM D445_40に従って実行する
3.ASTM D854に従って実行した。
4.ASTM D5950又はD97に従って実行した。
5.ASTM D92に従って実行した。
6.1-(2-(2-ブトキシプロポキシ)プロポキシ)プロパン-2-イルアセテート
7.5,8,11,14-テトラオキサイコサン
8.2-(2-(2-(ヘキシルオキシ)エトキシ)エトキシ)エチル3,5,5-トリメチルヘキサノエート
9.7,10,13,16,19-ペンタオキサヘプタコサン
10.1-((1-((1-ブトキシプロパン-2-イル)オキシ)プロパン-2-イル)オキシ)ブタン
11.2-(2-(2-(ヘキシルオキシ)エトキシ)エトキシ)エチルオレエート
【0093】
完全に配合された流体は、炭化水素油、酸素化物、及び任意選択で他の性能添加剤から調製した。評価のための配合物を、以下にまとめる(表3)。
【表3】
1.ベース流体濃度は、100%処理に正規化される。添加剤濃度は、流体組成物に対するトップトリート(top treat)である。
2.発泡抑制、潤滑性、界面活性、及び熱特性に実質的に影響を与えない腐食制御を改善するための添加剤を含む。
【0094】
試験
流体混合物を、粘度、電気伝導性、引火点、及び熱を吸収及び分散する能力について評価した。動粘度(ASTM D445による)及び引火点(ASTM D92)に加えて含まれた試験は、示差走査熱量測定(differential scanning calorimetry、DSC)によって測定した40℃での熱容量、50℃での熱伝導性(ASTM D7896)、及び絶縁耐力(ASTM D1816)。試験を、表4にまとめる。
【表4】
【0095】
結果は、本発明の流体が、例えば、水と比較してごくわずかな伝導率を導入するが、有用な動粘度において、許容可能な熱の除去を提供することを示している。
【0096】
対流熱伝達係数(convective heat transfer coefficient、HTC)を決定するために追加の実施例を調製した(表5)。
【表5】
1.ベース流体濃度は、100%処理に正規化される。添加剤濃度は、流体組成物に対するトップトリートである。
2.発泡抑制、潤滑性、界面活性、及び熱特性に実質的に影響を与えない腐食制御を改善するための添加剤を含む。
【0097】
試料はまた、特定の壁面積(「A
壁」)を有するパイプを通る試料流体の対流熱伝達係数「h」を決定するために試験された。より高い熱伝達係数は、より良好な性能の流体であると考えられる。試験は、一定のポンプ速度(「S」)でパイプを通して試料流体を圧送することを含んでいた。パイプ入口の流体の温度も熱交換器によって設定入口温度に制御され、これらの試験では35℃であった。パイプ壁は、直流電源を用いて一定電力(「P」)で加熱された。壁温度(「T
壁」)は、熱電対を使用して測定された。熱電対は、流体の流れの中に配置され、流体温度(「T
流体」)を測定するために壁温度測定のポイントの近くに同じ場所に配置した。定常状態に達した後、データを収集し、60秒間にわたって平均する。対流熱伝達係数は、式Xで計算される。
【数1】
式Xにおいて、q”は、式Yに従って電源入力並びにパイプの加熱面積から計算される熱流束である。
【数2】
【0098】
式X及びYを用いて、以下の表(表6)の試料流体について熱伝達係数を計算した。
【表6】
【0099】
データが実証しているように、炭化水素ベース流体及び酸素化物の両方を含有する組成物は、一定のポンプ速度で、対流熱伝達係数(h)の有意な増加を示す。
【0100】
上記で言及した文献の各々は、上記に具体的に列挙されているか否かにかかわらず、優先権が主張される任意の先行出願を含めて、参照により本明細書に組み込まれる。任意の文献の言及は、そのような文献が先行技術として適格であること、又は任意の管轄区域における当業者の一般知識を構成することを認めるものではない。実施例を除いて、又は他に明示的に示される場合を除いて、材料の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを特定する本説明における全ての数量は、「約」という語によって修飾されるものとして理解されるべきである。本明細書に記載される量、範囲、及び比の上限及び下限は、独立して組み合わされ得ることが理解されるべきである。同様に、本発明の各要素についての範囲及び量は、他の要素のうちのいずれかについての範囲又は量と一緒に使用することができる。
【0101】
本明細書で使用される場合、「含む(including)」、「含有する」、又は「を特徴とする」と同義である移行用語「含む(comprising)」は、包括的又はオープンエンドであり、追加の列挙されていない要素又は方法工程を除外しない。しかしながら、本明細書における「含む」の各記載において、この用語がまた、代替的な実施形態として、「から本質的になる」及び「からなる」という句を包含することが意図され、ここで、「からなる」は、特定されていない任意の要素又は工程を排除し、「から本質的になる」は、考慮中の組成物又は方法の本質的又は基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない追加の記載されていない要素又は工程の包含を許容する。
【0102】
本発明を例示する目的で、ある特定の代表的な実施形態及び詳細を示したが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができることは、当業者には明らかであろう。これに関して、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【0103】
炭化水素油と酸素化物との混合物を含む、熱伝達流体。
【0104】
熱伝達流体は、環式構造を実質的に含まないか、又は含まない、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、8~50個の炭素原子を有する少なくとも1つの飽和炭化水素化合物を含有するイソパラフィン系油を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、少なくとも10個の炭素原子を有する少なくとも1つの飽和炭化水素化合物を含有するイソパラフィン系油を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、少なくとも12個の炭素原子を有する少なくとも1つの飽和炭化水素化合物を含有するイソパラフィン系油を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、14~34個の炭素原子を有する少なくとも1つの飽和炭化水素化合物を含有するイソパラフィン系油を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、少なくとも1つのヒドロカルビル分岐を有するイソパラフィン系油を含み、かつ24個以下の炭素原子の単一の連続炭素鎖を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。少なくとも1つの飽和炭化水素化合物が、少なくとも10個の炭素原子及び少なくとも1つのヒドロカルビル分岐を含有し、かつ24個以下の炭素原子の単一の連続炭素鎖を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。少なくとも1つの飽和炭化水素化合物が、140g/mol~550g/molの分子量を有する分岐非環式化合物を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。少なくとも1つの飽和炭化水素化合物が、160g/mol~480g/molの分子量を有する分岐非環式化合物を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0105】
熱伝達流体が、天然炭化水素油を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、合成炭化水素油を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。伝達流体が、石油又は同等の原料に由来する炭化水素油を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、天然源に由来する炭化水素油を含む、本質的にそれからなる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、トリグリセリドに由来するイソパラフィン系油を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、140~5000の数平均分子量のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、200~4750の数平均分子量のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、250~4500の数平均分子量のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、500~4500の数平均分子量のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、750~4500の数平均分子量のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準を用いるゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、750~4000の数平均分子量のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C2~C24オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C3~C24オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C4~C24オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C5~C20オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6~C18オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8~C14オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。油性熱伝達流体が、C8~C12オレフィン又はその混合物から重合されたポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、プロピレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、イソブテンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、1-ブテンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、イソプレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、1,3-ブジエンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0106】
熱伝達流体のイソパラフィン系油が、140~5000の数平均分子量を有するポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、200~4500の数平均分子量を有するポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、250~4000の数平均分子量を有するポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、300~3500の数平均分子量を有するポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、350~3000の数平均分子量を有するポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、400~2500の数平均分子量を有するポリイソブチレンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0107】
少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーが、C4~C24α-オレフィン又はその混合物から重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ペンテンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ヘキセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ヘプテンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-オクテンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ノネンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーが、1-デセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーが、1-デセンから重合される、任意の前のパラグラフの任意の文の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ウンデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ドデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-トリデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-テトラデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ペンタデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ヘキサデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ヘプタデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-オクタデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ノナデセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-エイコセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ヘンエイコセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-ドコセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーは、1-トリコセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。少なくとも1つの分岐ポリオレフィンポリマーが、1-テトラコセンから重合される、任意の先行するパラグラフの任意の文に記載の組成物。
【0108】
熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、1000~5000Mnのポリデセンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、1250~4750Mnのポリデセンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、1500~4500Mnのポリデセンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、2000~4250Mnのポリデセンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、ポリスチレン標準でゲル透過クロマトグラフィによって測定したときに、2500~4000Mnのポリデセンポリマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0109】
熱伝達流体のイソパラフィン系油が、先行する文におけるポリマーのいずれかの混合物を含むポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6及びC8α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6及びC10α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油のイソパラフィン系油が、C6及びC12α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6及びC14α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6及びC16α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6、C8及びC10α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6、C8及びC12α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6、C8及びC14α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C6、C8及びC16α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8及びC10α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8及びC12α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8及びC14α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8及びC16α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8、C10及びC12α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8、C10及びC14α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C8、C10及びC16α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C10及びC12α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C10及びC14α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C10及びC16α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C10、C12及びC14α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体のイソパラフィン系油が、C10、C12及びC16α-オレフィンの混合物のポリアルファオレフィンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0110】
酸素化物が、6個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、7個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、8個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、12個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、16個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、20個の炭素原子毎に少なくとも1個の非プロトン性又はプロトン性酸素を有する炭化水素を含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0111】
酸素化物が、アルコールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、エステル油を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、エーテル油を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0112】
酸素化物が、一価アルコールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、エタノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、メタノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、プロピレンアルコール誘導体を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、n-ブタノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、tert-ブタノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、イソプロピルアルコールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ペンタノールの異性体を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体ヘキサノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体ヘプタノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体オクタノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体デカノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体ドデカノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体テトラデカノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、異性体ヘキサデカノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、分岐アルコールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、2-エチルヘキサノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、イソ-オクタノールの異性体を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、イソ-デカノールの異性体を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、イソドデカノールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ポリオールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、プロピレングリコールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、エチレングリコールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、1,4-ブタンジオールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ペンタエリスリトールを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、トリメチールプロパンを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0113】
酸素化物が、メチル第三級ブチルエーテル(MTBE)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、三級アミルメチルエーテル(TAME)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、エチル第三級ブチルエーテル(ETBE)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、三級アミルエチルエーテル(TAEE)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、tert-ヘキシルメチルエーテル(THEME)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジイソプロピルエーテルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ポリエーテルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジエチレングリコールジブチルエーテルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ポリアルキレングリコールの低分子量オリゴマーを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ポリエチレングリコール(PEG)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ポリプロピレングリコール(PPG)を含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0114】
酸素化物が、モノカルボン酸と一価アルコールとのエステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジオールとモノカルボン酸とのジ-エステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジカルボン酸と一価アルコールとのジ-エステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、モノカルボン酸のポリオールエステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、一価アルコールとポリカルボン酸とのポリエステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、モノカルボン酸又はジカルボン酸と一価アルコールとのエステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジブチルアジペートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジ(2-エチルヘキシル)セバケートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジ-n-ヘキシルアジペートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジオクチルセバケートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジイソオクチルアゼラートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジイソデシルアゼラートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジオクチルフタレートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジデシルフタレートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、ジエイコシルセバケートを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、リノール酸二量体の2-エチルヘキシルジエステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、1モルのセバシン酸を2モルのテトラエチレングリコール及び2モルの2-エチルヘキサン酸と反応させることによって形成された複合エステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、C5~C12モノカルボン酸とポリオールとポリオールエーテルとから作製されたエステルを含む、から本質的になる、からなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、一価アルコールとヒドロキシ置換カルボン酸とのエステルを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、脂肪酸トリグリセリドを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、加水分解又は部分加水分解されたトリグリセリドを含む、から本質的になる、からなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、エステル交換トリグリセリドエステルを含む、から本質的になる、からなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、脂肪酸メチルエステル(又はFAME)を含む、本質的にそれからなる、又はそれからなる、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0115】
酸素化物が、約1~約45重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約1.5~約40重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約2~約35重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約2.5~約30重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約3~約25重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、1~約20重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約1.5~約19重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約2~約18重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約2.5~約17重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。酸素化物が、約3~約16重量%で存在する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0116】
ASTM D445_100に従って測定したときに、0.7~7.0cStの100℃で測定された動粘度を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0117】
熱伝達流体が、ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも少なくとも50℃の引火点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも少なくとも93℃の引火点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも少なくとも110℃の引火点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも少なくとも150℃の引火点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも少なくとも200℃の引火点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D56に従って測定したときに、少なくとも少なくとも250℃の引火点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0118】
熱伝達流体が、ASTM D5985に従って測定したときに、少なくとも-5℃の流動点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D5985に従って測定したときに、少なくとも-40℃の流動点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D5985に従って測定したときに、少なくとも-36℃の流動点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D5985に従って測定したときに、少なくとも-20℃の流動点を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0119】
熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、5.0以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、4.5以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、4.0以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、3.0以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、2.5以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、2.3以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。熱伝達流体が、ASTM D924に従って測定したときに、1.9以下の誘電定数を有する、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0120】
熱伝達添加剤を更に含む、任意の先行する文に記載の熱伝達流体。
【0121】
電気部品が、電池を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、電池モジュールを構築するために互いに積み重ねられた複数の電池セルを含む、先行する文に記載の方法及び/又はシステム。電池が、電気車両を動作させる、先行する文に記載の方法及び/又はシステム。電気車両が、電気自動車を含む、それから本質的になる、それからなる、先行する文に記載の方法及び/又はシステム。電気車両が、トラックを含む、それから本質的になる、それからなる、先行する文に記載の方法及び/又はシステム。電気車両が、電化大量輸送車両を含む、それから本質的になる、それからなる、先行する文に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、航空機電子機器を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、コンピュータ電子機器、例えば、コンピュータサーバを含む、それから本質的になる、それからなる、任意の先行するパラグラフに記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、インバータを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、DC-DCコンバータを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、充電器を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、電気モータを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、電気モータコントローラを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、マイクロプロセッサを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、無停電電源装置(UPS)を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、電力電子機器を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、IGBTを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、SCRを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、サイリスタを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、コンデンサを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、ダイオードを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、トランジスタを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、整流器を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、DC-ACインバータを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。方法及び/又はシステムが、充電動作時に電気部品を動作させることを更に含む、任意の先行する文に記載の方法及び/又はシステム。方法及び/又はシステムが、放電動作時に電気部品を動作させることを更に含む、任意の先行する文に記載の方法及び/又はシステム。熱を除去するステップが、極端な周囲条件の結果として電気部品に伝達される熱を除去することを含む、任意の先行する文に記載の方法及び/又はシステム。熱伝達流体が、電池モジュールの充電を、15分未満の時間内に総電池容量の少なくとも75%まで回復させることを可能にする、任意の先行する文に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、燃料電池を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、太陽光電池を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、太陽光パネルを含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気部品が、光電池を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。電気車両が、内燃機関を含む、それから本質的になる、それからなる、前項に記載の方法及び/又はシステム。該電気部品から熱を除去することが、槽内の電気部品を熱伝達流体と直接流体連通させるように位置させることと、熱伝達システムを通して熱伝達流体を循環させることと、を含む、それらから本質的になる、又はそれらからなる、任意の先行する文に記載の方法及び/又はシステム。熱伝達システムの槽が、熱伝達流体リザーバ及び熱交換器と流体連通する、任意の先行する文に記載の方法及び/又はシステム。
【国際調査報告】