JPH04285687A - 蓄熱材の過冷却防止方法 - Google Patents
蓄熱材の過冷却防止方法Info
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- JPH04285687A JPH04285687A JP3073818A JP7381891A JPH04285687A JP H04285687 A JPH04285687 A JP H04285687A JP 3073818 A JP3073818 A JP 3073818A JP 7381891 A JP7381891 A JP 7381891A JP H04285687 A JPH04285687 A JP H04285687A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液相から固相への相
変化を利用して熱エネルギーを蓄積する蓄熱材が、前記
相変化が期待される温度を下回っても相変化を誘発しな
い所謂過冷却状態になることを防止するための方法に関
する。
変化を利用して熱エネルギーを蓄積する蓄熱材が、前記
相変化が期待される温度を下回っても相変化を誘発しな
い所謂過冷却状態になることを防止するための方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】潜熱蓄熱技術を実用化させるためには、
蓄熱材の過冷却を抑制することは必要不可欠な条件であ
る。このため、従来においては、例えば特開昭59−1
20676号公報に示されるように、蓄熱材に超音波振
動を与えて液体状態の蓄熱材に結晶核を生成させ、過冷
却状態に移行すること無く蓄熱材を凝固させ、または、
過冷却状態にあっても速やかに凝固を開始させる方法等
が考えられている。
蓄熱材の過冷却を抑制することは必要不可欠な条件であ
る。このため、従来においては、例えば特開昭59−1
20676号公報に示されるように、蓄熱材に超音波振
動を与えて液体状態の蓄熱材に結晶核を生成させ、過冷
却状態に移行すること無く蓄熱材を凝固させ、または、
過冷却状態にあっても速やかに凝固を開始させる方法等
が考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
発振素子は、周波数が一定であれば小さくできるが、異
なる周波数が必要になる時には振動子を取り替えなけれ
ばならない場合があり、また、1つの超音波発振素子で
振動周波数を可変にしようとすると素子自体が極めて大
きくなり、過冷却を防止するための装置を小型にできな
いという不都合があった。また、省エネルギーの見地よ
り、過冷却を防止するために必要な投入エネルギーを極
力小さくすることも重要なポイントである。
発振素子は、周波数が一定であれば小さくできるが、異
なる周波数が必要になる時には振動子を取り替えなけれ
ばならない場合があり、また、1つの超音波発振素子で
振動周波数を可変にしようとすると素子自体が極めて大
きくなり、過冷却を防止するための装置を小型にできな
いという不都合があった。また、省エネルギーの見地よ
り、過冷却を防止するために必要な投入エネルギーを極
力小さくすることも重要なポイントである。
【0004】そこで、この発明においては、上記欠点を
解消し、装置の小型化が図れると共に、投入エネルギー
を小さくすることができる蓄熱材の過冷却防止方法を提
供することを課題としている。
解消し、装置の小型化が図れると共に、投入エネルギー
を小さくすることができる蓄熱材の過冷却防止方法を提
供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかして、この発明の要
旨とするところは、相変化を利用する畜熱材とこの蓄熱
材に対向して配された放電極との間に火花放電を起こし
前記蓄熱材の液相から固相への相変化を誘発させるよう
にしたことにある。
旨とするところは、相変化を利用する畜熱材とこの蓄熱
材に対向して配された放電極との間に火花放電を起こし
前記蓄熱材の液相から固相への相変化を誘発させるよう
にしたことにある。
【0006】
【作用】したがって、蓄熱材に放電する方式であるので
、蓄熱材を収納する容器には、蓄熱材に接触するアース
と、蓄熱材に対して所定の距離をおいて対峙する放電極
とを設けさえすればよく、放電により液相状態の蓄熱材
の表面または内部に刺激を与えれば、結晶核が生成され
て凝固が開始される。
、蓄熱材を収納する容器には、蓄熱材に接触するアース
と、蓄熱材に対して所定の距離をおいて対峙する放電極
とを設けさえすればよく、放電により液相状態の蓄熱材
の表面または内部に刺激を与えれば、結晶核が生成され
て凝固が開始される。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1において、この発明に係る蓄熱材の過冷却
防止装置が示され、該装置は、恒温槽1に相変化が−1
0度前後の例えばエチレングリコール水溶液2を収納し
、この恒温槽1内に前記水溶液2を冷却する冷却用熱交
換器3を侵潰し、この冷却用熱交換器3をこれと配管結
合された冷却源4から送られる冷媒で冷却し、前記水溶
液2を冷却できるようになっている。また、恒温槽1の
下方には、例えば電熱式のヒータ5が設けられ、電源の
投入により恒温槽1を介して水溶液を加熱できるように
なっている。
明する。図1において、この発明に係る蓄熱材の過冷却
防止装置が示され、該装置は、恒温槽1に相変化が−1
0度前後の例えばエチレングリコール水溶液2を収納し
、この恒温槽1内に前記水溶液2を冷却する冷却用熱交
換器3を侵潰し、この冷却用熱交換器3をこれと配管結
合された冷却源4から送られる冷媒で冷却し、前記水溶
液2を冷却できるようになっている。また、恒温槽1の
下方には、例えば電熱式のヒータ5が設けられ、電源の
投入により恒温槽1を介して水溶液を加熱できるように
なっている。
【0008】恒温槽1には、例えば、ポリエチレン等か
らなる有底の蓄熱材収納容器6が、例えば図示しない恒
温槽1の底に設けられた支持台に固定されている。この
蓄熱材収納容器6には、潜熱蓄熱材7として公知の58
度の融点を持つCH3 COONa・3H2 O(酢酸
ナトリウム)が収納されており、蓄熱材収納容器6は、
この酢酸ナトリウムの表面が恒温槽1の水溶液2の液面
より下方になるよう開口部8を水溶液の液面上に突出さ
せた状態で水溶液2に侵潰されている。
らなる有底の蓄熱材収納容器6が、例えば図示しない恒
温槽1の底に設けられた支持台に固定されている。この
蓄熱材収納容器6には、潜熱蓄熱材7として公知の58
度の融点を持つCH3 COONa・3H2 O(酢酸
ナトリウム)が収納されており、蓄熱材収納容器6は、
この酢酸ナトリウムの表面が恒温槽1の水溶液2の液面
より下方になるよう開口部8を水溶液の液面上に突出さ
せた状態で水溶液2に侵潰されている。
【0009】蓄熱材収納容器6には、開口部8に嵌めら
れた蓋体9を介してアース電極10と放電極11が挿入
されている。アース電極10は、蓄熱材7に侵潰される
よう蓄熱材収納容器6の下端近くまで延び、放電極11
は、図2に示されるように、その先端が酢酸ナトリウム
の表面に対して所定の距離Lを隔てて対峙させてある。 電極材としては、いずれの電極もタングステンやステン
レス等の耐腐食性金属が用いられている。そして、放電
極11にはこれに接続される電源(HV)12から高圧
の直流電圧が印加され、放電極11と蓄熱材7との間に
火花放電(コロナ放電)が誘発されるようになっている
。
れた蓋体9を介してアース電極10と放電極11が挿入
されている。アース電極10は、蓄熱材7に侵潰される
よう蓄熱材収納容器6の下端近くまで延び、放電極11
は、図2に示されるように、その先端が酢酸ナトリウム
の表面に対して所定の距離Lを隔てて対峙させてある。 電極材としては、いずれの電極もタングステンやステン
レス等の耐腐食性金属が用いられている。そして、放電
極11にはこれに接続される電源(HV)12から高圧
の直流電圧が印加され、放電極11と蓄熱材7との間に
火花放電(コロナ放電)が誘発されるようになっている
。
【0010】また、蓄熱材収納容器6には、蓄熱材7の
温度を検出する温度計13が、その感温部を蓄熱材7に
侵潰するよう蓋体9を介して挿入固定されている。
温度を検出する温度計13が、その感温部を蓄熱材7に
侵潰するよう蓋体9を介して挿入固定されている。
【0011】上記構成のもとに、本出願人は、先ずヒー
タ5で恒温槽1の水溶液を温め、蓄熱材7が融解してそ
の温度を70度に維持させた後にヒータ5を切り、冷却
用熱交換器3で恒温槽1の水溶液を冷却して45度の過
冷却状態を形成し、この過冷却状態下において放電極1
1に高電圧を印加して過冷却状態の変化を調べた。この
実験においては、酢酸ナトリウムを50g用い、アース
電極10と放電極11を共にステンレス(SU5304
)で構成し、放電極11と蓄熱材7との距離Lを10m
m,印加電圧を10KVとした。
タ5で恒温槽1の水溶液を温め、蓄熱材7が融解してそ
の温度を70度に維持させた後にヒータ5を切り、冷却
用熱交換器3で恒温槽1の水溶液を冷却して45度の過
冷却状態を形成し、この過冷却状態下において放電極1
1に高電圧を印加して過冷却状態の変化を調べた。この
実験においては、酢酸ナトリウムを50g用い、アース
電極10と放電極11を共にステンレス(SU5304
)で構成し、放電極11と蓄熱材7との距離Lを10m
m,印加電圧を10KVとした。
【0012】図3は、上記実験結果を示すもので、過冷
却状態のもとで、高電圧を印加しておよそ8〜9秒程放
電を行うと、今まで液体状態だった酢酸ナトリウムが徐
々に固体に相変化し、放電を止めておよそ10秒後に酢
酸ナトリウム全体が固化し、この蓄熱材7の温度は徐々
に上昇して58度(融点)に至った。即ち、この実験か
ら放電によって蓄熱材7の相変化が誘発されたことは明
らかであり、放電による蓄熱材7への刺激が液相中で結
晶核を生成し、安定状態である固相への相変化を促した
ものと考えられる。
却状態のもとで、高電圧を印加しておよそ8〜9秒程放
電を行うと、今まで液体状態だった酢酸ナトリウムが徐
々に固体に相変化し、放電を止めておよそ10秒後に酢
酸ナトリウム全体が固化し、この蓄熱材7の温度は徐々
に上昇して58度(融点)に至った。即ち、この実験か
ら放電によって蓄熱材7の相変化が誘発されたことは明
らかであり、放電による蓄熱材7への刺激が液相中で結
晶核を生成し、安定状態である固相への相変化を促した
ものと考えられる。
【0013】しかして、過冷却状態が生じた後に、ある
いは過冷却状態が生じる前から蓄熱材7に放電を加えれ
ば、過冷却状態の持続を抑制でき、また過冷却状態を未
然に防止することができるものである。
いは過冷却状態が生じる前から蓄熱材7に放電を加えれ
ば、過冷却状態の持続を抑制でき、また過冷却状態を未
然に防止することができるものである。
【0014】上記実施例においては、蓄熱材7として酢
酸ナトリウムを用いた場合を示したが、他の蓄熱材、例
えばCH3 (CH2 )COOH(ラウリン酸)やC
aCl2 ・6H2 O(塩化カルシウム6水塩)等を
用いてもよく、この場合、蓄熱材の種類に対する制御要
素は、放電極11と蓄熱材7との距離Lが一定であれば
、投入電力量のみに支配される。蓄熱材1g当たりの放
電による投入電力量のおよその目安は、数式1に示され
るようなもので、蓄熱材の相変化は5〜30秒程度の放
電時間で達成される。
酸ナトリウムを用いた場合を示したが、他の蓄熱材、例
えばCH3 (CH2 )COOH(ラウリン酸)やC
aCl2 ・6H2 O(塩化カルシウム6水塩)等を
用いてもよく、この場合、蓄熱材の種類に対する制御要
素は、放電極11と蓄熱材7との距離Lが一定であれば
、投入電力量のみに支配される。蓄熱材1g当たりの放
電による投入電力量のおよその目安は、数式1に示され
るようなもので、蓄熱材の相変化は5〜30秒程度の放
電時間で達成される。
【0015】
【数1】
投入電力量≒0.7〔mA/g〕・V〔KV〕
・・・数式1
・・・数式1
【0016
】ここで、Vは印加電圧を示す。蓄熱材の種類に応じて
印加電圧Vを2〜15KVの範囲で変化させる場合を考
えると、投入電力量は、1.4〜10.5Wとなり、従
来の超音波方式による投入電力量(30〜90W)に比
べて少なくなるものである。なお、図中の35mAは、
蓄熱材の50gに対する電流量(0.7×50)を示す
。
】ここで、Vは印加電圧を示す。蓄熱材の種類に応じて
印加電圧Vを2〜15KVの範囲で変化させる場合を考
えると、投入電力量は、1.4〜10.5Wとなり、従
来の超音波方式による投入電力量(30〜90W)に比
べて少なくなるものである。なお、図中の35mAは、
蓄熱材の50gに対する電流量(0.7×50)を示す
。
【0017】また、放電方式による場合は、蓄熱材7が
液体であれば、通電性が良好であるために電圧が印加さ
れている限り放電を持続するが、相変化を起こして固体
になると、金属のような自由電子が存在しないため、蓄
熱材7の通電性が悪くなり、放電が自然に止まる。即ち
、本発明の方式によれば、液相から固相への相変化を利
用して電流制御を自然に行なうことができ、電源のオン
オフ機構を設けて蓄熱材7が液体であるときに電源を投
入する制御を行わなくても、電源を常時投入しておけば
同様の制御が実現できる。
液体であれば、通電性が良好であるために電圧が印加さ
れている限り放電を持続するが、相変化を起こして固体
になると、金属のような自由電子が存在しないため、蓄
熱材7の通電性が悪くなり、放電が自然に止まる。即ち
、本発明の方式によれば、液相から固相への相変化を利
用して電流制御を自然に行なうことができ、電源のオン
オフ機構を設けて蓄熱材7が液体であるときに電源を投
入する制御を行わなくても、電源を常時投入しておけば
同様の制御が実現できる。
【0018】さらに、電極材としてステンレス等の耐腐
食性の金属を用いることができるので、電極材によって
蓄熱材7の物性が変化してしまうことがなく、また銀合
金等の高価な材質を用いなくて済むので、生産時のコス
トの低減を図ることができるものである。
食性の金属を用いることができるので、電極材によって
蓄熱材7の物性が変化してしまうことがなく、また銀合
金等の高価な材質を用いなくて済むので、生産時のコス
トの低減を図ることができるものである。
【0019】図4にこの発明の他の実施例が示され、こ
の実施例においては、蓄熱材収納容器6をステンレス等
の電極形成物質で構成して、アース電極10をこの蓄熱
材収納容器6で代用し、該蓄熱材収納容器6にアース線
14を接続している。他の構成については、前記実施例
と同様であるので同一構成要素に同一番号を付して説明
を省略する。このような構成においては、前記実施例と
同様の作用効果が得られることに加え、装置の構造をよ
り簡単にできるメリットもある。
の実施例においては、蓄熱材収納容器6をステンレス等
の電極形成物質で構成して、アース電極10をこの蓄熱
材収納容器6で代用し、該蓄熱材収納容器6にアース線
14を接続している。他の構成については、前記実施例
と同様であるので同一構成要素に同一番号を付して説明
を省略する。このような構成においては、前記実施例と
同様の作用効果が得られることに加え、装置の構造をよ
り簡単にできるメリットもある。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
火花放電により蓄熱材の液相から固相への相変化を誘発
させるようにしたので、装置の構造を簡単にでき、装置
自体の小型化が図れると共に、従来の超音波方式に比べ
て投入エネルギーを小さくすることができるものである
。
火花放電により蓄熱材の液相から固相への相変化を誘発
させるようにしたので、装置の構造を簡単にでき、装置
自体の小型化が図れると共に、従来の超音波方式に比べ
て投入エネルギーを小さくすることができるものである
。
【図1】蓄熱材の過冷却防止装置の実施例を示す概略構
成図である。
成図である。
【図2】同上における過冷却防止装置の要部を拡大した
拡大図である。
拡大図である。
【図3】蓄熱材の相変化に伴う温度特性を示す線図であ
る。
る。
【図4】蓄熱材の過冷却防止装置の他の実施例を示す概
略構成図である。
略構成図である。
6 容器
7 蓄熱材
10 アース電極
11 放電極
Claims (1)
- 【請求項1】 相変化を利用する畜熱材とこの蓄熱材
に対向して配された放電極との間に火花放電を起こし前
記蓄熱材の液相から固相への相変化を誘発させるように
したことを特徴とする蓄熱材の過冷却防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3073818A JP2838597B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 蓄熱材の過冷却防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3073818A JP2838597B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 蓄熱材の過冷却防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04285687A true JPH04285687A (ja) | 1992-10-09 |
JP2838597B2 JP2838597B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=13529121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3073818A Expired - Lifetime JP2838597B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 蓄熱材の過冷却防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2838597B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015021648A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社デンソー | 蓄熱装置、および蓄熱制御方法 |
CN112789470A (zh) * | 2018-10-02 | 2021-05-11 | Lg电子株式会社 | 冰箱及其控制方法 |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP3073818A patent/JP2838597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015021648A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社デンソー | 蓄熱装置、および蓄熱制御方法 |
CN112789470A (zh) * | 2018-10-02 | 2021-05-11 | Lg电子株式会社 | 冰箱及其控制方法 |
CN112789470B (zh) * | 2018-10-02 | 2023-09-22 | Lg电子株式会社 | 冰箱及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2838597B2 (ja) | 1998-12-16 |
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