JPS59137790A - 潜熱貯蔵供給方法および装置 - Google Patents
潜熱貯蔵供給方法および装置Info
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- JPS59137790A JPS59137790A JP58170542A JP17054283A JPS59137790A JP S59137790 A JPS59137790 A JP S59137790A JP 58170542 A JP58170542 A JP 58170542A JP 17054283 A JP17054283 A JP 17054283A JP S59137790 A JPS59137790 A JP S59137790A
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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
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
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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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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
潜熱の貯蔵、供給システムに係わシ、特にその一体的循
環システムおよび方法に関する。
環システムおよび方法に関する。
携帯可能な蓄熱ユニットは治療その他の熱を必要とする
用途のため広く使用されている。これらの用途において
、適冷液体状態から結晶状態に変るときに放熱する相変
換物質が特に有益であることが見い出されている。その
理由°は、これらの物質が数時間に亘って所定の一定温
度の熱を放出するからである。
用途のため広く使用されている。これらの用途において
、適冷液体状態から結晶状態に変るときに放熱する相変
換物質が特に有益であることが見い出されている。その
理由°は、これらの物質が数時間に亘って所定の一定温
度の熱を放出するからである。
この蓄熱システムにおいて、適冷状態が長期間に亘って
安定であることが望まれるが、この安定性は逆に結晶化
開始を困難にする。たとえば、５水チオ硫酸ナトリウム
（以下ＳＴＰと略称する）は室温で事実上永久に適冷液
体状態を保つ傾向を示し、潜熱の形で大きい溶融熱を貯
えている。
安定であることが望まれるが、この安定性は逆に結晶化
開始を困難にする。たとえば、５水チオ硫酸ナトリウム
（以下ＳＴＰと略称する）は室温で事実上永久に適冷液
体状態を保つ傾向を示し、潜熱の形で大きい溶融熱を貯
えている。
しかし、核形成に異例的に大きい活性エネルギーを必要
とし、結晶の対称性の低いことから、現在までのところ
、エビタクチック核化および核生長のためには種結晶物
質が必要とされている。
とし、結晶の対称性の低いことから、現在までのところ
、エビタクチック核化および核生長のためには種結晶物
質が必要とされている。
又、このＳＴＰの核化は活性状態にある多くの物質上で
変位および表面賦活の形の表面エネルギーによって誘起
することができる。したがってＳＴＰはこの方法に基づ
き１０水五ホウ酸ナトリウムおよび７水亜硫酸ナトリウ
ムによって核化されている。しかし、これらの物質は循
環システムにおいて相変換物質と一緒に加熱される場合
、その核化能が次第に失われ、大気に露出されない限シ
、またある場合には粉砕等によって再賦活化されない限
り、その活性状態を回復することはない。
変位および表面賦活の形の表面エネルギーによって誘起
することができる。したがってＳＴＰはこの方法に基づ
き１０水五ホウ酸ナトリウムおよび７水亜硫酸ナトリウ
ムによって核化されている。しかし、これらの物質は循
環システムにおいて相変換物質と一緒に加熱される場合
、その核化能が次第に失われ、大気に露出されない限シ
、またある場合には粉砕等によって再賦活化されない限
り、その活性状態を回復することはない。
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、蓄
熱システム全体を相変換物質が溶融する温度、又は熱滅
菌温度まで加熱することに９− よシ多数回、相変換物質を循環することができる一体的
密閉蓄熱システムおよび方法を提供するものである。
熱システム全体を相変換物質が溶融する温度、又は熱滅
菌温度まで加熱することに９− よシ多数回、相変換物質を循環することができる一体的
密閉蓄熱システムおよび方法を提供するものである。
本発明において、溶融性易適冷化相変換物質を密閉容器
の一室内に配置し、第２の室に特定の核形成剤を配置し
、これによシシステムを加熱溶融し、過冷却液状態に冷
却したのち核形成のための結晶とさせる。この特定の核
形成剤は特定の塩と溶媒とからなる流動性のどろどろの
組成物からなる。この塩と溶媒との割合は再賦活工程の
熱によっても、この組成が冷却されたとき結晶を自然に
改変し相変換物質の結晶化を開始させる能力を破壊させ
ない程度とする。この核形成剤の特性は加熱工程時に相
変換物質中に可溶であり、その核形成能を失うことであ
る。
の一室内に配置し、第２の室に特定の核形成剤を配置し
、これによシシステムを加熱溶融し、過冷却液状態に冷
却したのち核形成のための結晶とさせる。この特定の核
形成剤は特定の塩と溶媒とからなる流動性のどろどろの
組成物からなる。この塩と溶媒との割合は再賦活工程の
熱によっても、この組成が冷却されたとき結晶を自然に
改変し相変換物質の結晶化を開始させる能力を破壊させ
ない程度とする。この核形成剤の特性は加熱工程時に相
変換物質中に可溶であり、その核形成能を失うことであ
る。
核化開始にあたシ、核形成剤の一部を切シ離して相変換
物質中に導入し、加熱工程時に核形成剤の大部分が相変
換物質から分離した状態を保つようにする。
物質中に導入し、加熱工程時に核形成剤の大部分が相変
換物質から分離した状態を保つようにする。
本発明に係わる一体的循環式潜熱貯蔵供給装１０−
置および方法はＰＣＭと呼ばれる第１の相変換物質であ
って加熱されたとき溶融し、冷却されたとき安定な過冷
却液を形成する物質と、別の第２の物質、すなわち第１
の物質との関連における核形成剤であってＰＣＭを溶解
させる熱にさらされたのちでもＰＣＭの結晶に関連する
性質の結晶を与え、過冷却ＰＣＭの結晶化を誘導し、Ｐ
ＣＭから潜熱を解放させる物質との組合せに基づくもの
である。
って加熱されたとき溶融し、冷却されたとき安定な過冷
却液を形成する物質と、別の第２の物質、すなわち第１
の物質との関連における核形成剤であってＰＣＭを溶解
させる熱にさらされたのちでもＰＣＭの結晶に関連する
性質の結晶を与え、過冷却ＰＣＭの結晶化を誘導し、Ｐ
ＣＭから潜熱を解放させる物質との組合せに基づくもの
である。
核形成剤の種結晶供給能を維持させるため、ＰＣＭを再
賦活させるための加熱の間において、ＰＣＭから分離さ
れた状態に保つ必要がある。第１図に示す装置において
、核形成剤１θは装置の主チヤンバ−１６中のＰＣＭ１
４から区分された貯蔵室１２内に収めらねている。軸を
横切る開口部２０を有するロッド１８は貯蔵室１２と主
チヤンバ−１６との間に延びる通路２２内に摺動自在に
配置され、かつこの通路２２を封じている。ここに示さ
れるロッドの位置においてロッド１８中の開口部２０は
核形成剤１０中に浸漬されていて、その所定の一部を取
り上げる。
賦活させるための加熱の間において、ＰＣＭから分離さ
れた状態に保つ必要がある。第１図に示す装置において
、核形成剤１θは装置の主チヤンバ−１６中のＰＣＭ１
４から区分された貯蔵室１２内に収めらねている。軸を
横切る開口部２０を有するロッド１８は貯蔵室１２と主
チヤンバ−１６との間に延びる通路２２内に摺動自在に
配置され、かつこの通路２２を封じている。ここに示さ
れるロッドの位置においてロッド１８中の開口部２０は
核形成剤１０中に浸漬されていて、その所定の一部を取
り上げる。
このロッド１８の端部２４は室１２中のノ９ッキング押
え２６を貫通して嫉び、さらにノブ又はがタン２８を有
し、ロッド１８を移動させ、開口部２０が主チヤンバ−
１６内にあって核形成剤の所定の一部をＰＣＭ １４中
へ運び込むようになっている。この装置はロッド１８の
各ストロークにおいて、過冷ＰＣＭの核化をおこなわせ
るのに適当な量の核形成剤を供給するようになっている
。しかし、この供給量は装置を再加熱し、ＰＧＭを再賦
活したとき、核形成剤が溶解し、ＰＣＭへの核化能を失
う程度の少量でなければならない。開口部２０をチャン
バー２０から室１２へ移動させることにより、ＰＣＭは
核形成剤１０中へ運ばれるが、その量は少量であり、し
たがって、たとえば１００回のサイクルにおいても核形
成剤の特性を変化させることはない。
え２６を貫通して嫉び、さらにノブ又はがタン２８を有
し、ロッド１８を移動させ、開口部２０が主チヤンバ−
１６内にあって核形成剤の所定の一部をＰＣＭ １４中
へ運び込むようになっている。この装置はロッド１８の
各ストロークにおいて、過冷ＰＣＭの核化をおこなわせ
るのに適当な量の核形成剤を供給するようになっている
。しかし、この供給量は装置を再加熱し、ＰＧＭを再賦
活したとき、核形成剤が溶解し、ＰＣＭへの核化能を失
う程度の少量でなければならない。開口部２０をチャン
バー２０から室１２へ移動させることにより、ＰＣＭは
核形成剤１０中へ運ばれるが、その量は少量であり、し
たがって、たとえば１００回のサイクルにおいても核形
成剤の特性を変化させることはない。
核形成剤の所定の一部を移すための他の装置として、Ｐ
ＣＭを収容する可撓性の主容器と、該容器内に、核形成
剤を所定量、収容した一連の破断性サックとを設け、こ
れらのサックを適宜破断することにより核形成剤を解放
するようにしてもよい。なお、これらの装置はマイクロ
波オープン中で加熱することができるように非金属で形
成することが好ましい。
ＣＭを収容する可撓性の主容器と、該容器内に、核形成
剤を所定量、収容した一連の破断性サックとを設け、こ
れらのサックを適宜破断することにより核形成剤を解放
するようにしてもよい。なお、これらの装置はマイクロ
波オープン中で加熱することができるように非金属で形
成することが好ましい。
本発明で用いられる相変換物質ＰＣＭは常温で結晶性の
物質、特に塩水和物であって、熱によって溶け、溶融状
態から容易に過冷されて準安定な液状に変るものである
。このＰＣＭは必要に応じて確実に核化し、システムか
ら結晶潜熱を解放し得るもので、かつ、適冷状態から自
然に結晶化されることのないように、核化のために大き
い活性エネルギーを必要とするものであることが重要で
ある。その他、ＰＣＭの選択に当って重要なことは結晶
化温度が用途に対し適切であることおよび結晶化の潜熱
が大きいことである。このＰＣＭの例としては５水チオ
硫酸ナトリウム（ＳＴＰ ）、３水酢酸ナトリウム（Ｓ
ＡＴ ）、１２水シん酸水素二ナトリウム（ＤＨＰＤｏ
） 、３水硝酸リチウム（ＬＮＴ ）又はそれらの混合
物であ１３− る。特に有用なＰＣＭ Ｆｉ、５ＴＰ−８ＡＴ共融物で
酢酸ナトリウム富化の溶液と少量のプロチック溶媒、た
とえば水を添加したもので、このＳＴＰおよびＳＡＴの
割合が所望の放熱温度を与えるものである。有用な組成
例としてはＳＡＴ ５９．２重量％、ＳＴＰ ３６．０
重量％、水４．８重量％からなるもので、放熱温度く５
０℃を与えるものである。この包晶割合において、熱力
学的可逆性が確保され、無水酢酸ナトリウム又は２水チ
オ硫酸ナトリウムが析出するような好ましくない準安定
相の形成がないことが見出された。最終的に有用な温度
、すなわち約３６℃で溶液として残るＳＡＴ −８ＴＰ
の量はシステムの総量の数・ぐ−セントと小さく、包晶
点に至る過剰の水の添加から生ずる潜熱貯蔵能力の損失
も無視し得る程度である。
物質、特に塩水和物であって、熱によって溶け、溶融状
態から容易に過冷されて準安定な液状に変るものである
。このＰＣＭは必要に応じて確実に核化し、システムか
ら結晶潜熱を解放し得るもので、かつ、適冷状態から自
然に結晶化されることのないように、核化のために大き
い活性エネルギーを必要とするものであることが重要で
ある。その他、ＰＣＭの選択に当って重要なことは結晶
化温度が用途に対し適切であることおよび結晶化の潜熱
が大きいことである。このＰＣＭの例としては５水チオ
硫酸ナトリウム（ＳＴＰ ）、３水酢酸ナトリウム（Ｓ
ＡＴ ）、１２水シん酸水素二ナトリウム（ＤＨＰＤｏ
） 、３水硝酸リチウム（ＬＮＴ ）又はそれらの混合
物であ１３− る。特に有用なＰＣＭ Ｆｉ、５ＴＰ−８ＡＴ共融物で
酢酸ナトリウム富化の溶液と少量のプロチック溶媒、た
とえば水を添加したもので、このＳＴＰおよびＳＡＴの
割合が所望の放熱温度を与えるものである。有用な組成
例としてはＳＡＴ ５９．２重量％、ＳＴＰ ３６．０
重量％、水４．８重量％からなるもので、放熱温度く５
０℃を与えるものである。この包晶割合において、熱力
学的可逆性が確保され、無水酢酸ナトリウム又は２水チ
オ硫酸ナトリウムが析出するような好ましくない準安定
相の形成がないことが見出された。最終的に有用な温度
、すなわち約３６℃で溶液として残るＳＡＴ −８ＴＰ
の量はシステムの総量の数・ぐ−セントと小さく、包晶
点に至る過剰の水の添加から生ずる潜熱貯蔵能力の損失
も無視し得る程度である。
本発明で用いられる核形成剤は再賦活温度に加熱された
のちでも核化結晶を与えることができる。これはＰＣＭ
の結晶化成分を核化する溶解結晶および非溶解又は低溶
解結晶の、核形成剤中に存在する遊離および結合溶媒の
量に対する１４− 鯖合のバランスを介しておこなわれる。
のちでも核化結晶を与えることができる。これはＰＣＭ
の結晶化成分を核化する溶解結晶および非溶解又は低溶
解結晶の、核形成剤中に存在する遊離および結合溶媒の
量に対する１４− 鯖合のバランスを介しておこなわれる。
第２図に示す相態図から明らかな如く、ｓＡＡ／水シス
テムにおいて、無水酢酸ナトリウム（ＳＡＡ）が６０重
量％以上占めるとき、およびこの組成の加熱溶液が５８
℃以下に冷却されたとき、得られる固体はＳＡＡとＳＡ
Ｔの混合物となる。固相のＳＡＡはこの２成分系におい
てＳＡＴの適冷を効果的に防止し、ＳＡと異なシこの固
相はＰＣＭ賦活温度近傍で安全には溶けない。実際に完
全な溶融を生じさせる温度は図中に液相線″’Ｌ’ （
ＳＡＡ）で示す如＜ＳＡＶ水比を調節することにょ多制
御することができる。冷却されたとき、この溶液から形
成されるＳＡＴ結晶はＳＡＴに基づく適冷ＰＣＭの核化
に逆に用いることができる。ＰＣＭを賦活させるため加
熱したとき、種結晶貯蔵室中のＳＡＴはその結晶化水中
に溶けるが、冷却するとこの水は再び残留ＳＡＡと再結
合して新しいＳＡＴ結晶を形成させる。ＰＣＭ中に移さ
れた種結晶の少量はシステムを再賦活するために加熱し
たときＰＣＭ中に完全に溶解する。
テムにおいて、無水酢酸ナトリウム（ＳＡＡ）が６０重
量％以上占めるとき、およびこの組成の加熱溶液が５８
℃以下に冷却されたとき、得られる固体はＳＡＡとＳＡ
Ｔの混合物となる。固相のＳＡＡはこの２成分系におい
てＳＡＴの適冷を効果的に防止し、ＳＡと異なシこの固
相はＰＣＭ賦活温度近傍で安全には溶けない。実際に完
全な溶融を生じさせる温度は図中に液相線″’Ｌ’ （
ＳＡＡ）で示す如＜ＳＡＶ水比を調節することにょ多制
御することができる。冷却されたとき、この溶液から形
成されるＳＡＴ結晶はＳＡＴに基づく適冷ＰＣＭの核化
に逆に用いることができる。ＰＣＭを賦活させるため加
熱したとき、種結晶貯蔵室中のＳＡＴはその結晶化水中
に溶けるが、冷却するとこの水は再び残留ＳＡＡと再結
合して新しいＳＡＴ結晶を形成させる。ＰＣＭ中に移さ
れた種結晶の少量はシステムを再賦活するために加熱し
たときＰＣＭ中に完全に溶解する。
水はこの場合、最も実際的な溶媒であるので、以下の記
載においても、このシステムを水、水和物、無水物との
関連で述べる。
載においても、このシステムを水、水和物、無水物との
関連で述べる。
バランスのとれた核形成組成物において遊離および結合
水の総量は、存在する無水物又はよジ低級の水和物なら
びに賦活温度において水和物から水和水の損失によって
形成された無水物又はよジ低級の水和物を完全に溶解さ
せる量よりも少ない。システムを賦活させるために加熱
したのちに核形成剤中に残存する無水物又はよジ低級の
水和物であって溶解されない結晶はシステムを再賦活し
たのち冷却したときに再形成される水和物の結晶化を開
始させるのに役立ち、又ＰＣＭから潜熱を解放させたい
と望むときに適冷ＰＣＭ中に導入するのに有用となる。
水の総量は、存在する無水物又はよジ低級の水和物なら
びに賦活温度において水和物から水和水の損失によって
形成された無水物又はよジ低級の水和物を完全に溶解さ
せる量よりも少ない。システムを賦活させるために加熱
したのちに核形成剤中に残存する無水物又はよジ低級の
水和物であって溶解されない結晶はシステムを再賦活し
たのち冷却したときに再形成される水和物の結晶化を開
始させるのに役立ち、又ＰＣＭから潜熱を解放させたい
と望むときに適冷ＰＣＭ中に導入するのに有用となる。
核形成剤に用いられる物質はＰＣＭの結晶化を開始させ
潜熱を解放させる性質を有する結晶を与えるものが選ば
れる。本発明において、そのような物質は通常、ＰＣＭ
の結晶化成分の水和物結晶と、この結晶化成分のよジ低
級な水和物又は無水物の混合物、たとえば３水酢酸す）
ＩＪウム（ＳＡＴ ）とＳＡＴの過***液の結晶化を
開始させる無水酢酸ナトリウムとの混合物、１２水シん
酸水素二ナトＩＪウム（ＤＨＰＤｏ ） 、！： ＤＨ
ＰＤｏの過***液の結晶化を開始させる２水シん酸水素
二ナトリウム、又は３水硝酸リチウム（ＬＮＴ ）とＬ
ＮＴの過***液の結晶化を開始させるための半水硝酸リ
チウム（ＬＮＨ）との混合物である。
潜熱を解放させる性質を有する結晶を与えるものが選ば
れる。本発明において、そのような物質は通常、ＰＣＭ
の結晶化成分の水和物結晶と、この結晶化成分のよジ低
級な水和物又は無水物の混合物、たとえば３水酢酸す）
ＩＪウム（ＳＡＴ ）とＳＡＴの過***液の結晶化を
開始させる無水酢酸ナトリウムとの混合物、１２水シん
酸水素二ナトＩＪウム（ＤＨＰＤｏ ） 、！： ＤＨ
ＰＤｏの過***液の結晶化を開始させる２水シん酸水素
二ナトリウム、又は３水硝酸リチウム（ＬＮＴ ）とＬ
ＮＴの過***液の結晶化を開始させるための半水硝酸リ
チウム（ＬＮＨ）との混合物である。
核形成剤中に用いられる遊離および結合水又は他の溶媒
の量は使用される化合物の溶媒和作用および溶解特性に
よって決定される。たとえば５ＡＴ−８ＡＡの場合、無
水物の重量に基づいて１０％ないし４０％であり、ＤＨ
ＰＤｏ −ＤＨＰＤｉの場合これらの割合は１ ： ２
、ＬＮＨ−ＬＮＴの場合は３：１の割合である。
の量は使用される化合物の溶媒和作用および溶解特性に
よって決定される。たとえば５ＡＴ−８ＡＡの場合、無
水物の重量に基づいて１０％ないし４０％であり、ＤＨ
ＰＤｏ −ＤＨＰＤｉの場合これらの割合は１ ： ２
、ＬＮＨ−ＬＮＴの場合は３：１の割合である。
実用上多くの場合、核形成剤はそれから適冷ＰＣＭへ所
定量で容易に移転させることができる形態にあることが
好ましい。たとえ可成シ融点が高い塩水和物結晶であっ
ても賦活温度に加熱したとき焼成され易く核形成剤中で
焼成して強１７− 固な固りとなり易い。この欠点を回避するため、結晶質
核形成物質をシステム（又は装置）を活性化したときＰ
ＣＭに対し混和性又は可溶性の液体中にこの結晶質核形
成物質を懸濁させ、この核形成物質と適冷ＰＣＭとの接
触を確保するようにしてもよい。さらに種物質はこの温
度範囲においてこの輸液中での有害な溶解又は分解に対
し安定でなければならない。この水和物結晶に対し有用
な懸濁液としてはソオールおよびポリオール、たとえば
エチレングリコール、ゾロピレングリコール、グリセロ
ール、Ｃ１〜Ｃ５のｍ個アルコール、ケント、エーテル
等があげられる。所望の流動性を得るためにこのような
液体が十分な量、用いられるのであれば、その量につい
ての特にきびしい制限はない。しかし、場合によっては
塩と非含水懸濁液との間に化合物が形成される。たとえ
ば酢酸す） ＩＪウムはエチレングリコールとの間で数
種の結晶相全形成することが見出された。そのような場
合は懸濁液の甘は核化相の同時形成が抑制されるほどの
１８− 長剣であってはならない。この時の１的レベルは全ての
有用な懸濁液において懸濁に必要な蓄を可成り上まわる
ものとなる。たとえば全組成の約１／３量のエチレング
リコールｅ含む懸濁液は結晶質相が軟質流状物を形成す
る好ましい懸濁液を与える◎ その他の核形成組成物において、−価アルコール、ケト
ン、エーテル、たとえばジエチレングリコールツメチル
エーテルの如き炭素原子を少なくとも６以上有するもの
をＰＣＭに添加することもできる。これらの物質を含む
核形成剤組成物は固体であってもよく、前記同様に賦活
温度に加熱されたのち、有効な核化結晶を与えるもので
ある。
定量で容易に移転させることができる形態にあることが
好ましい。たとえ可成シ融点が高い塩水和物結晶であっ
ても賦活温度に加熱したとき焼成され易く核形成剤中で
焼成して強１７− 固な固りとなり易い。この欠点を回避するため、結晶質
核形成物質をシステム（又は装置）を活性化したときＰ
ＣＭに対し混和性又は可溶性の液体中にこの結晶質核形
成物質を懸濁させ、この核形成物質と適冷ＰＣＭとの接
触を確保するようにしてもよい。さらに種物質はこの温
度範囲においてこの輸液中での有害な溶解又は分解に対
し安定でなければならない。この水和物結晶に対し有用
な懸濁液としてはソオールおよびポリオール、たとえば
エチレングリコール、ゾロピレングリコール、グリセロ
ール、Ｃ１〜Ｃ５のｍ個アルコール、ケント、エーテル
等があげられる。所望の流動性を得るためにこのような
液体が十分な量、用いられるのであれば、その量につい
ての特にきびしい制限はない。しかし、場合によっては
塩と非含水懸濁液との間に化合物が形成される。たとえ
ば酢酸す） ＩＪウムはエチレングリコールとの間で数
種の結晶相全形成することが見出された。そのような場
合は懸濁液の甘は核化相の同時形成が抑制されるほどの
１８− 長剣であってはならない。この時の１的レベルは全ての
有用な懸濁液において懸濁に必要な蓄を可成り上まわる
ものとなる。たとえば全組成の約１／３量のエチレング
リコールｅ含む懸濁液は結晶質相が軟質流状物を形成す
る好ましい懸濁液を与える◎ その他の核形成組成物において、−価アルコール、ケト
ン、エーテル、たとえばジエチレングリコールツメチル
エーテルの如き炭素原子を少なくとも６以上有するもの
をＰＣＭに添加することもできる。これらの物質を含む
核形成剤組成物は固体であってもよく、前記同様に賦活
温度に加熱されたのち、有効な核化結晶を与えるもので
ある。
ＰＣＭが難結晶化成分と、これに関連する結晶特性を有
する易結晶化成分との混合物、たとえばＳＡＴとＳＴＰ
との混合物であって共融物のＳＡＴ側に割合が大きいも
のであるシステムにおいては易結晶化成分のための核形
成結晶を導入することにより、特別の核化作用がもたら
される。
する易結晶化成分との混合物、たとえばＳＡＴとＳＴＰ
との混合物であって共融物のＳＡＴ側に割合が大きいも
のであるシステムにおいては易結晶化成分のための核形
成結晶を導入することにより、特別の核化作用がもたら
される。
易結晶化成分に導入された生長結晶の表面エネルギーが
逆に難結晶化成分の核化のための活性エネルギーを与え
ることになる。たとえばＳ ＡＴ−８ＴＰシステムを過
冷した場合、ＳＡＴ結晶の導入によ＃）ＰＣＭ中におい
てＳＡＴの結晶化が開始される。このＳＡＴ結晶の急速
な生長はＳＴＰの結晶化開始に十分な表面エネルギーを
与え、したがって、その後は過冷ＰＣＭにおいてＳＡＴ
およびＳＴＰの双方の同時的結晶化および結晶潜熱の発
生が生ずる。
逆に難結晶化成分の核化のための活性エネルギーを与え
ることになる。たとえばＳ ＡＴ−８ＴＰシステムを過
冷した場合、ＳＡＴ結晶の導入によ＃）ＰＣＭ中におい
てＳＡＴの結晶化が開始される。このＳＡＴ結晶の急速
な生長はＳＴＰの結晶化開始に十分な表面エネルギーを
与え、したがって、その後は過冷ＰＣＭにおいてＳＡＴ
およびＳＴＰの双方の同時的結晶化および結晶潜熱の発
生が生ずる。
実施例１
相変換物質、ＰＣＭであって、３水酢酸ナトリウム（Ｓ
ＡＴ） １７７．６．！ｉ’、 ５水チオ硫酸ナトリウ
ム（ＳＴＰ ） １０８ ＃ 、水１４．４．９からな
るものを第１図に示す如く核化機構を備えたチャンバー
１６中に配置した。また、この装置の貯蔵室１２には無
水酢酸ナトリウム（ＳＡＡ ） ４．５ Ｉｉ、エチレ
ングリコール５．０．９．水０．Ｆｉ＃からなる核形成
剤１０を配置させた。この装置全体をマイクロ波オーブ
ン中でＰＣＭ内の温度が６５℃に達するまで加熱した。
ＡＴ） １７７．６．！ｉ’、 ５水チオ硫酸ナトリウ
ム（ＳＴＰ ） １０８ ＃ 、水１４．４．９からな
るものを第１図に示す如く核化機構を備えたチャンバー
１６中に配置した。また、この装置の貯蔵室１２には無
水酢酸ナトリウム（ＳＡＡ ） ４．５ Ｉｉ、エチレ
ングリコール５．０．９．水０．Ｆｉ＃からなる核形成
剤１０を配置させた。この装置全体をマイクロ波オーブ
ン中でＰＣＭ内の温度が６５℃に達するまで加熱した。
ついで室温まで冷却させた。この段階でＰＣＭは適冷液
体となり、核形成剤はＳＡＴ結晶を含むスラ、シ状のも
のとなった。
体となり、核形成剤はＳＡＴ結晶を含むスラ、シ状のも
のとなった。
１昼夜ののち、このＰＣＭをロッド１８の操作により貯
蔵室１２から核形成剤の所定の一部をチャンバー１６内
のＰＣＭ中に導入することによシＰＣＭの核化をおこな
った。この時点において、ＰＣＭの核化が直ちに進行し
た。すなわち、ピストンにより導入された核形成剤懸濁
物から針状塊 のＳＡＴ結晶の謔が形成された。このユニットを振動さ
せたところ、媒体全体に亘ってＳＡＴおよびＳＴＰの種
結晶の多数が急激に形成された。この結晶化によシ結晶
熱が放出され、ＰＣＭは急速に液相Ｉｉ！ｉ！温度５０
℃に達し、これら徐々に共晶温度４０℃に下った。この
結晶化の主現象が完了したのち、この温度は急速に室温
まで下り、ＰＣＭは感知し得る熱および添加した水に溶
けた塩水和物の付加的結晶からの少量の潜熱の放出をお
こなった。
蔵室１２から核形成剤の所定の一部をチャンバー１６内
のＰＣＭ中に導入することによシＰＣＭの核化をおこな
った。この時点において、ＰＣＭの核化が直ちに進行し
た。すなわち、ピストンにより導入された核形成剤懸濁
物から針状塊 のＳＡＴ結晶の謔が形成された。このユニットを振動さ
せたところ、媒体全体に亘ってＳＡＴおよびＳＴＰの種
結晶の多数が急激に形成された。この結晶化によシ結晶
熱が放出され、ＰＣＭは急速に液相Ｉｉ！ｉ！温度５０
℃に達し、これら徐々に共晶温度４０℃に下った。この
結晶化の主現象が完了したのち、この温度は急速に室温
まで下り、ＰＣＭは感知し得る熱および添加した水に溶
けた塩水和物の付加的結晶からの少量の潜熱の放出をお
こなった。
次に、この装置全体を再び６５℃に加熱した２１−
のち冷却させた。これによりＰＣＭは再び過冷却液体と
なり核形成剤はＳＡＴ結晶を含むスラッジを形成した。
なり核形成剤はＳＡＴ結晶を含むスラッジを形成した。
これを再びロッド１８の操作により貯蔵室１２からＳＡ
Ｔ結晶をＰＣＭ Ｊ ４へ導入したところ上記同様にＰ
ＣＭの結晶化、結晶熱の放出が生じた。
Ｔ結晶をＰＣＭ Ｊ ４へ導入したところ上記同様にＰ
ＣＭの結晶化、結晶熱の放出が生じた。
この加熱、冷却、核化操作を多数回繰シ返しておこなう
ことができた。
ことができた。
実施例２
実施例１の操作を繰シ返した。ただし、この場合ＰＣＭ
として５ＡＴ４５俤、水４．５％、５ＴＰ５０、５ ％
（重量）からなるものを用い、これに混合物の重量に
基づいて３％のグリセロールを添加した。この混合物は
結晶化ピーク温度が４４℃であった。グリセロールの添
加によシ結 □晶塊が軟質でしなやかなものとなっ
た。なお、本実施例での核形成剤は５ＡＡ４５％、水１
５％。
として５ＡＴ４５俤、水４．５％、５ＴＰ５０、５ ％
（重量）からなるものを用い、これに混合物の重量に
基づいて３％のグリセロールを添加した。この混合物は
結晶化ピーク温度が４４℃であった。グリセロールの添
加によシ結 □晶塊が軟質でしなやかなものとなっ
た。なお、本実施例での核形成剤は５ＡＡ４５％、水１
５％。
グリセロール４０％（重量）からなるものであった。
実施例１と同様に溶融、過冷、核化によυ、２２−
同様の潜熱の放出がおこなわれた。′！た、このサイク
ルを多数回繰り返しておこなうことができた。
ルを多数回繰り返しておこなうことができた。
実施例３
ＰＣＭとしてＤＨＰｏ ２００ ｇ、水９ｇ１グリセロ
ール３Ｉを用い、核形成剤としてＤＩ（Ｐｉ） １．２
、Ｐ％２水りん酸水素 ナトリウム２．６．Ｐ、エチ
レングリコール２９からなるものを用いた。
ール３Ｉを用い、核形成剤としてＤＩ（Ｐｉ） １．２
、Ｐ％２水りん酸水素 ナトリウム２．６．Ｐ、エチ
レングリコール２９からなるものを用いた。
これらの物質を第１図に示す装置に実施例１と同様にし
て配置し、ＰＣＭの融点３６℃捷でオーブン中で加熱し
た。ついで室温まで冷却し、適冷ＰＣＭ液を形成させ、
他方ＤＨＰＤを含むスラッジ状の核形成剤を生成させた
。−昼夜ののち、とのＰＣＭをピストンの操作によシ核
化させ、ＰＣＭが液相線温度に達するまで急激な温度の
上昇が認められた。この加熱、冷却、核化、放熱のサイ
クルを多数回繰シ返しおこなうことができた。
て配置し、ＰＣＭの融点３６℃捷でオーブン中で加熱し
た。ついで室温まで冷却し、適冷ＰＣＭ液を形成させ、
他方ＤＨＰＤを含むスラッジ状の核形成剤を生成させた
。−昼夜ののち、とのＰＣＭをピストンの操作によシ核
化させ、ＰＣＭが液相線温度に達するまで急激な温度の
上昇が認められた。この加熱、冷却、核化、放熱のサイ
クルを多数回繰シ返しおこなうことができた。
実施例４
ＰＣＭとして３水硝酸リチウム２５０．９．水１２ｙ−
、グリセロール６．５１からなるものを用い、核形成剤
として半水硝酸リチウム２．２１、硝酸リチウム０８１
、プロピレングリコール３．１ｙ−からなるものを用い
た。これらの物質を第１図に示す装置に実施例１と同様
にして配置し、装置全体をマイクロ波オーブンで加熱し
、ＰＣＭの融点２８℃に上昇させた。ついで冷却して適
冷のＰＣＭおよび３水硝酸リチウムを含むスラッジ状の
核形成剤を生成させた。その後、ピストンの操作により
核化および結晶熱の放出をおこなった。このユニットは
繰り返し動作させることができた。
、グリセロール６．５１からなるものを用い、核形成剤
として半水硝酸リチウム２．２１、硝酸リチウム０８１
、プロピレングリコール３．１ｙ−からなるものを用い
た。これらの物質を第１図に示す装置に実施例１と同様
にして配置し、装置全体をマイクロ波オーブンで加熱し
、ＰＣＭの融点２８℃に上昇させた。ついで冷却して適
冷のＰＣＭおよび３水硝酸リチウムを含むスラッジ状の
核形成剤を生成させた。その後、ピストンの操作により
核化および結晶熱の放出をおこなった。このユニットは
繰り返し動作させることができた。
実施例５
ＰＣＭとして実施例２と同様の組成比からなる混合物３
２０１を破断性プラスチックバッグに入れ、固形の核形
成剤０．０５７（ＳＡＴ ２１ ％、５ＡＡ３４係、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル４５チからなるも
の）を収容した外側密閉バッグ中に配設した。これら全
体を６５℃でオーブン中にて１時間加熱し、ＰＣＭを溶
融させた。
２０１を破断性プラスチックバッグに入れ、固形の核形
成剤０．０５７（ＳＡＴ ２１ ％、５ＡＡ３４係、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル４５チからなるも
の）を収容した外側密閉バッグ中に配設した。これら全
体を６５℃でオーブン中にて１時間加熱し、ＰＣＭを溶
融させた。
この核形成剤はほとんど固相を保ち、極めて少量部分が
毛細管的に液状として存在した。この構成物を冷却し適
冷ＰＣＭを形成させた。−週間これを室温に保ったのち
、内側バッグのシールを破断させ適冷ＰＣＭを核形成物
質と接触させた。
毛細管的に液状として存在した。この構成物を冷却し適
冷ＰＣＭを形成させた。−週間これを室温に保ったのち
、内側バッグのシールを破断させ適冷ＰＣＭを核形成物
質と接触させた。
その結果、核化が急速におこなわれ、攪拌により全体に
広がった。この構成物からの発熱ののち、全体を再び６
５℃で１時間加熱してＰＣＭを溶融させた。これを再び
冷却したところＰＣＭは過冷状態を保持した。
広がった。この構成物からの発熱ののち、全体を再び６
５℃で１時間加熱してＰＣＭを溶融させた。これを再び
冷却したところＰＣＭは過冷状態を保持した。
第１図は本発明の一実施例に係わる装置を一部切欠して
示す側面図、第２図は３水酢酸ナトリウム−無水酢酸ナ
トリウムからなるシステムおよび３水酢酸ナトリウム−
５水チオ値酸ナトリウムからなるシステムの相態図であ
る。 図中、１０・・・核形成剤、１４・・・ＰＣＭ、１６・
・・主チヤンバ−，１８・・・ロッド、２０・・・開口
部、２２・・・通路。 ２５− 手続補正書（方刻 おわり、３□−１８ 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ■、事件の表示 特願昭５８−１７０５４２号 ２、発明の名称 潜熱貯蔵供給方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 アメリカン・ホスピタル・サシライ・コーポレーション
４、代理人 住所 東京都港区虎）門１丁目２６番５号 第１７森ビ
ル６、補正の対象
審査適正な願書（代表者の氏名）、委任状およ−びその
訳文、明細書、図面 （２１図向の＃書（内容に変更なし） ４９４−
示す側面図、第２図は３水酢酸ナトリウム−無水酢酸ナ
トリウムからなるシステムおよび３水酢酸ナトリウム−
５水チオ値酸ナトリウムからなるシステムの相態図であ
る。 図中、１０・・・核形成剤、１４・・・ＰＣＭ、１６・
・・主チヤンバ−，１８・・・ロッド、２０・・・開口
部、２２・・・通路。 ２５− 手続補正書（方刻 おわり、３□−１８ 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ■、事件の表示 特願昭５８−１７０５４２号 ２、発明の名称 潜熱貯蔵供給方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 アメリカン・ホスピタル・サシライ・コーポレーション
４、代理人 住所 東京都港区虎）門１丁目２６番５号 第１７森ビ
ル６、補正の対象
審査適正な願書（代表者の氏名）、委任状およ−びその
訳文、明細書、図面 （２１図向の＃書（内容に変更なし） ４９４−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）密閉容器と：該容器の第１のチャンバー内に収容
された結晶化性相変換物質（ＰＣＭ）と；該容器の第２
のチャンバー内に収容されたＰＣＭのための核形成剤と
；上記第２のチャンバーから核形成剤の所定分量を第１
のチャンバー内のＰＣＭ中に導入し、ＰＣＭの結晶化を
開始させるとともにそこから供給を開始させる手段とを
具備し、該ＰＣＭは溶融性の易適冷成分を含み、これに
よって蓄熱および結晶潜熱の解放を生じさせるものであ
って、上記核形成剤は結晶状態において、ＰＣＭ成分の
核化および結晶化を誘引し、本装置をＰＣＭを溶かすた
め加熱し、ＰＣＭを適冷するため冷却されたのちにおい
て、核化結晶を含み、上記ＰＣＭに導入される核形成剤
の所定分量が、再賦活加熱工程の間の温度において溶融
ＰＣＭ中に可溶であって、それによシ核化能が消失され
る量であることを特徴とする一体的な潜熱貯蔵供給装置
。 （２）核形成剤がＰＣＭの結晶核化のための溶媒和塩結
晶と、該塩の非溶媒和又は低級溶媒和結晶と、遊離およ
び結合溶媒であって存在する非溶媒和又は低級溶媒和塩
および該溶媒和塩結晶の脱溶媒和によって形成された非
溶媒和又は低級溶媒和塩を再賦活温度で完全に溶解させ
る量よシ少ない量のものからなる特許請求の範囲第１項
記載の装置。 （３）溶媒和塩が塩水和物であり、溶媒が水である特許
請求の範囲第２項記載の装置。 （４）塩水和物をＰＣＭと混和又は溶解する液体中に軟
泥として懸濁させてなる特許請求の範囲第３項記載の装
置。 （５）液体カエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、グリセロール、０１〜Ｃ，Ｏ−価アルコール、ケト
ンおよびエーテルから選ばれるものである特許請求の範
囲第４項記載の装置。 （６）溶媒和塩結晶が該塩と該懸濁液との付加物を含む
特許請求の範囲第５項記載の装置。 （７）再賦活温度で形成される液体の量が核形成剤をほ
とんど固体又は不動態に保持させるのに十分な少量であ
る特許請求の範囲第６項記載の装置。 （８）該液体が一部アルコール、ケトン又はエーテルで
あって炭素原子数が少なくとも６個含まれるものから選
ばれるものである特許請求の範囲第７項記載の装置。 （９） ＰＣＭが核形成剤の一部を形成する塩水和物
と同じものを含む特許請求の範囲第５項記載の装置。 （１１ＰＣＭが少なくとも２種の易適冷化成分の混合物
からなυ、そのうちの第１の成分が第２の成分より難結
晶性を示し、その結晶構造が第２の成分のものと関連性
を有し、第２の成分の結晶化の際に発生する表面エネル
ギーによって核化し得るものである特許請求の範囲第２
項記載の装置。 αＩ） ＰＣＭが３水酢酸す） ＩＪウムと５水チオ
硫酸ナトリウムとの混合物からなりこれらの割合がその
共融物の酢酸富化の側にあり、上記核形成剤が３水酢酸
ナトリウムと無水酢酸ナトリウムの結晶からなることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 Ｑ３ ＰＣＭが１２水りん酸水素二ナトリウムを含み
、核形成剤が１２水りん酸水累二す） ＩＪウムと２水
りん酸水累二ナトリウムの結晶からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の装置。 ＱＪ ＰＧＭが３水硝酸リチウムを含み、核形成剤が
３水硝酸リチウムと半水硝酸リチウムの結晶からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ０４ 結晶性相変換物質（ＰＣＭ ）と、これに関連
する別の核形成剤の双方を加熱して該ＰＣＭを溶融する
工程と；これら双方を冷却してＰＣＭを過冷却して結晶
化潜熱として蓄熱せしめる工程であって、上記核形成剤
が結晶状態のとき適冷ＰＣＭの結晶化を誘引し、上記双
方を加熱し、冷却したのち核化結晶を含む成分からなシ
；上記核形成剤の所定の区分をＰＣＭに導入しＰＣＭの
結晶化を開始させ、ＰＣＭから結晶潜熱の供給を開始さ
せる工程と； ＰＣＭの結晶化および潜熱の発生ののち
上記双方を再加熱してＰＣＩＷを 熱のため再溶融させ
る工程であって、上記核形成剤の所定区分がこの再加熱
時に溶融ＰＣＭ中に溶解し、その核化能が失われる程度
の量であるものと；上記双方を冷却してＰＣＭを適冷状
態に至しめる工程とを具備してなることを特徴とする潜
熱貯蔵供給方法。 αラ 核形成剤がＰＣＭの結晶核化のための溶媒和塩結
晶と、該塩の非溶媒和又は低級溶媒和結晶と、遊離およ
び結合溶媒であって存在する非溶媒和又は低級溶媒和塩
および該溶媒和塩結晶の脱溶媒和によって形成された非
溶媒和又は低級溶媒和塩を再賦活温度で完全に溶解させ
る量よｐ少ない量のものからなる特許請求の範囲第１４
項記載の方法。 ０時 溶媒和塩が塩水和物であり、溶媒が水で（５） ある特許請求の範囲第１５項記載の方法。 Ｏｆ）塩水和物をＰＣＭと混和又は溶解する液体中に軟
泥として懸濁させてなる特許請求の範囲第１６項記載の
方法。 ０→ 液体カエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、グリセロール、０６〜ＣＩＯの一部アルコール、ケ
トンおよびエーテルから選ばれるものである特許請求の
範囲第１７項記載の方法。 ０リ 溶媒和塩結晶が該塩と該懸濁液との付加物を含む
特許請求の範囲第１８項記載の方法。 −再賦活温度で形成される液体の量が核形成剤をほとん
ど固体又は不動態に保持させるのに十分な多音である特
許請求の範囲第１６項記載の方法。 （２１）該液体が一部アルコール、ケトン又はエーテル
であって炭素原子数が少なくとも６個含まれるものから
選ばれるものである特許請求の範囲第２０項記載の方法
。 （２２） ＰＣＭが核形成剤の一部を形成する塩水和６
一 物と同じものを含む特許請求の範囲第１８項記載の方法
。 （２３） ＰＣＭが少なくとも２種の易適冷化成分の混
合物からなシ、そのうちの第１の成分が第２の成分より
難結晶性を示し、その結晶構造が第２の成分のものと関
連性を有し、第２の成分の結晶化の際に発生する表面エ
ネルギーによって核化し得るものである特許請求の範囲
第１５項記載の方法。 （２４） ＰＣＭが３水酢酸ナトリウムと５水チオ硫酸
す） ＩＪウムとの混合物からなりこれらの割合がその
共融物の酢酸富化の側にあり、上記核形成剤が３水酢酸
ナトリウムと無水酢酸ナトリウムの結晶からなることを
特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の方法。 （２５） ＰＣＭが１２水りん酸水素二ナトリウムを含
み、核形成剤が１２水りん酸水素二丈） ＩＪウムと２
水シん酸水素二ナトリウムの結晶からなることを特徴と
する特許請求の範囲第１６項記載の方法。 （２６） ＰＣＭが３水硝酸リチウムを含み、核形成剤
が３水硝酸リチウムと半水硝酸リチウムの結晶からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/418,213 US4503838A (en) | 1982-09-15 | 1982-09-15 | Latent heat storage and supply system and method |
| US418213 | 1982-09-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137790A true JPS59137790A (ja) | 1984-08-07 |
Family
ID=23657172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58170542A Pending JPS59137790A (ja) | 1982-09-15 | 1983-09-14 | 潜熱貯蔵供給方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4503838A (ja) |
| EP (1) | EP0103450B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59137790A (ja) |
| CA (1) | CA1201031A (ja) |
| DE (1) | DE3364961D1 (ja) |
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| JPWO2014024883A1 (ja) * | 2012-08-08 | 2016-07-25 | 古河電気工業株式会社 | 蓄熱材組成物、それを用いた補助熱源および熱供給方法 |
| JP2018030924A (ja) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 東ソー株式会社 | 蓄熱材組成物およびそれを含む加温パック |
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