JPS63197882A - 水化物形潜熱蓄熱材の過冷却状態を崩壊する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱エネルギーを過冷却状態で蓄え、必要な時に
蓄えだ熱エネルギーを取り出すことができる熱エネルギ
ー貯蔵装置を利用する分野に関する。

従来の技術 従来よシ潜熱を利用する水化物形潜熱蓄熱材（以下蓄熱
材と記す）は単位重量当シの蓄熱量が大きい。一定温度
の出力が得られるなどの利点を有するだめ、コードレス
の装身採暖装置・保温装置・加温装置に用いる試みが行
なわれてきた。しかし、従来の蓄熱装置は過冷却を防止
した蓄熱材を用いる試みがほとんどであった。すなわち
、蓄熱材は加熱（蓄熱）完了と同時に放熱を開始するタ
イプである。したがって必要な時に放熱させることがで
きず用途が限定されたものとなった。

ところが最近過冷却現象を利用し任意の時に蓄熱材より
熱を取り出す方式が試みられてきた。すなわち、特開昭
６１−１４２８３号公報には蓄熱材とヒドロキシプロピ
ル化グアーガムとを必須の構成成分とした安定な過冷却
可能な蓄熱組成物が記載されている。この公報の中で蓄
熱材組成物をネジフタを有する透明な肉厚ガラスビンに
入れ過冷却させ、熱を必要とするときに種結晶を入れる
か又は先のとがった金属棒で刺激を与え過冷却を崩壊し
熱を取り出す手段を示している。この手段は給湯分野な
どの大形蓄熱装置には有効と考えられる。しかし、小形
蓄熱装置例えば身体採暖装置に用いる蓄熱体としてはネ
ジフタを有するガラスピンでは前体に装着した場合異和
感がある。したがって、従来の過冷却を防止した蓄熱体
で用いられているようにラミネートフィルムに蓄熱材を
密封する必要がある。しかし、ラミネートフィルムに蓄
熱材を密封した状態では外部から刺激を与えても過冷却
状態が崩壊せず蓄熱体より熱を取り出すことができない
。したがって、容器内部の蓄熱材を直接列激し、過冷却
状態を崩壊させる必要がある。このために、容器にネジ
フタを有する口を取り付けることが考えられる。しかし
、このような蓄熱体の場合、容器口の開閉に伴い蓄熱材
が漏出し周囲を汚損する懸念がある。また、先のとがっ
た金属棒で直接蓄熱材を刺激するのは、金属棒に蓄熱材
が多量に付着したシすることがあり、金属棒の破棄ある
いは、金属棒に付着した蓄・熱材の除去等が必要であり
、取扱いがやっかいであった。

また、特開昭６１−２２１９４号公報にはエネルギー貯
蔵物と刺激体とからなる熱エネルギー貯蔵装置が記載さ
れている。この公報では、過冷却状態にあるエネルギー
貯蔵物に種結晶からなる刺激体を物理的に接触させ、過
冷却を崩壊し熱エネルギーを取シ出す構成を示している
。しかし、この構成も小形蓄熱装置て用いる場合に実用
的な課題がある。すなわち、加熱（蓄熱）時に種結晶に
熱が加わシ積結晶が融解しないようにするために熱的隔
離する必要がある。しかし、装置が小形の場合はこの熱
的隔離が困難であシ、できても装置を大きくしてしまう
。しかも携帯等の移動時の外的刺激や種々の環境下での
加熱に対して確実に種結晶を熱隔離するのは困難である
。

発明が解決しようとする問題点 本発明は前記蓄熱体の課題を解決しようとするものであ
る。すなわち、過冷却可能な蓄熱体を熱エネルギー貯蔵
装置に利用した場合、利便性よく簡単確実に過冷却を崩
壊し熱を取シ出すことができると共に、蓄熱材が漏出し
周囲を汚染することがないようにするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、蓄熱装置は下記
構成とする。すなわち、蓄熱材は容器に封入される。こ
の容器にはその内外に連通ずる連通部分が設けられ、か
つこの連通部分より前記蓄熱材が漏出するのを防ぐだめ
毛細管体等の簡易栓を設けた構成とする。この構成の蓄
熱装置において、蓄熱後、過冷却状態とし熱を必要とす
る時に前記連通部を加湿するものである。

作　　　用 本発明では前記方法により確実にかつ安全に過冷却状態
を崩壊することができる。すなわち、過冷却した蓄熱体
は容器に密封されているため、理由は定かでないが過冷
却状態は容易に崩壊しない。

しかるに本発明の構成においては、前記連結部を加湿す
ることによシ過冷却状態は容易に崩壊し熱を取り出すこ
とができる。これは定かでないが次のように考えられる
。すなわち前記容器の連通部において毛細管体等が容器
の内部と外部とで連通しているため、蓄熱材が前記毛細
管体等を通して容器外部ににじみ出している状態になっ
ている。

熱を放出した後は蓄熱材結晶が付着した状態となってい
る。この状態で蓄熱するため加熱すると、容器内の蓄熱
材は吸熱し融解する。一方、連結部の外側で毛細管体等
に付着している蓄熱材結晶は、結晶水が蒸発し無水塩と
なるためもはや融解しない。したがって、容器は無水塩
で蓋をされ密閉された状態となる。この状態では外部よ
！ｌ刺激を与えても、もはや蓄熱材の過冷却状態は崩壊
しない。

この状態で加湿すると、前記無水塩は水化しもとの蓄熱
材と同じ結晶の蓄熱材となる。この蓄熱材が種結晶とな
り無水塩と接する蓄熱材の過冷却状態が崩壊し結晶化が
起り潜熱を放出する。この結晶化は蓄熱材全体に伝播し
ていく。また、加湿しても過冷却状態が崩壊しない場合
がある。これは水化物が水に溶解し種結晶が発生しない
からと考えられる。しかし、この場合外部より前記連通
部を刺激すると容易に過冷却状態が崩壊する。この刺激
が種結晶により行なわれるとさらに有用である。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。図は本発明の
方法に用いられる蓄熱装置１を示す。この蓄熱装置１は
容器２と容器２に封入されている蓄熱材３および容器２
に設けられた連通部４より構成されている。また、連通
部４よシ蓄熱材３が漏出するのを防ぐために、連通部４
は毛細管体５で満たされる。

以下、各要素毎に説明する。容器２は蓄熱材３と非反応
性・非相溶性の材料でつくられる。特に採暖装置に使用
する場合は可撓性を必要とするためアルミラミネートフ
ィルムを用いるとよい。蓄熱材３は塩化カルシウム６水
塩、硫酸ナトリウム１０水塩、チオ硫酸ナトリウム５水
塩、酢酸ナトリウム３水塩などの水化鉤形蓄熱材であり
、必要に応じて増粘剤、安定剤または熱伝導性物質等を
混合したものである。毛細管体５は蓄熱材３と非反応性
・非相溶性の材料よりなる繊維質体（例えば、綿・セル
ローズ等の天燃繊維まだはポリエステル、アクリル、ナ
イロン、芳香族ポリアミド等の合成繊維よりなる糸状体
、織布あるいは不織布またはステンレス、銅等よりなる
金属細線体）連続気泡体、（例えば、ポリウレタン、各
種連続気泡を有するニジストマーまだは金属発泡体）″
または連続気泡を有する焼結体（例えば、ポリエチレン
多孔質焼結体または多孔質セラミックス）よシなり、容
器２に取り付けられる。これによシ連通部４が形成され
る。取シ付は方は一端が容器２の外部に他端が容器の内
部で蓄熱材と接することができるように取付ける。毛細
管体４は蓄熱材３と接することによシ蓄熱材３を吸いあ
げ、毛細管体４全体が蓄熱材３で浸されるようになる。

蓄熱時温度が上昇し容器内圧があがると容器２内部の蓄
熱材３が毛細管体４を通して外部に漏出することがある
ので、蓄熱材の種類や蓄熱時の温度上昇による粘度低下
を考慮し、蓄熱材の漏出がほとんどないように毛細管体
の設計を行なうことが必要である。

前記構成の蓄熱装置１を加熱（蓄熱）する。蓄熱材３が
充分に融解した後、室温まで冷却すると蓄熱材３の過冷
却状態が得られると共に、毛細管体の外側５ａは無水塩
が付着した状態となる。この状態では理由は定かでない
が、蓄熱装置１に衝撃を与えたシ、折シ曲ばたりあるい
は圧力を加えたり等の応力を加えても過冷却状態は崩壊
しない。

熱を取シ出すためには連通部４に設けられた毛細管体５
を加湿すればよい。加湿方法としては、水で濡らすかあ
るいは水蒸気にさらせばよい。これにより、過冷却状態
の崩壊は容易に起る。この理由は定かでないが、加湿に
よシ毛細管体の外側５ａに付着している無水塩が水化し
種結晶になシ毛細管体の内側５ｂの蓄熱材の過冷却状態
を崩壊するためと考えられる。この過冷却状態の崩壊は
伝播し蓄熱装置全体にわたっていく。この過冷却状態の
崩壊によシ潜熱を取シ出すことができる。

また、加湿しても過冷却状態が崩壊しない場合がある。

この場合は、加湿後前記毛細管体５に物理的刺激を与え
ればよい。特に蓄熱材の種結晶が付着しているＩｉｌ激
体で刺激すると容易に過冷却状態は崩壊する。

以下、具体的な各実施例を示す。

実施例１゜ 二枚のアルミラミネートフィルムの三方を熱融着し容器
をつくる。この時、１箇所にＱ２Ｊ２ｒのポリエステル
糸を挾み込み容器内外を連通ずる連通部とする。この容
器に蓄熱材として酢酸ナトリウム・３水塩を封入し蓄熱
装置を得た。この蓄熱装置を９０°Ｃで加熱蓄熱し冷却
すると過冷却物が容易に得られる。この時、連通部の外
側はポリエステル糸の毛細管現象により外部ににじみ出
てきた酢酸ナトリウム３水塩が無水化した無水酢酸ナト
リウムが付着固化している。この状態でいかなる外的可
搬を与えても過冷却が崩壊することがなかった。熱を取
り出すために、先端を水で濡らしたマツチ捧で前記無水
化物のところを刺激すると過冷却状態は容易に崩壊した
。

実施例２ 前記実施例１の蓄熱装置において、無水化物のところを
水蒸気にさらすと過冷却状態は容易に崩壊した。

実施例３゜ 前記実施例１の蓄熱装置において、無水化物のところを
水道水で濡したところ過冷却状態は崩壊しなかった。こ
の後、水きシをし、積結晶が付着している欅で軽く刺激
を与えると過冷却状態は容易に崩壊した。

発明の効果 以上のように本発明の方法によれば次の効果がある。す
なわち、本発明によれば過冷却状態にある蓄熱装置の連
結部の一部を加湿すれば容易に過冷却状態を崩壊させ熱
を取９畠すことができる。

したがって、本発明の方法を用いれば、任意の時に簡単
確実に熱を蓄熱装置よシ取シ出すことができる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の一実施例の蓄熱装置の断面図である。 １・・・・・・蓄熱装置、２・・・・・・容器、３・・
・・・・蓄熱材、４・・・・・・連結部、５・・・・・
・毛細管体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）内外に連通する連通部を有する容器に、過冷却可
   能で刺激により液体から固体に相変化し潜熱を放出する
   水化物形潜熱蓄熱材を封入し、前記水化物形潜熱蓄熱材
   を加熱し蓄熱した後、熱を必要とする時に前記連通部を
   加湿する水化物形潜熱蓄熱材の過冷却状態を崩壊する方
   法。
2. （２）連通部を加湿する方法として、前記連通部を水で
   濡らす特許請求の範囲第１項記載の水化物形潜熱蓄熱材
   の過冷却状態を崩壊する方法。
3. （３）連通部を加湿する方法として、前記連通部を水蒸
   気にさらす特許請求の範囲第１項記載の水化物形潜熱蓄
   熱材の過冷却状態を崩壊する方法。
4. （４）内外に連通する連通部が毛細管体よりなる特許請
   求の範囲第１項記載の水化物形潜熱蓄熱材の過冷却状態
   を崩壊する方法。
5. （５）水化物形蓄熱材が酢酸ナトリウム３水塩である特
   許請求の範囲第１項記載の水化物形潜熱蓄熱材の過冷却
   状態を崩壊する方法。