JP2019207055A - 蓄熱方法および蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摂氏２５度以下に冷却された後でも、電圧の印加により潜熱を放出可能な過冷却安定性を有する蓄熱装置を提供すること。【解決手段】蓄熱材を内部に含む蓄熱槽、第１電極、第２電極、および第１電極および第２電極の間に電圧を印加するための電源、を具備し、ここで、蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および臭化カリウムを含有し、蓄熱材に含有される酢酸ナトリウムの蓄熱材に含有される水に対する質量比は、１．５以上であり、かつ第１電極は、銀、銀合金、および銀化合物からなる群から選択される少なくとも１つから形成された表面を具備している、蓄熱装置。【選択図】図１

Description

本発明は蓄熱方法および蓄熱装置に関する。

特許文献１は、酢酸ナトリウム三水和物を蓄熱材として用いた蓄熱システムを開示している。

酢酸ナトリウム三水和物は、摂氏５８℃の融点で融解する。しかし、酢酸ナトリウム三水和物は、融点以下の温度に冷却されても直ちに凝固しない。融点以下の温度に冷却されても液体が凝固していない状態は、過冷却状態と呼ばれる。

酢酸ナトリウム三水和物を含有する蓄熱材を加熱して融解した後、蓄熱材を過冷却状態になるまで冷却する。このようにして、潜熱が酢酸ナトリウム三水和物に蓄えられる。熱が必要とされたときに、酢酸ナトリウム三水和物を含有する蓄熱材の過冷却状態が解除される。酢酸ナトリウム三水和物の状態は液体状態から固体状態に変化し、この変化のために酢酸ナトリウム三水和物から熱が放出される。すなわち、潜熱が取り出される。このようにして、蓄熱効果が達成される。

特許文献２は、過冷却状態の蓄熱材に電圧を印加する銀電極を具備している蓄熱槽を開示している。当該銀電極は、過冷却状態の解除手段として機能する。

特許文献３は、酢酸ナトリウム３水塩を主材とする蓄熱装置を開示している。特許文献３に開示された蓄熱装置は、アルカリ金属、アルカリ土類金属および亜鉛のそれぞれの塩化物、臭化物およびヨウ化物からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含有してなる蓄熱材を用いて形成されている。特許文献３に開示された蓄熱装置は、少なくとも１対の電極を備えている。当該少なくとも一対の電極のうち、少なくとも１本は銀電極である。

特許文献４は、酢酸ナトリウム、水、および化学式ＬｉＦにより表されるフッ化リチウムを含有する蓄熱材を開示している。特許文献４に開示された蓄熱材は、フッ化リチウムのために、高い耐熱性を有する。特許文献４によると、フッ化リチウムは、過冷却防止剤としても機能する。

特許文献５は、酢酸ナトリウム三水和物および、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化マグネシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化コバルト、および塩化ニッケルからなる群から選択される金属塩を含有する蓄熱材を開示している。特許文献５によると、当該金属塩は、蓄熱材の融点を低下させる。

特開２００８−２０１７７号公報 特開昭６１−２０４２９３号公報 特開２００４−２０５１５３号公報 特開昭６１−７３７８号公報 特開昭５７−１０２９８２号公報

本発明の目的は、電圧印加により過冷却状態を解除して熱を放出し、繰り返し利用可能であり、かつ高い耐熱性および大きな過冷却安定性の両者を有する蓄熱装置を提供することにある。本発明の他の目的は、当該蓄熱装置に適した蓄熱方法を提供することにある。

本発明は、潜熱を放出する方法であって、
（ａ） 以下を具備する蓄熱装置を用意する工程、
蓄熱材を内部に含む蓄熱槽、
第１電極、
第２電極、および
前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加するための電源、
ここで、
前記蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および臭化カリウムを含有し、
前記蓄熱材に含有される酢酸ナトリウムの前記蓄熱材に含有される水に対する質量比は、１．５以上であり、かつ
前記第１電極は、銀、銀合金、および銀化合物からなる群から選択される少なくとも１つから形成された表面を具備しており、
（ｂ） 工程（ａ）の後に、前記蓄熱材を摂氏８５度以上の温度に加熱する工程、
（ｃ） 工程（ｂ）の後に、前記蓄熱材を摂氏２５度以下の温度に冷却する工程、かつ
（ｄ） 工程（ｃ）の後に、摂氏５８度以下の温度下で、前記電源を用いて、前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加し、前記蓄熱材から潜熱を放出させる工程
を具備する、方法を提供する。

本発明は、電圧印加により過冷却状態を解除して熱を放出し、繰り返し利用可能であり、かつ高い耐熱性および大きな過冷却安定性の両者を有する蓄熱装置を提供する。本発明は、当該蓄熱装置に適した蓄熱方法も提供する。

図１は、本発明の実施形態による蓄熱装置の概略図を示す。 図２は、加熱時における蓄熱材１２の特性を示すグラフである。 図３は、冷却時における蓄熱材１２の特性を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態が、図面を参照しながら説明される。

（蓄熱装置１０）
図１は、本実施形態による蓄熱装置１０の概略図を示す。図１において、蓄熱装置１０は、蓄熱材１２を内部に含む蓄熱槽１１、第１電極１３ａ、第２電極１３ｂ、電源１４、およびスイッチ１５を具備している。電源１４は、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの間に電圧を印加するために用いられる。電源１４は直流電源または交流電源である。

（蓄熱槽１１）
蓄熱槽１１は、断熱材により保温されている。断熱材の例は、グラスウールである。蓄熱槽１１は、蓄熱材１２を含有している。蓄熱材１２は、蓄熱槽１１の内部を満たしていてもよい。

（蓄熱材１２）
本実施形態においては、蓄熱材１２は、酢酸ナトリウムから形成される。言い換えれば、蓄熱材１２は、酢酸ナトリウムを主成分として含有する。本明細書で用いられる用語「
酢酸ナトリウム」は、化学式ＣＨ_３ＣＯＯＮａにより表される酢酸ナトリウム無水物だけでなく、化学式ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏにより表される酢酸ナトリウム三水和物を含む。従って、蓄熱材１２は、水を含有する。蓄熱材１２は、（Ｉ）酢酸ナトリウム三水和物を加熱して融解させること、（ＩＩ）酢酸ナトリウム無水物および水の混合物を加熱すること、（ＩＩＩ）酢酸ナトリウム三水和物および水の混合物を加熱すること、または（ＩＶ）酢酸ナトリウム無水物、酢酸ナトリウム三水和物、および水の混合物を加熱することにより調製され得る。

後述される実施例１〜実施例３から明らかなように、蓄熱材に含有される酢酸ナトリウムの蓄熱材に含有される水に対する質量比は、１．５以上である。後述される比較例１から明らかなように、当該質量比が１．５未満である場合には、蓄熱材は摂氏９０度での耐熱性を有しない。用語「耐熱性」は、後に詳細に説明される。当該質量比は１．８６以下であることが望ましい。言い換えれば、酢酸ナトリウムおよび水の質量比は、６０：４０〜６５：３５であることが望ましい。

後述される実施例からも明らかなように、酢酸ナトリウム三水和物（または酢酸ナトリウム無水物および水の混合物）を、その融点（すなわち、摂氏５８度）以上の温度に加熱した後には、酢酸ナトリウムは融解する。一例として、酢酸ナトリウム三水和物は、摂氏８０度で加熱され、融解される。

さらに、蓄熱材１２は、酢酸ナトリウムおよび水だけでなく、臭化カリウムをも含有する。本実施形態は、蓄熱材１２が臭化カリウムを含有することにより特徴づけられる。この特徴に基づき、本実施形態による蓄熱材１２は、以下の３つの効果（ｉ）〜（ｉｉｉ）を有する。
・（ｉ）蓄熱材１２は、電圧印加により過冷却状態を解除して潜熱を放出する。
・（ｉｉ）蓄熱材１２は、繰り返し利用可能である。
・（ｉｉｉ）蓄熱材１２は、高い耐熱性および大きな過冷却安定性の両者を有する。
・用語「過冷却安定性」は、後に詳細に説明される。

特に、上記の３つの効果の中でも、臭化カリウムを含有する蓄熱材が高い耐熱性および大きな過冷却安定性の両者を有するという効果（ｉｉｉ）により、本実施形態は特徴づけられる。以下、本実施形態の特徴点（すなわち、臭化カリウムを採用することによって得られる高い耐熱性および大きな過冷却安定性の両者）が説明される。

後述される比較例２〜比較例３から明らかなように、蓄熱材１２が臭化カリウムを含有しない場合、摂氏８５度以上に蓄熱材が加熱された後には、摂氏２５度以下の温度下で蓄熱材に電圧を印加しても蓄熱材から潜熱は放出されない。このように、臭化カリウムを含有しない蓄熱材の耐熱性は、著しく低い。

後述される比較例４〜比較例６から明らかなように、臭化カリウムに代えてフッ化物（例えば、フッ化リチウムまたはフッ化カルシウム）または塩化物（例えば、塩化カリウム）が用いられた場合、およそ摂氏５０度の温度で蓄熱材は結晶化し、潜熱を放出する。このように、臭化カリウムではなくフッ化物または塩化物を含有する蓄熱材の過冷却安定性は、著しく低い。

後述される比較例７〜比較例８から明らかなように、臭化カリウム以外の臭化物（例えば、臭化ナトリウム）またはヨウ化物（例えば、ヨウ化カリウム）が用いられた場合、摂氏８５度以上に蓄熱材が加熱された後には、摂氏２５度以下の温度下で電圧を蓄熱材に印加しても蓄熱材から潜熱は放出されない。このように、臭化カリウム以外の臭化物またはヨウ化物を含有する蓄熱材の耐熱性は、著しく低い。

本実施形態の特徴点（すなわち、臭化カリウムを採用することによって得られる高い耐熱性および大きな過冷却安定性の両者）は、先行技術文献からの相違点を参照しながら、後にさらに詳細に説明される。

蓄熱材１２は、添加剤を含み得る。添加剤の例は、粘度調整剤、整泡剤、酸化防止剤、脱泡剤、砥粒、充填剤、顔料、染料、着色剤、増粘剤、界面活性剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤、耐熱安定剤、粘着付与剤、硬化触媒、安定剤、シランカップリング剤、またはワックスである。本発明の目的が阻害されない限り、添加剤の種類及び量は制限されない。添加剤は蓄熱材１２に添加される必要はない。

（電極、電源、およびスイッチ）
図１に示されるように、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂは、配線およびスイッチ１５を介して電源１４に電気的に接続されている。

第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂは、いずれも、蓄熱材１２に接触するように配置される。蓄熱材１２に接触している部分の第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの距離は、特に限定されない。当該距離の例は、１ミリメートル以上３０ミリメートル以下である。

第１電極１３ａは、その表面に銀、銀合金、または銀化合物を有する。銀合金の例は、銀パラジウム合金または銀銅合金である。銀化合物の例は、ハロゲン化銀または酸化銀である。ハロゲン化銀の例は、臭化銀である。

このように、第１電極１３ａは、銀、銀合金、または銀化合物から形成された表面を具備している。以下、本明細書において、銀、銀合金、または銀化合物から形成される第１電極１３ａの表面は、「銀表面」と呼ばれる。銀表面の少なくとも一部は、蓄熱材１２に接している。望ましくは、銀表面のすべてが、蓄熱材１２に接している。より望ましくは、銀表面は、蓄熱材１２の内部に浸漬されている。

第１電極１３ａとは異なり、第２電極１３ｂは、その表面に銀、銀合金、または銀化合物を有する必要はない。言うまでもないが、第２電極１３ｂもまた、その表面に銀、銀合金、または銀化合物を有し得る。

第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの形状は、限定されない。第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの形状は、例えば、板状または線状である。

本実施形態による蓄熱装置１０は、複数の蓄熱槽１１を具備し得る。各蓄熱槽１１は、各蓄熱材１２に接する第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂを具備し得る。複数の蓄熱槽１１は、直流電源１４に並列に電気的に接続され得る。

蓄熱槽１１に蓄熱材１２が投入された後に、蓄熱材１２は結晶化され、次いで摂氏８０度以下の温度で融解されることが望ましい。具体的には、蓄熱材１２は、マイナス３０度以下の温度に冷却されて結晶化される。これに代えて、過冷却状態の蓄熱材１２に酢酸ナトリウム三水和物の結晶が添加され、結晶化される。次いで、蓄熱材１２は融解される。このようにして結晶化および融解の両者を経験した蓄熱材１２は、電圧の印加により容易に結晶化し、かつ加熱により容易に融解し得る。

（蓄熱装置１０の使用方法）
以下、蓄熱装置１０から潜熱を放出する方法が説明される。上記の蓄熱装置１０が、蓄
熱装置１０のユーザによって用意される。言い換えれば、当該ユーザは、蓄熱装置１０を購入するか、あるいは組み立てる。

図２は、加熱時における蓄熱材１２の特性を示すグラフである。一例として、蓄熱材１２を具備する蓄熱装置１０は、エンジンおよびラジエターを具備する車に搭載される。以下、当該車をドライバーが運転する状況が説明される。

外気温（例えば、摂氏２５度）下で静置された車のエンジンをドライバーは始動し、車を運転する。蓄熱装置１０は、エンジンからラジエターに向かう流体により加熱される。

この流体により、蓄熱材１２が摂氏８５度以上の温度に加熱される。一例として、蓄熱材１２は摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度に加熱される。エンジンおよびラジエターを具備する車において、エンジンからラジエターに流れる冷却液は、およそ摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度を有している。従って、本実施形態による蓄熱装置１０は、エンジンおよびラジエターを具備する車に搭載されることが望ましい。このように、蓄熱材１２は、エンジンからラジエターに流れる冷却液で摂氏８５度以上の温度に加熱され得る。図２に含まれる区間Ａおよび区間Ｂを参照せよ。

本明細書において、摂氏８５度未満の温度に蓄熱材１２が加熱されることは、摂氏８５度以上の温度に蓄熱材１２が加熱されることから区別される。摂氏８５度未満の温度に蓄熱材１２を加熱する目的は、単に酢酸ナトリウムを水に溶解させる（すなわち、酢酸ナトリウム水溶液を調製する）ためであって、本発明の特徴とは無関係である。一方、本発明の特徴は、摂氏８５度以上の温度に蓄熱材１２を加熱した後でも、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂを用いて蓄熱材１２に摂氏２５度以下の温度下で電圧を印加して潜熱が蓄熱材１２から放出されることである。このことは、後に「蓄熱材１２の耐熱性」として再度説明される。

摂氏６０度以上摂氏８５度未満の温度に蓄熱材１２を加熱した後、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂを用いて摂氏２５度以下の温度下で蓄熱材１２に電圧を印加すると、潜熱が蓄熱材１２から放出される。しかし、本実施形態では、蓄熱材１２が摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度（例えば、摂氏９０度）に加熱された後であっても、以下の２つの要件（ｉ）および要件（ｉｉ）が充足されれば、摂氏２５度以下の温度下で電圧の印加により潜熱が蓄熱材１２から放出される。
・要件（ｉ）：蓄熱材１２が臭化カリウムを含有すること（実施例１〜実施例３を比較例２〜比較例８と比較せよ）
・要件（ｉｉ）：蓄熱材１２に含有される酢酸ナトリウムの蓄熱材１２に含有される水に対する質量比が、１．５以上であること実施例１〜実施例３を比較例１と比較せよ）。

ドライバーは車を停止させ、次いでエンジンを切る。車のエンジンは外気温（例えば、摂氏２５度）に等しくなるように冷却される。このため、蓄熱材１２もまた、外気温（例えば、摂氏２５度）に等しくなるように冷却される。図２に含まれる区間Ｃを参照せよ。区間Ｃの最初において、蓄熱材１２は液体状態である。しかし、蓄熱材１２が冷却され、蓄熱材１２の温度が融点以下の温度になっても、蓄熱材１２は固化せず、過冷却状態になる。

上記の要件（ｉ）および要件（ｉｉ）を充足する蓄熱材１２は、摂氏８５度以上の温度での耐熱性を有する。本明細書において、「耐熱性」とは、摂氏８５度以上の温度に蓄熱材１２が加熱された後に、摂氏２５度以下（一例として、摂氏０度以下）の温度下で過冷却状態にある蓄熱材１２が結晶化して潜熱を放出することを意味する。本明細書において、用語「耐熱温度」とは、図２に示されるΔＴＡにより定義される。耐熱温度ΔＴＡは、
蓄熱材１２が加熱される温度および酢酸ナトリウムの融点（すなわち、摂氏５８度）の間の温度差を表す。耐熱温度ΔＴＡは大きいことが望ましい。本実施形態による蓄熱材１２は、２７ケルビン（＝摂氏８５度−摂氏５８度）以上の耐熱温度ΔＴＡを有する。一例として、本実施形態による蓄熱材１２は、３７ケルビン以下（＝摂氏９５度−摂氏５８度）の耐熱温度ΔＴＡを有する。

耐熱性を有する蓄熱材１２は、摂氏８５度以上の温度に加熱された後であっても、摂氏２５度以下の温度で銀表面を介した電圧の印加によって結晶化して潜熱を放出する。一方、耐熱性を有さない蓄熱材は、摂氏８５度以上の温度に加熱された後には、摂氏２５度以下の温度下で銀表面を介して電圧が印加されても、蓄熱材は結晶化しない。その結果、耐熱性を有さない蓄熱材から潜熱は放出されない。このように、本発明の目的は、摂氏８５度以上に加熱された後でも、摂氏２５度以下の温度下で電圧の印加により潜熱を放出可能な耐熱性を有する蓄熱装置を提供することである。

図３は、冷却時における蓄熱材１２の特性を示すグラフである。一例として、冬季の夜間における外気温の低下（たとえば、摂氏０度への低下）により、蓄熱材１２もまた、外気温（例えば、摂氏０度）に等しくなるように冷却される。図３に含まれる区間Ｄおよび区間Ｅを参照せよ。厳しい冬の夜間では、外気温は摂氏マイナス２０度以下に低下し得る。そのため、蓄熱材１２は過冷却状態を維持したまま、蓄熱材１２もまた、摂氏マイナス２０度以下の低温に冷却され得る。

時点Ｆにおいて、ドライバーがエンジンを始動させる。しかし、よく知られているように、エンジンがあまりにも低い温度に冷却されていると、ドライバーはエンジンの始動に失敗することがある。この失敗の問題を解決するために、ドライバーは、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの間に電圧を印加し、蓄熱材１２の潜熱を開放する。蓄熱材１２の潜熱の開放により、蓄熱材１２は加温される。図３に含まれる区間Ｇを参照せよ。このようにして、エンジンが蓄熱材１２の潜熱により加温される。その結果、ドライバーがエンジンの始動に成功する。その後、蓄熱材１２は、外気温に等しくなるように、冷却される。図３に含まれる区間Ｈを参照せよ。

一方、一般的に、摂氏２５度の温度下では、低温を原因としてドライバーがエンジンの始動に失敗することはほとんどない。しかし、エンジンの始動の成功または失敗に拘わらず、摂氏２５度以下の温度下での電圧の印加による潜熱の放出により、エンジンの始動および加温のために必要なガソリンの量を減らすことができる。燃費向上の観点からも、摂氏２５度以下の温度下で電圧の印加により本実施形態の蓄熱装置１０から潜熱が放出されることが望ましい。

図３から理解されるように、区間Ｄおよび区間Ｅにおいて、蓄熱材１２は過冷却状態である。区間Ｇおよび区間Ｈにおいて、蓄熱材１２の少なくとも一部は結晶化されている。言い換えれば、区間Ｇおよび区間Ｈにおいて、蓄熱材１２の少なくとも一部は固体状態にある。

上記の要件（ｉ）および要件（ｉｉ）を充足する蓄熱材１２は、摂氏２５度以下の温度での過冷却安定性を有する。本明細書において、用語「過冷却安定性」とは、摂氏２５度以下の温度で過冷却状態が維持され、かつ摂氏２５度以下の温度下で銀表面を介した電圧の印加により蓄熱材１２が結晶化して潜熱を放出することを意味する。本明細書において、用語「過冷却度」とは、図３に示されるΔＴＢにより定義される。過冷却度ΔＴＢは大きいことが望ましい。過冷却度ΔＴＢは、酢酸ナトリウムの融点（すなわち、摂氏５８度）および蓄熱材１２が冷却により結晶化される温度の差を表す。本実施形態による蓄熱材１２は、３３ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏２５度）以上の過冷却度ΔＴＢを有する。望
ましくは、本実施形態による蓄熱材１２は、５８ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏０度）以上の過冷却度ΔＴＢを有する。一例として、本実施形態による蓄熱材１２は、８１ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏マイナス２３度）以上の過冷却度ΔＴＢを有する。過冷却安定性を有する蓄熱材１２は、摂氏８５度以上の温度に加熱された後であっても、摂氏２５度以下の温度で銀表面を介した電圧の印加によって結晶化して潜熱を放出する。一方、過冷却安定性を有さない蓄熱材は、摂氏８５度以上の温度に加熱された後には、摂氏２５度以下の温度で銀表面を介して電圧が印加されても、蓄熱材は結晶化しない。その結果、蓄熱材から潜熱は放出されない。このように、本発明の目的は、摂氏２５度以下に冷却された後でも、電圧の印加により潜熱を放出可能な過冷却安定性を有する蓄熱装置を提供することである。

特許文献２は、酢酸ナトリウム三水和物から形成される蓄熱材をヒーターで加熱した後、一対の電極を用いて当該蓄熱材に電圧を印加して、熱を蓄熱材から放出することを開示している。さらに、酢酸ナトリウムを水に溶解させるために（または酢酸ナトリウム三水和物を融解させるために）、摂氏６０度以上の温度に酢酸ナトリウムを加熱することもよく知られている。従って、特許文献２を読んだ当業者にとって、酢酸ナトリウム三水和物から形成される蓄熱材をヒーターで摂氏６０度以上の温度に加熱した後、一対の電極を用いて当該蓄熱材に電圧を印加して、熱を蓄熱材１２から放出することは自明であろう。

しかし、特許文献２には、蓄熱材が摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度に加熱された後に、一対の電極を用いて摂氏２５度以下の温度下で当該蓄熱材に電圧を印加しても、熱が蓄熱材１２から放出されないという課題を開示していない（後述される比較例１を参照せよ）。このように、特許文献２においては、蓄熱材を摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度に加熱した後に、一対の電極を用いて摂氏２５度以下の温度下で当該蓄熱材に電圧を印加しても、潜熱が蓄熱材から放出されない。

従って、特許文献２を読んだ当業者であっても、当該課題を見いだせないであろう。そのため、当該課題を解決するために、すなわち、蓄熱材１２が摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度に加熱された後に蓄熱材に摂氏２５度以下の温度下で電圧を印加して潜熱を蓄熱材１２から放出させるために、上記の要件（ｉ）および要件（ｉｉ）が必要とされることは、特許文献２を読んだ当業者にとって自明ではないであろう。

特許文献３は、酢酸ナトリウム３水塩を主材とし、アルカリ金属、アルカリ土類金属および亜鉛のそれぞれの塩化物、臭化物およびヨウ化物からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含有してなる蓄熱材を用いてなり、少なくとも１対の電極を備え、そのうち少なくとも１本は銀電極である蓄熱装置を開示している。特許文献２に関する上記の議論から明らかなように、特許文献３もまた、上記の課題を開示していない。従って、蓄熱材１２が摂氏８５度以上摂氏９５度以下の温度に加熱された後に摂氏２５度以下の温度下で蓄熱材１２に電圧を印加して潜熱を蓄熱材１２から放出させるために、上記の要件（ｉ）および要件（ｉｉ）が必要とされることは、特許文献２だけでなく特許文献３をも読んだ当業者にとって自明ではないであろう。

特許文献４は、酢酸ナトリウム、水、および化学式ＬｉＦにより表されるフッ化リチウムを含有する蓄熱材を開示している。特許文献４に開示された蓄熱材は、フッ化リチウムのために、高い耐熱性を有する。

しかし、特許文献４は、過冷却安定性に言及していない。後述される比較例４〜比較例５から明らかなように、酢酸ナトリウム、水、およびフッ化物を含有する蓄熱材は、高い耐熱温度ΔＴＡを有するが、極めて小さい過冷却度ΔＴＢを有する。一例として、酢酸ナトリウム、水、およびフッ化物を含有する蓄熱材は、８ケルビン未満の極めて小さい過冷
却度ΔＴＢを有する。従って、酢酸ナトリウム、水、およびフッ化物を含有する蓄熱材を具備する蓄熱装置が車のエンジンのために用いられた場合、夏季であっても、おそらくエンジンを切った直後に潜熱が開放される。これには意味がない。従って、この場合には、摂氏２５度以下に蓄熱材が冷却された後に、図３に含まれる時点Ｆにおいて蓄熱材への電圧の印加により蓄熱材から潜熱が取り出せられないことは明らかであろう。

特許文献５は、酢酸ナトリウム三水和物および、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化マグネシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化コバルト、および塩化ニッケルからなる群から選択される金属塩を含有する蓄熱材を開示している。特許文献５によると、当該金属塩は、蓄熱材の融点を低下させる。

しかし、特許文献５は、臭化カリウムの選択的特異性を開示していない。後述される比較例６から明らかなように、塩化カリウムのような塩化物を含有する蓄熱材は、極めて小さい過冷却度ΔＴＢを有する。後述される比較例７から明らかなように、ヨウ化カリウムのようなヨウ化物を含有する蓄熱材は、高い過冷却安定性を有するが、摂氏８５度以上の温度への加熱に対する耐熱性を有しない。後述される比較例８から明らかなように、カリウム塩に代えてナトリウム塩を含有する蓄熱材もまた、高い過冷却安定性を有するが、摂氏８５度以上の温度への加熱に対する耐熱性を有しない。言い換えれば、臭化カリウム以外の金属塩を含有する蓄熱材が摂氏８５度以上の温度に加熱された後、摂氏２５度以下の温度下で銀表面を有する電極を用いて当該蓄熱材に電圧を印加しても、潜熱が蓄熱材から放出されない。

一方、臭化カリウムを含有する蓄熱材１２は、高い耐熱性を有する。その結果、臭化カリウムを含有する蓄熱材１２が摂氏８５度以上の温度に加熱された後であっても、摂氏２５度以下の温度下で銀表面を有する電極を用いて当該蓄熱材に電圧が印加されると、熱が蓄熱材１２から放出される。しかし、特許文献５は、臭化カリウムが用いられた場合のみ潜熱が放出されるという選択的特異性を開示していない。

混同を予防するために、本明細書において、耐熱温度ΔＴＡおよび過冷却度ΔＴＢのためには「ケルビン」が用いられる。例えば、本発明者は、「耐熱温度ΔＴＡがｎａケルビン以上である」および「過冷却度ΔＴＢがｎｂケルビン以下である」と表記する。言うまでもないが、ｎａおよびｎｂは、それぞれ独立して、実数である。「過冷却度ΔＴＢ≧６０ケルビン」という説明は、酢酸ナトリウムの融点（すなわち、摂氏５８度）および蓄熱材１２が冷却により結晶化される温度の温度差が６０ケルビン以上ということを意味する。一方、本明細書において、温度のためには、「摂氏」が用いられる。例えば、「酢酸ナトリウムの融点は摂氏５８度」（すなわち、５８℃）である」と本発明者は表記する。

特許文献３に開示されているように、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの間に印加される電圧は、１．５ボルト以上２．５ボルト以下であることが望ましい。

次に、蓄熱材１２は摂氏５８度以下の温度に冷却され、過冷却状態になる。例えば、本実施形態の蓄熱装置１０を具備する車のエンジンが停止され、蓄熱材１２は冷却される。その結果、蓄熱材１２の温度は外気温に等しくなる。このようにして、潜熱が蓄熱材１２を構成する酢酸ナトリウム三水和物に蓄えられる。よく知られているように、酢酸ナトリウム三水和物は、摂氏５８度の融点を有する。

潜熱が必要とされる際に、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの間に電圧が印加され、蓄熱材１２の過冷却状態が解除される。電圧の印加による蓄熱材１２の過冷却状態の解除により、蓄熱材１２は結晶化する。その結果、蓄熱材１２から熱が放出される。すなわち、潜熱が取り出される。例えば、寒冷地でのエンジンの始動のために、潜熱が必要とさ
れる。

（蓄熱材１２の再利用）
蓄熱材１２から熱が放出された後、蓄熱材１２は、繰り返し利用のために、加熱される。望ましくは、蓄熱材１２は、摂氏５８度以上摂氏９５度以下の温度で繰り返し利用のために加熱される。このようにして、蓄熱材１２に含有される酢酸ナトリウム三水和物が融解する。言い換えれば、結晶化された酢酸ナトリウム三水和物（すなわち、固体状態の酢酸ナトリウム三水和物）は加熱により融解する。このようにして、蓄熱材１２は再利用される。

蓄熱材１２は、過冷却防止剤を含有しないことが望ましい。なぜなら、過冷却防止剤は過冷却度ΔＴＢを極めて小さくするからである。蓄熱材１２に添加されることが望まれない過冷却防止剤の例は、リン酸二水素カリウム（すなわち、ＫＨ_２ＰＯ_４）、炭酸ナトリウム（すなわち、Ｎａ_２ＣＯ_３）、二リン酸ナトリウム十水和物（すなわち、Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）、またはタングステン酸ナトリウム（すなわち、Ｎａ_２ＷＯ_４）である。過冷却防止剤は、「発核剤」または「核生成剤」とも呼ばれる。

（実施例）
本発明が以下の実施例を参照しながらより詳細に説明される。

（実施例１）
実施例１は、実施例１Ａおよび実施例１Ｂから構成される。実施例１Ａおよび実施例１Ｂでは、それぞれ、耐熱温度ΔＴＡおよび過冷却度ΔＴＢが調査された。

（実施例１Ａ）
（蓄熱装置１０の作製）
蓄熱槽１１に、酢酸ナトリウム無水物（２５．９グラム）および水（２０．９グラム）が添加された。蓄熱槽１１は、６０ミリリットルの容量を有するガラス製のサンプル瓶であった。

次いで、蓄熱槽１１は摂氏８０度に加熱され、酢酸ナトリウムを水に溶解させた。蓄熱槽１１に、臭化カリウム（０．４５５グラム）が添加された。再度、蓄熱槽１１は摂氏８０度に加熱され、臭化カリウムを溶解した。蓄熱槽１１に、さらに酢酸ナトリウム無水物（５．８グラム）が添加された。再度、蓄熱槽１１は摂氏８０度に加熱された。このようにして、実施例１Ａによる蓄熱材１２が蓄熱槽１１の内部で調製された。その後、蓄熱槽１１は室温まで冷却された。蓄熱槽１１に酢酸ナトリウム三水和物の種結晶が添加され、蓄熱材１２を結晶化した。実施例１Ａによる蓄熱材１２において、臭化カリウムの酢酸ナトリウム無水物に対するモル濃度は１．０％であった。実施例１Ａによる蓄熱材１２において、酢酸ナトリウム無水物の水に対する質量比は、１．５０であった。言い換えれば、酢酸ナトリウム無水物：水の質量比は６０：４０であった。

（融点および潜熱量の測定）
示差走査熱量計を用いて、実施例１Ａによる蓄熱材１２の融点および潜熱量が以下のようにして測定された。まず、実施例１Ａによる蓄熱材１２（５ミリグラム）が、アルミニウム製の容器に投入された。次いで、容器は蓋を用いて密封された。

容器は、示差走査熱量計（パーキンエルマー社より入手、商品名：ＤＳＣ−８５００）に組み込まれた。容器に投入された蓄熱材は、摂氏２５度から摂氏９０度まで摂氏１度／分の速度で加熱された。

示差走査熱量計から出力された吸熱ピークに基づいて、実施例１Ａによる蓄熱材の融解熱が計算された。その結果、実施例１Ａによる蓄熱材の融解熱は、２５９ジュール／グラムであった。

次に、図１に示されるように、線状の銀から構成される第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂが、蓄熱槽１１の蓋を貫通するように設けられた。第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂは、１．５ミリメートルの直径を有していた。蓄熱材１２の内部に位置する第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの部分の長さは、おおよそ５ミリメートルであった。このようにして、実施例１Ａによる蓄熱装置１０が得られた。

（摂氏７０度での結晶化試験）
蓄熱槽１１は、温度が摂氏２５度に維持された恒温槽（図示せず）の内部に設置された。本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏０．５度／分の速度で摂氏５５度になるまで上昇させた。次いで、恒温槽の温度は摂氏５５度で３０分間維持された。さらに、本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏０．５度／分の速度で摂氏７０度になるまで上昇させた。次いで、恒温槽の温度は摂氏７０度で６０分間維持された。蓄熱槽１１が恒温槽から取り出され、室温（およそ摂氏２５度）に冷却された。次いで、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの間に２．０ボルトの電圧が２分間印加された。その結果、実施例１Ａによる蓄熱材１２は結晶化し、潜熱を放出した。潜熱の放出により、実施例１Ａによる蓄熱材１２の温度は上昇した。摂氏７０度でのこの結晶化試験の成功は、実施例１Ａによる蓄熱材１２は、摂氏７０度での加熱に対する耐熱性を有することを意味している。

（摂氏９０度での結晶化試験）
蓄熱槽１１は、温度が摂氏２５度に維持された恒温槽の内部に設置された。本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏０．５度／分の速度で摂氏５５度になるまで上昇させた。次いで、恒温槽の温度は摂氏５５度で３０分間維持された。さらに、本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏０．５度／分の速度で摂氏７０度になるまで上昇させた。次いで、恒温槽の温度は摂氏７０度で６０分間維持された。さらに、本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏１度／分の速度で摂氏９０度になるまで上昇させた。次いで、恒温槽の温度は摂氏９０度で６０分間維持された。蓄熱槽１１が恒温槽から取り出され、室温（およそ摂氏２５度）に冷却された。次いで、第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの間に２．０ボルトの電圧が２分間印加された。その結果、実施例１Ａによる蓄熱材１２は結晶化し、潜熱を放出した。潜熱の放出により、実施例１Ａによる蓄熱材１２の温度は上昇した。摂氏９０度でのこの結晶化試験の成功は、実施例１による蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有することを意味している。これらの結晶化試験の結果から明らかなように、実施例１Ａによる蓄熱材１２は、３２ケルビン（＝摂氏９０度−摂氏５８度）の耐熱温度ΔＴＡを有する。

（実施例１Ｂ）
（蓄熱装置１０の作製）
蓄熱槽１１に、酢酸ナトリウム無水物（１．９５グラム）および水（１．０５グラム）が添加された。蓄熱槽１１は、６０ミリリットルの容量を有するガラス製のサンプル瓶であった。本発明者らは、蓄熱槽１１の底面外側に電熱対を取り付け、蓄熱槽１１の内部の温度を測定した。

次いで、蓄熱槽１１は摂氏８０度に加熱され、酢酸ナトリウムを水に溶解させた。蓄熱槽１１に、臭化カリウム（０．０２８グラム）が添加された。再度、蓄熱槽１１は摂氏８０度に加熱され、臭化カリウムを溶解した。このようにして、実施例１Ｂによる蓄熱材１２が蓄熱槽１１の内部に調製された。

蓄熱槽１１は、温度が摂氏２５度に維持された恒温槽（図示せず）の内部に設置された。本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏１度／分の速度で摂氏７０度になるまで上昇させた。恒温槽の温度は摂氏７０度で３０分間維持された。次に、本発明者らは、恒温槽の温度を摂氏１度／分の速度で摂氏マイナス４０度になるまで低下させた。恒温槽の温度の低下中に電熱対を用いて測定された蓄熱槽１１の内部の温度が上昇した時点で、蓄熱材１２の過冷却が解除されたと本発明者らは判定した。

実施例１Ｂは１０回繰り返された。その結果、蓄熱材１２の過冷却が解除された時点での温度の平均値は、摂氏マイナス２３．０度であった。従って、実施例１Ｂによる蓄熱材１２は、８１ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏マイナス２３度）の過冷却度ΔＴＢを有する。

（実施例２）
実施例２は、実施例２Ａから構成される。
・実施例２Ａでは、以下の３つの事項（ｉ）〜事項（ｉｉｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 実験の最初に蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物および水の質量が、それぞれ、２４．０グラムおよび１９．６グラムであったこと。
・（ｉｉ） 臭化カリウムの質量が、０．４７５グラムであったこと。
・（ｉｉｉ） 臭化カリウムが添加された後にさらに蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物の質量が、８．７グラムであったこと。このように、実施例２Ａよる蓄熱材１２においては、酢酸ナトリウム無水物の水に対する質量比は、１．６７であった。言い換えれば、酢酸ナトリウム無水物：水の質量比は６２．５：３７．５であった。
・実施例２では、実施例１Ｂに対応する実施例２Ｂは実施されなかった。

実施例２Ａでは、摂氏７０度および摂氏９０度での結晶化試験は両者とも成功した。これは、実施例２Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有することを意味する。

（実施例３）
実施例３は、実施例３Ａから構成される。
・実施例３Ａでは、以下の３つの事項（ｉ）〜事項（ｉｉｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 実験の最初に蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物および水の質量が、それぞれ、２２．４グラムおよび１８．３グラムであったこと。
・（ｉｉ） 臭化カリウムの質量が、０．４９５グラムであったこと。
・（ｉｉｉ） 臭化カリウムが添加された後にさらに蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物の質量が、１１．６グラムであったこと。このように、実施例３Ａよる蓄熱材１２においては、酢酸ナトリウム無水物の水に対する質量比は、１．８６であった。言い換えれば、酢酸ナトリウム無水物：水の質量比は６５：３５であった。
・実施例３では、実施例１Ｂに対応する実施例３Ｂは実施されなかった。

実施例３Ａでは、摂氏７０度および摂氏９０度での結晶化試験は成功した。これは、実施例３Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有することを意味する。

（比較例１）
比較例１は、比較例１Ａから構成される。
・比較例１Ａでは、以下の３つの事項（ｉ）〜事項（ｉｉｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 実験の最初に蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物および水の質量が、それぞれ、２８．２グラムおよび２３．１グラムであったこと。
・（ｉｉ） 臭化カリウムの質量が、０．４２５グラムであったこと。
・（ｉｉｉ） 臭化カリウムが添加された後にさらに蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物の質量が、１．０グラムであったこと。このように、比較例１Ａよる蓄熱材１２においては、酢酸ナトリウム無水物の水に対する質量比は、１．２６であった。言い換えれば、酢酸ナトリウム無水物：水の質量比は５６：４４であった。
・比較例１では、実施例１Ｂに対応する比較例１Ｂは実施されなかった。

比較例１Ａでは、摂氏７０度での結晶化試験は成功したが、摂氏９０度での結晶化試験は失敗した。これは、比較例１Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有しないことを意味する。

（比較例２）
比較例２は、比較例２Ａから構成される。
・比較例２Ａでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムが添加されなかったこと。すなわち、臭化カリウムの質量が、０グラムであったこと。
・比較例２では、実施例１Ｂに対応する比較例２Ｂは実施されなかった。

比較例２Ａでは、摂氏７０度での結晶化試験は成功したが、摂氏９０度での結晶化試験は失敗した。これは、比較例２Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有しないことを意味する。

（比較例３）
比較例３は、比較例３Ａから構成される。
・比較例３Ａでは、以下の３つの事項（ｉ）〜事項（ｉｉｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 実験の最初に蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物および水の質量が、それぞれ、２２．４グラムおよび１８．３グラムであったこと。
・（ｉｉ） 臭化カリウムが添加されなかったこと。すなわち、臭化カリウムの質量が、０グラムであったこと。
・（ｉｉｉ） 臭化カリウムが添加された後にさらに蓄熱槽１１に添加された酢酸ナトリウム無水物の質量が、１１．６グラムであったこと。このように、比較例３Ａよる蓄熱材１２においては、酢酸ナトリウム無水物の水に対する質量比は、１．８６であった。言い換えれば、酢酸ナトリウム無水物：水の質量比は６５：３５であった。
・比較例３では、実施例１Ｂに対応する比較例３Ｂは実施されなかった。

比較例３Ａでは、摂氏９０度での結晶化試験は失敗した。これは、比較例３Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有しないことを意味する。

（比較例４）
比較例４は、比較例４Ｂから構成される。
・比較例４Ｂでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ｂと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、フッ化リチウム（０．０２８グラム）が用いられたこと。
・比較例４では、実施例１Ａに対応する比較例４Ａは実施されなかった。

比較例４Ｂでは、蓄熱材１２の過冷却が解除された時点での温度の平均値は、摂氏５３．１度であった。従って、比較例４Ｂによる蓄熱材１２は、４．９ケルビン（＝摂氏５８
度−摂氏５３．１度）という極めて小さい過冷却度ΔＴＢを有する。

（比較例５）
比較例５は、比較例５Ｂから構成される。
・比較例５Ｂでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ｂと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、フッ化カルシウム（０．０２８グラム）が用いられたこと。
・比較例５では、実施例１Ａに対応する比較例５Ａは実施されなかった。

比較例５Ｂでは、蓄熱材１２の過冷却が解除された時点での温度の平均値は、摂氏５０．８度であった。従って、比較例５Ｂによる蓄熱材１２は、７．２ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏５０．８度）という極めて小さい過冷却度ΔＴＢを有する。

（比較例６）
比較例６は、比較例６Ｂから構成される。
・比較例６Ｂでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ｂと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、塩化カリウム（０．０２８グラム）が用いられたこと。
・比較例６では、実施例１Ａに対応する比較例６Ａは実施されなかった。

比較例６Ｂでは、蓄熱材１２の過冷却が解除された時点での温度の平均値は、摂氏４９．３度であった。従って、比較例６Ｂによる蓄熱材１２は、８．７ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏４９．３度）という極めて小さい過冷却度ΔＴＢを有する。

（比較例７）
比較例７は、比較例７Ａおよび比較例７Ｂから構成される。
・比較例７Ｂでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ｂと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、ヨウ化カリウム（０．０２８グラム）が用いられたこと。

比較例７Ｂでは、蓄熱材１２の過冷却が解除された時点での温度の平均値は、摂氏マイナス３１．３度であった。従って、比較例７Ｂによる蓄熱材１２は、８９．３ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏マイナス３１．３度）という高い過冷却度ΔＴＢを有する。

比較例７Ａでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、ヨウ化カリウム（０．４５５グラム）が用いられたこと。

比較例７Ａでは、摂氏９０度での結晶化試験は失敗した。これは、比較例７Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有しないことを意味する。

（比較例８）
比較例８は、比較例８Ａおよび比較例８Ｂから構成される。
・比較例８Ｂでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ｂと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、臭化ナトリウム（０．０２８グラム）が用いられたこと。

比較例８Ｂでは、蓄熱材１２の過冷却が解除された時点での温度の平均値は、摂氏マイナス３５．９度であった。従って、比較例８Ｂによる蓄熱材１２は、９３．３ケルビン（＝摂氏５８度−摂氏３５．９度）という高い過冷却度ΔＴＢを有する。

比較例８Ａでは、以下の事項（ｉ）を除き、実施例１Ａと同一の実験が行われた。
・（ｉ） 臭化カリウムに代えて、臭化ナトリウム（０．４５５グラム）が用いられたこと。

比較例８Ａでは、摂氏９０度での結晶化試験は失敗した。これは、比較例８Ａによる蓄熱材１２は、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性を有しないことを意味する。

以下の表１は、実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例８の結果をまとめて示す。

表１から明らかなように、以下の条件（ｉ）および（ｉｉ）が充足される場合にのみ、蓄熱材１２が摂氏９０度に加熱された後であっても、摂氏２５度以下の温度下で銀電極を介した電圧の印加により蓄熱材１２から潜熱が放出される。
・条件（ｉ） 臭化カリウムが添加されること（実施例１〜実施例３を比較例２〜比較例８と比較せよ）
・条件（ｉｉ） 酢酸ナトリウム無水物の水に対する重量比が１．５以上であること（実施例１〜実施例３を比較例１と比較せよ）。

比較例２および比較例３から明らかなように、臭化カリウムが用いられない場合には、摂氏９０度への加熱に対する耐熱性が得られない。言い換えれば、蓄熱材１２が摂氏９０度に加熱された後に、摂氏２５度以下の温度下で銀電極を介して電圧を蓄熱材１２に印加しても、蓄熱材１２から潜熱が放出されない。

臭化カリウム以外のハロゲン化金属塩が用いられた場合には、蓄熱材１２が摂氏９０度に加熱された後には、摂氏２５度以下の温度下で銀電極を介して電圧を印加しても、蓄熱
材１２から潜熱が放出されない。実施例１〜実施例３を比較例４〜比較例８と比較せよ。

より詳細には、比較例４〜比較例６において実証されているように、臭化カリウムに代えてフッ化リチウム、フッ化カルシウム、または塩化カルシウムが用いられた場合には、過冷却安定性は極めて貧弱である。言い換えれば、蓄熱材１２が摂氏２５度以下の温度に冷却される前に、およそ摂氏５０度の温度で蓄熱材１２から潜熱が自ずと放出される。その結果、摂氏２５度以下の温度下で銀電極を介して電圧を印加しても、蓄熱材１２から潜熱が放出されない。なぜなら、蓄熱材１２の冷却により蓄熱材１２の温度がおよそ摂氏５０度に到達した時点で、潜熱は既に放出されてしまっているからである。

比較例７〜比較例８において実証されているように、臭化カリウムに代えてヨウ化カリウムまたは臭化ナトリウムが用いられた場合には、摂氏９０度への加熱に対する耐熱性が得られない。言い換えれば、蓄熱材１２が摂氏９０度に加熱された後に、摂氏２５度以下の温度下で銀電極を介して電圧を蓄熱材１２に印加しても、蓄熱材１２から潜熱が放出されない。

比較例１から明らかなように、酢酸ナトリウム無水物の水に対する重量比が１．２６以下である場合には、蓄熱材１２が摂氏９０度に加熱された後には、摂氏２５度以下の温度下で銀電極を介して電圧を印加しても、蓄熱材１２から潜熱が放出されない。

このように、表１から、銀電極を介した電圧の印加により潜熱を放出する蓄熱装置１０において、臭化カリウムを蓄熱材１２に添加することが、摂氏９０度での加熱に対する耐熱性および良好な過冷却安定性の両者を実現させることは明らかであろう。言い換えれば、表１から、臭化カリウムのみがこのような選択的特異性を有することは明らかであろう。

本発明による蓄熱装置においては、蓄熱材１２が摂氏８５度以上(一例として摂氏９５度以下)の高温で保持された後であっても、摂氏２５度以下の温度下での蓄熱材１２への電圧の印加により潜熱を取り出すことが出来る。

一例として、本発明による蓄熱装置は、車輪を駆動させるエンジンを備える車両に取り付けられる。蓄熱材１２から放出された熱は、車両に備えられたエンジンのような内燃機関の暖機運転のために用いられる。本発明による蓄熱装置は、ボイラー、空調機または給湯器にも取り付けられる。

１０ 蓄熱装置
１１ 蓄熱槽
１２ 蓄熱材
１３ａ 第１電極
１３ｂ 第２電極
１４ 電源
１５ スイッチ

Claims (19)

1. 潜熱を放出する方法であって、
   （ａ） 以下を具備する蓄熱装置を用意する工程、
   蓄熱材を内部に含む蓄熱槽、
   第１電極、
   第２電極、および
   前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加するための電源、
   ここで、
   前記蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および臭化カリウムを含有し、
   前記蓄熱材に含有される酢酸ナトリウムの前記蓄熱材に含有される水に対する質量比は、１．５以上であり、かつ
   前記第１電極は、銀、銀合金、および銀化合物からなる群から選択される少なくとも１つから形成された表面を具備しており、
   （ｂ） 工程（ａ）の後に、前記蓄熱材を摂氏８５度以上の温度に加熱する工程、
   （ｃ） 工程（ｂ）の後に、前記蓄熱材を摂氏２５度以下の温度に冷却する工程、かつ
   （ｄ） 工程（ｃ）の後に、摂氏５８度以下の温度下で、前記電源を用いて、前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加し、前記蓄熱材から潜熱を放出させる工程
   を具備する、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   工程（ｂ）において、前記蓄熱材は摂氏９５度以下の温度に加熱される、
   方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、
   工程（ｃ）において、前記蓄熱材は摂氏０度以下の温度に冷却される、
   方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、
   工程（ｃ）において、前記蓄熱材は摂氏マイナス２０度以下の温度に冷却される、
   方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   前記蓄熱材は、リン酸二水素カリウム、炭酸ナトリウム、二リン酸ナトリウム十水和物、またはタングステン酸ナトリウムを含有しない、
   方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、さらに以下の工程
   （ｅ） 工程（ｄ）の後に、前記蓄熱材を摂氏５８度以上かつ摂氏９５度以下の温度に加熱し、前記酢酸ナトリウムを融解する工程、
   を具備する、方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、さらに以下の工程
   （ｐａ１） 工程（ａ）の前に、前記蓄熱材を結晶化する工程、および
   （ｐａ２） 工程（ｐａ１）および工程（ａ）の間に、前記蓄熱材を摂氏８０度以下の温度で融解する工程、
   を具備する、方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   前記工程（ｐａ１）は、
   （ｐａ１１） 前記蓄熱材を摂氏マイナス３０度以下の温度に冷却する工程
   を具備する、方法。
9. 請求項７に記載の方法であって、
   前記工程（ｐａ１）は、
   （ｐａ１２） 過冷却状態の前記蓄熱材に酢酸ナトリウム三水和物の結晶を添加する工程
   を具備する、方法。
10. 蓄熱装置であって、
    蓄熱材を内部に含む蓄熱槽、
    第１電極、
    第２電極、および
    前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加するための電源、
    を具備し、
    ここで、
    前記蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および臭化カリウムを含有し、
    前記蓄熱材に含有される酢酸ナトリウムの前記蓄熱材に含有される水に対する質量比は、１．５以上であり、かつ
    前記第１電極は、銀、銀合金、および銀化合物からなる群から選択される少なくとも１つから形成された表面を具備している、
    蓄熱装置。
11. 請求項１０に記載の蓄熱装置であって、
    前記蓄熱材は、リン酸二水素カリウム、炭酸ナトリウム、二リン酸ナトリウム十水和物、またはタングステン酸ナトリウムを含有しない、
    蓄熱装置。
12. 車両であって、
    車輪、
    前記車輪を駆動するためのエンジン、および
    前記エンジンに潜熱を供給する蓄熱装置
    を具備し、
    前記蓄熱装置は、請求項１に記載の蓄熱装置である、
    車両。
13. 車両に含まれたエンジンに熱を付与する方法であって、
    （ａ）蓄熱材を摂氏８５度以上の温度に加熱する工程、
    ここで、
    前記車両は蓄熱装置を具備しており、
    前記蓄熱装置は、
    前記蓄熱材を内部に含む蓄熱槽、
    第１電極、
    第２電極、および
    前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加するための電源、
    を具備しており、
    前記蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および臭化カリウムを含有し、
    前記蓄熱材に含有される酢酸ナトリウムの前記蓄熱材に含有される水に対する質量比は、１．５以上であり、かつ
    前記第１電極は、銀、銀合金、および銀化合物からなる群から選択される少なくとも１
    つから形成された表面を具備しており、かつ
    （ｂ） 工程（ａ）の後に、摂氏２５度以下の温度下で、前記電源を用いて、前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加し、前記蓄熱材からの前記熱の放出により前記エンジンに前記熱を付与する工程、
    を具備する、方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、
    工程（ａ）において、前記蓄熱材は摂氏９５度以下の温度に加熱される、
    方法。
15. 請求項１３に記載の方法であって、
    工程（ｂ）において、前記電圧は摂氏０度以下の温度で印加される、
    方法。
16. 請求項１５に記載の方法であって、
    工程（ｂ）において、前記電圧は摂氏マイナス２０度以下の温度で印加される、
    方法。
17. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記蓄熱材は、リン酸二水素カリウム、炭酸ナトリウム、二リン酸ナトリウム十水和物、またはタングステン酸ナトリウムを含有しない、
    方法。
18. 請求項１３に記載の方法であって、さらに以下の工程
    （ｃ） 工程（ｂ）の後に、前記蓄熱材を摂氏５８度以上かつ摂氏９５度以下の温度に加熱し、前記酢酸ナトリウムを融解する工程、
    を具備する、方法。
19. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記車両はラジエターを具備し、かつ
    前記工程（ａ）において、前記蓄熱材は、前記エンジンから前記ラジエターに流れる流体で摂氏８５度以上の温度に加熱される、
    方法。
    

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