JP6226488B2 - 蓄熱材、及びそれを用いた蓄熱部材、保管容器、輸送・保管容器、建材、建築物 - Google Patents
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Description
テトラアルキルアンモニウム塩を含む水溶液と、前記テトラアルキルアンモニウム塩をゲスト分子とする包接水和物とに可逆的に変化する蓄熱材料と、
前記水溶液に添加されたミョウバンと
を有することを特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記テトラアルキルアンモニウム塩は、テトラブチルアンモニウムブロミドであること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記水溶液中での前記テトラブチルアンモニウムブロミドの濃度は、約25wt%以上、40wt%以下であること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記ミョウバンは、カリウムミョウバンであること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記ミョウバンは、カリウムミョウバン12水和物であり、
前記水溶液中での前記カリウムミョウバン12水和物の濃度は、2.5wt%以上であること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記水溶液に添加された、前記ミョウバンに対する貧溶媒をさらに有し、
前記ミョウバンは、アンモニウムミョウバンであること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記貧溶媒は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、tert−ブチルアルコール又はアセトンであること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記水溶液中での前記2−プロパノールの濃度は、1.5wt%以上、3wt%以下であること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記アンモニウムミョウバンは、アンモニウムミョウバン12水和物であり、
前記水溶液中での前記アンモニウムミョウバン12水和物の濃度は、2wt%以上であること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
前記水溶液のpHは、約6であること
を特徴とする蓄熱材であってもよい。
貯蔵物を貯蔵する貯蔵室と、
前記貯蔵室内を所定温度に保温するための熱源と、
前記貯蔵室内に流入する熱を吸収するために配置され、上記本発明の蓄熱材が用いられた蓄熱部材と、
を有することを特徴とする保管容器であってもよい。
上記本発明の蓄熱材が用いられていること
を特徴とする輸送・保管容器であってもよい。
上記本発明の蓄熱材が用いられていること
を特徴とする建材であってもよい。
上記本発明の建材を有すること
を特徴とする建築物であってもよい。
m=cosθ=(σ13−σ23)/σ12・・・(1)
ここで、θは核(不純物粒子)に対する結晶の胚種の接触角であり、σ13は水溶液と核との界面エネルギーであり、σ23は核と胚種との界面エネルギーであり、σ12は水溶液と胚種との界面エネルギーである。表面パラメータmの値が1に近いほど、小さな胚種で核生成が進み、過冷却が改善される。σ12とσ13は、溶媒と溶質との間の界面エネルギーの大きさであるので、相対的に小さい。このため、式(1)より、σ23の値が小さくなれば、表面パラメータmは1に近づく。
次に、本実施の形態の実施例1による蓄熱材について図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて説明する。図1及び図2で示すように、TBABと、アンモニウムミョウバン12水和物及びカリウムミョウバン12水和物との結晶構造の類似性は高く、TBABと、アンモニウムミョウバン12水和物との格子ミスフィット比は、1.0及び2.0に近い値になっている。また、同様に、TBABと、アンモニウムミョウバン12水和物との格子ミスフィット比は、1.0及び2.0に近い値になっている。このため、発明者達は、TBAB水溶液にアンモニウムミョウバン12水和物又はカリウムミョウバン12水和物をTBAB水溶液に添加すると、核生成が起こりやすくなり、包接水和物生成時の過冷却が防止できると考えた。
次に、本実施の形態の実施例2による蓄熱材について図1及び図2を参照しつつ、図4〜図7を用いて説明する。図4は、TBAB水溶液の濃度と、TBAB水溶液がTBAB包接水和物に変化した際の水和水の数(水和数)と、水和水にならなかった余剰水量との関係を示すグラフである。図4の左側の縦軸は余剰水量[wt%]を示し、右側の縦軸は水和数を示し、横軸は、TBAB水溶液中のTBABの濃度を示している。また、図4では、余剰水量が「■」印で示され、水和数が「◆」印で示されている。
次に、本実施の形態の実施例3による蓄熱材について説明する。上記の通り、本実施の形態による蓄熱材には、TBABが用いられている。TBAB水溶液は、弱アルカリ性(弱塩基性)であり、皮膚等への刺激が問題である。また、冷蔵庫等に蓄熱材を設置する場合には、蓄熱材の漏えい等を考慮すると、蓄熱材は、中性〜弱酸性であることが望ましい。
次に、図10を用いて、本発明の蓄熱材を用いた保管容器について説明する。図10は、本実施の形態の実施例4による保管容器としての冷蔵庫10の外観を示す斜視図である。冷蔵庫10は設置状態で鉛直方向に高い直方体形状の冷蔵庫本体12を有している。図10では冷蔵庫本体12の正面12aを斜め右上方から観察した状態を示している。冷蔵庫本体12の正面12aには長方形の開口が設けられている。長方形の開口を開口端として、冷蔵庫本体12内に中空箱状の貯蔵室14が設けられている。正面の開口端左側には不図示のヒンジ機構を介して例えば樹脂製の扉16が開閉可能に取り付けられている。図10では扉16は開いた状態を示している。扉16は閉じた状態で長方形開口を塞ぐ領域を備えた長方形平板形状を有している。また、扉16の正面12aとの対面側には、扉閉鎖時に密閉性を確保するためのドアパッキン18が配置されている。
次に、図12を用いて、本発明の蓄熱材を用いた建材としての蓄熱壁材について説明する。図12は、本実施の形態の実施例5による蓄熱壁材40、60の断面図である。また、図12に示す両向き矢印は、本実施例の蓄熱壁材40、60を建築物に設置した場合の屋外方向、および屋内方向を示している。本発明の蓄熱材は、住宅の壁用の建材に用いることができる。
次に、図13を用いて、本発明の蓄熱材を用いた建築物としての住宅80について説明する。図13は、本実施の形態の実施例6による建築物としての住宅80の概略断面図である。住宅80には、図12に示す蓄熱壁材40、60が用いられている。
上記実施の形態では、過冷却防止剤として、カリウムミョウバン12水和物やアンモニウムミョウバン12水和物を用いた例を挙げたが、本発明はこれに限らず、カリウムミョウバンの無水物やアンモニウムミョウバンの無水物を過冷却防止剤として用いることができる。
Claims (13)
- テトラアルキルアンモニウム塩を含む水溶液と、前記テトラアルキルアンモニウム塩をゲスト分子とする包接水和物とに可逆的に変化する蓄熱材料と、
前記水溶液に添加されたミョウバンと、を有し、
前記ミョウバンは、カリウムミョウバンであることを特徴とする蓄熱材。 - テトラアルキルアンモニウム塩を含む水溶液と、前記テトラアルキルアンモニウム塩をゲスト分子とする包接水和物とに可逆的に変化する蓄熱材料と、
前記水溶液に添加されたミョウバンと、を有し、
前記ミョウバンは、カリウムミョウバン12水和物であり、
前記水溶液中での前記カリウムミョウバン12水和物の濃度は、2.5wt%以上であることを特徴とする蓄熱材。 - テトラアルキルアンモニウム塩を含む水溶液と、前記テトラアルキルアンモニウム塩をゲスト分子とする包接水和物とに可逆的に変化する蓄熱材料と、
前記水溶液に添加されたミョウバンと、を有し、
前記水溶液に添加された、前記ミョウバンに対する貧溶媒をさらに有し、
前記ミョウバンは、アンモニウムミョウバンであることを特徴とする蓄熱材。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の蓄熱材であって、
前記テトラアルキルアンモニウム塩は、テトラブチルアンモニウムブロミドであること
を特徴とする蓄熱材。 - 請求項4に記載の蓄熱材であって、
前記水溶液中での前記テトラブチルアンモニウムブロミドの濃度は、約25wt%以上、40wt%以下であること
を特徴とする蓄熱材。 - 請求項3記載の蓄熱材であって、
前記貧溶媒は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、te
rt−ブチルアルコール又はアセトンであること
を特徴とする蓄熱材。 - 請求項6記載の蓄熱材であって、
前記水溶液中での前記2−プロパノールの濃度は、1.5wt%以上、3wt%以下であること
を特徴とする蓄熱材。 - 請求項7記載の蓄熱材であって、
前記アンモニウムミョウバンは、アンモニウムミョウバン12水和物であり、
前記水溶液中での前記アンモニウムミョウバン12水和物の濃度は、2wt%以上であること
を特徴とする蓄熱材。 - 請求項1から8までのいずれか一項に記載の蓄熱材であって、
前記水溶液のpHは、約6であること
を特徴とする蓄熱材。 - 貯蔵物を貯蔵する貯蔵室と、
前記貯蔵室内を所定温度に保温するための熱源と、
前記貯蔵室内に流入する熱を吸収するために配置され、請求項1から9までのいずれか一項に記載の蓄熱材が用いられた蓄熱部材と、
を有することを特徴とする保管容器。 - 請求項1から9までのいずれか一項に記載の蓄熱材が用いられていること
を特徴とする輸送・保管容器。 - 請求項1から9までのいずれか一項に記載の蓄熱材が用いられていること
を特徴とする建材。 - 請求項12に記載の建材を有すること
を特徴とする建築物。
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