JP7077034B2 - Heat storage material - Google Patents
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Description
この発明は蓄熱資材に係り、特に、昼間に太陽熱を蓄積しておき、夜間にこれを放出する機能を備えた蓄熱資材に関する。 The present invention relates to a heat storage material, and more particularly to a heat storage material having a function of storing solar heat in the daytime and releasing it at night.
この種の蓄熱資材に関しては、すでに数々の先行例が存在しており、例えば特許文献1及び2においては、対向配置された一対の面部材よりなる扁平形状のカプセル容器本体内に、塩化カルシウム水和物と水との混合物よりなる蓄熱物質を収納した蓄熱カプセルが開示されている。
このような蓄熱カプセルを多数用意し、ボルト等を介して相互に連結したものを温室に配置しておくことにより、昼間は太陽熱を吸収して温室内温度が過昇温することを防止できると共に、夜間には昼間の中に吸熱・蓄熱しておいた太陽熱を放出することにより、加温燃料費を節約することができる。
There are already many prior examples of this type of heat storage material. For example, in
By preparing a large number of such heat storage capsules and arranging them connected to each other via bolts or the like in the greenhouse, it is possible to absorb the solar heat during the daytime and prevent the temperature inside the greenhouse from overheating. By releasing the solar heat that has been absorbed and stored during the daytime at night, the heating fuel cost can be saved.
このような蓄熱資材には貫通孔が設けられており、フックに引っ掛けたり、ボルトやワイヤ等を介して相互に連結したりすることにより、比較的広い温室内に多数の蓄熱資材を効率的に配置することができるように工夫されている。
しかしながら、個々の蓄熱資材の蓄熱効率を向上させることができれば、設置個数を徒に増やすことなく、さらなる加熱燃料費の節約が可能となる。
この発明は、このような視点に立ち、既存の蓄熱資材の蓄熱効率を向上させ得る技術の実現を目的として案出された。
Such heat storage materials are provided with through holes, and by hooking them on hooks or connecting them to each other via bolts, wires, etc., a large number of heat storage materials can be efficiently stored in a relatively large greenhouse. It is devised so that it can be placed.
However, if the heat storage efficiency of each heat storage material can be improved, it is possible to further save the heating fuel cost without increasing the number of installations.
From this point of view, the present invention was devised for the purpose of realizing a technique capable of improving the heat storage efficiency of existing heat storage materials.
すなわち、請求項1に記載した蓄熱資材は、容器内に蓄熱物質を封入した蓄熱資材であって、上記容器の表面に、近赤外線吸収物質を配置したことを特徴としている。
That is, the heat storage material according to
また、請求項2に記載した蓄熱資材は、請求項1の蓄熱資材であって、上記近赤外線吸収物質が、フタロシアニンを含有するものであることを特徴としている。
The heat storage material according to claim 2 is the heat storage material according to
請求項3に記載した蓄熱資材は、請求項1または2の蓄熱資材であって、上記容器の表面に、近赤外線吸収物質を混練した樹脂フィルムをラッピングしたことを特徴としている。
The heat storage material according to claim 3 is the heat storage material according to
請求項4に記載した蓄熱資材は、請求項1または2の蓄熱資材であって、上記容器の表面に、近赤外線吸収物質を含む塗料を塗布した樹脂フィルムをラッピングしたことを特徴としている。
The heat storage material according to claim 4 is the heat storage material according to
請求項5に記載した蓄熱資材は、請求項1または2の蓄熱資材であって、上記容器の表面に、近赤外線吸収物質を含む塗料を塗布したことを特徴としている。
The heat storage material according to claim 5 is the heat storage material according to
請求項6に記載した蓄熱資材は、請求項1または2の蓄熱資材であって、上記容器の表面に、近赤外線吸収物質を混練した樹脂材よりなるジャケットを装着したことを特徴としている。
The heat storage material according to claim 6 is the heat storage material according to
請求項7に記載した蓄熱資材は、請求項1~6の蓄熱資材であって、上記容器の表面の一部に、植物育成用の発光色素を含む物質を配置したことを特徴としている。
The heat storage material according to claim 7 is the heat storage material according to
この発明に係る蓄熱資材の場合、蓄熱資材の容器の表面にフタロシアニン等の近赤外線吸収物質を配置しているため、昼間には近赤外線吸収物質が太陽熱を効率的に吸収し、容器内の蓄熱物質の温度も上昇する。この結果、夜間において高い温度で放熱することが可能となり、暖房の燃料消費量を大幅に抑制することができる。 In the case of the heat storage material according to the present invention, since the near-infrared absorbing substance such as phthalocyanine is arranged on the surface of the container of the heat storage material, the near-infrared absorbing substance efficiently absorbs the solar heat in the daytime and the heat storage in the container. The temperature of the substance also rises. As a result, heat can be dissipated at a high temperature at night, and the fuel consumption for heating can be significantly suppressed.
図1(a)は、この発明に係る蓄熱資材10の平面図であり、図1(b)は、そのA-A断面図である。
この蓄熱資材10は、ポリエチレン等の合成樹脂よりなる比較的扁平な形状をした容器12内に、塩化カルシウム水和物と水との混合物等よりなる蓄熱物質14を充填してなる。
1 (a) is a plan view of the
The
容器12の前側面16には、蓄熱物質14を充填するための穴を塞ぐキャップ18が嵌装されている。
また、容器12の上面から下面に向けて複数の貫通孔20が形成されており、この貫通孔20にボルトやロープ、フック等を挿通することにより、他の蓄熱資材10や設置対象物との連結がなされる。
A
Further, a plurality of through
容器12の上面には、矩形状凹部22が形成されている。
また容器12の上面には、表面積を広げる目的で複数本の波状凸部24が、相互に一定の間隔をおいて平行するように形成されている。
A
Further, on the upper surface of the
つぎに、この蓄熱資材10の表面に近赤外線吸収物質を配置させる方法について説明する。
まず、図2(a)に示すように、蓄熱資材10の容器12の表面に対し、コロナ放電を用いた粗面化処理を施す。
Next, a method of arranging a near-infrared absorbing substance on the surface of the
First, as shown in FIG. 2A, the surface of the
つぎに、図2(b)に示すように、容器12の上面及び下面に、吸熱フィルム34と接着シート36との積層体38を配置させ、図示しないラッピング装置を介して、加熱収縮及び真空吸引を用いたラッピング処理を施す。
この結果、容器12の上面、下面及び側面には、吸熱フィルム34が配置される。
上記のように、事前に容器12の表面に対してはコロナ放電による粗面化処理が施されているため、吸熱フィルム34との間で高い密着性が実現される。
Next, as shown in FIG. 2B, a
As a result, the
As described above, since the surface of the
上記の吸熱フィルム34は、例えば、ポリカーボネートシート30の裏面に、フタロシアニン等を含む近赤外線吸収色素塗料32を塗布したものよりなる。
ただし、適当な合成樹脂材にフタロシアニン等の近赤外線吸収色素を混練させた材料で吸熱フィルム34を形成することもできる。
The
However, the
この吸熱フィルム34によってラッピングされた蓄熱資材10を温室内に設置しておくと、昼間には吸熱フィルム34の近赤外線吸収物質が太陽熱を効率的に吸収し、蓄熱資材10の表面温度を従来の蓄熱資材に比べて数%上昇させることが可能となる。
この結果、容器12内の蓄熱物質14の温度も上昇するため、その分、夜間において高い温度で放熱することが可能となり、暖房の燃料消費量を大幅に抑制することができる。
When the
As a result, the temperature of the
図3は、容器12の表面に吸熱フィルム34をラッピングした蓄熱資材10(対策品)と、容器12の表面に吸熱フィルム34をラッピングしていない従来の蓄熱資材(未対策品)の表面温度を、時系列に沿って測定した結果を示すグラフである。
図示の通り、外気温の上昇に伴い、それぞれの表面温度は上昇していくが、日差しが強まる10時~15時の間において、対策品は未対策品に対して常に高い温度が記録されており、ピーク時には両者間に3℃以上の温度差が生じている。
FIG. 3 shows the surface temperatures of the heat storage material 10 (countermeasure product) in which the
As shown in the figure, the surface temperature of each rises as the outside air temperature rises, but the temperature of the countermeasure product is always higher than that of the unmeasured product between 10:00 and 15:00 when the sunlight is strong. At the peak, there is a temperature difference of 3 ° C or more between the two.
上記においては、容器12の上面及び下面の両方に吸熱フィルム34をラッピングする例を示したが、この発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上面または下面の何れか一方については、吸熱フィルム34の代わりに、ポリカーボネートシートの裏面に植物育成用の発光色素塗料を塗布した光放射フィルムをラッピングするように構成してもよい。
この場合、吸熱フィルム34を配置した面に太陽光が当たり、反対面が栽培植物側に向くように蓄熱資材10を設置することにより、熱エネルギーの吸収率向上効果と植物育成の促進効果が同時に得られる。
上記の「発光色素塗料」は、例えば、ナノフタロシアニン系、金属錯体系、ホウ素錯体系の塗料が該当する。
In the above, an example of wrapping the
For example, on either the upper surface or the lower surface, instead of the
In this case, by installing the
The above-mentioned "luminescent dye paint" corresponds to, for example, nanophthalocyanine-based, metal complex-based, and boron complex-based paints.
図4は、この発明の他の実施形態として、蓄熱資材10の容器12の上面及び下面に、フタロシアニン等の近赤外線吸収色素を含む吸熱塗料40を吹き付け等よって直接塗布し、吸熱層を形成する例を示している。
As another embodiment of the present invention, FIG. 4 shows that the
この場合も上記と同様、容器12の表面には事前にコロナ放電を用いた表面粗面化処理が施されている。
また、上面または下面の何れか一方については、近赤外線吸収色素の代わりに植物育成用の発光色素を含む塗料を塗布するように構成してもよい。
In this case as well, the surface of the
Further, either the upper surface or the lower surface may be configured to be coated with a paint containing a luminescent dye for growing plants instead of the near-infrared absorbing dye.
図5及び図6は、蓄熱資材10の表面に、吸熱ジャケット50を装着する様子を示す斜視図である。
5 and 6 are perspective views showing how the
吸熱ジャケット50は、ポリカボネート等の合成樹脂材に、フタロシアニン等の近赤外線吸収色素を混練した素材よりなり、蓄熱資材10の上面を覆う面積及び形状を備えた平面部52と、蓄熱資材10の前側面16及び後側面53に係合される4つの湾曲爪部54を備えている。
The
吸熱ジャケット50の平面部52には、蓄熱資材10の上面に形成された矩形状凹部22に対応する矩形状凸部55と、波状凸部24に対応する複数の波状凹部56が形成されている。
また吸熱ジャケット50の平面部52には、蓄熱資材10に形成された貫通孔20と連通する複数の貫通孔58が形成されている。
The
Further, a plurality of through
この吸熱ジャケット50の各湾曲爪部54を、蓄熱資材10の前側面16及び後側面53に係合することにより、図6に示すように、吸熱ジャケット50は蓄熱資材10の上面に装着される。
図示は省略したが、吸熱ジャケット50の平面部52と、蓄熱資材10の上面との間には適当な接着剤が塗布されているため、両者間の密着性が確保されている。
By engaging each
Although not shown, an appropriate adhesive is applied between the
10 蓄熱資材
12 容器
14 蓄熱物質
16 容器の前側面
18 キャップ
20 貫通孔
22 矩形状凹部
24 波状凸部
30 ポリカーボネートシート
32 近赤外線吸収色素塗料
34 吸熱フィルム
36 接着シート
38 積層体
40 吸熱塗料
50 吸熱ジャケット
52 平面部
53 容器の後側面
54 湾曲爪部
55 矩形状凹部
56 波状凹部
58 貫通孔
10 Heat storage material
12 container
14 Thermal storage substance
16 Front side of container
18 cap
20 through hole
22 Rectangular recess
24 Wavy convex part
30 Polycarbonate sheet
32 Near infrared absorption pigment paint
34 Endothermic film
36 Adhesive sheet
38 Laminate
40 Endothermic paint
50 endothermic jacket
52 Plane part
53 Rear side of the container
54 Curved claws
55 Rectangular recess
56 Wavy recess
58 Through hole
Claims (2)
上記容器の表面には、表面積を広げるための複数本の波状凸部が形成されており、
予め粗面化処理が施された上記容器の上面または下面の何れか一方の面に、近赤外線吸収物質を含む吸熱フィルムと接着シートの積層体が、ラッピング処理によって密着配置されると共に、他方の面には植物育成用の発光色素塗料を塗布した光放射フィルムがラッピングされていることを特徴とする蓄熱資材。 It is a heat storage material in which a heat storage substance is enclosed in a container.
A plurality of wavy protrusions for increasing the surface area are formed on the surface of the container.
A laminate of a heat-absorbing film containing a near-infrared absorbing substance and an adhesive sheet is closely arranged by a wrapping treatment on either the upper surface or the lower surface of the container which has been previously roughened, and the other surface. A heat storage material characterized in that a light emitting film coated with a luminescent dye paint for growing plants is wrapped on the surface.
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