JPH01266187A - 蓄熱装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、凝固、融解の相変化により熱を授受する水和
塩を用いた蓄熱装置に係り、特に水分蒸発が防止され長
期間にわたって潜熱量の低下のない蓄熱装置に関する。

（従来の技術） 従来から、凝固、融解の相変化によって潜熱を蓄える蓄
熱材料としては種々のものがあるが、その中でも酢酸ナ
トリウム３水塩のような無機あるいは有機の水和塩が、
相変化温度がｏ−ｔｏｏ℃と適当でかつ単位容積当りの
蓄熱量が大きいため、注目されつつある。

このような水和塩を用いた蓄熱装置では、加熱時に水和
塩が結晶水を放出し液状となって潜熱を蓄え、反対に冷
却時には結晶水をとり込んで凝固し、潜熱を放出する。

ところでこのような蓄熱装置においては、加熱−冷却サ
イクルを繰返していると、徐々に結晶水が相分離を起こ
すばかりでなく、水分蒸発が起こり潜熱ｆｆ１（蓄熱効
果）の低下が生じる。そこで水分蒸発を防止するために
、従来から、パラフィンのような水和塩より比重の小さ
い有機液体を、蓄熱材の上層に展開することが行われて
いた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようにパラフィン等の有機液体を蓄
熱材の上層に展開した蓄熱装置においては、相分離の防
止のために蓄熱材に添加されたポリアクリルアミドやセ
ルロース、多糖類のような増粘剤に、展開した有機液体
が吸収され、水分蒸発防止効果が失われてしまうという
問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、蓄熱容器の密閉度に関係なく水分蒸発が防止され、
長期間にわたって大きな蓄熱効果が維持される蓄熱装置
を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の蓄熱装置は、凝固、融解の相変化により熱を授
受する無機あるいは有機の水和塩を主成分とする蓄熱材
の外表面に、水不溶性固体被膜を形成して成ることを特
徴としている。

本発明において無機あるいは有機の水和塩としては、加
熱時に結晶水を放出し液状となって（融解）潜熱を吸収
し、また冷却時には先に放出した結晶水をとり込んで凝
固し潜熱を放出するものであれば、いかなるものでも使
用す乞ことができる。

このような水和塩としては、たとえば酢酸ナトリウム３
水塩、塩化カルシウム６水塩、硫酸ナトリウム１０水塩
、炭酸ナトリウム１０水塩等があるが、特に酢酸ナトリ
ウム３水塩を使用することが望ましい。

このような水和塩には、アクリルアミド−アクリル酸ソ
ーダ共重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコ
ールのような親水性有機高分子物質を適量混合すること
が望ましい。

これらの高分子物質は、加熱（高温）時に水和塩から離
脱した結晶水を保持し、冷却（低温）時には速やかに保
持している結晶水を無水物結晶に供給することによって
、加熱−冷却のサイクルに伴う結晶水の相分離を有効に
防止する作用をする。

本発明において、これらの成分からなる蓄熱材の外表面
に水不溶性固体被膜を形成する方法としては、以下に示
すような方法が例示される。

■　ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、合成ゴ
ム等の、蓄熱材に比べて比重が小さい化合物を、エマル
ジョンまたは溶液状態で蓄熱材の表面に展開被覆し、こ
の被膜を加熱乾燥し溶媒を揮散させて固化させる。

■　環化ゴム、ポリアクリレート類、不飽和ポリエステ
ル、フェノール系ポリマーのような光硬化型ポリマーの
被膜を蓄熱材の表面に形成し、これに紫外線、電子線、
Ｘ線等を照射して硬化させる。

■　常温硬化、紫外線、電子線、Ｘ線等により硬化する
モノマーまたはモノマー溶液を蓄熱材の表面に展開被覆
し、この被膜を重合して固化させる。

また、本発明の蓄熱装置は、静置した状態で冷却するこ
とにより、過冷却状態とすることが可能であるから、こ
の状態で多量の潜熱が蓄積された蓄熱材を、酢酸ビニル
等の水不溶性固体被膜で隙間なく包覆して任意の大きさ
のカプセルとし、このカプセルに必要に応じて超音波等
の物理的、電気的刺激を加えることにより、潜熱を一時
に放出させるように構成することもできる。

なお、本発明においては、いずれの場合も被膜の厚さは
、蓄熱材料中の結晶水の蒸発を抑制し、かつ蓄熱材料を
保持し、またはその変形に追随する適当な機械的強度を
有すれば足り、通常数μ鵡ないし数十μｍあれば充分で
ある。

（作用） 本発明の蓄熱装置においては、無機あるいは有機の水和
塩を主成分とする蓄熱材の外表面が、水不溶性固体被膜
で覆われているので、加熱融解時に水和塩から離脱した
水が、蒸発揮散して失われることがなく、潜熱量の低下
が生じない。

またこの水不溶性固体被膜は、蓄熱材に含まれる相分離
防止剤に吸収されることがなく、加熱−冷却サイクルを
繰返しても、水分蒸発防止効果が維持される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

酢酸ナトリウム３水塩に相分離防止剤としてポリアクリ
ルアミドを１重量％添加し、これらを密閉状態でかつ８
０℃の温度で撹はんした後、容器内に充填し冷却した。

次いで冷却凝固物の最上層に、酢酸ビニル樹脂のトルエ
ン溶液を展開し、これを上部から約８０℃に加熱し、水
不溶性の酢酸ビニル樹脂固体被膜を形成した。

こうして得られた蓄熱装置に、８０℃に加熱、次いで冷
却し放熱させる冷熱サイクルを開放系で５０回加えたと
ころ、初期と同じ潜熱量が維持された。

一方、比較のため蓄熱材の最上層に酢酸ビニル樹脂固体
被膜を形成せず、空間に開放した状態で前記冷熱サイク
ルを加えたところ、１０〜２０回のサイクルで潜熱量が
初期値の１／２程度まで低下した。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明の蓄熱装置
によれば、蓄熱容器自体は開放系であっても加熱融解時
における水の蒸発が防止され、初期の潜熱量が維持され
る。

したがって、蓄熱容器を密閉および耐圧構造とする必要
がなく、構造の簡便化が可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝固、融解の相変化により熱を授受する無機ある
   いは有機の水和塩を主成分とする蓄熱材の外表面に、水
   不溶性固体被膜を形成して成ることを特徴とする蓄熱装
   置。