JPH0297895A - 蓄熱器 - 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、太陽エネルギーや地熱等の自然エネルギー、
あるいは、産業上発生する廃熱等の人工的エネルギーな
どの熱エネルギーを回収・貯蔵し、必要に応じて取り出
すことにより、該エネルギーを有効に利用することがで
きる蓄熱器に関する。

（従来の技術） エネルギー貯蔵方式には、大別すると、太陽熱などを水
・砂などの蓄熱材料に与え備蓄し、これらのもつ温度そ
のものを取り出して利用する顕熱方式と、物質の相変化
に伴う融解熱や気化熱などを利用した潜熱方式と、蓄熱
材料に可逆的な吸熱−発熱反応を行なわせて化学エネル
ギーなどの形に変換して蓄熱を行なう化学反応熱方式が
ある。

これらのエネルギー貯蔵方式の中で、潜熱方式を採用し
た蓄熱器は、他の方式による蓄熱器に比し、貯蔵密度・
効率が高く、また、システムが簡単な点で経済的にも優
れ、さらに、一定温度での熱の出し入れが容易に行なえ
るため付属機器の運転効率も高めることができるなどの
利点を併せもつ点で優れており、ソーラーハウス、産業
用ソーラーシステム、熱発電システム、さらには宇宙熱
発電といった各種分野での利用・検討が行なわれている
。

かかる潜熱蓄熱器には、一般に、第８図に示すように、
熱媒体（流体）の導入口１０ａと導出口Ｊｏｂとを有す
る容器ｌＯ内に、複数のカプセル１１が配設され、該カ
プセルｌｌ内に蓄熱材料４が充填されているカプセル型
９と、第９図に示すように、蓄熱材料４の間に流体が通
過する伝熱管１４が配設されたシェル・チューブ型１２
がある。

流体は、導入口より容器内に進入し、カプセル等を介し
て蓄熱材料と接触せしめられる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、カプセル型、シェル・チューブ型いずれ
の熱交換法によっても、放熱時に伝熱面に付着する固相
の熱抵抗により熱交換性能が著しく低下するという問題
があるに の問題を解決する手段として、カプセルや伝熱管を介さ
ずに熱媒体と直接接触して効率よく熱交換を行なう方法
が提案されている。これは１例えば、蓄熱材料としての
高密度ポリエチレンを融けても流動したり、互いにくっ
ついたりしないように形状安定化させ、熱媒体としての
エチレングリコールに直接接触させるものであるが、形
状安定化させることが困難であり、また、高温用蓄熱材
料には適用し難いという問題がある。

また、一般に蓄熱材料として用いられる有機高分子物質
や無機化合物には、固相・液相間での相変化に伴う体積
変化が大きいものが多い、したがって、この体積変化に
より、蓄熱材料を保持しているカプセル等の容器に変形
が生じ、あるいは。

固相に亀裂が発生し、熱交換性能を低下させるという問
題もある。

かかる問題に対して、第１Ｏ〜１１図に示すよ、うに、
伝熱管１５あるいは１７の外側に、複数の突起部１６を
設けたり、仕切り部１８を設けたりして、蓄熱材料を小
さく区切って収容して１体積変化の影響を小さく散在化
せしめたものが提案されている。

しかしながら、この場合、伝熱管１５あるいは１７及び
その周囲に設けられる蓄熱材料収容室１６あるいは１８
を複雑な構造とする必要があるため、製造工程が複雑化
し、経済的に著しく不利である。また、流体と蓄熱材料
との接触面積を大きくさせるにも限界があり、さらに熱
交換性能の向上を図ることができる蓄熱器の開発が望ま
れていた。

さらに、微小重力下の宇宙では、従来のカプセル型とシ
ェル・チューブ型を用いた場合、融解時に潜熱蓄熱材料
が伝熱面から離れ、熱交換性能が極端に低下するおそれ
もある。また、宇宙用の蓄極器に対しては、特にその軽
量化が望まれている。

本発明は、上記した間Ｚ点を解消し、熱交換性能が優れ
ると共に、軽量でしかも熱交換時に生起する蓄熱材料の
体積変化による熱応力及びその繰り返し応力に対して機
械的に強度な安定性を有し、かつ、容易に製造すること
ができる蓄熱器の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の蓄熱器は、外部と連通ずる開口部を有する容器
内に配設された蓄熱体に、流体と接触して熱交換を行な
う蓄熱材料が充填されている蓄熱器において、前記蓄熱
体が、多孔質セラミック成形体であることを特徴とする
。

以下１図面に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は、蓄熱材料を保持する多孔質セラミック成形体
としてカプセル型の蓄熱体３を用いた蓄熱器ｌを模式的
に示した縦断面図であり、２は外部と連通する開口部２
ａ、２ｂを有する容器であり、２ｃは蓄熱体を保持する
ための多孔板である。

カプセル型蓄熱体３は、第２図及び第３図に示すように
、例えば、円筒状の中空体であり、多孔質の円管３ａ内
に蓄熱材料４を充填した後、その両端部に封止部材３ｂ
を固着したものである。

この蓄熱体３は１円管３ａの代わりに扁平な板状で比較
的小寸法のもの、あるいはラシヒリング等のいわゆる充
填塔用人工充填物と同一形状のものを使用して構成する
こともできるが、蓄熱材料４を比較的多く保持できるこ
とから、円筒状の中空体が有利である。さらに、第１図
に示すように、上記した蓄熱体３を、容器２内に、それ
ぞれの中心軸が平行となるように配設してもよいし、ラ
ンダムに配設してもよい。

また、第４図の縦断面図に示す成形体５のように、多孔
質セラミックより成る成形体であって、上記と異なり中
空体ではなく、すなわちむくの成形体を蓄熱体として使
用することもできる。この場合は、成形体５の気孔内に
蓄熱材料が充填されることになる。

第５図は、蓄熱体として多孔質セラミックより成るハニ
カム構造体６を用いた蓄熱器ｌを模式的に示した縦断面
図である。

このハニカム構造体６は、軸方向に沿って薄い隔壁６ｃ
を介し、多数の貫通孔６ａと１両端部が封止部材６ｄを
固着して封止された多数の閉鎖中空孔６ｂとを有し、該
封止前に該中空孔６ｂ内に蓄熱材料４を充填した構成で
ある。

なお、ハニカム構造体６の孔６ａ、６ｂの横断面形状は
特に限定されるものではなく、円形、三角形、四角形等
何であってもよい。

７．８はハニカム構造体６を保持する多孔板であって、
流体導入口２ａ側に配設される多孔板７は、ハニカム構
造体６の任意の貫通孔６ａに対応する個所に流体導入孔
７ａが穿設されているものであり、一方、流体導出口２
ｂ側に配設される多孔板８は、前記導入側多孔板７の導
入孔７ａに対応する貫通孔６ａ以外の貫通孔６ａに対応
する個所に流体導出孔８ａが穿設されたものである。

したがって、容器２の流体導入口２ａから流入した流体
は、多孔板７の流体導入孔７ａからハニカム構造体６内
に流入して１強制的に蓄熱材料４が充、填された閉鎖中
空孔６ｂを通過した後、多孔板８の流体導出孔８ａを経
由して、流体導出口２ｂから流出するのである。

前記カプセル型蓄熱体３やハニカム構造体６といった多
孔質セラミック成形体は、窒化アルミニウム、炭化ケイ
素、ケイ素、炭化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化
チタン、炭化ホウ素、窒化ホウ素及び炭素から選ばれる
少なくとも１種を主成分とする粉末を出発原料とし、押
出成形法。

シート成形法、有機シートに含浸する方法、プレス成形
法等の常法により、所定の形状、例えば、円筒状やハニ
カム状と成した後、焼結したものが好ましい。

ここで１本発明のうち炭化ケイ素質成形体を一例にとっ
てその製造方法について詳細に説明する。

本発明の多孔質炭化ケイ素質成形体の製造方法は、炭化
ケイ素粉末を出発原料とし必要により結晶成長助剤を添
加し混合物を得る第一工程：該混合物に成形用結合剤を
添加し所定の形状に成形した成形体を得る第二工程：該
成形体を耐熱性の容器内に挿入して外気の侵入を遮断し
つつ１７００〜２５００℃の温度範囲内で焼成する第三
工程：とから成る三次元網目構造の開放気孔を有する多
孔質炭化ケイ素質成形体の製造方法において、前記第二
工程における成形体を得るに際し、アルミニウム、ホウ
素、カルシウム、クロム、鉄、ランタン、リチウム、イ
ツトリウム、ケイ素、窒素。

酸素、炭素のなかから選ばれる少なくとも一種の元素ま
たはそれらの化合物（以下、場合により単に「遷移層形
成助剤」と称す、）を成形体内に存在せしめることを特
徴とする特 前記第−工程においては、β型の炭化ケイ素粉末を出発
原料とすることが好ましい、その理由は、β型の炭化ケ
イ素結晶は板状結晶を形成し易く、しかも結晶の成長性
にも優れているからである。特に６０重量％以上がβ型
炭化ケイ素から成る出発原料を用いることにより本発明
の目的とする多孔質体を好適に製造することができる。

なかでも、７０重量％以上のβ型炭化ケイ素を含有する
出発原料を使用することが有利である。

結晶成長助剤としては、例えば、アルミニウム、ホウ素
、マグネシウム、炭素等が挙げられる。

次に、第二工程において、第一工程において得られた混
合物にメチルセルロース、ポリビニルアルコール、水ガ
ラス等の成形用結合剤を添加し、押出し成形、シート成
形、プレス成形等の方法により、所定の形状１例えば中
空円筒状やハニカム状の成形体を得る。

なお、前記遷移層形成助剤は、焼結体中に多量に残存す
ると炭化ケイ素本来の特性が失われるため、なるべく少
ないことが望ましく焼結体中におけるその残存量は炭化
ケイ素１００重量部に対し１０重量部以下であることが
好ましく、なかでも５重量部以下であることがより好ま
しい。

次に、第三工程として、得られた成形体を耐熱性の容器
内に封入し、外気の侵入を遮断しつつ１７００〜２５０
０℃の温度範囲内で焼成する。

耐熱性の容器内に封入し、外気の侵入を遮断しつつ焼成
を行なう理由は、隣接する炭化ケイ素結晶同士を融合さ
せ、かつ、板状結晶の成長を促進させることができ、板
状結晶が複雑な状態で絡み合い三次元の網目構造が形成
されるからである。

なお、板状結晶の成長を促進させることができるのは、
炭化ケイ素粒子間における炭化ケイ素の蒸発−再凝縮及
び／または表面拡散による移動を促進することができる
ためと考えられる。

前記耐熱性の容器としては、黒鉛、炭化ケイ素、炭化タ
ングステン、モリブデン、炭化そりブデンのうち少なく
とも１種以上の材質からなる耐熱性容器を使用すること
が好ましい。

また、焼成温度を１７００〜２５００℃とするのは、１
７００℃より低い場合には粒子の成長が不十分で、高い
強度を有する多孔質体とすることが困難なためであり、
２５００℃よりも高い場合には炭化ケイ素の昇華が盛ん
になり、発達した板状結晶が逆にやせ細ってしまい、そ
の結果高い強度を有する多孔質体を得ることが困難とな
るためである。より好ましくは１８００〜２３００℃の
範囲内である。

なお、前記成形体は、成形体中の気孔径、気孔率を均一
に形成せず、成形体内部において気孔径、気孔率に勾配
を生じさせてもよい。

例えば、第４図に示すごとく、中空体ではなくむくの円
筒状の多孔体と成し、該多孔体中央部から外周部に向か
うにつれて気孔径、気孔率を段階的または連続的に小さ
くなるように形成する。

あるいは、第２図及び第３図に示すような中空体であれ
ば、円管３ａの内表面から外表面に向かつて段階的また
は連続的に小さくなるように形成してもよい、また、第
５図に示すようなハニカム構造体６であれば、各隔壁６
Ｃの蓄熱材料側から外側に向かって上記と同様に小さく
なるように形成することもできる。

これは、前記成形体に蓄熱材料な含浸使用した場合にお
いて内側の蓄熱材料の増加とともに蓄熱材料の外部逸脱
による減少を極めて小さ（することができるからである
。

このような多孔質成形体とするには、前記製造方法の第
二工程における成形体を得るに際し、前記遷移層形成助
剤を成形体内に濃度勾配が生じるように存在せしめ、前
記網目構造の開放気孔の平均気孔径が、例えば成形体中
央部から外周部に向かうにつれて段階的または連続的に
小さくなるように形成するのである。

その方法は、前記成形体に直接前記化合物を含有した溶
液を塗布したり、前記成形体の成形用結合剤を除去し多
孔質とした後、同様に含浸したしする方法で行なう。

濃度勾配が生じるのは、上記した物質のうち、アルミニ
ウム、ホウ素、カルシウム、クロム、鉄、ランタン、リ
チウム、イツトリウムは、炭化ケイ素の結晶粒成長の速
度を速くする働きを有しており、これらの物質の存在す
る個所では極めて多くの板状結晶の核が生成され、各々
の部分で板状結晶の発達が起こる結果、形成される板状
結晶の大きさが制限され、これらの物質が多く存在する
箇所はど細かい組織の三次元網目構造となすことができ
るからである。

これに対し、ケイ素、窒素、酸素、炭素は上記物質とは
逆に炭化ケイ素の結晶粒成長の速度を遅くする働きを有
しており、これらの物質の存在する箇所では板状結晶の
核生成が抑制され、形成される板状結晶の数が相対的に
少なくなる結果、それぞれの板状結晶が比較的大きく成
長するため。

これらの物質が多く存在する箇所はど大きな組織の三次
元網目構造となすことができるからである。

したがって、網目構造の開放気孔の平均気孔径が１例え
ば成形体中央部から外周部に向かうにつれ、段階的また
は連続的に小さくなるように形成された成形体を得るた
めには、上記遷移層形成助剤のうち、アルミニウム、ホ
ウ素、カルシウム。

クロム、鉄、ランタン、リチウム、イツトリウムを成形
体の外周部付近に含有させて前記した方法により焼結す
る方法、あるいは、ケイ素、窒素、酸素、炭素を成形体
の中央部付近に含有させて前記した方法により焼結する
方法、さらには１両方法を併用する方法が挙げられる。

また、第２図及び第３図あるいは第５図に示す多孔質セ
ラミック成形体の所定の端部に固着する封止部材３ｂ、
６ｄも、上記と同様の材料から成る板状の焼結体である
ことが好ましい、なお、固着法には、接着法、ねじなど
による機械的結合法等が挙げられるが特に限定されるも
のではない。

上記した材料から成る焼結体は、気孔率が大きくても比
較的高い機械的強度を有し、蓄熱材料４の相変化によっ
て生じる体積変化による熱応力に十分絶えることができ
、しかも熱伝導率が高いため、効率よく熱交換を行なう
ことができる。

なかでも、機械的強度が５００　ｋｇ／ｃｍ”以上とな
る炭化ケイ素、炭化ホウ素、ケイ素、炭素から選ばれ少
なくとも１種を主成分とするものがより好ましい。

また、前記多孔質セラミック成形体の気孔率は、８０〜
３０ｖｏ１％であることが好ましい、８０ｖｏ１％より
も大きいと、成形体の機械的強度が小さくなり、３０ｖ
ｏ１％よりも小さいと、気孔中に充填される蓄熱材料４
の占める割合が少なくなり、成形体表面で生じる熱交換
の効率化を図ることができないからである。なかでも、
５５〜３５ｖｏ１％がより好ましい。

さらに、平均気孔径は、５０μｍ以下であることが好ま
しい、蓄熱材料４が相変化して液状となったときに成形
体の気孔より該液状の蓄熱材料４が漏出することがない
からであり、なかでも。

３０μｍ以下であることがより好ましい。

一方、蓄熱材料４としては、ＬｉＦ、ＮａＦ。

ＫＦ、ＭｇＦ　ｚ、ＣａＦｚ、Ｌｉ　Ｈ並びに少な（と
もこれらの一つを成分として含む混合物、例えば、ＫＦ
−ＭｇＦａ、ＮａＦ−ＭｇＦ、、ＮａＦ−ＫＦ−ＭｇＦ
　２．ＣａＦａ−ＭｇＦｘ、Ｌ　ｔ　Ｆ−ＣａＦａ　、
Ｌ　ｉ　Ｆ−ＭｇＦｘ　、ＣａＦａ　−ＭｇＦｇ−Ｎａ
Ｆ、ＬｉＦ−ＫＦ−ＭｇＦａ　。

ＮａＦ−ＫＦ、Ｌ　ｉ　Ｆ−ＮａＦ−ＭｇＦａ　。

ＮａＦ−ＫＦ−ＭｇＦａ　、ＬｉＦ−ＬｉＨ。

ＮａＦ−ＦｅＦ　ｚ、ＭｇＦａ−ＢｅＦ　ｘ、Ｌ　ＬＦ
−ＮａＦ、ＬｉＦ−ＮａＦ−ＣａＦａ、ＫＣＩ　−Ｌｉ
Ｆ−ＮａＦ、ＬｉＦ−ＮａＦ−ＮａＣ１゜ＬＬＦ−ＫＦ
、ＬｔＦ−ＬｉＣ１，ＬｉＦ−ＢｅＦ、、ＬｉＦ−Ｎａ
Ｆ−ＫＦ、ＬｉＦ−ＬｉＣ１−ＬｉＨ，ＬｉＦ−ＮａＦ
−ＫＦ−ＭｇＦａ、ＬｉＦ−ＬｉＯＨ，ＮａＦ−ＢｅＦ
ｓから選ばれる少なくとも１種であることが有利である
。

これらの化合物は、潜熱が大きく蓄熱効率が優れている
からである。

なかでも、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＭｇＦａ。

ＣａＦａ並びに少なくともこれらの一つを成分として含
む共融混合物から選ばれる少なくとも１種であることが
より好ましい。

また、前記化合物は、多孔質セラミック成形体との密着
性が優れるものがよく、上記したなかでもＬ　ｉ　Ｆ、
ＭｇＦａ並びに少なくともこれらの一つを成分として含
む共融混合物が特に好ましい。

さらに、これらの蓄熱材料４は、第２図及び第３図ある
いは第５図に示す多孔質セラミック成形体の中空体内あ
るいは中空孔内に充填したときに、該中空体の円管３ａ
あるいは該中空孔を形成している隔壁６ｃの気孔中にも
充填されることが好ましい、成形体表面で生じる熱交換
をより効率化することができるからである。特に、充填
される全蓄熱材料４の４０ｖｏ１％以上が気孔中に充填
されていることが有利である。

（実施例） ！置皿ユ 平均粒径が０．２５μｍで純度が約９８％の炭化ケイ素
微粉末１００重量部に対しメチルセルロース５重量部、
水３５重量部を添加して十分混練した後、ダイス外径ｌ
Ｏ關、内径８關の押出成形機により長さ１ｍの第２図に
示すような中空円筒状の成形体を押出し成形した。

一方、前記原料を用いて前記中空円筒状の押出成形体の
両端面を封止した。ついでこの成形体を乾燥し、酸化性
雰囲気下で脱脂を行なった後、タンマン炉にてアルゴン
雰囲気下１８００℃で３時間保持し焼成した。得られた
焼結体は、気孔率が４５ｖｏ１％、平均気孔径が２．５
μｍの多孔質であり、実質上はとんど収縮することなく
、１８　ｋｇ／ａｍ”の高強度を有していた。

ついで、この中空円筒状多孔質焼結体を０．２Ｔｏｒｒ
の真空下において、溶融したＬｉＦを真空含浸した。

得られた蓄熱体である中空円筒状焼結体には、ＬｉＦが
円筒内部の空間部及び多孔質体の気孔部に８８ｖｏ１％
充填されていた。

ついで、かくして得られた蓄熱材料を保持した蓄熱体を
直径３０ｃｍＸ長さ１ｍの容器内に平行に１５本配置し
て入口側から温度９４５℃の空気をｌ　ｍ　”／ａｉｎ
送入し、蓄熱を行ない、出口の排出空気温度の変化を測
定した。

ついで、逆に出口側より７４５℃の空気をｌ　ｍ”　／
ｗｉｎ送入し、入口側からの排出空気の温度を測定した
。その結果を第６図及び第７図に示す。

１胤土ｌ 出発原料として使用した炭化ケイ素微粉末は、８０重量
％がβ型結晶からなるものを用いた。この出発原料には
不純物としてＢが０．０１．Ｃが０、５．　ＡＩが０．
０１％Ｎが０．２、Ｆｅが０．０８原子量部、その他の
元素は痕跡量台まれており、これらの不純物総量は、０
．８１原子量部であった。また、この出発原料の平均粒
径は、０．３ｇｍ、比表面積は１８．７ｍ”７ｇであっ
た。

この出発原料に成形用結合剤としてメチルセルロースを
１０重量部、水分を２０重量部添加した。これを混練し
て、押出し成形法により直径Ｌｏａｍ、長さ１．２ｍの
むくの円筒状の炭化ケイ素質成形体を得た。

この成形体を１℃／分の昇温速度で５００℃まで酸化雰
囲気中で加熱して、前記有機結合剤を酸化除去した。つ
いで成形体の外周部から２ｍ＋ｎの部分にＢＮ微粉末（
０，２μｍ粒子）の水溶液を添加し、その後乾燥させた
。この結果、外周部より２ｆｆ１１ｍの部分ではＢは０
．１％含まれ、内側に向かうにつれて連続的に徐々に減
少し、外周部より５１１Ｉ１１の部分ではＢは０．Ｏ１
％含まれていた。

その後、この成形体を気孔率２０％の黒鉛ルツボに入れ
、１気圧のＡｒガス雰囲気中で焼成した。

焼成は、２℃／分で２１５０℃まで昇温し、最高温度で
４時間保持した。

得られた焼結体は外周部において気孔率が４０ｖｏ１％
、気孔率２μｍ、中央部において気孔率が５０ｖｏ１％
、気孔径１２μｍの多孔質であり、９　、　５　ｋｇ／
ｍ＋ｎ”の高強度を有していた。

ついで、この焼結体の気孔に実施例１と同様の方法によ
り蓄熱材料ＬｉＦを充填して実施例１と同様、直径３０
ｃｍＸ長さ１ｍの容器内に平行に１５本配設して同様の
方法で試験し測定した。この結果を第６図及び第７図に
示す。

よ軟土 実施例１の炭化ケイ素質焼結体と同様の形状を有するＮ
ｉ製容器内に実施例１と同様の蓄熱材料であるＬｉＦを
充填した。充填率９５ｖｏ１％であった・ ついで、実施例１と同様に容器内に配置するとともに同
様の操作を行なって入口側及び出口側にて温度測定をし
た。その結果を同じく第６図及び第７図に示す。

以上の結果から第６図に示すごとく、実施例１の蓄熱器
は、時間経過とともに蓄熱体に蓄熱されつつ容器の出口
温度が約８０分後に人口温度と同じ９４５℃となってお
り、８０分の間にＬＬＦに蓄熱されたことがわかる。

一方、比較例の場合は、１１０分経過しても容器の出口
温度は９３５℃であり、未だＬｉＦに十分蓄熱されてい
ない状態すなわち蓄熱中であり、実施例１と比較して熱
交換性能が低いことがわかる。

また、実施例１では比較例より対応よく蓄熱され、収納
容器温度の初期値からの対応速度が速い６例えば、２０
分経過後の出口温度は、実施例１では約８４０℃、比較
例では約８７０℃であり、実施例１では対応よく確実に
蓄熱されているといえる。

さらに、実施例１では、高温ガス流入後３０分から５０
分の約２０分間は潜熱における蓄熱状態を示し、一定温
度（約８５０〜８６０℃）での熱の出し入れが可能、す
なわち一定温度による熱交換ができることを示している
。

第７図では、第６図と同様、実施例１は対応速度が速く
、はぼ流入後５０分間に蓄熱体から十分に熱を取り出し
高温流体として排出されており、初期時より熱を吸収し
ていることがわかる。

また、上記と同様、実施例１では、約８５０〜８６０℃
の一定温度の状態において潜熱による熱交換が効率よく
行なえることを示している。したがって、この範囲にお
いて熱サイクル（熱の出入れ）を行なえば潜熱式蓄熱器
として有効に使用できる。

また、繰り返し１００回の操作を行なっても上記の物性
は変わらず、溶融塩の漏洩及びセラミック破壊は見られ
なかった。

一方、実施例２においては、実施例１と同様ではあるが
、むくの円筒状としたため、ＬｉＦの充填量が増加し、
約８５０〜８６０℃の一定温度の状態において潜熱によ
る熱交換容量が更に増加し良好な結果が得られた。

（発明の効果） 本発明の蓄熱器によれば、蓄熱材料を保持する容器とし
て１機械的強度及び熱伝導率が高い多孔質セラミック成
形体を用いているので、熱交換性能が優れると共に、熱
交換時に生起する蓄熱材料の体積変化による熱応力及び
その繰り返し応力に対して機械的に強度な安定性を有し
ている。また、多孔質セラミック成形体の構造も簡単で
あるので容易に製造することができる。

また、毛細管現象により多孔質成形体の気孔内に溶融塩
を保持できるため、微小重力下の宇宙においても熱交換
性能がよい、さらに、伝熱管が不要となるため、従来の
ものに比し、大幅に重量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、多孔質セラミック成形体として、カプセル型
蓄熱体を用いた蓄熱器を模式的に示す縦断面図である。 第２図は、カプセル型蓄熱体の縦断面図である。第３図
は、カプセル型蓄熱体の横断面図である。第４図は、蓄
熱体として用いるむくの多孔質セラミック成形体を示す
縦断面図である。第５図は、多孔質セラミック成形体と
して、ハニカム構造体を用いた蓄熱器を模式的に示す縦
断面図である。第６図及び第７図は、実施例と比較例で
得られた蓄熱器の評価結果を示す図である。第８図及び
第９図は、カプセル型蓄熱器とシェルチューブ型蓄熱器
を説明するための縦断面図である。第１０図及び第１１
図は、蓄熱材料収容室の従来例を説明するための図であ
る。 １．９．１２−蓄熱器、 ２．１０．１３−容器、 ２ａ、ｌｏａ、１３ａ−流体導入口、 ２ｂ、ｆｏｂ、１３ｂ−流体導出口、 ３−蓄熱カプセル、 ４−蓄熱材料。 ５−むくの成形体、 ２ｃ、７．８−多孔板、 ６−ハニカム構造体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部と連通する開口部を有する容器内に配設され
   た蓄熱体に、流体と接触して熱交換を行なう蓄熱材料が
   充填されている蓄熱器において、前記蓄熱体が、多孔質
   セラミック成形体であることを特徴とする蓄熱器。
2. （２）前記多孔質セラミック成形体が、両端が封止され
   た中空体である請求項１記載の蓄熱器。
3. （３）前記多孔質セラミック成形体が、軸方向に沿って
   薄い隔壁を介し、多数の貫通孔と、両端部が封止された
   多数の閉鎖中空孔とを有するハニカム構造体である請求
   項１記載の蓄熱器。
4. （４）前記蓄熱材料が、前記ハニカム構造体の閉鎖中空
   孔内に充填されている請求項３記載の蓄熱器。
5. （５）前記蓄熱材料が、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＭｇＦ
   ＿２、ＣａＦ＿２、ＬｉＨ並びに少なくともこれらの一
   つを成分として含む混合物から選ばれる少なくとも１種
   である請求項１〜４いずれか１に記載の蓄熱器。
6. （６）前記多孔質セラミック成形体が、窒化アルミニウ
   ム、炭化ケイ素、ケイ素、炭化チタン、ホウ化ジルコニ
   ウム、ホウ化チタン、炭化ホウ素。 窒化ホウ素及び炭素から選ばれる少なくとも１種を主成
   分とする原料より成る請求項１〜４いずれか１に記載の
   蓄熱器。