JPH06100431B2 - 水化物形潜熱蓄熱材の過冷却状態を崩壊する方法 - Google Patents

水化物形潜熱蓄熱材の過冷却状態を崩壊する方法

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JPH06100431B2
JPH06100431B2 JP62031708A JP3170887A JPH06100431B2 JP H06100431 B2 JPH06100431 B2 JP H06100431B2 JP 62031708 A JP62031708 A JP 62031708A JP 3170887 A JP3170887 A JP 3170887A JP H06100431 B2 JPH06100431 B2 JP H06100431B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱エネルギーを過冷却状態で蓄え、必要な時に
蓄えた熱エネルギーを取り出すことができる熱エネルギ
ー貯蔵装置を利用する分野に関する。
従来の技術 従来より潜熱を利用する水化物形潜熱蓄熱材(以下蓄熱
材と記す)は単位重量当りの蓄熱量が大きい。一定温度
の出力が得られるなどの利点を有するため、コードレス
の装身採暖装置・保温装置・加温装置に用いる試みが行
なわれてきた。しかし、従来の蓄熱装置は過冷却を防止
した蓄熱材を用いる試みがほとんどであった。すなわ
ち、蓄熱材は加熱(蓄熱)完了と同時に放熱を開始する
タイプである。したがって必要な時に放熱させることが
できず用途が限定されたものとなった。ところが最近過
冷却現象を利用し任意の時に蓄熱材より熱を取り出す方
式が試みられてきた。すなわち、特開昭61−14283号公
報には蓄熱材とヒドロキシプロピル化グアーガムとを必
須の構成成分とした安定な過冷却可能な蓄熱組成物が記
載されている。この公報の中で蓄熱材組成物をネジフタ
を有する透明な肉厚ガラスビンに入れ過冷却させ、熱を
必要とするときに種結晶を入れるか又は先のとがった金
属棒で刺激を与え過冷却を崩壊し熱を取り出す手段を示
している。この手段は給湯分野などの大形蓄熱装置には
有効と考えられる。しかし、小形蓄熱装置例えば身体採
暖装置に用いる蓄熱体としてはネジフタを有するガラス
ビンでは身体に装着した場合異和感がある。したがっ
て、従来の過冷却を防止した蓄熱体で用いられているよ
うにラミネートフィルムに蓄熱材を密封する必要があ
る。しかし、ラミネートフィルムに蓄熱材を密封した状
態では外部から刺激を与えても過冷却状態が崩壊せず蓄
熱材より熱を取り出すことができない。したがって、容
器内部の蓄熱材を直接刺激し、過冷却状態を崩壊させる
必要がある。このために、容器にネジフタを有する口を
取り付けることが考えられる。しかし、このような蓄熱
体の場合、容器口の開閉に伴い蓄熱材が漏出し周囲を汚
損する懸念がある。また、先のとがった金属棒で直接蓄
熱材を刺激するのは、金属棒に蓄熱材が多量に付着した
りすることがあり、金属棒の破棄あるいは、金属棒に付
着した蓄熱材の除去等が必要であり、取扱いがやっかい
であった。
また、特開昭61−22194号公報にはエネルギー貯蔵物と
刺激体とからなる熱エネルギー貯蔵装置が記載されてい
る。この公報では、過冷却状態にあるエネルギー貯蔵物
に種結晶からなる刺激体を物理的に接触させ、過冷却を
崩壊し熱エネルギーを取り出す構成を示している。しか
し、この構成も小形蓄熱装置に用いる場合に実用的な課
題がある。すなわち、加熱(蓄熱)時に種結晶に熱が加
わり積結晶が融解しないようにするために熱的隔離する
必要がある。しかし、装置が小形の場合はこの熱的隔離
が困難であり、できても装置を大きくしてしまう。しか
も携帯等の移動時の外的刺激や種々の環境下での加熱に
対して確実に種結晶を熱隔離するのは困難である。
発明が解決しようとする問題点 本発明は前記蓄熱体の課題を解決しようとするものであ
る。すなわち、過冷却可能な蓄熱体を熱エネルギー貯蔵
装置に利用した場合、利便性よく簡単確実に過冷却を崩
壊し熱を取り出すことができると共に、蓄熱材が漏出し
周囲を汚染することがないようにするものである。
問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、蓄熱装置は下記
構成とする。すなわち、蓄熱材は容器に封入される。こ
の容器にはその内外に連通する連通部分が設けられ、か
つこの連通部分より前記蓄熱材が漏出するのを防ぐため
毛細管体等の簡易栓を設けた構成とする。この構成の蓄
熱装置において、蓄熱後、過冷却状態とし熱を必要とす
る時に前記連通部を加湿するものである。
作用 本発明では前記方法により確実にかつ安全に過冷却状態
を崩壊することができる。すなわち、過冷却した蓄熱体
は容器に密封されているため、理由は定かでないが過冷
却状態は容易に崩壊しない。しかるに本発明の構成にお
いては、前記連結部を加湿することにより過冷却状態は
容易に崩壊し熱を取り出すことができる。これは定かで
ないが次のように考えられる。すなわち前記容器の連通
部において毛細管体等が容器の内部と外部とで連通して
いるため、蓄熱材が前記毛細管体等を通して容器外部に
にじみ出している状態になっている。熱を放出した後は
蓄熱材結晶が付着した状態となっている。この状態で蓄
熱するため加熱すると、容器内の蓄熱材は吸熱し融解す
る。一方、連結部の外側で毛細管体等に付着している蓄
熱材結晶は、結晶水が蒸発し無水塩となるためもはや融
解しない。したがって、容器は無水塩で蓋をされ密閉さ
れた状態となる。この状態では外部より刺激を与えて
も、もはや蓄熱材の過冷却状態は崩壊しない。この状態
で加湿すると、前記無水塩は水化しもとの蓄熱材と同じ
結晶の蓄熱材となる。この蓄熱材が種結晶となり無水塩
と接する蓄熱材の過冷却状態が崩壊し結晶化が起り潜熱
を放出する。この結晶化は蓄熱材全体に伝幡していく。
また、加湿しても過冷却状態が崩壊しない場合がある。
これは水化物が水に溶解し種結晶が発生しないからと考
えられる。しかし、この場合外部より前記連通部を刺激
すると容易に過冷却状態が崩壊する。この刺激が種結晶
により行なわれるとさらに有用である。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。図は本発明の
方法に用いられる蓄熱装置1に示す。この蓄熱装置1は
容器2と容器2に封入されている蓄熱材3および容器2
に設けられた連通部4より構成されている。また、連通
部4より蓄熱材3が漏出するのを防ぐために、連通部4
は毛細管体5で満たされる。
以下、各要素毎に説明する。容器2は蓄熱材3と非反応
性・非相溶性の材料でつくられる。特に採暖装置に使用
する場合は可撓性を必要とするためアルミラミネートフ
ィルムを用いるとよい。蓄熱材3は塩化カルシウム6水
塩、硫酸ナトリウム10水塩、チオ硫酸ナトリウム5水
塩、酢酸ナトリウム3水塩などの水化物形蓄熱材であ
り、必要に応じて増粘剤、安定剤または熱伝導性物質等
を混合したものである。毛細管体5は蓄熱材3と非反応
性・非相溶性の材料よりなる繊維質体(例えば、綿・セ
ルローズ等の天然繊維またはポリエステル、アクリル、
ナイロン、芳香族ポリアミド等の合成繊維よりなる糸状
体、織布あるいは不織布またはステンレス、銅等よりな
る金属細線体)連続気泡体、(例えば、ポリウレタン、
各種連続気泡を有するエラストマーまたは金属発泡体)
または連続気泡を有する焼結体(例えば、ポリエチレン
多孔質焼結体または多孔質セラミックス)よりなり、容
器2に取り付けられる。これにより連通部4が形成され
る。取り付け方は一端が容器2の外部に他端が容器の内
部で蓄熱材と接することができるように取付ける。毛細
管体4は蓄熱材3と接することにより蓄熱材3を吸いあ
げ、毛細管体4全体が蓄熱材3で浸されるようになる。
蓄熱時温度が上昇し容器内圧があがると容器2内部の蓄
熱材3が毛細管体4を通して外部に漏出することがある
ので、蓄熱材の種類や蓄熱時の温度上昇による粘度低下
を考慮し、蓄熱材の漏出がほとんどないように毛細管体
の設計を行なうことが必要である。
前記構成の蓄熱装置1を加熱(蓄熱)する。蓄熱材3が
充分に融解した後、室温まで冷却すると蓄熱材3の過冷
却状態が得られると共に、毛細管体の外側5aは無水塩が
付着した状態となる。この状態では理由は定かでない
が、蓄熱装置1に衝撃を与えたり、折り曲げたりあるい
は圧力を加えたり等の応力を加えても過冷却状態は崩壊
しない。熱を取り出すためには連通部4に設けられた毛
細管体5を加湿すればよい。加湿方法としては、水で濡
らすかあるいは水蒸気にさらせばよい。これにより、過
冷却状態の崩壊は容易に起る。この理由は定かでない
が、加湿により毛細管体の外側5aに付着している無水塩
が水化し種結晶になり毛細管体の内側5bの蓄熱材の過冷
却状態を崩壊するためと考えられる。この過冷却状態の
崩壊は伝幡し蓄熱装置全体にわたっていく。この過冷却
状態の崩壊により潜熱を取り出すことができる。
また、加湿しても過冷却状態が崩壊しない場合がある。
この場合は、加湿後前記毛細管体5に物理的刺激を与え
ればよい。特に蓄熱材の種結晶が付着している刺激体で
刺激すると容易に過冷却状態は崩壊する。
以下、具体的な各実施例を示す。
実施例1. 二枚のアルミラミネートフィルムの三方を熱融着し容器
をつくる。この時、1箇所に0.2φのポリエステル糸を
挟み込み容器内外を連通する連通部とする。この容器に
蓄熱材として酢酸ナトリウム・3水塩を封入し蓄熱装置
を得た。この蓄熱装置を90℃で加熱蓄熱し冷却すると過
冷却物が容易に得られる。この時、連通部の外側はポリ
エステル糸の毛細管現象により外部ににじみ出てきた酢
酸ナトリウム3水塩が無水化した無水酢酸ナトリウムが
付着固化している。この状態でいかなる外的刺激を与え
ても過冷却が崩壊することがなかった。熱を取り出すた
めに、先端を水で濡らしたマッチ棒で前記無水化物のと
ころを刺激すると過冷却状態は容易に崩壊した。
実施例2. 前記実施例1の蓄熱装置において、無水化物のところを
水蒸気にさらすと過冷却状態は容易に崩壊した。
実施例3. 前記実施例1.の蓄熱装置において、無水化物のところを
水道水で濡したところ過冷却状態は崩壊しなかった。こ
の後、水きりをし、積結晶が付着している棒で軽く刺激
を与えると過冷却状態は容易に崩壊した。
発明の効果 以上のように本発明の方法によれば次の効果がある。す
なわち、本発明によれば過冷却状態にある蓄熱装置の連
結部の一部を加湿すれば容易に過冷却状態を崩壊させ熱
を取り出すことができる。したがって、本発明の方法を
用いれば、任意の時に簡単確実に熱を蓄熱装置より取り
出すことができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例の蓄熱装置の断面図である。 1……蓄熱装置、2……容器、3……蓄熱材、4……連
結部、5……毛細管体。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内外に連通する連通部を有する容器に、過
    冷却可能で刺激により液体から固体に相変化し潜熱を放
    出する水化物形潜熱蓄熱材を封入し、前記水化物形潜熱
    蓄熱材を加熱し蓄熱した後、熱を必要とする時に前記連
    通部を加湿する水化物形潜熱蓄熱材の過冷却状態を崩壊
    する方法。
  2. 【請求項2】連通部を加湿する方法として、前記連通部
    を水で濡らす特許請求の範囲第1項記載の水化物形潜熱
    蓄熱材の過冷却状態を崩壊する方法。
  3. 【請求項3】連通部を加湿する方法として、前記連通部
    を水蒸気にさらす特許請求の範囲第1項記載の水化物形
    潜熱蓄熱材の過冷却状態を崩壊する方法。
  4. 【請求項4】内外に連通する連通部が毛細管体よりなる
    特許請求の範囲第1項記載の水化物形潜熱蓄熱材の過冷
    却状態を崩壊する方法。
  5. 【請求項5】水化物形蓄熱材が酢酸ナトリウム3水塩で
    ある特許請求の範囲第1項記載の水化物形潜熱蓄熱材の
    過冷却状態を崩壊する方法。
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JP2016006370A (ja) * 2014-05-29 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 潜熱蓄熱材における結晶核形成方法及び蓄熱装置

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