JPH0660308B2 - 蓄熱材 - Google Patents
蓄熱材Info
- Publication number
- JPH0660308B2 JPH0660308B2 JP11093289A JP11093289A JPH0660308B2 JP H0660308 B2 JPH0660308 B2 JP H0660308B2 JP 11093289 A JP11093289 A JP 11093289A JP 11093289 A JP11093289 A JP 11093289A JP H0660308 B2 JPH0660308 B2 JP H0660308B2
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- storage material
- supercooling
- temperature
- water
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水を主材とする潜熱蓄熱材に関し、詳細には過
冷却現象を確実に防止し、蓄冷効率を高めると共に、蓄
熱利用温度の精度を高めた蓄熱材に関するものである。
冷却現象を確実に防止し、蓄冷効率を高めると共に、蓄
熱利用温度の精度を高めた蓄熱材に関するものである。
［従来の技術］ たとえば工業用冷凍設備に使用される蓄熱材あるいは業
務用や家庭用クーラーボックスに装入される蓄熱材とし
て水を主成分とする蓄熱材が利用されており、たとえば
硝酸カリウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム等の無機
塩を利用した無機塩水溶液タイプの蓄熱材が知られてい
る。これらの蓄熱材は０℃以下の凝固点を有しており、
且つ水の有する大きな凝固潜熱を蓄冷に有効に活用し得
るところから、高性能で且つ安価な蓄熱材として広く活
用されている。
務用や家庭用クーラーボックスに装入される蓄熱材とし
て水を主成分とする蓄熱材が利用されており、たとえば
硝酸カリウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム等の無機
塩を利用した無機塩水溶液タイプの蓄熱材が知られてい
る。これらの蓄熱材は０℃以下の凝固点を有しており、
且つ水の有する大きな凝固潜熱を蓄冷に有効に活用し得
るところから、高性能で且つ安価な蓄熱材として広く活
用されている。
ところで蓄熱材においては過冷却の防止が共通の課題と
なっており、殊に水を主材とする無機塩水溶液タイプの
潜熱蓄熱材においては顕著な過冷却現象を生じるところ
から、大きな問題となっている。即ち過冷却現象とは、
当該物質の凝固点（無機塩水溶液タイプの蓄熱材におい
ては当該無機塩と水の共晶点）に到達しても凝固が起こ
らず、それよりもかなり低い温度になってからはじめて
凝固を開始する現象であり、この様な物質を蓄熱材とし
て使用する場合は、凝固時の吸熱を利用した温度制御の
精度が著しく低下してくる。しかも蓄冷時にはその凝固
点をかなり下回る温度まで冷却しなければ蓄冷を遂行す
ることができないので蓄冷効果が悪く、且つ必要以上に
冷却能力の高い冷凍装置を使用しなければならない。
なっており、殊に水を主材とする無機塩水溶液タイプの
潜熱蓄熱材においては顕著な過冷却現象を生じるところ
から、大きな問題となっている。即ち過冷却現象とは、
当該物質の凝固点（無機塩水溶液タイプの蓄熱材におい
ては当該無機塩と水の共晶点）に到達しても凝固が起こ
らず、それよりもかなり低い温度になってからはじめて
凝固を開始する現象であり、この様な物質を蓄熱材とし
て使用する場合は、凝固時の吸熱を利用した温度制御の
精度が著しく低下してくる。しかも蓄冷時にはその凝固
点をかなり下回る温度まで冷却しなければ蓄冷を遂行す
ることができないので蓄冷効果が悪く、且つ必要以上に
冷却能力の高い冷凍装置を使用しなければならない。
［発明が解決しようとする課題］ 従来より水以外を主材とする蓄熱材組成物（たとえばＣ
ａＣｌ2を主材とする凝固点が３０℃付近のもの等）に
ついては、過冷却現象を防止するため様々の核剤を添加
する方法が検討され、ある程度の成果が得られている。
ところが水を主材とする蓄熱材については、現在のとこ
ろ過冷却防止手段に関する研究が十分になされていると
は言い難い。
ａＣｌ2を主材とする凝固点が３０℃付近のもの等）に
ついては、過冷却現象を防止するため様々の核剤を添加
する方法が検討され、ある程度の成果が得られている。
ところが水を主材とする蓄熱材については、現在のとこ
ろ過冷却防止手段に関する研究が十分になされていると
は言い難い。
本発明はこの様な状況に鑑みてなされたものであって、
その目的は、水を主材とする潜熱蓄熱材を対象とし、そ
の過冷却現象を可及的に抑制することにより、凝固開始
温度の変動を抑制し、且つ蓄冷効率を高めることのでき
る蓄熱材を提供しようとするものである。
その目的は、水を主材とする潜熱蓄熱材を対象とし、そ
の過冷却現象を可及的に抑制することにより、凝固開始
温度の変動を抑制し、且つ蓄冷効率を高めることのでき
る蓄熱材を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成することのできた本発明に係る蓄熱材
は、水を主材とする潜熱蓄熱材において、粒子径１００
μｍ以下の疎水性微粉末を過冷却防止用核剤として0.00
5〜１０重量％含有させてなることを要旨とするもので
ある。
は、水を主材とする潜熱蓄熱材において、粒子径１００
μｍ以下の疎水性微粉末を過冷却防止用核剤として0.00
5〜１０重量％含有させてなることを要旨とするもので
ある。
［作用］ 水を主材とする溶液を降温していくと、理論的には凝固
点に到達した時点で凝固が開始するはずであるが、実際
には前述の様な過冷却現象が起こり、当該凝固点を過ぎ
ても凝固が起こらず、それよりも５〜８℃程度低い温度
に到達したあたりから急激に凝固しはじめる。従って過
冷却現象が起こると、溶融状態から凝固へ進む状況が不
安定であり、また過冷却の程度は降温速度や融解液の攪
乱状態等によっても著しく変化するので潜熱発生温度を
特定することができず、利用温度に応じた温度制御は不
正確とならざるを得ない。しかも完全に凝固させて蓄冷
するには、前にも述べた様に過冷却の程度に応じた低温
域まで（通常は凝固点よりも１０℃程度低温域まで）冷
却しなければならないので、それに見合った冷却能力の
冷凍装置が必要となる。
点に到達した時点で凝固が開始するはずであるが、実際
には前述の様な過冷却現象が起こり、当該凝固点を過ぎ
ても凝固が起こらず、それよりも５〜８℃程度低い温度
に到達したあたりから急激に凝固しはじめる。従って過
冷却現象が起こると、溶融状態から凝固へ進む状況が不
安定であり、また過冷却の程度は降温速度や融解液の攪
乱状態等によっても著しく変化するので潜熱発生温度を
特定することができず、利用温度に応じた温度制御は不
正確とならざるを得ない。しかも完全に凝固させて蓄冷
するには、前にも述べた様に過冷却の程度に応じた低温
域まで（通常は凝固点よりも１０℃程度低温域まで）冷
却しなければならないので、それに見合った冷却能力の
冷凍装置が必要となる。
そこで本発明者らは、水を主材とする蓄熱材が過冷却状
態となるのを防止するため、凝固を促進する核剤（過冷
却防止用核剤）を活用するという方向で、様々の物質に
ついて過冷却防止効果を調べた。
態となるのを防止するため、凝固を促進する核剤（過冷
却防止用核剤）を活用するという方向で、様々の物質に
ついて過冷却防止効果を調べた。
そして核剤として疎水性の微粒子を添加すれば、過冷却
現象が大幅に緩和されることを見い出した。
現象が大幅に緩和されることを見い出した。
これら核剤の添加量は、その種類あるいは適用される蓄
熱材との組合せによっても異なるので一律に規定するこ
とは適切でないが、標準的な添加量として示すならば0.
005〜１０％（重量％の意味、以下同じ）の範囲、より
好ましくは0.01〜0.1％の範囲である。その理由は、核
剤の添加量が不足する場合は過冷却防止効果が十分に発
揮され難く、また上限については１０％程度で過冷却防
止効果が飽和し、それを超えて添加してもそれ以上の効
果を期待することができないからである。
熱材との組合せによっても異なるので一律に規定するこ
とは適切でないが、標準的な添加量として示すならば0.
005〜１０％（重量％の意味、以下同じ）の範囲、より
好ましくは0.01〜0.1％の範囲である。その理由は、核
剤の添加量が不足する場合は過冷却防止効果が十分に発
揮され難く、また上限については１０％程度で過冷却防
止効果が飽和し、それを超えて添加してもそれ以上の効
果を期待することができないからである。
また該核剤の粒子径は１００μｍ以下とする必要があ
り、これを超えるものであると凝固核剤として作用せ
ず、逆に凝固をさまたげる可能性のあることが分かっ
た。
り、これを超えるものであると凝固核剤として作用せ
ず、逆に凝固をさまたげる可能性のあることが分かっ
た。
尚本発明で使用される核剤の具体例としては、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の有機質微粉
末やグラファイト、活性炭、フライアッシュ等の無機質
微粉末が挙げられるが、特に好ましいのはポリエチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリふっ化ビニリデ
ン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン等の有機質微
粉末である。
ピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の有機質微粉
末やグラファイト、活性炭、フライアッシュ等の無機質
微粉末が挙げられるが、特に好ましいのはポリエチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリふっ化ビニリデ
ン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン等の有機質微
粉末である。
尚本発明における蓄熱材の主材は水であり、これはイオ
ン交換水や蒸留水あるいは通常の工業用水や海水等が使
用されるほか、凝固点調整の目的で少量の無機塩素を積
極的に溶解させた水溶液を用いることも可能である。
ン交換水や蒸留水あるいは通常の工業用水や海水等が使
用されるほか、凝固点調整の目的で少量の無機塩素を積
極的に溶解させた水溶液を用いることも可能である。
［実施例］ イオン交換水に次に示す種々の疎水性微粉末を混合し、
−１０℃の空気恒温槽中で冷却・凝固させ、各々につい
て過冷却温度を測定した結果を第１表に示す。尚該水だ
けを冷却・凝固したときの過冷却温度は−６〜−７℃と
なった。
−１０℃の空気恒温槽中で冷却・凝固させ、各々につい
て過冷却温度を測定した結果を第１表に示す。尚該水だ
けを冷却・凝固したときの過冷却温度は−６〜−７℃と
なった。
この結果、核剤の種類によって過冷却温度に若干のばら
つきが見られるものの、過冷却温度は大幅に改善される
ことが分かった。
つきが見られるものの、過冷却温度は大幅に改善される
ことが分かった。
また上記サンプルNo.3を９０℃雰囲気中に３ケ月以上放
置した後、上記と同じ条件で冷却・凝固して過冷却温度
を測定したが、該過冷却温度に変化は見られなかった。
置した後、上記と同じ条件で冷却・凝固して過冷却温度
を測定したが、該過冷却温度に変化は見られなかった。
［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、水を主成分とする
蓄熱材の過冷却を抑制すると共に、温度制御精度を高め
ることができる様になった。また核剤は安価で耐熱性の
優れたものが使用できる様になった。
蓄熱材の過冷却を抑制すると共に、温度制御精度を高め
ることができる様になった。また核剤は安価で耐熱性の
優れたものが使用できる様になった。
Claims (1)
- 【請求項１】水を主材とする潜熱蓄熱材において、粒子
径１００μｍ以下の疎水性微粉末を過冷却防止用核剤と
して0.005〜１０重量％含有させてなることを特徴とす
る蓄熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093289A JPH0660308B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 蓄熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093289A JPH0660308B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 蓄熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02286777A JPH02286777A (ja) | 1990-11-26 |
| JPH0660308B2 true JPH0660308B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=14548256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11093289A Expired - Lifetime JPH0660308B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660308B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007099798A1 (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Yano R & D Corp. | 蓄熱材組成物 |
| GB201509179D0 (en) * | 2015-05-28 | 2015-07-15 | Dupont Nutrition Biosci Aps | Phase change material |
| CN108672668A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-10-19 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种控制连铸过程中铸坯凝固组织结构的方法及其控制装置 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP11093289A patent/JPH0660308B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02286777A (ja) | 1990-11-26 |
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