JPH08113775A - 蓄熱材組成物の製造方法ならびに蓄熱装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】水と水ガラスと塩酸とを混合して均一なゲル状
物（溶液）を調製し、得られたゲル状物に、無水硫酸ナ
トリウム、過冷却防止剤および硫酸カルシウム２水塩を
任意の順序で１種ずつ混合することを特徴とする蓄熱材
組成物の製造方法。筒状容器内底部および／または内周
面に、過冷却防止剤例えばホウ酸ナトリウム１０水塩を
充填する工程と、上記の方法で得られる蓄熱材組成物を
上記筒状容器内に充填する工程と、を含むことを特徴と
する蓄熱装置の製造方法。 【効果】蓄熱・放熱を繰り返し行っても、相分離せず、
過冷却現象が生ぜず、大きな潜熱を取り出すことがで
き、しかも長期間繰返して使用できる蓄熱材組成物およ
び蓄熱装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、蓄熱材組成物の製造方法
ならびに蓄熱装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、
蓄熱・放熱効率に優れ、長期間繰返して使用できる蓄熱
材組成物の製造方法ならびにこのようにして得られる蓄
熱材組成物を用いた蓄熱装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内暖房装置として、潜熱の大きい組成
物からなる蓄熱材が広く用いられている。例えば、電気
料金の安い夜間電力によって蓄熱材を加熱融解してエネ
ルギーを貯え、この蓄熱材が凝固するときに発生する凝
固熱（潜熱）を昼間の室内暖房に利用する室内暖房装置
が用いられている。

【０００３】このような蓄熱材としては、硫酸ナトリウ
ム１０水塩（ボウ硝）が知られており、さらにこの硫酸
ナトリウム１０水塩に過冷却防止剤（核発生剤）として
のホウ酸ナトリウム１０水塩（ホウ砂,ボラックス）を
配合してなる蓄熱材組成物が広く用いられている。この
硫酸ナトリウム１０水塩とホウ酸ナトリウム１０水塩と
からなる蓄熱材組成物は、理論的には約５８ｋｃａｌ／
ｋｇの潜熱を有しており、融解状態にあるこの蓄熱材組
成物は、凝固する際に長時間にわたって一定温度領域で
多量の熱を放出し、室内を快適な温度に保つことができ
る。

【０００４】ところが硫酸ナトリウム１０水塩とホウ酸
ナトリウム１０水塩とからなる蓄熱材は、加熱融解−凝
固を多数回繰り返すと、蓄熱量が低下することがあっ
た。またこの蓄熱材は、上述のように潜熱の理論値が約
５８ｋｃａｌ／ｋｇであるが、実際には２０〜４０ｋｃ
ａｌ／ｋｇ程度の潜熱しか取り出すことができないとい
う問題点があった。

【０００５】本発明者は、硫酸ナトリウム１０水塩とホ
ウ酸ナトリウム１０水塩とからなる蓄熱材について、よ
り多くの潜熱を取り出すべく鋭意検討したところ、この
蓄熱材に硫酸カルシウム２水塩を配合することにより、
そしてまた各成分を特定の方法で配合してなる蓄熱材組
成物は、優れた蓄熱材としての特性を有することを見出
した。

【０００６】なお、特公平５-７９７１４号公報には、
「過冷却防止剤、無水硫酸ナトリウム、水および硫酸カ
ルシウム２水塩を一括混合し攪拌することにより粘調な
組成物を得る工程を有することを特徴とする蓄熱材の製
造方法。」が開示され、またその実施例１には、無水硫
酸ナトリウムと水と塩化ナトリウムと硫酸カルシウム２
水塩とホウ砂と微粉末シリカとの混合物を３５℃で６０
分間攪拌して粘調な組成物を得たことが記載されてい
る。

【０００７】また、特公平４-２２１９８号公報には、
「硫酸ナトリウム１０水塩を主材とし、過冷却防止剤、
固液分離防止剤および増粘剤からなる蓄熱材組成物にお
いて、固液分離防止剤として水和性硫酸カルシウムを２
〜１５重量％（該蓄熱材組成物中）、および増粘剤とし
てシリカ系増粘剤を添加することを特徴とする蓄熱
材。」が開示され、またその実施例１には、無水硫酸ナ
トリウムと水とα半水石膏と微粉末シリカとからなる混
合物を３５℃で８０分間攪拌した後、ホウ砂を加えて粘
調な組成物を得たことが記載され、またその実施例８に
は、硫酸に無水硫酸ナトリウムを約３０℃で攪拌下に加
え、次いで３号水ガラスと水との１：１の混合物を徐々
に添加した後、さらに塩化ナトリウムとα-半水石膏を
添加し攪拌した後、ホウ砂を加え、攪拌を続けて組成物
を得たことが記載されている。

【０００８】しかしながらこれら公報に記載の蓄熱材の
製法では、均一に配合成分を混合することができず、そ
のため充分に優れた特性を有する蓄熱材を得ることがで
きないという問題点がある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、蓄熱材組成物
中の各成分が均一に混合され、大きな潜熱を取り出すこ
とができ、しかも長期間繰返して使用できる蓄熱材組成
物の製造方法ならびに蓄熱装置の製造方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【発明の概要】本発明に係る蓄熱材組成物の製造方法
は、水と水ガラスと塩酸とを混合して均一なｐＨ７〜８
のゲル状物を調製し、得られたゲル状物に、無水硫酸ナ
トリウム（無水ボウ硝）、過冷却防止剤［例：ホウ酸ナ
トリウム１０水塩（ホウ砂,ボラックス）］および硫酸
カルシウム２水塩（結晶石膏）を任意の順序で１種ずつ
混合することを特徴としている。

【００１１】本発明においては、融点調節剤としての無
機塩を、水と水ガラスと塩酸とともに混合して均一なｐ
Ｈ７〜８のゲル状物を調製することが望ましい。本発明
に係る蓄熱装置の製造方法は、 [A]：筒状容器の底部および／または内周面に、過冷却
防止剤を充填する工程と、 [B]：水と水ガラスと塩酸と過冷却防止剤（例：ホウ酸
ナトリウム１０水塩）とを混合して均一なゲル状物（溶
液）を調製し、得られたゲル状物に、無水硫酸ナトリウ
ム、過冷却防止剤および硫酸カルシウム２水塩を任意の
順序で１種ずつ混合してなる蓄熱材組成物を上記筒状容
器内に充填する工程と、を含むことを特徴としている。

【００１２】このような本発明により得られる蓄熱材組
成物は、該組成物中の各成分が均一に混合されており、
蓄熱・放熱を繰り返し行っても、相分離せず、過冷却現
象が生ぜず、大きな潜熱を取り出すことができ、しかも
長期間繰返して使用できる。

【００１３】また、上記のようにして製造された蓄熱装
置は、大きな潜熱を取り出すことができ、しかも長期間
繰返して使用できる。

【００１４】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る蓄熱材組成物
の製造方法ならびに蓄熱装置の製造方法について具体的
に説明する。 ［蓄熱材組成物の製造方法］本発明に係る蓄熱材組成物
の製造方法では、まず、水と水ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ₂,ｎ＝２〜４）と塩酸（ＨＣｌ）とを混合して均一で
ｐＨ７〜８好ましくはｐＨ７．１〜７．６のゲル状物
（溶液）を調製する。

【００１５】このように均一なゲル状物（溶液）を調製
する際には、通常１０〜６０℃の温度で１分〜１時間、
好ましくは２０〜５０℃の温度で１分〜１／２時間攪拌
することが望ましい。

【００１６】この際に用いられる水は、例えば後述する
無水硫酸ナトリウムと結合して硫酸ナトリウム１０水塩
（ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）の形成などに寄与す
るが、得られる蓄熱材組成物中に、通常２０〜７０重量
％、好ましくは４０〜６０重量％、さらに好ましくは４
５〜５５重量％となるような量で用いられることが望ま
しい。

【００１７】水ガラスは、蓄熱材組成物の増粘などに寄
与し該蓄熱材組成物中における含有量が通常０．２〜２
０重量％、好ましくは１〜１０重量％、さらに好ましく
は２〜７重量％となるような量で、換言すればＳｉＯ₂
量に換算して、蓄熱材組成物中における含有量が０．０
６〜６重量％となるような量で用いられることが望まし
い。但し、本明細書中で、水ガラス量は、４４％濃度の
Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂量に換算した値である。

【００１８】塩酸は、上記水ガラスの中和などに寄与
し、水ガラスの塩基成分を中和し得る量で用いればよい
が、より具体的には得られる蓄熱材組成物中における含
有量が、３５％塩酸に換算して通常０．１〜１０重量
％、好ましくは０．５〜５重量％、さらに好ましくは１
〜３．５重量％となるような量で用いられることが望ま
しい。

【００１９】本発明においては、上記のように水と水ガ
ラスと塩酸とを混合して均一なｐＨ７〜８のゲル状物
（溶液）を調製するが、この際に融点調節剤を添加混合
してもよく、また、後述するように得られたゲル状物に
添加混合してもよい。このような融点調節剤としては、
ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＮＨ₄Ｃｌ、ＮａＮＯ₃等の無機塩が
挙げられ、本発明においては、このような融点調節剤を
１種または２種以上配合してもよい。このような融点調
節剤は、蓄熱材組成物中における含有量が、通常０．１
〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％となるような
量で用いられることが好ましい。

【００２０】本発明においては、次いで、上記のように
して得られたゲル状物（溶液）に、無水硫酸ナトリウム
（無水ボウ硝）、過冷却防止剤および硫酸カルシウム２
水塩（結晶石膏）を任意の順序で１種ずつ混合する。換
言すれば、本発明においては、無水硫酸ナトリウム（無
水ボウ硝）と、過冷却防止剤と、硫酸カルシウム２水塩
（結晶石膏）のうちの何れか１種と、上記のようにして
得られたゲル状物（溶液）とを混合した後、残る２種の
うちの何れか１種と混合し、次いで最後に残った１種と
混合する。

【００２１】このように無水硫酸ナトリウムと、過冷却
防止剤（例：ホウ酸ナトリウム１０水塩）と、硫酸カル
シウム２水塩のうちの何れか１種、例えば無水硫酸ナト
リウムと、上記ゲル状物（溶液）とを混合するには、通
常、１０〜６０℃の温度で１分〜１時間、好ましくは２
０〜５０℃の温度で１分〜１／２時間攪拌することが望
ましい。

【００２２】次いで、上記の均一なゲル状物と無水硫酸
ナトリウムとの混合物を、例えば過冷却防止剤としての
ホウ酸ナトリウム１０水塩と混合するには、通常１０〜
６０℃の温度で１分〜１時間、好ましくは２０〜５０℃
の温度で１分〜１／２時間攪拌することが望ましい。

【００２３】上記の均一なゲル状物と無水硫酸ナトリウ
ムと、過冷却防止剤としてのホウ酸ナトリウム１０水塩
との混合物を、最後に残った硫酸カルシウム２水塩と混
合するには、通常１０〜６０℃の温度で１０分〜２時
間、好ましくは２０〜５０℃の温度で２０分〜１時間攪
拌することが望ましい。

【００２４】なお、上記ゲル状物に、既に硫酸ナトリウ
ム１０水塩（ボウ硝）が添加されている場合には、硫酸
カルシウム２水塩（結晶石膏）をさらに添加して１／２
時間程度攪拌すると、得られる混合物の粘土は上昇す
る。このため、硫酸ナトリウム１０水塩（ボウ硝）およ
び硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏）の添加後に、他の
塩類［例：ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス）、
ＮａＣｌ］を添加すると均一に分散しにくい状態とな
る。従って、ゲル状物への塩類の添加混合順序は特に問
わないが、全ての塩類を添加した後、１／２時間程度攪
拌することが望ましい。

【００２５】なお本発明においては、上記ゲル状物（溶
液）への無水硫酸ナトリウムと、過冷却防止剤と、硫酸
カルシウム２水塩との添加混合順序を適宜変えることが
できるが、その場合にも、それぞれ添加混合すべき化合
物に対応した上記条件を採用することができる。また、
上記混合操作は、いずれも通常では常圧下に行われる
が、特に限定されない。

【００２６】上記無水硫酸ナトリウムは、蓄熱材組成物
の主材として蓄熱・放熱に寄与し、該蓄熱材組成物中に
おける含有量が、通常１５〜５０重量％、好ましくは２
０〜４５重量％、さらに好ましくは２５〜４０重量％と
なるような量で用いられることが望ましい。なお、本発
明においては前述した水と、この無水硫酸ナトリウムと
は、その重量比［水／無水硫酸ナトリウム］が通常１．
２７〜２（モル比では10〜15）となるような量で用いら
れる。また、本発明においては、上記無水硫酸ナトリウ
ムに代えて、硫酸ナトリウム１０水塩（ボウ硝,Ｎａ₂Ｓ
Ｏ₄・１０Ｈ₂Ｏ）を用いることができ、その場合には、
上記した水の量を減らすことができる。

【００２７】過冷却防止剤としては、例えば、ホウ酸ナ
トリウム１０水塩（ホウ砂,ボラックス）、無水ホウ酸
ナトリウム等が挙げられる。このような融点調節剤は、
得られた蓄熱材組成物冷却時の結晶化の核（核発生剤）
となり、硫酸ナトリウム１０水塩の微細結晶化を促進
し、過冷却防止に寄与し、蓄熱材組成物中におけるその
含有量Ｚが、通常０．１〜２０重量％、好ましくは０．
５〜１０重量％、さらに好ましくは１〜５重量％となる
ような量で用いられることが望ましい。なお、本発明に
おいては、上記のようにホウ酸ナトリウム１０水塩に代
えて、無水ホウ酸ナトリウムと水とを用いることができ
るが、この場合には、上記水の量を増加させればよい。

【００２８】また、後述するように、用いられる過冷却
防止剤の一部Ｘ［例：Ｚの５〜４５重量％］を筒状容器
内の底部などに偏在させ、過冷却防止剤の残部Ｙ［例：
蓄熱容器内の過冷却防止剤総量Ｚの９５〜５５重量％］
を他の配合成分と混合して蓄熱材組成物として筒状容器
内の底部等以外の部分に充填する場合がある。このよう
な場合には、筒状容器内の底部以外の部分に充填される
蓄熱材組成物中における過冷却防止剤の含有量が、上記
過冷却防止剤総量Ｚから、筒状容器内の底部などに偏在
させる分Ｘを差し引いた量（Ｚ−Ｘ）となるような量
で、上記過冷却防止剤は用いられる。

【００２９】一例を挙げれば、得られる蓄熱容器中にお
ける過冷却防止剤としてのホウ酸ナトリウム１０水塩総
量が、蓄熱容器内に充填される蓄熱材量の１０重量％で
あり、この蓄熱材量の２０重量％（蓄熱材中では２重量
％に相当）が筒状容器底部に偏在する場合には、蓄熱材
組成物中におけるホウ酸ナトリウム１０水塩の量が８重
量％となるような量でホウ酸ナトリウム１０水塩を蓄熱
材組成物調製時に用いればよい。

【００３０】硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏）は、得
られた蓄熱材組成物の固液相分離防止などに寄与し、蓄
熱材組成物中における含有量が、通常０．１〜２．９重
量％、好ましくは０．５〜２．５重量％、さらに好まし
くは１．０〜１．８重量％となるような量で用いられる
ことが望ましい。この硫酸カルシウム２水塩の量が２．
９重量％を超えると、得られる蓄熱材組成物の耐久性が
低下することがある。

【００３１】このようにして得られる蓄熱材組成物は、
それぞれ上記のような量の水と水ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ｎＳ
ｉＯ₂,ｎ＝２〜４）と塩酸（ＨＣｌ）と過冷却防止剤
［例：ホウ酸ナトリウム１０水塩（ホウ砂,ボラックス,
Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ）］と無水硫酸ナトリウム（無
水ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄）と硫酸カルシウム２水塩（結晶
石膏,ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）とからなっており、通常、
水：２０〜７０重量％、水ガラス：４４％濃度のＮａ₂
Ｏ・２ＳｉＯ₂量に換算して０．２〜２０重量％、塩酸：
３５％塩酸に換算して０．１〜１０重量％、無水硫酸ナ
トリウム：１５〜５０重量％、過冷却防止剤：０．１〜
２０重量％、硫酸カルシウム２水塩：０．１〜２．９重
量％とからなっている。

【００３２】本発明においては、蓄熱材組成物を調製す
る際に、融点調節剤を用いることができ、このような融
点調節剤は、前述したように水と水ガラスと塩酸とを混
合して均一なｐＨ７〜８のゲル状物を調製する際に用い
てもよく、得られたゲル状物に添加混合してもよく、さ
らにはゲル状物調製時とゲル状物調製後の両方に分けて
添加混合してもよい。得られたゲル状物に融点調節剤を
添加混合する場合には、このゲル状物に、上記無水硫酸
ナトリウムと過冷却防止剤と硫酸カルシウム２水塩とこ
の融点調節剤とを任意の順序で１種ずつ混合すればよ
い。このような融点調節剤は、蓄熱材組成物中における
含有量が０．５〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量
％となるような量で用いられることが好ましい。

【００３３】このようにして得られた蓄熱材組成物で
は、各成分すなわち水、水ガラス、塩酸、過冷却防止
剤、無水硫酸ナトリウムおよび硫酸カルシウム２水塩
（および必要に用いられる融点調節剤）が均一に混合さ
れており、蓄熱・放熱を繰り返し行っても、相分離せ
ず、過冷却現象が生ぜず、大きな潜熱を取り出すことが
でき、しかも長期間繰返して使用できる。 ［蓄熱装置の製造方法］次に、本発明に係る蓄熱装置の
製造方法について図面を参照しつつ具体的に説明する。
なお、図中、同一符号は同一部材を示す。

【００３４】図１および図３は、いずれも本発明の一実
施例により得られる蓄熱装置の縦断面図である。図２、
図４は、それぞれ図１、図３に示す蓄熱装置の［Ａ］−
［Ａ］線方向断面図である。

【００３５】図１に示す蓄熱装置１では、筒状容器２内
底部（端面）６に、ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラッ
クス）が偏在し、かつ筒状容器２内の残るスペースに
は、上記の製造方法により得られた蓄熱材組成物３が充
填されている。なお、図１においては、該組成物中にも
含まれているホウ酸ナトリウム１０水塩が、筒状容器２
内の一方の端面６に偏在している態様が示されている
が、このホウ酸ナトリウム１０水塩は、筒状容器内の他
方の端面６Ａまたは内周面９に偏在していてもよい。

【００３６】本発明に係る蓄熱装置の製造方法では、上
記のような蓄熱装置１を以下のようにして製造してい
る。すなわち、本発明に係る蓄熱装置の製造方法では、 [A]：筒状容器２の底部６および／または内周面９に、
過冷却防止剤［例：ホウ酸ナトリウム１０水塩（ホウ
砂,ボラックス）］を充填する工程と、 [B]：水と水ガラスと塩酸とを混合して均一なｐＨ７〜
８のゲル状物（溶液）を調製し、得られたゲル状物に、
無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝）、過冷却防止剤、お
よび硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏）を任意の順序で
１種ずつ混合してなる蓄熱材組成物３を上記筒状容器２
内に充填する工程とを含んでいる。

【００３７】詳説すれば、本発明においては、[A]：筒
状容器の底部６および／または内周面９に、過冷却防止
剤を充填し、次いで、[B]：上記蓄熱材組成物の製造方
法で得られた蓄熱材組成物３を残るスペースに充填する
か、あるいは、上記[B]工程を行った後に[A]工程を行っ
てもよく、[A]工程と[B]工程とを同時に行ってもよい。
なおこのように[A]工程と[B]工程とを同時に行なうに
は、例えば、一方端側から筒状容器の底部６に、過冷却
防止剤を充填し、他方端６Ａ側から上記の製造方法で得
られた蓄熱材組成物３を充填すればよい。この[B]工程
で用いられる蓄熱材組成物は、前記蓄熱材組成物の製造
方法により得られる。

【００３８】本発明においては、このように筒状容器２
内に充填される過冷却防止剤の一部Ｘは、筒状容器内底
部６に偏在しており、残部は、蓄熱材組成物３中に含ま
れているが、この図１に示す蓄熱装置１では、筒状容器
２内に充填されている過冷却防止剤総量Ｚの５〜４５重
量％、好ましくは１０〜４０重量％を筒状容器２の底部
６に偏在させるように上記[A]工程で充填し、この過冷
却防止剤の残部Ｙ（＝Ｚ−Ｘ）を他の配合成分とともに
蓄熱材組成物３として上記[B]工程で充填することが好
ましい。

【００３９】この図１に示すように、過冷却防止剤の一
部が筒状容器２内の一方の端面６に偏在されており、し
かも過冷却防止剤の残部は、無水硫酸ナトリウム等の他
の配合成分と共に均一に混合されて蓄熱材組成物３とし
て充填されていると、過冷却防止剤の結晶は、硫酸ナト
リウムが水と結合して硫酸ナトリウム１０水塩として凝
固する際の核となり、蓄熱材組成物全体を速やかに結晶
化（凝固）させることができる。このような蓄熱装置１
では、大きな潜熱を取り出すことができ、しかも長期間
繰返して使用できる。

【００４０】なお、上記説明においては、図１に示すよ
うに、過冷却防止剤例えばホウ酸ナトリウム１０水塩の
一部が筒状容器２の一方の端面６に偏在し、ホウ酸ナト
リウム１０水塩の残部は、他の配合成分とともに蓄熱材
組成物３として筒状容器２内の残余のスペースに充填さ
れる態様を示したが、筒状容器２内全体に、上記の方法
で得られる蓄熱材組成物３が充填されていてもよい（図
示せず）。このように筒状容器２内全体に、本発明によ
り得られる蓄熱材組成物３が充填される場合には、ホウ
酸ナトリウム１０水塩等の過冷却防止剤は、その全量を
蓄熱材組成物の調製時に用いればよい。

【００４１】なお、本発明において用いられる筒状容器
２は、図１に示すように両末端が封止された円筒状であ
ってもよく、また、図３に示すように、筒状容器２内
に、筒状容器２とほぼ同じ長さの筒状中空芯材１５が、
筒状容器２と同心円状に配置されていてもよい。この図
３に示す蓄熱装置１では、断面円形状の筒状容器２と筒
状中空芯材１５との間隙１１に蓄熱材組成物３が充填さ
れる。なお、該筒状容器内周面９と該筒状中空芯材外周
面との径方向距離Ｄは、５〜２５ｍｍ、好ましくは１０
〜２０ｍｍであることが望ましい。

【００４２】筒状容器２用の材料としては、耐久性、柔
軟性があり、例えば床等に埋め込んで使用できるように
耐腐食性も有することが好ましく、このような材料とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリ
ル樹脂、塩化ビニル、アルミ、銅、鉄、ステンレス等が
挙げられるが、アクリル樹脂またはポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）が好ましい。このような筒状容器２用の材料は、筒
状中空芯材１５用の材料としても用いられる。また、本
発明において用いられる筒状容器および筒状中空芯材１
５は、断面形状が楕円状であってもよい。また、このよ
うな筒状容器２の端面を含む外周面７は、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）等からなる筒状容器の外周面にセラミック材
配合塗料を塗布する等の方法にて粗面化されるなど伝熱
面積が大きくなっていることが好ましく、該外周面７に
は、放熱板が設けられていてもよい。

【００４３】図３に示す蓄熱装置１では、上記のように
蓄熱材組成物中の各配合成分は均一に混合されており、
しかも蓄熱材組成物３は円筒状に充填されており、筒状
中空芯材部分（すなわち筒状容器２の中心部）には存在
しないため、相分離等が起こることなく蓄熱材組成物３
は効率的に凝固し、蓄熱装置１内に貯えられた大きな潜
熱を取り出すことができる。しかも、この蓄熱装置１で
は、筒状中空芯材１５内の空隙１２に液体（例：水）等
の熱媒体、あるいはヒータ１３を通すことも可能である
ため、筒状容器内周面方向と筒状中空芯材の外周面方向
との両方向から筒状容器２の中心部に向かって、相分離
等が起こることなく蓄熱材組成物は効率的に凝固し、蓄
熱装置１内に貯えられた潜熱を取り出すことができる。

【００４４】このようにして得られた蓄熱装置１は、例
えば、屋内の床下にセットされる。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係る蓄熱材組成物の製造方法に
よれば、水と水ガラスと塩酸と無水硫酸ナトリウムと過
冷却防止剤と硫酸カルシウム２水塩とを均一に混合する
ことができるため、得られた蓄熱材組成物は、蓄熱・放
熱を繰り返し行っても、相分離せず、過冷却現象が生ぜ
ず、大きな潜熱を取り出すことができ、しかも長期間繰
返して使用できる。

【００４６】また、本発明に係る蓄熱装置の製造方法に
より得られた蓄熱装置では、大きな潜熱を取り出すこと
ができ、しかも長期間繰返して使用できる。

【００４７】

【実施例】以下、本発明に係る蓄熱材組成物の製造方法
ならびに蓄熱装置の製造方法について実施例に基づいて
さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例
により何等制限されるものではない。

【００４８】

【実施例１】（融点調節剤無添加タイプ） それぞれ下記のような量の水と水ガラスと塩酸とを４０
℃で１／２時間混合して均一なｐＨ７．５のゲル状物
（溶液）を調製した。

【００４９】得られたゲル状物に、下記の量の無水硫
酸ナトリウム（無水ボウ硝）を加えて４０℃で０．１時
間混合し、次いでホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラッ
クス）を加えて４０℃で０．１時間混合し、さらに硫
酸カルシウム２水塩（結晶石膏）を加えて４０℃で１／
２時間混合して蓄熱材組成物を製造した。

【００５０】 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ・・・・５１．３９重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄） ・・３６．３４重量部 硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏,ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）・・・２．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス,Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ・・・・３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ・・・・４．８３重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ・・・・２．４４重量部 （蓄熱材組成物合計１００重量部） この蓄熱材組成物を、外表面が粗面化された筒状容器
（内径Ｄ：１５ｍｍ，肉厚：２．５ｍｍ，長さＬ：１２
００ｍｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱
装置内の蓄熱材組成物を常温（２５℃）から２８℃に昇
温させた後、元の温度まで降温させる操作を５０００回
行ない相分離の発生、蓄熱・放熱を測定した。

【００５１】その結果、常温（２５℃）から２８℃まで
昇温すると、熱吸収（潜熱蓄熱）を開始して１６０分間
経過時点で、２４６ＫＪ／Ｋｇの吸熱が認められ、２５
℃まで温度が下がると放熱（凝固）を開始して１６０分
経過時点で、２２４ＫＪ／Ｋｇの放熱が認められた。

【００５２】またこの蓄熱材組成物が充填された上記蓄
熱装置では、上記のような蓄熱・放熱を繰り返し行って
も、相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大きな潜熱を取
り出すことができ、しかも長期間繰返して使用できるこ
とが確認された。

【００５３】

【実施例２】それぞれ下記のような量の水と水ガラスと
塩酸と融点調節剤としてのＮａＣｌとを４０℃で１／２
時間混合して均一なｐＨ７．５のゲル状物（溶液）を調
製した。

【００５４】得られたゲル状物に、下記の量の無水硫
酸ナトリウム（無水ボウ硝）を加えて４０℃で０．１時
間混合し、次いでホウ酸ナトリウム１０水塩（ホウ
砂,ボラックス）を加えて４０℃で０．１時間混合し、
さらに硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏）を加えて４
０℃で１／２時間混合して蓄熱材組成物を製造した。

【００５５】 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ・・・・５０.７６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄） ・・３６.３４重量部 硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏,ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ） ・・・２.０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス,Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ・・・・３.０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ・・・・４.８３重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ・・・・２.４４重量部 食塩（ＮａＣｌ） ・・・・０.６３重量部 （蓄熱材組成物合計１００重量部） この蓄熱材組成物を用いて、実施例１と同様にして蓄熱
装置を製造し、実施例１と同様の試験を行った。

【００５６】その結果、実施例１と同様の結果が得られ
た。

【００５７】

【実施例３】実施例２において、水と水ガラスと塩酸と
を４０℃で１／２時間混合して均一なｐＨ７．５のゲル
状物（溶液）を調製し、得られたゲル状物に無水硫酸
ナトリウム（無水ボウ硝）を加えて４０℃で０．１時間
混合した後、ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラック
ス）を加えて４０℃で０．１時間混合し、次いで硫酸
カルシウム２水塩（結晶石膏）を加えて４０℃で０．１
時間混合し、さらに融点調節剤（ＮａＣｌ）を加えて
４０℃で１／２時間混合して蓄熱材組成物を製造した以
外は、実施例１と同様にして蓄熱装置を製造し、実施例
１と同様の試験を行った。

【００５８】その結果、実施例２と同様の結果が得られ
た。

【００５９】

【実施例４】実施例２において、蓄熱材組成物中の各成
分の配合量を下記のように変えた以外は、実施例１と同
様にして蓄熱装置を製造し、実施例１と同様の試験を行
った。

【００６０】その結果、耐久性の点で実施例２より優れ
た効果が得られた。その他の点は実施例２と同様であ
る。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ・・・・５０.７６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄） ・・３６.８４重量部 硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏,ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ） ・・・１．５重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス,Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ・・・・３.０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ・・・・４.８３重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ・・・・２.４４重量部 食塩（ＮａＣｌ） ・・・・０.６３重量部 （蓄熱材組成物合計１００重量部）

【００６１】

【実施例５】実施例３において、蓄熱材組成物中の各成
分の配合量を下記のように変えた以外は、実施例３と同
様にして蓄熱装置を製造し、実施例３と同様の試験を行
った。

【００６２】その結果、耐久性の点で実施例３より優れ
た効果が得られた。その他の点は実施例３と同様であ
る。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ・・・・５０.７６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝） ・・３６.８４重量部 硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏） ・・・１．５重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス） ・・・・３.０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ・・・・４.８３重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ・・・・２.４４重量部 食塩（ＮａＣｌ） ・・・・０.６３重量部 （蓄熱材組成物合計１００重量部）

【００６３】

【実施例６】それぞれ下記の量の水と水ガラスと塩酸と
融点調節剤としてのＮａＣｌとを４０℃で１／２時間混
合して均一なｐＨ７．５のゲル状物（溶液）を調製し
た。

【００６４】得られたゲル状物と、下記の量の無水硫
酸ナトリウム（無水ボウ硝）とを４０℃で０．１時間混
合した後、硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏）を加え
て４０℃で０．１時間混合し、次いで、下記の量の２／
３（２．０重量部）のホウ酸ナトリウム１０水塩（ボ
ラックス）を加えて４０℃で１／２時間混合して蓄熱材
組成物［b-1］を調製した。

【００６５】一方、実施例１と同様の筒状容器内底部
に、残部（１．０重量部）のホウ酸ナトリウム１０水塩
（ボラックス）を充填した。得られたホウ酸ナトリウム
１０水塩入り筒状容器内に、上記蓄熱材組成物［b-1］
を充填して、蓄熱装置を製造した。

【００６６】この蓄熱装置を用いて実施例１と同様の試
験を行なった。その結果、実施例２よりも速やかに結晶
化が進行した。 ［蓄熱材の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ・・・・５０.７６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄） ・・３６.３４重量部 硫酸カルシウム２水塩（結晶石膏,ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ） ・・・２.０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス,Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ・・・・３.０重量部（但し、底部に１．０重量部偏 在し、残る２．０重量部は、他の配合成分と均一に混ざっている。） 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ・・・・４.８３重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ・・・・２.４４重量部 食塩（ＮａＣｌ） ・・・・０.６３重量部 （蓄熱材合計１００重量部）

【００６７】

【実施例７】それぞれ実施例６と同様な量の水と水ガラ
スと塩酸とを４０℃で１／２時間混合して均一なｐＨ
７．５のゲル状物（溶液）を調製した。

【００６８】得られたゲル状物と、実施例６と同様の量
の無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝）を加えて４０℃
で０．１時間混合し、次いで硫酸カルシウム２水塩
（結晶石膏）を加えて４０℃で０．１時間混合し、次い
で融点調節剤（ＮａＣｌ）を加えて４０℃で０．１時
間混合し、さらに２．０重量部のホウ酸ナトリウム１
０水塩（ホウ砂,ボラックス）を加えて４０℃で１／２
時間混合して、蓄熱材組成物［b-2］を調製した。

【００６９】一方、実施例１と同様の筒状容器内底部
に、残部（１．０重量部）のホウ酸ナトリウム１０水塩
（ホウ砂,ボラックス）を充填した。得られたホウ酸ナ
トリウム１０水塩入り筒状容器内に、上記蓄熱材組成物
［b-2］を充填して、蓄熱装置を製造した。

【００７０】この蓄熱装置を用いて実施例１と同様の試
験を行なったところ、実施例３よりも速やかに結晶化が
進行した。

【００７１】

【実施例８】実施例６において、蓄熱材中の各成分の配
合量を実施例４と同様とした以外は、実施例６と同様に
して蓄熱装置を製造した。

【００７２】この蓄熱装置を用いて実施例１と同様の試
験を行なたところ、実施例４よりも速やかに結晶化が進
行し、また耐久性にも優れていた。

【００７３】

【実施例９】実施例７において、蓄熱材中の各成分の配
合量を実施例５と同様とした以外は、実施例７と同様に
して蓄熱装置を製造した。

【００７４】この蓄熱装置を用いて実施例１と同様の試
験を行なったところ、実施例５よりも速やかに結晶化が
進行し、また耐久性にも優れていた。

【００７５】

【実施例１０〜１３】実施例２〜５において、得られた
ゲル状物への無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝）と
ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス）の添加混合順
序を温度、時間等の条件とともに入れ換えた以外は、そ
れぞれ実施例２〜５と同様にして蓄熱装置を製造した。

【００７６】この蓄熱装置を用いて実施例１と同様の試
験を行なったところ、それぞれ対応する実施例２〜５と
同様の結果が得られた。

【００７７】

【実施例１４〜１７】実施例６〜９において、得られた
ゲル状物への無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝）と
ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス）の添加混合順
序を温度、時間等の条件とともに入れ換えた以外は、そ
れぞれ実施例６〜９と同様にして蓄熱装置を製造した。

【００７８】この蓄熱装置を用いて実施例１と同様の試
験を行なったところ、それぞれ対応する実施例６〜９と
同様の結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る蓄熱装置の縦
断面図である。

【図２】図２は、図１に示す蓄熱装置の［Ａ］−［Ａ］
線方向断面図である。

【図３】図３は、本発明の第２の実施例に係る蓄熱装置
の縦断面図である。

【図４】図４は、図３に示す蓄熱装置の［Ａ］−［Ａ］
線方向断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・ 蓄熱装置 ２・・・・・・筒状容器 ３・・・・・・蓄熱材組成物 ６，６Ａ・・・・・・ 筒状容器内端部（底面） ７・・・・・・筒状容器外周面 ９・・・・・・筒状容器内周面 １１・・・・・・筒状容器と筒状中空芯材間の間隙 １２・・・・・・筒状中空芯材内の空隙 １３・・・・・・ヒータ １５・・・・・・筒状中空芯材 Ｄ・・・・・・筒状容器内周面と筒状中空芯材外周面との径方
向距離 Ｓ・・・・・・ 筒状容器内径。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎 藤 克 博 群馬県渋川市1497番地 関東電化工業株式 会社渋川工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水と水ガラスと塩酸とを混合して均一なｐ
   Ｈ７〜８のゲル状物を調製し、 得られたゲル状物に、 無水硫酸ナトリウム、過冷却防止剤および硫酸カルシウ
   ム２水塩を任意の順序で１種ずつ混合することを特徴と
   する蓄熱材組成物の製造方法。
2. 【請求項２】融点調節剤としての無機塩を、水と水ガラ
   スと塩酸とともに混合して均一なｐＨ７〜８のゲル状物
   を調製することを特徴とする請求項１に記載の蓄熱材組
   成物の製造方法。
3. 【請求項３】[A]：筒状容器の底部および／または内周
   面に、過冷却防止剤を充填する工程と、 [B]：水と水ガラスと塩酸とを混合して均一なｐＨ７〜
   ８のゲル状物を調製し、得られたゲル状物に、 無水硫酸ナトリウム、過冷却防止剤および硫酸カルシウ
   ム２水塩を任意の順序で１種ずつ混合してなる蓄熱材組
   成物を上記筒状容器内に充填する工程と、を含むことを
   特徴とする蓄熱装置の製造方法。