JPS58168892A - 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】 本発明は太陽熱を利用する冷暖房器に使用される蓄熱装
置の改良に関するものである。

従来、冷暖房等の比較的低い温度領域で蓄熱する場合、
水等の顕熱を利用することが行われて米たが、最近無機
塩又は有機塩特にその水和塩の融解熱を利用する方法が
試みられている。

しかし、無機塩又は有機塩を１に熱材料とする場合は蓄
熱密度が大であると共に所定の湿灰で放熱出来るという
利点を有するものの、上記蓄熱材料１ま一般に過冷却が
著しく、融解蓄熱後、適当な温良で凝Ｈせず放熱が効率
良く出来ない難点がある。

かかる過冷却防止の対策として核生成助剤を添加したり
、機械的ショックを与える付属装置を蓄熱装置に備え付
けることが行われているが、その効果Ｖｉミノずしも充
分でない。

そこで本発明者は無機塩又は有機塩を主剤とする蓄熱材
料の過冷却を小さく抑え蓄熱−放熱サイクルを効率良く
行ない得る手段を見出すべく鋭意研究を行ったところ、
任意の形状の容器に無機塩又は有機塩を収納し、且つ少
くとも一対の電極を具備してなる蓄熱装置を用いる場合
かかる目的を容易に達成し得ることを見出し先に特許用
−を行った。

該装置においては電極間に電圧が印加出来る様に設計さ
れそれによって、蓄熱材料の過冷却が防止出来、望まし
い温度で溶融液の結晶化部ち凝固が始まり、効率の良い
放熱を発現させ得るのである。

しかし本発明者が更に検討を菫ね九ところ、長期にわた
って電圧の印加をくり返すと蓄熱材料の性能劣化あるい
は電極の消耗により発熱効率の低下が起こりがちで更に
改良の余地があることが判明した。

しかるに本発明者はかかる原因が電圧印加時にｉｌｌ：
極表面で蓄熱材料の一部が電気分解等の副次的な反応を
受ける丸めではないかと考え、何幡かの方法で電極表面
を保護して上記問題を解決しようと研究をつづけたとこ
ろ、電極の表向を疎水性高分子で被覆しておく場合、過
冷却の防止に何等の支障をおこすことなく蓄熱材料の劣
化、電極の消耗を極力抑えることが出来るという顕著な
効果を見出し本発明を完成するに到った〇 即ち、本発明は任意の形状の容器に無機塩又は有機塩を
収納し、且つ表面が疎水性高分子で被覆された少くとも
一対の電極を具備している透熱装置であり、以下具体的
に説明する。

まず本発明における容器はその材質あるいけ形状に限定
はなく、任意のものであって良く、要は無機塩又は有機
塩を収納出来さえすれば良い。材質はプラスチック、金
属、炭素材、ガラス、コンクリート、レンガ等が例示さ
れる。形状としては！！ｆＳ１〜６図に不される様に立
方体型、長方体型、球期、パイプ状型、ソーセージ型、
パネル梨等任意の型が挙けられる。イーし本発明はこれ
らの形状のみに限定されない。

装置には少くとも一対の電極が付設され、その１ＭＪ＆
ζ電圧が印加出来る様に設計されることが不可欠である
。該装置を組み入れることによって、蓄熱材料の過冷却
が防止出来、望ましい温度で溶融液の結晶化即ち凝固が
始まり、効率の良い放熱を発現させ得るのである。

電極は少くとも一対付設されておれば良い。容器のどの
位置でも良く、容器自体が一方又は両方の電極を形成し
ていても差支えない。但し、いず訃 れの場合であっても蓄熱材料と該電極とは必らず接触さ
せておかなければならない。

電極の材質は特定されないが水素過電圧の太きいものが
好ましい。無定形炭素、人造黒鉛、珪化銅、鉛、鉛アン
チモン合金、鉛銀合金、鉄、鉄珪素合金、熔融マグネタ
イト、白金、銀、アルミニウム、銅、亜鉛、アンチモン
、スズ、水銀、各種アマルガム、クロム、カドミタム等
が例示される。

特に銅アマルガム、銅合金（例えば銅と鉄、亜鉛、スズ
、ニッケル、マンガン、クロム、アルミ、モリブデン、
アンチモン、等の少くとも１種の合金）アマルガムが有
効に用いられる。

一対の電極においてその形状は同一であっても異形であ
っても良い。又電極材料＃′ｉｊＩ種電極の組合せであ
っても差支えない。

該電極の表面は疎水性高分子で被覆されていなければな
らない。被覆の手段は特に限定されず疎水性高分子溶液
中に電極を浸漬後、乾燥必要であれば適宜熱処理等を施
して電極表向に被Ｓ１１層全形成させる方法、疎水性高
分子溶液を電権表［ＩＫ噴露する方法、疎水性高分子の
フィルム状物、繊維状物を電極表［ＩＫ密着させる方法
、等任意の方法が実施出来る。該疎水性高分子の膜厚に
よって効果に多少の影響が表われるので通常は１０００
１１Ｉ以上、好ましくは１μ〜１００μ特に好ましくは
１０μ〜６０μの膜厚が有利である。又疎水性高分子は
ゲル状あるいは発泡状等の任意の状態で被覆層を形成し
ていて差支えない。

本発明で使用する疎水性高分子としてはポリエチレン、
ポリプロピレン等のオレフィン重合体又は共重合体、ス
チレン糸重合体又は共重合体、酢峻ビニル糸電合体又は
共重合体、アクリル酸ニス１ル糸重合体又は共重合体、
メタクリル酸エステル系重合体又は共重合体、塩化ビニ
ル系重合体又１ま共重合体、塩化ビニリデン系重合体又
は共重合体、アクリロニトリル系重合体又は共重合体、
メタクリロニトリル系重合体又は共重合体、ビニルエー
テル系重合体又は共重合体、その他、ポリーＰ−キシリ
レン、フッ素系プラスチック、ポリカーボネート、ポリ
エステル、ポリアミド、ジエン糸プラスチック、フレタ
ン系プラスチック、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂、等が例示される。

該疎水性高分子は架橋剤、ゲル化剤、増粘剤、可ｆｆｌ
　１！／１１　、造膜助剤等の任意の化合物で後処理し
たり、混合されたりしても同等差支えない。

過冷却の防止のために電圧をかけるが、その電圧は１μ
Ｖ〜ＩＯＶ好ましく　＃′ｉ０．２〜６■が適当である
。電圧の印加時間け１ｉ秒〜１００秒程度である。電源
の種類は直流、交流（低周波、高Ｆｉ！ｄ波）、パルス
のいずれであっても差支えない。電圧の印加時機は過冷
却状態が認められる時が最も有効である。

次Ｋｌｌ熱材料として容器に収納される無機塩又は有機
塩としては、その目的とする麺皮範囲によって多少差は
あるが、例えば６０〜６０℃用の蓄熱材料としては塩化
力ルシクム６水塩、硫酸ナトリクム１０水塩、炭峻ナト
リクム１０水塩、リン酸水素２ナトリクム１２水塩、硝
酸力ルシクム４水塩、チオａ酸ナトリクム５水塩、酢酸
ナトリクム６水塩等が、８０〜１２０℃用の蓄熱材料と
しは、硝酸マグネシクム６水塩、カリ明パン（１２水塩
）、アンモニウム明パン（１２水塩）、塩化マグネンク
ム６水塩、硝酸カリクム／硝酸すチク、１１ ム、硝殴カリウム／硝酸すチクム／′硝酸ナトリクム等
がそれぞれ挙げられる。

上記した蓄熱装置は１個あるいは普通Ｆｉ複数個を直列
および／又は並列に組み合せて蓄熱槽としで用いられる
。

第７図は最も簡単なモデル畠熱器の１例を示したもので
、（勿論本発明がかかる例のみに限定されるものではな
い）１は本発明の蓄熱装置で内部に無機塩又は有機塩が
充填収納されている。２はｖＬ権、６は電源、４はｔ源
開閉器、５は銅製のバイブをコイル状にした熱交換器、
Ｐｉｎｔポンプ、６ｔま水槽で水が充填されておりポン
プにより熱交換器と水槽及び放熱器７を循環するように
なっている。ン、８は循環水力魯えのコックである。

まず昼間、太陽熱によって加熱された６中の水はバイブ
を通じて１中に送られる。熱交換器５に　　　　１よシ
１中の蓄熱材料が溶融され蓄熱される。熱交換した水は
６に循環され、加熱後再び１中に導入される。夜間、コ
ック８を切９替えて債珈水が放熱器に流れる様にする。

１中の蓄熱材料が放熱を始め、熱交換器５により循環水
が加温され、これが放熱器に入り暖房用に使用される。

放熱が進み過冷却が認められ凝固熱の発生がない時点で
４の開閉器を閉じて電極２の間に電圧をかける。すると
数秒後には過冷却が破壊されて凝−が始まり、凝固熱の
発生により、引きつづき循環水の加塩が行われる。

上記の如き蓄熱装置には、蓄熱材料の温度を確認するた
めの温度検知装置、電圧を制卸するための加電圧制御装
置勢、任意の付鵬装置を併設することによって、より実
用的なものに出来る。

以下、実例を挙げて本発明を東に詳しく説明す実例１ 銅アマルガム電極（直径２■、長さ１０ａｍの棒状体）
をメタクリル酸メチル／メタクリルＷＩｎ　−ブチル共
重合体（組成比６／４）の１０チトルエン溶液に浸漬し
その表向に該共重合体を付着せしめ乾燥して膜厚６．４
μの疎水性高分子被覆電極を得た。

内径５ｃｍの大型試験管に酢酸ナトリウムろ水塩を充填
し、更に水分蒸発防止剤として少量の流動パラフィンを
添加した。この充填物に接触する様に試験管の上部より
一対の上記銅アマルガム電権を挿入した。

８０℃に加熱して酢酸ナトリクム３水塩を溶融したのち
放冷し、内温か５０℃まで下降した時電極に電圧（２，
４Ｖ、６０ヘルツの交流）を印加したところ、７秒後に
酢酸ナトリウムろ水塩の結晶が析出して凝固が始まり内
温が５８℃に上昇した。

その後４５℃−８０℃のと一トサイクルを５００回以上
くり返したが酢酸ナトリクム３水塩の品質劣化（着色、
発熱量の低下）及びアマルガム電極の劣化はいずれも認
められなかった。

尚、疎水性高分子で被覆しない１［１ｉを用いて上記と
同じ実験をくり返すと、酢酸ナトリクム６水塩がやや茶
色に着色し始めた。

実例２〜９ 第１表に示す如き電極を用いて実例１に準じて実験を行
った。その結果を第１表に示す。

第　　　　　１　　　　　表 実例１０ 銅アマルガム電＃Ｌ＜直径２鋼、長さ１０ａｓの棒状体
）をメタクリル酸メチル／メタクリル駿鶏−ブチル共重
合体（組成比６／４）の１０％トルエン溶液に浸漬しそ
の表面に該共重合体を付着せしめ乾燥して膜厚１０μの
疎水性高分子被覆電極を得た。

内径５１０大型Ｋ１１ｉ管に塩化力ルシウム６水塩を充
填し、更に水分蒸発防止剤として少量の流動パラフィン
を添加した。この充填物に接触する様ＶＣ，試験管の上
部より一対の上記銅アマルガム電極を挿入した。

加熱して塩化力ルシウム６水塩を溶融し九のち放冷し、
内温が２５℃まで下降し走時電極に電圧（１，ｌＶ、１
００ヘルツの交流）を印加したところ、２１秒後に塩化
力ルシウム６水塩の結晶が析出して凝固が始まり内温か
５０℃に上昇した。

その後２０℃−５０℃のヒートサイクルを６００回以上
くり返したが塩化カルシタム６水塩の品質劣化（、ｔＩ
′色、発熱量の低下）及びアマルガム電極の劣化はいず
れもあめられなかった。

尚、疎水性高分子で被覆しない電極を用いて上記と同じ
実験をくり返すと、塩化力ルシウム６水ゝ″”＋−？１
ｌＫｌｌＱＬ＃Ｊ６＊°　　　　　　７実例１１〜１８ 第２表に示す如き電極を用いて実例１０に準じて実験を
行った。その結果を第２表に示す。

第　　　　　２　　　　　表

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の蓄熱装置の１例を示すものである
。各容器の上下の突起は一対の電極である。 第７図は本発明の蓄熱装置を用いて冷暖房を行なう場合
の説明用路線図である。 特許出願人　　日本合成化学工業株式会社手続補正書 ］、事件の表示 昭和５７年特許願第５ｓａｓｓ　　号 ２、発明の名称 蓄５Ｉｉｋ置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　大阪市北区野崎町９番６号 ４、補正の対象 明−１０発明の詳細な朧初− ５、補正の内番 嘴−書第１２貞第７行１０　Ｉｌｌ　ｔ　ｒ２＆、Ｊ　
Ｋ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、任意の形状の容器に無機塩又は有機塩を収納し、且
   つ表面が疎水性高分子で被覆された少くとも一対のｔ極
   を具備してなる蓄熱装置。 ２、有ｌｉｌ塩が酢酸ナトリウムろ水塩である特許請求
   の範囲ｗ１１項記載の蓄熱装置ｌｉｉ。 ６、疎水性高分子の膜厚が１０００ｓ以下である時ｔＦ
   ｆｉＡ求の範囲第１項記載の蓄熱装置。