JPS5966093A - 電導性蓄熱媒体 - 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】 本発明は電導性蓄熱媒体に関するもので、蓄熱媒体自身
が電気的発熱体となって加熱され、所定温度に到達した
後は高抵抗体となって発熱体としての性質を消失する特
異な性質を有する新規な材料の提供を可能としたもので
ある。

蓄熱媒体としては、常温固体の有機化合物あるいは無機
化合物であって外部からの加熱により融解し、融解の潜
熱として物質中に蓄わえられるものが知られている。例
えば、有機化合物ではパラフィン類、ポリアルキレング
リコール類、高級アルキルエーテμ類、高級アルキルエ
ステル類、高級アルコール、高級脂肪酸などであシ、無
機化合物では硫酸ナトリウム１０水塩、チオ硫酸ナトリ
ウム５水塩、塩化カルシウム６水塩などである。

これら蓄熱媒体を利用して、風力、水力、潮力、太陽熱
等の不規則自然エネルギーによる発電装置からの電熱ヒ
ーターによる発熱を蓄える方式を開発して蓄熱式の電気
暖房装置にすることを、本発明者は特願昭５６−１１１
３１０号で提案した。

パラフィン類やポリアルキレングリコール類はそれ自体
電気の不良導体であシ、直接的な通電加熱は不可能であ
るので電熱ヒーターを用いての加熱による。したがって
、温度管理や安全のためにサーモスタットやサーモプロ
テクタを必要とし、設備費のかさむ欠点は否めない事実
である。

本発明は、以上のような欠点を更に改良すべく種々検討
研究の過程において得られたもので、本来電導性のわる
い有機蓄熱媒体に対して電導性の良好な炭素粉末を分散
混合させると極めて特異な電気的挙動を示すことが判明
し、しかも都合の良いことにその混合物自体がサーモス
タットとなり、かつサーモプロテクタにもなる性質を示
したのである。

本発明の目的に好適な電導性蓄熱媒体として現在のとこ
ろ実験的に判明しているものは、融点が２０〜７０℃の
高級炭化水素、すなわちパラフィン類のほかポリアルキ
レングリコ、−ル類、高級アルキルエ−テル アルコール、高級脂肪酸欧どの化合物と、炭素粉末との
混合物である。

上記有機化合物のなかでも、ポリエチレングリコールを
主成分とするものが特に良好であり、難燃性で引火性も
弱いから蓄熱媒体として優れている。パラフィンワック
ス類は電気的特性にも蓄熱性にも優れているが、引火性
のあるのが欠点である。しかし、密閉系で使用する分に
は差支えない。

融点が２０〜７０℃である蓄熱体を利用すると、例えば
これをあんか、保温マット、床暖房装置などとして有用
かつ［￥利であるからである。

これら蓄熱媒体に混合すべき電導性物質は、炭素粉末で
あシ、黒鉛粉末のような結晶性カーボン、活性炭のよう
な無定形カーボンを問わず使用できる。しかし、、最も
混合性がよく、安定で使い易いのは黒鉛粉末である。

蓄熱媒体と電導性物質どの混合比率も重要な因子であシ
、混合比率を変えて、通電時間と温度上昇及び抵抗値の
変化から判断して最適範囲は蓄熱媒体２部に対して電導
性物質１部の重量比前後である。その詳細については、
後の実施例で具体的に説明するが、例えば、融点４９℃
のポリエチレングリコール１２０ｇ　に対して、黒鉛粉
末を２０。

４０、６０，８０ｇと添加した混合系に対して！極を突
込んで通電させた際の時間に対する蓄熱媒体の温度上昇
カーブは、第１図に示すようになる。この結果から明ら
かなように、黒鉛粉末２０ｇすなわち、１４．３％混入
したものは殆ど通電せず１２０分を経過してもポリエチ
レングリコールの温度上昇は全くない。ところが、４−
Ｏ　ｉ！すなわち２５％混入すると約４０ｔＵ位まで上
昇し、６０ｇすなわち５３．３％混入によってほとんど
３０分以内に融点の４９℃近くになシ、ポリエチレング
リコールは完全に溶融する。そして、不思議なことに、
溶融と共に電気抵抗が５００Ωから１９００Ωに一ヒシ
、電流量が１，５Ａから０．１Ａ以下になることが判明
しだのである。続いて黒鉛末が８０９、すなわち４０％
になると、急激な温度上昇を伴って５分で溶融し、１０
分では９０℃、２０分では１８０℃にもト外し、もはや
サーモスタット的効果が全く得られない混合系となった
のである。したがって、電導性蓄熱媒体として安全に使
用できる電導性物質混合率は、ポリエチレングリコール
と黒鉛粉末の場合、約３５悌位までであり、３３％付近
が最も良好であった。

以上のような現角は、ポリエチレングリコールのほか、
これに類似するパラフィン類、高級アルキルエーテル類
、高級アルキルエヌテ）Ｖ類、高級アルコール、高級脂
肪酸、そしてポリアルキレングリコールのアルキルフェ
ニルエーテルのようなポリアルキレングリコール誘導体
などで、融点が２０〜７０℃の常温固体でかつ融解熱の
比較的大なるものに共通してみられることが判明したの
である。

前述したように、本発明混合物に電極を直接浸して交流
又は直流を通電するだけで、急激に効率よく加熱融解し
、かつ融解後は高抵抗体となって電流が微弱となシ、単
に保温に要する最少限の電力ですむから、電熱蓄熱媒体
として好適な混合物となシ、サーモスタットもサーモプ
ロテクタも共に不要で安全性の高い熱媒で、電熱あんか
、電熱マット、電熱暖房装置に使用して安価かつ有用な
ものとなっている。

以下、実施例によって、好適な電導性蓄熱媒体を具体的
に説明する。

実施例　１〜６ 本文中に記載したポリエチレングリコール（ＰＥＧＩ，
融点４９℃）及び同（ＰＥＧＩ，融点５５℃）の１２０
　ｇに対して黒鉛末６０９を混合し、直径１２　ｃｍ　
、深さ２．５ｃｍのガラス製シャーレに入れ、両端に０
．４１１１１の銅板で表面積１０ｃｌｌのものを電極と
して２枚、９α離して浸漬配置した。−に記第１表 ＊００５以下は読取不能 混合物を常温まで冷却固化後、１００Ｖ交流電源に接続
して通電をはじめ、通電時間と温度変化、電流の変化及
び通電初期と通電終期の抵抗値を測定し、第１表実施例
１．２の結果を得た。通電初期５分間の時間と温度の関
係を第２図に、温度と電流量との関係を第３図に示した
。

第１表の実施例６．４はパラフィンとグラファイトの混
合物であシ、実施例５はポリエチレングリコールノニル
フェニルエーテ）Ｖ　（ノイゲン、第−工業製薬株式会
社製）融点７５℃とグラファイトとの混合物である１、
また、実施例６はポリエチレングリコール（ｉ２（１）
と活性度（５ｏｇ）の混合系である。

これらはいずれも通電と同時に電極付近から溶融し、ポ
リエチレングリコールと黒鉛系の実施例１．２は５分間
以内に完全に溶融してしまう。パラフィンと黒鉛系の実
施例６．４は電極付近の溶融が極めて早く、初期におい
て大電流が流れて１００Ｖでは完全にショート・発火す
る。そして、電極付近が溶融すると高抵抗を示し、優れ
たスイッチ効果が得られる（第３図）ことが判明した。

実施例１．２は電導性蓄熱媒体として理恕的な挙動を示
していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は通電時間と媒体温度との関係を示すグ
ラフ、第６図は媒体温度と電流量との関係を示すグラフ
である。 以　　上 出願人　　　　　安　１）繁　之 代理人　弁理士　森　廣三部 第シｌ旧 ３Ｎ！Ｌ　電　時間　１分） 第２図 通−電　ａ奇１．ｌ（分） 第３回 電４４！１熟…本の１及（Ｃ） ４５０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　パラフィン類、ポリアルキレングリコール類、高級
   アルキルエーテル類、高級アルキルエステル類、高級ア
   ルコール、高級脂肪酸等の常温固体有機化合物からなる
   蓄熱媒体と炭素粉末からなる電導性物質との混合物より
   なる電導性蓄熱媒体。