JPS6086188A - ポリオレフイン蓄熱体 - Google Patents

ポリオレフイン蓄熱体

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JPS6086188A
JPS6086188A JP58193937A JP19393783A JPS6086188A JP S6086188 A JPS6086188 A JP S6086188A JP 58193937 A JP58193937 A JP 58193937A JP 19393783 A JP19393783 A JP 19393783A JP S6086188 A JPS6086188 A JP S6086188A
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heat
polyolefin
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storage material
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博史 垰田
Kiyoshi Hayakawa
浄 早川
Kaoru Kawase
川瀬 薫
Mineo Kosaka
岑雄 小坂
Tadashi Asahina
正 朝比奈
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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、結晶性ポリオレフィンを用いた溶融潜熱利用
型の蓄熱体に関する。
「−蓄熱」は太陽熱や工場廃熱など、その発生量と発生
時間が不安定な熱エネルギーを、一時的に貯蔵すること
によって、任意の詩間に任意の量を消費できるようにす
るだめの技術であり、近年のエネルギー事情を背景とし
てますます重要視されている。現在までに知られている
蓄熱の原理は次のように大別される。
(1)物質の顕熱を利用する方法 (2)物質の相変化潜熱を利用する方法(3)物質の化
学反応熱を利用する方法このような蓄熱の目的に利用で
きる物質が、所謂蓄熱材判であり、例えば(1)では水
や岩石のように単位体積光すの熱容量が大きな物質が、
まり(3)では水酸化カルシウムのように容易に温度に
より下記のような可逆反応を起しかつ反応熱の大なる物
質がそれぞれ蓄熱材粗として検討されてきた。
C+L(OLI ) 2 ;分Ca o−t−n20一
方(2)の4’11変化潜熱を利用するタイプの蓄熱体
としては、芒硝(Na2S04H10I−120)やハ
イポ(Na28203 ・51120)のように溶融/
凝固の際の溶融潜熱を利用した所謂溶融潜熱利用型の蓄
熱体が検討されてきた。
しかし、芒硝やハイポなどの無機水利化合物はその大部
分が過冷却や相分離現象を起すため、蓄熱体として畏期
間安定な動作を行わせることが困難である。また金属利
料を腐食するという欠点がある。
そこで、本発明者等はこれ等の欠点のない溶融潜熱利用
型の蓄熱材料について種々検討の結果、結晶性のポリオ
レフィンが過冷却やA″目分離が全くなく、安定々蓄熱
動作を保証しうる、基本的には無害で、金属相和に対す
る腐食性を有しない、工業有機利料のうぢ比1咬的安洒
である等の理由により最適の蓄熱月別となり得るとの結
論に至った。
しかし、ポリオレフィンを蓄熱体としてその才ま使用す
ると、(イ)加熱・溶融11−5において粘い融液とな
り、これが互いに融着して団塊化するので、熱媒体の流
路を塞いだり、熱媒体との熱交換を悪化させる。(O)
また、溶融11Jjの体積膨張が犬であるため、蓄熱器
に大きな応力を発生させる。:などの不都合がある。
これ等の不都合を回置するために、以上の蓄熱伺料を適
当な強度と所定の形状を有する小容器に充填、密封する
ことにより熱交換及び取扱いに便利な蓄熱体を構成する
とともに、以上のように構成された蓄熱体を多数個集積
して蓄熱器を形成して熱媒体(空気、水、オイルなどの
流体)との間で熱交換を行わせて蓄熱の目的を達するよ
うにしていた。芒硝、ハイポ等の蓄熱利料は熱媒体とし
ての水に可溶であり、この点からも小容器の使用が不可
避であった。
しかし、この場合−基の蓄熱器には非常に多数の、時と
して数万個の、蓄熱体が使用されるため、以上のように
蓄熱拐料を小容器に充填、密封する方法では小容器の製
作と蓄熱利料の充填、@刺の工程に要する経費が莫大と
なり、時として蓄熱拐料そのものの経費よりも小容器の
製作、加工費の方が高額となることもあった。
これが溶副la熱利用型蓄熱器のコストを増大させ、そ
の広範な実用化を阻害する大きな要因となっていた。
本発明は、上記実情に鑑み前述のように溶融潜熱型蓄熱
体として優れた性質を有する結晶性ポリオレフィンを、
高価な小容器の製作と該小容器への充填、審判の工程を
省略することで更に経済性の高い蓄熱体を提供すること
を目的と士諦もので、その要旨は所定形状のポリオレフ
ィンあるいはその共重合体の分子間を架橋するとともに
フェノール化合物あるいはアミンを加えて劣化を防止す
るようにしだものである。
即ち、以上のように]構成することにより、結晶性ポリ
オレフィンは加熱により溶1′個してもゲル状となって
流動せず、また1向度の強度を有するようになり、蓄熱
体とするのに高価な小容器を要しない物性となり、しか
も、良期間使用しても蓄熱能力の低下がみもれなくなっ
て、所iν1の目的を達成することができたのである。
本発明では蓄熱制料として結晶性ポリエチレンや結晶性
ポリプロピレンなどの結晶1!!1ユボリオレフインあ
るいはその共重合体、」、1に高結晶性ポリオレフィン
あるいはその共重合体を球状、棒状体、板状体、円管状
体など、所定の形状に成形したものを使用する。
例えば、市販の高結晶性ボl) エチレンは下記第1表
の第1行に示すように、副1点135℃、溶融潜熱43
cal/yであり、a熱利用弗蓄熱拐として利用できる
第1表 ホ!J ニーF−v ンF 6Q 5 Q Cしかし、
市販品そのままでは、溶融に際して粘い副I液となり、
自己の形状を保持できないため、例えばアルミニウム製
の小容器に封入する以外に蓄熱体としては利用できない
のであるが、本発明のようにポリエチレンの分子間を架
橋した場合には加熱に際して溶融はしても流動性を示さ
ず、適度に強度を有するゲル状となる。このため、小容
器に充填、密封することなく、そのま捷蓄熱体として使
用することができる。
ポリオレフィンあるいはその共重合体の分子間を架橋す
る方法としては、イオン架橋法、水架橋法、加硫法、過
酸化物法、放射線法などがある。
第1表は放射線法によってポリエチレンの分子間を架橋
したもので、上記市販のボIJ エチレンを射出成形機
により、直径1arr、長さ3cmの円柱状に多数個成
形したのち、これを窒素雰囲気丁に種々の線量のコバ/
I/1・60のガンマ線を照射したときのポリエチレン
融、げ、1詐1近における性質を比較した数値を示すも
のである。これによれば、照射すべきガンマ紳士1′1
は5×106〜5×107ラドが適当である。これ以下
の線量では架橋が少なく改質が不十分であり、これ以上
では架橋が過剰となり、溶層!潜熱が大幅に低下するな
どの不都合を生ずる。
タヴ このようにポリエチレンの分子齢間に架橋を生じさせる
作用をもつ放射線は、コバルト60のガンマ線のみに限
定されず、電子線や短波長X線など、いわゆる、寅離性
放射線は全て使用できる。
以上のような架橋法によって処理された蓄熱体は加熱、
溶融しても固着・−」塊化を起こさない。
しかし、ポリオレフィンを分子間架橋しただけでは、長
期間使用すると熱劣化により蓄熱能力が低下し、最後に
は熱を蓄えることができなくなってしまう。
そこで、本発明者等はこの欠点を改善するため種々検問
した結果、結晶性ポリオンフィンあるいはその共重合体
に、その分子間を架橋する前あるいは架橋した後にフェ
ノール化合物あるいはアミンを加えることによって熱劣
化が防止できることを発見した。
本発明に用いられるフェノール化合物あるいはアミント
シては、フェノール、クレゾール、ヒドロキノン、カテ
コール、アニソール、キシレノ−/l/、−N−ニトロ
ソアニリン、N−ニトロンアミン、フェニレンジアミン
、エチレンジIアミン及びそれらの物質の誘導体などが
挙げられる。これらの物質は単独で用いてもよいし、2
種以上混合して用いてもよい3゜ これらの物質は例えば次のような処理によってポリオレ
フィンに添加される。1ず、ポリオ機械的に攪拌を行っ
て混合する。あるいは、可、熱して柔らかくなったポリ
オレフィンをこれらの物質の微粉末と混和し、機械的に
攪拌をKiって微粉末をポリオレフィンの表面に411
着させる。
丑だ、これらの物質の溶液にポリオレフィンを含浸させ
、しばらく放置した後、乾燥して溶媒を除去するなどの
方法もある。ポリオレフィンの分子間の架橋は、上述の
処理の1jiJあるいは後に行う。
フェノール化合物あるいはアミンのポリオレフィンに対
する添加量は通常、数山量%で良いが、蓄熱体の使用期
間により、長い場合は添加[i1Q増やすなど、適宜増
減することができる。
こうして得られた蓄熱体は、蓄熱密度が大きく、過冷却
や相分離を起こさず、溶融時において固着・団塊化を起
こさない。しかも、長期間使用しても蓄熱能力の低下な
どの熱劣化を生じにくく、溶融時における体積膨張率が
大幅に低下しているため、安定な蓄熱動作が可能であり
、太陽エネルギーや工場廃熱などの低温熱エネルギーの
回収・利用に好適なものである。
以下、この発明の実施例を示す。
実施例1 水架橋法で架橋した直径10酬の球状のポリエチレンを
26ジー1−ブチルクレゾールの10重量%のベンゼン
溶液中に2思夜浸漬し、その後、ベンゼンで軽く洗浄後
、空気中で乾燥し、蓄熱体10Kgを用意した。第1図
に示すようにこの蓄熱体5を同重量の水と共に内容積1
00tの鋼製耐圧容器1に装入した。2は断熱拐層を示
す。次にバルブ4を介し、図示した導管から過熱水蒸気
を送入して耐圧容器内部を加熱し、全体を150℃(4
9気圧)となるようにした。このとき1の内部には高温
高圧水6と共に、熱エネルギーを吸収し溶融・ゲル化し
た蓄熱体5が保持されている。この状態で6時間放置後
、次にパルプ3を徐々に開放すると3を経て図示した導
管から水蒸気が放出される。
水蒸気放出にしたがい、1内部の圧力と温度が低下する
が、最終的に全体が105℃(1,2気圧)となるまで
水蒸気放出を続け、その間に発生した水蒸気量を別に設
けた流量計で計測した。
この操作結果を蓄熱体5を装入せず高温高圧水のみが装
入された場合と比較すると本発明蓄熱体を用いた場合に
は、無使用の場合の1.5〜1.8倍の水蒸気発生量が
得られ/こ。このことは蓄熱体の溶融潜熱が水蒸気発生
に有効に作用したことを意味する。市販ポリエチレン球
ではこの実験に使用すると、−回の昇温で団塊化して使
用不能となり円滑な水蒸気発生を行うことが困難となっ
た。
本発明蓄熱体は数十回の実験後も初期の形状を維持して
団塊化せず、溶融潜熱量も低下しなかった。
実施例2 ポリエチレンを加熱して融解し、その中に5重量%(D
N、N’−ジフェニル−l−フェニレンジアミンを加え
て攪拌し、溶解させた。それ有直径1717F+、長さ
2crnの円柱状に成形し、室温1、で放冷した後、8
 X 10””oコバルト60のガ土マ線を照射して8
Kgの蓄熱体を用意した。この蓄熱体を第2図に示すよ
うな鋼製容器に集積装入して蓄熱器を構成させた。第2
図中の7は鋼製容器、8は多孔板、9は上記のごとく処
理して製造した蓄熱体、10は加熱(または冷却)用空
気の入口、11はその出口を示す。2は断熱利層である
。第3図にはこの蓄熱器に入口10から温度165℃の
熱風を吹き込んだときの出口11における温度変化およ
び3時間放置後、引続いて入口10から温度70℃の温
風を吹き込んだときの出口11における温度変化が示し
である。図中Aで示すのは、蓄熱体の溶融潜熱に相−肖
するプラトーであり、潜熱利用蓄熱器果がわかる。この
ような操作を1日1回ずつ、6力月間、繰返した後で観
察しだところ、本発明蓄熱体は初期の形状を維持して団
塊化せず、その内部も劣化による変色が何ら見出されず
、溶融潜熱量も低下しなかった。市販ポリエチレンでは
一回の昇温で液体となり、第2図のように操作すること
は不可能である。またガンマ線照射のみを行ったポリエ
チレンを上記のように試験したところ、茶褐色に変色し
て融点が7℃低下し、溶融潜熱量も半分に低下した。
以上、二つの実施例につき説明してきたように、本発明
は、石油化学製品の中でも比較的に安価であり、衛生的
に問題がなく、大きな溶融潜熱を有するポリオレフィン
の分子間を架橋するとともにフェノール化合物あるいは
アミンを加えることで、蓄熱体相互の固着・団塊化を防
止すると同時に、溶融潜熱量低下などの熱劣化の進行を
も防止した蓄熱体を提供しようとするもので、溶融潜熱
利用形蓄熱の共通の問題であった、容器への充填と密封
の工程を省略することを可能としており、その経済効果
が非常に太きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である潜熱利用蓄熱器の断面
図、第2図は本発明の一実施例である蓄熱体を用いた、
空気熱媒体による蓄熱器の断面図、第3図は、第2図の
装置の動特性を示した図である。 図中、1は鋼製の耐圧容器、2は断熱材層、3.4は弁
、5は本発明による蓄熱体、6は水、7は金属製容器、
8は多孔板、9は本発明による蓄熱体、10は入口、1
1は出口である。 第2図 11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定形状の結晶性ポリオレフィンあるいはその共重合体
    の分子間を架橋するとともに、それにフェノール化合物
    あるいはアミンを加えて成ることを特徴とする蓄熱体。
JP58193937A 1983-10-17 1983-10-17 ポリオレフイン蓄熱体 Granted JPS6086188A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58193937A JPS6086188A (ja) 1983-10-17 1983-10-17 ポリオレフイン蓄熱体

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JP58193937A JPS6086188A (ja) 1983-10-17 1983-10-17 ポリオレフイン蓄熱体

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JPS6086188A true JPS6086188A (ja) 1985-05-15
JPS6341955B2 JPS6341955B2 (ja) 1988-08-19

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JP58193937A Granted JPS6086188A (ja) 1983-10-17 1983-10-17 ポリオレフイン蓄熱体

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4711813A (en) * 1985-11-22 1987-12-08 University Of Dayton Polyethylene composites containing a phase change material having a C14 straight chain hydrocarbon
US4908166A (en) * 1985-11-22 1990-03-13 University Of Dayton Method for preparing polyolefin composites containing a phase change material
US5053446A (en) * 1985-11-22 1991-10-01 University Of Dayton Polyolefin composites containing a phase change material
US5106520A (en) * 1985-11-22 1992-04-21 The University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US5211949A (en) * 1990-01-09 1993-05-18 University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US5254380A (en) * 1985-11-22 1993-10-19 University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US5477917A (en) * 1990-01-09 1995-12-26 The University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US6652771B2 (en) 2001-07-11 2003-11-25 Ronald M. Carn Phase change material blend, method for making, and devices using same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4711813A (en) * 1985-11-22 1987-12-08 University Of Dayton Polyethylene composites containing a phase change material having a C14 straight chain hydrocarbon
US4908166A (en) * 1985-11-22 1990-03-13 University Of Dayton Method for preparing polyolefin composites containing a phase change material
US5053446A (en) * 1985-11-22 1991-10-01 University Of Dayton Polyolefin composites containing a phase change material
US5106520A (en) * 1985-11-22 1992-04-21 The University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US5254380A (en) * 1985-11-22 1993-10-19 University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US5211949A (en) * 1990-01-09 1993-05-18 University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US5477917A (en) * 1990-01-09 1995-12-26 The University Of Dayton Dry powder mixes comprising phase change materials
US6652771B2 (en) 2001-07-11 2003-11-25 Ronald M. Carn Phase change material blend, method for making, and devices using same

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