JPS6238398B2 - - Google Patents
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- JPS6238398B2 JPS6238398B2 JP54155080A JP15508079A JPS6238398B2 JP S6238398 B2 JPS6238398 B2 JP S6238398B2 JP 54155080 A JP54155080 A JP 54155080A JP 15508079 A JP15508079 A JP 15508079A JP S6238398 B2 JPS6238398 B2 JP S6238398B2
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- thermal energy
- energy storage
- dimethyl terephthalate
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
本発明は、熱エネルギー貯蔵材料に関し、ジメ
チルテレフタレートと、ジメチルフマレートおよ
びジヒドロアントラセンのうちのいずれかから選
ばれた化合物との混合物からなる熱エネルギー貯
蔵材料に関するものである。更に本発明は、たと
えば太陽エネルギーを冷暖房、給湯、その他のエ
ネルギーとして利用するための装置などに使用す
るために好適な熱エネルギー貯蔵材料に関するも
のである。 熱エネルギー貯蔵材料に一般に要求される性状
は、比熱および／または融解潜熱が大きい事、熱
安定性がよい事、腐蝕性がない事、蒸気圧が低く
かつ引火性がない事、毒性がない事などの特性で
ある。 特に熱エネルギーを潜熱として貯える材料を使
用する場合には、蓄熱量を大きくすることができ
るので、エネルギー貯蔵材料が占める容積を小さ
くすることができ、従つて実用上好都合である。
潜熱として熱エネルギーを貯蔵するために有用な
材料は、固有の転移温度に加熱すると一つの形態
から他の形態へ可逆的に転移する特性を持つてい
る。この様な転移を伴う熱エネルギー貯蔵材料と
しては、塩化カルシウム６水塩、よう化マグネシ
ウム６水塩、硫酸ナトリウム10水塩、水酸化バリ
ウム８水塩、アンモニウムみようばん12水塩など
の水和無機塩、テトラデカン、ペンタデカン、デ
カノール、酢酸ナトリウム／塩化ナトリウム混合
物などの有機物、および低分子量有機酸塩などが
提案されている。しかし無機塩、および低分子量
有機酸塩を使用する場合には機材の腐蝕が激しい
という問題がある。このために、使用される容器
は耐蝕性のある金属容器が多いが、これらの容器
は一般に重く、そして熱伝導度が高い。またこの
ような容器は一般に高価でもあり、熱エネルギー
貯蔵装置のコストアツプの原因ともなる。更に、
容器やパイプラインの破損および漏洩が常に懸念
され、これらの溶液または溶融塩のしみ出しが起
こる。無機塩は異なる無機塩と混合する事によつ
て所望の融点の組成物が得られるが、共融組成と
一致しない塩の混合物を選んだ場合には、溶融液
が固化する際に分離現象が起こる。このために共
融組成の混合物のみが熱エネルギー貯蔵材料とし
て使用されている。しかしこれらの無機塩の共融
組成物には過冷却の問題があり、種晶を添加する
必要があるが、この場合には上記の分離現象が生
ずる。また、熱エネルギー貯蔵材料としてパラフ
インを利用する場合は、融点の幅が広く、その上
純品の製造コストが高く実用的ではない。 近年、エネルギー危機が叫ばれ、太陽エネルギ
ーを有効に利用する各種のシステムが開発されつ
つある。太陽熱から温水を得て、その温水をその
まま、または適温に調節した後に、暖房、風呂、
調理、洗面等に利用する所謂太陽熱温水器が既に
実用化されている。また太陽熱から得た温水を、
単に暖房用、厨房用などに使用するのみならず、
これを熱源として、ランキンサイクルエンジンを
駆動して冷房の用に供するシステムの開発が現在
強力に進められている。伝熱流体として水を用い
るこのシステムのランキンサイクルエンジンを効
率よく駆動させるためには、水温をできるだけ高
く、すなわち90〜100℃に維持することが望まし
い。このために大容量の太陽エネルギーを高温で
貯え、かつ高温で大容量の温水をとり出す事がで
きる熱エネルギー貯蔵材料の開発が、上記システ
ム開発の成否の鍵となつている。すなわち前記の
様な困難さを克服し、しかも融解温度90〜100℃
の範囲にあり、かつ融解熱が大きく安価に入手で
きる熱エネルギー貯蔵材料が当該技術分野で熱望
されている。 本発明の目的はこれらの要請を満たす優れた特
性を有する熱エネルギー貯蔵材料を提供する事に
ある。すなわち本発明者等は上記の様な条件を満
足させるような材料を鋭意探索した結果、ジメチ
ルテレフタレートと、ジメチルフマレートあるい
はジヒドロアントラセンからなる混合物が熱エネ
ルギー貯蔵材料として優れた特性を持つことを見
出し、本発明を完成するに到つたものである。な
お、本発明の熱エネルギー貯蔵材料は、太陽エネ
ルギ−を冷暖房や給湯用エネルギ−に利用するよ
うな装置の他、かいろ、毛髪のホツトカール用ロ
ーラ内部の蓄熱材、その他の蓄熱用途にも好適に
使用できるものである。 前記のジメチルテレフタレート、ジメチルフマ
レートおよびジヒドロアントラセンは、それぞれ
次の第１表に示すような化合物である。
チルテレフタレートと、ジメチルフマレートおよ
びジヒドロアントラセンのうちのいずれかから選
ばれた化合物との混合物からなる熱エネルギー貯
蔵材料に関するものである。更に本発明は、たと
えば太陽エネルギーを冷暖房、給湯、その他のエ
ネルギーとして利用するための装置などに使用す
るために好適な熱エネルギー貯蔵材料に関するも
のである。 熱エネルギー貯蔵材料に一般に要求される性状
は、比熱および／または融解潜熱が大きい事、熱
安定性がよい事、腐蝕性がない事、蒸気圧が低く
かつ引火性がない事、毒性がない事などの特性で
ある。 特に熱エネルギーを潜熱として貯える材料を使
用する場合には、蓄熱量を大きくすることができ
るので、エネルギー貯蔵材料が占める容積を小さ
くすることができ、従つて実用上好都合である。
潜熱として熱エネルギーを貯蔵するために有用な
材料は、固有の転移温度に加熱すると一つの形態
から他の形態へ可逆的に転移する特性を持つてい
る。この様な転移を伴う熱エネルギー貯蔵材料と
しては、塩化カルシウム６水塩、よう化マグネシ
ウム６水塩、硫酸ナトリウム10水塩、水酸化バリ
ウム８水塩、アンモニウムみようばん12水塩など
の水和無機塩、テトラデカン、ペンタデカン、デ
カノール、酢酸ナトリウム／塩化ナトリウム混合
物などの有機物、および低分子量有機酸塩などが
提案されている。しかし無機塩、および低分子量
有機酸塩を使用する場合には機材の腐蝕が激しい
という問題がある。このために、使用される容器
は耐蝕性のある金属容器が多いが、これらの容器
は一般に重く、そして熱伝導度が高い。またこの
ような容器は一般に高価でもあり、熱エネルギー
貯蔵装置のコストアツプの原因ともなる。更に、
容器やパイプラインの破損および漏洩が常に懸念
され、これらの溶液または溶融塩のしみ出しが起
こる。無機塩は異なる無機塩と混合する事によつ
て所望の融点の組成物が得られるが、共融組成と
一致しない塩の混合物を選んだ場合には、溶融液
が固化する際に分離現象が起こる。このために共
融組成の混合物のみが熱エネルギー貯蔵材料とし
て使用されている。しかしこれらの無機塩の共融
組成物には過冷却の問題があり、種晶を添加する
必要があるが、この場合には上記の分離現象が生
ずる。また、熱エネルギー貯蔵材料としてパラフ
インを利用する場合は、融点の幅が広く、その上
純品の製造コストが高く実用的ではない。 近年、エネルギー危機が叫ばれ、太陽エネルギ
ーを有効に利用する各種のシステムが開発されつ
つある。太陽熱から温水を得て、その温水をその
まま、または適温に調節した後に、暖房、風呂、
調理、洗面等に利用する所謂太陽熱温水器が既に
実用化されている。また太陽熱から得た温水を、
単に暖房用、厨房用などに使用するのみならず、
これを熱源として、ランキンサイクルエンジンを
駆動して冷房の用に供するシステムの開発が現在
強力に進められている。伝熱流体として水を用い
るこのシステムのランキンサイクルエンジンを効
率よく駆動させるためには、水温をできるだけ高
く、すなわち90〜100℃に維持することが望まし
い。このために大容量の太陽エネルギーを高温で
貯え、かつ高温で大容量の温水をとり出す事がで
きる熱エネルギー貯蔵材料の開発が、上記システ
ム開発の成否の鍵となつている。すなわち前記の
様な困難さを克服し、しかも融解温度90〜100℃
の範囲にあり、かつ融解熱が大きく安価に入手で
きる熱エネルギー貯蔵材料が当該技術分野で熱望
されている。 本発明の目的はこれらの要請を満たす優れた特
性を有する熱エネルギー貯蔵材料を提供する事に
ある。すなわち本発明者等は上記の様な条件を満
足させるような材料を鋭意探索した結果、ジメチ
ルテレフタレートと、ジメチルフマレートあるい
はジヒドロアントラセンからなる混合物が熱エネ
ルギー貯蔵材料として優れた特性を持つことを見
出し、本発明を完成するに到つたものである。な
お、本発明の熱エネルギー貯蔵材料は、太陽エネ
ルギ−を冷暖房や給湯用エネルギ−に利用するよ
うな装置の他、かいろ、毛髪のホツトカール用ロ
ーラ内部の蓄熱材、その他の蓄熱用途にも好適に
使用できるものである。 前記のジメチルテレフタレート、ジメチルフマ
レートおよびジヒドロアントラセンは、それぞれ
次の第１表に示すような化合物である。
【表】
なお上記の融点および融解熱は、パーキンエル
マー社製の示差走査熱量計D.S.C.−２型により測
定した値である。測定条件は、昇温速度：10℃／
分、サンプルサイズ：約6.0mgであつた。 これらの化合物からなる混合物の融点は、その
混合組成に応じて変化する。まず、ジメチルテレ
フタレートとジメチルフマレートとの混合物（実
線）およびジメチルテレフタレートとジヒドロア
ントラセンとの混合物（一点鎖線）の組成と融点
との関係を第１図に示す。図面中、DMT，DMF
およびDHAは、それぞれジメチルテレフタレー
ト、ジメチルフマレートおよびジヒドロアントラ
センを示す。例えば、ジメチルテレフタレートと
ジメチルフマレートとの等量（重量）混合物を溶
融し、これを徐々に冷却すると、第１図の点Ａか
らジメチルテレフタレートが凝固を開始し、溶融
液相の組成変化を伴いながら凝固が進み、点Ｂに
達すると一定温度、即ち91.5℃で両成分の凝固が
進み、そのままで相変化が完了する。即ち、この
ような混合物では融点が一定値ではなく、幅を有
する。しかし、ジメチルテレフタレート対ジメチ
ルフマレートを25対75の割合で混合した場合には
共融混合物となり、一定温度即ち91.5℃（第１図
点Ｂ）で融解または凝固する。 同様の状態変化は、ジメチルテレフタレートと
ジヒドロアントラセンとの混合物においても起
り、この場合、共融混合物のジメチルテレフタレ
ート対ジヒドロアントラセンの重量比は33対67で
あり、融点は93.5℃である。 更に前記ジメチルテレフタレートとジメチルフ
マレートとの共融混合物について示差熱分析を行
つた結果を第２図に示す。第２図から解るよう
に、前記共融混合物は90〜100℃の間に鋭いピー
クを有し、その頂点温度は約95℃である。また融
解熱は46.5cal／ｇであつた。また、他の共融混
合物、即ち、ジメチルテレフタレートとジヒドロ
アントラセンとの混合物についても同様な結果が
得られ、その場合、示差熱曲線のピークの温度は
約98.0℃であり、融解熱は33.5cal／ｇであり、前
者の混合物と殆ど同様の効果を得られることが解
つた。 更に、前記ジメチルテレフタレートとジメチル
フマレートとの混合物を温水で100℃に加熱溶融
した後放冷し、その混合物の温度を熱電対で測定
した。その結果を第３図に示す。同図から解るよ
うに、前記混合物の温度は、約90℃まで降下して
過冷却の状態となり、過冷却状態が破れると、91
〜93℃の高温で相変化に伴う熱を放出し、更にこ
の相変化が完了すると再度温度降下が起る。この
相変化中の温度は、本発明の目的に好適な値であ
り、従つて、前記混合物は、熱エネルギー貯蔵材
料として使用するための非常に優れた特性を示し
ていることが解る。 更に、本発明におけるジメチルテレフタレート
とジメチルフマレートとの混合割合は、混合物が
望ましい融点、即ち、90〜100℃の範囲内にあれ
ばよい。前記第１図からその範囲を求めると、同
図に点線で示すように、ジメチルテレフタレート
３〜35wt％に対し、ジメチルフマレート97〜
65wt％である。同様に、ジメチルテレフタレー
トとジヒドロアントラセンとの混合物の場合に
は、前者20〜40wt％対後者80〜60wt％の範囲で
ある。 実施例 前記の混合物について、熱エネルギー貯蔵材料
としての実際の効果を確認するために以下の通り
試験を行つた。 (イ) 試料混合物の配合 次の第２表に示す通り各成分を配合し、試料
Ａ，ＢおよびＣを調製した。
マー社製の示差走査熱量計D.S.C.−２型により測
定した値である。測定条件は、昇温速度：10℃／
分、サンプルサイズ：約6.0mgであつた。 これらの化合物からなる混合物の融点は、その
混合組成に応じて変化する。まず、ジメチルテレ
フタレートとジメチルフマレートとの混合物（実
線）およびジメチルテレフタレートとジヒドロア
ントラセンとの混合物（一点鎖線）の組成と融点
との関係を第１図に示す。図面中、DMT，DMF
およびDHAは、それぞれジメチルテレフタレー
ト、ジメチルフマレートおよびジヒドロアントラ
センを示す。例えば、ジメチルテレフタレートと
ジメチルフマレートとの等量（重量）混合物を溶
融し、これを徐々に冷却すると、第１図の点Ａか
らジメチルテレフタレートが凝固を開始し、溶融
液相の組成変化を伴いながら凝固が進み、点Ｂに
達すると一定温度、即ち91.5℃で両成分の凝固が
進み、そのままで相変化が完了する。即ち、この
ような混合物では融点が一定値ではなく、幅を有
する。しかし、ジメチルテレフタレート対ジメチ
ルフマレートを25対75の割合で混合した場合には
共融混合物となり、一定温度即ち91.5℃（第１図
点Ｂ）で融解または凝固する。 同様の状態変化は、ジメチルテレフタレートと
ジヒドロアントラセンとの混合物においても起
り、この場合、共融混合物のジメチルテレフタレ
ート対ジヒドロアントラセンの重量比は33対67で
あり、融点は93.5℃である。 更に前記ジメチルテレフタレートとジメチルフ
マレートとの共融混合物について示差熱分析を行
つた結果を第２図に示す。第２図から解るよう
に、前記共融混合物は90〜100℃の間に鋭いピー
クを有し、その頂点温度は約95℃である。また融
解熱は46.5cal／ｇであつた。また、他の共融混
合物、即ち、ジメチルテレフタレートとジヒドロ
アントラセンとの混合物についても同様な結果が
得られ、その場合、示差熱曲線のピークの温度は
約98.0℃であり、融解熱は33.5cal／ｇであり、前
者の混合物と殆ど同様の効果を得られることが解
つた。 更に、前記ジメチルテレフタレートとジメチル
フマレートとの混合物を温水で100℃に加熱溶融
した後放冷し、その混合物の温度を熱電対で測定
した。その結果を第３図に示す。同図から解るよ
うに、前記混合物の温度は、約90℃まで降下して
過冷却の状態となり、過冷却状態が破れると、91
〜93℃の高温で相変化に伴う熱を放出し、更にこ
の相変化が完了すると再度温度降下が起る。この
相変化中の温度は、本発明の目的に好適な値であ
り、従つて、前記混合物は、熱エネルギー貯蔵材
料として使用するための非常に優れた特性を示し
ていることが解る。 更に、本発明におけるジメチルテレフタレート
とジメチルフマレートとの混合割合は、混合物が
望ましい融点、即ち、90〜100℃の範囲内にあれ
ばよい。前記第１図からその範囲を求めると、同
図に点線で示すように、ジメチルテレフタレート
３〜35wt％に対し、ジメチルフマレート97〜
65wt％である。同様に、ジメチルテレフタレー
トとジヒドロアントラセンとの混合物の場合に
は、前者20〜40wt％対後者80〜60wt％の範囲で
ある。 実施例 前記の混合物について、熱エネルギー貯蔵材料
としての実際の効果を確認するために以下の通り
試験を行つた。 (イ) 試料混合物の配合 次の第２表に示す通り各成分を配合し、試料
Ａ，ＢおよびＣを調製した。
【表】
上記試料の内ＡおよびＢは共融混合物であ
り、Ｃは共融混合物ではないが本発明の範囲に
包含される混合物である。 (ロ) 加温試験 各試料9.8Kgを直径５cm、長さ50cmのステン
レス製円筒管10本に封入し、これらの円筒管を
垂直にして、それぞれ密閉容器中に配置した。
この容器に100℃の熱水を流して円筒管の外側
から試料を加熱し溶融した。試料の溶融の確認
は円筒管に挿入した温度計によつておこなつ
た。溶融終了後に100℃の熱水にかえて80℃の
温水を100ml／minの速度で流して円筒管と熱
交換をおこなつた。熱交換された温水の温度を
測定したところ、試料Ａでは90℃の温度が5.4
時間記録された。また試料ＢおよびＣでは、そ
れぞれ、92℃および90〜97℃の温度が、4.0時
間および4.5時間記録された。
り、Ｃは共融混合物ではないが本発明の範囲に
包含される混合物である。 (ロ) 加温試験 各試料9.8Kgを直径５cm、長さ50cmのステン
レス製円筒管10本に封入し、これらの円筒管を
垂直にして、それぞれ密閉容器中に配置した。
この容器に100℃の熱水を流して円筒管の外側
から試料を加熱し溶融した。試料の溶融の確認
は円筒管に挿入した温度計によつておこなつ
た。溶融終了後に100℃の熱水にかえて80℃の
温水を100ml／minの速度で流して円筒管と熱
交換をおこなつた。熱交換された温水の温度を
測定したところ、試料Ａでは90℃の温度が5.4
時間記録された。また試料ＢおよびＣでは、そ
れぞれ、92℃および90〜97℃の温度が、4.0時
間および4.5時間記録された。
第１図は、本発明の熱エネルギー貯蔵材料の組
成と融点との関係を示すグラフ、第２図はジメチ
ルテレフタレートとジメチルフマレートとの共融
混合物の示差熱分析曲線および第３図は同混合物
の冷却温度曲線である。 DMT……ジメチルテレフタレート、DMF……
ジメチルフマレート、DHA……ジヒドロアント
ラセン。
成と融点との関係を示すグラフ、第２図はジメチ
ルテレフタレートとジメチルフマレートとの共融
混合物の示差熱分析曲線および第３図は同混合物
の冷却温度曲線である。 DMT……ジメチルテレフタレート、DMF……
ジメチルフマレート、DHA……ジヒドロアント
ラセン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ジメチルテレフタレートと、ジメチルフマレ
ートおよびジヒドロアントラセンの内のいずれか
の化合物との混合物からなる熱エネルギー貯蔵材
料。 ２ 前記混合物は、３〜35重量％のジメチルテレ
フタレートと97〜65重量％のジメチルフマレート
からなる特許請求の範囲第１項に記載の熱エネル
ギー貯蔵材料。 ３ 前記混合物は、約25重量％のジメチルテレフ
タレートと約75重量％のジメチルフマレートから
なる特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
熱エネルギー貯蔵材料。 ４ 前記混合物は、20〜40重量％のジメチルテレ
フタレートと80〜60重量％のジヒドロアントラセ
ンからなる特許請求の範囲第１項に記載の熱エネ
ルギー貯蔵材料。 ５ 前記混合物は、約33重量％のジメチルテレフ
タレートと約67重量％のジヒドロアントラセンか
らなる特許請求の範囲第１項または第４項に記載
の熱エネルギー貯蔵材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15508079A JPS5679174A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Storing material for heat energy |
| DE3044107A DE3044107C2 (de) | 1979-11-30 | 1980-11-24 | Latentwärmespeichermittel |
| GB8037878A GB2064573B (en) | 1979-11-30 | 1980-11-26 | Heat storage material |
| US06/211,249 US4309297A (en) | 1979-11-30 | 1980-11-28 | Heat storage material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15508079A JPS5679174A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Storing material for heat energy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5679174A JPS5679174A (en) | 1981-06-29 |
| JPS6238398B2 true JPS6238398B2 (ja) | 1987-08-18 |
Family
ID=15598211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15508079A Granted JPS5679174A (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Storing material for heat energy |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4309297A (ja) |
| JP (1) | JPS5679174A (ja) |
| DE (1) | DE3044107C2 (ja) |
| GB (1) | GB2064573B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3639415A1 (de) * | 1986-11-21 | 1988-06-01 | Rieber Werke Kg | Speisetransportbehaelter |
| US5755987A (en) * | 1996-08-23 | 1998-05-26 | The Dow Chemical Company | Dibasic ester based phase change material compositions |
| US8263906B2 (en) | 2010-05-11 | 2012-09-11 | Cambro Manufacturing Company | Food warming system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2726211A (en) * | 1953-04-20 | 1955-12-06 | Gen Electric | Heat storage materials |
| DE2517920C2 (de) * | 1975-04-23 | 1985-10-24 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Latentwärmespeichermittel und dessen Verwendung |
-
1979
- 1979-11-30 JP JP15508079A patent/JPS5679174A/ja active Granted
-
1980
- 1980-11-24 DE DE3044107A patent/DE3044107C2/de not_active Expired
- 1980-11-26 GB GB8037878A patent/GB2064573B/en not_active Expired
- 1980-11-28 US US06/211,249 patent/US4309297A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3044107A1 (de) | 1981-06-19 |
| DE3044107C2 (de) | 1982-11-04 |
| GB2064573B (en) | 1983-11-16 |
| GB2064573A (en) | 1981-06-17 |
| US4309297A (en) | 1982-01-05 |
| JPS5679174A (en) | 1981-06-29 |
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