JPS63137982A - 蓄熱材組成物 - Google Patents
蓄熱材組成物Info
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- JPS63137982A JPS63137982A JP28351986A JP28351986A JPS63137982A JP S63137982 A JPS63137982 A JP S63137982A JP 28351986 A JP28351986 A JP 28351986A JP 28351986 A JP28351986 A JP 28351986A JP S63137982 A JPS63137982 A JP S63137982A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は塩水和物で溶解凝固に伴う潜熱が太きい新規か
つ安定な蓄熱材組成物に関する。本発明の混合系組成物
は種々の蓄熱装置たとえば自動車用即効ヒーターやその
伯の加熱暖房装置に用いられて有用である。
つ安定な蓄熱材組成物に関する。本発明の混合系組成物
は種々の蓄熱装置たとえば自動車用即効ヒーターやその
伯の加熱暖房装置に用いられて有用である。
(従来の技術)
塩水和物の融解潜熱を利用する加熱暖房装置は従来から
知られており、たとえば特開昭52−27139号公報
では「酢酸ナトリウムやチオ硫酸ナトリウムのような融
解潜熱量が大きく、しかも凝固の際著しく過冷却現象を
生ずる蓄熱物質を用いた急加熱暖房装置」が開示されて
いる。しかしながら、かかる単体の塩水和物からなる蓄
熱物質には下記のような問題点があった。
知られており、たとえば特開昭52−27139号公報
では「酢酸ナトリウムやチオ硫酸ナトリウムのような融
解潜熱量が大きく、しかも凝固の際著しく過冷却現象を
生ずる蓄熱物質を用いた急加熱暖房装置」が開示されて
いる。しかしながら、かかる単体の塩水和物からなる蓄
熱物質には下記のような問題点があった。
(発明が解決しようとする問題点)
塩水和物の融解潜熱を利用ターる蓄熱装置において、本
発明者らは塩水和物を融点以下の温度まで液体のまま過
冷却させ、その温度から結晶化させることによって潜熱
を回収する蓄熱装置をこれまで提案した。過冷却現象を
利用すると断熱材が不要となるので装置全体を軽量・小
型化することができる。今までいくつかの物質を検討し
た結果過冷却をおこしやすい塩水和物の単体を用いたも
のを提案してきた。このうち代表的な CHCOONa −382Oは、融解潜熱は大きいが、
水分蒸発によってCH3COONa結晶が生成しやすい
ので過冷却が破れやすい欠点をもっていた。これを防ぐ
ため水分を余分に添加するとよいが、そうすると凝固時
の発熱量が小さくなったり、エネルギーの質(温度)が
低下するという問題点があった。
発明者らは塩水和物を融点以下の温度まで液体のまま過
冷却させ、その温度から結晶化させることによって潜熱
を回収する蓄熱装置をこれまで提案した。過冷却現象を
利用すると断熱材が不要となるので装置全体を軽量・小
型化することができる。今までいくつかの物質を検討し
た結果過冷却をおこしやすい塩水和物の単体を用いたも
のを提案してきた。このうち代表的な CHCOONa −382Oは、融解潜熱は大きいが、
水分蒸発によってCH3COONa結晶が生成しやすい
ので過冷却が破れやすい欠点をもっていた。これを防ぐ
ため水分を余分に添加するとよいが、そうすると凝固時
の発熱量が小さくなったり、エネルギーの質(温度)が
低下するという問題点があった。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らはか)る問題点を解決するために、種々検討
の結果、過冷却の不安定な第1の塩水和物に、過冷却の
安定な第2の塩水和物を添加するとすれば、第1の塩水
和物がもともと持っている蓄熱材としての長所を失わな
いことに着目し、過冷却現象の安定な高性能塩水和物混
合型蓄熱材組成物及びそれを用いた蓄熱暖房装置の提供
を達成した。
の結果、過冷却の不安定な第1の塩水和物に、過冷却の
安定な第2の塩水和物を添加するとすれば、第1の塩水
和物がもともと持っている蓄熱材としての長所を失わな
いことに着目し、過冷却現象の安定な高性能塩水和物混
合型蓄熱材組成物及びそれを用いた蓄熱暖房装置の提供
を達成した。
これをさらに具体的に述べれば、単体としては過冷却の
やや不安定な第1の塩水和物としてのCH3COONa
−382Oに、過冷却の安定なNa S O・5
H2Oを第2の塩水和物として30重饅%以上添加する
と、その混合物の過冷却が安定化することを見出したこ
とに基づいて、上記問題点の解決に成功した。
やや不安定な第1の塩水和物としてのCH3COONa
−382Oに、過冷却の安定なNa S O・5
H2Oを第2の塩水和物として30重饅%以上添加する
と、その混合物の過冷却が安定化することを見出したこ
とに基づいて、上記問題点の解決に成功した。
即ち、本発明は70重量%以下の
CHCOONa・3H2O−残部の
Na S 0 ・5H2O混合系又は85重措%以下の
CaC1−61−12O−残部のCa(NO )
・4日2O混合系からなる適冷却現象に安定な組成物を
提供することにより前記問題点を解決した。
CaC1−61−12O−残部のCa(NO )
・4日2O混合系からなる適冷却現象に安定な組成物を
提供することにより前記問題点を解決した。
(発明の構成)
以下に本発明の構成について詳述する。
本発明の混合系蓄熱材組成物は上述から明らかなように
次の2種が種々検討の結果採用された。
次の2種が種々検討の結果採用された。
まず、第1の混合系はCH3COONa・31−12O
の70重量%以下とその残部のNa S 0 ・
5H2Oからなるものであるが、前者の単体成分の過冷
却における不安定性を、その安定性に富む後者の単体成
分を30重量%以上添加することにより、過冷却安定性
を始めとする蓄熱材としての諸性質が改善された。
の70重量%以下とその残部のNa S 0 ・
5H2Oからなるものであるが、前者の単体成分の過冷
却における不安定性を、その安定性に富む後者の単体成
分を30重量%以上添加することにより、過冷却安定性
を始めとする蓄熱材としての諸性質が改善された。
この混合系組成物の融解潜熱は前者の単体の場合の60
cal/gと後者の単体の場合の48cal/ 9との
間にあって、個々の成分重量比の算術平均に近い値を示
し、前者の割合が減るにつれてゆるやかな減少を示す(
第1図参照)。又成分単体の融点は前者が58℃で後者
では49℃であるのに対して、本混合系では、後者より
低い融点(固相線38℃)を示す。腐食性、高温での均
一溶解性などの外、蓄熱材として要求される他の特性、
についても特に問題がないことが確認された。
cal/gと後者の単体の場合の48cal/ 9との
間にあって、個々の成分重量比の算術平均に近い値を示
し、前者の割合が減るにつれてゆるやかな減少を示す(
第1図参照)。又成分単体の融点は前者が58℃で後者
では49℃であるのに対して、本混合系では、後者より
低い融点(固相線38℃)を示す。腐食性、高温での均
一溶解性などの外、蓄熱材として要求される他の特性、
についても特に問題がないことが確認された。
又、第2の混合系である
CaCJ ・6H2O85重量%以下とその残部のC
a(NO ) ・4日2Oからなる組成物について
も全く上述と同様であった。因にこの混合系の各成分単
体の融点及び、融解潜熱は、前者について43℃、34
cat/gであり、後者については29℃、43ca
l/gである。
a(NO ) ・4日2Oからなる組成物について
も全く上述と同様であった。因にこの混合系の各成分単
体の融点及び、融解潜熱は、前者について43℃、34
cat/gであり、後者については29℃、43ca
l/gである。
次に過冷却現象を利用する融解潜熱利用型蓄熱材に望ま
れる諸性性について述べる。
れる諸性性について述べる。
まず融点(rn、 p、 )は自動車のエンジン冷却水
を利用する場合には30〜80℃の範囲が好ましい。
を利用する場合には30〜80℃の範囲が好ましい。
また融解潜熱は単位重さ当り、単位体積当りとも大きい
方が好ましい。またこれら蓄熱材は熱伝導率のよい金属
製の熱交換器に充てんして使用されるのでアルミ合金、
黄銅、などに対する腐食性は小さい方がよい。本願の特
徴である過冷却現象を利用することとは、いったん高温
で融解潜熱を吸収して溶液状態にある蓄熱材を、通常の
場合と異なり冷却しても固化させず融点以下でも準安定
的な液体状態に保持することなので、高温状態で固相と
液相に相分離する物質は採用できない。すなわち80℃
の高温での均一溶解性が要求されるわけである。過冷却
安定性とは融点以下の温度でも、種結晶を投入しない限
り長期間液体状態を保持することをいうが、過冷却安定
性はよい程、優れた蓄熱材であることは言うまでもない
。゛さらに過冷却状態から種結晶を投入して結晶化が進
展する速度である結晶成長速度は一般的には応用製品毎
にその好ましい速度は異なるといえる。
方が好ましい。またこれら蓄熱材は熱伝導率のよい金属
製の熱交換器に充てんして使用されるのでアルミ合金、
黄銅、などに対する腐食性は小さい方がよい。本願の特
徴である過冷却現象を利用することとは、いったん高温
で融解潜熱を吸収して溶液状態にある蓄熱材を、通常の
場合と異なり冷却しても固化させず融点以下でも準安定
的な液体状態に保持することなので、高温状態で固相と
液相に相分離する物質は採用できない。すなわち80℃
の高温での均一溶解性が要求されるわけである。過冷却
安定性とは融点以下の温度でも、種結晶を投入しない限
り長期間液体状態を保持することをいうが、過冷却安定
性はよい程、優れた蓄熱材であることは言うまでもない
。゛さらに過冷却状態から種結晶を投入して結晶化が進
展する速度である結晶成長速度は一般的には応用製品毎
にその好ましい速度は異なるといえる。
しかし早いものの方が遅いものより応用範囲が広いと思
われること、早いのを遅くすることは容易だが、遅いの
を早くするのは困難なため、早い方が好ましいといえる
。
われること、早いのを遅くすることは容易だが、遅いの
を早くするのは困難なため、早い方が好ましいといえる
。
以上のべた特性評価項目にしたがって本発明の混合系蓄
熱材組成物の構成成分として選択採用に値するものは、 Ca (NO3)2 ” 4H2O,Na232O3−
5H2O、CH3COONa・3H2Oの3つであり、
さらに過冷却の不安定なCaCl2・6H2Oも他の特
性は非常に優れているので過冷却を安定化させれば大変
有望といえる。
熱材組成物の構成成分として選択採用に値するものは、 Ca (NO3)2 ” 4H2O,Na232O3−
5H2O、CH3COONa・3H2Oの3つであり、
さらに過冷却の不安定なCaCl2・6H2Oも他の特
性は非常に優れているので過冷却を安定化させれば大変
有望といえる。
(作用)
上述のように、本発明の混合系の蓄熱材組成物はその各
構成分の特定範囲比率の組合せにより、それぞれの単体
成分の有する利点と欠陥とを互に補完し合って融解潜熱
の減少を最小限にとどめると同時に過冷却状態の不安定
化が改善される。
構成分の特定範囲比率の組合せにより、それぞれの単体
成分の有する利点と欠陥とを互に補完し合って融解潜熱
の減少を最小限にとどめると同時に過冷却状態の不安定
化が改善される。
(発明の効果)
本発明によって、過冷却が安定で、融解潜熱の大きい蓄
熱材組成物が得られ、これを蓄熱装置一般、特に自動車
用即効暖房装置の蓄熱材として使用すれば、必要時に確
実かつ速かに多聞の熱を取り出すことができる。
熱材組成物が得られ、これを蓄熱装置一般、特に自動車
用即効暖房装置の蓄熱材として使用すれば、必要時に確
実かつ速かに多聞の熱を取り出すことができる。
(実施例)
前述のように本発明の蓄熱材組成物の構成成分として選
択された塩水和物は ca (NO ) −41−12O、Na2S2O
3・5H2O、CH3COONa・3H2Oであった。
択された塩水和物は ca (NO ) −41−12O、Na2S2O
3・5H2O、CH3COONa・3H2Oであった。
また過冷却を安定化させれば使えるのはCaCl2・6
H2Oであった。あわせて4種のこれら蓄熱材を2種類
づつ組みあわせてできる合計6種の混合タイプについて
検討した結果を実施例及び比較例として下の一覧表に示
す。
H2Oであった。あわせて4種のこれら蓄熱材を2種類
づつ組みあわせてできる合計6種の混合タイプについて
検討した結果を実施例及び比較例として下の一覧表に示
す。
ここかられかるように蓄熱材として利用可能な組みあわ
せはCH3COONa−3H2O−Na2S2O3・5
H2OとCa(NO3)2・4HOCaCj! ・6
H2Oの2つである。
せはCH3COONa−3H2O−Na2S2O3・5
H2OとCa(NO3)2・4HOCaCj! ・6
H2Oの2つである。
他の組みあわせはいずれも新たに水に不溶の沈澱物が生
成するので蓄熱材としては使用できないことが分かった
。
成するので蓄熱材としては使用できないことが分かった
。
即ち、CH3COONa・3H2O−
Na2S2O3・5H2O系の場合、単体としては過冷
却の不安定ぎみのCH3COONa・3H2Oに、過冷
却の安定なNa2S2O3・5日2Oを30重量%以上
添加すると混合系の過冷却は安定する。30重量%以上
の Na2S2O3・5H2Oを含むと第2図から第4図に
示されるような良好な発熱パターンを示す。
却の不安定ぎみのCH3COONa・3H2Oに、過冷
却の安定なNa2S2O3・5日2Oを30重量%以上
添加すると混合系の過冷却は安定する。30重量%以上
の Na2S2O3・5H2Oを含むと第2図から第4図に
示されるような良好な発熱パターンを示す。
一方Na2S2O3・5H2Oの含有率が30重量%未
渦の場合は第5図に示すように過冷却が不安定で、過冷
却の途中で突然、自然発熱してしまう。
渦の場合は第5図に示すように過冷却が不安定で、過冷
却の途中で突然、自然発熱してしまう。
CaCJ −6H2O−Ca(NO3)2”4H2O
系の場合、単体としては過冷却現象をほとんど示さない
CaCl2・6H2Oに、過冷却の安定なCa(NO
) −41−12Oを15重量%以上、添加すると
第6図に示すように混合系の過冷却は安定化する。一方 Ca(NO ) −4H2O15重量%未渦の場合
第7図に示すようにこの過冷却は不安定で過冷却途中で
自然発熱してしまう。
系の場合、単体としては過冷却現象をほとんど示さない
CaCl2・6H2Oに、過冷却の安定なCa(NO
) −41−12Oを15重量%以上、添加すると
第6図に示すように混合系の過冷却は安定化する。一方 Ca(NO ) −4H2O15重量%未渦の場合
第7図に示すようにこの過冷却は不安定で過冷却途中で
自然発熱してしまう。
従ってCHCOONa・3H2O−
Na S O−5H2Oの場合は30重量%以上の
Na S 0 ・5H2Oを添加づると適冷却安
定性が増加し、Ca(NO ) −4H2O−ca
cz ・6H2Oの場合は15重量%以上のCa (
NO3)2 ”4H2Oを添加すると過冷却安定性が増
加するので本発明の狙いである過冷却現象から発熱させ
る蓄熱材として好ましいといえる。
Na S 0 ・5H2Oを添加づると適冷却安
定性が増加し、Ca(NO ) −4H2O−ca
cz ・6H2Oの場合は15重量%以上のCa (
NO3)2 ”4H2Oを添加すると過冷却安定性が増
加するので本発明の狙いである過冷却現象から発熱させ
る蓄熱材として好ましいといえる。
第1図に示すようにCH3COONa・3H0−Na
S O−51−12Oの混合タイブの場合はその融
解潜熱はそう大きく変化することはなく、もう−組のC
a (NO3)2 ・4H0−CaCf −6H2O
にツイテも同様であった。そしてこれらの混合系の1例
として40重量%CHCOON a ・3 H2O60
重量%Na S 0 ・5H2O混合タイプ蓄熱
材組酸物の蓄熱・発熱過程を第3図に示す。この蓄熱材
を80℃の水槽中に浸漬すると徐々に温度が上昇し、3
8℃(同相線)で1部分が溶解し始め53℃(液相線)
ですべての蓄熱材が均一溶解する。
S O−51−12Oの混合タイブの場合はその融
解潜熱はそう大きく変化することはなく、もう−組のC
a (NO3)2 ・4H0−CaCf −6H2O
にツイテも同様であった。そしてこれらの混合系の1例
として40重量%CHCOON a ・3 H2O60
重量%Na S 0 ・5H2O混合タイプ蓄熱
材組酸物の蓄熱・発熱過程を第3図に示す。この蓄熱材
を80℃の水槽中に浸漬すると徐々に温度が上昇し、3
8℃(同相線)で1部分が溶解し始め53℃(液相線)
ですべての蓄熱材が均一溶解する。
80℃に一定時間保持した後、−5℃の水槽中に移しか
えると上記53℃や40℃で結晶化することなく一5℃
まで過冷却が安定である。−5℃で一定時間保持したの
ち種結晶を投入すると結晶化が開始され約55cal/
gの融解潜熱を放出して蓄熱材の温度が上昇する。結晶
化が完了すると除徐に水温は低下し再び外部環境温度で
ある一5℃にもどる。
えると上記53℃や40℃で結晶化することなく一5℃
まで過冷却が安定である。−5℃で一定時間保持したの
ち種結晶を投入すると結晶化が開始され約55cal/
gの融解潜熱を放出して蓄熱材の温度が上昇する。結晶
化が完了すると除徐に水温は低下し再び外部環境温度で
ある一5℃にもどる。
このような特性を有する本発明の混合系蓄熱材組成物は
第8−10図に模式図としてかかげるような蓄熱装置に
利用される。図に示すように、これらは安定な過冷却状
態にある蓄熱材組成物の結晶化を促進して発熱させるた
めの発熱装置と、熱媒体との熱交換手段とを備えた蓄熱
材収納容器とからなる。なお結晶化促進の手段としては
図のような針状体による機械的刺激の外、種結晶を使用
する方法がある。そしてこの蓄熱装置は即効室内暖房や
自動車暖房システムに応用される。
第8−10図に模式図としてかかげるような蓄熱装置に
利用される。図に示すように、これらは安定な過冷却状
態にある蓄熱材組成物の結晶化を促進して発熱させるた
めの発熱装置と、熱媒体との熱交換手段とを備えた蓄熱
材収納容器とからなる。なお結晶化促進の手段としては
図のような針状体による機械的刺激の外、種結晶を使用
する方法がある。そしてこの蓄熱装置は即効室内暖房や
自動車暖房システムに応用される。
第1図は本発明の混合タイプ蓄熱材組成物CHCOON
a・3H2O−Na2S2O3・5H2O系における前
者の比率と融解潜熱との関係を理論値及び実測値を以て
示すグラフである。 第2図から第5図は本発明の混合タイプ蓄熱材組成物の
CH3COONa・382O −Na S 0 ・5H2O系、第6図から第7図はC
aC1・6H0−Ca(NO3)2・4日2O系の蓄熱
・発熱過程を示すグラフである。 第8図は本発明の蓄熱材組成物を使用する蓄熱装置の構
成を示す断面図である。 第9図及び第10図は蓄熱装置の他の具体例の構成を示
す断面図である。 1・・・容器、1a・・・入口部、2・・・蓄熱媒体、
3・・・熱媒体コイル、 4・・・発熱(蓄熱媒体結晶化刺激)装置、5・・・油
膜。
a・3H2O−Na2S2O3・5H2O系における前
者の比率と融解潜熱との関係を理論値及び実測値を以て
示すグラフである。 第2図から第5図は本発明の混合タイプ蓄熱材組成物の
CH3COONa・382O −Na S 0 ・5H2O系、第6図から第7図はC
aC1・6H0−Ca(NO3)2・4日2O系の蓄熱
・発熱過程を示すグラフである。 第8図は本発明の蓄熱材組成物を使用する蓄熱装置の構
成を示す断面図である。 第9図及び第10図は蓄熱装置の他の具体例の構成を示
す断面図である。 1・・・容器、1a・・・入口部、2・・・蓄熱媒体、
3・・・熱媒体コイル、 4・・・発熱(蓄熱媒体結晶化刺激)装置、5・・・油
膜。
Claims (1)
- (1)70重量%以下の CH_3COONa・3H_2O−残部の Na_2S_2O_3・5H_2O混合系又は85重量
%以下のCaCl_2・6H_2O−残部の Ca(NO_3)2・4H_2O混合系からなる過冷却
現象の安定な蓄熱材組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28351986A JPS63137982A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 蓄熱材組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28351986A JPS63137982A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 蓄熱材組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63137982A true JPS63137982A (ja) | 1988-06-09 |
Family
ID=17666586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28351986A Pending JPS63137982A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 蓄熱材組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63137982A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014024883A1 (ja) | 2012-08-08 | 2014-02-13 | 古河電気工業株式会社 | 蓄熱材組成物、それを用いた補助熱源および熱供給方法 |
JP2014058681A (ja) * | 2013-10-08 | 2014-04-03 | Yoshinobu Yamaguchi | 潜熱蓄熱体の形態 |
JP2014059141A (ja) * | 2013-11-25 | 2014-04-03 | Yoshinobu Yamaguchi | 潜熱蓄熱装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5584386A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-25 | Sekisui Chem Co Ltd | Heat storing composition |
JPS59170182A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-26 | Sekisui Chem Co Ltd | 蓄熱剤組成物 |
JPS6153383A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 蓄熱材 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28351986A patent/JPS63137982A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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WO2014024883A1 (ja) | 2012-08-08 | 2014-02-13 | 古河電気工業株式会社 | 蓄熱材組成物、それを用いた補助熱源および熱供給方法 |
US10359237B2 (en) | 2012-08-08 | 2019-07-23 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Heat source material composition, and auxiliary heat source and heat supply method using the same |
JP2014058681A (ja) * | 2013-10-08 | 2014-04-03 | Yoshinobu Yamaguchi | 潜熱蓄熱体の形態 |
JP2014059141A (ja) * | 2013-11-25 | 2014-04-03 | Yoshinobu Yamaguchi | 潜熱蓄熱装置 |
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