WO2012169460A1 - 蓄熱部材 - Google Patents

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WO2012169460A1
WO2012169460A1 PCT/JP2012/064375 JP2012064375W WO2012169460A1 WO 2012169460 A1 WO2012169460 A1 WO 2012169460A1 JP 2012064375 W JP2012064375 W JP 2012064375W WO 2012169460 A1 WO2012169460 A1 WO 2012169460A1
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WO
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heat storage
latent heat
storage material
latent
storage member
Prior art date
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PCT/JP2012/064375
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English (en)
French (fr)
Inventor
山下 隆
井出 哲也
梅中 靖之
夕香 内海
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to a heat storage member using a latent heat storage material.
  • a heat storage member using a latent heat storage material that stores latent heat using latent heat associated with a phase change between a solid phase and a liquid phase is known.
  • a heat storage member has a latent heat storage material and a container body that accommodates the latent heat storage material.
  • the volume of the commonly used latent heat storage material decreases when the phase changes from the liquid phase to the solid phase. For this reason, the container body is filled with an amount of the latent heat storage material that completely fills the container body in the liquid phase state.
  • the latent heat storage material filled in the container changes from a liquid phase to a solid phase
  • an unintended void is generated in the container due to contraction of the latent heat storage material.
  • the void generated in the container body may interfere with heat conduction in the latent heat storage material and heat transfer between the latent heat storage material and the heat absorption / dissipation target where heat is absorbed or released by the latent heat storage material. For this reason, the problem that the heat absorption-and-radiation property of a thermal storage member will fall has arisen.
  • An object of the present invention is to provide a heat storage member excellent in heat absorption and dissipation.
  • the object is to provide a solid or gel-like latent heat storage material whose volume changes before and after a phase transition with latent heat, a first member attached to the latent heat storage material with a first adhesive property, and the latent heat storage material. And a second member disposed opposite to the first member and having a second adhesion lower than the first adhesion and capable of adhering to the latent heat storage material. Achieved by the member.
  • the heat storage member of the present invention is characterized in that the latent heat storage material does not have fluidity within an operating temperature range.
  • the latent heat storage material adheres to both the first member and the second member on one side before and after the phase transition, and the second on the other side before and after the phase transition. It is characterized by peeling from the member.
  • the heat storage member of the present invention is characterized in that the first member and the second member are formed of different forming materials.
  • the latent heat storage material is a paraffin containing polyethylene
  • the forming material of the first member includes polyethylene
  • the heat storage member according to the present invention further includes an interval maintaining member that is provided between the first member and the second member and maintains an interval between the first member and the second member.
  • the heat storage member of the present invention is characterized in that the interval maintaining member has a spherical shape having a diameter equal to the interval.
  • the heat storage member of the present invention is characterized in that the gap maintaining member has a hollow spherical capsule member and a heat insulating material enclosed in the capsule member.
  • the interval maintaining member has a hollow spherical capsule member and a heat storage material sealed in the capsule member.
  • the interval maintaining member has a columnar shape having a height equal to the interval.
  • the latent heat storage material is housed in a container formed airtight using at least the first member and the second member, and the phase transition material is contained in the container.
  • a gas space in which the latent heat storage material does not exist is formed in any of the front and rear sides.
  • the latent heat storage material is housed in a container formed using at least the first member and the second member, and the container body is a gas inside and outside the container. It has a vent hole that allows inflow and outflow.
  • the vent is provided with a porous body that suppresses inflow and outflow of gas inside and outside the container.
  • the object is to provide a solid or gel-like latent heat storage material whose volume changes before and after the phase transition accompanied by latent heat, a first member attached to the latent heat storage material, and the first heat material sandwiching the latent heat storage material.
  • a second member that is disposed opposite to the member and does not contact the latent heat storage material, and a gas layer formed between the latent heat storage material and the second member. This is achieved by the heat storage member.
  • the above object is formed by using the heat storage member of the present invention, wherein the first member is disposed on the inner wall surface side, and the second member is the first member with respect to the housing space surrounded by the inner wall surface. This is achieved by a heat storage container that is disposed at a position farther than one member.
  • a cool box having the heat storage member of the present invention and a cooler, wherein at least a part of the second member is in contact with the cooler.
  • thermal storage container formed using the thermal storage member by embodiment of this invention. It is a figure which shows the example of the thermal storage container formed using the thermal storage member by embodiment of this invention. It is a figure which shows the general
  • FIG. 1 In the heat storage member by embodiment of this invention, it is a figure which shows an example of the structure which formed the side parts 42 and 44 with the member different from the bottom face part 41.
  • FIG. 1 In the heat storage member by embodiment of this invention, it is a figure which shows an example of the structure which devised to suppress vaporization from the latent heat storage material.
  • FIG. 1A and 1B show a schematic cross-sectional configuration of a heat storage member 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1A and FIGS. 2 to 19 described later show a state where the latent heat storage material is in the liquid phase (L), and FIG. 1B and FIGS. 2 to 19 described later show.
  • (B) shows a state in which the latent heat storage material is a solid phase (S).
  • the heat storage member 1 of the present embodiment includes a gel-like latent heat storage material 10 and a container body 20 that houses the latent heat storage material 10.
  • the heat storage member 1 of this example has a plate shape (for example, a rectangular flat plate shape) as a whole.
  • the heat storage member 1 is provided, for example, on the inner wall surface in the refrigerator.
  • the heat storage member 1 is usually used in a predetermined operating temperature range and operating pressure range.
  • the heat storage member 1 stores the cold by being cooled in the refrigerator, and when the operation of the refrigerator is stopped during a power failure or the like, the heat storage member 1 releases the cold and keeps the refrigerator in the refrigerator for a predetermined time.
  • the operating temperature range of the heat storage member 1 includes the temperature range from the set temperature (internal temperature) of the refrigerator during operation to the ambient temperature (for example, room temperature) of the refrigerator installation location.
  • the operating pressure of the heat storage member 1 is, for example, atmospheric pressure.
  • the latent heat storage material 10 in the heat storage member 1 has a phase change temperature (melting point) at which a phase change between the solid phase and the liquid phase (first type phase transition) occurs reversibly within the operating temperature range of the heat storage member 1. ing.
  • the latent heat storage material 10 becomes a liquid phase (L) as shown in FIG. 1A at a temperature higher than the phase change temperature, and a solid phase (L) as shown in FIG. 1B at a temperature lower than the phase change temperature. S).
  • the latent heat storage material 10 of this embodiment contains paraffin.
  • Paraffin is a generic name for saturated chain hydrocarbons represented by the general formula C n H 2n + 2 .
  • the melting point of paraffin varies depending on the number of carbons n.
  • n-tetradecane molecular formula: C 14 H 30
  • the melting point (5.9 ° C.) of n-tetradecane is included in the operating temperature range of the heat storage member 1.
  • the boiling point of n-tetradecane is about 250 ° C.
  • the latent heat storage material 10 contains a gelling agent that gels (solidifies) paraffin.
  • a gel (chemical gel) refers to a gel that is formed by forming a three-dimensional network structure by cross-linking molecules, and absorbing the solvent therein to swell. A gel is chemically stable without melting unless it breaks the structure.
  • a gelling agent produces a gelling effect only by containing it in paraffin by several weight%. In the gelled latent heat storage material 10, the gelling agent becomes a polymer having a molecular weight (for example, a molecular weight of 10,000 or more) larger than the molecular weight of paraffin.
  • the gelling agent used in this embodiment includes a polymer material.
  • polyethylene is used as the polymer material. That is, the latent heat storage material 10 of the present embodiment is polyethylene-containing paraffin gelled with polyethylene.
  • the viscosity of the latent heat storage material 10 can be changed by adjusting the mixing ratio of polyethylene.
  • the melting point of polyethylene used in this example is 130 ° C.
  • Polyethylene-containing paraffin does not flow from 70 ° C to 80 ° C depending on the appropriate amount of polyethylene, and maintains a solid state as a whole even when the paraffin changes between a solid phase and a liquid phase. I don't have it. Therefore, the polyethylene-containing paraffin does not have fluidity at least within the use temperature range of the latent heat storage material 10. Thus, since the gel-like latent heat storage material 10 can maintain a solid state as a whole before and after the phase change, it is easy to handle.
  • the volume of the latent heat storage material 10 changes before and after the phase change.
  • polyethylene-containing paraffin shrinks at a predetermined volume change rate when the phase changes from a liquid phase to a solid phase.
  • a latent heat storage material stores, as heat energy, latent heat exchanged with the outside during a phase change of a substance.
  • the heat of fusion at the melting point of the latent heat storage material is used.
  • heat is continuously taken away from the outside at a constant phase change temperature, so that it is possible to suppress the temperature from rising above the melting point in a relatively long time.
  • the container body 20 is a hollow box having a rectangular parallelepiped outer shape.
  • a rectangular flat plate-shaped first member 30 and a second member 40 formed in a shallow container shape as a separate body from the first member 30 have a space formed inside. It has the structure combined with.
  • the second member 40 is provided with a bottom surface portion 41 having the same shape (rectangular flat plate shape) as the first member 30 and four side surfaces perpendicular to the bottom surface portion 41 (see FIG. (a) and (b) show only two side portions 42, 44.
  • four side portions including the side portions 42, 44 may be referred to as “side portions 42, 44, etc.”). is doing.
  • the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 form a predetermined accommodation space surrounded by five directions.
  • the first member 30 and the second member 40 are joined to each other by, for example, an adhesive so that the first member 30 and the bottom surface portion 41 are opposed to each other and the accommodation space of the second member 40 is hermetically sealed. .
  • an airtight space in which the latent heat storage material 10 is accommodated is formed inside the first member 30 and the second member 40. That is, the heat storage member 1 of the present embodiment has a closed system configuration.
  • the first member 30 and the second member 40 have such a rigidity that the first member 30 and the second member 40 do not deform so much even if the pressure in the airtight space is reduced by the contraction of the latent heat storage material 10.
  • the first member 30 is made of polyethylene (or a material containing polyethylene) having a relatively high affinity with the polyethylene-containing paraffin used as the latent heat storage material 10. That is, in this example, the latent heat storage material 10 includes the same material as the material for forming the first member 30 as a gelling agent.
  • the first member 30 is made of polyethylene having a relatively high affinity with the polyethylene-containing paraffin, so that it adheres to the latent heat storage material 10 with a relatively high adhesion. Adhesiveness between the latent heat storage material 10 and the first member 30 can be evaluated by, for example, energy required to separate the latent heat storage material 10 attached to the first member 30 from the first member 30.
  • the heat storage member 1 is used so that the outer surface of the first member 30 faces the heat absorption / dissipation target (for example, air in the refrigerator) where heat is absorbed or dissipated by the latent heat storage material 10.
  • the 1st member 30 is used as a partition plate which moves heat between the latent heat storage material 10 and the object of heat absorption / release.
  • the bottom surface portion 41 of the second member 40 is disposed on the surface (heat insulation side) opposite to the object to be absorbed and released.
  • the second member 40 is made of polypropylene having a lower affinity with polyethylene-containing paraffin used as the latent heat storage material 10 than polyethylene.
  • the second member 40 can be attached to the latent heat storage material 10 with lower adhesion than the adhesion between the first member 30 and the latent heat storage material 10.
  • Adhesiveness between the latent heat storage material 10 and the second member 40 can be evaluated by, for example, energy required to separate the latent heat storage material 10 attached to the second member 40 from the second member 40.
  • the energy required to separate the latent heat storage material 10 from the first member 30 is greater than the energy required to separate the latent heat storage material 10 from the second member 40.
  • the latent heat storage material 10 is The second member 40 is peeled off while being attached to the first member 30.
  • the latent heat storage material 10 (L) in a liquid phase at room temperature is filled in the airtight space inside the container body 20 with almost no gap.
  • the latent heat storage material 10 (L) is attached to both the inner surface of the first member 30 and the inner surface of the second member 40 (the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42, 44, etc.).
  • the latent heat storage material 10 (S) cooled to a temperature lower than the melting point of the latent heat storage material 10 and phase-changed from the liquid phase to the solid phase is the latent heat storage material 10 (L ) At a predetermined volume change rate.
  • the container body 20 since the container body 20 has relatively high rigidity, it does not deform so much. Thereby, the latent heat storage material 10 (S) remains attached to the first member 30 having relatively high adhesion, and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40 having relatively low adhesion. It peels off from etc.
  • the latent heat storage material 10 (S) has, for example, a substantially trapezoidal cross-sectional shape in which the lower bottom on the first member 30 side is longer than the upper bottom on the bottom surface portion 41 side.
  • a decompression layer 50 having a pressure lower than the ambient pressure (for example, atmospheric pressure) around the heat storage member 1 is formed.
  • the decompression layer 50 is formed in a layer shape over substantially the entire surface between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the latent heat storage material 10 since the gel-like latent heat storage material 10 does not have fluidity, the latent heat storage material 10 (L) flows down in a liquid phase state or a state during a phase change from a liquid phase to a solid phase. There is no. Therefore, the shapes of the solid phase latent heat storage material 10 (S) and the decompression layer 50 do not depend much on the relationship between the arrangement posture of the heat storage member 1 and the vertical direction.
  • the latent heat storage material 10 When returning from the state shown in FIG. 1B to a temperature higher than the melting point of the latent heat storage material 10 (for example, room temperature), the latent heat storage material 10 changes in phase from the solid phase to the liquid phase and expands at a predetermined volume change rate. To do. Thereby, the heat storage member 1 returns to the state shown in FIG.
  • a rectangular flat plate-like first member 30 made of polyethylene and a shallow container-like second member 40 made of polypropylene are formed by injection molding.
  • the gel-like latent heat storage material 10 is formed by adding paraffin to polyethylene by several weight%.
  • the gel-like latent heat storage material 10 is filled in the accommodation space surrounded by the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40 without gaps.
  • the frame-shaped end surfaces such as the side portions 42 and 44 of the second member 40 and the outer frame portion of the inner surface of the first member 30 so that the accommodation space filled with the latent heat storage material 10 is hermetically sealed. Are bonded using an adhesive.
  • the heat storage member 1 of the present embodiment adheres to the gel-like latent heat storage material 10 whose volume changes before and after the phase change accompanied by latent heat, and the latent heat storage material 10 with the first adhesion.
  • the latent heat storage material 10 contracts due to a phase change
  • the latent heat storage material 10 (S) can be peeled from the bottom surface portion 41 of the second member 40 while being attached to the first member 30.
  • the latent heat storage material 10 can be unevenly distributed to the 1st member 30 side and the space
  • the latent heat storage material 10 and the pressure reduction layer 50 are made into the container body 20. Can be separated into layers.
  • the decompression layer 50 is not formed on the first member 30 side, heat conduction in the latent heat storage material 10 or between the latent heat storage material 10 via the first member 30 and the outside (target for heat absorption and dissipation). It is possible to prevent heat transfer from being inhibited by the reduced pressure layer 50. Therefore, the heat absorption / radiation performance of the heat storage member 1 can be improved.
  • a laminar decompression layer 50 is formed between the second member 40 and the latent heat storage material 10. Since the decompression layer 50 is composed of a low-pressure gas having a high degree of vacuum, the molecular density is lower and the thermal conductivity is lower than that of the atmospheric pressure gas layer. Thereby, it can suppress that a heat
  • the latent heat storage material 10 may have a vapor pressure, and the vapor of the latent heat storage material 10 may slightly accumulate in the decompression layer 50.
  • the vapor pressure is sufficiently low with respect to the atmospheric pressure, so that the decompression layer 50 has a sufficient degree of vacuum and has little influence on the heat insulation characteristics. In particular, near the phase change temperature, the vapor pressure is almost zero, so that a higher heat insulating effect can be obtained by using the vapor pressure near the phase change temperature.
  • the latent heat storage material 10 that has become steam also has latent heat, the amount of latent heat is sufficiently smaller than the amount of latent heat of the entire member. For this reason, the loss etc. by the latent heat storage material 10 becoming steam can be disregarded.
  • the first member 30 is used as a partition plate that moves heat between the latent heat storage material 10 and an object that absorbs or radiates heat by the latent heat storage material 10. It is characterized by being able to. According to this configuration, since the first member 30 that is excellent in heat absorption / radiation can perform heat absorption / dissipation with respect to the heat absorption / release object, the excellent heat absorption / radiation of the heat storage member 1 can be efficiently used.
  • the heat storage member 1 of the present embodiment is characterized in that the latent heat storage material 10 does not have fluidity within the operating temperature range. According to this configuration, when the latent heat storage material 10 contracts due to a phase change, the latent heat storage material 10 on the first member 30 side and the first are not dependent on the relationship between the arrangement posture of the heat storage member 1 and the vertical direction.
  • the decompression layer 50 on the two member 40 side can be separated into layers.
  • the latent heat storage material 10 adheres to both the first member 30 and the second member 40 on one side before and after the phase change, and from the second member 40 on the other side before and after the phase change. It is characterized by peeling. According to this configuration, when the latent heat storage material 10 contracts due to phase change, the latent heat storage material 10 on the first member 30 side and the decompression layer 50 on the second member 40 side can be separated into layers.
  • the heat storage member 1 of the present embodiment is characterized in that the first member 30 and the second member 40 are formed of different forming materials. According to this configuration, it becomes easy to make the adhesion between the first member 30 and the latent heat storage material 10 higher than the adhesion between the second member 40 and the latent heat storage material 10.
  • FIG.2 and FIG.3 show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 2 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 2 of the present embodiment has a gas flow in and out of the container body 20 as compared with the heat storage member 1 of the first embodiment. It is characterized in that possible vent holes 62 and 64 are formed. That is, the heat storage member 2 of the present embodiment has an open system configuration rather than a closed system. An open space opened to the atmospheric pressure (for example, atmospheric pressure) around the heat storage member 2 is formed inside the container body 20.
  • the vent hole 62 is formed at a position near the bottom surface portion 41 of the side surface portion 42 of the second member 40 (for example, near the corner between the side surface portion 42 and the bottom surface portion 41).
  • the vent hole 64 is formed at a position near the bottom surface portion 41 in the side surface portion 44 (for example, in the vicinity of a corner portion between the side surface portion 44 and the bottom surface portion 41).
  • the latent heat storage material 10 (L) in a liquid phase state is filled in the open space inside the container body 20 with almost no gap.
  • the latent heat storage material 10 (L) is attached to both the inner surface of the first member 30 and the inner surface of the second member 40 (the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42, 44, etc.).
  • the latent heat storage material 10 (S) phase-changed from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 10 (L).
  • the latent heat storage material 10 (S) remains attached to the first member 30 having relatively high adhesion, and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40 having relatively low adhesion. It peels off from etc.
  • As the latent heat storage material 10 contracts air flows into the open space inside the container body 20 from the outside through the vent holes 62 and 64. Thereby, an air layer 52 is formed between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the air layer 52 is formed in a layer shape over substantially the entire surface between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the flow rate of the air flowing in and out between the outside of the container body 20 and the air layer 52 is increased, heat transfer by convection in the air layer 52 is promoted, and the heat insulating effect by the air layer 52 may be reduced. There is. Therefore, in order to suppress the inflow and outflow of air through the vent holes 62 and 64, it is desirable to reduce the diameter (inner diameter) of the vent holes 62 and 64 to some extent.
  • the latent heat storage material 10 is accommodated in a container body 20 formed using at least the first member 30 and the second member 40, and the container body 20 is inside and outside the container body 20. And has vent holes 62 and 64 through which gas can flow in and out.
  • the latent heat storage material 10 contracts due to a phase change
  • the latent heat storage material 10 can be unevenly distributed on the first member 30 side
  • the air layer 52 can be unevenly distributed on the second member 40 side.
  • the latent heat storage material 10 and the air layer 52 can be separated into layers. For this reason, it is possible to prevent the air layer 52 from inhibiting heat conduction in the latent heat storage material 10 and heat transfer between the latent heat storage material 10 and the outside via the first member 30. Therefore, the heat absorption / radiation performance of the heat storage member 2 can be improved.
  • a layered air layer 52 is formed between the second member 40 and the latent heat storage material 10.
  • the air layer 52 has a lower molecular density and lower thermal conductivity than a liquid or solid. Thereby, it can suppress that a heat
  • the container body 20 filled with the latent heat storage material 10 is open to the atmospheric pressure, no pressure difference occurs inside and outside the container body 20 even if the volume of the latent heat storage material 10 changes due to a phase change. . Therefore, according to the present embodiment, the container body 20 can be prevented from being deformed or mechanically damaged.
  • the air holes 62 and 64 are formed at positions near the bottom surface portion 41 of the side surface portions 42 and 44. At this position, the latent heat storage material 10 is likely to be peeled off relatively quickly when the volume of the latent heat storage material 10 shrinks, so that the vent holes 62 and 64 are less likely to be blocked by the latent heat storage material 10. Therefore, according to the present embodiment, air can be more surely flowed into the container body 20 when the latent heat storage material 10 contracts in volume.
  • the latent heat storage material 10 undergoes a phase change from the solid phase to the liquid phase, that is, when the latent heat storage material 10 expands in volume, the latent heat storage material 10 near the side portions 42 and 44 undergoes a phase change relatively quickly and expands. To do. Therefore, the air holes 62 and 64 are first closed during the volume expansion of the latent heat storage material 10, and the air is trapped before the entire latent heat storage material 10 changes to the liquid phase. May become a sealed space. In this case, when the entire latent heat storage material 10 is changed into the liquid phase, the state shown in FIG. 2A is not restored, and is confined in a part between the latent heat storage material 10 (L) and the bottom surface portion 41. Air remains. As a result, stress is generated in the container body 20 by the amount of remaining air, which may lead to member damage or deformation of the container body 20.
  • FIGS. 3A and 3B show a modification of the present embodiment as a configuration for preventing the above-described member damage and deformation.
  • a vent hole 66 having the same configuration as the vent holes 62 and 64 is provided near the center of the bottom surface portion 41.
  • FIG. 4A and 4B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 3 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 3 of the present embodiment has a hollow spherical capsule member 70 as compared with the heat storage member 1 of the first embodiment. It is characterized in that it is provided in an internal airtight space.
  • the capsule member 70 has a diameter (outer diameter) equal to the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 of the second member 40.
  • the capsule member 70 is formed of a material that has a lower affinity for the latent heat storage material 10 than the material for forming the first member 30 and higher than the material for forming the second member 40.
  • the adhesion between the capsule member 70 and the latent heat storage material 10 is lower than the adhesion between the first member 30 and the latent heat storage material 10 and higher than the adhesion between the second member 40 and the latent heat storage material 10.
  • the capsule member 70 has such a rigidity that the space between the first member 30 and the bottom surface portion 41 can be maintained even if the pressure in the airtight space is reduced due to the volume contraction of the latent heat storage material 10.
  • a plurality of capsule members 70 are provided, for example, at an arrangement density that can maintain the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 over the entire container body 20 (in FIGS. 4A and 4B). Two are shown). Inside the capsule member 70, a heat insulating material 72 is enclosed.
  • the heat conductivity of the heat insulating material 72 is lower than at least the heat conductivity of the latent heat storage material 10.
  • the heat conductivity of the heat insulating material 72 is lower than the heat conductivity of the forming material of the first member 30 and the second member 40.
  • air is used as the heat insulating material 72.
  • the latent heat storage material 10 (L) in a liquid phase is filled with almost no gap except for the space occupied by the capsule member 70 in the airtight space inside the container body 20. .
  • the latent heat storage material 10 (L) is attached to both the inner surface of the first member 30 and the inner surface of the second member 40 (the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42, 44, etc.).
  • the latent heat storage material 10 (S) that has undergone a phase change from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 10 (L).
  • the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 is maintained by the capsule member 70.
  • the latent heat storage material 10 (S) remains attached to the first member 30 having relatively high adhesion, and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40 having relatively low adhesion. It peels off from etc.
  • the decompression layer 50 is formed between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the decompression layer 50 is formed in layers between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the heat storage member 3 of the present embodiment is provided between the first member 30 and the second member 40, and is an interval maintaining member (capsule member) that maintains the interval between the first member 30 and the bottom surface portion 41 of the second member 40. 70).
  • the heat storage member 3 of the present embodiment is characterized in that the interval maintaining member (capsule member 70) has a spherical shape having a diameter equal to the interval between the first member 30 and the bottom surface portion 41. To do. According to this configuration, the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 can be more reliably maintained without depending on the inclination or the like of the distance maintaining member with respect to the first member 30 or the bottom surface portion 41.
  • the heat storage member 3 of the present embodiment is characterized in that the interval maintaining member has a hollow spherical capsule member 70 and a heat insulating material 72 enclosed in the capsule member 70. According to this configuration, heat can be prevented from being released from the latent heat storage material 10 to the outside via the second member 40. Therefore, the heat loss of the heat storage member 3 can be reduced, and the heat insulation can be improved.
  • the capsule member 70 is provided in the container body 20 of the sealed heat storage member 3
  • the capsule member 70 may be provided in the container body 20 of the open heat storage member 3. Good.
  • FIGS. 5A and 5B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 4 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 4 of the present embodiment is characterized in that a heat storage material 74 is enclosed in a capsule member 70 with respect to the third embodiment.
  • a heat storage material 74 for example, the same gel-like latent heat storage material as the latent heat storage material 10 is used.
  • a gel-like latent heat storage material different from the latent heat storage material 10 a non-gel-like latent heat storage material, a sensible heat storage material, or the like can be used.
  • the same gel-like heat storage material as the latent heat storage material 10 is used as the heat storage material 74, as shown in FIG. 5B, when the latent heat storage material 10 contracts in volume due to a phase change, the heat storage material in the capsule member 70. Similarly, 74 undergoes phase change and volume shrinkage.
  • the heat storage member 4 according to the present embodiment is characterized in that the interval maintaining member includes a hollow spherical capsule member 70 and a heat storage material 74 enclosed in the capsule member 70. According to this configuration, the heat storage amount of the heat storage member 4 as a whole can be made larger than that in the third embodiment.
  • FIG. 6A and 6B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 5 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 5 of the present embodiment has a phase in the airtight space inside the container body 20 as compared with the heat storage member 1 of the first embodiment. It is characterized in that air reservoirs 82 and 84 in which the latent heat storage material 10 does not exist are provided before and after the change.
  • the air reservoir 82 is provided in layers over the entire surface between the latent heat storage material 10 and the side surface portion 42 of the second member 40.
  • the air reservoir 84 is provided in layers over the entire surface between the latent heat storage material 10 and the side surface portion 44 of the second member 40. Air is filled in the air reservoirs 82 and 84.
  • the air reservoirs 82 and 84 may be filled with other gas such as inert gas instead of air. Further, an air reservoir may be formed in a layered manner between two side portions (not shown) other than the side portions 42 and 44 and the latent heat storage material 10.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is along the air reservoir 82 and the side surface portion 44 along the side surface portion 42 in the airtight space inside the container body 20.
  • the portion except the air reservoir 84 is filled. That is, in this example, the latent heat storage material 10 (L) adheres to the first member 30 and the bottom surface portion 41 and does not adhere to the side surface portions 42 and 44.
  • the latent heat storage material 10 (S) that has undergone a phase change from the liquid phase to the solid phase remains relatively attached to the first member 30 having a relatively high adhesion property. It peels from the bottom face part 41 of the 2nd member 40 with low adhesiveness. Thereby, the decompression layer 51 is formed in layers between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41.
  • the latent heat storage material 10 is accommodated in a container body 20 that is formed airtight using at least the first member 30 and the second member 40. Air reservoirs (gas spaces) 82 and 84 in which the latent heat storage material 10 does not exist are formed before and after the change.
  • the latent heat storage material 10 (L) is filled in the airtight space with almost no gap (see FIG. 1 (a)), relatively little air is present in the airtight space.
  • the heat storage member 5 of the present embodiment since the air reservoirs 82 and 84 are provided in the airtight space, a relatively large amount of air exists in the airtight space.
  • the pressure of the pressure reduction layer 51 formed by volume contraction of the latent heat storage material 10 can be made higher than the pressure of the pressure reduction layer 50 of 1st Embodiment. Therefore, according to the present embodiment, in the sealed heat storage member 5, stress generated in the container body 20 due to the pressure difference between the inside and outside of the container body 20 can be relieved, so that deformation and mechanical damage of the container body 20 can be prevented. Can do.
  • FIG. 7A and 7B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 6 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 6 of the present embodiment has a side surface portion 42 of the second member 40 that is a container body as compared to the heat storage member 1 of the first embodiment. It is characterized in that a bulging portion 88 that bulges toward the outside of 20 and an air reservoir 86 formed on the inside of the bulging portion 88 are provided.
  • the bulging portion 88 is formed over the entire side surface portion 42 in the depth direction of the paper surface of FIGS. 7 (a) and 7 (b).
  • the bulging portion 88 of this example is integrally formed of the same material as the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40, but the bulging portion 88 is formed separately from the second member 40. Thereafter, the second member 40 may be airtightly joined.
  • the air reservoir 86 constitutes a part of an airtight space in the container body 20.
  • the latent heat storage material 10 does not exist before and after the phase change.
  • the air reservoir 86 communicates with a space filled with the latent heat storage material 10 in the airtight space via a communication portion 87 provided on the side surface portion 42.
  • the communication portion 87 is provided at a position near the bottom surface portion 41 in the side surface portion 42.
  • the latent heat storage material 10 (L) in a liquid phase is filled in a portion of the airtight space inside the container body 20 except for the air reservoir 86 and the communication portion 87.
  • the latent heat storage material 10 (L) is attached to the inner surface of the first member 30 and the inner surface of the portion of the second member 40 excluding the air reservoir 86 and the communication portion 87.
  • the latent heat storage material 10 (S) that has undergone a phase change from the liquid phase to the solid phase remains relatively attached to the first member 30 that has relatively high adhesion. It peels from the bottom face part 41 and the side face parts 42 and 44 of the second member 40 having low adhesion. Thereby, the decompression layer 51 is formed between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the air reservoir 86 is provided in the airtight space inside the container body 20, the air present in the airtight space can be relatively increased as in the fifth embodiment.
  • the pressure of the pressure reduction layer 51 formed by volume contraction of the latent heat storage material 10 can be made higher than the pressure of the pressure reduction layer 50 of 1st Embodiment. Therefore, according to the present embodiment, in the heat storage member 6 of the sealed system, the stress generated in the container body 20 due to the pressure difference between the inside and outside of the container body 20 can be relieved, so that deformation and mechanical breakage of the container body 20 can be prevented. Can do.
  • FIG. 8A and 8B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 7 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 7 of the present embodiment has an air pool in the airtight space inside the container body 20 as compared with the heat storage member 1 of the first embodiment. It is characterized in that 89 is provided.
  • the air reservoir 89 is provided in layers over the entire surface between the latent heat storage material 10 (L) and the bottom surface portion 41.
  • the latent heat storage material 10 (L) in a liquid phase is filled in a portion of the airtight space inside the container body 20 excluding the air reservoir 89 along the bottom surface portion 41. ing. That is, in this example, the latent heat storage material 10 (L) adheres to the first member 30 and the side surface portions 42 and 44 and does not adhere to the bottom surface portion 41. In this state, the distance between the latent heat storage material 10 (L) and the bottom surface portion 41, that is, the thickness of the air reservoir 89 is D1.
  • the latent heat storage material 10 (S) that has undergone a phase change from the liquid phase to the solid phase remains relatively attached to the first member 30 that has relatively high adhesion. It peels from the side surface parts 42 and 44 of the 2nd member 40 with low adhesiveness. Thereby, the decompression layer 51 is formed between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44. In this state, the interval between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41, that is, the thickness of the decompression layer 51 is D2 wider than the interval D1.
  • the heat storage member 7 of the present embodiment sandwiches the gel-like latent heat storage material 10 whose volume changes before and after the phase change with latent heat, the first member 30 attached to the latent heat storage material 10, and the latent heat storage material 10.
  • the bottom surface portion 41 that is disposed to face the first member 30 and does not come into contact with the latent heat storage material 10, and the gas layer (the air reservoir 89 or the decompression layer 51) formed between the latent heat storage material 10 and the bottom surface portion 41. ).
  • the air reservoir 89 is provided in the airtight space inside the container body 20, the air existing in the airtight space can be relatively increased as in the fifth embodiment. .
  • the pressure of the pressure reduction layer 51 formed by volume contraction of the latent heat storage material 10 can be made higher than the pressure of the pressure reduction layer 50 of 1st Embodiment. Therefore, according to the present embodiment, in the heat storage member 7 of the closed system, the stress generated in the container body 20 due to the pressure difference between the inside and outside of the container body 20 can be relieved, so that deformation and mechanical damage of the container body 20 can be prevented. Can do.
  • FIG. 9A and 9B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 8 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 8 of the present embodiment is a column having a columnar shape (spacing maintaining member) as compared to the heat storage member 1 of the first embodiment.
  • 90 is provided in the airtight space inside the container body 20.
  • the support 90 has, for example, a cylindrical shape.
  • One bottom surface of the support column 90 is in contact with the inner surface of the first member 30, and is bonded and fixed to the surface, for example.
  • the other bottom surface of the support column 90 is in contact with the inner surface of the bottom surface portion 41 of the second member 40, and is bonded and fixed to the surface, for example.
  • the support column 90 has a height equal to the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41.
  • the strut 90 is formed of, for example, a material that has a lower affinity for the latent heat storage material 10 than that of the first member 30 and higher than that of the second member 40. That is, the adhesion between the support 90 and the latent heat storage material 10 is lower than the adhesion between the first member 30 and the latent heat storage material 10 and higher than the adhesion between the second member 40 and the latent heat storage material 10. Yes.
  • the strut 90 has such a rigidity that the space between the first member 30 and the bottom surface portion 41 can be maintained even if the pressure in the airtight space is reduced due to the volume contraction of the latent heat storage material 10.
  • a plurality of support columns 90 are provided in such an arrangement density that the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 can be maintained over the entire container body 20 (three in FIG. 9A and FIG. 9B). Shown).
  • the support column 90 is made of a material having a relatively low thermal conductivity.
  • the thermal conductivity of the material forming the support 90 is lower than the thermal conductivity of the latent heat storage material 10.
  • the thermal conductivity of the forming material of the support 90 is lower than the thermal conductivity of the forming material of the first member 30 and the second member 40.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is filled with almost no gap except for the space occupied by the support column 90 in the airtight space inside the container body 20.
  • the latent heat storage material 10 (L) is attached to both the inner surface of the first member 30 and the inner surface of the second member 40 (the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42, 44, etc.).
  • the latent heat storage material 10 (S) that has undergone a phase change from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 10 (L).
  • the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 is maintained by the support column 90.
  • the latent heat storage material 10 (S) remains attached to the first member 30 having relatively high adhesion, and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40 having relatively low adhesion. It peels off from etc.
  • a laminar decompression layer 50 is formed between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the heat storage member 8 of the present embodiment is provided between the first member 30 and the second member 40, and is an interval maintaining member (a support column 90) that maintains the interval between the first member 30 and the bottom surface portion 41 of the second member 40. ).
  • a support column 90 an interval maintaining member that maintains the interval between the first member 30 and the bottom surface portion 41 of the second member 40.
  • the heat storage member 8 of the present embodiment is characterized in that the interval maintaining member (the support column 90) has a columnar shape having a height equal to the interval between the first member 30 and the bottom surface portion 41. To do. Since the pillar 90 having a columnar shape has high strength in the height direction, the distance between the first member 30 and the bottom surface portion 41 can be more reliably maintained.
  • the heat storage member 8 of the present embodiment is characterized in that the support column 90 is formed of a material having low thermal conductivity. According to this configuration, heat can be prevented from being released from the latent heat storage material 10 to the outside via the second member 40. Therefore, the heat loss of the heat storage member 8 can be reduced, and the heat insulation can be improved.
  • the support column 90 is provided in the container body 20 of the sealed heat storage member 8 in the present embodiment.
  • the support column 90 may be provided in the container body 20 of the open system heat storage member.
  • FIGS. 10A and 10B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 9 according to this embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 9 according to the present embodiment is more porous than the heat storage member 2 according to the second embodiment. It is characterized in that 102 and 104 are provided.
  • a continuous porous body for example, foamed urethane or the like
  • the porous body 102 is filled in the vent hole 62, and the porous body 104 is filled in the vent hole 64.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is filled in the open space inside the container body 20 with almost no gap.
  • the latent heat storage material 10 (L) is attached to both the inner surface of the first member 30 and the inner surface of the second member 40 (the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42, 44, etc.).
  • the latent heat storage material 10 (S) phase-changed from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 10 (L).
  • the latent heat storage material 10 (S) is attached to the first member 30 having relatively high adhesion, and from the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44 of the second member 40 having relatively low adhesion properties. Peel off.
  • As the latent heat storage material 10 contracts air flows into the open space inside the container body 20 from the outside through the porous bodies 102 and 104 provided in the vent holes 62 and 64, respectively.
  • an air layer 52 is formed between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the air layer 52 is formed in a layer shape over substantially the entire surface between the latent heat storage material 10 (S) and the bottom surface portion 41 and the side surface portions 42 and 44.
  • the heat storage member 9 is characterized in that the porous holes 102 and 104 that suppress the inflow and outflow of gas inside and outside the container body 20 are provided in the vent holes 62 and 64.
  • the flow rate of the air flowing in and out between the outside of the container body 20 and the air layer 52 is increased, heat transfer by convection in the air layer 52 is promoted, and the heat insulating effect by the air layer 52 may be reduced.
  • the porous bodies 102 and 104 are filled in the vent holes 62 and 64, respectively, the inflow and outflow of air through the vent holes 62 and 64 can be suppressed as much as possible. Therefore, according to this Embodiment, the higher heat insulation effect is acquired.
  • the heat storage member having a plate shape as a whole is taken as an example, but it is possible to form the heat storage container using the heat storage member.
  • 11 to 13 show an example of a heat storage container formed using the heat storage member of the above embodiment.
  • FIGS. 11A and 11B show a configuration in which a horizontal cross section of the heat storage container 201 formed using the heat storage member 1 of the first embodiment is viewed from above.
  • the heat storage container 201 has a rectangular parallelepiped box shape with an upper surface opened as a whole.
  • the heat storage container 201 is disposed outside the first member 230, the first member 230 having a rectangular parallelepiped box shape whose upper surface is opened, and is substantially similar to the first member 230 and more than the first member 230. It has a double container structure including the second member 240 having a large size. An airtight space is formed between the first member 230 and the second member 240.
  • the first member 230 is disposed on the inner wall surface side of the heat storage container 201.
  • An accommodation space 260 surrounded by the inner wall surface of the heat storage container 201 is formed inside the first member 230.
  • the second member 240 is disposed at a position farther than the first member 230 with respect to the accommodation space 260.
  • the latent heat storage material 210 (L) in the liquid phase is filled in the airtight space between the first member 230 and the second member 240 with almost no gap.
  • the latent heat storage material 210 (L) is attached to both the first member 230 and the second member 240.
  • the latent heat storage material 210 (S) phase-changed from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 210 (L).
  • the latent heat storage material 210 (S) is peeled off from the second member 240 having relatively low adhesion while remaining attached to the first member 230 having relatively high adhesion.
  • the decompression layer 250 is formed between the latent heat storage material 210 (S) and the second member 240.
  • the latent heat storage material 210 contracts due to a phase change
  • the latent heat storage material 210 (S) can be peeled from the second member 240 while being attached to the first member 230.
  • the latent heat storage material 210 and the decompression layer 250 can be separated into layers. it can. Therefore, heat conduction in the latent heat storage material 210 and heat transfer between the latent heat storage material 210 and the heat absorption / dissipation target (for example, air in the accommodation space 260) via the first member 230 are inhibited by the decompression layer 250. Can be prevented. Therefore, the thermal storage container 201 excellent in the heat absorption / radiation property with respect to the heat absorption / release object is obtained.
  • a decompression layer 250 is formed between the second member 240 and the latent heat storage material 210. Since the decompression layer 250 is composed of a low-pressure gas, the thermal conductivity is low. Thereby, it is possible to suppress heat from being released to the outside through the second member 240 from the latent heat storage material 210. Therefore, the heat storage container 201 excellent in heat insulation is obtained.
  • the heat storage container 201 shown in FIGS. 11A and 11B can be used as an inner wall of a refrigerator or a freezer.
  • FIGS. 12 (a) and 12 (b) show a configuration in which a horizontal cross section of the heat storage container 202 formed using the heat storage member 1 of the first embodiment is viewed from above.
  • the heat storage container 202 has the same configuration as that of the heat storage container 201 except that it has a bottomed cylindrical shape with an open upper surface as a whole, and provides the same operational effects. .
  • FIGS. 13A and 13B show cross-sectional configurations in which the heat storage container 203 formed using the heat storage member 1 of the first embodiment is cut along a plane including the vertical direction.
  • the thermal storage container 203 has a cross-sectional L-shaped shape as a whole.
  • the heat storage container 203 includes a first member 270 formed in a plate shape having an L-shaped cross section, and a second member 280 that forms an L-shaped airtight space together with the first member 270 outside the first member 270. have.
  • the first member 270 is disposed on the inner wall surface side of the heat storage container 203.
  • An accommodation space 260 surrounded by the inner wall surface of the heat storage container 203 is formed in the space surrounded by the two surfaces of the first member 270.
  • the second member 280 is disposed at a position farther than the first member 270 with respect to the accommodation space 260.
  • the latent heat storage material 210 (L) in a liquid phase state is filled in an airtight space between the first member 270 and the second member 280 with almost no gap.
  • the latent heat storage material 210 (L) is attached to both the first member 270 and the second member 280.
  • the latent heat storage material 210 (S) phase-changed from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 210 (L).
  • the latent heat storage material 210 (S) is peeled off from the second member 280 having relatively low adhesion while remaining attached to the first member 270 having relatively high adhesion.
  • a decompression layer 250 having an L-shaped cross section is formed between the latent heat storage material 210 (S) and the second member 280.
  • the heat storage container 203 excellent in both heat absorption / radiation property and heat insulation is obtained similarly to the heat storage containers 201 and 202.
  • FIGS. 14A and 14B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 310 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the second member 40 has a plurality of (for example, four) semi-cylindrical portions 40a to 40 having a semi-cylindrical (arched) shape. 40d has a shape connected in parallel.
  • the first member 30 has a rectangular flat plate shape as in the first embodiment. The first member 30 and the second member 40 are combined and joined so that a plurality of semi-cylindrical spaces are formed in parallel inside. Adjacent semicylindrical spaces may communicate with each other or may be separated from each other.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is filled in each semi-cylindrical space with almost no gap.
  • the latent heat storage material 10 (S) phase-changed from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 10 (L).
  • the latent heat storage material 10 (S) is peeled off from the second member 40 having relatively low adhesion while remaining attached to the first member 30 having relatively high adhesion. To do.
  • a reduced-pressure layer 50 having a crescent-shaped cross section that functions as a heat insulating layer is formed in each semi-cylindrical space. According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment and the like can be obtained, and the strength of the heat storage member 310 with respect to the load from the vertical direction in the drawing can be increased.
  • FIG. 15A and 15B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 311 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the first member 30 has a plurality of (for example, four) semi-cylindrical portions 30a to 30 having a semi-cylindrical (arched) shape.
  • 30d has a shape connected in parallel.
  • the mutually adjacent semi-cylindrical portions 30a and 30b are connected through a flat connecting portion 36a.
  • the semicylindrical portions 30b, 30c, and 30d adjacent to each other are connected to each other via flat plate-like connecting portions 36b and 36c.
  • Each of the connecting portions 36a to 36c has a rectangular flat plate shape that is long in the axial direction of the semi-cylindrical portions 30a to 30d.
  • the connecting portions 36a to 36c have predetermined flexibility or stretchability.
  • the second member 40 has a shape in which a plurality of semi-cylindrical portions 40a to 40d are connected in parallel.
  • the semi-cylindrical portions 40a, 40b, 40c, and 40d that are adjacent to each other are connected to each other via flat plate-like connecting portions 46a, 46b, and 46c.
  • Each of the connecting portions 46a to 46c has a rectangular flat plate shape that is long in the axial direction of the semi-cylindrical portions 40a to 40d.
  • the connecting portions 46a to 46c have predetermined flexibility or stretchability.
  • the first member 30 and the second member 40 are combined and joined so that a plurality of cylindrical spaces are formed in parallel inside.
  • the corresponding connecting portions 36a, 36b, 36c and the connecting portions 46a, 46b, 46c are also joined to each other, and the adjacent cylindrical spaces are separated from each other with the joined connecting portions interposed therebetween. Yes.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is filled in each cylindrical space with almost no gap.
  • the latent heat storage material 10 (S) phase-changed from the liquid phase to the solid phase contracts at a predetermined volume change rate with respect to the latent heat storage material 10 (L).
  • the latent heat storage material 10 (L) is peeled off from the second member 40 having relatively low adhesion while remaining attached to the first member 30 having relatively high adhesion. To do. Thereby, between the latent heat storage material 10 (S) and the second member 40, a reduced-pressure layer 50 having a crescent-shaped cross section that functions as a heat insulating layer is formed in each cylindrical space.
  • the same effects as those of the first embodiment and the like can be obtained, and the strength of the heat storage member 311 with respect to the load from the vertical direction in the drawing can be increased.
  • the thermal storage member 311 can be bent as shown in FIG.15 (c). For this reason, the heat storage member 311 can be deformed into a shape along, for example, a corner portion in the cool box.
  • FIGS. 16A and 16B show a schematic cross-sectional configuration of the heat storage member 312 according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the heat storage member 312 of the present embodiment has the same configuration as the heat storage member 1 of the first embodiment.
  • the heat storage member 312 functions as the cooling unit 35 for the first member 30 to release cold from the latent heat storage material 10, and the bottom surface 41 (or the side surfaces 42, 44, etc.) of the second member 40 is the latent heat storage material.
  • 10 is characterized in that it functions as a cold storage unit 45 for accumulating cold heat.
  • the cold storage unit 45 is close to or in contact with a cooling device (for example, a cooler of a direct cooling type cool box), and the cool cooling unit 35 is to be cooled (for example, the air in the cool box of the cool box) side. Used to face. That is, the heat storage member 312 is configured to store cold from one surface and to cool from the other surface.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is filled in the space inside the container body 20 with almost no gap.
  • the latent heat storage material 10 (L) is in close contact with both the cool discharge unit 35 and the cool storage unit 45. Since the latent heat storage material 10 (L) is in close contact with the cold storage unit 45, it is rapidly cooled by the cold heat from the cooling device.
  • the latent heat storage material 10 (S) is in a cool storage with a relatively low adhesion, while being in close contact with the cooler 35 (first member 30) with a relatively high adhesion. It peels from the part 45 (2nd member 40).
  • a decompression layer 50 that functions as a heat insulation layer is formed.
  • the latent heat storage material 10 (S) is insulated from the cold storage part 45 by the decompression layer 50, the heat loss by cooling from the latent heat storage material 10 (S) to the cold storage part 45 side is reduced. Can do. Moreover, since the latent heat storage material 10 (S) is closely_contact
  • a sensor for example, a sensor using a piezoelectric element
  • a cooling device for example, a compressor in a cold storage
  • the cooling device is controlled to be in an ON state.
  • the liquid phase latent heat storage material 10 (L) is efficiently cooled by the cooling device via the cool storage unit 45.
  • the cooling device is controlled to be turned off to stop the cooling of the latent heat storage material 10.
  • the cooling device is controlled to be turned on again.
  • cooling of the latent-heat storage material 10 (L) by a cooling device is restarted.
  • the latent heat storage material 10 can be effectively cooled by controlling the cooling device.
  • FIGS. 17 (a) and 17 (b) show a schematic configuration of a direct cooling type cool box (refrigerator or freezer) 400 provided with the heat storage member 312 according to the present embodiment.
  • FIGS. 17A and 17B show the configuration of the cool box 400 with the door opened as viewed from the front, but only the heat storage member 312 shows a cross-sectional configuration for easy understanding.
  • the cool box 400 includes a substantially rectangular parallelepiped main body 410 that is open on one side, a cool room 420 formed inside the main body 410, and an upper part in the cool room 420. And a plate-like cooler (evaporator) 430 provided horizontally.
  • a heat storage member 312 is attached to the lower surface of the cooler 430 so that the lower surface and the cold storage unit 45 are in contact with each other.
  • the cooling unit 35 of the heat storage member 312 faces the cold insulation chamber 420.
  • the latent heat storage material 10 (L) in the liquid phase is in close contact with the cold storage unit 45, and thus is cooled by heat transfer with the cooler 430.
  • the latent heat storage material 10 (S) that has undergone a phase change from the liquid phase to the solid phase is relatively in close contact with the cooler 35 having relatively high adhesion. It peels from the cool storage part 45 with low adhesiveness.
  • a decompression layer 50 that functions as a heat insulation layer is formed.
  • the latent heat storage material 10 (S) is insulated from the cold storage unit 45 by the decompression layer 50, the latent heat storage material 10 (S) is moved from the latent heat storage material 10 (S) to the cold storage unit 45 side (for example, the cooler 430 when the compressor is stopped). It is possible to reduce heat loss due to cooling. Moreover, since the latent heat storage material 10 (S) is closely_contact
  • FIG. 18 shows an example of a configuration in which the side surface portions 42 and 44 are formed of a member different from the bottom surface portion 41 in the heat storage member of the first embodiment.
  • members having higher rigidity than the bottom surface portion 41 are used for the side surface portions 42 and 44 from the viewpoint of strength.
  • the side parts 42 and 44 in order to reduce the heat conduction between the 1st member 30 and the bottom face part 41, it is desirable for the side parts 42 and 44 to use the member excellent in heat insulation.
  • the latent heat storage material 10 when the latent heat storage material 10 is contracted in volume, if the latent heat storage material 10 is attached to the side surfaces 42 and 44, heat exchange is promoted via the side surfaces 42 and 44. Therefore, it is desirable to use a member having low adhesion to the latent heat storage material 10 as the bottom surface portion 41 for the side surface portions 42 and 44.
  • FIG. 19 shows an example of a configuration in which the heat storage member of the second embodiment is devised to suppress vaporization from the latent heat storage material 10. In the example shown in FIG.
  • the surface that comes into contact with air due to volume shrinkage of the latent heat storage material 10, that is, the surface that does not come into contact with the first member 30 is covered with the film 110 having a high gas barrier property.
  • the film 110 is formed using, for example, aluminum vapor-deposited polyethylene terephthalate. In this case, in order to prevent the deformation of the latent heat storage material 10 due to repeated phase changes, it is desirable to use a film that shrinks following the volume shrinkage of the latent heat storage material 10.
  • the heat storage member that stores cold heat is taken as an example.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to a heat storage member that stores warm heat.
  • chamber of a refrigerator was mentioned as an example, this invention is not restricted to this, It can also be used as building materials, such as a wall material and a flooring of a building. .
  • the latent heat storage material that shrinks in volume due to the phase change from the liquid phase to the solid phase has been described as an example. It can also be applied to a latent heat storage material (for example, water added with a gelling agent).
  • the adhesion between the side surface portions 42 and 44 and the latent heat storage material 10 is lower than the adhesion between the first member 30 and the latent heat storage material 10 has been described.
  • the adhesion between the side surface portions 42 and 44 and the latent heat storage material 10 may be equal to the adhesion between the first member 30 and the latent heat storage material 10.
  • the adhesiveness with respect to the latent heat storage material 10 of the 1st member 30 and the 2nd member 40 differ, the example which formed the 1st member 30 and the 2nd member 40 with a different formation material was given.
  • the present invention is not limited to this. You may make it vary the adhesiveness with respect to the latent heat storage material 10 by varying the surface treatment of the 1st member 30 and the 2nd member 40. FIG. Thereby, the same material can be used for the first member 30 and the second member 40.
  • first member 30 and the second member 40 may be formed of the same material, and only the contact surface of the second member 40 with the latent heat storage material 10 may be processed with a fluororesin (Teflon (registered trademark)). Thereby, the adhesion of the second member 40 to the latent heat storage material 10 can be made lower than that of the first member 30.
  • fluororesin Teflon (registered trademark)
  • the contact surface of the second member 40 with the latent heat storage material 10 may be processed to be hydrophilic.
  • the adhesion of the second member 40 to the latent heat storage material 10 can be made lower than that of the first member 30.
  • the contact surface of the first member 30 with the latent heat storage material 10 may be processed to be hydrophilic.
  • the contact area with the latent heat storage material 10 can be increased, so that adhesion can be enhanced.
  • innumerable irregularities may be formed on the contact surface of the first member 30 with the latent heat storage material 10 and the contact surface of the second member 40 with the latent heat storage material 10 may be formed smoothly.
  • the arithmetic average roughness Ra of the first member 30 is larger than the arithmetic average roughness Ra of the second member 40.
  • each of the first member 30 and the second member 40 may be constituted by a base material and a film (film) formed on the surface of the base material on the latent heat storage material 10 side.
  • the same adhesion as that of the latent heat storage material 10 on the surface of the film is made different from each other. An effect can be obtained.
  • the latent heat storage material 10 is a paraffin type
  • a film formed of a polymer mainly composed of polyethylene is provided on the surface of the first member 30.
  • a polymer or additive (thermal conductive filler or flame retardant) other than the base material is added to such an extent that the adhesion with the latent heat storage material 10 does not change greatly. May be used.
  • strength of a member can be improved, the heat-conducting characteristic of a member can be improved, and a cool absorption / cooling cool characteristic can be improved.
  • the latent heat storage material 10 that undergoes a phase transition between solid and liquid is taken as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the latent heat storage material that undergoes a phase transition between solid and solid (solid latent heat storage material).
  • Material can also be used.
  • a material that causes a phase transition (magnetic phase transition) from a state in which electron spins are regularly arranged to a completely random state may be used as the latent heat storage material.
  • Examples of such a material include magnetic Laves phase compounds such as GdAl 2 and YMn 2 that undergo phase transition between ferromagnetism or antiferromagnetism and paramagnetism.
  • a material that causes a phase transition (structural phase transition) due to a change in crystal structure may be used as the latent heat storage material.
  • examples of such a material include zirconia that undergoes a phase transition between a monoclinic crystal and a tetragonal crystal.
  • a gelling agent is added to stabilize the shape of the latent heat storage material 10
  • a binder may be added.
  • the present invention can be widely used in the field of heat storage members using latent heat storage materials.

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Abstract

 本発明は、吸放熱性に優れた蓄熱部材を提供することを目的とする。 潜熱を伴う相変化の前後で体積が変化する固体又はゲル状の潜熱蓄熱材10と、潜熱蓄熱材10に第1の付着性で付着した第1部材30と、潜熱蓄熱材10を挟んで第1部材30に対向して配置され、第1の付着性よりも低い第2の付着性で潜熱蓄熱材10に付着可能な第2部材40とを有する。

Description

蓄熱部材
 本発明は、潜熱蓄熱材を用いた蓄熱部材に関する。
 従来、固相及び液相間の相変化に伴う潜熱を利用して熱エネルギーを蓄える潜熱蓄熱材を用いた蓄熱部材が知られている。一般に蓄熱部材は、潜熱蓄熱材とそれを収容する容器体とを有している。通常用いられる潜熱蓄熱材は、液相から固相に相変化すると体積が減少する。このため、容器体内には、液相状態において当該容器体を完全に満たす量の潜熱蓄熱材が充填される。
特開平2-203198号公報
 しかしながら、容器体に満たされた潜熱蓄熱材が液相から固相に相変化すると、潜熱蓄熱材の収縮によって容器体内には意図しない空隙が生じる。容器体内に生じた空隙は、潜熱蓄熱材内の熱伝導や、潜熱蓄熱材とその潜熱蓄熱材により吸熱又は放熱が行われる吸放熱対象との間の熱移動を妨げる場合がある。このため、蓄熱部材の吸放熱性が低下してしまうという問題が生じていた。
 本発明の目的は、吸放熱性に優れた蓄熱部材を提供することにある。
 上記目的は、潜熱を伴う相転移の前後で体積が変化する固体又はゲル状の潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材に第1の付着性で付着した第1の部材と、前記潜熱蓄熱材を挟んで前記第1の部材に対向して配置され、前記第1の付着性よりも低い第2の付着性で前記潜熱蓄熱材に付着可能な第2の部材とを有することを特徴とする蓄熱部材によって達成される。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記潜熱蓄熱材は、使用温度範囲内で流動性を有しないことを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記潜熱蓄熱材は、前記相転移の前後の一方では前記第1の部材及び前記第2の部材の双方に付着し、前記相転移の前後の他方では前記第2の部材から剥離することを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記第1の部材及び前記第2の部材は、互いに異なる形成材料で形成されていることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記潜熱蓄熱材はポリエチレン含有パラフィンであり、前記第1の部材の形成材料にはポリエチレンが含まれることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記第1の部材及び前記第2の部材の間に設けられ、前記第1の部材と前記第2の部材との間隔を維持する間隔維持部材をさらに有することを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記間隔維持部材は、前記間隔に等しい直径を備えた球状の形状を有していることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記間隔維持部材は、中空球状のカプセル部材と、前記カプセル部材内に封入された断熱材とを有していることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記間隔維持部材は、中空球状のカプセル部材と、前記カプセル部材内に封入された蓄熱材とを有していることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記間隔維持部材は、前記間隔に等しい高さを備えた柱状の形状を有していることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記潜熱蓄熱材は、前記第1の部材及び前記第2の部材を少なくとも用いて気密に形成された容器体内に収容され、前記容器体内には、前記相転移の前後のいずれにおいても前記潜熱蓄熱材が存在しない気体空間が形成されていることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記潜熱蓄熱材は、前記第1の部材及び前記第2の部材を少なくとも用いて形成された容器体内に収容され、前記容器体は、当該容器体内外で気体の流出入が可能な通気孔を有していることを特徴とする。
 上記本発明の蓄熱部材において、前記通気孔には、前記容器体内外での気体の流出入を抑制する多孔質体が設けられていることを特徴とする。
 また上記目的は、潜熱を伴う相転移の前後で体積が変化する固体又はゲル状の潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材に付着した第1の部材と、前記潜熱蓄熱材を挟んで前記第1の部材に対向して配置され、前記潜熱蓄熱材とは接触しない第2の部材と、前記潜熱蓄熱材と前記第2の部材との間に形成される気体層とを有することを特徴とする蓄熱部材によって達成される。
 また上記目的は、上記本発明の蓄熱部材を用いて形成され、前記第1の部材が内壁面側に配置され、前記内壁面に囲まれた収容空間に対して前記第2の部材が前記第1の部材よりも遠い位置に配置されていることを特徴とする蓄熱容器によって達成される。
 また上記目的は、上記本発明の蓄熱部材と、冷却器とを有し、前記第2の部材の少なくとも一部が前記冷却器と接していることを特徴とする保冷庫によって達成される。
 本発明によれば、吸放熱性に優れた蓄熱部材を実現できる。
本発明の第1の実施の形態による蓄熱部材1の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第2の実施の形態による蓄熱部材2の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第2の実施の形態の変形例による蓄熱部材の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第3の実施の形態による蓄熱部材3の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第4の実施の形態による蓄熱部材4の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第5の実施の形態による蓄熱部材5の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第6の実施の形態による蓄熱部材6の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第7の実施の形態による蓄熱部材7の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第8の実施の形態による蓄熱部材8の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第9の実施の形態による蓄熱部材9の概略の断面構成を示す図である。 本発明の実施の形態による蓄熱部材を用いて形成された蓄熱容器の例を示す図である。 本発明の実施の形態による蓄熱部材を用いて形成された蓄熱容器の例を示す図である。 本発明の実施の形態による蓄熱部材を用いて形成された蓄熱容器の例を示す図である。 本発明の第10の実施の形態による蓄熱部材310の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第11の実施の形態による蓄熱部材311の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第12の実施の形態による蓄熱部材312の概略の断面構成を示す図である。 本発明の第12の実施の形態による蓄熱部材312を備えた保冷庫400の概略の構成を示す図である。 本発明の実施の形態による蓄熱部材において、側面部42、44を底面部41とは別部材で形成した構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態による蓄熱部材において、潜熱蓄熱材10からの気化を抑える工夫をした構成の一例を示す図である。
[第1の実施の形態]
 本発明の第1の実施の形態による蓄熱部材について、図1を用いて説明する。図1(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材1の概略の断面構成を示している。ここで、図1(a)及び後述する図2~図19の(a)は、潜熱蓄熱材が液相(L)である状態を示し、図1(b)及び後述する図2~図19の(b)は、潜熱蓄熱材が固相(S)である状態を示している。図1(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材1は、ゲル状の潜熱蓄熱材10と、潜熱蓄熱材10を収容する容器体20とを有している。本例の蓄熱部材1は、全体として板状(例えば長方形平板状)の形状を有している。蓄熱部材1は、例えば冷蔵庫の庫内の内壁面に設けられる。
 蓄熱部材1は、通常、所定の使用温度範囲及び使用圧力範囲で用いられる。例えば蓄熱部材1は、冷蔵庫が稼動しているときには庫内で冷却されることにより冷熱を蓄え、停電時等に冷蔵庫の稼動が停止したときには冷熱を放出して庫内を所定時間保冷する。この場合、稼働時の冷蔵庫の設定温度(庫内温度)から冷蔵庫設置場所の雰囲気温度(例えば室温)までの温度範囲が、蓄熱部材1の使用温度範囲に含まれる。また、蓄熱部材1の使用圧力は、例えば大気圧である。
 蓄熱部材1内の潜熱蓄熱材10は、固相及び液相間の相変化(第一種相転移)が可逆的に生じる相変化温度(融点)を蓄熱部材1の使用温度範囲内に有している。潜熱蓄熱材10は、相変化温度よりも高い温度では図1(a)に示すように液相(L)となり、相変化温度よりも低い温度では図1(b)に示すように固相(S)となる。
 本実施形態の潜熱蓄熱材10はパラフィンを含んでいる。パラフィンとは、一般式C2n+2で表される飽和鎖式炭化水素の総称をいう。パラフィンの融点は、炭素数nによって異なる。本実施の形態では、潜熱蓄熱材10として例えばn-テトラデカン(分子式:C1430)が用いられる。n-テトラデカンの融点(5.9℃)は、蓄熱部材1の使用温度範囲内に含まれる。なお、n-テトラデカンの沸点は約250℃である。
 潜熱蓄熱材10には、パラフィンをゲル化(固化)するゲル化剤が含有されている。ゲル(化学ゲル)とは、分子が架橋されることで三次元的な網目構造を形成し、その内部に溶媒を吸収し膨潤したものをいう。ゲルは、構造を壊さない限り溶けず化学的に安定である。ゲル化剤は、パラフィンに数重量%含有させるだけでゲル化の効果を生じる。ゲル化した潜熱蓄熱材10において、ゲル化剤は、少なくともパラフィンの分子量よりも大きい分子量(例えば、分子量10000以上)を有する重合体(ポリマー)となる。
 本実施の形態で用いるゲル化剤はポリマー材料を含んでいる。また、ポリマー材料としてポリエチレンが用いられている。つまり、本実施の形態の潜熱蓄熱材10は、ポリエチレンでゲル化したポリエチレン含有パラフィンである。ポリエチレンの混合割合を調整することにより潜熱蓄熱材10の粘度を変えることができる。本例で用いられるポリエチレンの融点は130℃である。
 ポリエチレン含有パラフィンは、適切なポリエチレンの量により70℃~80℃までは流動化せず、パラフィンが固相と液相との間で相変化しても全体として固体状態を維持し、流動性を有しない。したがって、ポリエチレン含有パラフィンは、少なくとも潜熱蓄熱材10の使用温度範囲内では流動性を有しない。このように、ゲル状の潜熱蓄熱材10は、相変化の前後で全体として固体状態を維持できるので取り扱いが容易である。
 潜熱蓄熱材10は、相変化の前後で体積が変化する。例えばポリエチレン含有パラフィンは、液相から固相に相変化すると所定の体積変化率で収縮する。
 一般に潜熱蓄熱材は、物質の相変化の際に外部とやり取りされる潜熱を熱エネルギーとして蓄える。例えば、固-液間の相変化を利用した蓄熱では、潜熱蓄熱材の融点での融解熱を利用する。相変化の際に固体と液体の二相が混在する限り一定の相変化温度で外部より熱を奪い続けるので、比較的長時間において融点以上に温度が上がるのを抑制できる。
 容器体20は、直方体状の外形状を有する中空の箱体である。本例の容器体20は、長方形平板状の第1部材30と、第1部材30とは別体として浅底容器状に成形された第2部材40とが、内側に空間が形成されるように組み合わされた構成を有している。第2部材40は、第1部材30と同形状(長方形平板状)の底面部41と、底面部41の各辺に設けられ、底面部41に対して垂直な4つの側面部(図1(a)、(b)では2つの側面部42、44のみを示している。以下、側面部42、44を含む4つの側面部を「側面部42、44等」という場合がある)とを有している。底面部41及び側面部42、44等は、5方向が囲まれた所定の収容空間を形成する。第1部材30及び第2部材40は、第1部材30と底面部41とが対向配置されて第2部材40の収容空間が気密に密閉されるように、例えば接着剤により互いに接合されている。これにより、第1部材30及び第2部材40の内側には、潜熱蓄熱材10が収容される気密空間が形成される。すなわち、本実施の形態の蓄熱部材1は、密閉系の構成を有している。例えば第1部材30及び第2部材40は、潜熱蓄熱材10の収縮により気密空間の圧力が低下してもさほど変形しない程度の剛性を有している。
 第1部材30は、潜熱蓄熱材10として用いられるポリエチレン含有パラフィンとの親和性が比較的高いポリエチレン(又はポリエチレンを含む材料)により形成されている。すなわち本例では、潜熱蓄熱材10は、第1部材30の形成材料と同一の材料をゲル化剤として含んでいる。第1部材30は、ポリエチレン含有パラフィンとの親和性が比較的高いポリエチレンにより形成されることによって、比較的高い付着性で潜熱蓄熱材10に付着している。潜熱蓄熱材10と第1部材30との付着性は、例えば、第1部材30に付着した潜熱蓄熱材10を第1部材30から引き離すのに要するエネルギーによって評価することができる。
 蓄熱部材1は、第1部材30の外側表面が、潜熱蓄熱材10により吸熱又は放熱が行われる吸放熱対象(例えば、冷蔵庫内の空気)側に面するように用いられる。これにより、第1部材30は、潜熱蓄熱材10と吸放熱対象との間で熱を移動させる隔板として用いられる。一方、第2部材40の底面部41は、吸放熱対象とは反対側の面(断熱側)に配置される。
 第2部材40は、潜熱蓄熱材10として用いられるポリエチレン含有パラフィンとの親和性がポリエチレンよりも低いポリプロピレンにより形成されている。これにより第2部材40は、第1部材30と潜熱蓄熱材10との付着性よりも低い付着性で潜熱蓄熱材10に付着可能になっている。潜熱蓄熱材10と第2部材40との付着性は、例えば、第2部材40に付着した潜熱蓄熱材10を第2部材40から引き離すのに要するエネルギーによって評価することができる。本実施の形態では、潜熱蓄熱材10を第1部材30から引き離すのに要するエネルギーは、潜熱蓄熱材10を第2部材40から引き離すのに要するエネルギーよりも大きい。したがって、潜熱蓄熱材10が第1部材30及び第2部材40に挟まれて双方に付着している状態から、第1部材30と第2部材40とを互いに引き離したとすると、潜熱蓄熱材10は、第1部材30に付着したままで第2部材40から剥離するようになっている。
 図1(a)に示すように、例えば室温において液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の気密空間内にほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30の内側表面と第2部材40(底面部41及び側面部42、44等)の内側表面との双方に付着している。
 一方、図1(b)に示すように、潜熱蓄熱材10の融点よりも低い温度に冷却されて液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。また、容器体20は比較的高い剛性を有しているため、さほど変形しない。これにより、潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41及び側面部42、44等からは剥離する。潜熱蓄熱材10(S)は、例えば、第1部材30側の下底が底面部41側の上底よりも長い略台形状の断面形状を有する。潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には、蓄熱部材1周囲の雰囲気圧力(例えば大気圧)よりも圧力の低い減圧層50が形成される。減圧層50は、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間のほぼ全面にわたって層状に形成される。
 ここで、ゲル状の潜熱蓄熱材10は流動性を有しないため、液相状態や液相から固相への相変化中の状態において、潜熱蓄熱材10(L)が下方に流れ落ちてしまうことはない。したがって、固相の潜熱蓄熱材10(S)及び減圧層50の形状は、蓄熱部材1の配置姿勢と鉛直方向との関係にはさほど依存しない。
 図1(b)に示す状態から、潜熱蓄熱材10の融点よりも高い温度(例えば室温)に戻ると、潜熱蓄熱材10は固相から液相に相変化して所定の体積変化率で膨張する。これにより、蓄熱部材1は図1(a)に示す状態に戻る。
 次に、本実施の形態による蓄熱部材1の製造方法の一例について簡単に説明する。まず、ポリエチレンからなる長方形平板状の第1部材30と、ポリプロピレンからなる浅底容器状の第2部材40とをそれぞれ射出成形により形成する。また、パラフィンに数重量%のポリエチレンを含有させて、ゲル状の潜熱蓄熱材10を形成する。次に、第2部材40の底面部41及び側面部42、44等で囲まれた収容空間内に、ゲル状の潜熱蓄熱材10を隙間なく充填する。そして、潜熱蓄熱材10が充填された収容空間が気密に密閉されるように、第2部材40の側面部42、44等の枠状の端面と第1部材30の内側表面の外枠部分とを接着剤を用いて接合する。以上の手順により、本実施の形態による蓄熱部材1が作製される。
 以上説明したように、本実施の形態の蓄熱部材1は、潜熱を伴う相変化の前後で体積が変化するゲル状の潜熱蓄熱材10と、潜熱蓄熱材10に第1の付着性で付着した第1部材30と、潜熱蓄熱材10を挟んで第1部材30に対向して配置され、第1の付着性よりも低い第2の付着性で潜熱蓄熱材10に付着可能な第2部材40とを有することを特徴とする。
 この構成によれば、潜熱蓄熱材10が相変化によって収縮したときに、潜熱蓄熱材10(S)を第1部材30に付着させたまま第2部材40の底面部41から剥離させることができる。これにより、潜熱蓄熱材10を第1部材30側に偏在させ、空隙(減圧層50)を第2部材40側に偏在させることができるため、潜熱蓄熱材10と減圧層50とを容器体20内で層状に分離することができる。このため、減圧層50が第1部材30側には形成されないので、潜熱蓄熱材10内の熱伝導や、第1部材30を介した潜熱蓄熱材10と外部(吸放熱対象)との間の熱移動が減圧層50によって阻害されるのを防ぐことができる。したがって、蓄熱部材1の吸放熱性を向上することができる。
 また、第2部材40と潜熱蓄熱材10との間には層状の減圧層50が形成される。減圧層50は真空度の高い低圧の気体により構成されるため、大気圧の気体層よりも分子密度が低く熱伝導率が低い。これにより、潜熱蓄熱材10から第2部材40を介して外部に熱が放出されることを抑制することができる。したがって、蓄熱部材1の熱損失を低減でき、断熱性を向上することができる。すなわち本実施の形態によれば、外形状を変形させることなく、吸放熱性及び断熱性の双方に優れた蓄熱部材1が得られる。なお、潜熱蓄熱材10は場合により蒸気圧を有するものもあり、潜熱蓄熱材10の蒸気が減圧層50にわずかにたまることある。しかしながら、多くの場合その蒸気圧は大気圧に対し十分低いため、減圧層50は十分な真空度を持ち、断熱特性への影響は小さい。特に相変化温度近傍では蒸気圧はほぼ0となるため、相変化温度近傍で使用することでより高い断熱効果を得ることができる。また、蒸気となった潜熱蓄熱材10も潜熱を有するが、その潜熱量は部材全体の潜熱量に比べ十分に小さい。このため、潜熱蓄熱材10が蒸気となったことによる損失などは無視できる。
 また本実施の形態の蓄熱部材1は、第1部材30が、潜熱蓄熱材10と、当該潜熱蓄熱材10により吸熱又は放熱が行われる吸放熱対象との間で熱を移動させる隔板として用いられることを特徴とする。この構成によれば、吸放熱性に優れる第1部材30側で吸放熱対象に対する吸放熱を行うことができるため、蓄熱部材1の優れた吸放熱性を効率良く利用することができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材1は、潜熱蓄熱材10が使用温度範囲内で流動性を有しないことを特徴とする。この構成によれば、潜熱蓄熱材10が相変化によって収縮したときに、蓄熱部材1の配置姿勢と鉛直方向との関係に依存することなく、第1部材30側の潜熱蓄熱材10と、第2部材40側の減圧層50とを層状に分離することができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材1は、潜熱蓄熱材10が相変化の前後の一方では第1部材30及び第2部材40の双方に付着し、相変化の前後の他方では第2部材40から剥離することを特徴とする。この構成によれば、潜熱蓄熱材10が相変化によって収縮したときに、第1部材30側の潜熱蓄熱材10と、第2部材40側の減圧層50とを層状に分離することができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材1は、第1部材30及び第2部材40は、互いに異なる形成材料で形成されていることを特徴とする。この構成によれば、第1部材30と潜熱蓄熱材10との付着性を第2部材40と潜熱蓄熱材10との付着性よりも高くすることが容易になる。
[第2の実施の形態]
 次に、本発明の第2の実施の形態による蓄熱部材について図2及び図3を用いて説明する。図2(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材2の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図2(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材2は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と比較して、容器体20内外での気体の流出入が可能な通気孔62、64が形成されている点に特徴を有している。すなわち、本実施の形態の蓄熱部材2は、密閉系ではなく開放系の構成を有している。容器体20内部には、蓄熱部材2周囲の雰囲気圧力(例えば大気圧)に開放された開放空間が形成されている。通気孔62は、第2部材40の側面部42のうち底面部41寄りの位置(例えば、側面部42と底面部41との角部近傍)に形成されている。通気孔64は、側面部44のうち底面部41寄りの位置(例えば、側面部44と底面部41との角部近傍)に形成されている。
 図2(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の開放空間内にほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30の内側表面と第2部材40(底面部41及び側面部42、44等)の内側表面との双方に付着している。
 一方、図2(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41及び側面部42、44等からは剥離する。また、潜熱蓄熱材10の収縮に伴い、容器体20内部の開放空間には、通気孔62、64を介して外部から空気が流入する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には、空気層52が形成される。空気層52は、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間のほぼ全面にわたって層状に形成される。
 ここで、容器体20外部と空気層52との間で流出入する空気の流量が大きくなると、空気層52での対流による熱伝達が促進され、空気層52による断熱効果が低下してしまうおそれがある。したがって、通気孔62、64を介した空気の流出入を抑えるために、通気孔62、64の径(内径)をある程度狭くすることが望ましい。
 本実施の形態によれば、第1の実施の形態と比較して以下のような効果が得られる。
 本実施の形態の蓄熱部材2は、潜熱蓄熱材10が、第1部材30及び第2部材40を少なくとも用いて形成された容器体20内に収容され、容器体20は、当該容器体20内外で気体の流出入が可能な通気孔62、64を有していることを特徴とする。
 この構成によれば、潜熱蓄熱材10が相変化によって収縮したときに、潜熱蓄熱材10を第1部材30側に偏在させ、空気層52を第2部材40側に偏在させることができるため、潜熱蓄熱材10と空気層52とを層状に分離することができる。このため、潜熱蓄熱材10内の熱伝導や、第1部材30を介した潜熱蓄熱材10と外部との間の熱移動が空気層52によって阻害されるのを防ぐことができる。したがって、蓄熱部材2の吸放熱性を向上することができる。
 また、第2部材40と潜熱蓄熱材10との間には層状の空気層52が形成される。空気層52は液体や固体と比較すると分子密度が低く熱伝導率が低い。これにより、潜熱蓄熱材10から第2部材40を介して外部に熱が放出されることを抑制することができる。したがって、蓄熱部材2の熱損失を低減でき、断熱性を向上することができる。
 また、潜熱蓄熱材10の充填された容器体20内の空間が雰囲気圧力に開放されているため、相変化により潜熱蓄熱材10の体積が変化しても容器体20内外で圧力差は生じない。したがって、本実施の形態によれば、容器体20の変形や機械的破損を防止することができる。
 また本実施の形態では、通気孔62、64は側面部42、44のうち底面部41寄りの位置に形成されている。この位置は、潜熱蓄熱材10が体積収縮する際の剥離が比較的早く生じ易いため、通気孔62、64が潜熱蓄熱材10によって閉塞されてしまうことが少ない。したがって、本実施の形態によれば、潜熱蓄熱材10が体積収縮する際に容器体20内に空気をより確実に流入させることができる。
 一方で、潜熱蓄熱材10が固相から液相へ相変化するとき、すなわち潜熱蓄熱材10が体積膨張するときには、側面部42、44に近い潜熱蓄熱材10が比較的早く相変化し、膨張する。そのため、潜熱蓄熱材10の体積膨張中に通気孔62、64が先に閉塞されてしまい、潜熱蓄熱材10全体が液相に相変化する前に、空気が閉じ込められた状態で容器体20内が密閉空間化してしまうおそれがある。この場合、潜熱蓄熱材10全体が液相に相変化したときには図2(a)に示した状態に戻らず、潜熱蓄熱材10(L)と底面部41との間の一部に、閉じ込められた空気が残存してしまう。これにより、残存する空気の分だけ容器体20に応力が生じることになり、容器体20の部材破損や変形につながる可能性がある。
 図3(a)、(b)は、上記のような部材破損や変形を防止するための構成として、本実施の形態の変形例を示している。図3(a)、(b)に示すように、本変形例では、底面部41の中央部付近に、通気孔62、64と同様の構成を有する通気孔66が設けられている。これにより、潜熱蓄熱材10の体積膨張中(図3(b)から図3(a)への変化途中)に通気孔62、64が閉塞されたとしても、容器体20内の空気が閉じ込められることなく通気孔66から外部に放出される。このため、潜熱蓄熱材10全体が液相に相変化したときには図3(a)に示す状態に戻る。したがって本変形例によれば、容器体20の部材破損や変形をより確実に防止することができる。
[第3の実施の形態]
 次に、本発明の第3の実施の形態による蓄熱部材について図4を用いて説明する。図4(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材3の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図4(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材3は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と比較して、中空で球状のカプセル部材70が容器体20内部の気密空間に設けられている点に特徴を有している。カプセル部材70は、第1部材30と第2部材40の底面部41との間隔に等しい直径(外径)を有している。カプセル部材70は、例えば、潜熱蓄熱材10との親和性が第1部材30の形成材料よりも低くかつ第2部材40の形成材料よりも高い材料で形成されている。すなわち、カプセル部材70と潜熱蓄熱材10との付着性は、第1部材30と潜熱蓄熱材10との付着性よりも低く、第2部材40と潜熱蓄熱材10との付着性よりも高くなっている。カプセル部材70は、潜熱蓄熱材10の体積収縮により気密空間の圧力が低下しても、第1部材30と底面部41との間隔を維持できる程度の剛性を有している。またカプセル部材70は、第1部材30と底面部41との間隔を容器体20の全体にわたって維持できる程度の配置密度で、例えば複数個設けられている(図4(a)、(b)では2つ示している)。カプセル部材70の内部には、断熱材72が封入されている。断熱材72の熱伝導率は、少なくとも潜熱蓄熱材10の熱伝導率よりも低い。本例では、断熱材72の熱伝導率は、第1部材30及び第2部材40の形成材料の熱伝導率よりも低い。断熱材72としては、例えば空気が用いられる。
 図4(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の気密空間のうちカプセル部材70が占める空間を除いてほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30の内側表面と第2部材40(底面部41及び側面部42、44等)の内側表面との双方に付着している。
 一方、図4(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。第1部材30と底面部41との間隔は、カプセル部材70によって維持される。このため、潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41及び側面部42、44等からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には、減圧層50が形成される。減圧層50は、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間に層状に形成される。
 本実施の形態によれば、第1の実施の形態と比較して以下のような効果が得られる。
 本実施の形態の蓄熱部材3は、第1部材30及び第2部材40の間に設けられ、第1部材30と第2部材40の底面部41との間隔を維持する間隔維持部材(カプセル部材70)をさらに有することを特徴とする。
 この構成によれば、潜熱蓄熱材10が相変化により体積収縮して気密空間内の圧力が低下しても、第1部材30と底面部41との間隔は間隔維持部材によって維持される。したがって、本実施の形態によれば、容器体20の変形や機械的破損を防ぐことができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材3は、間隔維持部材(カプセル部材70)が、第1部材30と底面部41との間隔に等しい直径を備えた球状の形状を有していることを特徴とする。この構成によれば、第1部材30又は底面部41に対する間隔維持部材の傾き等に依存せず、より確実に第1部材30と底面部41との間隔を維持することができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材3は、間隔維持部材が、中空球状のカプセル部材70と、カプセル部材70内に封入された断熱材72とを有していることを特徴とする。この構成によれば、潜熱蓄熱材10から第2部材40を介して外部に熱が放出されることを抑制することができる。したがって、蓄熱部材3の熱損失を低減でき、断熱性を向上することができる。
 なお、本実施の形態では、密閉系の蓄熱部材3の容器体20内にカプセル部材70を設けた例を挙げたが、開放系の蓄熱部材の容器体20内にカプセル部材70を設けてもよい。
[第4の実施の形態]
 次に、本発明の第4の実施の形態による蓄熱部材について図5を用いて説明する。図5(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材4の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1、又は第3の実施の形態による蓄熱部材3と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図5(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材4は、第3の実施の形態に対し、カプセル部材70内に蓄熱材74が封入されている点に特徴を有している。蓄熱材74としては、例えば潜熱蓄熱材10と同一のゲル状潜熱蓄熱材が用いられる。なお、蓄熱材74として、潜熱蓄熱材10とは別のゲル状潜熱蓄熱材や、ゲル状でない潜熱蓄熱材、顕熱蓄熱材等を用いることもできる。蓄熱材74として潜熱蓄熱材10と同一のゲル状蓄熱材が用いられる場合、図5(b)に示すように、潜熱蓄熱材10が相変化により体積収縮したとき、カプセル部材70内の蓄熱材74も同様に相変化して体積収縮する。
 本実施の形態による蓄熱部材4は、間隔維持部材が、中空球状のカプセル部材70と、カプセル部材70内に封入された蓄熱材74とを有していることを特徴とする。この構成によれば、第3の実施の形態よりも蓄熱部材4全体としての蓄熱量を大きくすることができる。
[第5の実施の形態]
 次に、本発明の第5の実施の形態による蓄熱部材について図6を用いて説明する。図6(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材5の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図6(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材5は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と比較して、容器体20内部の気密空間内に、相変化の前後のいずれにおいても潜熱蓄熱材10が存在しない空気溜まり82、84が設けられている点に特徴を有している。空気溜まり82は、潜熱蓄熱材10と第2部材40の側面部42との間の全面にわたって層状に設けられている。空気溜まり84は、潜熱蓄熱材10と第2部材40の側面部44との間の全面にわたって層状に設けられている。空気溜まり82、84には空気が封入されている。なお、空気溜まり82、84には、空気ではなく不活性ガス等の他の気体が封入されていてもよい。また、側面部42、44以外の不図示の2つの側面部と潜熱蓄熱材10との間にも空気溜まりを層状に形成してもよい。
 図6(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の気密空間のうち、側面部42に沿った空気溜まり82と側面部44に沿った空気溜まり84とを除く部分に充填されている。すなわち本例では、潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30及び底面部41に付着し、側面部42、44には付着していない。
 一方、図6(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41との間には減圧層51が層状に形成される。
 本実施の形態の蓄熱部材5は、潜熱蓄熱材10は、第1部材30及び第2部材40を少なくとも用いて気密に形成された容器体20内に収容され、容器体20内には、相変化の前後のいずれにおいても潜熱蓄熱材10が存在しない空気溜まり(気体空間)82、84が形成されていることを特徴とする。
 本実施の形態と第1の実施の形態とを比較すると、第1の実施の形態の蓄熱部材1では、潜熱蓄熱材10(L)が気密空間内にほぼ隙間なく充填されているため(図1(a)参照)、気密空間に存在する空気が比較的少ない。これに対し、本実施の形態の蓄熱部材5では、気密空間内に空気溜まり82、84が設けられているため、気密空間に存在する空気は比較的多い。これにより、本実施の形態では、潜熱蓄熱材10の体積収縮により形成される減圧層51の圧力を、第1の実施の形態の減圧層50の圧力よりも高くすることができる。したがって、本実施の形態によれば、密閉系の蓄熱部材5において、容器体20内外の圧力差によって容器体20に生じる応力を緩和できるため、容器体20の変形や機械的破損を防止することができる。
[第6の実施の形態]
 次に、本発明の第6の実施の形態による蓄熱部材について図7を用いて説明する。図7(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材6の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図7(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材6は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と比較して、第2部材40の側面部42が容器体20の外側に向かって膨んで形成された膨出部88と、膨出部88の内側に形成された空気溜まり86とが設けられている点に特徴を有している。
 膨出部88は、例えば、図7(a)、(b)の紙面奥行き方向において側面部42の全体にわたって形成されている。本例の膨出部88は第2部材40の底面部41及び側面部42、44等と同一材料で一体成形されているが、膨出部88を第2部材40とは別体として成形した後、第2部材40に対して気密に接合するようにしてもよい。
 空気溜まり86は、容器体20内の気密空間の一部を構成している。空気溜まり86には、相変化の前後のいずれにおいても潜熱蓄熱材10が存在しない。空気溜まり86は、気密空間のうちの潜熱蓄熱材10が充填される空間に、側面部42に設けられた連通部87を介して連通している。連通部87は、側面部42のうち底面部41寄りの位置に設けられている。
 図7(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の気密空間のうち、空気溜まり86及び連通部87を除く部分に充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30の内側表面と、第2部材40のうち空気溜まり86及び連通部87を除く部分の内側表面とに付着している。
 一方、図7(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41及び側面部42、44等からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には減圧層51が形成される。
 本実施の形態では、容器体20内部の気密空間内に空気溜まり86が設けられているため、第5の実施の形態と同様に、気密空間に存在する空気を比較的多くすることができる。これにより、本実施の形態では、潜熱蓄熱材10の体積収縮により形成される減圧層51の圧力を、第1の実施の形態の減圧層50の圧力よりも高くすることができる。したがって、本実施の形態によれば、密閉系の蓄熱部材6において、容器体20内外の圧力差によって容器体20に生じる応力を緩和できるため、容器体20の変形や機械的破損を防止することができる。
[第7の実施の形態]
 次に、本発明の第7の実施の形態による蓄熱部材について図8を用いて説明する。図8(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材7の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図8(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材7は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と比較して、容器体20内部の気密空間内に空気溜まり89が設けられている点に特徴を有している。空気溜まり89は、潜熱蓄熱材10(L)と底面部41との間の全面にわたって層状に設けられている。
 図8(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の気密空間のうち、底面部41に沿った空気溜まり89を除く部分に充填されている。すなわち本例では、潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30及び側面部42、44等に付着し、底面部41には付着していない。この状態で、潜熱蓄熱材10(L)と底面部41との間隔、すなわち空気溜まり89の厚さはD1である。
 一方、図8(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の側面部42、44等からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には減圧層51が形成される。この状態で、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41との間隔、すなわち減圧層51の厚さは、間隔D1よりも広いD2となる。
 本実施の形態の蓄熱部材7は、潜熱を伴う相変化の前後で体積が変化するゲル状の潜熱蓄熱材10と、潜熱蓄熱材10に付着した第1部材30と、潜熱蓄熱材10を挟んで第1部材30に対向して配置され、潜熱蓄熱材10とは接触しない底面部41と、潜熱蓄熱材10と底面部41との間に形成された気体層(空気溜まり89又は減圧層51)とを有することを特徴とする。
 この構成によれば、容器体20内部の気密空間内に空気溜まり89が設けられているため、第5の実施の形態と同様に、気密空間内に存在する空気を比較的多くすることができる。これにより、本実施の形態では、潜熱蓄熱材10の体積収縮により形成される減圧層51の圧力を、第1の実施の形態の減圧層50の圧力よりも高くすることができる。したがって、本実施の形態によれば、密閉系の蓄熱部材7において、容器体20内外の圧力差によって容器体20に生じる応力を緩和できるため、容器体20の変形や機械的破損を防止することができる。
[第8の実施の形態]
 次に、本発明の第8の実施の形態による蓄熱部材について図9を用いて説明する。図9(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材8の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図9(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材8は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と比較して、柱状の形状を有する支柱(間隔維持部材)90が容器体20内部の気密空間に設けられている点に特徴を有している。支柱90は、例えば円柱状の形状を有している。支柱90の一方の底面は、第1部材30の内側表面に接触しており、例えば当該表面に対し接着固定されている。支柱90の他方の底面は、第2部材40の底面部41の内側表面に接触しており、例えば当該表面に対し接着固定されている。支柱90は、第1部材30と底面部41との間隔に等しい高さを有している。支柱90は、例えば、潜熱蓄熱材10との親和性が第1部材30の形成材料よりも低くかつ第2部材40の形成材料よりも高い材料で形成されている。すなわち、支柱90と潜熱蓄熱材10との付着性は、第1部材30と潜熱蓄熱材10との付着性よりも低く、第2部材40と潜熱蓄熱材10との付着性よりも高くなっている。支柱90は、潜熱蓄熱材10の体積収縮により気密空間の圧力が低下しても、第1部材30と底面部41との間隔を維持できる程度の剛性を有している。また支柱90は、第1部材30と底面部41との間隔を容器体20の全体にわたって維持できる程度の配置密度で例えば複数個設けられている(図9(a)、(b)では3つ示している)。支柱90は、熱伝導率が比較的低い材料で形成されている。例えば、支柱90の形成材料の熱伝導率は、潜熱蓄熱材10の熱伝導率よりも低い。また例えば、支柱90の形成材料の熱伝導率は、第1部材30及び第2部材40の形成材料の熱伝導率よりも低い。
 図9(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の気密空間のうち支柱90が占める空間を除いてほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30の内側表面と第2部材40(底面部41及び側面部42、44等)の内側表面との双方に付着している。
 一方、図9(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。第1部材30と底面部41との間隔は、支柱90によって維持される。このため、潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41及び側面部42、44等からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には、層状の減圧層50が形成される。
 本実施の形態の蓄熱部材8は、第1部材30及び第2部材40の間に設けられ、第1部材30と第2部材40の底面部41との間隔を維持する間隔維持部材(支柱90)をさらに有することを特徴とする。この構成によれば、潜熱蓄熱材10が相変化により体積収縮して気密空間内の圧力が低下しても、第1部材30と底面部41との間隔は支柱90によって維持される。したがって、本実施の形態によれば、容器体20の変形や機械的破損を防ぐことができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材8は、間隔維持部材(支柱90)が、第1部材30と底面部41との間隔に等しい高さを備えた柱状の形状を有していることを特徴とする。柱状の形状を有する支柱90は高さ方向の強度が高いため、第1部材30と底面部41との間隔をより確実に維持することができる。
 また本実施の形態の蓄熱部材8は、支柱90が熱伝導率の低い材料で形成されていることを特徴とする。この構成によれば、潜熱蓄熱材10から第2部材40を介して外部に熱が放出されることを抑制することができる。したがって、蓄熱部材8の熱損失を低減でき、断熱性を向上することができる。
 なお、本実施の形態では、密閉系の蓄熱部材8の容器体20内に支柱90を設けた例を挙げたが、開放系の蓄熱部材の容器体20内に支柱90を設けてもよい。
[第9の実施の形態]
 次に、本発明の第9の実施の形態による蓄熱部材について図10を用いて説明する。図10(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材9の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1、又は第2の実施の形態による蓄熱部材2と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図10(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材9は、第2の実施の形態の蓄熱部材2と比較して、通気孔62、64のそれぞれに多孔質体102、104が設けられている点に特徴を有している。多孔質体102、104としては、気体の通過を許容する微小な連続孔が多数形成された連続多孔質体(例えば発泡ウレタン等)が用いられる。多孔質体102は通気孔62内に充填され、多孔質体104は通気孔64内に充填されている。
 図10(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の開放空間内にほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、第1部材30の内側表面と第2部材40(底面部41及び側面部42、44等)の内側表面との双方に付着している。
 一方、図10(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40の底面部41及び側面部42、44等からは剥離する。また、潜熱蓄熱材10の収縮に伴い、容器体20内部の開放空間には、通気孔62、64にそれぞれ設けられた多孔質体102、104を介して外部から空気が流入する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間には、空気層52が形成される。空気層52は、潜熱蓄熱材10(S)と底面部41及び側面部42、44等との間のほぼ全面にわたって層状に形成される。
 本実施の形態の蓄熱部材9は、通気孔62、64には、容器体20内外での気体の流出入を抑制する多孔質体102、104が設けられていることを特徴とする。
 容器体20外部と空気層52との間で流出入する空気の流量が大きくなると、空気層52での対流による熱伝達が促進され、空気層52による断熱効果が低下してしまうおそれがある。本実施の形態では、通気孔62、64のそれぞれに多孔質体102、104が充填されているため、通気孔62、64を介した空気の流出入を極力抑えることができる。したがって、本実施の形態によれば、より高い断熱効果が得られる。
 ここで、上記の各実施の形態では、全体として板状の形状を有する蓄熱部材を例に挙げたが、蓄熱部材を用いて蓄熱容器を形成することが可能である。図11~図13は、上記実施の形態の蓄熱部材を用いて形成された蓄熱容器の例を示している。図11(a)、(b)は、第1の実施の形態の蓄熱部材1を用いて形成された蓄熱容器201の水平断面を上方から見た構成を示している。図11(a)、(b)に示すように、蓄熱容器201は、全体として、上面が開口された直方体状の箱形形状を有している。また蓄熱容器201は、上面が開口された直方体状の箱形形状を有する第1部材230と、第1部材230の外側に配置され、第1部材230と概ね相似形状で第1部材230よりも大きさが大きい第2部材240とを含む二重容器構造を有している。第1部材230と第2部材240との間には気密空間が形成されている。第1部材230は、蓄熱容器201の内壁面側に配置されている。第1部材230の内側には、蓄熱容器201の内壁面に囲まれた収容空間260が形成されている。第2部材240は、収容空間260に対して第1部材230よりも遠い位置に配置されている。
 図11(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材210(L)は、第1部材230と第2部材240との間の気密空間にほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材210(L)は、第1部材230及び第2部材240の双方に付着している。
 図11(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材210(S)は、潜熱蓄熱材210(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。このとき、潜熱蓄熱材210(S)は、相対的に付着性の高い第1部材230には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材240からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材210(S)と第2部材240との間には、減圧層250が形成される。
 この構成によれば、潜熱蓄熱材210が相変化によって収縮したときに、潜熱蓄熱材210(S)を第1部材230に付着させたまま第2部材240から剥離させることができる。これにより、潜熱蓄熱材210を第1部材230側に偏在させ、減圧層250を第2部材240側に偏在させることができるため、潜熱蓄熱材210と減圧層250とを層状に分離することができる。このため、潜熱蓄熱材210内の熱伝導や、第1部材230を介した潜熱蓄熱材210と吸放熱対象(例えば、収容空間260内の空気)との間の熱移動が減圧層250によって阻害されるのを防ぐことができる。したがって、吸放熱対象に対する吸放熱性に優れた蓄熱容器201が得られる。
 また、第2部材240と潜熱蓄熱材210との間には減圧層250が形成される。減圧層250は低圧の気体により構成されるため、熱伝導率が低い。これにより、潜熱蓄熱材210から第2部材240を介して外部に熱が放出されることを抑制することができる。したがって、断熱性に優れた蓄熱容器201が得られる。
 また、図11(a)、(b)に示す蓄熱容器201は、冷蔵庫や冷凍庫の庫内の内壁として用いることもできる。
 図12(a)、(b)は、第1の実施の形態の蓄熱部材1を用いて形成された蓄熱容器202の水平断面を上方から見た構成を示している。蓄熱容器202は、全体として上面が開口された有底円筒形状を有していることを除いて蓄熱容器201と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏するため、詳細な説明を省略する。
 図13(a)、(b)は、第1の実施の形態の蓄熱部材1を用いて形成された蓄熱容器203を鉛直方向を含む平面で切断した断面構成を示している。図13(a)、(b)に示すように、蓄熱容器203は、全体として、断面L字状の形状を有している。また蓄熱容器203は、断面L字状の板状に成形された第1部材270と、第1部材270の外側に断面L字状の気密空間を第1部材270と共に形成する第2部材280とを有している。第1部材270は、蓄熱容器203の内壁面側に配置されている。第1部材270の2面で囲まれた空間には、蓄熱容器203の内壁面に囲まれた収容空間260が形成される。第2部材280は、収容空間260に対して第1部材270よりも遠い位置に配置されている。
 図13(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材210(L)は、第1部材270と第2部材280との間の気密空間にほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材210(L)は、第1部材270及び第2部材280の双方に付着している。
 図13(b)に示すように、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材210(S)は、潜熱蓄熱材210(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。このとき、潜熱蓄熱材210(S)は、相対的に付着性の高い第1部材270には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材280からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材210(S)と第2部材280との間には、断面L字状の減圧層250が形成される。この構成によっても、蓄熱容器201、202と同様に、吸放熱性及び断熱性の双方に優れた蓄熱容器203が得られる。
[第10の実施の形態]
 次に、本発明の第10の実施の形態による蓄熱部材について図14を用いて説明する。図14(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材310の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図14(a)、(b)に示すように、本実施の形態では、第2部材40は、半円筒状(アーチ状)の形状を有する複数(例えば4つ)の半円筒状部40a~40dが並列して連結された形状を有している。第1部材30は、第1の実施の形態と同様に、長方形平板状の形状を有している。第1部材30と第2部材40とは、内側に複数の半円筒状空間が並列して形成されるように組み合わされて接合されている。隣接する半円筒状空間同士は、互いに連通していてもよいし、互いに分離されていてもよい。
 図14(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、各半円筒状空間内にほぼ隙間なく充填されている。一方、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。図14(b)に示すように、潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と第2部材40との間には、断熱層として機能する断面三日月状の減圧層50が各半円筒状空間のそれぞれに形成される。本実施の形態によれば、第1の実施の形態等と同様の効果を奏するとともに、図中上下方向からの荷重に対する蓄熱部材310の強度を高めることができる。
[第11の実施の形態]
 次に、本発明の第11の実施の形態による蓄熱部材について図15を用いて説明する。図15(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材311の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図15(a)、(b)に示すように、本実施の形態では、第1部材30は、半円筒状(アーチ状)の形状を有する複数(例えば4つ)の半円筒状部30a~30dが並列して連結された形状を有している。互いに隣り合う半円筒状部30a、30bは、平板状の連結部36aを介して連結されている。同様に、互いに隣り合う半円筒状部30b、30c、30dは、それぞれ平板状の連結部36b、36cを介して連結されている。各連結部36a~36cは、半円筒状部30a~30dの軸方向に長い長方形平板状の形状を有している。連結部36a~36cは、所定の可撓性又は伸縮性を有している。
 第2部材40も同様に、複数の半円筒状部40a~40dが並列して連結された形状を有している。互いに隣り合う半円筒状部40a、40b、40c、40dは、それぞれ平板状の連結部46a、46b、46cを介して連結されている。各連結部46a~46cは、半円筒状部40a~40dの軸方向に長い長方形平板状の形状を有している。連結部46a~46cは、所定の可撓性又は伸縮性を有している。第1部材30と第2部材40とは、内側に複数の円筒状空間が並列して形成されるように組み合わされて接合されている。本例では、対応する連結部36a、36b、36cと連結部46a、46b、46cとの間も互いに接合されており、隣接する円筒状空間同士は接合された連結部を挟んで互いに分離されている。
 図15(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、各円筒状空間内にほぼ隙間なく充填されている。一方、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。図15(b)に示すように、潜熱蓄熱材10(L)は、相対的に付着性の高い第1部材30には付着したまま、相対的に付着性の低い第2部材40からは剥離する。これにより、潜熱蓄熱材10(S)と第2部材40との間には、断熱層として機能する断面三日月状の減圧層50が各円筒状空間のそれぞれに形成される。
 本実施の形態によれば、第1の実施の形態等と同様の効果を奏するとともに、図中上下方向からの荷重に対する蓄熱部材311の強度を高めることができる。また本実施の形態によれば、蓄熱部材311を図15(c)に示すように曲げることができる。このため、蓄熱部材311を例えば保冷庫内の角部などに沿った形状に変形させることができる。
[第12の実施の形態]
 次に、本発明の第12の実施の形態による蓄熱部材及びそれを備えた保冷庫について図16及び図17を用いて説明する。図16(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材312の概略の断面構成を示している。なお、第1の実施の形態による蓄熱部材1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
 図16(a)、(b)に示すように、本実施の形態の蓄熱部材312は、第1の実施の形態の蓄熱部材1と同様の構成を有している。蓄熱部材312は、第1部材30が潜熱蓄熱材10から冷熱を放出するための放冷部35として機能し、第2部材40の底面部41(又は側面部42、44等)が潜熱蓄熱材10に冷熱を蓄積するための蓄冷部45として機能する点に特徴を有している。蓄熱部材312は、蓄冷部45が冷却機器(例えば、直冷式保冷庫の冷却器)と近接又は接触し、放冷部35が放冷対象(例えば、当該保冷庫の保冷室内の空気)側に面するように用いられる。すなわち蓄熱部材312は、一方の面から蓄冷して他方の面から放冷するようになっている。
 図16(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、容器体20内部の空間にほぼ隙間なく充填されている。潜熱蓄熱材10(L)は、放冷部35及び蓄冷部45の双方に密着している。潜熱蓄熱材10(L)は、蓄冷部45に密着しているため、冷却機器からの冷熱によって急冷される。
 冷却されて液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、潜熱蓄熱材10(L)に対して所定の体積変化率で収縮する。図16(b)に示すように、潜熱蓄熱材10(S)は、相対的に付着性の高い放冷部35(第1部材30)には密着したまま、相対的に付着性の低い蓄冷部45(第2部材40)からは剥離する。潜熱蓄熱材10(S)と蓄冷部45との間には、断熱層として機能する減圧層50が形成される。これにより、潜熱蓄熱材10(S)が減圧層50によって蓄冷部45から断熱されるため、潜熱蓄熱材10(S)から蓄冷部45側に放冷してしまうことによる熱損失を低減することができる。また、潜熱蓄熱材10(S)は放冷部35に密着しているため、潜熱蓄熱材10(S)から放冷部35側に効率良く放冷することができる。
 また本実施の形態又は他の実施の形態において、潜熱蓄熱材10が蓄冷部45から剥離しているか否かを検知するセンサ(例えば、圧電素子を用いたセンサ)を蓄冷部45内壁面に設けるとともに、このセンサからの信号に基づき冷却機器(例えば、保冷庫の圧縮機)を制御するようにしてもよい。
 例えば、潜熱蓄熱材10が液相であり蓄冷部45に密着している場合(図16(a))には、冷却機器をオン状態に制御する。これにより、液相の潜熱蓄熱材10(L)は、蓄冷部45を介して冷却機器により効率良く冷却される。潜熱蓄熱材10が固相に相変化して蓄冷部45から剥離した場合(図16(b))には、冷却機器をオフ状態に制御して潜熱蓄熱材10の冷却を停止する。潜熱蓄熱材10が放冷部35を介して冷熱を放熱し、再び液相に相変化して蓄冷部45に密着した場合には、冷却機器を再びオン状態に制御する。これにより、冷却機器による潜熱蓄熱材10(L)の冷却が再開される。このように冷却機器を制御することによって、潜熱蓄熱材10を効果的に冷却することができる。
 図17(a)、(b)は、本実施の形態による蓄熱部材312を備えた直冷式の保冷庫(冷蔵庫又は冷凍庫)400の概略の構成を示している。図17(a)、(b)は、扉を開いた状態の保冷庫400を正面から見た構成を示しているが、理解を容易にするため、蓄熱部材312のみは断面構成を示している。図17(a)、(b)に示すように、保冷庫400は、一面が開口された略直方体形状の本体410と、本体410内部に形成された保冷室420と、保冷室420内の上部に水平に設けられた板状の冷却器(蒸発器)430とを有している。冷却器430の下面には、当該下面と蓄冷部45とが接触するように、蓄熱部材312が取り付けられている。蓄熱部材312の放冷部35は、保冷室420に面している。
 図17(a)に示すように、液相の状態にある潜熱蓄熱材10(L)は、蓄冷部45に密着しているため、冷却器430との間の伝熱によって冷却される。一方、液相から固相に相変化した潜熱蓄熱材10(S)は、図17(b)に示すように、相対的に付着性の高い放冷部35には密着したまま、相対的に付着性の低い蓄冷部45からは剥離する。潜熱蓄熱材10(S)と蓄冷部45との間には、断熱層として機能する減圧層50が形成される。潜熱蓄熱材10(S)は減圧層50によって蓄冷部45から断熱されるため、潜熱蓄熱材10(S)から蓄冷部45側(例えば、圧縮機が停止しているときの冷却器430)に放冷してしまうことによる熱損失を低減することができる。また、潜熱蓄熱材10(S)は放冷部35に密着しているため、潜熱蓄熱材10(S)から放冷部35側(保冷室420)に効率良く放冷することができる。また、冷却器430が蓄冷部45を兼ねていてもよい。この場合、蓄冷部45が必要なくなり部品点数が減るメリットがある。さらに、冷却器430と潜熱蓄熱材10が直接接するため、潜熱蓄熱材10(L)が冷却器430から効率良く冷熱を受け取ることができ、潜熱蓄熱材10(L)の冷却速度が向上する。
 本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
 例えば、上記実施の形態では、底面部41、側面部42、44等を同一部材で形成した例を挙げたが、本発明はこれに限らず、側面部42、44等を底面部41とは別部材で形成してもよい。図18は、第1の実施の形態の蓄熱部材において、側面部42、44を底面部41とは別部材で形成した構成の一例を示している。図18に示す例では、側面部42、44には、強度の観点から底面部41よりも剛性の高い部材が用いられている。この場合、側面部42、44は、第1部材30と底面部41との間の熱伝導を減らすため、断熱性に優れた部材を用いることが望ましい。また、潜熱蓄熱材10が体積収縮した際に、潜熱蓄熱材10が側面部42、44に付着した状態であると、側面部42、44を介して熱交換が促進されてしまう。したがって、側面部42、44には、底面部41と同程度に潜熱蓄熱材10との付着性が低い部材を用いることが望ましい。
 また、上記第2又は第9の実施の形態のように開放系の構成を有する蓄熱部材(図2、図3、図10参照)では、潜熱蓄熱材10にパラフィンが用いられている場合、主成分であるパラフィンが蒸気圧を持ち徐々に気化して外界へと流出するため、潜熱蓄熱材10が劣化するおそれがある。潜熱蓄熱材10の劣化を防ぐため、潜熱蓄熱材10からの気化を抑える工夫をしてもよい。図19は、第2の実施の形態の蓄熱部材において、潜熱蓄熱材10からの気化を抑える工夫をした構成の一例を示している。図19に示す例では、潜熱蓄熱材10のうち体積収縮により空気に触れる面、すなわち第1部材30と接触しない面が、ガスバリア性の高いフィルム110で覆われている。フィルム110は、例えば、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートを用いて形成されている。この場合、相変化の繰り返しによる潜熱蓄熱材10の変形を防ぐため、潜熱蓄熱材10の体積収縮に追随して縮むフィルムを用いることが望ましい。
 また上記実施の形態では冷熱を蓄える蓄熱部材を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、温熱を蓄える蓄熱部材にも適用できる。
 また上記実施の形態では、冷蔵庫の庫内の内壁面に設けられる蓄熱部材を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、建築物の壁材や床材等の建材として用いることもできる。
 また上記実施の形態では、液相から固相への相変化で体積収縮する潜熱蓄熱材を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、液相から固相への相変化で体積膨張する潜熱蓄熱材(例えば、ゲル化剤を添加した水)にも適用できる。
 また上記実施の形態では、側面部42、44等と潜熱蓄熱材10との付着性を第1部材30と潜熱蓄熱材10との付着性よりも低くした例を挙げたが、本発明はこれに限らず、側面部42、44等と潜熱蓄熱材10との付着性を第1部材30と潜熱蓄熱材10との付着性と同等にしてもよい。
 また上記実施の形態では、第1部材30及び第2部材40の潜熱蓄熱材10に対する付着性を異ならせるために、第1部材30及び第2部材40を異なる形成材料で形成した例を挙げたが、本発明はこれに限られない。第1部材30及び第2部材40の表面処理を異ならせることにより潜熱蓄熱材10に対する付着性を異ならせるようにしてもよい。これにより、第1部材30及び第2部材40に同一材料を用いることも可能である。
 例えば、第1部材30及び第2部材40を同一材料で形成し、第2部材40の潜熱蓄熱材10との接触面のみにフッ素樹脂(テフロン(登録商標))加工を施してもよい。これにより、第2部材40の潜熱蓄熱材10との付着性を第1部材30よりも低くすることができる。
 また例えば、パラフィン系の潜熱蓄熱材10は油性であるため、第2部材40の潜熱蓄熱材10との接触面が親水性となるように加工してもよい。これにより、第2部材40の潜熱蓄熱材10との付着性を第1部材30よりも低くすることができる。逆に、水性の潜熱蓄熱材10を用いる場合には、第1部材30の潜熱蓄熱材10との接触面が親水性となるように加工してもよい。
 また、潜熱蓄熱材10との接触面の表面粗さを大きくすれば潜熱蓄熱材10との接触面積を大きくすることができるため、付着性を高めることができる。例えば、第1部材30の潜熱蓄熱材10との接触面に無数の凹凸を形成し、第2部材40の潜熱蓄熱材10との接触面は平滑に形成してもよい。このとき、第1部材30の算術平均粗さRaは第2部材40の算術平均粗さRaよりも大きくなる。これにより、第1部材30の潜熱蓄熱材10との付着性を第2部材40よりも高くすることができる。
 また、第1部材30及び第2部材40のそれぞれは、母材と、母材の潜熱蓄熱材10側の表面に形成された皮膜(被膜)とにより構成されていてもよい。この場合、第1部材30及び第2部材40のそれぞれの母材を同一材料で形成したとしても、皮膜表面の潜熱蓄熱材10との付着性を互いに異ならせることによって上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。例えば、潜熱蓄熱材10がパラフィン系である場合、ポリエチレンを主成分とするポリマーで形成された皮膜を第1部材30表面に設ける。
 また、第1部材30及び第2部材40として、潜熱蓄熱材10との付着性が大きく変わらない程度に母材以外のポリマーや添加剤(熱伝導性フィラーや難燃化剤)を加えたものを使用してもよい。これにより、部材の強度を高めたり、部材の熱伝導特性を高め吸冷放冷特性を向上させたりすることができる。
 また上記実施の形態では、固-液間で相転移する潜熱蓄熱材10を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、固-固間で相転移する潜熱蓄熱材(固体の潜熱蓄熱材)を用いることもできる。例えば、電子のスピンが規則的に配置されている状態から、完全にランダムになった状態への相転移(磁気相転移)が生じる材料を潜熱蓄熱材として用いてもよい。このような材料として、強磁性又は反強磁性と常磁性との間で相転移するGdAl、YMn等の磁性ラーベス相化合物がある。また、結晶構造の変化による相転移(構造相転移)が生じる材料を潜熱蓄熱材として用いてもよい。このような材料として、単斜晶と正方晶との間で相転移するジルコニア等がある。
 また上記実施の形態では、潜熱蓄熱材10の形状安定のためにゲル化剤を添加した例を挙げたが、結着剤を添加してもよい。
 また上記の各実施の形態や各変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
 本発明は、潜熱蓄熱材を用いた蓄熱部材の分野において広く利用可能である。
1~9、310~312 蓄熱部材
10、10(L)、10(S)、210、210(L)、210(S) 潜熱蓄熱材
20、20a~20d 容器体
30、230、270 第1部材
30a~30d 半円筒状部
35 放冷部
36a~36c 連結部
40、240、280 第2部材
40a~40d 半円筒状部
41 底面部
42、44 側面部
45 蓄冷部
46a~46c 連結部
50、51、250 減圧層
52 空気層
62、64 通気孔
70 カプセル部材
72 断熱材
74 蓄熱材
82、84、86、89 空気溜まり
90 支柱
102、104 多孔質体
110 フィルム
201~203 蓄熱容器
400 保冷庫
410 本体
420 保冷室
430 冷却器

Claims (16)

  1.  潜熱を伴う相変化の前後で体積が変化する固体又はゲル状の潜熱蓄熱材と、
     前記潜熱蓄熱材に第1の付着性で付着した第1の部材と、
     前記潜熱蓄熱材を挟んで前記第1の部材に対向して配置され、前記第1の付着性よりも低い第2の付着性で前記潜熱蓄熱材に付着可能な第2の部材と
     を有することを特徴とする蓄熱部材。
  2.  請求項1記載の蓄熱部材において、
     前記潜熱蓄熱材は、使用温度範囲内で流動性を有しないこと
     を特徴とする蓄熱部材。
  3.  請求項1又は2に記載の蓄熱部材において、
     前記潜熱蓄熱材は、前記相変化の前後の一方では前記第1の部材及び前記第2の部材の双方に付着し、前記相変化の前後の他方では前記第2の部材から剥離すること
     を特徴とする蓄熱部材。
  4.  請求項1から3までのいずれか一項に記載の蓄熱部材において、
     前記第1の部材及び前記第2の部材は、互いに異なる形成材料で形成されていること
     を特徴とする蓄熱部材。
  5.  請求項1から4までのいずれか一項に記載の蓄熱部材において、
     前記潜熱蓄熱材はポリエチレン含有パラフィンであり、前記第1の部材の形成材料にはポリエチレンが含まれること
     を特徴とする蓄熱部材。
  6.  請求項1から5までのいずれか一項に記載の蓄熱部材において、
     前記第1の部材及び前記第2の部材の間に設けられ、前記第1の部材と前記第2の部材との間隔を維持する間隔維持部材をさらに有すること
     を特徴とする蓄熱部材。
  7.  請求項6記載の蓄熱部材において、
     前記間隔維持部材は、前記間隔に等しい直径を備えた球状の形状を有していること
     を特徴とする蓄熱部材。
  8.  請求項7記載の蓄熱部材において、
     前記間隔維持部材は、中空球状のカプセル部材と、前記カプセル部材内に封入された断熱材とを有していること
     を特徴とする蓄熱部材。
  9.  請求項7記載の蓄熱部材において、
     前記間隔維持部材は、中空球状のカプセル部材と、前記カプセル部材内に封入された蓄熱材とを有していること
     を特徴とする蓄熱部材。
  10.  請求項6記載の蓄熱部材において、
     前記間隔維持部材は、前記間隔に等しい高さを備えた柱状の形状を有していること
     を特徴とする蓄熱部材。
  11.  請求項1から10までのいずれか一項に記載の蓄熱部材において、
     前記潜熱蓄熱材は、前記第1の部材及び前記第2の部材を少なくとも用いて気密に形成された容器体内に収容され、
     前記容器体内には、前記相変化の前後のいずれにおいても前記潜熱蓄熱材が存在しない気体空間が形成されていること
     を特徴とする蓄熱部材。
  12.  請求項1から10までのいずれか一項に記載の蓄熱部材において、
     前記潜熱蓄熱材は、前記第1の部材及び前記第2の部材を少なくとも用いて形成された容器体内に収容され、
     前記容器体は、当該容器体内外で気体の流出入が可能な通気孔を有していること
     を特徴とする蓄熱部材。
  13.  請求項12記載の蓄熱部材において、
     前記通気孔には、前記容器体内外での気体の流出入を抑制する多孔質体が設けられていること
     を特徴とする蓄熱部材。
  14.  潜熱を伴う相変化の前後で体積が変化する固体又はゲル状の潜熱蓄熱材と、
     前記潜熱蓄熱材に付着した第1の部材と、
     前記潜熱蓄熱材を挟んで前記第1の部材に対向して配置され、前記潜熱蓄熱材とは接触しない第2の部材と、
     前記潜熱蓄熱材と前記第2の部材との間に形成された気体層と
     を有することを特徴とする蓄熱部材。
  15.  請求項1から14までのいずれか一項に記載の蓄熱部材を用いて形成され、前記第1の部材が内壁面側に配置され、前記内壁面に囲まれた収容空間に対して前記第2の部材が前記第1の部材よりも遠い位置に配置されていること
     を特徴とする蓄熱容器。
  16.  請求項1から14までのいずれか一項に記載の蓄熱部材と、冷却器とを有し、
     前記第2の部材の少なくとも一部が前記冷却器と接していること
     を特徴とする保冷庫。
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