WO2020130066A1 - 板状化学蓄熱体 - Google Patents

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chemical heat
plate
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oxide
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啓一郎 甲斐
正志 清澤
横山　公一
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to a plate-shaped chemical heat storage body.
  • Patent Document 1 discloses a heat storage body in which a plurality of latent heat storage particles are placed on a sheet, and a coating material is applied on the sheet to fix the particles to the sheet. This heat storage material is covered with a coating film so that the heat storage material does not leak outside when it changes into a liquid or a gas due to a phase change.
  • a chemical heat storage material is known as another heat storage technology.
  • a gas working medium such as water reacts with the chemical heat storage material and utilizes heat absorption or heat generation at that time. It is said that the chemical heat storage material has a higher heat storage amount per unit mass than the latent heat storage material, the sensible heat storage material, and the like.
  • Patent Document 2 discloses a heat storage member formed by molding powder of a metal oxide such as calcium oxide or magnesium oxide into a plate shape.
  • Patent Document 3 discloses a cage-like structure having a large number of pores obtained by mixing a clay mineral and a combustible granular material and firing the mixture, and a cage-like structure supported on the outer surface and inside the pores of the cage-like structure. Disclosed is a chemical heat storage material.
  • Patent Document 4 discloses a skeleton structure part made of porous ceramics having a large number of pores, and a chemical heat storage material carried on the outer surface of the skeleton structure part or on the outer surface of the skeleton structure part and inside the pores.
  • a chemical heat storage material molded body having:
  • An object of the present invention is to provide a plate-shaped chemical heat storage material having excellent durability.
  • a substrate made of a metal net A heat storage material composition carried on the substrate, The heat storage material composition is selected from the group consisting of magnesium hydroxide or oxide, strontium hydroxide or oxide, barium hydroxide or oxide, calcium hydroxide or oxide, and calcium sulfate. Include at least one selected, Plate-shaped chemical heat storage.
  • a chemical heat storage structure formed by stacking at least one plate-shaped chemical heat storage body according to any one of [1] to [4].
  • a chemical heat storage system comprising the plate-like chemical heat storage body according to any one of [1] to [4] or the chemical heat storage structure according to [5].
  • the plate-shaped chemical heat storage material of the present invention has excellent shape retention and fast thermal response.
  • gas such as water vapor easily penetrates deep into the interior, so that the efficiency of endothermic reaction and exothermic reaction is high and the amount of heat storage per unit weight is high.
  • the plate-like chemical heat storage material of the present invention absorbs a substrate made of a net even if a volume change occurs due to dehydration/hydration reaction of the heat storage material, and prevents cracking and pulverization, so that heat storage/heat dissipation performance High and can be maintained for a long time.
  • the plate-shaped chemical heat storage body 1 of the present invention has a substrate 3 and a heat storage material composition 2 carried thereon.
  • the substrate 3 used in the present invention is a metal net.
  • the net may be a wire knitted wire, a plate material in which a notch is cut and expanded (expanded metal), or a hole in the plate material (punching metal).
  • the material of the mesh is not particularly limited as long as it is a metal, but a metal having higher thermal conductivity than the heat storage material composition is preferable, and stainless steel, aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy is preferable.
  • the mesh opening is not particularly limited, but is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more, from the viewpoint that the heat storage material composition is difficult to peel from the substrate and the thermal conductivity between the heat storage material composition and the substrate is increased. , And more preferably 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the net is a flat net with a flat main surface, a bump net with a ridged portion on the main surface, a corrugated net with a ridged main surface, and a rib net with a protruding portion on the main surface. And so on. Since the heat storage material composition penetrates into the mesh and has an anchor effect, even a flat mesh exhibits sufficient strength. For the hump net, the corrugated net or the rib net, the hump, the corrugated net or the rib can be expected to further enhance the anchor effect.
  • the heat storage material composition used in the present invention contains a chemical heat storage material.
  • the chemical heat storage material is selected from the group consisting of magnesium hydroxide or oxide, strontium hydroxide or oxide, barium hydroxide or oxide, calcium hydroxide or oxide, and calcium sulfate. Use at least one
  • Hydroxide or oxide of magnesium uses chemical heat storage that uses heat storage when magnesium hydroxide is dehydrated and converted to magnesium oxide and heat release when magnesium oxide is hydrated and converted to magnesium hydroxide. It is a material.
  • the heat storage operating temperature of magnesium hydroxide or oxide is around 350°C.
  • Strontium hydroxide or oxide is a chemical heat storage that utilizes heat storage when strontium hydroxide is dehydrated and converted to strontium oxide and heat release when strontium oxide is hydrated and converted to strontium hydroxide. It is a material.
  • the hydroxide or oxide of barium is a chemical heat storage that utilizes the heat storage when barium hydroxide is dehydrated and converted into barium oxide, and the heat dissipation when barium oxide is hydrated and converted into barium hydroxide. It is a material.
  • Calcium hydroxide or oxide is a chemical heat storage that utilizes heat storage when calcium hydroxide is dehydrated and converted to calcium oxide and heat dissipation when calcium oxide is hydrated and converted to calcium hydroxide. It is a material.
  • the heat storage operating temperature of calcium hydroxide or oxide is around 500°C.
  • Calcium sulfate is heat storage when calcium sulfate hemihydrate is dehydrated and changes to anhydrous calcium sulfate, and heat dissipation when anhydrous calcium sulfate is hydrated and changed to calcium sulfate hemihydrate. Is a chemical heat storage material. The heat storage operating temperature of calcium sulfate is around 90°C.
  • the heat storage material composition used in the present invention may contain additives such as a heat conductive filler, a reinforcing fiber, and a binder, in addition to the chemical heat storage material.
  • Examples of the heat conductive filler include fused silica, aluminum oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, magnesium carbonate, carbon nanotubes, boron nitride nanotubes and beryllium oxide.
  • Examples of the reinforcing fiber include carbon fiber, glass fiber, alumina silicate fiber, E glass fiber, aramid fiber, polyolefin fiber, vinylon fiber, and steel fiber.
  • Other fillers include titanium dioxide, zeolite, activated clay, sepiolite, bentonite, palygorstite, hydrotalcite, zinc oxide, iron oxide, barium sulfate, calcium carbonate, talc, aluminum hydroxide, antimony oxide, graphite and ferrite. be able to. Of these, fillers in which the heat storage material composition carried on the substrate is porous are preferably used.
  • At least one selected from the group consisting of titanium dioxide, silicon dioxide, alumina silicate fiber, E glass fiber, and cellulose among these additives can be preferably contained in the heat storage material composition.
  • the total amount of additives is preferably 1% by weight or more and 40% by weight or less based on the total amount of the chemical heat storage material.
  • the heat storage material composition is carried on the substrate, more specifically, on the outer surface of the net that constitutes the substrate and in the mesh of the net.
  • the supporting can be carried out by applying a slurry or paste of the heat storage material composition to a substrate and drying it, by pressing the powder of the heat storage material composition together with the substrate, or by another supporting method.
  • the plate-like chemical heat storage material of the present invention has a plate thickness t of preferably 0.3 mm or more and 2 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 1 mm or less.
  • the surface of the plate-like chemical heat storage material of the present invention may be entirely covered with the heat storage material composition, or a part of the substrate may be exposed.
  • the main surface of the plate-shaped chemical heat storage body of the present invention may be a smooth surface or a rough surface. In the case of a rough surface, a slight gap is formed when the plate-shaped chemical heat storage material of the present invention is laminated, so that water, which is a working medium for the chemical heat storage material, easily enters deep inside. From such a viewpoint, the surface roughness of the main surface is preferably several ⁇ m to several hundreds ⁇ m.
  • the plate-like chemical heat storage material of the present invention is cut into chips, bent to form a tube or box, or embossed to have a wavy shape (for example, as shown in FIGS. 2 and 3). Shape).
  • a plurality of plate-shaped chemical heat storage bodies of the present invention can be laminated or laminated with another plate-shaped material.
  • the chemical heat storage structure of the present invention is formed by stacking at least one plate-shaped chemical heat storage body of the present invention.
  • FIG. 6 shows a chemical heat storage structure 4 formed by laminating a large number of plate-shaped chemical heat storage bodies 1a of the present invention. When there is a gap between the adjacent plate-shaped chemical heat storage bodies 1a, water vapor as a working medium easily passes through this gap.
  • the chemical heat storage structure 4 has a high packing density of the chemical heat storage material per unit volume, can exhibit higher heat storage/heat dissipation performance, and can maintain its shape stably for a long period of time.
  • FIG. 7 shows a chemical heat storage structure 5 formed by alternately stacking the plate-shaped chemical heat storage body 1 a of the present invention and another plate-shaped material 3.
  • the other plate-like material 3 is not particularly limited, and may be, for example, a substrate 3-a made of a metal net that does not carry the heat storage material composition.
  • the plate-shaped material 3 functions as a spacer and the flow path to the plate-shaped chemical heat storage material 1 is expanded, water vapor, which is a working medium, easily flows and dehydration/hydration The reaction is accelerated.
  • FIG. 8 shows a structure in which the plate-shaped chemical heat storage bodies 1c in which the ridge portions and the flat portions are alternately formed at predetermined intervals as shown in FIG. 3 are laminated.
  • FIG. 9 shows a corrugated honeycomb structure in which the plate-shaped chemical heat storage bodies 1a and the plate-shaped chemical heat storage bodies 1b are alternately laminated as shown in FIG.
  • the stacking height h at this time is not particularly limited, but can be preferably set to 2 mm or more and 4 mm or less.
  • the substrate functions as an aggregate, it is possible to maintain high strength and shape retention for a long period of time.
  • the shape is not limited to the above, and other shapes may be used as long as the effects of the present invention can be exhibited.
  • the density of the heat storage material composition carried on the plate-shaped chemical heat storage body was 0.95 g/cm 3 .
  • the pellet-shaped heat storage material of Comparative Example 1 was cracked in the second cycle, cracked on the entire surface of the pellet in the fifth cycle, and the magnesium powder was in a state of being touched by the hand.
  • the plate-like chemical heat storage materials of Examples 1 and 2 a slight crack was confirmed in a part of the heat storage material composition in the fifth cycle, but no detachment or peeling from the substrate was observed, The magnesium powder did not stick to the hands when touched.
  • the plate-shaped chemical heat storage bodies of Examples 1 and 2 had a higher dehydration rate and hydration rate than the pellet-shaped heat storage body of Comparative Example 1, and were excellent in heat storage performance.
  • the plate-shaped chemical heat storage material of the present invention has high strength and high dehydration/hydration reaction efficiency.
  • a high-performance and highly durable chemical heat storage system can be configured as compared with the case of using a conventional powdery or pelletized heat storage material.

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Abstract

金属製の網からなる基板と、該基板に担持された蓄熱材組成物とを有し、該蓄熱材組成物が、マグネシウムの水酸化物または酸化物、ストロンチウムの水酸化物または酸化物、バリウムの水酸化物または酸化物、カルシウムの水酸化物または酸化物、および硫酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つと、必要に応じて二酸化チタン、二酸化ケイ素、アルミナシリケート繊維、Eガラス繊維、およびセルロースからなる群から選ばれる少なくとも一つとを含むものである、板状化学蓄熱体。

Description

板状化学蓄熱体
　本発明は、板状化学蓄熱体に関する。
　蓄熱技術の一つとして物質の相変化を利用した潜熱蓄熱材が知られている。例えば、特許文献１は、複数個の潜熱蓄熱性の粒子をシート上にのせ、その上から塗料を塗布して前記粒子を前記シートに固定した蓄熱体を開示している。この蓄熱体は、相変化によって液体や気体に変化したときに蓄熱材が外部に漏れださないように塗膜で覆われている。
　別の蓄熱技術として化学蓄熱材が知られている。化学蓄熱材では、水などの気体の作動媒体が化学蓄熱材と反応し、その際の吸熱または発熱を利用するものである。化学蓄熱材は、潜熱蓄熱材、顕熱蓄熱材などに比べて単位質量当たりの蓄熱量が高いと言われている。
　化学蓄熱材として、例えば、特許文献２は、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粉末を板状に成形してなる蓄熱部材を開示している。
　特許文献３は、粘土鉱物と可燃性粒状物とを混合して焼成することにより得られる多数の細孔を有するかご状構造体と、該かご状構造体の外表面及び細孔内部に担持された化学蓄熱材とを有することを特徴とする化学蓄熱材料を開示している。
　特許文献４は、多数の細孔を有する多孔質のセラミックスよりなる骨格構造部と、該骨格構造部の外表面、又は該骨格構造部の外表面及び細孔内部に担持された化学蓄熱材とを有することを特徴とする化学蓄熱材成形体を開示している。
特開平８－２９０８１号公報 特開２０１１－２０８８６５号公報 特開２００９－２５６５１７号公報 特開２００９－２２１２８９号公報
　本発明の課題は、耐久性に優れる板状化学蓄熱体を提供することである。
　上記課題を解決すべく検討した結果、以下のような態様を包含する本発明を完成するに至った。
〔１〕　金属製の網からなる基板と、
　該基板に担持された蓄熱材組成物とを有し、
　該蓄熱材組成物が、マグネシウムの水酸化物または酸化物、ストロンチウムの水酸化物または酸化物、バリウムの水酸化物または酸化物、カルシウムの水酸化物または酸化物、および硫酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つを含むものである、
板状化学蓄熱体。
〔２〕　蓄熱材組成物は、二酸化チタン、二酸化ケイ素、アルミナシリケート繊維、Eガラス繊維、およびセルロースからなる群から選ばれる少なくとも一つをさらに含む、〔１〕に記載の板状化学蓄熱体。
〔３〕　網が、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、および銅合金からなる群から選ばれる少なくとも一つからなる、〔１〕または〔２〕に記載の板状化学蓄熱体。
〔４〕　板厚が０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である、〔１〕～〔３〕のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体。
〔５〕　〔１〕～〔４〕のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体を少なくとも一つ積層してなる、化学蓄熱構造体。
〔６〕　〔１〕～〔４〕のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体または〔５〕に記載の化学蓄熱構造体を具備する、化学蓄熱システム。
　本発明の板状化学蓄熱体は、保形性に優れ、熱応答性が速い。本発明の板状化学蓄熱体は、水蒸気などの気体が内部の奥にまで侵入しやすいので、吸熱反応および発熱反応の効率が高く、単位重量当たりの蓄熱量が高い。本発明の板状化学蓄熱体は、蓄熱材の脱水/水和反応に伴う体積変化が生じても網からなる基板がそれを吸収し、割れや粉化を防止するので、蓄熱/放熱の性能を高く、長期間維持することができる。
本発明の板状化学蓄熱体の一例を示す図である。 本発明の板状化学蓄熱体の一例を示す図である。 本発明の板状化学蓄熱体の一例を示す図である。 本発明の板状化学蓄熱体に用いる基板の一例を示す図である。 本発明の板状化学蓄熱体に用いる基板の一例を示す図である。 本発明の化学蓄熱構造体の一例を示す図である。 本発明の化学蓄熱構造体の一例を示す図である。 本発明の化学蓄熱構造体の一例を示す図である。 本発明の化学蓄熱構造体の一例を示す図である。
　本発明の板状化学蓄熱体１は、基板３と、それに担持された蓄熱材組成物２とを有する。
　本発明に用いられる基板３は、金属製の網である。網は、線材を編んでなるもの、板材に切り込みを入れ伸ばしてなるもの（エキスパンドメタル）、板材に孔を穿ってなるもの（パンチングメタル）などの、いずれでもよい。
　網の材料は、金属であれば特に制限されないが、蓄熱材組成物よりも熱伝導率が高い金属が好ましく、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、または銅合金が好ましい。
　網の目開きは、特に制限されないが、蓄熱材組成物が基板から剥離し難い点および蓄熱材組成物と基板との熱伝導性を高める点などから、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上、さらに好ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
　網は、主面が平らな平網、主面にコブ状に畝った部分を有するコブ網、主面が波状に畝っている波形網、主面に対して突起した部分を有するリブ網などであってもよい。網の目に蓄熱材組成物が入り込みアンカー効果を奏するので平網でも十分な強度を示す。コブ網、波網またはリブ網は、コブ、波またはリブが、アンカー効果をさらに高めることを期待できる。
　本発明に用いられる蓄熱材組成物は、化学蓄熱材を含む。化学蓄熱材としては、マグネシウムの水酸化物または酸化物、ストロンチウムの水酸化物または酸化物、バリウムの水酸化物または酸化物、カルシウムの水酸化物または酸化物、および硫酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つを用いる。
　マグネシウムの水酸化物または酸化物は、水酸化マグネシウムが脱水して酸化マグネシウムに変化する際の蓄熱と、酸化マグネシウムが水和して水酸化マグネシウムに変化する際の放熱とを利用する、化学蓄熱材である。マグネシウムの水酸化物または酸化物による蓄熱作動温度は３５０℃前後である。
　ストロンチウムの水酸化物または酸化物は、水酸化ストロンチウムが脱水して酸化ストロンチウムに変化する際の蓄熱と、酸化ストロンチウムが水和して水酸化ストロンチウムに変化する際の放熱とを利用する、化学蓄熱材である。
　バリウムの水酸化物または酸化物は、水酸化バリウムが脱水して酸化バリウムに変化する際の蓄熱と、酸化バリウムが水和して水酸化バリウムに変化する際の放熱とを利用する、化学蓄熱材である。
　カルシウムの水酸化物または酸化物は、水酸化カルシウムが脱水して酸化カルシウムに変化する際の蓄熱と、酸化カルシウムが水和して水酸化カルシウムに変化する際の放熱とを利用する、化学蓄熱材である。カルシウムの水酸化物または酸化物による蓄熱作動温度は５００℃前後である。
　硫酸カルシウムは、硫酸カルシウム０．５水和物が脱水して無水硫酸カルシウムに変化する際の蓄熱と、無水硫酸カルシウムが水和して硫酸カルシウム０．５水和物に変化する際の放熱とを利用する、化学蓄熱材である。硫酸カルシウムによる蓄熱作動温度は９０℃前後である。
　本発明に用いられる蓄熱材組成物は、上記化学蓄熱材以外に、熱伝導性フィラ、補強繊維、バインダなどの添加剤を含んでいてもよい。
　熱伝導性フィラとしては、溶融シリカ、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルムニウム、窒化珪素、炭酸マグネシウム、カーボンナノチューブ、窒化ホウ素ナノチューブ、酸化ベリリウムなどを挙げることができる。
　補強繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナシリケート繊維、Eガラス繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン繊維、ビニロン繊維、鋼繊維などを挙げることができる。
　他のフィラとして、二酸化チタン、ゼオライト、活性白土、セピオライト、ベントナイト、パリゴルスタイト、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、黒鉛、フェライトなどを挙げることができる。これらのうち、基板に担持された蓄熱材組成物が多孔質となるフィラが好ましく用いられる。
　バインダとしては、シリカゾル、ケイ酸塩、リン酸塩、セメント、シリコーンなどの無機バインダ；酢酸セルロース、ニトリルセルロース、セルロース、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルアルコール、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機バインダなどを挙げることができる。
　これら添加剤のうち、二酸化チタン、二酸化ケイ素、アルミナシリケート繊維、Eガラス繊維、およびセルロースからなる群から選ばれる少なくとも一つを蓄熱材組成物に好ましく含ませることができる。
　添加剤の合計量は、化学蓄熱材の合計量に対して、好ましくは１重量％以上４０重量％以下である。
　本発明の板状化学蓄熱体においては、蓄熱材組成物が、基板に、より詳細には基板を構成する網の外表面、および網の目の中に担持されている。
　担持は、蓄熱材組成物のスラリまたはペーストを基板に塗布し乾燥させることによって、蓄熱材組成物の粉末を基板とともに圧粉成形することによって、またはその他の担持方法によって行うことができる。
　本発明の板状化学蓄熱体は、板厚ｔが、好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
　本発明の板状化学蓄熱体は、表面が蓄熱材組成物ですべて覆われていてもよいし、一部に基板の露出している部分があってもよい。
　本発明の板状化学蓄熱体の主面は、滑面であっても、粗面であってもよい。粗面である場合、本発明の板状化学蓄熱体を積層させたときにわずかに隙間ができるので、化学蓄熱材に対する作動媒体である水が奥まで入り込みやすい。そのような観点から主面の表面粗さは数μｍ～数百μｍであることが好ましい。
　本発明の板状化学蓄熱体は、目的に応じて、裁断してチップ状にしたり、折り曲げて筒状、箱状にしたり、エンボス加工などして波状（例えば、図２、図３などに示す形）にしたりすることができる。また、本発明の板状化学蓄熱体を複数枚積層させたり、他の板状物と積層させたりすることができる。
　本発明の化学蓄熱構造体は、本発明の板状化学蓄熱体を少なくとも一つ積層してなるものである。
　図６は、本発明の板状化学蓄熱体１ａを多数枚積層してなる化学蓄熱構造体４を示している。隣接する板状化学蓄熱体１ａの間に隙間が有る場合、作動媒体である水蒸気がこの隙間を通りやすい。化学蓄熱構造体４は、単位体積当たりの化学蓄熱材の充填密度が高く、より高い蓄熱/放熱性能を発揮でき、尚且つ、その形状を長期間安定に保持することができる。
　図７は、本発明の板状化学蓄熱体１ａと、他の板状物３とを交互に積層してなる化学蓄熱構造体５を示している。他の板状物３は、特に限定されず、例えば、蓄熱材組成物を担持していない金属製の網からなる基板３－ａなどであってもよい。化学蓄熱構造体５は、板状物３がスペーサの役割をして、板状化学蓄熱体１への流路が拡大されるため、作動媒体である水蒸気が流れ易くなり、脱水/水和の反応が促進される。
　図８は、図３に示すような、突条部と平坦部を交互に所定の間隔で形成した板状化学蓄熱体１ｃを積層した構造体を示している。
　図９は、図２に示すような、板状化学蓄熱体１ａと板状化学蓄熱体１ｂとを交互に積層したコルゲートハニカム状の構造体を示している。
　このときの積層高さｈは、特に限定されないが、好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定することができる。
　本発明の構造体においては、基板が骨材として機能するため、高い強度と保形性を長期間維持することが可能である。なお、本発明における作用効果が発揮される形態であれば、上記に限らず他の形状を成したもので合っても構わない。
　以下に本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、これらは説明のための単なる例示であって、本発明はこれらによって何等制限されるものではない。
［実施例１］
　水酸化マグネシウム粉末１０ｋｇに水を加えながらニーダで混練した。これにシリカ・アルミナ系繊維４ｋｇを加え、さらに混練して水分約４０％のペースト状化学蓄熱材組成物を得た。一対の圧延ローラを用いて、幅５００ｍｍのＳＵＳ４３０製のエキスパンドメタル基板（メタルラス板、Ｐ1＝４．５ｍｍ，Ｐ2＝３．０ｍｍ）に、ラス目間を埋めるようにして、ペースト状化学蓄熱材組成物を塗布した。次いで切断機で長さ５００ｍｍに切断した。これを１２０℃で２時間乾燥させた。次いで５０×５０ｍｍの小片に切断し，厚さ０．７ｍｍの板状化学蓄熱体を得た。板状化学蓄熱体に担持された蓄熱材組成物の密度は０．９５ｇ／ｃｍ3であった。
［実施例２］
　実施例１で使用したＳＵＳ４３０製エキスパンドメタル基板をアルミニウム製エキスパンドメタル基板（メタルラス板、Ｐ1＝４．５ｍｍ，Ｐ2＝３．０ｍｍ）に変えた以外は、実施例１と同じ方法で、板状化学蓄熱体を得た。板状化学蓄熱体に担持された蓄熱材組成物の密度は０．９２ｇ／ｃｍ3であった。
［比較例１］
　水酸化マグネシウム粉末（キシダ化学製）を打錠成形機に入れ、７００ｋｇ／ｃｍ2の圧力を１０秒間加え、直径１３ｍｍ、厚み２．４ｍｍのペレット状蓄熱体を得た。ペレット状蓄熱体の密度は０．９４ｇ／ｃｍ3であった。
［試験］
　表１に示す条件にて脱水処理及び水和処理を１サイクルとする耐久試験を行った。
　１サイクル毎に、蓄熱体の形状、脱水率および水和率を記録した。結果を表２に示す。
　なお、脱水率は、初期の水酸化マグネシウムが全て酸化マグネシウムに変換されたときを１００％として算出した。
　水和率は、全ての酸化マグネシウムが初期の水酸化マグネシウム重量に再変換されたときを１００％として算出した。
　比較例１のペレット状蓄熱体は、２サイクル目において割れが発生し、５サイクル目においてペレット全面にヒビが生じ、手で触れるとマグネシウムの粉末が手に付く状態であった。
　これに対して、実施例１及び２の板状化学蓄熱体は、５サイクル目において蓄熱材組成物の一部分に微少なヒビが確認されたが、基板からの脱落や剥離等は見られず、手で触れてもマグネシウムの粉末が手に付くことはなかった。
　表２に示すように、実施例１及び２の板状化学蓄熱体は、比較例１のペレット状蓄熱体に比べて、脱水率及び水和率が高く、蓄熱性能に優れていた。
　以上の結果から明らかであるように、本願発明の板状化学蓄熱体は、高強度であり、尚且つ高い脱水/水和反応効率を有する。本発明の板状化学蓄熱体を用いることによって、従来の粉末状やペレット状の蓄熱体を用いた場合に比べて、高性能・高耐久の化学蓄熱システムを構成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　1a, 1b, 1  :　板状化学蓄熱体
　2　:　蓄熱材組成物
　3　:　基板
　3-a　:　金網基板
　3-b　:　エキスパンドメタル基板
　4　:　蓄熱構造体
　5　:　蓄熱構造体

Claims (8)

  1. 　金属製の網からなる基板と、
    　該基板に担持された蓄熱材組成物とを有し、
    　該蓄熱材組成物が、化学蓄熱材を含むものである、
    板状化学蓄熱体。
  2. 　金属製の網からなる基板と、
    　該基板に担持された蓄熱材組成物とを有し、
    　該蓄熱材組成物が、マグネシウムの水酸化物または酸化物、ストロンチウムの水酸化物または酸化物、バリウムの水酸化物または酸化物、カルシウムの水酸化物または酸化物、および硫酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つを含むものである、
    板状化学蓄熱体。
  3. 　蓄熱材組成物は、熱伝導性フィラ、補強繊維またはバインダをさらに含む、請求項１または２に記載の板状化学蓄熱体。
  4. 　蓄熱材組成物は、二酸化チタン、二酸化ケイ素、アルミナシリケート繊維、Eガラス繊維、およびセルロースからなる群から選ばれる少なくとも一つをさらに含む、請求項１または２に記載の板状化学蓄熱体。
  5. 　網が、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、および銅合金からなる群から選ばれる少なくとも一つからなる、請求項１～４のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体。
  6. 　板厚が０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である、請求項１～５のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体。
  7. 　請求項１～６のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体を少なくとも一つ積層してなる、化学蓄熱構造体。
  8. 　請求項１～６のいずれかひとつに記載の板状化学蓄熱体または請求項７に記載の化学蓄熱構造体を具備する、化学蓄熱システム。
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