JPH0747036B2 - 過冷却形蓄熱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱エネルギーを過冷却状態で蓄え、必要な時に
蓄えた熱エネルギーを取り出すことができる、繰返し使
用可能な蓄熱体を利用する分野に関する。

従来の技術 従来より潜熱を利用する潜熱蓄熱材は単位重量当りの蓄
熱量が大きい、一定温度の出力が得られるなどの利点を
有するため、コードレスの装身採暖装置・保温装置・加
温装置に用いる試みが行なわれてきた。しかし、従来の
蓄熱体は過冷却を防止した蓄熱材を用いる試みがほとん
どであった。すなわち、蓄熱材は加熱（蓄熱）完了と同
時に放熱を開始するタイプである。したがって必要な時
に放熱させることができず用途が限定されたものとなっ
た。ところが最近過冷却現象を利用し任意の時に蓄熱材
より熱を取り出す手段が試みられてきた。すなわち、特
開昭61−14283公報あるいは特開昭60−1020公報等に過
冷却蓄熱体と過冷却崩壊する手段とが記載されている。
しかし、この過冷却形蓄熱体を採暖装置などに用いる場
合、次のような問題点があった。すなわち、蓄熱材は蓄
熱時（過冷却時）液体であるため可撓性があるが、放熱
すると固体となるため可撓性がなくなる。この傾向は固
体となり温度が低下すると強くなる。採暖装置としては
可撓性の喪失は致命的である。これを解決するために、
従来の過冷却を防止した蓄熱材では実開昭57−87276号
公報あるいは実開昭57−85154号公報のように可撓性を
有するシートの一部を接合し複数箇の小室を設け、この
小室に蓄熱材を封入し、前記接合部分の屈折により可撓
性をもたせようとする試みが行なわれてきた。しかし過
冷却蓄熱体の場合、熱を取り出すためいは過冷却を崩壊
させる手段が必要であり、その手段としては前記特開昭
61−14283公報あるいは特開昭60−1020公報に記載され
ているような刺激を与える必要がある。このような刺激
手段を実開昭57−85154号公報あるいは実開昭57−8726
号公報に記載されている複数箇の小室それぞれに設ける
ことは実用上困難であった。すなわち、熱を取り出す時
に各小室毎にいちいち刺激を与えねばならない、また、
刺激手段をそれ自体が身体に対して異和感のあるもので
あった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は前記蓄熱体の課題を解決しようとするものであ
る。すなわち、過冷却可能な蓄熱体を採暖装置などに用
いた場合、容易に蓄熱でき利便性よく簡単確実に装置全
体の過冷却を崩壊し熱を取り出すことができると共に、
身体に装着した場合可撓性があり異和感のないようにす
るものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、一対のシートの
適当箇所を接合し複数箇の小室を設け、この小室に過冷
却可能で刺激により液体から固体に相変化し潜熱を放出
する蓄熱体を封入すると共に前記小室間にわたって毛細
管体を設けたものである。

作用 本発明は前記構成のため簡単確実に蓄熱材より熱を取り
出すことができると共に可撓性を有する蓄熱体とするこ
とができる。すなわち、前記蓄熱体は過冷却可能で刺激
により容易に過冷却状態が崩壊する蓄熱材が小室に封入
され、各小室が毛細管体により接続されている構成にな
っている。この毛細管体は各小室において蓄熱材と接し
ているため、蓄熱材は毛細現象により毛細管体に吸いあ
げられる。すなわち、毛細管体は蓄熱材で含浸された状
態となっている。したがって、蓄熱体は複数の小室に区
分されているが、蓄熱材は実質的に蓄熱体全体にわたっ
てつながっている。いま、蓄熱体の蓄熱体の一つの小室
に設けられた刺激部に刺激を与えると、この部分で過冷
却が崩壊し蓄熱材は液体から固体へ潜熱を放出しながら
相変化を始める。この過冷却の崩壊は刺激部を有する小
室全体に拡がっていく。次いで毛細管体中の蓄熱材の過
冷却が崩壊し、さらに、隣接する小室の蓄熱材の過冷却
が崩壊する。このように過冷却の崩壊は蓄熱体全体に拡
がっていく。すなわち、一つの小室の蓄熱材の過冷却が
崩壊するとそれは毛細管体を介して蓄熱体全体の小室に
拡がっていく。本発明の過冷却形蓄熱体では可撓性を持
たせるために、蓄熱体に接合部を設け蓄熱材を複数箇の
小室に分散させても１ケ所の刺激で蓄熱体を構成する全
小室の蓄熱材の過冷却を崩壊することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。第１図は本発
明の蓄熱体１の平面図、第２図は断面図である。蓄熱体
１は二枚の可撓性を有するラミネートフィルム２の適当
箇所を熱融着して得られた接合部３によって複数箇の小
室４に区分された構成となっている。この小室４には過
冷却可能で刺激により液体から固体に相変化し潜熱を放
出する蓄熱体５が封入されている。さらに小室４は毛細
管体６によりお互いに連結されている。また、過冷却を
崩壊させるための刺激口７が設けられている。

以下、各要素毎に説明する。容器２は蓄熱材５と非反応
性・非相溶性の材料でつくられる。特に採暖装置に使用
する場合は可撓性を必要とするためアルミラミネートフ
ィルムがよい。接合部３は熱シールにより設ける。小室
４は周囲を接合部３で囲われたものであり、使用目的に
より任意の大きさ、任意の形とすることができる。蓄熱
材５は塩化カルシウム６水塩、硫酸ナトリウム10水塩、
チオ硫酸ナトリウム５水塩、酢酸ナトリウム３水塩など
の水和塩形蓄熱材であり、融点以上に加熱し冷却すると
容易に過冷却状態とすることができる。また、蓄熱材５
は必要に応じて増粘剤、安定剤または熱伝導性物質とを
混合する。毛細管体６は蓄熱材５と非反応性・非相溶性
の材料よりなる繊維質体、例えば、綿・セルロース等の
天然繊維またはポリエステル、アクリル、ナイロン、芳
香族ポリアミド等の合成繊維よりなる糸状体、織布ある
いは不織布、またはステンレス、銅等よりなる金属細線
体、または各種連続気泡体よりなる。熱シールは前記毛
細管体６を二枚のシート２の間にはさみ込んで行われ、
熱シール後容器材料に密着し固定される。毛細管体６は
熱シール時の熱に耐える必要があり、熱シール時に融解
しシート２材料と一体となってはならない。毛細管体６
が融解しシート２材料と一体となるともはや毛細管力が
なくなり蓄熱材５融液が浸透してこなくなり過冷却の崩
壊がこゝで途切れてしまうからである。例えばラミネー
トフィルムの最内層（融着層）がポリエチレンの場合
は、木綿、ポリエステル、ポリアミド等の糸状体がよ
い。毛細管体の取り付け位置や取り付け方法は特に限定
されるものではなく、接合部３を介して小室と小室とを
結ぶことができたら良い。刺激部７は過冷却状態にある
蓄熱材に刺激を与える部分である。刺激を与える方法と
しては、前記公報に記述されている方法でもよいし、毛
細管体をパッキンを介して容器の外側に設け、この部分
ににじみ出てきた蓄熱材に直接刺激を与える手段でもよ
い。

以下、具体的な一実施例を示す。

最内層がポリエチレンからなる二枚のアルミラミネート
フィルムの間に毛細管体としてポリエステルからなる糸
をはさみ、熱シールにより巾5mmの接合部を５×5cmの正
方形の小室の三方に設ける。この熱シールにあたってす
べての小室が毛細管体により少なくとも１箇所で他の小
室と連結できるように毛細管体をあらかじめ配してお
く。この小室に蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩を20
グラムづゝ充填し、減圧下で他の一方を封口した。この
ようにして小室が１列当り４ケ,2列合計８ケからなる蓄
熱体の一つの小室に刺激口を設けゴム栓で蓄熱材が外部
に漏出しないように栓をした。この蓄熱材を酢酸ナトリ
ウム３水塩の融点58℃より高い80℃に加熱し蓄熱材を完
全に融解した後室温まで冷却すると、蓄熱材は容易に過
冷却状態になった。加熱中小室の一つに150kgの応力を
加えたが、毛細管体より蓄熱材の流動が極度に限定され
ているので蓄熱材が他の小室に移動し偏肉が生ずるよう
なことはなかった。この過冷却した蓄熱体を断熱材で覆
い、刺激口のゴム栓を通して針で蓄熱材に刺激を与える
と過冷却が崩壊し蓄熱体全体から熱の放出がみられた。
人体に装着し０℃の雰囲気下で使用したが約２時間わた
って人体側表面で40℃以上の熱出力があった。また、装
着した場合、接合部を軸として容易に屈曲するため、な
んら異和感を感じることがなく快適な暖房が得られた。
また、蓄熱−放熱サイクルを100回繰返えしたが問題は
なかった。

発明の効果 以上のように本発明の蓄熱体によれば次の効果が得られ
る。

すなわち、本発明の蓄熱体は蓄熱材を封入した複数個の
小袋より形成され、しかも各小袋が蓄熱材を含んだ毛細
管体で接続されているため、過冷却状態を崩壊させるた
めの刺激口が１個でも良く、構成が簡単になると共に身
体装着時に刺激口による異和感がなくなる。また、人体
に装着した場合小袋と小袋を結ぶ接合部が屈曲し、外部
応力に容易に追従するため、ほとんど異和感を感じな
い。さらに、小室の蓄熱材と小室の蓄熱材とが毛細管体
で結ばれているため、一部の小室に大きな圧力が加わっ
ても蓄熱材の流動が毛細管体で阻止され他の小室に移動
することがない。したがって蓄熱体に偏肉が生ずること
がない。

以上のごとく、本発明の蓄熱体構成によれば、簡単に過
冷却状態を崩壊させ熱を取り出すことができると共に可
撓性を有するため異和感のない蓄熱体とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の蓄熱体の平面図、第２図は
同側断面図である。 １……蓄熱体、２……シート、３……接合部、４……小
室、５……蓄熱体、６……毛細管体、７……刺激口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のシートの適当箇所を接合し複数箇の
   小室を設け、この小室に過冷却可能で刺激により液体か
   ら固体に相変化し潜熱を放出する蓄熱体を封入すると共
   に前記小室間にわたって毛細管体を設けた過冷却形蓄熱
   体。
2. 【請求項２】シートが可撓性フィルムからなる特許請求
   の範囲第１項記載の過冷却形蓄熱体。