JPS6018902B2 - 太陽熱の利用方法 - Google Patents

太陽熱の利用方法

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JPS6018902B2
JPS6018902B2 JP53001529A JP152978A JPS6018902B2 JP S6018902 B2 JPS6018902 B2 JP S6018902B2 JP 53001529 A JP53001529 A JP 53001529A JP 152978 A JP152978 A JP 152978A JP S6018902 B2 JPS6018902 B2 JP S6018902B2
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JP
Japan
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heat
heat storage
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spherical
outer skin
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JP53001529A
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JPS5495029A (en
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秀哉 青木
昭一 母里
和郎 今泉
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
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    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱を暖房等のエネルギー源として利用する
ための方法に関する。
近年エネルギー危機が叫ばれるようになってから太陽エ
ネルギーを利用する各種の方法が開発されている。
これらのうちで最も簡易な方法は太陽熱をそのまま利用
する方法であり、軟質プラスチック膜内に水を満したも
の、あるいはガラス、プラスチック、銅、ステンレスス
チールなどの円筒内に水を入れたものを太陽光にさらす
ことによつて温水を得、その温水をそのままあるいは適
温に調節した後藤房、風呂、調理、洗面などに利用する
いわゆる太陽熱温水器を用いる方法が実用化されている
。しかし、従釆の太陽熱温水器において、太陽熱を伝達
する熱煤としてもっぱら水が使用されているため、長時
間使用すると内部に藻が繁殖して太陽光線が通りにくく
なり加熱されにくくなったり、配管が腐食して錆が混入
する等の問題があり十分普及するまでに至っていない。
本発明は、前記藻の繁殖や配管の腐食等の欠点がなく太
陽熱を有効に利用する方法を提供することを目的とする
。すなわち、本発明は、軟化点90oo以上の素材から
なる外皮、および内部に充填されたloo0から90℃
の温度範囲に融点もしくは結晶転移点を有する無機化合
物からなる媒体とから構成された球状蓄熱体を、太陽光
線照射下に放置することによって加熱し、次いで該蓄熱
体を熱交換器に循環輸送して、熱交換器内で被加熱液に
熱を伝達することを特徴とする太陽熱の利用方法である
本発明の方法で太陽熱の蓄熱体として用いられる球状蓄
熱体は、第1図の如く耐熱性を有する外皮1と、内部に
充填された10q0ないし9000の範囲に融点を有す
る媒体2とから構成されている。かかる球状蓄熱体の外
皮の素材は90ooで軟化変形しない素材であればどの
ようなものでもよく、例えばアルミニウム、ステンレス
鋼、鋼、銅等金属からなる中空球であってもよいが、成
形のしやすさ、あるし・は耐衝撃変形性の点からは、軟
イ点90qo以上の合成樹脂、例えば低密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリー4−
メチル−1ーベンテン等のボリオレフイン樹脂、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリカーボネート等の熱可塑性樹
脂あるいは、フェノール脂、ェポキシ樹脂、ポリウレタ
ン等の熱硬化性樹脂であることが好ましい。外皮の役割
は、外力および内力に抗して蓄熱体の形状を保持するこ
とにあり、強度の優れていることはむろんのこと、内部
に充填した媒体により、膨潤あるいは溶解しないもので
なくてはならない。
外皮の厚さは均一であることが好ましく、その必要な厚
さは材質によっても異なるが、球状蓄熱体が外部からの
衝撃、圧縮力に耐えうる範囲であれば、できるだけ薄い
方が内部の媒体への熱伝導性が良好であるため好ましい
なかでも厚さが1ないし2肋の範囲にあることが強度、
成形しやすさの点でとくに好ましい。外皮の外表面は、
太陽光線を吸収しやすいように、黒色塗料で塗装されて
いるか、あるいは、外皮が合成樹脂製の場合はカーボン
ブラック等の黒色顔料により着色されていることが好ま
しい。本発明で使用しうる媒体としては、10℃ないし
90qo、好ましくは20なし、し6ぴ○の温度範囲に
おいて融点(融点が明確でない場合は凝固点)もしくは
結晶転移点を有する無機化合物からなる。
このような無機化合物は10℃ないし9ぴ○の温度範囲
で固体から液体、又は液体から固体へと相変化するか、
あるいは転移して結晶構造が変化するのであり、この相
変化の際の融解熱又は凝固熱あるいは転移熱を利用して
中実球に比してより熱容量の大きな蓄熱体として使用し
うるのである。媒体は外皮に対して腐食性、膨個性を持
たないものでなければならない。また90qo以下の温
度において、分解、爆発、発火しないものでなければな
らない。このような性能を有する無機化合物としては、
例えば亜セレン酸ナトリウム・五水和物〔Na2SeQ
・8LO〕、塩化カドミウム・二,五水和物{Cdc1
2・2,SLO〕、塩化カルシュウム・六水和物にac
12・細20〕、塩化鉄(0)・六水和物〔Fec12
・細20〕、塩化鉄(m)・六水和物(Fec13・8
LO〕、塩化ニッケル・六水和物〔NiC12・SLO
〕、塩化マンガン(D)・四水和物〔MnC12・餌2
0〕、硝酸亜鉛・六水和物〔Zn(N03)2・母日2
0〕、硝酸カルシウム・四水和物にa(NQ)2・山2
0〕、硝酸コバルト(0)・六水和物〔C0(N03)
2・母LO〕、硝酸マンガン(0)・六水和物〔Mn(
N03)2・細20〕、硝酸リチウム・三水和物〔Li
の3・細20〕、水酸化ナトリウム・三,五水和物〔が
aOH・7日20〕、硝酸ニッケル(0)・六水和物〔
Ni(N03)・母LO〕、セレン酸・一水和物〔Hぶ
e04・日20〕、チオ硫酸ナトリウム・五水和物〔N
a2S2Q・SLO〕、セレン酸〔日2Se04〕、ト
リメタリン酸ナトリウム ma3P309〕、塩化スト
ロンチウム・六水和物〔SrC12・班20〕、クロム
酸ナトリウム・十水和物〔Na2Cr山・lqLO〕、
硝酸アンモニウム〔N日N03〕、硝酸鋼、六水和物〔
Cu(N03)2・細20)、炭酸ナトリウム・十水和
物〔Na2CQ)・1帆20〕、過ホゥ酸ナトリウム・
四水和物〔NaB03・4LO〕、硫化カリウム・五水
和物〔K2S・8LO〕、硫酸亜鉛・七水和物〔ZnS
04・7舷0〕、硫酸亜鉛・六水和物〔ZnS04・母
LO〕、硫酸カリウムアルミニウム・十二水和物〔AI
k(S04)2・12LO〕、硫酸鉄(0)・七水和物
〔FeS04・7日20〕、硫酸鋼・五水和物〔CuS
04・SLO〕、硫酸マンガン(0)・七水和物〔Mh
S04・740〕、リン酸水素ナトリウム・二水和物〔
NaH2P04・2LO〕、フッ化カリウム・一水和物
〔KF・餌20〕、ョゥ化バリウム・六水和物〔舷i2
・細20〕等を挙げることができる。
本発明は太陽熱の蓄熱に用いられるのは、以上の如き表
皮と媒体とからなる蓄熱体であり、通常直径が5なし、
し10仇岬、好ましくは10ないし30肌の球状のもの
である。蓄熱体の形状を球状としたのは、蓄熱体を循環
して使用する際の輸送が容易だからである。従って、球
状といっても、完全に球形である必要はなく、卵形ある
いは例えばゴルフボールの如く、輸送に支障にならない
程度のくぼみ、溝等が表面に形成されていてもよい。球
状蓄熱体を製造する方法としては、次の如き方法を採用
することができる。例えば外皮が金属の場合は金属中空
球の内部に溶融した媒体を充填し、何らかの方法で密封
する方法、外皮が熱可塑性樹脂の場合は、これらの樹脂
から真空成形や中空成形の方法により中空体を成形して
おき、この中空体の内部に注射器の如きもので溶融した
媒体を充填後、密封する方法、中空体の成形時に同時に
媒体を封入する方法、外皮が常温硬化型の熱硬化性樹脂
の場合、固体の媒体を樹脂液に浸潰して外皮を形成する
方法等を採用することができる。以上述べた球状蓄熱体
を太陽熱の熱交換に利用する方法としては、例えば、第
2図の如く球状畜熱体3をガラスや透明プラスチックの
蓋のある容器4中に多数個並べておき、太陽光にさらす
。次に太陽熱により加熱された球状蓄熱体をいったん蓄
熱糟に貯蔵するか、貯蔵することなくそのまま被加熱液
の満たされた熱交換器5に送入し、被加熱液と接触せし
めて、この被加熱液に熱を伝達する方法等が考えられる
。このようにして加熱された液は、例えば暖房、風呂、
調理、洗濯等の用途に使用することができる。また熱交
換の終了した球状蓄熱体は回収ポンプ6等により、回収
してもとの容器4にもどせばよい。本発明の方法によれ
ば、従来の太陽熱の利用方法の主流であった太陽熱温水
器の如く水を熱媒体として用いておらず、かつ媒体がカ
プセル内に封入されているために、従来の太陽熱温水器
の問題点であった輸送ラインの腐食や、藻の繁殖等の問
題を生じることがない。
また輸送ラインは完全に密封されていることを要しない
ため、ラインの材質に安価なものを使用でき、従って設
備費を軽減できる。また熱媒体として、金属中実球等を
用いた場合に比べて熱容量が大きいため、同じ大きさで
よく多くの熱量を交換しうる。しかも、金属球に比べて
軽量であるので、輸送時の取扱いは容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で用いる球状蓄熱体の一例を示した断面
図である。 第2図は、本発明の利用方法の一例を示した模式図であ
る。1・・・・・・外皮、2・・・・・・媒体、3・・
・・・・球状篭熱体。 第1図第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 軟化点90℃以上の素材からなる外皮、および内部
    に充填された10℃ないし90℃の温度範囲に融点もし
    くは結晶転移点を有する無機化合物からなる媒体とから
    構成された球状蓄熱体を太陽光線照射下に放置すること
    によつて加熱し、次いで該蓄熱体を熱交換器に循環輸送
    して、熱交換器内で被加熱液に熱を伝達することを特徴
    とする太陽熱の利用方法。 2 球状蓄熱体の外皮が金属からなつていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 球状蓄熱体の外皮が合成樹脂からなつていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 合成樹脂が熱可塑性樹脂であることを特徴とする特
    許請求の範囲第3項記載の方法。
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JPS60123533U (ja) * 1984-01-27 1985-08-20 ミサワホ−ム株式会社 ヒ−トポンプ装置
JPS60196596A (ja) * 1984-03-19 1985-10-05 Mitsubishi Corp 球状蓄熱体

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