JPS6347028Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は新規な温度調節機能を有した恒温水槽
に関するものであつて、安価で消費電力量が極め
て少ないものの提供を目的に開発したものであ
る。

融点が室温±50℃近傍にある有機化合物で高い
熱的安定性や毒性の少ない良好な物性を有し、か
つ電気の不良導体であるものは、多数にのほる。
後述する例にみられるように、パラフイン類、ポ
リアルキレングリコール類、高級アルキルエーテ
ル類、高級アルキルエステル類、高級脂肪酸、高
級アルコール等である。

そして、これらの有機化合物は外部からの加熱
により融点以上になると融解し、融解の潜熱とし
て物質中に蓄えられるので、蓄熱媒体として知ら
れている。これら蓄熱媒体を利用して風力、水
力、潮力、太陽熱等の不規則自然エネルギーによ
る発電装置からの電熱ヒーターによる発熱を蓄え
る方式を開発して蓄熱式の電気暖房装置にするこ
とを本考案者は特願昭56−111310号で提案した。

蓄熱媒体はそれ自身電気の不良導体であり、直
接的な通電加熱が不可能であるので、電熱ヒータ
ーを用いての加熱や温度調節のためのサーモスタ
ツトやサーモプロテクタなどを必要とし、そのた
め設備費がかさむ欠点は否めない。

この点の改良を目的に更に検討を加えた結果、
蓄熱媒体中に電導性の良好な炭素粉末を分散混合
させると、極めて特異な電気的挙動を示し、通電
によつて発熱し、かつ所定温度にキユリー点を有
する性質のものになることを見出し、電導性蓄熱
媒体として特願昭57−177131号で、感熱電気抵抗
組成物として特願昭57−220986号でそれぞれ提案
したのである。

更に、本考案者は、これら組成物の応用につい
て検討を加えて、温度制御機能を有する恒温水槽
を新たに開発したのである。その特徴とするとこ
ろは、温度変化により溶融状態と固体状態とをと
り得る有機化合物と電導性物質の炭素粉末とから
なるキユリー点を有する媒体発熱体を恒温水槽本
体内に密封し、前記混合物の媒体発熱体内に所定
間隔をおいて導線を配設してなることにある。

以下例示図面によつて本考案の恒温水槽を詳細
に説明する。

第１図は媒体発熱体を内設した恒温水槽の一部
破断斜視図である。この恒温水槽は温度変化によ
り溶融状態と固体状態とをとり得る有機化合物と
電導性物質の炭素粉末とからなるキユリー点を有
する媒体発熱体１を長方形の水槽状に成形された
恒温水槽本体２の壁面とか底面へ密封し、前記混
合物の媒体発熱体内に所定間隔をおいて導線３を
配設してなる構造である。このような恒温水槽に
よつて保温することができるのである。恒温水槽
は、外周を断熱材５で仕上げることによつて保温
効果を保つことができる。

媒体発熱体の詳細は前述の特願昭57−177131号
にも詳述したところであるが、媒体発熱体を構成
する蓄熱媒体として好適なものとしては、融点が
20〜70℃の範囲内にある高級炭化水素、すなわ
ち、パラフイン類のほかポリアルキレングリコー
ル類、高級アルキルエーテル類、高級アルキルエ
ステル類、高級アルコール、高級脂肪酸などの化
合物である。媒体発熱体はこれら蓄熱媒体と炭素
粉末との混合物である。

上記有機化合物のなかでも、ポリエチレングリ
コールを主成分とするものが特に良好であり、難
燃性で引火性も弱いから蓄熱媒体として優れてい
る。パラフインワツクス類は電気的特性にも蓄熱
性にも優れているが、引火性のあるのが欠点であ
る。しかし、本考案のように密閉系で使用する分
には差支えない。

これら蓄熱媒体に混合すべき電導性物質は、炭
素粉末であり、黒鉛粉末のような結晶性カーボ
ン、活性炭のような無定形カーボンを問わず使用
できる。しかし、最も混合性がよく、安定で使い
易いのは黒鉛粉末である。

蓄熱媒体と電導性物質との混合比率は重要な因
子であり、混合比率を変えて、通電時間と温度上
昇及び抵抗値の変化から判断して最適範囲を設定
する。例えば、融点49℃のポリエチレングリコー
ル120部に対して黒鉛粉末を20，40，60，80部添
加した系に対して通電した際の時間と温度変化は
第４図に示すようになり、20部では上昇せず、80
部では短時間に高温にあがり、いずれもキユリー
点が見出せない。そして、40〜60部で良好に作動
し、40部では約40℃で安定し、60部では約50℃で
安定することがわかる。通電初期には電気抵抗が
500Ω以下で1.5A位の電流値であるが、ポリエチ
レングリコールが軟化又は溶融すると、1900Ωに
まで抵抗が上り、電流は0.1A以下になり、その
ままキユリー点の平衡温度に達する。その模様を
黒鉛粉末が60部の場合についても第５図に示し
た。したがつて、蓄熱媒体に40〜60部のカーボン
ブラツクを混合したものは、加熱ヒーターもサー
モスタツトも不要のキユリー点を有した電導性蓄
熱媒体すなわち、媒体発熱体となり、80部あるい
はそれ以上混合したものは導線の代りとして使用
できる媒体導線になるのである。

本考案は、以上のようなキユリー点を有する混
合比率のものを、そのままあるいは薄い織布、不
織布、スポンジシート等の非電導性シートに含浸
担持させて導電性蓄熱媒体シートとし、これを恒
温水槽本体内に直接密封するか、あるいは合成樹
脂シート間に挟んで独立した媒体発熱体にすると
共に、その内部に所定間隔をおいて、導線を配設
するのである。ここで用いられる導線には、第２
図に示したような金属導線３ａとか、第３図に示
したような媒体導線３ｂが用いられる。金属導線
は従来より用いられているカーボン棒体とか銅等
である。銅の場合は薄いテープ状のもので相対す
る縁部にジグザグカツトを施すと通電性が極めて
安定する。媒体導線とは上述したカーボンブラツ
クと蓄熱媒体との電導性良好な混合比率のもの、
例えば第４図の８０物性のものを第３図にみられ
るように媒体導線として上記と同様に担持埋設し
たものも電気良導体である。

第３図は第２実施例を示す面状発熱体の側面図
である。この例では、第４図の４０特性を有する
媒体発熱体１を非電導性の恒温水槽本体２で密封
するに際し、木綿ガーゼに媒体発熱体１を含浸さ
せ、恒温水槽の長手方向両端縁部には第４図の８
０特性の混合物を筋状に含浸させて媒体導線３
ｂ，３ｂに使用している。そして、この部分から
金属リード線４，４を引出せばよいのである。

第１図に示す例は恒温水槽の試作品であり、た
て900mm、よこ600mm、高さ600mmの恒温水槽本体
の側壁及び底部内に、媒体発熱体をそれぞれたて
800mm、よこ500mmの平面状となるよう配設して作
つたものである。この媒体発熱体の内部構造は第
２図及び第３図に示したように、恒温水槽本体２
が樹脂製の場合は、その両側に長く導線３を埋設
しながら、媒体発熱体１を単に薄く充填するだけ
でよい。また、恒温水槽本体２が金属性の場合
は、予め第２図又は第３図に示したような独立し
た媒体発熱体シートを恒温水槽本体に添わせ、適
当な方法でカバーをするなどの方法により使用す
る。このような媒体発熱体シートは恒温水槽の側
壁及び底部の総て又はそれらの内の一部分に配設
して用いられる。

本考案の恒温水槽の具体的使用例として最初に
挙げることができるのは浴槽である。浴槽の中に
は浄化、活性、節水等の目的から湯を過し、麦
飯石により活性化して、加温して循環させるタイ
プのものが循環過活性方式として市販されてい
るが、このような浴槽の壁面や過活性槽に使用
すると保温効果を発輝することがきる。

本考案の恒温水槽によると、例えば100V交流
の通電直後は黒鉛粉末が40部の場合の面状発熱体
を使用すると、6.5Aもの電流が流れるが、１分
後には1.6Aとなり、５分〜10分でほぼ平衡値の
0.6Aになる。温度24℃から37℃に達し、37℃以
上には上らないサーモスタツトとして作用する発
熱体となり、風呂、養魚槽、試験研究用恒温槽と
して最適なものである。特に湯温を40℃以上の恒
温に保つと湯の腐敗が進行し難いことを利用する
と、本考案品を風呂に使用して40℃以上に保つ
と、水の節約になり、使用電気量も従来品の約半
分と少ないことから従来の風呂に比べて非常に有
利となる。そして、サーモスタツト等の温度調節
部材が不要であるから製造が容易かつ安価であ
り、水で濡れたり湿度の高い風呂として安全に使
用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例である恒温水槽の一部
破断斜視図である。第２図は恒温水槽側面の面状
発熱体を示す平面図、第３図は他の面状発熱体を
示す同平面図である。第４図はポリエチレングリ
コールと黒鉛粉末混合比を変えたものの通電時間
と温度の関係を示すグラフであり、第５図は第４
図における黒鉛粉末が60部の場合の媒体発熱体の
通電初期の時間と温度及び電流値の関係を示すグ
ラフである。 １……媒体発熱体、２……恒温水槽、３ａ……
金属導線、３ｂ……媒体導線、４……リード線、
５……断熱材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温度変化により溶融状態と固体状態とをとり得
   る有機化合物と電導性物質の炭素粉末とからなる
   キユリー点を有する媒体発熱体を恒温水槽本体内
   に密封し、前記混合物の媒体発熱体内に所定間隔
   をおいて導線を配設してなることを特徴とする媒
   体発熱体を内設した恒温水槽。