NO791377L - Varmeutvekslingslegemer. - Google Patents

Description

Varmeutvekslingslegemer hvor man anvender smeltevarmeeffekter,- . samt fremgangsmåter for fremstilling av slike, legemer.

Foreliggende oppfinnelse angår materialer som bruker solenergi eller romtemperaturforandringer for lagring av varmeeffekter, enten varme eller kalde, idet man anvender materialets smeltevarme. Oppfinnelsen angår mest en spesiell sammensetning av et materiale, en fremgangsmåte for fremstilling av et slikt materiale, i form av selvbærende varmevekslingslegemer eller ele-menter som skal brukes som varmevekslere.

Med den økende bekymring med hensyn tii uttømmingen av de kjente kilder, for ren energi, da spesielt gass og olje, er man stadig blitt mer og mer oppmerksom på bruken av solenergi, og mye forskning har vært utført for å finne ut og utforme sol-energisysternet som har evnen til å lagre varme som utvikles fra

solen når denne skinner, hvoretter varmen kan brukes på andre tider når sollyset ikke er tilgjengelig.

Bruken av forskjellige materialers smeltevarme, da spesielt for lagring av varme, har hatt en økende betydning i den senere tid,dg har vært underkastet eksperimenter og inngående studier for derved å kunne utvikle materialer som er egnet for bruk i praktiske varmeutvekslingssystemer. En viktig faktor i denne sammenheng er å oppdage og utvikle materialer som er tilgjengelig i store mengder, og som kan fremstilles for en rimlig pris og som-kan fremstilles for det endelige bruk som varmevekslere på en enkel og økonomisk måte. Det å oppnå dette er.ikke uten problemer, og foreliggende søker har blant annet prøvd å. løse noen av disse problemer slik det er beskrevet i US.-patent nr. 2,677,664, utstedt k. mal 195** og US.-patent nr. 3,986,969, utstedt 19. oktober 1976.

I foreliggende oppfinnelse utnytter man smeltevarmen til visse typer materialer* og disse er også ofte betegnet som "faseforandringsvarmelagringsmaterialer". Slike materialer ér i stand til å lagre varmeeffekter ved sykliske forandringer mellom en fast og en flytende fase, noe som følges av en absorpsjon eller frigjøring av varme på"grunn av smeltevarmeeffektene. Et egnet eksempel på et slikt materiale er natriumsulfat decahydrat (Glauber's salt).

Et spesielt problem i forbindelse med disse materialer er at tettheten på materialet i den faste .fasen er vanligvis høyere enn tettheten på materialet i den flytende fasen,, og under omdanningen av. materialet fra fast til flytende fase vil enkelte faste partikler med høyere tetthet ha en tendens til å synke ned i bunnen av de beholdere som er fyllt med det smeltede materialet. Dette resulterer i en tilstand som er kjent som varmesonering,

d.v.s. at topplaget i beholderen blir overopphetet mens bunnlaget forblir ved en langt lavere temperatur og kan endog forbli konti-nuerlig i fast eller frossen tilstand. Eventuelt vil bunnlaget

ikke forandre seg til en flytende fase hår beholderen eksponeres for systemets øvre temperatur, og på samme måte kan det skje at det øvre laget heller ikke forandrer seg til fast fase når beholderen utsettes for systemets lavere temperatur. Det tør være innlysende at smeltevarmeeffektene og"effekten av systemet blir drastisk redusert på denne måten. Det ovennevnte Telkes patent nr. 3»986,969 angår i en fremgangsmåte for å løse varmesonerings-problemet, d.v.s. at man bruker et fortykkningsmiddel slik at materialet har en gel-lignendé struktur i flytende fase for derved å få minimal sedimentasjon av de tyngre partiklene.

Et praktisk problem med hensyn til konstruksjon av varmevekslere som innbefatter smeltevarmematerialer, er at materialet ikke er selvbærende når det er i sin flytende fase, d.v.s. at materialet har ingen "belastniiigsbærende mekanisk styrke"* Dette betyr at varmeveksleren som sådan må utformes på en måte at den tilveiebringer den nødvendige strukturelle styrke så vel som begrensning for materialet når dette er i sin flytende fase. Materialet er selvsagt selvbærende når det er i sin faste eller, frosne tilstand.

Utformingen av slike varmevekslere ville være

mye enklere rent praktisk hvis det forønskede faseforandrings-varmelagringsmaterialet kunne fremstilles i form av selvbærende eller belastningsbærende enhetslegemer, og disse legemer kunne formes eller støpes i forskjellige former og størrelser som f.eks.

i form av mursteiner eller i form av plater.

Det har vært utført visse eksperimenter'for å fremstil-

le "fasteVbygningsenheter" for varmevekslingsenheter. Et forsøk innbefatter bruken av porøse sementstrukturer og bruken av va-kuum-metoder for å presse et flytende varmelagringsmateriale inn 1 porene. Denne løsningen har en ulempe ved at de fremstilte

varmevekslingslegemene er, relativt tunge, og i beste tilfelle er bare halvparten av legemene tilgjengelige slik at de kan fylles

med nevnte varmevekslingsmateriale. En r r> annen foreslått frem» gangsmåte har vært å innelukke fortykket varmevekslingsmateriale

i plastposer eller sekker og omgi disse med stivere plast, slik at det dannes mursteinslignende blokker eller andre typer blokken Ulempen ved denne fremgangsmåten er igjen vekten av blokkene, og det'faktum at varmevekslingsmaterialet neppe vil kunne utgjøre mer enn 50$ av volumet.

Videre har man gjort eksperimenter med innkapsling idet man har brukt relativt kostbart plastisk kapselmateriale for å fremstille "mikroinnkapslingsstoffer", men på grunn av de relativt høye omkostningene har slike forsøk ikke vært økonomisk akseptable.

Det er en generell hensikt ved foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe smeltevarmemateriale som unngår problemene med varmesoneringdg mangelen av belastningsbærende mekanisk styrke, slik dette er nevnt ovenfor.

Det er videre en spesiell hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe smeltevarmematerialer som kan støpes eller formes til et stivt selvbærende legeme av en forønsket konfigurasjon, og som vil beholde denne stive konfigurasjonen både

når materialet er i fast og flytende fase.

!<v>v .., Videre er det en hensikt ved oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av slike smeltevarmematerialer i form av stive legemer.

Videre er det en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe smeltevarmematerialer som innbefatter en stiv, bærende struktur og som tilveiebringer relativt små celler, som innelukker Individuelle krystallinske partikler av materialet, hvorved man får en minimal varmesonering.

Videre er det en hensikt ved oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av smeltevarmematerialer

med en stiv cellulær bærestruktur.

Videre er det en, hensikt ved oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av smeltevarmematerialer som kan støpes i egnede former for derved å få tilveie-bragt legemer av en forønsket konfigurasjon, og hvor nevnte legemer vil beholde sin stive cellebærehde konfigurasjon både når materialet er i fast og flytende fase.

Ovennevnte hensikter oppnås i et legeme for lagring og frigjøring av varmeeffekter hvor man bruker smeltevarmen for et materiale som utgjør legemet, og som består av: en masse av separate krystallinske partikler av et salt-hydratj og en stiv, integral bærendestruktur for partikkeImassen dannet ned et vann-uoppløselig fast stoff som fyller hulrommene mellom partiklene og innelukker hver enkel partikkel. Partiklene og den bærende strukturen definerer én stiv, cellebærende konglomeratstruktur*og denne forblir stiv og cellebærende både når salthydratet er i fast og flytende fase. Mer spesietLfe innbefatter legemet anordninger som tilveiebringer en vannugjennomtréngelig hud som fullstendig innelukker nevnte konglomeratstruktur.

Ovennevnte hensikter oppnås også i en fremgangsmåte for fremstilling av et slikt varmevekslingslegeme hvor man innbefatter et smeltevarmelegeme, og hvor nevnte fremgangsmåte innbefatter følgende trinn: fremstilling av en masse av krystallinske partikler av et salthydrat som gjalt som i alt vesentlig har jevn størrelse, fremstilling av en skorpedannende forbindelse som er valgt slik at den reagerer kjemisk med de krystallinske partiklene og danner en vannuoppløselig skorpe som omgir hver enkelt partikkel, hvoretter man blander salthydratpartiklene og den skorpedannende forbindelsen slik at man får fremstilt en homogenblanding, heller denne blandingen over i en egnet form og lar blandingen stivne i formen hvorved de skorpedannende forbindelsene reagerer kjemisk med partiklene slik at det dannes en integral, stiv vannoppløselig skorpestruktur som omgir hver enkelt av partiklene og samtidig definerer en integral, cellulær bærende struktur for nevnte partikler. Mer spesielt innbefatter fremgangsmåten at man innelukker legemet i. en ytre hud som er ugjennomtrengelig for fuktighet.

Mer spesielt blir massen av krystallinske partikler fremstilt fra et salthydrat valgt fra en gruppe bestående av klorider, nitrater, sulfater, fosfater og karbonater henholdsvis, av natrium, kalium, magnesium,, aluminium og jern, og den skorpedannende forbindelsen fremstilles av en forbindelse valgt fra en gruppe bestående av kiorider, nitrater, oksyder og hydroksyder henholdsvis, av kalsium, strontium og barium..

De nye trekk ved oppfinnelsen så vel som fordeler ved denne vil fremgå av den,etterfølgende beskrivelse.

Et foretrukket smeltevarmemateriale for bruk i foreliggende oppfinnelse er natriumsulfat dekahydrat, og dette er foretrukket på grunn av at dette er tilgjengelig 1 store mengder til en lav pris, har høy smeltevarme og har et ønskelig smeltepunkts-område og dessuten er lett å behandle. André foretrukne egenskaper ved dette og andre materialer er at de. må være ikke-toksiske, ikke-brenhbåre, ikke antennbare og ikke~korroderende. De billigste materialer for bruk i store volumer er kjemikalier basert på forbindelser av natrium, kalium, magnesium, aluminium og jern. Fortrinnsvis er materialene i form av salthydrater og deres eutektika. Typer av slike billige forbindelser er kloriden nitrater, sulfater, fosfater og karbonater. Den etterfølgende

tabell angir visse egenskaper for utvalgte egnede salthydrater.

Idet man bruker natrium sulfat dekahydrat.som et foretrukket, eksempel på et smeltevarmemateriale for bruk i foreliggende oppfinnelse, så vil en foretrukken form for et varmeutvekslingslegeme ifølge foreliggende oppfinnelse i fast fase,bestå av et konglomerat av en masse av krystallinske partikler av natrium sulfat dekahydrat og en stiv integral bærende struktur som tilveiebringer individuelle lukkede celler eller lommor for hver

krystallinsk partikkel. Denne bærende struktur er en integrert struktur som.opprettholder sin stivhet når smelteyarmematerialet

forandres til en flytende fase, slik at legemet funksjonerer som et stivt legeme både når smeltevarmematerialet er i fast og flytende fase. Den cellulære bærende struktur bar formen ;av en skorpe som er fremstilt kjemisk ved en reaksjon av en egnet skorpedannende forbindelse med partiklene av natrium-sulfatet dekahydrat. Den skorpedannende forbindelsen er en kjemisk forbindelse som reagerer med overflaten på partiklene av natriumsulfat dekahydrat og danner en skorpe av en vannuoppløselig forbindelse. Skorpen omgir fullstendig hver av partiklene og fyl-

ler dessuten hulrommet mellom partiklene slik at det dannes en integral cellulær bærende struktur.

Eksempler på materialer som er egnede som skorpedan-

nende materialer er klorider, nitrater, oksyder og hydroksyder av kalsium, strontium og barium. Som et eksempel er et egnet skorpedannende materiale som kan brukes med , j natriumsulfat dekahydrat, strontium nitrat (Sr(N0^)2)« Dette når det reagerer med natriumsulfat dekahydrat, danner en fast skorpe av forbindelsen strontium sulfat (SrSOjj.) som er uoppløselig i vann, og vann oppløs elig natriumnitrat . (lli.aN03)« Denne reaksjonen kan skje på følgende måte:

Et -annet eksempel på et skorpedannende materiale som

kan brukes med natriumsulfat dekahydrat er strontium hydroksyd. Denne reaksjonen skjer på følgende måte: Na2S0^.10H20 +.Sr(0H)2forandrer seg til SrSO^+ 2NaOH o vannl Andre eksempler pa egnede materialer som kan brukes er magnesiumhydroksyd som et skorpedannende materiale som reagerer med salthydratet magnesiumkl orid heksahydrat hvorved man får fremstilt magnesiumoksyklorid som er en meget seig skorpe. Denne reaksjonen skjer på følgende måte:

MgCl26H20 + Mg(0H)2gir magnesiumoksyklorid.

Et annet eksempel på egnede materialer er bruken av en kalsiumforbindelse som en skorpedannende forbindelse som reagerer, med salthydratet dinatriumfosfat dodekahydrat og. får fremstilt en bærende skorpe av kalsiumfosfat.

Den bærende skorpestrukturen trenger bare ha tilstrekkelig mekanisk styrke til at det opprettholdes en stiv konfigurasjon av det fremstilte legemet når smeltevarmematerialet er i en flytende fase. Det er selvsagt ønskelig at volumprosenten av den bærende struktur er så liten som mulig for derved vil varmeveks lings legemet få maksimal effekt, d.v.s. at det kan bolde på en maksimal mulig mengde av smeltevarmematerialet i forhold til legemets totale volum.

Skjønt det er velkjent at de fleste krystallinske partikler ikke er terningformet, så kan man av rene hensiktsmessig-hetsgrunner og for en lettere illustrering og analyse, anse at en krystallinsk partikkel er terningformet og måler 2,5 millimeter langs kanten.

Henvisninger i denne beskrivelse til krystallinske partikler med en størrelse på 2,5 millimeter, betyr partikler som tilsvarer terningformede partikler som er 2,5 centimeter på kan-tene. Det er videre antatt at for krystallinske partikler av denne størrelsen, så må skorpen ha en tykkelse på ca. 0,025 millimeter, d.v.s. l/lOO av partikkelkantstørrelsen for å ha den forønskede strukturelle styrke. Hvis man bruker symbolet E for den krystallinske partikkels kantedimensjon, så vil volumet av en slik krystallinsk partikkel være E<3>. Antar man at partiklene i et legeme er en masse av sammenhengende eller tilstøtende partikler (hvor. den bærende skorpeoverflaten deles med' de tilstøt-ende krystaller), så vil den mengde av skorpeoverflate som er nødvendig for hver krystallinsk partikkel bare være en halvpart av den totale skorpeoverflaten, eller y& 2. Hvis man bruker symbolet D for tykkelsen av skorpen mellom tilstøtende krystaller,

så vil formelen for volumet av skorpen for hver krystallinsk partikkel i en masse av krystaller være: V(skorpe) =3E^ x D.

Hvis man nå antar at skorpetykkelsen er på 0,025 millimeter, og at dette er tilstrekkelig for en partikkel som har en kant på 2,5 millimeter, så vil det resulterende forhold være at. D = E/100. , Man finner da at volumet av skorpen er 3E2 x E/100 eller 0,03E^, som er 3$ av det totale-volum (E^) av den krystallinske partik-kelen. Det fremgår av denne analysen at 97$ av konglomeråtlegemet er fremstilt av smeltevarmematerialet, og man har følgelig fått et legeme som .er et meget effektivt varmeutvekslingslegeme. Denne analyse er gyldig for legemer som har krystallinske partikkel-størrelser i det foretrukne området: 1,25 til 5 millimeter.

Det kan være ønskelig at smeltevarmematerialet i varme-utvekslings legemet innbefatter et kjerneutkrystalliseringsmiddel som funksjonerer som utkrystalliseringsfremmende forbindelse. Dette sikrer at utkrystallisering skjer ved den forønskede temperatur når smeltevarmematerialet forandrer seg fra en flytende til en fast fase. Et slikt kjernemateriale kan utgjøre ca. 3 vekt-prosent med boraks jevnt blandet med natriumsulfat dekahydratét.

Et annet strukturelt viktig trekk ér åt et slikt varmeutvekslingslegeme må innbefatte en ytre hud som ér ugjennomtrengelig for fuktighet. Ettersom den beskrevne bærende skorpen ikke . sannsynligvis er ugjennomtrengelig for fuktighet, så kan det skje en fordampning av vann fra de ytre ovérflatedeler av legemet når dette er-i sin flytende fase, hvorved man raskt ville få en svek-kelse av varmevekslingseffekten. Denne ytre huden kan ha enhver ønskelig form. En ønskelig og foretrukken form er en tynnvegget plastbeholder og denne kan være den form i hvilket materialet er heilt for å støpes eller formes for fremstilling av legemet. En annen form er en plastf6ring for en form. Nevnte hud trenger ikke å tilveiebringe noen bærende funksjon.

En fremgangsmåte.for fremstilling av et varmevekslingslegeme vil nå bli beskrevet med henvisning til nevnte salthydrat natriumsulfat dekahydrat og en skorpedannende forbindelse, d.v.s. strontiumnitrat. Først fremstiller man en forønsket mengde av krystallinske partikler av natriumsulfat dekahydrat* og disse partiklene har en jevn partikkelstørrelse, fortrinnsvis mindre enn

2,5 millimeter langs kanten. Et foretrukket område for partik-kelstørrelsen er fra 1,25 til 5 millimeter'. Disse krystallinske partiklene kan være fremstilt ved oppmaling av større krystallinske masser eller ved krystallutviklingsteknikk. Dén angitte partikkelstørrelsen.er valgt på'grunn av at prøver har indikert at den ovennevnte varmesonering er helt neglisjerbar hvis stør-relsen på krystallinske partikler er mindre enn ca. 2,5 millimeter. Man fremstiller deretter en .mettet oppløsning av strontiumnitrat, idet denne forbindelsen er oppløselig i vann. Denne mettede oppløsningen må fremstilles med et svakt overskudd av vann, ikke mer enn 2$ av den tilsettede oppløsningen. Oppløs-ningen av den skorpedannende'forbindelsen blir så blandet méd

partiklene, og mengden av oppløsningen er tilstrekkelig til å belegge eller fukte hver av partiklene med tilstrekkelig mengde til at man.får dannet den forønskede skorpen omkring hver partikkel. Man får så den reaksjonen som er beskrevet ovenfor.

Blandingen blir så heilt over i en egnet form og hensatt for stivning i et egnet tidsrom og under egnede betingelser for at man.skal få den ovennevnte kjemiske reaksjon. Såsnart den

bærende skorpen er dannet vil skorpematerialet være permanent hardt. Etter at stivningen er fullstendig, og hvis blandingen er heilt over i former som skal brukes om igjen, så kan legemene taes ut av formene og en egnet form for en fuktighetsugjennomtrengelig hud pålegges den ytre overflaten av legemet. Dette kan gjøres i form av en egnet plastisk hud eller plastbelegg, som festes til legemet på enhver egnet måte. En fremgangsmåte er å tilveiebringe en egnet plastbeholdér som selve formen, og denne bør være tynnvegget men tilstrekkelig fast til å gi den forønskede bærende styrke under støpingen, og som deretter lukkes,

hvorved man får definert den ytre fuktighetsugjennomtrengelige huden. En variasjon av denne fremgangsmåten hvor det er ønskelig med større styrke under støpingen, er å tilveiebringe en tynnvegget<p>lastfoVing i én form hvor selve foringen innelukker den støpte blandingen, hvoretter det plastinnelukkede legemet fjernes fra formen etter at blandingen er stivnet.

Når den skorpedannende forbindelsen er et klorid eller et nitrat, så vil kloridet eller nitratforbindelsen kunne bli en del av legemet, og dette er uønsket. For å unngå dette kan den skorpedannende forbindelsen ha formel av et oksyd eller hydroksyd som er tilsatt som en suspensjon av et fint pulver. Hvis man bruker strontiumhydroksyd som et eksempel på en skorpedannende forbindelse, så vil denne reaksjonen skje på følgende måte: iOH20 + NagSO^♦ Sr(OH)2forandrer seg til SrSO^+ 2NaOH

I denne reaksjonen vil det dannes natriumhydroksyi,+vann^ * og dette gir en alkalisk reaksjon, og dette kan hindres ved å tilsette noe fortynnet svovelsyre for å nøytralisere natriumhy-droksydet.

En annen fremgangsmåte for fremstilling av et varmeveka-. lingslegeme anvender en skorpedannende forbindelse som ikke er i oppløsning,, og følgelig så kan den skorpedannende forbindelsen være én som ikke er oppløselig i vann. Denne fremgangsmåten innbefatter at man fremstiller krystallinske partikler av natrium-sulf at dekahydrat som beskrevet tidligere, og deretter blander disse partiklene med en fiimdannende olje, så som oljesyre eller en annen fettsyre.. Denne oljen må tilsettes i tilstrekkelig mengde til at det dannes en meget tynn oljefilm omkring hver av de krystallinske partikler. En skorpedannende forbindelse i form av et tørt pulver av et hydroksyd av kalsium, strontium eller barium, for eksempel, kan så blandes med den krystallinske massen. Mengden av den skorpedannende forbindelsen må være tilstrekkelig til at man får reaksjon med hele overflaten av alle partiklene* Blandingen helles så over i en form som nevnt tidligere, og man får en langsom reaksjon mellom den skorpedannende forbindelsen og krystallpartiklene gjennom den tynne oljefilmen. Den tynne oljefilmen muliggjør en god blanding av de faste partikler til en homogen masse før støpingen, og sinker eller hind-rer reaksjonen av de forskjellige forbindelser inntil blandingen kan helles over i formen. Under selve reaksjonen vil oljen i f.eks. en oljesyre eller en annen fettsyre forandre seg til na-triumoleat (eller stearat) blandet med det tilsvarende mindre oppløselige kalsium, strontium eller bariumsalter som danner den skorpebærende struktur. Eksperimenter som har vært utført med slike blandinger risikerer at skérpedannelsen kan akselereres eller forsinkes ved bruk av disse fremgangsmåter* Et legeme fremstilt ved denne fremgangsmåten krever en ytre hud som er fuktighetsugjennomtrengelig og som kan tilveiebringes på den måte som. er beskrevet ovenfor.

Enda en annen fremgangsmåte for fremstilling av et legeme hvor man f.eks. bruker natriumsulfat•dekahydrat-krystallinske partikler innbefatter at man bruker vannfritt natriumsulfat som basisinngrédiensen. Denne fremgangsmåte kan resultere i betyde-lige besparelser med hensyn til forsendelsesomkostningér, d.v.s. i de tilfeller hvor smeltevarmematerialet må transporteres i en viss avstand fra tilførselskilden til det sted hvor legemet skal fremstilles, idet'vekt og volum av det vannfrie materialet er vesentlig mindre enn vekt og volum på det tilsvarende salthydratet. Denne fremgangsmåten innbefatter at man tilsetter vann under frem-stillingen for derved å få fremstilt de krystallinske partikler av den forønskede størrelse. For å illustrere dette, poeng, samt selve fremstillingsmetoden så er det i den etterfølgende tabell angitt egenskaper for det vannfrie salt og for salthydratet:

Denne tabell angir forholdet mellom vektene og volumet

på valgt mengde av krystallinsk natriumsulfat dekahydrat, og den

mengde vannfritt natriumsulfat som er nødvendig for å danne salthydratet. Det fremgår umiddelbart at med hensyn til forsendel-sesomkostningene så er vekten av den tilsvarende mengde vann?, fritt natriumsulfat bare 44$ av salthydratet, og, det tilsvarende volum er bare 24$.

Denne fremgangsmåten innbefatter^-at man bruker vannfritt natriumsulfat i granulær form, og granulatene er av en jevn stør-relse, slik at man får den forønskede størrelse på de krystallinske partikler når disse tilsettes krystallisasjonsvannet•

For å kontrollere størrelsen på de fremstilte krystallinske partiklene kan granulatene belegges med en semi-impermeabel film like før blanding av granulatene og vannet i en mengde som er akkurat tilstrekkelig til å danne salthydratet. Denne filmen må være en fleksibel strekkbar film, og kan fremstilles ved å blande granulatene med en olje så som oljesyre. JNår de oljebelagte natriumsulfat-granulatene blandes med vann så vil man på grunn av en osmotisk effekt få vannet til å gå gjennom oljefilmen omkring hver granulat og gi de tilsvarende krystallinske partikler, og oljefilmen vil derfor kontrollere størrelsen på de krystallinske partikler som fremstilles. For å få denne omdanningen bør temperaturen på blandingen holdes under 32°C, d.v.s. omdannelsestempe-raturen for natriumsulfat dekahydrat.

Etter at de krystallinske partikler er fremstilt på den ovennevnte måte, kan de så blandes med en skorpedannende forbindelse som kan være i form av en oppløsning eller suspensjon av den forønskede mangde av nevnte forbindelse. Etter skikkelig blanding kan blandingen så helles over i en egnet form som beskrevet tidligere, og den skorpedannende forbindelsen vil rea-gere med overflatene av de krystallinske partikler gjennom oljefilmen, hvorved man får fremstilt den bærende skorpestrukturen. Etter at blandingen er stivnet til et varmeutveksllngslegeme, så må dett© utstyres med en fuktighetsugjennomtrengelig ytre hud

slik dette er nevnt tidligere..

Med hensyn til valg av granulatstørreIsen for vannfritt natriumsulfat i ovennevnte beskrevne fremgangsmåte, så kan vi igjen anta at den forønskede krystallinske partikkelstørrelsen er en terning med en kant på 2,5 millimeter, og denne har da følgelig et volum på 0,0156 cm^. Det vil da være innlysende fra• ovennevnte tabell at volumet på den tilsvarende mengde vannfritt natriumsulfat er 24$, d.v.s. ca. 0,0038 cm^. Dette vil følgelig være den riktige størrelsen for partikler av granulært natriumsulfat, og som nevnt ovenfor så vil hvert granulat kombinere seg med den forønskede vannmengden gjennom den vanngjennomtrengelige oljefilmen og derved gi en natriumsulfat dekahydrat krystallinsk partikkel med den forønskede størrelse.

Generelt vil de kjemiske reaksjoner som er med og danner skorpen skje raskere når temperaturen på materialet er for høyt, men dog under smeltetemperaturen for salthydratet.

Man har kunnet observere at varmeutvekslingslegemer .fremstilt som beskrevet her, hvor krystallene av salthydratet er begrenset inne i celler av en skorpedannende, bærende struktur har samme ledningsevne som en struktur av faste krystaller. Når legemet er i en flytende fase og det flytende materialet er begrenset inne i cellene av den bærende strukturen, så er varme-ledningsevnen på legemet i virkeligheten lavere enn for det faste krystallinske materialet.

Man har ovenfor beskrevet nye former for varmeutveksltogs-legemer og fremgangsmåter for fremstilling av slike legemer, og hvdr slike legemer innbefatter en større mengde av smeltevarmematerialet og er følgelig derfor meget effektive varmeutvekslingslegemer. Et spesielt .trekk ved disse legemer er at de fremstilles i form av stiSre selvbærende legemer som kan støpes i enhver forønsket form og som kan brukes på samme måte som andre stive varmelagringslegemer i form av varmevekslingssammensatte enheter

eller blokker. Slike legemer har én selvbærende struktur som beholdes både når smeltevarmematerialet er i en fast eller flytende fase.

Skjønt man.ovenfor hår beskrevet foretrukne utførelser av oppfinnelsen, så er det. underf or stått at man lett kan utføre forandringer og modifikasjoner uten at man derved forlater opp-finnelsens intensjon.

Claims (1)

1. Et legeme for lagring og frigjøring av varmeeffekter hvor man bruker smeltevarmen på det materialet som utgjør legemet, karakterisert ved at nevnte legeme består avi

en masse av separate krystallinske partikler av et

salthydrat;

en stiv, integral bærende' struktur for. nevnte partik-kelmasse fremstilt av et vannuoppløselig fast stoff som fyller hulrommet mellom nevnte partikler og innelukker hver partikkel* og hvor nevnte bærende struktur består av en skorpestruktiir fremstilt ved en kjemisk reaksjon mellom en skorpedannende forbindelse og overflatene av nevnte krystallinske partikler; og hvor nevnte partikler og nevnte bærende struktur definerer en stiv, selvbærende konglomerat struktur som forblir stiv og selvbærende både når det nevnte

salthydrat er i fast og flytende fase;

samt anordninger som tilveiebringer en vannugjennom-

trengelig ytre hud for nevnte konglomeratstruktur.;2. Et legeme ifølge krav 1, karakterisert ved å innbefatte en piasthud som fullstendig innelukker nevnte

konglomeratstruktur, og som tilveiebringer nevnte vannugjennom-trengelige ytre hud.;3. Ét legeme ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte krystallinske partikler har en jevn partik-kelstørrelse, og ved at størrelsen på nevnte partikler ligger i området fra 1,25 til 5 millimeter.

k. Et legeme ifølge krav 1, karakterisert v ed at nevnte salthydrat er valgt fra gruppen bestående av klorider, nitrater, sulfater, fosfater og karbonater, henholdsvis, av natrium, kalium, magnesium, aluminium og jern.;5. Et legeme ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte skorpedannende forbindelse er en forbindelse av et metall valgt fra gruppen bestående av kalsium, strontium og o

barium.;6. Et legeme ifølge krav 5»karakterisert v e d at nevnte skorpedannende forbindelse er valgt fra gruppen bestående av klorider, nitrater, oksyder pg hydroksyder, henholdsvis, ay kalsium, strontium og barium.;7» Et legeme ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte bærende struktur utgjør en liten prosent av legemets totale volum.

.8.. En fremgangsmåte for fremstilling av et varmeveks lings-legéme som innbefatter et smeltevarmemateriale, karakte-ris é r t v e d at man:

fremstiller en masse av krystallinske partikler av et

salthydrat med alt vesentlig jevn størrelse;

fremstiller en skorpedannende forbindelse som er valgt

slik at den reagerer kjemisk med nevnte krystallinske

partikler og danner en vannuoppløselig skorpe som omgir hver partikkel;

\ ■ blander nevnte salthydratpartikler og nevnte skorpedannende forbindelse til en homogenblanding;

heller nevnte blanding over i en egnet form;

lår nevnte blanding stivne i nevnte form, hvorved nevnte skorpedannende forbindelser reagerer kjemisk med overflatene av nevnte partikler og danner en integral, stiv, vannuoppløselig skorpestruktur som omgir hver enkelt av partiklene og definerer en integrert, cellulær bærende struktur for nevnte partikler;

og danner en fuktighetsugjennomtrengelig ytre hud for nevnte legeme.;9« Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakter! sert ved at nevnte legeme innelukkes med et fuktighetsugjennomtrengelig plaststoff som derved tilveiebringer nevnte ytre hud.;10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakt e' r'Ji sert ved at man fremstiller nevnte krystallinske partikler med en partikkelstørrelse som ligger i området''. fra 1,25 til 5 millimeter.;11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, k a f a k t e r i s e r t ved at nevnte masse av krystallinske partikler er fremstilt av et salthydrat valgt fra gruppen .bestående av klorider, nitrater, sulfater, fosfater eg karbonater, henholdsvis av natrium, kalium, magnesium, aluminium og jern.;12. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte skorpedannende forbindelse er valgt fra en gruppe bestående av klorider, nitrater, oksyder og hydroksyder, henholdsvis' av kalsium, strontium og barium.;13» Fremgangsmåt© ifølge krav 8, karakterisert ve d at man blander nevnte krystallinske partikler med en film-dannende olje som derved gir en oljefilm omkring hver enkelt partikkel, og deretter frems/tiller nevnte skorpedannende forbindelse i form av et pulver,;14. Fremgangsmåte 'ifølge krav 8,kara>kterisert ved at man fremstiller nevnte masse av krystallinske partikler av et salthydrat i form av en masse av vannfrie granulater av saltet av nevnte salthydrat og av en utvalgt Jevn størrelse;

blander nevnte granulater med en fuktighetsgjennom-

trengelig' fllmdannende olje, som gir hvert enkelt granulat en tynn oljefilm;

blander nevnte belagte granulater med tilstrekkelig vann for krystallisasjon av nevnte granulater gjennom nevnte ol jef ilm, hvorved man får^ fremstilt nevnte masse av krystallinske partikler av jevn størrelse.;15. Fremgangsmåte ifølge krav 8, k a()r akte r is ert ved at man blander nevnte salthydratpartikler og nevnte skorpedannende forbindelse i et mengdeforhold, slik at nevnte skorpe* dannende struktur utgjør bare en liten prosent av legemets totale volum.