(57)【要約】【課題】蓄熱材に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができる蓄熱材の使用方法と、その蓄熱材組成物と、この蓄熱材組成物を収容する蓄熱材容器を提供する。【解決手段】蓄熱材の使用方法では、ミョウバン水和物１０を生成させるための基材１３を準備する第一工程と、基材１３よりミョウバン水和物１０を生成させる第二工程とを有する。第一工程では、ミョウバン水和物１０を蓄熱時に加熱し、ミョウバン水和物１０に含む水分１２を脱離したミョウバン水分欠落物１４を、基材１３として生成する。第二工程では放熱時に、ミョウバン水分欠落物１４への加水を経てミョウバン水和物１０を生成する。加水は、ミョウバン水分欠落物１４に供給水３０Ｗを接触させるか、潮解性を有する反応助剤２０と混ぜ合わせた状態のミョウバン水分欠落物１４に水蒸気３０Ｓを晒す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物に蓄熱し、蓄えた熱を放出して使用するにあたり、
放熱と共に、前記ミョウバン水和物を生成させるための基材を準備する第一工程と、前記基材より前記ミョウバン水和物を生成させる第二工程と、を有し、
前記第一工程では、前記ミョウバン水和物を蓄熱時に、室温を超える温度で加熱することにより、前記ミョウバン水和物に含有する１２水和水に対し、少なくとも１以上の水和数に相当する水分を脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物を、前記基材として生成すること、
前記第二工程では、放熱時に、前記ミョウバン水分欠落物への加水を経て、前記ミョウバン水和物を生成すること、
前記加水では、前記ミョウバン水分欠落物に直接、水を接触させること、あるいは、
潮解性を有する反応助剤と混ぜ合わせた状態にある前記ミョウバン水分欠落物に直接、水蒸気を晒すこと、
を特徴とする蓄熱材の使用方法。
【請求項２】
請求項１に記載する蓄熱材の使用方法において、
前記反応助剤は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、または塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）のうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、
を特徴とする蓄熱材の使用方法。
【請求項３】
請求項２に記載する蓄熱材の使用方法において、
前記反応助剤は、前記ミョウバン水和物と前記反応助剤とによる蓄熱材組成物全体に占める重量比で、少なくとも１０ｗｔ％以上を満たす割合で添加されていること、
を特徴とする蓄熱材の使用方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法において、
前記ミョウバン水分欠落物の生成にあたり、前記ミョウバン水和物を加熱する温度は、２５０℃以上であること、
を特徴とする蓄熱材の使用方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法において、
前記第一工程で用いる前記基材は、既製品のミョウバン無水物であること、
を特徴とする蓄熱材の使用方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法において、
前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、
を特徴とする蓄熱材の使用方法。
【請求項７】
熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材を、充填して収容するための蓄熱材容器において、
前記蓄熱材を収容する内部空間に、水または水蒸気を外部から供給するための取水口として、閉蓋可能に形成された取水手段と、
前記内部空間の圧力を制御する圧力調整弁と、を備え、
前記圧力調整弁は、前記内部空間から前記蓄熱材の流出を遮断すると共に、前記内部空間の内外で液体の流通を遮断する一方で、前記内部空間から気体の流出を許容する弁体部を有していること、
前記蓄熱材は、請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法で用いる前記基材から生成される前記ミョウバン水和物を、少なくとも含むものであること、
を特徴とする蓄熱材容器。
【請求項８】
水和反応に伴う反応熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材と、該蓄熱材の物性を調整する添加剤とを配合してなる蓄熱材組成物において、
前記添加剤は、潮解性を有する反応助剤であること、
前記蓄熱材は、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物であり、当該蓄熱材組成物は、初めて使用する前の状態下で、前記ミョウバン水和物と前記反応助剤との混合物であること、または、
前記蓄熱材の構成成分が、一種以上の無機塩無水物を含むミョウバン無水物であり、当該蓄熱材組成物は、初めて使用する前の状態下で、前記ミョウバン無水物と前記反応助剤との混合物であること、
を特徴とする蓄熱材組成物。
【請求項９】
請求項８に記載する蓄熱材組成物において、
前記反応助剤は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、または塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）のうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、
を特徴とする蓄熱材組成物。
【請求項１０】
請求項９に記載する蓄熱材組成物において、
当該蓄熱材組成物全体の重量に占める前記反応助剤の配合比率は、少なくとも１０ｗｔ％以上であること、
を特徴とする蓄熱材組成物。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか１つに記載する蓄熱材組成物において、
前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、またはカリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、あるいは、
前記ミョウバン無水物は、アンモニウムミョウバン無水物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２）、またはカリウムミョウバン無水物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）の少なくともいずれか一方であること、
を特徴とする蓄熱材組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材に蓄えた熱を、必要時に放出させて使用する蓄熱材の使用方法と、この使用方法下で蓄熱材を収容するための蓄熱材容器と、この使用方法の対象となる蓄熱材組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜熱蓄熱材（PCM：Phase Change Material）は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱することができる物性を有しており、本来廃棄される排熱をこの蓄熱材に蓄熱し、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことで、エネルギが無駄なく有効に活用できる。蓄熱材の一例として、ミョウバン水和物の一種であるアンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）（アンモニウムミョウバン）は、広く知られている。アンモニウムミョウバンの物性は、融点９３．５℃で、融点を超えた高い温度帯域では、液体（融液）であり、排熱に基づき、潜熱を蓄えることができる一方で、融点より低い温度帯域になると、融液状態から凝固して固体状態になり、蓄えていた潜熱を放熱することができる。そのため、蓄熱材は、蓄熱時と時間差を有しても、放熱される潜熱を利用することができる。
【０００３】
ところで、特許文献１には、肌に塗布して使用する温熱感シートが、開示されている。この温熱感シートは、塩化マグネシウムや、乾燥ミョウバン等からなる粉末状の水和発熱物質のほかに、保湿剤等を含んでおり、温熱感シートに水を含有させてから、温熱感シートを摩擦すると、水和発熱物質の発熱により、温熱効果を生じることが記載されている。すなわち、ミョウバンを活用して蓄熱とその放熱を行う手段には、前述したように、融解・凝固に伴う潜熱の出入りを利用する方法と、特許文献１のように、水和水の脱着に伴う水和熱の出入りを利用する方法とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３００１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アンモニウムミョウバン等の潜熱蓄熱材では、潜熱が蓄熱された状態を、長い時間にわたって維持しようとすると、蓄熱後、時間の経過と共に生じる顕熱の放熱ロスに伴い、蓄熱材自体の温度は、次第に低下する。このとき、蓄熱材自体の温度が、その融点にまで到達すると、それまで液相状態にあった蓄熱材は、自ずと凝固し始めて、放熱を開始してしまう。そのため、蓄熱材に蓄えた潜熱の利用時に、潜熱の放熱量が、前もって蓄えた潜熱の吸熱量よりも低くなり、放熱により潜熱を失った分、エネルギ損失が生じてしまう。
【０００６】
また、潜熱蓄熱材の種類によって、現象の程度は異なるものの、蓄熱材に、融液を凝固点以下に冷却しても結晶化しない過冷却現象が発現することがある。このような過冷却現象にある状態の下で、潜熱を蓄えた蓄熱材が保管されていた場合、過冷却現象を解除する処理が、蓄熱材に行われると、この処理により、蓄熱材自体の温度が、その融点近傍まで上昇する。このとき、蓄えていた熱の多くが、蓄熱材の温度上昇に費やされてしまうため、蓄熱材において、潜熱の蓄熱量が実質的に低下してしまう。
【０００７】
このように、潜熱蓄熱材では、潜熱の蓄熱後、長い時間が経過すると、蓄えていた潜熱の蓄熱量は、潜熱の放熱ロスに伴って低下してしまうため、本出願人は、例示した特許文献１の技術のように、水和水の脱着に伴った水和熱の出入りを活用することにより、蓄熱材に蓄熱可能な熱を、無駄なく使用することができる技術の開発に取り組んできた。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、蓄熱材に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができる蓄熱材の使用方法と、この蓄熱材を収容する蓄熱材容器と、この使用方法の対象となる蓄熱材組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る蓄熱材の使用方法は、以下の構成を有する。
（１）一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物に蓄熱し、蓄えた熱を放出して使用するにあたり、放熱と共に、前記ミョウバン水和物を生成させるための基材を準備する第一工程と、前記基材より前記ミョウバン水和物を生成させる第二工程と、を有し、前記第一工程では、前記ミョウバン水和物を蓄熱時に、室温を超える温度で加熱することにより、前記ミョウバン水和物に含有する１２水和水に対し、少なくとも１以上の水和数に相当する水分を脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物を、前記基材として生成すること、前記第二工程では、放熱時に、前記ミョウバン水分欠落物への加水を経て、前記ミョウバン水和物を生成すること、前記加水では、前記ミョウバン水分欠落物に直接、水を接触させること、あるいは、潮解性を有する反応助剤と混ぜ合わせた状態にある前記ミョウバン水分欠落物に直接、水蒸気を晒すこと、を特徴とする。
（２）（１）に記載する蓄熱材の使用方法において、前記反応助剤は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、または塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）のうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、を特徴とする。
（３）（２）に記載する蓄熱材の使用方法において、前記反応助剤は、前記ミョウバン水和物と前記反応助剤とによる蓄熱材組成物全体に占める重量比で、少なくとも１０ｗｔ％以上を満たす割合で添加されていること、を特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法において、前記ミョウバン水分欠落物の生成にあたり、前記ミョウバン水和物を加熱する温度は、２５０℃以上であること、を特徴とする。
（５）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法において、前記第一工程で用いる前記基材は、既製品のミョウバン無水物であること、を特徴とする。
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法において、前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、を特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る蓄熱材容器は、以下の構成を有する。
（７）熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材を、充填して収容するための蓄熱材容器において、前記蓄熱材を収容する内部空間に、水または水蒸気を外部から供給するための取水口として、閉蓋可能に形成された取水手段と、前記内部空間の圧力を制御する圧力調整弁と、を備え、前記圧力調整弁は、前記内部空間から前記蓄熱材の流出を遮断すると共に、前記内部空間の内外で液体の流通を遮断する一方で、前記内部空間から気体の流出を許容する弁体部を有していること、前記蓄熱材は、（１）乃至（６）のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法で用いる前記基材から生成される前記ミョウバン水和物を、少なくとも含むものであること、を特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る蓄熱材組成物は、以下の構成を有する。
（８）水和反応に伴う反応熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材と、該蓄熱材の物性を調整する添加剤とを配合してなる蓄熱材組成物において、前記添加剤は、潮解性を有する反応助剤であること、前記蓄熱材は、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物であり、当該蓄熱材組成物は、初めて使用する前の状態下で、前記ミョウバン水和物と前記反応助剤との混合物であること、または、前記蓄熱材の構成成分が、一種以上の無機塩無水物を含むミョウバン無水物であり、当該蓄熱材組成物は、初めて使用する前の状態下で、前記ミョウバン無水物と前記反応助剤との混合物であること、を特徴とする。
（９）（８）に記載する蓄熱材組成物において、前記反応助剤は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、または塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）のうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、を特徴とする。
（１０）（９）に記載する蓄熱材組成物において、当該蓄熱材組成物全体の重量に占める前記反応助剤の配合比率は、少なくとも１０ｗｔ％以上であること、を特徴とする。
（１１）（８）乃至（１０）のいずれか１つに記載する蓄熱材組成物において、前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、またはカリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、あるいは、前記ミョウバン無水物は、アンモニウムミョウバン無水物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２）、またはカリウムミョウバン無水物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）の少なくともいずれか一方であること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を有する本発明に係る蓄熱材の使用方法の作用・効果について説明する。
（１）一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物に蓄熱し、蓄えた熱を放出して使用するにあたり、放熱と共に、ミョウバン水和物を生成させるための基材を準備する第一工程と、基材よりミョウバン水和物を生成させる第二工程と、を有し、第一工程では、ミョウバン水和物を蓄熱時に、室温を超える温度で加熱することにより、ミョウバン水和物に含有する１２水和水に対し、少なくとも１以上の水和数に相当する水分を脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物を、基材として生成すること、第二工程では、放熱時に、ミョウバン水分欠落物への加水を経て、ミョウバン水和物を生成すること、加水では、ミョウバン水分欠落物に直接、水を接触させること、あるいは、潮解性を有する反応助剤と混ぜ合わせた状態にあるミョウバン水分欠落物に直接、水蒸気を晒すこと、を特徴とする。この特徴により、ミョウバン水和物に熱を加える熱供給源側と、ミョウバン水和物から熱を放出する熱需要先側が遠く離れている場合や、熱需要先側で使用する熱の放熱時と、熱供給源側で加えた熱の蓄熱時との時間差が大きい場合でも、放熱ロスによるエネルギ損失を抑えて、ミョウバン水和物の生成時に、加水により水和反応で生じた水との結合エネルギによる熱が、熱需要先側で有効に使用できるようになる。
【００１３】
従って、本発明に係る蓄熱材の使用方法によれば、蓄熱材であるミョウバン水和物に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができる、という優れた効果を奏する。
【００１４】
（２）に記載する蓄熱材の使用方法において、反応助剤は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、または塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）のうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、を特徴とする。この特徴により、雰囲気下にある水蒸気を吸収して、ミョウバン無水物等のミョウバン水分欠落物の結晶と水蒸気との反応を促進することができる。しかも、このような種の反応助剤は、混合させるミョウバン水分欠落物に対し、変質・変性等による悪影響を及ぼさない。また、このような塩化リチウム等の反応助剤は、ミョウバン水分欠落物と混合しても、安定した状態の下で、雰囲気下にある水蒸気を、ミョウバン水分欠落物に吸収させることができる。
【００１５】
（３）に記載する蓄熱材の使用方法において、反応助剤は、ミョウバン水和物と反応助剤とによる蓄熱材組成物全体に占める重量比で、少なくとも１０ｗｔ％以上を満たす割合で添加されていること、を特徴とする。この特徴により、第二工程では、完全なミョウバン十二水和物の状態にあるミョウバン水和物、または水和数１２に近い水和水を有する略ミョウバン十二水和物の状態にあるミョウバン水和物が、実用上、特に大きな問題とならない程度に生成できるようになる。
【００１６】
（４）に記載する蓄熱材の使用方法において、ミョウバン水分欠落物の生成にあたり、ミョウバン水和物を加熱する温度は、２５０℃以上であること、を特徴とする。この特徴により、ミョウバン水分欠落物は、ミョウバン水和物からその１２水和水相当分の水分が全て脱離した状態のミョウバン無水物になる。そのため、第二工程でミョウバン水和物を生成するにあたり、最多となる１２水和水に相当する分の水が、ミョウバン無水物に結合される水和反応により、この水和反応時に発生する放熱量は、ミョウバン水分欠落物からミョウバン水和物を生成する過程で、最も大きくなる。
【００１７】
（５）に記載する蓄熱材の使用方法において、第一工程で用いる基材は、既製品のミョウバン無水物であること、を特徴とする。この特徴により、特に、本発明に係る蓄熱材の使用方法を初めて利用する前の状況下で、第一工程で基材を準備するにあたり、ミョウバン水和物をベースにミョウバン水分欠落物を生成するまでの工程が不要になるため、その工程を行うのに必要な時間とエネルギが節約できる。
【００１８】
（６）に記載する蓄熱材の使用方法において、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。
【００１９】
上記構成を有する本発明に係る蓄熱材容器の作用・効果について説明する。
（７）熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材を、充填して収容するための蓄熱材容器において、蓄熱材を収容する内部空間に、水または水蒸気を外部から供給するための取水口として、閉蓋可能に形成された取水手段と、内部空間の圧力を制御する圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、内部空間から蓄熱材の流出を遮断すると共に、内部空間の内外で液体の流通を遮断する一方で、内部空間から気体の流出を許容する弁体部を有していること、蓄熱材は、（１）乃至（６）のいずれか１つに記載する蓄熱材の使用方法で用いる基材から生成されるミョウバン水和物を、少なくとも含むものであること、を特徴とする。この特徴により、前述した発明に係る蓄熱材の使用方法は、より簡単な構造で構成される蓄熱材容器を用いて、ミョウバン水和物に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができるようになる。
【００２０】
上記構成を有する本発明に係る蓄熱材組成物の作用・効果について説明する。
（８）水和反応に伴う反応熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材と、該蓄熱材の物性を調整する添加剤とを配合してなる蓄熱材組成物において、添加剤は、潮解性を有する反応助剤であること、蓄熱材は、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物であり、当該蓄熱材組成物は、初めて使用する前の状態下で、ミョウバン水和物と反応助剤との混合物であること、または、蓄熱材の構成成分が、一種以上の無機塩無水物を含むミョウバン無水物であり、当該蓄熱材組成物は、初めて使用する前の状態下で、ミョウバン無水物と反応助剤との混合物であること、を特徴とする。この特徴により、前述した発明に係る蓄熱材の使用方法を、水蒸気による加水を行って実施するにあたり、本発明に係る蓄熱材組成物を用いると、放熱ロスによるエネルギ損失を抑えて、ミョウバン水和物の生成時に、加水により水和反応で生じた水との結合エネルギによる熱が、熱需要先側で有効に使用できるようになる。
【００２１】
従って、本発明に係る蓄熱材組成物によれば、蓄熱材であるミョウバン水和物に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができる、という優れた効果を奏する。
【００２２】
（９）に記載する蓄熱材組成物において、反応助剤は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、または塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）のうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、を特徴とする。この特徴により、前述した発明に係る蓄熱材の使用方法を実施するにあたり、本発明に係る蓄熱材組成物が用いられると、雰囲気下にある水蒸気を吸収して、ミョウバン無水物等のミョウバン水分欠落物の結晶と水蒸気との反応を促進することができる。しかも、このような種の反応助剤は、混合させるミョウバン水分欠落物に対し、変質・変性等による悪影響を及ぼさない。
【００２３】
（１０）に記載する蓄熱材組成物において、当該蓄熱材組成物全体の重量に占める反応助剤の配合比率は、少なくとも１０ｗｔ％以上であること、を特徴とする。この特徴により、前述した蓄熱材の使用方法を実施するにあたり、本発明に係る蓄熱材組成物が用いられると、熱需要先側で本発明に係る蓄熱材組成物からの放熱時に、本発明に係る蓄熱材組成物に含むミョウバン水分欠落物は、完全なミョウバン十二水和物の状態、または水和数１２に近い水和水を有する略ミョウバン十二水和物の状態に再生できるため、実用上、特に大きな問題なく、本発明に係る蓄熱材組成物からの放熱を使用することができる。
【００２４】
（１１）に記載する蓄熱材組成物において、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、またはカリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、あるいは、ミョウバン無水物は、アンモニウムミョウバン無水物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２）、またはカリウムミョウバン無水物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）の少なくともいずれか一方であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン十二水和物やそのアンモニウムミョウバン無水物、カリウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン無水物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、食品添加物や化粧品原料等にも使用されていることから、人体にとっても安全な物質であり、安全衛生上、取扱いが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る蓄熱材組成物の構成成分を示す模式図である。
【図２】実施形態に係る蓄熱材に関し、（ａ）１２個の水分子が全て結合した状態と、（ｂ）１２個の水分子が全て脱離した状態を、それぞれ示す模式図である。
【図３】実施形態に係る蓄熱材であるアンモニウムミョウバンを、２８０℃まで加熱した実験１で、時間と共に変化する温度と蓄熱量との関係を示すグラフである。
【図４】実験２で、実施形態に係る蓄熱材の無水物である焼きミョウバンに、水を加えてアンモニウムミョウバン十二水和物に戻すまでの温度変化を示すグラフである。
【図５】蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤を添加していない条件の比較例１に係る実験３で、水蒸気の供給開始による蓄熱材の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材の放熱量を示すグラフである。
【図６】蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤として臭化リチウムを添加した蓄熱材組成物による実験４で、反応助剤の配合比率を３０ｗｔ％とした条件の実施例１に係る蓄熱材組成物に対し、水蒸気の供給開始による蓄熱材組成物の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材組成物の放熱量を示すグラフである。
【図７】実験４で、反応助剤の配合比率を、２５ｗｔ％とした条件の実施例２に係る蓄熱材組成物と、２０ｗｔ％とした条件の比較例２に係る蓄熱材組成物とに対し、それぞれの重量変化を示すグラフである。
【図８】蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤として塩化リチウム無水物を添加した蓄熱材組成物による実験５で、反応助剤の配合比率を３０ｗｔ％とした条件の実施例３に係る蓄熱材組成物に対し、水蒸気の供給開始による蓄熱材組成物の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材組成物の放熱量を示すグラフである。
【図９】実験５で、反応助剤の配合比率を、１５ｗｔ％とした条件の実施例４に係る蓄熱材組成物と、１０ｗｔ％とした条件の比較例７に係る蓄熱材組成物に対し、それぞれの重量変化を示すグラフである。
【図１０】蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤として塩化マグネシウム無水物を添加した蓄熱材組成物による実験６で、反応助剤の配合比率を３０ｗｔ％とした条件の実施例５に係る蓄熱材組成物に対し、水蒸気の供給開始による蓄熱材組成物の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材組成物の放熱量を示すグラフである。
【図１１】実験６で、反応助剤の配合比率を、１０ｗｔ％とした条件の実施例６に係る蓄熱材組成物と、８ｗｔ％とした条件の比較例１０に係る蓄熱材組成物とに対し、それぞれの重量変化を示すグラフである。
【図１２】実験３〜６で行った全ての試験条件と試験結果とをまとめて掲載した表である。
【図１３】本実施形態に係る蓄熱材容器を例示した模式図であり、ミョウバン水分欠落物に供給水を直接接触させて加水する場合を示す図である。
【図１４】図１３中、Ｘ部の拡大図である。
【図１５】図１３と同様の説明図であり、ミョウバン水分欠落物に水蒸気を直接晒して加水する場合を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る蓄熱材組成物について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る蓄熱材は、熱供給源から提供された熱を一時的に蓄えた後、熱需要先で、蓄えた潜熱に基づく熱エネルギを、その時間差をもって活用する目的で用いられる。蓄熱材（必要に応じて添加剤を加えた「蓄熱材組成物」の場合を含む）は、後に詳述するように、蓄熱材容器に漏れのない態様で、液密に充填され、蓄熱材を充填した蓄熱材容器は、熱エネルギの活用を図る熱需要先に配置される。蓄熱材は、充填された蓄熱材容器の内外で、水和水の出入りを伴った水和熱の出入りを利用して、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことができ、蓄熱とその放熱のサイクルを複数回繰り返して使用される。
【００２７】
その一例として、大規模な建物内に設置された非常用発電装置において、コジェネレーションのガスエンジンシステム等の熱供給源から生じる排熱との熱交換により、熱が、蓄熱槽内に収容された蓄熱材容器内の蓄熱材に蓄えられる。蓄熱材に蓄えた熱は、必要時に放出されて、給湯設備や、冷暖房を行う空気調和設備等の熱提供先の設備に供給され、熱エネルギとして活用される。また、蓄熱材は、自動車技術への用途として、車両で生じた排熱の熱エネルギを、エンジン暖機時のラジエータの加温や、その排気ガスの清浄化に使用されている触媒等への加温等、車両内の活用先で使用する蓄熱システムに利用される。また、蓄熱材は、蓄熱材を充填したコンテナに、工場から出される排熱等を蓄えて遠隔の熱利用先へと輸送する用途のほか、日常の食生活において、食時するまでの間、給食や弁当、料理、食材を加温する用途等、様々な業界の技術分野に活用される。
【００２８】
＜蓄熱材組成物＞
はじめに、蓄熱材組成物の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施形態に係る蓄熱材組成物の構成成分を示す模式図である。図２は、実施形態に係る蓄熱材に関し、（ａ）１２個の水分子が全て結合した状態と、（ｂ）１２個の水分子が全て脱離した状態を、それぞれ示す模式図である。図１に示すように、蓄熱材組成物１は、水和反応に伴う反応熱の出入りにより、蓄熱または放熱を可能とする蓄熱材１０を主成分に、この蓄熱材１０の物性を調整する添加剤として、潮解性を有する反応助剤２０を配合してなる。
【００２９】
ここで、蓄熱材組成物１の主成分である蓄熱材１０の態様について、簡単に説明する。蓄熱材組成物１を初めて使用する前の状態にある状況下で、蓄熱材組成物１の主成分は、蓄熱材１０自体の態様となっている第１の場合と、蓄熱材１０の構成成分の態様となっている第２の場合とがある。
【００３０】
主成分の態様が第１の場合では、蓄熱材１０が、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物であり、蓄熱材組成物１は、初めて使用する前の状態下で、ミョウバン水和物１０（蓄熱材１０）と反応助剤２０との混合物になっている。ミョウバン水和物１０は、本実施形態では、アンモニウムミョウバン十二水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・十二水和物）（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）（以下、単に「アンモニウムミョウバン」と称する場合もある）である。アンモニウムミョウバンは、分子量［ｇ／ｍｏｌ］４５３．３４、融点９３．５℃、常温では固体で、水に可溶な物性を有する。アンモニウムミョウバンは、水和数１２であり、アンモニウムミョウバンが２５０℃以上に加熱されると、全ての水和水が完全に脱離する。そのため、アンモニウムミョウバンが単体で、２５０℃未満で加熱されたとしても、水和水が全て脱離しないため、水和水が完全に脱離した場合に比べ、蓄熱量は減少する。
【００３１】
また、主成分の態様が第２の場合では、蓄熱材１０の構成成分が、一種以上の無機塩無水物を含むミョウバン無水物１１であり、蓄熱材組成物１は、初めて使用する前の状態下で、ミョウバン無水物１１と反応助剤と２０との混合物になっている。ミョウバン無水物１１は、本実施形態では、アンモニウムミョウバンの構成成分である粉末状のアンモニウムミョウバン無水物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２）（焼アンモニウムミョウバン）である。
【００３２】
なお、蓄熱材１０とするミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバンや、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）以外にも、例えば、クロムミョウバン十二水和物（ＣｒＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、鉄ミョウバン十二水和物（ＦｅＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩ＭＩ２（ＳＯ４）と、３価の陽イオンの硫酸塩ＭＩＩＩ２（ＳＯ４）３との複硫酸塩である「ミョウバン」の十二水和物であっても良い。また、この「ミョウバン」に含まれる３価の金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等の金属イオンでも良い。さらに、蓄熱材１０は、このようなミョウバン水和物に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材であっても良い。
【００３３】
同様に、ミョウバン無水物１１についても、焼アンモニウムミョウバン以外に、前述した「ミョウバン」の無水物であっても良い。また、ミョウバン無水物１１は、前述した「ミョウバン」に属する物質のうち、十二水和水分を除いた構成成分を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした無水物であっても良い。
【００３４】
次に、反応助剤２０について、説明する。反応助剤２０は、空気中の水分を吸収する吸湿性を有しており、対象となる物質の結晶に、自発的に空気中の水分を吸収させることにより、この結晶を融かす潮解性を備えた物質である。具体的には、本実施形態で用いる反応助剤２０は、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）等である。蓄熱材組成物１全体の重量に占める反応助剤２０の配合比率については、後述する。
【００３５】
なお、潮解性を備えた物質には、ここに挙げた塩化リチウム等の物質以外に、例えば、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ２・１２Ｈ２Ｏ）、クエン酸（Ｃ６Ｈ８Ｏ７）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、硫酸マンガン（ＭｎＳＯ４）等の物質もある。本発明の蓄熱材組成物の使用上、主成分であるミョウバン水和物１０との化学反応により、変質・変性等の支障が生じなければ、このようなクエン酸等の物質を反応助剤２０に用いても良い。
【００３６】
＜蓄熱材の使用方法＞
次に、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法について、説明する。本実施形態に係る蓄熱材の使用方法は、前述した蓄熱材１０であるミョウバン水和物１０を主成分に、熱供給源（図示省略）から提供された熱を一時的に蓄えた後、熱需要先（図示省略）で、ミョウバン水和物１０に蓄えた熱に基づく熱エネルギを、その時間差をもって活用するための方法である。蓄熱材の使用方法は、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物１０（蓄熱材１０）に蓄熱し、蓄えた熱を放出して使用するにあたり、放熱と共に、ミョウバン水和物１０を生成させるための基材１３を準備する第一工程と、基材１３よりミョウバン水和物１０を生成させる第二工程と、を有する。
【００３７】
第一工程では、ミョウバン水和物１０を蓄熱時に、大気に開放した下で、室温を超える温度で加熱することにより、ミョウバン水和物１０に含有する１２水和水に対し、少なくとも１以上の水和数に相当する水分１２を脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物１４を、基材１３として生成する。あるいは、基材１３として、既製品のミョウバン無水物１１を用いる。第二工程では、放熱時に、ミョウバン水分欠落物１４（ミョウバン無水物１１の場合もある。以下、水和数が１以上、１１以下に相当する水分１２が脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物１４と、水和数が１２全てに相当する水分１２が脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物１４、すなわちミョウバン無水物１１とをまとめた総称を、単に「ミョウバン水分欠落物１４」と称する。）への加水を経て、ミョウバン水和物１０を生成する。加水では、ミョウバン水分欠落物１４に直接、供給水３０Ｗ（水３０）を接触させる。あるいは、潮解性を有する反応助剤２０と混ぜ合わせた状態にあるミョウバン水分欠落物１４に直接、水蒸気３０Ｓ（水３０）を晒す。
【００３８】
具体的に説明する。本実施形態に係る蓄熱材の使用方法の第一工程では、基材１３の準備にあたり、ミョウバン水和物１０を加熱して水分１２を脱水させてミョウバン水分欠落物１４を生成する場合、ミョウバン水和物１０から脱離させる水分１２は、１以上の水和数に相当する量であれば良い。好ましくは、ミョウバン水和物１０を２５０℃以上に加熱して、基材１３が、図２に示すように、１２水和数のうち、ほぼ全ての水和数に相当する分の水分１２を失った状態にあるミョウバン水分欠落物１４、または１２水和数全てに相当する分の水分１２を完全に失った状態にあるミョウバン無水物１１（ミョウバン水分欠落物１４）であると良い。
【００３９】
また、第一工程では、基材１３の準備にあたり、蓄熱材１０を初めて使用する前の条件下で、前述したように、ミョウバン水和物１０からミョウバン水分欠落物１４を生成する手法に代えて、既製品の焼アンモニウムミョウバン等のミョウバン無水物（図２に示すミョウバン無水物１１の状態）が、基材１３として用いられても良い。ミョウバン無水物１１が第一工程で用いられることにより、水和数が１以上、１１以下に相当する水分１２が脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物１４を、基材１３に含んでしまう状況が回避でき、加水による水３０との水和反応分が増えることに依拠して、生成されるミョウバン水和物１０からの放熱量がより大きくなるからである。
【００４０】
次に、第二工程で加水に用いる水３０は、例えば、純水、イオン交換水、水道水等による供給水３０Ｗや、水をバブリングした空気等に含む水蒸気３０Ｓである。但し、供給水３０Ｗを直接、ミョウバン水分欠落物１４に接触させる場合には、前述した反応助剤２０は不要であるが、水３０が水蒸気３０Ｓである場合、反応助剤２０と混合状態にあるミョウバン水分欠落物１４に、水蒸気３０Ｓを吹きかけて水３０を晒す。
【００４１】
加水が供給水３０Ｗの場合、ミョウバン水分欠落物１４は、ミョウバン水和物１０の生成に必要な水３０と、不足なく万遍に浸透して接触できるため、ミョウバン水和物１０が生成され易い。しかしながら、加水が水蒸気３０Ｓの場合、ミョウバン水分欠落物１４は、水蒸気３０Ｓに晒された雰囲気の下に晒されるだけでは、ミョウバン水和物１０の生成に必要となる十分な量の水３０と結合できず、ミョウバン水和物１０が生成され難い。そこで、吸水性を有した反応助剤２０を、ミョウバン水分欠落物１４と混ぜ合わせている。そのため、ミョウバン水分欠落物１４による基材１３の結晶は、水蒸気３０Ｓで湿った雰囲気の下、添加した反応助剤２０により、晒した水蒸気３０Ｓ（水３０）に加え、元々空気中に含まれている水分３０の吸収が活性化されるため、ミョウバン水和物１０が生成され易い状態になる。
【００４２】
次に、反応助剤２０の添加量について説明する。第一工程で準備した基材１３（ミョウバン水分欠落物１４、ミョウバン無水物１１）では、１２水和水を有するミョウバン水和物１０との対比で、ミョウバン水和物１０に含む１２水和水に相当した水分１２が、欠落した状態にある。そのため、準備した基材１３を、第二工程でミョウバン水和物１０に生成させるにあたり、第二工程で加水する水３０は、準備された基材１３に対し、ミョウバン水和物１０の１２水和水分を満たす十分な量、またはそれに概ね近い量で供給されなければならない。基材１３に対し、水３０が十分に供給されないと、第二工程では、基材１３に結合する水３０の不足に起因して、ミョウバン水分欠落物１４のまま、完全な状態にあるミョウバン水和物１０は生成されない。そこで、加水が水蒸気３０Ｓの場合に、前述した反応助剤２０を基材１３と混ぜ合わせるが、添加する反応助剤２０を増量するに連れて、より十分な量の水３０が、基材１３に吸収されて結合するようになる。
【００４３】
ここで、説明の便宜上、ミョウバン水和物１０の１２水和水分を満たす量の水３０が基材１３に結合された状態にあるミョウバン水和物１０を、完全なミョウバン水和物と称し、ミョウバン水和物１０の１２水和水分に概ね近い量の水３０が基材１３に結合された状態にあるミョウバン水分欠落物１４を、略ミョウバン水和物と称する。略ミョウバン水和物は、本実施形態では、完全なミョウバン水和物に対し、同体積比で、完全なミョウバン水和物の重量に対し、９０％以上に相当する重量をなしたものを意味する。
【００４４】
反応助剤２０の添加量は、その反応助剤２０の種類毎に異なるが、少なくともミョウバン水和物１０の１２水和水分に概ね近い量の水３０を、基材１３に供給するのに必要な反応助剤２０の添加量として、蓄熱材組成物１全体の重量に占める反応助剤２０の配合比率は、少なくとも１０ｗｔ％以上である。すなわち、第二工程で、略ミョウバン水和物を含め、完全なミョウバン水和物を生成するのに必要な反応助剤２０の添加量は、反応助剤２０が塩化マグネシウムの場合で、少なくとも１０ｗｔ％以上、反応助剤２０が塩化リチウムの場合で、少なくとも１５ｗｔ％以上、反応助剤２０が臭化リチウムの場合で、少なくとも２５ｗｔ％以上である。
【００４５】
なお、ここで挙げた反応助剤２０の添加量は、第一工程で準備する基材１３を、ミョウバン水和物１０を加熱して水分１２を脱水させたミョウバン水分欠落物１４とする場合で、このミョウバン水和物１０と反応助剤２０とによる蓄熱材組成物１全体の重量に占める反応助剤２０の配合比率を適用したものである。第一工程で準備する基材１３が、既製品のミョウバン無水物１１である場合には、反応助剤２０の添加量については、蓄熱材組成物１において添加する反応助剤２０の前述の配合比率に基づき、ミョウバン水和物１０に含む水和数１２個分の水分１２の分子量を除いた重量換算後の配合比率を適用する。
【００４６】
他方、水３０自体も、顕熱を蓄えてその熱を放熱する蓄熱・放熱特性を有している。そのため、ミョウバン水分欠落物１４に対し、加水する水３０が、生成されるミョウバン水和物１０の１２水和水に相当する分を超えた量であっても、第二工程で生成されたミョウバン水和物１０とその余剰分となった水３０との混合状態で蓄熱できる蓄熱量は、同体積比で、ミョウバン水和物１０単体の蓄熱量に比べ大幅に低下することはない。
【００４７】
しかしながら、反応助剤２０は、前述したように、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化マグネシウム等であり、これらの物質自体は、蓄熱・放熱特性を具備していない。そのため、反応助剤２０の添加量をむやみに増やしてしまうと、生成されたミョウバン水和物１０と反応助剤２０との蓄熱材組成物１に蓄熱できる蓄熱量は、同体積比で、ミョウバン水和物１０単体の蓄熱量に比べ大幅に低下してしまい、過大な添加量の反応助剤２０は、むしろ阻害要因となる。このことから、第二工程でミョウバン水和物１０を生成するにあたり、添加する反応助剤２０の配合割合をできるだけ最小限に抑えることが重要である。
【００４８】
＜蓄熱材容器＞
次に、本実施形態に係る蓄熱材容器について、図１３〜図１５を用いて説明する。図１３は、本実施形態に係る蓄熱材容器を例示した模式図であり、ミョウバン水分欠落物に供給水を直接接触させて加水する場合を示す図であり、図１３中、Ｘ部の拡大図を、図１４に示す。図１５は、図１３と同様の模式図であり、ミョウバン水分欠落物に水蒸気を直接晒して加水する場合を示す図である。
【００４９】
前述した本実施形態に係る蓄熱材の使用方法を実施するにあたり、基材１３から生成されるミョウバン水和物１０を少なくとも含む蓄熱材を、充填して収容するための蓄熱材容器として、本実施形態に係る蓄熱材容器５０が用いられる。蓄熱材容器５０は、基材１３のほか、基材１３から生成されるミョウバン水和物１０等を収容する内部空間５１に、供給水３０Ｗまたは水蒸気３０Ｓを外部から供給するための取水口として、閉蓋可能に形成された取水口５２（取水手段）と、内部空間５１の圧力を制御する圧力調整弁５５と、を備える。図１３〜図１５に示すように、圧力調整弁５５は、内部空間５１から基材１３やミョウバン水和物１０等の流出を遮断すると共に、内部空間５１の内外で液体ＬＱの流通を遮断する一方で、内部空間５１から気体ＧＳの流出を許容する弁体部５６を有している。弁体部５６は、内部空間５１とその外部との間で、供給水３０Ｗの流通や、生成されたミョウバン水和物１０（または蓄熱材組成物１）の融液を阻む防水性と、気体ＧＳとして、空気と水蒸気３０Ｓだけを流通可能とする透湿性と、を兼ねた防水透湿素材として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE：Polytetrafluoroethylene）製の防水透湿膜等で形成されている
【００５０】
本実施形態に係る蓄熱材の使用方法では、加水が供給水３０Ｗの場合、第二工程で基材１３からミョウバン水和物１０を生成して放熱するときに、図１３に示すように、供給水３０Ｗの流路をなす給水管６１を、蓄熱材容器５０の取水口５２に接続する。次いで、給水管６１を通じて供給水３０Ｗを、ミョウバン水分欠落物１４（またはミョウバン無水物１１）等の基材１３を充填した蓄熱材容器５０の内部空間５１に給水する。このとき、供給水３０Ｗの給水量は、内部空間５１に収容された基材１３全体で、少なくともミョウバン水和物１０の生成に足りるよう、そのミョウバン水和物１０の１２水和水に相当する量である。給水完了後には、取水口５２から給水管６１を取り外して取水口５２を閉塞する。なお、次に行う第一工程に備えて基材１３を準備するにあたり、内部空間５１に収容されているミョウバン水和物１０の水分１２や、その生成で余剰となった分の供給水３０Ｗは、取水口５２等から蓄熱材容器５０外に排水される。
【００５１】
加水が水蒸気３０Ｓの場合、第二工程で、ミョウバン水和物１０と反応助剤２０とによる蓄熱材組成物１（図１参照）を、基材１３から生成して放熱するときに、図１５に示すように、バルブ７３を介して、タンク７２内に連通する給水管７１を、蓄熱材容器５０の取水口５２に接続する。給水管７１に配管されたバルブ７３は、給水管７１内の流路を開閉可能とした流体制御弁である。タンク７２内で水７４をバブリングして生じた水蒸気３０Ｓは、ミョウバン水分欠落物１４等の基材１３を充填した蓄熱材容器５０の内部空間５１に供給される。このとき、水蒸気３０Ｓの供給量は、内部空間５１に収容された基材１３全体で、少なくともミョウバン水和物１０の生成に足りるよう、そのミョウバン水和物１０の１２水和水に相当した量である。水蒸気３０Ｓの供給完了後には、バルブ７３の閉路操作を行い、給水管７１内の流路を閉路する。なお、次に行う第一工程に備え、ミョウバン水和物１０と反応助剤２０とによる蓄熱材組成物１を、加熱することにより蓄熱して、基材１３を準備するにあたり、内部空間５１内の雰囲気下にある水蒸気３０Ｓは、給水管７１を通じてタンク７２に還流される。
【００５２】
次に、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法について、蓄熱材１０（または蓄熱材組成物１）おける放熱の性能に与える影響を確認する目的で、検証実験（実験３〜６）とその予備調査実験（実験１，２）を行った。
【００５３】
＜予備調査実験＞
実験１は、実施形態に係る蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物（アンモニウムミョウバン）の試料を、室温を超える２８０℃まで加熱した実験で、試料において、時間と共に変化する温度と蓄熱量との関係について調査した実験である。実験１では、周知の示差走査熱量測定装置（DSC：Differential scanning calorimetry）により、その試料台に載せたアンモニウムミョウバンの試料１０ｍｇに窒素１００ｍｌ／ｍｉｎ．の雰囲気ガスを晒し、大気に開放した下で、試料を、３０℃から２８０℃まで加熱して、試料に蓄えた融解潜熱の熱量を測定した。図３は、その実験結果を示すグラフである。
【００５４】
図３に示すグラフでは、縦軸左側の目盛りが、単位時間に試料で蓄熱または放熱した熱量を示しており、この目盛りの「負」の領域は、試料に吸熱される熱量を示し、「正」の領域は、試料から放熱される熱量を示す。
【００５５】
なお、本実施形態では、試料の放熱量〔ｋＪ／ｋｇ〕について、実際に測定を行っていないため、熱流を示す図３等のグラフで、正確なピーク面積Ｓの表記はできないが、参考までにこのピーク面積Ｓについての説明を補助する目的で、参照する図３及び図５に、あくまでも仮定した計測条件の下で、ピーク面積Ｓ（斜線の部分）を例示している。また、試料の放熱量〔ｋＪ／ｋｇ〕の測定値を掲載していないが、実際の放熱量は、熱量の単位〔ｍＷ〕と質量の単位〔ｍｇ〕との単位換算を行った上で、単位〔ｋＪ／ｋｇ〕で表される。図３，５以外でも、熱流を示すグラフについても同様である。
【００５６】
実験１では、図３に示すように、試料の蓄熱量Ｓ１は、アンモニウムミョウバン十二水和物単体の融解潜熱量２７０（ｋＪ／ｋｇ）との対比で、約４．５倍に相当する１２０６ｋＪ／ｋｇであった。このように、アンモニウムミョウバン十二水和物（ミョウバン水和物１０）中の１２水和水に相当する水分１２が、図２に示すように、ミョウバン無水物１１から脱離すると、ミョウバン無水物１１に蓄熱できる熱量は、ミョウバン水和物１０単体の融解潜熱量に比べ、大幅に増大することが判る。
【００５７】
また、実験２は、実施形態に係る蓄熱材の無水物である焼きアンモニウムミョウバンの試料に、水を添加してアンモニウムミョウバン十二水和物（アンモニウムミョウバン）に戻す実験である。実験２では、室温（約２３℃）下で、試料１０ｍｇに、アンモニウムミョウバンの生成に足りる量の水道水をかけ、試料で生じた水和反応により、上昇した試料の温度を測定した。図４は、その実験結果を示すグラフである。
【００５８】
実験２では、図４に示すように、試料の温度は、水道水をかけた後、およそ４分足らずで、アンモニウムミョウバンの融点９３．５℃に近い約９２℃まで上昇した。なお、かける水の量を制御することにより、試料である焼きアンモニウムミョウバンに結合させる水和水の数を調節した上で、焼きアンモニウムミョウバンと水との水和反応を行えば、試料に急峻に生じる発熱の温度と、発熱のピーク温度になるまでの時間を、適宜コントロールすることができる。このような蓄熱材の無水物に水をかけて発熱させる技術は特に、前述したような自動車技術への用途に好適であり、例えば、排気ガスの清浄化に使用されている触媒が冷えた状態にあるとき、蓄熱材の無水物に水をかけたときに生じる発熱により、この触媒を加熱する等、車両内の活用先で使用する蓄熱システムに利用することができる。
【００５９】
＜検証実験＞
検証実験では、実験３〜６を行った。実験３は、蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤を添加していない条件の比較例１に係る試験である。実験４は、蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤として臭化リチウムを添加した蓄熱材組成物による実験である。実験４では、反応助剤の配合比率を、３０ｗｔ％とした条件の実施例１に係る試験と、２５ｗｔ％とした条件の実施例２に係る試験と、２０ｗｔ％とした条件の比較例２に係る試験と、１５ｗｔ％とした条件の比較例３に係る試験と、１０ｗｔ％とした条件の比較例４に係る試験と、５ｗｔ％とした条件の比較例５に係る試験と、１ｗｔ％とした条件の比較例６に係る試験を、それぞれ行った。
【００６０】
実験５は、蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤として塩化リチウム無水物を添加した蓄熱材組成物による実験である。実験５では、反応助剤の配合比率を、３０ｗｔ％とした条件の実施例３に係る試験と、１５ｗｔ％とした条件の実施例４に係る試験と、１０ｗｔ％とした条件の比較例７に係る試験と、５ｗｔ％とした条件の比較例８に係る試験と、１ｗｔ％とした条件の比較例９に係る試験を、それぞれ行った。実験６は、蓄熱材であるアンモニウムミョウバン十二水和物に、反応助剤として塩化マグネシウム無水物を添加した蓄熱材組成物による実験である。実験６では、反応助剤の配合比率を、３０ｗｔ％とした条件の実施例５に係る試験と、１０ｗｔ％とした条件の実施例６に係る試験と、８ｗｔ％とした条件の比較例１０に係る試験と、５ｗｔ％とした条件の比較例１１に係る試験と、１ｗｔ％とした条件の比較例１２に係る試験を、それぞれ行った。
【００６１】
（実験方法）
実験３〜６ではそれぞれ、アルミニウム製容器内に秤取した試料１０ｍｇを、容器内を大気中に開放した状態で、熱重量測定装置（TG：Thermo Gravimetry）の試料室にセットし、雰囲気ガスとして、流量１００ｍｌ／ｍｉｎ．の窒素ガスを直接試料室内に供給し続けて、試料を加熱した。試料は、加熱速度２℃／ｍｉｎ．で３０℃から９８℃まで加熱され、９８℃に到達後、５分間、窒素ガスを供給し続けながら、試料を９８℃のまま保持させて、この試料の構成成分をなすアンモニウムミョウバン十二水和物に対し、その１２水和水の一部に相当する水分を脱離させた。その後、窒素ガスの供給を継続して、水分が脱離したこの試料を、自然空冷により９８℃から３０℃に冷却した。試料の温度が３０℃に到達した後、流通させる窒素ガスの流路を、熱重量測定装置の試料室から、図１５に示すタンク７２内の水７４中に切替えて経由し、水７４中でバブリングさせ、水蒸気（図１５に示す水蒸気３０Ｓ）を含む窒素ガスを、流量１００ｍｌ／ｍｉｎ．のまま、熱重量測定装置の試料室に供給した。窒素ガスの流路の切替えた以降、試料室にある試料に対し、時間の経過と共に変化する重量と放熱量を測定した。試料の重量が一定値となり、試料からの放熱がなくなった時点で、測定を終了した。なお、本実施形態では、試料から放熱した熱量の測定を行なわず、試料から放熱する挙動の有無についてのみ、確認を行った。
【００６２】
図１２は、実験３〜６で行った全ての試験条件と試験結果とをまとめて掲載した表であり、図１２では、試料の重量変化に関する測定結果を、「測定開始時の試料重量比率［％］」と「測定終了時の試料重量比率［％］」で表している。「測定開始時の試料重量比率［％］」と「測定終了時の試料重量比率［％］」は何れも、試験開始に伴って秤量したアンモニウムミョウバン十二水和物の試料１０ｍｇを基準重量とし、「測定開始時の試料重量比率［％］」は、水蒸気を供給して測定を開始した時点における試料の重量を、基準重量と対比した割合で示したものである。「測定終了時の試料重量比率［％］」は、測定の終了時点における試料の重量を、基準重量と対比した割合で示したものである。
【００６３】
（実験３）
実験３は、蓄熱材１０（アンモニウムミョウバン十二水和物）に、反応助剤２０を添加していない条件の比較例１に係る試験である。
（１）比較例１に係る試験条件
・試料；蓄熱材１０単体を１０ｍｇ
・蓄熱材１０；アンモニウムミョウバン十二水和物
・反応助剤２０；添加せず
・蓄熱材１０と反応助剤２０との配合との配合重量比
蓄熱材１０：反応助剤２０＝１００：０
【００６４】
図５は、比較例１に係る実験３で、水蒸気の供給開始による蓄熱材の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材の放熱量を示すグラフである。図５及び図１２に示すように、比較例１に係る実験では、測定開始時の試料重量比率は５８．４％で、測定終了時の試料重量比率が７２．６％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、２４％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。
【００６５】
（実験４）
実験４は、蓄熱材１０（アンモニウムミョウバン十二水和物）に、反応助剤２０として臭化リチウム２０Ａを添加した蓄熱材組成物１Ａ（図１参照）を対象に、実施例１，２及びその比較例２〜６に係る試験による７種の条件で行った実験である。
（２）実施例１，２及びその比較例２〜６に係る共通の試験条件
・試料；蓄熱材１０と反応助剤２０Ａとの蓄熱材組成物１Ａを１０ｍｇ
・蓄熱材１０；アンモニウムミョウバン十二水和物
・反応助剤２０Ａ；臭化リチウム
【００６６】
蓄熱材１０と反応助剤２０Ａとの配合との配合重量比では、
（３）実施例１に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝７０：３０
（４）実施例２に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝７５：２５
（５）比較例２に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝８０：２０
（６）比較例３に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝８５：１５
（７）比較例４に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝９０：１０
（８）比較例５に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝９５：５
（９）比較例６に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ａ＝９９：１
【００６７】
図６は、実験４で、反応助剤の配合比率を３０ｗｔ％とした条件の実施例１に係る蓄熱材組成物に対し、水蒸気の供給開始による蓄熱材組成物の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材組成物の放熱量を示すグラフである。図７は、実験４で、反応助剤の配合比率を、２５ｗｔ％とした条件の実施例２に係る蓄熱材組成物と、２０ｗｔ％とした条件の比較例２に係る蓄熱材組成物とに対し、それぞれの重量変化を示すグラフである。
【００６８】
図１２に示すように、実施例１に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は７０．２％で、測定終了時の試料重量比率が９６．８％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３８％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図６参照）。また、実施例２に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６６．８％で、測定終了時の試料重量比率が９６．５％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、４４％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図７参照）。
【００６９】
その一方で、比較例２に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６３．７％で、測定終了時の試料重量比率が８８．７％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３９％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図７参照）。また、比較例３に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６３．０％で、測定終了時の試料重量比率が８２．９％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３２％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。
【００７０】
また、比較例４に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６１．９％で、測定終了時の試料重量比率が８１．３％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３１％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。また、比較例５に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は５９．０％で、測定終了時の試料重量比率が７６．６％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３０％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。また、比較例６に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は５９．１％で、測定終了時の試料重量比率が７４．７％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、２６％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。
【００７１】
（実験５）
実験５は、蓄熱材１０（アンモニウムミョウバン十二水和物）に、反応助剤２０として塩化リチウム無水物２０Ｂを添加した蓄熱材組成物１Ｂ（図１参照）を対象に、実施例３，４及びその比較例７〜９に係る試験による５種の条件で行った実験である。
（１０）実施例３，４及びその比較例７〜９に係る共通の試験条件
・試料；蓄熱材１０と反応助剤２０Ｂとの蓄熱材組成物１Ｂを１０ｍｇ
・蓄熱材１０；アンモニウムミョウバン十二水和物
・反応助剤２０Ｂ；塩化リチウム無水物
【００７２】
蓄熱材１０と反応助剤２０Ｂの配合との配合重量比では、
（１１）実施例３に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｂ＝７０：３０
（１２）実施例４に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｂ＝８５：１５
（１３）比較例７に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｂ＝９０：１０
（１４）比較例８係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｂ＝９５：５
（１５）比較例９に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｂ＝９９：１
【００７３】
図８は、実験５で、反応助剤の配合比率を３０ｗｔ％とした条件の実施例３に係る蓄熱材組成物に対し、水蒸気の供給開始による蓄熱材組成物の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材組成物の放熱量を示すグラフである。図９は、実験５で、反応助剤の配合比率を、１５ｗｔ％とした条件の実施例４に係る蓄熱材組成物と、１０ｗｔ％とした条件の比較例７に係る蓄熱材組成物に対し、それぞれの重量変化を示すグラフである。
【００７４】
図１２に示すように、実施例３に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は７０．３％で、測定終了時の試料重量比率が１２８．３％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、８３％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図８参照）。また、実施例４に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６４．５％で、測定終了時の試料重量比率が１００．４％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、５６％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図９参照）。
【００７５】
その一方で、比較例７に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６１．７％で、測定終了時の試料重量比率が８２．３％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３３％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図９参照）。また、比較例８に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は５９．４％で、測定終了時の試料重量比率が７７．３％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３０％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。また、比較例９に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は５９．０％で、測定終了時の試料重量比率が７５．２％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、２７％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。
【００７６】
（実験６）
実験６は、蓄熱材１０（アンモニウムミョウバン十二水和物）に、反応助剤２０として塩化マグネシウム無水物２０Ｃを添加した蓄熱材組成物１Ｃ（図１参照）を対象に、実施例５，６及びその比較例１０〜１２に係る試験による５種の条件で行った実験である。
（１６）実施例５，６及びその比較例１０〜１２に係る共通の試験条件
・試料；蓄熱材１０と反応助剤２０Ｃとの蓄熱材組成物１Ｃを１０ｍｇ
・蓄熱材１０；アンモニウムミョウバン十二水和物
・反応助剤２０Ｃ；塩化マグネシウム無水物
【００７７】
蓄熱材１０と反応助剤２０Ｃとの配合重量比では、
（１７）実施例５に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｃ＝７０：３０
（１８）実施例６に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｃ＝９０：１０
（１９）比較例１０に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｃ＝９２：８
（２０）比較例１１係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｃ＝９５：５
（２１）比較例１２に係る試験条件
蓄熱材１０：反応助剤２０Ｃ＝９９：１
【００７８】
図１０は、実験６で、反応助剤の配合比率を３０ｗｔ％とした条件の実施例５に係る蓄熱材組成物に対し、水蒸気の供給開始による蓄熱材組成物の重量変化と、重量が一定値に収束した状態にある蓄熱材組成物の放熱量を示すグラフである。図１１は、実験６で、反応助剤の配合比率を、１０ｗｔ％とした条件の実施例６に係る蓄熱材組成物と、８ｗｔ％とした条件の比較例１０に係る蓄熱材組成物とに対し、それぞれの重量変化を示すグラフである。
【００７９】
図１２に示すように、実施例５に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は７５．０％で、測定終了時の試料重量比率が１３２．０％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、７６％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図１０参照）。また、実施例６に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６３．２％で、測定終了時の試料重量比率が９０．９％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、４４％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図１１参照）。
【００８０】
その一方で、比較例１０に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６３．９％で、測定終了時の試料重量比率が８６．９％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３６％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた（図１１参照）。また、比較例１１に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は６０．９％で、測定終了時の試料重量比率が８０．３％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、３２％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。また、比較例１２に係る試験では、測定開始時の試料重量比率は５９．８％で、測定終了時の試料重量比率が７５．４％であり、測定開始時からの試料の重量変化は、２６％増であった。試料から放熱の挙動は確認できた。
【００８１】
＜考察＞
実験３〜６において、実施例１〜６及びその比較例１〜１２では、何れの試験条件とも、水蒸気３０Ｓを含んだ窒素ガスの供給を試料に開始すると同時に、試料において、重量増加と放熱が生じていることから、試料と水蒸気３０Ｓとの間で、水和反応が起こっているものと推察される。特に、蓄熱材１０からミョウバン水分欠落物１４の状態になった試料に、反応助剤２０を添加していない比較例１と、反応助剤２０をある程度添加した実施例１〜６とを比較すると、比較例１では、測定開始時からの試料の重量変化は、２４％増に留まっている。これに対し、実施例１〜６では、何れの試験条件とも、測定開始時からの試料の重量は、概ね４０％から８０％近く増えている。このように、試料の重量変化分が大幅に増えた理由として、ミョウバン水分欠落物１４の状態にある試料に、潮解性を有する反応助剤２０を添加して混ぜ合せているために、反応助剤２０により、供給した水蒸気３０Ｓや窒素ガス中に含まれる水分（水３０）が、試料に吸収され易くなる。その結果、参照する図２に示すように、水３０と、試料であるミョウバン水分欠落物１４（図２中、アンモニウムミョウバン無水物１１に相当）との間で生じる水和反応が、促進されていることから、試料の重量変化分が大幅に増えたものと考えられる。
【００８２】
また、実験４において、反応助剤２０Ａの配合比率が２０％ｗｔ未満である比較例２〜６では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率は、比較例１の７２．６％より増えているものの、完全なアンモニウムミョウバン十二水和物に近い状態で、実用上、特に大きな問題とならない目安となる９０％を下回っている。これに対し、反応助剤２０Ａの配合比率が２０％ｗｔ以上ある実施例１，２では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率が、９０％超えとなっている。このことから、反応助剤２０が臭化リチウム（反応助剤２０Ａ）の場合、反応助剤２０Ａが、ミョウバン水分欠落物１４と共に、少なくとも２０％ｗｔの配合比率で添加されていると、完全なアンモニウムミョウバン十二水和物に近い状態のアンモニウムミョウバンが得られることが判る。
【００８３】
実験４と同様に、実験５において、反応助剤２０Ｂの配合比率が１５％ｗｔ未満である比較例７〜９では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率は、比較例１の７２．６％より増えているものの、アンモニウムミョウバン回復の目安となる９０％を下回っている。これに対し、反応助剤２０Ｂの配合比率が１５％ｗｔ以上ある実施例３，４では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率が、９０％超えとなっている。このことから、反応助剤２０が塩化リチウム無水物（反応助剤２０Ｂ）の場合、反応助剤２０Ｂが、ミョウバン水分欠落物１４と共に、少なくとも１５％ｗｔの配合比率で添加されていると、完全なアンモニウムミョウバン十二水和物に近い状態のアンモニウムミョウバンが得られることが判る。
【００８４】
また、実験６において、反応助剤２０Ｃの配合比率が１０％ｗｔ未満である比較例１０〜１１では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率は、比較例１の７２．６％より増えているものの、アンモニウムミョウバン回復の目安となる９０％を下回っている。これに対し、反応助剤２０Ｃの配合比率が１０％ｗｔ以上ある実施例５，６では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率が、９０％超えとなっている。このことから、反応助剤２０が塩化マグネシウム無水物（反応助剤２０Ｃ）の場合、反応助剤２０Ｃが、ミョウバン水分欠落物１４と共に、少なくとも１０％ｗｔの配合比率で添加されていると、完全なアンモニウムミョウバン十二水和物に近い状態のアンモニウムミョウバンが得られることが判る。
【００８５】
なお、実験５の実施例３，４と実験６の実施例５では、何れの試験条件とも、測定終了時の試料重量比率が、１００％超えとなっており、試料の重量が、測定開始前よりも増えている。このような現象が生じた理由として、ミョウバン水分欠落物１４からアンモニウムミョウバン十二水和物（蓄熱材１０）に戻されたことに加えて、実験５では、塩化リチウム無水物（反応助剤２０Ｂ）が、供給した水蒸気３０Ｓ以外にも、雰囲気ガスである窒素ガス中に含まれる水分を吸収したことが原因であると考えられる。また、実験６の場合では、塩化マグネシウム無水物（反応助剤２０Ｃ）が、供給した水蒸気３０Ｓ以外にも、雰囲気ガスである窒素ガス中に含まれる水分を吸収したことが原因であると考えられる。
【００８６】
次に、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法の作用・効果について説明する。本実施形態に係る蓄熱材の使用方法は、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物１０に蓄熱し、蓄えた熱を放出して使用するにあたり、放熱と共に、ミョウバン水和物１０を生成させるための基材１３を準備する第一工程と、基材１３よりミョウバン水和物１０を生成させる第二工程と、を有し、第一工程では、ミョウバン水和物１０を蓄熱時に、大気に開放した下で、室温を超える温度で加熱することにより、ミョウバン水和物１０に含有する１２水和水に対し、少なくとも１以上の水和数に相当する水分１２を脱離して欠落させた状態のミョウバン水分欠落物１４を、基材１３として生成すること、第二工程では、放熱時に、ミョウバン水分欠落物１４への加水を経て、ミョウバン水和物１０を生成すること、加水では、ミョウバン水分欠落物１４に直接、供給水３０Ｗを接触させること、あるいは、潮解性を有する反応助剤２０と混ぜ合わせた状態にあるミョウバン水分欠落物１４に直接、水蒸気３０Ｓを晒すこと、を特徴とする。
【００８７】
この特徴により、ミョウバン水和物１０に熱を加える熱供給源側と、ミョウバン水和物１０から熱を放出する熱需要先側が遠く離れている場合や、熱需要先側で使用する熱の放熱時と、熱供給源側で加えた熱の蓄熱時との時間差が大きい場合でも、放熱ロスによるエネルギ損失を抑えて、ミョウバン水和物１０の生成時に、加水により水和反応で生じた水３０との結合エネルギによる熱が、熱需要先側で有効に使用できるようになる。
【００８８】
また、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法では、第一工程で、ミョウバン水分欠落物１４を生成しているため、ミョウバン水分欠落物１４に対し、水分の供給が外部から行われない限り、ミョウバン水分欠落物１４の水和数は変動しない。また、水和数の変動に伴う水和反応熱の出入りも、発生し得ない。そのため、ミョウバン水分欠落物１４では、長期間、蓄熱状態を維持することが可能であり、第二工程においても、熱の放熱量が実質的に低下することはない。
【００８９】
従って、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法によれば、蓄熱材１０であるミョウバン水和物１０に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができる、という優れた効果を奏する。
【００９０】
また、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法では、反応助剤２０は、塩化リチウム、臭化リチウム、または塩化マグネシウムのうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、を特徴とする。この特徴により、雰囲気下にある水蒸気３０Ｓを吸収して、ミョウバン無水物１１等のミョウバン水分欠落物１４の結晶と水蒸気３０Ｓとの反応を促進することができる。しかも、このような種の反応助剤２０は、混合させるミョウバン水分欠落物１４に対し、変質・変性等による悪影響を及ぼさない。また、このような塩化リチウム等の反応助剤２０は、ミョウバン水分欠落物１４と混合しても、安定した状態の下で、雰囲気下にある水蒸気３０Ｓを、ミョウバン水分欠落物１４に吸収させることができる。
【００９１】
また、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法は、反応助剤２０は、ミョウバン水和物１０と反応助剤２０とによる蓄熱材組成物１全体に占める重量比で、少なくとも１０ｗｔ％以上を満たす割合で添加されていること、を特徴とする。この特徴により、第二工程では、完全なミョウバン十二水和物の状態にあるミョウバン水和物１０、または略ミョウバン十二水和物の状態にあるミョウバン水和物１０が、実用上、特に大きな問題とならない程度に生成できるようになる。
【００９２】
また、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法では、ミョウバン水分欠落物１４の生成にあたり、ミョウバン水和物１０を加熱する温度は、２５０℃以上であること、を特徴とする。この特徴により、ミョウバン水分欠落物１４は、ミョウバン水和物１０からその１２水和水相当分の水分１２が全て脱離した状態のミョウバン無水物１１になる。そのため、第二工程でミョウバン水和物１０を生成するにあたり、最多となる１２水和水に相当する分の水３０が、ミョウバン無水物１１に結合される水和反応により、この水和反応時に発生する放熱量は、ミョウバン水分欠落物１４からミョウバン水和物１０を生成する過程で、最も大きくなる。
【００９３】
また、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法では、第一工程で用いる基材１３は、既製品のミョウバン無水物１１であること、を特徴とする。この特徴により、特に、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法を初めて利用する前の状況下で、第一工程で基材１３を準備するにあたり、ミョウバン水和物１０をベースにミョウバン水分欠落物１４を生成するまでの工程が不要になるため、その工程を行うのに必要な時間とエネルギが節約できる。
【００９４】
また、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法では、ミョウバン水和物１０は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。しかも、アンモニウムミョウバン十二水和物等は、蓄える潜熱の蓄熱量やその放熱量に対し、比較的大きな物性を有しているため、蓄熱材の中でも、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄熱・放熱性能を具備できている点で、優れている。
【００９５】
また、本実施形態に係る蓄熱材容器５０の作用・効果について説明する。本実施形態に係る蓄熱材容器５０は、熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材を、充填して収容するための蓄熱材容器において、蓄熱材を収容する内部空間５１に、供給水３０Ｗまたは水蒸気３０Ｓを外部から供給するための取水口として、閉蓋可能に形成された取水口５２と、内部空間５１の圧力を制御する圧力調整弁５５と、を備え、圧力調整弁５５は、内部空間５１から蓄熱材の流出を遮断すると共に、内部空間５１の内外で液体ＬＱの流通を遮断する一方で、内部空間５１から気体ＧＳの流出を許容する弁体部５６を有していること、蓄熱材は、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法で用いる基材１３から生成されるミョウバン水和物１０を、少なくとも含むものであること、を特徴とする。この特徴により、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法は、より簡単な構造で構成される安価な蓄熱材容器５０を用いて、ミョウバン水和物１０に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができるようになる。蓄熱材容器５０を用いた本実施形態に係る蓄熱材の使用方法は、前述した蓄熱材１０（または蓄熱材組成物１）の用途に合わせ、活用の自由度を高くした幅広い分野のニーズに応えて、利用することができる。
【００９６】
また、本実施形態に係る蓄熱材組成物１の作用・効果について説明する。本実施形態に係る蓄熱材組成物１は、水和反応に伴う反応熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材１０と、該蓄熱材１０の物性を調整する添加剤２０とを配合してなる蓄熱材組成物において、添加剤２０は、潮解性を有する反応助剤２０であること、蓄熱材１０は、一種以上の無機塩水和物を含むミョウバン水和物１０であり、当該蓄熱材組成物１は、初めて使用する前の状態下で、ミョウバン水和物１０と反応助剤２０との混合物であること、または、蓄熱材１０の構成成分が、一種以上の無機塩無水物を含むミョウバン無水物１１であり、当該蓄熱材組成物１は、初めて使用する前の状態下で、ミョウバン無水物１１と反応助剤２０との混合物であること、を特徴とする。
【００９７】
この特徴により、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法を、水蒸気３０Ｓによる加水を行って実施するにあたり、蓄熱材組成物１を用いると、放熱ロスによるエネルギ損失を抑えて、ミョウバン水和物１０の生成時に、加水により水和反応で生じた水３０との結合エネルギによる熱が、熱需要先側で有効に使用できるようになる。また、ミョウバン無水物１１の重量は、ミョウバンの組成を同じとしたミョウバン水和物１０と比べ、１２水和水相当分の水分１２を欠落している分、量を小さくして軽くなっているため、蓄熱材組成物１を初めて使用する前の状況下では、可搬性の良いミョウバン無水物１１は、コストメリットを有する。
【００９８】
さらに、ミョウバン水和物１０は、１２水和水相当分の水分１２を含有しており、水和数１から１２までの幅広いレンジで、水分１２を脱離して欠落させることができるため、ミョウバン水和物１０の再生時に、水和反応で生じた水３０との結合エネルギによる熱の放熱量も、より幅広いレンジの中から適切に選択することができる。また、ミョウバン水和物１０では、その融液が、蓄熱材容器５０の形状に関わらず、蓄熱材容器５０の内部空間５１に充填でき、水分１２の脱離により、ミョウバン無水物１１が凝固した状態になっても、このミョウバン無水物１１は、ミョウバン水和物１０の用途に適合した蓄熱材容器５０の内部空間５１の形状に倣った成形態様の下で、適切に放熱することができる。
【００９９】
従って、本実施形態に係る蓄熱材組成物１によれば、蓄熱材１０であるミョウバン水和物１０に蓄えた熱を、その必要時に、放熱ロスを抑えて有効に使用することができる、という優れた効果を奏する。
【０１００】
また、本実施形態に係る蓄熱材組成物１では、反応助剤２０は、塩化リチウム、臭化リチウム、または塩化マグネシウムのうち、少なくとも何れかに該当する物質であること、を特徴とする。この特徴により、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法を実施するにあたり、蓄熱材組成物１が用いられると、雰囲気下にある水蒸気３０Ｓを吸収して、ミョウバン無水物１１等のミョウバン水分欠落物１４の結晶と水蒸気３０Ｓとの反応を促進することができる。しかも、このような種の反応助剤２０は、混合させるミョウバン水分欠落物１４に対し、変質・変性等による悪影響を及ぼさない。また、このような塩化リチウム等の反応助剤２０は、ミョウバン水分欠落物１４と混合しても、安定した状態の下で、雰囲気下にある水蒸気３０Ｓを、ミョウバン水分欠落物１４に吸収させることができるため、熱需要先側での放熱時に、蓄熱材組成物１は、化学的に安定した組成の下で、再生されるようになる。
【０１０１】
また、本実施形態に係る蓄熱材組成物１では、当該蓄熱材組成物１全体の重量に占める反応助剤２０の配合比率は、少なくとも１０ｗｔ％以上であること、を特徴とする。この特徴により、本実施形態に係る蓄熱材の使用方法を実施するにあたり、蓄熱材組成物１が用いられると、熱需要先側で蓄熱材組成物１からの放熱時に、蓄熱材組成物１に含むミョウバン水和物１０は、完全なミョウバン十二水和物の状態、または略ミョウバン十二水和物の状態に再生できるため、実用上、特に大きな問題なく、蓄熱材組成物１からの放熱を使用することができる。
【０１０２】
また、本実施形態に係る蓄熱材組成物１では、ミョウバン水和物１０は、アンモニウムミョウバン十二水和物、またはカリウムミョウバン十二水和物の少なくともいずれか一方であること、あるいは、ミョウバン無水物１１は、アンモニウムミョウバン無水物、またはカリウムミョウバン無水物の少なくともいずれか一方であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン十二水和物やそのアンモニウムミョウバン無水物、カリウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン無水物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、食品添加物や化粧品原料等にも使用されていることから、人体にとっても安全な物質であり、安全衛生上、取扱いが容易である。
【０１０３】
以上において、本発明に係る蓄熱材の使用方法、蓄熱材容器、及び蓄熱材組成物について、実施形態に即して説明したが、本発明に係る蓄熱材の使用方法、蓄熱材容器、及び蓄熱材組成物は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【０１０４】
（１）例えば、実施形態では、略ミョウバン水和物を、完全なミョウバン水和物に対し、同体積比で、完全なミョウバン水和物の重量に対し、９０％以上に相当する重量をなしたものとしたが、実用上、特に大きな問題とならない程度であれば、略ミョウバン水和物の重量は、完全なミョウバン水和物の重量に対し、例えば、８０％以上〜９０％未満を下限に設定しても良く、実用上に照らし合わせて、適宜変更可能である。
（２）また、実施形態では、実験４〜６において、測定終了時の試料重量比率が９０％超えとなった実施例１〜６に基づき、反応助剤２０の配合比率の下限を設定したが、実用上、特に大きな問題とならなければ、略ミョウバン水和物の重量を、例えば、完全なミョウバン水和物の重量の８０％以上としても良い。この場合には、反応助剤２０の配合比率の下限は、以下の通りである。つまり、反応助剤２０が臭化リチウムの場合、反応助剤２０Ａは、少なくとも１０ｗｔ％以上としても良い。反応助剤２０が塩化リチウムの場合、反応助剤２０Ｂは、少なくとも１０ｗｔ％以上としても良い。反応助剤２０が塩化マグネシウムの場合、反応助剤２０Ｃは、少なくとも５ｗｔ％以上としても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  蓄熱材組成物
１０  蓄熱材（ミョウバン水和物）
１１  ミョウバン無水物
１２  水分（ミョウバン水和物に含む１２水和水に相当）
１３  基材
１４  ミョウバン水分欠落物
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  反応助剤（添加剤）
３０  水
３０Ｓ  水蒸気（加水）
３０Ｗ  供給水（加水，水）
５０  蓄熱材容器
５１  内部空間
５２  取水口（取水手段）
５５  圧力調整弁
５６  弁体部
ＧＳ  気体
ＬＱ  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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