(57)【要約】【課題】既存の貯湯槽に利用可能で、その能力を大幅に向上させることができる蓄熱体、コンパクトで、雨の日にも、温水を使用できるような蓄熱能力の高い蓄熱器、及び蓄熱システムを提供する。【解決手段】気体を密封できる適宜の形状の密封容器中に、潜熱蓄熱材と、ガスが充填された構成を有し、当該密封容器総体の比重が１又はそれ以下になるように潜熱蓄熱材及び／又はガスの充填量が調整されている蓄熱体、上記蓄熱体が、温水を貯えた貯湯槽中に充填された構成を有し、複数の蓄熱体が温水の上部に集積して充填されている蓄熱器、及び上記蓄熱器と、太陽集熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を配管で接続して、温水又は流体が循環して蓄熱器に熱が蓄えられるようにした蓄熱システム。【効果】太陽集熱器からの温水又は流体を効率良く貯蔵できる蓄熱システムを提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を密封できる適宜の形状の密封容器中に、潜熱蓄熱材と、ガスが充填された構成を有し、当該密封容器総体の比重が１又はそれ以下になるように潜熱蓄熱材及び／又はガスの充填量が調整されていることを特徴とする蓄熱体。
【請求項２】
比重が、１〜０．９の範囲に調整されている、請求項１に記載の蓄熱体。
【請求項３】
潜熱蓄熱材が、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、パラフィンワックス、高級アルコール、高級脂肪酸もしくはその塩から選ばれた１種又は２種以上の混合物である、請求項１又は２に記載の蓄熱体。
【請求項４】
潜熱蓄熱材に、酸化防止剤及び／又は核剤が添加されている、請求項１から３のいずれかに記載の蓄熱体。
【請求項５】
酸化防止剤が、フェノール、クレゾール、ヒドロキノン、カテコール、アニソール、キシレノール、ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、Ｎ−ニトロソアニリン、Ｎ−ニトロソアミンから選ばれた１種又は２種以上の混合物である、請求項４に記載の蓄熱体。
【請求項６】
核剤が、石の粒、金属の粒、プラスチックペレット、セラミックスペレット、又は粘土成形体である、請求項４に記載の蓄熱体。
【請求項７】
蓄熱体の大きさが、１立方ｃｍ〜１００立方ｃｍである、請求項１から６のいずれかに記載の蓄熱体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の蓄熱体が、温水を貯えた貯湯槽中に充填された構成を有し、複数の蓄熱体が温水の上部に集積して充填されていることを特徴とする蓄熱器。
【請求項９】
請求項８に記載の蓄熱器と、太陽集熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を配管で接続して、温水又は流体が循環して蓄熱器に熱が蓄えられるようにしたことを特徴とする蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽集熱器などで得られた温水を、長時間保温して貯蔵するために利用される蓄熱体、及び蓄熱器などに関するものであり、更に詳しくは、太陽集熱器などによって得られた温水を、長時間保温して貯蔵するための貯湯槽に使用する蓄熱体、該蓄熱体を利用した蓄熱器、及び蓄熱システムに関するものである。本発明は、例えば、太陽熱温水器で得られた温水又は流体を、既存の貯湯槽を利用して、低コストで長時間保温して貯蔵することを可能とする蓄熱体と、それを利用した蓄熱器、及び蓄熱システムを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や原油価格の高騰などのエネルギー事情から、太陽熱温水器が見直されている。原油に比べ、太陽エネルギーは、無料で、かつ無尽蔵である。しかし、太陽エネルギーは、間欠的なエネルギー源であり、太陽光が得られる昼間以外は利用しにくいという問題がある。そのため、夜間や、雨の日に、お湯の使用を可能にするためには、太陽光を利用して昼間に貯えた温水を保温する、保温性の良い貯湯槽が必要となるが、通常の貯湯槽では、せいぜい、昼に得られた温水を、夜間まで保温するぐらいの蓄熱能力しか得られない。
【０００３】
そのため、雨の日にも、温水の使用を可能にするためには、真空、あるいは減圧の断熱層を有する断熱効果の高い高価な蓄熱器が必要であった。また、従来法では、蓄熱材として、水や、岩、コンクリート、土壌などの温度変化を利用する顕熱利用型の蓄熱器が使用されてきた。しかし、この従来法では、一定体積中に収容できる熱量が少量であるため、蓄熱器を小型にしようとすると、高温で蓄熱する必要があり、火傷などの危険性があるという問題があった。
【０００４】
最近では、新しい蓄熱材の開発により、物質（蓄熱材）の溶融−凝固に伴う相変化熱を利用した、蓄熱能力の高い、潜熱利用型の蓄熱器が使用されるようになって来たが、シェル・チューブ、あるいはカプセル形と呼ばれる、高価な潜熱利用型の蓄熱器や、頑丈で、高価な潜熱蓄積セルが必要であった。これらの方法では、多数の電熱管や、頑丈なカプセルを製作し、施工・設置しなければならないため、蓄熱器の全コストに占める伝熱管・カプセルなどの製作費が、非常に大きくなり、蓄熱器が、非常に高価なものとなっていた。
【０００５】
蓄熱器に関する先行技術として、例えば、必要容積の変更要求に対し、タンク構成要素の積層枚数を増減するだけで、コスト増を招くことなく容易に対応することができる蓄熱器として、貯液部の外周部に断熱層を有する蓄熱器において、前記貯液部と前記断熱層とを、同一断面形状の板部材によるタンク構成要素を複数枚積層することにより形成した蓄熱器（特許文献１）、が提案されている。
【０００６】
また、他の先行技術として、極めて簡単に減圧断熱を行わせることができ、自動車蓄熱器生産ラインにおいて、全体的に困難なく組立てられ、ことに大量生産に適する自動車蓄熱器の組立て方法（特許文献２及び３）、が提案されている。また、他の先行技術として、潜熱利用の蓄熱材と、顕熱利用の蓄熱材を組み合せた蓄熱器（特許文献４）、蓄熱器、特に、潜熱蓄熱器であって、熱隔離、少なくとも１つの入口及び出口、及びハウジングによって取り囲まれた蓄熱コアに流体力学的に結合された熱伝達媒体に対する集合空間を備え、内部に流路（管）が配置され、流路の間に空間を有し、内部に相変態材料が存在する蓄熱器（特許文献５）、が提案されている。
【０００７】
また、他の先行技術として、特に、深夜電力などを蓄熱し、任意の時間に有効に利用するのに好適な蓄熱装置（特許文献６）や、自動的大量生産において、問題なく構成されることができ、かつ長期間にわたり、一連の応力に耐え得る潜熱蓄熱セルを提供することができる、金属薄板から製作される直方体状外形を有する、潜熱蓄積セル（特許文献７）、が提案されている。しかしながら、従来、既存の貯湯槽に適用可能で、太陽集熱器などで得られた温水を、低コストで安全で、かつ高性能に、長時間保温することを可能とする、新しい蓄熱体を開発することが強く要請されていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−５１４４５号公報
【特許文献２】特開平０７−１２４８０号公報
【特許文献３】ＷＯ０８−２６５３２  Ａ１
【特許文献４】特開昭５６−１０６９５号公報
【特許文献５】特表２００２−５０４２１９号公報
【特許文献６】特開平４−１８６０５８号公報
【特許文献７】特開平０７−１１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような状況の中で、本発明者は、上記従来技術に鑑みて、低コストで、安全で、高性能で、しかも既存の貯湯槽に適用可能で、その能力を大幅に向上させることができる蓄熱体と、コンパクトで、雨の日にも温水を使用することを可能とする、蓄熱能力の高い蓄熱器、を開発することを目標として鋭意研究を重ねた。その結果、本発明者は、密封容器に、潜熱蓄熱材とガスを充填し、比重が１以下になるように調整した蓄熱体を、貯湯槽に充填することにより、雨の日にも、お湯の使用を可能にするという所期の目的を達成できることを見出し、更に研究を重ねて、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、ポリエチレングリコールや、ポリエチレンオキシドなどの融解潜熱を利用した新しいタイプの蓄熱器を提供することを目的とするものである。また、本発明は、該蓄熱器を、貯湯槽に充填して、温水に浮かべて使用できるようにした蓄熱器を提供することを目的とするものである。更に、本発明は、これらの蓄熱体、蓄熱器を利用して、太陽集熱器で得られた温水を、長時間保温して貯蔵できるようにした蓄熱システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）気体を密封できる適宜の形状の密封容器中に、潜熱蓄熱材と、ガスが充填された構成を有し、当該密封容器総体の比重が１又はそれ以下になるように潜熱蓄熱材及び／又はガスの充填量が調整されていることを特徴とする蓄熱体。
（２）比重が、１〜０．９の範囲に調整されている、前記（１）に記載の蓄熱体。
（３）潜熱蓄熱材が、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、パラフィンワックス、高級アルコール、高級脂肪酸もしくはその塩から選ばれた１種又は２種以上の混合物である、前記（１）又は（２）に記載の蓄熱体。
（４）潜熱蓄熱材に、酸化防止剤及び／又は核剤が添加されている、前記（１）から（３）のいずれかに記載の蓄熱体。
（５）酸化防止剤が、フェノール、クレゾール、ヒドロキノン、カテコール、アニソール、キシレノール、ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、Ｎ−ニトロソアニリン、Ｎ−ニトロソアミンから選ばれた１種又は２種以上の混合物である、前記（４）に記載の蓄熱体。
（６）核剤が、石の粒、金属の粒、プラスチックペレット、セラミックスペレット、又は粘土成形体である、前記（４）に記載の蓄熱体。
（７）蓄熱体の大きさが、１立方ｃｍ〜１００立方ｃｍである、前記（１）から（６）のいずれかに記載の蓄熱体。
（８）前記（１）から（７）のいずれかに記載の蓄熱体が、温水を貯えた貯湯槽中に充填された構成を有し、複数の蓄熱体が温水の上部に集積して充填されていることを特徴とする蓄熱器。
（９）前記（８）に記載の蓄熱器と、太陽集熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を配管で接続して、温水又は流体が循環して蓄熱器に熱が蓄えられるようにしたことを特徴とする蓄熱システム。
【００１２】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、潜熱蓄熱材を用いた蓄熱体であって、気体を密封できる適宜の形状の密封容器中に、潜熱蓄熱材と、ガスが充填された構成を有し、当該密封容器総体の比重が１又はそれ以下になるように潜熱蓄熱材及び／又はガスの充填量が調整されていることを特徴とするものである。また、本発明は、上記蓄熱体を利用した蓄熱器であって、温水を貯えた貯湯槽中に充填された構成を有し、複数の蓄熱体が、温水の上部に集積して充填されていることを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明は、上記蓄熱器を利用した蓄熱システムであって、上記蓄熱器と、太陽集熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を配管で接続して、温水又は流体が循環して蓄熱器に熱が蓄えられるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に用いられる潜熱蓄熱材としては、融解−凝固の相転移に伴う熱の吸収・放出を利用した潜熱利用型の蓄熱材が挙げられる。そして、この潜熱利用型の蓄熱材としては、無機水和塩などの無機潜熱蓄熱材と、有機ポリマーなどの有機潜熱蓄熱材があるが、腐食性や、比重などの点から、有機潜熱蓄熱材が好適なものとして例示される。
【００１５】
そして、当該有機潜熱蓄熱材の中でも、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、パラフィンワックス、ラウリルアルコールやステアリルアルコールなどの高級アルコール、ラウリン酸やステアリン酸などの高級脂肪酸、及びラウリン酸カリウムやステアリン酸ナトリウムなど及びその塩が、コストの面、入手の容易さ、及び比重の点から、好適なものとして例示される。
【００１６】
本発明では、種々の有機潜熱蓄熱材を使用することが可能であるが、単独で用いても良いし、複数のものを混合して用いても良く、例えば、融点の高いものと低いものを混ぜて使用することも可能である。例えば、ハイサーム（熱媒体油、新日本石油（株）製）、サームエス（熱媒体油、新日鉄化学（株）製）、カロリア（熱媒体油、エクソン社製）、シリコンオイルなど、熱伝導率や流動性を上げるために、各種の流体と混ぜて、スラリー状として使用することも可能である。
【００１７】
上記有機潜熱蓄熱材は、複数のものを混合して用いたり、適当な分子量のものを選んだりすることによって、用途に適した融点と、蓄熱量を持つ蓄熱材にして使うことができる。また、流体と混ぜて、スラリー状として使用した場合には、加熱して蓄熱する場合も、流体が存在するため、熱伝達が効率良く行われて、融解しやすくなり、蓄熱が得られやすくなる。
【００１８】
本発明では、ラジカル補足剤である酸化防止剤を用いることができる。酸化防止剤を用いることにより、有機潜熱蓄熱材の酸化劣化を防止することができる。有機潜熱蓄熱材を空気中で使用すると、酸化されて、その結果、溶融−凝固を起こさなくなってしまう。そのため、それを防ぎ、安定な蓄熱動作を可能とするために、酸化防止剤が使用される。
【００１９】
酸化防止剤としては、種々のものが挙げられるが、その中でも、例えば、フェノール、クレゾール、ヒドロキノン、カテコール、アニソール、キシレノール、ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールやＮ−ニトロソアニリン、Ｎ−ニトロソアミン、フェニレンジアミン、エチレンジアミンなどのフェノール類、アミン類、それらの誘導体が、コストの面、及び入手の容易さから、好適なものとして例示される。
【００２０】
酸化防止剤を使用する場合は、有機潜熱蓄熱材に、これらの物質を加えた後、撹拌して混合して使用することができ、また、加熱して、融解させた有機潜熱蓄熱材に、これらの物質を溶解混合させても使用することができる。また、酸化防止剤を流体と混ぜて、スラリー状となった有機潜熱蓄熱材に添加して使用することができる。
【００２１】
これらのラジカル捕捉剤は、単独で用いても良いし、２種以上混合して用いても良い。そして、有機潜熱蓄熱材に対する酸化防止剤の添加量は、０．００１〜２０％で、特に０．０１〜５％が好ましい。しかし、蓄熱体の使用期間により、それが長い場合は、添加量を増やすなど、適宜増減することができる。
【００２２】
通常、蓄熱材を蓄熱するために、これを加熱しても、なかなか溶融しなかったり、冷却しても、なかなか凝固しなかったりする。そこで、本発明では、核剤が用いられる。本発明で用いられる核剤は、蓄熱材が、溶融−凝固という蓄熱動作を安定的に起こさせるために使用するものであり、そのようなものとしては、エネルギーを吸収しやすくて、遠赤外線を放射するような、セラミックスのペレットなどが好ましい。
【００２３】
核剤としては、例えば、石の粒や、金属の粒、プラスチックスペレット、セラミックスペレット、粘土の成形体など、種々のものが挙げられ、微量の放射性物質を含んだセラミックスや、磁石、電気石などを含んでいても良い。
【００２４】
また、ペレットの形状としては、球状が最も好ましく、ペレットの大きさとしては、直径０．５ｍｍ〜３０ｍｍが好ましく、直径１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲のものが最も好ましい。それより小さいと、核剤としての機能を果たさなくなり、それより大きいと、蓄熱体の中の蓄熱材の割合が小さくなって、蓄熱量が小さくなり過ぎてしまう。蓄熱体に対する核剤の含有率は、蓄熱体１００立方ｃｍ当たり１〜２０個が好ましい。
【００２５】
本発明に用いられる蓄熱体は、気体を密封できる適宜の形態の密封容器中に、潜熱蓄熱材と、ガスを充填して、当該密封容器総体の比重が１又はそれ以下になるように潜熱蓄熱材及び／又はガスの充填量を調整して作製される。この際に用いられる密封容器としては、成形容器や、袋が用いられる。その材質は、水及び水蒸気を透過せず、酸素を透過しない材質であることが好ましい。
【００２６】
密閉容器の材質が、水及び水蒸気が透過する場合、潜熱蓄熱材が、水溶液となって蓄熱温度が変化してしまい、蓄熱量も減少してしまう。また、成形容器や、袋が酸素を透過すると、潜熱蓄熱材が酸化劣化して、急速に蓄熱能力が失われてしまう。また、コストの面から、薄くて丈夫なものが好ましい。
【００２７】
このような密閉容器の成形容器や袋の材質としては、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂やポリ塩化ビニリデン樹脂、メタキシレンダイアミン−ナイロン、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコールコート樹脂、シリカ蒸着樹脂、アルミナ蒸着樹脂、ダイヤモンドライクカーボン蒸着樹脂などが挙げられる。
【００２８】
本発明で用いられる蓄熱体は、こうした密封容器に、潜熱蓄熱材を融解して、ガスとともに充填して、比重を１又はそれ以下に調整して作製される。この際のガスは、空気よりも、アルゴンや窒素などの不活性ガスが、潜熱蓄熱材の酸化劣化を起こさないため、望ましい。空気の代わりに、アルゴンや窒素を使用すれば、潜熱蓄熱材への酸化防止剤の添加量を減らすことができる。こうして、本発明で用いられる蓄熱体は、密封容器に、潜熱蓄熱材を、ガスとともに充填して、比重を１又はそれ以下に調整して作製される。
【００２９】
蓄熱体の比重を１以下に調整することにより、蓄熱体は、水に浮かぶため、貯湯槽中に充填した場合、ほとんど圧力がかからない。そのため、蓄熱体、及び蓄熱器を、低コストで、簡単に作製することができる。この際、蓄熱体の比重が、小さすぎると、蓄熱量が小さくなり、蓄熱体の比重が、１よりも大きすぎると、蓄熱体が底に沈んで、その上に積み重なって、蓄熱体に圧力がかかってしまう。そのため、蓄熱体の比重としては、１〜０．９の範囲が特に好ましく、蓄熱体が、貯湯槽の温水の上部に集積して充填されている状態にすることが好ましい。
【００３０】
本発明に用いられる蓄熱体の形状は、例えば、球形、板状、円柱状、角柱状、角錐状、円錐状、ラグビーボール状、管状、棒状、円盤状、靴下状、手袋状、帯状、靴状など、種々のものが挙げられ、使用形態に応じて、適宜選択して使用されるが、特に、球形の蓄熱体が好適に使用される。
【００３１】
本発明に用いられる蓄熱体の大きさは、１立方ｃｍ〜１００立方ｃｍ程度であることが好ましい。これより小さくなると、蓄熱体の中の蓄熱材の割合が小さくなって、蓄熱量が小さくなり過ぎてしまい、また、これより大きいと、貯湯槽中に充填しにくくなったり、熱交換速度が遅くなって、融解や凝固を起こしにくくなる。数種類の大きさや形状のものを混ぜ合わせて使用しても良い。また、蓄熱体に異なった蓄熱材を充填しても良い。それによって、幅広い蓄熱温度域を持たせることもできる。
【００３２】
本発明の蓄熱体は、温水又は熱媒体としての流体に浸漬して、また、ヒーターで加熱して蓄熱されるが、冷水に浸漬したり、冷蔵庫などを利用して蓄冷を行うこともでき、また、電子レンジにかけて、加熱・蓄熱して、使用することもできる。本発明の蓄熱体は、貯湯槽中にガスと併せて充填することにより、簡単に蓄熱器を製造することができ、１ｇ当たり数十カロリーの融解潜熱を持ち、蓄熱体の蓄熱密度が、水に比べ、はるかに大きいため、既存の貯湯槽中に充填することにより、貯湯槽の蓄熱能力を大幅に向上させることが可能となる。
【００３３】
本発明の蓄熱システムは、こうして得られた蓄熱器と、太陽集熱器を接続することによって作製される。その際、配管を利用して、太陽集熱器の上部と蓄熱器の上部を接続し、蓄熱器の下部と太陽集熱器の下部を接続することにより、自然対流によって、ほとんどポンプなどの動力を使用することなしに、太陽集熱器の最上部に貯まっている温水又は流体が、蓄熱器の上部に注ぎ込み、それと同時に、蓄熱器の下部の冷たい水又は流体が、太陽集熱器の下部から、太陽集熱器の中に注ぎ込み、これらが効率良く循環して、蓄熱器が蓄熱される。太陽集熱器と蓄熱器の間を配管を介して循環する流体として、適宜の熱媒体からなる流体を使用することができる。この場合、蓄熱器では、該流体を介して蓄熱する方式が用いられる。
【００３４】
そして、太陽集熱器からの温水又は流体がその上部から入ってきて、温水又は流体を介して、蓄熱器の貯湯槽の最上部の層にある蓄熱体が加熱されて、最も高温になり、膨張によって比重が最も軽くなるため、最上部の層に並んで集積してくる。そのため、蓄熱器の中は、上部になるほど、温度が高くなり、安定的な温度の層が形成されるため、温度層間の混合による放熱が抑えられ、それにより、蓄熱効率が大きくなって、さめにくくなり、長時間保温できるようになる。
【００３５】
本発明の蓄熱システムでは、図３に示されるように、蓄熱器と、太陽集熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を配管で接続して、温水が循環して蓄熱器に熱が蓄えられるが、この場合、温水の代わりに、適宜の流体を使用して、流体を循環して、該流体を介して、蓄熱器に熱が蓄えられるようにすることも適宜可能である。
【００３６】
本発明の蓄熱システムでは、蓄熱器は、太陽集熱器よりも高いところに位置することが好適である。これによって、省エネルギー、低コストで、蓄熱効率の大きな蓄熱システムを構築し、提供することが可能となる。なお、蓄熱器から温水を取り出す場合、蓄熱器の上部から取り出せば、高温の温水が得られ、下部から取り出せば、低温の温水が得られる。また、温水を取り出した後、蓄熱器に水を注ぎ込むと、水が暖められて、温水にすることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明により、次のような効果が奏される。
（１）太陽集熱器などで得られた温水を、長時間保温して貯蔵できる蓄熱体、それを利用した蓄熱器、蓄熱システムを提供することができる。
（２）蓄熱体を貯湯槽中の温水に浮かべて使用できるため、蓄熱体に圧力がかからず、蓄熱体、及び蓄熱器を、低コストで、簡便に、製造することが可能となる。
（３）潜熱蓄熱材として、腐食性を持たず、安価で、複数のものを混合することにより、目的に応じた融点と蓄熱量を得ることができる。
（４）酸化防止剤により、潜熱蓄熱材の酸化劣化を防止することで、溶融−凝固の安定な蓄熱動作を得ることができる。
（５）コンパクトで、蓄熱密度の大きな、蓄熱器を製作することができる。
（６）本発明の蓄熱体は、既存の貯湯槽に適用可能であり、その能力を大幅に向上させることができるとともに、低コストで、高性能の蓄熱器を製作することができる。
（７）太陽集熱器などで得られた温水を、省エネルギー、低コストで、効率よく蓄熱器に貯蔵することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００３９】
本実施例では、有機潜熱蓄熱材として、ポリエチレングリコールを用いて、これにシリコンオイルを混合し、酸化防止剤として、４−ｔ−ブチル−フェノールを５％添加し、更に、直径５ｍｍのセラミックスペレットを核剤として加えて、潜熱蓄熱材を調製した。次に、５立方ｃｍの大きさの球形に成形されたエチレン−ビニルアルコール共重合体製の密封容器に、上記潜熱蓄熱材を融解して、窒素ガスとともに充填し、比重を０．９５に調整して、密封した蓄熱体を作製した。
【００４０】
図１に、潜熱蓄熱体１が、密封容器２の中に、ガス３とともに充填されており、比重が１以下の０．９５に調整されている、本実施例による蓄熱体の概念図を示す。上記蓄熱体を、既存の貯湯槽中に充填して、蓄熱器を作製した。図２に、蓄熱体６が、貯湯槽の中に充填され、空気５、温水７が貯えられている、本発明による蓄熱器の概念図を示す。
【００４１】
更に、図３に、太陽集熱器７と、蓄熱器８の上部と上部、及びそれらの下部と下部を、配管９、１０で接続して、これらの配管を介して、温水が循環して、蓄熱器８に、太陽集熱器７で集熱した熱が、省エネルギー、低コストで、効率良く蓄えられるように構成した、本発明による蓄熱システムを示す。
【実施例２】
【００４２】
本実施例では、有機潜熱蓄熱材として、ポリエチレンオキシドを用いて、これに、熱媒体油として、ハイサーム（新日本石油（株）製）を混合し、酸化防止剤として、３，５ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを５％添加し、更に、直径１０ｍｍのセラミックスペレットを核剤として加えて、潜熱蓄熱材を調製した。
【００４３】
次に、１０立方ｃｍの大きさの球形に成形されたポリビニルアルコールコートポリエチレンテレフタレート製の密封容器に、上記潜熱蓄熱材を融解して、窒素ガスとともに充填し、比重を０．９に調整して、密封し、潜熱蓄熱体が、密封容器の中に、ガスとともに充填されており、比重１以下の０．９に調整されている、蓄熱体を作製した。
【００４４】
上記蓄熱体を、既存の貯湯槽中に充填して、蓄熱体が、貯湯槽の中に充填され、温水が貯えられている、本発明による蓄熱器を作製した。また、太陽集熱器と、蓄熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を、配管で接続して、温水が循環して蓄熱器に、太陽集熱器で集熱した熱が、省エネルギー、低コストで、効率良く蓄えられるように構成した、本発明による蓄熱システムを作製した。
【実施例３】
【００４５】
本実施例では、有機潜熱蓄熱材として、パラフィンワックスを用いて、これに、熱媒体油として、サームエス（新日鉄化学（株）製）を混合し、酸化防止剤として、カテコールを３％添加し、更に、直径１５ｍｍのプラスチックペレットを核剤として加えて、潜熱蓄熱材を調製した。
【００４６】
次に、２０立方ｃｍの大きさの球形に成形されたポリエチレンナフタレート製密封容器に、上記潜熱蓄熱材を融解して、窒素ガスとともに充填し、比重を０．９７に調整して、密封した蓄熱体を作製した。潜熱蓄熱体が、密封容器の中に、ガスとともに充填されており、比重１以下の０．９７に調整されている、蓄熱体を得た。
【００４７】
上記蓄熱体を、既存の貯湯槽中に充填して、蓄熱体が、貯湯槽の中に充填され、温水が貯えられている、蓄熱器を作製した。また、太陽集熱器と、蓄熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を、配管で接続して、温水が循環して蓄熱器に、太陽集熱器で集熱した熱が、省エネルギー、低コストで、効率良く蓄えられるように構成した、本発明による蓄熱システムを作製した。
【実施例４】
【００４８】
本実施例では、有機潜熱蓄熱材として、ラウリルアルコールを用いて、これに、熱媒体油として、カロリア（エクソン社製）を混合し、酸化防止剤として、キシレノールを４％添加し、更に、直径２０ｍｍの金属の粒を核剤として加えて、潜熱蓄熱材を調製した。
【００４９】
次に、１００立方ｃｍの大きさの球形に成形されたシリカ蒸着ポリエチレンテレフタレート製の密封容器に、上記潜熱蓄熱材を融解して、窒素ガスとともに充填し、比重を０．９３に調整して、密封した蓄熱体を作製した。潜熱蓄熱体が、密封容器の中に、ガスとともに充填されており、比重１以下の０．９３に調整されている、蓄熱体を得た。
【００５０】
上記蓄熱体を、既存の貯湯槽中に充填して、蓄熱体が、貯湯槽の中に充填され、温水が貯えられている、蓄熱器を作製した。また、太陽集熱器と、蓄熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を、配管で接続して、温水が循環して蓄熱器に、太陽集熱器で集熱した熱が、省エネルギー、低コストで、効率良く蓄えられるように構成した、本発明による蓄熱システムを作製した。
【実施例５】
【００５１】
本実施例では、有機潜熱蓄熱材として、ラウリル酸を用いて、これにシリコンオイルを混合し、酸化防止剤として、Ｎ−ニトロソアミンを４％添加し、更に、直径１ｍｍの粘土成形ペレットを核剤として加えて、潜熱蓄熱材を調製した。
【００５２】
次に、１０立方ｃｍの大きさの球形に成形されたアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレート製の密封容器に、上記潜熱蓄熱材を融解して、窒素ガスとともに充填し、比重を０．９６に調整して、密封した蓄熱体を作製した。潜熱蓄熱体が、密封容器の中に、ガスとともに充填されており、比重１以下の０．９６に調整されている、蓄熱体を得た。
【００５３】
上記蓄熱体を、既存の貯湯槽中に充填して、蓄熱体が、貯湯槽の中に集積して充填され、温水が貯えられている、蓄熱器を作製した。その結果、温水だけの場合に比べ、蓄熱時間、つまり温水保持時間を３倍〜４倍延ばすことができた。
【００５４】
太陽集熱器と、蓄熱器の上部と上部、及びそれらの下部と下部を、配管で接続して、温水が循環して蓄熱器に、太陽集熱器で集熱した熱が、省エネルギー、低コストで、効率良く蓄えられるように構成した、本発明による蓄熱システムを作製した。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上詳述したように、本発明は、蓄熱体、蓄熱器及び蓄熱システムに係るものであり、本発明により、太陽集熱器などで得られた温水を、長時間保温して貯蔵できる蓄熱体、それを利用した蓄熱器、蓄熱システムを提供することができる。本発明は、低コストで、安全で、高性能で、しかも既存の貯湯槽に適用可能で、その能力を大幅に向上させることができる、蓄熱体、及び、コンパクトで、雨の日にも、温水を使用できるような、蓄熱能力の高い蓄熱器、太陽集熱器からの温水又は流体を、効率良く貯蔵できる蓄熱システムを提供することができる。本発明は、無尽蔵で、無公害の太陽エネルギーの利用を大きく促進し、普及させることを可能とする、新しい蓄熱体、該蓄熱体を利用した蓄熱器、蓄熱システムを提供するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による蓄熱体の断面図を示す。
【図２】本発明による蓄熱器の断面図を示す。
【図３】本発明による蓄熱システムの透視図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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