(57)【要約】本発明は、相変換熱の形態による熱エネルギーの貯蔵のための相変換物質（ＰＣＭｓ）、及びその使用に関する。【その他】  本件国内書面の発明者の一人である「グラウシュ，ラルフ」の住所と国際公開パンフレットWO 2004/007635号に記載の住所との相違は、国際公開パンフレット上の住所が一部誤って印刷されたことにより、国際段階の願書上の住所と不一致を生じていたところ、それに対する手続がなされなかったために生じたものであります。該国内書面における住所は正しい表記であり、補正を要しないものでありますので、ここに説明致します。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸亜鉛からなる群からの２種の塩とから構成される三成分混合物を含有する熱貯蔵媒体。
【請求項２】
混合物中の各成分の比率が１〜７０質量％であることを特徴とする、請求項１に記載の熱貯蔵媒体。
【請求項３】
混合物中の各成分の比率が７〜５８質量％であることを特徴とする、請求項２に記載の熱貯蔵媒体。
【請求項４】
混合物が、硝酸亜鉛／硝酸リチウム／水、硝酸亜鉛／硝酸カルシウム／水、硝酸リチウム／硝酸ナトリウム／水又は硝酸亜鉛／硝酸マグネシウム／水から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の熱貯蔵媒体。
【請求項５】
媒体がカプセル封入されていることを特徴とする、請求項１に記載の熱貯蔵媒体。
【請求項６】
請求項１に記載の媒体の調製方法であって、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸亜鉛からなる群から選ばれた２種の化合物又はそれらの水和物と、水との混合物を溶融し、ここで混合物中の各成分の比率が１０〜９０ｍｏｌ％であり、続いて任意に結晶化することを特徴とする、前記調製方法。
【請求項７】
請求項１に記載の媒体の使用であって、任意に助剤を併用する、潜熱貯蔵システムにおける貯蔵媒体としての使用。
【請求項８】
建造物の温度調節のための請求項１に記載の媒体の使用であって、硬膏材中またはベネチャンブラインドの中もしくは上における、前記使用。
【請求項９】
自動車、輸送装置又は貯蔵装置のための空気調節器における、請求項１に記載の媒体の使用。
【請求項１０】
透明な断熱システムにおける、請求項１に記載の媒体の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、水と、硝酸亜鉛、硝酸リチウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムからなる群からの２種の塩とから構成される三成分混合物に基づく、相変換熱（phase change heat）の形態による熱エネルギーの貯蔵のための相変換物質（ＰＣＭｓ）、それらの調製及びそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱が頻繁に突出したり不足したりすることは、産業のプロセスにおいて避けなければならない。すなわち温度調節（thermostatting）が必要である。この目的のために通常熱交換器が用いられる。それらは、一つの部位又は媒体から他の部位又は媒体へ熱を移送する熱移送媒体を含む。突出する熱を放散させるため、例えば熱交換器を介する空気中への熱の放出が用いられる。しかし、この熱はもはや熱の不足を補うために用いることができない。この問題は熱貯蔵システムを用いることにより解決される。
【０００３】
公知の貯蔵媒体は、例えば顕熱貯蔵のための水又は岩／コンクリートあるいは融解熱（“潜熱”）の形態による熱を貯蔵するための塩、塩水和物又はそれらの混合物等の相変換物質（ＰＣＭｓ）である。
【０００４】
物質が溶融するとき、すなわち固相から液相へ変換するとき、熱が消費され、すなわち熱が取り上げられ、液体状態が続く間潜熱として貯蔵され、そして、この潜熱は凝固、すなわち液相から固相への変換により再び解放されることが知られている。
【０００５】
熱の移送／流動に温度差が必要であるため、熱貯蔵システムへの熱の蓄積は、基本的に熱の放出時より高温を要する。熱の質は、再び利用するときの温度に依存する：温度が高ければ高いほど、より多くの手段の熱を使用することができる。この理由により、貯蔵中の温度低下を最小限に抑えることが望まれる。
【０００６】
顕熱の貯蔵（例えば水の加熱による）の場合、熱の投入は貯蔵物質の一定の加熱を伴い（放出中はその逆となる）、一方、潜熱はＰＣＭの融点で貯蔵され、放出される。したがって、温度損失が貯蔵システムから及び貯蔵システムへの熱の移送中の損失に限定されるため、潜熱貯蔵は顕熱の貯蔵より優れる。
【０００７】
潜熱貯蔵システムにおける貯蔵媒体としては、従来、使用に本質的な、すなわち、使用中に物質が溶融する温度値域において固−液相遷移を有する物質が、通常使用されている。
【０００８】
無機塩及び特にそれらの水和物は、知られているように、最も高い特有の融解熱を有し、したがって潜熱貯蔵システム（ＰＣＭｓ）として好ましい。好適な融点及び融解熱に加え、産業におけるそれらの使用が過冷却、層形成等の多くのその他の特性に依存し、今日までに知られているわずかなＰＣＭｓの応用を大きく制限している。
【０００９】
温度値域がおよそ２５℃である公知のＰＣＭｓは、ほんのわずかである。しかし、この値域は建設業界にとっては非常に興味深いものである。パラフィン及び硝酸リチウム３水和物が２９℃の融点を有し、フッ化カリウム４水和物が１８℃の融点を有し、グラウベル塩（Glauber’s salt）が２４℃の融点を有することが知られている。
【００１０】
パラフィンは、その引火性により建設業界において問題を有する。無機材料は無視できない層状構造（溶融特性と一致する）及び／又は無視できない過冷却化傾向を有する。
【００１１】
目的は、およそ２５℃の温度値域における、熱貯蔵及び緩衝作用のための循環安定性を有する相変換物質（ＰＣＭｓ）を提供することであった。
【００１２】
本発明は、水と、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸亜鉛からなる群からの２種の塩とから構成される三成分混合物を含有する熱貯蔵媒体に関する。本発明はまた、硝酸亜鉛／硝酸リチウム／水、硝酸亜鉛／硝酸カルシウム／水、硝酸リチウム／硝酸ナトリウム／水及び硝酸亜鉛／硝酸マグネシウム／水からなる群から選ばれた三成分混合物に関する。本発明は、同様にこれらの混合物の調製方法、及び使用であって、任意に助剤と一緒の、潜熱貯蔵システムにおける貯蔵媒体としての使用、建造物の温度調節のための、硬膏材中あるいはベネチャンブラインドの中又は上における、及び自動車、輸送装置又は貯蔵装置のための空気調節器における使用に関する。透明な断熱システム（ＴＴｌｓ）における使用が可能であり、「熱量」を増大させるために壁の内側と外側及び天井において使用することも可能である。
【００１３】
本発明の目的のため、温度自動調節の用語は断熱及びこのような温度管理の両方、及び短時間の温度変化又は温度突出の吸収を意味する。熱の貯蔵及び選択的放出における使用及び熱の吸収及びその結果としての冷却における使用の両方が存在し得る。
【００１４】
本発明による熱貯蔵媒体は、水と、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸亜鉛からなる群からの２種の塩とを含有する相変換物質（ＰＣＭｓ）として規定される。
【００１５】
これらの化合物のそれぞれの水和物もまた用いることができる。システムに対して特に好ましいのは、硝酸リチウム/硝酸亜鉛/水、硝酸リチウム/硝酸ナトリウム/水、硝酸カルシウム/硝酸亜鉛/水及び硝酸マグネシウム/硝酸亜鉛/水である。本発明による媒体が、所望されるおよそ２５℃の温度値域の融点を有することを見い出した。さらに好適な混合物を以下の表にまとめる。
【００１６】
【表１】
2005533142.tif 000002
【００１７】
固相／液相遷移は混合物の組成により決定される。本混合物の組成は、１〜７０質量％の範囲にあり、好ましくは７〜５８質量％の範囲にある。塩及び水又はそれらの水和物を融解し、激しく撹拌して十分に混合する。生成した水蒸気が漏れるのを防止するため、保護管を装置に取り付けることができる。これにより、成分の混合比を一定に保つことができる。
【００１８】
水酸化物、酸化物、炭酸塩等の他の好適な出発材料も、同様に硝酸と反応させることにより所望される硝酸塩を得ることができる。融点以下に冷却した後、さらに音波又は機械的荷重の付与により結晶化を開始することもできる。
【００１９】
本発明による混合物は、前記塩混合物の他に核化剤（nucleating agents）を含有してもよい。さらに、本発明による混合物は、マイクロカプセル又はマクロカプセルに封入されていてよく、必要であればさらに助剤を添加してもよい。
【００２０】
以下の例は、本発明をさらに詳細に説明するものであるが、本発明を限定するものではない。
【００２１】
例
例１：
ＮａＮＯ３/ＬｉＮＯ３/水
２２８．５ｇの硝酸リチウム及び２６．７６ｇの硝酸ナトリウムを秤量し、１５６．４５ｇの脱イオン水とともに丸首フラスコに入れ、加熱用マントル中で約４０℃で溶融する。透明でわずかに黄色を帯びた溶融物を得る。混合物は２７．７℃の融点を有する。
【００２２】
以下の混合物を同様にして調製する。
【表２】
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【００２３】
これらの混合物の融点は、所望される、およそ２５℃の温度値域内にある。
【表３】
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【００２４】
例２：
Ｍｇ(ＮＯ３)２・６Ｈ２Ｏ/ＮａＮＯ３/ＫＮＯ３ 
３４．２５ｇの硝酸マグネシウム６水和物を秤量し、３．５ｇの硝酸ナトリウム及び１２．２５ｇの硝酸カリウムとともに丸首フラスコに入れる。油浴温度９０℃で、撹拌し続けながら塩を均一に溶融する。透明でわずかに黄色を帯びた溶融物を得る。続いて混練すること（kneading）により特に良好に結晶化する。混合物の融点は６５℃である。
【国際調査報告】
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