(57)【要約】【課題】本発明は、簡便な方法により作製された潜熱輸送媒体を用いて、潜熱輸送媒体を輸送する管路内が潜熱輸送媒体を構成する潜熱物質で閉塞することを抑制可能な潜熱輸送媒体、潜熱輸送スラリー、潜熱輸送媒体の製造方法、及び冷暖房システムを提供することを目的とする。【解決手段】環状とされたカーボンナノチューブ１８と、カーボンナノチューブ１８内に保持される第１の潜熱物質１６−１と、を有する。【選択図】図２
2015071676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状とされたカーボンナノチューブと、
前記カーボンナノチューブ内に保持される第１の潜熱物質と、
を有することを特徴とする潜熱輸送媒体。
【請求項２】
複数の前記カーボンナノチューブが隙間を介在させて、絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材と、
前記隙間に保持される第２の潜熱物質と、
を有することを特徴とする請求項１記載の潜熱輸送媒体。
【請求項３】
前記第１及び第２の潜熱物質は、同じ種類の潜熱物質であることを特徴とする請求項１または２記載の潜熱輸送媒体。
【請求項４】
前記第１及び第２の潜熱物質は、異なる種類の潜熱物質であることを特徴とする請求項１または２記載の潜熱輸送媒体。
【請求項５】
前記潜熱物質保持部材の大きさは、数μｍであることを特徴とする請求項２ないし４のうち、いずれか１項記載の潜熱輸送媒体。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブのアスペクト比は、１００以上であることを特徴とする請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載の潜熱輸送媒体。
【請求項７】
請求項１記載の前記潜熱輸送媒体と、
前記第１の潜熱物質よりも凝固点が低く、前記潜熱輸送媒体が分散かつ混合された溶媒と、
を有することを特徴とする潜熱輸送スラリー。
【請求項８】
請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の前記潜熱輸送媒体と、
前記第１及び第２の潜熱物質よりも凝固点が低く、前記潜熱輸送媒体が分散かつ混合された溶媒と、
を有することを特徴とする潜熱輸送スラリー。
【請求項９】
ボールミルにより、複数のカーボンナノチューブが凝集してなるカーボンナノチューブ集合体を粉砕することで、粉砕された前記複数のカーボンナノチューブが隙間を介在させて絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材を形成する工程と、
粉砕された前記複数のカーボンナノチューブ内、及び前記潜熱物質保持部材の前記隙間に、潜熱物質を保持させる工程と、
を含むことを特徴とする潜熱輸送媒体の製造方法。
【請求項１０】
前記潜熱物質を保持させる工程は、粉砕された前記複数のカーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させる工程と、
前記潜熱物質保持部材の前記隙間に、前記第１の潜熱物質とは異なる種類の第２の潜熱物質を保持させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項９記載の潜熱輸送媒体の製造方法。
【請求項１１】
請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の前記潜熱物質保持部材と、複数の前記カーボンナノチューブ内、及び前記潜熱物質保持部材の前記隙間に保持された低温用潜熱物質と、を有する冷房用潜熱輸送スラリーを冷却する冷却部と、
請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の前記潜熱物質保持部材と、複数の前記カーボンナノチューブ内、及び前記潜熱物質保持部材の前記隙間に保持された高温用潜熱物質と、を有する暖房用潜熱輸送スラリーを加熱する加熱部と、
所定の領域を冷房及び／または暖房する冷暖房装置と、
前記冷却部と前記冷暖房装置とを接続し、前記冷房用潜熱輸送スラリーが循環される第１の循環ラインと、
前記加熱部と前記冷暖房装置とを接続し、前記暖房用潜熱輸送スラリーが循環される第２の循環ラインと、
を有することを特徴とする冷暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷熱や温熱等の熱を輸送する際に使用する潜熱輸送媒体、該潜熱輸送媒体を含む潜熱輸送スラリー、潜熱輸送媒体の製造方法、及び該潜熱輸送媒体を用いた冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地域冷房やビル空調といった空調システムや，高温発熱体の冷却では、水を主体とする大きな比熱を有する熱媒を使用することで、熱輸送量の増大を狙っていた。しかしながら、このような顕熱による熱輸送では、熱媒輸送量ひいては搬送動力の抑制に限界があった。
【０００３】
このため、近年、顕熱より圧倒的に大きい潜熱を利用した熱輸送が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
潜熱を利用して高温熱源と低温熱源との間で大きな熱量を輸送する熱媒としては、高温熱源と低温熱源とで熱交換する際に相転移を行うものを用いる必要がある。また、流動が可能であることが要求される。
【０００４】
特許文献１には、潜熱吸収無機水和物と、潜熱吸収無機水和物の溶解度が水よりも低い溶媒及び水からなる混合溶媒と、を含む潜熱輸送スラリーが開示されている。
【０００５】
潜熱物質としては、例えば、パラフィン、水和物、ハイドレート等を用いることが可能である。このような潜熱物質は、高い潜熱を有し、かつそれぞれ相転移点が異なるため、目的にあった潜熱物質を選択することができる。
例えば、相転移温度が低温域にある氷水スラリーや包接水和物（例えば、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム等）を潜熱物質として使用することで、冷熱輸送を行うことができる。
【０００６】
一方、相転移温度がより高温域にある無機水和物（例えば、硫酸アルミニウムアンモニウム１２水和物（アンモニウムミョウバン）や、酢酸ナトリウム３水和物等）を潜熱物質として使用することで、温熱輸送を行うことができる。
このように、相転移温度を考慮した潜熱物質の選定により，対象範囲を広げることが可能となる。
【０００７】
しかし、上記潜熱物質（特許文献１に開示された無機水和物も含む）は、使用する環境によって、潜熱物質を輸送する配管内に蓄積されるため、該管路内が閉塞してしまうという問題があった。
【０００８】
このような問題を解決可能な従来技術として、例えば、特許文献２，３がある。
特許文献２には、所定の温度で相変化を起こす蓄熱材が充填された複数の蓄熱カプセルからなる蓄熱体が開示されている。
また、特許文献３には、相変化蓄熱物質がメラニン樹脂または尿素樹脂でカプセル化された熱搬送材が開示されている。
【０００９】
上記特許文献２，３のように、蓄熱材（相変化蓄熱物質）をカプセル化させて、蓄熱材（相変化蓄熱物質）を別の材料で覆うことで、蓄熱材（相変化蓄熱物質）により、蓄熱材（相変化蓄熱物質）を輸送する管路内の閉塞を抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第５０１３４９９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６９５８号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２，３に開示された熱搬送材及び熱搬送材では、蓄熱材及び相変化蓄熱物質（言い換えれば、潜熱物質）をカプセル化させる方法が難しく、煩雑になってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、潜熱物質を輸送する管路内が潜熱物質で閉塞することを、容易に抑制することの可能な潜熱輸送媒体、潜熱輸送スラリー、潜熱輸送媒体の製造方法、及び冷暖房システム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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体は、環状とされたカーボンナノチューブと、前記カーボンナノチューブ内に保持される第１の潜熱物質と、を有することを特徴とする潜熱輸送媒体、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、環状とされたカーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させることにより、複数のカーボンナノチューブ内に保持された第１の潜熱物質が接触することを抑制可能となるので、潜熱輸送媒体を輸送する管路内が第１の潜熱物質で閉塞すること抑制できる。
【００１５】
また、カーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させる際には、第１の潜熱物質にカーボンナノチューブを浸漬させるだけでよいため、カーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を容易に保持させることができる。
つまり、本発明によれば、簡便な方法により作製された潜熱輸送媒体を用いて、潜熱輸送媒体を輸送する管路内が潜熱輸送媒体を構成する第１の潜熱物質で閉塞することを抑制できる。
【００１６】
また、上記本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体において、複数の前記カーボンナノチューブが隙間を介在させて、絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材と、前記隙間に保持される第２の潜熱物質と、を有してもよい。
【００１７】
このように、複数のカーボンナノチューブが絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材の隙間に第２の潜熱物質を保持させることで、１本のカーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させた場合と比較して、より多くの量の潜熱物質（この場合、第２の潜熱物質）を保持させることが可能となるので、冷房効率及び暖房効率を向上させることができる。
【００１８】
また、上記本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体において、前記第１及び第２の潜熱物質は、同じ種類の潜熱物質であってもよい。
【００１９】
このように、第１及び第２の潜熱物質として、同じ種類の潜熱物質を用いることで、同一工程において、第１及び第２の潜熱物質を潜熱物質保持部材に保持させることが可能となるので、潜熱輸送媒体の製造工程を簡略化できる。
【００２０】
また、上記本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体において、前記第１及び第２の潜熱物質は、異なる種類の潜熱物質であってもよい。
【００２１】
このように、第１及び第２の潜熱物質として異なる種類の潜熱物質を用いることで、安価材との組み合わせによる低コスト化を実現できる。また、潜熱物質のサイズが潜熱物質保持部材の細孔径に対して大きい場合には、潜熱物質保持部材の隙間に保持させ、潜熱物質のサイズが潜熱物質保持部材の細孔径に対して小さい場合には、潜熱物質の内部に保持させるといった柔軟な対応ができる。
【００２２】
また、上記本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体において、前記潜熱物質保持部材の大きさは、数μｍであってもよい。
【００２３】
このように、潜熱物質保持部材の大きさが大きすぎると、潜熱物質保持部材同士が絡み合って潜熱輸送媒体を輸送する配管を閉塞させる恐れがある。このため、潜熱物質保持部材の大きさは、数μｍが好ましい。
【００２４】
また、上記本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体において、前記カーボンナノチューブのアスペクト比は、１００以上であってもよい。
【００２５】
このように、潜熱輸送媒体を構成するカーボンナノチューブのアスペクト比を１００以上とすることで、潜熱物質保持部材の内部及び隙間への潜熱物質の取り込み量を増大させることができる。
【００２６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る潜熱輸送スラリーは、請求項１記載の前記潜熱輸送媒体と、前記第１の潜熱物質よりも凝固点が低く、前記潜熱輸送媒体が分散かつ混合された溶媒と、を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、請求項１項記載の潜熱輸送媒体と、第１の潜熱物質よりも凝固点が低く、潜熱輸送媒体が分散かつ混合された溶媒と、を有することにより、簡便な方法で作製された潜熱輸送媒体を用いて、潜熱輸送媒体を輸送する管路内が潜熱輸送媒体を構成する第１の潜熱物質で閉塞することを抑制できる。
【００２８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る潜熱輸送スラリーは、請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の前記潜熱輸送媒体と、前記第１及び第２の潜熱物質よりも凝固点が低く、前記潜熱輸送媒体が分散かつ混合された溶媒と、を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の潜熱輸送媒体と、第１及び第２の潜熱物質よりも凝固点が低く、潜熱輸送媒体が分散かつ混合された溶媒と、を有することにより、簡便な方法により作製された潜熱輸送媒体を用いて、潜熱輸送媒体を輸送する管路内が第１及び第２の潜熱物質で閉塞することを抑制できる。
【００３０】
また、１本のカーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させた場合と比較して、潜熱物質保持部材により多くの量の潜熱物質を保持させることが可能となる。これにより、冷房効率及び暖房効率を向上できる。
【００３１】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体の製造方法は、ボールミルにより、複数のカーボンナノチューブが凝集してなるカーボンナノチューブ集合体を粉砕することで、粉砕された前記複数のカーボンナノチューブが隙間を介在させて絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材を形成する工程と、粉砕された前記複数のカーボンナノチューブ内、及び前記潜熱物質保持部材の前記隙間に、潜熱物質を保持させる工程と、を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、ボールミルにより、複数のカーボンナノチューブが凝集してなるカーボンナノチューブ集合体を粉砕することで、粉砕された複数のカーボンナノチューブが隙間を介在させて絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材を容易に形成することが可能となる。つまり、潜熱輸送媒体を簡便な方法で作製することができる。
【００３３】
また、上記本発明の一態様に係る潜熱輸送媒体の製造方法において、前記潜熱物質を保持させる工程は、粉砕された前記複数のカーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させる工程と、前記潜熱物質保持部材の前記隙間に、前記第１の潜熱物質とは異なる種類の第２の潜熱物質を保持させる工程と、を有してもよい。
【００３４】
このように、粉砕された複数のカーボンナノチューブ内に第１の潜熱物質を保持させる工程と、潜熱物質保持部材の隙間に第１の潜熱物質とは異なる種類の第２の潜熱物質を保持させる工程と、を有することで、異なる特性を有する潜熱物質を１つの潜熱物質保持部材に保持させることができる。
【００３５】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る冷暖房システムは、請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の前記潜熱物質保持部材と、複数の前記カーボンナノチューブ内、及び前記潜熱物質保持部材の前記隙間に保持された低温用潜熱物質と、を有する冷房用潜熱輸送スラリーを冷却する冷却部と、請求項２ないし６のうち、いずれか１項記載の前記潜熱物質保持部材と、複数の前記カーボンナノチューブ内、及び前記潜熱物質保持部材の前記隙間に保持された高温用潜熱物質と、を有する暖房用潜熱輸送スラリーを加熱する加熱部と、所定の領域を冷房及び／または暖房する冷暖房装置と、前記冷却部と前記冷暖房装置とを接続し、前記冷房用潜熱輸送スラリーが循環される第１の循環ラインと、前記加熱部と前記冷暖房装置とを接続し、前記暖房用潜熱輸送スラリーが循環される第２の循環ラインと、を有することを特徴とする冷暖房システムとを特徴とする。
【００３６】
本発明によれば、簡便な方法により作製された冷房用潜熱輸送スラリーに含まれる低温用潜熱物質が第１の循環ライン内を閉塞させることを抑制できると共に、簡便な方法により作製された暖房用潜熱輸送スラリーに含まれる高温用潜熱物質が第２の循環ライン内を閉塞させることを抑制できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の潜熱輸送媒体、潜熱輸送スラリー、潜熱輸送媒体の製造方法、及び冷暖房システムによれば、簡便な方法により作製された潜熱輸送媒体を用いて、潜熱輸送媒体を輸送する管路内が潜熱輸送媒体を構成する潜熱物質で閉塞することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る潜熱輸送スラリーを模式的に示す図である。
【図２】図１に示す潜熱輸送媒体のうち、領域Ａで囲まれた部分を拡大した図である。
【図３】本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造工程を説明するための図（その１）であり、複数のカーボンナノチューブが凝集してなるカーボンナノチューブ集合体を模式的に示す図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造工程を説明するための図（その２）であり、ボールミルによりカーボンナノチューブ集合体が粉砕されることで形成される潜熱物質保持部材を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造工程を説明するための図（その２）であり、図４（ａ）に示すカーボンナノチューブのうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大させた模式的な図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造工程を説明するための図（その３）であり、第１及び第２の潜熱物質が保持された潜熱輸送媒体を模式的に示す図である。図５（ｂ）は、本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造工程を説明するための図（その３）であり、図５（ａ）に示すカーボンナノチューブのうち、領域Ｃで囲まれた部分を拡大させた模式的な図である。
【図６】本実施の形態の冷暖房システムの概略構成を模式的に示す図である。
【図７】本実施の形態の変形例に係る冷暖房システムの概略構成を模式的に示す図である。
【図８】比較例、実施例、及び参考例のカーボンナノチューブ群の粒径と処理時間との関係をグラフ化した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の潜熱輸送媒体、潜熱輸送スラリー、及び冷暖房システムの寸法関係とは異なる場合がある。
【００４０】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る潜熱輸送スラリーを模式的に示す図である。
図１を参照するに、本実施の形態に係る潜熱輸送スラリー１０は、潜熱輸送媒体１１と、溶媒１２と、を有する。
【００４１】
図２は、図１に示す潜熱輸送媒体のうち、領域Ａで囲まれた部分を拡大した図である。
図１及び図２を参照するに、潜熱輸送媒体１１は、潜熱物質保持部材１５と、第１の潜熱物質１６−１と、第２の潜熱物質１６−２と、を有する。
【００４２】
潜熱物質保持部材１５は、周知のアーク放電法（多層のカーボンチューブを作製する方法）、レーザー蒸発法（単層のカーボンナノチューブを作製する方法）、化学的気相成長法（炭素を含むガス（アセチレンやメタン等）と金属触媒とを高温状態で化学反応をさせることで、カーボンナノチューブを作製する方法）等の方法により作製された複数のカーボンナノチューブ（後述する図３に示すカーボンナノチューブ２４）をボールミルにより粉砕させることで形成される部材である。
カーボンナノチューブは、多くの水分を吸着する性質を有しており、その水分の吸収量は５〜１０ｃｃ／ｇ程度である。
【００４３】
潜熱物質保持部材１５を構成する複数のカーボンナノチューブ１８は、隙間１９を介在させた状態で、絡み合っている。隙間１９は、第２の潜熱物質１６−２が保持可能な大きさとされている。潜熱物質保持部材１５の大きさは、例えば、数μｍとすることができる。
カーボンナノチューブ１８の形状は、その内部に第１の潜熱物質１６−１を保持可能な環状とされている。
【００４４】
カーボンナノチューブ１８としては、シングルウォールナノチューブ（ＳＷＮＴ）や多層構造とされたマルチウォールナノチューブ（ＭＷＮＴ）を用いることができる。
カーボンナノチューブ１８としては、例えば、アスペクト比が１００以上のカーボンナノチューブ（例えば、直径が２〜３ｎｍで、長さが２００〜３００μｍのカーボンナノチューブ）を用いるとよい。このように、カーボンナノチューブ１８としてアスペクト比が１００以上のものを用いることで、１本のカーボンナノチューブ１８内により多くの量の第１の潜熱物質１６−１を保持させることができる。
なお、本発明において、アスペクト比が１００以上のカーボンナノチューブに替えて、アスペクト比が１００以下のカーボンナノチューブを用いてもよい。この場合でも１本のカーボンナノチューブ１８内に十分な量の第１の潜熱物質１６−１を保持させることができる。
【００４５】
第１の潜熱物質１６−１は、複数のカーボンナノチューブ１８の内部に保持されている。潜熱輸送媒体１１を低温用の潜熱輸送媒体として利用する場合、第１の潜熱物質１６−１として低温用潜熱物質を用いることができる。
上記低温用潜熱物質としては、例えば、水、テトラデカン油（パラフィン）、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（包接水和物）、トリメチロールエタン（包接水和物）、ペンタデカン、ヘキサデカン油（パラフィン）等を用いることができる。
【００４６】
潜熱輸送媒体１１を高温用の潜熱輸送媒体として利用する場合、第１の潜熱物質１６−１として高温用潜熱物質を用いることができる。
上記高温用潜熱物質としては、例えば、無機水和物を用いることができる。該無機水和物としては、例えば、リン酸水素ナトリウム１０水和物、リン酸水素２ナトリウム１０水和物、酢酸ナトリウム３水和物、硫酸アルミニウムアンモニウム１２水和物、硝酸カルシウム４水和物、硫酸アルミニウムカリウム１２水和物、硫酸ナトリウム１０水和物、水酸化バリウム１０水和物等を用いることができる。
【００４７】
第２の潜熱物質１６−２は、複数のカーボンナノチューブ１８間に形成された隙間１９に保持されている。第２の潜熱物質１６−２は、第１の潜熱物質１６−１と同じ種類の潜熱物質を用いてもよい。この場合、同一の工程において、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を潜熱物質保持部材１５に保持させることが可能となるため、潜熱輸送スラリー１０の製造工程を簡略化することができる。
【００４８】
また、第２の潜熱物質１６−２として、第１の潜熱物質１６−１とは異なる種類の潜熱物質を用いてもよい。このように、第１及び第２の潜熱物質として異なる種類の潜熱物質を用いることで、安価材との組み合わせによる低コスト化を実現できる。また、潜熱物質のサイズが潜熱物質保持部材１５の細孔径に対して大きい場合には、潜熱物質保持部材１５の隙間に保持させ、潜熱物質のサイズが潜熱物質保持部材１５の細孔径に対して小さい場合には、潜熱物質の内部に保持させるといった柔軟な対応ができる。
第２の潜熱物質１６−２となる低温用潜熱物質及び高温用潜熱物質は、第１の潜熱物質１６−１に適用可能な低温用潜熱物質及び高温用潜熱物質から適宜選択することができる。
【００４９】
上記構成とされた本実施の形態の潜熱輸送媒体によれば、複数のカーボンナノチューブ１８が隙間１９を介在させた状態で絡み合うことで構成される潜熱物質保持部材１５と、複数のカーボンナノチューブ１８内に保持された第１の潜熱物質１６−１と、潜熱物質保持部材１５の隙間１９に保持された第２の潜熱物質１６−２と、を有することにより、第１の潜熱物質１６−１がカーボンナノチューブ１８内で囲まれると共に、第２の潜熱物質１６−２が複数のカーボンナノチューブ１８に囲まれるため、潜熱物質（この場合、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２）同士が接触することを抑制可能となる。
これにより、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を含む潜熱輸送媒体１１を輸送する管路内が第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２で閉塞すること抑制できる。
【００５０】
また、複数のカーボンナノチューブ１８を含む潜熱物質保持部材１５に第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を保持させる際には、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２に潜熱物質保持部材１５を浸漬させるだけでよいため、潜熱物質保持部材１５に第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を容易に保持させることができる。
【００５１】
つまり、本実施の形態の潜熱輸送媒体１１によれば、簡便な方法により作製された潜熱輸送媒体１１を用いて、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を含む潜熱輸送媒体１１を輸送する管路（後述する図６及び図７に示す第１及び第２の循環ライン４１，４２）内が第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２で閉塞することを抑制できる。
【００５２】
なお、図１及び図２では、潜熱輸送媒体１１として、複数のカーボンナノチューブ１８が絡み合った構成とされた潜熱物質保持部材１５に第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を保持させた場合を例に挙げて説明したが、例えば、潜熱輸送媒体１１に替えて、潜熱物質保持部材１５を構成する複数のカーボンナノチューブ１８内に第１の潜熱物質１６−１が配置され、かつ隙間１９に第２の潜熱物質１６−２が保持されていない構成とされた潜熱輸送媒体を用いてもよい。
【００５３】
また、潜熱輸送媒体１１に替えて、分散された複数のカーボンナノチューブ１８と、複数のカーボンナノチューブ１８内に保持された第１の潜熱物質１６−１と、で構成された潜熱輸送媒体を用いてもよい。
【００５４】
溶媒１２は、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２よりも凝固点が低く、潜熱輸送媒体１１が分散かつ混合される液体である。溶媒１２としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エチルアルコール、ジメチルポリシロキサン等を用いることができる。
溶媒１２に対する潜熱物質保持部材１５の濃度は、０ｗｔ.％よりも大きく、かつ４０ｗｔ.％程度の範囲内で制御することができる。
【００５５】
本実施の形態の潜熱輸送スラリーによれば、複数の潜熱輸送媒体１１と、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２よりも凝固点が低く、潜熱輸送媒体１１が分散かつ混合された溶媒１２と、を有することで、簡便な方法により作製された潜熱輸送媒体１１を用いて、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を含む潜熱輸送スラリー１０を輸送する管路（後述する図６及び図７に示す第１及び第２の循環ライン４１，４２）内が第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２で閉塞することを抑制できる。
【００５６】
図３、図４（ａ），（ｂ）、及び図５（ａ），（ｂ）は、本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造工程を説明するための図である。図３は、複数のカーボンナノチューブが凝集してなるカーボンナノチューブ集合体を模式的に示す図である。
図４（ａ）は、ボールミルによりカーボンナノチューブ集合体が粉砕されることで形成される潜熱物質保持部材を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すカーボンナノチューブのうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大させた模式的な図である。
図５（ａ）は、第１及び第２の潜熱物質が保持された潜熱輸送媒体を模式的に示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すカーボンナノチューブのうち、領域Ｃで囲まれた部分を拡大させた模式的な図である。
図３、図４（ａ），（ｂ）、及び図５（ａ），（ｂ）において、図１及び図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００５７】
次に、図３、図４（ａ），（ｂ）、及び図５（ａ），（ｂ）を参照して、本実施の形態の潜熱輸送媒体１１の製造方法について説明する。ここでは、一例として、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２として、同一の種類の潜熱物質を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００５８】
始めに、図３に示す工程では、周知のアーク放電法（多層のカーボンチューブを作製する方法）、レーザー蒸発法（単層のカーボンナノチューブを作製する方法）、化学的気相成長法（炭素を含むガス（アセチレンやメタン等）と金属触媒とを高温状態で化学反応をさせることで、カーボンナノチューブを作製する方法）等の方法により、凝複数のカーボンナノチューブ２４が凝集してなるカーボンナノチューブ集合体２３を作製する。
【００５９】
より具体的には、カーボンナノチューブ集合体２３は、例えば、特開２０１１−１７８６６０に開示された方法を用いて作製することができる。
カーボンナノチューブ集合体２３の幅Ｓ１は、例えば、数百μｍ〜数ｍｍ程度とされている。この段階において、複数のカーボンナノチューブ２４間には、隙間１９が形成されている。
【００６０】
次いで、図４（ａ），（ｂ）に示す工程では、ボールミルにより、複数のカーボンナノチューブ２４が凝集してなるカーボンナノチューブ集合体２３（図３参照）を粉砕することで、粉砕された複数のカーボンナノチューブ１８が隙間１９を介在させて絡み合った潜熱物質保持部材１５を複数形成する。
【００６１】
このとき、ボールミルのボールとしては、アルミナよりなるボールであって、直径が１０ｍｍと、５ｍｍと、３ｍｍと、が混合されたものを用いることができる。処理時間は、例えば、６０分とすることができる。
潜熱物質保持部材１５の幅Ｓ２は、例えば、数μｍとすることができる。この段階では、図４（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブ１８内には、何も保持されていない。
【００６２】
次いで、図５（ａ），（ｂ）に示す工程では、粉砕され、かつ潜熱物質保持部材１５を構成する複数のカーボンナノチューブ１８内に第１の潜熱物質１６−１を保持させると共に、潜熱物質保持部材１５の隙間１９に、第２の潜熱物質１６−２を保持させる。
具体的には、複数の潜熱物質保持部材１５を潜熱物質に浸漬させることで、潜熱物質保持部材１５に第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を保持させる。
【００６３】
第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２が同一種類の潜熱物質の場合、第１の潜熱物質１６−１の保持、及び第２の潜熱物質１６−２の保持は、同一工程で行う。
このように、同一工程で、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を保持させることで、別々の工程で、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を保持させた場合と比較して、潜熱輸送媒体１１の製造工程を簡略化することができる。
【００６４】
本実施の形態の潜熱輸送媒体の製造方法によれば、ボールミルにより、複数のカーボンナノチューブ２４が凝集してなるカーボンナノチューブ集合体２３を粉砕することで、粉砕された複数のカーボンナノチューブ１８が絡み合い、かつカーボンナノチューブ１８間に隙間１９を有する熱物質保持部材１５を容易に形成することが可能となるので、潜熱輸送媒体１５を簡便な方法で作製することができる。
【００６５】
また、複数の潜熱物質保持部材１５を潜熱物質に浸漬させることで、潜熱物質保持部材１５に第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を保持させるため、カプセル化させる特許文献２，３の方法と比較して、潜熱輸送媒体１５を簡便な方法で作製できる。
【００６６】
なお、上記潜熱輸送媒体１１の製造方法では、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２が同じ種類の場合を例に挙げて説明したが、先に説明したように、第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２を異ならせてもよい。
【００６７】
この場合、例えば、図５に示す工程において、第１の潜熱物質１６−１となる水に複数の潜熱物質保持部材１５を浸漬させて、複数のカーボンナノチューブ１８内に第１の潜熱物質１６−１である水を保持させる。このとき、潜熱物質保持部材１５の隙間１９にも第１の潜熱物質１６−１である水が保持される。
【００６８】
次いで、複数のカーボンナノチューブ１８内の第１の潜熱物質１６−１（この場合、水）が無くならない程度の温度で潜熱物質保持部材１５を加熱することで、隙間１９に保持された水を除去する。
次いで、水とは異なる第２の潜熱物質１６−２に、第１の潜熱物質１６−１を保持する潜熱物質保持部材１５を浸漬させる。これにより、複数のカーボンナノチューブ１８内に第１の潜熱物質１６−１を保持し、かつ隙間１９に第１の潜熱物質１６−１とは異なる種類の第２の潜熱物質１６−２を保持した潜熱輸送媒体１１を作製することができる。
【００６９】
図６は、本実施の形態の冷暖房システムの概略構成を模式的に示す図である。
図６を参照するに、本実施の形態の冷暖房システム３０は、冷却部３１と、第１及び第２の加熱部３３，３４と、低温用スラリー槽３６と、高温用スラリー槽３７と、冷暖房装置３８と、第１の循環ライン４１と、第２の循環ライン４２と、を有する。
【００７０】
冷却部３１は、低温用スラリー槽３６に蓄えられた冷房用潜熱輸送スラリーとして機能する潜熱輸送スラリー１０（以下、「冷房用潜熱輸送スラリー」という）を冷却する。冷却部３１としては、例えば、ターボ冷凍機を用いることができる。
冷房用潜熱輸送スラリーを構成する第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２としては、例えば、先に説明した低温用潜熱物質である水、テトラデカン油（パラフィン）、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（包接水和物）、トリメチロールエタン（包接水和物）、ペンタデカン、ヘキサデカン油（パラフィン）等を用いることができる。
【００７１】
第１及び第２の加熱部３３，３４は、高温用スラリー槽３７に蓄えられた暖房用潜熱輸送スラリーとして機能する潜熱輸送スラリー１０（以下、「暖房用潜熱輸送スラリー」という）を冷却する。
第１の加熱部３３は、例えば、工場の廃熱を用いることができる。第２の加熱部３４としては、例えば、加熱器を用いることができる。
【００７２】
暖房用潜熱輸送スラリーを構成する第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２としては、例えば、先に説明した高温用潜熱物質であるリン酸水素ナトリウム１０水和物、リン酸水素２ナトリウム１０水和物、酢酸ナトリウム３水和物、硫酸アルミニウムアンモニウム１２水和物、硝酸カルシウム４水和物、硫酸アルミニウムカリウム１２水和物、硫酸ナトリウム１０水和物、水酸化バリウム１０水和物等の無機水和物を用いることができる。
【００７３】
低温用スラリー槽３６には、冷房用潜熱輸送スラリーが貯留されている。高温用スラリー槽３７は、暖房用潜熱輸送スラリーが貯留されている。
【００７４】
冷暖房装置３８は、所定の領域（具体的には、建屋４５内）を冷房及び／または暖房する装置であり、建屋４５内に配置されている。
冷暖房装置３８内には、冷房用潜熱輸送スラリー及び／または暖房用潜熱輸送スラリーとして機能する潜熱輸送スラリー１０が供給される。冷暖房装置３８は、潜熱輸送スラリー１０の輻射により、建屋４５内を冷房及び／または暖房する。
【００７５】
第１の循環ライン４１は、冷房用潜熱輸送スラリーを循環可能な状態で、低温用スラリー槽３６を介して、冷却部３１と冷暖房装置３８とを接続している。
第２の循環ライン４２は、暖房用潜熱輸送スラリーを循環可能な状態で、高温用スラリー槽３７を介して、第１及び第２の加熱部３３，３４と冷暖房装置３８とを接続している。
【００７６】
本実施の形態の冷暖房システムによれば、冷房用潜熱輸送スラリー及び暖房用潜熱輸送スラリーとして、図１に示す構造とされた潜熱輸送スラリー１０を用いることで、潜熱輸送スラリー１０を構成する第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２（図１及び図２参照）が第１及び第２の循環ライン４１，４２内を閉塞させることを抑制できる。
つまり、本実施の形態の冷暖房システムによれば、簡便な方法により作製された冷房用潜熱輸送スラリー及び暖房用潜熱輸送スラリーに含まれる第１及び第２の潜熱物質１６−１，１６−２が、第１及び第２の循環ライン４１，４２内を閉塞させることを抑制できる。
【００７７】
図７は、本実施の形態の変形例に係る冷暖房システムの概略構成を模式的に示す図である。図７において、図６に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００７８】
図７を参照するに、本実施の形態の変形例に係る冷暖房システム５０は、図６に示す冷暖房システム３０を構成する低温用スラリー槽３６及び高温用スラリー槽３７に替えて、スラリー槽５１と、第１及び第２のスラリー保管タンク５３，５４を有すること以外は、冷暖房システム３０と同様な構成とされている。
【００７９】
第１の循環ライン４１は、冷房用潜熱輸送スラリーが循環可能な状態で、冷却部３１と、スラリー槽５１と、第１のスラリー保管タンク５３と、冷暖房装置３８と、を接続している。
第２の循環ライン４２は、暖房用潜熱輸送スラリーが循環可能な状態で、第１及び第２の加熱部３３，３４と、スラリー槽５１と、第２のスラリー保管タンク５４と、冷暖房装置３８と、を接続している。
【００８０】
図７に示すように、冷房用潜熱輸送スラリーを供給する時期と、暖房用潜熱輸送スラリーを供給する時期と、を長期間明確に使い分け可能な場合には、１つのスラリー槽５１のみを設けるだけでよい。
この場合、図６に示すように、２つのスラリー槽（具体的には、低温用スラリー槽３６及び高温用スラリー槽３７）を有する必要がないため、冷暖房システム５０のコストを低減することができる。
【００８１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８２】
（比較例）
比較例では、超音波処理により、特開２０１１−１７８６６０に記載された方法により作製したカーボンナノチューブ集合体を粉砕した場合のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の形状の変化について調べた。超音波処理前のカーボンナノチューブ集合体（カーボンナノチューブ群）の大きさは、１２０μｍ程度であった。
カーボンナノチューブとしては、１〜２層のものを用いた。カーボンナノチューブは、水に添加させた状態で粉砕した。
【００８３】
超音波装置としては、（独）ヒールッシャー社製の超音波分散装置であるＵＰ４００Ｓを用いた。比較例では、処理開始から３５分で一度停止し、カーボンナノチューブの形状について観察を行い、次いで、処理開始から６０分で一度停止し、カーボンナノチューブの形状について観察を行い、次いで、処理開始から１２０分で一度停止し、カーボンナノチューブの形状について観察を行い、その後、処理開始から１８０分で一度停止し、カーボンナノチューブの形状について観察を行った。
【００８４】
この結果を、図８に示す。図８は、比較例、実施例、及び参考例のカーボンナノチューブ群の粒径と処理時間との関係をグラフ化した図である。図８では、カーボンナノチューブ群の粒径をメジアン径で示す。
【００８５】
カーボンナノチューブは、水に添加させた状態で、粉砕した。カーボンナノチューブ群の形状については、（株）堀場製作所製の動的光散乱粒度分布測定装置であるＬＢ−５５０を用いて評価した。
【００８６】
（実施例）
実施例では、ボールミルにより、特開２０１１−１７８６６０に記載された方法により作製したカーボンナノチューブ集合体を粉砕した場合のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の形状の変化について調べた。
ボールミル処理前のカーボンナノチューブ集合体（カーボンナノチューブ群）の大きさは、１２０μｍ程度であった。カーボンナノチューブとしては、１〜２層のものを用いた。カーボンナノチューブは、水に添加させた状態で粉砕した。
【００８７】
ボールミルとしては、日陶科学（株）製のＡＮＺ−５０Ｓを用いた。ボールの材質は、アルミナを用いた。また、ボールとしては、直径が１０ｍｍと、５ｍｍと、３ｍｍと、が混合されたものを用いた。
実施例では、処理開始から６０分後にカーボンナノチューブの形状について観察を行った。この結果を、図８に示す。
なお、カーボンナノチューブ群の形状については、比較例と同じ評価装置を用いて観察した。
【００８８】
（参考例）
参考例では、上記実施例で使用したボールミルを用いて、特開２０１１−１７８６６０に記載された方法により作製したカーボンナノチューブ集合体を６０分間粉砕し、次いで、カーボンナノチューブ群の形状の変化について調べた。
その後、比較例で使用した超音波装置を用いて、ボールミルで粉砕されたカーボンナノチューブを７０分間粉砕させた際のカーボンナノチューブ群の形状の変化について調べた。この結果を図８に示す。
【００８９】
なお、カーボンナノチューブとしては、１〜２層のものを用いた。カーボンナノチューブは、水に添加させた状態で、粉砕した。カーボンナノチューブの形状については、比較例と同じ評価装置を用いた。
【００９０】
（図８に示す比較例、実施例、及び参考例の結果について）
図８を参照するに、比較例では、超音波処理することで、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブの凝集がほぐれ、最終的には、２００ｎｍ程度の粒径まで小さくなることが確認できた。
【００９１】
実施例では、粉砕された複数のカーボンナノチューブ群（潜熱物質保持部材）の粒径が数μｍ程度になることが確認できた。また、粉砕された複数のカーボンナノチューブ群は、凝集した状態を維持しており、かつ複数のカーボンナノチューブ間に隙間（第２の潜熱物質を保持可能な隙間）が存在していることが確認できた。
【００９２】
参考例では、実施例と比較して、複数のカーボンナノチューブ間の隙間が狭いため、第２の潜熱物質を保持させるには、実施例の粉砕方法が好適であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、空調などの熱機関における熱交換媒体、自動車や舶用エンジン等の高温発熱体の冷却に使用される潜熱輸送媒体、潜熱輸送スラリー、潜熱輸送媒体の製造方法、及び冷暖房システムに適用できる。
【符号の説明】
【００９４】
１０…潜熱輸送スラリー、１１…潜熱輸送媒体、１２…溶媒、１５…潜熱物質保持部材、１６−１…第１の潜熱物質、１６−２…第２の潜熱物質、１８，２４…カーボンナノチューブ、１９…隙間、２３…カーボンナノチューブ集合体、３０，５０…冷暖房システム、３１…冷却部、３３…第１の加熱部、３４…第２の加熱部、３６…低温用スラリー槽、３７…高温用スラリー槽、３８…冷暖房装置、４１…第１の循環ライン、４２…第２の循環ライン、４５…建屋、５１…スラリー槽、５３…第１のスラリー保管タンク、５４…第２のスラリー保管タンク、Ａ〜Ｃ…領域、Ｓ１，Ｓ２…幅
【図１】
2015071676.tif 000003
【図２】
2015071676.tif 000004
【図３】
2015071676.tif 000005
【図４】
2015071676.tif 000006
【図５】
2015071676.tif 000007
【図６】
2015071676.tif 000008
【図７】
2015071676.tif 000009
【図８】
2015071676.tif 000010