(57)【要約】【課題】蓄熱温度での流動性が高く、伝熱性能が向上され、しかも分散体としての安定性に優れる蓄熱体を提供する。また、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護の目的のために好適に用いることができる蓄熱装置又蓄熱システムを提供する。【解決手段】相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする混合物を水中油滴型に分散することにより得られた蓄熱体において、油性物質の含有量が５０質量％としたときの粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓである蓄熱体。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油滴型分散体において、該分散体中における該油性物質の含有量を５０質量％としたときの該分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓであることを特徴とする蓄熱用水中油滴型分散体。
【請求項２】
相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油型分散体において、該分散体の該油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後、該分散体における該油性物質の含有量を５０質量％としたときの該分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓであることを特徴とする蓄熱用水中油滴型分散体。
【請求項３】
請求項１、又は、２記載の蓄熱用水中油滴型分散体を用いてなることを特徴とする蓄熱装置又は蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱用水中油滴型分散体及び蓄熱用水中油滴型分散体を用いてなる蓄熱装置又は蓄熱システムに関する。
蓄熱体とは、相変化により蓄熱性を有する油性物質を必須成分としてなる水分散液を含んでなり、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房装置における熱貯蔵システムに用いることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
潜熱を利用した油性物質として、脂肪族炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステルが知られている。このような油性物質は、固体から液体への相変化時に放熱し、液体から固体への相変化時に吸熱するという特性があり、これを熱貯蔵システムに利用して冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために活かそうとする技術が注目されている。例えば、油性蓄熱物質を含む蓄熱体を用いた蓄熱装置としては、蓄熱体を蓄熱槽と冷凍機の間で循環させることにより蓄熱体を冷却固化し、その融解時の吸熱効果を冷房に活かそうとするものが利用されている。
このような油性物質を有効に利用するために、界面活性剤を用いて油性蓄熱性物質と水との水中油滴型エマルションを作成して使用する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、パラフィン、水、界面活性剤よりなるエマルジョンからなる蓄熱材料が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また相変化を伴う飽和炭化水素、水、界面活性剤及び特定の核発生剤を用いたエマルジョンからなる蓄熱材が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、炭化水素、界面活性剤、水の混合物よりなる蓄熱剤が開示されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献１，２においては、界面活性剤を用いて油性物質を分散させているが、エマルジョンの分散性や流動性を保つための特段の工夫がなされておらず、蓄熱槽中の蓄熱材が液面上部に分離してエマルジョンの分散性や流動性が低下する恐れがある。
【０００４】
また特許文献３においては、分散体が炭化水素、界面活性剤、水で構成されているが、本願発明者が実施例を確認したところ、本願の特定の粘度範囲に入らず、流動性や分散性が不十分なことが判明した。したがって、エマルジョンの流動性や安定性を向上するための工夫の余地があった。
【０００５】
更に油性物質、特定の親油性重合体粒子の内部に保持されている熱搬送媒体用複合粒子に関し、界面活性剤を含む水溶液に、油性物質と架橋性単量体を含む単量体成分との混合溶液を添加して重合することにより熱搬送媒体を得たことが開示されている（例えば、特許文献４参照。）。このような熱搬送媒体は、使用時における重合体からの油性物質の滲み出しを充分に防止できることから、空調システム等に用いられている熱搬送媒体として好適なものである。また、この熱搬送媒体の製造においては、保護コロイド剤の存在下で懸濁重合してもよいことが掲載されている。しかしながら、このような製造方法により得られる熱搬送媒体の構成要素について検討し、油性物質の分散性や流動性、エマルションの安定性を向上させることで、蓄熱／放熱運転において凝固／融解を繰り返す蓄熱サイクルに対しても分散体としての安定性に優れる蓄熱体とする工夫の余地があった。
【特許文献１】
特開昭５７−４０５８２号（第１−２頁）
【特許文献２】
特開２０００−３３６３５０号（第２−４頁）
【特許文献３】
特開平９−２５５９４４号（第２−４頁）
【特許文献４】
国際公開９９／１５６０２号パンフレット（第２，２１−２４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上され、しかもエマルションの安定性に優れる蓄熱体を提供することを目的とするものである。また、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができる蓄熱装置又は蓄熱システムを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、相変化により蓄熱性を有する油性物質を用いた蓄熱体について種々検討した結果、油性物質を水性媒体に分散したものが安全性高く、各種の熱貯蔵システムに広く用いることができることに着目し、相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散剤により水性媒体に分散させてエマルションの形態としたものが蓄熱体として好適であることを見いだした。そして水性媒体における油性物質の分散状態が分散体の流動性に関連することに着目し、相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散剤により水性媒体に水中油滴型に分散させて分散体とすることで、油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上することができることを見いだした。これによりエマルション中の油性物質が凍結時においても凝集することがなく分散体としての分散性に優れた蓄熱体とすることができることから、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち本発明は、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油滴型分散体において、分散体中における上記油性物質の含有量を５０質量％としたときの分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓである蓄熱用水中油滴型分散体である。
本発明はまた、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油型分散体において、分散体の上記油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後、分散体における該油性物質の含有量を５０質量％としたときの分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓである蓄熱用水中油滴型分散体でもある。本発明の重要な点は、分散体における油性物質の含有量を５０質量％としたときの分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓとすることで分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上されたものである。この点については、引例文献１，２には示唆されていなかったものである。以降、本文中において蓄熱用水中油滴型分散体のことを蓄熱体と称することとする。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の蓄熱体は、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油滴型分散体を含んでなるものであり、（１）分散体中における油性物質の含有量を５０質量％としたときの分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓである形態、及び／又は、（２）相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油型分散体において、分散体の油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後、分散体における油性物質の含有量を５０質量％としたときの分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓである形態でもある。本発明においては、（１）の形態と（２）の形態とを組み合わせたものが好ましい形態である。
【００１０】
上記（２）の形態による本発明の蓄熱体は、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油型分散体であって、油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後の粘度を特定したものである。凝固／融解の相変化とは、相変化により蓄熱性を有する油性物質に潜熱として熱を蓄え、蓄えた熱を放熱する作業を行うことをいう。
【００１１】
本発明において、油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後の粘度が、分散体における油性物質の含有量を５０質量％としたとき、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓである形態である。油性物質の凝固／融解の相変化を実施した場合でも、粘度が５〜２０００ｍＰ・ｓである場合、油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能を向上することができる。
【００１２】
本発明においては、分散体中における油性物質の含有量が５０質量％としたときの分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰａ・ｓとするが、本発明の好ましい形態としては、分散体の粘度が５〜１０００ｍＰａ・ｓにあるものであり、より好ましくは、粘度が５〜５００ｍＰａ・ｓのものである。粘度が２０００ｍＰａ・ｓを超えた場合、流動性が低下し、蓄熱体を送液するポンプに負荷が生じる。また粘度が高くなることで伝熱性も低下する。また粘度を５ｍＰａ・ｓ未満にする場合、分散体に含まれる油性物質の含有量を５０質量％未満に調整する必要がある。油性物質の量が減少することで蓄熱量が低下することとなり、蓄熱体のとしての性能が低下することとなり、これもまた蓄熱体として好ましくない形態となる。
本発明における粘度の測定は、Ｂ８Ｌ型（トキメック社製）の粘度計を用いて４℃にて行う。
上記油性物質の凝固／融解の相変化は、蓄熱体をサンプル瓶に入れ、凝固／融解が行える温度において実施することができる。また、蓄熱装置又は蓄熱システムに備え付けられている蓄熱体を貯蔵する蓄熱水槽内や蓄熱体を送る配管内、熱交換器等でも行なうことができる。例えば、油性物質として融点１０℃のペンデカンを用いた場合、相変化による凝固を行う場合には、蓄熱体を５〜７℃に調整することで実施できる。次に融解を行う場合には、蓄熱体を１２〜１５℃に調整することで実施できる。
【００１３】
また上記油性物質の凝固／融解の相変化は、繰り返し実施しても良い。蓄熱性を有する油性物質の凝固／融解による相変化の繰り返し回数は、好ましくは５０回以上であり、より好ましくは１００回以上である。油性物質の相変化繰り返しにおいて、蓄熱体の劣化による粘度変化が少ないほど、長期的に安定に使用できることとなる。
本発明の蓄熱体は、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油滴型分散体を含んでなるものである。
なお、本発明においては、蓄熱体を構成することになるこれらの製造原料は、それぞれ１種類を用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００１４】
本発明における油性物質は、相変化により蓄熱性を有するものである。すなわち相変化又は相転移の際の潜熱を利用する潜熱蓄熱を蓄熱性として有し、蓄熱密度が高く、一定温度付近での蓄熱や放熱が可能なものである。これにより、例えば顕熱蓄熱、潜熱蓄熱、化学反応蓄熱等の熱エネルギーを貯蔵し、放熱することが可能となる。
【００１５】
上記油性物質を構成する成分としては、パラフィンやα―オレフィン等の炭化水素化合物；高級脂肪酸類；高級脂肪酸エステル類；高級アルコール類等の化合物が好適であり、具体的には、Ｃ１４パラフィン、Ｃ１５パラフィン、Ｃ１６パラフィン等の常温で液体である中級パラフィン；Ｃ１７パラフィン、Ｃ１８パラフィン、Ｃ１９パラフィン、Ｃ２０パラフィン、Ｃ２１パラフィン、Ｃ２２パラフィン、Ｃ２３パラフィン、Ｃ２４パラフィン、Ｃ２５パラフィン等の常温付近で固体である高級パラフィン、；１−デカノール等の高級アルコールが好適である。これらの中でも、取り扱いが便宜であることから、ビル空調用の蓄熱体の場合、常温（２５℃）及び常圧（約１０１．３ｋＰａ）において液体であるものを、相変化により蓄熱性を有する油性物質を構成する成分として用いることが好ましい。また容易に入手でき、また広い温度範囲に用いることができる蓄熱体を簡便にかつ安定に製造することができることから、パラフィンが好ましく、ビル空調の冷熱用途等の場合、パラフィンの中でもペンタデカンを含むことが好ましい。
【００１６】
上記油性物質としては、単独成分のものを使用してもよいが、相変化により蓄熱性を有する油性物質の種類と配合比率を任意に調整することで、使用する蓄熱温度に融点を合わせることができる。冷房用途として使用する場合、約５〜２０℃に融点を持つ相変化により蓄熱性を有する油性物質を選択すればよい。また暖房用途ととして使用する場合には、約４０〜６０℃に融点を持つ相変化により蓄熱性を有する油性物質を選択すればよい。
【００１７】
上記油性物質の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質の種類や蓄熱体の使用形態、要求される蓄熱効率に応じて適時設定すればよいが、蓄熱体１００質量％中１０質量％以上とすることが好ましく、また１００質量％未満とすることが好ましい。１０質量％未満であると、蓄熱効率が低下するおそれがある。より好ましくは、２０質量％以上であり、また７５質量％以下である。
【００１８】
本発明の蓄熱体において、水性媒体とは水を必須成分とするものであるが、水と水に溶解する溶媒との混合物を用いることができる。例えば、水とメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリル、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の混合溶媒が好適である。水性媒体中の水の割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。更に好ましくは、水のみを用いることである。
【００１９】
上記水性媒体の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質１００質量％に対して、５．０質量％以上とすることが好ましく、また、９００質量％以下とすることが好ましい。
【００２０】
本発明における分散剤としては、ノニオン系界面活性剤を必須成分としてなるものであることが好ましく、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル等のソルビタンエステル系化合物；ショ糖脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンアルキルエーテル；ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル；ポリオキシエチレンアルキルエステル；ポリグリセリンアルキルエステル；脂肪酸エステル；脂肪酸石鹸；アルキルアミンエチレンオキサイド付加体；コレステロール等のステロール類が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリオキシエチレン（エチレンオキサイド付加モル数２０以上）アルキル（総炭素数１５以上）エーテル及びポリオキシエチレン（エチレンオキサイド付加モル数２０以上）ソルビタンアルキル（総炭素数１５以上）エステルを必須成分としてなるものであることが好ましい。このような必須成分において、エチレンオキサイドの付加モル数は２０以上で、好ましくは１００以下、より好ましくは５０以下である。また総炭素数は１５以上で、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下である。またポリオキシエチレン（エチレンオキサイド付加モル数２０以上）ソルビタンアルキル（総炭素数１５以上）エステルの場合、モノアルキルエステル体がより好ましい。
【００２１】
上記分散剤としてはまた、両性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン−アニオン系界面活性剤及びカチオン系界面活性剤を適宜使用してもよい。それら界面活性剤として、アルキルスルホン酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩；アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸及びその塩；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステル塩；テトラデセンスルホン酸ナトリウム等のα―オレフィンスルホン酸塩；スルホコハク酸塩；エーテルスルホン酸塩；エーテルカルボン酸及びその塩；ラウリル酸アミドプロピルベタイン等のベタイン類；ジアルキルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウムが好ましい。
更にその他の分散剤としては、以下のポリマー分散剤が挙げられる。ポリマー分散剤としては、水に濡れやすいあるいは水に溶解しやすい高分子物質であれば特に限定しない。例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸（メタ）アクリル酸エステル共重合体、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、可溶性でんぷん、デキストリン、アラビアゴム、キトサン、寒天、ゼラチン、大豆カゼイン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸ナトリウムマレイン酸ナトリウム共重合体、ポリマレイン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、ポリエチレンイミン、ポリジアリルアミン、ポリアリルアミン、ポリＮ−ビニルホルムアルデヒド、ポリビニルアミン、ポリアミジン等を用いることができる。
【００２２】
本発明において、分散剤としてノニオン系界面活性剤を単独で使用しても良いが、ノニオン系界面活性剤と他の分散剤を併用してもよい。具体的な併用例としては、ノニオン系界面活性剤とアニオン系界面活性剤の併用、ノニオン系界面活性剤とカチオン系界面活性剤の併用、ノニオン系界面活性剤とノニオン−アニオン系界面活性剤の併用、ノニオン系界面活性剤と両性界面活性剤の併用、ノニオン系界面活性剤とポリマー分散剤の併用、ノニオン系界面活性剤とアニオン系界面活性剤とポリマー分散剤の併用、ノニオン系界面活性剤とカチオン系界面活性剤とポリマー分散剤の併用等が挙げられる。
上記の分散剤としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質１００質量％に対して、０．１質量％以上とすることが好ましく、また、３０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．０質量％以上であり、また２０質量％以下である。
【００２３】
本発明の蓄熱体には、更に以下に記載する機能を有する添加剤を含有させることもできる。これらは単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
伝熱向上用：鉄、銅等の金属紛：金属繊維；金属酸化物；カーボン；カーボンファイバー等。
比重調整用：砂；粘土；石；鉛；鉄等の金属紛等。
難燃性付与用：水；水ゲル；金属紛；炭酸カルシウム等の無機化合物；臭素系、塩素系、リン系等の難燃剤等。なお、難燃性には、燃焼性の低減、延焼防止、水蒸気による引火点の消滅、燃焼熱低減効果等を含む。
凝固点調整用；ワックス等
酸化防止や経時的な劣化防止用；フェノール系、チオ系、リン系等の酸化防止剤等
その他：着色剤、顔料、帯電防止剤、防菌剤等。
【００２４】
上記添加剤の使用量としては、例えば、燃焼性を低減させるために、炭酸カルシウムを用いる場合には、相変化により蓄熱性を有する油性物質に対して、１０〜４０質量％とすることが好ましい。
【００２５】
上記油性物質には、結晶核剤を添加してもよい。この結晶核剤としては、蓄熱体を凝固させる際に結晶核となり得る物質であればよいが、相変化により蓄熱性を有する油性物質と結晶構造の似た物質であることが好ましく、また、油性物質よりも融点が高く、早い段階から凝固が起こる物質であることが好ましい。更に、油性物質の融点よりも１０〜１００℃高い相変化温度を有する物質であることがより好ましい。結晶核剤の融点が油性物質の融点よりも１０℃未満であっても１００℃を超えても、結晶核剤としての機能が低下し、凝固／融解温度の乖離（過冷却現象）を充分には防止できない。
【００２６】
上記結晶核剤としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質としてノルマルペンタデカンを用いた場合には、ノルマルヘプタデカン、ノルマルオクタデカン、ノルマルノナデカン、ノルマルエイコサン、ノルマルドコサン、ノルマルトリコサン、ノルマルテトラコサン、ノルマルペンタコサン等の飽和炭化水素、１−オクタデセン等の不飽和炭化水素、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オクタデカノール等の高級アルコール、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタンエステル、ショ糖ステアリン酸エステル等のショ糖脂肪酸エステル、トリステアリン等のグリセリン脂肪酸エステル、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド等が挙げられる。これらの中でもショ糖脂肪酸エステル、飽和炭化水素が好ましい。これらの結晶核剤は、必要により２種類以上組み合わせて使用してもよい。
【００２７】
上記結晶核剤の添加量としては、油性物質１００質量％に対して、０．５質量％以上であることが好ましく、また２０質量％以下であることが好ましい。０．５質量％未満であると、過冷却を充分には防止できなく、２０質量％以上を超えると、蓄熱体に占める蓄熱性を有する油性物質の含有量が低下するので、蓄熱効率を充分には向上できない。より好ましくは、１質量％以上であり、また１０質量％以下である。
【００２８】
また上記油性物質には、潜熱性を調整するための包接化合物を添加してもよい。上記包摂化合物としては、Ｃ４Ｈ８・１７Ｈ２Ｏ、（ＣＨ３）３Ｎ・１０．２５Ｈ２Ｏ、（Ｃ４Ｈ９）４ＮＣＨＯ２・３２Ｈ２Ｏ、（Ｃ４Ｈ９）４ＮＣＨ３ＣＯ２・３２Ｈ２Ｏが好適である。これらは単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００２９】
本発明の蓄熱体の好ましい形態としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質を含有した架橋ゲル体やカプセル被膜により内包されたものを含まない形態とすることである。このような油性物質の架橋ゲル体やカプセル被膜により内包されたものを含まないことにより、蓄熱体の蓄熱温度域での流動性をより優れたものとし、これに起因して蓄熱体の伝熱性能を向上したり、蓄熱体を送液する循環ポンプの負荷をより低下させたりすることが可能となる。
【００３０】
上記相変化により蓄熱性を有する油性物質を含有した架橋体ゲルとは、油性物質が親油性重合体粒子の内部に保持されているもの、すなわち分散剤を含む水溶液に、相変化により蓄熱性を有する油性物質と架橋性単量体を含む単量体成分との混合溶液を添加して重合してなるもの等が挙げられる。カプセル被膜により内包されたものとは、複合エマルジョン法によるカプセル化法、蓄熱剤粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法、蓄熱材粒子の表面に液中で熱可塑性樹脂を形成する方法、蓄熱材粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法、界面重縮合反応によるポリアミド被膜マイクロカプセルの製造方法等の方法により得られるものが挙げられる。
【００３１】
本発明の蓄熱体の製造方法において、相変化により蓄熱性を有する油性物質を水分散体とする方法としては、例えば、分散剤を水に溶解させた水溶液に、相変化により蓄熱性を有する油性物質を添加し、攪拌機等により乳化する方法が好適である。
【００３２】
上記蓄熱体を製造するにあたり乳化に用いる機械は限定されず、一般的な機械を使用することができる。例えば、プロペラ攪拌機、高速回転攪拌機、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、コロイドミル、ロールミル、ローラーミル、サンドミル、ボールミル、ラインミキサー、超音波乳化機、真空式練合機、解放式乳化機がある。
【００３３】
上記ラインミキサーは、槽中の材料を直接攪拌するものではなく、槽中の材料が通過する配管の途中に設置される邪魔板、突起物、機械的攪拌によって分散を行う分散装置を意味する。
上記ラインミキサーとしては、ミキサー自体に相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散できる攪拌駆動部を有するタイプや、ミキサー自体に攪拌駆動部を有しないタイプがある。なお、攪拌駆動部を有しないミキサーを用いる場合には、製造原料等を送液するための循環ポンプが必要となる。
【００３４】
上記攪拌駆動部を有するタイプのラインミキサーとしては、ミキサーとしてだけでなく、ポンプとしての能力を有するものが好適である。この場合、配管にポンプを設置する必要がなく、製造設備の簡略化の点で好適であるが、ポンプとしての能力が不足する場合には、追加的にポンプを設置してもよい。このようなラインミキサーとしては、高速で回転するローターを備えたインラインミキサー（シルバーソン社製）、Ｔ．Ｋ．パイプラインホモミキサー（特殊機化工業社製）、等が挙げられる。このようなラインミキサーは、例えば、ローターが高速で回転することによる強力な吸引力、遠心力及びせん断力により、製造原料等を攪拌及び分散することとなる。
【００３５】
上記攪拌駆動部を有しないタイプのラインミキサーとしては、ポンプ等により生じる流体の流れを利用して攪拌するものが好適である。このようなラインミキサーとしては、スタティック型ミキサーであるＯＨＲ（Ｏｒｉｇｉｎａｌ  Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）ラインミキサー（西華産業社製）、スタティックミキサー（ノリタケカンパニーリミテッド社製）、分散君（フジキン社製）、ラインミキサーＳＭＸ型（コークグリッジ社製）等が挙げられる。このようなラインミキサーは、例えば、長方形の板を１８０°ねじった形をしたエレメントや、きのこ状の衝突体をラインミキサー内に有し、これらのエレメントや衝突体との作用により、材料を攪拌及び分散することとなる。
【００３６】
本発明の蓄熱体の使用形態としては、乳化物状の水分散体の形態とすることが好ましく、また、包装材に充填された形態として用いてもよい。
本発明の蓄熱体は、このような乳化物状や包装充填状態等の形態で各種の蓄熱装置に用いられるものであるが、このような蓄熱装置としては、（１）蓄熱体が熱搬送媒体となって熱交換を行うものや、（２）蓄熱体が貯留される蓄熱槽を備えてなり、熱媒体の熱交換を行うことができるもの等が挙げられる。
【００３７】
上記（１）の蓄熱装置としては、水分散した蓄熱体を用いた蓄熱装置が好ましく、蓄熱体が蓄熱槽と熱交換機との間を循環することにより、又は、蓄熱槽の外部を循環することにより熱交換する蓄熱装置等が挙げられ、このような蓄熱装置により地域冷暖房システム用や、ビル空調システム用の熱搬送媒体システムである蓄熱システムが形成されることになる。
【００３８】
上記（２）の蓄熱装置は、蓄熱体が貯留される蓄熱装置を備えてなり、熱媒体の熱交換を行うことができるものであるが、蓄熱体を貯留してなる蓄熱装置が好ましく、このような蓄熱装置によっても蓄熱システムが形成されることになる。上記蓄熱体を貯留してなる蓄熱装置としては、蓄熱槽に熱交換手段を備えることで蓄熱装置の外部で循環する熱媒体に対して熱エネルギーを授受できるようにしたものが好適であり、例えば、蓄熱体が貯留する蓄熱槽中に熱媒体の熱交換を行う熱交換器を備えたものや、蓄熱槽中に乳化物状の水分散体が貯留したまま熱媒体のみが蓄熱槽を通過するようにしたもの等が挙げられる。
このような本発明の蓄熱体を用いてなる蓄熱装置又は蓄熱システムもまた、本発明の一つである。
【００３９】
本発明の蓄熱体は、上記のように蓄熱装置又は蓄熱システムに用いられるものである。蓄熱システムには、蓄熱体が貯留される蓄熱装置と熱交換器そして熱交換器の間を循環する為の配管が備え付けられている。蓄熱体が接触する配管や熱交換器は鉄、銅、ステンレス、亜鉛、アルミニウム等の金属部品で構成されていることが多く、それら金属と接触して使用された状態においても油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上することができることが好ましい。
【００４０】
先にも述べたように本発明の形態の一つとして、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油型分散体であって、分散体の油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後の粘度を特定したものである。
本発明は、さらにより好ましい形態として、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする蓄熱用水中油型分散体において、蓄熱システムに用いられている金属部品との接触下で、該分散体の該油性物質に凝固／融解の相変化を実施した後、該分散体における該油性物質の含有量を５０質量％としたときの該分散体の粘度が、温度４℃で５〜２０００ｍＰ・ｓであることである。
本発明の蓄熱体は、油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上され、しかもエマルションの安定性や耐久性を有するものであり、凝固点を調整しやすくて蓄熱効率が向上するか、又は、凝固点と融解温度が近づくため、蓄熱時に凝固し易く放熱時の温度を低くすることを可能とし、かつ潜熱量が高められて蓄熱効率が向上するものであるので、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護の目的のための蓄熱装置や蓄熱システムを構成する材料として優れたものである。さらに本発明の蓄熱体は特に夏場の冷房用として用いた場合、優れた材料となる。
【００４１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「質量％」を意味するものである。
【００４２】
実施例１
容器にノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレン（エチレンオキサイド付加モル数２０）ステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．０部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４重量％、ペンタデカン７３．５重量％、ヘキサデカン６．９重量％、ヘプタデカン０．２重量％）５０．０部にショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサー）を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）１を得た。
蓄熱体１の体積平均粒子径は、２．９μｍであった。得られた蓄熱体１の粘度をＢ８Ｌ型粘度計（トキメック社製）を用いて４℃にて測定したところ、１４４６ｍＰ・ｓであり、流動性は良好であった。
【００４３】
実施例２
容器にノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレン（エチレンオキサイド付加モル数２０）ソルビタンモノステアレート（花王社製：レオドールＴＷ−Ｓ１２０）１．５部を水４８．０部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４重量％、ペンタデカン７３．５重量％、ヘキサデカン６．９重量％、ヘプタデカン０．２重量％）５０．０部にショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサー）を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）２を得た。
蓄熱体２の体積平均粒子径は、２．９μｍであった。得られた蓄熱体２の粘度をＢ８Ｌ型粘度計を用いて４℃にて測定したところ、９６ｍＰ・ｓであり、流動性は良好であった。
また、得られた蓄熱体２を４℃での油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行う凝固／融解の繰り返しを行った。凝固／融解の繰り返しを１２０回行った後、４℃にて粘度を測定したところ９０ｍＰ・ｓで、流動性は良好であった。
【００４４】
実施例３
実施例１で得られた蓄熱体１を銅板存在下にて４℃での油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行う凝固／融解の繰り返しを行った。凝固／融解の繰り返しを６０回行った後、４℃にて粘度を測定したところ１１９０ｍＰ・ｓであった。銅板の錆が発生は少なく、水分散体の変色もほとんどなく、流動性は良好であった。
【００４５】
比較例１
特開平９−２５５９４４号の実施例３の記載に基づいて混合物を得た。この混合物中における油性物質の含有量を５０質量％に調整して比較蓄熱体１を得た。比較蓄熱体１の粘度を測定するために４℃に温調したところ蓄熱体の凝集が生じており、流動性は不良であった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の蓄熱体は、上述のような構成によりなり、油性物質の分散体の粘度が特定の範囲にあることから油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、電熱性能が向上されることから、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができるものである。蓄熱時の流動性が良くなることでシステムの運転が容易にできるので、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護、目的のための蓄熱システムを構成する材料として優れたものである。