(57)【要約】【課題】比較的簡単に住宅等の建築物に設置することができ、空気等の流体を蓄熱構造体の内部に流通させることにより、効率よく蓄熱、放熱を行って室内の冷暖房の効率化を行うことができる間仕切り板を提供する。【解決手段】面材Ａと面材Ｂと蓄熱構造体であり、面材Ａと面材Ｂの間に配設された蓄熱構造体とからなる建築用の間仕切り板であって、上記蓄熱構造体には、流体が流通する流路が形成されていることを特徴とする間仕切り板。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面材Ａと面材Ｂと蓄熱構造体であり、面材Ａと面材Ｂの間に配設された蓄熱構造体とからなる建築用の間仕切り板であって、
前記蓄熱構造体には、流体が流通する流路が形成されていることを特徴とする間仕切り板。
【請求項２】
前記蓄熱構造体は、蓄熱物質が封入されたカプセルからなる蓄熱材を含んでいる請求項１に記載の間仕切り板。
【請求項３】
前記蓄熱物質は、パラフィン、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、エリスリトール及びチオ硫酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種からなる請求項２に記載の間仕切り板。
【請求項４】
前記蓄熱構造体中に含まれる前記蓄熱材の割合は、５〜８５ｖｏｌ％である請求項２又は３に記載の間仕切り板。
【請求項５】
前記蓄熱構造体は、前記蓄熱材と樹脂とからなる請求項２〜４のいずれかに記載の間仕切り板。
【請求項６】
前記蓄熱構造体は、複数の前記流路を有する請求項１〜５のいずれかに記載の間仕切り板。
【請求項７】
前記蓄熱構造体は、複数の前記流路が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体である請求項１〜５のいずれかに記載の間仕切り板。
【請求項８】
前記蓄熱構造体の壁の厚みは、０．１ｍｍ以上である請求項１〜７のいずれかに記載の間仕切り板。
【請求項９】
建築物の内部に配設された際、前記間仕切り板を構成する蓄熱構造体の流路は、通風孔を介して空気が流通するように構成されており、前記流路を空気が流通することにより、蓄熱、放熱が行われる請求項１〜８のいずれかに記載の間仕切り板。
【請求項１０】
前記蓄熱構造体の流路に流入した空気は、その一部が経路の途中で流出するように構成されている請求項９に記載の間仕切り板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間仕切り板に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、人間の産業活動等に伴って排出される二酸化炭素等のガスに起因するとみられる地球温暖化が問題となっている。排出される二酸化炭素の量を抑えるためには、電力消費量を抑える必要があるため、その一環として、太陽熱を利用した暖房システムが種々考案されている。
【０００３】
特許文献１には、太陽熱を利用して温められた暖気を室内へ送り込んで室内温度を上昇させるソーラシステムを採用した建築物の暖房における排気方法であって、室内の空気を室外へ排出しうる排気部が設けられており、上記排気部は、室内の空気を室外へ排出しうる排気孔を有する排気ボックスと、上記排気孔を開閉しうるダンパーとを有することを特徴とする空気式太陽熱利用暖房における排気方法が開示されている。
【０００４】
上記特許文献１によれば、日射を受けた屋根で暖められた暖気は、ファンによりダクトを介して床下に送られ、蓄熱性コンクリートや床パネルを暖めるとともに、床下を通過して室内に流入し、室内を暖めることができると記載されている。また、上記排気ボックスと該排気ボックスに設けられたダンパーにより、室内とダクトとを循環する空気の一部を、室外に排出し、新しい空気を取り入れることができるようになっている。さらに、昼間に暖められた空気を蓄熱性コンクリートに接触させて蓄熱し、夜間等に、その熱を利用して室内を暖めることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４７１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、太陽熱を利用するシステムでは、天候、時期あるいは夜間において、屋内に流入する空気の温度の変動が大きいし、屋内の温度への影響を与えてしまい、暖房への効果が小さくなることが問題となった。そのため天候や時期、夜間に関わらず安定的に蓄熱、放熱を行えることができることが求められている。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、比較的簡単に住宅等の建築物に設置することができ、空気等の流体を蓄熱構造体の内部に流通させることにより、効率よく蓄熱、放熱を行って室内の冷暖房の効率化を行うことができる間仕切り板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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の間仕切り板は、面材Ａと面材Ｂと蓄熱構造体であり、面材Ａと面材Ｂの間に配設された蓄熱構造体とからなる建築用の間仕切り板であって、上記蓄熱構造体には、流体が流通する流路が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記間仕切り板によれば、建築用の間仕切り板の内部に、既に流路を有する蓄熱構造体が配設されているので、該蓄熱構造体を比較的簡単に住宅等の建築物内部に設置することができ、上記蓄熱構造体に設けられた流路を用い、屋根等で暖められたり、冷やされた空気を流通させ、効率よく蓄熱、放熱を行うことにより、室内の冷暖房の効率化を行うことができる。
【００１０】
なお、上記間仕切り板において、面材Ａと面材Ｂとしたのは、主面を構成する面材が少なくとも二枚必要であるからである。従って、面材Ａ、面材Ｂともに一枚、面材Ａあるいは面材Ｂのいずれかが二枚以上、面材Ａ、面材Ｂのいずれも二枚以上に配設してもよい。主面となる面材Ａと面材Ｂの他の側面に、面材が配設されてもよい。場合によっては、側面及び上下の面の六面に面材が配設され、上下の面材に空気を流通させるための通風孔が形成されていてもよい。
周囲の壁や天井、床等が利用できる場合には、面材Ａと面材Ｂと蓄熱構造体とからなる間仕切り板を、そのまま設置してもよい。
【００１１】
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体は、蓄熱物質が封入されたカプセルからなる蓄熱材を含んでいることが望ましい。
蓄熱物質が相転移するものであり、相転移により液体に変化するものである場合、液体になると移動し易く、蓄熱構造体から漏れたりするおそれがあるが、本発明の間仕切り板において、蓄熱物質がカプセル内に封入されていると、長期間に渡って使用しても蓄熱物質が蓄熱構造体から漏れたりするおそれがなく、耐久性に優れる。
なお、本明細書において「蓄熱物質」とは、特に限定されるものではないが、熱交換において、高温側の温度と、低温側の温度との間で相転移する物質であることが望ましい。
【００１２】
本発明の間仕切り板において、蓄熱物質は、パラフィン、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、エリスリトール及びチオ硫酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種からなることが望ましい。
カプセルは、メラミン樹脂等の樹脂材料あるいはシリカなどの無機材料を用いることができる。
本発明の間仕切り板において、蓄熱物質を用いると、容易に融点を制御することができるので、蓄熱物質として好適に用いることができる。これらの中では、用途や使用に対しての設計の自由度が高くなることから、蓄熱物質としてパラフィンを用いることがより望ましい。
【００１３】
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合は、５〜８５ｖｏｌ％であることが望ましい。
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合が５〜８５ｖｏｌ％であると、蓄熱材の量が充分であり、効率より熱交換を行うことができるし、蓄熱材以外で蓄熱構造体を構成する部材（例えば、樹脂）も充分に存在し、機械的特性を有する蓄熱構造体を好適に使用することができる。
【００１４】
「蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合」とは、蓄熱材と蓄熱材以外である部材で構成された蓄熱構造体全体の体積に対する蓄熱材の体積の割合を意味する。なお、蓄熱構造体の内部に空間がある場合、その空間は「構造体の体積」に含まれない。また、体積の基準は、蓄熱材の体積と、蓄熱物質の融点における蓄熱構造物の体積とである。
【００１５】
蓄熱材の含有量が５ｖｏｌ％未満であると、蓄熱物質の量が不充分となり、蓄熱構造体の熱交換効率が低下する。一方、蓄熱材の含有量が８５ｖｏｌ％を超えると、蓄熱構造体を構成する他の部材である樹脂等の割合が低くなり、構造物の強度が不充分となる。
【００１６】
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体は、上記蓄熱材と樹脂とからなることが望ましい。
本発明の間仕切り板において、蓄熱構造体がカプセル内に蓄熱物質が封入された蓄熱材と樹脂とからなると、樹脂を骨格材料とし、蓄熱材（蓄熱物質が封入されたカプセル）を上記樹脂により保持する構造とすることができ、機械的特性に優れるとともに、流体との接触面積が充分に大きい蓄熱構造体となる。また、蓄熱構造体がカプセル内に蓄熱物質が封入された蓄熱材と樹脂とからなると、蓄熱材と樹脂とを混合した後、押出成形等の成型を行うことにより、流路が形成され、蓄熱、放熱特性に優れた蓄熱構造体を容易に作製することができる。
【００１７】
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体は、複数の上記流路を有することが望ましい。
本発明の間仕切り板において、蓄熱構造体が複数の流路を有すると、流体の流通を効率よく行うことができるからである。
また、本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体は、複数の上記流路が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体であることが望ましい。
本発明の間仕切り板において、蓄熱構造体が複数の流路が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体であると、空気等の流体と接触する面積が広いため、充分に熱交換を行うことができ、効率よく、蓄熱、放熱を行うことができる。また、ハニカム構造は、機械特性に優れており、長期間に渡って使用することができる。
【００１８】
本発明の間仕切り板において、蓄熱構造体の壁の厚みは、０．１ｍｍ（０．０１ｃｍ）以上であることが望ましい。
本発明の間仕切り板において、蓄熱構造体の壁の厚みが、０．１ｍｍ以上であると、蓄熱材を含んだ蓄熱構造体が作製しやすくなり、蓄熱構造体の機械的な強度が得やすいし、蓄熱材の脱落などの不具合がないからである。
蓄熱構造体の壁の厚みとは、蓄熱構造体の表面と流路の間の厚み、もしくは複数の流路が形成された蓄熱構造体であれば、流路と流路と間の厚みをいう。
本発明の間仕切り板において、蓄熱構造体の壁の厚みが、０．１ｍｍ未満であると、蓄熱構造体として形成しにくくなるし、形成したとしても機械的な強度が確保されないのである。
上記蓄熱構造体の流路の断面積は、４ｍｍ２（０．０４ｃｍ２）以上であることが望ましい。本発明において、上記流路の断面積とは、上記流路の形成方向に垂直な方向の流路の断面積をいう。
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体の流路の断面積が４ｍｍ２以上であると、蓄熱構造体との接触面積が充分に大きくなるとともに、流体が流路を通過する際の圧力損失が低減され、スムーズに通過するので、蓄熱、放熱を行うことができる。さらに、９ｍｍ２以上であることがより望ましい。この場合、圧力損失が１．０ｋＰａ以下となり、流体が効率よく流れ、蓄熱、放熱を効率的に行うことができるからである。
【００１９】
上記蓄熱構造体の流路の断面積が４ｍｍ２未満であると、流路の断面積が小さすぎるため、圧力損失が増大し、流体がうまく流れない。
【００２０】
本発明の間仕切り板における流路の密度は、蓄熱構造体の断面において、１〜２５個／平方ｃｍであることが望ましい。この範囲にすることで、間仕切り板としての強度が確保され、蓄熱、放熱の効果が得られるのである。なお、２５個／平方ｃｍを超えると、間仕切り板としての強度が低下してしまうことが想定され、蓄熱材の保持がされにくくなり、蓄熱、放熱の効果が得られにくくなる。
【００２１】
本発明の間仕切り板においては、上記間仕切り板が建築物の内部に配設された際、上記間仕切り板を構成する蓄熱構造体の流路は、通風孔を介して空気が流通するように構成されており、上記流路を空気が流通することにより、蓄熱、放熱が行われることが望ましい。
【００２２】
本発明の間仕切り板を、上記のように構成された住宅等の建築物の内部に配設し、通風孔を介して暖めた空気や室温より低温の空気等を蓄熱構造体の流路に流通させ、蓄熱、放熱を行うことにより、室内の暖房、冷房等を容易に行うことができ、太陽熱を利用した暖房システム等を容易に構築することができる。
【００２３】
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体の流路に流入した空気は、その一部が経路の途中で流出するように構成されていることが望ましい。
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体の流路に流入した空気は、その一部が経路の途中で流出するように構成されているので、例えば、２階と１階とを突き抜ける間仕切り板を設置した際、蓄熱構造体に流入した暖気等を一部、２階で流出させ、残りを１階で流出させることにより、２階と１階とを同時に、迅速に暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の蓄熱構造体の一例を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２は、本発明の蓄熱構造体の内部の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の間仕切り板が住宅等の建築物に配設された場合を模式的に示す概略断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、実施例１−３の成形工程を模式的に示す模式図である。
【図５】図５は、排気試験１の結果を示すグラフである。
【図６】図６は、排気試験２の結果を示すグラフである。
【００２５】
（発明の詳細な説明）
本発明の間仕切り板は、面材Ａと面材Ｂと蓄熱構造体であり、面材Ａと面材Ｂの間に配設された蓄熱構造体とからなる建築用の間仕切り板であって、上記蓄熱構造体には、流体が流通する流路が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
上記間仕切り板は、建築物の内部の空間を区切るための板材であって、通常は、複数の支持部材で支持されることにより所定の距離を隔てて対向する面材Ａと面材Ｂの二枚の面材及び上記支持部材からなる。
【００２７】
本発明の間仕切り板では、支持部材の代わりに蓄熱構造体が面材Ａと面材Ｂの間に介在しており、接着剤等により面材が蓄熱構造体に接着されるか、固定されており、上記蓄熱構造体が二枚の面材を支持するとともに、二枚の面材の距離を一定に保つ役割を果たしている。
上記したように、上記面材は、二枚に限定されるものではなく、建築物の内部に設置した際、壁面となる二枚の面材のほかに、壁面と繋ぐ他の２つの側面や上下面にも面材が配設されていてもよい。
【００２８】
本発明における間仕切り板用の面材は、特に限定されるものではないが、例えば、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、木材板、木質系ボード、合板、メラミン樹脂化粧板の合成樹脂を用いた化粧板等が好ましく用いられる。
【００２９】
上記ケイ酸カルシウム板は、ケイ酸カルシウムと繊維系物質等を配合することにより作製された板状体である。上記石膏ボードは、石膏を主成分とした素材を板状にして、特殊な板紙で包んだ建築材料である。上記木材板は、木材を板状に加工したものであり、上記木質系ボードは、木っ端や木屑を接着剤で固めたものをいう。上記合板は、薄く切った単板を奇数層、繊維方向を９０°、互い違いに重ねて熱圧接着したものをいう。上記メラミン樹脂化粧板は、メラミン樹脂、フェノール樹脂をそれぞれ含浸させた樹脂含浸紙を何枚も重ねて高温高圧で積層成形したものをいう。上記化粧板では、メラミン樹脂等の外に、他の樹脂を用いて形成した同様の構成からなる化粧板を用いてもよい。
【００３０】
本発明の間仕切り板を構成する蓄熱構造体には、空気等の流体が流通する複数の流路が形成されており、上記蓄熱構造体は、蓄熱物質が封入されたカプセルからなる蓄熱材を含んでいることが望ましい。また、上記蓄熱構造体は、上記蓄熱材と樹脂とから構成されていることが望ましい。
【００３１】
上記カプセルの材料としては、特に限定されないが、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド及びポリアクリルアミドからなる群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂やシリカなどの無機材料であることが望ましい。
上記カプセルがこれら熱硬化性樹脂や無機材料であると、熱交換の際に、熱によりカプセルが破壊されることを防止することができる。
【００３２】
上記蓄熱構造体では、蓄熱材を構成するカプセルは、カプセルの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第１フィラーを含むことが望ましい。
カプセルがこのような高い熱伝導率を有する第１フィラーを含むと、蓄熱物質へ熱を伝えやすくなる。すなわち、蓄熱物質への伝熱速度、又は、蓄熱物質からの伝熱速度を向上させることができる。従って、効率よく熱交換をすることができる。
【００３３】
上記第１フィラーとしては、特に限定されないが、無機フィラー、金属フィラーからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【００３４】
上記蓄熱材を構成する蓄熱物質は、パラフィン、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、エリスリトール及びチオ硫酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種からなることが望ましい。
上記した蓄熱物質を用いると、容易に融点を制御することができるので、蓄熱物質として好適に用いることができる。これらの中では、所定の温度領域、例えば、３〜３０℃の温度範囲のなかの狭い温度領域で蓄熱できるため、用途や使用に対しての設計の自由度が高いパラフィンがより望ましい。
【００３５】
蓄熱物質が封入されたカプセルからなる蓄熱材の平均粒子径は、１０〜１０００μｍであることが望ましい。
上記蓄熱材の平均粒子径が１０〜１０００μｍであると、蓄熱材に封入される蓄熱物質の量が充分な量となり、蓄熱材の量に対する、蓄熱構造体の熱交換効率が充分に高くなる。また、蓄熱材の表面積が充分な大きさとなり、蓄熱物質への伝熱速度又は蓄熱物質からの伝熱速度が充分に速くなる。その結果、蓄熱構造体の熱交換効率が向上する。
また、蓄熱材の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定することができる。レーザー回折・散乱法を用いることにより粒度分布も測定することが可能になる。
【００３６】
上記蓄熱材の平均粒子径が１０μｍより小さいと、蓄熱材に封入される蓄熱物質の量が少なすぎるので、蓄熱構造体の熱交換効率が低下し、一方、蓄熱材の平均粒子径が１０００μｍを超えると、蓄熱材が大きくなりすぎ、所定の大きさの流路を有する蓄熱構造体を製造しにくくなる。
【００３７】
上記蓄熱構造体は、蓄熱材と他の部材からなる。他の部材の主材料である樹脂は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及び紫外線硬化樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましく、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、オレフィン系エラストマー及びアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種であることがより望ましい。
これら樹脂は、蓄熱構造体を構成する樹脂の骨格を形成することができ、蓄熱材を内部に、又は、一部が露出するように配置することができる。
【００３８】
上記蓄熱構造体では、樹脂は、樹脂の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第２フィラーをさらに含むことが望ましい。
樹脂がこのような熱伝導率を有する第２フィラーを含むと、樹脂と蓄熱材との間の熱移動速度を向上させることができる。また、蓄熱材には蓄熱物質が含まれているので、結果的に、蓄熱物質への熱移動の速度、又は、蓄熱物質からの熱移動の速度を向上させることもできる。従って、効率よく熱交換をすることができる。
【００３９】
上記第２フィラーとしては、特に限定されないが、無機フィラー、金属フィラーからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【００４０】
上記蓄熱構造体において、蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合は、５〜８５ｖｏｌ％であることが望ましく、３０〜７４ｖｏｌ％であることがより望ましい。
本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合が５〜８５ｖｏｌ％であると、蓄熱材中の蓄熱物質の量が充分であり、効率より熱交換を行うことができ、蓄熱材以外で蓄熱構造体を構成する部材（例えば、樹脂）も充分に存在し、良好な機械的特性を有する蓄熱構造体を好適に使用することができる。
【００４１】
蓄熱材の含有量が５ｖｏｌ％未満であると、蓄熱物質の量が不充分となり、蓄熱構造体の熱交換効率が低下する。一方、蓄熱材の含有量が８５ｖｏｌ％を超えると、蓄熱構造体を構成する他の部材である樹脂等の割合が低くなり、構造物の強度が不充分となる。
【００４２】
なお、上記蓄熱構造体は、蓄熱材と他の部材からなり、他の部材は、主材料（例えば、樹脂）の他に、無機繊維、金属粉末、成形性をよくするための潤滑剤や加工助剤等の物質が含まれていてもよい。
【００４３】
次に、本発明の間仕切り板で用いる蓄熱構造体の構造について説明することとする。
本発明で用いる蓄熱構造体の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、複数の流路が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体、放熱フィン形状のものが挙げられる。
本発明において、上記放熱フィン形状とは、電熱面積を広げるために柱状の突起や薄い板状体が狭い間隔で多数形成されたものをいう。
【００４４】
次に、本発明で用いるハニカム構造体の一例について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の蓄熱構造体の一例を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図２は、本発明の蓄熱構造体の内部の一例を模式的に示す断面図である。
【００４５】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す本発明の蓄熱構造体１０は、空気等の流体Ｆとの熱交換に用いられるものであり、流体Ｆが流入する複数の流入口２１と、流入口２１から流入した流体Ｆが通過する複数の流路２２と、流路２２を通過した流体Ｆが流出する複数の流出口２３とを有している。このように蓄熱構造体１０の形状は、複数の流路２２が隔壁２４を隔てて長手方向に並設されたハニカム形状である。なお、流体Ｆの流れは、図１（ｂ）中に矢印で示す。
【００４６】
また、図２に示す蓄熱構造体１０は、蓄熱材１１と樹脂１４とからなり、蓄熱材１１は、カプセル１２と蓄熱物質１３とからなる。また、蓄熱材１１は、蓄熱構造体１０の内部に存在するとともに、その一部が表面に露出している。
【００４７】
流体Ｆとしては、特に限定されず、液体であっても気体であっても良いが、本発明の場合には、空気であることが望ましい。
【００４８】
蓄熱構造体１０が上記のような構造を有しているので、流体Ｆは蓄熱構造体１０の内部を通過することになり、流体Ｆが蓄熱構造体１０の内部を通過する間、流体Ｆは、薄い樹脂１４の層を介して、又は、直接、蓄熱材１１と接触することとなる。
そのため、流体Ｆの温度が蓄熱材１１よりも高い場合には、流体Ｆが蓄熱構造体１０を通過する間に流体Ｆからの熱が蓄熱材１１を構成する蓄熱物質１３に伝達され、蓄熱物質１３に蓄熱される。一方、流体Ｆの温度が蓄熱材１１の温度より低い場合には、蓄熱材１１を構成する蓄熱物質１３の熱が流体Ｆに伝達され、流体Ｆが暖められ、暖められた流体Ｆが流出口２３から流出する。  
【００４９】
図１（ａ）、（ｂ）及び図２に記載の蓄熱構造体１０は、複数の流路２２が隔壁２４を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体である。
蓄熱構造体１０が上記構造のハニカム構造体であると、内部に多数の流路が形成されているので、流体Ｆと蓄熱構造体１０との接触面積を増加させることができる。流体Ｆと蓄熱構造体１０との熱交換効率は、これらの接触面積の大きさに依存するので、多数の流路２２を有し、流体Ｆと接触面積の大きい蓄熱構造体１０は、効率よく熱交換をすることができる。
【００５０】
また、蓄熱構造体１０の形状がハニカム形状であると、流路２２の形状の組み合わせにより、用途及び使用の自由度が上がる。また、蓄熱構造体１０の強度を充分に強くすることができる。
【００５１】
本発明の蓄熱構造体１０では、隔壁２４の厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上であることが望ましく、０．２〜３０００ｍｍであることがより望ましい。壁の厚みについても同様である。
隔壁２４の厚さが、０．１ｍｍ以上であると、隔壁２４の厚さが適切であるため、蓄熱構造体１０が充分な機械的強度を有し、隔壁２４に含まれる蓄熱材１１を充分な量とすることができる。また、流体Ｆと蓄熱構造体１０との接触面積を充分に大きくすることができ、隔壁２４の内部まで熱が伝わりやすくなるため、熱交換効率が向上する。なお、隔壁とは、流路と流路との間の厚さをいう。
【００５２】
蓄熱構造体１０では、蓄熱材１１の平均粒子径が、隔壁２４の厚さよりも大きくてもよく、小さくてもよい。なお、蓄熱材１１の平均粒子径は、上述したように、１０〜１０００μｍであることが望ましい。
隔壁２４の厚さに対して、平均粒子径が小さい蓄熱材１１を用いると、蓄熱材１１は隔壁内に収容される、又は、部分的に露出をすることになる。また、隔壁２４の厚さに対して、平均粒子径が同等又は大きい蓄熱材１１を用いると、蓄熱材１１は隔壁２４の少なくとも片側で露出をすることになる。
蓄熱材１１の平均粒子径は、熱交換効率や伝熱速度を考慮し、用途に応じて決定することが望ましい。
【００５３】
蓄熱構造体１０では、流路２２の密度は、特に限定されないが、蓄熱構造体１０の長手方向に垂直な断面において、１〜２５個／平方ｃｍであることが望ましい。
蓄熱構造体１０の流路２２の密度が蓄熱構造体１０の長手方向に垂直な断面において、１〜２５個／平方ｃｍであると、空気等の流体Ｆと蓄熱構造体１０との接触面積が大きくなり、隔壁２４も必要な厚さを確保することができるので、機械的な特性も充分なものとなる。なお、本明細書において、流路の密度とは、蓄熱構造体の流路に垂直な断面の単位断面積に対する流路の数をいうものとする。
【００５４】
また、蓄熱構造体１０の長手方向に垂直な断面において、流路２２の形状は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２では、矩形形状であるが、流路２２の形状は矩形形状に限定されず、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形、円形であってもよい。
また、蓄熱構造体１０の流路２２の断面積は、２５ｍｍ２以上であることが望ましい。
蓄熱構造体１０の流路２２の断面積が２５ｍｍ２以上であると、蓄熱構造体１０との接触面積が充分に大きくなるとともに、流体が流路２２を通過する際の抵抗が大きくなり過ぎず、スムーズに通過するので、効率よく、蓄熱、放熱を行うことができる。
【００５５】
上記蓄熱構造体の流路の断面積が２５ｍｍ２未満であると、流路の断面積が小さすぎるため、流体が流れる際に抵抗が大きく、流体がうまく流れない。
【００５６】
また、蓄熱構造体１０自体の長手方向に垂直な断面における形状は、図１では、矩形形状であるが、蓄熱構造体１０の断面形状は、矩形形状に限定されず、円形状、楕円形状、三角形、五角形、六角形、八角形であってもよい。ただし、対向する二枚の面材を蓄熱構造体に貼り付けることにより、容易に間仕切り板を形成することができることから、蓄熱構造体の断面形状は、矩形形状（四角柱形状）であることが望ましい。
【００５７】
なお、蓄熱物質１３は、熱交換において、高温側の温度と、低温側の温度との間の温度で相転移する物質であることが望ましい。
相転移の態様としては、固体から液体への相転移、固体から気体への相転移、液体から固体への相転移、液体から気体への相転移、気体から固体への相転移等が挙げられる。本発明の間仕切り板では、相転移物質は、熱交換において、高温側の温度と、低温側の温度との間の温度で、固体から液体又は液体から固体に相転移することが望ましい。
【００５８】
蓄熱物質１３が、パラフィンのような固体から液体又は液体から固体に相転移する潜熱蓄熱体であると、物質が液体から固体、固体から液体に相変化する際に、放出もしくは吸収される大きな潜熱を利用することができ、より効率よく熱交換を行うことができる。
【００５９】
今までは、蓄熱構造体に１種類の蓄熱材が含まれている場合について説明したが、蓄熱構造体に２種類の蓄熱材が含まれていてもよい。
上記蓄熱構造体に、２種類の蓄熱材が含まれていると、両者の相転移温度は異なるので、熱交換できる温度領域を広げることができる。そして、両者の相転移温度を適切に設定することにより、蓄熱構造体を、例えば、冷房と暖房の両方の用途に使用することができる。
【００６０】
次に、本発明の間仕切り板が住宅等の建築物に配設された場合について説明する。
図３は、本発明の間仕切り板が住宅等の建築物に配設された場合を模式的に示す概略断面図である。
図３に示す住宅３０では、屋根３１の上にソーラーパネル３２が配設されており、屋根３１とソーラーパネル３２との間には、空間が形成されるとともに、該空間は空気の入口と出口を除いて空気が漏れない構造となっており、屋根３１に設けられた通風孔３１ａとソーラーパネル３２下の空間とは繋がっている。
【００６１】
住宅３０の屋内には、本発明の間仕切り板４０が配設されている。
間仕切り板４０は、壁面を構成する二枚の面材４１ａ、４１ｂと二枚の面材４１ａ、４１ｂが貼り付けられた蓄熱構造体１０とからなる。蓄熱構造体１０は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２を用いて説明した蓄熱構造体１０と同様に構成されている。
【００６２】
図３に示す間仕切り板４０は、１階と２階とを貫通した形態で配設されており、蓄熱構造体１０の上端面１０ａには、ファン３４を備えた通風管３５が配設されている。そして、通風管３５の上端は、屋根３１に設けられた通風孔３１ａに接続され、ファン３４を稼働させることにより、ソーラーパネル３２下の空気が蓄熱構造体１０の流路２２に流れ込むようになっている。
【００６３】
ソーラーパネル３２は、主要部が半導体であるため、温度が高いと発電効率が低下するが、ソーラーパネル３２下に空気を流通させることにより、ソーラーパネル３２を冷却することができ、ソーラーパネル３２の発電効率を高く保つことができる。
【００６４】
一方、暖められた空気は、蓄熱構造体１０の内部を通過することにより、蓄熱材１１と熱交換し、空気からの熱が蓄熱材１１に蓄熱される。
蓄熱構造体１０の流路２２は、一部２階の下部で開口２２ａを有し、面材４１ａ、４１ｂに設けられた開口４０１ａ、４０１ｂを介して、蓄熱構造体１０に流入した空気の一部が２階の間仕切り板４０の下部から室内に吹き出すようになっている。
【００６５】
蓄熱構造体１０は、１階の下部に流出口２３を有しており、流路２２を通過した空気は、１階の下部に設けられた面材４１ａ、４１ｂの開口４０２ａ、４０２ｂを介して１階の間仕切り板４０の下部から室内に吹き出すようになっている。  
【００６６】
冬季の昼間には、流路２２を通過した空気は、蓄熱材１１により熱交換されるものの、外気より温度が高いので、室内に吹き出すことにより暖房の手助けとなる。図３には詳しく示していないが、冬季の夜間になると、ソーラーパネル３２下からの空気は温度が低下するので、通風孔３１ａは閉鎖し、ファン３４を稼働させることにより、住宅３０の内部を空気が循環するようにすることができる。
【００６７】
冬季の夜間では、空気の温度は、蓄熱物質の相転移温度より低くなるので、蓄熱材１１は液体から固体に相転移する際、放熱を行うこととなり、この放熱により循環する空気は暖められるので、室内が暖房されることとなる。この際、蓄熱物質の相転移温度は、暖房が実現可能な温度に設定されている。
【００６８】
夏季においても、夜間には、屋根の温度は低下するが、そのままでは、冷房が可能な温度までには低下しないが、例えば、屋根に水等を散布等することにより、冷房が可能な温度まで屋根の温度を低下させることが可能となる。そして、夜間に、蓄熱物質の相転移温度より低い温度の空気を、蓄熱構造体１０の流路２２に流入させ、例えば、蓄熱物質を凝固させ、昼間に住宅３０の内部を空気が循環するようにファン３４を稼働させ、蓄熱物質が液化する際、循環する空気から熱を奪うようにすれば、冷房を実現することができる。この際、蓄熱物質の相転移温度は、冷房が実現可能な温度に設定されている。
【００６９】
暖房と冷房の両方を実現するためには、上述したように、相転移温度が異なる２種類の蓄熱物質を蓄熱構造体１０に含有させればよい。相転移温度が異なる蓄熱物質は、それぞれ異なるカプセルに収容されていることが望ましい。
【００７０】
次に、本発明の蓄熱構造体を有する間仕切り板を製造する方法について説明する。
【００７１】
（１）混合工程
まず、カプセル内に蓄熱物質が封入されてなる蓄熱材と樹脂とを混合して混合物を調製する。
蓄熱材と樹脂とを混合する方法は、特に限定されず、湿式混合であっても、乾式混合であってもよい。また、混合物では、蓄熱材が樹脂に均等に分散していることが望ましい。
さらに、蓄熱材と樹脂とを混合する際には、無機繊維、金属粉末等を合わせて混合してもよい。
なお、蓄熱材及び樹脂の構成材料や割合等、並びに、カプセル及び蓄熱物質の構成材料や大きさ等は上述した通りなのでここでの記載は省略する。
【００７２】
（２）成形工程
次に、上記（１）混合工程で得られた混合物を成形して、蓄熱材と樹脂とからなる部材により形成され、複数の流路が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム形状の蓄熱構造体を製造する。
混合物を成形する際には、３Ｄプリンタを用いてもよく、押出成形又は射出成形により成形してもよい。
３Ｄプリンタを用い、例えば、レーザー等の光線が当たった部分のみの樹脂を硬化させて薄い層を形成し、形成した薄い層を積み上げて行くことにより、蓄熱構造体を製造することができる。
また、混合物を押出成形又は射出成形により成形する場合には、混合物を成形後、混合物の材質に応じて加熱、光照射等を行って形状を固定させることにより蓄熱構造体を製造することができる。
【００７３】
３Ｄプリンタを用いる場合には、任意の形状の蓄熱構造体を製造することができるという利点があり、押出成形する場合には、低コストで容易に所定の形状の蓄熱構造体を製造することができるという利点がある。
【００７４】
（３）面材の配設
製造された蓄熱構造体の対向する２つの側面に接着剤等を塗布し、二枚の面材を貼り付けることにより間仕切り板を作製することができる。面材の面積が蓄熱構造体の側面の面積に比べて大きい場合には、蓄熱構造体が存在しない部分に支持部材等を配設することにより、頑丈な構造の間仕切り板を作製することができる。
また、面材と蓄熱構造体との両者を支持部材で固定することにより、間仕切り板を製造してもよい。
【００７５】
以下に、本発明の間仕切り板の作用効果を列挙する。
（１）本発明の間仕切り板は、面材Ａと面材Ｂと蓄熱構造体であり、面材Ａと面材Ｂの間に配設された蓄熱構造体とからなる建築用の間仕切り板であって、上記蓄熱構造体には、流体が流通する流路が形成されている形成されているので、該蓄熱構造体を比較的簡単に住宅等の建築物内部に設置することができ、上記蓄熱構造体に設けられた複数の流路を用い、屋根等で暖められたり、冷やされた空気を流通させ、効率よく蓄熱、放熱を行うことにより、室内の冷暖房を行うことができる。
【００７６】
（２）本発明の間仕切り板において、上記蓄熱構造体は、蓄熱物質が封入された蓄熱材を含んでいると、長期間に渡って使用しても蓄熱物質が蓄熱構造体から漏れたりするおそれがなく、耐久性に優れる。
【００７７】
（実施例）
以下、本発明の間仕切り板をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７８】
（実施例１−１）
（１）混合工程
樹脂として液状アクリル樹脂を１０７ｇと、蓄熱材としてパラフィン入りカプセル状蓄熱材（三菱製紙社製、製品名「サーモメモリーＦＰ−９」）を６５ｇとを混合して混合物を得た。なお、パラフィン入りカプセル状蓄熱材にパラフィンは８０重量％の割合で含まれており、その融点は９℃であった。
また、液状アクリル樹脂と、パラフィンとの体積比は、液状アクリル樹脂：パラフィン＝６５：３５であった。
【００７９】
（２）成形工程
次に、３Ｄプリンタ（３Ｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．社製、製品名「ＰＪ−１５００」）を用い、上記（１）混合工程で得られた混合物中の液状アクリル樹脂を紫外線照射により光硬化させることにより、実施例１−１に係るハニカム形状の蓄熱構造体を得た。実施例１−１の蓄熱構造体は、側面の形状が１辺８５．０ｍｍの正方形で、その長さが１０４．０ｍｍの四角柱状であった。また、流入口及び流出口の形状が、３．８０ｍｍ×３．８０ｍｍの正方形であり、隔壁の厚さが０．７８ｍｍであった。また、流路の密度は、５個／平方センチであった。また、実施例１−１に係る蓄熱構造体を形成する部材の体積は１９８．８ｃｍ３であり、密度は１．００ｇ／ｃｍ３であった。なお、蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合は３７％であった。
【００８０】
（実施例１−２）
（１）混合工程
樹脂としてポリプロピレン樹脂を１６．３５ｋｇと、蓄熱材としてパラフィン入りカプセル状蓄熱材（三菱製紙社製、製品名「サーモメモリーＦＰ−９」）を３３．６５ｋｇとを押出機でシリンダー温度を１６０℃にて溶融・混合し、押出しカットしてペレットを作成した。
（２）成形工程
次に、上記（１）混合工程で得られたペレットを用いて、流路の密度が３１個／平方インチとなる金型を用いて、押出機にて押出成形することによりハニカム形状からなる蓄熱構造体を作製した。なお、押出成形の際、押出機のシリンダー温度を１６０℃にした。また、実施例１−２に係る蓄熱構造体の形状が、実施例１−１に係る蓄熱構造体と同じ形状の四角柱状となるような金型を用いて成形を行った。なお、蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合は５８％であった。
【００８１】
（実施例１−３）
（１）混合工程
樹脂としてポリプロピレン樹脂を１６．３５ｋｇと、蓄熱材としてパラフィン入りカプセル状蓄熱材（三菱製紙社製、製品名「サーモメモリーＦＰ−９」）を３３．６５ｋｇとを押出機でシリンダー温度を１６０℃にて溶融・混合し、押出しカットしてペレットを作成した。
（２）成形工程
図４（ａ）〜（ｄ）は、実施例１−３の成形工程を模式的に示す模式図である。
次に、上記（１）混合工程で得られたペレットを射出成形機にて成形金型に射出し、図４（ａ）に示すような、底面に隔壁が規則的かつ垂直に形成された射出成形体を作製した。なお、射出成形体の隔壁の間隔は３．８０ｍｍであり、隔壁の高さは３．８０ｍｍであった。また、射出成形の際、成形金型の温度を４０℃、射出成形機のシリンダー温度を１６０℃とした。
次に、図４（ｂ）に示すように、射出成形体を積層し接着により貼り合わせて、図４（ｃ）に示すような流路の密度が３１個／平方インチとなるハニカム形状からなる蓄熱構造体を得た。
そして、得られた蓄熱構造体を、図４（ｃ）に示すように、溝として露出した部分を切り取り、図４（ｄ）に示すように、実施例１−１に係る蓄熱構造体と同じ四角柱状とした。なお、蓄熱構造体中に含まれる蓄熱材の割合は５６％であった。
【００８２】
（比較例１−１）
原料のコージュライトを粉砕・粒度調整し、所定の化学組成になるように調合し、水とバインダーを加え混練した後、押出機にてハニカム状に押出成形されたものを乾燥、焼成した。
比較例１−１の構造体は、側面の形状が１辺９６．０ｍｍの正方形で、その長さが１４７．４ｍｍの四角柱状であった。また、流入口及び流出口の形状が、３．９８ｍｍ×３．９８ｍｍの正方形であり、隔壁の厚さが０．６０ｍｍであった。また、流路の密度は、３１個／平方インチであった。また、比較例１−１に係る構造体を形成する部材の体積は３０８．６ｃｍ３であり、密度は２．８４ｇ／ｃｍ３であった。なお、構造体中に含まれる蓄熱材の割合は０％であった。
【００８３】
（比較例１−２）
原料のコージュライトを粉砕・粒度調整し、所定の化学組成になるように調合し、水とバインダーを加え混練した後、押出機にてハニカム状に押出成形されたものを乾燥、焼成した。
比較例１−２の構造体は、側面の形状が１辺９６．１ｍｍの正方形で、その長さが長さ９９．４ｍｍの四角柱状であった。また、流入口及び流出口の形状が、３．９８ｍｍ×３．９８ｍｍの正方形であり、隔壁の厚さが０．６０ｍｍであった。また、流路の密度は、３１個／平方インチであった。また、比較例１−２に係る構造体を形成する部材の体積は２０８．２ｃｍ３であり、密度は２．８２ｇ／ｃｍ３であった。なお、構造体中に含まれる蓄熱材の割合は０％であった。
【００８４】
（排気試験１）
実施例１−１の蓄熱構造体並びに比較例１−１及び比較例１−２に係る構造体を２０℃とし、上記蓄熱構造体及び各構造体に１．０℃の空気を１．８ｍ／ｓｅｃで７０秒間流入させ、上記蓄熱構造体及び各構造体から流出後の空気の温度を測定した。結果を図５に示す。図５は、排気試験１の結果を示すグラフである。
なお、排気試験１は、住宅換気システムにおいて屋外の空気を屋内に取り込む場合を想定している。
【００８５】
（排気試験２）
上記排気試験１後の上記蓄熱構造体及び各構造体に、１９．５℃の空気を１．８ｍ／ｓｅｃで７０秒間流入させ、上記蓄熱構造体及び各構造体から流出後の空気の温度を測定した。結果を図６に示す。図６は、排気試験２の結果を示すグラフである。
なお、排気試験２は、住宅換気システムにおいて屋内の空気を屋外に排出する場合を想定している。
【００８６】
図５に示すように、実施例１−１の蓄熱構造体を用いると、比較例１−１及び比較例１−２の構造体を用いた場合と比較して、各構造体通過後の空気の温度が高かった。この結果より、実施例１−１の蓄熱構造体を用いると、寒い屋外の空気を屋内に取り込む場合に、比較例１−１及び比較例１−２の構造体を用いるよりも屋内に温かい空気を取込むことができることが判明した。
図６に示すように、実施例１−１の蓄熱構造体を用いると、比較例１−２の構造体を用いた場合と比較して、各構造体通過後の空気の温度が低かった。この結果は、屋外の暖かい空気を屋内に流入する場合に、実施例１−１の蓄熱構造体は、比較例１−２の構造体より、多くの熱を吸収して、屋内に暖かい空気を流入することを示している。
また、図６において、実施例１−１の蓄熱構造体を用いた場合と、比較例１−１の構造体を用いた場合とを比較すると、５０秒までは、比較例１−１の構造体を用いた方が構造体通過後の空気の温度が低かった。これは、比較例１−１の構造体の方が実施例１−１の蓄熱構造体よりも体積が大きいので、比較例１−１の構造体の方が実施例１−１の蓄熱構造体よりも熱容量が大きく、この期間においては、多くの熱を吸収できたためと考えられる。しかし、５０秒を経過すると、実施例１−１の蓄熱構造体を用いた方が、比較例１−１の構造体を用いるより構造体通過後の空気の温度が低かった。これは、実施例１−１の蓄熱構造体に含まれる蓄熱材料が、９℃で液体に相転移するので、５０秒を経過後の期間において、実施例１−１の蓄熱構造体の方が、比較例１−１の構造体よりも熱容量が大きくなり、より多くの熱を吸収できためと考えられる。従って、空気を５０秒以上流入する場合には、実施例１−１に係る蓄熱構造体は、効率よく空気から熱を吸収することができることが判明した。
【００８７】
これらの結果から、屋外の温度が低く屋内の温度が温かい場合に、実施例の蓄熱構造体を住宅換気システムに用いることにより、屋外から流入する空気の温度が高められ、屋内の熱量の低下を抑え、かつ、屋内の温度の変化を抑えつつ、効率的に換気をすることができることが示された。
また、屋外の温度が高い場合に、実施例の蓄熱構造体を住宅換気システムに用いることにより、屋外から流入する空気の温度が下げられているので、屋内への熱量の増加を抑え、かつ、屋内の温度の変化を抑えつつ、効率的に換気をすることができることが示された。
このため、いずれの場合でも屋外から流入する空気の影響が小さくなるので、室内の冷暖房の効率化を行うことができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０  蓄熱構造体
１０ａ  上端面
１１  蓄熱材
１２  カプセル
１３  蓄熱物質
１４  樹脂
２１  流入口
２２  流路
２２ａ  開口
２３  流出口
２４  隔壁
３０  住宅
３１  屋根
３１ａ  通風孔
３２  ソーラーパネル
３４  ファン
３５  通風管
４０  間仕切り板
４１ａ、４１ｂ  面材
４０１ａ、４０１ｂ、４０２ａ、４０２ｂ  開口
Ｆ    流体
【図１】
2017150224.tif 000003
【図２】
2017150224.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017150224.tif 000007
【図６】
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