特許 6588491 潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法、及び潜熱蓄熱槽

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6588491

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法、及び潜熱蓄熱槽

(51)【国際特許分類】

   F28D 20/02 20060101AFI20191001BHJP

   C09K 5/06 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   F28D20/02 E

   C09K5/06 E

【請求項の数】13

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2017-61715(P2017-61715)

(22)【出願日】2017年3月27日

(65)【公開番号】特開2018-162957(P2018-162957A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2017年7月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221834

【氏名又は名称】東邦瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 洸平

(72)【発明者】

【氏名】伊奈 孝

【審査官】 笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０５２８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９４５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９６５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４０３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２３６０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１０３２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２５３７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３３８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９２７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０８５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５２４４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ ２０／００ 〜 ２０／０２

Ｆ２５Ｄ ３／００ 〜 ３／１４

Ｆ２５Ｄ １６／００

Ｃ０９Ｋ ５／０６

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ５／００

Ｆ２４Ｆ １１／００

Ｂ６０Ｈ １／０８

Ｂ６５Ｄ ６７／００ 〜 ７９／０２

Ｂ６５Ｄ ８１／１８ 〜 ８１／３０

Ｂ６５Ｄ ８１／３８

Ｂ６５Ｄ ８５／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、蓄熱材収容具の内部に密閉し、該潜熱蓄熱材により、潜熱蓄熱槽内の熱媒体との間で該蓄熱材収容具を介して熱の移動を行うのにあたり、該潜熱蓄熱材が該蓄熱材収容具内に収容された状態にあるときの該潜熱蓄熱材の配置態様である潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
液相状態にある前記潜熱蓄熱材の融液の粘度を高める増粘剤が配合され、
前記蓄熱材収容具内には、前記潜熱蓄熱材と前記増粘剤とを含む潜熱蓄熱材組成物が収容されていること、
前記蓄熱材収容具内の前記潜熱蓄熱材組成物を、
前記熱媒体の上方位置から鉛直方向下方に向けて投影したときの前記潜熱蓄熱材組成物の断面積を、鉛直側断面積Ｓｖとし、前記熱媒体を通じて水平方向に向けて投影したときの前記潜熱蓄熱材組成物の断面積を、水平側断面積Ｓｈとすると、
前記蓄熱材収容具内に収容された状態にある前記潜熱蓄熱材組成物では、
Ｓｖ＜Ｓｈ ・・・式（１）
前記式（１）の条件を満たしていること、
前記潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある前記蓄熱材収容具は、水平方向に沿う厚みの変化を許容範囲内に制限するガイド手段により、拘束された状態で、一段につき、前記水平方向に複数並べて配置された蓄熱材収容具集合物を、前記鉛直方向に複数段に亘って積み重ねられ、かつ上下に隣接する段の前記蓄熱材収容具集合物同士を、互いに直交した向きに配置することにより、配置姿勢を維持した状態で、前記熱媒体の中に収容されていること、
前記潜熱蓄熱材組成物は、液体を透過しないフィルム状の樹脂製袋内に充填されていること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項2】

請求項１に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記潜熱蓄熱材組成物を充填した状態にある前記樹脂製袋は、複数の前記蓄熱材収容具により、入れ子のように、多重に重ね合わせた状態の下で、収容されており、前記複数の蓄熱材収容具の内部は、何れも密封されていること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記蓄熱材収容具は、樹脂と金属とを積層した複層構造で、融着可能な材質からなる袋または容器であり、当該蓄熱材収容具の外形輪郭をなす外周縁の少なくとも一部に、融着により封止された融着部を有していること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項4】

請求項３に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記蓄熱材収容具は、ポリエチレン（PE：polyethylene）、ポリプロピレン (PP：polypropylene)、またはポリエチレンテレフタラート（PET：polyethylene terephthalate）の少なくともいずれかの材質を含むフィルム状樹脂層に、アルミニウムを蒸着したラミネート構造の袋であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記ガイド手段は、前記潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある前記蓄熱材収容具を複数、前記蓄熱材収容具の伝熱面で前記熱媒体と接触可能な状態で収容可能な内部空間を有し、前記内部空間を包囲する少なくとも側部を、目開きを有する網状に形成されたものであること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記潜熱蓄熱材は、無機塩水和物からなること、
前記無機塩水和物に含む水和水を脱離した無水和物と、加えた水とを、前記蓄熱材収容具内で水和反応させることにより、前記無機塩水和物を生成し、前記蓄熱材収容具内に封入すること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記潜熱蓄熱材の主成分は、ミョウバン水和物であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項8】

請求項７に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
前記増粘剤は、糖アルコールに属する物質であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項10】

請求項９に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
増粘剤は、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項11】

請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
増粘剤は、ヘテロ多糖（hetero polysaccharide）に属する水溶性の多糖類で、前記潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある前記潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める物性を有するゲランガム相当物質であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項12】

請求項１１に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、
増粘剤は、ゲランガム（gellan gum）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法。

【請求項13】

相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物と、前記潜熱蓄熱材組成物との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、前記潜熱蓄熱材組成物を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えた潜熱蓄熱槽において、
前記潜熱蓄熱材組成物は、請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で、配設されていること、
を特徴とする潜熱蓄熱槽。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材により、潜熱蓄熱槽内の熱媒体との間で、蓄熱材収容具を介して熱の移動を行うのにあたり、潜熱蓄熱材が蓄熱材収容具内に収容された状態にあるときの潜熱蓄熱材の配置態様である潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法、及びこの蓄熱槽内配置方法で潜熱蓄熱材が配設された潜熱蓄熱槽に関する。

【背景技術】

【0002】

潜熱蓄熱材（PCM：Phase Change Material）は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱または放熱を行う物性を有しており、本来廃棄される排熱を蓄熱し、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことで、エネルギが無駄なく有効に活用できる。潜熱蓄熱材は、蓄熱材収容具内に充填されており、外部に漏れないよう、この蓄熱材収容具を密閉した状態で、蓄熱材収容具内に収容されている。蓄熱材収容具は、熱媒体である水等と潜熱蓄熱材との間で熱の移動を可能とした樹脂フィルム製の袋等からなり、熱の接触面積をより大きく確保できる扁平な形状に形成されている。蓄熱材収容具では、主として長辺側の面部が、熱媒体と潜熱蓄熱材との間で熱の移動を行う伝熱面になっている。

【0003】

このような潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具は、蓄熱槽の側壁側に向けて寝かせた横向きの姿勢で、複数段に積み重ねた配置や、潜熱蓄熱槽の上方側に向けた縦置きの姿勢で、横並びに複数列に分けた配置等、種々の配置形態により、水等に完全に浸漬された状態で収容されている。蓄熱材収容具を縦置きの姿勢で配置した潜熱蓄熱槽の一例として、特許文献１の潜熱蓄熱槽が開示されている。

【0004】

特許文献１は、アルミ箔と合成樹脂とをラミネート加工したフィルム状のパウチに、酢酸ナトリウム三水和物とする潜熱蓄熱材を充填して密封した潜熱蓄熱袋を複数列、潜熱蓄熱槽内に配置した潜熱蓄熱槽である。特許文献１には、電極間で電界ショックを与える電極印加手段が、潜熱蓄熱槽外に設けられ、電極印加手段のリード線が、槽内を通じて潜熱蓄熱袋に配線され、電極が潜熱蓄熱袋に設けられている。パウチをなすアルミ箔は、その電極印加手段のリード線の機能も担っている。特許文献１では、過冷却を解除して潜熱蓄熱材を凝固させる目的で、電界ショックによる衝撃が、潜熱蓄熱袋内で潜熱蓄熱材に与えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−９４５１９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、潜熱蓄熱槽内の熱媒体中に存在する特許文献１のリード線等のように、潜熱蓄熱材に伴う機能とは無関係で、熱伝導に全く関与しない阻害物質が、熱媒体の中や、潜熱蓄熱材を充填した蓄熱材収容具の中に存在していると、熱媒体から潜熱蓄熱材への蓄熱や、潜熱蓄熱材から熱媒体への放熱を行うときに、阻害物質は、熱を伝導する上で弊害となる。また、一般的に無機塩水和物の融液は、酸性または塩基性を呈する傾向にあり、両性金属であるアルミニウムは、無機塩水和物において、酸性の融液と塩基性の融液とも溶解する。特許文献１の場合、酢酸ナトリウム三水和物の融液は、塩基性を呈するため、アルミニウムは、酢酸ナトリウム三水和物の融液に溶解する。そのため、パウチをなすアルミ箔が、酢酸ナトリウム三水和物の融液に触れてしまうと、アルミ箔が劣化してしまうほか、パウチの損傷に発展して、潜熱蓄熱材が熱媒体中に漏洩してしまう虞がある。また、リード線等のような阻害物質が、潜熱蓄熱槽内の熱媒体の中で存在すると、さらなる潜熱蓄熱材を収容できる空間に代えて、そのスペースが阻害物質で占有されてしまい、結果的に、潜熱蓄熱槽内に収容できる潜熱蓄熱材の容量が制限されて、潜熱蓄熱槽全体で蓄えることができる熱量も少なくなる。

【0007】

ところで、潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具には、潜熱蓄熱材の収容時に混入した空気が内在している。潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具が潜熱蓄熱槽内に収容され、潜熱蓄熱材が液相状態にあるときには、潜熱蓄熱材の融液が、自重により蓄熱材収容具の下側に偏り、蓄熱材収容具の上側には、混入した空気による空隙部が必然的に形成されてしまう。この空隙部のボリュームは、潜熱蓄熱材の体積変動によっても変化する。このような潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具が、横向きの姿勢で潜熱蓄熱槽内に配置されると、蓄熱材収容具の上面やその下面全体が、熱媒体との伝熱面となる。

【0008】

このとき、蓄熱材収容具に混入した空気は、蓄熱材収容具の上面全体に接した幅広な空隙部を形成し、蓄熱材収容具を介して、熱媒体から潜熱蓄熱材に蓄熱するときや、潜熱蓄熱材から熱媒体に放熱するときに、空隙部で熱伝導を遮る割合が増えてしまい、熱の伝導の低下を招いてしまう。そのため、伝熱面に接触する幅広な空隙部は、熱伝導にとって阻害要因になる。さらに、潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具が、横向きの姿勢で複数段に積み重ねて配置されていると、積み重なっている潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具の伝熱面同士が密着してしまい、水等（熱媒体）が伝熱面に流れず、このことが、熱伝導の効率の低下を招く一因となる。

【0009】

一方、潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具が、特許文献１のように、縦向きの姿勢で潜熱蓄熱槽内に配置されていれば、蓄熱材収容具の側面が熱媒体との伝熱面になり、蓄熱材収容具の上部側に、幅狭な空隙部は形成されるが、同じ蓄熱材収容具の対比で、その空隙部と蓄熱材収容具の側面との接触面積は、蓄熱材収容具の側面全体の面積の一部に過ぎない。そのため、縦向きの姿勢は、横向きの姿勢の場合に比べ、熱伝導の低下を抑制することはできる。

【0010】

他方、潜熱蓄熱材が、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）等のような無機塩水和物である場合がある。この場合、潜熱蓄熱材の使用直後において、潜熱蓄熱材が固体状態であるときに、アンモニウムミョウバン（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２）等の無機塩と水分子（Ｈ_２Ｏ）とが、互いの相互作用で結びついて、均一な結晶構造を形成する。また、潜熱蓄熱材が融液状態であるときには、アンモニウムミョウバン等の無機塩と水分子とが、均一に混ざった状態になっている。しかしながら、潜熱蓄熱槽内に縦向きの姿勢でこの潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具を配置すると、蓄熱とその放熱のサイクルを複数回繰り返すうちに、各成分の密度差（比重差）により、無機塩と水とが分離する相分離が生じてしまう。

【0011】

さらに、この潜熱蓄熱材に、過冷却防止剤や融点調整剤等の添加剤が配合されている潜熱蓄熱材組成物の場合には、蓄熱とその放熱のサイクルを複数回繰り返すうちに、組成物を構成する各成分の混ざり具合が、構成成分の密度差により不均一になる。横向きの姿勢の場合に比べ、潜熱蓄熱材入りの蓄熱材収容具を縦向きの姿勢で潜熱蓄熱槽内に配置した場合に、充填されている潜熱蓄熱材の層の高さが高くなるため、相分離や成分の不均一化が、顕著に表れる。このような相分離や成分の不均一化が蓄熱材収容具内で生じてしまうと、本来、潜熱蓄熱材に有する蓄放熱性能が発揮できなくなる。

【0012】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材が蓄熱材収容具の内部に収容され、この蓄熱材収容具を介して、潜熱蓄熱槽内の熱媒体と潜熱蓄熱材との間で熱伝導を行うのにあたり、潜熱蓄熱材の蓄放熱性能を維持しながら、熱伝導を効率良く行うことができる潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法、及び潜熱蓄熱槽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】

上記目的を達成するために、本発明に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法は、以下の構成を有する。
（１）相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、蓄熱材収容具の内部に密閉し、該潜熱蓄熱材により、潜熱蓄熱槽内の熱媒体との間で該蓄熱材収容具を介して熱の移動を行うのにあたり、該潜熱蓄熱材が該蓄熱材収容具内に収容された状態にあるときの該潜熱蓄熱材の配置態様である潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、液相状態にある前記潜熱蓄熱材の融液の粘度を高める増粘剤が配合され、前記蓄熱材収容具内には、前記潜熱蓄熱材と前記増粘剤とを含む潜熱蓄熱材組成物が収容されていること、前記蓄熱材収容具内の前記潜熱蓄熱材組成物を、前記熱媒体の上方位置から鉛直方向下方に向けて投影したときの前記潜熱蓄熱材組成物の断面積を、鉛直側断面積Ｓｖとし、前記熱媒体を通じて水平方向に向けて投影したときの前記潜熱蓄熱材組成物の断面積を、水平側断面積Ｓｈとすると、前記蓄熱材収容具内に収容された状態にある前記潜熱蓄熱材組成物では、Ｓｖ＜Ｓｈ ・・・式（１） 前記式（１）の条件を満たしていること、前記潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある前記蓄熱材収容具は、水平方向に沿う厚みの変化を許容範囲内に制限するガイド手段により、拘束された状態で、かつ配置姿勢を維持した状態で、前記熱媒体の中に収容されていること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記蓄熱材収容具は、樹脂と金属とを積層した複層構造で、融着可能な材質からなる袋または容器であり、当該蓄熱材収容具の外形輪郭をなす外周縁の少なくとも一部に、融着により封止された融着部を有していること、を特徴とする。
（３）（２）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記蓄熱材収容具は、ポリエチレン（PE：polyethylene）、ポリプロピレン (PP：polypropylene)、またはポリエチレンテレフタラート（PET：polyethylene terephthalate）の少なくともいずれかの材質を含むフィルム状樹脂層に、アルミニウムを蒸着したラミネート構造の袋であること、を特徴とする。
（４）（２）または（３）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記潜熱蓄熱材組成物は、複数の前記蓄熱材収容具により、入れ子のように、多重に重ね合わせた状態の下で、収容されていること、を特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記ガイド手段は、前記潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある前記蓄熱材収容具を１または複数、前記蓄熱材収容具の伝熱面で前記熱媒体と接触可能な状態で収容可能な内部空間を有し、前記内部空間を包囲する少なくとも側部を、目開きを有する網状に形成されたものであること、を特徴とする。
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記潜熱蓄熱材は、無機塩水和物からなること、前記無機塩水和物に含む水和水を脱離した無水和物と、加えた水とを、前記蓄熱材収容具内で水和反応させることにより、前記無機塩水和物を生成し、前記蓄熱材収容具内に封入すること、を特徴とする。
（７）（１）乃至（６）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記潜熱蓄熱材の主成分は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。
（８）（７）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。
（９）（１）乃至（８）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、前記増粘剤は、糖アルコールに属する物質であること、を特徴とする。
（１０）（９）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）であること、を特徴とする。
（１１）（１）乃至（８）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、ヘテロ多糖（hetero polysaccharide）に属する水溶性の多糖類で、前記潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある前記潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める物性を有するゲランガム相当物質であること、を特徴とする。

【0014】

なお、本発明に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、「ゲランガム相当物質」とは、例えば、ゲランガム（gellan gum）をはじめ、ゲランガムの物性と同等な物性を有したゲランガムに相当する物質をいう。すなわち、ゲランガムは、下記の化学構造に示すように、単糖を直鎖状に連結したポリマーによる高分子化合物である。

【0015】

【化1】

【0016】

ポリマーの基質となる単量体（モノマー）は、２つのＤ−グルコース残基と、１つのＤ−グルクロン酸残基と、１つのＬ−ラムノース残基とにより、計３種で４つの糖分子からなる。ゲランガムは、分子量の大きな高分子化合物であるにも関わらず、水溶性を有する。これは、ゲランガムがＤ−グルクロン酸残基上の１価の官能基であるカルボキシ基（carboxy group）（化学構造では、「ＣＯＯＨ」と表記）を有するためである。すなわち、水中でカルボキシ基の一部が、プロトン（化学構造では、「Ｈ^＋」）を放出し、負の電荷（化学構造では、「ＣＯＯ⁻」と表記）を帯びることにより、ゲランガム分子が互いに静電反発して水中に分散するために、ゲランガムは水溶性を示す。水中に分散したゲランガムは、高温下では、ランダムコイル状の構造をなしているが、冷却されると、二重の螺旋構造を構成する。

【0017】

さらに、このような状態になっているゲランガムに、カチオンが外部から供給されると、Ｄ−グルクロン酸残基において、負の電荷を帯びたカルボキシ基と、正の電荷を帯びたカチオン（陽イオン）（化学構造では「Ｍ^＋」と表記）とが、互いに引き寄せ合う静電相互作用が生じる。このとき、カチオンが１価の場合、カチオンの１価の電荷と、ゲランガムのカルボキシ基上の負の電荷とが、互いに打ち消し合い、二重螺旋構造を形成するゲランガム同士の静電反発が解消される。さらに、これらの二重螺旋構造は、当該二重螺旋構造に含まれる酸素原子と水素原子との間で相互に作用する水素結合により、会合する。カチオンが２価の場合、各二重螺旋構造に含まれる負の電荷を帯びたカルボキシ基が、正の電荷を有するカチオンとの静電相互作用を介して架橋されることで、これらの二重螺旋構造は、互いに会合する。

【0018】

このような会合により、カチオンが供給されたゲランガムはゲル化する。このようなゲランガムに相当する物質として、単一種または複数種に関わらず、糖分子を複数連結してなる高分子化合物を対象に、構成する糖分子に、例えば、カルボキシ基等のように、親水基を有することで、高分子化合物に水溶性を付与し、かつ水中で電離して負の電荷を帯びる官能基を有し、水との共存下において、外部から供給されるカチオンとこの官能基との間で、静電相互作用の形成を可能とする物質が該当する。また、ゲランガムの物性と同等な物性として、水溶性を有し、分子内の官能基同士の相互作用によって、少なくとも螺旋構造等の三次元構造を形成する性質を持ち、水との共存下において、外部から供給されるカチオンと官能基との静電相互作用により、これらの螺旋構造が会合し、ネットワーク構造を形成してゲル化を促す特性が該当する。本発明に係る潜熱蓄熱材組成物では、ゲランガムのほか、このような特性を具備した物質を対象に、「ゲランガム相当物質」と定義している。

【0019】

（１２）（１１）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、ゲランガム（gellan gum）であること、を特徴とする。

【0020】

また、上記目的を達成するために、本発明に係る潜熱蓄熱槽は、以下の構成を有する。
（１３）相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物と、前記潜熱蓄熱材組成物との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、前記潜熱蓄熱材組成物を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えた潜熱蓄熱槽において、前記潜熱蓄熱材組成物は、（１）乃至（１２）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で、配設されていること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

上記構成を有する本発明の潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法の作用・効果について説明する。
（１）相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、蓄熱材収容具の内部に密閉し、該潜熱蓄熱材により、潜熱蓄熱槽内の熱媒体との間で該蓄熱材収容具を介して熱の移動を行うのにあたり、該潜熱蓄熱材が該蓄熱材収容具内に収容された状態にあるときの該潜熱蓄熱材の配置態様である潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、液相状態にある潜熱蓄熱材の融液の粘度を高める増粘剤が配合され、蓄熱材収容具内には、潜熱蓄熱材と増粘剤とを含む潜熱蓄熱材組成物が収容されていること、蓄熱材収容具内の潜熱蓄熱材組成物を、熱媒体の上方位置から鉛直方向下方に向けて投影したときの潜熱蓄熱材組成物の断面積を、鉛直側断面積Ｓｖとし、熱媒体を通じて水平方向に向けて投影したときの潜熱蓄熱材組成物の断面積を、水平側断面積Ｓｈとすると、蓄熱材収容具内に収容された状態にある潜熱蓄熱材組成物では、Ｓｖ＜Ｓｈ ・・・式（１） 式（１）の条件を満たしていること、潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある蓄熱材収容具は、水平方向に沿う厚みの変化を許容範囲内に制限するガイド手段により、拘束された状態で、かつ配置姿勢を維持した状態で、熱媒体の中に収容されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物が融液の状態になったときに、潜熱蓄熱材組成物の融液が、蓄熱完了時に蓄熱材収容具の下方に移動し、潜熱蓄熱材組成物の入った蓄熱材収容具の厚みが、その上下側で均一ではないため、熱媒体は、潜熱蓄熱材組成物の入った蓄熱材収容具同士の間を流通し易くなる。しかも、膨張した、潜熱蓄熱材組成物の入った蓄熱材収容具の態様は、隣接する蓄熱材収容具毎に異なるため、たとえ膨張部分で局部的に接触したとしても、その接触面積は、比較的小さく抑えることができる。また、潜熱蓄熱材組成物を蓄熱材収容具内に収容した蓄熱材封入パックが、縦置き姿勢で潜熱蓄熱槽に配されても、潜熱蓄熱材組成物の融液では、増粘剤により、構成成分を均一に分散した状態が維持できている。そのため、潜熱蓄熱材組成物が、液相と固相との間で相変化を繰り返し行っても、構成成分の分布を均一に保つことができている。ひいては、潜熱蓄熱材組成物の融点・凝固点等の物性が変動するのを抑制することができる。

【0022】

従って、本発明に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法によれば、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材が蓄熱材収容具の内部に収容され、蓄熱材収容具を介して、潜熱蓄熱槽内の熱媒体と潜熱蓄熱材との間で熱伝導を行うのにあたり、潜熱蓄熱材の蓄放熱性能を維持しながら、熱伝導を効率良く行うことができる、という優れた効果を奏する。

【0023】

（２）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、蓄熱材収容具は、樹脂と金属とを積層した複層構造で、融着可能な材質からなる袋または容器であり、当該蓄熱材収容具の外形輪郭をなす外周縁の少なくとも一部に、融着により封止された融着部を有していること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物を蓄熱材収容具内に収容した蓄熱材封入パックの剛性が、融着部によって増強される。また、蓄熱材封入パックの伝熱面は、融着部より内側にあるため、潜熱蓄熱材組成物の融液が、蓄熱完了時に蓄熱材収容具の下方に移動しても、蓄熱材収容具の厚みは、蓄熱材収容具の上方と下方で、極端に大きく変化せず、下方に移動した潜熱蓄熱材組成物そのものによる伝熱阻害を低減することができる。

【0024】

（３）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、蓄熱材収容具は、ポリエチレン（PE：polyethylene）、ポリプロピレン (PP：polypropylene)、またはポリエチレンテレフタラート（PET：polyethylene terephthalate）の少なくともいずれかの材質を含むフィルム状樹脂層に、アルミニウムを蒸着したラミネート構造の袋であること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物を蓄熱材収容具内に収容した蓄熱材封入パックにおいて、全ての蓄熱材収容具の厚みが、例えば、１００μｍ程度であれば、蓄熱材収容具での熱伝導の低下がほとんどなく、潜熱蓄熱材組成物の潜熱蓄熱材と熱媒体との間で、潜熱蓄熱材への蓄熱と、潜熱蓄熱材からの放熱が十分にできる。また、熱媒体の温度が、例えば、１００℃近くても、蓄熱材封入パックの耐熱性は確保できている。また、アルミニウムがフィルム状樹脂層に蒸着された構造になっているため、潜熱蓄熱槽内の熱媒体や、酸素等の気体が、フィルム状樹脂層を通じて潜熱蓄熱材組成物に接触するのを、アルミニウムの被覆層によって遮断することができる。

【0025】

（４）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、潜熱蓄熱材組成物は、複数の蓄熱材収容具により、入れ子のように、多重に重ね合わせた状態の下で、収容されていること、を特徴とする。この特徴により、万一、潜熱蓄熱材組成物を蓄熱材収容具内に収容した蓄熱材封入パックを潜熱蓄熱槽の内外に移動させるときや、蓄熱材収容具本体の経年劣化等に起因して、潜熱蓄熱材組成物を覆う蓄熱材収容具が損傷した場合でも、蓄熱材収容具が複数に重ね合わせた複層構造になっているため、潜熱蓄熱材組成物の外部への漏洩を防止することができる。

【0026】

（５）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、ガイド手段は、潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある蓄熱材収容具を１または複数、蓄熱材収容具の伝熱面で熱媒体と接触可能な状態で収容可能な内部空間を有し、内部空間を包囲する少なくとも側部を、目開きを有する網状に形成されたものであること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物を蓄熱材収容具内に収容した蓄熱材封入パックの伝熱面と熱媒体との接触を確保した上で、上記蓄熱材封入パック内の潜熱蓄熱材組成物の相変化により、蓄熱材封入パックに多少の変形が生じても、内部空間に収容した蓄熱材封入パックの配置状態が、潜熱蓄熱槽内でほぼ一定に保持できる。

【0027】

（６）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、潜熱蓄熱材は、無機塩水和物からなること、無機塩水和物に含む水和水を脱離した無水和物と、加えた水とを、蓄熱材収容具内で水和反応させることにより、無機塩水和物を生成し、蓄熱材収容具内に封入すること、を特徴とする。この特徴により、無水和物の容器への充填前、隣接する粉末同士の間にあった間隙は水和反応時に、容器に加えた水で満たされるため、容器の内容積に対し、潜熱蓄熱材が占める体積充填率は、粉末状の無機塩水和物を容器内に直に充填した場合に比べて、大幅に向上する。また、間隙の発生を抑えているため、このような場合との対比で、潜熱蓄熱材と潜熱蓄熱槽内の熱媒体との間の熱伝導に要する時間も短くなるため、このような伝熱性能は高くなる。また、潜熱蓄熱材や、これに添加剤を配合した潜熱蓄熱材組成物を生成するのに、加熱設備を一切必要とせず、このような潜熱蓄熱材組成物等を、容器内で常温のまま簡単に生成することができる。しかも、融点が、例えば、約９０℃のような比較的高い潜熱蓄熱材組成物等でも、液相状態の潜熱蓄熱材組成物等を直接取り扱うことがなく、潜熱蓄熱材組成物等の充填・封入作業は、安全である。

【0028】

（７）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、潜熱蓄熱材の主成分は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。この特徴により、様々な種類の無機塩水和物の中でも、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物等のようなミョウバン水和物を用いた潜熱蓄熱材は、相変化に伴う潜熱が比較的大きい物性を有する。そのため、このような物性の潜熱蓄熱材では、蓄熱できる蓄熱量も比較的大きい。また、ミョウバン水和物である潜熱蓄熱材を含む潜熱蓄熱材組成物は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。

【0029】

（８）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

【0030】

（９）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、糖アルコールに属する物質であること、を特徴とする。この特徴により、無機塩水和物が、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物等のミョウバン水和物である場合に、増粘剤は、無機塩水和物の構成成分である水に溶解し易く、組成した蓄熱材組成物は、化学的に安定している。

【0031】

（１０）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）であること、を特徴とする。この特徴により、マンニトールは、液相状態にある潜熱蓄熱材の融液の粘度を高めると共に、潜熱蓄熱材組成物を構成する成分同士の相分離現象や、この潜熱蓄熱材組成物を構成する成分で、密度が互いに異なる成分同士に対し、密度差による成分同士の不均一化を防止することができる。また、マンニトールは、無毒で非危険物であるため、取扱いが容易である上に、安価でもある。

【0032】

（１１）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、ヘテロ多糖（hetero polysaccharide）に属する水溶性の多糖類で、潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める物性を有するゲランガム相当物質であること、を特徴とする。また、（１２）に記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、増粘剤は、ゲランガム（gellan gum）であること、を特徴とする。この特徴により、ゲランガム自体は、蓄熱特性を具備していないが、アンモニウムミョウバン１２水和物等の潜熱蓄熱材にゲランガム等を、例えば、１．０ｗｔ％以下という少量添加するだけで、潜熱蓄熱材組成物の融液を増粘することができ、潜熱蓄熱材組成物における構成成分の分離を、より効果的に抑制することができる。また、例えば、増粘剤がゲランガム等の場合、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物等の融液が、酸性を呈する物性であっても、例示したゲランガムは、耐酸性の物性を有しているため、ゲランガム等の添加に起因して、潜熱蓄熱材組成物が、経時的に変性、変質してしまうこともない。

【0033】

また、上記構成を有する本発明の潜熱蓄熱槽の作用・効果について説明する。
（１３）相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物と、潜熱蓄熱材組成物との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、潜熱蓄熱材組成物を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えた潜熱蓄熱槽において、潜熱蓄熱材組成物は、（１）乃至（１２）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で、配設されていること、を特徴とする。上述の潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法により、潜熱蓄熱材組成物内の潜熱蓄熱材に対し、熱媒体と当該潜熱蓄熱材の間の伝熱速度を、比較的速くすることができる。そのため、潜熱蓄熱材組成物の過冷却現象を防止し、潜熱蓄熱材組成物の相変化に伴う状態変化（蓄熱材としての機能）が安定し、このような潜熱蓄熱材組成物を用いた潜熱蓄熱槽は、熱供給源と熱提供先との間で行う熱エネルギの授受について、高い信頼性で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本実施形態に係る潜熱蓄熱槽を例示した模式図である。

【図2】本実施形態に係る潜熱蓄熱槽に収容された潜熱蓄熱材組成物を模式的に示す説明図である。

【図3】本実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法に対応した潜熱蓄熱材ユニットを模式的に示す説明図である。

【図4】実施例１に係る蓄熱材収容ユニットに具備した潜熱蓄熱材組成物の作製工程を示すフロー図である。

【図5】本実施形態に係る蓄熱材収容ユニットの蓄熱材封入パックの作製工程を示すフロー図である。

【図6】実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法であるときの蓄熱材封入パックの断面を示す模式図である。

【図7】実施例１に係る潜熱蓄熱材ユニット内に収容された蓄熱材封入パックの状態を模式的に示す説明図である。

【図8】本実施形態の比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法に対応した潜熱蓄熱材ユニットを模式的に示す説明図である。

【図9】比較例１に係る蓄熱材収容ユニットに具備した潜熱蓄熱材組成物の作製工程を示すフロー図である。

【図10】比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法であるときの蓄熱材封入パックの断面を示す模式図である。

【図11】比較例１に係る潜熱蓄熱材ユニット内に収容された蓄熱材封入パックの状態を模式的に示す説明図である。

【図12】実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で収容された潜熱蓄熱材組成物に対し、その潜熱蓄熱材組成物１Ｌ当たりの蓄熱量と時間との関係を調査した検証実験１で、試料の蓄熱量の測定結果を示したグラフである。

【図13】図１２に続き、同じ試料による放熱量の測定結果を示すグラフである。

【図14】図１２と同様、潜熱蓄熱材組成物１Ｌ当たりの蓄熱量と時間との関係を調査した検証実験１で、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で収容された潜熱蓄熱材組成物に対し、その蓄熱量の測定結果を示したグラフである。

【図15】図１４に続き、同じ試料による放熱量の測定結果を示すグラフである。

【図16】検証実験１及び検証実験２に関し、実施例１に係る試料と、比較例１に係る試料との対比による蓄熱速度・放熱速度の結果をまとめた表である。

【図17】実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法により配設された蓄熱材封入パックを対象とした確認調査で、蓄熱材封入パックの厚みを測定する部位を模式的に示した説明図である。

【図18】確認調査で蓄熱材封入パックの厚みの測定結果をまとめた表である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

（実施形態）
以下、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物、及びこの潜熱蓄熱材組成物を用いた潜熱蓄熱槽について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、蓄熱材収容具の内部に密閉し、この潜熱蓄熱材により、潜熱蓄熱槽内の熱媒体との間で蓄熱材収容具を介して熱の移動を行うのにあたり、潜熱蓄熱材が、蓄熱材収容具内に収容された状態にあるときの潜熱蓄熱材の配置態様である。

【0036】

また、潜熱蓄熱槽は、潜熱蓄熱材に、潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物と、潜熱蓄熱材組成物との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、潜熱蓄熱材組成物を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えている。本実施形態では、実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法と、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法を挙げて説明する。はじめに、実施例１と比較例１との共通する部分を説明した後、実施例１を説明し、続いて比較例１を説明する。

【0037】

＜実施例１と比較例１との共通部分＞
はじめに、潜熱蓄熱槽の概要について、簡単に説明する。図１は、本実施形態に係る潜熱蓄熱槽を例示した模式図である。図１に示すような潜熱蓄熱槽８０は、例えば、病院やビルの発電に用いるコジェネレーション（CogenerationまたはCombined Heat and Power）のガスエンジンシステム等の熱供給源と、この熱供給源で生じた排熱に有する熱エネルギを利用する熱提供先の設備との間に設置される。潜熱蓄熱槽８０は、何れも図示しない第１熱交換器及び第２熱交換器と配管で接続されており、潜熱蓄熱槽８０、第１熱交換器、及び第２熱交換器は、循環流路をなす配管系統で連通している。潜熱蓄熱槽８０の容積は、本実施形態では、１６０Ｌである。

【0038】

この潜熱蓄熱槽８０には、後に詳述するように、蓄熱材収容ユニット７０，７０Ａが、熱媒体８３に浸漬した状態で収容されている。実施例１と比較例１で使用した潜熱蓄熱槽８０は、ステンレス鋼製で、縦４０ｃｍ×横４０ｃｍ×高さ１４０ｃｍで直方体に形成されている。熱媒体８３は、本実施形態では、水であり、蓄熱材収容ユニット７０，７０Ａを収容した状態において、熱媒体８３の深さは、１００ｃｍである。蓄熱材収容ユニット７０，７０Ａは、潜熱蓄熱材１０と増粘剤２２等とを含む潜熱蓄熱材組成物３が封入袋５０内に封入された蓄熱材封入パック１を、バスケット７１，７１Ａ（ガイド手段）（図３及び図８参照）内に複数収容し、保持されたものである。なお、図１には、説明の都合上、熱媒体８３の中に蓄熱材収容ユニット７０等を１つだけ収容した潜熱蓄熱槽８０を図示しているが、実際には、このような蓄熱材収容ユニット７０等は、潜熱蓄熱槽８０内に複数収容されることもあり、蓄熱材収容ユニット等の数量や配置形態は、限定されるものではない。

【0039】

潜熱蓄熱槽８０内には、熱供給源の排熱により、第１の熱交換器を介して約９０℃に加熱された水等の熱媒体８３が、取水口８１から供給される。蓄熱材収容ユニット７０等では、潜熱蓄熱材組成物３内の潜熱蓄熱材１０が、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３により、封入袋５０を介して、８０〜９０℃の温度帯域で蓄熱を行う。また、潜熱蓄熱材１０は、その蓄熱により、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３にこの温度帯域で放熱され、伝熱により温められた熱媒体８３は、排水口８２を通じて第２熱交換器に流される。そして、熱媒体８３に有する熱が、第２熱交換器を介して、例えば、図示しない給湯設備や、冷暖房を行う空気調和設備等の熱提供先の設備向けの熱源（熱エネルギ）として、活用される。その後、第２熱交換器で熱が奪われた熱媒体８３は、第１の熱交換器に還流され、第１の熱交換器で再び、熱供給源の排熱より加熱される。潜熱蓄熱槽８０では、このように一連の熱交換を伴った熱媒体８３の循環を１サイクルとして、このサイクルが、複数回繰り返し行われる。

【0040】

次に、潜熱蓄熱材組成物３について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示す蓄熱材収容ユニットに収容された潜熱蓄熱材組成物を模式的に示す説明図である。図２に示すように、潜熱蓄熱材組成物３は、潜熱蓄熱材１０に、２種の添加剤２０を配合してなる。なお、図２には、２種の添加剤２０として、融点調整剤２１と増粘剤２２の両方を図示しているが、後述する実施例１では、融点調整剤２１も兼ねる増粘剤２２が用いられているため、図２中、クロスハッチングで示した添加剤２０（融点調整剤２１）は含まれない。他方、後述する比較例１では、融点調整剤２１と増粘剤２２とは、互いに独立した添加剤２０であるため、クロスハッチングで示した添加剤２０（融点調整剤２１）と、白抜きで示した添加剤２０（増粘剤２２）の両方が存在する。

【0041】

潜熱蓄熱材１０は、相変化に伴う潜熱の出入りにより、蓄熱またはその放熱を可能とする潜熱蓄熱材である。潜熱蓄熱材１０は、主成分をミョウバン水和物とする蓄熱材であり、本実施形態では、アンモニウムミョウバン１２水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水：ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）（以下、単に「アンモニウムミョウバン」と称する。）である。アンモニウムミョウバンは、融点９３．５℃、酸性（１％水溶液の場合、ｐＨは約３．６）を呈する物性で、常温では固体の物質である。そのため、アンモニウムミョウバンが、単体で融点未満の９０℃程度に加熱されたとしても、アンモニウムミョウバンは、ほとんど溶融することなく、潜熱を蓄熱することもできない。

【0042】

なお、本実施形態では、潜熱蓄熱材組成物３の主成分である潜熱蓄熱材１０を、アンモニウムミョウバン１２水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水：ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）とした。しかしながら、潜熱蓄熱材は、無機塩水和物からなり、アンモニウムミョウバン以外にも、例えば、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、クロムミョウバン（ＣｒＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、鉄ミョウバン（ＦｅＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩Ｍ^Ｉ_２（ＳＯ_４）と、３価の陽イオンの硫酸塩Ｍ^ＩＩＩ_２（ＳＯ_４）_３との複硫酸塩である「ミョウバン」であっても良い。また、この「ミョウバン」に含まれる３価の金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等の金属イオンでも良い。さらに、潜熱蓄熱材１０は、このような「ミョウバン」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材であっても良い。

【0043】

添加剤２０は２種（第１の添加剤、第２の添加剤）とも、潜熱蓄熱材１０の物性を調整する役割を担う水溶性の添加剤である。第１の添加剤２０は、潜熱蓄熱材１０の融点を、必要に応じて任意の温度に調整する融点調整剤２１である。第２の添加剤２０は、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物３の融液の粘度を高める増粘剤２２である。なお、本実施形態では、潜熱蓄熱材組成物３に配合する添加剤２０として、融点調整剤２１と増粘剤２２とを挙げたが、増粘剤２２以外に潜熱蓄熱材組成物に配合する添加剤は、融点調整剤２１に限らず、例えば、融液状態にある蓄熱材の結晶化の誘起を促す過冷却防止剤や、潜熱蓄熱材組成物に着色する着色剤等も挙げることができる。

【0044】

＜実施例１＞
実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、潜熱蓄熱材組成物３の作製方法、融点調整剤２１と増粘剤２２とを兼ねた添加剤２０の使用、バスケット７１の大きさ、蓄熱材収容ユニット７０の態様が、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法と異なっている。添加剤２０は、糖アルコールに属する物質であり、本実施例１では、融点調整剤２１と増粘剤２２とを兼ねたマンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）である。

【0045】

はじめに、潜熱蓄熱材組成物３の作製方法について、図４を用いて説明する。図４は、実施例１に係る蓄熱材収容ユニットに具備した潜熱蓄熱材組成物の作製工程を示すフロー図である。

【0046】

前述したように、潜熱蓄熱槽８０内には、蓄熱材封入パック１が収容されている。図４及び図５に示すように、蓄熱材封入物２として、潜熱蓄熱材組成物３は、漏洩防止用内袋４０内に充填されている。蓄熱材封入物２は、２枚重ね合わせた封入袋５０（第１封入袋５０Ａ、第２封入袋５０Ｂ）（蓄熱材収容具）のうち、内側の第１封入袋５０Ａ内に、蓄熱材封入プレパック１Ａとして収容されている。そして、さらにこの蓄熱材封入プレパック１Ａは、潜熱蓄熱槽８０内に蓄熱材封入パック１を収容する態様として、外側の第２封入袋５０Ｂ内に収容されている。漏洩防止用内袋４０は、本実施形態では、例えば、縦２３ｃｍ×横１２ｃｍの長方形で、厚さ０．０２ｍｍ程度の薄いポリエチレン（PE：polyethylene）製の包装用袋等である。

【0047】

蓄熱材封入物２内に含む潜熱蓄熱材組成物３で、その主成分である潜熱蓄熱材１０は、無機塩水和物の一種とするアンモニウムミョウバンである。実施例１では、無機塩水和物に含む水和水を脱離した無水和物と、加えた水とを、漏洩防止用内袋４０内で水和反応させることにより、無機塩水和物を生成し、漏洩防止用内袋４０（蓄熱材収容具）を封入する方法を用いて、潜熱蓄熱材１０が生成される。

【0048】

具体的には、無機塩水和物は、前述したように、アンモニウムミョウバン１２水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水：ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であり、その無水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物に含む水和水（１２Ｈ_２Ｏ）を脱離した焼アンモニウムミョウバン（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２）である。水は、例えば、純水、イオン交換水、水道水等である。

【0049】

実施例１に係る潜熱蓄熱材の袋内封入方法は、焼アンモニウムミョウバン１１を、平均１ｍｍ程度の大きさに粒子を粉砕して粉末状態（図４中、（ａ））にした後、４８．２ｇ秤量して、開口４１を通じて漏洩防止用内袋４０内に充填する（図４中、（ｂ））。なお、焼アンモニウムミョウバン１１の粒子の大きさが、平均１ｍｍ程度よりも細かくなると、粒子間の間隙がより少なくなるため、好ましい。

【0050】

他方で、添加剤２０であるマンニトールの粉末を、８．０ｇ秤量して、常温の水１２と共に、容量２５０ｍｌのポリプロピレン (PP：polypropylene)製の第１瓶９１に投入し、常温のまま撹拌することにより、マンニトール２０が水１２に溶解したマンニトール水溶液３０を調製する（図４中、（ｃ））。マンニトール２０は、平均数百μｍ程度の大きさに粉砕されたものである。水１２の投入量は、無水和物である焼アンモニウムミョウバン１１に対し、その水和物であるアンモニウムミョウバン水和物１０（潜熱蓄熱材１０）を生成するのに必要な加水量と同量、または加水量を超える量の水である。この加水量は、すなわちアンモニウムミョウバン水和物１０に含む水和水（１２Ｈ_２Ｏ）に相当する量である。実施例１では、水１２として、純水を４３．８ｇ秤取した。これは、４８．２ｇの焼アンモニウムミョウバン１１を、アンモニウムミョウバン１２水和物１０とするために、過不足なく必要な加水量である。

【0051】

次に、焼アンモニウムミョウバン１１を漏洩防止用内袋４０内に充填後、開口４１を通じてマンニトール水溶液を漏洩防止用内袋４０内に注ぎ（図４中、（ｄ））、漏洩防止用内袋４０内で焼アンモニウムミョウバン１１と水１２との水和反応が終了するまで、この漏洩防止用内袋４０を水平に静置する。これにより、漏洩防止用内袋４０には、焼アンモニウムミョウバン１１と、水和水（１２Ｈ_２Ｏ）に相当する加水量の水１２と、マンニトール２０とが、互いに混ざり合う。常温下にある焼アンモニウムミョウバン１１とマンニトール水溶液３０との混合物は、図４中、（ｅ）に示すように、スラリー状混合物１５を経て、次第に凝固する。これにより、焼アンモニウムミョウバン１１と水１２により生成されたアンモニウムミョウバン水和物１０に、融点調整剤と増粘剤の機能を伴ったマンニトール２０を配合した潜熱蓄熱材組成物３が、漏洩防止用内袋４０内で生成される。

【0052】

次に、漏洩防止用内袋４０の開口４１側の折返し部４２を折り返して、漏洩防止用内袋４０を閉塞する。折返し部４２で折り返した漏洩防止用内袋４０は、本実施形態では、例えば、縦１８ｃｍ×横１２ｃｍの長方形である。かくして、潜熱蓄熱材組成物３を漏洩防止用内袋４０内に収容した蓄熱材封入物２を作製する（図４中、（ｆ））。

【0053】

次に、蓄熱材収容ユニット７０を構成する蓄熱材封入パック１の作製工程について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る蓄熱材収容ユニットの蓄熱材封入パックの作製工程を示すフロー図である。封入袋５０は、開口５１から蓄熱材封入物２を収容可能な大きさに形成され、柔軟性を有した袋であり、約１００℃という高温下でもほとんど収縮しない非変形性と、優れた伝熱性を有し、水等の熱媒体８３の浸透を防止できる機能を備えている。封入袋５０は、樹脂と金属とを積層した複層構造で、融着可能な材質からなる袋である。

【0054】

具体的には、封入袋５０は、本実施形態では、例えば、ポリエチレン（PE：polyethylene）、ポリプロピレン (PP：polypropylene)、ポリエチレンテレフタラート（PET：polyethylene terephthalate）等、少なくともいずれかの材質を含むフィルム状の樹脂を用い、この樹脂フィルムの外側に、アルミニウムを蒸着した二層以上の構造を持つラミネート袋であり、厚さ約０．０５〜０．１５ｍｍで長方形に形成された包装用袋等である。この封入袋５０は、大きさの異なる袋を２枚１組として、入れ子のように、二重（第１封入袋５０Ａ、第２封入袋５０Ｂ）に包み込んだ二重袋構造で用いられる。内側となる第１封入袋５０Ａは、縦さ２１．５ｃｍ×横１４．８ｃｍの長方形の袋であり、外側の第２封入袋５０Ｂは、縦さ２５．０ｃｍ×横１７．３ｃｍの長方形の袋である。封入袋５０は、その外形輪郭をなす外周縁の三辺に、融着により封止された１ｃｍ程の融着部５４と、外周縁の残り一辺に、蓄熱材封入物２を収容するための開口５１とを有している。

【0055】

なお、封入袋５０の最も外側にある面に、この面に垂設された突起が、高さ数ｍｍ程度、複数箇所に設けられていても良い。但し、本実施形態のように、複数の封入袋５０を重ね合わせて用いる場合には、このような突起は、第２封入袋５０Ｂのように、最も外側となる封入袋５０に配設すればよい。後述する蓄熱材封入パック１において、隣り合う蓄熱材封入パック１の第２封入袋５０Ｂの伝熱面５同士の接触を抑制するためである。

【0056】

図５中、（ａ）に示す蓄熱材封入物２は、開口５１を通じて第１封入袋５０Ａ（封入袋５０）内に収容される（図５中、（ｂ））。その後、図５中、（ｃ）に示すように、周知の真空脱気シーラにより、第１封入袋５０Ａ内を吸引しながら脱気すると同時に、第１封入袋５０Ａの開口５１を幅１ｃｍ程融着した封止部５２（なお、図５（ｃ）及び図５（ｅ）では、作図の都合上、吸引と融着とが別々の工程のように図示されているが、実際には、封入袋５０内の真空引きと、封止部５２全面の熱融着は同時に進行している。）で、第１封入袋５０Ａを完全に封止する（図５中、（ｄ））。このとき、蓄熱材封入物２の漏洩防止用内袋４０が、収縮した第１封入袋５０Ａに密着した状態になるまで、吸引を行って第１封入袋５０Ａの開口５１を封止する。これにより、蓄熱材封入物２を第１封入袋５０Ａに内包した蓄熱材封入プレパック１Ａが作製される。すなわち、蓄熱材封入プレパック１Ａでは、第１封入袋５０Ａは、その外形輪郭をなす外周縁四辺のうち、三辺の融着部５４と、外周縁の残り一辺の封止部５２を含んでおり、第１封入袋５０Ａの外周縁全辺が、幅１ｃｍ程融着されている。

【0057】

次に、作製した蓄熱材封入プレパック１Ａは、開口５１を通じて、第１封入袋５０Ａとは別の第２封入袋５０Ｂ（封入袋５０）内に収容される。この後、図５中、（ｅ）に示すように、再び真空脱気シーラにより、第２封入袋５０Ｂ内を吸引しながら脱気すると同時に、第２封入袋５０Ｂの開口５１（図５中、（ｂ）参照）を幅１ｃｍ程融着した封止部５２で、第２封入袋５０Ｂを完全に封止する（図５中、（ｆ））。このとき、蓄熱材封入プレパック１Ａが、収縮した第２封入袋５０Ｂに密着した状態になるまで、吸引を行って第２封入袋５０Ｂの開口５１を封止する。かくして、潜熱蓄熱槽８０内に収容する態様として、蓄熱材封入物２を内包した漏洩防止用内袋４０を、二重袋構造の封入袋５０（第１封入袋５０Ａ、第２封入袋５０Ｂ）で覆った蓄熱材封入パック１が、作製される。

【0058】

すなわち、潜熱蓄熱材組成物３は、２つの（第１封入袋５０Ａ、第２封入袋５０Ｂ）により、入れ子のように、二重に重ね合わせた状態の下で、収容されている。また、蓄熱材封入パック１では、第２封入袋５０Ｂは、その外形輪郭をなす外周縁四辺のうち、三辺の融着部５４と、外周縁の残り一辺の封止部５２を含んでおり、第２封入袋５０Ｂの外周縁全辺が、幅１ｃｍ程融着されている。

【0059】

なお、実施形態では、蓄熱材封入物２を内包した漏洩防止用内袋４０を、二重袋構造の封入袋５０で包み込んだが、漏洩防止用内袋４０を包む封入袋５０は、二重袋構造以外にも、１枚だけの封入袋５０による一重袋構造のほか、三重袋構造、それ以上に封入袋５０を多重に重ね合わせても良い。すなわち、潜熱蓄熱材１０や潜熱蓄熱材組成物３を内包した漏洩防止用内袋４０を、さらに包み込む蓄熱材収容具は、単数の蓄熱材収容具による単層の状態、または、複数の蓄熱材収容具により、入れ子のように、多重に重ね合わせた複層の状態になっていれば良い。

【0060】

次に、蓄熱材収容ユニット７０について、図３、図６及び図７を用いて説明する。図３は、本実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法に対応した潜熱蓄熱材ユニットを模式的に示す説明図である。図６は、実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法であるときの蓄熱材封入パックの断面を示す模式図である。図７は、実施例１に係る潜熱蓄熱材ユニット内に収容された蓄熱材封入パックの状態を模式的に示す説明図である。

【0061】

蓄熱材収容ユニット７０は、バスケット７１（ガイド手段）と、８０個の蓄熱材封入パック１とからなる。バスケット７１は、本実施例１では、ステンレス鋼製の網かごであり、外形が直方体（縦２２ｃｍ×横１６ｃｍ×高さ１００ｃｍ）で、底部７４の四辺に沿って立設する４つの側部７３を有し、底部７４と４つの側部７３に囲まれた内部空間７２を具備している。底部７４と各側部７３は、例えば、数〜数十ｍｍの比較的大きな目開きを有する網状に形成され、本実施例１のようなステンレス鋼製の金網のほか、樹脂製の網等で、水等の熱媒体８３に耐腐食性を有した材質からなり、バスケット７１では、底部７４と各側部７３とが、図示しないリブ等により、補強されている。

【0062】

内部空間７２に潜熱蓄熱材組成物３を収容した状態にある蓄熱材封入パック１は、水平方向Ｈに沿う厚みｔの変化を許容範囲内に制限するバスケット７１の各側部７３により、拘束された状態で、かつ配置姿勢を維持した状態で、熱媒体８３の中に収容されている。変化する厚みｔ（図７参照）の許容範囲として、バスケット７１に配置したときの初期状態にある蓄熱材封入パック１の厚みｔ０を基準に、膨らんだ厚みｔ１は、例えば、初期状態の厚みｔ０の３倍までの範囲等にあることが望ましい。

【0063】

すなわち、バスケット７１の内部空間７２には、８０個の蓄熱材封入パック１が、上下３段に分けて収容でき、本実施形態では、下２段を各２７個、上段２６個が、図３に示すように、上下に交差した状態で、積み重ねて内部空間７２に収容される。各段でそれぞれ、両端に位置する蓄熱材封入パック１は、第２封入袋５０Ｂの融着部５４を、多少変形させた状態でバスケット７１の３面側の側部７３に押圧して保持されており、両端の間に挟まれた蓄熱材封入パック１は、第２封入袋５０Ｂの融着部５４を、多少変形させた状態でバスケット７１の対向面側の側部７３に押圧して保持されている。何れの蓄熱材封入パック１でも、隣り合う蓄熱材封入パック１の伝熱面５同士が、間隙Ｋを挟んで離れており、蓄熱材封入パック１の伝熱面５が熱媒体８３と接触可能な状態になっている。

【0064】

そのため、熱媒体８３が、潜熱蓄熱槽８０内を、例えば、鉛直方向Ｖ下方に向けて流れるとき、熱媒体８３は、各蓄熱材封入パック１の伝熱面５に沿って流れ、熱媒体８３と、蓄熱材封入パック１内の潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）との間で、熱伝導ができる。なお、隣り合う蓄熱材封入パック１の伝熱面５同士を、間隙Ｋを挟んで離間させるために、蓄熱材封入パック１の伝熱面５同士の間に、スペーサを配設しても良い。

【0065】

バスケット７１に収容された状態の蓄熱材封入パック１では、潜熱蓄熱材組成物３が、液相状態になると、図６に示すように、潜熱蓄熱材組成物３は、自重により封入袋５０内の下方部に移動し、その上方部に、厚みｄ１（０≦ｄ１）の空隙部４が生じる。

【0066】

ここで、潜熱蓄熱槽８０において、熱媒体８３の上方位置から鉛直方向Ｖ下方に向けて投影したときに、蓄熱材封入パック１内の潜熱蓄熱材組成物３の断面積を、鉛直側断面積Ｓｖとし、熱媒体８３を通じて水平方向Ｈに向けて投影したときに、蓄熱材封入パック１内の潜熱蓄熱材組成物３の断面積を、水平側断面積Ｓｈとする。実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法は、蓄熱材封入パック１内に収容された状態にある潜熱蓄熱材組成物３では、
Ｓｖ＜Ｓｈ ・・・式（１）
式（１）の条件を満たしている。つまり、空隙部４は必然的に生じてしまうが、その空隙部４と蓄熱材封入パック１の側面（図６中、左右の側面）との接触面積は、蓄熱材封入パック１の側面全体の面積の一部に過ぎない。

【0067】

次に、増粘剤２２について説明する。前述したように、増粘剤２２として用いるマンニトール２０（添加剤２０）は、融点調整剤２１も兼ねている。添加剤２０は、潜熱蓄熱材１０との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質からなり、糖アルコールに属する物質である。

【0068】

ここで、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」の定義について、説明する。前述したように、潜熱蓄熱材組成物３は、アンモニウムミョウバン（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水和物）からなる潜熱蓄熱材１０を主成分に、増粘剤２２と融点調整剤２１も兼ねた添加剤２０（マンニトール２０）を配合してなる。添加剤２０が潜熱蓄熱材１０に溶解するとき、この添加剤２０において、外部から熱を吸収して吸熱反応が生じるものを、本実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物３では、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と定義している。

【0069】

「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」には、例えば、エリスリトールやキシリトールのほか、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）、ソルビトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）、ラクチトール（Ｃ_１２Ｈ_２４Ｏ_１１）等の「糖アルコール類に属する物質」がある。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」がある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合や、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合も該当する。さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。

【0070】

本実施形態の実施例１では、潜熱蓄熱材組成物３全体の重量に占める配合比率として、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）の配合比率は、１０ｗｔ％以下の範囲内である。マンニトールが、潜熱蓄熱材組成物３全体の重量に対し、例えば、８ｗｔ％の配合比率で、アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０）に添加されると、潜熱蓄熱材組成物３の融点は、約９０℃になる。

【0071】

なお、融点調整剤２１は、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」に該当する物質以外に、例えば、無水硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_４）等であっても良い。無水硫酸ナトリウムは、融点８８４℃の物性で、常温では固体の物質である。潜熱蓄熱材組成物３全体の重量に占める無水硫酸ナトリウムの配合比率は、１０ｗｔ％以下の範囲内であり、無水硫酸ナトリウムが、例えば、２〜５ｗｔ％の配合比率で、潜熱蓄熱材１０（アンモニウムミョウバン）に添加されていると、潜熱蓄熱材組成物３の融点は、約９０℃になる。

【0072】

また、本実施形態の実施例１の変形例に係る増粘剤２２について、説明する。増粘剤２２は、多糖類に属する水溶性の物質であり、潜熱蓄熱材組成物３に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物３の融液の粘度を高める物質であり、ヘテロ多糖（hetero polysaccharide）に属する水溶性のゲランガム相当物質である。ゲランガム相当物質については、後述する。

【0073】

具体的に説明する。増粘剤２２は、本実施形態では、ゲランガム（gellan gum）（別名：ゲラン、ポリサッカライドＳ−６０）の一種であるＬＡゲランガム(Low acyl gellan gum)である。ゲランガムは、下記の化学構造に示すように、単糖を直鎖状に連結したポリマーによる高分子化合物である。潜熱蓄熱材組成物３全体の重量に占めるＬＡゲランガムの配合比率は、１ｗｔ％以下の範囲内である。

【0074】

【化1】

【0075】

ＬＡゲランガムは、単糖を直鎖状に連結したポリマーによる高分子化合物であり、多糖類に属する。ポリマーの基質となる単量体（モノマー）は、２つのＤ−グルコース残基と、１つのＤ−グルクロン酸残基と、１つのＬ−ラムノース残基とにより、計３種で４つの糖分子からなる。ＬＡゲランガムは、常温下において結晶性粉末状であり、ＬＡゲランガムが約８５℃以上の温度で、水に溶解して分散する。水に分散したＬＡゲランガムが、約８５℃未満に冷却されると、それまでランダムコイル状の構造だったものから、二重の螺旋構造に変化する。さらに、このような二重螺旋構造になったゲランガムに、外部からカチオンの供給を受けると、ＬＡゲランガムは、酸性及び中性の液体中で、二重の螺旋構造が会合したネットワーク構造を形成し、透明度の高いゲルを形成する。

【0076】

すなわち、ＬＡゲランガムに、カチオンが外部から供給されると、ＬＡゲランガムのＤ−グルクロン酸残基において、負の電荷を帯びた官能基であるカルボキシ基（carboxy group）（化学構造では、「ＣＯＯ⁻」と表記）と、正の電荷を帯びたカチオン（陽イオン）（同じく、「Ｍ^＋」と表記）とが、互いに引き寄せ合う静電相互作用が生じる。このとき、カチオンが１価の場合、カチオンの正電荷と、ＬＡゲランガムのカルボキシ基上の負の電荷とが、互いに打ち消し合い、二重の螺旋構造を形成するＬＡゲランガム同士の静電反発が、解消される。さらに、これらの二重螺旋構造は、当該二重螺旋構造に含まれる酸素原子と水素原子との間で相互に作用する水素結合により、会合する。また、カチオンが２価の場合には、各二重螺旋構造に含まれる負の電荷を帯びたカルボキシ基（「ＣＯＯ⁻」）が、正の電荷を有するカチオン（「Ｍ^２＋」）との静電相互作用を介して架橋されることで、これらの二重螺旋構造は、互いに会合する。このような会合により、カチオンが供給されたＬＡゲランガムは、ゲル化する。

【0077】

ゲランガム相当物質とは、このようなＬＡゲランガムに相当する物質として、単一種または複数種に関わらず、糖分子を複数連結してなる高分子化合物を対象に、構成する糖分子に、例えば、カルボキシ基等のように、親水基を有することで、高分子化合物に水溶性を付与し、かつ水中で電離して負の電荷を帯びる官能基を有し、水との共存下において、外部から供給されるカチオンとこの官能基との間で、静電相互作用の形成を可能とする物質が該当する。また、ＬＡゲランガムの物性と同等な物性として、水溶性を有し、分子内の官能基同士の相互作用によって、少なくとも螺旋構造等の三次元構造を形成する性質を持ち、水との共存下において、外部から供給されるカチオンと官能基との静電相互作用により、これらの螺旋構造が会合し、ネットワーク構造を形成してゲル化を促す特性が該当する。本実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物３では、ＬＡゲランガムのほか、このような特性を具備した物質を対象に、「ゲランガム相当物質」と定義している。

【0078】

増粘剤２２は、ＬＡゲランガム以外にも、ゲランガム相当物質の一例として、ＨＡゲランガムでも良い。ＨＡゲランガム(High acyl gellan gum)は、ゲランガムの一種であり、ＬＡゲランガムに有する２つのＤ−グルコース残基のうち、一方のＤ−グルコース残基において、２つのヒドロキシ基（「ＯＨ」）の水素原子（「Ｈ」）を、別の置換基に置き換えた構造である。ＨＡゲランガムの場合、ＨＡゲランガムが約９０℃以上に加熱されると、ＨＡゲランガムＡは、水に溶解して分散する。なお、水に分散したＨＡゲランガムが、約９０℃未満に冷却されてゲル化するときには、ゲル化を促進する上で、カチオンの存在は必須ではない。但し、カチオンが、一定の範囲内において、高い濃度で存在する場合には、ゲル組織の強度は高くなる。

【0079】

＜比較例１＞
比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法について、実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法と異なる点だけを挙げて説明する。なお、説明の中で、本実施形態の実施例２に係る蓄熱材の容器内封入方法の内容と重複する部分は、省略または簡潔化する。

【0080】

＜潜熱蓄熱材組成物３の作製方法＞
比較例１に係る蓄熱材の容器内封入方法の概要について、図９を用いて簡単に説明する。図９は、比較例１に係る蓄熱材収容ユニットに具備した潜熱蓄熱材組成物の作製工程を示すフロー図である。潜熱蓄熱材組成物３を生成するにあたり、潜熱蓄熱材１０であるアンモニウムミョウバン水和物１０の粉末を９０ｇ、融点調整剤２１である無水硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_４）の粉末を２ｇ、増粘剤２２であるマンニトールの粉末を８ｇ、それぞれ秤量し、これらを採取する。アンモニウムミョウバン水和物１０は、粒子を平均１ｍｍ程度の大きさに粉砕した粉末状である。融点調整剤２１と増粘剤２２とは何れも、粒子を平均数百μｍ程度の大きさに粉砕した粉末状である（図９中、（ａ））。

【0081】

これらのアンモニウムミョウバン水和物１０と、融点調整剤２１と、増粘剤２２とが、万遍に撹拌され、これらの混合物が、複数の漏洩防止用内袋４０内にそれぞれ、開口４１を通じて投入され、小分けされる（図９中、（ｂ））。漏洩防止用内袋４０は、本実施形態では、例えば、縦２５ｃｍ×横１５ｃｍの長方形で、厚さ０．０２ｍｍ程度の薄いポリエチレン（PE：polyethylene）製の包装用袋等である。これにより、潜熱蓄熱材組成物３が各漏洩防止用内袋４０内で生成される。そして、漏洩防止用内袋４０の開口４１は、開口４１側の折返し部４２を折り畳むことにより閉塞され（図９中、（ｃ））、この状態の漏洩防止用内袋４０を封入袋５０内に収容し、封入袋５０の開口を融着することにより、封入袋５０が封止される。折返し部４２を折り畳んだ後の漏洩防止用内袋４０は、縦９．５ｃｍ×横１５ｃｍの長方形である。かくして、潜熱蓄熱材組成物３が漏洩防止用内袋４０内で生成され、潜熱蓄熱材組成物３を漏洩防止用内袋４０内に収容した蓄熱材封入物２が作製される。

【0082】

蓄熱材封入パック１の作製工程については、図５に示すように、実施例１と同じであり、作製された蓄熱材封入物２を、二重袋構造の封入袋５０（第１封入袋５０Ａ、第２封入袋５０Ｂ）で覆うことで、蓄熱材封入パック１が作製される。

【0083】

次に、蓄熱材収容ユニット７０Ａについて、図１、図８、図１０及び図１１を用いて説明する。図８は、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法に対応した潜熱蓄熱材ユニットを模式的に示す説明図である。図１０は、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法であるときの蓄熱材封入パックの断面を示す模式図である。図１１は、比較例１に係る潜熱蓄熱材ユニット内に収容された蓄熱材封入パックの状態を模式的に示す説明図である。

【0084】

蓄熱材収容ユニット７０Ａは、バスケット７１Ａと、８０個の蓄熱材封入パック１とからなる。バスケット７１Ａは、本比較例１では、ステンレス鋼製の網かごであり、外形が直方体（縦１９ｃｍ×横１３ｃｍ×高さ１００ｃｍ）で、底部７４Ａの四辺に沿って立設する４つの側部７３Ａを有し、底部７４Ａと４つの側部７３Ａに囲まれた内部空間７２Ａを具備している。底部７４Ａと各側部７３Ａは、例えば、数〜数十ｍｍの比較的大きな目開きを有する網状に形成され、ステンレス鋼製の金網等、水等の熱媒体８３に耐腐食性を有した材質からなる。

【0085】

バスケット７１Ａの内部空間７２Ａには、８０個の蓄熱材封入パック１が、伝熱面５を水平方向Ｈに横たわらせた状態で、８０段に積み重ねて内部空間７２Ａに収容される。８０個の蓄熱材封入パック１ではそれぞれ、バスケット７１の４つ全ての側部７３に、第２封入袋５０Ｂの融着部５４と封止部５２とを多少変形させた状態で保持されている。潜熱蓄熱材組成物３入りの蓄熱材封入パック１が、横向きの姿勢で複数段に積み重ねて配置されていると、積み重なっている潜熱蓄熱材組成物３入りの蓄熱材封入パック１の伝熱面５同士が密着してしまい、水等（熱媒体）８３が伝熱面に十分に流れず、このことが、熱伝導の効率低下の一因を招いている。

【0086】

バスケット７１Ａに収容された状態の蓄熱材封入パック１では、潜熱蓄熱材組成物３が、液相状態になると、図６に示すように、潜熱蓄熱材組成物３は、自重により封入袋５０内の下方部に移動し、その上方部に、厚みｄ２（０≦ｄ２）の空隙部４が生じる。

【0087】

潜熱蓄熱槽８０では、潜熱蓄熱材組成物３の状態は、鉛直側断面積Ｓｖ＞水平側断面積Ｓｈとなり、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法は、蓄熱材封入パック１内に収容された状態にある潜熱蓄熱材組成物３では、
Ｓｖ＜Ｓｈ ・・・式（１）
式（１）の条件は満たしていない。つまり、蓄熱材封入パック１内に混入した空気は、封入袋５０の上面全体に接した幅広な空隙部４を形成している。幅広な空隙部４が生じると、封入袋５０を介して、熱媒体８３から潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）に蓄熱するときや、潜熱蓄熱材１０から熱媒体８３に放熱するときに、空隙部４で熱伝導を遮る割合が増えてしまい、熱伝導の低下を招いてしまう。

【0088】

次に、実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法と、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法とを対比して、潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）における蓄熱量と放熱量とに関し、それぞれの挙動の違いを確認する検証実験１を行った。その検証実験１について、説明する。

【0089】

＜実施例１と比較例１との共通条件＞
・検証実験１では、前述した実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法による潜熱蓄熱材組成物３の状態（実施例１の試料）と、前述した比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法による潜熱蓄熱材組成物３の状態（比較例１の試料）を用いてそれぞれ、蓄熱試験と放熱試験とを行った。
・検証実験１では、潜熱蓄熱槽８０はタンク容量１６０Ｌである。
・蓄熱材封入パック１で、封入袋５０内に封入した潜熱蓄熱材組成物３は１００ｇである。
・潜熱蓄熱槽８０内に、実施例１では蓄熱材収容ユニット７０を、比較例１では蓄熱材収容ユニット７０Ａを、熱媒体８３である水に浸漬させ、実施例１と比較例１とも、水位を１００ｃｍとした。
・さらに実施例１と比較例１とも、潜熱蓄熱槽８０内の水に、流動パラフィンを１．５Ｌ（潜熱蓄熱槽８０の深さで１ｃｍ相当分）加えることにより、流動パラフィンによる層を水面上に形成し、潜熱蓄熱槽８０内から水分の蒸発を防止した。実際に別の実験で、２日間、９０℃に保持された温水に流動パラフィン層を形成した場合でも、流動パラフィン層により温水の水位に変動はなく、水分の蒸発はないことが確認できている。

【0090】

＜蓄熱試験＞
・蓄熱試験では、潜熱蓄熱槽８０の外部に、電気ヒータ（前述した第１熱交換器に相当）と冷水との間で熱を交換する熱交換器（前述した第２熱交換器に相当）を直列に配管した管路で、熱媒体８３である温水をポンプにより循環させ、熱交換器には冷水を流さず、温水を、電気ヒータにより設定温度の８０℃まで昇温して、この温度に保持させた。
・その後、この電気ヒータの設定温度を９０℃に変更し、水温を８０℃から９０℃に昇温し、蓄熱材封入パック１内の潜熱蓄熱材組成物３に蓄熱を行った。このとき、ポンプで循環させる温水の流量は、７．５Ｌ／ｍｉｎ．で一定とした。

【0091】

＜放熱試験＞
・放熱試験では、電気ヒータと冷水との間で熱を交換する熱交換器を直列に配管した上述の管路で、潜熱蓄熱槽８０の温水をポンプにより循環させ、電気ヒータの設定温度を８０℃とした上で、熱交換器に冷水を通じることにより、潜熱蓄熱槽８０内の温水を、９０℃から８０℃まで低下させ、蓄熱材封入パック１内の潜熱蓄熱材組成物３で放熱を行った。このとき、ポンプで循環させる温水の流量は、７．５Ｌ／ｍｉｎ．で一定とした。

【0092】

＜実験の評価方法＞
・蓄熱試験では、実施例１と比較例１とにおいて、潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）の蓄熱量が、３００ｋＪ／Ｌに到達するまでの所要時間を求めた後、蓄熱速度を算出した。
・そして、実施例１と比較例１との対比により、蓄熱速度に差異があるか否かを調べ、蓄熱速度の違いにより、実施例１の有意性の有無を確認した。
・放熱試験では、実施例１と比較例１とにおいて、潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）の放熱量が、３００ｋＪ／Ｌに到達するまでの所要時間を求めた後、放熱速度を算出した。
・そして、実施例１と比較例１との対比により、放熱速度に差異があるか否かを調べ、放熱速度の違いにより、実施例１の有意性の有無を確認した。

【0093】

＜蓄熱速度・放熱速度の算出方法＞
蓄熱速度の算出と放熱速度の算出にあたり、次の式（２）を用いた。なお、式（２）では、潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）を、「ＰＣＭ」と略記している。

【0094】

【数1】

…式（２）

【0095】

但し、式（２）では、
Ｈ_ＰＣＭ［ｋＪ／Ｌ］：ＰＣＭの蓄熱密度、またはＰＣＭの放熱密度
ρ_ＰＣＭ［ｋｇ／Ｌ］：ＰＣＭの密度
Ｍ_ＰＣＭ［ｋｇ］：潜熱蓄熱槽（１６０Ｌ）へのＰＣＭの充填量
ｔ［ｓ］：測定開始からの時刻
Ｃｐ_ｗ［ｋＪ／ｋｇ・Ｋ］：水の定圧比熱
ρ_Ｗ［ｋｇ／Ｌ］：水の密度
Ｑ_ｗ［Ｌ／ｓ］：循環温水の流量
Ｔ_ｉｎ［℃］：潜熱蓄熱槽への循環温水の流入温度
Ｔ_ｏｕｔ［℃］：潜熱蓄熱槽からの循環温水の流出温度
Ｋ［ｋＪ／Ｋ］：槽内温水と潜熱蓄熱槽外面の間の総括伝熱係数
Ｔ_ａｖ［℃］：潜熱蓄熱槽内の平均水温
Ｔ_ａｉｒ［℃］：外気温
Ｖ［Ｌ］：潜熱蓄熱槽内充填物の体積合計
α［−］：ＰＣＭの袋充填に伴う体積増加率
Ｍ_ｓ［ｋｇ］：ステンレス鋼製バスケットの重量
ρ_ｓ［ｋｇ／Ｌ］：ステンレス鋼の密度
Ｃｐ_ｓ［ｋＪ／ｋｇ・Ｋ］：ステンレス鋼の定圧比熱
Ｔ_ｔ［℃］：時間ｔにおける潜熱蓄熱槽内の平均水温
Ｔ_０［℃］：潜熱蓄熱槽内の平均水温の初期値

【0096】

式（２）では、
・第一項において、循環温水に対し、流量、潜熱蓄熱槽８０の流入口側と流出口側との温度差、密度、比熱より、昇温時の潜熱蓄熱槽８０への入熱量、または降温時の潜熱蓄熱槽８０からの抜熱量について、熱量の総量を算出した。
・第二項において、潜熱蓄熱槽８０の平均水温と外気温の差より、潜熱蓄熱槽８０の側壁面からの放熱ロスの総量を求めた。但し、潜熱蓄熱槽８０内で、温水の水面に浮かべた流動パラフィンにより、潜熱蓄熱槽８０内の温水の蒸発は抑止できているため、温水蒸発による影響は無視した。
・第三項において、潜熱蓄熱槽８０の温水と、ステンレス鋼製のバスケット７１，７１Ａの顕熱の蓄熱量、またはその顕熱の放熱量を演算した。
・そして、第一項の演算結果から、第二項の演算結果と第三項の演算結果とを、減算処理することで、ＰＣＭの蓄熱密度、またはＰＣＭの放熱密度を導出した。

【0097】

＜実験結果＞
図１２は、実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で収容された潜熱蓄熱材組成物に対し、その潜熱蓄熱材組成物１Ｌ当たりの蓄熱量と時間との関係を調査した検証実験１で、試料の蓄熱量の測定結果を示したグラフである。図１３は、図１２に続き、同じ試料による放熱量の測定結果を示すグラフである。図１４は、潜熱蓄熱材組成物１Ｌ当たりの蓄熱量と時間との関係を調査した検証実験１で、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で収容された潜熱蓄熱材組成物に対し、その蓄熱量の測定結果を示したグラフである。図１５は、図１４に続き、同じ試料による放熱量の測定結果を示すグラフである。図１６は、検証実験１及び検証実験２に関し、実施例１に係る試料と、比較例１に係る試料との対比による蓄熱速度・放熱速度の結果をまとめた表である。なお、図１２〜図１６では、潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）を、「ＰＣＭ」と略記している。

【0098】

図１２〜図１６に示すように、蓄熱速度は、実施例１と比較例１とも、１５．０［Ｗ／Ｌ］で同じで、実施例１と比較例１では、蓄熱速度に差異はなかった。また、実施例１の放熱速度は、２１．４［Ｗ／Ｌ］であり、比較例１の放熱速度８．６［Ｗ／Ｌ］の約２．５倍も早かった。

【0099】

＜考察＞
比較例１では、図１０に示すように、潜熱蓄熱材組成物３が、鉛直側断面積Ｓｖが水平側断面積Ｓｈより大きくなる縦向きの姿勢で潜熱蓄熱槽８０内に収容されているため、蓄熱完了時に潜熱蓄熱材組成物３の融液の一部が、封入袋５０の下方に偏り、潜熱蓄熱材組成物３の上部には、封入袋５０内に混入していた空気により、幅広な空隙部４が形成されてしまう。この幅広な空隙部４は、蓄熱材封入パック１（封入袋５０）の伝熱面５の一面側全域に接触して、温水（熱媒体８３）への放熱時に、伝熱が著しく悪化したため、実施例１に比べ、放熱速度は低下したものと考えられる。

【0100】

これに対し、実施例１では、図６に示すように、潜熱蓄熱材組成物３が、鉛直側断面積Ｓｖが水平側断面積Ｓｈより小さくなる縦向きの姿勢で潜熱蓄熱槽８０内に収容されているため、空隙部４と蓄熱材封入パック１（封入袋５０）の側面（伝熱面５）との接触面積は、蓄熱材封入パック１の側面全体の面積の一部に過ぎない。また、潜熱蓄熱材組成物３の融液が、蓄熱完了時に封入袋５０の下方に移動し、封入袋５０（蓄熱材封入パック１）の厚みが均一でなくなったことで、隣り合う蓄熱材封入パック１の間を、温水が流通できるようになり、放熱速度が向上したものと考えられる。

【0101】

この検証実験１では、潜熱蓄熱材組成物３に対し、１Ｌあたりの蓄熱速度と、放熱速度を算出して比較したが、潜熱蓄熱槽８０に収容した潜熱蓄熱材組成物３は、封入袋５０に封入された蓄熱材封入パック１の状態となっている。実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法の効果と、比較例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法の効果の差異について、さらに正確な観点で比較を行うため、次の検証実験２を行った。

【0102】

＜検証実験２の条件＞
検証実験２は、１００ｇの潜熱蓄熱材組成物３を封入袋５０に封入した蓄熱材封入パック１に対し、その１Ｌあたりの部分において、蓄熱速度や放熱速度と共に、空気混入率を算出して比較するものである。そして、蓄熱速度（または放熱速度）と、空気混入率について、実施例１の場合と比較例１の場合とを、対比した。なお、蓄熱材封入パック１に対し１Ｌあたりの蓄熱速度（または放熱速度）の算出と、空気混入率は、次述する演算式により基づいて行った。
・蓄熱材封入パック１に対し１Ｌあたりの蓄熱速度（または放熱速度）＝潜熱蓄熱材組成物３に対し１Ｌあたりの蓄熱速度（または放熱速度）／潜熱蓄熱材組成物３を１００ｇ封入した蓄熱材封入パック１の体積／１００ｇの潜熱蓄熱材組成物３の体積
・空気混入率［％］＝１００×（封入袋５０の容積−潜熱蓄熱材組成物３）／封入袋５０の容積

【0103】

封入袋５０の容積を求めるのにあたり、潜熱蓄熱材組成物３を封入袋５０に封入した蓄熱材封入パック１を水槽内に浸漬し、水位上昇量に基づいて、全体の体積を算出した。そして、封入袋５０を構成する樹脂などの材料で占める体積を、その算出結果から減算処理して封入袋５０の容積を求めた。

【0104】

＜検証実験２の結果＞
図１６に示すように、蓄熱速度では、実施例１の蓄熱速度は、９．１［Ｗ／Ｌ］であり、比較例１の放熱速度７．９［Ｗ／Ｌ］の約１．２倍も早かった。また、実施例１の放熱速度は、１３．０［Ｗ／Ｌ］であり、比較例１の放熱速度４．５［Ｗ／Ｌ］の約２．９倍も早かった。また、１００ｇの潜熱蓄熱材組成物３を封入袋５０に封入した場合には、比較例１では、空気混入率が４０．３％であった。実施例１では、空気混入率が２５．９％であった。なお、２００ｇの潜熱蓄熱材組成物３を封入袋５０に封入した場合では、実施例１による空気混入率は１．８％であった。

【0105】

＜検証実験２の考察＞
実施例１では、潜熱蓄熱材１０の作製時に、焼アンモニウムミョウバン（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２）粒子の間に、マンニトール水溶液３０が侵入することで、粒子間にあった空気を外部に出すことができるため、実施例１の場合の空気混入率が、比較例１の場合に比して、低くなるものと考えられる。

【0106】

さらに本出願人は、上述した検証実験２の結果とは別に、潜熱蓄熱材組成物３における過冷却現象についても、調査を行った。その調査によると、検証実験２で、空気混入率２５．９％だった実施例１では、過冷却現象は生じていなかった。本出願人はこれまで、検証実験２と同じ方法で算出した空気混入率に対し、２５％程度（封入袋内の潜熱蓄熱材組成物３の充填率７５％程度）より少なければ、過冷却現象の発生を抑えることができるとの知見を持っていたが、この検証実験２を通じて、その知見を立証することができた。

【0107】

＜蓄熱材封入パックの厚みの確認調査＞
次に、潜熱蓄熱槽８０で使用した蓄熱材収容ユニット７０内の蓄熱材封入パック１（縦２２ｃｍ×横１６ｃｍで、縦２２ｃｍの辺を上下方向に配置）を、潜熱蓄熱槽８０から取り出し、８０個の蓄熱材封入パック１の中から、任意に１０個の蓄熱材封入パック１を抽出して、これらの厚みを実測する確認調査を行った。図１７は、実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法により配設された蓄熱材封入パックを対象とした確認調査で、蓄熱材封入パックの厚みを測定する部位を模式的に示した説明図である。

【0108】

＜測定方法＞
・抽出した１０個の蓄熱材封入パック１（サンプル）について、図１７に示すように、上端から３ｃｍの位置にある位置Ｐ、下端から３ｃｍの位置にある位置Ｒ、及び位置Ｐと位置Ｒの中央部の位置にある位置Ｑで、蓄熱材封入パック１の厚みｔをノギスで測定した。

【0109】

＜測定結果＞
図１８は、確認調査で蓄熱材封入パックの厚みの測定結果をまとめた表である。図１８に示すように、各サンプルとも、蓄熱材封入パック１の中央部の厚みや、下方部の厚みが、上方部の厚みより厚くなっていた。

【0110】

＜考察＞
測定結果より、変化した厚みの程度の差は、サンプル毎にあるが、何れのサンプルでも、潜熱蓄熱材組成物３が加熱され、液相状態になったとき、潜熱蓄熱材組成物３の融液の一部が、封入袋５０の下方に移動したことにより、蓄熱材封入パック１の中央部や下方部で、厚みが増加したものと、推察される。このように、蓄熱材封入パック１のそれぞれで、厚みが不均一になったことで、図７に示すように、隣り合う蓄熱材封入パック１の伝熱面５に、間隙Ｋが形成され易く、熱媒体８３がこの間隙Ｋを流通し易くなる。そのため、間隙Ｋを流通する熱媒体８３が、隣り合う蓄熱材封入パック１の伝熱面５に接触して、熱伝導を行う伝熱性能が、より一層向上する要因の一つになっているものと考えられる。

【0111】

次に、本実施形態の潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法、及び潜熱蓄熱槽８０の作用・効果について説明する。本実施形態の潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０を、封入袋５０の内部に密閉し、潜熱蓄熱材１０により、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３との間で封入袋５０を介して熱の移動を行うのにあたり、潜熱蓄熱材１０が封入袋５０内に収容された状態にあるときの潜熱蓄熱材１０の配置態様である潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法において、液相状態にある潜熱蓄熱材１０の融液の粘度を高める増粘剤２２が配合され、封入袋５０内には、潜熱蓄熱材１０と増粘剤２２とを含む潜熱蓄熱材組成物３が収容されている。封入袋５０内の潜熱蓄熱材組成物３を、熱媒体８３の上方位置から鉛直方向Ｖ下方に向けて投影したときの潜熱蓄熱材組成物３の断面積を、鉛直側断面積Ｓｖとし、熱媒体８３を通じて水平方向Ｈに向けて投影したときの潜熱蓄熱材組成物３の断面積を、水平側断面積Ｓｈとすると、封入袋５０内に収容された状態にある潜熱蓄熱材組成物３では、Ｓｖ＜Ｓｈ・・・式（１） 式（１）の条件を満たしていること、潜熱蓄熱材組成物３を収容した状態にある封入袋５０（蓄熱材封入パック１）は、水平方向Ｈに沿う厚みｔの変化を許容範囲内に制限するバスケット７１により、拘束された状態で、かつ配置姿勢を維持した状態で、熱媒体８３の中に収容されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物３が融液の状態になったときに、図６及び図７に示すように、潜熱蓄熱材組成物３の融液が、蓄熱完了時に封入袋５０の下方に移動し、封入袋５０（蓄熱材封入パック１）の厚みｔが、その上側でｔ０、下側でｔ１（ｔ０＜ｔ１）と、上下で均一ではないため、熱媒体８３は、隣り合う蓄熱材封入パック１の間を流通し易くなる。

【0112】

しかも、図１８に示すように、膨張した蓄熱材封入パック１の態様は、各蓄熱材封入パック１毎に異なっているため、たとえ膨張部分で局部的に接触したとしても、その接触面積は、比較的小さく抑えることができる。また、潜熱蓄熱材組成物３を封入袋５０内に収容した蓄熱材封入パック１が、図３に示すように、縦置き姿勢で潜熱蓄熱槽８０に配されても、潜熱蓄熱材組成物３の融液では、増粘剤２２により、構成成分を均一に分散した状態が維持できている。そのため、潜熱蓄熱材組成物３が、液相と固相との間で相変化を繰り返し行っても、構成成分の分布を均一に保つことができている。ひいては、潜熱蓄熱材組成物３の融点・凝固点等の物性が変動するのを抑制することができる。

【0113】

勿論、蓄熱材封入パック１が、潜熱蓄熱槽８０内に縦向きの姿勢で配置されていれば、蓄熱材封入パック１の側面が熱媒体８３との伝熱面５になり、蓄熱材封入パック１の上部側に、図６に示すような幅狭な空隙部４は形成される。しかしながら、同じ蓄熱材封入パック１の対比（図１０参照）で、その空隙部４の容積は変化しないものの、空隙部４と蓄熱材封入パック１の側面との接触面積は、蓄熱材封入パック１の側面全体の面積の一部に過ぎない。そのため、図３及び図６に示すような縦向きの姿勢は、図８及び図１０に示すように、複数の蓄熱材封入パック１を積み重ねた横向きの姿勢の場合に比べ、自重により蓄熱材封入パック１の伝熱面５同士の接触を緩和でき、熱伝導の低下を抑制することができている。

【0114】

従って、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法によれば、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０が封入袋５０の内部に収容され、封入袋５０を介して、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３と潜熱蓄熱材１０との間で熱伝導を行うのにあたり、潜熱蓄熱材１０の蓄放熱性能を維持しながら、熱伝導を効率良く行うことができる、という優れた効果を奏する。

【0115】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、封入袋５０は、樹脂と金属とを積層した複層構造で、融着可能な材質からなる袋であり、当該封入袋５０の外形輪郭をなす外周縁の全てに、融着により封止された融着部５４を有していること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱材封入パック１全体の剛性が、４辺の融着部５４（そのうちの一辺は封止部５２）によって増強される。また、融着部５４より内側にある蓄熱材封入パック１の伝熱面５は、封入袋５０の四方の融着部５４で包囲されているため、潜熱蓄熱材組成物３の融液が、蓄熱完了時に封入袋５０の下方に移動しても、封入袋５０（蓄熱材封入パック１）の厚みｔは、封入袋５０の上方と下方で、極端に大きく変化しない。これにより、隣り合う蓄熱材封入パック１同士で、たとえ膨張部分で接触したとしても、その接触面積は、比較的小さく抑えることができる。また、潜熱蓄熱材組成物３の融液が封入袋５０の下方に移動する量を、潜熱蓄熱材組成物３そのものによる伝熱阻害が顕著に発現しない範囲内に、抑制することができる。さらに、また、蓄熱材封入パック１をバスケット７１の内部空間７２に収容するにあたり、熱伝導に寄与しない融着部５４を、多少変形させ、バスケット７１の側部７３に当接して係留させた状態で、蓄熱材封入パック１を収容すると、蓄熱材封入パック１は、融着部５４でバスケット７１の側部７３にしっかりと保持でき、熱媒体８３との接触も確保し易くなる。

【0116】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、封入袋５０は、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン (PP)、またはポリエチレンテレフタラート（PET）の少なくともいずれかの材質を含むフィルム状樹脂層に、アルミニウムを蒸着したラミネート構造の袋であること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱材封入パック１において、全封入袋５０の厚みが、例えば、１００μｍ程度であれば、封入袋５０での熱伝導の低下がほとんどなく、潜熱蓄熱材組成物３の潜熱蓄熱材１０と熱媒体８３との間で、潜熱蓄熱材１０への蓄熱と、潜熱蓄熱材１０からの放熱が十分にできる。また、熱媒体８３の温度が１００℃近くても、蓄熱材封入パック１の耐熱性は確保できている。また、アルミニウムがフィルム状樹脂層に蒸着された構造になっているため、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３（温水）や、酸素等の気体が、フィルム状樹脂層を通じて潜熱蓄熱材組成物３に接触するのを、アルミニウムの被覆層によって遮断できる。

【0117】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、１つの蓄熱材封入パック１につき、潜熱蓄熱材組成物３は、漏洩防止用内袋４０とは別に、２枚の封入袋５０とにより、入れ子のように、二重に重ね合わせた状態の下で、収容されていること、を特徴とする。この特徴により、万一、蓄熱材封入パック１を潜熱蓄熱槽８０の内外で移動させるときや、封入袋５０本体の経年劣化等に起因して、潜熱蓄熱材組成物３を覆う封入袋５０が損傷した場合でも、封入袋５０が二重構造（第１封入袋５０Ａ、第２封入袋５０Ｂ）になっているため、潜熱蓄熱材組成物３の外部への漏洩を防止することができる。

【0118】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、バスケット７１は、潜熱蓄熱材組成物３を収容した状態にある封入袋５０（蓄熱材封入パック１）を複数（実施例１では８０個）、蓄熱材封入パック１の伝熱面５で熱媒体８３と接触可能な状態で収容可能な内部空間７２を有し、内部空間７２を包囲する４つの側部７３と底部７４を、目開きを有するステンレス鋼製の金網状に形成されたものであること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱材封入パック１の伝熱面５と熱媒体８３との接触を確保した上で、蓄熱材封入パック１内の潜熱蓄熱材組成物３の相変化により、蓄熱材封入パック１に多少の変形が生じても、内部空間７２に収容した蓄熱材封入パック１の配置状態が、潜熱蓄熱槽８０内でほぼ一定に保持できる。

【0119】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、潜熱蓄熱材１０は、無機塩水和物（アンモニウムミョウバン１２水和物）１０からなること、無機塩水和物１０に含む水和水を脱離した無水和物１１（焼アンモニウムミョウバン１１）と、加えた水１２とを、漏洩防止用内袋４０内で水和反応させることにより、無機塩水和物１０を生成し、封入袋５０内に封入すること、を特徴とする。この特徴により、無水和物１１の漏洩防止用内袋４０への充填前、隣接する粉末同士の間にあった間隙は水和反応時に、漏洩防止用内袋４０に加えた水１２で満たされる。そのため、漏洩防止用内袋４０の内容積に対し、潜熱蓄熱材１０が実質的に占める体積充填率は、粉末状の無機塩水和物１０（アンモニウムミョウバン１２水和物）を漏洩防止用内袋４０内に直に充填する場合に比べて、大幅に向上する。さらに、間隙の発生を抑えているため、このような場合との対比で、潜熱蓄熱材１０と潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３との間で、熱伝導に要する時間も短くなり、伝熱性能は高くなる。

【0120】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、潜熱蓄熱材１０の主成分は、ミョウバン水和物１０であること、を特徴とする。この特徴により、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物等のようなミョウバン水和物を用いた潜熱蓄熱材１０は、相変化に伴う潜熱が比較的大きい物性を有する。そのため、このような物性の潜熱蓄熱材１０では、蓄熱できる蓄熱量も比較的大きい。また、ミョウバン水和物である潜熱蓄熱材１０を含む潜熱蓄熱材組成物３は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。

【0121】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、ミョウバン水和物１０は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

【0122】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、増粘剤２２は、糖アルコールに属する物質であること、を特徴とする。この特徴により、無機塩水和物１０が、アンモニウムミョウバン１２水和物等のミョウバン水和物であるため、増粘剤２２は無機塩水和物１０の構成成分である水に溶解し易く、組成した潜熱蓄熱材組成物３は、化学的に安定している。また、潜熱蓄熱材１０の成分を均一な状態に保持することができるほか、潜熱蓄熱材１０と同様、増粘剤２２にも、潜熱の蓄熱または放熱を可能とする蓄放熱性能を具備することができる。

【0123】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、増粘剤２２は、マンニトールであること、を特徴とする。この特徴により、マンニトールは、液相状態にある潜熱蓄熱材１０の融液の粘度を高めると共に、当該潜熱蓄熱材組成物３を構成する成分同士の相分離現象や、この潜熱蓄熱材組成物３を構成する成分で、密度が互いに異なる成分同士に対し、密度差による成分同士の不均一化を、効果的に防止することができる。また、マンニトールは、無毒で非危険物であるため、取扱いが容易である上に、安価でもある。

【0124】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、増粘剤２２は、ヘテロ多糖（hetero polysaccharide）に属する水溶性の多糖類で、潜熱蓄熱材組成物３に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物３の融液の粘度を高める物性を有するゲランガム相当物質の一種であること、を特徴とする。また、増粘剤２２は、ＬＡゲランガムであること、を特徴とする。このような特徴により、ＬＡゲランガム２２自体は、蓄熱特性を具備していないが、潜熱蓄熱材１０（アンモニウムミョウバン１２水和物）にＬＡゲランガム２２を、例えば、僅か１．０ｗｔ％等のという少量添加するだけで、ＬＡゲランガム２２のゲル化が促進され、潜熱蓄熱材組成物３における構成成分の分離を、より効果的に抑制することができる。また、ＬＡゲランガム２２は、アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０）等のミョウバン水和物と混合し、密閉条件下で融点以上に加熱されても、ミョウバン水和物との間で化学反応を起こさず、増粘剤２２としての機能を維持することができる。

【0125】

また、例えば、アンモニウムミョウバンやカリウムミョウバン１２水和物等のミョウバン水和物の融液が、酸性を呈する物性であっても、ＬＡゲランガム２２は、耐酸性の物性を有しているため、ＬＡゲランガム２２の添加に起因して、潜熱蓄熱材組成物３が、経時的に変性、変質してしまうこともない。また、ＬＡゲランガム２２は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。しかも、ＬＡゲランガム２２は、無毒で非危険物であるため、取扱いが容易である。１ｗｔ％以下という少量のＬＡゲランガム２２が、潜熱蓄熱材組成物３に含まれているだけで、潜熱蓄熱材組成物３の融液は、密度差に起因した構成成分の分散を抑制するのに足りる十分な粘度になる。また、ＬＡゲランガム２２の添加量が１ｗｔ％以下と僅かであるため、ＬＡゲランガム２２を添加した潜熱蓄熱材組成物３は、同体積で比べても、潜熱蓄熱材１０だけの蓄熱量より大幅に低下するのを抑制できている。

【0126】

また、上記構成を有する本実施形態に係る潜熱蓄熱槽８０の作用・効果について説明する。本実施形態に係る潜熱蓄熱槽８０では、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０に、潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤２０を配合してなる潜熱蓄熱材組成物３と、潜熱蓄熱材組成物３との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体８３と、潜熱蓄熱材組成物３を内部に収容し密閉する封入袋５０とを、備えた潜熱蓄熱槽８０において、潜熱蓄熱材組成物３は、前述した本実施形態に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法で、配設されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物３が、蓄熱とその放熱のサイクルを複数回繰り返しても、潜熱蓄熱材組成物３の構成成分で密度差に起因した分離が抑制されている。そのため、潜熱蓄熱槽８０のように、潜熱蓄熱材組成物３を充填した縦長形状の封入袋５０を、縦置き配置で潜熱蓄熱槽８０内に収容する場合のほか、潜熱蓄熱材組成物３を充填した袋状の蓄熱材収容具を、潜熱蓄熱槽８０内に縦方向（図９中、上下方向）に並べて収容する場合等でも、潜熱蓄熱材組成物３は、その初期状態の蓄熱性能を、長期間、安定した状態で維持することができる。特に、１つの封入袋５０が、例えば、数〜十数ｃｍ等の縦寸法であっても、本出願人は、この封入袋５０の上部と下部で、潜熱蓄熱材組成物３の蓄熱量に差異がないことを、実験で確認できている。

【0127】

また、本実施形態に係る潜熱蓄熱槽８０では、潜熱蓄熱材組成物３の過冷却現象を防止し、潜熱蓄熱材組成物３の相変化に伴う状態変化（蓄熱材としての機能）が安定し、このような潜熱蓄熱材組成物３を用いた潜熱蓄熱槽８０は、熱供給源と熱提供先との間で行う熱エネルギの授受について、高い信頼性で実現することができる。

【0128】

すなわち、検証実験１，２でも述べたように、本実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材の蓄熱槽内配置方法では、潜熱蓄熱材組成物３に対し、放熱速度が、比較例１の場合に比して、速くなる。出願人の知見では、放熱速度が比較的速くなると、潜熱蓄熱材組成物３に過冷却現象が生じ難い傾向にあり、その反対に、放熱速度がより遅いと、潜熱蓄熱材組成物３に過冷却現象が生じ易い傾向にある。放熱速度が比較的速いと、潜熱蓄熱材組成物３（潜熱蓄熱材１０）の放熱により供給できる供給熱量は、給湯設備や冷暖房を行う空気調和設備等、熱提供先側の熱源で必要としている需要熱量に、より短い時間で達することができ、潜熱蓄熱材１０の放熱が、熱提供先の熱の需要に追従することが可能になるからである。

【0129】

以上において、本発明を実施形態の実施例１、及びその比較例１に即して説明したが、本発明は上記実施形態の実施例１、及びその比較例１に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。

【0130】

（１）例えば、実施形態の実施例１では、増粘剤２２をＬＡゲランガムとしたが、増粘剤は、実施形態に挙げた増粘剤以外にも、例えば、前述したようなヘテロ多糖に属するゲランガム相当物質等、多糖類に属する水溶性の物質であり、潜熱蓄熱材組成物に含まれる水、及びカチオンの働きに基づいて、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める物質に該当するものであれば、何でも良い。但し、潜熱蓄熱材組成物の使用上、支障が生じないことが前提である。
（２）また、実施形態の実施例１では、増粘剤と融点調整剤を兼ねたマンニトールにより潜熱蓄熱材組成物３の融点を約９０℃に調整したが、融点調整剤は、比較例１のように、増粘剤と別々に用いても良い。また、融点調整剤により調整される蓄熱材組成物の融点温度は、約９０℃に限定されるものではなく、蓄熱材組成物から放熱される熱を利用する熱供給先で、必要する熱源の温度に対応した温度に調整されたものであれば良い。

【0131】

（３）また、実施形態では、潜熱蓄熱材組成物３を利用した潜熱蓄熱槽８０を、図１に例示したが、本発明に係る潜熱蓄熱槽について、当該潜熱蓄熱槽内で潜熱蓄熱材組成物等と熱媒体とを区画し、潜熱蓄熱材組成物等と熱媒体との間で、熱が伝導できる構造であれば、潜熱蓄熱槽の構成・形状・仕様は、何でも良い。
（４）また、実施形態では、ガイド手段の一例であるバスケット７１を、ステンレス鋼製の網かごとしたが、ガイド手段は、例えば、ステンレス鋼製の棚等のように、潜熱蓄熱材組成物を収容した状態にある蓄熱材収容具を、拘束された状態で、かつ配置姿勢を維持した状態で、熱媒体の中に収容し、水平方向に沿う厚みの変化を許容範囲内に制限するものであれば、何でも良い。
（５）また、実施形態では、蓄熱材として、相変化に伴う潜熱の移動により蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材を挙げたが、蓄熱材は、水との化学反応に伴う反応熱の出入りを利用して蓄熱または放熱を行う化学蓄熱材にも適用できる場合があるものと考えられる。

【符号の説明】

【0132】

３ 潜熱蓄熱材組成物
１０ 潜熱蓄熱材（無機塩水和物）
１１ 無水和物
１２ 水
２０ 添加剤
２２ 増粘剤
４０ 漏洩防止用内袋（蓄熱材収容具）
５０ 封入袋（蓄熱材収容具）
５４ 融着部
７１ バスケット（ガイド手段）
７２ 内部空間
７３ 側部
８０ 潜熱蓄熱槽
８３ 熱媒体
Ｈ 水平方向
Ｖ 鉛直方向
Ｓｈ 水平側断面積
Ｓｖ 鉛直側断面積
ｔ 厚み

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】