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LATENT HEAT STORAGE BODY, LATENT HEAT STORAGE BODY MANUFACTURING METHOD AND HEAT EXCHANGE MATERIAL

Foreign code F150008587
File No. (S2014-0889-N0)
Posted date Nov 26, 2015
Country WIPO
International application number 2015JP002204
International publication number WO 2015162929
Date of international filing Apr 23, 2015
Date of international publication Oct 29, 2015
Priority data
  • P2014-090084 (Apr 24, 2014) JP
Title LATENT HEAT STORAGE BODY, LATENT HEAT STORAGE BODY MANUFACTURING METHOD AND HEAT EXCHANGE MATERIAL
Abstract In this latent heat storage body (100), the surface of a core particle (10) formed from a metal or alloy latent heat storage material is covered by an oxide film of a compositional element of the core particle (10), thus obviating the need for a step for separately producing the core particle and the oxide film (20), which corresponds to a shell accommodating the core particle, and then accommodating the core particle inside of the shell. Further, because there is no expansion of the core particles during a phase transformation from a solid phase to a liquid phase, the components of the dissolved latent heat storage material remain inside spaces covered by the oxide film and the oxide film is not damaged. Furthermore, the oxide film (20) can be made chemically stable.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
As a method to store heat, sensible heat storage utilizing the change in temperature (for example, Patent Document 1: Japanese Patent Application JP-6-50681) and, to a latent heat storage material utilizing a phase change (for example, Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open 10-238979) has been known.
Among these, sensible heat storage technology, and since heat is at a high temperature, the temperature change of the material because of using only the sensible heat, there is a problem that the heat storage density is low. One method of solving the problem of the proposed, such as the latent heat of the molten salt accumulation in the latent-heat storage technique.
As the latent heat of the various embodiments of the heat storage body used in the art and have been proposed, for example, Patent Document 3 (Japanese Patent Application JP-11-23172) is, further, two or three metal coating layer formed from a plurality of latent-heat storage material to the surface of the latent-heat storage capsules and, latent-heat storage material to be coated with a metal coating by an electrolytic plating method characterized in that the latent heat storage capsule and manufacturing methods of the disclosed invention.
In addition, Patent Document 4 (Japanese Patent Application JP-2012-140600) is, salt hydrate and sugar alcohols selected from 1 and at least one water-soluble latent-heat storage material, water-soluble monofunctional monomer and a water-soluble polyfunctional water-soluble monomer mixture containing a polymer obtained from the core, formed from the hydrophobic resin heat storage microcapsules coated with a shell of the disclosed invention.
Further, Patent Document 5 (Japanese Patent Application JP-2012-111825) is, the heat storage material which has a heat storage and inside, the internal heat fixed therein a relative density of 75% or more made of ceramics having an outer shell and a heat accumulating element of the disclosed invention.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲 [請求項1]
 潜熱蓄熱材料から成るコア粒子の表面が該コア粒子の組成元素の酸化被膜で被覆されており、
 前記コア粒子は、金属若しくは合金の潜熱蓄熱材料から成ることを特徴とする、潜熱蓄熱体。

[請求項2]
 前記コア粒子を成す合金は、下記のA群から選択される少なくとも1種の合金成分Aと下記のB群から選択される少なくとも1種の合金成分Bとの合金(A-B合金)であり、前記合金成分Aの酸化物生成の標準自由エネルギ(ΔG A 0)と前記合金成分Bの酸化物生成の標準自由エネルギ(ΔG B 0)がΔG A 0≧ΔG B 0の関係を満足する、請求項1に記載の潜熱蓄熱体。
  群A:Ca、Si、Bi、Mg、Sb、In、Sn、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pd、Ag、Au、Pb
  群B:Al、Cr、Mn、Si、Mg、Co、Ni

[請求項3]
 前記コア粒子を成す金属若しくは合金は、Al若しくはAl-Si合金であり、前記Al-Si合金は、融解時体積膨張率が負であるSiの含有比の調整により融解時の体積膨張率を低く制御可能である、請求項1に記載の潜熱蓄熱体。

[請求項4]
 前記酸化被膜がα-Al 2O 3である、請求項1~3の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体。

[請求項5]
 請求項1~4の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体であって、表面に機械的強度の強化のための金属被膜を備えている、潜熱蓄熱体。

[請求項6]
 前記潜熱蓄熱材料が固相状態にあるときに、前記コア粒子と前記酸化被膜との間にバッファとしての空隙を有している、請求項1~5の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体。

[請求項7]
 金属若しくは合金の潜熱蓄熱材料から成るコア粒子の表面を化成被膜処理して一次被膜を形成する第1のステップと、
 前記一次被膜を熱処理して前記コア粒子の表面に二次被膜としての酸化被膜を形成する第2のステップとを備えている、潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項8]
 前記第1のステップの化成被膜処理は、ゾル・ゲル法、陽極酸化処理、アルカリ-クロム塩酸法、ベーマイト法、クロム塩酸法、リン酸-クロム塩酸法、リン酸亜鉛法、ノンクロメート化成被膜処理法の何れかである、請求項7に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項9]
 前記第2のステップの熱処理を、前記潜熱蓄熱材料の融点以上の温度で実行する、請求項7又は8に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項10]
 前記潜熱蓄熱材料はAlまたはAl-Si合金から成り、前記第1のステップの化成被膜処理はベーマイト法で行う、請求項7又は8に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項11]
 前記潜熱蓄熱材料はAlまたはAl-Si合金から成り、前記第1のステップの化成被膜処理において、下記の反応式に従い前記一次被膜を形成する、請求項7又は8に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。
  2Al+4H 2O→Al 2O 3・H 2O+3H 2

[請求項12]
 前記潜熱蓄熱材料はAlまたはAl-Si合金から成り、前記第2のステップの熱処理において、下記の2式の少なくとも一方の反応式に従い前記化成被膜をAl 2O 3とする、請求項7~11の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。
  Al 2O 3・H 2O→Al 2O 3+H 2O↑
  2Al+1.5O 2→Al 2O 3

[請求項13]
 前記潜熱蓄熱材料はAlまたはAl-Si合金から成り、前記第2のステップの熱処理をα-Al 2O 3被膜が生成する温度で実行し、前記化成被膜及び該熱処理時の酸化により新たに形成される酸化被膜をα-Al 2O 3とする、請求項12に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項14]
 前記潜熱蓄熱材料はAlまたはAl-Si合金から成り、前記第1のステップの化成被膜処理に供する前記Al-Si合金のAl濃度を、前記第2のステップ完了後のAl-Si合金のAl濃度よりも高く設定する、請求項7~13の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項15]
 前記潜熱蓄熱材料はAlまたはAl-Si合金から成り、前記第1のステップは、前記化成被膜処理に先立ち、前記コア粒子の表面のAl濃度を、バルクのAl濃度よりも高めておくサブステップを備えている、請求項7~13の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項16]
 前記酸化被膜の表面に化学的若しくは物理的処理を行い、機械的強度の強化のための金属被膜を形成する第3のステップを備えている、請求項7~15の何れか1項に記載の潜熱蓄熱体の製造方法。

[請求項17]
 請求項1~6に記載の潜熱蓄熱体が、耐熱性母材中に分散して坦持されている、熱交換材料。

[請求項18]
 請求項1~6に記載の潜熱蓄熱体の表面に触媒材料を担持または析出させた、触媒機能性潜熱蓄熱体。

  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION HOKKAIDO UNIVERSITY
  • Inventor
  • AKIYAMA, Tomohiro
  • NOMURA, Takahiro
  • SAGARA, Akihito
  • OKINAKA, Noriyuki
  • ZHU, Chunyu
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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