| 【発明の名称】 |
マイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体 |
| 【発明者】 |
【氏名】鶴来 充啓
【氏名】岸本 隆
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| 【要約】 |
【課題】潜熱蓄熱体全体を均一に加熱できるようにする。潜熱蓄熱材が外部へ漏洩するのを防止する。
【解決手段】マイクロ波による加熱が可能な潜熱蓄熱体１である。外側容器５と潜熱蓄熱材２を封入した内側容器６との多重構造で構成され、外側容器５の破壊強度を外側容器５の弾性領域内で内側容器６の破壊強度よりも高くした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 マイクロ波による加熱が可能な潜熱蓄熱体であって、外側容器と潜熱蓄熱材を封入した内側容器との多重構造で構成され、外側容器の破壊強度を外側容器の弾性領域内で内側容器の破壊強度よりも高くしたことを特徴とするマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項２】 外側容器に補強用のリブまたはボスの少なくとも一方が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項３】外側容器が上下に分割されると共に、リブもしくはボスを貫通する止め具にて外側容器の対面する２面が拘束されていることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項４】 外側容器の対面部分に空間または弾性体を設けたことを特徴とする請求項３記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項５】 外側容器が繊維強化ゴムで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項６】 マイクロ波加熱時における内側容器の膨張時、もしくは外側からの圧縮により内側容器に圧力が掛かった時に、外側容器と接していない内側容器の曲率半径が減少するように外側容器の内壁形状が構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項７】 内側容器の任意の部分の耐圧強度を曲率半径で制御するように外側容器の内壁形状が構成されていることを特徴とする請求項６記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項８】 マイクロ波加熱時において、外側容器の膨張時もしくは温度上昇時にマイクロ波をシールドするためのマイク口波シールド手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項９】 マイクロ波の非シールド部を有する潜熱蓄熱体とマイクロ波反射板とを具備しており、マイクロ波加熱による潜熱蓄熱体の膨張時に非シールド部分がマイクロ波反射板に密着するように構成されていることを特徴とする請求項８記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
【請求項１０】 潜熱蓄熱材が溶媒成分と溶質成分からなり、溶媒成分に可溶で且つ溶質成分と反応して他の成分を生成しない材料を含むことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波により均一に加熱蓄熱できるマイクロ波加熱可能潜熱蓄熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、潜熱蓄熱材自身或いはそれを含む潜熱蓄熱体をマイクロ波により加熱し蓄熱する際、以下のような問題点があった。マイクロ波はその性質上誘電損失係数の低いものは透過し易く、高いものには吸収されやすい。つまり潜熱蓄熱材料においては、固体状態よりも液体状態の方が誘電損失係数が高いためマイクロ波による加熱段階において部分的に融解が始まると、そこに集中してマイクロ波が吸収されるため、液体部分はさらに加熱され、融け残っている固体部分との温度差は非常に大きくなる傾向がある。殊に潜熱蓄熱材が水和物の相変化を利用したものであればこの傾向はさらに顕著になり、加熱ムラが生じたままで潜熱蓄熱体全体の温度を上昇させようとする場合、液体部分は異常加熱状態になり、この場合、容器自身が損傷したり、潜熱蓄熱体自身の部分的な異常昇温により変質してしまう場合もあり得る。
【０００３】また、無機水和物に代表されるような過冷却を起こしやすい潜熱蓄熱材を封入し、同時に潜熱蓄熱材の過冷却状態（結晶が完全に融解した状態）を解放するトリガー素子を設置して潜熱蓄熱体を構成し、この潜熱蓄熱体を加熱して過冷却状態にしたのち、トリガー素子にて解放して発熱させるタイプの潜熱蓄熱体の加熱に関しては、全体の完全融解が上記過冷却状態に至るための必要条件である。そのため上記マイクロ波加熱による加熱ムラがある場合、全体的に完全融解させようとすると部分的に非常に温度が上がり、容器の損傷を招く可能性がある。
【０００４】その他の問題点として潜熱蓄熱材のマイクロ波加熱による加熱ムラ、もしくはユーザーの誤使用によって潜熱蓄熱体が損傷した場合、内部の潜熱蓄熱材が外部へ漏洩し、周囲機器を破損・汚染・付臭の恐れがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、マイクロ波加熱による部分的な加熱ムラが引き起こす異常昇温を防止し、全体を均一に加熱できるようにし、さらに万が一ユーザーの加熱時における誤使用（加熱したまま忘れて長時間放置する等）による潜熱蓄熱体の損傷が生じた際にも内部潜熱蓄熱材が外部へ漏洩するのを防止できるマイクロ波蓄熱式加熱器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために請求項１記載の発明にあっては、マイクロ波による加熱が可能な潜熱蓄熱体であって、外側容器５と潜熱蓄熱材２を封入した内側容器６との多重構造で構成され、外側容器５の破壊強度を外側容器５の弾性領域内で内側容器６の破壊強度よりも高くしたことを特徴としており、このように構成することで、多重構造の潜熱蓄熱体１によってマイクロ波加熱による部分的な加熱ムラが引き起こす異常昇温を防止し、全体を均一に加熱できるようになると共に、万が一ユーザーの誤使用（加熱したまま忘れて長時間放置する等）により長時間加熱しても潜熱蓄熱体１全体が破裂することなく内側容器６のみの破損で済み、潜熱蓄熱材２が外部に漏洩するのを防ぐことができる。
【０００７】また請求項２記載の発明は、請求項１において、外側容器５に補強用のリブ３またはボスの少なくとも一方が設けられているのが好ましく、この場合、リブ３やボスの存在により外側容器５の耐圧縮強度がアップすることで、容器への飛び降り等による破損を防止できる。
【０００８】また請求項３記載の発明は、請求項２において、外側容器５が上下に分割されると共に、リブ３もしくはボスを貫通する止め具４０にて外側容器５の対面する２面が拘束されているのが好ましく、この場合、リブ３等を通して外側容器５を連結することにより、更に大きい容器圧力に対して外側への変形が少なくなる。
【０００９】また請求項４記載の発明は、請求項３において、外側容器５の対面部分に空間または弾性体４を設けるのが好ましく、この場合、外側容器５への圧縮に対して弾性体４等が減少することによってクッション性が得られる。
【００１０】また請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、外側容器５が繊維強化ゴムで構成されているのが好ましく、この場合、繊維強化ゴムからなる外側容器５が内側容器６の膨張にあわせてある程度まで伸びることができ、これにより内側容器６を外側容器５より十分大きくしておくとその分だけ破損は遅延されると共に、繊維が働いて容積が一定になった段階で全体容積は拘束され、潜熱蓄熱体１のクッション性及び頑強性が向上する。
【００１１】また請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、マイクロ波加熱時における内側容器６の膨張時、もしくは外側からの圧縮により内側容器６に圧力が掛かった時に、外側容器５と接していない内側容器６の曲率半径Ｒが減少するように外側容器５の内壁形状を構成するのが好ましく、この場合、全体として内側容器６に掛かる応力は非常に小さくなり、外側容器５さえ頑強にしておけば内側容器６の破損を遅延させることができる。
【００１２】また請求項７記載の発明は、請求項６において、内側容器６の任意の部分の耐圧強度を曲率半径Ｒで制御するように外側容器５の内壁形状を構成するのが好ましく、この場合、外側容器５の内壁形状によって内側容器６の破損個所の制御ができ、破損後の漏洩防止など安全対策もそこに集中して行うことができる。
【００１３】また請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかにおいて、マイクロ波加熱時において、外側容器５の膨張時もしくは温度上昇時にマイクロ波をシールドするためのマイク口波シールド手段２０を設けるのが好ましく、この場合、例えば電子レンジで加熱する段階において必要以上のマイクロ波エネルギーの侵入を防ぐことができる。
【００１４】また請求項９記載の発明は、請求項８において、マイクロ波の非シールド部を有する潜熱蓄熱体１とマイクロ波反射板３０とを具備しており、マイクロ波加熱による潜熱蓄熱体１の膨張時に非シールド部分がマイクロ波反射板３０に密着するように構成されているのが好ましく、この場合、マイク口波加熱により膨張した潜熱蓄熱体１とマイク口波反射板３０とが密着した段階で完全なマイクロ波シールドができる。
【００１５】また請求項１０記載の発明は、請求項１において、潜熱蓄熱材２が溶媒成分と溶質成分からなり、溶媒成分に可溶で且つ溶質成分と反応して他の成分を生成しない材料を含むのが好ましく、この場合、潜熱蓄熱材２の沸点が上昇することにより、潜熱蓄熱材２の気化までの時間が延長される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】本実施形態のマイクロ波による加熱が可能な潜熱蓄熱体１は、図１に示すように、潜熱蓄熱材２を封入した内側容器６と、内側容器６を収納する外側容器５との多重構造で構成されている。
【００１８】ここでは、外側容器５の破壊強度が外側容器５の弾性領域内で内側容器６の破壊強度よりも高くなるように設定されている。そのために、外側容器５は硬質容器からなり、一方、内側容器６は外側容器５の内壁形状に沿うような形状の可撓性容器からなる。外側容器５の材質として例えばポリカーボネート、ポリプロピレン、エラストマ、繊維強化ゴム等が適している。また、内側容器６の材質としてラミネートフィルム等を用いることができる。
【００１９】また潜熱蓄熱材２として、溶媒成分と溶質成分とで構成し、溶媒成分に可溶で且つ溶質成分と反応して他の成分を生成しない材料を含むものを用いることができる。この場合、沸点が上昇することにより、潜熱蓄熱材２の気化までの時間が延長されるので、破損時間が遅延される。例えば水和物形の潜熱蓄熱材２は結晶水が溶媒成分、塩基が溶質成分とみなせる。そして潜熱蓄熱材２の沸点は水に溶け込んでいる塩基のモル濃度数に比例して上昇することからその溶媒成分に更に塩基に影響を及ぼさない物質を溶解させることにより、沸点は更に上昇する。例えばＣＨ3ＣＯＯＮａ・３Ｈ2０の場合、溶媒成分Ｈ2０に溶出成分ＣＨ3ＣＯＯＮａが溶け、更にイオン化し、ＣＨ3ＣＯＯ-、Ｎａ十となる、これに更に食塩ＮａＣｌを加えると水に可溶で、さらに、Ｎａ十、Ｃｌ-にイオン化する。これらイオンは溶出成分ＣＨ3ＣＯＯ-、Ｎａ十と未反応なので、沸点は上昇させるが、潜熱蓄熱材２の基本性能には影響を及ぼさないものである。
【００２０】なお、潜熱蓄熱材２の他例として、例えば、マイク口波の加熱による冷却後、比較的安定良く過冷却状態（結晶が完全に融解した状態）に至る物質を用いてもよい。このような比較的安定に過冷却状態に至る材料として、無機水和物が挙げられる。具体的には水酸化バリウム八水和物、酢酸ナトリウム三水和物、チオ硫酸ナトリウム五水和物、リン酸水素ナトリウム十二水和物、硫酸ナトリウム十水和物、塩化カルシウム六水和物が挙げられる。水和物を潜熱蓄熱材２として使用する場合、水蒸気透過率及び酸素透過率が非常に低いポリエチレンやポリプロピレンやＰＥＴが有効であり、ラミネートフィルムにおいては蒸着ＰＥＴを使用することで更にその効果が上がる。なお、このような無機水和物に代表されるような過冷却を起こしやすい潜熱蓄熱材を用いた場合は、潜熱蓄熱材の過冷却状態（結晶が完全に融解した状態）を解放するためのトリガー素子を潜熱蓄熱材２内部に設置し、トリガー素子にて潜熱蓄熱体の過冷却状態を解放して発熱させる構造を採用してもよい。
【００２１】しかして、外側容器５と潜熱蓄熱材２を封入した内側容器６との多重構造で構成されているので、多重構造の潜熱蓄熱体１によってマイクロ波加熱による部分的な加熱ムラが引き起こす異常昇温を防止し、全体を均一に加熱できるようになる。さらに、外側容器５の破壊強度を外側容器５の弾性領域内で内側容器６の破壊強度よりも高くしたので、つまり、外側容器５を硬質容器で構成し、内側容器６をラミネートフィルム等の可撓性容器で構成したので、潜熱蓄熱材２が封入された内側容器６が加熱により膨張していくと、外側容器５に圧力が掛かり始め、図１（ｂ）のように外側容器５が弾性領域内で変形していく。このとき万が一ユーザーの誤動作により長時間加熱しても、外側容器５が破壊するまでの間に、図１（ｃ）のように内側容器６が破損することとなる。従って、潜熱蓄熱体１全体が破裂することなく内側容器６のみの破損で済み、従って、潜熱蓄熱材２が外部に漏洩するのを防ぐことができる。また内側容器６の破壊限界より外側の弾性領域限界を大きくすることで、通常の使用状態では決して外側容器５が変形することなく元の形に戻ることができ、使い勝手が良好となる。
【００２２】また、上記外側容器５が繊維強化ゴムで構成されている場合にあっては、マイク口波加熱時において外側容器５が内側容器６の膨張にあわせてある程度まで伸びることができる。それによって内側容器６を外側容器５より十分大きくしておくとその分だけ破損は遅延されることとなり、さらに繊維が働き容積が一定になった段階で全体容積は拘束されることによって、全体としてクッション性及び頑強性を備えた潜熱蓄熱体１が得られるようになる。
【００２３】図２は外側容器５を上部の外側容器５ａと下部の外側容器５ｂとで構成し、外側容器５の上下面に補強用の長尺のリブ３を設けた場合を示している。外側容器５ａの下面から突出させたリブ３と外側容器５ｂの上面から突出させたリブ３とが突き当てられることによって、上下のリブ３，３間でラミネートフィルム等からなる内側容器６のシール部分６ａを上下から圧着する。これにより、リブ３の存在により外側容器５の耐圧縮強度がアップし、例えば容器への飛び降りによる破損等を防ぐだけでなく、内側容器６への圧縮応力を低減させることができると共に、リブ３の存在は大きな面の圧力に対するたわみを低減するのにも役立ち、さらに面の変形を押さえる役割も果たし、そのうえリブ３は内側容器６を外側容器５内に位置決めする役割も果たす。なお、図２の例では、リブ３を設けた場合を示したが、リブ３に代えて、もしくはリブ３と併用してボスを設けるようにしてもよい。
【００２４】図３は、図２においてリブ３に貫通孔３ａを設け、このリブ３を貫通する断面Ｈ形状の止め具４０にて両外側容器５ａ，５ｂの対面する２面が拘束されている場合を示している。ここでは、リブ３の貫通孔３ａは止め具４０に沿った断面Ｈ形状に形成され、止め具４０の両フランジ４３が外側容器５ａ，５ｂの表面から突出しないようにしてある。しかして、貫通孔３ａ内に止め具４０のピン部４１を貫通することで、外側容器５ａ，５ｂの対向する面同士を確実に連結できるようになり、より大きな圧力に対しても外側容器５ａ，５ｂの変形を少なくすることができる。なお、図３では、リブ３を設けた場合を示したが、リブ３に代えてボスを設け、このボスを貫通して止め具４０を取り付けるようにしてもよいものである。また、断面Ｈ形状の止め具４０を貫通孔３ａに貫通させる方法として、例えば図３に示す一方のフランジ４３をピン部４１にネジ止めあるいは固着等によって後から取り付け可能としてもよい。もちろん、止め具４０の構造はこれに限定されるものではない。
【００２５】図４は、図３の構造に加えて、リブ３の間に空間または弾性体４を設けた場合を示している。図４（ａ）では弾性体４はコイルバネからなり、外側容器５ａ，５ｂの圧縮時にコイルバネが圧縮することによりクッション性が得られ、これにより強度とクッション性を兼ね備えた容器が得られる。または図４（ｂ）は弾性体４の他例として空間を設け、空間によりクッション性を得るようにしてある。このとき空間の距離は外側容器５ａ，５ｂの弾性歪み限度内に収まるように設計する。
【００２６】図５は、外側容器５を、弾性変形しない左右の硬質ブロック部７と弾性変形可能な上下の弾性シート部８とで構成した場合を示している。弾性シート部８は、本例ではゴム８ａと繊維８ｂとからなる２重シートで構成されており、おしり９を乗せたときに弾性シート部８が撓むことによって、クッション性が得られ、これにより強度とクッション性を兼ね備えた容器を得ることができる。また、弾性シート部８を両面に設けることで、外側容器５が上下両面使用可能となり、使い勝手が向上する。
【００２７】図６はマイクロ波加熱時における内側容器６の膨張時、もしくは外側からの圧縮により内側容器６に圧力が掛かった時に、外側容器５と接していない内側容器６の曲率半径Ｒが減少するように外側容器５の内壁形状を構成した場合を示している。ここで、ラミネートフィルム容器のように柔軟性のある内側容器６を解放状態にして膨張させた場合は、図６（ａ）に示すように、かなり大きい曲率半径Ｒを持つこととなり、これによりσが大きくなる。
【００２８】ここで、図６（ａ）に示すような内側容器６の膨張時に内側容器６自身に掛かる応力σは以下の式から得られる。
【００２９】σ＝Ｐ・Ｒ尚、σは容器に掛かる応力、Ｐは内圧、Ｒは容器の曲率半径Ｒである。
【００３０】上記内側容器６を構成するラミネートフィルムが非弾性体の場合、その応力σが直接シール部分に掛かるため簡単に破損してしまうが、図６（ｂ）に示すように、内側容器６を外側容器５で拘束すると接触面は反発力が働くので、内圧Ｐは打ち消され、結局、非接触面（図６（ｂ）の６ｂで示す部分）の曲率半径Ｒから計算される応力がこの内側容器６自身に掛かることとなる。これにさらに図６（ｃ）に示すように、曲率半径Ｒを小さくするための突起１０，１１を外側容器５の上下面及び横壁からそれぞれ突出させることによって、内側容器６の非接触面イの曲率半径Ｒは突起１０，１１に追随してさらに小さくなる。すると全体として内側容器６に掛かる応力σは非常に小さくなるため、外側容器５さえ頑強にしておけば内側容器６の破損を遅延させることができるものとなる。
【００３１】さらに図７は図６の変形例として、ラミネートフィルム等の内側容器６の任意の部分の耐圧強度を曲率半径Ｒで制御するように外側容器５の内壁形状を構成した場合を示している。つまり、内側容器６の膨張時において、突起１０，１１の存在する部分（図７の中央から右側部分）では、内側容器６の曲率半径Ｒが小さくなるが、突起１０，１１の存在しない部分（図７の左側部分ロ）では曲率半径Ｒが大きくなる。このようにあえて外側容器５内に曲率半径Ｒの大きなところを作っておけば、そこが最初に破損しやすくなるので、破損個所を制御できる。つまり、外側容器５の内壁形状によって曲率半径Ｒの大きさを任意に制御できるようになるので、破損後の漏洩防止など安全対策もそこに集中して行うことができる。
【００３２】図８は、マイクロ波Ａによる加熱時において、外側容器５の膨張時もしくは温度上昇時にマイクロ波Ａをシールドするためのマイク口波シールド手段２０を設けた場合を示している。ちなみに電子レンジで加熱する段階において熱（温度）と膨張という二つのエネルギーが生じるが、これらいずれかのエネルギーを利用してマイクロ波シールドが働く機構を得ることで、必要以上のマイクロ波エネルギーの侵入を防ぐことができて過加熱を防止できるようになる。図８の例では、上方に開口した容器本体５ａ´の左右上縁部から左右２枚のシールド用蓋２１をそれぞれ倒れ可能に立設し、内側容器６の中央上面に熱感知装置２２を設置し、この熱感知装置２２とシールド用蓋２１の内面との間に形状記憶バネ２３（蓄熱材温度の熱伝達により９０℃で作動するもの）を連結してある。図中の２１ａは隙間閉塞板である。しかして、９０℃以上になると形状記憶バネ２３が収縮して図８（ｂ）に示すように、シールド用蓋２１が潜熱蓄熱材２を上方から覆うように倒れるようにようになる。このように温度を利用する方式、つまり潜熱蓄熱体１の温度の上昇を感知して収縮する形状記憶バネ２３を利用する方式を用いることによって、適温でシールド用蓋２１を閉めて全体シールドすることが可能となり、過熱防止により効果的となる。
【００３３】図９はマイクロ波Ａの非シールド部４１を有する潜熱蓄熱体１と、マイクロ波反射板３０とを具備しており、マイクロ波加熱による潜熱蓄熱体１の膨張時に非シールド部４１がマイクロ波反射板３０に密着するように構成されている場合を示している。図９の例では、外側容器５の下部側面に横方向に開口したマイク口波進入通路４２を設け、マイク口波進入通路４２内部の上方にマイクロ波進入用の開口部４０と非シールド部４１とを設け、マイク口波進入通路４２の下方にマイク口波反射板３０を設置してある。このとき、開口部４０のある面に柔軟性のある材料を使用すればマイク口波反射板３０によって跳ね返ったマイクロ波Ａもしくは直接進入してきたマイクロ波Ａのエネルギーによって加熱膨張した内側容器６の圧力により外側容器５が膨張し、最終的には図９（ｂ）に示すように、非シールド部４１がマイク口波反射板３０と密着した段階で完全なマイクロ波シールドができるようになっている。
【００３４】
【実施例】以下に本発明を実施例によって詳述する。尚、本発明は以下の実施例に限られるものではない、［実施例１〜１０、比較例１〜２］以下の実施例１〜１０において、外側ケース（硬質）と内側容器（可撓性フィルム）を図２のように組み合わせた２重容器において、本発明の機能を付加させたときのマイクロ波加熱による加熱状況を比較例と比較を行い、その結果を以下の表１、表２に示す。加熱、ケースについての共通条件は潜熱蓄熱材容量：５００ｇ、電子レンジ５００Ｗとした。
【００３５】実施例１では、外側容器として、図２（ａ）に示す断面形状を有し、内寸１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器の上下板に、５０ｍｍ間隔で高さ１０ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１９０ｍｍのリブを３本設置したものを用いた。内側容器として１８０ｍｍ×１８０ｍｍの４方シールからなるラミネート袋を用い、その中に酢酸ナトリウム三水和物が１００重量部、ピロリン酸ソーダ五水和物が１重量部の蓄熱主材を封入した。
【００３６】実施例２では、外側容器として、図３に示す断面形状を有し、内寸１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器の上下板に、５０ｍｍ間隔で高さ１０ｍｍ、φ１２のボスを５本設置し、繊維強化ＰＣネジナットで貫通止めしたものを用いた。内側容器として１８０ｍｍ×１８０ｍｍの４方シールからなるラミネート袋のφ１５のシール面をボスに合わせて設置したものを用い、その中に実施例１と同様な蓄熱主材を封入した。
【００３７】実施例３では、外側容器として、図４に示す断面形状を有し、内寸１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器の上下板に、５０ｍｍ間隔で高さ６ｍｍ、φ１２のボスを５本設置し、繊維強化ＰＣネジナットで貫通止めしたものを用いた。内側容器として実施例２と同様なものを用い、その中に酢酸ナトリウム三水和物が１００重量部の蓄熱主材を封入した。
【００３８】実施例４では、外側容器として、図５に示す断面形状を有し、外寸２００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１０ｍｍのＰＰ製枠に繊維強化ゴムシート（ｔ２）を上下２枚使用したものを用いた。内側容器として１８０ｍｍ×１８０ｍｍの４方シールからなるラミネート袋を用い、その中に実施例１と同様な蓄熱主材を封入した。
【００３９】実施例５では、外側容器として、図６（ｃ）に示す断面形状を有し、内寸１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器の上下板に、４０ｍｍ間隔で高さ６ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ１９０ｍｍのリブを３本設置し、さらに横壁にＲ＝３形状になるように凹凸を設けたものを用いた。内側容器として実施例１と同様のものを用い、その中に実施例３と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４０】実施例６では、外側容器として、図７に示す断面形状を有し、実施例５のリブの配置に対して図７のように左側の１本のリブと左側の横壁の凹凸を削除して平面化したものを用いた。内側容器として実施例１と同様のものを用い、その中に実施例３と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４１】実施例７では、外側容器として、図８（ａ）（ｂ）に示す断面形状を有し、外寸２００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１０ｍｍのアルミ箔を付着したＰＰ製枠の下面に、２００ｍｍ×２００ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミ箔を付着し、さらに、アルミ板（１００ｍｍ×２００ｍｍ）を２枚枠に立て、形状記憶合金（蓄熱材温度の熱伝達により９０℃で作動するもの）により蓋が潜熱蓄熱材を覆うように倒れるように構成した。内側容器として、実施例１と同様のものを用い、その中に実施例３と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４２】実施例８では、外側容器として、図9に示す断面形状を有し、外寸２００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１０ｍｍのアルミ箔を付着したＰＰ製枠の上面全体に、２００ｍｍ×２００ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミ箔を付着し、さらに、下面の繊維強化ゴムの中央に１３０ｍｍ×１３０ｍｍの部分のみにマイク口波が貫通する孔を設けた。内側容器として、実施例１と同様のものを用い、その中に実施例３と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４３】実施例９では、外側容器として、図２（ａ）に示す断面形状を有し、内寸１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器の上下板に、５０ｍｍ間隔で高さ１０ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１９０ｍｍのリブを３本設置したものを用いた。内側容器として実施例１と同様のものを用い、その中に実施例３と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４４】実施例１０では、外側容器として、図１に示す断面形状を有し、内寸１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器を用いた。内側容器として実施例１と同様のものを用い、その中に実施例３と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４５】比較例１では、外側容器として、図１に示す断面形状を有し、内寸１８０ｍｍ×１８０ｍｍ×１２ｍｍ、肉厚２ｍｍのＰＰ製中空容器を用いた。内側容器として実施例１と同様のものを用い、その中に実施例２と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４６】比較例２では、実施例１と同様の内側容器を図６（ａ）に示す断面形状にし、その中に実施例２と同様な蓄熱主材を封入した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】尚、上記表１，表中２中において、注１）は完全溶解するまでに達した部分的最高温度であり、注２）は完全溶解するまでの潜熱蓄熱体の最高温度と最低温度の差であり、注３）は振らずに潜熱蓄熱体が過冷却に至る（結晶が完全に溶解する）最低時間であり、注４）は外部及び内部も含めて破損あるいは変形して元に戻らなくなった最低時間である。また、表１，２中の「過冷却解放トリガー内蔵」とは、潜熱蓄熱材として無機水和物に代表されるような過冷却を起こしやすい材質を使用し、この潜熱蓄熱材の過冷却状態（結晶が完全に融解した状態）を任意に解放するための手段としてトリガー素子を潜熱蓄熱材内部に設置し、外側容器の外部からトリガー素子を操作して過冷却を解放して発熱させるタイプのものをいう。
【００５０】
【発明の効果】上述のように請求項１記載の発明にあっては、マイクロ波による加熱が可能な潜熱蓄熱体であって、外側容器と潜熱蓄熱材を封入した内側容器との多重構造で構成されているので、多重構造の潜熱蓄熱体によってマイクロ波加熱による部分的な加熱ムラが引き起こす異常昇温を防止し、全体を均一に加熱できるようになる。また、外側容器の破壊強度を外側容器の弾性領域内で内側容器の破壊強度よりも高くしたので、潜熱蓄熱材が封入された内側容器が加熱により膨張していくと、外側容器に圧力が掛かり始めて外側容器が弾性領域内で変形するが、弾性領域をすぎて外側容器が破壊するまでの間に、内側容器の方が破損することとなる。これにより、万が一ユーザーの誤動作により長時間加熱しても潜熱蓄熱体全体が破裂することなく内側容器のみの破損で済み、潜熱蓄熱材が外部に漏洩するのを防ぐことができると共に、通常の使用状態では外側容器が弾性変形しても元の形に戻ることができるので、使い勝手が良好となる。
【００５１】また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、外側容器に補強用のリブまたはボスの少なくとも一方が設けられているので、リブやボスの存在により外側容器の耐圧縮強度がアップすることで、容器への飛び降り等による破損を防止できるだけでなく、内側容器への圧縮応力が低減し、さらに、リブの存在は大きな面の圧力に対するたわみを低減したり、面の変形を押さえる効果もある。
【００５２】また請求項３記載の発明は、請求項２記載の効果に加えて、外側容器が上下に分割されると共に、リブもしくはボスを貫通する止め具にて外側容器の対面する２面が拘束されているので、リブ等を通して外側容器を連結することにより、更に大きい容器圧力に対して外側への変形が少なくなる。
【００５３】また請求項４記載の発明は、請求項３記載の効果に加えて、外側容器の対面部分に空間または弾性体を設けたので、外側容器への圧縮に対して弾性体等が減少することによってクッション性が得られる。これにより強度とクッション性を兼ね備えた容器が得られる。
【００５４】また請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の効果に加えて、外側容器が繊維強化ゴムで構成されているので、繊維強化ゴムからなる外側容器が内側容器の膨張にあわせてある程度まで伸びることができ、これにより内側容器を外側容器より十分大きくしておくとその分だけ破損は遅延され、また繊維が働いて容積が一定になった段階で全体容積は拘束される。これにより全体としてクッション性及び頑強性を備えた潜熱蓄熱体が得られる。
【００５５】また請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の効果に加えて、マイクロ波加熱時における内側容器の膨張時、もしくは外側からの圧縮により内側容器に圧力が掛かった時に、外側容器と接していない内側容器の曲率半径が減少するように外側容器の内壁形状を構成したので、例えばラミネートフィルム容器のように柔軟性のある内側容器にあっては解放状態にして膨張させた場合、かなり大きい曲率半径を持つことになるが、このときに内側容器を外側容器で拘束すると容器の接触面は反発力が働くので、圧力は打ち消され、結局、非接触面の曲率半径から計算される応力がこの内側容器自身に掛かり、全体として内側容器に掛かる応力は非常に小さくなり、外側容器さえ頑強にしておけば内側容器の破損を遅延させることができる。
【００５６】また請求項７記載の発明は、請求項６記載の効果に加えて、内側容器の任意の部分の耐圧強度を曲率半径で制御するように外側容器の内壁形状を構成したので、外側容器の内壁形状によって内側容器の破損個所の制御ができ、従って、破損後の漏洩防止など安全対策もそこに集中して行うことができるようになる。
【００５７】また請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の効果に加えて、マイクロ波加熱時において、外側容器の膨張時もしくは温度上昇時にマイクロ波をシールドするためのマイク口波シールド手段を設けたので、例えば電子レンジで加熱する段階において必要以上のマイクロ波エネルギーの侵入を防ぐことができ、過加熱を防止することができる。
【００５８】また請求項９記載の発明は、請求項８記載の効果に加えて、マイクロ波の非シールド部を有する潜熱蓄熱体とマイクロ波反射板とを具備しており、マイクロ波加熱による潜熱蓄熱体の膨張時に非シールド部分がマイクロ波反射板に密着するように構成されているので、マイク口波加熱により膨張した潜熱蓄熱体とマイク口波反射板とが密着した段階で完全なマイクロ波シールドができ、過熱防止に効果的となる。
【００５９】また請求項１０記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、潜熱蓄熱材が溶媒成分と溶質成分からなり、溶媒成分に可溶で且つ溶質成分と反応して他の成分を生成しない材料を含むので、潜熱蓄熱材の沸点が上昇することにより、潜熱蓄熱材の気化までの時間が延長されるので、破損時間の遅延を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２７日（１９９９．９．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−９１１７６（Ｐ２００１−９１１７６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月６日（２００１．４．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２７３３９６ |
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