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摘要
申请专利号:

CN98806489.8

申请日:

1998.04.03

公开号:

CN1261432A

公开日:

2000.07.26

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效申请日:1998.4.3|||公开

IPC分类号:

F28D20/02; A47G23/04; A41D13/00; F21V7/16

主分类号:

F28D20/02; A47G23/04; A41D13/00; F21V7/16

申请人:

舒曼·萨索尔公司;

发明人:

克劳斯·菲巴克; 迈克尔·马太; 托尼·哈伯舒斯; 沃尔夫冈·莱因夏根

地址:

德国汉堡

优先权:

1997.05.21 DE 19721270.0; 1998.02.09 DE 19805028.3; 1998.03.27 DE 19813562.9

专利代理机构:

柳沈知识产权律师事务所

代理人:

范明娥

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内容摘要

本发明涉及一种潜热体,它含有装在有存贮空间的载体材料中的石蜡基贮存材料,其中载体材料是由单个部件组成,其中毛细管状贮存空间用于在所述载体材料间贮存潜热贮存材料。按照本发明潜热体可包含多个潜热分体,它可被共同的覆盖层包围,并且潜热体含有微波活性物质。本发明也涉及相应的所述潜热体的制备方法。

权利要求书

1: 潜热体(1),具有在具有存储空间的载体材料中装有的石蜡基潜热贮 存材料,载体材料包括有机塑料材料或天然材料,其特征在于:载体材料是 由单个载体材料部件通过粘结组合而成的,至少在载体材料部件之间形成有 贮存潜热贮存材料的毛细管状存储空间。
2: 根据权利要求1的潜热体,特别是根据权利要求1,其特征在于:载 体材料是由纤维素纤维制成的纤维板。
3: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要求 之一项或多项,其特征在于:潜热体(1)具有周围覆盖层。
4: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要求 之一项或多项,其特征在于:周围覆盖层包括膜/箔材料。
5: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要求 之一项或多项,其特征在于:周围覆盖层包括一种铝箔。
6: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要求 之一项或多项,其特征在于:周围覆盖层包括一种聚丙烯膜。
7: 根据权利要求1前序特征或上述权利要求之一项或多项的潜热体,特 别是根据权利要求1前序特征或上述权利要求之一项或多项,其特征在于: 载体材料是非纺织物。
8: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要求 之一项或多项,其特征在于:载体材料是用大约其本身重量的两倍至十倍的 潜热贮存材料浸渍的。
9: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要求 之一项或多项,其特征在于:在热交换器中将潜热体排列成板状体。
10: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:在地板加热系统中潜热体排列成地板。
11: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:形成的潜热体是螺旋状的。
12: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:通过研磨等密封载体材料外表面上的毛细管。
13: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利 要求之一项或多项,其特征在于:将纤维粘结在一起。
14: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:纤维板是在低压下生产的柔软性纤维板。
15: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:潜热贮存材料以增稠液体提供。
16: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:增稠剂是一种延迟添加剂。
17: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:潜热贮存材料含有一定比例的矿物油和聚合 物。
18: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:矿物油是高精炼的矿物油。
19: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:矿物油约占潜热贮存材料的10-50%。
20: 根据上述权利要求之一项或多项的潜热体,特别是根据上述权利要 求之一项或多项,其特征在于:聚合物的含量不超过潜热贮存材料的5%(重 量)。
21: 可活动的贮存加热器(14),含有具有权利要求1-20中的一种或多种 特征的潜热体(18),其特征在于:潜热体(18)与加热器元件(17)交换热量并进 一步与外壳(15)交换热量。
22: 运输容器(19),包含具有权利要求1-20中的一种或多种特征的潜热 体(24、25),其特征在于:潜热体(24、25)排列在内部容器(22)和外壳(21) 之间,外壳与内部容器隔开一段距离,潜热体有多层,其表面与外壳(21)和 内部容器(22)的壁平行。
23: 根据权利要求22的运输容器(19)或特别是根据权利要求22,其特 征在于:潜热体(24、25)包含相转移温度不同的潜热贮存材料。
24: 动物食品容器(26),包含具有权利要求1-20中的一种或多种特征的 潜热体(30),其特征在于:外壳(27)的顶部有可存放动物食品(29),尤其是狗 食品的凹槽(28),其中在食品(29)相对的表面上的凹槽(28)的导热性壁与潜热 体(30)交换热量。
25: 动物食品容器(31),包含具有权利要求1-20中的一种或多种特征的 潜热体(40),其特征在于:在具有绝热层(38)的下壳(32)中构成用于潜热体(40) 的室(39),具有存放动物食品(36)的凹槽(35)的上壳(33)位于下壳(32)的顶部, 食品(36)通过凹槽(35)的底侧导热壁(37)与潜热体(40)交换热量。
26: 空气/水热交换器(41)的贮存部件,包含具有权利要求1-20中的一种 或多种特征的潜热体(42),其特征在于:潜热体排列在结合的箔(41′)之间, 结合的箔依次地彼此排列在一起,覆盖潜热体,并借助于结合缝(43、43′) 将潜热体完全密封在结合箔(41′)中,相邻潜热体(42)之间的结合缝(43′)优选以 变形区域的形式构成。
27: 加热/冷却毯(44),包含 具有权利要求1-20中的一种或多种特征的潜热体(46),其特征在于:潜热体 依次地彼此排列在纤维层(45、45′)之间并借助于结合缝(47、48)保持在纤 维层(45、45′)之间,其中纤维层的表面彼此间基本上是平行的。
28: 手套(49),包含具有权利要求1-20中的一种或多种特征的潜热体 (50、50′),其特征在于:将潜热体缝制在手套的内外纤维层之间。
29: 鞋底(51),包含具有权利要求1-20中的一种或多种特征的潜热体 (42),其特征在于:潜热体(52)的外形基本上与鞋底(51)相对应。
30: 根据权利要求29的鞋底或特别是根据权利要求29,其特征在于: 将其他的材料层,尤其是泡沫体、橡胶和/或纺织纤维层与潜热体(52)的顶部 和/或底部接合在一起。
31: 背心(54),包含具有权利要求1-20中的一种或多种特征的潜热体 (55、56、57),其特征在于:将潜热体缝制在背心的内外纤维层之间。
32: 构成建筑贮存板(58)并具有权利要求1-20中的一种或多种特征的潜 热体,其特征在于:载体材料(59)具有外部格子结构并可渗透扩散的水蒸气。
33: 具有一个或多个潜热体作为贮存部件的太阳能蒸发器(62),潜热体 具有权利要求1-20中的一个或多个特征,其特征在于:潜热体(体)被置于外 壳(63)中的周围液体(67)中,外壳具有液体入口(66),气体供料管(71),气体 排出管(72)和可渗透高能辐射的覆盖层(64),其中充满液体蒸汽的气体供给用 户(73)。
34: 根据权利要求33的太阳能蒸发器(62)或特别是根据权利要求33, 其特征在于:气体是空气。
35: 根据权利要求33和34之一项或两项的太阳能蒸发器(62)或特别是 根据权利要求33和34之一项或两项,其特征在于:液体(67)是水。
36: 根据权利要求33-35之一项或多项的太阳能蒸发器(62)或特别是根 据权利要求33-35之一项或多项,其特征在于:用户是积肥器。
37: 根据权利要求33-36之一项或多项的太阳能蒸发器(62)或特别是根 据权利要求33-36之一项或多项,其特征在于:为了保持外壳(63)中的预选择 液面,提供一个安全阀(68)。
38: 饮料冷却器(74),具有在饮料容器(75),尤其是瓶或罐头中有装 饮料(76)的容器部分(77),其特征在于:在容器部分(77)中含有石蜡基潜热贮 存材料(78)。
39: 根据权利要求38的饮料冷却器(74)或特别是根据权利要求38,其 特征在于:容器部分(77)的开口由不渗透潜热贮存材料(78)的膜/箔(79)密封, 膜/箔(79)的一侧与潜热贮存材料(78)接触,远离潜热贮存材料(78)的一侧支承 饮料容器(75)。
40: 根据权利要求38的饮料冷却器或特别是根据权利要求38,其特征 在于:潜热贮存材料(78)被密封在由不渗透潜热贮存材料(78)的膜/箔(79)制成 的袋子中,远离潜热贮存材料(78)的膜/箔(79)的一侧支承饮料容器(75)。
41: 根据权利要求39或40的饮料冷却器或特别是根据权利要求39或 40,其特征在于:膜/箔是由易于变形的材料制成的。
42: 根据权利要求39和41之一项或两项的饮料冷却器或特别是根据权 利要求39和41之一项或两项,其特征在于:膜/箔(79)的表面积要比容器部 分(77)的开口大。
43: 根据权利要求1-20之一项或多项的潜热体(1)或特别是根据权利要 求1-20之一项或多项,其特征在于:潜热体(1)包含多个潜热分体(84),潜热 分体(84)包含载体材料部分(85)和潜热贮存材料(78),潜热贮存材料(78)是装 在载体材料部分(85)的毛细管状存储空间中。
44: 根据权利要求43的潜热体(1)或特别是根据权利要求43,其特征在 于:潜热分体(84)的周围是公用的周围覆盖层,该层特别具有权利要求4-6 中的一项或多项的特征。
45: 根据权利要求43和44之一项的潜热体(1)或特别是根据权利要求43 和44之一项,其特征在于:潜热体(1)与潜热分体(84)的体积比至少为10。
46: 根据权利要求43-45之一项或多项的潜热体(1)或特别是根据权利要 求43-45之一项或多项,其特征在于:潜热分体(84)包含周围覆盖层(3),该 层特别具有权利要求4-6之一项或多项的特征。
47: 根据权利要求43-46之一项或多项的潜热体(1)或特别是根据权利要 求43-46之一项或多项,其特征在于:潜热体(1)包含尺寸不同的潜热分体 (84)。
48: 根据权利要求43-47之一项或多项的潜热体(1)或特别是根据权利要 求43-47之一项或多项,其特征在于:潜热体(1)包含形状不同的潜热分体 (84)。
49: 根据权利要求43-48之一项或多项的潜热体(1)或特别是根据权利要 求43-48之一项或多项,其特征在于:潜热分体(84)是长条状的。
50: 根据权利要求43-49之一项或多项的潜热体(1)或特别是根据权利要 求43-49之一项或多项,其特征在于:潜热分体(84)是片状的。
51: 潜热体(1)的制备方法,它具有装入在有存储空间的载体材料中的石 蜡基潜热贮存材料(78),其特征在于:液化潜热贮存材料(78),并将预先已经 液化的潜热贮存材料(78)靠液化材料的自动吸入而输入到载体材料(86)的毛 细管状存储空间中。
52: 根据权利要求51的制备方法或特别是根据权利要求51,其特征在 于:载体材料(86)由单个的载体材料部件例如通过粘结组合而成,在载体材 料部件之间至少形成毛细管状存储空间。
53: 根据权利要求51和52之一项或两项的方法或特别是根据权利要求 51和52之一项或两项,其特征在于:将用潜热贮存材料(78)浸渍的载体材料 (86)分成多个潜热分体(84)。
54: 根据权利要求53的方法或特别是根据权利要求53,其特征在于: 通过锯和/或切割和/或撕开以分割浸渍的载体材料(86)。
55: 根据权利要求50-54之一项或多项的方法或特别是根据权利要求 50-54之一项或多项,其特征在于:压制潜热体和/或潜热分体(84)。
56: 根据权利要求50-55之一项或多项的方法或特别是根据权利要求 50-55之一项或多项,其特征在于:潜热分体(84)的周围有覆盖层(3)。
57: 根据权利要求50-56之一项或多项的方法或特别是根据权利要求 50-56之一项或多项,其特征在于:潜热体(1)的潜热分体(84)有将其包围在一 起的周围覆盖层(3)。
58: 根据权利要求57的方法或特别是根据权利要求57,其特征在于: 用压制工艺将多个潜热分体(84)压制在公用的周围覆盖层中。
59: 根据权利要求1-20和/或43-50之一项或多项的潜热体或特别是根据 权利要求1-20和/或43-50之一项或多项,其特征在于:在潜热体中含有微波 活性物质。
60: 根据权利要求59的潜热体,其特征在于:微波活性物质是均匀分布 在潜热体中的。
61: 根据权利要求59和60之一项或两项的潜热体或特别是根据权利要 求59和60之一项或两项,其特征在于:载体材料部件含有微波活性物质。
62: 根据权利要求59-61之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-61之一项或多项,其特征在于:微波活性物质是含于毛细管状存储空间 中。
63: 根据权利要求59和62之一项或两项的潜热体或特别是根据权利要 求59和62之一项或两项,其特征在于:微波活性物质是包含在潜热分体之 间的空腔中。
64: 根据权利要求59-63之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-63之一项或多项,其特征在于:微波活性物质是粉末状的。
65: 根据权利要求59-64之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-64之一项或多项,其特征在于:微波活性物质是粒状的。
66: 根据权利要求59-65之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-65之一项或多项,其特征在于:微波活性物质是纤维状的。
67: 根据权利要求59-66之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-66之一项或多项,其特征在于:微波活性物质是晶格状的。
68: 根据权利要求59-67之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-67之一项或多项,其特征在于:微波活性物质在使用潜热体的温度下呈 液态。
69: 根据权利要求59-68之一项或多项的潜热体或特别是根据权利要求 59-68之一项或多项,其特征在于:微波活性物质选自玻璃材料、塑料材料、 矿物、金属、煤、陶瓷中的一种或多种材料。
70: 根据权利要求51-58之一项或多项的方法或特别是根据权利要求 51-58之一项或多项,其特征在于:微波活性物质加入到潜热体中。
71: 根据权利要求70的方法或特别是根据权利要求70,其特征在于: 微波活性物质均匀地分布在潜热体中。
72: 根据权利要求70和71之一项或两项的方法或特别是根据权利要求 70和71之一项或两项,其特征在于:在制备载体材料部件的同时向载体材 料部件中加入微波活性物质。
73: 根据权利要求70和72之一项或多项的方法,其特征在于:如果载 体材料是由载体材料部件组合,那么微波活性物质是在进行这种组合时贮存 在形成的毛细管状存储空间中。
74: 根据权利要求70和73之一项或两项的方法,其特征在于:将微波 活性物质贮存在潜热分体之间的空腔中。
75: 根据权利要求70-74之一项或多项的方法,其特征在于:在将潜热 贮存材料输入到载体材料的毛细管状贮存空间中之前,向潜热贮存材料中加 入微波活性物质。

说明书


潜热体

    本发明涉及一种具有装在载体材料的石蜡基潜热贮存材料的潜热体,所述的载体材料具有毛细管状的存储空间并且它由一种有机塑料材料或天然材料构成。

    德国实用新型8408966已经公开了一种多孔泡沫体材料作为载体材料。但是,用这种泡沫材料即便在潜热贮存材料处于加热状态下也不能达到所要求的结构强度。此外,多孔泡沫体材料不易于被潜热贮存材料浸渍。必须采取专门的措施例如压榨才能进行。

    基于这种事实,本发明解决了潜热体存在的技术问题,提供了一种既易于生产,又是高效的,即具有的热存储量高,同时即便在加热状态下也具有足够的结构强度的潜热体。对载体材料的再一个要求是尽可能地自动被潜热贮存材料填满或者自动地吸入潜热贮存材料。就潜热贮存材料而言,仅借助于载体材料的特性获得高的保存能力也是重要的。

    这些技术问题首先主要由权利要求1的主题解决,其中说明了载体材料由单个的载体材料部件组合而成,单个载体材料部件具有固有的结构强度,或者当与潜热贮存材料结合时例如通过粘结结合具有适当的结构强度。

    对于本发明来说,重要的是载体材料部件即便在无潜热贮存材料的情况下也能够粘附在一起,因此,载体材料具有一种或多种结构,每一种结构都含有多个结合的载体材料部件。按照本发明,用下列的方式组合载体材料部件,使得在载体材料之间形成用于潜热贮存材料的毛细管存储空间,该空间可以以开口的形式存在。上述地毛细管存储空间由于它们对液体的毛细管作用而使得载体材料基本上自动地被液体填满或吸入液体,并使得载体材料具有高的保存能力。采用这种毛细管作用对于本发明的潜热体来说效果良好,本发明的潜热体是一种石蜡基潜热贮存材料,向该材料中添加了本申请中列举的单种添加剂或多种添加剂,通过加热使石蜡基潜热贮存材料液化到观察到足以自动被吸入的程度。有利地是,可将潜热贮存材料加热到其中所含的单种石蜡和添加剂最高熔点以上的温度。液化潜热贮存材料,要使得它们能自动地被载体材料吸入,直到载体材料完全饱和。该方法的优点是无需采用复杂和昂贵的工艺步骤,避免输入高的特定的机械能量。

    能固定结合载体材料部件的组合方法同时也适合于调节载体材料部件间保留的存储空间的大小和影响所要求的结构强度。

    存储空间大小的可调性由于潜热贮存材料边界张力或表面张力的作用进一步提供了确定存储空间大小(理想地是达到尽可能大的存储能力)的可能性,同时提供了足够高的毛细管作用。

    合适的载体材料是有机材料,例如塑料或纤维素。优选的载体材料部件还具有其固有的毛细作用。纤维素纤维的一个实例是例如木纤维,它们固有地形成的大量的细毛细管空间要比两种纤维之间形成的毛细作用大。对于潜热贮存材料来说,再一个重要的方面是本身形成均匀分布的空心结构。这些结构对于潜热体的性能或反应是相当重要的。首先,这类空心结构在加热或冷却期间体积发生变化时提供了塑性空间。这种体积变化一般达到体积的10%。此外,可使用的载体材料部件是具有各种长度和直径的纤维。特别适用的载体材料部件还包括陶瓷纤维、矿物棉、塑料纤维和其他合适的纤维,例如棉纤维或羊毛纤维。所使用的陶瓷纤维优选地基本包括Al2O3、SiO2、ZrO2和有机添加剂,这些组分的用量可以变化很大。根据选择的组分,陶瓷纤维的密度优选在150-400千克/米3的范围内波动。就矿物棉而言,优选采用石棉,添加或未添加热固性合成树脂,此外,矿物棉可含有玻璃纤维。作为个别情况下所选择组分的用途,其密度有所不同,优选在200-300千克/米3的范围内。适合于作为载体材料部件的塑料纤维优选含有的基础材料,例如聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈或聚烯烃。在这方面,特别优选DE-A-4307065中公开的潜热贮存材料石蜡。这里,将现有技术公开文本的全部内容引入本文作为本申请的公开内容,在本申请的权利要求中也包括了该现有技术公开的特征。

    这种石蜡在固态状态下具有晶体结构,它们通过结构添加剂改性,优选产生空心结构,例如空心锥。这使得它们能明显改善潜热贮存材料受热时的灵敏度。结果潜热贮存材料例如石蜡似乎采用孔结构。当受热时,更易于熔化的潜热贮存材料的组成可通过材料本身具有的空心结构而流动。合适时也对存在的空气自身建立一种类型的微对流。其结果是高效地混合在一起。另一个优点是即使发生相变化也具有上述的膨胀特性。结构添加剂最好能均匀地溶解在潜热贮存材料中。详细地说,已经证明结构添加剂例如基于聚甲基丙烯酸烷基酯(PA-MA)和聚丙烯酸烷基酯(PAA)的那些物质适合于作为单个组分或组合组分。由于聚合物分子掺入到生长石蜡晶体中并防止晶体形状进一步生长,从而引起晶体改性。即使以有关的形式存在于石蜡的均匀溶液中的聚合物分子使得石蜡在特定的超核系集上生长。形成不再能形成网状的空心锥。由于这种结构添加剂对石蜡结晶特性有协同作用,因此形成空腔,与未按这种方式复合的石蜡相比,改善了热贮存介质石蜡的流动性(例如包含在潜热贮存体中的空气或水蒸汽或潜热贮存材料的液相即石蜡本身)。适用的结构添加剂一般也包括乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/丙烯共聚物(OCP)、二烯烃/苯乙烯共聚物,既包括单个组分,也包括混合物,以及烷基化的萘(巴拉弗洛)。结构添加剂的含量按重量百分比计开始时实际上为约0.01%(重量),表明有明显的改变,就改进而言,尤其增至至多约1个重量百分数。

    更详细地说,能够使粘稠液体加入潜热贮存材料中的添加剂也是优选的。这种添加剂可以是常规的触变剂。即便在加热状态下,其中潜热贮存材料通常呈液态时,仍然是呈明胶状稠度的重质液体所具有的稠度。即使无意识地切割了这种潜热贮存体,那么也不会使潜热贮存材料泄漏或仅是不明显地泄漏。

    优选地,按这种方式制成的潜热体的周围完全被覆盖,优选被塑料膜覆盖。周围完全被覆盖以防止任何软化的或液化的潜热贮存材料泄漏。周围的覆盖物也可包括尿素。可将板材浸入熔融的覆盖材料中,即例如尿素或塑料,例如尼龙(聚酰胺)中。尿素的优点是能明显地起阻燃作用。它对防止泄漏,即使超出额定的工作参数时特别重要。

    载体结构优选包含纤维体,纤维体由单种纤维组成。在这种情况下,可使用市售的纤维板,但优选使用质地较软的纤维板。硬质纤维板仅能将潜热贮存材料调节到限定的程度。纤维最好具有本征的毛细管作用。当用石蜡基潜热贮存材料浸渍这类纤维板时,纤维因吸入石蜡而被石蜡填满并“生长”。另外,纤维之间的毛细管空间也被潜热贮存材料填满。对载体材料提供的另一种构型是非纺织物,例如常规的吸附性非纺织织物,例如市售的用于吸油、酸或其他液体的非纺织织物。特别是完全由聚丙烯纤维组成的非纺织织物。在这种情况下,例如可按上文的一般教导将纤维通过粘结结合在一起。但是,由非纺织织物提供的支承结构也是独立重要的。特别有利地是,当用石蜡基潜热贮存材料浸渍时,上述纤维织物,也包括非纺织织物得到加固。结构变得更坚固。例如这种特性的纤维板具有高的抗压强度,当在上面步行时更坚固。另外,按这种方式制成的潜热体的声特性也得到改善。隔绝结构声的能力更高。例如在地板中使用具有这种性质的潜热体时,有效地减轻了脚步声。在另一种优选的构型中,可使用浸渍有本身重量2-10倍潜热贮存材料的这类载体结构。例如,用本身重量3-4倍的潜热贮存材料浸渍上述的板材。但是,浸渍不应进行到引起过膨胀的程度。本发明还建议例如通过研磨在外端密封毛细管。这种闭合增强了上述周围覆盖的效果。在这种情况下,优点是在用潜热贮存材料浸渍载体材料之前就可以密封毛细管。

    本发明再一个特别的教导是石蜡基潜热贮存材料的构型,它们即使在增强状态下也仍然具有柔软性。因此,在将它们与载体材料部件组合时,能够获得柔软的部件例如坐垫或绷带。因此,提供了含一定比例矿物油和/或聚合物、橡胶和/或弹性体的(石蜡基)潜热贮存材料。橡胶和/或弹性体的主要作用是导致柔软性更高。它们以低于5%的比例存在。如果聚合物不是弹性体,那么就不会提高柔软性,而是简单地(可能是附加的)预防泄漏。最好使用高精炼的矿物油,例如通常称为轻油的矿物油。聚合物是通过共聚产生的交联聚合物。交联聚合物通过构成三维网络或通过其物理交联(球状结构)与矿物油一起形成凝胶状的结构。这些凝胶在机械力的作用下具有很高的柔软性和稳定性。在这种结构中,液态石蜡被密封。当在结晶过程中发生相变时,形成的石蜡晶体被凝胶结构包围,致使混合物全部具有柔软性。

    在可能的应用中,含熔点为50℃的石蜡和熔点为120℃的共聚物的潜热贮存材料可被加热到125℃的温度,以便开始使两种组分均匀混合在一起,由于载体材料中有效的毛细管力,使得它们能吸收粘度低的混合物直到载体材料完全被饱和。在后来的冷却过程中,形成的石蜡晶体被共聚物包围。在潜热体的可能最高工作温度达80℃的实施例中,只有石蜡组分(但不是共聚物)被液化。这样,有利的效果是石蜡不会从共聚物中排出,而是与共聚物一起保留在载体材料中。适于本发明的是当使用上述载体材料时,可实现潜热体中要求的石蜡保存能力,即使共聚物的含量按潜热贮存材料的重量计小于5%也可。即使当共聚物的含量明显小于5%(重量)时,也可实现要求的石蜡保存能力,特别是通过控制载体材料和/或石蜡晶体结构存储空间中的毛细管力的相互作用来实现,石蜡的晶体结构受到结构添加剂和/或使潜热贮存材料变稠的触变剂和/或上述密封的毛细作用的影响,必要时周围覆盖有潜热体。这种情况下的本发明的一个优点是潜热贮存材料总量中的共聚物的含量降低,石蜡的含量增加,按照这种方式可实现更高的热吸收能力,而总量保持不变。

    随着上文对载体材料更详细的描述,另一个结果是所要求的基于柔软性的结构强度。但是,除了上述提及的载体材料外,还可使用其他载体材料。实例包括开口泡沫体。聚合物的实例包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)或苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(S-EB-S)。在苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物的情况下,使用的是已知商标为“KRATON G”(由Shell化学品公司销售)的添加剂。但是,也可使用其他已知的Kraton改进系列。这种嵌段共聚物优选适合于作为增加粘度用的增稠剂,或作为增加弹性的添加剂。Kraton G是一种热塑性物质,在具有不同结构的Kraton G系列中有多种类型的共聚物。特别是在嵌段共聚物和三嵌段共聚物之间可能存在的差别是分子量不同和苯乙烯含量与弹性体含量的比例不同。在已知的Kraton G类型中,可优选使用已知的G1650、G1651和G1654。

    此外,可使用的共聚物,例如HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)或HDPP(高密度聚丙烯)。

    本申请的再一个目的是提供一种石蜡基潜热贮存材料,该材料含有上述一种形式的添加剂。此外,潜热体和潜热贮存材料均可以超过并和形成上述空心结构的一种添加剂相组合。

    此外,在没有载体材料,即没有支承介质时也可使用本发明的石蜡基潜热贮存材料。由于熔融/存储能力和功能的原因,共聚物含量总是低于5%。形成的凝胶保持在容器套内,例如膜袋/箔袋。

    对于上述矿物油和聚合物的添加剂来说,相应的因素是一方面均匀地分布在石蜡中,使石蜡均匀地渗透该添加剂,另一方面添加剂和石蜡之间不发生化学的相互作用。此外,对添加剂的选择尤为重要,应使得添加剂和石蜡之间的密度实际上没有差别,从而不可能因这种密度差而导致任何物理分离。

    正如前言部分已经解释的,如果本发明的潜热体包含多个潜热分体,那么就有可能兼顾上述的一个或多个特征。在本发明中,潜热分体是由本发明潜热体的分开部分或组成部分紧密连接在一起而构成的,它们本身能兼顾潜热体的全部物理、化学和结构特征或按需要对这些特征进行选择。优选的是,潜热分体含有载体材料部分和潜热贮存材料,而潜热贮存材料的作用是调节载体材料中的毛细管状的存储空间。上述载体材料部分可以按任何要求兼顾迄今已经说明的载体材料的特征。在优选的实施方式中,潜热体包括较多数量的潜热分体,所述的分体是按其尺寸和形状部分确定的,可以将它们一个接一个有规则和/或无规则地排列。按这种方式实际上可生产任何要求形状的潜热体,而且成本低廉,因为可以不考虑所要求的潜热体的形状而大规模、大量地生产潜热分体。在由多个潜热分体构成的优选的潜热体构型中,也要将潜热分体中包括的载体材料部分相互地连接。应仔细地将这些载体材料部分与载体材料部件区分开,正如上文所述的,载体材料是由载体材料部件例如通过粘结组合在一起的。在单个的载体材料部分中,载体材料部件形成包含毛细管状存储空间的粘聚结构。但是,如果在各自相邻的粘结结构中,将共同邻接的载体材料分体的载体材料部件钩在一起,那么也可将相邻的潜热分体牢固地紧密结合在一起。借助于相邻的潜热分体,通过连接潜热贮存材料可将潜热分体更牢固地结合在一起。

    潜热体与潜热分体的体积比优选至少为10,虽然较低或太高的体积比也是适用的。此外,单个潜热体中可包括尺寸和/或形状不同的潜热分体。至少在更广义的意义上来说,可将单个潜热分体制成拉长形式并将其制成带状。另外,潜热分体也可以呈片状。还可将潜热分体制成球形、椭圆体、立方体、长方体、四面体、圆柱等形状。在这种情况下,对构成潜热体的潜热分体的数量、尺寸和形状的选择视对潜热体的尺寸和形状要求以及对强度或变形性的具体要求而定。在潜热分体的再一个优选的实施方式中,潜热分体的周围覆盖有诸如膜/箔材料,特别是铝箔或聚丙烯膜。膜/箔的优点是易于变形,使得相邻的潜热分体彼此间紧贴,从而基本上避免潜热分体间产生空腔。作为另一实施方式,或与该措施的组合方式,可提供外部周围具有公用覆盖层的数个相邻的潜热分体,所述的覆盖层与上述的膜/箔中的一种类似。此外,公用外部周围覆盖层具有稍刚性的壁,即要比潜热体或潜热分体更难变形的壁。如果具有这种性质的刚性壁是以空心体的形式构成的,那么其内部空间实际上完全填满了尺寸、形状和数目都适应特定要求的潜热分体,即使公用外部周围覆盖层呈复杂的几何形状。在这种情况下,为了防止在刚性公用周围覆盖层中形成较大的空腔,可以对潜热分体加压,以便这些分体至少在局部区域上致密。在按这种方式已经密实潜热体的潜热分体的情况下,潜热分体间存在的空腔按潜热体的总体积计例如小于1%(体积)。在这种情况下,优选以这样的方式来形成单个潜热分体的周围覆盖层和/或潜热体的潜热分体的公用周围覆盖层,使它们不能渗透潜热贮存材料。

    在潜热体的另一种优选的构型中,潜热体包含多个潜热分体,潜热分体的周围具有公用壳体,能渗透热传递介质和优选在该壳体内彼此间留有空间。潜热分体间存在的空间致使分体间产生空腔,该空腔是热传递介质合适的流动通道。特别是确保热传递介质流出外部周围区域,通过可渗透介质的潜热体的外部周围覆盖层,进入该体的内部,在那儿流过潜热分体间形成的空腔,然后离开潜热体,再次通过其可渗透介质的公用周围覆盖层。按这种方式在其内部有热传递介质流过的潜热体的特征是由热传递介质传递或向热传递介质传递的热传递特别快。潜热分体的公用周围覆盖层例如可以是网络或晶格的形式,即两者都易于变形和具有刚性结构。潜热体中包括的潜热分体的公用外部周围覆盖层中的入口和出口的尺寸大小应适合热传递介质基本上无干扰地进入和离开潜热体,此外,不可能有任何潜热分体通过这些开口。周围覆盖层中包含的潜热分体和这些分体间存在的空腔之间的体积比可在很大的范围内波动,用数值来表示可比1大很多或小很多。如果所用的热传递介质是液体,那么应制定潜热分体的密度,使得它们能悬浮在热传递介质中。按这种方式可保持所形成的空腔,而且能因引起其循环流动而进一步促进与潜热分体的热交换。适用的液体热传递介质的实例是水或油,另外,其他的液体也适用。即使使用气态的热传递介质例如空气,那么通过有效地控制,使潜热分体处于飘浮状态或连续地进行循环的流动也能阻碍公用周围覆盖层中包含的潜热分体的沉降。这可通过潜热分体的特定构型而增强,其中在每种情况下,与具体潜热分体的重量有很大关系的表面积是有效的。例如,可以考虑提供片状形式的潜热分体。此外,该潜热分体可具有一个或多个上述特征。

    正如已经说明的,按上文形成的潜热体可作为地板安装在地板加热系统中。

    但是,本发明还涉及这类潜热体的其他用途。

    第一个用途包括板式热交换器,其中用这类潜热体作为板材。在这种情况下,可以向板部件的两侧供入介质。例如,再生热交换器(例如热电厂中已知的那些交换器)也可安装这类热交换器。具体地说,这类板部件也可以是螺旋形状的。为了形成和保持螺旋构型,在层间放置垫片,尽管还适用于具有平面的板部件。将这些垫片以格子的形式排列,以便留出开口的流动通道。

    在另一个实施方式中,这类板部件优选是以在结构区的包层板的形式。在这种情况下,如果将包层板安置在相隔屋壁一定距离的地方,那么是特别有利的。然后在屋壁和包层板之间建立抽吸(烟囱)作用,在这种情况下,包层板是以潜热贮存部件的形式形成的,可带来冷却效果,部分是由于潜热体存储热引起的。此外,在此期间的热特性也得到了改善。例如,在太阳降落后,潜热体仍然继续释放热量,包括辐射热,使屋壁的温度保持一段时间。同时,这类潜热体构成了具有高热绝缘性的板。这类包层板对气候影响的不敏感性也是它的优点。浸有石蜡时还具有疏水性。

    在进一步的详细描述中,也可将例如由塑料制成的毛细管破裂格子状结构排列在这样的潜热体中,除了上述的载体结构外,适用于上文已经描述的所有应用。按这种方式,如果潜热体是垂直排列的,那么在任何时间在已填充的纤维结构中可实现毛细管力和重力之间所需的平衡。为了使水蒸气扩散,在潜热体中开出合适的溢流口,例如槽和孔等。在这里,特别重要是的这种格子结构的导热性要大致对应于潜热贮存材料。因此,常规的金属结构不能使用,因为其导热性太高。

    在具有这种性质潜热体的地板加热系统的实施方式中,考虑到熔融温度或相转移温度,建议使用含不同潜热贮存材料相互排列的潜热体。在这种情况下,加热器元件例如热阻丝直接影响的潜热体上可以合适地装有相转移温度最高的潜热贮存材料,而同时将相对来说相转移温度最低的潜热贮存体设置在接近地板的表面处。将这样的地板加热系统用作夜间贮存加热系统是有利的,因为与其他已知的夜间贮存加热系统相比,可利用时差来达到良好的效果,而不必采用超温。

    此外,本发明涉及潜热体的制备方法,具有适应于载体材料的石蜡基潜热贮存材料,所述载体材料具有存储空间。根据本发明,液化潜热贮存材料,将预先已经液化的潜热贮存材料输入到载体材料中毛细管状的存储空间中,载体材料自动地吸入液化材料。优选用加热方式来液化潜热贮存材料。液化作用有助于潜热贮存材料易于流动,即主要是降低粘度并使其处于均匀状态,而大部分不是固体材料。粘度低是确保潜热贮存材料在输入到这些空间中时,靠载体材料中毛细管状存储空间的自动吸入作用渗透到存储空间中的一个主要条件。为此,载体材料可以被液化的潜热贮存材料浸渍。通过将载体材料浸渍在液化的潜热贮存材料中,液化的潜热贮存材料例如可以被自动地吸入到载体材料中的毛细管状的存储空间中。在浸渍之前和/或浸渍期间,影响载体材料中潜热贮存材料自动吸入的工艺参数会受到影响,目的是促进吸入。为促进液化,例如连续地向潜热贮存材料供热。此外,还可向液化的潜热贮存材料施压,同样可促进潜热贮存材料自动地被载体材料中毛细管状的存储空间吸入。

    用于液体的载体材料存储空间的自动吸入作用是基于上文已经提及的存储空间毛细管状的形成。当选择较小的毛细管直径或毛细管的内径和选择或制定较高的潜热贮存材料对空气的表面张力和通过增加潜热贮存材料量来润湿经选择的载体材料时,能够增强用于液化潜热贮存材料和试图保持该材料的毛细管状存储空间的自动吸入作用。在本发明制备潜热体的方法中,根据这些关系,为设定所要求的最大可能的有关潜热贮存材料的存储空间的自动吸入,可以按下列方式进行,即选择具有尽可能高的表面张力的载体材料,和单个的载体材料部分具有曲率半径较小的内部毛细管和/或曲率半径小的外部形状,尤其是还具有刃形或锐角的形状。优选地,载体材料是由单个的载体材料部分组合的,例如通过粘结而成,至少在载体材料部分之间有毛细管状存储空间形成。如果组合的载体材料部分也可能影响自动吸入作用,那么为了增强这种作用,最好是形成细的,特别是裂缝状的毛细管。此外,用本发明的方法可生产这样的潜热体,该潜热体是基于上述所有特征或兼顾选择特征的载体材料和潜热贮存材料。

    在本发明方法另一种适用的实施方式中,将已经浸有潜热贮存材料的载体材料分割成多个潜热分体,可通过锯和/或切割和/或撕开或根据其他已知的分开方式进行这种分割。例如,用预先已经被液化石蜡基潜热贮存材料浸渍由纤维素纤维制成,已被选用作载体材料的纤维板,并将经浸渍的纤维板锯成细长,尤其是条状的潜热分体。在另一种实施方式中,例如选择用作载体材料的纤维非纺织物在用潜热贮存材料浸渍后,将它们撕成所要求数量较小的潜热分体,其中潜热分体可以呈片状或其他形状。在本发明生产方法的一个精加工过程中,为了制得密实体或获得优选的形状,可压制潜热体和/或潜热分体。还可向潜热体和/或潜热分体的周围提供覆盖层,覆盖层可包括膜/箔,尤其是一种铝箔或聚丙烯膜。在这种情况下,潜热体和/或潜热分体的周围最好完全被覆盖层覆盖,例如通过结合进行,该覆盖层不能渗透潜热贮存材料,并且潜热贮存材料被密封在该覆盖层中,按这种方式潜热贮存材料不可能从周围覆盖层中泄漏出来。在本发明方法的另一精加工过程中,也可向潜热体的潜热分体提供将它们包围在一起的周围覆盖层,该潜热分体同样具有上述特性。特别是提供易于变形的公用周围覆盖层,所述覆盖层内包含有数个较小的潜热分体,它们致使潜热体具有要求的变形性。另一种方式是采用公用周围覆盖层,这种覆盖层的刚性比浸渍的载体材料高、变形性则比它们小。根据本发明方法的另一种实施方式,可向具有这种性质的周围覆盖层中填充各种要求数量的潜热分体,然后在进一步的加工步骤中将潜热分体密封在公用的周围覆盖层中,所述的覆盖层可以是日常物品中使用的各种类型的壳体。因此,采用本发明的方法实际上用浸渍的载体材料完全填充了日常物品中存在的任何要求的空腔,该方法简单、省时和价廉。

    在本发明潜热体的一个优选的精加工过程中,为了兼顾至此已经说明的一个或多个特征,可以考虑在潜热体中使用至少一种微波活性物质。本发明中的微波活性物质是指在所谓的微波辐射的影响下,由于高能电磁辐射激发其分子运动而内部加热的物质。微波是靠近较长波长的红外辐射的波长范围。在这方面,假设最小波长大约为1.4×10-3米,并且在该波长范围内内部加热是理想的,由于所选择的波长适应于所使用的微波活性物质的分子结构,所以该波长对工艺有利。因此,含具有这种性质的微波活性物质的潜热体具有的优点是与通过短波辐射进行的热传递相比,提供一定量的能量时所要求的时间明显缩短,因此,可以相应地快速加热。特别是在潜热体中均匀地分布微波活性物质,以便可观察到对应的均匀加热。在本发明中,均匀分布不是指必须均质分布,因为当微波活性物质沿着潜热体在充分密集的累积区分布时,均匀加热潜热体还可以通过适于工业应用的导热过程而达到。在这方面,对于载体材料部件来说,可含有微波活性物质,微波活性物质可包含在载体材料部件(例如通过粘结组合成的载体材料)间的毛细管状存储空间中,或载体材料部件内的毛细管状存储空间中,或将微波活性物质包含在多个潜热分体间所形成的空腔中;也可以将所提及的这些分布结合起来考虑。通过提供粉状和/或粒状和/或纤维状的微波活性物质来促进微波活性物质均匀分布在潜热体中。如果微波活性物质是保持在潜热分体间形成的潜热体的空腔中,那么微波活性物质最终具有较大的结合结构也是有利的,所述的结构具有可与潜热体的那些尺寸相比的尺寸。掺入到潜热体中的微波活性物质最好是呈交织网孔或网络状的。作为另一种方案或与上述形式的固体微波活性物质的分布结合起来考虑,方便的是该微波活性物质至少在所使用的潜热体的温度下呈液态,在这种情况下,在本文中,包括在该定义范围内的所有流动介质。根据选择的微波活性物质,原则上,在微波作用下能进行内部加热的所有物质均适用于本发明的目的。优选选自玻璃材料、塑料材料、矿物、金属,尤其是铝、煤和陶瓷中之一的物质。也可将多种不同的微波活性物质一起掺入潜热体中。这使得在多个波长或限定的波长范围内更快速地向潜热体进行热传递。可提及的微波活性物质优选方式的实例是粒状玻璃体、粒状塑料、矿物纤维、陶瓷纤维、煤粉、金属,尤其是铝粉,由金属形成的丝/线同样是优选的,并且可进一步加工成交织的网状。

    为了生产可由微波加热的潜热体,目的在于在潜热体中达到均匀分布微波活性物质的生产步骤中,将微波活性物质加入到潜热体或该潜热体的组分中。方法可以包括在生产载体材料部件的同时向其中加入微波活性物质。特别是载体材料部件本身可直接由微波活性物质制备。作为另一种方式或与该措施结合的方式,在用载体材料部件例如通过粘结组合的载体材料时,可连续或间断地向所形成的毛细管状存储空间中掺入微波活性物质,而同时进行这种组合。这实际上可通过如下方式实现:采用层状结构的载体材料,在每层经粘结载体材料部件而完成后,将粉尘状或粉状的微波活性物质粉涂到层的表面上,在除去过量的粉尘或粉末后,在其上部放置另一层载体材料部件,这些工艺步骤按需要可重复多次。在含多个潜热分体的潜热体中,还可将微波活性物质掺入到潜热分体间形成的空腔中。在这种情况下,既可将微波活性物质加工成粉状和粒状,也可将其加工成纤维状,此外,还可加工成大的结构,尤其是丝状/线状或交织的网状。在这种情况下,优选按下列方式进行加工:例如首先将潜热分体层排列在公用周围覆盖层中,然后在该层上和这些分体间的空间中沉积微波活性物质,接着再放置另一层潜热分体;可以按需要重复该步骤多次。在本发明生产方法的另一方案中,在将潜热贮存材料输送到载体材料的毛细管状存储空间中之前,向潜热贮存材料中加入微波活性物质。在这种情况下,应该确保微波活性物质均匀地分布在潜热贮存材料中,以使微波活性物质也被吸入到载体材料的毛细管状存储空间中并与石蜡基潜热贮存材料一起均匀地分布在载体材料中。作为另一方案或与处理上述固态微波活性物质的方案结合,也可将液态形式的微波活性物质加入到潜热体中;在这种情况下,原则上可考虑上述的所有添加工艺。

    如果在生产潜热体的过程中不能直接使用原始状态的微波活性物质,那么本发明生产要通过微波加热的潜热体的方法包括附加的工艺步骤,在该步骤中将微波活性物质加工成所要求的状态。这些步骤包括例如将微波活性物质加工成粉状、粒状或纤维状,优选采用机械加工工艺,例如锯、切割、研磨和撕开。如果要使用丝/线状或交织网状的微波活性物质,那么本发明生产由微波加热的潜热体的方法还包括将微波活性物质加工成满足特定要求结构的工艺步骤。特别是,这些步骤包括将适当的材料拉制成丝,并进一步将丝加工成交织网状。

    在下文中,参见附图更详细地说明本发明,其中附图仅仅是示例性实施方式的说明。其中:

    图1是纤维板基潜热体的横截面;

    图2是有潜热贮存体排列在其中的潜热贮存器;

    图3包括潜热贮存体的包层板;

    图4是地板加热系统的结构;

    图5是图4结构的另一种方式;

    图6用于装载纤维板的支承结构的示意图;

    图7是具有潜热体的活动的贮存加热器的垂直截面;

    图8是具有潜热体的医用运输容器的水平截面;

    图9是具有潜热体的狗食容器的垂直截面;

    图10是具有潜热体的猫食容器的垂直截面;

    图11a是其中结合有潜热体的空气/水的热交换器用的贮存部件的平面图;

    图11b是图11a贮存部件叠加设置的侧面图;

    图12a是在其中缝入有结合潜热体的加热/冷却毯的平面图;

    图12b是图12a加热/冷却毯卷置的侧面图;

    图13是其中整体结合有潜热体的手套;

    图14是以膜/箔形式结合有潜热体的鞋底;

    图15是整体结合有膜/箔形式的潜热体的背心;

    图16a是以设计成浸渍格子结构形式用于建筑构件的贮存部件的潜热体的平面图;

    图16b是设置在两面墙板之间图16a存储元件的侧面图;

    图17是积肥器(composter)用的具有潜热体的太阳能蒸发器;

    图18是在开始冷却操作时具有潜热贮存材料的饮料冷却器的局部图;

    图19是根据图18的饮料冷却器但在冷却操作中埋置有饮料容器;

    图20是具有潜热体的狗食容器的垂直截面,其中潜热体中包含多个潜热分体。

    首先,参见图1,本发明描述和说明了潜热体1,它们包括有纤维板2和周围覆盖层3,其中纤维板是经石蜡潜热贮存材料浸渍。纤维板2是填充有石蜡潜热贮存材料的软质纤维板。通过浸渍进行的填充是有效的。

    更具体地,图1示出了由杨树木纤维制成的纤维板,它们在非浸渍状态下质地较软。但是,也可使用其他纤维素纤维。在非浸渍状态下,纤维板的密度大约为200千克/米3。优选的在非浸渍状态下的纤维板的密度优选为150-300千克/米3。浸渍状态下的纤维板的密度大约为700千克/米3。在该状态下优选为约550-800千克/米3。石蜡占结构基质的体积大约为50%,而石蜡或潜热贮存材料占基质的重量大约为68%。

    纤维板还可含有阻燃剂。令人惊奇地是,纤维板中的潜热贮存材料无论是呈固态还是呈液态,纤维板的尺寸实际上没有明显的改变。如果潜热贮存材料含有上述导致形成固有空心结构的添加剂,那么更是如此。也可将这类纤维板用作空气热传递板或水热传递板以及墙壁贮存板。

    作为另一种方案,尽管在附图中未作详细说明,但是本发明也提出了非纺织基的浸渍纤维板。优选使用高度多孔的非纺织纤维,例如聚丙烯纤维。未浸渍状态下的这类非纺织板的密度大约为100千克/米3,优选的范围为约70-150千克/米3。当浸渍有石蜡时,这类非纺织基板的重量大约为700千克/米3,优选范围大约为600-800千克/米3。在这种情况下,基质中潜热贮存材料的体积大约为65%,重量大约为85%。这类纤维板还可以是透明的,也可以是不透明的。主要的因素是这类板即使在潜热贮存材料呈固态的状态下应该是柔软的。除了上述的特定应用外,例如也可用作垫席,例如温室。

    作为所述纤维板之一的另一实施方式,必要时可将非纺织浸渍体或纺织浸渍体与纤维板结合起来使用。适用的纺织品特别是纺织的棉织品或编织的棉织品。

    周围覆盖层3包括铝箔。但是也可包括聚丙烯膜。

    图2是潜热贮存器4的第一种可能的应用,其中有多个以垂直悬挂排列的潜热体1。例如空气可流过潜热贮存器4。但是,按这种方式,水也能流过潜热贮存器。在该方法中,热量按本身已知的方式贮存在潜热体1中,随后当较冷的热传递介质流过时再次释放出来。

    在图3的示例性实施方式中,潜热体1被制成包层板。在外侧5上也可形成特殊的结构。例如,可在该侧上预先安装厚石板等。除了设置包层板外,其他主要的因素是应该在砌筑墙6和潜热体1之间保持间隙S。如果间隙S的底部和顶部是开口的,那么可用来起烟筒作用。按这种方式,气候状况,尤其是适应日-夜周期的气候状况会得到明显的改善。结果是具有相移的冷却或加热效果。由于开始时仅将潜热贮存材料加热到相变温度,然后才保持一定的存储效果,因此要有较长的时间,热才进行“突破”。相反地,如果不再有太阳加热时,过量的热量迅速地被消耗掉,但是另一方面当达到相变温度时以大致相同的水平保持了延长的温热效果。

    图4、7表示了建筑用混凝土板,该板被置于楼层之间。在混凝土板7上有起热绝缘作用的绝缘层8,绝缘层包含例如聚氨酯泡沫体。在空气加热系统的情况下,在绝缘层8上构成能通过热空气引入热量的风道9。此外,在这里描述的一种构型中,第一层潜热体1被设置在风道9上。在这些风道上有其他的加热层10,例如可包含水管或电加热系统。在这里描述的一种构型中,在其上由潜热体1形成另一层。最后,在其上有一层干板护面层11,而在其顶层上用板覆盖层12例如用毯或砖密封。

    图5所示的板结构与图4相对应,只是在这种情况下没有风道9。第一层潜热体1直接被设置在热绝缘层8上。接着设置的是加热层10和在其上设置第二层潜热体1。

    图6示出了支承结构13,它们是以隔板或格子结构的图形形式构成的。支承结构13最好由塑料材料制成,具有与潜热贮存材料类似的导热性。

    图7示出了可活动的贮存加热器14,它包括一外壳15并且带有可移动的滚轮16。外壳的内部有一加热器元件17,例如可由通电流的丝形成,潜热体18被设置在该加热器元件的两侧。当加热器元件17接通时,贮存部件18吸收扩散的热量,该贮存部件以其表面与加热器元件平行而设置,即使在加热器元件17被关闭后,该贮存部件也会通过外壳15向周围均匀地扩散热量一段时间。

    图8示出了医用运输容器19的水平截面,例如用来存放或运输储存的血制品或器官20。容器包括稳定的外壳21和内部容器22,容器22与外壳隔开,以便有一个可转动的空间,内部容器的尺寸比外部容器的小。外部容器的内侧衬有连续的绝缘层23,绝缘层23可以是常规的绝缘体例如styropor。绝缘层23和内部容器22之间保留的空间用于设置潜热体24、25,如实施例所示,它们是经浸渍的木纤维部件。但是,在这种情况下,也可使用用浸渍的非纺织物生产的潜热体或本申请中所描述的其他类似的潜热体。在示例性的实施例中,潜热体24、25的表面平行成对地排列,以便内部容器22和绝缘层23之间的空间完全被这些潜热体填满。在这种情况下,多个成对排列的潜热体24、25彼此间是互补的。呈现方便用的其他设置方式也可作为图示设置的另一种方案。潜热体24和25就其各潜热贮存材料的相转变温度可以不同,以便通过选择性相转变温度的多级贮存,根据外部容器21的室温和内部容器22的要求温度而制定理想的贮存条件。此外,运输容器19还带有基底(未示出)和例如通过铰链轴向连接的盖子,有利地是,再向基底和盖子上提供绝缘层23和潜热体24、25的复合结构。

    图9示出了狗食容器26的垂直截面,在存放狗食29的凹槽28的顶部有一外壳27。位于容器的下方并靠着凹槽的侧壁的食物容器的内室装有潜热体30,在优选的应用中起冷却部件的作用,通过凹槽28的壁与狗食进行热交换,凹槽28由导热性良好的材料制成。

    图10所示的具有垂直截面的猫食容器31,它包括一下壳32,在下壳上有上壳33并借助于定心装置34而放在中心。定心装置34可包括在上部33上的销状或珠状突块和匹配形状并位于下部34中的凹槽,但是也可以其他有利的方式设置。上部33有存放猫食36的凹槽35,凹槽35的底部区域37优选呈薄壁状并由导热性良好的材料制成。底壳32的内部有绝热层38,其一部分在其顶侧有用于存放潜热体40的室39。在这里,在本申请中已经描述的所有实施方式都适合于潜热体40。根据附图,如果将上壳33放置在下壳32上,那么上壳33的底侧与室39区域内的潜热体40接触,其表面是平行的,致使动物食品和潜热体之间进行良好的热传递。图9、10所示的食物容器也可用来存放其他类的动物食品,这里不再具体地列举。

    图11a示出了空气/水热交换器41用的贮存部件的平面图,在该实施例中,贮存部件由四个潜热体42构成,潜热体被结合到结合板41′中。作为按图示所示成一排设置四个潜热体41的另一方案,在具有这种性质的贮存部件中还可设置各种其他数量和排列方式的潜热体。在本申请中描述的所有方式的潜热体都可用于所示的应用。在示例性的图示实施方式中,在两块板41′之间排列有潜热体42,板41′被放置在一起,周围全部通过结合口43、43′连接。此外,提出紧邻潜热体41之间的结合口43′优选以弯曲区或隔断区的形式构成,以便贮存部件41以不同的形式用于不同的应用中,而不损坏潜热体42。

    图11b示出了图11a空气/水热交换器用的贮存部件叠加设置的侧面图。

    图12a示出了在展开位置中的加热/冷却毯44的平面图。正如图12b所示的,示出了毯44卷置状态的侧面图,毯44包括有两层纤维层45、45′,这两层是平行设置的,两层之间缝入有多个单独的潜热体46,所述潜热体被结合到防护套中(未更详细地示出)。

    根据图12a、12b所示的示例性的实施方式,借助于周边接缝47和中间接缝48将纤维层45、45′一起连接在潜热体46之间,以便它们整体地结合在一起,而不会有潜热体46脱落的危险。图示的加热/冷却毯44例如可用作婴儿毯或应急毯。因此,在本申请中优选使用柔软的潜热体46,其中载体材料是非纺织物。尽管图12a仅部分示出了打开的加热/冷却毯44的平面图,而图12b中示出了整个毯卷曲放置的侧面图。作为另一种示例性的图示实施方式,可将它们设计成不同的形状,潜热体46的数量并且设置方式也是可以想到的。

    图13示出了手套49的另一种可能应用的平面图,在其内外纤维层之间缝有潜热体50、50′,不再详细说明。在本申请中,再次优选使用柔软的潜热体,其载体材料可以是非纺织物。

    图14示出了鞋底51。根据该图,提出将潜热体52结合进膜/箔53,该潜热体最好具有柔软性,其他的垫层(未示出)可与鞋底52的顶部和/或底部接合在一起。在这种情况下,由诸如泡沫体或橡胶类材料制成的结构层可用在鞋底的底侧,以防止鞋底51从鞋上脱落。例如包括衬垫织物层的纺织层最好用作鞋底51的顶层,以便额外增强穿着者的舒适感。

    图15示出了背心54的平面图,在各种内外材料层间缝有潜热体55、56和57(未详细示出)。为了制作尽可能使穿戴者舒适的背心,在这种情况下,优选使用柔软的潜热体,将它们分别地结合到周围覆盖层中。适用的周围覆盖层的实例是膜/箔,尤其是铝箔或聚丙烯膜。

    图16a示出了本发明潜热体58的图,用作建筑构件的贮存部件。根据该图,潜热体具有载体材料59的格子状结构,载体材料可包括纺织材料、亚麻或其他合适的材料,这些材料具有毛细管存储空间,以存储本发明的潜热贮存材料。根据示出的示例性的实施方式,用潜热贮存材料浸渍载体材料59(未详细示出),经浸渍的格子结构可渗透水蒸气,因此使得水蒸气扩散到建筑物壁中。

    图16b是沿图16aXVI-XVI面剖开的存储元件的优选应用。根据该图,贮存元件58以平行面垂直排列在两个分开的壁板60、60′之间。作为另一种说明的实施方式,也可使用其他形式的格子结构。

    图17采用示意图的方式描述本发明潜热体用作太阳能蒸发器62贮存部件的优选应用。根据该图,太阳能蒸发器具有一外壳63,壳的顶层由覆盖层64例如玻璃板密封,该覆盖层应允许高能辐射例如太阳辐射通过。在外部容器的底部区域有一绝缘层65,是由常规的绝缘材料例如styropor制成的。外壳的侧壁具有相应的绝缘层。水67(优选的)通过入口66输入到壳体中;通过使用安全阀68使水不超过要求的填充水平,如图所示,安全阀可以是浮球阀。在覆盖层64和水面之间保留的空间69中,借助于风扇70通过供料管71吹入空气,在水平面上的空气富含水蒸气,由于超压通过管线72供给用户73,图示的应用是积肥器(composter)。借助于通过覆盖层64附带的高能辐射将蒸发水所需的能量输入容器中。所示的潜热体61置于水表面之下,在示例性实施方式中,是采用常规的连接装置将它们与壳体63的侧壁连接(未更详细地示出)。在另一方案中,也可使潜热体61不牢固地飘浮在水中。为此,本发明提出必要时用一种与潜热体连接并可推动潜热体上下移动的装置,该装置使潜热体悬浮在水中,使得它既不能浮出水面,又不会沉入容器的底部,潜热体的所有表面都参与了热交换。推动潜热体向下运动的装置可以是任何要求的重量,而推动它向上运动的装置例如可以是装满空气的包。与常规的太阳能蒸发器相比,图17所示设置的优点是当所使用的潜热体61经受强烈的太阳能辐射并因此而吸收高热量时,贮存蒸发不需要的大量的热量,在阴天和夜间当偶然辐射强度较低时潜热体向周围的水中释放热量,以便蒸发功率变得更平缓。对于图17所示的应用,潜热体61可由各种载体材料和本申请中所列的潜热贮存材料制成。由于潜热贮存材料与水的混溶性可被忽略,因此,潜热体的周围可使用覆盖层,也可不使用覆盖层。如果省去潜热体的外部周围覆盖层,那么载体材料的外表面上的毛细管通过研磨等而被堵塞,致使需要其他的保护装置防止潜热贮存材料泄漏到周围环境中。

    此外,本发明涉及加热和/或冷却的医用、外科矫正和兽医用的衬垫、席垫、卷筒、绷带、带子、束带和嵌体、包装物、敷布,它们都装有本发明的潜热体。在这种情况下,应考虑使用柔软的潜热体,因此,使用非纺织物、非纺织物基纤维片或由其他材料制成的柔软性纤维板作为载体材料是特别适用的。本发明潜热体其他优选的应用包括加热和/或冷却保健目的的束带或嵌体,特别是在运动、休闲和/或工作场所使用。

    除了图8所示的医用目的的运输容器外,此外,还可使用其周围有或没有容器和膜/箔的本发明潜热体,在其他的热运输和/或包装装置中用作绝缘和/或贮存热量。存放商用和/或家用食品的热容器也可采用本发明的潜热体。

    除了本申请中已经描述的建筑用途外,还可用于施工部门,例如直式游泳池,尤其是未加热的露天游泳池,目的是使部分由太阳能辐射确定的水温在整天更为平缓。在施工部门中,本发明的潜热体不仅用于存储热量,而且还可用作冷却贮存材料。在这种情况下,可考虑在冷却贮存中应用,例如可将潜热体置于墙内衬板中,但是,也可在地板和/或天花板中使用,如果致冷器是间断运行的,那么它们使室内温度降低。按这种方式,可有效地减少致冷器的转换频率。

    此外,本发明的潜热体也在陆运、空运和水运交通工具中,用作潜热加热和/或冷却贮存材料。在这种情况下,例如用于运输卡车、飞机和船的货舱,例如容器的存储空间。

    在至此已经描述的应用中,适合于载体材料中毛细管状存储空间的石蜡基潜热贮存材料在大多数情况下是在无载体材料的情况下使用的。在这种情况下,热贮存材料保持了其热贮存功能,此外,实际上它们极易于变形。这类应用的一种可能性实例如图18所示,该图示出了饮料冷却器74,与已知的致冷装置所达到的致冷效果相比,借助于该冷却器可促进饮料76的冷却,饮料被封装在饮料容器75中。根据该示例性实施例,饮料冷却器74包括容器部分77,在其内部放置有潜热贮存材料78。未被容器部分77包围的潜热贮存材料78的表面则被膜/或箔79覆盖,所述的膜/箔与容器部件77的边缘连接,使得潜热贮存材料78即使在液化状态下也不会从饮料冷却器74中逸出。采用合适的固定部件80将膜/箔79与容器部分77的边缘固定。在图18中,与容器部分77的环绕边缘连接的齿形截面沿着该边缘的整个长度延伸,并借助于连续的粘合层81、82或选作具有这类作用的连接部件的其他连接和密封方式与膜/或箔79和容器部分77的边缘连接。选择为齿形截面的固定部件80的另一种方案除了起密封作用外,还具有直观的作用,能够直接在膜/或箔79和容器部分77的边缘之间密封。处于拉紧状态的膜/箔79的尺寸超过容器部分77边缘间的距离,以便处于起始位置的膜/箔79以波状或起伏不平状延伸或使得它们在潜热贮存材料的整个平面上本身以或多或少不规则的方式重叠。例如,图18所示的剖视图示出了带有薄层83的膜/箔79的设置。为了便于使用,将饮料冷却器74置于冷却装置中,例如置于致冷器或冰箱中,直到使潜热贮存材料达到要求的冷却才移开。在将它们从冷却装置中取出后,与图18所示的一样,将饮料容器75例如啤酒瓶放置或置于膜/箔79的表面上。如果饮料冷却器的取向基本上呈水平状态,那么饮料容器由于其重量和膜/箔和潜热贮存材料的易变形性而沉入容器部分77的内部,从而增加与贴近潜热贮存材料的膜/箔的接触,并被膜/箔所包围,如图19所示,其结果使膜/箔在容器的开口的平面处变得越来越拉紧。

    图19是已经完成的一种设置,其中饮料容器75实际上完全被起支承作用的膜/箔环绕,并贴近潜热贮存材料。因此,饮料容器75的大部分外表面通过膜/箔79与经冷却的潜热贮存材料78直接进行热交换。结果热量是从饮料容器极快地传导给潜热贮存材料,潜热贮存材料由此极快地冷却饮料容器和饮料容器中的饮料。在饮料容器或饮料已经冷却达到要求后,从饮料冷却器中取出饮料容器。然后,根据膜/箔79的变形性和材料特性,尤其是潜热贮存材料78的表面张力和粘度,潜热贮存材料在一段时间内恢复到其原始状态。

    上述饮料冷却器74也可用来冷却其他物品,例如固体食品。将其操作原理反过来,可以想象首先在加热装置例如炉上加热潜热贮存材料,当从加热装置上取下该潜热贮存材料时,则可将该材料用于加热目的,例如加热存放固体或液体的容器。此外,图18、19所示的面积比容器开口大的膜/箔79的一种替代方式是可使用膜/箔,它即使在无负荷下基本上是拉紧的和由于其易于弹性变形使需冷却或需加热的物体借助于该物体的重量负荷而沉入容器的内部。

    即使在使用无载体材料的石蜡基潜热贮存材料时,为了获得有利的特性,可使用含一种或多种上述添加剂的潜热贮存材料。在这种情况下,可使用使潜热贮存材料呈凝胶状的添加剂。为此,可向石蜡中加入例如通过共聚制备的交联聚合物和矿物油,必要时可加入其他添加剂。

    在一个优选的实施方式中,提供了在饮料冷却器74的内部是完全密封在膜/箔袋中的潜热贮存材料78,所述的膜/箔是不渗透潜热贮存材料的,远离潜热贮存材料的膜/箔的一侧支承饮料容器,这样,饮料容器的周围环绕的都是潜热贮存材料。

    图20示出了潜热体的一种可能的应用,它们包括多个潜热分体84。更详细地说,该应用是一种动物食品容器26,具有与图9所示的动物食品容器26对应的外壳27。但是,与图9相比,是用多个潜热分体84代替单一的一块潜热体30,填充潜热分体84的体积为单个潜热分体84的体积的10倍以上。如果进一步与图9相比,由图20可以看出由多个小的潜热分体构成的潜热体也能填满凹进的外壳,而无任何问题。此外,在图20所示的动物食品容器中,可通过机械作用在紧邻凹槽28的区域内压实潜热分体,以便在该区域内获得优选的加热或冷却贮存效果。

    本发明公开了与其有关的所有特征。在这里将相关的/附带的优先权文本(在先申请的副本)的全部公开内容引入本申请的公开中,在本申请的权利要求中部分地包括了这些文本的特征。

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本发明涉及一种潜热体,它含有装在有存贮空间的载体材料中的石蜡基贮存材料,其中载体材料是由单个部件组成,其中毛细管状贮存空间用于在所述载体材料间贮存潜热贮存材料。按照本发明潜热体可包含多个潜热分体,它可被共同的覆盖层包围,并且潜热体含有微波活性物质。本发明也涉及相应的所述潜热体的制备方法。 。

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