研究開発

市場を見据えた研究開発力により新しい価値の世の中に!

株式会社ネギシには現在、様々な企業様から蓄熱材に関するお問い合わせはもちろんのこと、さらに具体的な製品化やシステム構築の協同開発等の依頼を多く賜っております。

ここでは、多くの方々に蓄熱材の活用方法の理解を得られるよう、冷暖房以外の製品化された開発のアイデアの一部をご紹介いたします。

私たちは潜熱蓄熱材を通して、社会的意義の高い案件に対して積極的に取り組んで参りたいと考えております。

 

CASE-1:撮影台保温

CASE-2:教材用太陽熱発電装置

マンモグラフィ用保温器

マンモグラフィ用保温器

現行のX線検査では、

@現像するまでに時間を要する。

A解像度が低く、診断を困難にしている。

という点でデジタル化・IT化が要望されておりました。とりわけ乳がん検診に使用するマンモグラフィは、胃のバリウム検査や血管検査と違って、乳腺が細い網の目のように立体的に貼り巡っておりますので、解像度の高い鮮明な画像は乳がんの早期発見には特に必要とされ、明確な診断の効率化が求められておりました。

現在、政府もガン早期発見のために検診の受診率向上に向けた様々な施策を展開しております。

車載用マンモグラフィ装置

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職場や自治体などでも検診を可能にするため、機動性に富んだマンモグラフィ装置を搭載した移動検診車が活躍していますが、デジタル化されたマンモグラフィ装置を搭載する場合、使用されるX線検出器は温度特性が非常に悪く、夏冬の極端な車内温度(特に停車中)では機器の特性不良や動作不安定などの問題が発生してしまい、長い間、車載用としての運用を拒み続けてきました。

 

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車載化するための手段として、これまでエアコンを搭載して車内空調しておりましたが、検診以外のときも常にエアコンを動かさなければならず、そのため大型の専用バッテリーを搭載しなければならず、スペースを取ったり、積載重量が大きくなって燃費が悪くなるなど、とても非効率でした。

 

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現場で作業する方は殆どが女性。準備・検診中は忙しいため、軽くて肌触りが良く、簡単に操作が可能で、見ためが可愛いと尚良しとの要望を受け、当社で既に製品化された蓄熱あんかをヒントに保温器を作成しました。

当社提案の保温器は、表面が断熱性に優れた素材で、その中にはヒーターと蓄熱材を併せた加熱器が備え付けられております。

使い方は、

検診目的地に着くまでの移動中、保温器はマンモグラフィ装置に装着したまま電源を入れて蓄熱材を加熱します。安全装置があるので装置を適温に保ち続けます。

目的地に到着し、検診が始まる前に保温器を装置から外します。検診中も保温器は別の場所で電源を入れたままにしておきます。

検診が終わりますと、再び保温器を装置に取り付けます。保温器の中は蓄熱材の熱で装置に最適な温度をキープします。

停車中でも、電源を必要とせず保温器内の蓄熱材が装置を温め続けているので、エンジンをかけたままにする必要はなく次の日まで装置を熱保護します。

保温器内の温度制御

下の表を見ての通り、冬季の場合は蓄熱材の効果により、検診車が停止して電源が無くても、気温が低下してX線検出器の耐寒温度を下回ることが無いよう常に温度を保っております。

また夏季は、蓄熱材が周囲の熱を吸収し、保温器内のX線検出器の温度上昇を抑制する効果があります。

 

冬季温度データ 計測日:2012年12月3日

17
18
19
20
21
22
23
0
1
2
3
4
5
6
7
8
装置内
27.1
25.2
22.7
20.0
18.4
18.3
18.6
19.2
19.1
18.8
18.0
17.4
16.6
15.7
15.2
15.3
車内
6.9
4.9
4.2
4.3
3.9
3.4
2.5
2.1
2.3
2.4
2.5
2.5
2.0
1.1
0.3
2.3

 

仮想夏季温度データ

時間
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
装置内
26.4
28.6
29.7
30.8
32.1
33.7
35.5
37.1
38.2
39.1
39.6
仮想車内
52.8
58.4
61.6
62.3
63.1
62.9
62.7
63.6
63.7
61.9
63.8

 

素材選びから試運転、データ取りや使い易さ、細部調整など何度も試作を重ね、ついに2013年春に第一号器が完成し、これまでに実際の現場で使用していただいております。

2015年10月までに納めた保温器は50台以上。そのあいだ車内の寒暖による機器不良報告は1つも出ておりません。

 

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この保温器によってデジタルマンモグラフィ装置の車載化が可能になり、夏冬の気温変動に対しても機器不具合などの支障をきたすことなく、乳がん検診が更に普及して、診断の効率化や精度の向上に期待がかけられております。

女性の社会進出を提唱している国策にも意義の高いお手伝いが出来たと考えております。

 

2013年4月12・13・14日に開催された【2013国際医用画像総合展(ITEM in JRC 2013)】にて初めて展示していただきました。

ITEM 国際医用画像総合展

現在でも現場からの意見を取り入れて更なる改良を続け、より良い製品作りに取り組んでおります。

 

教材用太陽熱発電装置

教材用太陽熱発電装置

小学校理科や中学校技術科などで、太陽光発電や風力発電など自然エネルギーを利用して発電するしくみについて学習をしております。

埼玉大学教育学部 副学部長 山本利一先生

『まだあまり知られていない発電方法があるということをもっと子供たちに知ってほしい。』

というお考えから、先生の原案をもとに潜熱蓄熱材を利用した教材用太陽熱発電装置の試作が始まりました。

教材用太陽熱発電装置

file-1

ペルチェ素子は、素子の両面に温度差をつけることで発電する(ゼーベック効果)ことができます。これを利用しましたが、授業で使用するため、短時間(凡そ10分以内)で発電させる必要があり、素子の両面を効率よく加熱/冷却をさせて素早く温度差をつける必要がありました。

 

file-2

ペルチェ素子の加熱面には蓄熱材を密着させ、蓄熱材の周囲には反射板を設けて効率良く太陽熱を集光出来るようにしました。(ソーラークッカーの発想と同じ)

これによって蓄熱材は冬季でも50℃近く加熱することが可能になりました。また蓄熱材を使用することで、例えば日陰に移動しても蓄熱材に蓄えられた太陽熱によって一定時間発電をし続けることができます。

 

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2017年5月に埼玉県内の中学校で実際に装置を利用した授業が行われました。

当日は生憎の雨天だったため、太陽熱の代わりに投光器を使って集光し発電をしてみました。しばらくしてモーターが稼働しプロペラが回り出すと生徒たちから歓声が上がりました。

その後、投光器を消しましたがプロペラは回り続けており、蓄熱材が蓄えた熱によって発電していることが理解でき、太陽は光エネルギーだけでなく熱エネルギーでも発電することができることを学ぶことができました。またあわせて熱(蓄熱材)は蓄えて移動させて別の場所でも使えることを知ることが出来ました。

授業の後半では、

蓄熱材について山本先生が生徒たちに説明をしていただき、実際に蓄熱材と水を入れた袋とアルミ板を用意してお湯で温め、お湯から取り出して温度が下がっていく様子を観察・記録していました。

ここで物質の比熱の違いを確認し、また蓄熱材が固体から液体に相変化することを知って潜熱という言葉を学びました。

 

発電装置の試運転

 

薄曇り時や、早くプロペラを動かしたいとき等は、生徒たちが手鏡をつかって装置に集光させて熱を蓄えるなどの工夫で発電させることもでき、また地域や方角、時期や時刻によって太陽光の入射角が違うので、装置を太陽に向ける工夫をするなど多様な使い方をしてほしいと山本先生は仰っておりました。

 

【上記内容に関するお問い合わせは】

〒362-0006

埼玉県上尾市錦町24-1

TEL 048-772-0933/FAX 048-772-0930

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