JPH0323839B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0323839B2 JPH0323839B2 JP58017635A JP1763583A JPH0323839B2 JP H0323839 B2 JPH0323839 B2 JP H0323839B2 JP 58017635 A JP58017635 A JP 58017635A JP 1763583 A JP1763583 A JP 1763583A JP H0323839 B2 JPH0323839 B2 JP H0323839B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- heat
- storage tank
- storage material
- basic element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は蓄熱材を利用した蓄熱槽に関するもの
である。
である。
従来例の構成とその問題点
近年、エネルギー有効利用のため太陽エネルギ
ーや排熱の利用が行なわれているが、これらのエ
ネルギー利用に際してはエネルギーを使用する側
の需要エネルギーの変動と供給する側のエネルギ
ーの変動が一致しないため、蓄熱する事が必要で
ある。そして蓄熱材としては、水・岩石等の顕熱
を利用するものと物質の融解潜熱を利用するもの
がある。
ーや排熱の利用が行なわれているが、これらのエ
ネルギー利用に際してはエネルギーを使用する側
の需要エネルギーの変動と供給する側のエネルギ
ーの変動が一致しないため、蓄熱する事が必要で
ある。そして蓄熱材としては、水・岩石等の顕熱
を利用するものと物質の融解潜熱を利用するもの
がある。
従来、蓄熱材は蓄熱槽内に収納され、蓄熱・放
熱は熱の搬送媒体（熱媒体）として流体を循環さ
せて蓄熱槽内で蓄熱材と熱交換することにより行
なつている。そして蓄熱槽内部の構造は第１図ａ
に一例を示すように、蓄熱材を含む蓄熱材容器か
らなる蓄熱体１自体が積層されて熱媒体２の流路
３を形成する自己積層型や、第１図ｂに示すよう
に蓄熱材を充填した円筒状蓄熱材容器からなる蓄
熱体５を蓄熱槽筐体６の内部に立てて配列させ熱
媒体７を流入口８から導入して流出口９より吐出
させる型のものや、熱交換を良くするために蓄熱
材容器の肉厚を薄くし、蓄熱材容器を支持板等に
よつて保持する型のものがある。
熱は熱の搬送媒体（熱媒体）として流体を循環さ
せて蓄熱槽内で蓄熱材と熱交換することにより行
なつている。そして蓄熱槽内部の構造は第１図ａ
に一例を示すように、蓄熱材を含む蓄熱材容器か
らなる蓄熱体１自体が積層されて熱媒体２の流路
３を形成する自己積層型や、第１図ｂに示すよう
に蓄熱材を充填した円筒状蓄熱材容器からなる蓄
熱体５を蓄熱槽筐体６の内部に立てて配列させ熱
媒体７を流入口８から導入して流出口９より吐出
させる型のものや、熱交換を良くするために蓄熱
材容器の肉厚を薄くし、蓄熱材容器を支持板等に
よつて保持する型のものがある。
しかしながら、第１図に示したような内部構造
を有する蓄熱槽の場合には、強度的な面から蓄熱
材容器の肉厚を厚くして変形しないものにしなけ
ればらないため、蓄熱槽として重要な要素である
熱交換性を悪くしてしまうという問題があり、ま
た熱交換性を良くするために蓄熱材容器を薄くし
た場合には、蓄熱材容器を保持するための支持板
等が必要となり、蓄熱槽内部の構造が複雑なもの
になつていた。しかも熱媒体として空気を用いる
場合には蓄熱過程で蓄熱材容器及びその支持板等
に結露水が生じてしまい、従来の型式では結露水
の排水手段を設ける必要があり、より構造が複雑
なものになつていた。
を有する蓄熱槽の場合には、強度的な面から蓄熱
材容器の肉厚を厚くして変形しないものにしなけ
ればらないため、蓄熱槽として重要な要素である
熱交換性を悪くしてしまうという問題があり、ま
た熱交換性を良くするために蓄熱材容器を薄くし
た場合には、蓄熱材容器を保持するための支持板
等が必要となり、蓄熱槽内部の構造が複雑なもの
になつていた。しかも熱媒体として空気を用いる
場合には蓄熱過程で蓄熱材容器及びその支持板等
に結露水が生じてしまい、従来の型式では結露水
の排水手段を設ける必要があり、より構造が複雑
なものになつていた。
発明の目的
本発明は上記のような従来の問題点を解決する
ためになされたもので、流通抵抗による圧力損失
を小さくし、蓄熱体の上部／下部の蓄放熱の不均
一が改善され（未熱交換部分が少なくなる）、蓄
熱槽内部の上層部／下層部の蓄放熱の不均一も改
善でき、より熱交換のよい、かつより簡単な内部
構造を有する安価な蓄熱槽を提供することを目的
とする。
ためになされたもので、流通抵抗による圧力損失
を小さくし、蓄熱体の上部／下部の蓄放熱の不均
一が改善され（未熱交換部分が少なくなる）、蓄
熱槽内部の上層部／下層部の蓄放熱の不均一も改
善でき、より熱交換のよい、かつより簡単な内部
構造を有する安価な蓄熱槽を提供することを目的
とする。
発明の構成
本発明の蓄熱槽は、フイルム材に蓄熱材を包含
してなる蓄熱体と前記蓄熱体を支持する支持手段
とを具備し、前記支持手段に蓄熱体が鉛直方向に
複数個吊下げられた構成を基本要素とし、前記基
本要素を吊下げ方向に少なくとも１個設けたもの
を複数列並べ、その列間に前記蓄熱体と熱の授受
を行なう熱媒体の流通路を形成し、前記熱媒体の
流通路を前記基本要素の吊下げ方向に対し直交せ
しめ、かつ前記流通路の熱交換部分における断面
形状を流通路の入口側から出口側にかけて一定と
したことを特徴とするものである。
してなる蓄熱体と前記蓄熱体を支持する支持手段
とを具備し、前記支持手段に蓄熱体が鉛直方向に
複数個吊下げられた構成を基本要素とし、前記基
本要素を吊下げ方向に少なくとも１個設けたもの
を複数列並べ、その列間に前記蓄熱体と熱の授受
を行なう熱媒体の流通路を形成し、前記熱媒体の
流通路を前記基本要素の吊下げ方向に対し直交せ
しめ、かつ前記流通路の熱交換部分における断面
形状を流通路の入口側から出口側にかけて一定と
したことを特徴とするものである。
実施例の説明
以下に本発明の一実施例について説明する。
第２図は本発明の一実施例を示すものであり、
ａ図は斜視図、ｂ図は側面図である。
ａ図は斜視図、ｂ図は側面図である。
第２図において、蓄熱槽筐体１０の上部にのみ
支持部１１が設けてあり、そこに蓄熱体１２を６
個吊下げたものを基本要素１９とし、これを５列
設けた。熱媒体１３は流入口１４より導入され、
内部の蓄熱体１２と熱交換しながら流出口１５か
ら吐出される。なお蓄熱槽筐体１０の外寸法は、
幅300mm、長さ2100mm、高さ1000mmである。
支持部１１が設けてあり、そこに蓄熱体１２を６
個吊下げたものを基本要素１９とし、これを５列
設けた。熱媒体１３は流入口１４より導入され、
内部の蓄熱体１２と熱交換しながら流出口１５か
ら吐出される。なお蓄熱槽筐体１０の外寸法は、
幅300mm、長さ2100mm、高さ1000mmである。
第３図は第２図における蓄熱体及び支持部の一
実施例を示すものであり、第３図ａは前記基本要
素１９及び支持部２０の正面図、ｂ図はそれらの
Ａ−Ａ断面図を示す。
実施例を示すものであり、第３図ａは前記基本要
素１９及び支持部２０の正面図、ｂ図はそれらの
Ａ−Ａ断面図を示す。
基本要素１９は封止部１８（幅20mm）により６
個の空間部分に分割された一体構造を有し、前記
空間部分に蓄熱材１６を充填した蓄熱体１２によ
り構成される。空間部分の吊下げ方向の長さは
130mmとし、封止部１８を含めた基本要素１９の
全体の大きさは、960mm×900mmである。前記基本
要素１９を45mm間隔で設置した５本の金属棒より
なる支持部２０に支持部２０の軸方向に２個ずつ
合計10個吊下げた。
個の空間部分に分割された一体構造を有し、前記
空間部分に蓄熱材１６を充填した蓄熱体１２によ
り構成される。空間部分の吊下げ方向の長さは
130mmとし、封止部１８を含めた基本要素１９の
全体の大きさは、960mm×900mmである。前記基本
要素１９を45mm間隔で設置した５本の金属棒より
なる支持部２０に支持部２０の軸方向に２個ずつ
合計10個吊下げた。
蓄熱材１６としては潜熱蓄熱材として過冷却防
止剤及びゲル化剤を含む硫酸ナトリウム10水塩
200Kg（粘度10000cp、回転粘度合計でコーン角
度３度、回転速度20rpmで測定）を用い、これを
アルミラミネートフイルム（厚さ0.1mm）材で囲
まれる空間部分に充填した。なお封止部１８はこ
のラミネートフイルムを熱圧着させて形成してあ
る。蓄熱体１２の最大厚さは約40mmであつた。
止剤及びゲル化剤を含む硫酸ナトリウム10水塩
200Kg（粘度10000cp、回転粘度合計でコーン角
度３度、回転速度20rpmで測定）を用い、これを
アルミラミネートフイルム（厚さ0.1mm）材で囲
まれる空間部分に充填した。なお封止部１８はこ
のラミネートフイルムを熱圧着させて形成してあ
る。蓄熱体１２の最大厚さは約40mmであつた。
以上のような蓄熱槽を用いて、潜熱蓄熱材が凝
固状態にあつて蓄熱する過程を例として説明す
る。第２図において、流入口１４より40℃、湿度
80％の空気を毎分30m3導入したところ、流出口１
５より約５時間にわたつて、37.0〜38.0℃、湿度
90％の空気が吐出され、結露水を毎時間約１排
水することができた。
固状態にあつて蓄熱する過程を例として説明す
る。第２図において、流入口１４より40℃、湿度
80％の空気を毎分30m3導入したところ、流出口１
５より約５時間にわたつて、37.0〜38.0℃、湿度
90％の空気が吐出され、結露水を毎時間約１排
水することができた。
以上のように本実施例によれば、蓄熱材容器の
肉厚が従来の場合プラスチツク製で１〜２mmであ
つたのに対して本実施例の場合はフイルム材で蓄
熱材を包むためその厚さは0.1mmであり、極端に
薄いため従来より蓄熱材容器の熱伝導を10〜20倍
良くすることができる。また、蓄熱体の支持方法
が単に蓄熱槽内部の上方のみに設置してある支持
棒に吊下げるだけで良いため、内部構造を非常に
簡単にすることができる。
肉厚が従来の場合プラスチツク製で１〜２mmであ
つたのに対して本実施例の場合はフイルム材で蓄
熱材を包むためその厚さは0.1mmであり、極端に
薄いため従来より蓄熱材容器の熱伝導を10〜20倍
良くすることができる。また、蓄熱体の支持方法
が単に蓄熱槽内部の上方のみに設置してある支持
棒に吊下げるだけで良いため、内部構造を非常に
簡単にすることができる。
しかも、蓄熱時に熱媒体として空気を用いた際
に生じる結露水に対しても、簡単な吊下げ構造で
あるため、結露水は自然落下していき、結露水の
排水処理が非常に容易である。
に生じる結露水に対しても、簡単な吊下げ構造で
あるため、結露水は自然落下していき、結露水の
排水処理が非常に容易である。
なお、蓄熱体の最大厚みは蓄・放熱時の熱交換
特性を考慮すると50mm以下が望ましく、フイルム
材で形成される空間部分に充填される蓄熱材の量
は蓄熱体を水平に設置した場合にもその厚みが50
mmを越えないように調節する事が望ましい。前記
のように、充填する蓄熱材の量を調節した蓄熱体
を吊下げた場合の最大厚みは、前記空間部分の吊
下げ方向の長さと充填する蓄熱材の粘度（もしく
は降伏値）によつて変化し、前記蓄熱材の粘度
（もしくは降伏値）は蓄熱材に添加されたゲル化
剤の量に依存する。本発明者らはゲル化剤の濃度
を実用的な値すなわち蓄熱材に対して0.5乃至10
重量％の範囲で変化させた数種の試料を作成し、
前記空間部分の吊下げ方向の長さをかえて充填
し、実験を行つた結果、前記空間部分の長さは
200mm以下が望ましく、200mmを越えると蓄熱体を
吊下げた状態での最大厚みが50mm以上になる場合
が認められた。前記空間部分の長さの下限に対す
る制約は特にないが、蓄熱材の前記空間部分への
充填に際しての充填回数の増大等の充填の容易性
から50mm未満にしない方が望ましい。従つて前記
空間部分の吊下げ方向の長さは実用的には50mm乃
至200mmの範囲にあることが望ましい。
特性を考慮すると50mm以下が望ましく、フイルム
材で形成される空間部分に充填される蓄熱材の量
は蓄熱体を水平に設置した場合にもその厚みが50
mmを越えないように調節する事が望ましい。前記
のように、充填する蓄熱材の量を調節した蓄熱体
を吊下げた場合の最大厚みは、前記空間部分の吊
下げ方向の長さと充填する蓄熱材の粘度（もしく
は降伏値）によつて変化し、前記蓄熱材の粘度
（もしくは降伏値）は蓄熱材に添加されたゲル化
剤の量に依存する。本発明者らはゲル化剤の濃度
を実用的な値すなわち蓄熱材に対して0.5乃至10
重量％の範囲で変化させた数種の試料を作成し、
前記空間部分の吊下げ方向の長さをかえて充填
し、実験を行つた結果、前記空間部分の長さは
200mm以下が望ましく、200mmを越えると蓄熱体を
吊下げた状態での最大厚みが50mm以上になる場合
が認められた。前記空間部分の長さの下限に対す
る制約は特にないが、蓄熱材の前記空間部分への
充填に際しての充填回数の増大等の充填の容易性
から50mm未満にしない方が望ましい。従つて前記
空間部分の吊下げ方向の長さは実用的には50mm乃
至200mmの範囲にあることが望ましい。
また上記実施例では、複数個の蓄熱体で構成さ
れる基本要素が１体化された構造を有する場合に
ついて述べたが、基本要素は必ずしも１体化され
た構造を有する必要はなく、例えば蓄熱体をフツ
ク等の手段で封止部を介して連結してもよい。
れる基本要素が１体化された構造を有する場合に
ついて述べたが、基本要素は必ずしも１体化され
た構造を有する必要はなく、例えば蓄熱体をフツ
ク等の手段で封止部を介して連結してもよい。
また、上記実施例では基本要素を吊下げ方向に
１個吊した場合について述べたが、複数個設ける
ことも勿論可能である。上記実施例で示した列ピ
ツチ、列数等は本質的に本発明の範囲を限定する
ものでない。
１個吊した場合について述べたが、複数個設ける
ことも勿論可能である。上記実施例で示した列ピ
ツチ、列数等は本質的に本発明の範囲を限定する
ものでない。
発明の効果
以上説明したように本発明は、フイルム材に蓄
熱材を包含してなる蓄熱体と前記蓄熱体を支持す
る支持手段とを具備し、前記支持手段に蓄熱体が
鉛直方向に複数個吊下げられた構成を基本要素と
し、前記基本要素を吊下げ方向に少なくとも１個
設けたものを複数列並べ、その列間に前記蓄熱体
と熱の授受を行なう熱媒体の流通路を形成し、前
記熱媒体の流通路を前記基本要素の吊下げ方向に
対し直交せしめ、かつ前記流通路の熱交換部分に
おける断面形状を流通路の入口側から出口側にか
けて一定としたことを特徴とする蓄熱槽を提供す
るものであり、これによれば従来のように肉厚の
厚い蓄熱材容器や各段毎の支持板等の保持部分を
必要とせず、また流通抵抗により圧力損失を小さ
くし、より熱交換性がよく、かつ簡単な構造であ
り、従来より大幅に製作コストを低くできるとい
う実用上優れた効果が得られる。
熱材を包含してなる蓄熱体と前記蓄熱体を支持す
る支持手段とを具備し、前記支持手段に蓄熱体が
鉛直方向に複数個吊下げられた構成を基本要素と
し、前記基本要素を吊下げ方向に少なくとも１個
設けたものを複数列並べ、その列間に前記蓄熱体
と熱の授受を行なう熱媒体の流通路を形成し、前
記熱媒体の流通路を前記基本要素の吊下げ方向に
対し直交せしめ、かつ前記流通路の熱交換部分に
おける断面形状を流通路の入口側から出口側にか
けて一定としたことを特徴とする蓄熱槽を提供す
るものであり、これによれば従来のように肉厚の
厚い蓄熱材容器や各段毎の支持板等の保持部分を
必要とせず、また流通抵抗により圧力損失を小さ
くし、より熱交換性がよく、かつ簡単な構造であ
り、従来より大幅に製作コストを低くできるとい
う実用上優れた効果が得られる。
第１図は従来の蓄熱槽の構造を示すもので、第
１図ａは自己積層型蓄熱槽の斜視図、第１図ｂは
円筒状蓄熱材容器を配列した構造の蓄熱槽の斜視
図、第２図は本発明の一実施例としての蓄熱槽を
示すもので、第２図ａは斜視図、第２図ｂは側面
図、第３図は第２図における基本要素及びその支
持部を示したもので、第３図ａは正面図、第３図
ｂはａ図におけるＡ−Ａ断面図である。 １，５，１２……蓄熱体、６，１０……蓄熱槽
筐体、２，７，１３……熱媒体、３……熱媒体の
流路、８，１４……熱媒体の流入口、９，１５…
…熱媒体の流出口、１１，２０……支持部、１６
……蓄熱材、１８……封止部、１９……基本要
素。
１図ａは自己積層型蓄熱槽の斜視図、第１図ｂは
円筒状蓄熱材容器を配列した構造の蓄熱槽の斜視
図、第２図は本発明の一実施例としての蓄熱槽を
示すもので、第２図ａは斜視図、第２図ｂは側面
図、第３図は第２図における基本要素及びその支
持部を示したもので、第３図ａは正面図、第３図
ｂはａ図におけるＡ−Ａ断面図である。 １，５，１２……蓄熱体、６，１０……蓄熱槽
筐体、２，７，１３……熱媒体、３……熱媒体の
流路、８，１４……熱媒体の流入口、９，１５…
…熱媒体の流出口、１１，２０……支持部、１６
……蓄熱材、１８……封止部、１９……基本要
素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フイルム材に蓄熱材を包含してなる蓄熱体と
前記蓄熱体を支持する支持手段とを具備し、前記
支持手段に蓄熱体が鉛直方向に複数個吊下げられ
た構成を基本要素とし、前記基本要素を吊下げ方
向に少なくとも１個設けたものを複数列並べ、そ
の列間に前記蓄熱体と熱の授受を行なう熱媒体の
流通路を形成し、前記熱媒体の流通路を前記基本
要素の吊下げ方向に対し直交せしめ、かつ前記流
通路の熱交換部分における断面形状を流通路の入
口側から出口側にかけて一定としたことを特徴と
する蓄熱槽。 ２ 基本要素が封止部により複数個の空間部分に
分割された１体構造を有するフイルム材よりな
り、前記空間部分に蓄熱材を充填してなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄熱槽。 ３ 空間部分の吊下げ方向の長さが50mm乃至200
mmの範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の蓄熱槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58017635A JPS59145489A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 蓄熱槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58017635A JPS59145489A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 蓄熱槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145489A JPS59145489A (ja) | 1984-08-20 |
| JPH0323839B2 true JPH0323839B2 (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=11949320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58017635A Granted JPS59145489A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 蓄熱槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59145489A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57150327A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Kubota Ltd | Latent heat storing greenhouse |
| JPS57188987A (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-20 | Toshiba Corp | Heat accumulator |
| JPS58186314U (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-10 | 株式会社クボタ | 蓄熱装置 |
-
1983
- 1983-02-04 JP JP58017635A patent/JPS59145489A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59145489A (ja) | 1984-08-20 |
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