JPH0443737Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は相変化に伴う潜熱として熱を蓄える
蓄熱器に関するものである。

従来の技術 加熱や冷却を行なう熱利用設備において、入熱
量や熱負荷に大きな変動がある場合、あるいは加
熱もしくは冷却の一時的な途絶が大きな事故につ
ながるために熱的なバツフアーを必要とする場合
などに、各種の蓄熱装置が従来から用いられてい
る。蓄熱装置としては、小型化するために単位量
当りの熱容量が大きいこと、熱的安定性があるこ
と、耐久性があること、安価であることなどの特
性が要求され、そのため従来、最も一般的には水
や砂礫が蓄熱材として用いられており、また最近
では相変化（状態変化）に伴う潜熱を利用する蓄
熱材が用いられるようになつてきている。そして
従来一般には、これらの蓄熱材を鋼製タンクなど
の容器に入れて蓄熱槽として利用し、あるいは大
容量の場合はコンクリート製プールや鋼製のタワ
ーなどの形態に構築して利用している。

しかるに上述した従来の蓄熱装置では、可搬性
があり、また容器と蓄熱材とを分離して取扱うこ
とができる構成のものであつても、容器は設計上
決まる熱量に応じた容積の一体のものとしなけれ
ばならないから、必ずしも可搬性に富むものでは
なく、また工事スペースの関係上、蓄熱材を予め
容器に封入して運搬等の取扱いを行なわなければ
ならない場合も多く、そのような場合には取扱い
性が更に悪化する問題があつた。

ところで既に特開昭59−60187号公報において
は、単位蓄熱ユニツトを多段に積層した構成の蓄
熱装置が提案されており、この蓄熱装置における
単位蓄熱ユニツトは、熱伝導の良い支持板の片面
の周辺部に枠を設けてその枠内の空間に蓄熱材を
収納し、さらに支持板の他の面の対向する２辺に
桟を設けた構成とされている。この蓄熱装置で
は、単位蓄熱ユニツトの積層数を変えることによ
つて装置全体としての蓄熱量を調整することが可
能であり、しかも各単位蓄熱ユニツトは一応は可
搬性を有していると考えられ、したがつて取扱い
も従来の一般的な蓄熱装置よりは優れると考えら
れる。

考案が解決しようとする課題 前記提案の公報においては、単位蓄熱ユニツト
を積層するだけで各単位蓄熱ユニツトの枠および
桟によつて筐体が構成されているため、蓄熱槽の
大きさに合わせた、全体を収容する筐体を必要と
しないことが記載されているが、単に単位蓄熱ユ
ニツトを積層しただけでは実際には上下に隣り合
う各単位蓄熱ユニツトの枠と桟との間に若干の空
隙が生じることを避け得ず、したがつて熱媒体が
その空隙から外部へ流出し、蓄熱効率が低下して
しまうのが通常である。これを避けるためには、
空隙を緊密にシールすることが必要となるが、こ
のシールを完全に行なうことは極めて難しく、し
たがつて実際には積層構造の全体を筐体（容器）
で取囲まなければならないのが実情である。

ところがこのように全体を容器に収納する場
合、単位積層ユニツトの積層数を変える場合には
容器の大きさも変えなければならない。しかしな
がら積層数を変えるたびに容器の大きさを変える
ためには、多種類の大きさの容器を用意しておく
必要があるか、またはその都度容器を製作しなけ
ればならず、いずれにしても著しいコスト上昇を
招く問題がある。

また仮に積層体の全体を容器（筐体）に収納し
なかつたとしても、積層体に熱媒体を導入するた
めの流路および積層体から熱媒体を導出するため
の流路は、積層体の大きさ（したがつて積層数）
に合わせた大きさとしなければならない。そのた
め、積層数を変えるごとに流路の大きさを変えな
ければならず、そのためやはり前記と同様なコス
ト上昇の問題が生じることを避け得なかつた。

この考案は以上の事情を背景としてなされたも
ので、蓄熱量調節のために単位蓄熱ユニツトの数
を増減する場合でも、ユニツト全体を収納する容
器大きさやユニツト全体に熱媒体を導入、導出さ
せる流路の大きさを変えなくて済むようにして、
コスト低減を図つた潜熱蓄熱器を提供することを
目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記の目的を達成するために、潜
熱蓄熱材を封入したパイプ材を、螺旋状に巻いて
コイルとし、大径のコイルの内周側にそれより小
径のコイルを順次挿脱自在に挿入した構成である
ことを特徴とするものである。

作 用 すなわちこの考案の蓄熱器においては、コイル
を単位蓄熱ユニツトとして用いており、そのコイ
ルの本数によつて蓄熱材の量、すなわち蓄熱量が
決まるから、必要本数のコイルを順次互いに挿入
して多重層のコイル集合体とし、これを所定温度
の流体に接触させて蓄熱し、あるいは放熱させ
る。そして設置や移動あるいは保守点検の場合
は、内側のコイルを抜き取り、１本ずつ取扱う。

さらにこの考案の蓄熱器では、大径のコイルの
内側に挿入する小径のコイルの本数によつて蓄熱
量を変える構成であるため、蓄熱量を変える場合
でも全体の外径は変わらず、したがつて外側を取
囲む容器の大きさは変えなくて済み、また熱媒体
を導入、導出させるための流路の大きさを変える
必要もない。

実施例 以下、この考案の実施例を添付の図面を参照し
て説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示す一部破断し
た部分側面図であつて、多数本のコイル１を同軸
心上に位置するように互いに挿脱自在に挿入して
多重層コイル集合体として構成したものである。
すなわち各コイル１は、相変化に伴う潜熱として
熱を蓄える潜熱蓄熱材２をパイプ材３の内部に封
入し、そのパイプ材３を螺旋状に密着巻きした構
成であり、最大径D₀のコイル１の内周側にそれ
より若干小さい径D₁の他のコイル１をほぼ密着
させて挿入し、以下同様に径D₂，D₃…の小さい
コイル材１を順次挿入して構成されている。ここ
で蓄熱材２としては、目的とする温度に応じて従
来から知られている各種のものを使用することが
でき、具体的には、塩化カルシウム６水塩、硫酸
ナトリウム10水塩、水酸化ストロンチウム８水
塩、亜硫酸ナトリウム５水塩に代表される無機塩
類あるいはポリエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ポリエチレン等の有機高分子材料を
使用することができ、特にポリエチレングリコー
ルは金属に対して腐蝕性がないうえに、毒性がな
く、さらに分子量に応じて融点が変えられるなど
の利点があるので、蓄熱材２として好適である。
また蓄熱材２を封入するパイプ材３としては、第
２図Ａに示すように銅などの熱伝導率の良好な素
材からなるパイプ３ａ、あるいは第２図Ｂに示す
ようなコルゲート管（波状管）３ｂを用いること
ができる。特にコルゲート管を用いた場合には、
可搬性が良好であるために、コイル加工が容易で
あり、また単位長さ当りの伝熱面積が広くなるた
めに、外部熱源との単位時間当りの熱授受量が増
大し、換言すれば熱応答時間を短縮することがで
きる。さらに第２図Ｃに示すように、ポリオレフ
イン系の樹脂を表面架橋させた棒状の樹脂材を用
い、パイプ材３として用いることも可能である。
このような構成であれば、樹脂パイプ３ｃの耐食
性、耐薬品性から被熱交換体が金属腐蝕性をもつ
ているものであつても、直接接触により熱交換が
でき、熱効率が増大する。

そして前述した蓄熱材２をパイプ材３の内部に
封入するにあたつては、予めパイプ材３の内部を
真空吸引して排気しておくことが好ましく、この
ようにすれば空気層の介在による断熱現象を防ぐ
ことができる。

ところで、蓄熱容量は、蓄熱材２の総量によつ
て決まるから、上述した蓄熱器においては、蓄熱
容量を増す場合、多数本のコイル１を使用するこ
とになるが、そのような場合であつても、コイル
１を１本づつ搬送して蓄熱器を組立て、あるいは
分解し、もしくは保守点検を行なえばよく、した
がつて取扱いおよび保守の容易な蓄熱器とするこ
とができる。

考案の効果 以上の説明から明らかなようにこの考案の蓄熱
器は、相変化に伴う潜熱として蓄熱する蓄熱材を
パイプ材の内部に封入するとともに、そのパイプ
材を螺旋状に巻いてコイルとし、かつ大径のコイ
ルの内側にそれより小径のコイルを順次挿入した
構成であるから、コイルの使用本数を変えること
により、蓄熱容量を任意に設定することができ、
しかもコイルを１本づつ搬送して組立て、分解
し、もしくは保守点検を行なうことができるか
ら、取扱い性や保守性に富んだものとすることが
できる。さらにこの考案の蓄熱器では、蓄熱量調
節のためにコイルの本数を変える場合でも、全体
の径は変わらないから、全体を取囲む容器の大き
さや熱媒体を導入、導出させる流路の大きさを変
える必要はなく、そのため多種類の容器、流路を
用意しておく必要はなく、また改めて容器や流路
を製作することも不要であり、したがつて特に大
幅なコスト上昇を招くことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す一部破断し
た部分側面図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃはパイプ材の例
をそれぞれ示す部分斜視図である。 １……コイル、２……蓄熱材、３……パイプ
材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 相変化に伴う潜熱として蓄熱する蓄熱材をパイ
   プ材の内部に封入するとともに、そのパイプ材を
   螺旋状に巻いてコイルとし、かつ大径の前記コイ
   ルの内側にそれより小径のコイルを順次挿脱自在
   に挿入してなる潜熱蓄熱器。