JPH05256591A - 固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽 - Google Patents
固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽Info
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- JPH05256591A JPH05256591A JP4051951A JP5195192A JPH05256591A JP H05256591 A JPH05256591 A JP H05256591A JP 4051951 A JP4051951 A JP 4051951A JP 5195192 A JP5195192 A JP 5195192A JP H05256591 A JPH05256591 A JP H05256591A
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- 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
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- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
［目的］硝酸塩のような凝固・融解という相変化の際の
体積変化が大きい蓄熱材を使用した蓄熱槽であっても、
ケーシングが破損しない構造の固液混合蓄熱材を用いた
蓄熱槽を提供すること。 ［構成］固体の蓄熱材と常温で固体であり昇温して蓄熱
温度域で液体となる蓄熱材とが充填され、蓄熱材１２の
間に配設された加熱源である電気ヒータ１４と、内部に
液体が導入される伝熱管１３とを具備する固液混合蓄熱
材１２を用いた蓄熱槽１１において、前記電気ヒータ１
４を蓄熱槽１１の上部から蓄熱材１２内に挿入するこ
と。
体積変化が大きい蓄熱材を使用した蓄熱槽であっても、
ケーシングが破損しない構造の固液混合蓄熱材を用いた
蓄熱槽を提供すること。 ［構成］固体の蓄熱材と常温で固体であり昇温して蓄熱
温度域で液体となる蓄熱材とが充填され、蓄熱材１２の
間に配設された加熱源である電気ヒータ１４と、内部に
液体が導入される伝熱管１３とを具備する固液混合蓄熱
材１２を用いた蓄熱槽１１において、前記電気ヒータ１
４を蓄熱槽１１の上部から蓄熱材１２内に挿入するこ
と。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固液混合蓄熱材を用いた
蓄熱槽に係り、より詳しくは凝固・融解における体積変
化が大きい蓄熱材を使用するのに好適な蓄熱槽に関す
る。
蓄熱槽に係り、より詳しくは凝固・融解における体積変
化が大きい蓄熱材を使用するのに好適な蓄熱槽に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、蓄熱温度が１００℃以上の蓄
熱槽において、蓄熱材にはマグネシアまたは硝酸塩が主
に使用されていた。マグネシア等の固体蓄熱材を用いた
蓄熱槽は、大きな蓄熱容量を有しているが、入出熱の繰
返しによって固体蓄熱材に亀裂が生じ、伝熱特性が低下
する問題を有していた。また、硝酸塩は、１４２℃（融
解温度）以上６００℃（熱分解温度）以下の液体状態で
使用され、この液体蓄熱材を用いた蓄熱槽は、流動でき
ることから伝熱特性が優れているが、蓄熱容量がマグネ
シアより少なく、これを用いると蓄熱容量が減少する問
題を有していた。そこで、両者の長所を取り入れ、固体
のマグネシアをクリンカ（小片）状にし、マグネシアク
リンカの隙間に液体の硝酸塩を浸透させた固液混合蓄熱
材を用いた蓄熱槽について、本出願人は先に特願平２−
８４５０５号（特開平３−２８２１０１号）を出願し
た。
熱槽において、蓄熱材にはマグネシアまたは硝酸塩が主
に使用されていた。マグネシア等の固体蓄熱材を用いた
蓄熱槽は、大きな蓄熱容量を有しているが、入出熱の繰
返しによって固体蓄熱材に亀裂が生じ、伝熱特性が低下
する問題を有していた。また、硝酸塩は、１４２℃（融
解温度）以上６００℃（熱分解温度）以下の液体状態で
使用され、この液体蓄熱材を用いた蓄熱槽は、流動でき
ることから伝熱特性が優れているが、蓄熱容量がマグネ
シアより少なく、これを用いると蓄熱容量が減少する問
題を有していた。そこで、両者の長所を取り入れ、固体
のマグネシアをクリンカ（小片）状にし、マグネシアク
リンカの隙間に液体の硝酸塩を浸透させた固液混合蓄熱
材を用いた蓄熱槽について、本出願人は先に特願平２−
８４５０５号（特開平３−２８２１０１号）を出願し
た。
【０００３】このような従来の蓄熱槽は図４に示される
構成となっている。図４において、蓄熱槽１１には、上
記固液混合蓄熱材１２が充填されており、その内部に伝
熱管１３および加熱源である電気ヒータ１４が配設され
ている。電気ヒータ１４は、蓄熱槽１１内の比較的下部
に横方向から設置され、伝熱管１３はミアンダ構造に形
成され固液混合蓄熱材１２内に全体的に配置されてい
る。この蓄熱槽１１内の固液混合蓄熱材１２は、電気ヒ
ータ１４からの加熱によって高温となる。そして、出熱
の需要が生じたときに水１５等の液体を伝熱管１３内に
通水し、この水１５が高温の固液混合蓄熱材１２と熱交
換して伝熱管１３内部に水蒸気１６等の高温流体を生成
して、外部に供給している。なお、符号１７は水１５の
通水用配管に設けられた膨張タンクであり、符号１８は
蓄熱槽１１の上部に形成された空間スペースである。
構成となっている。図４において、蓄熱槽１１には、上
記固液混合蓄熱材１２が充填されており、その内部に伝
熱管１３および加熱源である電気ヒータ１４が配設され
ている。電気ヒータ１４は、蓄熱槽１１内の比較的下部
に横方向から設置され、伝熱管１３はミアンダ構造に形
成され固液混合蓄熱材１２内に全体的に配置されてい
る。この蓄熱槽１１内の固液混合蓄熱材１２は、電気ヒ
ータ１４からの加熱によって高温となる。そして、出熱
の需要が生じたときに水１５等の液体を伝熱管１３内に
通水し、この水１５が高温の固液混合蓄熱材１２と熱交
換して伝熱管１３内部に水蒸気１６等の高温流体を生成
して、外部に供給している。なお、符号１７は水１５の
通水用配管に設けられた膨張タンクであり、符号１８は
蓄熱槽１１の上部に形成された空間スペースである。
【０００４】このように構成された蓄熱槽１１にあって
は、固液混合蓄熱材１２と伝熱管１３および固液混合蓄
熱材１２と電気ヒータ１４の間の空気層を上記硝酸塩が
液体となり熱媒体となって埋まるため、熱伝達が良好と
なる。このため蓄熱時においては、固液混合蓄熱材１２
に対する急速加熱が可能となり、また、出熱時において
は、固液混合蓄熱材１２から伝熱管１３への急速熱伝達
が可能となる。
は、固液混合蓄熱材１２と伝熱管１３および固液混合蓄
熱材１２と電気ヒータ１４の間の空気層を上記硝酸塩が
液体となり熱媒体となって埋まるため、熱伝達が良好と
なる。このため蓄熱時においては、固液混合蓄熱材１２
に対する急速加熱が可能となり、また、出熱時において
は、固液混合蓄熱材１２から伝熱管１３への急速熱伝達
が可能となる。
【０００５】しかし、この固液混合材を蓄熱材１２とし
て用いた蓄熱槽１１を５００℃で蓄熱し、１００℃にな
るまで出熱する入出熱を繰返したところ、３回目の入熱
時において、蓄熱槽１１のケーシングが轟音とともに破
損するトラプルが生じた。この蓄熱槽１１の破損原因を
調べたところ、凝固した硝酸塩が融解するときに約１３
％の体積膨張が生じ、この体積膨張によって蓄熱槽１１
のケーシングが破損したことが分かった。
て用いた蓄熱槽１１を５００℃で蓄熱し、１００℃にな
るまで出熱する入出熱を繰返したところ、３回目の入熱
時において、蓄熱槽１１のケーシングが轟音とともに破
損するトラプルが生じた。この蓄熱槽１１の破損原因を
調べたところ、凝固した硝酸塩が融解するときに約１３
％の体積膨張が生じ、この体積膨張によって蓄熱槽１１
のケーシングが破損したことが分かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の蓄熱
槽１１にあっては、硝酸塩の凝固・融解、即ち相変化に
おける体積変化については十分な配慮がされておらず、
このため、一旦凝固すると再融解の際に、硝酸塩の体積
増加によって蓄熱槽１１のケーシングが破損するという
問題があった。
槽１１にあっては、硝酸塩の凝固・融解、即ち相変化に
おける体積変化については十分な配慮がされておらず、
このため、一旦凝固すると再融解の際に、硝酸塩の体積
増加によって蓄熱槽１１のケーシングが破損するという
問題があった。
【０００７】従って、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、硝酸塩のような凝固
・融解という相変化の際の体積変化が大きい蓄熱材を使
用した蓄熱槽であっても、ケーシングが破損しない構造
の固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽を提供することにあ
る。
めになされたもので、その目的は、硝酸塩のような凝固
・融解という相変化の際の体積変化が大きい蓄熱材を使
用した蓄熱槽であっても、ケーシングが破損しない構造
の固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽にあっ
ては以下の構成とした。即ち、固体の蓄熱材と常温で固
体であり昇温して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材とが充
填され、蓄熱材の間に配設された加熱源である電気ヒー
タと、内部に液体が導入される伝熱管とを具備する固液
混合蓄熱材を用いた蓄熱槽において、前記電気ヒータを
蓄熱槽の上部から蓄熱材内に挿入することを特徴とす
る。
に、本発明による固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽にあっ
ては以下の構成とした。即ち、固体の蓄熱材と常温で固
体であり昇温して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材とが充
填され、蓄熱材の間に配設された加熱源である電気ヒー
タと、内部に液体が導入される伝熱管とを具備する固液
混合蓄熱材を用いた蓄熱槽において、前記電気ヒータを
蓄熱槽の上部から蓄熱材内に挿入することを特徴とす
る。
【０００９】また、固体の蓄熱材と常温で固体であり昇
温して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材とが充填され、蓄
熱材の間に配設された加熱源である電気ヒータと、内部
に液体が導入される伝熱管とを具備する固液混合蓄熱材
を用いた蓄熱槽において、前記伝熱管の管群内に配設さ
れる電気ヒータは、伝熱管から、常温で固体であり昇温
して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材の相変化の際の体積
膨張を吸収するのに十分離れた位置に設置されることを
特徴とする。
温して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材とが充填され、蓄
熱材の間に配設された加熱源である電気ヒータと、内部
に液体が導入される伝熱管とを具備する固液混合蓄熱材
を用いた蓄熱槽において、前記伝熱管の管群内に配設さ
れる電気ヒータは、伝熱管から、常温で固体であり昇温
して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材の相変化の際の体積
膨張を吸収するのに十分離れた位置に設置されることを
特徴とする。
【００１０】さらに、本発明において、固体の蓄熱材は
マグネシアであり、常温で固体であり昇温して蓄熱温度
域で液体となる蓄熱材は、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナト
リウムおよび硝酸カリウムの混合物、または、硝酸ナト
リウムおよび硝酸カリウムの混合物であることを特徴と
する。
マグネシアであり、常温で固体であり昇温して蓄熱温度
域で液体となる蓄熱材は、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナト
リウムおよび硝酸カリウムの混合物、または、硝酸ナト
リウムおよび硝酸カリウムの混合物であることを特徴と
する。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、加熱源である電気ヒータを
蓄熱槽の上部から蓄熱材内に挿入するので、常温で凝固
して固体となっている蓄熱材（硝酸塩の混合物）は、電
気ヒータの加熱によって、先ず、電気ヒータ表面の近傍
から融解される。この融解によって、電気ヒータ表面の
蓄熱材は液体になり流動状態となる。融解によって体積
が膨張した蓄熱材は、電気ヒータ表面に沿って上昇し、
蓄熱材の上面の空間スペースに逃げることができるよう
になる。このため、融解にともなって体積膨張する蓄熱
材を使用しても大きな応力が発生しないことから、蓄熱
槽のケーシングの破損は生じない。
蓄熱槽の上部から蓄熱材内に挿入するので、常温で凝固
して固体となっている蓄熱材（硝酸塩の混合物）は、電
気ヒータの加熱によって、先ず、電気ヒータ表面の近傍
から融解される。この融解によって、電気ヒータ表面の
蓄熱材は液体になり流動状態となる。融解によって体積
が膨張した蓄熱材は、電気ヒータ表面に沿って上昇し、
蓄熱材の上面の空間スペースに逃げることができるよう
になる。このため、融解にともなって体積膨張する蓄熱
材を使用しても大きな応力が発生しないことから、蓄熱
槽のケーシングの破損は生じない。
【００１２】また、伝熱管の管群内に配設される電気ヒ
ータを、伝熱管から、常温で固体であり昇温して蓄熱温
度域で液体となる蓄熱材の相変化の際の体積膨張を吸収
するのに十分離れた位置に設置するので、蓄熱材が凝固
する際に伝熱管表面の近傍から凝固し、全ての蓄熱材が
凝固したときには電気ヒータの近傍には空隙が生じる。
従って、再び蓄熱材が融解してもこの空隙によって体積
膨張分を吸収できるので、蓄熱槽のケーシングの破損を
生じることがない。
ータを、伝熱管から、常温で固体であり昇温して蓄熱温
度域で液体となる蓄熱材の相変化の際の体積膨張を吸収
するのに十分離れた位置に設置するので、蓄熱材が凝固
する際に伝熱管表面の近傍から凝固し、全ての蓄熱材が
凝固したときには電気ヒータの近傍には空隙が生じる。
従って、再び蓄熱材が融解してもこの空隙によって体積
膨張分を吸収できるので、蓄熱槽のケーシングの破損を
生じることがない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の概略構成図であり、前出の図４
と同一部材には同じ符号を付して示してある。図１にお
いて、蓄熱槽１１には、固液混合蓄熱材１２が充填され
ており、その内部に伝熱管１３および加熱源である電気
ヒータ１４が配設されている。電気ヒータ１４は、蓄熱
槽１１内の固液混合蓄熱材１２の上部から空間スペース
１８を通って固液混合蓄熱材１２内部に配設されてい
る。なお、電気ヒータ１４の発熱部分は、固液混合蓄熱
材１２の内部に埋められている。また、伝熱管１３はミ
アンダ構造に形成され固液混合蓄熱材１２内に全体的に
配置されている。 固液混合蓄熱材１２として、固体蓄
熱材にはマグネシアを用い、液体蓄熱材には硝酸塩を使
用した。この硝酸塩は、７重量％の硝酸ナトリウムと４
９重量％の亜硝酸ナトリウムと４４重量％の硝酸カリウ
ムとからなる混合物であり、１４２℃（融解温度）以上
では液体であるが、この温度以下になると凝固して固体
となる。また、この硝酸塩は、固体のとき比重は２．２
であるが、温度が１４２℃になって融解すると比重が
１．９５になり、その時体積が約１３％膨張し増加す
る。この硝酸塩は約６００℃以上で熱分解を開始するの
で、液体の熱媒体としては１４２℃以上６００℃以下で
使用しなければならない。 この蓄熱槽１１内の固液混
合蓄熱材１２は、電気ヒータ１４からの加熱によって高
温となる。そして、出熱の需要が生じたときに水１５等
の液体を伝熱管１３内に通水し、この水１５が高温の固
液混合蓄熱材１２と熱交換して伝熱管１３内部に水蒸気
１６等の高温流体を生成して、外部に供給している。こ
の水蒸気１６は水道水と混合または熱交換して温水を生
成するか、または、水蒸気１６がそのまま加熱流体とし
て利用される。
明する。図１は本発明の概略構成図であり、前出の図４
と同一部材には同じ符号を付して示してある。図１にお
いて、蓄熱槽１１には、固液混合蓄熱材１２が充填され
ており、その内部に伝熱管１３および加熱源である電気
ヒータ１４が配設されている。電気ヒータ１４は、蓄熱
槽１１内の固液混合蓄熱材１２の上部から空間スペース
１８を通って固液混合蓄熱材１２内部に配設されてい
る。なお、電気ヒータ１４の発熱部分は、固液混合蓄熱
材１２の内部に埋められている。また、伝熱管１３はミ
アンダ構造に形成され固液混合蓄熱材１２内に全体的に
配置されている。 固液混合蓄熱材１２として、固体蓄
熱材にはマグネシアを用い、液体蓄熱材には硝酸塩を使
用した。この硝酸塩は、７重量％の硝酸ナトリウムと４
９重量％の亜硝酸ナトリウムと４４重量％の硝酸カリウ
ムとからなる混合物であり、１４２℃（融解温度）以上
では液体であるが、この温度以下になると凝固して固体
となる。また、この硝酸塩は、固体のとき比重は２．２
であるが、温度が１４２℃になって融解すると比重が
１．９５になり、その時体積が約１３％膨張し増加す
る。この硝酸塩は約６００℃以上で熱分解を開始するの
で、液体の熱媒体としては１４２℃以上６００℃以下で
使用しなければならない。 この蓄熱槽１１内の固液混
合蓄熱材１２は、電気ヒータ１４からの加熱によって高
温となる。そして、出熱の需要が生じたときに水１５等
の液体を伝熱管１３内に通水し、この水１５が高温の固
液混合蓄熱材１２と熱交換して伝熱管１３内部に水蒸気
１６等の高温流体を生成して、外部に供給している。こ
の水蒸気１６は水道水と混合または熱交換して温水を生
成するか、または、水蒸気１６がそのまま加熱流体とし
て利用される。
【００１４】このように構成された蓄熱槽１１の作用お
よび実施例を以下に示す。この高温蓄熱槽１１を用い
て、５００℃で蓄熱し、固液混合蓄熱材１２が１００℃
になるまで出熱する入出熱を繰り返した。固液混合蓄熱
材１２の温度が１００℃のとき硝酸塩は凝固状態にあ
り、電気ヒータ１４への通電を開始し加熱を再開する
と、電気ヒータ１４の近傍から温度が上昇する。温度が
１４２℃を越えると、硝酸塩が液体状になる。液体状に
なった硝酸塩は体積が増加するが、その体積増加分は電
気ヒータ１４表面の液状部分を通って上方へ移動し、固
液混合蓄熱材１２上部の空間スペース１８に運ばれる。
このため、蓄熱槽１１に大きな応力が発生しない。従っ
て、入熱時において、蓄熱槽１１のケーシングが破損す
ることがなくなった。
よび実施例を以下に示す。この高温蓄熱槽１１を用い
て、５００℃で蓄熱し、固液混合蓄熱材１２が１００℃
になるまで出熱する入出熱を繰り返した。固液混合蓄熱
材１２の温度が１００℃のとき硝酸塩は凝固状態にあ
り、電気ヒータ１４への通電を開始し加熱を再開する
と、電気ヒータ１４の近傍から温度が上昇する。温度が
１４２℃を越えると、硝酸塩が液体状になる。液体状に
なった硝酸塩は体積が増加するが、その体積増加分は電
気ヒータ１４表面の液状部分を通って上方へ移動し、固
液混合蓄熱材１２上部の空間スペース１８に運ばれる。
このため、蓄熱槽１１に大きな応力が発生しない。従っ
て、入熱時において、蓄熱槽１１のケーシングが破損す
ることがなくなった。
【００１５】図２および３には、本発明の他の実施例を
示しており、図２はその概略構成図であり、図３はその
伝熱管群と電気ヒータの関係を示す図である。図２にお
いて、蓄熱槽２１には、固液混合蓄熱材２２が充填され
ており、その内部に伝熱管２３および加熱源である電気
ヒータ２４が配設されている。電気ヒータ２４は、蓄熱
槽２１内の固液混合蓄熱材２２の上部から空間スペース
２８を通って固液混合蓄熱材２２内部に設置されてい
る。なお、電気ヒータ２４の発熱部分は、固液混合蓄熱
材２２の内部に埋められている。また、伝熱管２３はミ
アンダ構造に形成され固液混合蓄熱材２２内に、主に電
気ヒータ２４と同一方向に、かつ全体的に管群を形成す
るように配置されている。固液混合蓄熱材２２として、
固体蓄熱材にはマグネシアを用い、液体蓄熱材には硝酸
塩を使用した。このような構成の蓄熱槽２１において、
この実施例では、伝熱管２３群内に電気ヒータ２４を配
設する際は、伝熱管２３から十分離れた位置に配設する
ようにしたものである。ここで、伝熱管２３から十分離
れた位置とは、常温で固体であり昇温して蓄熱温度域で
液体となる蓄熱材（硝酸塩）の相変化の際の体積膨張を
吸収するのに十分離れた位置を意味し、具体的には伝熱
管２３表面から凝固し始めた硝酸塩が凝固にともなう体
積減少のため、硝酸塩がなくなり、空隙が発生する領域
をいう。図３に、この電気ヒータ２４と伝熱管２３群の
位置関係の詳細を示す。電気ヒータ２４は、伝熱管２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、および２３ｄで囲まれた中央部に
配設されている。 この蓄熱槽２１内の固液混合蓄熱材
２２は、電気ヒータ２４からの加熱によって高温とな
る。そして、出熱の需要が生じたときに水２５等の液体
を伝熱管２３内に通水し、この水２５が高温の固液混合
蓄熱材２２と熱交換して伝熱管２３内部に水蒸気２６等
の高温流体を生成して、外部に供給して利用している。
示しており、図２はその概略構成図であり、図３はその
伝熱管群と電気ヒータの関係を示す図である。図２にお
いて、蓄熱槽２１には、固液混合蓄熱材２２が充填され
ており、その内部に伝熱管２３および加熱源である電気
ヒータ２４が配設されている。電気ヒータ２４は、蓄熱
槽２１内の固液混合蓄熱材２２の上部から空間スペース
２８を通って固液混合蓄熱材２２内部に設置されてい
る。なお、電気ヒータ２４の発熱部分は、固液混合蓄熱
材２２の内部に埋められている。また、伝熱管２３はミ
アンダ構造に形成され固液混合蓄熱材２２内に、主に電
気ヒータ２４と同一方向に、かつ全体的に管群を形成す
るように配置されている。固液混合蓄熱材２２として、
固体蓄熱材にはマグネシアを用い、液体蓄熱材には硝酸
塩を使用した。このような構成の蓄熱槽２１において、
この実施例では、伝熱管２３群内に電気ヒータ２４を配
設する際は、伝熱管２３から十分離れた位置に配設する
ようにしたものである。ここで、伝熱管２３から十分離
れた位置とは、常温で固体であり昇温して蓄熱温度域で
液体となる蓄熱材（硝酸塩）の相変化の際の体積膨張を
吸収するのに十分離れた位置を意味し、具体的には伝熱
管２３表面から凝固し始めた硝酸塩が凝固にともなう体
積減少のため、硝酸塩がなくなり、空隙が発生する領域
をいう。図３に、この電気ヒータ２４と伝熱管２３群の
位置関係の詳細を示す。電気ヒータ２４は、伝熱管２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、および２３ｄで囲まれた中央部に
配設されている。 この蓄熱槽２１内の固液混合蓄熱材
２２は、電気ヒータ２４からの加熱によって高温とな
る。そして、出熱の需要が生じたときに水２５等の液体
を伝熱管２３内に通水し、この水２５が高温の固液混合
蓄熱材２２と熱交換して伝熱管２３内部に水蒸気２６等
の高温流体を生成して、外部に供給して利用している。
【００１６】この実施例の蓄熱槽２１によれば、熱を取
り出す際、伝熱管２３の表面近傍の硝酸塩から凝固をは
じめ、全ての硝酸塩が凝固したときには電気ヒータ２４
近傍に空隙が生じる。この空隙が占める容積は全体の約
１３％である。この１３％の領域の空隙域に電気ヒータ
２４を配設するようにしている。従って、凝固した硝酸
塩が再び融解したときの体積膨張分は電気ヒータ２４の
周囲の空隙によって吸収できることから、電気ヒータ２
４を必ず固液混合蓄熱材２２の上部から蓄熱材２２内部
に配設しなければならなくなる制限がなくなる。
り出す際、伝熱管２３の表面近傍の硝酸塩から凝固をは
じめ、全ての硝酸塩が凝固したときには電気ヒータ２４
近傍に空隙が生じる。この空隙が占める容積は全体の約
１３％である。この１３％の領域の空隙域に電気ヒータ
２４を配設するようにしている。従って、凝固した硝酸
塩が再び融解したときの体積膨張分は電気ヒータ２４の
周囲の空隙によって吸収できることから、電気ヒータ２
４を必ず固液混合蓄熱材２２の上部から蓄熱材２２内部
に配設しなければならなくなる制限がなくなる。
【００１７】この実施例の蓄熱槽２１を用いた具体例を
以下に示す。 マグネシアを１２０ｋｇ、および図１に
おいて説明した硝酸塩の混合物を４５ｋｇ用いた固液混
合蓄熱材２２を充填し、伝熱管２３の縦・横のピッチを
７０ｍｍとし、この伝熱管２３を上下方向に管群を形成
するようにミアンダ構造に設置し、伝熱管２３に囲まれ
た中央部に電気ヒータ２４を配設した蓄熱槽２１を構成
した。この電気ヒータ２４は、固液混合蓄熱材２２の上
部から蓄熱材２２内部に挿入されている。この蓄熱槽２
１を、蓄熱材２２の温度１００℃と５００℃の間で入出
熱を繰り返した。その結果、１０００回の入出熱におい
ても、蓄熱槽２１のケーシングの破損は生じなかった。
以下に示す。 マグネシアを１２０ｋｇ、および図１に
おいて説明した硝酸塩の混合物を４５ｋｇ用いた固液混
合蓄熱材２２を充填し、伝熱管２３の縦・横のピッチを
７０ｍｍとし、この伝熱管２３を上下方向に管群を形成
するようにミアンダ構造に設置し、伝熱管２３に囲まれ
た中央部に電気ヒータ２４を配設した蓄熱槽２１を構成
した。この電気ヒータ２４は、固液混合蓄熱材２２の上
部から蓄熱材２２内部に挿入されている。この蓄熱槽２
１を、蓄熱材２２の温度１００℃と５００℃の間で入出
熱を繰り返した。その結果、１０００回の入出熱におい
ても、蓄熱槽２１のケーシングの破損は生じなかった。
【００１８】なお、上記実施例においては、常温で固体
であり昇温して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材として、
硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウム
とからなる硝酸塩の混合物の例で説明したが、これに限
定されるものではない。例えば、硝酸ナトリウムおよび
硝酸カリウムとからなる硝酸塩の混合物等を用いてもよ
い。
であり昇温して蓄熱温度域で液体となる蓄熱材として、
硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウム
とからなる硝酸塩の混合物の例で説明したが、これに限
定されるものではない。例えば、硝酸ナトリウムおよび
硝酸カリウムとからなる硝酸塩の混合物等を用いてもよ
い。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の固液混
合蓄熱材を用いた蓄熱槽によれば、硝酸塩のような凝固
・融解という相変化の際の体積変化の大きい物質を蓄熱
材として用いて蓄熱槽を構成しても、ケーシングが破損
しない構造の蓄熱槽を提供でき、もって、大きな蓄熱容
量、良好な伝熱特性を有する蓄熱槽を提供できる効果が
得られる。
合蓄熱材を用いた蓄熱槽によれば、硝酸塩のような凝固
・融解という相変化の際の体積変化の大きい物質を蓄熱
材として用いて蓄熱槽を構成しても、ケーシングが破損
しない構造の蓄熱槽を提供でき、もって、大きな蓄熱容
量、良好な伝熱特性を有する蓄熱槽を提供できる効果が
得られる。
【図１】本発明による固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽の
一実施例の概略構成図を示すものである。
一実施例の概略構成図を示すものである。
【図２】本発明による固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽の
他の一実施例の概略構成図を示すものである。
他の一実施例の概略構成図を示すものである。
【図３】図２における伝熱管群と電気ヒータの関係を示
す図である。
す図である。
【図４】従来技術の蓄熱槽の概略構成図を示すものであ
る。
る。
１１ 蓄熱槽 １２ 固液混合蓄熱材 １３ 伝熱管 １４ 電気ヒータ １５ 水 １６ 水蒸気 １７ 膨張タンク １８ 空間スペース ２１ 蓄熱槽 ２２ 固液混合蓄熱材 ２３ 伝熱管 ２４ 電気ヒータ ２５ 水 ２６ 水蒸気 ２７ 膨張タンク ２８ 空間スペース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉屋 文雄 広島県広島市中区小町４番33号 中国電力 株式会社営業部内 (72)発明者 石田 哲義 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 日高 秀則 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 森本 信夫 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 森川 優 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 藤原 忠幸 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 バ ブコック日立株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 固体の蓄熱材と常温で固体であり昇温し
て蓄熱温度域で液体となる蓄熱材とが充填され、蓄熱材
の間に配設された加熱源である電気ヒータと、内部に液
体が導入される伝熱管とを具備する固液混合蓄熱材を用
いた蓄熱槽において、前記電気ヒータを蓄熱槽の上部か
ら蓄熱材内に挿入することを特徴とする固液混合蓄熱材
を用いた蓄熱槽。 - 【請求項２】 固体の蓄熱材と常温で固体であり昇温し
て蓄熱温度域で液体となる蓄熱材とが充填され、蓄熱材
の間に配設された加熱源である電気ヒータと、内部に液
体が導入される伝熱管とを具備する固液混合蓄熱材を用
いた蓄熱槽において、前記伝熱管の管群内に配設される
電気ヒータは、伝熱管から、常温で固体であり昇温して
蓄熱温度域で液体となる蓄熱材の相変化の際の体積膨張
を吸収するのに十分離れた位置に設置されることを特徴
とする固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽。 - 【請求項３】 請求項１または２において、固体の蓄熱
材はマグネシアであり、常温で固体であり昇温して蓄熱
温度域で液体となる蓄熱材は、硝酸ナトリウム、亜硝酸
ナトリウムおよび硝酸カリウムの混合物、または、硝酸
ナトリウムおよび硝酸カリウムの混合物であることを特
徴とする固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051951A JP2736580B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051951A JP2736580B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256591A true JPH05256591A (ja) | 1993-10-05 |
| JP2736580B2 JP2736580B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=12901188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4051951A Expired - Lifetime JP2736580B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 固液混合蓄熱材を用いた蓄熱槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2736580B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000019154A1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-06 | Hokuriku Electric Power Company | High temperature heat storage tank |
| EP1300630A4 (en) * | 2000-07-11 | 2005-07-27 | Tiyoda Seisakusho Kk | SATURATED STEAM GENERATOR, STEAM STERILIZER AND STEAM STERILIZATION PROCESS |
| CN100371414C (zh) * | 2006-04-24 | 2008-02-27 | 沈阳建筑大学 | 硝酸钾乳化沥青相变蓄能材料的制作方法 |
| CN100441656C (zh) * | 2006-04-24 | 2008-12-10 | 沈阳建筑大学 | 一种乳化沥青相变蓄能材料的制作方法 |
| WO2014185179A1 (ja) | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 株式会社Ihi | 蓄熱システム |
| WO2014185178A1 (ja) | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 株式会社Ihi | 蓄熱システム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355640A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Nec Corp | 分岐命令処理装置 |
| JPH0252951A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 潜熱蓄熱装置 |
| JPH0311266A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-18 | Chubu Electric Power Co Inc | 潜熱蓄熱装置 |
| JPH03282101A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-12 | Babcock Hitachi Kk | 蒸気発生装置 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051951A patent/JP2736580B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN100371414C (zh) * | 2006-04-24 | 2008-02-27 | 沈阳建筑大学 | 硝酸钾乳化沥青相变蓄能材料的制作方法 |
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| WO2014185179A1 (ja) | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 株式会社Ihi | 蓄熱システム |
| WO2014185178A1 (ja) | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 株式会社Ihi | 蓄熱システム |
| JPWO2014185178A1 (ja) * | 2013-05-17 | 2017-02-23 | 株式会社Ihi | 蓄熱システム |
| EP3282215A1 (en) | 2013-05-17 | 2018-02-14 | IHI Corporation | Heat storage system |
| US10451358B2 (en) | 2013-05-17 | 2019-10-22 | Ihi Corporation | Heat storage system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2736580B2 (ja) | 1998-04-02 |
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