JPH0655066U - 蓄熱器 - Google Patents
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- JPH0655066U JPH0655066U JP005023U JP502392U JPH0655066U JP H0655066 U JPH0655066 U JP H0655066U JP 005023 U JP005023 U JP 005023U JP 502392 U JP502392 U JP 502392U JP H0655066 U JPH0655066 U JP H0655066U
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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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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率的な蓄熱および放熱をなし得る構造とし
た。 【構成】 中空の蓄熱体支持筒（１）および蓄熱体支持
筒（１）の両端部に結合された側板（２）に、化学蓄熱
材を分散担持した蓄熱体（３）を固着させて成るユニッ
トセルの複数組を蓄熱体支持筒（１）を支えるユニット
支持板（４）に結合され、ガス流路（６）を付された反
応管（５）に、ユニットセルおよびユニット支持板
（４）を固定され、反応管（５）の両端部に熱交換媒体
流路（７）を付設された構成となした。
た。 【構成】 中空の蓄熱体支持筒（１）および蓄熱体支持
筒（１）の両端部に結合された側板（２）に、化学蓄熱
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（４）を固定され、反応管（５）の両端部に熱交換媒体
流路（７）を付設された構成となした。
Description
【０００１】
本考案は、固体ー気体可逆性を示す化学蓄熱材を用いて熱エネルギを蓄え、再 利用に供するために放熱させる蓄熱器の構造に関する。
【０００２】
熱エネルギーを蓄えて置き、再利用のために放熱させる装置として、固体ー気 体可逆性を示す化学蓄熱材を用いた蓄熱器が知られている。 この種の蓄熱器は、容器内に充填された化学蓄熱材に熱エネルギーを蓄え、必 要に応じて放熱させる構造を備えている。
【０００３】
上記した固体−気体可逆反応を示す化学蓄熱材を用いた従来の蓄熱器において は、化学蓄熱材を容器に充填することが必要であるが、この充填のやり方の如何 によって蓄熱器の特性が大きく変ってしまう。 その原因は、化学蓄熱材が熱伝導性の低い粉末状であるために生じる熱ごもり や、反応ガスの粉末内への拡散、また、化学蓄熱材の反応に伴って起こる化学蓄 熱材の体積変化等であると考えられる。 上記の理由により、理論上は蓄熱および放熱が可能であると考えられる場合で も、実際では反応が遅く、実用的な蓄熱および放熱を行えないことが多い。
【０００４】
本考案は、上記した従来の技術による蓄熱器における問題点を考慮してなされ たもので、化学蓄熱材を分散担持した蓄熱体を中空の蓄熱体支持筒の外周面に固 着させて成るユニットセルの多数組をガス流路を付された反応筒内に装着された 構造を備え、蓄熱体支持筒の内側に熱交換媒体を流し、ユニットセルの外周部で 蓄熱・放熱作動をさせるものである。
【０００５】 すなわち、本考案の蓄熱器は、中空の蓄熱体支持筒の外周および略ドーナツ状 を呈して前記蓄熱体支持筒の両端部に接合された側板に、化学蓄熱材を分散担持 した蓄熱体を固着させてユニットセルを形成し、前記蓄熱体支持筒の端部を支え るユニット支持板に前記ユニットセルの複数組を結合され、ガス流路を付された 反応管内に前記ユニットセルおよび前記ユニット支持板を固定され、前記反応管 の両端部に熱交換媒体流路を付設され構成を備えたものである。
【０００６】 蓄熱体支持筒の周面および側板の側面に固着される蓄熱体に分散担持される化 学蓄熱材には、固体−気体可逆反応をするものが用いられ、気体がＮＨ3 のガス 系である場合には、例えば、ＣａＣｌ2 ，ＮｉＣｌ2 ，ＭｇＣｌ2 ，ＺｎＣｌ2 などのＮＨ3 錯体があり、蓄熱温度に対応させて任意に選択することができる。
【０００７】 蓄熱体を構成する担持体には、化学蓄熱材と反応せず、更に化学蓄熱材分散溶 媒とも反応せず、蓄熱温度で変質しない物を用いることが必要であり、例えば、 担持体として高分子材料を用いる場合には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）， ポリスルフォン（ＰＳＦ），ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等が挙げられ、化 学蓄熱材に対応して選定され、添加量は成るべく少なくするのが好ましい。 化学蓄熱材分散溶媒としては、アセトン，トルエン，テトラヒドロフラン（Ｔ ＨＦ）等が挙げられる。
【０００８】 化学蓄熱材を分散担持した蓄熱体を蓄熱体支持筒の外周面および側板の内側面 に固着されて成るユニットセルは、下記の手順で形成される。 略ドーナツ状を呈して蓄熱体支持筒の両端部に接合させた側板および蓄熱体支 持筒を側板の外径と同等の内径を備えてスラリー注入口を付された成形筒内に収 め、化学蓄熱材、化学蓄熱材分散溶媒および蓄熱体を構成する担持体を適量入れ ることによって調製した化学蓄熱材スラリーをスラリー注入口から入れた後に、 セットしたままの状態で成形筒を暖めてスラリーの化学蓄熱材分散溶媒を除去す るとともに、蓄熱体を蓄熱体支持筒および側板に固着させ、成形筒を取外す。 化学蓄熱材スラリーには、優れた熱伝導性を備えた物質、例えば炭素粉、金属 粉、炭素繊維あるいは金属繊維を混入することが有効である。
【０００９】
上記した構成を備えた本考案による蓄熱器においては、化学蓄熱材を分散担持 した蓄熱体を蓄熱体支持筒の外周面に固着されて蓄熱体の外周面を開放されてい る構造が迅速な反応をもたらし、蓄熱体を外周面に固着された蓄熱体支持筒の中 空部内に熱交換媒体を通す構造が効率的な熱伝導をもたらす。
【００１０】
上記した本考案による蓄熱器の主要部となるユニットセルを下記の手順に従っ て製作し、次いで、蓄熱器の全体を組み立てた。 先ず、外径８mm, 長さ150 mmのアルミニウム製円筒体を蓄熱体支持筒１とし、 厚さ0.5 mmのテフロン製板材によって、内径８mm，外径15mmのリング状板を側板 ２として作成し、図２に示すように、蓄熱体支持筒１の両端部を僅かに突出させ て側板２を接合し、同図上に２点鎖線で示した内径15mm，長さ150 mmの円筒体に スラリー注入口９を付設した成形管８に蓄熱体支持筒１および側板２を挿入し、 スラリーをスラリー注入口９に達するまで流し込んだ。
【００１１】 スラリーの調製では、｛化学蓄熱材ＣａＣｌ2 ｝：｛化学蓄熱材分散溶媒ＴＨ Ｆ｝：｛担持体ポリブニルブチラール（ＰＶＢ）｝を、20ｇ：150 ｇ：２ｇの割 合で混合し、スラリー注入口９から成形管８内に充填し、蓄熱体支持筒１、側板 ２および成形管８を60℃のオーブンに入れてスラリーから化学蓄熱材分散溶媒Ｔ ＨＦを除去した後に、成形管８から取り出してユニットセルを完成させた。
【００１２】 同様の手順でユニットセル９組を製作し、図１に示すように、厚さ1.0 mm，外 径60mmの２枚の円形板に９個の支持穴を設けてユニット支持板４を製作し、化学 蓄熱材を分散担持した蓄熱体３を周面に固着された各蓄熱体支持筒１の両方の端 部をユニットセル支持板４，４の各支持穴に挿入して結合させ、外径60mm，長さ 152 mmのステンレス鋼管により製作してガス流路６を付した反応管５に挿入し、 外径60mmの熱交換媒体流路７，７を両端部に取り付けて蓄熱器を完成させた。
【００１３】 液体ＮＨ3 50mlを充填した容器Ａ（容量：100ml ）を、ガス流路６に接続させ た配管を介して反応管５に接続させ、中間に遮断バルブを配置した。 熱交換媒体流路７に25℃，13.500mlの水をベーンポンプを用いて150 ml/minの 流量で循環させ、容器Ａを25℃の恒温水槽に浸漬させた後に遮断バルブを開いた ところ、容器Ａ内の液体ＮＨ3 は沸騰してＮＨ3 ガスとなり、蓄熱器側へ流れ、 ＣａＣｌ2 を担持したＰＶＢの蓄熱体３と反応して発熱し、蓄熱器内部を通過し た循環水は50℃まで上昇し、1.5 時間で放熱が終了してこのときの容器Ａ内部の 温度は19℃まで低下した。
【００１４】 次に、熱交換媒体流路７に70℃の水を循環させ、容器Ａを−10℃の恒温水槽に 浸漬した後、遮断バルブを開いたところ、蓄熱器からＮＨ3 ガスが発生して容器 Ａ内に流れ、2.5 時間後にＮＨ3 ガスの発生はなくなり、蓄熱が終了した。 このように、図１に示した蓄熱器構造にすることによって、蓄熱・放熱が速や かに行なわれるようになった。 なお、蓄熱終了後、ユニットセルを取り出して調べたところ、蓄熱体３には何 ら変化がなかった。
【００１５】 −比較例− 図３に示すように、円形の伝熱プレート10の上面に両端にフランジを有する直 径180 mm，長さ50mmのステンレススティール製のケース11を重ねて結合させ、熱 媒体を循環させるためのジャケット12を伝熱プレート10の下面に固着させ、直径 1/4 ″の連結管14を溶接したカバー13をケース11の上方のフランジに結合し、化 学蓄熱材として20ｇのＣａＣｌ2 を粉末状態のままケース11内に充填してプレー ト式熱交換型蓄熱器を組み立てた。
【００１６】 カバー13の連結管14を実施例で使用した液体ＮＨ3 充填の容器Ａに遮断バルブ を介して接続させ、ジャケット12に25℃の水を150ml/min の流量で循環させ、容 器Ａを25℃の恒温水槽に浸漬した後、遮断バルブを開いたところ、容器Ａ内の液 体ＮＨ3 は沸騰してＮＨ3 ガスになり、連結管14を通って流れ、ＣａＣｌ2 と反 応して発熱した。 ジャケット12を通過した循環水は35℃まで上昇した。 放熱終了までに３時間を要した。
【００１７】 次に、ジャケット12に70℃の水を循環させ、容器Ａを−10℃の恒温水槽に浸漬 した後、遮断バルブを開けたところ、ケース11の内部にＮＨ3 ガスが発生し、連 結管14を通って容器Ａへ移動した。 5.5 時間後にＮＨ3 ガスの発生はなくなり、蓄熱が終了した。 蓄熱終了後、カバー13を開いてＣａＣｌ2 を観察したところ、最初に充填した 体積の３倍にも膨脹していた。
【００１８】
本考案による蓄熱器が、上記したように、中空の蓄熱体支持筒および該蓄熱体 支持筒の両端部に接合された側板に、化学蓄熱材を分散担持した蓄熱体を固着さ せて成るユニットセルを形成し、ユニットセルの複数組を蓄熱体支持筒の端部を 支えるユニット支持板に結合され、ガス流路を付された反応管内にユニットセル およびユニット支持板を固定され、反応管の両端部に熱交換媒体流路を付設され た構成を備えていることにより、化学蓄熱材を分散担持した蓄熱体を蓄熱体支持 筒に固着されて蓄熱体の外周面を開放されている構造が蓄熱体の迅速なガス化反 応をもたらし、蓄熱体を外周面に固着された蓄熱体支持筒の中空部内に熱交換媒 体を通す構造が効率的な熱交換作用をもたらすので、従来の蓄熱器において避け られなかった熱ごもりや、反応ガスの粉末内への拡散、化学蓄熱材の反応に伴う 体積変化等が抑止され、迅速で効率的な蓄熱・放熱が行なえる。
【００１９】
【図１．２】本考案の実施例の断面図および要部の組み
立て手順を示す断面図である。
立て手順を示す断面図である。
【図３】従来の技術による蓄熱器の一例の断面図であ
る。
る。
１ 蓄熱体支持筒 ２ 側板 ３ 蓄熱体 ４ ユニット支持板 ５ 反応管 ６ ガス流路 ７ 熱交換媒体流路 ８ 成形管 ９ スラリー注入口 10 伝熱プレート 11 ケース 12 ジャケット 13 カバー 14 連結管
Claims (1)
- 【請求項１】 化学蓄熱材を分散担持した蓄熱体（３）
を中空の蓄熱体支持筒（１）および略ドーナツ状を呈し
て前記蓄熱体支持筒（１）の両端部に接合された側板
（２，２）に固着させて成るユニットセルの複数組を前
記蓄熱体支持筒（１）を支えるユニット支持板（４，
４）に結合され、ガス流路（６）を付された反応管
（５）に前記ユニットセルおよび前記ユニット支持板
（４，４）を固定され、前記反応管（５）の両端部に熱
交換媒体流路（７，７）を付設された蓄熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP005023U JPH0655066U (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 蓄熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP005023U JPH0655066U (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 蓄熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655066U true JPH0655066U (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11599912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP005023U Pending JPH0655066U (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 蓄熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655066U (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069701A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | 熱交換型熱利用装置及びその製造方法 |
| WO2012108343A1 (ja) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 化学蓄熱体およびその製造方法 |
| US9120959B2 (en) | 2010-03-25 | 2015-09-01 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Chemical thermal energy storage material structure, method of producing the same, and chemical heat accumulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138394A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-23 | Osaka Gas Co Ltd | 蓄熱式熱交換器 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP005023U patent/JPH0655066U/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138394A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-23 | Osaka Gas Co Ltd | 蓄熱式熱交換器 |
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