JPH066959U - 蓄熱構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱エネルギを利用するシステムの蓄熱槽内
等に設けられる蓄熱構造体の保持構造を改良して融着、
団塊化を防止する。 【構成】 蓄熱構造体は、断面をスパイラル状に形成し
た金属薄板２の片面に蓄熱材１を並行配列したものから
成る。蓄熱材１は金属薄板２の間に巻かれた状態で蓄熱
槽内の棚板の上に置かれる。蓄熱材１は、ポリエチレン
樹脂から成り、その表面を架橋したものが用いられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、蓄熱材の溶融、凝固の相変化による潜熱を利用する熱エネルギ蓄 熱用の蓄熱構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

熱エネルギの蓄熱技術として現在利用されている蓄熱方式には顕熱形、潜熱形 、濃度差形、化学形などがある。このうち潜熱形の方式に用いられる蓄熱材料と しては水和塩、パラフィン、脂肪酸、氷、水酸化物、有機物、多値アルコール等 がある。

【０００３】 かかる蓄熱材料を用いて熱エネルギを蓄熱し利用する場合、蓄熱槽内にこれを 収納し、蓄熱する際は蓄熱槽に高温熱流体を流入させて蓄熱材に熱エネルギを与 え、蓄熱されたエネルギを取り出す際には低温流体を流入させて蓄熱材と流体と の接触により熱交換をし、その際蓄熱材の溶融、凝固の相変化による潜熱を利用 した熱媒体として、熱エネルギを蓄えあるいはこれを取り出す。

【０００４】 蓄熱槽に収納される蓄熱材料は、使用中に相変化、即ち溶融⇔固化の繰返しに よる蓄、放熱により徐々に融着、団塊化が成長するため、これを防ぐ構造として カプセル式、シェルチューブ式、隔壁式、表面改質式等のいずれかのものが採用 されている。

【０００５】 このような蓄熱槽で有機物を蓄熱材として利用する場合、蓄熱材自身の熱伝導 率が悪いため熱媒体との直接接触方式が用いられ、さらにこの方式では蓄熱材が 溶融、固化を安定的に繰り返すには蓄熱材に形状保持機能を持たせる必要があり 、蓄熱材の表面を部分的に架橋したり、金属酸化物や他の有機物で表面コーティ ングしたりする表面改質方式が、例えば「形状安定化高密度ポリエチレンを用い た直接接触潜熱蓄熱装置」阿部宣之、雑誌「化学工学」、第４６巻第７号（１９ ８２）、頁３５０、等により提案されている。

【０００６】 従って、一般には有機物を蓄熱材とする蓄熱槽においては、これら表面処理し た数mmの棒状、球状の蓄熱材を蓄熱槽に収納した構造が用いられている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したように有機物を蓄熱材として利用する従来の蓄熱材は、表 面改質した有機物により形状保持し、形状を安定化させることによって熱媒体と の直接接触を可能とし、これによって融解潜熱を得んとするものである。

【０００８】 しかしながら、形状保持のためのこの種表面改質は、反面蓄熱材自身の潜熱量 の低減をもたらすため、あまり深い改質を実施することは得策ではなく、蓄熱材 自身の融着・団塊化とのバランスを取った適度な表面改質が要求される。 又、融着、団塊化がなくても熱媒流による又は蓄熱材自身の膨脹、収縮による 変形、移動の防止が必要である。

【０００９】 この考案は、上記従来の蓄熱材を用いた蓄熱構造体の問題点に留意して、蓄熱 材を適宜断面形状の金属薄板間に形成して形状保持機能を補足した蓄熱構造体を 提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する手段としてこの考案は、閉じた又は開いた任意断面形状の 金属薄板の片面又は両面に沿って蓄熱材を並行配列して成る蓄熱構造体の構成と したのである。

【００１１】 この場合、前記金属薄板をスパイラル状の断面とすることができる。

【００１２】 あるいは、前記金属薄板を多層円筒状断面としてもよい。

【００１３】

【作用】

上記のように構成したこの考案の蓄熱構造体は、その蓄熱材に熱媒流が接触す ると熱エネルギを与えられて蓄熱し、あるいは熱エネルギを取り去られて放熱を する。

【００１４】 熱媒流による加熱、又は放熱を繰り返す間に蓄熱材は溶解、固化を繰り返し、 それによって熱エネルギを蓄熱、又は放熱する。この間に一般には蓄熱材の融着 、団塊化が発生するが、この考案では蓄熱材が金属薄板により保持されているた め、形状保持が安定して行なわれ、従って融着、団塊化が防止される。

【００１５】

【実施例】

以下この考案の実施例について図面を参照して説明する。 図１は第１実施例の蓄熱構造体の概略構成の斜視図である。１は蓄熱材、２は 金属薄板であり、全体として蓄熱材ユニットを構成している。 金属薄板２は断面がスパイラル状の筒体に形成され、薄板の片面には蓄熱材１ が多数並列状に配列されている。蓄熱材１は金属板２の間に巻かれた状態であり 、後で説明するようにこれを用いる際には蓄熱槽内の棚板の上に立てて置かれる ため金属板２に対して特に固定する手段は設けられていない。 蓄熱材１は、記号Ａの拡大部に示すように、例えばポリエチレンの表面を架橋 したものが用いられる。

【００１６】 図２は第２実施例の蓄熱体の概略構成の斜視図である。第１実施例とほぼ同じ 構成であるが、金属薄板２が同心円状に多層板として形成されている点が異なっ ている。同一部材には同一符号を付してある。

【００１７】 図３は第３実施例の蓄熱体の一部分のみを示す。全体構造は第１実施例と同じ スパイラル状、又は第２実施例と同じく同心円状のもののいずれかとすることが できる。 この実施例では金属薄板２として波板を用い、その両面に蓄熱材１を取り付け ている点が異なる。 なお、図示省略しているが、上記第１、第２実施例の場合も、蓄熱材１を金属 薄板２の両面に設けてもよいことは勿論である。又、金属薄板は小孔を穿設した 薄板としてもよい。

【００１８】 図４は上記いずれかの実施例の蓄熱材ユニットを備えた蓄熱槽の主要断面を示 す。３は蓄熱材ユニットであり、２つのユニットを中間棚４を介して蓄熱槽本体 ５内に収納している。６は受棚兼用分散流板、７は熱媒管である。図中矢印方向 は熱媒流の流れを示す。中間棚４及び分散流板６の棚板には多数の小孔が設けら れ、これら小孔を通って熱媒流が流通する。棚板上に置かれる蓄熱材１の径は小 孔よりも大きく、熱媒流の流れを阻害しないように設置される。

【００１９】 上記のように構成したいずれの実施例の蓄熱構造体も作用としてはほぼ同じで ある。 図４の矢印方向の熱媒流が流れ、又反対方向の熱媒流が流れることによって、 蓄熱構造体の蓄熱材は与えられた熱エネルギを蓄熱して融解し、反対に融解状か ら固形状に変化することによって潜熱を放出する。

【００２０】 上記固化と融解を繰り返している間に、金属薄板２がない場合は徐々に蓄熱材 １の融着、団塊化が進み、膨脹、収縮による変形、移動が生じるが、上記いずれ の実施例の場合も金属薄板２により蓄熱材１が保持されているため、形状保持機 能が補足される。従って、蓄熱材の融着、団塊化が防止され、その変形、ずれ等 の不都合を解消できる。

【００２１】

【効果】

以上詳細に説明したように、この考案の蓄熱構造体は並行配列した蓄熱材を金 属薄板で保持し、蓄熱材の形状保持機能を補足するようにしたから、蓄熱材の融 着、団塊化が防止され、その変形、ずれ等の不都合が解消でき、長期間の使用に 耐え得るという種々の利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の蓄熱構造体の概略斜視図

【図２】第２実施例の蓄熱構造体の概略斜視図

【図３】第３実施例の蓄熱構造体の概略平面図

【図４】いずれかの実施例の蓄熱構造体を備えた蓄熱槽
の主要断面図

【符号の説明】

１ 蓄熱材 ２ 金属薄板 ３ 蓄熱材ユニット ４ 中間棚 ５ 蓄熱槽本体

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉じた又は開いた任意断面形状の金属薄
   板の片面又は両面に沿って蓄熱材を並行配列して成る蓄
   熱構造体。
2. 【請求項２】 前記金属薄板をスパイラル状の断面とし
   たことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱構造体。
3. 【請求項３】 前記金属薄板を多層円筒状断面としたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の蓄熱構造体。