JPH07190658A - 蓄熱部材及びそれらの蓄熱部材群並びに蓄熱槽 - Google Patents
蓄熱部材及びそれらの蓄熱部材群並びに蓄熱槽Info
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- JPH07190658A JPH07190658A JP5140045A JP14004593A JPH07190658A JP H07190658 A JPH07190658 A JP H07190658A JP 5140045 A JP5140045 A JP 5140045A JP 14004593 A JP14004593 A JP 14004593A JP H07190658 A JPH07190658 A JP H07190658A
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の氷蓄熱技術における蓄熱部材を改良
し、より実用性に富むものとすると共に、蓄熱槽への配
設等の作業性をより効率的とする。 【構成】 蓄熱槽の熱媒体中に充填配設される硬質性の
長尺中空容器であって、一端が閉鎖され他端が開放され
てなり、該容器内に固液相変化して潜熱の蓄熱及び放熱
を交互に繰返す蓄熱剤を保持可能であることを特徴とす
る蓄熱部材。蓄熱部材群は、前記蓄熱部材の中空容器の
外周面の１または２箇所以上にスペーサー手段が設けら
れ、互いに該スペーサー手段を介して隣接して複数集束
され形成される。また、熱媒体の流入口及び流出口を有
し且つ槽外にて熱交換された熱媒体が循環され得る蓄熱
槽は、その内部に前記蓄熱部材または蓄熱部材群を自立
させ充填配設した後、蓄熱剤を開放端より該容器内に導
入保持させ、その後、熱媒体の流入口から蓄熱槽内に熱
媒体を供給して形成される。
し、より実用性に富むものとすると共に、蓄熱槽への配
設等の作業性をより効率的とする。 【構成】 蓄熱槽の熱媒体中に充填配設される硬質性の
長尺中空容器であって、一端が閉鎖され他端が開放され
てなり、該容器内に固液相変化して潜熱の蓄熱及び放熱
を交互に繰返す蓄熱剤を保持可能であることを特徴とす
る蓄熱部材。蓄熱部材群は、前記蓄熱部材の中空容器の
外周面の１または２箇所以上にスペーサー手段が設けら
れ、互いに該スペーサー手段を介して隣接して複数集束
され形成される。また、熱媒体の流入口及び流出口を有
し且つ槽外にて熱交換された熱媒体が循環され得る蓄熱
槽は、その内部に前記蓄熱部材または蓄熱部材群を自立
させ充填配設した後、蓄熱剤を開放端より該容器内に導
入保持させ、その後、熱媒体の流入口から蓄熱槽内に熱
媒体を供給して形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蓄熱部材及びそれを配設
する蓄熱槽に関し、更に詳しくは、硬質性の蓄熱部材及
びそれらの蓄熱部材群並びにそれらを好ましくは自立し
て配設してなる蓄熱槽に関する。
する蓄熱槽に関し、更に詳しくは、硬質性の蓄熱部材及
びそれらの蓄熱部材群並びにそれらを好ましくは自立し
て配設してなる蓄熱槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電化製品の普及による電力消費量
の増加は著しいものがある。昼間の消費量は、エアコ
ン、ＯＡ機器の普及につれ更に増大する方向にある。そ
の一方で、夜間の電力消費はそれほど需要が伸びていな
い。そのため昼間と夜間との電力消費量の差が益々広が
ることになる。発電施設の多くは昼間の消費電力に合わ
せて建設されることから、需要の少ない夜間にはその施
設の大半が稼働せずに放置されることになる。この夜間
の電力を用いて蓄熱し、その蓄熱分を昼間に利用して昼
間の電力消費の削減を図るための蓄熱技術の開発が既に
種々行われている。例えば、出願人が先に特開平２−２
９３５４９号公報、特開平３−１７５２２２号公報等で
提案した氷蓄熱方法等がある。これら提案の氷蓄熱技術
は、簡便で且つ安価に設置でき、また、既存の建築物で
も所定の蓄熱槽に改造できる水槽等を有する場合には容
易に適用でき、有用性に富むものである。
の増加は著しいものがある。昼間の消費量は、エアコ
ン、ＯＡ機器の普及につれ更に増大する方向にある。そ
の一方で、夜間の電力消費はそれほど需要が伸びていな
い。そのため昼間と夜間との電力消費量の差が益々広が
ることになる。発電施設の多くは昼間の消費電力に合わ
せて建設されることから、需要の少ない夜間にはその施
設の大半が稼働せずに放置されることになる。この夜間
の電力を用いて蓄熱し、その蓄熱分を昼間に利用して昼
間の電力消費の削減を図るための蓄熱技術の開発が既に
種々行われている。例えば、出願人が先に特開平２−２
９３５４９号公報、特開平３−１７５２２２号公報等で
提案した氷蓄熱方法等がある。これら提案の氷蓄熱技術
は、簡便で且つ安価に設置でき、また、既存の建築物で
も所定の蓄熱槽に改造できる水槽等を有する場合には容
易に適用でき、有用性に富むものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記提案の
氷蓄熱等蓄熱技術において、蓄熱部材をより実用性に富
むものに改良すると共に、その蓄熱槽への配設等蓄熱槽
の形成の作業性をより効率的に高めることを目的とす
る。発明者らは上記目的の達成のため、既提案の蓄熱技
術の研究開発及び実施時に得られた知見等に基づき、更
に蓄熱部材等について鋭意検討した結果、本発明を完成
した。
氷蓄熱等蓄熱技術において、蓄熱部材をより実用性に富
むものに改良すると共に、その蓄熱槽への配設等蓄熱槽
の形成の作業性をより効率的に高めることを目的とす
る。発明者らは上記目的の達成のため、既提案の蓄熱技
術の研究開発及び実施時に得られた知見等に基づき、更
に蓄熱部材等について鋭意検討した結果、本発明を完成
した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、蓄熱槽
の熱媒体中に充填配設される硬質性の長尺中空容器であ
って、一端が閉鎖され他端が開放されてなり、該容器内
に固液相変化して潜熱の蓄熱及び放熱を交互に繰返す蓄
熱剤を保持可能なことを特徴とする蓄熱部材が提供され
る。本発明の蓄熱部材は、上記容器外周面の１または２
箇所以上にスペーサー手段を設け、蓄熱槽に配設され隣
接する容器間に間隙が生じることを特徴とする。
の熱媒体中に充填配設される硬質性の長尺中空容器であ
って、一端が閉鎖され他端が開放されてなり、該容器内
に固液相変化して潜熱の蓄熱及び放熱を交互に繰返す蓄
熱剤を保持可能なことを特徴とする蓄熱部材が提供され
る。本発明の蓄熱部材は、上記容器外周面の１または２
箇所以上にスペーサー手段を設け、蓄熱槽に配設され隣
接する容器間に間隙が生じることを特徴とする。
【０００５】また、本発明は、蓄熱槽の熱媒体中に充填
配設される硬質性の長尺中空容器であって、一端が閉鎖
され他端が開放されてなり、該容器内に固液相変化して
潜熱の蓄熱及び放熱を交互に繰返す蓄熱剤を保持可能で
あり、該容器外周面の１または２箇所以上にスペーサー
手段が設けられ、互いに該スペーサー手段を介して隣接
して複数集束され形成してなることを特徴とする蓄熱部
材群が提供する。
配設される硬質性の長尺中空容器であって、一端が閉鎖
され他端が開放されてなり、該容器内に固液相変化して
潜熱の蓄熱及び放熱を交互に繰返す蓄熱剤を保持可能で
あり、該容器外周面の１または２箇所以上にスペーサー
手段が設けられ、互いに該スペーサー手段を介して隣接
して複数集束され形成してなることを特徴とする蓄熱部
材群が提供する。
【０００６】更に、熱媒体の流入口及び流出口を有し且
つ槽外にて熱交換された熱媒体が循環され得る蓄熱槽内
に前記請求項１〜９のいずれか記載の蓄熱部材または蓄
熱部材群を自立させ充填配設した後、蓄熱剤を開放端よ
り該容器内に導入保持させ、その後、熱媒体の流入口か
ら蓄熱槽内に熱媒体を供給して形成されてなることを特
徴とする蓄熱槽が提供される。
つ槽外にて熱交換された熱媒体が循環され得る蓄熱槽内
に前記請求項１〜９のいずれか記載の蓄熱部材または蓄
熱部材群を自立させ充填配設した後、蓄熱剤を開放端よ
り該容器内に導入保持させ、その後、熱媒体の流入口か
ら蓄熱槽内に熱媒体を供給して形成されてなることを特
徴とする蓄熱槽が提供される。
【０００７】
【作用】本発明は、上記のように構成され、固液相変化
して潜熱の蓄熱と放熱を交互に繰返す蓄熱剤を保持する
蓄熱部材に開放端を有する硬質性の長尺の有底中空容器
を用いるため、特に蓄熱槽に支持材を設けることなく自
立させ得るため、蓄熱槽への充填配設を容易に行うこと
ができる。また、例えば空洞の蓄熱槽へ上記硬質性の蓄
熱部材または蓄熱部材群を自立配設した後に、蓄熱剤、
要すれば錘り材を併せて開放端から蓄熱部材内に導入し
保持することができる。その後、外部熱交換器との間で
循環させる熱媒体を、蓄熱槽内に供給して、蓄熱槽に熱
媒体を保持させることができる。従って、蓄熱槽内への
蓄熱部材の配設及び蓄熱部材内への蓄熱剤、錘りの導入
が容易であり、蓄熱槽形成が簡便化され、作業性が向上
し実用的である。更に、蓄熱部材の硬質性中空容器は開
放端を有するため、蓄熱部材内に蓄熱剤、例えば、水や
各種塩類等の水溶液を当初充満保持させても、蓄熱剤が
固化時に体積膨張しても不都合が生じることがない。
して潜熱の蓄熱と放熱を交互に繰返す蓄熱剤を保持する
蓄熱部材に開放端を有する硬質性の長尺の有底中空容器
を用いるため、特に蓄熱槽に支持材を設けることなく自
立させ得るため、蓄熱槽への充填配設を容易に行うこと
ができる。また、例えば空洞の蓄熱槽へ上記硬質性の蓄
熱部材または蓄熱部材群を自立配設した後に、蓄熱剤、
要すれば錘り材を併せて開放端から蓄熱部材内に導入し
保持することができる。その後、外部熱交換器との間で
循環させる熱媒体を、蓄熱槽内に供給して、蓄熱槽に熱
媒体を保持させることができる。従って、蓄熱槽内への
蓄熱部材の配設及び蓄熱部材内への蓄熱剤、錘りの導入
が容易であり、蓄熱槽形成が簡便化され、作業性が向上
し実用的である。更に、蓄熱部材の硬質性中空容器は開
放端を有するため、蓄熱部材内に蓄熱剤、例えば、水や
各種塩類等の水溶液を当初充満保持させても、蓄熱剤が
固化時に体積膨張しても不都合が生じることがない。
【０００８】更にまた、蓄熱剤の固化または再液化の際
に蓄熱部材内より開放端から蓄熱剤が溢れ出ても、蓄熱
槽内の熱媒体濃度を予め高濃度に設定することにより、
蓄熱操作の固液相変化に不都合なく対応できる。本発明
は、各蓄熱部材を蓄熱槽の充填配設する場合、蓄熱部材
を構成する開放端を有する硬質性中空容器の外周面にス
ペーサー手段を配置することにより、蓄熱槽に個々にま
たは集束した群で充填配設した互いに隣接した各蓄熱部
材間に間隙を形成することができる。このため、蓄熱槽
内に保持され蓄熱槽内外を循環する熱媒体は、局部的に
滞留することなく槽全体に均等に流通する。従って、蓄
熱部材内に保持される蓄熱剤と槽内の熱媒体との熱交換
が円滑に行われ、高蓄熱効率を得ることができる。
に蓄熱部材内より開放端から蓄熱剤が溢れ出ても、蓄熱
槽内の熱媒体濃度を予め高濃度に設定することにより、
蓄熱操作の固液相変化に不都合なく対応できる。本発明
は、各蓄熱部材を蓄熱槽の充填配設する場合、蓄熱部材
を構成する開放端を有する硬質性中空容器の外周面にス
ペーサー手段を配置することにより、蓄熱槽に個々にま
たは集束した群で充填配設した互いに隣接した各蓄熱部
材間に間隙を形成することができる。このため、蓄熱槽
内に保持され蓄熱槽内外を循環する熱媒体は、局部的に
滞留することなく槽全体に均等に流通する。従って、蓄
熱部材内に保持される蓄熱剤と槽内の熱媒体との熱交換
が円滑に行われ、高蓄熱効率を得ることができる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき、更に詳細に
説明する。但し、本発明は下記の実施例に制限されるも
のでない。図１は本発明の蓄熱部材の一実施例の断面説
明図であり、図２は本発明の蓄熱部材の他の実施例の断
面説明図であり、図３は更に本発明の蓄熱部材の他の実
施例の断面説明図である。図１において、蓄熱部材１
は、硬質性の長尺の中空容器２で、一端部３は閉鎖され
底を形成し、他端４を開放端として構成されて蓄熱剤５
が容器内部に保持可能に形成される。閉鎖端の底部３
は、図１に示したように曲面状に形成してもよいし、水
平面に形成してもよい。
説明する。但し、本発明は下記の実施例に制限されるも
のでない。図１は本発明の蓄熱部材の一実施例の断面説
明図であり、図２は本発明の蓄熱部材の他の実施例の断
面説明図であり、図３は更に本発明の蓄熱部材の他の実
施例の断面説明図である。図１において、蓄熱部材１
は、硬質性の長尺の中空容器２で、一端部３は閉鎖され
底を形成し、他端４を開放端として構成されて蓄熱剤５
が容器内部に保持可能に形成される。閉鎖端の底部３
は、図１に示したように曲面状に形成してもよいし、水
平面に形成してもよい。
【００１０】本発明の長尺中空容器の断面形状は、円、
楕円、三角、四角、多角形、星形等のいずれでもよく、
特に制限されるものでない。通常、円形断面に形成され
る。また、その内径及び外径や長さ等は蓄熱槽の大きさ
等に応じて適宜選択することができる。一般的に、相当
内径を１０〜８０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍに形
成することができ、通常、例えば約３０ｍｍに形成され
る。また、長さは、５００〜１００００ｍｍ、好ましく
は１０００〜３０００ｍｍとすることができる。通常、
例えば約２０００ｍｍとする。厚さは、０．１〜２．０
ｍｍであって、通常、例えば約０．５ｍｍのものが用い
られる。長尺の中空容器２を形成する硬質性材料として
は、約−２０〜６０℃の耐熱性があり低温特性に優れる
形態保持可能な材質であれば、特に制限されるものでな
く、例えば、アルミニウム、ステンレススチール等の金
属、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネ
ート等の合成樹脂等の中から、蓄熱部材の厚さと長さ、
形状等を勘案し適宜選択して用いることができる。
楕円、三角、四角、多角形、星形等のいずれでもよく、
特に制限されるものでない。通常、円形断面に形成され
る。また、その内径及び外径や長さ等は蓄熱槽の大きさ
等に応じて適宜選択することができる。一般的に、相当
内径を１０〜８０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍに形
成することができ、通常、例えば約３０ｍｍに形成され
る。また、長さは、５００〜１００００ｍｍ、好ましく
は１０００〜３０００ｍｍとすることができる。通常、
例えば約２０００ｍｍとする。厚さは、０．１〜２．０
ｍｍであって、通常、例えば約０．５ｍｍのものが用い
られる。長尺の中空容器２を形成する硬質性材料として
は、約−２０〜６０℃の耐熱性があり低温特性に優れる
形態保持可能な材質であれば、特に制限されるものでな
く、例えば、アルミニウム、ステンレススチール等の金
属、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネ
ート等の合成樹脂等の中から、蓄熱部材の厚さと長さ、
形状等を勘案し適宜選択して用いることができる。
【００１１】また、各長尺容器の外周面の任意箇所に１
または２以上の凸状のスペーサー６を設置するのが好ま
しく、より好ましくは長尺容器２の上方部と下方部の２
箇所にスペーサー６を設置するのがよい。スペーサー
は、蓄熱槽に充填配設され隣接する各蓄熱部材間に間隙
を生じさせ、蓄熱槽内の熱媒体が均一に流通させること
ができる。スペーサー６は、長尺容器２の外周部に、単
に樹脂、金属、木材等の各種材質の紐や帯状物を巻き付
けて形成したり、ゴム製環状体を嵌め込むようにするこ
とができる。また、図２に示したように、蓄熱部材の長
尺容器２周面を部分的に凸状に成形しスペーサー６０と
することができる。更に、図３に示したように、蓄熱部
材の長尺容器２の周面を所定位置から下方部の径を連続
的に上部径より大きく形成してスペーサー６０とするこ
とができる。スペーサー６または６０は、各周面で水平
環状に凸状にしてもよいし、斜め環状や螺旋状に凸部を
設けてもよい。なお、図２及び図３において、図１と同
一符号は、同一部位を示している。上記したスペーサー
６、６０は、特にその凸状部の大きさや形状等は特に制
限されず、熱媒体の蓄熱槽の全体的流通性と蓄熱材の固
化率等から適宜選択すればよい。通常、厚さを約０．２
〜２ｍｍ好ましくは約０．３〜１ｍｍ、幅を約１０〜１
００ｍｍ好ましくは約２０〜５０ｍｍとして、水平環状
に設置する。
または２以上の凸状のスペーサー６を設置するのが好ま
しく、より好ましくは長尺容器２の上方部と下方部の２
箇所にスペーサー６を設置するのがよい。スペーサー
は、蓄熱槽に充填配設され隣接する各蓄熱部材間に間隙
を生じさせ、蓄熱槽内の熱媒体が均一に流通させること
ができる。スペーサー６は、長尺容器２の外周部に、単
に樹脂、金属、木材等の各種材質の紐や帯状物を巻き付
けて形成したり、ゴム製環状体を嵌め込むようにするこ
とができる。また、図２に示したように、蓄熱部材の長
尺容器２周面を部分的に凸状に成形しスペーサー６０と
することができる。更に、図３に示したように、蓄熱部
材の長尺容器２の周面を所定位置から下方部の径を連続
的に上部径より大きく形成してスペーサー６０とするこ
とができる。スペーサー６または６０は、各周面で水平
環状に凸状にしてもよいし、斜め環状や螺旋状に凸部を
設けてもよい。なお、図２及び図３において、図１と同
一符号は、同一部位を示している。上記したスペーサー
６、６０は、特にその凸状部の大きさや形状等は特に制
限されず、熱媒体の蓄熱槽の全体的流通性と蓄熱材の固
化率等から適宜選択すればよい。通常、厚さを約０．２
〜２ｍｍ好ましくは約０．３〜１ｍｍ、幅を約１０〜１
００ｍｍ好ましくは約２０〜５０ｍｍとして、水平環状
に設置する。
【００１２】図１〜図３において、錘り７は容器２内に
導入されている。本発明において、錘りは特に必須では
ないが、錘りを配置した場合熱媒体中で蓄熱部材の転倒
のおそれがなくなるため好ましい。本発明において、錘
りは蓄熱部材内に導入することなく、蓄熱部材外に設置
してもよい。また、後記の複数集束される蓄熱部材群を
単位として配置してもよい。例えば、スペーサーを錘り
に兼用させて、金属で長尺容器外周面に凸部を形成する
ことができる。また、帯状物を旋巻する際に同時に錘り
を固定設置することもできる。また、蓄熱部材群を形成
するときに同時に錘りを固定設置したり、蓄熱部材群に
垂下させて設置してもよい。錘りを蓄熱部材内に導入す
る場合は、粒状物を導入することにより蓄熱剤の過冷却
防止剤として作用させることができる。通常、砂、粘土
等の微細粒子を用いることが好ましい。上記のように錘
りは必須でないが、配置する場合のその重量は、蓄熱部
材または蓄熱部材群の浮力等により適宜選択することが
できる。通常、各蓄熱部材内に微細粒子を導入する場合
は、蓄熱部材１本当たり約５０〜２００ｇである。
導入されている。本発明において、錘りは特に必須では
ないが、錘りを配置した場合熱媒体中で蓄熱部材の転倒
のおそれがなくなるため好ましい。本発明において、錘
りは蓄熱部材内に導入することなく、蓄熱部材外に設置
してもよい。また、後記の複数集束される蓄熱部材群を
単位として配置してもよい。例えば、スペーサーを錘り
に兼用させて、金属で長尺容器外周面に凸部を形成する
ことができる。また、帯状物を旋巻する際に同時に錘り
を固定設置することもできる。また、蓄熱部材群を形成
するときに同時に錘りを固定設置したり、蓄熱部材群に
垂下させて設置してもよい。錘りを蓄熱部材内に導入す
る場合は、粒状物を導入することにより蓄熱剤の過冷却
防止剤として作用させることができる。通常、砂、粘土
等の微細粒子を用いることが好ましい。上記のように錘
りは必須でないが、配置する場合のその重量は、蓄熱部
材または蓄熱部材群の浮力等により適宜選択することが
できる。通常、各蓄熱部材内に微細粒子を導入する場合
は、蓄熱部材１本当たり約５０〜２００ｇである。
【００１３】図４は、本発明の蓄熱部材群の一実施例の
断面説明図である。図４において、各蓄熱部材１は、互
いに上部と下部に設けたスペーサー手段６を介して隣接
されると同時に、上部及び下部の２箇所の集束帯８によ
り集束され蓄熱部材群１０を構成する。集束帯８は各蓄
熱部材を所定数安定して束ねることができればよく、そ
の配置箇所、配置数、形状等は特に制限されるものでな
い。例えば、一般的な紐や帯状体、ゴム等の弾性体、ま
た、所定の蓄熱部材を集束するように設計された合成樹
脂や金属等の枠等を用いることができる。通常、帯状弾
性体を用いるのが好ましい。本発明の蓄熱部材群を構成
する前記各蓄熱部材数は、特に制限されない。各蓄熱部
材の閉鎖端底部を曲面状に形成した場合に蓄熱部材群と
して自立させるためには、少なくとも３本を集束すれば
よいが、通常は、２０〜４００本、好ましくは３０〜１
００本を集束する。また、図４の蓄熱部材群１０の各蓄
熱部材１は、前記と同様に蓄熱剤５を開放端から導入す
ると共に、過冷却防止材を兼ねた微細粒子の錘り７を導
入して保持する。
断面説明図である。図４において、各蓄熱部材１は、互
いに上部と下部に設けたスペーサー手段６を介して隣接
されると同時に、上部及び下部の２箇所の集束帯８によ
り集束され蓄熱部材群１０を構成する。集束帯８は各蓄
熱部材を所定数安定して束ねることができればよく、そ
の配置箇所、配置数、形状等は特に制限されるものでな
い。例えば、一般的な紐や帯状体、ゴム等の弾性体、ま
た、所定の蓄熱部材を集束するように設計された合成樹
脂や金属等の枠等を用いることができる。通常、帯状弾
性体を用いるのが好ましい。本発明の蓄熱部材群を構成
する前記各蓄熱部材数は、特に制限されない。各蓄熱部
材の閉鎖端底部を曲面状に形成した場合に蓄熱部材群と
して自立させるためには、少なくとも３本を集束すれば
よいが、通常は、２０〜４００本、好ましくは３０〜１
００本を集束する。また、図４の蓄熱部材群１０の各蓄
熱部材１は、前記と同様に蓄熱剤５を開放端から導入す
ると共に、過冷却防止材を兼ねた微細粒子の錘り７を導
入して保持する。
【００１４】本発明の蓄熱部材群は、上記したような集
束帯で束ねる方式の他に種々の方式で各蓄熱部材を複数
集束して形成することができる。上記実施例の他の数例
を下記に説明するが、本発明において蓄熱部材群の形成
方法や集束方式は、特に制限されるものでなく、隣接す
る各蓄熱部材間に熱媒体が流通可能な間隙が形成される
ような方式であればよい。図５は、本発明の蓄熱部材群
の他の実施例の平面説明図であり、図６は、更に他の蓄
熱部材群の実施例の平面説明図である。図４において、
蓄熱部材群１０は、隣接する各中空容器の蓄熱部材１間
に所定の間隙が形成されるようにスペーサー６が適宜配
置された形態である。この場合、スペーサー６は緻密質
であってもよいし、また、蓄熱部材間を連通するパイプ
状であってもよい。図６の蓄熱部材群１０は、上記図３
で示したように円筒の下部に連続して上部の径より大の
凸部のスペーサー６０が形成された形態の各蓄熱部材１
が最密充填状態で集束されたものであり、各蓄熱部材１
を凸部の接点で結合すれば、その接点部分には間隙が形
成され、且つ、小径の上部で熱媒体が流通可能となる。
図５及び図６に示した形態は、各蓄熱部材を適宜接合し
て形成してもよいし、合成樹脂等で一体的に成形して得
ることもできる。図４、図５及び図６で示したような蓄
熱部材群は、各蓄熱部材の閉鎖端底部が平坦でなく曲面
状に形成した場合であっても自立可能であり、蓄熱槽へ
の充填配設が容易である。
束帯で束ねる方式の他に種々の方式で各蓄熱部材を複数
集束して形成することができる。上記実施例の他の数例
を下記に説明するが、本発明において蓄熱部材群の形成
方法や集束方式は、特に制限されるものでなく、隣接す
る各蓄熱部材間に熱媒体が流通可能な間隙が形成される
ような方式であればよい。図５は、本発明の蓄熱部材群
の他の実施例の平面説明図であり、図６は、更に他の蓄
熱部材群の実施例の平面説明図である。図４において、
蓄熱部材群１０は、隣接する各中空容器の蓄熱部材１間
に所定の間隙が形成されるようにスペーサー６が適宜配
置された形態である。この場合、スペーサー６は緻密質
であってもよいし、また、蓄熱部材間を連通するパイプ
状であってもよい。図６の蓄熱部材群１０は、上記図３
で示したように円筒の下部に連続して上部の径より大の
凸部のスペーサー６０が形成された形態の各蓄熱部材１
が最密充填状態で集束されたものであり、各蓄熱部材１
を凸部の接点で結合すれば、その接点部分には間隙が形
成され、且つ、小径の上部で熱媒体が流通可能となる。
図５及び図６に示した形態は、各蓄熱部材を適宜接合し
て形成してもよいし、合成樹脂等で一体的に成形して得
ることもできる。図４、図５及び図６で示したような蓄
熱部材群は、各蓄熱部材の閉鎖端底部が平坦でなく曲面
状に形成した場合であっても自立可能であり、蓄熱槽へ
の充填配設が容易である。
【００１５】図７は、本発明の蓄熱部材群の他の実施例
の断面説明図を示すと同時に、その蓄熱部材群を蓄熱槽
に配設した断面説明図を示し、更に蓄熱装置の概略説明
図である。図８は図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線横断面図であ
り、スペーサー板を示す。また、図９は図７のａ部分の
拡大図である。図７において、各蓄熱部材１は、図８に
示したスペーサー板６１に適宜間隙を保持して穿設され
た穿設孔６２にそれぞれ嵌入され貫通すると同時に、図
９に拡大して示したように、各蓄熱部材の容器壁の底端
部と平板３０とを接合して閉鎖端を形成する。即ち、所
定数の蓄熱部材が各穿設孔６２の穿設間隙を保ちなが
ら、スペーサー板６１と同一底板によって固着直立され
て蓄熱部材群１０が形成される。蓄熱部材群１０を構成
する各蓄熱部材内には、前記と同様に蓄熱剤５及び錘り
７がそれぞれ導入保持されている。
の断面説明図を示すと同時に、その蓄熱部材群を蓄熱槽
に配設した断面説明図を示し、更に蓄熱装置の概略説明
図である。図８は図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線横断面図であ
り、スペーサー板を示す。また、図９は図７のａ部分の
拡大図である。図７において、各蓄熱部材１は、図８に
示したスペーサー板６１に適宜間隙を保持して穿設され
た穿設孔６２にそれぞれ嵌入され貫通すると同時に、図
９に拡大して示したように、各蓄熱部材の容器壁の底端
部と平板３０とを接合して閉鎖端を形成する。即ち、所
定数の蓄熱部材が各穿設孔６２の穿設間隙を保ちなが
ら、スペーサー板６１と同一底板によって固着直立され
て蓄熱部材群１０が形成される。蓄熱部材群１０を構成
する各蓄熱部材内には、前記と同様に蓄熱剤５及び錘り
７がそれぞれ導入保持されている。
【００１６】上記のスペーサー板及び底平板は、蓄熱部
材を構成する材質と同等の材料を用いることができ、合
成樹脂、金属等が用いられる。蓄熱部材、スペーサー板
及び底平板は、それぞれ同一材質で形成してもよいし、
異なる材質のものでもよい。接合を容易に行うために
は、蓄熱部材と底平板とを同一材質とするのが好まし
い。例えば、ポリエチレン等で蓄熱部材容器と底平板と
を形成した場合には超音波等で接着ができ操作が簡便と
なる。スペーサー板及び底平板の大きさは、特に制限さ
れるものでなく、配設する蓄熱槽の大きさや、蓄熱槽へ
の搬入口の大きさ等から適宜選択することができる。一
般的な蓄熱槽に設置されるマンホールの大きさから、通
常、３０×３０（ｃｍ）角の平板を用いる。
材を構成する材質と同等の材料を用いることができ、合
成樹脂、金属等が用いられる。蓄熱部材、スペーサー板
及び底平板は、それぞれ同一材質で形成してもよいし、
異なる材質のものでもよい。接合を容易に行うために
は、蓄熱部材と底平板とを同一材質とするのが好まし
い。例えば、ポリエチレン等で蓄熱部材容器と底平板と
を形成した場合には超音波等で接着ができ操作が簡便と
なる。スペーサー板及び底平板の大きさは、特に制限さ
れるものでなく、配設する蓄熱槽の大きさや、蓄熱槽へ
の搬入口の大きさ等から適宜選択することができる。一
般的な蓄熱槽に設置されるマンホールの大きさから、通
常、３０×３０（ｃｍ）角の平板を用いる。
【００１７】図６において、上記のように形成された蓄
熱部材群１０を、周壁１２により囲まれた蓄熱槽１３内
の底部に順次配設し、蓄熱剤の固化充填率が約７０％ま
で蓄熱槽内に充填させることができる。その後、上部の
開端部４から蓄熱剤５及び過冷却防止材を兼ねた微細粒
子錘り７を導入する。本発明において、蓄熱剤として
は、蓄熱槽１３に保持される熱媒体により固液相変化可
能なものを選択して用いることができる。通常、水や水
を主成分とした水溶液、例えば、防腐剤やエチレングリ
コール等を混入させた水溶液が用いられるが、パラフィ
ン類を用いることもできる。また、蓄熱剤５は蓄熱部材
に充満して溢れさせてもよいし、固化時の体積膨張に見
合う容量分が空隙となるように導入してもよい。通常、
蓄熱剤を当初蓄熱部材内に充満させ、蓄熱槽に保持され
る熱媒体濃度を高く設定し、蓄熱操作時に蓄熱剤が溢れ
ても不都合がないようにする。上記のように蓄熱槽１３
に充填配設した各蓄熱部材群１０の各蓄熱部材に蓄熱剤
５及び錘り７を導入した後、蓄熱槽１３に熱媒体流入口
１４から熱媒体を供給して蓄熱槽１３内に蓄熱部材１内
の蓄熱剤液面より低く熱媒体１１を保持する。熱媒体と
しては、蓄熱部材１内に導入された蓄熱剤の種類に合わ
せ適宜選択することができる。通常、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、塩化カルシウム水溶液等が
用いられる。
熱部材群１０を、周壁１２により囲まれた蓄熱槽１３内
の底部に順次配設し、蓄熱剤の固化充填率が約７０％ま
で蓄熱槽内に充填させることができる。その後、上部の
開端部４から蓄熱剤５及び過冷却防止材を兼ねた微細粒
子錘り７を導入する。本発明において、蓄熱剤として
は、蓄熱槽１３に保持される熱媒体により固液相変化可
能なものを選択して用いることができる。通常、水や水
を主成分とした水溶液、例えば、防腐剤やエチレングリ
コール等を混入させた水溶液が用いられるが、パラフィ
ン類を用いることもできる。また、蓄熱剤５は蓄熱部材
に充満して溢れさせてもよいし、固化時の体積膨張に見
合う容量分が空隙となるように導入してもよい。通常、
蓄熱剤を当初蓄熱部材内に充満させ、蓄熱槽に保持され
る熱媒体濃度を高く設定し、蓄熱操作時に蓄熱剤が溢れ
ても不都合がないようにする。上記のように蓄熱槽１３
に充填配設した各蓄熱部材群１０の各蓄熱部材に蓄熱剤
５及び錘り７を導入した後、蓄熱槽１３に熱媒体流入口
１４から熱媒体を供給して蓄熱槽１３内に蓄熱部材１内
の蓄熱剤液面より低く熱媒体１１を保持する。熱媒体と
しては、蓄熱部材１内に導入された蓄熱剤の種類に合わ
せ適宜選択することができる。通常、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、塩化カルシウム水溶液等が
用いられる。
【００１８】上記のようにして形成された蓄熱槽１３に
保持された熱媒体１１は、蓄熱操作において蓄熱部材１
内の蓄熱剤と熱交換しながら蓄熱部材間の間隙を流通し
て流出口１５から外部に流出し、蓄熱放出時にはライン
１６及びポンプＰ1 を経由して、空調機１７、ライン１
８、チラー１９及びライン２０を経て熱交換され蓄熱槽
１３に循環する。また、蓄熱時にはライン２１及びポン
プＰ2 を経由して、ライン１８、チラー１９及びライン
２０を経て蓄熱槽１３に循環する。また、蓄熱放出時
は、流入口１と流出口１５を逆転させて上記と逆サイク
ルで行うこともできる。蓄熱槽１３の流入口１４及び流
出口１５は、熱媒体１１が蓄熱槽１３内全域を均等に流
通するように、一方を上部または下部に設け、他方をそ
の対角方向位置に設けるのが好ましい。例えば、流入口
１４を蓄熱槽１３下方部に設置する場合は、流出口を上
方部に設置する。上記のように蓄熱装置を形成して、熱
媒体を循環させることにより蓄熱剤の固液相変化を円滑
に生じさせることができ、電力を熱により蓄積し、放熱
により消費させることができる。
保持された熱媒体１１は、蓄熱操作において蓄熱部材１
内の蓄熱剤と熱交換しながら蓄熱部材間の間隙を流通し
て流出口１５から外部に流出し、蓄熱放出時にはライン
１６及びポンプＰ1 を経由して、空調機１７、ライン１
８、チラー１９及びライン２０を経て熱交換され蓄熱槽
１３に循環する。また、蓄熱時にはライン２１及びポン
プＰ2 を経由して、ライン１８、チラー１９及びライン
２０を経て蓄熱槽１３に循環する。また、蓄熱放出時
は、流入口１と流出口１５を逆転させて上記と逆サイク
ルで行うこともできる。蓄熱槽１３の流入口１４及び流
出口１５は、熱媒体１１が蓄熱槽１３内全域を均等に流
通するように、一方を上部または下部に設け、他方をそ
の対角方向位置に設けるのが好ましい。例えば、流入口
１４を蓄熱槽１３下方部に設置する場合は、流出口を上
方部に設置する。上記のように蓄熱装置を形成して、熱
媒体を循環させることにより蓄熱剤の固液相変化を円滑
に生じさせることができ、電力を熱により蓄積し、放熱
により消費させることができる。
【００１９】
【発明の効果】上記したように本発明の蓄熱部材は浮力
と錘りとのバランスから浮き等の配備が不要であり製作
が簡単である。また、従来の蓄熱槽内の熱媒体に浮遊さ
せる封鎖蓄熱部材に比し、蓄熱槽設置所への輸送も簡便
となり、且つ、蓄熱槽に充填配設後に行える等蓄熱剤等
の導入も容易である。更に、蓄熱部材を、安定して簡便
且つ容易に蓄熱槽に充填配置することができる。その
上、各蓄熱部材間に間隙を容易に形成できるため、蓄熱
操作時の熱媒体の流通路を安定して確保して蓄熱槽を構
成することができる。本発明の蓄熱槽を組み込んだ蓄熱
装置は、蓄熱剤を連続的に円滑に固液相変化させること
ができ、夜間の安価な電力を用いて蓄熱し、昼間時に放
熱させ電力の消費を抑制することができる。
と錘りとのバランスから浮き等の配備が不要であり製作
が簡単である。また、従来の蓄熱槽内の熱媒体に浮遊さ
せる封鎖蓄熱部材に比し、蓄熱槽設置所への輸送も簡便
となり、且つ、蓄熱槽に充填配設後に行える等蓄熱剤等
の導入も容易である。更に、蓄熱部材を、安定して簡便
且つ容易に蓄熱槽に充填配置することができる。その
上、各蓄熱部材間に間隙を容易に形成できるため、蓄熱
操作時の熱媒体の流通路を安定して確保して蓄熱槽を構
成することができる。本発明の蓄熱槽を組み込んだ蓄熱
装置は、蓄熱剤を連続的に円滑に固液相変化させること
ができ、夜間の安価な電力を用いて蓄熱し、昼間時に放
熱させ電力の消費を抑制することができる。
【図１】本発明の蓄熱部材の一実施例の断面説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の蓄熱部材の他の実施例の断面説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明の蓄熱部材の他の実施例の断面説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明の蓄熱部材群の一実施例の断面説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明の蓄熱部材群の他の実施例の平面説明図
である。
である。
【図６】本発明の蓄熱部材群の他の実施例の平面説明図
である。
である。
【図７】蓄熱装置に組み込んだ本発明の蓄熱槽の一実施
例の断面説明図である。
例の断面説明図である。
【図８】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における横断面図であ
る。
る。
【図９】図６のａ部分の拡大説明図である。
１ 蓄熱部材 ２ 中空容器 ３ 閉鎖端 ４ 開放端 ５ 蓄熱剤 ６、６０ スペーサ
ー ７ 錘り ８ 集束帯 １０ 蓄熱部材群 １１ 熱媒体 １２ 周壁 １３ 蓄熱槽 １４ 流入口 １５ 流出口 １６、１８、２０、２１ 熱媒体ライン １７ 空調機 １９ チラー ３０ 底平板 ６１ スペー
サー板 ６２ 穿設孔 Ｐ1 、Ｐ2 ポンプ
ー ７ 錘り ８ 集束帯 １０ 蓄熱部材群 １１ 熱媒体 １２ 周壁 １３ 蓄熱槽 １４ 流入口 １５ 流出口 １６、１８、２０、２１ 熱媒体ライン １７ 空調機 １９ チラー ３０ 底平板 ６１ スペー
サー板 ６２ 穿設孔 Ｐ1 、Ｐ2 ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 昇 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 宮崎 真美 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内
Claims (13)
- 【請求項１】 蓄熱槽の熱媒体中に充填配設される硬質
性の長尺中空容器であって、一端が閉鎖され他端が開放
されてなり、該容器内に固液相変化して潜熱の蓄熱及び
放熱を交互に繰返す蓄熱剤を保持可能であることを特徴
とする蓄熱部材。 - 【請求項２】 該容器外周面の１または２箇所以上にス
ペーサー手段が設けられ、該容器が蓄熱槽中に充填配設
され隣接する該容器間に間隙が形成される請求項１記載
の蓄熱部材。 - 【請求項３】 該スペーサー手段が、外周面壁に凸部を
形成してなる請求項２記載の蓄熱部材。 - 【請求項４】 該凸部が該容器の下部に連続してなる請
求項３記載の蓄熱部材。 - 【請求項５】 蓄熱槽の熱媒体中に充填配設される硬質
性の長尺中空容器であって、一端が閉鎖され他端が開放
されてなり、該容器内に固液相変化して潜熱の蓄熱及び
放熱を交互に繰返す蓄熱剤を保持可能であり、該容器外
周面の１または２箇所以上にスペーサー手段が設けら
れ、互いに該スペーサー手段を介して隣接して複数集束
され形成してなることを特徴とする蓄熱部材群。 - 【請求項６】 該スペーサー手段が、外周面壁に凸部を
形成してなる請求項５記載の蓄熱部材群。 - 【請求項７】 複数集束された該容器が、該凸部により
接続され一体化されてなる請求項６記載の蓄熱部材群。 - 【請求項８】 複数集束された該容器が、該凸部により
互いに連通してなる請求項７記載の蓄熱部材群。 - 【請求項９】 該スペーサー手段が、２以上の穿設孔を
有する矩形板状体であり、該穿設孔の各々に該容器の各
々が嵌入されてなる請求項５記載の蓄熱部材群。 - 【請求項１０】 複数集束された該容器の各閉鎖端が、
同一水平板面に固着形成されてなる請求項５、６、７、
８または９記載の蓄熱部材群。 - 【請求項１１】 熱媒体の流入口及び流出口を有し且つ
槽外にて熱交換された熱媒体が循環され得る蓄熱槽内に
前記請求項１〜１０のいずれか記載の蓄熱部材または蓄
熱部材群を自立させ充填配設した後、蓄熱剤を開放端よ
り該容器内に導入保持させ、その後、熱媒体の流入口か
ら蓄熱槽内に熱媒体を供給して形成されてなることを特
徴とする蓄熱槽。 - 【請求項１２】 該蓄熱部材の内部及び／または外部に
錘りを保持してなる請求項１１記載の蓄熱槽。 - 【請求項１３】 該蓄熱部材内部に過冷却防止剤を保持
してなる請求項１１または１２記載の蓄熱槽。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14004593A JP3579435B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 蓄熱槽 |
| US08/242,885 US5441097A (en) | 1993-05-19 | 1994-05-16 | Heat storage tank equipped with heat storage members and fabrication process for the same |
| KR1019940010952A KR100303567B1 (ko) | 1993-05-19 | 1994-05-19 | 열저장부재를구비한열저장탱크및그제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14004593A JP3579435B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 蓄熱槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190658A true JPH07190658A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3579435B2 JP3579435B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=15259701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14004593A Expired - Lifetime JP3579435B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 蓄熱槽 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5441097A (ja) |
| JP (1) | JP3579435B2 (ja) |
| KR (1) | KR100303567B1 (ja) |
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| JP2008267677A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱槽 |
| JP2016050281A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-11 | 国立大学法人名古屋大学 | 蓄熱体及びその製造方法、並びに蓄熱槽 |
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