JPH08247672A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は蓄熱材を利用した冷蔵または冷房に
使用される蓄熱装置に関するもので、蓄熱材の融解を均
一化し蓄熱器の高効率化を行う。 【構成】 内部に蓄熱材を充填し、片面が平面である凍
結用熱交換面２０と裏面は流体が流れる凹凸面である融
解用熱交換面２１からなる蓄熱器１５で、前記流体排出
側にダンパー部２２をもち、ダンパー部２２は凍結用熱
交換面２０が融解用熱交換面２１の肉厚より厚くし、蓄
熱器１５の融解用熱交換面２１の凸部を突き合わせて凍
結用熱交換面２０と平面で接触する冷却装置１７を備え
た蓄熱ユニットを積層させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷熱を蓄える蓄熱材を使
用して冷蔵または冷房を行う蓄熱装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵または冷房に用いられる蓄熱
装置が特開平１−２１９４６６号公報に示されるごとく
考えられている。

【０００３】以下、図面を参照しながら上述した従来の
蓄熱装置の一例について説明する。図５及び図６におい
て、Ｕ字状断面をもつ熱交換器チューブ１の各偏平チュ
ーブ間に蓄熱容器２、３及びこれらの蓄熱容器２と３を
仕切る２枚の波形プレート４、５が挿入され、波形プレ
ート４、５が熱交換器チューブ１にろう付または図示し
ない固定用金具等の固定手段により固定されている。こ
のように構成される複数の蓄熱容器２、３が積層された
蓄熱装置６は、ハウジング７内に収納されている。ハウ
ジング７にはフィルタ８が取り付けられる空気取入口９
が形成され、蓄熱装置６の下流側には送風ファン１０が
設けられ、さらに下流側には空気排出口１１が形成され
ている。

【０００４】本構成において、熱交換器チューブ１に冷
媒を流して蓄熱材を凍結させ、フィルタ８からハウジン
グ７内に取り入れられた空気は、蓄熱装置６の周囲両端
に形成される空気通路１２と１３を通って送風ファン１
０を経て空気排出口１１から外部に排出される。このと
き空気取入口９から図示した矢印１２の方向にハウジン
グ７内に入った空気は、蓄熱材２、３により熱を奪われ
て、冷却された空気となって送風ファン１０により空気
排出口１１から図示した矢印１３の方向に排出され、排
出された低温空気を利用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、蓄熱材融解時は送風ファン１０が上部に
設置されていることとハウジング７に取り入れられた空
気は空気通路１２と１３を経て排出されることから通風
抵抗に差が生じ、蓄熱材２、３を積層した場合に位置に
より融解に偏りができため効率が悪い。

【０００６】本発明は上記課題に鑑み、蓄熱装置内の蓄
熱材を封入した蓄熱器の融解を均一化させて融解を効率
良く行うことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、内部に蓄熱材を充填し、片面が平面である凍
結用熱交換面と裏面は流体が流れる凹凸面を有する融解
用熱交換面とからなる蓄熱器で、前記流体の排出側は蓄
熱器の一部が延長した凍結、融解により変動するダンパ
ー部をもち、前記ダンパー部は凍結用熱交換面側が融解
用熱交換面側よりも蓄熱器の容器肉厚を厚くし、前記蓄
熱器の融解用熱交換面の凸部を突き合わせて凍結用熱交
換面と平面で接触する冷却装置を備えた蓄熱ユニットを
積層させた。

【０００８】また、蓄熱器のダンパー部で、凍結用熱交
換面に金属膜を付けて前記金属膜の厚み分蓄熱器の容器
の凍結用熱交換面の肉厚を薄くした。

【０００９】

【作用】本発明の蓄熱装置は、蓄熱器の凍結用熱交換面
の肉厚が凍結用熱交換面の裏面にある融解用熱交換面の
肉厚より厚く、蓄熱器のダンパー部において融解用熱交
換面が内側に向いて湾曲しているために、蓄熱材の凍結
時は、肉厚の厚い凍結用熱交換面に比べ肉厚の薄い融解
用熱交換面が凍結による膨張が大きいことから蓄熱器の
流体排出側のダンパー部の湾曲は無くなり流体の通過抵
抗が低い。そして、融解時において融解初期は蓄熱材は
凍結しているため湾曲はなく、蓄熱材が融解するにつれ
て湾曲が徐々に戻り、完全融解にて湾曲は元に戻り最大
となることから、融解の早い部分ほど流体通過の抵抗が
大きいため風量が小さく、その分を融解の遅い部分の風
量増加となり、融解の偏りが少なく均一に融解ができ効
率が良い。

【００１０】また、凍結用熱交換面積に金属膜が付いて
おり、凍結用熱交換面に比べ融解用熱交換面が凍結によ
る膨張が大きくなることから蓄熱器の流体排出側のダン
パー部の湾曲は無くなり流体の通過抵抗が低い。そし
て、融解時において融解初期は蓄熱材は凍結しているた
め湾曲はなく、蓄熱材が融解するにつれて湾曲が徐々に
戻り、完全融解にて湾曲は基に戻り最大となることか
ら、融解の早い部分ほど流体通過の抵抗が大きいため風
量が小さく、その分を融解の遅い部分の風量増加とな
り、融解の偏りが少なく均一に融解ができ効率が良い。
さらに、凍結用熱交換面積に金属膜が付いていることか
ら凍結の効率が良くなり、蓄熱器の凍結用熱交換面が金
属膜の分薄いことから融解用熱交換面との肉厚差が減り
成形し易い。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による蓄熱装置の１実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の１実施例における蓄熱装置
の凍結完了時の縦断面図、図２は同実施例の融解完了時
の縦断面図でありる。

【００１３】図１及び図２にて、１４は蓄熱装置、１５
は蓄熱器、１６は蓄熱器ユニット、１７冷却装置、１８
は熱交換器冷媒管、１９は断熱箱である。

【００１４】蓄熱装置１４は、蓄熱器１５と冷却装置１
７とからなる蓄熱ユニット１６と積層した蓄熱ユニット
１６の周囲を断熱材で包囲した断熱箱１９で構成されて
いる。

【００１５】蓄熱器１５は内部に潜熱型蓄熱材が充填さ
れており、片面が平面である凍結用熱交換面２０と凍結
用熱交換面２０の裏面の凹凸面である融解用熱交換面２
１からなっており、凍結用熱交換面２０の肉厚は融解用
熱交換面２１の肉厚より厚く、流体排出側のダンパー部
２２は蓄熱材の融解完了時は融解用熱交換面が内側に向
いて湾曲しており、完全凍結時はその湾曲は無くなる。

【００１６】蓄熱器ユニット１６は蓄熱器１５の融解用
熱交換面２１の凸部を突き合わせ、冷却装置１７と平面
で接触している。

【００１７】断熱箱１９は流体吸入口２３と流体吐出口
２４を有し、流体輸送用の送風ファン２５が流体吐出口
２４に設けられている。

【００１８】以上のように構成された蓄熱装置につい
て、以下その動作を説明する。蓄熱器１５の凍結時すな
わち蓄熱時は冷媒を熱交換器冷媒管１８に流し、冷却装
置１７から蓄熱器１５の凍結用熱交換面２０へ平面にて
熱交換して凍結させる。このとき、凍結用熱交換面２０
の肉厚が融解用熱交換面２１の肉厚より厚いために肉厚
の薄い融解用熱交換面２１は膨張が大きく、肉厚の厚い
凍結用熱交換面２０では膨張が小さいことから膨張に差
が生じ、凍結が進むにつれてダンパー部２２の湾曲が小
さくなり、完全凍結時には図１に示すように蓄熱器１５
の流体排出側のダンパー部２２の湾曲は無くなる。

【００１９】蓄熱器１５の融解時は送風ファン２５によ
り流体吸入口２３から流体を図示した矢印２６のように
蓄熱装置１４内に取り入れ、流体吐出口２４から図示し
た矢印２７のように吐出する。融解初期は凍結完了時で
あるため蓄熱器１５の流体排出側のダンパー部２２の湾
曲はなく流体の通過抵抗は小さい。

【００２０】その後、融解するにつれて蓄熱材の凍結時
の膨張が弱まってくるため徐々に前のようにダンパー部
２２は湾曲し、流体の通過抵抗が増し風量が低下し、完
全融解時には図２に示すように元通り湾曲する。このた
め、融解の早い部分では風量を低下させ、その分を融解
の遅い部分への風量増加とできる。このことから、融解
時の偏りを低減でき効率がよい。

【００２１】以上のように、本実施例の蓄熱装置１４は
内部に蓄熱材を充填し、片面が平面である凍結用熱交換
面２０と裏面は流体が流れる凹凸面を有する融解用熱交
換面２１とからなる蓄熱器１５で、前記流体の排出側は
蓄熱器１５の一部が延長した凍結、融解により変動する
ダンパー部２２をもち、前記ダンパー部２２は凍結用熱
交換面側が融解用熱交換面側よりも蓄熱器の容器肉厚を
厚くし、前記蓄熱器の融解用熱交換面２１の凸部を突き
合わせて凍結用熱交換面２０と平面で接触する冷却装置
１７を備えた蓄熱ユニット１６を積層させた構成となっ
ているので効率よく融解ができる。

【００２２】次に、本発明による蓄熱装置の第２実施例
について、図面を参照しながら説明する。なお、第１の
実施例と同一構成については、同一符号を付して詳細な
説明は省略する。

【００２３】図３は本発明の第２の実施例の凍結時の縦
断面図であり、図４は同実施例の融解時の縦断面図であ
る。

【００２４】図３及び図４にて、１４は蓄熱装置、１５
は蓄熱器、１６は蓄熱器ユニット、１７冷却装置、１８
は熱交換器冷媒管、１９は断熱箱である。本実施例は第
１の実施例による蓄熱装置１４の蓄熱器１５にて凍結用
熱交換面２０のダンパー部２２の肉厚が薄く、その厚み
分だけ金属膜２８が付いている。

【００２５】以上のように構成された蓄熱装置につい
て、以下その動作を説明する。凍結時は図３に示すよう
に、凍結用熱交換面２０に比べ融解用熱交換面２１が凍
結による膨張が大きくなることから蓄熱器１５の流体排
出側のダンパー部２２の融解用熱交換面２１が内側に向
いた湾曲は無くなり流体の通過抵抗が低い。

【００２６】融解時は図４に示すように、融解初期は蓄
熱材は凍結しているためダンパー部２２の湾曲はなく、
蓄熱材が融解するにつれて湾曲が徐々に戻り、完全融解
にて湾曲は元に戻り最大となることから、融解の早い部
分ほど流体通過の抵抗が大きいため風量が小さく、その
分を融解の遅い部分の風量増加となり、融解の偏りが少
なく均一に融解ができ効率が良い。さらに、凍結用熱交
換面積２０に金属膜２８が付いていることから凍結の効
率が良くなり、蓄熱器の凍結用熱交換面２０が金属膜の
分薄いことから融解用熱交換面２１との肉厚差が減り成
形し易い。

【００２７】以上のように本実施例の蓄熱装置１４は、
蓄熱器のダンパー部２２で、凍結用熱交換面２０に金属
膜２８を付けて前記金属膜２８の厚み分蓄熱器１５の容
器の凍結用熱交換面２０の肉厚を薄くしていることから
蓄熱器１５の融解時の偏りを低減でき融解が高効率であ
り、凍結時の効率も良く、蓄熱器も成形し易い。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、内部に蓄
熱材を充填し、片面が平面である凍結用熱交換面と裏面
は流体が流れる凹凸面を有する融解用熱交換面とからな
る蓄熱器で、前記流体の排出側は蓄熱器の一部が延長し
た凍結、融解により変動するダンパー部をもち、前記ダ
ンパー部は凍結用熱交換面側が融解用熱交換面側よりも
蓄熱器の容器肉厚を厚くし、前記蓄熱器の融解用熱交換
面の凸部を突き合わせて凍結用熱交換面と平面で接触す
る冷却装置を備えた蓄熱ユニットを積層させたため、蓄
熱材の凍結時は、肉厚の厚い凍結用熱交換面に比べ肉厚
の薄い融解用熱交換面が凍結による膨張が大きいことか
ら蓄熱器の流体排出側のダンパー部の融解用熱交換面が
内側に向いた湾曲は無くなり流体の通過抵抗が低い。そ
して、融解時において融解初期は蓄熱材は凍結している
ためダンパー部の湾曲はなく、蓄熱材が融解するにつれ
て湾曲が徐々に戻り、完全融解にて湾曲は基に戻り最大
となることから、融解の早い部分ほど流体の通過抵抗が
大きいため風量が小さく、その分を融解の遅い部分の風
量増加となり、融解の偏りが少なく均一に融解ができ効
率が良い。

【００２９】また、蓄熱器のダンパー部で、凍結用熱交
換面に金属膜を付けて前記金属膜の厚み分蓄熱器の容器
の凍結用熱交換面の肉厚を薄くしたため蓄熱器の融解時
の偏りを低減でき融解が高効率であり、凍結時の効率も
良く、蓄熱器も成形し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蓄熱装置の第１の実施例の蓄熱器
凍結時の縦断面図

【図２】本発明による蓄熱装置の第１の実施例の蓄熱器
凍結時の縦断面図

【図３】本発明による蓄熱装置の第２の実施例の蓄熱器
凍結時の縦断面図

【図４】本発明による蓄熱装置の第２の実施例の蓄熱器
凍結時の縦断面図

【図５】従来の蓄熱装置の縦断面図

【図６】同従来例の図３中のＡ−Ａ’線に沿う蓄熱装置
の縦断面図

【符号の説明】

１４ 蓄熱装置 １５ 蓄熱器 １６ 蓄熱器ユニット １７ 冷却装置 ２０ 凍結用熱交換面 ２１ 融解用熱交換面 ２２ ダンパー部 ２６ 金属膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に蓄熱材を充填し、片面が平面であ
   る凍結用熱交換面と裏面は流体が流れる凹凸面を有する
   融解用熱交換面とからなる蓄熱器で、前記流体の排出側
   は蓄熱器の一部が延長した凍結、融解により変動するダ
   ンパー部をもち、前記ダンパー部は凍結用熱交換面側が
   融解用熱交換面側よりも蓄熱器の容器肉厚を厚くし、前
   記蓄熱器の融解用熱交換面の凸部を突き合わせて凍結用
   熱交換面と平面で接触する冷却装置を備えた蓄熱ユニッ
   トを積層させた蓄熱装置。
2. 【請求項２】 蓄熱器のダンパー部で、凍結用熱交換面
   に金属膜を付けて前記金属膜の厚み分蓄熱器の容器の凍
   結用熱交換面の肉厚を薄くした請求項１記載の蓄熱装
   置。