JPS6064193A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
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- JPS6064193A JPS6064193A JP58174534A JP17453483A JPS6064193A JP S6064193 A JPS6064193 A JP S6064193A JP 58174534 A JP58174534 A JP 58174534A JP 17453483 A JP17453483 A JP 17453483A JP S6064193 A JPS6064193 A JP S6064193A
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- heat
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/023—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、蓄熱温度付近の融点をもつ複数の潜熱蓄熱
材を、区画した容器に収納し、この潜熱蓄熱量の融解時
の熱吸収や凝固時の熱放出を利用して熱エネルギの貯溜
、利用を行なえるようＫしこ蓄熱装置に関する。
材を、区画した容器に収納し、この潜熱蓄熱量の融解時
の熱吸収や凝固時の熱放出を利用して熱エネルギの貯溜
、利用を行なえるようＫしこ蓄熱装置に関する。
（ロ）従来技術
摂氏数十塵乃至二百度程度の融点を有する蓄熱材（潜熱
蓄熱材という）を用いて蓄熱をする装置は、その蓄熱材
の融解潜熱を利用して蓄熱や放熱をしているため単位重
量当りの蓄熱量が大きい利点があり、蓄熱部を小型にで
きる蓄熱材として従来から利用されている。
蓄熱材という）を用いて蓄熱をする装置は、その蓄熱材
の融解潜熱を利用して蓄熱や放熱をしているため単位重
量当りの蓄熱量が大きい利点があり、蓄熱部を小型にで
きる蓄熱材として従来から利用されている。
しかし、このような潜熱蓄熱材は、放熱して凝固した状
態では極度に熱伝導率が悪い上に、融解した状態でも対
流が行なわれにくい物性であり、かつ、熱伝導性も悪い
ので、急激な熱の出し入れが難しい欠点があった。この
ため、蓄熱材中にその蓄熱材よりも高い熱伝導率を有す
る熱伝導部材を混和して潜熱蓄熱材の熱伝導性の悪さを
補なうことも考えられてきたが、単なる熱伝道部材の混
和では、熱伝導部材の混和にムラを生じ、かつ、蓄熱材
と熱の授受をする熱媒との関係ではすみやかな熱の授受
が行なわれるような形での熱伝導部利の混和には至って
いないものであった。
態では極度に熱伝導率が悪い上に、融解した状態でも対
流が行なわれにくい物性であり、かつ、熱伝導性も悪い
ので、急激な熱の出し入れが難しい欠点があった。この
ため、蓄熱材中にその蓄熱材よりも高い熱伝導率を有す
る熱伝導部材を混和して潜熱蓄熱材の熱伝導性の悪さを
補なうことも考えられてきたが、単なる熱伝道部材の混
和では、熱伝導部材の混和にムラを生じ、かつ、蓄熱材
と熱の授受をする熱媒との関係ではすみやかな熱の授受
が行なわれるような形での熱伝導部利の混和には至って
いないものであった。
（ハ）発明の目的
このような点に鑑みなされた本発明は、複数の種類の潜
熱蓄熱材を用いて蓄熱効率の高い装置とすると共に、こ
の蓄熱装置に接続されて熱の出し入れをする熱媒と潜熱
蓄熱材とのすみやかな熱交換を可能にした蓄熱装置を提
供するものである。
熱蓄熱材を用いて蓄熱効率の高い装置とすると共に、こ
の蓄熱装置に接続されて熱の出し入れをする熱媒と潜熱
蓄熱材とのすみやかな熱交換を可能にした蓄熱装置を提
供するものである。
に）発明の構成
このような目的を達成するために、本発明の蓄熱装置は
、金属細線を内蔵した金属性の小容器からなるカプセル
に潜熱蓄熱材を封入し、かつ、融点の高い蓄熱材を封入
したカプセルは、融点の低い蓄熱材を封入したカプセル
よりも内側の区画に位置するようにして同心状に区画さ
れた容器に収納したものであり、これにより潜熱蓄熱材
の見掛けの熱伝導度を向上させ、かつ、蓄熱装置からの
熱損失も少なくなるようにしたものである。
、金属細線を内蔵した金属性の小容器からなるカプセル
に潜熱蓄熱材を封入し、かつ、融点の高い蓄熱材を封入
したカプセルは、融点の低い蓄熱材を封入したカプセル
よりも内側の区画に位置するようにして同心状に区画さ
れた容器に収納したものであり、これにより潜熱蓄熱材
の見掛けの熱伝導度を向上させ、かつ、蓄熱装置からの
熱損失も少なくなるようにしたものである。
（ホ）実施例
以下に図面に従い本発明の潜熱装置の実施例を説明する
。（１）は潜熱蓄熱材を封入した蓄熱カプセル（２１（
３１（４１を収納した蓄熱容器であり、この蓄熱容器（
１）は仕切壁（５）（６１によって蓄熱室（力（８１（
９１が同心状となるように区画されている。（１（ＩＩ
（ｌυは、このような蓄熱室（７）（８）（９）に収納
されたカプセル＋７１（８］４９）の流出を防ぎつつ、
熱媒管０２０３を経て蓄熱装置（１１に供給される熱媒
が各蓄熱室（７）！８）（９）を直列に流れ、カプセル
ｆ２１（３１（４）内の蓄熱材と熱の授受をするように
構成した保持板である。
。（１）は潜熱蓄熱材を封入した蓄熱カプセル（２１（
３１（４１を収納した蓄熱容器であり、この蓄熱容器（
１）は仕切壁（５）（６１によって蓄熱室（力（８１（
９１が同心状となるように区画されている。（１（ＩＩ
（ｌυは、このような蓄熱室（７）（８）（９）に収納
されたカプセル＋７１（８］４９）の流出を防ぎつつ、
熱媒管０２０３を経て蓄熱装置（１１に供給される熱媒
が各蓄熱室（７）！８）（９）を直列に流れ、カプセル
ｆ２１（３１（４）内の蓄熱材と熱の授受をするように
構成した保持板である。
第２切及び第３切は、このような本発明の蓄熱装置に使
用される蓄熱カプセルの実施例を示す断面図であり、い
ずれも、金属製の不審ｎＱｌ；Ｊの中に金属細線（１９
と共に、金属細線間の隙間を充満するように潜熱蓄熱材
が封入されている。
用される蓄熱カプセルの実施例を示す断面図であり、い
ずれも、金属製の不審ｎＱｌ；Ｊの中に金属細線（１９
と共に、金属細線間の隙間を充満するように潜熱蓄熱材
が封入されている。
この金＋４製の小容器０４）ｌま、図のよ５な細長い円
筒状、或いは球状の他に、多角形断面の筒体なと直径２
ｃｍ程度の太さの棒状のもの或いは球状体など、加工性
の良い適当な形状のものを用いても構わない。ただし、
この小容器Ｏａに蓄熱制を刺入１゜たカプセルを蓄熱室
（力（８１（９）に収納したときＫ、このカプセルとカ
プセルとの間を熱媒が流通できるような形状に小容器α
４の形状を決定することが必要である。
筒状、或いは球状の他に、多角形断面の筒体なと直径２
ｃｍ程度の太さの棒状のもの或いは球状体など、加工性
の良い適当な形状のものを用いても構わない。ただし、
この小容器Ｏａに蓄熱制を刺入１゜たカプセルを蓄熱室
（力（８１（９）に収納したときＫ、このカプセルとカ
プセルとの間を熱媒が流通できるような形状に小容器α
４の形状を決定することが必要である。
又、封入されている金属細線Ｑ５１は、例えば、０．２
乃至０．５ ｒＩｒＩｎの金属線を空隙率が０．９５程
度に太き（とれるようにして第４図に示すように布状に
織り上げたもの等が用いられ、蓄熱材の実質上の充填体
積を減らさないでこの金属細線を蓄熱材中に略均−に配
置するように構成されている。
乃至０．５ ｒＩｒＩｎの金属線を空隙率が０．９５程
度に太き（とれるようにして第４図に示すように布状に
織り上げたもの等が用いられ、蓄熱材の実質上の充填体
積を減らさないでこの金属細線を蓄熱材中に略均−に配
置するように構成されている。
又、蓄熱材の例として、蓄熱室（力には相対的に高い融
点を有する潜熱蓄熱材（以下高温蓄熱材という）である
チオ硫酸ナトリウム（Ｎαｔ”’ｔＯｓ・５Ｈ，０）（
融点４８℃〕、蓄熱室（８）にはこれより低い融点を有
する潜熱蓄熱材（以下中温蓄熱材という）であるリン酸
ナトリウム（Ｎα、ｐ ｏ４・１２Ｈ，Ｏ）（融点３６
℃〕、最も外側の蓄熱室（９）には相対的に最も融点の
低い潜熱蓄熱材（以下低温蓄熱材という）である塩化カ
ルシウム（Ｃ＋ｚＣ４・６Ｈ，０）（融点２９℃〕を用
いているが、蓄熱材は他の種類のものでも良（、各蓄熱
材の融点の温度レベルは利用される熱媒体の温度に応じ
て全体的に高い温度レベル或いはもっと大きい温度レベ
ル差のものを選択しても良い。又、蓄熱室の構成も、王
室に限らず、二以上の任意の数の蓄熱室と同じ数の蓄熱
材とを用いて同様な構成の蓄熱装置を形成しても良い。
点を有する潜熱蓄熱材（以下高温蓄熱材という）である
チオ硫酸ナトリウム（Ｎαｔ”’ｔＯｓ・５Ｈ，０）（
融点４８℃〕、蓄熱室（８）にはこれより低い融点を有
する潜熱蓄熱材（以下中温蓄熱材という）であるリン酸
ナトリウム（Ｎα、ｐ ｏ４・１２Ｈ，Ｏ）（融点３６
℃〕、最も外側の蓄熱室（９）には相対的に最も融点の
低い潜熱蓄熱材（以下低温蓄熱材という）である塩化カ
ルシウム（Ｃ＋ｚＣ４・６Ｈ，０）（融点２９℃〕を用
いているが、蓄熱材は他の種類のものでも良（、各蓄熱
材の融点の温度レベルは利用される熱媒体の温度に応じ
て全体的に高い温度レベル或いはもっと大きい温度レベ
ル差のものを選択しても良い。又、蓄熱室の構成も、王
室に限らず、二以上の任意の数の蓄熱室と同じ数の蓄熱
材とを用いて同様な構成の蓄熱装置を形成しても良い。
このような構成の蓄熱装置において、熱を貯えるときは
、熱媒管ｏ２を経て加熱された熱媒が蓄熱室（７）に流
入し、カプセル（４）内の潜熱蓄熱材と熱交換を行ない
この蓄熱材の融解潜熱の形で熱を蓄えた後、蓄熱室（８
）釦流入、ここのカプセル（３）の中温蓄熱材と熱交換
してこの蓄熱材を融解、或いは融解状態にあるときは昇
温した後、低温蓄熱材の封入されたカプセル（２）を収
納した蓄熱室（９）に流入、更圧ここで蓄熱した後、熱
媒管（Ｉ３）から流出する流路を形成する（実線矢印）
。
、熱媒管ｏ２を経て加熱された熱媒が蓄熱室（７）に流
入し、カプセル（４）内の潜熱蓄熱材と熱交換を行ない
この蓄熱材の融解潜熱の形で熱を蓄えた後、蓄熱室（８
）釦流入、ここのカプセル（３）の中温蓄熱材と熱交換
してこの蓄熱材を融解、或いは融解状態にあるときは昇
温した後、低温蓄熱材の封入されたカプセル（２）を収
納した蓄熱室（９）に流入、更圧ここで蓄熱した後、熱
媒管（Ｉ３）から流出する流路を形成する（実線矢印）
。
この流路の形成は、図では省略されているが、熱媒の温
度が高温蓄熱月の収納されてし・る蓄熱室（７）の温度
より低いとき、或いは、その他の蓄熱室の温度より低い
とき、その蓄熱室圧は蓄熱としての熱媒の供給が行なわ
れないことはいうまでもない。
度が高温蓄熱月の収納されてし・る蓄熱室（７）の温度
より低いとき、或いは、その他の蓄熱室の温度より低い
とき、その蓄熱室圧は蓄熱としての熱媒の供給が行なわ
れないことはいうまでもない。
次に、放熱をするときは、熱媒は実線の矢印とは逆方向
、すなわち、管（＋３１を経て前熱室（９）に流入し、
蓄熱カプセル（２）から熱を得た後、順次、内側の蓄熱
室（８）（７）へと流入していくように流路が形成され
る。このときにおいて、熱媒の加熱が充分に成されれば
、熱媒はすべての蓄熱室を通る前に、すなわち、中心部
の蓄熱室（７）を経ないで蓄熱装置（１）から負荷へ供
給されるような流路切替機構が設けられている。
、すなわち、管（＋３１を経て前熱室（９）に流入し、
蓄熱カプセル（２）から熱を得た後、順次、内側の蓄熱
室（８）（７）へと流入していくように流路が形成され
る。このときにおいて、熱媒の加熱が充分に成されれば
、熱媒はすべての蓄熱室を通る前に、すなわち、中心部
の蓄熱室（７）を経ないで蓄熱装置（１）から負荷へ供
給されるような流路切替機構が設けられている。
（へ）発明の効果
一般に、蓄熱装置は一種類の蓄熱材を用いて蓄熱する構
造のものが多い。しかし、例えば、６０℃の蓄熱を行な
うときに、冬季には外気との温度差が太き（、蓄熱容器
の外壁からの放熱損失は少なくない。本発明の蓄熱装置
においては外気と接する壁に近い側の蓄熱室程低い温度
で効率の良い蓄熱ができるように蓄熱室を配したので、
蓄熱容器からの放熱は少なくすることができ蓄熱効率の
良い蓄熱装置とすることができるものである。
造のものが多い。しかし、例えば、６０℃の蓄熱を行な
うときに、冬季には外気との温度差が太き（、蓄熱容器
の外壁からの放熱損失は少なくない。本発明の蓄熱装置
においては外気と接する壁に近い側の蓄熱室程低い温度
で効率の良い蓄熱ができるように蓄熱室を配したので、
蓄熱容器からの放熱は少なくすることができ蓄熱効率の
良い蓄熱装置とすることができるものである。
又、蓄熱すべき熱エネルギ源が定温度での排出液などの
ようなものでな（、太陽集熱器を利用して熱を得るなど
温度変動の大きい熱媒からの熱を蓄熱するときには、例
えば、６０℃の融点をもつ蓄熱材を用いても最高温度が
５０°Ｃの熱媒では潜熱蓄熱にはならない。本発明の蓄
熱装置では、潜熱蓄熱材が複数種類あり、５０℃の熱媒
でも融解潜熱を利用して蓄熱をすることができる効率の
良い蓄熱を実現できる装置を提供できるものである。
ようなものでな（、太陽集熱器を利用して熱を得るなど
温度変動の大きい熱媒からの熱を蓄熱するときには、例
えば、６０℃の融点をもつ蓄熱材を用いても最高温度が
５０°Ｃの熱媒では潜熱蓄熱にはならない。本発明の蓄
熱装置では、潜熱蓄熱材が複数種類あり、５０℃の熱媒
でも融解潜熱を利用して蓄熱をすることができる効率の
良い蓄熱を実現できる装置を提供できるものである。
更に又、本発明の蓄熱装置においては潜熱蓄熱材を金属
細線と共にカプセルに封入しこのようなカプセルを各蓄
熱室に収納するようにしたので、潜熱蓄熱材を使用する
ときにありがちな熱伝導度の低下、蓄熱、放熱時の熱移
動の速度の遅さをこれら蓄熱材の中に配設された金属細
線で補ない、蓄熱能率、放熱速度の高い蓄熱装置とする
ことができるものであり、これと組み合わせて使用され
る熱源のエネルギの貯留機会を増し、熱エネルギの利用
効率を高める蓄熱装置を提供できるものである。
細線と共にカプセルに封入しこのようなカプセルを各蓄
熱室に収納するようにしたので、潜熱蓄熱材を使用する
ときにありがちな熱伝導度の低下、蓄熱、放熱時の熱移
動の速度の遅さをこれら蓄熱材の中に配設された金属細
線で補ない、蓄熱能率、放熱速度の高い蓄熱装置とする
ことができるものであり、これと組み合わせて使用され
る熱源のエネルギの貯留機会を増し、熱エネルギの利用
効率を高める蓄熱装置を提供できるものである。
第１図は本発明による蓄熱装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図及び第３図はこの蓄熱装置に使用される蓄熱
カプセルの構造の一例を示す部分切欠断面図、第４図は
蓄熱カプセルに収納される金属細線の編織形態の一例を
示す拡大図である。 （１）・・・容器、 （２）（３１（４１・・蓄熱室、
（５１（６１・・・仕切壁、（力（８）（９１・・蓄
熱カプセル、 ０４）・・・金属性の小容器、（１５１
・・・金属細線、
図、第２図及び第３図はこの蓄熱装置に使用される蓄熱
カプセルの構造の一例を示す部分切欠断面図、第４図は
蓄熱カプセルに収納される金属細線の編織形態の一例を
示す拡大図である。 （１）・・・容器、 （２）（３１（４１・・蓄熱室、
（５１（６１・・・仕切壁、（力（８）（９１・・蓄
熱カプセル、 ０４）・・・金属性の小容器、（１５１
・・・金属細線、
Claims (1)
- （１１同心状に区画した容器のそれぞれの区画に異なる
融点をもつ潜熱蓄熱材を収納して蓄熱するようにした装
置において、各潜熱蓄熱材は、金属細線を内蔵した金属
性の小容器から成る蓄熱カプセルに封入され、かつ、融
点の高い潜熱蓄熱材を封入したカプセルは融点の低い潜
熱蓄熱材を封入したカプセルよりも内側の区画に位置す
るよう圧して前記容器に収納されていることを特徴とす
る蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174534A JPS6064193A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174534A JPS6064193A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064193A true JPS6064193A (ja) | 1985-04-12 |
Family
ID=15980209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174534A Pending JPS6064193A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2006433C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-24 | Flamco Bv | Thermal storage device. |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP58174534A patent/JPS6064193A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2006433C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-24 | Flamco Bv | Thermal storage device. |
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