JP2003262483A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱体における少なくとも一部の交換作業を
容易にできる蓄熱装置を提供する。 【解決手段】ケース１２内には、螺旋状の伝熱管１４
と、蓄熱材１３と、棒状の加熱機構Ｋとを設けた。その
加熱機構Ｋは蓄熱材１３に埋設する複数のヒータ収容部
材１５と、各ヒータ収容部材１５内に収容するＵ字状の
各ヒータ１６とを備えた。そして、ヒータ１６を交換す
る場合には、そのヒータ１６を上方に引き抜き、ヒータ
収容部材１５に対して上方から正常な別のヒータを挿入
するだけでよい。従って、ヒータ１６が伝熱管１４に絡
みつくことがなく交換作業を容易にできる。また、ヒー
タ収容部材１５の下端に円筒状の支持部を設け、ケース
本体１２ａの内底面に対してその支持部に挿通するピン
を設けた。この支持部とピンにより位置決め構造が構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比熱の大きな物質
に熱を蓄えておき、後でこの顕熱を利用する蓄熱装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、蓄熱装置として特開２００
１−２４１７７２号公報に記載のものを提案している。

【０００３】この蓄熱装置は、ケース、蓄熱材、ヒー
タ、及び伝熱管を備えている。前記蓄熱材は、固体のマ
グネシアと所定の蓄熱温度域で液体化する硝酸塩との混
合物から構成されており、前記ケース内に収納されてい
る。前記ヒータは蓄熱材内に配置され、その蓄熱材を加
熱する。前記伝熱管は蓄熱材内に配置され、その蓄熱材
に蓄えられた熱を取り出すものである。即ち、蓄熱材を
ヒータにより予め加熱して蓄熱しておき、この状態で伝
熱管の一端側から水を供給し、他端側から蒸気として取
り出す。

【０００４】また、前記伝熱管は螺旋状に形成されてお
り、前記ヒータもその伝熱管に沿うように螺旋状に形成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
蓄熱装置には、次のような問題があった。即ち、ヒータ
が伝熱管に沿うように螺旋状に形成されているため、同
ヒータを蓄熱材から引き抜く際に、伝熱管及び蓄熱材の
マグネシアに絡まって引き抜くことが困難であった。従
って、何らかの原因により前記ヒータが故障した場合、
この故障したヒータを交換することが困難であった。

【０００６】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は加熱体における少なくとも一
部の交換作業を容易にできる蓄熱装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、上部が開閉可能に構成さ
れたケースと、前記ケース内に充填された蓄熱材を加熱
する加熱体と、前記ケース内に配設されると共に内部に
熱媒体が流され当該熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換
を行う螺旋状の伝熱管とを備えた蓄熱装置において、前
記加熱体は棒状に形成されると共に、少なくともその一
部が前記ケースの上部側から抜き差し可能に構成されて
いることを要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の蓄熱装置において、前記加熱体はヒータ収容部材と、
その内部に収容されるヒータとを備え、前記ヒータはヒ
ータ収容部材に対して上部側から抜き差し可能に構成さ
れていることを要旨とする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の蓄熱装置において、前記加熱体は複数あ
り、各加熱体は前記伝熱管の螺旋中心軸を中心として同
一円周上に等間隔で配設されていることを要旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の蓄熱装置において、前記各加熱体の中心を通る仮想円
筒を基準として同仮想円筒内外それぞれに位置する前記
蓄熱材の体積を同じにしたことを要旨とする。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４のうちいずれか１項に記載の蓄熱装置において、
前記伝熱管は外側螺旋部と、その外側螺旋部内に配設さ
れた内側螺旋部とを有する二重螺旋状に構成され、前記
加熱体を前記外側螺旋部と前記内側螺旋部との間に配設
したことを要旨とする。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請
求項５のうちいずれか１項に記載の蓄熱装置において、
前記伝熱管は、前記ケースの上部側から導入された熱媒
体導入部と、前記ケースの上部側へ導出された熱媒体導
出部とを有し、前記熱媒体導入部、前記外側螺旋部、前
記内側螺旋部、前記熱媒体導出部の順にそれぞれ一体に
連結され、前記熱媒体導出部は、前記蓄熱材の中心部に
配設されていることを要旨とする。

【００１３】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請
求項６のうちいずれか１項に記載の蓄熱装置において、
前記ヒータ収容部材の前記ケースに対する位置決め構造
を備えたことを要旨とする。

【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の蓄熱装置において、前記位置決め構造は、前記ヒータ
収容部材と前記ケースとの間のはめあい構造を含むこと
を要旨とする。

【００１５】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の蓄熱装置において、前記はめあい構造は、前記ヒータ
収容部材側に設けた凹部又は凸部と、前記ケース側に設
けると共に前記ヒータ収容部材側の前記凹部又は前記凸
部に対して相互に嵌合可能とした凸部又は凹部と、を備
えていることを要旨とする。

【００１６】請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至
請求項９のうちいずれか１項に記載の蓄熱装置におい
て、前記位置決め構造は、前記ケースの上壁における前
記ヒータ収容部材の配設対応位置に形成されると共に当
該ヒータ収容部材を挿通可能とした支持孔を含み、前記
ヒータ収容部材を前記支持孔に挿通し前記ケースに対し
て取り付けたとき、当該ヒータ収容部材の一部分が前記
支持孔の内周縁に係合するようにしたことを要旨とす
る。

【００１７】請求項１１に記載の発明は、請求項７に記
載の蓄熱装置において、前記位置決め構造は、前記ヒー
タ収容部材と、前記ケースの上壁における前記ヒータ収
容部材の配設対応位置との間に設けた吊下構造を含むこ
とを要旨とする。

【００１８】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の蓄熱装置において、前記吊下構造は、前記ケース
の上壁における前記ヒータ収容部材の配設対応位置に形
成されると共に当該ヒータ収容部材を挿通可能とした支
持孔と、前記ヒータ収容部材側に設けられると共に前記
ケースの上面に対して係合可能とした係合部と、を備え
たことを要旨とする。

【００１９】（作用）従って、請求項１に記載の発明に
おいては、加熱体の少なくとも一部を交換する際には、
ケースの上部側から抜き差しする。このとき、加熱体は
棒状に形成されているため、少なくともその一部の抜き
差しを行う場合に、螺旋状の伝熱管に絡みつくことがな
く容易に抜き差しを行える。

【００２０】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の発明の作用に加えて、ヒータのみを交換する
際には、ヒータ収容部材の上部側からヒータを抜き差し
する。

【００２１】請求項３に記載の発明においては、請求項
１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、各加熱体
が伝熱管の螺旋中心軸を中心として同一円周上に等間隔
で配設されていることで、各加熱体により蓄熱材は均等
に蓄熱される。

【００２２】請求項４に記載の発明においては、請求項
３に記載の発明の作用に加えて、仮想円筒を基準として
仮想円筒内外それぞれに位置する蓄熱材の体積を同じに
することで、各加熱体により蓄熱材は均等に蓄熱され
る。

【００２３】請求項５に記載の発明においては、請求項
１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の発明の作用
に加えて、外側螺旋部周辺及び内側螺旋部周辺の蓄熱材
が効率よく加熱される。

【００２４】請求項６に記載の発明においては、請求項
１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の発明の作用
に加えて、熱媒体導出部が蓄熱材における最も熱が蓄え
られる部分である中心部に配設されている。即ち、熱媒
体は、蓄熱材における最も熱が蓄えられる部分である中
心部を最終的に通過して導出されるため、蓄熱材に蓄え
られた熱が熱媒体に効率よく伝達される。

【００２５】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の発明の作用に
加えて、前記ヒータ収容部材のケースに対する位置決め
がなされる。

【００２６】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明の作用に加えて、前記ヒータ収容部材とケ
ースとの間のはめあい関係により、当該ヒータ収容部材
のケースに対する位置決めがなされる。

【００２７】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明の作用に加えて、ヒータ収容部材側の凹部
又は凸部と、ケース側の凸部又は凹部とが相互に嵌合す
ることにより、ヒータ収容部材のケースに対する位置決
めがなされる。

【００２８】請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至
請求項９のうちいずれか１項に記載の発明の作用に加え
て、前記ヒータ収容部材を前記支持孔に挿通しケースに
対して取り付けたとき、当該ヒータ収容部材の一部分が
前記支持孔の内周縁に係合する。即ち、ヒータ収容部材
は、支持孔に挿通することにより位置決めされると共
に、ケースに対して支持される。

【００２９】請求項１１に記載の発明は、請求項７に記
載の発明の作用に加えて、前記ヒータ収容部材はケース
の上壁に吊下支持されることにより、ケースに対する所
定の配設位置に位置決めされる。

【００３０】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の発明の作用に加えて、ヒータ収容部材の係
合部とケースの上面とが係合することにより、ヒータ収
容部材はケースの上壁に吊下支持される。これにより、
ヒータ収容部材はケースに対する所定の配設位置に位置
決め支持される。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
蓄熱装置に具体化した第１実施形態を図１〜図４に従っ
て説明する。

【００３２】図１及び図２に示すように、蓄熱装置１１
のケース１２は、上部が開口した有底円筒状のケース本
体１２ａと同ケース本体１２ａの上部開口部を閉鎖する
蓋体１２ｂとを備えている。前記蓋体１２ｂは「ケース
の上壁」に相当する。

【００３３】ケース本体１２ａ内にはマグネシア及び硝
酸塩を主成分とする蓄熱材１３（図１及び図４では一部
のみを図示する）が混合して充填されていると共に、内
部に熱媒体としての水が流通される伝熱管１４が配設さ
れている。前記マグネシアは固体とされており、前記硝
酸塩は所定の蓄熱温度域で液体化するものである。

【００３４】図１及び図３に示すように、伝熱管１４
は、直線状の熱媒体導入部１４ａ、螺旋状の外側螺旋部
１４ｂ、その外側螺旋部１４ｂ内に配設された螺旋状の
内側螺旋部１４ｃ、及び直線状の熱媒体導出部１４ｄと
から構成され、全体として二重螺旋構造をなしている。

【００３５】以下、前記熱媒体導入部１４ａを導入部１
４ａ、前記熱媒体導出部１４ｄを導出部１４ｄという。
前記導入部１４ａは蓋体１２ｂを貫通してケース１２内
に導入され、ケース１２内底部まで配設されている。そ
して、導入部１４ａの下端部に一体的に連結されている
外側螺旋部１４ｂは蓄熱材１３の上面近傍まで螺旋を描
きながら配設されている。また、外側螺旋部１４ｂの上
端部に一体的に連結されている内側螺旋部１４ｃはケー
ス１２内底部まで螺旋を描きながら配設されている。さ
らに、内側螺旋部１４ｃの下端部に一体的に連結されて
いる導出部１４ｄは、ケース本体１２ａの軸線上に位置
すると共に、蓋体１２ｂを貫通してケース１２外に導出
されている。即ち、導出部１４ｄは蓄熱材１３の中心を
通るように配設されると共に、外側螺旋部１４ｂ及び内
側螺旋部１４ｃの螺旋中心軸Ｏ上に配設されている。

【００３６】なお、外側螺旋部１４ｂ及び内側螺旋部１
４ｃにおける螺旋中心軸Ｏは前記ケース１２の軸線と同
一の軸とされている。そして、図１、図２及び図４に示
すように、前記ケース本体１２ａ内において、外側螺旋
部１４ｂと内側螺旋部１４ｃとの間には、有底八角筒状
の６つのヒータ収容部材１５が上下方向に沿って埋設さ
れている。また、各ヒータ収容部材１５は前記螺旋中心
軸Ｏを中心として同一円周上に等間隔で配設されてい
る。ヒータ収容部材１５は、ステンレス鋼鋼材等の熱伝
導性を有する金属材料により形成され、蓋体１２ｂに形
成された各支持孔１８にそれぞれ挿通されている。各ヒ
ータ収容部材１５の上部開口部は後述する各ヒータ１６
が挿入されるヒータ挿入口１５ａとされており、蓋体１
２ｂの上面から突出している。

【００３７】前記各ヒータ収容部材１５には、Ｕ字状に
形成された複数のヒータ１６がそれぞれ収容されてい
る。また、各ヒータ収容部材１５内にはそれぞれ蓄熱媒
体としてのヒータ用硝酸塩Ｓ（図４参照）が充填されて
おり、これにより各ヒータ収容部材１５の内面とヒータ
１６との隙間が埋められている。前記ヒータ収容部材１
５、前記ヒータ１６、及び前記ヒータ用硝酸塩Ｓにより
加熱体としての棒状の加熱機構Ｋが構成されている。

【００３８】そして、図２に示すように、各加熱機構Ｋ
の中心を通る仮想円筒Ｃを基準として仮想円筒Ｃ内外そ
れぞれに位置する蓄熱材１３の体積が同じになるよう
に、各加熱機構Ｋを配設している。

【００３９】（実施形態の作用）次に、前述のように構
成された蓄熱装置１１の作用について説明する。蓄熱材
１３に熱を蓄える場合には、各ヒータ１６を通電発熱さ
せる。すると、各ヒータ１６から発せられた熱は各ヒー
タ収容部材１５内に充填されたヒータ用硝酸塩Ｓ及び各
ヒータ収容部材１５を介して蓄熱材１３に伝導する。特
に、各ヒータ１６を有する各加熱機構Ｋは、前記螺旋中
心軸Ｏを中心として同一円周上に等間隔で配設されてい
る。さらに、その各加熱機構Ｋの中心が仮想円筒Ｃを通
過するようになっており、同仮想円筒Ｃを基準として仮
想円筒Ｃ内外それぞれの蓄熱材１３の体積が同じとなっ
ている。従って、各ヒータ１６から発せられた熱は効率
的に蓄熱材１３全体に伝導する。

【００４０】ちなみに、ヒータ収容部材１５内にヒータ
用硝酸塩Ｓを充填しない場合、ヒータ収容部材１５の内
面と各ヒータ１６との間には隙間が形成され、各ヒータ
１６から発せられた熱がヒータ収容部材１５外の蓄熱材
１３に対して効率的に伝達されない。

【００４１】そして、導入部１４ａから水を供給する
と、その水は外側螺旋部１４ｂ、内側螺旋部１４ｃ、導
出部１４ｄを通過し、導出部１４ｄから蒸気として導出
される。特に、導出部１４ｄは、蓄熱材１３における最
も熱が蓄えられた部分である中心部を通過するように配
設されているため、蓄熱材１３に蓄えられた熱が導出部
１４ｄ内の水（蒸気）により効率よく取り出される。

【００４２】ところで、各ヒータ１６のうち例えば一つ
のヒータ１６が何らかの原因で故障した場合、このヒー
タ１６は次のようにして交換する。即ち、他の正常なヒ
ータ１６を通電発熱させて蓄熱材１３を加熱する。そし
て、その加熱された蓄熱材１３の熱により、故障したヒ
ータ１６外周のヒータ用硝酸塩Ｓを液化させる（１４０
℃程度まで昇温させる）。その状態で、故障したヒータ
１６をヒータ収容部材１５から引き抜き、正常な別のヒ
ータを挿入する。

【００４３】ちなみに、このヒータ１６は両端が蓋体１
２ｂ上部から導入されているため、ヒータ１６を交換す
る場合にはそのヒータ１６を上方に引き抜き、ヒータ収
容部材１５に対して上方から正常な別のヒータを挿入す
るだけでよい。

【００４４】各ヒータ１６はそれぞれヒータ収容部材１
５内に収容されているので、各ヒータ１６と蓄熱材１３
を構成する固形状態のマグネシアとが直接接触すること
はない。また、ヒータ用硝酸塩Ｓは液体化しているので
各ヒータ１６に大きな摩擦抵抗が作用することもない。
このため、各ヒータ１６のヒータ収容部材１５内への
（厳密には溶融したヒータ用硝酸塩Ｓ内への）抜き差し
は容易である。従って、各ヒータ１６をそれぞれ蓄熱材
１３に直接埋設した場合と異なり、各ヒータ１６の交換
作業が容易になる。

【００４５】（実施形態の効果）従って、本実施形態に
よれば、以下の効果を得ることができる。 （１）ケース１２内には、螺旋状の伝熱管１４と、蓄熱
材１３と、棒状の加熱機構Ｋとを設けた。その加熱機構
Ｋは蓄熱材１３に埋設する複数のヒータ収容部材１５
と、各ヒータ収容部材１５内に収容するＵ字状の各ヒー
タ１６とを備えた。そして、ヒータ１６を交換する場合
には、そのヒータ１６を上方に引き抜き、ヒータ収容部
材１５に対して上方から正常な別のヒータを挿入するだ
けでよい。即ち、加熱機構Ｋの少なくとも一部（ヒータ
１６）がケース１２の上部側から抜き差し可能に構成さ
れている。従って、ヒータ１６が伝熱管１４及び蓄熱材
１３を構成する固形分（マグネシア）に絡みつくことが
なく交換作業を容易にできる。

【００４６】加えて、各ヒータ１６と蓄熱材１３を構成
する固形分との接触が防止され、各ヒータ１６の傷つき
を防止することができる。さらに、故障した場合を想定
して予め予備のヒータを配設する必要がなく、蓄熱装置
１１のコストアップを抑えることができる。

【００４７】（２）各加熱機構Ｋを前記螺旋中心軸Ｏを
中心として同一円周上に等間隔に配設した。従って、加
熱機構Ｋにより蓄熱材１３を均等に蓄熱することができ
る。 （３）各加熱機構Ｋの中心を通る仮想円筒Ｃを基準とし
て仮想円筒Ｃ内外それぞれに位置する蓄熱材１３の体積
を同じになるように、各加熱機構Ｋを配設した。従っ
て、加熱機構Ｋにより蓄熱材１３をより一層均等に蓄熱
することができる。

【００４８】（４）伝熱管１４を外側螺旋部１４ｂと内
側螺旋部１４ｃとからなる二重螺旋状に構成した。そし
て、加熱機構Ｋをその外側螺旋部１４ｂと内側螺旋部１
４ｃとの間に配設した。従って、外側螺旋部１４ｂ周辺
及び内側螺旋部１４ｃ周辺の蓄熱材１３を効率よく加熱
することができる。また、伝熱管１４を一重螺旋構造に
構成した場合と比べその分管の長さを長くでき、伝熱管
１４内の水に熱を、短時間により多く伝達できる。

【００４９】（５）伝熱管１４はケース１２の上部側か
ら導入される導入部１４ａと、ケース１２の上部側へ導
出される導出部１４ｄとを有している。そして、導出部
１４ｄを螺旋中心軸Ｏに位置するように、即ち、蓄熱材
１３の中心を通るように配設した。従って、伝熱管１４
内の水は蓄熱材１３における最も熱が蓄えられる部分で
ある中心部を最終的に通過して導出されるため、蓄熱材
１３に蓄えられた熱を水（蒸気）に効率よく伝達でき
る。

【００５０】（６）ヒータ収容部材１５の内部には、ヒ
ータ用硝酸塩Ｓを充填するようにした。このため、各ヒ
ータ１６とヒータ収容部材１５の内面との隙間がヒータ
用硝酸塩Ｓにより埋められる。従って、各ヒータ１６と
ヒータ収容部材１５の内面との間に隙間が形成される場
合と異なり、各ヒータ１６の熱は効率的に蓄熱材１３に
伝導する。

【００５１】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を説明する。本実施形態はヒータ収容部材のケース
に対する位置決め構造を設けた点で前記第１実施形態と
異なる。従って、前記第１実施形態と同一の部材構成に
ついては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。

【００５２】図５及び図６に示すように、ケース本体１
２ａの内底面において、ヒータ収容部材１５の配置対応
位置（厳密には、各ヒータ１６の配置対応位置）にはピ
ン１７が溶接等により突設されている。ピン１７のケー
ス本体１２ａ内底面からの突出高さ、即ちケース本体１
２ａ内底面とピン１７の頂点との間の距離は、予め設定
された所定の距離Ｈとされている。

【００５３】ヒータ収容部材１５の底面には、円筒状の
支持部１５ｂが溶接等により突設されている。この支持
部１５ｂの内径は前記ピン１７の外形（直径）よりも若
干大きくされており、当該支持部１５ｂには前記ピン１
７が挿入されている。この組立状態において、ヒータ収
容部材１５の上部は蓋体１２ｂの上面から突出してい
る。

【００５４】なお、支持部１５ｂは凹部を構成し、ピン
１７は凸部を構成する。支持部１５ｂ及びピン１７は、
ヒータ収容部材１５とケース１２との間のはめあい構造
を構成する。支持部１５ｂ、ピン１７及び支持孔１８
は、ヒータ収容部材１５のケース１２に対する位置決め
構造を構成する。

【００５５】さて、蓄熱装置１１を組み立てる際には、
伝熱管１４をケース本体１２ａ内に配設し、この後、蓋
体１２ｂを取り付ける。そして、ヒータ収容部材１５を
支持孔１８の上方から挿入し、支持部１５ｂにピン１７
を挿入する。ピン１７の上端部がヒータ収容部材１５の
底面に当接することにより、ヒータ収容部材１５のケー
ス本体１２ａ内底面方向への移動が規制される。これに
より、ヒータ収容部材１５のケース１２に対する高さ方
向の位置決めがなされる。即ち、ヒータ収容部材１５の
底面とケース本体１２ａ内底面との間の距離Ｈが一定に
保持される。また、支持部１５ｂにピン１７が挿入する
ことにより、ヒータ収容部材１５下部のケース本体１２
ａの内底面に沿う方向の移動が規制される。

【００５６】支持部１５ｂにピン１７を挿入した状態に
おいて、ヒータ収容部材１５の上部は、支持孔１８を介
して蓋体１２ｂの上面から突出している。ヒータ収容部
材１５の上部が支持孔１８の内周縁に係合することによ
り、当該ヒータ収容部材１５上部の前後左右方向への移
動、即ちピン１７を支点とする揺動が規制される。この
ように、ヒータ収容部材１５はピン１７と支持孔１８と
により、ケース１２に対する所定の取付位置に固定支持
される。また、ケース本体１２ａの内底面とヒータ収容
部材１５の底面との間の距離は、ピン１７の突出高さ、
即ち前記距離Ｈと同じになっている。

【００５７】次に、ケース本体１２ａ内に蓄熱材１３を
充填する。蓄熱材１３は蓋体１２ｂに形成された蓄熱材
投入口（図示略）を介してケース本体１２ａ内に投入さ
れる。この後、ヒータ収容部材１５内にヒータ１６を挿
入し、硝酸塩を充填すれば、蓄熱装置１１の組立が完了
となる。

【００５８】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態の（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下の
効果を得ることができる。 （１）ヒータ収容部材１５のケース１２に対する位置決
め構造を備えた。即ち、ヒータ収容部材１５は、当該ヒ
ータ収容部材１５側の支持部１５ｂと、ケース本体１２
ａ側のピン１７と、蓋体１２ｂの支持孔１８とによりケ
ース１２に対して位置決めされ、且つ固定支持されるよ
うにした。このため、構成を複雑にすることなく、ヒー
タ収容部材１５のケース１２に対する位置決め及び支持
固定が可能となる。

【００５９】（２）また、ヒータ収容部材１５とケース
１２との間のはめあい関係により、当該ヒータ収容部材
１５のケース１２に対する位置決めがなされるようにし
た。即ち、ヒータ収容部材１５を支持孔１８に挿通し、
支持部１５ｂにピン１７を挿入するだけで、当該ヒータ
収容部材１５はケース１２に対して位置決め且つ固定支
持される。このため、蓄熱装置１１の組立時、ヒータ収
容部材１５を仮止め治具等によりケース本体１２ａに対
する所定の取付け位置に仮止めする場合と異なり、ヒー
タ収容部材１５の位置決め作業及び支持固定作業が簡単
になり、ひいては蓄熱装置１１の組立作業効率が向上す
る。

【００６０】（３）さらに、ヒータ収容部材１５の位置
決め及び支持固定のための構造としては、ピン１７、支
持部１５ｂ及び支持孔１８だけである。これらが、蓄熱
材１３の充填作業の邪魔になることはない。このため、
前記仮止め治具等を使用する場合と異なり、蓄熱材１３
の充填作業効率を向上させることができる。ちなみに、
前記仮止め治具等を使用した場合、これが例えば前記蓄
熱材投入口の一部を覆い、蓄熱材１３の充填作業の邪魔
になる場合がある。

【００６１】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態を説明する。図７及び図８（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、ケース本体１２ａの内底面において、ヒータ収容
部材１５の配設対応位置には一対の平面コの字状（図８
（ｂ）参照）のガイド部材１９，１９がそれぞれ溶接等
により突設されている。両ガイド部材１９，１９のコの
字内面が互いに対向するように、且つ両ガイド部材１
９，１９の互いに対向するコの字奥壁間の距離がヒータ
収容部材１５の幅よりも若干大きくなるように、両ガイ
ド部材１９，１９はそれぞれ配置されている。

【００６２】ガイド部材１９において、互いに対向する
コの字側壁間の距離はヒータ収容部材１５の厚みよりも
若干大きくされている。両ガイド部材１９，１９のコの
字内面にはそれぞれ支持片１９ａ，１９ａが設けられて
いる。両支持片１９ａ，１９ａは、ケース本体１２ａの
内底面と当該両支持片１９ａ，１９ａの上面との間の距
離Ｈが予め設定された所定の値となるように配置形成さ
れている。

【００６３】尚、両ガイド部材１９及び支持片１９ａ
は、ヒータ収容部材１５のケース１２に対する位置決め
構造、及びヒータ収容部材１５とケース１２との間のは
めあい構造を構成する。

【００６４】さて、蓄熱装置１１の組立時、蓋体１２ｂ
をケース本体１２ａに対して取り付けた状態で、ヒータ
収容部材１５を支持孔１８の上方から挿入し、同ヒータ
収容部材１５の下部を両ガイド部材１９，１９間に挿入
する。このとき、ヒータ収容部材１５の下部外面は両ガ
イド部材１９，１９のコの字状内面により案内される。
ヒータ収容部材１５の底面が両ガイド部材１９，１９の
支持片１９ａ，１９ａの上面に当接することにより、同
ヒータ収容部材１５のケース本体１２ａ内底面方向への
移動が規制される。これにより、ヒータ収容部材１５の
ケース１２に対する高さ方向の位置決めがなされ、同ヒ
ータ収容部材１５の底面とケース本体１２ａ内底面との
間の距離Ｈが一定に保持される。

【００６５】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態の（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下の
効果を得ることができる。 （１）ヒータ収容部材１５の下部を両ガイド部材１９，
１９により支持するようにした。即ち、両ガイド部材１
９，１９とヒータ収容部材１５とは２点接触のはめあい
構造を構成する。このため、１点接触のはめあい構造と
した場合と異なり、ヒータ収容部材１５をより安定して
支持固定することができる。

【００６６】（第４実施形態）次に、本発明の第４実施
形態を説明する。図９及び図１０に示すように、ヒータ
収容部材１５の上部開口部の周縁には、環状のフランジ
２０が形成されている。フランジ２０は蓋体１２ｂ上面
における支持孔１８の周縁部に係合可能とされている。
ヒータ収容部材１５は、支持孔１８に上方から挿入さ
れ、フランジ２０の下面が蓋体１２ｂ上面における支持
孔１８の周縁部に係合することにより、蓋体１２ｂに対
して吊下支持されている。これにより、ヒータ収容部材
１５のケース１２に対する高さ方向の位置決めがなさ
れ、同ヒータ収容部材１５の底面とケース本体１２ａ内
底面との間の距離Ｈが一定に保持される。フランジ２０
と蓋体１２ｂとは、例えばボルト及びナット（図示略）
又は溶接等により相互に固定されている。

【００６７】尚、支持孔１８及びフランジ２０は、ヒー
タ収容部材１５のケース１２に対する位置決め構造を構
成する。同じく吊下構造を構成する。フランジ２０はケ
ース１２の上面に対して係合可能とした係合部を構成す
る。

【００６８】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態の（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下の
効果を得ることができる。 （１）ヒータ収容部材１５を蓋体１２ｂの支持孔１８に
上方から挿入するだけで、当該ヒータ収容部材１５は所
定の取付位置に位置決めされる。このため、蓄熱装置１
１の構成がいっそう簡単になり、ひいては蓄熱装置１１
の組立作業効率をいっそう向上させることができる。

【００６９】（別例）尚、前記各実施形態は以下のよう
に変更して実施してもよい。 ・第２実施形態では、支持部１５ｂ及びピン１７をそれ
ぞれ１つずつ設けたが、複数ずつ設けるようにしてもよ
い。即ち、ヒータ収容部材１５のケース１２に対する位
置決め構造を多点接触のはめあい構造とすることによ
り、ヒータ収容部材１５をより安定して支持固定するこ
とができる。

【００７０】・第２実施形態では、ヒータ収容部材１５
の底面に支持部１５ｂを設け、ケース本体１２ａの内底
面にピン１７を設けたが、この凹凸関係を逆にしてもよ
い。即ち、ヒータ収容部材１５の底面にピンを設け、ケ
ース本体１２ａの内底面に円筒状の支持部を設ける。こ
のようにしても、前記第２実施形態の（１）〜（３）に
記載の効果と同様の効果を得ることができる。

【００７１】・第３実施形態では、２つのガイド部材１
９，１９を使用したが、２つのガイド部材１９，１９を
一体的に形成して一つの部材としてもよい。このように
すれば、部品点数を減らすことができる。

【００７２】・第４実施形態において、ヒータ収容部材
１５を予め蓋体１２ｂに溶接等により固定するようにし
てもよい。このようにすれば、蓋体１２ｂをケース本体
１２ａに取り付けることにより、すべてのヒータ収容部
材１５をケース本体１２ａ内の所定の取付位置に配置す
ることができる。

【００７３】・前記各実施形態ではヒータ１６をそれぞ
れＵ字状に形成していたが、各ヒータ１６の形状は任意
に変更可能である。例えば、蛇行状、棒状、螺旋状に形
成して、ヒータ収容部材１５内に収容するようにしても
よい。

【００７４】・前記各実施形態では、ヒータ収容部材１
５内にヒータ用硝酸塩Ｓを充填するようにしたが、他の
熱媒体（例えば熱媒油）を充填するようにしてもよい。
このようにしても、各ヒータ１６の熱は、ヒータ収容部
材１５内の熱媒体及びヒータ収容部材１５を介して蓄熱
材１３に効率的に伝導する。また、有機系の熱媒油を使
用した場合、常温状態においても液状であるためヒータ
交換時において温度を上げる必要がない。

【００７５】・前記各実施形態ではヒータ収容部材１５
を上部が開口した有底八角筒状に形成したが、有底円筒
状、有底楕円筒状、有底四角筒状などとしてもよい。こ
のようにしても、蓄熱材１３と各ヒータ１６とを隔絶す
ることができる。

【００７６】・前記各実施形態ではヒータ収容部材１５
の上部を開口したが、その両端をそれぞれ開口させるよ
うにしてもよい。このようにしても、各ヒータ１６の長
手方向における全周囲での蓄熱材１３との接触を防止す
ることができるため、ヒータの交換作業は容易となる。

【００７７】・前記各実施形態では伝熱管１４を二重螺
旋構造としていたが、三重螺旋以上の螺旋構造としても
よい。このようにすると、伝熱管１４の長さを確保しや
すくなる。

【００７８】・前記第１実施形態では加熱機構Ｋをヒー
タ１６、ヒータ用硝酸塩Ｓ、加熱機構Ｋからなる構成と
していた。そして、加熱機構Ｋの少なくとも一部（ヒー
タ１６）をケース１２の上部側から抜き差し可能に構成
していた。これに限らず、ヒータ用硝酸塩Ｓ及び加熱機
構Ｋを省略し、ヒータ１６のみで加熱機構Ｋとしてもよ
い。この場合、ヒータ１６は加熱体に相当する。このよ
うにしても、蓄熱材１３に埋設されたヒータ１６を上方
から引き抜いたり、挿入したりすることができるばかり
でなく、蓄熱装置１１の部品点数を削減できる。また、
このようにＵ字状のヒータ１６を直接蓄熱材１３に埋設
すると、従来技術の蓄熱装置における螺旋状のヒータを
蓄熱材から引き抜く場合と比べ、ヒータ１６に伝熱管１
４及び蓄熱材１３を構成する固形分（マグネシア）が絡
みつくことがなく容易に引き抜くことができる。なお、
この場合ヒータ１６の形状はＵ字状よりも棒状の方がよ
り望ましい。

【００７９】・前記各実施形態では導出部１４ｄを螺旋
中心軸Ｏ上に位置するようにしていたが、必ずしも螺旋
中心軸Ｏ上に位置するように配設しなくてもよい。 ・前記各実施形態では各加熱機構Ｋの中心を通る仮想円
筒Ｃを基準として仮想円筒Ｃ内外それぞれに位置する蓄
熱材１３の体積を同じになるように、各加熱機構Ｋを配
設していた。しかしながら、各加熱機構Ｋの配設を次の
ようにしてもよい。即ち、各加熱機構Ｋの中心を通る仮
想円筒を基準として仮想円筒Ｃ内外それぞれに位置する
蓄熱材１３の体積を異なるように、各加熱機構Ｋを配設
してもよい。

【００８０】・前記各実施形態では各ヒータ収容部材１
５（各加熱機構Ｋ）を螺旋中心軸Ｏを中心として同一円
周上に等間隔で配設していが、必ずしもそのように配設
しなくてもよい。

【００８１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
加熱体における少なくとも一部の交換作業を容易にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態における蓄熱装置の正断面図。

【図２】 第１実施形態における蓄熱装置の平断面図。

【図３】 第１実施形態における伝熱管の正面図。

【図４】 第１実施形態における加熱機構の正断面図。

【図５】 第２実施形態における蓄熱装置の要部正断面
図。

【図６】 第２実施形態における蓄熱装置の要部側断面
図。

【図７】 第３実施形態における蓄熱装置の要部正断面
図。

【図８】 （ａ）は、第３実施形態における蓄熱装置の
要部側断面図。（ｂ）は、第３実施形態における蓄熱装
置の要部平断面図。

【図９】 第４実施形態における蓄熱装置の要部正断面
図。

【図１０】 第４実施形態における蓄熱装置の要部側断
面図。

【符号の説明】

１１…蓄熱装置、１２…ケース、１２ｂ…ケースの上壁
を構成する蓋体、１３…蓄熱材、１４…伝熱管、１４ａ
…熱媒体導入部、１４ｂ…外側螺旋部、１４ｃ…内側螺
旋部、１４ｄ…熱媒体導出部、１５…ヒータ収容部材、
１５ｂ…位置決め構造及びはめあい構造を構成する支持
部（凹部）、１６…ヒータ、１７…位置決め構造及びは
めあい構造を構成するピン（凸部）、１８…位置決め構
造及び吊下構造を構成する支持孔、１９…位置決め構造
及びはめあい構造を構成するガイド部材、１９ａ…位置
決め構造及びはめあい構造を構成する支持片、２０…位
置決め構造及び吊下構造を構成するフランジ（係合
部）、Ｃ…仮想円筒、Ｋ…加熱体としての加熱機構、Ｏ
…螺旋中心軸。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部が開閉可能に構成されたケースと、 前記ケース内に充填された蓄熱材を加熱する加熱体と、 前記ケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され
   当該熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換を行う螺旋状の
   伝熱管とを備えた蓄熱装置において、 前記加熱体は棒状に形成されると共に、少なくともその
   一部が前記ケースの上部側から抜き差し可能に構成され
   ていることを特徴とする蓄熱装置。
2. 【請求項２】 前記加熱体はヒータ収容部材と、その内
   部に収容されるヒータとを備え、 前記ヒータはヒータ収容部材に対して上部側から抜き差
   し可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の蓄熱装置。
3. 【請求項３】 前記加熱体は複数あり、各加熱体は前記
   伝熱管の螺旋中心軸を中心として同一円周上に等間隔で
   配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の蓄熱装置。
4. 【請求項４】 前記各加熱体の中心を通る仮想円筒を基
   準として同仮想円筒内外それぞれに位置する前記蓄熱材
   の体積を同じにしたことを特徴とする請求項３に記載の
   蓄熱装置。
5. 【請求項５】 前記伝熱管は外側螺旋部と、その外側螺
   旋部内に配設された内側螺旋部とを有する二重螺旋状に
   構成され、前記加熱体を前記外側螺旋部と前記内側螺旋
   部との間に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求
   項４のうちいずれか１項に記載の蓄熱装置。
6. 【請求項６】 前記伝熱管は、前記ケースの上部側から
   導入された熱媒体導入部と、前記ケースの上部側へ導出
   された熱媒体導出部とを有し、 前記熱媒体導入部、前記外側螺旋部、前記内側螺旋部、
   前記熱媒体導出部の順にそれぞれ一体に連結され、 前記熱媒体導出部は、前記蓄熱材の中心部に配設されて
   いることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいず
   れか１項に記載の蓄熱装置。
7. 【請求項７】 前記ヒータ収容部材の前記ケースに対す
   る位置決め構造を備えた請求項１乃至請求項６のうちい
   ずれか１項に記載の蓄熱装置。
8. 【請求項８】 前記位置決め構造は、前記ヒータ収容部
   材と前記ケースとの間のはめあい構造を含む請求項７に
   記載の蓄熱装置。
9. 【請求項９】 前記はめあい構造は、前記ヒータ収容部
   材側に設けた凹部又は凸部と、前記ケース側に設けると
   共に前記ヒータ収容部材側の前記凹部又は前記凸部に対
   して相互に嵌合可能とした凸部又は凹部と、を備えてい
   る請求項８に記載の蓄熱装置。
10. 【請求項１０】 前記位置決め構造は、前記ケースの上
    壁における前記ヒータ収容部材の配設対応位置に形成さ
    れると共に当該ヒータ収容部材を挿通可能とした支持孔
    を含み、 前記ヒータ収容部材を前記支持孔に挿通し前記ケースに
    対して取り付けたとき、当該ヒータ収容部材の一部分が
    前記支持孔の内周縁に係合するようにした請求項７乃至
    請求項９のうちいずれか１項に記載の蓄熱装置。
11. 【請求項１１】 前記位置決め構造は、前記ヒータ収容
    部材と、前記ケースの上壁における前記ヒータ収容部材
    の配設対応位置との間に設けた吊下構造を含む請求項７
    に記載の蓄熱装置。
12. 【請求項１２】 前記吊下構造は、 前記ケースの上壁における前記ヒータ収容部材の配設対
    応位置に形成されると共に当該ヒータ収容部材を挿通可
    能とした支持孔と、 前記ヒータ収容部材側に設けられると共に前記ケースの
    上面に対して係合可能とした係合部と、を備えた請求項
    １１に記載の蓄熱装置。