JP2004003815A - 蓄熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外側容器12の内部に内側容器13を間隔保持具14,15を介して所定位置に収容する。前記外側容器12と内側容器13との間に形成された収容室16にはマグネシアと硝酸塩よりなる蓄熱材18を充填する。前記内側容器13内の収容室17には伝熱管20とヒータ22を収容する。この収容室17内には所定の温度で溶融する硝酸塩よりなる蓄熱材19のみを充填する。前記伝熱管20が破損した場合には蓄熱材19をヒータ22によって加熱溶解する。この状態で伝熱管20及びヒータ22を上方に引き上げて新しい伝熱管20と交換する。
【選択図】 図1
Description
【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】
従来より、次のような蓄熱装置が知られている。即ち、蓄熱装置のケース内には、固体のマグネシア及び所定の蓄熱温度域で液体化する硝酸塩から構成された蓄熱材が充填されている。この蓄熱材には同蓄熱材を加熱するヒータ及び伝熱管がそれぞれ埋設されている。そして、ケース内の蓄熱材をヒータにより加熱しておき、この状態で伝熱管の一方から水を供給し、蓄熱材との間で熱交換して伝熱管の他方から高温の蒸気として取り出す。
【0003】
【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、前記伝熱管が蓄熱材に直接埋設されているため、蓄熱材の固形分と伝熱管との摩擦や固体蓄熱材の重量等により同伝熱管を蓄熱材から引き抜くことが困難であった。従って、例えば、伝熱管が塩素イオン等によって応力腐食割れを起こす等、何らかの原因により伝熱管が故障した場合、その伝熱管を交換することができなかった。
【0004】
従来は、伝熱管が故障した場合、新しい蓄熱装置と交換する以外に方法はなかった。
上記の問題はヒータ等の加熱手段においても同様に生じていた。
【0005】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、伝熱管等の熱交換手段、ヒータ等の加熱手段又は熱電対等の温度検出手段が故障した場合に現場でのそれらの交換作業を容易に行うことができる蓄熱装置を提供することにある。
【0006】
又、この発明の別の目的は、上記目的に加えて、蓄熱材のリサイクルを容易に行うことが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】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ケースに充填された蓄熱材を加熱する加熱手段と、前記ケース内に配設されるとともに蓄熱材の蓄熱を熱交換するための熱交換手段を収容した蓄熱装置において、前記ケースに対し液状の蓄熱材のみを充填する液状材容器を設け、該容器の液状材収容室に前記加熱手段、熱交換手段及び温度検出手段のうち少なくとも一つの手段を収容したことを要旨とする。
【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、前記液状材容器は有底筒状に形成されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の蓄熱装置において、前記ケースに対し液状材容器を複数個配置したことを要旨とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、前記ケースに対し液状材容器を取り外し可能に収容したことを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、前記ケース内において液状材容器以外の部分には、マグネシア等の固体蓄熱材と、蓄熱温度領域で液体化する硝酸塩等の液状の蓄熱材とが混錬状態で充填されていることを要旨とする。
【0010】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、前記液状材容器に対し、該容器に収納される加熱手段、熱交換手段又は温度検出手段を取り外し可能に収容したことを要旨とする。
【0011】
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、前記液状材容器とともに複数個配置した熱交換手段としての伝熱管は、継手により連結されていることを要旨とする。
【0012】
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、前記液状の蓄熱材及び熱交換手段、加熱手段又は温度検出手段を収容する液状材容器としての内側容器は、ケースとしての外側容器に対し取り外し可能に装着されていることを要旨とする。
【0013】
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、前記外側容器と内側容器の間の収容室にはマグネシア等の固体蓄熱材と、蓄熱温度領域で液体化する硝酸塩等の液体蓄熱材が混錬状態で充填され、前記内側容器の内部には前記硝酸塩等の液体蓄熱材が充填されていることを要旨とする。
【0014】
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の蓄熱装置において、前記内側容器には固体蓄熱材の通過を阻止し、液体蓄熱材の通過を許容する通路として小孔、スリット又はメッシュが形成されていることを要旨とする。
【0015】
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、前記液状材容器は偏平筒状に形成され、該液状材容器には加熱手段としてのU字状をなすヒータが収容されていることを要旨とする。
【0016】
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、前記ヒータの発熱部の高さ寸法は、前記液状材容器の外側に収容された蓄熱材の高さ寸法の50%〜65%に設定されていることを要旨とする。
【0017】
請求項13に記載の発明は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、前記液状材容器には温度検出手段としての熱電対が収容されていることを要旨とする。
【0018】
請求項14に記載の発明は、請求項1に記載の蓄熱装置において、前記ケース自体が液状材容器であることを要旨とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した蓄熱装置の一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
【0020】
図1に示すように、蓄熱装置11を構成するステンレススチール製のケースとしての外側容器12は円筒部12aと、その円筒部12aの下端開口部に溶接された底板12bと、円筒部12aの上端開口部に被嵌固定された蓋板12cとにより構成されている。前記外側容器12の内部にはステンレススチール製の有底ドーナツ筒状の液状材容器としての内側容器13が取り外し可能に収容されている。この内側容器13は外側に位置する第1円筒13aと、内側に位置する第2円筒13bと、第1円筒13a及び第2円筒13bの下端開口部に溶接固定されたドーナツ板状の底板13cとにより構成されている。前記内側容器13の底面は前記底板12bから複数の間隔保持具14によって所定高さ位置に持ち上げられている。前記外側容器12の内周面と内側容器13の外周面との間には複数の間隔保持具15が介在されている。そして、前記外側容器12の内側面と前記内側容器13の外側面との間に蓄熱材18を収容する収容室16を形成している。又、前記内側容器13の内側にも蓄熱材19を収容する液状材収容室としての収容室17を形成している。
【0021】
前記蓄熱材18は、固体蓄熱材としてのマグネシア(酸化マグネシウム)と、蓄熱温度領域で液体化する液体蓄熱材としての硝酸塩(硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム及び硝酸カリウム等の混合物)とから構成され、混錬状態で収容室16に収容されている。前記蓄熱材19は、蓄熱温度領域で液体化する前記硝酸塩のみによって構成されている。
【0022】
前記内側容器13の内部には熱交換手段としてのステンレススチール製の伝熱管20が取り外し可能に収容されている。前記伝熱管20は前記蓋板12cを貫通し内部に導入される伝熱管導入部20aを備えている。又、この伝熱管20は内側容器13内においてその円周方向に蛇行する伝熱管蛇行部20bを備えている。さらに、伝熱管20は前記蓋板12cを貫通して外部に導出される伝熱管導出部20cを備えている。この伝熱管20の伝熱管導入部20aには図示しない水源から水が供給されるようになっており、伝熱管蛇行部20b内部を流動中に加熱されて蒸気となって伝熱管導出部20cから負荷装置に供給される。
【0023】
前記内側容器13内には加熱手段としてのヒータ22が複数箇所(この実施形態では3カ所)に取り外し可能に収容されている。このヒータ22は前記伝熱管20の伝熱管蛇行部20bの谷部に挿入するようにして収容され、側面から見て縦長ヘアピン状に配設されている。ヒータ22は縦長U字状をなすヘアピン部22aと、その上端部の1対の端子部22b,22cとにより構成されている。前記端子部22b,22cは前記蓋板12cに挿通され、図示しない電源に接続されている。なお、前記ヒータ22の端子部22b,22cは、間隔保持具24によって予め所定の間隔に保持されるようになっている。
【0024】
次に、前記蓄熱装置11の作用について説明する。
前記ヒータ22に通電されると、発熱により蓄熱材19が加熱されて熱が蓄えられる。この蓄熱材19の加熱により内側容器13自身の板を介して収容室16内部の蓄熱材18が加熱される。そして、蓄熱材19及び蓄熱材18が所定の蓄熱温度に達すると、硝酸塩は溶解する。なお、外側容器12の外側には図示しないがケイ酸カルシウム等の断熱材が設けられているので、蓄熱装置11の外部への放熱は有効に防止される。
【0025】
そして、伝熱管20の伝熱管導入部20aから熱媒体としての水を供給すると、この水は伝熱管20を介して蓄熱材18,19に蓄えられた熱により加熱され蒸気となって伝熱管20の上方の伝熱管導出部20cから蓄熱装置11の外部に放出される。このようにして、蓄熱材18及び蓄熱材19に蓄えられた熱は水と熱交換されて外部に取り出される。
【0026】
次に、前記蓄熱装置11を解体する作業について説明する。
外側容器12の蓋板12cを取り外し、外側容器12内から内側容器13を上方に引き抜く。内側容器13内から伝熱管20とヒータ22を上方に引き抜き、伝熱管20とヒータ22を分別して廃棄する。その後、内側容器13を横転して内側容器13内の蓄熱材19を外部に排出し、内側容器13を分別廃棄し、蓄熱材19をリサイクルに用いる。
【0027】
外側容器12は内側容器13が引き抜かれているので、その後に空間が形成されている。この空間を利用して蓄熱材18を該空間に落とし込み、蓄熱材18の充填密度を粗くする。その後、外側容器12を横転させて蓄熱材18の掻き出しを行い、外側容器12を廃棄し、蓄熱材18をリサイクルする。
【0028】
上記実施形態の蓄熱装置11によれば、以下のような特徴を得ることができる。
(1)上記実施形態では、外側容器12の内部に内側容器13を収容し、この内側容器13の内部に伝熱管20を収容した。このため、伝熱管20が例えば塩素イオン等によるステンレススチールの応力腐食割れ等の何らかの原因によって故障した場合に、その交換を容易に行うことができる。即ち、ヒータ22によって内側容器13内の蓄熱材19を溶融し、この状態で伝熱管20を上方へヒータ22とともに引き上げる。この引き上げ動作は固形物の全くない溶融状態の硝酸塩のみの蓄熱材19中で行われるため、引き上げ抵抗が極めて小さく、新しい伝熱管20を溶融状態の硝酸塩中に埋設する作業も抵抗なく行うことができる。従って、新旧の伝熱管20の交換作業を容易に行うことができる。又、伝熱管20が故障した場合を想定して予備の伝熱管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。
【0029】
(2)上記実施形態では、内側容器13の内部に伝熱管20の他、ヒータ22も収容したので、ヒータ22が何らかの原因によって故障した場合にもヒータ22の交換作業を上記(1)と同様の動作によって容易に行うことができる。又、ヒータ22が故障した場合を想定して予備のヒータを配設する必要がなく、この点からも蓄熱装置11のコストアップを抑えることができる。
【0030】
(3)上記実施形態では、外側容器12に対し内側容器13を取り外し可能に装着したので、蓄熱装置11が製品寿命を終えて、廃棄する際に蓄熱材18,19を加熱して溶融させた状態で、外側容器12内部から内側容器13を容易に引き抜くことができる。従って、外側容器12と内側容器13との間の収容室16に収容された蓄熱材18の取出し作業が容易となり、蓄熱材18のリサイクルを行うことができる。
【0031】
(4)上記実施形態では、前記内側容器13をステンレススチールにより密閉状に形成したので、収容室16側の蓄熱材18に含まれる粒子状のマグネシアが内側容器13の収容室17内に侵入するのを防止することができる。そして、伝熱管及びヒータとマグネシアとの接触による損傷を回避でき信頼性を向上することができるばかりか、取り替え作業の効率化をも図ることができる。また、特に伝熱管はその内部に水が供給されるため膨張収縮が発生するが、伝熱管は液状の蓄熱材中に存在することで、この膨張収縮動作を容易に吸収でき、変位に何等影響を受けることがなく、円滑にその膨張収縮動作を繰り返す。固体の蓄熱材中の場合には、前記伝熱管の膨張収縮動作が規制され、伝熱管に異常変形等が発生する。
【0032】
(5)上記実施形態では、内側容器13の収容室17内に伝熱管20とヒータ22を収容し、硝酸塩よりなる蓄熱材19を充填した。このため、伝熱管20及びヒータ22と、内側容器13の内側面との隙間が硝酸塩によって埋められる。従って、伝熱管20及びヒータ22と内側容器13の内側面との間に空気層が形成されるのと比較して、ヒータ22の熱が効率的に蓄熱材18に伝導され、ヒータ22の空焚きを防止することができる。逆に、熱交換時に蓄熱材18に蓄熱された熱を蓄熱材18から内側容器13内の蓄熱材19を介して伝熱管20に効率的に伝達することができる。
【0033】
(6)上記実施形態では、内側容器13内に液状の蓄熱材19のみを収容したので、内側容器13内で蓄熱温度領域で蓄熱材19の対流が生じ、蓄熱又は熱交換を迅速に行うことができる。
【0034】
(7)上記実施形態では、伝熱管20の蛇行部の谷部においてヒータ22が近接して配置されているため、蓄熱温度が低下した場合でも、ヒータ22の加熱動作にて容易に伝熱管20に熱を与えることができ、追い炊きが可能である。
【0035】
(8)上記実施形態では、内側容器13に対し、液状の蓄熱材を有していることから容易に伝熱管20及びヒータ22を取り外すことができ、又、この内側容器13自体も外側容器12から容易に取り外すことができる。このため、各構成要素毎に修理及び取り替えが可能となり、従来に見られるように装置全体を廃棄し新品に取り替えるといった無駄が回避できる。又、将来的な本蓄熱装置の廃棄解体作業が非常に容易であるばかりか、内側容器13内の蓄熱材である高価な硝酸塩の回収も確実かつ容易に実施でき、リサイクル使用に大いに役立つ製品使用形態といえる。
【0036】
(第2の実施形態)
本発明を具体化した第2の実施形態を図4及び図5に従って説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態の蓄熱装置の各部品の形状及び個数を変更した構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【0037】
この第2の実施形態では、外側容器12を有底四角筒状に形成し、内側容器13を有底扁平四角筒状に形成している。又、内側容器13は外側容器12内において複数箇所(例えば3カ所)に縦方向に各々独立して取り外し可能に収容されている。図4に示すように前記各内側容器13は、ステンレススチール製の支持金具31によって支持されるとともに、幅方向への位置ズレを防止するようになっている。これらの内側容器13の内部には、蛇行状に形成された伝熱管20がそれぞれ独立して取り外し可能に収容されている。各伝熱管20の蛇行部の谷部にはヒータ22が配置されている。それぞれの伝熱管導入部20a又は伝熱管導出部20cにはフランジ継手32が溶接により固定されている。そして、両フランジ継手32,32間にはパッキン(図示略)が介在され、ボルトとナットにより両フランジ継手32,32を締め付け固定することにより各伝熱管20〜20を互いに直列に連結している。
【0038】
前記蓋板12cは一枚の板材により形成されているので、前記伝熱管20の伝熱管導入部20a及び伝熱管導出部20cを最初に直線状に形成し、蓋板12cを貫通した後、湾曲してフランジ継手32を溶接する。これに代えて、フランジ継手32により各伝熱管20を連結した後に、複数に分割形成された蓋板12cを組み合わせて一つの蓋板としてもよい。
【0039】
従って、第2の実施形態によれば、前記第1の実施形態に記載の特徴に加えて以下の特徴を得ることができる。
(1)上記実施形態では、外側容器12内に複数の内側容器13を収容し、各内側容器13に対しそれぞれ伝熱管20を個別に取り外し可能に収容した。このため、破損した伝熱管20のみの交換を部分的に行うことができ、メンテナンス上のコストを低減することができる。
【0040】
(2)上記実施形態では、複数の内側容器13の下端部を共通の支持金具31によって位置ずれしないように支持した。このため複数の内側容器13を支持する部品の点数を低減することができる。
【0041】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更して具体化することができ、蓄熱装置として上記実施形態の効果にさらに細部効果が付加される。
【0042】
・ 図6に示す別例は、前記内側容器13に収容されたヒータ22の構成を変更したものである。すなわち、前記ヒータ22の下半分に設けられた発熱部22dの高さ寸法L1、内側容器13の内部に収容された蓄熱材19の高さ寸法L2、前記蓄熱材18の高さ寸法L3とすると、各寸法の間には次の関係式が成立するようにしている。
【0043】
L1=L3×50〜65%・・・(1)
L2<L3・・・(2)
上記のL1は60%が望ましい。
【0044】
この別例においては、上記関係式(1)によって、次の効果を期待することができる。すなわち、発熱部22dによって前記蓄熱材19の高さ方向の下部が最初に加熱されるので、この熱によって前記内側容器13の内部で熱の対流が生じて前記内側容器13内部の蓄熱材19全体が均一に加熱されることになる。従って、外側容器12内に収容された前記蓄熱材18も上下均一に加熱され、蓄熱効率を向上することができる。
【0045】
・ 図7及び図8に示す別例は、前記内側容器13を左右一対のプレート35,36をボルト37及びナット38によって互いに連結することにより構成されている。前記両プレート35,36の両端部間にはそれぞれスペーサ39が介在され、例えば0.5mmの微細な隙間Gが形成されている。そして、この隙間Gによって蓄熱材18内に含まれる液状蓄熱材としての硝酸塩のみが内側容器13の内部に進入するようになっている。前記外側容器の底板12bの上面には前記内側容器13の下端部を所定位置に保持するための取付枠40が例えば溶接等によって底板12bに取り付けられている。この場合には、内側容器13に内装する硝酸塩を蓄熱材18内に含まれる液状蓄熱材をそのまま利用することができ、内側容器13への硝酸塩の充填作業が簡素化される。
【0046】
・ 図6、図7及び図8に示す別例では、内側容器13の断面(図8参照)がヒータ22の縦長U字状に沿った六角形状を成している。この場合、蓄熱材18の熱膨張等による外圧に対し、その長辺13d、13eが互いに近接する方向にへこむことはなく、ヒータ22の交換時において、その抜き差し作業でのへこみとヘアピン部22aとによる支障はなくなる。本来の液状蓄熱材によるヒータ22の抜き差し作業の容易さとさらにこの効果が相俟って交換作業がより簡素化される。
【0047】
・ 図9及び図10に示す別例は、内側容器13の内部に温度検出手段としての熱電対42を収容するようにしたものである。この内側容器13は左右一対のプレート43,44を微細な隙間Gを介在し、ボルト37及びナット38によって互いに連結し、熱電対42を収容するための収容部45を形成している。そして、前記隙間Gによって蓄熱材18内に含まれる液状蓄熱材としての硝酸塩のみが内側容器13の内部に進入するようになっている。この場合には、熱電対42の交換時等において、外側容器12から上方への引き抜き及び戻し作業を円滑に行うことができる。
【0048】
なお、この別例では、熱電対42を蓄熱材18中の温度検出手段として記載したが、ヒータ22の温度検出手段に使用する場合には、前記図7及び図8に示すようにヒータ22と一緒の内側容器13に内装することで前記同様の効果が得られる。
【0049】
・ 図11に示すように、内側容器13を下端ほど幅狭となるテーパ状に形成してもよい。この場合には内側容器13を外側容器12から上方へ引き抜くときにその動作を円滑に行うことができる。
【0050】
・ 図12に示すように、伝熱管20を収容する内側容器13と、ヒータ22を収容する内側容器13´をそれぞれ別々に設けてもよい。この場合には、伝熱管20が故障した場合に、その交換作業時においてヒータ22を取り外す必要がなくなるので、伝熱管20の交換作業を容易に行うことができる。
【0051】
・ 図13に示すように、伝熱管20の伝熱管導入部20a及び伝熱管導出部20cの上端部にフランジ継手51を連結し、このフランジ継手51に対し、U字状に形成した連結管52の両端に設けたフランジ継手53を連結するようにしてもよい。この場合には、伝熱管導入部20a及び伝熱管導出部20cを湾曲することなく、連結管52によって連結することができる。
【0052】
・ 図14に示すように、一つの外側容器12のみを使用し、この外側容器12に対し液状の蓄熱材19、伝熱管20及びヒータ22を収容してもよい。
この別例では内側容器が不要となるので、構造を簡素化することができ、蓄熱材19及びヒータ22の交換作業も容易となる。
【0053】
・ 図15に示すように、前記内側容器13の表面に対し液状の蓄熱材19のみを透過する微細な小孔13fを形成してもよい。
・ 図16に示すように、前記内側容器13の下端開口部にメッシュ状の金網41を接合し、この金網41を通して液状の蓄熱材19のみを透過するようにしてもよい。
【0054】
・ 図17に示すように、前記内側容器13全体を金網により形成してもよい。
・ 図18に示すように、前記内側容器13を円筒状に形成するとともに、この内側容器13の内部に直線状に形成されたヒータ22を収容するようにしてもよい。
【0055】
・ 前記外側容器12の内部の前記収容室16に加熱手段としてのヒータ22を埋設しても良い。
・ 前記内側容器13を外側容器12に固定してもよい。
【0056】
・ 前記収容室16に液状の蓄熱材19、伝熱管20及びヒータ22を収容し、収容室17側に固体及び液状の蓄熱材18を収容してもよい。
・ 第1の実施形態において前記内側容器13を同心状に複数箇所に設けてもよい。
【0057】
・ 前記外側容器12を有底筒状に形成し、前記内側容器13を扁平筒状に形成してもよい。
・ 第2の実施形態において、伝熱管20の連結を溶接によって行うようにしてもよい。
【0058】
・ 前記内側容器13の収容室17を幅狭にして、その空隙内に硝酸塩を充填することなく伝熱管20及びヒータ22を収容するようにしてもよい。
・ 前記内側容器13に対しマグネシアの粒子の通過を阻止することができ、液体化された硝酸塩を通過し得る微細な通路を形成してもよい。この場合には、蓄熱材18及び蓄熱材19間の熱の伝導が効率良く行われる。
【0059】
上記実施形態から把握される請求項以外の技術思想について以下に説明する。
(技術思想1) 請求項8〜13のいずれか一項において、前記外側容器と内側容器の間には間隔保持具が介在されている蓄熱装置。
【0060】
(技術思想2) 請求項8〜10のいずれか一項において、前記外側容器は有底円筒状に形成され、前記内側容器は有底ドーナツ筒状に形成されている蓄熱装置。
【0061】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜14記載の発明は、伝熱管等の熱交換手段、ヒータ等の加熱手段又は熱電対等の温度検出手段のうち少なくとも一つの手段の交換作業を容易に行うことができる。
【0062】
請求項2に記載の発明は、上記効果に加えて、液状材容器の構成を簡素化することができる。
請求項3記載の発明は、液状材容器が複数個設けられているので、熱交換手段、加熱手段又は温度検出手段をそれぞれ独立して収容し、交換の必要な熱交換手段、加熱手段又は温度検出のみを効率的に交換することができる。
【0063】
請求項4記載の発明は、ケースから液状材容器を取り外すことにより、液状材容器内の熱交換手段、加熱手段又は温度検出手段の交換作業を容易に行うことができ、ケース及び液状材容器内の蓄熱材の交換やリサイクルを容易に行うことができる。
【0064】
請求項5に記載の発明は、ケース内において液状材容器以外の部分にマグネシア等の固体蓄熱材と、蓄熱温度領域で液体化する硝酸塩等の液状の蓄熱材とを混錬状態で充填しているので、蓄熱効率を向上することができる。
【0065】
請求項6に記載の発明は、液状材容器から加熱手段、熱交換手段又は温度検出手段の取り外し作業を容易に行うことができる。
請求項7に記載の発明は、熱交換手段としての伝熱管の交換作業を低コストで行うことができる。
【0066】
請求項8に記載の発明は、内側容器を外側容器から取り外して、蓄熱材の取り出しを容易に行い、蓄熱材をリサイクルすることができる。
請求項9に記載の発明は、内側容器の内部で液体蓄熱材が対流するので、蓄熱又は熱交換動作を迅速に行うことができる。
【0067】
請求項10に記載の発明は、内側容器に設けた小孔、スリット又はメッシュを通して液体蓄熱材が出入りするので、外側容器内の蓄熱材及び内側容器内の蓄熱材間の熱の伝導が効率良く行われる。
【0068】
請求項11に記載の発明は、ヒーターの交換作業を容易に行うことができる。
請求項12に記載の発明は、ケース内に充填された蓄熱材のヒーターによる蓄熱動作を適正に行い、蓄熱温度を均一化して蓄熱効率を向上することができる。
【0069】
請求項13に記載の発明は、熱電対の交換作業を容易に行うことができる。
請求項14に記載の発明は、前記ケースに液状材容器の機能を兼用させて構成を簡素化し、容器の製造を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の蓄熱装置の第1の実施形態を示す縦断面図。
【図2】図1の蓄熱装置の平断面図。
【図3】図1の蓄熱装置の蓋板を取り外した状態の斜視図。
【図4】この発明の蓄熱装置の第2の実施形態を示す縦断面図。
【図5】図4の蓄熱装置の蓋板を取り外した状態を示す斜視図。
【図6】この発明の蓄熱装置の別例を示す部分縦断面図。
【図7】この発明の蓄熱装置の別例を示す部分縦断面図。
【図8】図7の平断面図。
【図9】この発明の蓄熱装置の別例を示す縦断面図。
【図10】図9に示す熱電対を収容する内側容器の平断面図。
【図11】この発明の蓄熱装置の別例を示す略体縦断面図。
【図12】この発明の蓄熱装置の別例を示す略体平断面図。
【図13】この発明の蓄熱装置の別例を示す略体縦断面図。
【図14】この発明の蓄熱装置の別例を示す略体縦断面図。
【図15】内側容器とヒータの別例を示す斜視図。
【図16】内側容器の別例を示す斜視図。
【図17】内側容器の別例を示す斜視図。
【図18】内側容器及びヒータの別例を示す斜視図。
【符号の説明】L1,L2,L3…高さ寸法、11…蓄熱装置、12…外側容器、13…内側容器、13f…小孔、16,17…収容室、18,19…蓄熱材、20…伝熱管、22…ヒータ、22d…発熱部、42…熱電対。
Claims (14)
- ケースに充填された蓄熱材を加熱する加熱手段と、前記ケース内に配設されるとともに蓄熱材の蓄熱を熱交換するための熱交換手段を収容した蓄熱装置において、
前記ケースに対し液状の蓄熱材のみを充填する液状材容器を設け、該容器の液状材収容室に前記加熱手段、熱交換手段及び温度検出手段のうち少なくとも一つの手段を収容した蓄熱装置。 - 前記液状材容器は有底筒状に形成されている請求項1に記載の蓄熱装置。
- 前記ケースに対し液状材容器を複数個配置した請求項1又は2に記載の蓄熱装置。
- 前記ケースに対し液状材容器を取り外し可能に収容した請求項1、2又は3記載の蓄熱装置。
- 前記ケース内において液状材容器以外の部分には、マグネシア等の固体蓄熱材と、蓄熱温度領域で液体化する硝酸塩等の液状の蓄熱材とが混錬状態で充填されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
- 前記液状材容器に対し、該容器に収納される加熱手段、熱交換手段又は温度検出手段を取り外し可能に収容した請求項1〜5のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
- 前記液状材容器とともに複数個配置した熱交換手段としての伝熱管は、継手により連結されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
- 前記液状の蓄熱材及び熱交換手段、加熱手段又は温度検出手段を収容する液状材容器としての内側容器は、ケースとしての外側容器に対し取り外し可能に装着されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
- 前記外側容器と内側容器の間の収容室にはマグネシア等の固体蓄熱材と、蓄熱温度領域で液体化する硝酸塩等の液体蓄熱材が混錬状態で充填され、前記内側容器の内部には前記硝酸塩等の液体蓄熱材が充填されている請求項8に記載の蓄熱装置。
- 前記内側容器には固体蓄熱材の通過を阻止し、液体蓄熱材の通過を許容する通路として小孔、スリット又はメッシュが形成されている請求項9に記載の蓄熱装置。
- 前記液状材容器は偏平筒状に形成され、該液状材容器には加熱手段としてのU字状をなすヒータが収容されている請求項1〜10のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
- 前記ヒータの発熱部の高さ寸法は、前記液状材容器の外側に収容された蓄熱材の高さ寸法の50%〜65%に設定されている請求項11に記載の蓄熱装置。
- 前記液状材容器には温度検出手段としての熱電対が収容されている請求項1〜12のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
- 前記ケース自体が液状材容器である請求項1に記載の蓄熱装置。
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