JP2007147166A

JP2007147166A - 蓄熱カプセル

Info

Publication number: JP2007147166A
Application number: JP2005342529A
Authority: JP
Inventors: Naotatsu Yano; 直達矢野
Original assignee: Yano Giken Co Ltd
Current assignee: Yano Giken Co Ltd
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】並設する蓄熱カプセル同士をボルト連結する上で、より安定した状態に連結できるようにする。
【解決手段】対向配置してある一対の面材部１によってほぼ扁平形状のカプセル容器本体Ｃを構成し、面材部１間の密閉空間２に蓄熱材Ｔを収容してあり、カプセル容器本体Ｃに、そのカプセル容器本体Ｃに並設する別のカプセル容器本体Ｃとにわたって挿通させて一体化を図るボルト４を挿通させるボルト挿通用部Ｓが形成してある蓄熱カプセルにおいて、カプセル容器本体Ｃの表面に、並設する別のカプセル容器本体Ｃと係合することで、ボルト挿通用部軸芯周りのカプセル容器本体Ｃどうしの相対回転を抑制するずれ防止手段６Ｂが設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、面材部で構成された表皮に包まれて内部側に蓄熱材が収容してあって、表面に熱媒体（例えば、空気）を接触させて熱交換によってその熱を前記蓄熱材に蓄熱したり、蓄熱材から放熱したりできるように構成されたほぼ扁平形状の蓄熱カプセルに関し、更に詳しくは、対向配置してある一対の面材部によってほぼ扁平形状のカプセル容器本体を構成し、前記面材部間の密閉空間に蓄熱材を収容してあり、前記カプセル容器本体に、そのカプセル容器本体に並設する別のカプセル容器本体とにわたって挿通させて一体化を図るボルトを挿通させるボルト挿通用部が形成してある蓄熱カプセルに関する。

従来、この種の蓄熱カプセルは、図７に示すように、複数の蓄熱カプセルを、隙間２０を確保した状態に並設して、ボルト４をそれぞれのボルト挿通用部Ｓに貫通させてブロック状に束ね、それらの蓄熱カプセルどうしの隙間２０に空気等の熱媒体を流して熱交換によって前記蓄熱カプセルに蓄熱（又は放熱）出来るような形態で用いられるのが一般的で、蓄熱カプセルの全体形状は、例えば、ほぼ扁平形状に形成してあるものがあった。そして、隣接する蓄熱カプセルどうしの接当部分は、平坦に形成してあった。
尚、この様な従来技術に関しては、当業者の間で広く知られているものであるが、蓄熱カプセルどうしの接当表面の状況に関して詳しく言及した特許文献などは見あたらないので、先行技術文献は示していない。

この種の蓄熱カプセルは、その複数をボルトで束ねて連結された蓄熱カプセル群の状態で使用されることが多いとは言っても、各蓄熱カプセルそのものは、大きな強度を保有しているわけではなく、更には、カプセル容器本体内には、流動性の蓄熱材が収容されているだけであるから、それによる蓄熱カプセルの補強効果はほとんど期待できない。
従って、低強度の蓄熱カプセルをボルトで束ねるにしても、堅いものをボルト連結するように大きな締結力で締め付けることは困難であり、各蓄熱カプセルどうしの接当力も小さくなり易かった。
そして、上述した従来の蓄熱カプセルによれば、隣接する蓄熱カプセルどうしの接当部分は、それぞれほぼ平坦で且つ平滑に形成されているから、小さな外力が作用するだけでも容易に横ずれを起こし、隣接する蓄熱カプセルどうしがボルト軸芯周りに相対移動して捻れた状態となり、連結状態が不安定となることから、蓄熱カプセル群の外形形状が変形しやすく、且つ、蓄熱カプセル群どうしを積み上げ配置する際にも不安定な積載状態となり易い問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、並設する蓄熱カプセル同士をボルト連結する上で、より安定した状態に連結できる蓄熱カプセルを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、対向配置してある一対の面材部によってほぼ扁平形状のカプセル容器本体を構成し、前記面材部間の密閉空間に蓄熱材を収容してあり、前記カプセル容器本体に、そのカプセル容器本体に並設する別のカプセル容器本体とにわたって挿通させて一体化を図るボルトを挿通させるボルト挿通用部が形成してある蓄熱カプセルにおいて、前記カプセル容器本体の表面に、並設する別のカプセル容器本体と係合することで、前記ボルト挿通用部軸芯周りのカプセル容器本体どうしの相対回転を抑制するずれ防止手段が設けられているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記カプセル容器本体の表面にずれ防止手段が設けられているから、当該カプセル容器本体に別のカプセル容器本体を並設させることで前記ズレ防止手段が別のカプセル容器本体と係合して、前記ボルト挿通用部軸芯周りのカプセル容器本体どうしの相対回転を抑制することが可能となり、カプセル容器本体それぞれを安定した状態に連結でき、蓄熱カプセル群の保形性を向上させることが可能となる。従って、蓄熱カプセル群どうしを積み上げ配置するような場合であっても、夫々を安定した姿勢に積み上げることができる。
そして、上述のように、各蓄熱カプセルどうしが捻れ難くなるから、ボルトの締結力を必要以上に大きくする必要が無くなり、各蓄熱カプセルに無理な負荷が掛からないから、蓄熱カプセルの変形や破損を未然に防止し易い。

本発明の第２の特徴構成は、前記ずれ防止手段は、前記面部材に形成された凹部、又は、凸部であるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、隣接するカプセル容器本体との係合構造として凹部又は凸部と言う極めて単純な形状を採用することで、製作手間を掛けずにズレ防止を図ることが可能となる。
従って、コストアップを抑制でき、結果的に安価な蓄熱カプセルを提供することが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記ずれ防止手段は、前記カプセル容器本体の一方の面に形成された凸部と、前記カプセル容器本体の他方の面に形成された凹部とを備えて構成してあり、前記凸部と前記凹部とは、互いに嵌合自在に形成してあると共に、前記カプセル容器本体の表裏対応箇所に配置してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、前記ずれ防止手段は、前記カプセル容器本体の表裏の対応箇所に、互いが嵌合自在な形状に形成された凸部と凹部とを配置して構成してあるから、上下に配置するカプセル容器本体の前記凸部と凹部とが係合するように夫々の蓄熱カプセルを積み上げるだけで、各蓄熱カプセルは整列した状態に配置され、簡単に且つ正確に蓄熱カプセル群を構成することが可能となる。
そして、ズレ防止手段を機能させるのに、例えば、あるカプセル容器本体には、凸部のみを形成し、別のカプセル容器本体には凹部のみを形成しておき、この二種類のカプセル容器本体を組み合わせて使用することも考えられるが、そのような対応に比べて、当該特徴構成によれば、一種類のカプセル容器本体のみを使用してズレ防止を図ることが可能となり、最低限の部品点数によってズレ防止を達成することができる。従って、前記カプセル容器本体の形成コストを低減でき、より安価に蓄熱カプセルを提供することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１〜５は、本発明の蓄熱カプセルの一実施形態品（以後、単にカプセルという）を示すもので、当該カプセルは、主にカプセル容器本体Ｃと、当該カプセル容器本体Ｃの内部に充填する蓄熱材Ｔとで構成してあり（図３参照）、例えば、住宅、ビル、工場、プラント等に係る冷暖房システムや蓄冷・蓄熱システムにおいて利用することができる。使用形態は、図に示すように、複数枚のカプセルを並設してカプセル群として使用され、そのカプセル群のカプセル容器本体Ｃ間の隙間に空気等の熱媒体を流通させることで熱交換を図るように構成されている。
カプセルは、全体的にはほぼ偏平状の形状に成形され、一対の面材部１によって、前記蓄熱材Ｔを密封状態に収容する収容部（密閉空間に相当）２を形成してあり（図３、図４参照）、前記面材部１で構成された両外面を凹凸状に構成することで表面積の増加を図り、熱交換効率の向上を実現できるように構成されている。

前記蓄熱材Ｔは、例えば、塩化カルシウム水和物と水との混合物、あるいは、低融点の各種プラスチック、パラフィン類、ワックスなど熱の吸収・放出に伴って相変態する潜熱を利用する材料を用いて構成することができる。例えば、前記カプセルを一般の建物の空調に使用する場合には、居住空間の高温空気を前記カプセルに導いて蓄熱する場合が考えられる。この時、前記潜熱を利用する材料の場合には、室内温度がおよそ１８℃〜２７℃の間で変動すると想定して、例えば２３℃前後の温度において相変態可能なものを用いることが一例として挙げられる。潜熱を利用する場合には、熱の吸収・排出量を大きく確保することができる。また、潜熱に替えて、前記顕熱を利用する物質を蓄熱材Ｔとして使用することも可能である。

前記カプセル容器本体Ｃについて、更に詳しく説明する。
前記カプセル容器本体Ｃは、図１、図２に示すように、略長方形のほぼ扁平な形状に成形してあり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂製を使用して構成することができる。当該実施形態においては、ブロー成形で形成されたものを例に挙げて説明してあり、円筒形の樹脂（パリソン）を金型で挟み込み風船を膨らませる要領で中空体を形成するものである。そして、カプセル容器本体Ｃの端縁部には、筒状の蓄熱材充填口Ｇが形成されており、この部分からカプセル容器本体Ｃの内空部へ前記蓄熱材Ｔを充填した後、閉塞することで密閉された前記収容部２が形成される。
尚、カプセル容器本体Ｃの成形に関しては、ブロー成形法に限るものではなく、シート成形法や、インジェクション成形法や、他の公知の成形法によって形成することができる。

また、カプセル容器本体Ｃの表裏面は、前述したように、例えば、カプセルの幅方向に沿った谷部１ｂと、山部１ａとを交互に多数配置した凹凸形状（所謂「洗濯板」形状）に成形してある。尚、カプセル容器本体Ｃの表面側が谷部１ｂ（又は山部１ａ）であれば、カプセル容器本体Ｃの裏面側は、山部１ａ（又は谷部１ｂ）となるように夫々の凹凸形状が構成されている。また、カプセル容器本体Ｃの表裏面の両端部には、前記谷部１ｂや山部１ａに替えて、平坦部１ｃが形成してある。
そして、両面材部１どうしの接合部３は、図に示すように、カプセル容器本体Ｃの幅方向でのほぼ中央部の複数箇所を、表裏から加熱プレスによって融着することで構成してあり、カプセル容器本体Ｃの厚みのほぼ中央部で膜面に沿う扁平状態に形成されている。
この接合部３は、図１、図２に示すように、カプセル容器本体Ｃの正面視において円形に形成してあり、その中央部に、連結用のボルト４を挿通可能なボルト挿通用部Ｓが形成してある。このボルト挿通用部Ｓは、前記両面材部１の融着時に、リング状の薄肉部３ａを形成しておき、その内側の押し抜き部３ｂを押し抜くことで前記薄肉部３ａが切断されてその跡に挿通孔５が形成されるように構成されている（図３参照）。従って、全ての押し抜き部３ｂを押し抜いて挿通孔５を形成することに限らず、任意の接合部３にのみ挿通孔５を形成すると言ったことが可能となる。
そして、複数のカプセルを並設した状態で、図４に示すように、同一軸芯上に重なった各挿通孔５に一本のボルト４を貫通させると共に、先端にナットを螺合させ締め付けることで、各カプセルが一体に連結されたカプセル群Ｋが形成される。
また、本実施形態においては、前記押し抜き部３ｂの外径寸法は、押し抜かれた押し抜き部３ｂを、前記蓄熱材充填口Ｇの蓋にできる寸法に設定してあり、押し抜かれた押し抜き部３ｂを前記蓄熱材充填口Ｇに被せて加熱することで融着して閉塞を図ることができる。

また、前記カプセル容器本体Ｃには、二種類のずれ止め機構６が設けられている。
一つ目のずれ止め機構６Ａは、図５に示すように、カプセル容器本体Ｃの両端面部に各別に形成したホゾ７とホゾ穴８とで構成してあり、複数の前記カプセル群Ｋを隣接させる際に、一方のカプセル群Ｋのカプセル容器本体Ｃに形成されたホゾ７と、他方のカプセル群Ｋのカプセル容器本体Ｃに形成されたホゾ穴８とが嵌合することで、双方のカプセル群Ｋどうしのズレ止めを図ることができ、複数のカプセル群の一体性を向上させることが可能となる。
当該実施形態においては、前記ホゾ７、及び、前記ホゾ穴８は、大小２段構造に構成してあり、大ホゾ７ａの先端に小ホゾ７ｂが形成してある一方、大ホゾ穴（例えば、切欠き）８ａの底部分に小ホゾ穴８ｂが形成してある（図１参照）。そして、大ホゾ７ａは先細り形状に、大ホゾ穴８ａは、奥狭まり形状に形成してあり、それらのテーパー面どうしの当接によって、両カプセル容器本体Ｃどうしを、正規の嵌合相対位置に誘導し、小ホゾ７ｂと小ホゾ穴７ｂとが確実に嵌合できるように構成されている。

二つ目のずれ止め機構（ズレ防止手段に相当）６Ｂは、図２に示すように、カプセル容器本体Ｃの前記平坦部１ｃにそれぞれ振り分けて形成された凸部９と凹部１０とを備えて構成してあり、カプセル容器本体Ｃどうしを重ね合わせた際に、これらの凸部９と凹部１０とが嵌合（図４参照）することで、カプセル容器本体Ｃどうしの横ずれを防止できるように構成されている。
具体的には、図に示すように、前記カプセル容器本体Ｃの一方の面の平坦部１ｃには、ちょうどカプセル容器本体Ｃの四隅近傍に当たる箇所に前記凸部９が形成してあり、一方、前記カプセル容器本体Ｃの他方の面の平坦部１ｃにおける前記凸部９の裏側位置に前記凹部１０が形成されている。前記凸部９は、角を面取りした円錐台形状に形成してある一方、前記凹部１０は、その内周面が前記凸部９に対応した凹面となる形状に形成してあり、両者は嵌合することで互いの横ずれを阻止できる。
従って、複数のカプセル容器本体Ｃを重ね配置して、前記ボルト４で一体に連結した状態においては、前記二つ目のずれ止め機構６Ｂによるズレ止め効果により、各カプセル容器本体Ｃがボルト４軸芯周りに捻れ変形するのを防止でき、より安定した状態のカプセル群Ｋを構成することが可能となる。

本実施形態のカプセルによれば、複数枚のカプセルを並設してカプセル群Ｋを形成する際には、前記二つ目のずれ止め機構６Ｂの作用によって、前記挿通孔５に前記ボルト４を挿通させて締め付けることで、簡単に効率よく、且つ、安定した状態に形成することができる。そして、複数のカプセル群Ｋを隣接配置する際には、前記一つ目のずれ止め機構６Ａの作用によって、隣接するカプセル群どうしの一体性を向上することができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉蓄熱カプセルは、先の実施形態で説明した材料による構成に限るものではなく、例えば、面材部１は、合成樹脂製に替えて、ステンレス鋼や普通鋼やアルミニウム、銅、金属と合成樹脂とのラミネート等の薄膜で構成するものであってもよく、蓄熱材Ｔは、潜熱を利用するものに替えて、顕熱を利用する物質を使用することも可能である。
また、蓄熱カプセルの形状も、先の実施形態で説明した形状に限るものではなく、適宜、設計変更が可能である。また、表裏面の山谷の形状も、適宜、設計変更が可能である。
〈２〉前記ボルト挿通用部Ｓは、蓄熱カプセルの幅中央部に複数形成することに限らず、例えば、一つのみ設けるものであってもよい。また、複数のボルト挿通用部Ｓを設ける場合、蓄熱カプセルの幅内で左右に振り分けられた配置であってもよい。また、ボルト挿通用部Ｓそのものは、前述の通り、押し抜き部３ｂが残されている状態でも、取り除かれて挿通孔５を形成した状態であってもよく、何れの場合も含めてボルト挿通用部Ｓと言う。
〈３〉前記ずれ防止手段６Ｂは、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、形状や個数、配置等は、適宜変更することが可能である。その一例としては、図６に示すように、ボルト挿通用部Ｓの周りの部分に設けた凸部９と凹部１０とで構成してあってもよい。前記凸部９は、カプセル容器本体Ｃの内、ボルト挿通用部Ｓ周りの円形膨出部の表面に円周方向に間隔をあけて複数設けてあり、前記凹部１０は、前記円形膨出部の裏面で前記凸部９に対応する箇所に設けてあり、カプセル容器本体Ｃどうしを重ねた状態で、対向する凸部９と凹部１０とが嵌合し、両カプセル容器本体Ｃをボルト連結した際のずれ防止を図ることが可能となる。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

蓄熱カプセルを示す斜視図蓄熱カプセルの正面図と側面図蓄熱カプセルの側面視部分断面図蓄熱カプセル群を示す側面視断面図蓄熱カプセル群の側面視部分断面図別実施形態のずれ防止手段を示す要部の上面図と側面視断面図従来の蓄熱カプセル群を示す側面視断面図

符号の説明

１面材部
２収容部（密閉空間に相当）
４ボルト
６Ｂずれ止め機構（ズレ防止手段に相当）
９凸部
１０凹部
Ｃカプセル容器本体
Ｓボルト挿通用部
Ｔ蓄熱材

Claims

対向配置してある一対の面材部によってほぼ扁平形状のカプセル容器本体を構成し、前記面材部間の密閉空間に蓄熱材を収容してあり、前記カプセル容器本体に、そのカプセル容器本体に並設する別のカプセル容器本体とにわたって挿通させて一体化を図るボルトを挿通させるボルト挿通用部が形成してある蓄熱カプセルであって、
前記カプセル容器本体の表面に、並設する別のカプセル容器本体と係合することで、前記ボルト挿通用部軸芯周りのカプセル容器本体どうしの相対回転を抑制するずれ防止手段が設けられている蓄熱カプセル。
前記ずれ防止手段は、前記面部材に形成された凹部、又は、凸部である請求項１に記載の蓄熱カプセル。
前記ずれ防止手段は、前記カプセル容器本体の一方の面に形成された凸部と、前記カプセル容器本体の他方の面に形成された凹部とを備えて構成してあり、前記凸部と前記凹部とは、互いに嵌合自在に形成してあると共に、前記カプセル容器本体の表裏対応箇所に配置してある請求項１又は２に記載の蓄熱カプセル。