JP2008267677A

JP2008267677A - 蓄熱槽

Info

Publication number: JP2008267677A
Application number: JP2007110245A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sawada; 敬澤田; Masahito Megata; 雅人目片; Takayuki Takatani; 隆幸高谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を有効活用することで、高能力の蓄熱槽を提供すること。
【解決手段】複数の近接した円筒蓄熱槽１と、前記複数の円筒蓄熱槽１の少なくとも２本以上に接する接合蓄熱槽４と、前記複数の円筒蓄熱槽１を拘束する密着強化手段５とから構成したことを特徴とするもので、複数本の円筒蓄熱槽１によって形成される空間を接合蓄熱槽４で埋めることとなり、複数本の円筒蓄熱槽１によって形成される空間を有効活用することで、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯および空調等に利用する蓄熱槽に関するものである。

従来、この種の蓄熱槽は、円筒蓄熱槽を複数本１列に並べて、角型の外装に収納して蓄熱槽を構成していた。

図９は、上記従来の蓄熱槽を示すものである。図９に示すように、２本の円筒蓄熱槽１と、円筒蓄熱槽１の外周を断熱する断熱材２と、円筒蓄熱槽１を収納する角型外装３とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−９７４７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、角型外装の内部に円筒蓄熱槽を収納するため幾何学的形状の制約から角型外装の内部に蓄熱に寄与しない多くの空間部が存在することとなり、薄型形状にすることにより、蓄熱性能が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を有効活用することで、高能力の蓄熱槽を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の蓄熱槽は、複数の近接した円筒蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽の少なくとも２本以上に接する接合蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽を拘束する密着強化手段とから構成したことを特徴とするものである。

これによって、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を接合蓄熱槽で埋めることとなり、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。

本発明によれば、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を有効活用することで、高能力の蓄熱槽を提供できる。

第１の発明は、複数の近接した円筒蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽の少なくとも２本以上に接する接合蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽を拘束する密着強化手段とから構成したことを特徴とするもので、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を接合蓄熱槽で埋めることとなり、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。

第２の発明は、密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の接触部を接合する構成としたことを特徴とするもので、接合蓄熱槽の変形を防止することとなり、円筒蓄熱槽と同程度の高圧力を接合蓄熱槽にかけることができる。

第３の発明は、密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の外接部を接合する構成としたことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽を強固に密着させることとなり、接合蓄熱槽の変形を防止することとなり、円筒蓄熱槽と同程度の高圧力を接合蓄熱槽にかけることができる。

第４の発明は、接合蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の外周面に接する外接蓄熱槽であることを特徴とするもので、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される外周側空間を外接蓄熱槽で埋めることとなり、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。

第５の発明は、外接蓄熱槽は、長手方向に分割して形成したことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽の内部の温度成層を外接蓄熱槽が乱すのを防止することとなり、円筒蓄熱槽から効率良く蓄放熱を行うことができる。

第６の発明は、外接蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の長手方向の中間部より片側方向に設けたことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽の内部の温度成層を外接蓄熱槽が乱すのを防止することとなり、円筒蓄熱槽から効率良く蓄放熱を行うことができる。

第７の発明は、接合蓄熱槽の内部に潜熱蓄熱剤を充填したことを特徴とするもので、接合蓄熱槽の蓄熱能力を拡大することとなり、薄型形状で高能力を実現することができる。

第８の発明は、円筒蓄熱槽の外方に硬質断熱材を設けたことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽からの放熱損失を低減することとなり、高性能の蓄熱槽を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものでない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における蓄熱槽の構成図を示すものである。

図１において、円筒蓄熱槽１は、角型外装３の内部に１列４本を２列互いに接するように収納したものであり、４本の円筒蓄熱槽１に囲まれた空間に接合蓄熱槽である内接蓄熱槽４を設け、８本の円筒蓄熱槽１の外周をバンド等を用いる密着強化手段５でまとめて締め付けて構成している。

以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
まず、互いに接する８本の円筒蓄熱槽１の内側には、４本の円筒蓄熱槽１に囲まれた空間が３箇所存在するが、円筒蓄熱槽１の外周に接する形状の内接蓄熱槽４を設けることにより、２本の円筒蓄熱槽１を設ける図９に示す従来の構成断面形状に対して、蓄熱槽部分の断面積は、同一寸法の角型外装３に対して１０％以上大きくする事ができる。内接蓄熱槽４の断面は略菱形形状であるが、円筒蓄熱槽１の外周を密着強化手段５で締め付けているため、内接蓄熱槽４の内部に大きな圧力をかけても円筒蓄熱槽１が内接蓄熱槽４の変形を抑制することとなる
以上のように、本実施の形態においては、内接蓄熱槽４を円筒蓄熱槽１に囲まれた空間に設け、円筒蓄熱槽１の外周に密着強化手段５を設けることにより、角型外装３の内部に占める蓄熱部分の容積を拡大することとなり、薄型形状を実現し蓄熱性能を向上することができる。

（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図２において、密着強化手段５は、相隣り合う円筒蓄熱槽１の接触部を溶接などの接合手段で接合したものであり、各円筒蓄熱槽１を相互に接触部において接合し、円筒蓄熱槽１で囲まれる内接蓄熱槽４に強固に密着した構成としている。

以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。

まず、給湯に利用する場合、水道圧などの高い圧力を蓄熱槽の内部にかける必要があるが、内接蓄熱槽４の断面形状は、各円筒蓄熱槽１の外周面に沿った略菱形の形状を有するため単独では大きく変形するが、各円筒蓄熱槽１を相互に接触部において接合する密着強化手段５を設けているため、各円筒蓄熱槽１の位置が移動せず固定されることにより、内接蓄熱槽４の変形を抑制することとなる。

以上のように、本実施の形態においては、相隣り合う円筒蓄熱槽１の接触部を密着強化手段５で強固に接合することにより、円筒蓄熱槽１の位置を固定することとなり、内接蓄熱槽４の変形破損を防止し内部に高圧をかけて給湯性能を向上することができる。

（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図３において、密着強化手段５は、内接蓄熱槽４を挿入した状態で相隣り合う円筒蓄熱槽１の外接部６を固定板７で溶接接合したものであり、各円筒蓄熱槽１の位置を強固に固定して、円筒蓄熱槽１で囲まれる内接蓄熱槽４を円筒蓄熱槽１の表面に強固に密着して構成している。

まず、水道圧などの高い圧力を蓄熱槽の内部にかける場合、内接蓄熱槽４の断面形状は、円筒蓄熱槽１の外周面に沿った略菱形の形状を有するため単独では大きく変形するが、各円筒蓄熱槽１の外接部６を固定板７で溶接接合する密着強化手段５を設けているため、各円筒蓄熱槽１の位置が移動せず固定されることにより、内接蓄熱槽４の変形を抑制することとなる。

以上のように、本実施の形態においては、相隣り合う円筒蓄熱槽１の外接部６を固定板７で円筒蓄熱槽１の外側より溶接接合する密着強化手段５を設けることにより、円筒蓄熱槽１の位置を固定することとなり、内接蓄熱槽４の変形破損を防止し内部に高圧をかけて給湯能力を向上することができる。

（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図４において、接合蓄熱槽であるの一つである外接蓄熱槽８は、断面形状が略三角形状を有し、内部に水などの蓄熱剤を充填したものであり、円筒蓄熱槽１の角型外装３側の外周面で、相隣り合う円筒蓄熱槽１間の略三角形状の空間に外周を密着して設けた構成としている。

まず、断面形状が略三角形状を有する外接蓄熱槽８は、円筒蓄熱槽１の外周面で相隣り合う円筒蓄熱槽１間の略三角形状の空間に設けることにより、蓄熱槽全体の外形が角型外装３の形状にほぼ相似形の角型となる。

以上のように、本実施の形態においては、外接蓄熱槽８を円筒蓄熱槽１の外周面に密着して設け蓄熱槽全体の形状を角型として、角型外装３に収納することにより、角型外装３内部の蓄熱に寄与しない空間部を低減して蓄熱に寄与する有効な容積を拡大することとな
り、薄型形状を有し高性能な蓄熱槽を実現することができる。

（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図５において、外接蓄熱槽８は、内部に水などの蓄熱剤を充填し、円筒蓄熱槽１の長手方向に分割して設けたものであり、相隣り合う円筒蓄熱槽１間の略三角形状の空間に外周を密着して設けた構成としている。

まず、給湯に供する場合、円筒蓄熱槽１と内接蓄熱槽４に水を満たした状態で、上部の配管から円筒蓄熱槽１と内接蓄熱槽４に高温の湯を流入させて蓄熱し、下部配管に低温の水を流入させて上部より高温の湯として取出し給湯に利用する。外接蓄熱槽８は円筒蓄熱槽１の外周の接触面を介して円筒蓄熱槽１と熱授受を行ない円筒蓄熱槽１の垂直方向温度分布に応じて蓄放熱を行なうこととなる。

以上のように、本実施の形態においては、外接蓄熱槽８を円筒蓄熱槽１の長さ方向に分割して密着して設けた構成とすることにより、外接蓄熱槽８内で生じる自然対流を分割された個々の外接蓄熱槽８内で収めることにより、円筒蓄熱槽１の温度成層を崩すことなく蓄放熱を行うこととなり、薄型形状を有する高性能な蓄熱槽を実現することができる。

（実施の形態６）
図６は本発明の第６の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図６において、外接蓄熱槽８は、内部に水などの蓄熱剤を充填したものであり、円筒蓄熱槽１の高さ方向の中間部より上方の表面に密着して設けた構成としている。

まず、蓄熱は、円筒蓄熱槽１に水を満たした状態で、上部の配管から円筒蓄熱槽１に高温の湯を流入させて行うが、この時、円筒蓄熱槽１から外接蓄熱槽８に熱を伝えて外接蓄熱槽８にも蓄熱することとなる。外接蓄熱槽８は円筒蓄熱槽１の中間部より上方の表面に密着して設けているため、円筒蓄熱槽１の底から流出する水は低温を維持した状態を保つこととなる。

以上のように、本実施の形態においては、外接蓄熱槽８を円筒蓄熱槽１の中間部より上方の表面にのみ密着して設けた構成とすることにより、円筒蓄熱槽１の底から流出する水を低温の状態に保つこととなり、ヒートポンプなどの加熱源となるシステムの性能を損なうことなく蓄熱性能を向上することができる。

（実施の形態７）
図７は本発明の第７の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図７において、接合蓄熱槽である外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４は、酢酸ナトリウム３水塩などからなる潜熱蓄熱剤９を充填して構成したものであり、内部に給湯水などを満たした円筒蓄熱槽１と密着して設けた構成としている。

まず、蓄熱は、円筒蓄熱槽１に水を満たした状態で、上部の配管から円筒蓄熱槽１に高温の湯を流入させて行うが、円筒蓄熱槽１から外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４に熱を伝え内部の潜熱蓄熱剤９を融解して融解潜熱として蓄熱することとなる。放熱は円筒蓄熱槽１の下部の配管に低温の水を供給することにより、円筒蓄熱槽１内部を水が通過する際、外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４と熱交換しながら内部の潜熱蓄熱剤９を凝固させて凝固潜熱として取出し高温の湯として円筒蓄熱槽１の上部より取出し負荷へ供給することとなる。

以上のように、本実施の形態においては、潜熱蓄熱剤９を外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４に充填することにより、潜熱蓄熱剤９の保有する大量の熱を利用して蓄熱性能を大きく向上することとなり、薄型形状を有する高性能な蓄熱槽を実現することができる。

（実施の形態８）
図８は本発明の第８の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。

図８において、互いに接する複数本の円筒蓄熱槽１の外周に設けた硬質断熱材２と、硬質断熱材の外周に設けて締結する密着強化手段５とを備えたものであり、円筒蓄熱槽１と外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４とを外側より締め付けて強固に密着した構成としている。

まず、一番内側に設けられた内接蓄熱槽４を円筒蓄熱槽１で囲み、円筒蓄熱槽１の外側に外接蓄熱槽８を密着し、蓄熱部全体を覆う硬質断熱剤２の外部から締結帯を有する密着強化手段５によって締め付け保持することにより、円筒蓄熱槽１と外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４の接触面が強固に密着保持されることとなる。

以上のように、本実施の形態においては、円筒蓄熱槽１と外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４からなる蓄熱部全体を硬質断熱剤２で覆い最外表面を密着強化手段５で締め付け保持することにより、円筒蓄熱槽１と外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４の接触面における密着を強固にすることとなり、接触面における伝熱性能が向上するとともに、外接蓄熱槽８と内接蓄熱槽４の変形を防止して薄型形状を有する高性能な蓄熱槽を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる蓄熱槽は、設置性に優れ、蓄熱能力が大きく高効率な運転が可能となるので、住宅の空調、浴室乾燥、衣類乾燥および産業用の蓄熱装置などの用途にも適用できる。

（ａ）本発明の実施の形態１における蓄熱槽の斜視図（ｂ）同接合蓄熱槽（内接蓄熱槽）の斜視図（ｃ）図１（ａ）のＡ−Ａ断面図本発明の実施の形態２における蓄熱槽の側方断面図本発明の実施の形態３における蓄熱槽の側方断面図本発明の実施の形態４における蓄熱槽の側方断面図本発明の実施の形態５における蓄熱槽の斜視図本発明の実施の形態６における蓄熱槽の斜視図本発明の実施の形態７における蓄熱槽の側方断面図本発明の実施の形態８における蓄熱槽の側方断面図（ａ）従来の蓄熱槽の斜視図（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ断面図

符号の説明

１円筒蓄熱槽
２硬質断熱材
３角型外装
４内接蓄熱槽
５密着強化手段
６外接部
７固定板
８外接蓄熱槽
９潜熱蓄熱剤

Claims

複数の近接した円筒蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽の少なくとも２本以上に接する接合蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽を拘束する密着強化手段とから構成したことを特徴とする蓄熱槽。
密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の接触部を接合する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱槽。
密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の外接部を接合する構成としたことを特徴とする請求項１記載の蓄熱槽。
接合蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の外周面に接する外接蓄熱槽であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄熱槽。
外接蓄熱槽は、長手方向に分割して形成したことを特徴とする請求項４項に記載の蓄熱槽。
外接蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の長手方向の中間部より片側方向に設けたことを特徴とする請求項５に記載の蓄熱槽。
接合蓄熱槽の内部に潜熱蓄熱剤を充填したことを特徴とする請求項４に記載の蓄熱槽。
円筒蓄熱槽の外方に硬質断熱材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄熱槽。