JP2588119B2 - 蓄熱装置における無機蓄熱剤の充填方法および無機蓄熱剤 - Google Patents

蓄熱装置における無機蓄熱剤の充填方法および無機蓄熱剤

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JP2588119B2
JP2588119B2 JP5225101A JP22510193A JP2588119B2 JP 2588119 B2 JP2588119 B2 JP 2588119B2 JP 5225101 A JP5225101 A JP 5225101A JP 22510193 A JP22510193 A JP 22510193A JP 2588119 B2 JP2588119 B2 JP 2588119B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、容器内に、熱媒体が流
過する熱交換器と、結晶水を持つ無機塩類よりなる蓄熱
剤とを封入して、熱交換器に循環させる熱媒体の熱量
を、無機蓄熱剤に、それが結晶水に融解して液状となる
ときの融解熱を潜熱として蓄熱させておき、この液状の
無機蓄熱剤が凝固していくときに放出する熱量を、熱交
換器に循環させる熱媒体により取り出すようにする形態
の蓄熱装置における無機蓄熱剤の充填方法と、この充填
方法に用いる無機蓄熱剤についての改良に関する。
【0002】
【従来の技術】上述の形態の蓄熱装置Aは、通常、図1
に示している如く、中空の箱状に形成した容器1内に、
蛇管状に形成したパイプ2aの外周に放熱フイン2bを
設けた熱交換器2を、それの入口管20と出口管21と
が外部に突出した状態として組み込み、この熱交換器2
の外周面と容器1の内周面との間に形成される空間に、
水酸化ストロンチウム・水酸化カルシウム等の無機塩類
で結晶水を持つ形態の塩類よりなる無機蓄熱剤3を充填
しておいて、熱交換器2にこの無機蓄熱剤3の溶融点よ
り高い温度とした熱媒体を循環させて、この無機蓄熱剤
3に、それの結晶水に融解して液状になっていくときの
融解熱を与えて潜熱として蓄熱させ、この液状の無機蓄
熱剤3が凝固していくときに放出する潜熱を熱交換器2
に循環させる熱媒体によって取り出すように構成され
る。
【0003】そして、この形態の蓄熱装置Aは、図2に
示している如く、それの熱交換器2の入口管20と出口
管21とに接続する熱媒体の循環回路aを、例えば、ボ
イラーの煙突等の熱量の排出が行なわれる排熱部4に配
設して入熱用の熱交換器Wに接続し、さらに、循環回路
aに、三方切換弁Vを介してバイパス回路bを接続する
とともに、暖房機とする放熱用の熱交換器Yの循環回路
cを接続して、蓄熱しようとするときは、循環回路aに
設けた循環ポンプPの作動で熱媒体が入熱用の熱交換器
Wと蓄熱装置Aの熱交換器2との間を循環するように三
方切換弁Vを切換えて、排熱部4から入熱される熱量が
蓄熱装置Aの容器1内の無機蓄熱剤3に潜熱として蓄め
るようにする。
【0004】また、蓄熱した熱量を使用しようとすると
きは、循環ポンプPの作動で、熱媒体が、蓄熱装置Aの
熱交換器2からバイパス回路bおよび暖房機の放熱用の
熱交換器Yを経て蓄熱装置Aの熱交換器2に戻る循環を
行なうように、三方切換弁Vを切換え、これにより暖房
機の放熱用の熱交換器Yから熱量を取り出すようにす
る。
【0005】また、排熱部4において入熱用の熱交換器
Wにより取り入れる熱量を、ダイレクトに暖房機の放熱
用の熱交換器Yから放出させる通常の使用の場合には、
熱交換器Wを通過した熱媒体が熱交換器Yを経て蓄熱装
置Aの熱交換器2に流れ、ここから再び熱交換器Wに戻
る循環を行なうように三方切換弁Vを切換えるようにす
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の形態の蓄熱装置
Aは、熱交換器2を組み込んだ容器1内に、熱交換器2
のまわりを埋めるよう無機蓄熱剤3を充填するときの作
業が厄介な問題がある。
【0007】結晶水を持った無機蓄熱剤3の容器1内へ
の充填は、通常、容器1の上面側に設けてある充填口1
0を開栓して、この充填口10から無機蓄熱剤3を注入
することで行なうが、無機蓄熱剤3は、固形のままだと
注入がむづかしいだけでなく、この無機蓄熱剤3を注入
する容器1の内部が熱交換器2の蛇管状のパイプ2aお
よびそれの外面の放熱フイン2b…により複雑な形状と
なっていることで、充填し終えたときの空隙率が大きく
なって、容器1内に、応答性の良い熱入力時間を短くす
るように、無機蓄熱剤を充填することが困難なことか
ら、昇温させて液状にした状態で充填するようにする。
【0008】しかし、この無機蓄熱剤3は、液化した状
態において、高い粘性をもつ性状のものとなることか
ら、容器1内を減圧下にしておいて、充填口10から注
ぎ込むこの無機蓄熱剤3を容器1内に引き込むようにし
なければならず、容器1内を減圧するための設備を要
し、かつ、厄介な作業となる。
【0009】また、粘度を下げるため、無機蓄熱剤3を
加熱していくと、加熱の段階で結晶水が蒸発したり分離
したりして、シャーペット状になってしまい、完全な液
化は得られず、かえって充填を困難にしてしまう。
【0010】
【目的】本発明は、従来手段に生じている上述の問題を
解決するためになされたものであって、蓄熱装置Aの容
器1内に、結晶水をもつ無機蓄熱剤3を充填する作業
が、容器1内を減圧にする装置を用いることなく、簡単
な操作で楽に行なえるようにする新たな充填手段を提供
することを目的とする。また、この充填手段に用いる無
水化した無機蓄熱剤を簡単に得られるようにする手段を
提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、この
目的を達成するための手段として、熱交換器2が組み込
まれる容器1内に、低温において固体で昇温により粘性
のある液状となる結晶水をもつ無機塩よりなる無機蓄熱
剤3を充填する蓄熱装置において、結晶水をもつ無機塩
より無機蓄熱剤3を、加熱により無水化して、容器1内
に充填し、その後に当量の水を加えて結晶水をもつ無機
塩に戻すことを特徴とする蓄熱装置における無機蓄熱剤
の充填方法を提起し、また、結晶水をもつ無機塩よりな
る無機蓄熱剤3を、マイクロ電磁波の照射により無水化
して粉状とした蓄熱装置用の無機蓄熱剤を提起するもの
である。
【0012】
【実施例】次に本発明手段の実施例を図面に従い詳述す
る。本発明手段に用いる蓄熱装置Aは、箱状に形成した
容器1と、その容器1内に組み込む熱交換器2と、その
熱交換器2の外面と前記容器1の内面との間に形成され
る容器1内の空間に充填する結晶水をもつ無機蓄熱剤3
と、により構成して、熱交換器2に循環させる熱媒体と
無機蓄熱剤3との間に、無機蓄熱剤3が液化していくと
きの融解熱と液化した無機蓄熱剤3が固化していくとき
に放出する凝固熱とを出入りさせるようにすることにつ
いては、従前手段のものと変わりがない。また、このよ
うに構成する蓄熱装置Aの容器1内に対する無機蓄熱剤
3の充填を、容器1の上面側に設けてある充填口10を
開栓して、その充填口10を介して行なうことについて
も、従前手段のものと変わりがない。
【0013】しかし、この充填口10から容器1内に充
填する無機蓄熱剤3は、加熱により、それが保持する結
晶水を分離せしめて脱水・無水化する処理を行なって、
流動性の良いサラサラした粉末状にしておき、この状態
で充填口10から容器1内に充填していき、所定量の充
填を終えたところで、当量の精製水を加えて、元の塩に
戻すようにする。
【0014】この無水化した無機蓄熱剤3は、水酸化ス
トロンチウム8水塩Sr(OH)2・8H2Oを用い、これを無水塩
水酸化ストロンチウムSr(OH)2 とした場合についていえ
ば、塩1モルの体積が約1/4となることで、この無水
塩の粉末状態での充填後に当量の精製水を加えて、元の
8水塩の状態に戻して充填を完了させるときに、容器1
内の複雑な形状の空間に空隙を少なくした状態として充
填していくのが著しく容易になる。
【0015】因に、水酸化ストロンチウム8水塩を、固
体の状態として充填するときは、かさ比重と真比重の比
が、0.8/1.9=0.42となることで、容器1内に形成される
空間に対して、最大40%程度しか充填することが出来
ないようになる。
【0016】結晶水をもつ無機蓄熱剤3の脱水・無水化
は、マイクロ波の電磁波の照射により加熱することで均
一に、かつ、速く行なえる。水酸化ストロンチウム8水
塩の場合でいえば、マイクロ電磁波の照射により、固体
のSr(OH)2・8H2Oから液状[Sr(H2O)8]2+・2OH-を経て、無
水水酸化ストロンチウムSr(OH)2 となって粉末化し、さ
らに粉末状の酸化ストロンチウム SrOに変化し、炭酸塩
化も防ぐことができるようになる。この無水水酸化スト
ロンチウムおよび酸化ストロンチウムは、サラサラした
粉末状をなすが、不安定で、潮解する性質があることで
試薬としてしか市販されていないことから、結晶水をも
つ無機蓄熱剤3を脱水・無水化して、容器1内面と熱交
換器2の外面との間に形成される複雑な形状の空間内へ
の充填作業を容易にするために、上述のマイクロ電磁波
の照射により水酸化ストロンチウム8水塩を無水塩の水
酸化ストロンチウムまたは酸化ストロンチウムの粉末と
する手段は、極めて有効である。
【0017】この脱水・無水化の処理により生成した無
水水酸化ストロンチウムまたは酸化ストロンチウムは、
サラサラした粉末状であるから、開栓した容器1の充填
口10から流し込むことで容器1内の空間に投入でき
る。そして、所定量を流し込んだところで、水酸化スト
ロンチウム8水塩に復元するための当量の精製水を投入
して、その形態に復元させることで、無機蓄熱剤3とし
て容器1の内面と熱交換器2の外面との間に形成される
複雑な形状の空間に対して、その空間の略100%埋め
る状態として充填していけるようになる。
【0018】このとき、脱水・無水化した粉末状の無水
塩の投入と、当量の精製水の添加とにより、容器1内へ
の充填を終えたところで、その容器1を、塩の溶融点よ
りも10度C程度高い温度に放置し、さらに上下左右に
振ることで、一段と均一な塩になる。
【0019】この、無機蓄熱剤3として容器1内に充填
した水酸化ストロンチウム8水塩は、放熱により固相の
Sr(OH)2・8H2Oとなり、吸熱により液相の[Sr(H2O)8]2+・
2OH-となる。そして、この固相と液相の間の変化の際の
熱の授受により蓄熱と放熱が行なわれるようになる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明手段は、低
温において固体で昇温により粘性の高い液状となる結晶
水をもつ無機塩をそれの相変換の際の出入りする熱量を
利用する蓄熱剤に用いて、熱交換器2が組込まれている
容器1内に充填し、蓄熱装置を構成するに際し、その蓄
熱剤とする結晶水をもつ無機塩を、まず、脱水・無水化
の処理により粉末状にして、この状態で容器1の充填口
10からその容器1内に流し込み、その後に、当量の水
を加えて、旧の結晶水をもつ無機塩に戻すことで、容器
1内に充填した状態とするのであるから、この扱いにく
い、結晶水をもつ無機塩類よりなる無機蓄熱剤3を、簡
単な操作で容器1内に充填していけるようになる。ま
た、この無機蓄熱剤3が無水化により、体積に著しく減
少させることから、容器1内に形成される空間に対し、
略100%の量を簡単に充填していけるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】蓄熱装置の一部破断した平面図である。
【図2】同上蓄熱装置の使用状態の説明図である。
【符号の説明】
A…蓄熱装置、a…循環回路、b…パイパス回路、W・
Y…熱交換器、V…三方切換弁、P…循環ポンプ、1…
容器、10…充填口、2…熱交換器、2a…パイプ、2
b…放熱フイン、20…入口管、21…出口管、3…無
機蓄熱剤、4…排熱部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲田 直久 東京都清瀬市中里6丁目59の2 エヌテ ーシー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−62792(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換器2が組み込まれる容器1内に、
    低温において固体で昇温により粘性のある液状となる結
    晶水をもつ無機塩よりなる無機蓄熱剤3を充填する蓄熱
    装置において、結晶水をもつ無機塩より無機蓄熱剤3
    を、加熱により無水化して、容器1内に充填し、その後
    に当量の水を加えて結晶水をもつ無機塩に戻すことを特
    徴とする蓄熱装置における無機蓄熱剤の充填方法。
  2. 【請求項2】 結晶水をもつ無機塩よりなる無機蓄熱剤
    3を、マイクロ電磁波の照射により無水化して粉状とし
    た蓄熱装置用の無機蓄熱剤。
JP5225101A 1993-08-18 1993-08-18 蓄熱装置における無機蓄熱剤の充填方法および無機蓄熱剤 Expired - Lifetime JP2588119B2 (ja)

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JP6530837B2 (ja) * 2018-04-25 2019-06-12 日本化学工業株式会社 アルカリ土類金属水酸化物粉末及びその製造方法

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