JP2789363B2 - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
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- JP2789363B2 JP2789363B2 JP1300627A JP30062789A JP2789363B2 JP 2789363 B2 JP2789363 B2 JP 2789363B2 JP 1300627 A JP1300627 A JP 1300627A JP 30062789 A JP30062789 A JP 30062789A JP 2789363 B2 JP2789363 B2 JP 2789363B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は給湯器などに用いる電気式の蓄熱装置に関す
るものである。
るものである。
従来より、比熱の大きい物体に熱を蓄えておいて、後
でこの顕熱を利用する蓄熱技術は広く知られており、さ
まざまな分野で利用されていた。
でこの顕熱を利用する蓄熱技術は広く知られており、さ
まざまな分野で利用されていた。
たとえば、電気エネルギーによる蓄熱を利用し給湯器
として、水を直接加熱し、水自体を蓄熱体として利用す
る貯湯式のものが広く用いられていた。また、より小
型、高性能の蓄熱装置として、本出願人等は、非酸化物
セラミックスを蓄熱材として用いることを既に提案した
（特願昭63−180594号、63−180595号）。これは、炭化
珪素質セラミックスや窒化珪素質セラミックス等の非酸
化物セラミックスからなる蓄熱体に電気ヒータ及びヒー
トパイプを具備したものであって、電気ヒータによって
前記蓄熱体に蓄熱しておいて、必要なときに、前記ヒー
トパイプによってこの熱を取り出すようにしたものであ
った。
として、水を直接加熱し、水自体を蓄熱体として利用す
る貯湯式のものが広く用いられていた。また、より小
型、高性能の蓄熱装置として、本出願人等は、非酸化物
セラミックスを蓄熱材として用いることを既に提案した
（特願昭63−180594号、63−180595号）。これは、炭化
珪素質セラミックスや窒化珪素質セラミックス等の非酸
化物セラミックスからなる蓄熱体に電気ヒータ及びヒー
トパイプを具備したものであって、電気ヒータによって
前記蓄熱体に蓄熱しておいて、必要なときに、前記ヒー
トパイプによってこの熱を取り出すようにしたものであ
った。
ところが、上記の如き非酸化物セラミックスを用いた
蓄熱装置では、セラミックスからなる蓄熱体にヒートパ
イプを挟み込んだ構造となっており、両者の間に微小な
空間が生じて熱伝達が妨げられるだけでなく、蓄熱体と
ヒートパイプの熱膨張差等により歪みが生じるという問
題点があった。また、蓄熱体に直接熱媒体の流路を穿設
すれば熱伝達は良好となるが、伝熱面積を大きくして熱
出力を高めるためには、多くの流路を穿設しなければな
らず、製造が極めて困難になるという問題点があった。
蓄熱装置では、セラミックスからなる蓄熱体にヒートパ
イプを挟み込んだ構造となっており、両者の間に微小な
空間が生じて熱伝達が妨げられるだけでなく、蓄熱体と
ヒートパイプの熱膨張差等により歪みが生じるという問
題点があった。また、蓄熱体に直接熱媒体の流路を穿設
すれば熱伝達は良好となるが、伝熱面積を大きくして熱
出力を高めるためには、多くの流路を穿設しなければな
らず、製造が極めて困難になるという問題点があった。
このように、従来のセラミックスを用いた蓄熱装置で
は、蓄熱体とヒートパイプの熱伝達を良好にし、高出力
なものとすることが困難であった。
は、蓄熱体とヒートパイプの熱伝達を良好にし、高出力
なものとすることが困難であった。
上記に鑑みて本発明は、熱媒体が通過するヒートパイ
プに直結する蓄熱容器を形成し、該蓄熱容器内に蓄熱体
および電気ヒータを内蔵して蓄熱装置を構成し、熱媒体
が直接蓄熱体と接触するようにしたものである。
プに直結する蓄熱容器を形成し、該蓄熱容器内に蓄熱体
および電気ヒータを内蔵して蓄熱装置を構成し、熱媒体
が直接蓄熱体と接触するようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図によって説明する。
第１図に示す蓄熱装置Ｔはステンレスからなる蓄熱容
器２内に粉体を充填した蓄熱体１及び電気ヒータ３を内
蔵したものである。前記蓄熱容器２は下方に液管４、上
方に蒸気管５が直結され、これら液管４、蒸気管５は全
体としてループ状のヒートパイプＨを構成し、該ヒート
パイプＨ中を通過する熱媒体は蓄熱容器２内を通過して
直接蓄熱体１と接触するようになっている。
器２内に粉体を充填した蓄熱体１及び電気ヒータ３を内
蔵したものである。前記蓄熱容器２は下方に液管４、上
方に蒸気管５が直結され、これら液管４、蒸気管５は全
体としてループ状のヒートパイプＨを構成し、該ヒート
パイプＨ中を通過する熱媒体は蓄熱容器２内を通過して
直接蓄熱体１と接触するようになっている。
また、前記蓄熱体１は粉体1aを容器1b内に充填した圧
粉体であり、熱媒体である水などの作動流体が通過する
流路1cが形成され、さらに全体を小さなブロック状に分
割して伝熱面積を増大させ、操作性を良くしている。ま
た、電気ヒータ３は発熱部３が蓄熱容器２の内部に、端
子部が外部に露出するように気密的に取付けられてお
り、ステンレスでシースされたものである。
粉体であり、熱媒体である水などの作動流体が通過する
流路1cが形成され、さらに全体を小さなブロック状に分
割して伝熱面積を増大させ、操作性を良くしている。ま
た、電気ヒータ３は発熱部３が蓄熱容器２の内部に、端
子部が外部に露出するように気密的に取付けられてお
り、ステンレスでシースされたものである。
この高熱装置Ｔに対する蓄熱は、電気ヒータ３を通電
発熱させて蓄熱体１を加熱し、顕熱として熱を蓄える。
このようにして蓄えた熱を取り出す場合は、蓄熱容器２
下方の液管４より、熱媒体として水などの作動流体を供
給すると、蓄熱体１の熱によって作動流体が加熱され、
蒸気となって上方の蒸気管５より噴出することによっ
て、蓄熱体１の熱が取り出されることになる。この場
合、作動流体は直接蓄熱体１と接触するため熱伝達を極
めて良好に保つことができる。
発熱させて蓄熱体１を加熱し、顕熱として熱を蓄える。
このようにして蓄えた熱を取り出す場合は、蓄熱容器２
下方の液管４より、熱媒体として水などの作動流体を供
給すると、蓄熱体１の熱によって作動流体が加熱され、
蒸気となって上方の蒸気管５より噴出することによっ
て、蓄熱体１の熱が取り出されることになる。この場
合、作動流体は直接蓄熱体１と接触するため熱伝達を極
めて良好に保つことができる。
さらに、上記蓄熱体１として用いる粉体は下記第１表
に示すようにセラミックス、金属、鉱石などの粉体で平
均粒径１〜500μｍの範囲内のものを用いればよく、特
に500℃に蓄熱した時の単位体積あたりの蓄熱量が300kc
al/以上、熱伝導率が0.4kcal/m・ｈ・ｋ以上のものが
優れていた。
に示すようにセラミックス、金属、鉱石などの粉体で平
均粒径１〜500μｍの範囲内のものを用いればよく、特
に500℃に蓄熱した時の単位体積あたりの蓄熱量が300kc
al/以上、熱伝導率が0.4kcal/m・ｈ・ｋ以上のものが
優れていた。
次に本発明の他の実施例を説明する。
第２図に示す蓄熱装置Ｔは、前記実施例と同様に蓄熱
容器２内に蓄熱体１及び電気ヒータ３を内蔵し、ヒート
パイプＨを構成する液管４、蒸気管５がそれぞれ蓄熱容
器２に直結されており、ヒートパイプＨ中を通過する熱
媒体が直接蓄熱体１と接触するようになっている。
容器２内に蓄熱体１及び電気ヒータ３を内蔵し、ヒート
パイプＨを構成する液管４、蒸気管５がそれぞれ蓄熱容
器２に直結されており、ヒートパイプＨ中を通過する熱
媒体が直接蓄熱体１と接触するようになっている。
この実施例では、蓄熱体１として球状体を用い、直径
の異なる２種類以上の球状体を混合することによって空
隙を少なくしてあるが、高密度に充填するためには直径
20mm以下のものを用いることが望ましい。また、この蓄
熱体１の材質としては、下記第２表に示すようなセラミ
ックスを用いる。
の異なる２種類以上の球状体を混合することによって空
隙を少なくしてあるが、高密度に充填するためには直径
20mm以下のものを用いることが望ましい。また、この蓄
熱体１の材質としては、下記第２表に示すようなセラミ
ックスを用いる。
この蓄熱装置Ｔは電気ヒータ３に通電することによっ
て蓄熱体１に顕熱として蓄熱しておいて、液管４より熱
媒体としての作動流体を供給すると、該作動流体が蓄熱
体１によって加熱されて蒸発し、蒸気となって蒸気管５
より噴出することによって蓄熱体１の熱が取り出される
ことになる。
て蓄熱体１に顕熱として蓄熱しておいて、液管４より熱
媒体としての作動流体を供給すると、該作動流体が蓄熱
体１によって加熱されて蒸発し、蒸気となって蒸気管５
より噴出することによって蓄熱体１の熱が取り出される
ことになる。
このとき、作動流体は蓄熱体１に直接接触するため、
極めて熱伝達が良く、しかも作動流体は球状をした蓄熱
体１の隙間を通過することにより、伝熱面積も大きくで
きる。また、蓄熱体１としてセラミックスを用いている
ため、軽く、蓄熱量、耐蝕性などに優れ、しかも、この
蓄熱体１は球状体を蓄熱容器２に充填するだけであるか
ら製造も容易で、熱的歪みも少ない。
極めて熱伝達が良く、しかも作動流体は球状をした蓄熱
体１の隙間を通過することにより、伝熱面積も大きくで
きる。また、蓄熱体１としてセラミックスを用いている
ため、軽く、蓄熱量、耐蝕性などに優れ、しかも、この
蓄熱体１は球状体を蓄熱容器２に充填するだけであるか
ら製造も容易で、熱的歪みも少ない。
次に本発明の蓄熱装置Ｔを利用した給湯器について説
明する。
明する。
第３図に示すように、蓄熱装置Ｔの蒸気管５と液管４
は熱交換器７に接続されて、全体としてループ状のヒー
トパイプＨを構成し、蓄熱装置Ｔおよび蒸気管５は断熱
材６で覆われている。またヒートパイプＨの内部には、
真空排気した後熱媒体である作動流体９が封入されてお
り、ヒートパイプ弁８を開くことによって、作動流体９
が液管４を通じて蓄熱容器２に供給できるようになって
いる。
は熱交換器７に接続されて、全体としてループ状のヒー
トパイプＨを構成し、蓄熱装置Ｔおよび蒸気管５は断熱
材６で覆われている。またヒートパイプＨの内部には、
真空排気した後熱媒体である作動流体９が封入されてお
り、ヒートパイプ弁８を開くことによって、作動流体９
が液管４を通じて蓄熱容器２に供給できるようになって
いる。
まず電気ヒータ３によって蓄熱体１に顕熱を蓄えてお
き、温水を必要とする時にヒートパイプ弁８を開くと、
作動流体９が蓄熱容器２内に供給され、蓄熱体１の熱に
よって蒸発した作動流体９は低圧側の蒸気管５へ導かれ
る。この蒸気は熱交換器７で凝縮し、再び液管４へ導か
れるが、前記熱交換器７で凝縮熱が水管10の水に伝わ
り、温水を発生することができる。
き、温水を必要とする時にヒートパイプ弁８を開くと、
作動流体９が蓄熱容器２内に供給され、蓄熱体１の熱に
よって蒸発した作動流体９は低圧側の蒸気管５へ導かれ
る。この蒸気は熱交換器７で凝縮し、再び液管４へ導か
れるが、前記熱交換器７で凝縮熱が水管10の水に伝わ
り、温水を発生することができる。
ここで、実際に第２図に示す蓄熱装置Ｔを試作し、第
３図に示す給湯器に用いて使用試験を行なった。蓄熱体
１としてアルミナセラミックスを用い、直径20mm、10m
m、0.2mmの３種類の球状体を64:25:10の割合で混合し、
蓄熱容器２の中に充填した。これにより、蓄熱体１は最
密充填に近い状態となり、蓄熱容器２の全容積は16
で、蓄熱体１の体積は15と空隙率６％にすることがで
きた。
３図に示す給湯器に用いて使用試験を行なった。蓄熱体
１としてアルミナセラミックスを用い、直径20mm、10m
m、0.2mmの３種類の球状体を64:25:10の割合で混合し、
蓄熱容器２の中に充填した。これにより、蓄熱体１は最
密充填に近い状態となり、蓄熱容器２の全容積は16
で、蓄熱体１の体積は15と空隙率６％にすることがで
きた。
また、電気ヒータ３はステンレスでシースされたもの
で、発熱量400Wのものを４本使用した。さらに蓄熱装置
Ｔを熱伝導率0.02kcal/m・ｈ・ｋ以下の断熱材６で被覆
した。
で、発熱量400Wのものを４本使用した。さらに蓄熱装置
Ｔを熱伝導率0.02kcal/m・ｈ・ｋ以下の断熱材６で被覆
した。
この蓄熱装置Ｔにおいて、電気ヒータ３に通電すると
５時間後には蓄熱体１が500℃に均一に加熱されて6000k
calの熱量が蓄えられた。その後ヒートパイプ弁８を開
いて得られる温水400kcal/分であった。即ち、１分間に
16の水を25℃上昇でき、家庭用として一般的な16号型
のガス瞬間湯沸器と同等の性能を発揮することができ
た。
５時間後には蓄熱体１が500℃に均一に加熱されて6000k
calの熱量が蓄えられた。その後ヒートパイプ弁８を開
いて得られる温水400kcal/分であった。即ち、１分間に
16の水を25℃上昇でき、家庭用として一般的な16号型
のガス瞬間湯沸器と同等の性能を発揮することができ
た。
叙上のように本発明によれば、ヒートパイプに直結し
た蓄熱容器内に蓄熱体と電気ヒータを内蔵して蓄熱装置
を構成したことによって、ヒートパイプ中を通過する熱
媒体が直接蓄熱体と接触するため極めて熱伝達に優れ、
伝熱面積も大きくできることから、高出力とすることが
できる。また、上記蓄熱体は粉体や球状体を充填するだ
けであるから、製造が容易であり、熱的歪も生じること
がないなどのさまざまな特長をもった蓄熱装置を提供で
きる。
た蓄熱容器内に蓄熱体と電気ヒータを内蔵して蓄熱装置
を構成したことによって、ヒートパイプ中を通過する熱
媒体が直接蓄熱体と接触するため極めて熱伝達に優れ、
伝熱面積も大きくできることから、高出力とすることが
できる。また、上記蓄熱体は粉体や球状体を充填するだ
けであるから、製造が容易であり、熱的歪も生じること
がないなどのさまざまな特長をもった蓄熱装置を提供で
きる。
第１図は本発明実施例に係る蓄熱装置を示す一部破断分
解斜視図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。 第３図は本発明の蓄熱装置を用いた給湯器を示す概略図
である。 1:蓄熱体、2:蓄熱容器 3:電気ヒータ、4:液管 5:蒸気管、T:蓄熱装置
解斜視図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。 第３図は本発明の蓄熱装置を用いた給湯器を示す概略図
である。 1:蓄熱体、2:蓄熱容器 3:電気ヒータ、4:液管 5:蒸気管、T:蓄熱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長崎 浩一 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ 株式会社鹿児島国分工場内 (72)発明者 鈴木 皓三 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 岡田 宗男 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 望月 正孝 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 置鮎 隆一 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 久松 明彦 愛知県常滑市港町３丁目77番地 株式会 社イナックス榎戸工場内 (72)発明者 牧野 勤 愛知県常滑市港町３丁目77番地 株式会 社イナックス榎戸工場内 審査官 豊島 唯 (56)参考文献 特開 昭52−16040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−77515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−268983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−58738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−136092（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−175886（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24H 7/00 - 7/06 F28D 17/00 F28D 19/02
Claims (1)
- 【請求項１】熱媒体が流通するヒートパイプに直結した
蓄熱容器内に、電気ヒータと蓄熱体を内蔵する蓄熱装置
において、該電気ヒータの周囲及び上記ヒータパイプの
周囲に、直径の異なる２種類以上の粒状体を最密近く充
填するように混合した顕熱蓄熱体を配置し、上記熱媒体
が電気ヒータで加熱された蓄熱体に直接加熱するように
したことを特徴とする蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300627A JP2789363B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300627A JP2789363B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03160274A JPH03160274A (ja) | 1991-07-10 |
| JP2789363B2 true JP2789363B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17887140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1300627A Expired - Lifetime JP2789363B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789363B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101640938B1 (ko) * | 2015-01-20 | 2016-07-19 | 송이남 | 열매체유를 이용한 보일러 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2663316B2 (ja) * | 1991-10-29 | 1997-10-15 | 株式会社フジクラ | ループ型ヒートパイプの蒸発部の構造 |
| JP2000097498A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Hokuriku Electric Power Co Inc:The | 高温蓄熱槽 |
| CN1333449A (zh) * | 2000-07-15 | 2002-01-30 | 希奥考丽亚株式会社 | 增热器及使用该增热器的电热锅炉 |
| JP2002181306A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-26 | Thermo Electron Kk | 過熱蒸気発生装置及び過熱蒸気処理装置 |
| JP2009216278A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Koono:Kk | 熱交換器 |
| JP2012241976A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Fujikura Ltd | ループ型ヒートパイプ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140252A (en) * | 1975-05-29 | 1976-12-03 | Daikin Ind Ltd | Regenerator |
| JPS5216040A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-07 | Showa Denki Kogyo Kk | Electric heating process for fluid |
| JPS56132535U (ja) * | 1980-03-10 | 1981-10-07 | ||
| JPS61116955U (ja) * | 1985-01-08 | 1986-07-23 | ||
| JPS6377515A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Hitachi Ltd | ガス精製方法 |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP1300627A patent/JP2789363B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101640938B1 (ko) * | 2015-01-20 | 2016-07-19 | 송이남 | 열매체유를 이용한 보일러 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03160274A (ja) | 1991-07-10 |
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