JP2832195B2 - 蓄熱素子 - Google Patents
蓄熱素子Info
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- JP2832195B2 JP2832195B2 JP2150316A JP15031690A JP2832195B2 JP 2832195 B2 JP2832195 B2 JP 2832195B2 JP 2150316 A JP2150316 A JP 2150316A JP 15031690 A JP15031690 A JP 15031690A JP 2832195 B2 JP2832195 B2 JP 2832195B2
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- Japan
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- heat storage
- heat
- storage element
- brick
- metal pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Central Heating Systems (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、深夜電力または高温廃熱を利用して、昼
間冷暖房または再発電に使う熱を蓄えることのできる蓄
熱素子に関する。
間冷暖房または再発電に使う熱を蓄えることのできる蓄
熱素子に関する。
「従来の技術」 深夜電力の需要を創出することは、発電設備の効率化
および昼夜間のロードレベリング（負荷の平準化）を図
る上で極めて重要である。
および昼夜間のロードレベリング（負荷の平準化）を図
る上で極めて重要である。
この深夜電力を昼間利用する方法として、蓄熱体に高
温蓄熱する方法が一般的に知られており、上記の蓄熱体
としては、マグネシアを主成分とするマグネサイト煉瓦
または酸化鉄を主成分とする煉瓦が利用されている。ま
たこの煉瓦を蓄熱源とする装置としては蓄熱式暖房器が
あるが、一部地域、たとえば小学校や老人ホームないし
病院等で利用されているに過ぎない。
温蓄熱する方法が一般的に知られており、上記の蓄熱体
としては、マグネシアを主成分とするマグネサイト煉瓦
または酸化鉄を主成分とする煉瓦が利用されている。ま
たこの煉瓦を蓄熱源とする装置としては蓄熱式暖房器が
あるが、一部地域、たとえば小学校や老人ホームないし
病院等で利用されているに過ぎない。
「発明が解決しようとする問題点」 ところが、上記従来の蓄熱体に利用される煉瓦は、60
0℃程度まで蓄熱でき、単位容積当たりの蓄熱能力が高
いという利点がある反面、その蓄熱温度が高温であるが
故に上記従来の煉瓦による蓄熱体を利用した蓄熱式暖房
器においては、蓄熱体からの熱取り出し方式が空気によ
ってのみ可能であり、温水または蒸気としては蓄熱エネ
ルギを取り出すことができなかった。したがって、上記
のように暖房器のみに利用されるに過ぎず、我が国にお
いては煉瓦を利用した蓄熱装置の普及が進まない一因と
もなっている。
0℃程度まで蓄熱でき、単位容積当たりの蓄熱能力が高
いという利点がある反面、その蓄熱温度が高温であるが
故に上記従来の煉瓦による蓄熱体を利用した蓄熱式暖房
器においては、蓄熱体からの熱取り出し方式が空気によ
ってのみ可能であり、温水または蒸気としては蓄熱エネ
ルギを取り出すことができなかった。したがって、上記
のように暖房器のみに利用されるに過ぎず、我が国にお
いては煉瓦を利用した蓄熱装置の普及が進まない一因と
もなっている。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高温蓄
熱を可能とし、かつ耐熱油等の触媒によって温水、蒸気
を効率的に取り出すことのできる蓄熱素子を提供するこ
とを目的としている。
熱を可能とし、かつ耐熱油等の触媒によって温水、蒸気
を効率的に取り出すことのできる蓄熱素子を提供するこ
とを目的としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明にかかる蓄熱素子は、蓄熱煉瓦を耐熱性を有
する容器内に充填してなるものである。
する容器内に充填してなるものである。
なお、前記容器は前記蓄熱煉瓦の全面を被覆すること
が望ましい。さらに、前記容器は金属体またはガラス体
により構成されていることが望ましい。また、前記容器
内には熱交換用の熱媒が通る通路を形成してもよく、前
記容器内に加熱用の伝熱線を組み込んでもよい。
が望ましい。さらに、前記容器は金属体またはガラス体
により構成されていることが望ましい。また、前記容器
内には熱交換用の熱媒が通る通路を形成してもよく、前
記容器内に加熱用の伝熱線を組み込んでもよい。
「作用」 容器を外部より加熱すると、内部の蓄熱煉瓦が加熱さ
れて高温蓄熱され、蓄熱体としての機能が発揮される。
これにより、容器の外を流れる耐熱油等の熱媒によって
蓄熱エネルギを温水や蒸気として効率的に取り出すこと
ができる。
れて高温蓄熱され、蓄熱体としての機能が発揮される。
これにより、容器の外を流れる耐熱油等の熱媒によって
蓄熱エネルギを温水や蒸気として効率的に取り出すこと
ができる。
「実施例」 第１図はこの発明の第１実施例を示すもので、図中、
符号１は本発明にかかる蓄熱素子を示している。
符号１は本発明にかかる蓄熱素子を示している。
この蓄熱素子１は、耐熱煉瓦２を中空の金属製パイプ
（容器）３内に充填し、この金属製パイプ３の両端開口
を蓋４により閉栓し、金属製パイプ３内部の耐熱煉瓦２
を外部と遮断したものである。金属製パイプ３は、鋼や
鋼鉄等の薄板により筒状に形成されかつ中空構造とさ
れ、蓋４も金属製パイプ３と同一材質の金属より作られ
ている。
（容器）３内に充填し、この金属製パイプ３の両端開口
を蓋４により閉栓し、金属製パイプ３内部の耐熱煉瓦２
を外部と遮断したものである。金属製パイプ３は、鋼や
鋼鉄等の薄板により筒状に形成されかつ中空構造とさ
れ、蓋４も金属製パイプ３と同一材質の金属より作られ
ている。
前記蓄熱煉瓦２は、その種類や利用される温度帯によ
りマグネシア系、アルミナ系、ジルコン系など各種を選
択でき、金属製パイプ３の融点によっては更に高温での
蓄熱が可能である。
りマグネシア系、アルミナ系、ジルコン系など各種を選
択でき、金属製パイプ３の融点によっては更に高温での
蓄熱が可能である。
なお、前記金属製パイプ３の形状は、蓄熱の効率化と
熱取り出しの効率化との観点から本実施例のようなパイ
プ状であることが望ましく、金属製パイプ３の大きさ、
太さ、長さは、一個あたりのエネルギの適切量を勘案し
て定められるものであり、任意に設定できる。
熱取り出しの効率化との観点から本実施例のようなパイ
プ状であることが望ましく、金属製パイプ３の大きさ、
太さ、長さは、一個あたりのエネルギの適切量を勘案し
て定められるものであり、任意に設定できる。
次に、上記構成の蓄熱素子１の組立方法ならびに作用
を説明する。
を説明する。
蓄熱素子１を組み立てるには、まず一方の端部を閉口
した金属製パイプ３の他方の開口部から溶融状の蓄熱煉
瓦２を圧入すると同時に金属製パイプ３の外部より蓄熱
煉瓦２を加熱焼結させる。この際、他端の開口部より蓄
熱煉瓦２の焼結時に発生する蒸気等を外部に放出させ
る。次に金属製パイプ３と一体に焼結された蓄熱煉瓦２
入り金属製パイプ３に両端部に前記蓋４を左右からねじ
式嵌合により閉蓋し、蓄熱素子１の組み立てを完了す
る。
した金属製パイプ３の他方の開口部から溶融状の蓄熱煉
瓦２を圧入すると同時に金属製パイプ３の外部より蓄熱
煉瓦２を加熱焼結させる。この際、他端の開口部より蓄
熱煉瓦２の焼結時に発生する蒸気等を外部に放出させ
る。次に金属製パイプ３と一体に焼結された蓄熱煉瓦２
入り金属製パイプ３に両端部に前記蓋４を左右からねじ
式嵌合により閉蓋し、蓄熱素子１の組み立てを完了す
る。
このようにして組み立てられた蓄熱素子１を金属製パ
イプ３の外部よりシーズヒーター等で加熱すると、金属
製パイプ３の温度上昇とともに内部に充填された蓄熱煉
瓦２の温度も上昇し、高温蓄熱される。かかる蓄熱時に
は、耐熱煉瓦２の温度膨張率が金属製パイプ３のそれよ
りもはるかに小さいため、金属製パイプ３が破裂する恐
れはない。また、蓄熱煉瓦２に蓄えられた蓄熱エネルギ
は金属製パイプ３の外部を流れる耐熱油（熱媒）によっ
て温水や蒸気として取り出され、暖房その他用途に利用
される。この場合、蓄熱煉瓦２は金属製パイプ３により
全面が被覆されているから、蓄熱煉瓦２が耐熱油により
侵される心配がなく、常時使用によって蓄熱効率を低下
させる心配がない。
イプ３の外部よりシーズヒーター等で加熱すると、金属
製パイプ３の温度上昇とともに内部に充填された蓄熱煉
瓦２の温度も上昇し、高温蓄熱される。かかる蓄熱時に
は、耐熱煉瓦２の温度膨張率が金属製パイプ３のそれよ
りもはるかに小さいため、金属製パイプ３が破裂する恐
れはない。また、蓄熱煉瓦２に蓄えられた蓄熱エネルギ
は金属製パイプ３の外部を流れる耐熱油（熱媒）によっ
て温水や蒸気として取り出され、暖房その他用途に利用
される。この場合、蓄熱煉瓦２は金属製パイプ３により
全面が被覆されているから、蓄熱煉瓦２が耐熱油により
侵される心配がなく、常時使用によって蓄熱効率を低下
させる心配がない。
本実施例の蓄熱素子１は、蓄熱源に安価な煉瓦を利用
し、かつ、金属製パイプ３は単純構造で大量に製作でき
るから、イニシャルコストを安くすることができ、また
金属製パイプ３と一体化した蓄熱煉瓦２はメンテナンス
フリーであるから保守等のコストもかからない利点があ
る。なお上記蓄熱素子１は単体としても蓄熱体の機能を
発揮するが、多数個組み合わせて使用しても差し支えな
く、家庭用の蓄熱式暖房装置としても利用できる。要は
使用目的、使用形態に合わせて適宜数量等は決定すれば
よい。
し、かつ、金属製パイプ３は単純構造で大量に製作でき
るから、イニシャルコストを安くすることができ、また
金属製パイプ３と一体化した蓄熱煉瓦２はメンテナンス
フリーであるから保守等のコストもかからない利点があ
る。なお上記蓄熱素子１は単体としても蓄熱体の機能を
発揮するが、多数個組み合わせて使用しても差し支えな
く、家庭用の蓄熱式暖房装置としても利用できる。要は
使用目的、使用形態に合わせて適宜数量等は決定すれば
よい。
第２図は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例
の蓄熱素子５は、容器に耐熱性に優れたガラス体６が用
いられ、このガラス体６により前記実施例と同一の蓄熱
煉瓦２が全面被覆された構成とされている。
の蓄熱素子５は、容器に耐熱性に優れたガラス体６が用
いられ、このガラス体６により前記実施例と同一の蓄熱
煉瓦２が全面被覆された構成とされている。
本実施例の蓄熱素子５を製作するには、まず蓄熱煉瓦
２を棒状に半焼成し、仕上り段階でガラス溶液中に浸
し、仕上げ焼結させる。この作業により、耐熱煉瓦２の
表面をガラス質で被覆し、蓄熱煉瓦２を容易に外部から
遮断し、外部との直接接触を避けることができる。ま
た、ガラス体６は一体成形加工が可能であるから、大量
生産ができ、製造コストが安価である。なお、本実施例
では耐熱煉瓦２の表面をガラス質で表面処理したが、こ
れに限らず、金属性のものあるいは伝熱性に優れた新素
材によっても同等の効果が期待できる。
２を棒状に半焼成し、仕上り段階でガラス溶液中に浸
し、仕上げ焼結させる。この作業により、耐熱煉瓦２の
表面をガラス質で被覆し、蓄熱煉瓦２を容易に外部から
遮断し、外部との直接接触を避けることができる。ま
た、ガラス体６は一体成形加工が可能であるから、大量
生産ができ、製造コストが安価である。なお、本実施例
では耐熱煉瓦２の表面をガラス質で表面処理したが、こ
れに限らず、金属性のものあるいは伝熱性に優れた新素
材によっても同等の効果が期待できる。
第３図は本発明の第３実施例を示すもので、本実施例
の蓄熱素子７は、金属製パイプ３の内部に熱交換用の触
媒が通る通路８を形成したものである。すなわち、金属
製パイプ３の内部に小径な中空の金属製パイプ９を挿通
して二重管とし、この金属製パイプ９が前記通路８を形
成し、金属製パイプ９の周囲には耐熱煉瓦２が充填さ
れ、さらに金属製パイプ９の両端は外側の金属製パイプ
３の両端を閉栓とする蓋４、４を貫通して外部に開放さ
れた構成となっている。
の蓄熱素子７は、金属製パイプ３の内部に熱交換用の触
媒が通る通路８を形成したものである。すなわち、金属
製パイプ３の内部に小径な中空の金属製パイプ９を挿通
して二重管とし、この金属製パイプ９が前記通路８を形
成し、金属製パイプ９の周囲には耐熱煉瓦２が充填さ
れ、さらに金属製パイプ９の両端は外側の金属製パイプ
３の両端を閉栓とする蓋４、４を貫通して外部に開放さ
れた構成となっている。
本実施例の蓄熱素子７は、金属製パイプ３の外部だけ
でなく金属製パイプ３内部の通路８を熱媒が通るから、
熱交換を行う金属パイプの表面積が拡大して、熱交換効
率が一層高くなり、より効率よく蓄熱エネルギを熱媒を
通して取り出すことができる。
でなく金属製パイプ３内部の通路８を熱媒が通るから、
熱交換を行う金属パイプの表面積が拡大して、熱交換効
率が一層高くなり、より効率よく蓄熱エネルギを熱媒を
通して取り出すことができる。
第４図は本発明の第４実施例を示すもので、本実施例
の蓄熱素子10は、金属製パイプ３内部に蓄熱煉瓦２の中
心に位置して直接加熱用ヒーター11を組み込んだもので
ある。
の蓄熱素子10は、金属製パイプ３内部に蓄熱煉瓦２の中
心に位置して直接加熱用ヒーター11を組み込んだもので
ある。
本実施例の蓄熱素子10は、金属パイプ３の外部から金
属パイプ３を介さずに蓄熱煉瓦２の中心から直接蓄熱煉
瓦２を加熱するから、蓄熱効率を一層高くすることがで
きる利点がある。
属パイプ３を介さずに蓄熱煉瓦２の中心から直接蓄熱煉
瓦２を加熱するから、蓄熱効率を一層高くすることがで
きる利点がある。
なお、本発明の蓄熱素子の用途としては、安い深夜電
力を利用して蓄熱し、蓄熱エネルギを温風として取り出
すことにより昼間の暖房機器はもちろん、温水として取
り出すことにより家庭用水、または吸収式冷凍機の熱
源、さらには蒸気として取り出すことにより蒸気タービ
ンを駆動し、再発電し電気として利用することができる
など、各種用途に広く利用できる。
力を利用して蓄熱し、蓄熱エネルギを温風として取り出
すことにより昼間の暖房機器はもちろん、温水として取
り出すことにより家庭用水、または吸収式冷凍機の熱
源、さらには蒸気として取り出すことにより蒸気タービ
ンを駆動し、再発電し電気として利用することができる
など、各種用途に広く利用できる。
また、以上の実施例における蓄熱素子は、蓄熱煉瓦２
を金属やガラス体で被覆する構成としたが、蓄熱煉瓦２
を被覆しない場合は、外面に凹凸形状を設けて表面積を
拡大することにより、熱交換効率を向上させることがで
きる。
を金属やガラス体で被覆する構成としたが、蓄熱煉瓦２
を被覆しない場合は、外面に凹凸形状を設けて表面積を
拡大することにより、熱交換効率を向上させることがで
きる。
「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明にかかる蓄熱素
子によれば、蓄熱煉瓦を耐熱性を有する容器内に充填す
るようにしたから、蓄熱後の蓄熱エネルギを、従来のよ
うな温風だけでなく、容器の外部を通る熱媒を介して温
水や蒸気として取り出すことが可能となる。これによ
り、安い深夜電力を利用して蓄熱し、昼間の各種熱源に
利用したり、蒸気タービンを駆動して再発電するなど、
各種用途の蓄熱源として優れた効果を奏する。
子によれば、蓄熱煉瓦を耐熱性を有する容器内に充填す
るようにしたから、蓄熱後の蓄熱エネルギを、従来のよ
うな温風だけでなく、容器の外部を通る熱媒を介して温
水や蒸気として取り出すことが可能となる。これによ
り、安い深夜電力を利用して蓄熱し、昼間の各種熱源に
利用したり、蒸気タービンを駆動して再発電するなど、
各種用途の蓄熱源として優れた効果を奏する。
第１図はこの発明の第１実施例を示す蓄熱素子の断面
図、第２図はこの発明の第２実施例を示す蓄熱素子の断
面図、第３図はこの発明の第３実施例を示す蓄熱素子の
断面図、第４図はこの発明の第４実施例を示す蓄熱素子
の断面図である。 １、５、７、10……蓄熱素子、 ２……蓄熱煉瓦、 ３……金属製パイプ（容器）、 ４……蓋、６……ガラス体（容器）、 ８……通路、11……加熱用ヒーター。
図、第２図はこの発明の第２実施例を示す蓄熱素子の断
面図、第３図はこの発明の第３実施例を示す蓄熱素子の
断面図、第４図はこの発明の第４実施例を示す蓄熱素子
の断面図である。 １、５、７、10……蓄熱素子、 ２……蓄熱煉瓦、 ３……金属製パイプ（容器）、 ４……蓋、６……ガラス体（容器）、 ８……通路、11……加熱用ヒーター。
Claims (5)
- 【請求項１】蓄熱煉瓦を耐熱性を有する容器内に充填し
てなる蓄熱素子。 - 【請求項２】前記容器は前記蓄熱煉瓦の全面を被覆して
なることを特徴とする請求項１記載の蓄熱素子。 - 【請求項３】前記容器は金属体またはガラス体により構
成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱素
子。 - 【請求項４】前記容器内には熱交換用の熱媒が通る通路
が形成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱
素子。 - 【請求項５】前記容器内には加熱用の伝熱線が組み込ま
れていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150316A JP2832195B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 蓄熱素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150316A JP2832195B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 蓄熱素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443291A JPH0443291A (ja) | 1992-02-13 |
| JP2832195B2 true JP2832195B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15494360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150316A Expired - Lifetime JP2832195B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 蓄熱素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2832195B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009052879A (ja) * | 2002-08-22 | 2009-03-12 | Sfc:Kk | 電力の貯蔵システム |
| JP2013174052A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Nippon Aaku Kaihatsu Kk | 建築物における冷暖房間仕切壁の二重管構造 |
| JP6321409B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2018-05-09 | 大成建設株式会社 | 蓄熱材および蓄熱体とこれらの製造方法 |
| JP2016080315A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | 株式会社デンソー | 蓄熱部材 |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2150316A patent/JP2832195B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0443291A (ja) | 1992-02-13 |
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