JP4205450B2 - 蓄熱装置用エレメント及び蓄熱装置の製造方法 - Google Patents

蓄熱装置用エレメント及び蓄熱装置の製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は蓄熱材と熱交換流体との間で熱エネルギーの交換をする形式の蓄熱装置の製造方法およびその為の蓄熱装置用エレメントの形状の改良技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、安価な深夜電力を使って蓄熱し、昼間に熱エネルギーを取出して、給湯や暖房に充てるという需要が増加し、それに伴って蓄熱装置の高性能化が求められている。
【0003】
従来の蓄熱装置として蓄熱形熱交換装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−264683号公報(段落番号[0012]、図1)
【0005】
前記特許文献1の図1(A)、(B)を再掲して従来の技術を説明する。
図11は特許文献1の図1(B)の再掲図であり、符号4は相変化物質、符号3が流体通路であり、流体通路3に空気などの媒体を流すと、この媒体は相変化物質4の保有する熱エネルギーを吸収する。
特許文献1の段落番号[0012]第6行〜第7行に「セラミックス壁2aにより多数の4角形の流路3を形成している。」との記載がある。
【0006】
図12は特許文献1の図1(A)の再掲図であり、蓄熱体1を構成するセラミックス製ハニカム2は格子状に区切られ、4角形の流路3及び相変化物質4を収納する4角形の相変化物質収納室が多数個設けられていることが分かる。
【0007】
図13は図12の13部拡大図であり、相変化物質4を収納する4角形の相変化物質収納室101は、区画壁102、103、104、105で囲われ、4角形の流路3は、区画壁104、106、107、108で囲われているとする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図13のハニカム2はセラミックス製であるため、成分調整、圧粉成形、仮焼成、本焼成の工程を経る必要があり、製造コストが嵩む。
製造コストを下げる有効な手法に金属の押出し成形法が考えられる。しかし、金属の押出し成形法には次に述べる課題がある。
【0009】
図14は特許文献1に記載の技術の課題を示す図であり、図13に示す相変化物質収納室101、流路3及び区画壁102〜108を押出し成形するには次の様な金型110が必要になる。
【0010】
すなわち、金型110に、相変化物質収納室101を形成するためのブロック111、このブロック111の周囲の隙間112、113、114、115、流路3を形成するための薄いブロック116、この薄いブロック116の周囲の隙間114、117、118、119及びブロック111及び116を支えるブリッジ121・・・(・・・は複数個を示す。以下同じ)を備える必要がある。
【0011】
ところで、図13において、ハニカム2の小型・軽量化を図ることを目的として、構造を考えると、相変化物質4は貯留量が定められるので、相変化物質収納室101の断面積を変更することは難しい。一方、流路3は流体(熱媒体)の流速を上げることで、断面積を減少させることが可能である。例えば流速を2倍にすれば、流路3の厚さt1は半分(1/2)にすることができる。厚さt1を薄くすればハニカムの小型化が達成できる。
【0012】
小型化を図るには、図14において、薄いブロック116の厚さt1を流路3に合わせて薄くしなければならない。押出し成形の際には流動金属が、ブロック111及び薄いブロック116でせき止められ、隙間112〜115、117〜119を流れ、この流れによりブロック111及び116に図面表裏方向の力が作用する。
【0013】
薄いブロック116を、一定寸法以下に薄くすると剛性不足により、前記作用力により変形する。加えて、薄いブロック116には細いブリッジ121・・・しか付属させることができず、細いブリッジではブロック116を支えることができない。
従って、押出し成形法では、流路3の厚さt1を小さくすることが難しい。
【0014】
流路の断面積が大きければ、蓄熱装置内に滞留する流体量が増え、装置の体積や重量が大きくなるという問題点や、流体のヒートマスが増大するため、その分を補う余分な熱量が必要となり、放熱時の熱量が不足するという問題点がある。
【0015】
しかし、金属の押出し成形法が採用でき、且つ流路の厚さが小さくできる技術が求められている。
そこで、本発明の目的は、金属の押出し成形法が採用でき、且つ流路の厚さが小さくできる蓄熱装置の製造方法およびその為の蓄熱装置用エレメントの形状の改良技術を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、渦巻板状の内側隔壁に一定の距離を保って同形状の外側隔壁を沿わせ、内側隔壁の一端と外側隔壁の一端とを内方連結部で連結し、内側隔壁の他端と外側隔壁の他端とを外方連結部で連結し、押出し成形法で製造される蓄熱装置用エレメントであって、
このような蓄熱装置用エレメントを複数個連結する場合に、第1蓄熱装置用エレメントの内方連結部近傍の内側連結凹部又は内側連結凸部が、第2蓄熱装置用エレメントの内方連結部近傍の内側連結凸部又は内側連結凹部に嵌合され、
第1蓄熱装置用エレメントの外方連結部近傍の外側連結凹部又は外側連結凸部が、第2蓄熱装置用エレメントの外方連結部近傍の外側連結凸部又は外側連結凹部に嵌合され、
且つ前記内側連結凸部と、前記内側連結凹部と、前記外側連結凸部と、前記外側連結凹部とは、第1蓄熱装置用エレメントの内側隔壁に対して第2蓄熱装置用エレメントの外側隔壁が所定の間隔で配置されるように設けられることを特徴とする。
【0017】
蓄熱材収納室は押出し成形法で製造するが、流体通路は押出し成形法では製造しないことにした。すなわち、内側隔壁と外側隔壁と内方連結部と外方連結部とで囲った空間を蓄熱材収納室に充てる。
流体通路の形成を除外したため、蓄熱装置用エレメントは容易に押出し成形法で製造することができる。
【0018】
請求項2では、請求項1の内側隔壁と外側隔壁とに、複数のリブを渡すと共にこれらのリブに、リブの表から裏への流れを許容する切欠きを設けたことを特徴とする。
【0019】
リブにより、エレメントの剛性を高くでき精度良く製造できる。また、切り欠きにより蓄熱材収納室が連通するので蓄熱材の放熱の際、過冷却現象がおきにくく出力が安定する。
【0020】
請求項3では、請求項1又は請求項2記載の蓄熱装置用エレメントを複数個用意し、第1の蓄熱用エレメントの内方連結部近傍の凹部又は凸部に第2の蓄熱用エレメントの内方連結部近傍の凸部又は凹部を嵌合し、この嵌合部をロウ付法などで密着接合させ、第1の蓄熱用エレメントの外方連結部近傍の凹部又は凸部に第2の蓄熱用エレメントの外方連結部近傍の凸部又は凹部を嵌合し、この嵌合部をロウ付法などで密着接合させることを繰り返して、蓄熱装置用エレメント内は蓄熱材を収納する蓄熱材収納室とし、蓄熱装置用エレメント外で且つ内側隔壁と隣のエレメントの外側隔壁との間の隙間は熱交換流体を流す流体通路とした蓄熱装置を完成することを特徴とする。
【0021】
エレメントとエレメントとの間に流体通路を形成する。流体通路は容易に狭めることができる。この結果、蓄熱装置内に滞留する流体量を最小限にすることができ、蓄熱装置を小型軽量にできる上、流体のヒートマスを最小限にできるため、高い性能を得ることができる。
【0022】
また、各凹凸の嵌合部がしっかりと固定され、位置決めを兼ねてロウ付け法などでシールできるので、製造が容易で精度の高い製品を得ることが出来る。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る蓄熱装置の分解斜視図であり、蓄熱装置10は、六角柱状の蓄熱本体20と、この蓄熱本体20の上面に被せる上蓋50と、蓄熱本体20の下面を塞ぐ接続プレート60とからなる。この接続プレート60は下蓋であってもよい。
【0024】
上蓋50には、中央に熱交換流体の流体入口51を設け、この流体入口51を囲む様に六角形の各角近傍に蓄熱材注入口52、53、54、55、56、57を設ける。
【0025】
接続プレート60には、熱交換流体の通用路の孔61と蓄熱材の通用路の孔62を各6箇所ずつ設ける。
上蓋50の下面及び接続プレート60の上面には、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンモノマー ゴム)などの可撓性樹脂を被覆させることで、蓄熱本体20との間の気密性を確保させることができる。
【0026】
図2は本発明に係る蓄熱装置用エレメントの平面図であり、蓄熱本体の中に配置する蓄熱装置用エレメント30は、渦巻板状の内側隔壁31に一定の距離t2を保って同形状の外側隔壁32を沿わせ、内側隔壁31の一端と外側隔壁32の一端とを内方連結部33で連結し、また、内側隔壁31の他端と外側隔壁32の他端とを外方連結部34で連結した閉断面構造体である。この閉断面スペースは蓄熱材収納室35にすることができる。
【0027】
上記構成のうち、外方連結部34に、矩形断面部36を備え、この矩形断面部36の先端に外方連結凸部37を備え、他端で且つ外側隔壁32との継ぎ目近傍に外方連結凹部38を備える。矩形断面部36には、断熱材を充填することができる。
【0028】
内方連結部33に、湾曲断面部39を備え、先端に内方連結凸部41及び内方連結凹部42を備える。
【0029】
そして、内側隔壁31と外側隔壁32の間には、リブ43・・・を渡すことが望ましい。距離t2を正確に確保させることができるとともに、内側隔壁31や外側隔壁32の薄肉化が可能となるからである。ただし、これらのリブ43・・・の存在により蓄熱材の移動が制限されるため、移動を促すためにリブ43に半円断面形状の切欠き44を入れることが望ましい。
【0030】
蓄熱装置用エレメント30は、断面が一様であるため、金属(例えばアルミニウム合金)を押出し成形し、成形品を所定の長さにカットすることで、量産することができる。切欠き44・・・はカット後に機械加工することにより形成すればよい。
【0031】
以上に説明した蓄熱装置用エレメント30を用いた蓄熱装置の組立方法を説明する。
図3は本発明に係る蓄熱装置の組立要領図(その1)であり、2個の蓄熱装置用エレメント30、30同士の組立手順を説明する。2個のエレメントを区別するために、便宜的に、第1蓄熱装置用エレメント30A、第2蓄熱装置用エレメント30Bのごとく、符号にA、Bを添えて識別する。
【0032】
先ず、第2蓄熱装置用エレメント30Bの内側凹部42B及び外側凹部38Bに適量のロウ材45、45を置く。
そして、第1蓄熱装置用エレメント30Aに第2蓄熱装置用エレメント30Bを概ね添え、一方の内側連結凸部41Aを他方の内側連結凹部42Bに嵌合し、同時に一方の外側連結凸部37Aを他方の外側連結凹部38Bに嵌合する。
【0033】
前記ロウ材45、45は所定のロウ付け温度に保持することで、一方の内側連結凸部41Aを他方の内側連結凹部42Bに強固に且つ密に結合し、同時に一方の外側連結凸部37Aを他方の外側連結凹部38Bに強固に且つ密に結合させることができる。
【0034】
図4は本発明に係る蓄熱装置の組立要領図(その2)であり、第1蓄熱装置用エレメント30Aに第2蓄熱装置用エレメント30Bを嵌合し、2つのエレメントを一体化した状態を示す。同様にして複数個のエレメントを嵌合し、一体化することができる。
【0035】
ここで、重要なことは流体通路47は、一方の内側隔壁31Aと他方の外側隔壁32Bとの間に形成したことである。流体通路47の幅t3は、押出し成形とは無関係に定めることができる。すなわち、幅t3は、湾曲部39A、39Bの形状、外方連結凸部37Aの形状を調整することで、変更できる。従って、流体通路47の幅t3は、ごく小さな値に設定することができる。
【0036】
図5は本発明に係る蓄熱装置の組立要領図(その3)であり、前記手順を繰り返すことで、6個の蓄熱装置エレメント30A〜30Fを結合し、六角柱状の蓄熱本体20を得る。この状態で図3にて説明したロウ付け温度まで加熱して、ロウ付けを完成させる。
【0037】
次に6個の矩形断面部36A〜36Fに断熱材48・・・を充填する。なお、6個の蓄熱材収納室35A〜35Fには後で蓄熱材49・・・を充填する。
【0038】
蓄熱材49には液体から固体に相変化を伴う材料で、具体的にはパラフィン、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール等の糖アルコール系のもの、硝酸マグネシウム6水和物等の塩水和物等を使う。
【0039】
図1に戻って、6角柱状の蓄熱本体20に上蓋50及び接続プレート60を取付けることで、本発明の蓄熱装置10を得ることができる。
【0040】
図6は熱交換流体の流し方及び蓄熱材の封入の仕方の説明図である。なお、説明の便利のために蓄熱本体20と上蓋50とは分離して描いた。上蓋50の中央の流体入口51から熱交換流体を供給すると、この熱交換流体は6ヶ所の流体通路の内端部47aに当たって、矢印の如く6つに分流し、各6つの流体通路47に均等に流れ込み熱交換を行い、流体通路外端部47bに達する。その後、接続プレート60の熱交換流体の通用路の孔61(図1参照)から下方へ流れる。
【0041】
一方、蓄熱材導入口52、53、54、55、56、57から蓄熱材49を6個の蓄熱装置用エレメントの各蓄熱材収納室35(図2参照)に注入する。
【0042】
以上の構成からなる蓄熱装置の作用を次に説明する。
図7は本発明に係る蓄熱装置の作用説明図である。蓄熱装置用エレメントは6個あるが、説明を容易にするために3個の蓄熱装置用エレメントの一部分を示す。(a)は蓄熱作用の場合を示している。流体通路47を高温の熱交換流体が細い矢印の方向に流れると(内端部から外端部へあるいは外端部から内端部へ)、蓄熱材49に熱が伝わり(太い矢印)、蓄熱材49は熱を蓄える。この時、蓄熱材49は潜熱として大きなエネルギーを蓄積する。
【0043】
一方、(b)は放熱作用の場合を示している。流体通路47に低温の熱交換流体が細い矢印の方向に流れると(内端部から外端部へあるいは外端部から内端部へ)、蓄熱材49から熱が放熱され(太い矢印)、熱交換流体は高温となる。
【0044】
図8は本発明の多段型蓄熱装置における熱交換流体の流し方の作用説明図である。多段型蓄熱装置11は、図1に示した上蓋50、蓄熱本体20、接続プレート60に2段目の蓄熱本体20と上蓋50を逆様に配置した構成からなる。
【0045】
この図8を使って、例えばエンジン70の廃熱回収の作動例を以下に示す。
蓄熱の場合、エンジン70の駆動時に、エンジン70からの高温の冷却水を流体入口51から蓄熱本体20に導入し、6ヶ所の流体通路内端部47aに導く。冷却水は蓄熱本体20の流体通路内端部47aから外周に向かって流れ、この時、
隣接する蓄熱材49(図7(a)参照)が蓄熱する。流体通路外端部47bに達した冷却水は、接続プレート60に開けられた熱交換流体の通用路の孔61を介して、次の蓄熱本体20の流体通路外端部47bに流れる。
【0046】
冷却水は、蓄熱本体20の流体通路外端部47bから流体通路内端部47aに向かって流れ、この時、隣接する蓄熱材49(図7(a)参照)が蓄熱する。その後、低温となった冷却水は反対の流体出口58から排出され、エンジン70へ戻る。
【0047】
一方、放熱の場合、エンジン70の起動時に、エンジン70からの低温の冷却水を流体入口51から蓄熱本体20に導入し、6ヶ所の流体通路内端部47aに導く。冷却水は蓄熱本体20の流体通路内端部47aから外周に向かって流れ、この時、隣接する蓄熱材49(図7(b)参照)から熱を受け取る。流体通路外端部47bに達した冷却水は、接続プレート60に開けられた熱交換流体の通用路の孔61を介して、次の蓄熱本体20の流体通路外端部47bに流れる。
【0048】
冷却水は、蓄熱本体20の流体通路外端部47bから流体通路内端部47aに向かって流れ、この時、隣接する蓄熱材49(図7(b)参照)から熱を受け取る。その後、高温となった冷却水は反対の流体出口58から排出され、エンジン70へ戻る。
【0049】
この高温となった冷却水は、エンジン70のウオームアップを速める効果がある。
【0050】
また、組合わせ式の渦巻状エレメントを複数個結合し、各エレメント間の流体通路47(図4参照)の幅寸法をできるだけ小さく設定することができるため、装置内に滞留する流体量を最小限にすることができ、蓄熱と放熱の際の熱交換効率が向上し、小型軽量で高性能の蓄熱装置20とすることができる。
【0051】
以上の例で蓄熱装置の作用を説明したが、次に、蓄熱装置内の各エレメントの外方及び内方連結部の隙間孔をシールし、完全に結合するための実施例について以下に説明する。
【0052】
図9は本発明に係る嵌合部のロウ付けによる接合の説明図である。流体入口51の中心部と上蓋の嵌合部孔59に棒状のロウ材81を挿入し、蓄熱本体20内の上下各6個のエレメントの各結合部の空間を通して貫通し、ロウ付けを行う。例えばロウ付けには、真空ロウ付け法を用いれば、矩形断面部36A〜36F(図5参照)を真空断熱空間とすることができ、併せて高性能の蓄熱装置とすることができる。
【0053】
図10は本発明に係る嵌合部のボルト・ナットによる接合の説明図である。流体入口51の中心部と上蓋の嵌合部孔59にボルト82を挿入し、蓄熱本体20内の上下各6個のエレメントの各結合部の空間を通して貫通し、上下をナット83で締め付ける。ボルト82及びナット83は例えば可撓性のあるEPDM(エチレン・プロピレン・ジエンモノマー ゴム)をコーティングして、一体化しても良い。コーティング層84は装置の気密性を高める効果がある。
【0054】
尚、その際、上下に配置する上蓋50の下面と接続プレート60の両面に、可撓性のあるEPDM(エチレン・プロピレン・ジエンモノマー ゴム)をコーティングして、気密性を高めても良い。
【0055】
また、蓄熱本体20、上蓋50、接続プレート60の接合一体化には、ロウ付けやボルト・ナット結合以外に、超音波接合、レーザビーム接合、接着剤等を適用して一体化しても良い。
【0056】
一方、蓄熱本体に形成する蓄熱装置用エレメントは渦巻き状で、内方連結部に凸部と凹部及び外方連結部に凸部と凹部が有り、それらが他のエレメントとの各嵌合部であればよく、その数や、各エレメント内の蓄熱材収納室の数、切り欠き付きリブの数などは任意である。
【0057】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1では、蓄熱装置用エレメントを従来の格子状から渦巻き形状に構成したことにより、蓄熱材収納室の数を大幅に減らすことができる。数を減らしたことにより、蓄熱材収納室1個当たりの体積を大幅に増加させることができる。この体積増加に伴って、流体の流れを容易に均一化させることができ、過冷却現象の発生を防止することができ、熱交換性能を高めることができる。
【0058】
蓄熱材収納室は押出し成形法で製造するが、流体通路は押出し成形法では製造しないことにしたため、内側隔壁と外側隔壁と内方連結部と外方連結部とで囲った空間を蓄熱材収納室に充てることができる。
流体通路の形成を除外したため、蓄熱装置用エレメントは容易に押出し成形法で製造することができる。また、一つのエレメントがコンパクトで取扱いやすく、
他のエレメントと結合して、蓄熱装置本体を形成することができる。
【0059】
請求項2では、リブにより、エレメントの剛性を高くでき精度良く製造できる。また、切り欠きにより蓄熱材収納室が連通するので蓄熱材の放熱の際、過冷却現象がおきにくく出力が安定する。
【0060】
請求項3では、請求項1及び請求項2記載のエレメントとエレメントとの間に流体通路を形成するため、流体通路は容易に狭めることができる。この結果、蓄熱装置内に滞留する流体量を最小限にすることができ、蓄熱装置を小型軽量にできる上、流体のヒートマスを最小限にできるため、高い性能を得ることができる。
【0061】
また、各凹凸の嵌合部がしっかりと固定され、位置決めを兼ねてロウ付け法などでシールできるので、製造が容易で精度の高い製品を得ることが出来る。さらに、嵌合部のシールは、ロウ付けの他にボルト・ナット結合、超音波接合、レーザビーム接合、接着剤等を適用して一体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蓄熱装置の分解斜視図
【図2】本発明に係る蓄熱装置用エレメントの平面図
【図3】本発明に係る蓄熱装置の組立要領図(その1)
【図4】本発明に係る蓄熱装置の組立要領図(その2)
【図5】本発明に係る蓄熱装置の組立要領図(その3)
【図6】熱交換流体の流し方及び蓄熱材の封入の仕方の説明図
【図7】本発明に係る蓄熱装置の作用説明図
【図8】本発明の多段型蓄熱装置における熱交換流体の流し方の作用説明図
【図9】本発明に係る嵌合部のロウ付けによる接合の説明図
【図10】本発明に係る嵌合部のボルト・ナットによる接合の説明図
【図11】特許文献1の図1(B)の再掲図
【図12】特許文献1の図1(A)の再掲図
【図13】図12の13部拡大図
【図14】特許文献1に記載の技術の課題を示す図
【符号の説明】
10…蓄熱装置、20…蓄熱本体、30、30A〜F…蓄熱装置用エレメント、35、35A〜F…蓄熱材収納室、37、37A…外方連結凸部、38、38B…外方連結凹部、41、41A…内方連結凸部、42、42B…内方連結凹部、43…リブ、47…流体通路、49…蓄熱材、50…上蓋、60…接続プレート。

Claims (3)

  1. 渦巻板状の内側隔壁に一定の距離を保って同形状の外側隔壁を沿わせ、内側隔壁の一端と外側隔壁の一端とを内方連結部で連結し、内側隔壁の他端と外側隔壁の他端とを外方連結部で連結し、押出し成形法で製造される蓄熱装置用エレメントであって、
    このような蓄熱装置用エレメントを複数個連結する場合に、第1蓄熱装置用エレメントの内方連結部近傍の内側連結凹部又は内側連結凸部が、第2蓄熱装置用エレメントの内方連結部近傍の内側連結凸部又は内側連結凹部に嵌合され、
    第1蓄熱装置用エレメントの外方連結部近傍の外側連結凹部又は外側連結凸部が、第2蓄熱装置用エレメントの外方連結部近傍の外側連結凸部又は外側連結凹部に嵌合され、
    且つ前記内側連結凸部と、前記内側連結凹部と、前記外側連結凸部と、前記外側連結凹部とは、第1蓄熱装置用エレメントの内側隔壁に対して第2蓄熱装置用エレメントの外側隔壁が所定の間隔で配置されるように設けられることを特徴とする蓄熱装置用エレメント。
  2. 前記内側隔壁と外側隔壁とに、複数のリブを渡すと共にこれらのリブに、リブの表から裏への流れを許容する切欠きを設けたことを特徴とする請求項1記載の蓄熱装置用エレメント。
  3. 請求項1又は請求項2記載の蓄熱装置用エレメントを複数個用意し、第1の蓄熱用エレメントの内方連結部近傍の凹部又は凸部に第2の蓄熱用エレメントの内方連結部近傍の凸部又は凹部を嵌合し、この嵌合部をロウ付法などで密着接合させ、第1の蓄熱用エレメントの外方連結部近傍の凹部又は凸部に第2の蓄熱用エレメントの外方連結部近傍の凸部又は凹部を嵌合し、この嵌合部をロウ付法などで密着接合させることを繰り返して、蓄熱装置用エレメント内は蓄熱材を収納する蓄熱材収納室とし、蓄熱装置用エレメント外で且つ内側隔壁と隣のエレメントの外側隔壁との間の隙間は熱交換流体を流す流体通路とした蓄熱装置を完成することを特徴とした蓄熱装置の製造方法。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134284C1 (de) * 2001-07-13 2002-11-21 Draeger Medical Ag Dochtanordnung für einen Narkosemittelverdunster
US7882888B1 (en) 2005-02-23 2011-02-08 Swales & Associates, Inc. Two-phase heat transfer system including a thermal capacitance device
WO2008105082A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
WO2009105643A2 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Dow Global Technologies Inc. Heat storage devices
US9873305B2 (en) 2008-02-22 2018-01-23 Dow Global Technologies Inc. Heater module including thermal energy storage material
US9038709B2 (en) 2008-02-22 2015-05-26 Dow Global Technologies Llc Thermal energy storage materials
BRPI0905987A2 (pt) * 2008-02-22 2015-06-30 Dow Global Technologies Inc Sistema de material para armazenamento de energia térmica, método para fabricar um sistema de material para armazenamento de energia térmica e uso de um sistema de material para armazenamento de energia térmica
US20110100583A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Freund Sebastian W Reinforced thermal energy storage pressure vessel for an adiabatic compressed air energy storage system
EP2529173A2 (en) * 2010-01-29 2012-12-05 Dow Global Technologies LLC Thermal energy storage
NL2006433C2 (en) * 2011-03-21 2012-09-24 Flamco Bv Thermal storage device.
ES2414310B1 (es) * 2011-08-11 2014-03-21 Centro De Investigaciones Energéticas, Medioambientales Y Tecnológicas (Ciemat) Módulo de almacenamiento térmico basado en calor latente con altas tasas de transferencia de calor
RU2014104755A (ru) * 2011-08-17 2015-09-27 Дхити ТОВИВАТ Теплообменник
GB201207114D0 (en) * 2012-04-23 2012-06-06 Isentropic Ltd Improved thermal energy storage apparatus
US20150211805A1 (en) * 2014-01-29 2015-07-30 Kunshan Jue-Chung Electronics Co., Ltd. Thermostat module
US10151355B2 (en) * 2014-04-01 2018-12-11 Borgwarner Inc. Using phase change materials for temperature management in clutch assemblies, torque converter clutch assemblies, and brake assemblies
USD763418S1 (en) * 2014-07-23 2016-08-09 Dhiti Towiwat Heat exchanger
WO2016076035A1 (ja) * 2014-11-10 2016-05-19 日本碍子株式会社 蓄熱材を収容する容器
FR3032028B1 (fr) * 2015-01-26 2019-05-17 Valeo Systemes Thermiques Batterie thermique a materiau a changement de phase encapsule.
FR3040211A1 (fr) * 2015-08-20 2017-02-24 Hutchinson Ensemble et panneau articule, pour une isolation thermique
FR3040210B1 (fr) * 2015-08-20 2019-09-06 Hutchinson Ensemble modulaire pour stockeur ou batterie
US20180017337A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Neothermal Energy Storage Inc. Thermal energy storage apparatus
FR3074280B1 (fr) * 2017-11-28 2020-05-15 Valeo Systemes Thermiques Dispositif thermique a capacite de stockage pour vehicule
KR101917573B1 (ko) * 2018-05-18 2018-11-09 에이치엘비생명과학(주) 축열 물질 충진 장치
EP3857154A4 (en) * 2018-09-25 2022-07-20 Nostromo Ltd. LIQUID FLOW IN THERMAL STORAGE VESSELS
US11435146B2 (en) 2019-03-07 2022-09-06 Neothermal Energy Storage Inc. Thermal energy storage apparatus
JP7303647B2 (ja) * 2019-03-20 2023-07-05 株式会社Subaru スパイラル式熱交換器
WO2023122507A2 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Gyft Labs Thermal energy storage and power generation system
WO2023121714A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-29 General Graphene Corporation Novel systems and methods for high yield and high throughput production of graphene

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3854530A (en) * 1969-12-29 1974-12-17 E Jouet Heat exchanger
US3943994A (en) * 1972-12-07 1976-03-16 Gte Sylvania Incorporated Ceramic cellular structure having high cell density and method for producing same
US3875994A (en) * 1973-12-26 1975-04-08 John Janusz Lewakowski Regenerator for gas turbine engine
US4017347A (en) * 1974-03-27 1977-04-12 Gte Sylvania Incorporated Method for producing ceramic cellular structure having high cell density
US3999596A (en) * 1975-10-15 1976-12-28 General Motors Corporation Regenerator matrix structure
US4200441A (en) * 1976-06-29 1980-04-29 Ltg Lufttechnische Gmbh Regenerative heat exchanger
US4114600A (en) * 1976-10-06 1978-09-19 Solation Products, Inc. Thermal storage and heat transfer system and method
US4061183A (en) * 1977-02-16 1977-12-06 General Motors Corporation Regenerator matrix
US4403645A (en) * 1978-07-12 1983-09-13 Calmac Manufacturing Corporation Compact storage of seat and coolness by phase change materials while preventing stratification
CH659317A5 (de) * 1981-03-16 1987-01-15 Ludwig Ludin Dipl Ing Latentwaermespeicher.
EP0414834B1 (en) * 1989-01-03 1995-08-16 Berhaz Pty Limited Thermal storage apparatus
US5598720A (en) * 1995-08-02 1997-02-04 Calmac Manufacturing Corporation Air bubble heat transfer enhancement system coolness storage apparatus
JPH11264683A (ja) 1998-03-18 1999-09-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 蓄熱形熱交換器
DE10004545A1 (de) * 2000-02-02 2001-10-31 Emitec Emissionstechnologie Verbund aus Wabenkörper und Wärmespeicher und Verfahren zu dessen Betrieb
EP1308684B1 (en) * 2000-08-10 2007-10-10 Kankyo Co., Ltd. Heat exchanger, method of manufacturing the heat exchanger, and dehumidification machine including the heat exchanger
JP2003038928A (ja) * 2000-10-05 2003-02-12 Mitsubishi Paper Mills Ltd 加熱再生式有機系ローター部材およびその製造方法
CN100353134C (zh) * 2001-09-25 2007-12-05 本田技研工业株式会社 蓄热装置及其制造方法
JP3889698B2 (ja) * 2002-11-22 2007-03-07 本田技研工業株式会社 蓄熱装置

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