JP4896964B2 - 潜熱蓄熱器ユニット - Google Patents

Description

潜熱蓄熱器は、その機能に関し特許文献１から公知である。

また、潜熱蓄熱器の移送遮断については、特許文献２から公知である。

特許文献１に記載された潜熱蓄熱器は、タンク内に存在する相変化材料（ＰＣＭ）が抽出管路系に達すると外部の熱交換器がＰＣＭで詰まり、蓄熱システムが停滞してしまうため、かかる潜熱蓄熱器の機能性は、とりわけ輸送時に、この事態を防止できるか否かに依存する。

また、特許文献２に記載されている移送遮断は、平常の運転時に、下記の大きな問題点を有している。すなわち、この移送遮断を実地に応用したとき、塩結晶が管内管系の隙間に達し、次にこのことが移送遮断機構を使用不能となるまで損傷させるという問題点を有している。

潜熱蓄熱器の所要性能を１ＭＷにまで高めるためには、潜熱蓄熱器内の上部領域に複数の吸引管路を設置する必要がある。
国際公開番号第ＷＯ００／７０２６９Ａ１号公報（国際出願番号第ＰＣＴ／ＤＥ９９／０３８６１） 国際公開番号第ＷＯ０３／０１９０９９Ａ１号公報（国際出願番号第ＰＣＴ／ＥＰ０１／０９８０１）

本発明の目的は、ＰＣＭが複数の管からなる抽出管路系に入り込み、抽出管路系内に留まることを防止することができる潜熱蓄熱器ユニットを提供することにある。

また、本発明の更なる目的は、ＰＣＭの溶解過程を、高温の熱媒油を用いた熱源部分で自動的に行うような潜熱蓄熱器ユニットを提供することにある。

この目的を達成するため、潜熱蓄熱器ユニットの抽出管路系において、図１に示すように、外部から操作可能な回転ユニットを製作する。

回転ユニットの構造は、単一または複数の吸引管の外面に、図１に示すように外部との連結部を製作し、この連結部のそれぞれに回転運動（回動）を生じさせるためのレバーを固定するという態様に形成する。

回転ユニットの構造は、抽出管路が単一である場合には、この抽出管路を、レバー（図示せず）を介して、外部から所要の角度位置まで回転させることができ、また、図１に示すように、抽出管路が複数本である場合には、歯車ラックと歯車からなる回転装置３のような回転ユニットを介して、一の抽出回路１の回転運動を、他の抽出管路１にも伝達することができる。このため、この回転装置３に接続されているすべての抽出管路１は、同時に所要の位置まで回転させることができる。

回転装置３の歯車ラックと歯車の噛み合い位置を変えることによって、潜熱蓄熱器の輸送時には開口２を下方向に回転させることができ、また、潜熱蓄熱器の運転時には開口２を上方向に回転させることができる。

潜熱蓄熱器が長期間にわたって使用されない場合、つまりＰＣＭが溶解されない場合には、ＰＣＭは単結晶となって晶出した状態で存在する。

通常、潜熱蓄熱器内にＰＣＭが充填された場所には、蓄熱システムを蒸気など他の外部の熱源を用いて再び溶解させる手段が存在しないため、いわば「凍結した」潜熱蓄熱器内のＰＣＭを、溶解過程が実行できる場所に運ばなくてはならない。

また、本発明の課題は、溶解過程を、高温の熱媒油を用いた熱源部分で自動的に行うような潜熱蓄熱器ユニットを提供することであるが、この課題は、図２に示す構造により達成され、具体的には、導入管路系５に分岐管６を取り付ける。この分岐管６は、導入管路系５を通る熱媒油の流動方向に対し、少なくとも１２０度の角度を付けて配設されることを特徴とする。

この分岐管６は、図２に示すように、本来の溶解管路である。分岐管６は、ＰＣＭ内を、分岐位置から上方に向かって延在する第一管路部分と、第一管路部分から下方に向かって延在する第二管路部分と、第二管路部分から上方に向かって延在する第三管路部分とを有し、前記分岐管６の第二管路部分が、導入管路５の位置に達するまで下方に向かって延在し、その後、第三管路部分が、第二管路部分から抽出管路４の位置に達するまで上方に延在する構成を有している。このようにしてＰＣＭの最適な溶解や、蓄熱システムの問題のない運転が確保される。

ＰＣＭが晶出した場合に、熱媒油は、管路系からも、タンク系からもポンプ作用で汲み出すことができなくなり、送給管路系内の圧力が上昇することになる。この圧力上昇の結果、高温の熱媒油が分岐管６を通り、さらに、図２で開放循環系として示してある溶解装置にまで達する。

分岐管６を含む溶解ユニットの内部を、高温の熱媒油が循環して流れる。この結果、溶解ユニットの周りの近接領域でＰＣＭが溶け、熱媒油本来の大きな流れのための貫流路が開通する。

このように形成された上昇圧力によって、導入管路５内に存在する熱媒油がこの導入管路５から貫流路へ流れることが可能になる程度にこの溶解路が大きくなると、油の大きな循環は自動的に始まる。それと同時に、導入管路内の圧力が低下することにより、熱媒油が溶解管路６を通って行われる溶解循環は自動的に停止する。

図１は、外部から操作可能な回転ユニットの動作を模式的に示した図である。 図２は、潜熱蓄熱器ユニットを模式的に示した図である。

１ 吸引管
２ 開口
３ 回転ユニットまたは回転装置
４ 抽出管路
５ 送給管または導入管路
６ 分岐管または溶解管路

Claims (6)

1. 内部に、相変化材料（ＰＣＭ）および該ＰＣＭの上側に位置する熱媒油が分離して存在するタンクと、
   該熱媒油内に位置し、外面に開口（２）をもつ１本または複数本の吸引管（１）を含む抽出管路（４）と、
   前記ＰＣＭ内に位置し、前記吸引管（１）を通じて吸引され、高温にした熱媒油を前記ＰＣＭ内に送給する送給管を含む導入管路（５）と
   を有する潜熱蓄熱器を含む潜熱蓄熱器ユニットにおいて、
   該潜熱蓄熱器ユニットは、前記潜熱蓄熱器の外部から、前記吸引管（１）の開口（２）位置が前記潜熱蓄熱器ユニットの輸送時には下向き、前記潜熱蓄熱器ユニットの運転時には上向きとなるように、前記吸引管を回転させる操作が可能な回転ユニット（３）をさらに具えることを特徴とする潜熱蓄熱器ユニット。
2. 前記抽出管路（４）が複数本の吸引管（１）、（１）を含む場合、前記回転ユニットは、歯車と歯車ラックからなる系で構成して、前記吸引管（１）、（１）同士を、同時に回転できるよう互いに連結する請求項１に記載の潜熱蓄熱器ユニット。
3. 内部に、相変化材料（ＰＣＭ）および該ＰＣＭの上側に位置する熱媒油が分離して存在するタンクと、
   該熱媒油内に位置する１本または複数本の吸引管（１）を含む抽出管路（４）と、
   前記ＰＣＭ内に位置し、前記吸引管（１）を通じて吸引され、高温にした熱媒油を前記ＰＣＭ内に送り込む導入管路（５）と
   を有する潜熱蓄熱器を含む潜熱蓄熱器ユニットにおいて、
   該潜熱蓄熱器ユニットは、前記タンク内で前記導入管路（５）から分岐し、前記抽出管路（４）の位置まで延在する分岐管を含み、晶出した状態で存在するタンク内のＰＣＭの溶解を自動的に行う溶解管路（６）をさらに具えることを特徴とする潜熱蓄熱器ユニット。
4. 前記分岐管は、前記導入管路（５）を通る熱媒油の流動方向に対し、少なくとも１２０度の角度を付けて分岐位置から上方に向かって延在する第一管路部分と、該第一管路部分から下方に向かって延在する第二管路部分と、該第二管路部分から上方に向かって延在する第三管路部分とを有する請求項３に記載の潜熱蓄熱器ユニット。
5. 内部に、相変化材料（ＰＣＭ）および該ＰＣＭの上側に位置する熱媒油が分離して存在するタンクと、
   該熱媒油内に位置し、外面に開口（２）をもつ１本または複数本の吸引管（１）を含む抽出管路（４）と、
   前記ＰＣＭ内に位置し、前記吸引管（１）を通じて吸引され、高温にした熱媒油を前記ＰＣＭ内に送給する送給管を含む導入管路（５）と
   を有する潜熱蓄熱器を含む潜熱蓄熱器ユニットにおいて、
   該潜熱蓄熱器ユニットは、
   前記潜熱蓄熱器の外部から、前記吸引管（１）の開口（２）位置が前記潜熱蓄熱器ユニットの輸送時には下向き、前記潜熱蓄熱器ユニットの運転時には上向きとなるように、前記吸引管を回転させる操作が可能な回転ユニット（３）と、
   前記タンク内で前記導入管路（５）から分岐し、前記抽出管路（４）の位置まで延在する分岐管を含み、晶出した状態で存在するタンク内のＰＣＭの溶解を、自動的に行う溶解管路（６）と
   をさらに具えることを特徴とする潜熱蓄熱器ユニット。
6. 前記抽出管路（４）が複数本の吸引管（１）、（１）を含む場合、前記回転ユニットは、歯車と歯車ラックからなる系で構成して、前記吸引管（１）、（１）同士を、同時に回転できるよう互いに連結し、
   前記分岐管は、前記導入管路（５）を通る熱媒油の流動方向に対し、少なくとも１２０度の角度を付けて、分岐位置から上方に向かって延在する第一管路部分と、該第一管路部分から下方に向かって延在する第二管路部分と、該第二管路部分から上方に向かって延在する第三管路部分とを有する請求項５に記載の潜熱蓄熱器ユニット。

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