JP7168166B2 - Heat accumulator and hot water production device equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、相変化材料を用いた蓄熱器及びそれを備える温水製造装置に係るものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat accumulator using a phase change material and a hot water producing apparatus including the same.

従来から、温水を製造するために、熱源として、廃熱や余熱、地熱、太陽光熱、火力、電熱等を利用した温水製造装置が用いられてきた。 2. Description of the Related Art Conventionally, hot water producing apparatuses using waste heat, residual heat, geothermal heat, solar heat, thermal power, electric heat, etc. as heat sources have been used to produce hot water.

上述した温水製造装置では、温水を製造するために、配管や温水容器を直接熱源により加熱する方式が採用されてきた。このため、熱源の電源を切った場合、放熱により、温水製造装置内部の温度が低下してしまう、という問題があった。 In the hot water producing apparatus described above, a method of directly heating the piping and the hot water container by a heat source has been adopted in order to produce hot water. Therefore, when the power source of the heat source is turned off, there is a problem that the temperature inside the hot water producing apparatus decreases due to the heat radiation.

近年、このような問題点を解決するために、蓄熱材料としてPCM(Phase Change Material)と呼ばれる相変化材料を用いた、温水製造用の蓄熱装置の開発が進んでいる。 In recent years, in order to solve such problems, development of a heat storage device for hot water production using a phase change material called PCM (Phase Change Material) as a heat storage material is progressing.

相変化材料は、固相と液相との間の相変化の過程で生じる熱の吸収・放出を利用して、熱エネルギーを蓄える材料である。即ち、相変化材料は、周囲の温度により、繰り返し熱を吸収・放出でき、蓄熱することにより融解すると液体に変化し、放熱することにより融点以下になると固体に変化する。 A phase change material is a material that stores thermal energy by utilizing the absorption and release of heat that occurs in the process of phase change between a solid phase and a liquid phase. That is, the phase-change material can repeatedly absorb and release heat depending on the ambient temperature, and when it melts due to heat accumulation, it changes to a liquid, and when the temperature drops below the melting point due to heat dissipation, it changes to a solid.

例えば、特許文献1には、相変化材料を含んだ蓄熱材料を利用した蓄熱装置が記載されている。
この蓄熱装置は、筐体と、筐体の内部に収容された蓄熱材料と、熱媒体が流通すると共に筐体を貫くように配置された流路配管と、蓄熱材料を筐体の内部および外部の間で移送させる移送装置と、を備えている。また、移送装置は、蓄熱材料の融点近傍の温度においては、蓄熱材料に含まれる黒鉛粒子およびSiC粒子を筐体の外部で捕集する。
このような構成により、日照量の変化のような天候変化が生じても、太陽熱発電システムの電圧変動、周波数変動の如き事象を抑制することが可能なため、安定した熱エネルギーの供給が可能となる。
For example, Patent Literature 1 describes a heat storage device using a heat storage material containing a phase change material.
This heat storage device includes a housing, a heat storage material housed inside the housing, flow path pipes through which a heat medium flows and is arranged to penetrate the housing, and heat storage material inside and outside the housing. and a transfer device for transferring between. In addition, the transfer device collects graphite particles and SiC particles contained in the heat storage material outside the housing at a temperature near the melting point of the heat storage material.
With such a configuration, it is possible to suppress events such as voltage fluctuations and frequency fluctuations in the solar thermal power generation system even if weather changes such as changes in the amount of sunlight occur, so that stable supply of thermal energy is possible. Become.

特開2017-48265号公報JP 2017-48265 A

ここで、相変化材料は、蓄熱性に優れている一方、熱伝導率が低いという性質を持つ。このため、相変化材料を収容する筺体が大型化すると、相変化材料の中央部が完全に溶解するまでに、長い時間を要することとなる。 Here, the phase change material has the property of being excellent in heat storage, but low in thermal conductivity. For this reason, if the housing that accommodates the phase change material is large, it will take a long time to completely dissolve the central portion of the phase change material.

また、例えば、蓄熱装置の電源を切り、長時間放置した場合、筐体の内部の温度が低下することで、相変化材料全体が固体となってしまう。よって、蓄熱装置を再稼働させてから相変化材料を再溶解させるために、再度長い時間を要することとなる。 Further, for example, when the power of the heat storage device is turned off and left for a long time, the temperature inside the housing decreases, and the phase change material as a whole becomes solid. Therefore, it takes a long time again to re-melt the phase-change material after restarting the heat storage device.

本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり、相変化材料を効率的に溶解させることで、蓄熱効率を高めた蓄熱器及びそれを備える温水製造装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a heat accumulator with improved heat storage efficiency by efficiently dissolving a phase change material, and a hot water producing apparatus equipped with the same. do.

上記課題を解決するために、本発明は、内部に相変化材料を収容する相変化材料用容器と、加熱ヒータ部と、ポンプ部と、を備え、
前記加熱ヒータ部は、前記相変化材料用容器の外周面に設けられ、
前記ポンプ部は、駆動源が設けられたポンプ本体と、前記ポンプ本体に接続され前記相変化材料の吸引を行う吸引口と、前記ポンプ本体に接続され前記相変化材料の吐出を行う吐出口と、を有し、
前記相変化材料は、前記ポンプ部の外周面に当接していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention includes a phase change material container for accommodating a phase change material therein, a heater section, and a pump section,
The heater unit is provided on the outer peripheral surface of the phase change material container,
The pump unit includes a pump body provided with a driving source, a suction port connected to the pump body for sucking the phase change material, and a discharge port connected to the pump body for discharging the phase change material. , has
The phase change material is in contact with the outer peripheral surface of the pump section.

本発明によれば、相変化材料が、ポンプ部の外周面に当接していることで、ポンプ部が、加熱ヒータ部により加熱され溶解した相変化材料を、吸引し吐出することが可能となる。そして、吐出された相変化材料が、未溶解の相変化材料に当接し、未溶解の相変化材料が溶解する。即ち、溶解した相変化材料と未溶解の相変化材料との熱交換面積が増大することで、相変化材料全体を効率的に溶解させることが可能となる。 According to the present invention, since the phase change material is in contact with the outer peripheral surface of the pump section, the pump section can suck and discharge the phase change material heated and melted by the heater section. . Then, the ejected phase change material contacts the undissolved phase change material, and the undissolved phase change material dissolves. That is, by increasing the heat exchange area between the melted phase-change material and the unmelted phase-change material, it is possible to melt the entire phase-change material efficiently.

本発明の好ましい形態では、前記吸引口は、前記相変化材料用容器の底面寄りに設けられていることを特徴とする。 A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the suction port is provided near the bottom surface of the phase-change material container.

加熱され溶解した相変化材料は、重力により底部に溜まっていくため、このような構成とすることで、吸引口に吸引される溶解した相変化材料の分量が多くなり、相変化材料全体の溶解効率が向上する。 Since the heated and melted phase-change material accumulates at the bottom due to gravity, such a configuration increases the amount of the melted phase-change material sucked into the suction port, thereby dissolving the entire phase-change material. Improve efficiency.

また、本発明は、前記蓄熱器と、内部に水を収容する貯水器と、前記水の輸送を行う配管部と、を備える温水製造装置を提供するものであって、
前記配管部は、前記相変化材料用容器と前記貯水器の内部に配置され、
前記相変化材料は、前記配管部の外周面に当接していることを特徴とする。
Further, the present invention provides a hot water producing apparatus comprising the heat accumulator, a water reservoir containing water therein, and a piping section for transporting the water,
The piping part is arranged inside the phase-change material container and the water reservoir,
The phase change material is characterized in that it is in contact with the outer peripheral surface of the pipe portion.

このような構成とすることで、配管部を通過する水が、溶解した相変化材料により加熱されるため、効率的に温水を製造することが可能となる。 With such a configuration, the water passing through the pipe portion is heated by the dissolved phase-change material, so that hot water can be efficiently produced.

本発明の好ましい形態では、前記相変化材料用容器と前記貯水器とが、隣接して設けられていることを特徴とする。 A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the phase-change material container and the water reservoir are provided adjacent to each other.

このような構成とすることで、相変化材料用容器と貯水器とが、互いに熱交換を行い、貯水器内部の高い保温性を維持することが可能となる。 With such a configuration, the phase-change material container and the water reservoir can exchange heat with each other, and high heat retention in the water reservoir can be maintained.

本発明の好ましい形態では、前記配管部は、前記ポンプ部の外周を囲うように配置されていることを特徴とする。 A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the piping section is arranged so as to surround the outer periphery of the pump section.

このような構成とすることで、配管部を通過する温水により、ポンプ部内部の未溶解の相変化材料を溶解させ、ポンプ部の駆動源を早期に駆動させることができ、ポンプ部の吸引・吐出動作をスムーズに開始することが可能となる。 By adopting such a configuration, the undissolved phase change material inside the pump can be dissolved by the hot water passing through the piping, and the driving source of the pump can be quickly driven, thereby allowing the suction and suction of the pump. It becomes possible to start the discharge operation smoothly.

本発明によれば、相変化材料を効率的に溶解させることで、蓄熱効率を高めた蓄熱器及びそれを備える温水製造装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat accumulator which improved heat storage efficiency by melt|dissolving a phase change material efficiently, and a warm water production apparatus provided with the same can be provided.

本発明の実施形態に係る蓄熱器を示す図であって、(a)概略斜視図、(b)内部構造図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the heat storage device which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) Schematic perspective view, (b) It is an internal structure drawing. 本発明の実施形態に係る蓄熱器における内容器を示す図であって、(a)概略斜視図、(b)底面図である。It is a figure which shows the inner container in the heat storage device which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) It is a schematic perspective view, (b) It is a bottom view. 本発明の実施形態に係る蓄熱器におけるポンプ部を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a pump section in the heat accumulator according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る蓄熱器の内部構造図であって、相変化材料が溶解していく過程を示す図である。FIG. 4 is an internal structural diagram of the heat accumulator according to the embodiment of the present invention, showing a process of melting of the phase change material. 本発明の実施形態に係る温水製造装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a hot water producing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る温水製造装置の内部構造図である。1 is an internal structural diagram of a hot water producing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

以下、図1~図6を用いて、本発明の実施形態に係る蓄熱器及びそれを備える温水製造装置について説明する。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、これらの図において、符号1は、本実施形態の蓄熱器を示し、符号Aは、本実施形態の温水製造装置を示す。
Hereinafter, a heat accumulator and a hot water producing apparatus including the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
In addition, the embodiment shown below is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in these figures, reference numeral 1 indicates the heat accumulator of the present embodiment, and reference numeral A indicates the hot water producing apparatus of the present embodiment.

図1に示すように、蓄熱器1は、相変化材料Mが収容された相変化材料用容器CMと、加熱ヒータ部H1と、ポンプ部Pと、を備えている。
なお、相変化材料Mは、その蓄熱温度によって、固体状の未溶解相変化材料MSと液体状の溶解相変化材料MLの、2つの状態を有する。
As shown in FIG. 1, the heat accumulator 1 includes a phase change material container CM containing a phase change material M, a heater section H1, and a pump section P. As shown in FIG.
The phase-change material M has two states depending on its heat storage temperature: a solid undissolved phase-change material MS and a liquid dissolved phase-change material ML.

図1(a)に示すように、相変化材料用容器CMは、略直方体状であり有底筒状の容器本体CM1と、容器本体CM1を上方から覆う蓋体CM2と、により構成されている。また、蓋体CM2には、加熱ヒータ部H1に対するON・OFF制御やポンプ部Pに対する動作制御を行う制御部Xが設けられている。
ここで、蓄熱器1の使用者は、溶解相変化材料MLの蓄熱温度を、制御部Xにより予め自由に設定することができ、加熱ヒータ部H1は、ONの状態となると、相変化材料Mを溶解し、この設定された温度まで溶解相変化材料MLを加熱する。そして、溶解相変化材料MLが設定された温度に達すると、加熱ヒータ部H1は、OFFの状態となる。なお、相変化材料Mの内部には、設定された温度を検出するための温度検出器(図示せず)が設けられており、制御部Xと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1A, the phase-change material container CM is composed of a substantially rectangular parallelepiped cylindrical container body CM1 with a bottom, and a lid body CM2 covering the container body CM1 from above. . Further, the lid body CM2 is provided with a controller X that performs ON/OFF control of the heater unit H1 and operation control of the pump unit P. As shown in FIG.
Here, the user of the heat accumulator 1 can freely set the heat storage temperature of the dissolved phase change material ML in advance by the control unit X, and the heater unit H1 turns on the phase change material M is melted, and the melted phase change material ML is heated to this set temperature. Then, when the melted phase change material ML reaches the set temperature, the heater part H1 is turned off. A temperature detector (not shown) for detecting a set temperature is provided inside the phase change material M and is electrically connected to the controller X.

図1(b)に示すように、容器本体CM1は、二重構造となっており、外側に形成された外容器CM11と、内側に形成され、未溶解相変化材料MSが収容される内容器CM12とが、その間隙に空間RMを形成するようにして、それぞれの開口端を一体とすることで、構成されている。そして、空間RMには、水Wを収納することもできる。 As shown in FIG. 1(b), the container body CM1 has a double-layered structure, with an outer container CM11 formed on the outside and an inner container formed on the inside to accommodate the undissolved phase-change material MS. The CM 12 and CM 12 are configured by integrating their open ends so as to form a space RM in the gap. Water W can also be stored in the space RM.

加熱ヒータ部H1は、コード状に形成されており、内容器CM12の外周面に設けられている。そして、加熱ヒータ部H1は、その一端が、容器本体CM1及び蓋体CM2に設けられた挿通孔pに挿通され、制御部Xに電気的に接続されている。
なお、加熱ヒータ部Hは、必ずしもコード状である必要はなく、板状等のものを用いても良い。
The heating heater portion H1 is formed in a cord shape and provided on the outer peripheral surface of the inner container CM12. One end of the heater portion H1 is inserted through an insertion hole p provided in the container body CM1 and the lid CM2, and is electrically connected to the control portion X. As shown in FIG.
It should be noted that the heater portion H does not necessarily have to be cord-shaped, and a plate-shaped one may be used.

ポンプ部Pは、内容器CM12の底面に載置されており、未溶解相変化材料MSの内部に埋め込まれている。即ち、未溶解相変化材料MSは、ポンプ部Pの外周面に当接している構成となっている。 The pump part P is mounted on the bottom surface of the inner container CM12 and embedded inside the undissolved phase change material MS. That is, the undissolved phase-change material MS is in contact with the outer peripheral surface of the pump portion P. As shown in FIG.

なお、図1(b)において、未溶解相変化材料MS、相変化材料用容器CM及び相変化材料用容器CMの外周面に当接する加熱ヒータ部H1を断面で示している。 In FIG. 1B, the undissolved phase-change material MS, the phase-change material container CM, and the heater portion H1 in contact with the outer peripheral surface of the phase-change material container CM are shown in cross section.

図2(a)に示すように、加熱ヒータ部H1は、内容器CM12の側面及び底面に設けられている。
詳述すれば、加熱ヒータ部H1は、内容器CM12の側面において、螺旋状に巻き回されており、底面において、蛇状に這わせて接着させることで設けられている。
なお、加熱ヒータ部H1の底面に対する接着手段は、アルミテープ等の接着部材や公知の接着剤を用いることができる。また、側面に巻き回された加熱ヒータ部H1も、アルミテープ等の接着部材や公知の接着剤により、接着させておくことが好ましい。さらに、加熱ヒータ部Hは、内容器CM12の外周面に複数本設けられていても良い。
As shown in FIG. 2A, the heater portions H1 are provided on the side and bottom surfaces of the inner container CM12.
More specifically, the heater portion H1 is spirally wound on the side surface of the inner container CM12, and is provided on the bottom surface by adhering it in a serpentine manner.
As the means for adhering to the bottom surface of the heater portion H1, an adhesive member such as an aluminum tape or a known adhesive can be used. Moreover, it is preferable that the heater portion H1 wound around the side surface is also adhered with an adhesive member such as an aluminum tape or a known adhesive. Further, a plurality of heater portions H may be provided on the outer peripheral surface of the inner container CM12.

図3に示すように、ポンプ部Pは、全体が耐熱性を有する素材で形成されており、駆動源(図示せず)が設けられたポンプ本体P1と、ポンプ本体P1に接続され溶解相変化材料MLの吸引を行う吸引口P2と、ポンプ本体P1から相変化材料の吐出を行う吐出口P3と、ポンプ本体P1が載置される基台P4と、を有している。
なお、駆動源としては、DC24VやDC12Vのモータ等が挙げられる。
As shown in FIG. 3, the pump part P is entirely made of a heat-resistant material, and includes a pump main body P1 provided with a drive source (not shown) and a dissolution phase change liquid connected to the pump main body P1. It has a suction port P2 for sucking the material ML, a discharge port P3 for discharging the phase change material from the pump main body P1, and a base P4 on which the pump main body P1 is placed.
In addition, a DC24V or DC12V motor or the like can be used as the drive source.

詳述すれば、ポンプ部Pは、吸引口P2に連通する吸引路Riが形成された、略円筒状の吸引管Piを有している。
なお、図3において、吸引路Riの隠れ線は、点線で示している。
Specifically, the pump part P has a substantially cylindrical suction pipe Pi in which a suction path Ri communicating with the suction port P2 is formed.
In addition, in FIG. 3, hidden lines of the suction path Ri are indicated by dotted lines.

また、ポンプ部Pは、基台P4の四隅に設けられた取付孔zにボルト等固定具(図示せず)が挿通され、この固定具を介して内容器CM12の底面に固定されている。さらに、ポンプ部Pは、ポンプ本体P1から延びる接続線(図示せず)により、制御部Xに電気的に接続されている。 Further, the pump part P is fixed to the bottom surface of the inner container CM12 via fixing tools such as bolts (not shown) inserted through mounting holes z provided at the four corners of the base P4. Furthermore, the pump section P is electrically connected to the control section X by a connection line (not shown) extending from the pump main body P1.

以下、図4を用いて、未溶解相変化材料MSが溶解していく過程を説明する。 The process of dissolving the undissolved phase-change material MS will be described below with reference to FIG.

まず、蓄熱器1の使用者は、制御部Xを操作することにより、加熱ヒータ部H1の温度を上昇させる。 First, the user of the heat accumulator 1 operates the control section X to raise the temperature of the heater section H1.

これにより、図4(a)に示すように、内容器CM12の内周面に当接している未溶解相変化材料MSが、内容器CM12を介して加熱ヒータ部H1で加熱され溶解し、溶解相変化材料MLとなる。 As a result, as shown in FIG. 4A, the undissolved phase-change material MS in contact with the inner peripheral surface of the inner container CM12 is heated by the heater unit H1 via the inner container CM12 and melted. It becomes the phase change material ML.

そして、内容器CM12の側面近傍に存在する溶解相変化材料MLが重力により底部に溜まっていくことで、溶解相変化材料MLの嵩が、吸引口P2の位置に達する。 Then, the volume of the dissolved phase change material ML that exists near the side surface of the inner container CM12 accumulates at the bottom due to gravity, so that the volume of the dissolved phase change material ML reaches the position of the suction port P2.

そして、蓄熱器1の使用者は、制御部Xを操作することにより、ポンプ本体P1を作動させ、ポンプ部Pによる吸引・吐出動作を開始させることで、ポンプ部Pによる、溶解相変化材料MLの吸引が行われる(矢印a)。 Then, the user of the heat accumulator 1 operates the control unit X to operate the pump main body P1 and start the suction/discharge operation by the pump unit P, thereby causing the pump unit P to operate the dissolved phase change material ML is aspirated (arrow a).

次に、図4(b)に示すように、吸引された溶解相変化材料MLが、吐出口P3より吐出される(矢印b)。これにより、吐出口P3に当接する未溶解相変化材料MSが、溶解相変化材料MLと熱交換を行うことで溶解し、溶解相変化材料MLとなる。 Next, as shown in FIG. 4B, the sucked dissolved phase change material ML is ejected from the ejection port P3 (arrow b). As a result, the undissolved phase-change material MS in contact with the ejection port P3 is melted by exchanging heat with the dissolved phase-change material ML to become the dissolved phase-change material ML.

このように、加熱ヒータ部H1を用いた外部からの溶解及びポンプ部Pを用いた内部からの溶解により、図4(c)に示すように、効率的に未溶解相変化材料MS全体を溶解相変化材料MLとすることができる。 In this manner, the entire undissolved phase-change material MS is efficiently melted as shown in FIG. It can be a phase change material ML.

以下、図5及び図6を用いて、蓄熱器1を備えた温水製造装置Aについて説明する。
なお、図6において、相変化材料M、相変化材料用容器CM、温水用容器CW、筺体E及び相変化材料用容器CMの外周面と温水用容器CWの外周面とに当接している加熱ヒータ部H1及びH2を断面で示している。また、図6において、相変化材料Mは、溶解相変化材料MLの状態として示している。
A hot water producing apparatus A including the heat accumulator 1 will be described below with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
Note that in FIG. 6, the phase change material M, the phase change material container CM, the hot water container CW, the housing E, the outer peripheral surface of the phase change material container CM and the outer peripheral surface of the hot water container CW are in contact with the heating element. Heater portions H1 and H2 are shown in cross section. Also, in FIG. 6, the phase change material M is shown as a dissolved phase change material ML.

図5及び図6に示すように、温水製造装置Aは、蓄熱器1と、内部に水Wを収容する貯水器2と、水Wの吸引、輸送及び吐出を行う配管部3と、これらを収容する筺体Eと、を備えている。
なお、説明の便宜上、図5において、筺体Eは省略している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the hot water production apparatus A includes a heat accumulator 1, a water reservoir 2 for containing water W, a piping section 3 for sucking, transporting and discharging water W, and these. and a housing E for housing.
For convenience of explanation, the housing E is omitted in FIG.

貯水器2は、内部に水Wが収容された温水用容器CWと、加熱ヒータ部H2と、を有している。 The water reservoir 2 has a hot water container CW containing water W therein, and a heater section H2.

温水用容器CWは、相変化材料用容器CMと同様に、略直方体状であり有底筒状の容器本体CW1と、容器本体CW1を上方から覆う蓋体CW2と、により構成されている。
また、容器本体CW1は、容器本体CM1と同様に、二重構造となっており、外側に形成された外容器CW11と、内側に形成され、水Wが収容される内容器CW12とが、その間隙に空間RWを形成するようにして、それぞれの開口端を一体とすることで、構成されている。
As with the phase-change material container CM, the hot water container CW is composed of a substantially rectangular parallelepiped cylindrical container body CW1 with a bottom, and a lid CW2 covering the container body CW1 from above.
Further, the container body CW1 has a double structure like the container body CM1. It is configured by integrating the respective open ends so as to form a space RW in the gap.

貯水器2が有する加熱ヒータ部H2は、蓄熱器1が有する加熱ヒータ部H2と同様に、コード状に形成されており、内容器CW12の側面において、螺旋状に巻き回されており、底面において、蛇状に這わせて接着させることで設けられている。 The heater portion H2 of the water reservoir 2 is formed in a cord shape, similarly to the heater portion H2 of the heat accumulator 1, is spirally wound on the side surface of the inner container CW12, and is spirally wound on the bottom surface of the inner container CW12. , are provided by adhering them in a serpentine manner.

相変化材料用容器CM及び貯水器2は、隣接して設けられており、配管部3は、それぞれの蓋体CM2及び蓋体CW2を貫通して、内容器CM12及び内容器CW12の内部に配置されている。 The phase-change material container CM and the water reservoir 2 are provided adjacent to each other, and the pipe section 3 penetrates the respective lids CM2 and CW2 and is arranged inside the inner container CM12 and the inner container CW12. It is

詳述すれば、配管部3は、内容器CM12の内部において略蛇状に湾曲して配置される第一配管31と、内容器CM12の内部において側面及び底面に沿って、かつポンプ部Pの周囲を囲うように湾曲して配置される第二配管32と、内容器CW12の内部にのみ配置される第三配管33と、により構成されている。
なお、配管の本数は3つに限られず、何本であっても良い。
Specifically, the piping section 3 includes a first piping 31 that is arranged in a substantially serpentine curve inside the inner container CM12, and a pump section P that extends along the side and bottom surfaces of the inner container CM12. It is composed of a second pipe 32 arranged in a curved manner so as to surround the periphery, and a third pipe 33 arranged only inside the inner container CW12.
Note that the number of pipes is not limited to three, and may be any number.

内容器CM12の内部に配置された第一配管31及び第二配管32の外周面には、溶解相変化材料MLが当接している構成となっている。 The dissolved phase change material ML is in contact with the outer peripheral surfaces of the first pipe 31 and the second pipe 32 arranged inside the inner container CM12.

各配管31、32及び33には、内容器CW12に収容された水Wや外部から供給された水Wを吸引するための配管用ポンプ31P、32P及び33Pが設けられている。
なお、配管用ポンプ31P、32P及び33Pは、ポンプ部Pと同様に駆動源が設けられており、それぞれから延びる接続線(図示せず)により、制御部Xに電気的に接続されている。
Piping pumps 31P, 32P and 33P for sucking the water W contained in the inner container CW12 and the water W supplied from the outside are provided in the pipes 31, 32 and 33, respectively.
The pipe pumps 31P, 32P, and 33P are provided with drive sources in the same manner as the pump section P, and are electrically connected to the control section X by connection lines (not shown) extending from each of them.

図6に示すように、筺体Eは、略直方体状であり有底筒状の筺体本体E1と、筺体本体E1を上方から覆う蓋体E2と、により構成されている。
また、筺体本体E1の内壁には、加熱ヒータ部H1及びH2の温度制御やポンプ部Pの動作制御を行う制御部Xが設けられている。
なお、制御部Xの位置はこれに限定されず、筺体Eの外部に設けても良い。
As shown in FIG. 6, the housing E is composed of a substantially rectangular parallelepiped cylindrical housing body E1 with a bottom, and a lid E2 that covers the housing body E1 from above.
A control section X for controlling the temperature of the heater sections H1 and H2 and the operation control of the pump section P is provided on the inner wall of the housing body E1.
Note that the position of the control unit X is not limited to this, and may be provided outside the housing E.

蓄熱器1が有する加熱ヒータ部H1は、その一端が、容器本体CM1及び蓋体CM2に設けられた挿通孔pに挿通され、制御部Xに電気的に接続されている。
貯水器2が有する加熱ヒータ部H2は、その一端が、容器本体CW1及び蓋体CW2に設けられた挿通孔pに挿通され、制御部Xに電気的に接続されている。
One end of the heater portion H1 of the heat accumulator 1 is inserted through the insertion hole p provided in the container body CM1 and the lid CM2, and is electrically connected to the control portion X.
The heater part H2 of the water reservoir 2 is electrically connected to the control part X by inserting one end of the heater part H2 into the insertion hole p provided in the container body CW1 and the lid body CW2.

ここで、温水製造装置Aの使用者は、温水の温度を制御部Xにより予め自由に設定することができ、加熱ヒータ部H1及びH2は、ONの状態となると、この設定された温度まで水Wを加熱する。そして、水Wが設定された温度に達すると、加熱ヒータ部H1及びH2は、OFFの状態となる。なお、水Wの内部には、設定された温度を検出するための温度検出器(図示せず)が設けられており、制御部Xと電気的に接続されている。 Here, the user of the hot water production apparatus A can freely set the temperature of the hot water in advance using the control section X, and when the heater sections H1 and H2 are turned on, the water reaches the set temperature. Heat W. When the water W reaches the set temperature, the heaters H1 and H2 are turned off. A temperature detector (not shown) for detecting a set temperature is provided inside the water W and is electrically connected to the controller X.

第一配管31は、その一端31aが、温水用容器CW及び筺体本体E1を貫通することで外部に露出し、その他端31bが、内容器CW12に収容された水W内に配置されている。また、第一配管31の外部に露出した部分には、バルブVが設けられている。さらに、第一配管31の内容器CW12の内部に配置された部分には、水Wの吸引を行う開口端31cが設けられている。
一端31aは、例えば、水道水を供給する水道管等に接続される。
One end 31a of the first pipe 31 is exposed to the outside by penetrating the hot water container CW and the housing body E1, and the other end 31b is arranged in the water W contained in the inner container CW12. A valve V is provided at a portion of the first pipe 31 exposed to the outside. Furthermore, an open end 31c for sucking the water W is provided in a portion of the first pipe 31 disposed inside the inner container CW12.
One end 31a is connected to, for example, a water pipe that supplies tap water.

第二配管32は、その両端32a及び32bが、内容器CW12に収容された水W内に配置されている。 Both ends 32a and 32b of the second pipe 32 are placed in the water W contained in the inner container CW12.

第三配管33は、その一端33aが、筺体本体E1を貫通することで外部に露出し、その他端33bが、内容器CW12に収容された水W内に配置されている。 One end 33a of the third pipe 33 is exposed to the outside by penetrating the housing main body E1, and the other end 33b is arranged in the water W contained in the inner container CW12.

温水製造装置Aの使用者は、温水を製造する場合、制御部Xを用いて配管用ポンプ31Pを動作させる。これにより、第一配管31が、開口端31cから内容器CW12に収容された水Wを吸引する(矢印c)。
そして、吸引された水Wは、内容器CM12の内部に配置された第一配管31を通過する際に、溶解相変化材料MLにより加熱され温水となり、他端31bから内容器CW12の内部に吐出され、供給される(矢印d)。
A user of the hot water producing apparatus A uses the controller X to operate the pipe pump 31P when producing hot water. As a result, the first pipe 31 sucks the water W contained in the inner container CW12 from the open end 31c (arrow c).
Then, the sucked water W is heated by the dissolved phase-change material ML to become hot water when passing through the first pipe 31 arranged inside the inner container CM12, and is discharged from the other end 31b into the inner container CW12. and supplied (arrow d).

また、使用者は、例えば、温水製造装置Aの電源を長時間OFFにしており、相変化材料M全体が未溶解相変化材料MSの状態となっている場合、ポンプ部Pを迅速に動作させるために、制御部Xを用いて配管用ポンプ32Pを動作させる。これにより、第二配管32が、一端32aから内容器CW12に収容された水Wの吸引を行い(矢印e)、第二配管32の、ポンプ部Pの外周を囲うように配置された部分を通過し、他端32bから水Wの吐出を行う(矢印f)。
この際、内容器CW12に収容された水Wが、第一配管31により温水となっていれば、ポンプ部Pの外周を囲うように配置された部分を通過する際に、ポンプ部P内部の未溶解相変化材料MSを溶解し、ポンプ部Pの駆動源を早期に駆動させることができる。
In addition, for example, when the power supply of the hot water production apparatus A is turned off for a long time and the entire phase change material M is in the state of the undissolved phase change material MS, the user quickly operates the pump part P. Therefore, the controller X is used to operate the pipe pump 32P. As a result, the second pipe 32 sucks the water W contained in the inner container CW12 from one end 32a (arrow e), and the portion of the second pipe 32 arranged so as to surround the outer periphery of the pump part P is drawn. Then, the water W is discharged from the other end 32b (arrow f).
At this time, if the water W contained in the inner container CW12 is warmed by the first pipe 31, the inside of the pump unit P is The undissolved phase-change material MS can be dissolved and the driving source of the pump section P can be driven early.

また、使用者は、貯水器2の内部に供給された水Wを外部に供給する場合、制御部Xを用いて配管用ポンプ33Pを動作させる。これにより、第三配管33が、加熱され温水となった水Wを、他端33bから吸引し(矢印g)、一端33aから外部に吐出し、供給する(矢印h)。 Further, when the user supplies the water W supplied inside the water reservoir 2 to the outside, the user uses the controller X to operate the pipe pump 33P. As a result, the third pipe 33 sucks the heated water W from the other end 33b (arrow g), and discharges and supplies the water W from the one end 33a to the outside (arrow h).

また、使用者は、貯水器2の内部に水Wを供給する場合、バルブVを用いて配管31の流路を開き、制御部Xを用いて配管用ポンプ31Pを動作させる。これにより、第一配管31が、一端31aから外部の水Wを吸引する(矢印i)。
そして、吸引された水Wは、内容器CM12の内部に配置された第一配管31を通過する際に、溶解相変化材料MLにより加熱され温水となり、他端31bから内容器CW12の内部に吐出され、供給される(矢印d)。
Further, when the user supplies water W into the water reservoir 2, the user uses the valve V to open the flow path of the pipe 31 and uses the controller X to operate the pipe pump 31P. Thereby, the first pipe 31 sucks the external water W from the one end 31a (arrow i).
Then, the sucked water W is heated by the dissolved phase-change material ML to become hot water when passing through the first pipe 31 arranged inside the inner container CM12, and is discharged from the other end 31b into the inner container CW12. and supplied (arrow d).

なお、このように、配管部3による水Wの吸引・吐出動作が行われている間にも、使用者は、当然に、制御部Xにより、ポンプ部P及び蓄熱器1が有する加熱ヒータ部H1を動作させておくことができる。これにより、相変化材料Mが未溶解相変化材料MSの状態である場合には、溶解効率が向上し、溶解相変化材料MLの状態である場合には、蓄熱状態が維持されることとなる。 In this way, even while the water W is being sucked and discharged by the piping section 3, the user can, of course, H1 can be left running. As a result, when the phase-change material M is in the state of the undissolved phase-change material MS, the dissolution efficiency is improved, and when it is in the state of the dissolved phase-change material ML, the heat storage state is maintained. .

また、相変化材料Mが未溶解相変化材料MSの状態である場合、ポンプ部P及び蓄熱器1が有する加熱ヒータ部H1を動作させなくても、所定の時間蓄熱状態は維持されるため、配管部3を動作させるのみで、所定の時間、温水を外部に供給することができる。即ち、温水製造装置Aによれば、温水を外部に供給する際のエネルギー効率が向上する。 Further, when the phase-change material M is in the state of the undissolved phase-change material MS, the heat storage state is maintained for a predetermined time without operating the heater unit H1 of the pump unit P and the heat accumulator 1. Hot water can be supplied to the outside for a predetermined time only by operating the piping section 3 . That is, according to the hot water production apparatus A, the energy efficiency is improved when hot water is supplied to the outside.

本実施形態によれば、吸引口P2が、相変化材料用容器CMの底面寄りに設けられていることで、吸引口P2に吸引される、溶解相変化材料MLの分量が多くなり、未溶解相変化材料MS全体の溶解効率が向上する。 According to the present embodiment, the suction port P2 is provided near the bottom surface of the phase-change material container CM. The dissolution efficiency of the entire phase change material MS is improved.

また、ポンプ部Pが、吐出口P3から溶解相変化材料MLを吐出し攪拌することにより、熱交換を行うことが可能となり、未溶解相変化材料MS全体の溶解効率が向上する。 In addition, the pump unit P discharges and stirs the dissolved phase-change material ML from the discharge port P3, thereby enabling heat exchange and improving the efficiency of dissolving the entire undissolved phase-change material MS.

また、溶解相変化材料MLが、配管部3の外周面に当接していることで、配管部3を通過する水Wが、溶解相変化材料MLにより加熱されるため、効率的に温水を製造することが可能となる。 Further, since the dissolved phase change material ML is in contact with the outer peripheral surface of the pipe portion 3, the water W passing through the pipe portion 3 is heated by the dissolved phase change material ML, so hot water is efficiently produced. It becomes possible to

また、相変化材料用容器CMと貯水器2とが、隣接して設けられていることで、相変化材料用容器CMと貯水器2とが、互いに熱交換を行い、貯水器2内部の高い保温性を維持することが可能となる。 In addition, since the phase-change material container CM and the water reservoir 2 are provided adjacent to each other, the phase-change material container CM and the water reservoir 2 exchange heat with each other. It becomes possible to maintain heat retention.

また、第二配管32が、ポンプ部Pの外周を囲うように配置されていることで、第二配管32を通過する温水により、ポンプ部P内部の未溶解相変化材料MSを溶解させ、ポンプ部Pの駆動源を早期に駆動させることができ、ポンプ部Pの吸引・吐出動作をスムーズに開始することが可能となる。 In addition, since the second pipe 32 is arranged so as to surround the outer periphery of the pump part P, the hot water passing through the second pipe 32 dissolves the undissolved phase-change material MS inside the pump part P, The driving source of the portion P can be driven early, and the suction/discharge operation of the pump portion P can be started smoothly.

なお、上述の実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。 It should be noted that the shapes, dimensions, etc., of the constituent members shown in the above-described embodiment are merely examples, and can be changed in various ways based on design requirements and the like.

A 温水製造装置
1 蓄熱器
CM 相変化材料用容器
CM1 容器本体
CM11 外容器
CM12 内容器
CM2 蓋体
RM 空間
P ポンプ部
P1 ポンプ本体
P2 吸引口
P3 吐出口
P4 基台
z 取付孔
2 貯水器
CW 温水用容器
CW1 容器本体
CW11 外容器
CW12 内容器
CW2 蓋体
RW 空間
H1、H2 加熱ヒータ部
p 挿通孔
3 配管部
31 第一配管
32 第二配管
33 第三配管
31P、32P、33P 配管用ポンプ
V バルブ
E 筺体
E1 筺体本体
E2 蓋体
X 制御部
W 水
M 相変化材料
MS 未溶解相変化材料
ML 溶解相変化材料
A hot water production device 1 heat accumulator CM phase change material container CM1 container main body CM11 outer container CM12 inner container CM2 lid RM space P pump section P1 pump main body P2 suction port P3 discharge port P4 base z mounting hole 2 water reservoir CW hot water Container CW1 Container body CW11 Outer container CW12 Inner container CW2 Lid RW Space H1, H2 Heater portion p Insertion hole 3 Piping portion 31 First pipe 32 Second pipe 33 Third pipe 31P, 32P, 33P Piping pump V Valve E housing E1 housing main body E2 lid X control unit W water M phase change material MS undissolved phase change material ML dissolved phase change material

Claims (3)

蓄熱器と、内部に水を収容する貯水器と、前記水の輸送を行う配管部と、を備える温水製造装置であって、
前記蓄熱器は、内部に相変化材料を収容する相変化材料用容器と、加熱ヒータ部と、ポンプ部と、を備え、
前記加熱ヒータ部は、前記相変化材料用容器の外周面に設けられ、
前記ポンプ部は、駆動源が設けられたポンプ本体と、前記ポンプ本体に接続され前記相変化材料の吸引を行う吸引口と、前記ポンプ本体に接続され前記相変化材料の吐出を行う吐出口と、を有し、
前記相変化材料は、前記ポンプ部の外周面に当接し
前記配管部は、前記相変化材料用容器と前記貯水器の内部に配置され、
前記相変化材料は、前記配管部の外周面に当接し、
前記配管部は、前記ポンプ部の外周を囲うように配置されていることを特徴とする、温水製造装置
A hot water producing apparatus comprising a heat accumulator, a water reservoir containing water therein, and a piping section for transporting the water,
The heat accumulator includes a phase change material container for containing a phase change material therein, a heater section, and a pump section,
The heater unit is provided on the outer peripheral surface of the phase change material container,
The pump unit includes a pump body provided with a driving source, a suction port connected to the pump body for sucking the phase change material, and a discharge port connected to the pump body for discharging the phase change material. , has
the phase change material is in contact with the outer peripheral surface of the pump section ;
The piping part is arranged inside the phase-change material container and the water reservoir,
the phase change material is in contact with the outer peripheral surface of the pipe portion;
The hot water producing apparatus , wherein the piping section is arranged so as to surround the outer periphery of the pump section .
前記吸引口は、前記相変化材料用容器の底面寄りに設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の温水製造装置2. The hot water producing apparatus according to claim 1, wherein the suction port is provided near the bottom surface of the phase change material container. 前記相変化材料用容器と前記貯水器とが、隣接して設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の温水製造装置。
2. The hot water producing apparatus according to claim 1 , wherein said phase change material container and said water reservoir are provided adjacent to each other.
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