JPH01196499A - 蓄熱容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は潜熱蓄熱材を収納した複数個の蓄熱容器を組み
合わせて構成される蓄熱装置に関するものである。

〔従来技術〕

蓄熱容器は潜熱蓄熱材（例えば融点３０℃の硫酸ナトリ
ウムｌＯ水塩、融点４８℃のチオ硫酸ナトリウム５水塩
）を収納している。この蓄熱容器の外面から熱媒体を介
して熱を与えたり奪ったりすると、潜熱蓄熱材の溶融、
凝固によって大きい熱容量を示す。

しかし、前述の潜熱蓄熱材は凝固の際に過冷却現象を呈
し、所望の温度で潜熱を放出しない、この欠点を除くた
め、従来一般に、蓄熱容器中の一部の個所に種結晶を保
存しておくための種結晶収納部が設けられる。

第９図は、この種の蓄熱容器に関する最新の公知技術（
特開昭６０−３３４９１号）を示す。

中空の方形板状蓄熱容４！１１内に蓄熱材２が収納され
ている。この蓄熱材２は加熱されると溶融して溶融潜熱
を奪い、冷却されると凝固（結晶）して溶融潜熱を放出
する。

上記の蓄熱容器１にＵ字管５の両端が連通固着されてい
る。このＵ字管５内の蓄熱材が溶融しないよう、このＵ
字管５の外周面は冷却されている。

従って、上記Ｕ字管５内の蓄熱材は結晶状態を保ち、該
Ｕ字管５は種結晶収納部として作用し、その中に種結晶
４を貯えている。

上記最新の公知技術に係る蓄熱容器（第９図）において
、種結晶４と蓄熱材２との接触個所は図示の点ｃ、ｃ’
付近である。従って、蓄熱材２が潜熱を放出しつつ凝固
する際、結晶は点ｃ、ｃ’から成長し始め、図の左端付
近Ｅに向かって成長してゆく、第１０図は、上記従来形
の蓄熱容器１を用いた蓄熱装置の模式的断面図である。

前掲の第９図から容易に理解される如く、蓄熱材２と種
結晶４との接触面積が小さく、Ｃ，Ｅ間の距離が長い。

このため、結晶の成長に長時間を要し、潜熱の放出が速
やかに行われない。

更に、この蓄熱容器（第８図）を加熱して吸熱（Ｗ熱）
させる際は、図の点ｃ、ｃ’よりも左方を加熱するとと
もに、誠意Ｃ，Ｃ’よりも右方は冷却しておき、種結晶
４が融解しないようにしておかねばならないが、この構
造（第８図）では点Ｃ，Ｃ’付近を境界として加熱手段
（例えば高温液体流）と冷却手段（例えば冷却風）とを
仕切ることが容易でない。

上記公知技術に係る蓄熱容器（第９図）の欠点を解消し
て、潜熱の放出速度が速く、しかも加熱手段と冷却手段
との仕切が容易で、かつ、多数の蓄熱容器を狭い面積に
設置し易いように改良する為には、蓄熱材を収納する蓄
熱容器本体部を中空円板状に構成するとともに、該蓄熱
容器本体部の外周よりも大きい内径を有する中空環状の
種結晶収納部を構成し、上記の蓄熱容器本体部と種結晶
収納部とを略同一平面に揃えて同心に配列し、かつ、上
記蓄熱容器本体部の外周側と種結晶収納部の内周側とを
、環状の連通路を介して接続、連通せしめることが有効
である。上記の構成は本発明者らが創作し、本出願人ら
が別途に出願中の発明（以下、先願という）である。

第１１図（Ａ）及び第１１図（Ｂ）は先願に係る未公知
の蓄熱容器の一実施例を示し、第１１図（Ａ）は第１１
図（Ｂ）のＡ−Ａ断面を、第１１図（Ｂ）は第１１図（
Ａ）のＢ−Ｂ断面をそれぞれ描いたものである。

中空円板状の蓄熱容器本体６と、これよりも大きい内径
を有する中空環状の種結晶容器７とを、はぼ同一平面に
揃えて同心に配列し、両者の間を中空環状の連通部８に
よって接続する。

６ａは、前記中空円板状の蓄熱器本体６の頂面。

底面を貫通せしめて固着した貫通パイプであって、この
貫通パイプは蓄熱器本体６を補強するとともに、その伝
熱面積を拡大している。

上記蓄熱容器本体６内に蓄熱材２を収納する。

この蓄熱材の１部は種結晶容器７を満たし、冷却される
と結晶して種結晶４となる。

第１図（Ａ）から容易に理解される如く、蓄熱材２はそ
の全周において種結晶４に接している。そして、放熱作
用時の結晶成長方向は例えば矢印りの如くであり、結晶
成長路の距離が短かい、従って短時間で潜熱を放出する
ことが出来る。

第１２図は、前記先願に係る蓄熱容器（第１１図（Ｂ）
）を用いて構成した蓄熱装置の垂直断面図である。

短円筒状の支持リング９を介装して蓄熱容器を積み上げ
る。

高温の熱媒体を矢印りの如く流動させると、多数（本例
において５個）の蓄熱器本体６が同時に加熱され、しか
も上記熱媒体（矢印Ｄ）は支持リング９に遮られている
ので種結晶容器７を加熱しない。

支持リング９の外側に位置する種結晶容器７に接触させ
つつ、蓄熱材２の融点以下の冷却風（又は冷却水）を流
動させて種結晶４の融解を防止する。

第１２図において、上下に積み重ねた蓄熱容器本体６間
に高温熱媒体矢印りの１部が流入出来る程度（例えば５
ｍ）の間隙が出来るように、支持リング９の高さ寸法を
設定しておく。

第１３ｗＩ（Ａ）、ＣＢ）は前記と異なる実施例（先願
）を示す、前例に比して異なるところは次の如くである
。

（ｉ）貫通バイブロａの中央部を仕切る形に補強板６ｂ
を設けた０本例によると、蓄熱材の膨張による蓄熱容器
本体６の変形が防止される。

（…）前記貫通バイブロａの周囲に複数個（本例におい
ては４個）の貫通バイブロｃを設ける。これにより補強
がいっそう強固になり、伝熱面積が増加する。第１４図
は上記実施例（第１３図）の蓄熱容器を積み重ねて設置
した状態を示す垂直断面図である。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した先願の蓄熱容器によれば結晶成長距離が短
かくて結晶成長の所要時間が短かいので、潜熱の放出が
短時間で行われる。しかも高温媒体と冷却流体との仕切
りが容易であり、その上、積み上げて使用するに好適で
設置所要面積が小さいという優れた実用的効果が確認さ
れた。

本発明者らは、上記先願に係る蓄熱容器の実用化試験、
研究を続行し、特に該先願の蓄熱容器を複数個積み重ね
て蓄熱装置を構成することについて研究したところ、次
のような問題点の有ることを確認した。

例えば第１２図において高温媒体流矢印りは、流通抵抗
の少ない貫通バイブロａを直通する形に流動するが、矢
印ｄ、ｄ・・・の如く隅々まで循環することは不充分で
ある。このことは第１４ＩＪ！Ｊについても同様である
。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、先願に係
る蓄熱容器に改良を加え、これを用いて蓄熱容器本体の
伝熱面全体にわたって均一に熱媒体が接続、流動し得る
蓄熱装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の蓄熱装置は、蓄熱
材を収納する蓄熱容器本体部を中空円板状に構成すると
ともに、該蓄熱容器本体部の外周よりも大きい内径を有
する中空環状の種結晶収納部を構成し、上記の蓄熱容器
本体部と種結晶収納部とを略同一平面に揃えて同心に配
列し、かつ、上記蓄熱容器本体部の外周側と種結晶収納
部の内周側とを、環状の連通路を介して接続、連通せし
めて蓄熱容器ユニットを構成するとともに、前記中空円
板状蓄熱容器本体の平行板に管状部材を貫通固着し、か
つ、前記蓄熱容器ユニットの平行板を水平にして積み重
ねるとともに、上下に対向。

隣接する蓄熱容器ユニットの管状部材が垂直方向に揃わ
ないように、ずらせて設置したものである。

〔作用〕

上記の構成によれば、管状部材が一直線状に揃っていな
いので、高温媒体はジグザグ形の流路を通りつつ蓄熱容
器本体の伝熱面全般に接触する。

〔実施例〕

第２図（Ａ）は本発明を適用して構成した蓄熱容器の一
実施例を示す０本実施例は、第１１図（Ａ）に示した先
願の蓄熱容器に本発明を適用して改良したもので、中心
点０を避けて貫通バイブロｃを２個設けである。

上記第２図（Ａ）のＢ−Ｂ断面は第２図（Ｂ）の如くで
あり、同じ＜Ｃ−Ｃ断面は第２図（Ｃ）の如くになる。

第１図は、第２図（Ｂ）の如き断面を示す姿勢と、第２
図（Ｃ）の如き断面を示す姿勢とに、交互に貫通バイブ
ロｃをずらせて積み重ねる。

即ち、本例においては、上下に対向して隣接する蓄熱容
器本体６同志を、垂直な中心軸の回りに９０’ずつ位相
をずらせて積み重ねる。

第３図は、その平面図を模式的に描いた説明図であって
、本図に呪われている１対の貫通バイブロｃ（実線）と
、隠れている１対の貫通バイブロｃ’（破線）とがずれ
ている。

第１図において高温媒体は矢印ａ、ａ’、ｂ。

ｂ′、ａ、ｃ’、ｄ、ｄ’、ｅ、ｅ’の如く流動し。

蓄熱容器本体６の伝熱面に均一に接触しつつ通過する。

第３図に示した往復矢印は高温媒体の流線である。

第４図及び第５図は前記（第１図〜第３図）と異なる実
施例を示す０本例においては高温媒体が矢印ｆの如く蛇
行して、蓄熱容器６の伝熱面に均一に接触する。

図示を省略するが、蓄熱容器６の頂面、底面を波板状に
構成（例えば、いわゆるアネロイド板状）すると、伝熱
面が更に増加して蓄熱能率が向上する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明を適用すると蓄熱容器単体
の伝熱面全体にわたって均一に熱媒体が接触、流動し、
その蓄熱能率を向上せしめるという優れた実用的効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
組立状態の垂直断面図、第２図（Ａ）は蓄熱容器単体の
水平断面図、第２図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ断面図
、第２図（Ｃ）は同じ＜ｃ−ｃ断面図、第３図は組立状
態を模式的に描いた平面図である。 第４図は上記と異なる実施例の模式的な平面図、第５図
はその垂直断面図である。 第６図乃至第８図は、それぞれ更に異なる実施例の模式
的な平面図を示す。 第９図は公知の蓄熱容器の断面平面図であり、第１０図
は上記公知例の蓄熱容器を用いて構成された蓄熱装置の
模式的な説明図である。 第１１図乃至第１４図は先願に係る蓄熱容器、及びその
使用例を示す断面図である。 ４・・・種結晶、６・・・蓄熱容器単体、６ａ、　６ｃ
。 ６ｃｍ！・・・貫通パイプ、７・・・種結晶容器、８・
・・連通部、９・・・支持リング。 特許出願人　日立ビル施設エンジニアリング株式会社〃
　　　株式会社日立製作所 〃　　東北電力株式会社 代理人弁理士　秋　　　本　　　正　　　実（外１名） 第　１　面 第　３　区 第　＋Ｖ 第　７　可 纂　８　図 島　９　図 Ｃ′ 箒ＩＯ面 察　１１　　面 ＃；１２　　回 業　Ｉ４−７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、蓄熱材を収納する蓄熱容器本体部を中空円板状に構
   成するとともに、該蓄熱容器本体部の外周よりも大きい
   内径を有する中空環状の種結晶収納部を構成し、上記の
   蓄熱容器本体部と種結晶収納部とを略同一平面に揃えて
   同心に配列し、かつ、上記蓄熱容器本体部の外周側と種
   結晶収納部の内周側とを、環状の連通路を介して接続、
   連通せしめて蓄熱容器ユニットを構成するとともに、前
   記中空円板状蓄熱容器本体の平行板に管状部材を貫通固
   着し、かつ、前記蓄熱容器ユニットの平行板を水平にし
   て積み重ねるとともに、上下に対向、隣接する蓄熱容器
   ユニットの管状部材が垂直方向に揃わないように、ずら
   せて設置したことを特徴とする蓄熱装置。