JPH01234753A - 蓄熱エネルギー取出し装置 - Google Patents
蓄熱エネルギー取出し装置Info
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- JPH01234753A JPH01234753A JP5938088A JP5938088A JPH01234753A JP H01234753 A JPH01234753 A JP H01234753A JP 5938088 A JP5938088 A JP 5938088A JP 5938088 A JP5938088 A JP 5938088A JP H01234753 A JPH01234753 A JP H01234753A
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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。
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、蓄熱器に蓄熱された高温熱エネルギーを利用
するために取出すエネルギー取出し装置に関する。
するために取出すエネルギー取出し装置に関する。
従来技術
太陽熱や産業廃熱等の間けつ的エネルギー、あるいは供
給と需要との時間がずれる深夜電力等の有効利用が重要
な課題になっている。
給と需要との時間がずれる深夜電力等の有効利用が重要
な課題になっている。
その−例として、深夜電力を熱の形で蓄熱し。
昼間必要な時に温湯として取出す深夜電力温水器は既に
実用化されているが、従来の深夜電力温水器は、蓄熱媒
体として、利用する水そのものを使用し、大気圧下で蓄
熱する関係上実用上は８０〜８５℃の温度の顕然蓄熱の
形態の菩湯にとどまる。単位重量当りの蓄熱密度は２０
℃の給水を８５℃に昇温しで蓄熱するにしても６＆Ｋｃ
ａｌ／ｋｇのオーダーにとどまりその値は概して小さい
。従って相当量の熱を蓄熱するには温水器のサイズが大
型化し、重量が大きくなり据付場所が大きくなる難点が
ある。
実用化されているが、従来の深夜電力温水器は、蓄熱媒
体として、利用する水そのものを使用し、大気圧下で蓄
熱する関係上実用上は８０〜８５℃の温度の顕然蓄熱の
形態の菩湯にとどまる。単位重量当りの蓄熱密度は２０
℃の給水を８５℃に昇温しで蓄熱するにしても６＆Ｋｃ
ａｌ／ｋｇのオーダーにとどまりその値は概して小さい
。従って相当量の熱を蓄熱するには温水器のサイズが大
型化し、重量が大きくなり据付場所が大きくなる難点が
ある。
又、昼間温水を取出して利用すれば、自動的に水道水が
補給され、温水器内の水温が低下するので追焚きをする
必要がある。又、取出す湯の圧力が小さいので、一般民
家の二階あるいは遠方で使用する場合にしても昇圧する
必要がある。又、蓄熱温度が低い関係上一般家庭の風呂
、洗面所、台所等で使用できるに止まり、産業用の高温
熱エネルギーや圧力源スチーム製造用として利用するこ
とはできなかった。
補給され、温水器内の水温が低下するので追焚きをする
必要がある。又、取出す湯の圧力が小さいので、一般民
家の二階あるいは遠方で使用する場合にしても昇圧する
必要がある。又、蓄熱温度が低い関係上一般家庭の風呂
、洗面所、台所等で使用できるに止まり、産業用の高温
熱エネルギーや圧力源スチーム製造用として利用するこ
とはできなかった。
一方、特定の潜熱蓄熱材等を用いた１００℃以上の熱エ
ネルギー蓄熱器を設け、これより水を媒体として安価に
湯又はスチームを取出す技術は容易に想定されるところ
である。その場合には、常用の運転中には潜熱蓄熱器等
の中の熱交換部に水が定常的に流れ安定した熱エネルギ
ーの取出しができるが、運転停止時には熱交換器部の水
がすべて蒸発してしまい、いわゆるドライアウトが生じ
る可能性が高い。ドライアウトした熱交換部に対して運
転再開時に水を流すと水は急激に沸騰蒸発して急激な機
械力をもたらし装置を破損する心配があるのみならず、
水の導入により局部的に熱応力の発生も危惧されるとい
う欠点があった。
ネルギー蓄熱器を設け、これより水を媒体として安価に
湯又はスチームを取出す技術は容易に想定されるところ
である。その場合には、常用の運転中には潜熱蓄熱器等
の中の熱交換部に水が定常的に流れ安定した熱エネルギ
ーの取出しができるが、運転停止時には熱交換器部の水
がすべて蒸発してしまい、いわゆるドライアウトが生じ
る可能性が高い。ドライアウトした熱交換部に対して運
転再開時に水を流すと水は急激に沸騰蒸発して急激な機
械力をもたらし装置を破損する心配があるのみならず、
水の導入により局部的に熱応力の発生も危惧されるとい
う欠点があった。
発明が解決しようとする課題
本発明は、従来の深夜電力温水器の上述の難点、欠点に
かんがみ、深夜電力のみならず、産業発熱や太陽熱等の
エネルギーを高温の熱エネルギーの形で蓄積することが
できる蓄熱器において、蓄積エネルギーを水を媒体とし
て高温の熱エネルギーとしても圧力源としても取出すこ
とができる蓄熱エネルギー取出し装置を提供することを
課題とする。
かんがみ、深夜電力のみならず、産業発熱や太陽熱等の
エネルギーを高温の熱エネルギーの形で蓄積することが
できる蓄熱器において、蓄積エネルギーを水を媒体とし
て高温の熱エネルギーとしても圧力源としても取出すこ
とができる蓄熱エネルギー取出し装置を提供することを
課題とする。
課 ゛ のための手
本発明の蓄熱エネルギー取出し装置は、上記の課題を達
成させるため、一定温度の熱を蓄熱材に蓄える蓄熱器、
該蓄熱器中に設けられ、内側を貫流する水に上記蓄熱材
に蓄熱する熱を伝達する熱交換部、該熱交換部に水を供
給する配管、該配管に設けられ、上記蓄熱器の蓄熱温度
で液相を保つような圧力に水を加圧して上記熱交換部に
圧送する圧送手段、上記熱交換部で加熱され排出されだ
液相の水を減圧する手段、該減圧手段により減圧された
水を所要の温度及び圧力の蒸気及び湯にして取出す取出
し手段を有することを特徴とする。
成させるため、一定温度の熱を蓄熱材に蓄える蓄熱器、
該蓄熱器中に設けられ、内側を貫流する水に上記蓄熱材
に蓄熱する熱を伝達する熱交換部、該熱交換部に水を供
給する配管、該配管に設けられ、上記蓄熱器の蓄熱温度
で液相を保つような圧力に水を加圧して上記熱交換部に
圧送する圧送手段、上記熱交換部で加熱され排出されだ
液相の水を減圧する手段、該減圧手段により減圧された
水を所要の温度及び圧力の蒸気及び湯にして取出す取出
し手段を有することを特徴とする。
生−−ｌ
この発明の蓄熱エネルギー取出し装置は、１００℃以上
の高温エネルギーを蓄熱している蓄熱部より水を媒体と
して多量の熱エネルギーを高温で取出すものであり、蓄
熱部内の熱交換器内を貫流する水には圧送手段により圧
力が与えられているので熱を与えても、相は変化せずで
温度のみ上昇する。即ち、蓄熱温度では水は液相を保つ
ような圧力に加圧して供給されるので、熱交換器内では
蒸発することなく、従って熱交換器はドライアウトする
ことなく、また排出する水は高温の湯として減圧手段に
至り、所定の圧力に減圧されることにより所要の温度、
圧力の蒸気と湯になり、利用される。
の高温エネルギーを蓄熱している蓄熱部より水を媒体と
して多量の熱エネルギーを高温で取出すものであり、蓄
熱部内の熱交換器内を貫流する水には圧送手段により圧
力が与えられているので熱を与えても、相は変化せずで
温度のみ上昇する。即ち、蓄熱温度では水は液相を保つ
ような圧力に加圧して供給されるので、熱交換器内では
蒸発することなく、従って熱交換器はドライアウトする
ことなく、また排出する水は高温の湯として減圧手段に
至り、所定の圧力に減圧されることにより所要の温度、
圧力の蒸気と湯になり、利用される。
実施例
以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の実施例の装置の系統図、第２図はそ
の装置内を流れる水のｐ−ｉ線図である。
の装置内を流れる水のｐ−ｉ線図である。
本発明の蓄熱器は、内部に１００℃以上の顕然蓄熱材、
潜熱蓄熱材あるいは化学蓄熱材を充填し、たとえば潜熱
蓄熱器であれば、蓄熱材の固液相変化の際の潜熱を利用
して一定の温度で大量の熱を蓄熱し、放熱することを特
徴としている。蓄熱器１内に充填される蓄熱材としては
１例えば苛性ソーダ系共融混合塩等が使用され、１８０
℃内外の温度で蓄熱することができる。蓄熱すべき熱源
が深夜電力の場合は蓄熱器１内に電熱線を封入したパイ
プヒータ２を入れ、産業廃熱等の場合は直接又は熱媒体
を介して熱交換コイルを入れて、熱を潜熱蓄熱材に供給
し蓄熱する。
潜熱蓄熱材あるいは化学蓄熱材を充填し、たとえば潜熱
蓄熱器であれば、蓄熱材の固液相変化の際の潜熱を利用
して一定の温度で大量の熱を蓄熱し、放熱することを特
徴としている。蓄熱器１内に充填される蓄熱材としては
１例えば苛性ソーダ系共融混合塩等が使用され、１８０
℃内外の温度で蓄熱することができる。蓄熱すべき熱源
が深夜電力の場合は蓄熱器１内に電熱線を封入したパイ
プヒータ２を入れ、産業廃熱等の場合は直接又は熱媒体
を介して熱交換コイルを入れて、熱を潜熱蓄熱材に供給
し蓄熱する。
蓄熱器１はには更に、内部を水が貫流する熱交換部３が
設けられており、外部の給水管４より、加圧ポンプ５に
より、潜熱蓄熱材の蓄熱温度では液相を保つような圧力
に加圧された水が給水される。たとえば１８０℃の蓄熱
温度であれば水の圧力は１０気圧以上にする。加圧、供
給された水は蓄熱材と熱交換を行なって昇温した後液相
の状態で熱交換部３より排出される。熱交換部３からの
排出管６には、減圧弁７が設けられ、適当な圧力迄減圧
され、フラッシュタンク８に至っている。フラッシュタ
ンク８の上部には蒸気管９が、下部には給湯管１０が設
けられている。
設けられており、外部の給水管４より、加圧ポンプ５に
より、潜熱蓄熱材の蓄熱温度では液相を保つような圧力
に加圧された水が給水される。たとえば１８０℃の蓄熱
温度であれば水の圧力は１０気圧以上にする。加圧、供
給された水は蓄熱材と熱交換を行なって昇温した後液相
の状態で熱交換部３より排出される。熱交換部３からの
排出管６には、減圧弁７が設けられ、適当な圧力迄減圧
され、フラッシュタンク８に至っている。フラッシュタ
ンク８の上部には蒸気管９が、下部には給湯管１０が設
けられている。
この装置は以上の如く構成されているので、加圧ポンプ
５でたとえば１０気圧に加圧された水が給水管４から蓄
熱器１内の熱交換部３に供給されると、水は蓄熱材に蓄
熱された高温の熱を取得して１８０℃近辺まで昇温する
。しかし蓄熱温度１８０℃では気化しないような１０気
圧の圧力に加圧されているので熱交換部３の水は常に高
温水状態で排水管６に排出され、気化した場合のように
体積が急激に膨張する危険はないし、運転停止時にもド
ライアウト状態に陥ることがない。該高温水は減圧弁７
を経てフラッシュタンク８内に放出されるとその圧力に
平衡する高温の蒸気と熱湯になる。なお、熱交換部３か
ら排出された高温の水を減圧弁７を経て放出する時、そ
の流量によっては、熱交換部３の内部の圧力が一時的に
所定の圧力より減ることも考えられ、その場合は気化し
て急膨張するおそれがあるので、熱交換部３には不凝縮
性の窒素ガス等による加圧管１１を接続しておくことが
望ましい。
５でたとえば１０気圧に加圧された水が給水管４から蓄
熱器１内の熱交換部３に供給されると、水は蓄熱材に蓄
熱された高温の熱を取得して１８０℃近辺まで昇温する
。しかし蓄熱温度１８０℃では気化しないような１０気
圧の圧力に加圧されているので熱交換部３の水は常に高
温水状態で排水管６に排出され、気化した場合のように
体積が急激に膨張する危険はないし、運転停止時にもド
ライアウト状態に陥ることがない。該高温水は減圧弁７
を経てフラッシュタンク８内に放出されるとその圧力に
平衡する高温の蒸気と熱湯になる。なお、熱交換部３か
ら排出された高温の水を減圧弁７を経て放出する時、そ
の流量によっては、熱交換部３の内部の圧力が一時的に
所定の圧力より減ることも考えられ、その場合は気化し
て急膨張するおそれがあるので、熱交換部３には不凝縮
性の窒素ガス等による加圧管１１を接続しておくことが
望ましい。
蒸気管９より取出した蒸気は、熱源、圧力源として産業
用等に利用することができる。又、熱湯はフラッシュタ
ンクに水を導入することにより、適当な温度となり、大
気圧下で温水として利用することができる。利用して残
った温水は蓄熱器３への給水管４に戻して、加圧ポンプ
５により熱交換器３に再循環させて利用することもでき
る。
用等に利用することができる。又、熱湯はフラッシュタ
ンクに水を導入することにより、適当な温度となり、大
気圧下で温水として利用することができる。利用して残
った温水は蓄熱器３への給水管４に戻して、加圧ポンプ
５により熱交換器３に再循環させて利用することもでき
る。
第２図のｐ−ｉ線図中に記載された水の状態の変化を示
す曲線の傍に示した符号に対応する。低温低圧の状態■
の水は加圧ポンプ５により高圧の水■となり熱交換部に
供給され、潜熱蓄熱材より熱を貰ってエンタルピが上り
■の状態の熱湯になる。これを減圧弁により減圧すれば
、大気圧以上の圧力の気液混合状態■といってフラッシ
ュタンク３内に放出され、蒸気管より■の状態の蒸気と
して取出され、液体の部分は■の状態の熱湯になってい
るので必要に応じ冷水と、混合し大気圧の適当な温度の
温水として取出し利用する。なお、上記の説明において
各構成要素の断熱並びに制御計装等の記述は省略した。
す曲線の傍に示した符号に対応する。低温低圧の状態■
の水は加圧ポンプ５により高圧の水■となり熱交換部に
供給され、潜熱蓄熱材より熱を貰ってエンタルピが上り
■の状態の熱湯になる。これを減圧弁により減圧すれば
、大気圧以上の圧力の気液混合状態■といってフラッシ
ュタンク３内に放出され、蒸気管より■の状態の蒸気と
して取出され、液体の部分は■の状態の熱湯になってい
るので必要に応じ冷水と、混合し大気圧の適当な温度の
温水として取出し利用する。なお、上記の説明において
各構成要素の断熱並びに制御計装等の記述は省略した。
また、給水管４からの給水は予め滅菌処理、あるいは軟
水化処理をすることが望ましい、 効 果 以上の如く、本発明によれば、夜間電力、太陽熱、を利
用した１００℃以上の熱エネルギーの高温蓄熱器あるい
は高温蓄熱装置において、従来は熱取出し媒体として使
用しにくかった水を熱媒体として活用することができる
ため、安価かつ安全な熱エネルギー取出し装置を可能と
することができる。更に熱エネルギー取出し媒体の水を
そのまま減圧フラッシュすることによりシステムの簡素
化が図れ、なおかつ、蓄熱器の中の熱交換部でのドライ
アウトの心配が、無い安全設計、安全運転が可能となる
。
水化処理をすることが望ましい、 効 果 以上の如く、本発明によれば、夜間電力、太陽熱、を利
用した１００℃以上の熱エネルギーの高温蓄熱器あるい
は高温蓄熱装置において、従来は熱取出し媒体として使
用しにくかった水を熱媒体として活用することができる
ため、安価かつ安全な熱エネルギー取出し装置を可能と
することができる。更に熱エネルギー取出し媒体の水を
そのまま減圧フラッシュすることによりシステムの簡素
化が図れ、なおかつ、蓄熱器の中の熱交換部でのドライ
アウトの心配が、無い安全設計、安全運転が可能となる
。
第１図は本発明の実施例の蓄熱エネルギー取出し装置の
系統図、第２図は上記実施例の装置を流れる水の状態変
化を示す圧力−エンタルピー線図である。
系統図、第２図は上記実施例の装置を流れる水の状態変
化を示す圧力−エンタルピー線図である。
Claims (5)
- （１）一定温度の熱を蓄熱材に蓄える蓄熱器、該蓄熱器
中に設けられ、内側を貫流する水に上記蓄熱材に蓄熱す
る熱を伝達する熱交換部、該熱交換部に水を供給する配
管、 該配管に設けられ、上記蓄熱器の蓄熱温度で液相を保つ
ような圧力に水を加圧して上記熱交換部に圧送する圧送
手段、 上記熱交換部で加熱され排出された液相の水を減圧する
手段、 該減圧手段により減圧された水を所要の温度及び圧力の
スチーム及び湯にして取出す取出し手段を有することを
特徴とする蓄熱エネルギー取出し装置。 - （２）上記の取出し手段により取出されたスチームが圧
力源として利用されることを特徴とする請求項１に記載
の装置。 - （３）上記の取出し手段により取出されたスチームが熱
源として利用されることを特徴とする請求項１に記載の
装置。 - （４）上記の取出し手段により取出された熱湯を利用す
ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - （５）上記の取出し手段により取出された熱湯が上記の
圧送手段の吸入側に接続されることを特徴とする請求項
１に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5938088A JPH01234753A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 蓄熱エネルギー取出し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5938088A JPH01234753A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 蓄熱エネルギー取出し装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01234753A true JPH01234753A (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=13111617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5938088A Pending JPH01234753A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 蓄熱エネルギー取出し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01234753A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0373822U (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-25 | ||
| CN103196228A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-07-10 | 朱建新 | 临界水传导固体蓄热装置 |
| WO2020145106A1 (ja) * | 2019-01-07 | 2020-07-16 | 株式会社Ihi | 蒸気供給装置及び乾燥システム |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP5938088A patent/JPH01234753A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0373822U (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-25 | ||
| CN103196228A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-07-10 | 朱建新 | 临界水传导固体蓄热装置 |
| CN103196228B (zh) * | 2013-04-15 | 2018-02-16 | 朱建新 | 临界水传导固体蓄热装置 |
| WO2020145106A1 (ja) * | 2019-01-07 | 2020-07-16 | 株式会社Ihi | 蒸気供給装置及び乾燥システム |
| JPWO2020145106A1 (ja) * | 2019-01-07 | 2021-09-09 | 株式会社Ihi | 蒸気供給装置及び乾燥システム |
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