JPH01318826A - 蓄熱槽 - 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〕 この発明は、蓄熱槽に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、ヒートポンプ式冷暖房システムにおいては蓄
熱（Ｍ冷・蓄熱の双方を含む）方式を採用しているもの
がある。同方式の要部は蓄熱槽である。この蓄熱槽は、
建物等における冷暖房負荷が部分負荷になるようなとき
に冷・温熱源を全負荷で運転させて得られた余剰熱を蓄
えておいて、これを全負荷時に再利用するために、前記
システムに組み込まれている。第４図は、同蓄熱槽の一
方式をあられし、同蓄熱槽は、冷・温いずれかの熱媒体
をチューブ１に通して槽内の液体と熱交換させ蓄熱する
方式のものである。すなわち、この蓄熱槽は、槽本体た
るタンク２を備え、同タンク２は密閉型の円筒体で、そ
の外周全体が断熱材３で覆われた断熱構造になっている
。同タンク２の内部は流通空間をも兼ねた蓄熱空間４に
なっておリ、同空間４には上部配管５と下部配管６が連
通している。

たとえば、前記ヒートポンプが冷房運転されるとき、チ
ューブｌ内を通る低温熱媒体により蓄熱空間４内の水が
冷却されるとともにその一部が氷７となり、蓄熱（Ｎ冷
）がなされる。この蓄熱分を冷房用として使用する場合
には、槽内の冷却水が抜き出され空調用として使用され
、暖かくなった水が、上部の配管５を通して前記Ｍ熱空
間４に戻される。この暖かい水は槽内の氷との間で熱交
換しながら冷却されて下降する。これによって、槽内の
既冷却水が下部配管６より押し出される。

同Ｎ熱槽は暖房用としても使用されることは、言うまで
もない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記蓄熱槽の熱交換は、蓄熱空間４内にスパ
イラル状に配された熱媒体用チューブ１のみでなされて
いたので、たとえば、冷却用として使用される際、前記
上部配管５から導入された温水が下降する部分の横断面
は、図中ＩＶ−ＩＶ断面でみるように、大部分が単なる
空間であるので熱交換部分ではない。そのため、前記温
水は氷７や熱媒体チューブ１に接触して熱交換を受ける
機会が非常に少なく、熱交換が効率的になされなかった
。

前記事情に鑑みて、この発明は、熱交換が効率的になさ
れるようにすることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明は、タンクのＭ熱空
間内に、熱媒体用チューブの内周面に接するように筒体
が配置されて同チューブとともに熱交換器を構成すると
ともに、同熱交換器と前記タンク内周面との間には、上
部配管から導入される冷・温液体を上方から下方へ向け
てスパイラル状に案内する流通空間が形成されるように
する。

〔作　　　用〕

タンクの蓄熱空間内に、熱媒体用チューブの内周面に接
するように筒体が配置されて同チューブとともに熱交換
器を構成するとともに、同熱交換器と前記タンク内周面
との間には、上部配管から導入される冷・温液体を上方
から下方へ向けてスパイラル状に案内する流通空間が形
成されるようにすると、前記冷・温液体が前記熱交換器
とタンクで規定されたスパイラル状の空間を速い速度で
かつ熱伝達を受は易い下で流れるようになる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明を、その実施例をあられした図面を参
照しつつ詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明にかかる蓄熱槽の一実
施例をあられしている。このＮ熱槽は、これらの図にみ
るように、槽本体たるタンク１０を備えている。同タン
ク１０は密閉状の円筒体で、その外周全体は断熱材１１
”ｉ？覆われて断熱構造になっているとともに、内部は
蓄熱空間１２になっている。前記タンクＩＯの上端−例
には上部配管１３が、また下端中央には下部配管１４が
接続され、ともに前記蓄熱空間１２内に連通ずるように
なっている。このタンク１０内には、熱交換器２０が前
記タンクｌＯに同心状となるように配置されている。同
熱交換器２０は円筒体２１と熱媒体用チューブ２２から
なり、前記円筒体２１は、上端が開口しているとともに
下端開口が連通口２３になっていて、前記タンク１０と
の間に周間隔が残るように配置されている。なお、同円
筒体２１の上端部は閉塞状になっていてもよい。前記チ
ューブ２２は、前記円筒体２１の外周面に接して上下に
一定の間隔を置きながらスパイラル状に巻かれている。

同チューブ２２は、その要部を拡大した第２図にみるよ
うに、同チューブ２２の外周囲がタンク１０の内周面に
接している。これにより、前記熱交換器２０とタンク１
０間にはスパイラル状の流通空間２４が形成されている
。なお、前記熱交換器２０の内部空間２５も流通空間と
され、同空間２５内には、その上部位置に達するように
前記下部配管１４が伸び、同伸びた上端に導出用の入口
開口１４ａが開けられている。前記上部配管１３は導入
専用とされ、また下部配管１４は導出専用とされている
。

前記構成の蓄熱槽において、冷房運転による蓄熱（蓄冷
）は、熱媒体用チューブ２２内の冷却媒体が槽内の水な
らびに前記タンク１０と熱交換器２０を冷却することに
よってなされる。この冷却により、前記熱交換器２０の
円筒体２１周壁両面には氷２６が生成するが、量水２６
は、スパイラル状の流通空間２４を塞ぐことのないよう
に制御されながら製造される。暖房運転による蓄熱は、
前記チューブ２２内の加温媒体が槽内の水ならびに前記
タンク１０と熱交換器２０を加温することによってなさ
れる。

前記蓄熱分（Ｍ冷分）の放冷時は、槽内の既冷却水が前
記下部配管１４から抜き出されるとともに、上部配管１
３から温水（リターン水）Ｈが導入され、これにより、
同温水Ｈが前記スパイラル状の流通空間２４内を矢印Ｘ
のように下降するが、その間に氷２６に接触して冷却さ
れる。この下降流Ｘは、長く形成された流通空間２４内
を速い速度で流下する。そして、その間に氷２６、タン
ク１０等からの冷却を効果的に受ける。流通空間２４の
断面は従来の第４図ＩＶ−ＩＶ断面に比べて小さいため
、流下水は短絡することなくほぼ完全に冷却を受ける。

その結果、この蓄熱槽は、熱交換性に優れるものとなる
。なお、前記下降流Ｘは、既冷却水を前記連通口２３を
通して内部空間２５に誘導するとともに、その誘導され
た冷却水が、前記出口開口１４ａを通して下部配管１４
から矢印Ｃのように導出される。

蓄熱分を放熱するときも同様である。

前記のように、この発明にかかるＭ熱槽は、タンクの蓄
熱空間内に、前記熱媒体用チューブの内周面に接するよ
うに筒体が配置されて同チューブとともに熱交換器を構
成するとともに、同熱交換器と前記タンク内周面との間
には、前記上部配管から導入される冷・温液体を上方か
ら下方へ向けてスパイラル状に案内する流通空間が形成
されているので、前記冷・温液体が前記熱交換器とタン
クで規定されたスパイラル状の空間を速い速度でかつ熱
伝達を受は易い下で流れるようになり、これにより、熱
交換が効率的になされるようになるなお、前記実施例で
は、チューブがタンクの内周に接触するようになってい
たが、第３図にみるように、チューブ２２がタンク１０
の内方に離間して位置し、同チューブ２２に氷２６がで
きて初めてその離間する空間が塞がれるように構成され
ていてもよいし、あるいは、前記チューブとタンクにシ
ール材が設けられて塞がれるように構成されていてもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明にかかるＭ熱槽は、以上のように構成されてい
るため、熱交換が効率的に行われるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる蓄熱槽の一実施例を一部切欠
状にしてあられした断面図、第２図は第１図の■部を拡
大してあられした断面図、第３図は流通空間が氷の生成
で初めて形成されるようにした他の変形例をあられした
断面図、第４図は従来の蓄熱槽をあられした断面図であ
る。 １０・・・タンク　１１・・・断熱材　】２・・・蓄熱
空間１３・・・上部配管　１４・・・下部配管　２０・
・・熱交換器　２１・・・円筒体（筒体）　２２・・・
熱媒体用チューブ　２４・・・流通空間 代理人　弁理士　　松　本　武　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　外周全体が断熱構造とされかつ内部が蓄熱空間にな
   っているとともに同空間にそれぞれ連通する配管が上部
   と下部に接続されているタンクと、同タンク外の熱源に
   接続されかつ前記蓄熱空間内を上方から下方へ向けてス
   パイラル状に通過してタンク外へ導かれている熱媒体用
   チューブとを備え、前記配管を通して前記蓄熱空間内に
   導かれた液体が前記熱媒体用チューブ内を通る熱媒体か
   らの熱伝達によって冷却あるいは加温されることで蓄熱
   されるようになっている蓄熱槽において、前記タンクの
   蓄熱空間内には、前記熱媒体用チューブの内周面に接す
   るように筒体が配置されて同チューブとともに熱交換器
   を構成するとともに、同熱交換器と前記タンク内周面と
   の間には、前記上部配管から導入される冷・温液体を上
   方から下方へ向けてスパイラル状に案内する流通空間が
   形成されていることを特徴とする蓄熱槽。