JPH02225945A - 蓄熱器 - Google Patents
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- JPH02225945A JPH02225945A JP1047488A JP4748889A JPH02225945A JP H02225945 A JPH02225945 A JP H02225945A JP 1047488 A JP1047488 A JP 1047488A JP 4748889 A JP4748889 A JP 4748889A JP H02225945 A JPH02225945 A JP H02225945A
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Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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1
この発明は、空調用あるいは地点冷暖房、給湯用の蓄熱
器に関する。
器に関する。
[従来の技術]
空調用の蓄熱器として種々のものが提案されている。そ
の例を図面を参照して説明する。
の例を図面を参照して説明する。
第4図に示すものは、単なる水槽としての蓄熱槽本体9
内に冷媒コイル10を投入し、この周り。
内に冷媒コイル10を投入し、この周り。
に蓄熱材5として水を充填して構成した直膨式の蓄熱器
の例である。上記冷媒コイル10は鋼管または鋼管が用
いられる。これは、冷媒コイルlOの管の外側に氷を作
るので、管外製氷式ともいわれている。冷媒の代りにブ
ラインを循環させる方式のものでは、プラスチック管も
用いられている。
の例である。上記冷媒コイル10は鋼管または鋼管が用
いられる。これは、冷媒コイルlOの管の外側に氷を作
るので、管外製氷式ともいわれている。冷媒の代りにブ
ラインを循環させる方式のものでは、プラスチック管も
用いられている。
第5図に示す例は、本件発明者の出願に係る特願昭63
−263546号および特願昭63−267847号の
もので、板状1円筒状あるいは球形状のカプセル11内
に蓄熱材5が密封されていて、このカプセル11を多数
断熱材で被覆された槽本体9内に挿入し、この中に冷媒
または熱媒である熱伝達媒体6を充填して蓄熱器とした
ものである。符号12は上記熱伝達媒体6の流出入口で
ある。この例はカプセル式蓄熱器の例であり、カプセル
11の材質はプラスチックで、熱伝達媒体6としては、
一般にブラインが用いられる。
−263546号および特願昭63−267847号の
もので、板状1円筒状あるいは球形状のカプセル11内
に蓄熱材5が密封されていて、このカプセル11を多数
断熱材で被覆された槽本体9内に挿入し、この中に冷媒
または熱媒である熱伝達媒体6を充填して蓄熱器とした
ものである。符号12は上記熱伝達媒体6の流出入口で
ある。この例はカプセル式蓄熱器の例であり、カプセル
11の材質はプラスチックで、熱伝達媒体6としては、
一般にブラインが用いられる。
また、第6図に示す例は、本件発明者の出願に係る特願
昭63−321468号のもので、中空管13の管群ユ
ニットをハウジング15内に挿入して蓄熱体としたもの
であり、中空管13の一端にはそれぞれ蓄熱材の体積変
化を吸収させるためのベローズ14が連結されて構成さ
れている。
昭63−321468号のもので、中空管13の管群ユ
ニットをハウジング15内に挿入して蓄熱体としたもの
であり、中空管13の一端にはそれぞれ蓄熱材の体積変
化を吸収させるためのベローズ14が連結されて構成さ
れている。
[発明が解決しようとする課題]
ところで、これらのもののうち、前二者のものは、液槽
が必要とし、また後者のものは液槽を一体に装着した蓄
熱体ユニットも考太られているが、構造が複雑でユニッ
トの製作に困難な技術を必要としている。
が必要とし、また後者のものは液槽を一体に装着した蓄
熱体ユニットも考太られているが、構造が複雑でユニッ
トの製作に困難な技術を必要としている。
蓄熱体の潜熱を利用して蓄#!!(冷熱も含む)を行な
う場合には、蓄熱材が水のときは液体から氷である固体
、また、蓄熱材が有機材料あるいは無機水和塩などのと
きには、固体から液体への相変化時の熱エネルギーを利
用する訳であり、蓄熱体が液槽に充填されているだけの
場合には固体の生成の王台の制御に高度の技術が必要と
なる。
う場合には、蓄熱材が水のときは液体から氷である固体
、また、蓄熱材が有機材料あるいは無機水和塩などのと
きには、固体から液体への相変化時の熱エネルギーを利
用する訳であり、蓄熱体が液槽に充填されているだけの
場合には固体の生成の王台の制御に高度の技術が必要と
なる。
そこで、第5図に示すように蓄熱体をカプセル中に封入
してしまう訳であるが、この場合にはカプセルへの熱伝
達技術が問題になるとともに、熱伝達媒体(ブライン)
の流れの均一化が問題になる。そこで、中空管を多数本
束ねた第6図の管群ユニットが考案された訳であるが、
熱の授受を速やかに行なうためには、数千本の管が必要
となり、ユニットの製作に高度の技術が必要である。
してしまう訳であるが、この場合にはカプセルへの熱伝
達技術が問題になるとともに、熱伝達媒体(ブライン)
の流れの均一化が問題になる。そこで、中空管を多数本
束ねた第6図の管群ユニットが考案された訳であるが、
熱の授受を速やかに行なうためには、数千本の管が必要
となり、ユニットの製作に高度の技術が必要である。
この発明は、蓄熱体への熱伝達が迅速に行なえ、しかも
、液槽不要の蓄熱器を提供することを目的とする。
、液槽不要の蓄熱器を提供することを目的とする。
C課題を解決するための手段1
この発明では、少くとも外管が長円形または異形状の断
面をもつ中空管である二重中空管を、多層多段に巻回し
たコイル状ブロックにおいて、外管と内管との間に蓄熱
体を充填密封し、上記内管に流通させる冷媒または熱媒
によって、充填蓄熱体の蓄熱および放熱を行なうように
構成したことを特徴とする蓄熱器である。
面をもつ中空管である二重中空管を、多層多段に巻回し
たコイル状ブロックにおいて、外管と内管との間に蓄熱
体を充填密封し、上記内管に流通させる冷媒または熱媒
によって、充填蓄熱体の蓄熱および放熱を行なうように
構成したことを特徴とする蓄熱器である。
冷媒または熱媒を循環させる中空管に沿って、その周囲
に蓄熱体を配置することによって、アイス・オン・コイ
ル式(管外製氷式)とカプセル式の蓄熱器の両方の特徴
を備^、かつ、蓄熱体への熱伝達が良好に行なわれ、し
かも、液槽のいらない蓄熱器を開発することにある。
に蓄熱体を配置することによって、アイス・オン・コイ
ル式(管外製氷式)とカプセル式の蓄熱器の両方の特徴
を備^、かつ、蓄熱体への熱伝達が良好に行なわれ、し
かも、液槽のいらない蓄熱器を開発することにある。
[実 施 例]
以下、図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。第1
図は、蓄熱器の蓄熱器本体1の外形を示す斜視図で、こ
の図では外側を取り囲む保温材を取り除いて示している
。異形状の断面を有する長尺管中に内管を配置した二重
管を多層多段に巻回してコイル体のブロックで蓄熱器本
体1を形成している。このブロックはコイルが崩れない
ように要所要所を保持しているが、図では煩雑になるの
で省略して示している。
図は、蓄熱器の蓄熱器本体1の外形を示す斜視図で、こ
の図では外側を取り囲む保温材を取り除いて示している
。異形状の断面を有する長尺管中に内管を配置した二重
管を多層多段に巻回してコイル体のブロックで蓄熱器本
体1を形成している。このブロックはコイルが崩れない
ように要所要所を保持しているが、図では煩雑になるの
で省略して示している。
管2は長尺なので、−条化すると冷媒または熱媒の圧力
損失が大きくなる場合には、適宜に幾つかの回路に分割
し、ヘッダー3を設けて並列に冷媒または熱媒を供給す
るように形成される。符号12はヘッダー3に設けられ
た熱伝達媒体の流出入口で、4は継手である。
損失が大きくなる場合には、適宜に幾つかの回路に分割
し、ヘッダー3を設けて並列に冷媒または熱媒を供給す
るように形成される。符号12はヘッダー3に設けられ
た熱伝達媒体の流出入口で、4は継手である。
第2図は、コイル体を形成する2重管の一例を示す断面
図である。即ち、外管7は長円形状の管であり、この中
に熱伝達媒体である冷媒または熱媒6を流す内管8が挿
入されて形成されている。
図である。即ち、外管7は長円形状の管であり、この中
に熱伝達媒体である冷媒または熱媒6を流す内管8が挿
入されて形成されている。
そして、外管7と内管8との間には蓄熱体5が封入され
る。この蓄熱体5は回路毎に密閉封入する。このように
外管7を長円形状に形成したのは、蓄熱体5の相変化の
ときに体積変化が生じるので、その体積変化を吸収でき
るようにしたものであり、このとき外管7は蓄熱体Sの
膨張のときの圧力を受けて断面形状が真円に近すき、所
定の体積変化を吸収することができるようになっている
。この外管7は勿論円形状の管であってもよいが、その
ときには蓄熱体の体積膨張分を吸収するだけの空隙を設
けて蓄熱体を封入する必要がある。
る。この蓄熱体5は回路毎に密閉封入する。このように
外管7を長円形状に形成したのは、蓄熱体5の相変化の
ときに体積変化が生じるので、その体積変化を吸収でき
るようにしたものであり、このとき外管7は蓄熱体Sの
膨張のときの圧力を受けて断面形状が真円に近すき、所
定の体積変化を吸収することができるようになっている
。この外管7は勿論円形状の管であってもよいが、その
ときには蓄熱体の体積膨張分を吸収するだけの空隙を設
けて蓄熱体を封入する必要がある。
第3図は、外管の他の例を示す断面図である。
第3図(A)の外管7aは長方形状のもので、第3図(
B)に示す外管7bは上記第3図(A)の各辺の部分が
内側に凹んだ異形状のものであり、第3図(C)に示す
外管7cは鬼瓦状に形成されたものであり、第3図(D
)に示す外管7dは長円形状に形成された物である。こ
れらの外管7a、7b、7c、7dに挿入される内管8
は、円形状の円管についてのみ示しているが、これも外
管と同様に断面が異形状の管であってもよい。
B)に示す外管7bは上記第3図(A)の各辺の部分が
内側に凹んだ異形状のものであり、第3図(C)に示す
外管7cは鬼瓦状に形成されたものであり、第3図(D
)に示す外管7dは長円形状に形成された物である。こ
れらの外管7a、7b、7c、7dに挿入される内管8
は、円形状の円管についてのみ示しているが、これも外
管と同様に断面が異形状の管であってもよい。
特に、熱伝導の悪い蓄熱体を用いたときには、内管8に
フィン加工付きのものであると熱伝達が良好となる。
フィン加工付きのものであると熱伝達が良好となる。
蓄熱体5としては、水、塩水、硫酸ナトリウム・酢酸ナ
トリウムなどの水和塩、パラフィン。
トリウムなどの水和塩、パラフィン。
各種ワックス、ポリエチレン系材料などの有機材料など
が考久られ、これらは一般に成る程度耐水性のあるプラ
スチックを変形させない、そこで、外管の材料としては
、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポ
リカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミドなどのプラスチッ
クスが用いられる。内管8にも外管7と同じプラスチッ
クスが用いられるが、内管8内を循環させる熱伝達媒体
6がフロン系冷媒、炭化水素、フッ素系炭化水素の場合
には、プラスチックスに対して可溶性があるものがある
ので、内管8としては金属管が用いることが推奨される
。この金属管としては、銅、ステンレスなどが用いられ
るが、コイル状に形成するため可撓性が必要である。
が考久られ、これらは一般に成る程度耐水性のあるプラ
スチックを変形させない、そこで、外管の材料としては
、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポ
リカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミドなどのプラスチッ
クスが用いられる。内管8にも外管7と同じプラスチッ
クスが用いられるが、内管8内を循環させる熱伝達媒体
6がフロン系冷媒、炭化水素、フッ素系炭化水素の場合
には、プラスチックスに対して可溶性があるものがある
ので、内管8としては金属管が用いることが推奨される
。この金属管としては、銅、ステンレスなどが用いられ
るが、コイル状に形成するため可撓性が必要である。
熱媒あるいは冷媒としては、エチレングリコール、アル
コールなどの水溶液、グリセリンなどがある。
コールなどの水溶液、グリセリンなどがある。
次に、蓄熱器を具体的に設計した例について説明する。
第2図に示す断面図において、外管7の長円管を長径7
1 mm、短径43 m m +肉厚1.5mmとする
と、この長円管の内面積は2376.6mrr+”であ
る、この管が内圧を受けて真円になったとすると、その
面積は2626.2mm”となり、内面積は10.5%
増加する。外径15.88mmの金属製の内管8の面積
を考慮すると、蓄熱体5の体積変化は11,5%まで許
容することができる。これは殆ど全ての蓄熱材が使用可
能であることになる。
1 mm、短径43 m m +肉厚1.5mmとする
と、この長円管の内面積は2376.6mrr+”であ
る、この管が内圧を受けて真円になったとすると、その
面積は2626.2mm”となり、内面積は10.5%
増加する。外径15.88mmの金属製の内管8の面積
を考慮すると、蓄熱体5の体積変化は11,5%まで許
容することができる。これは殆ど全ての蓄熱材が使用可
能であることになる。
この二重管を内径600mm、外径1878mmのドー
ナッツ形の9層2段のコイルに巻き上げると、二重管2
の長さは70.06mとなり、この中に含まれる蓄熱体
の量は152.6iどなる。この2段コイルを20個積
み上げると、40段で全コイルの高さは1.720mm
であり、これに含まれる蓄熱体の全波の量は3.05m
’/台となる。このときの冷媒の液量は254β/台で
ある。ただし、内管8の内径は15.18mmとなる。
ナッツ形の9層2段のコイルに巻き上げると、二重管2
の長さは70.06mとなり、この中に含まれる蓄熱体
の量は152.6iどなる。この2段コイルを20個積
み上げると、40段で全コイルの高さは1.720mm
であり、これに含まれる蓄熱体の全波の量は3.05m
’/台となる。このときの冷媒の液量は254β/台で
ある。ただし、内管8の内径は15.18mmとなる。
なお、体積膨張時の高さは2,430mmとなる。即ち
、710mmの高さの変化があることになる。また、蓄
熱体の封入は真空引きしておいて、大気圧で充填すれば
簡単である。
、710mmの高さの変化があることになる。また、蓄
熱体の封入は真空引きしておいて、大気圧で充填すれば
簡単である。
最後に、数十mの二重管の場合には、内管8を引き込め
ばよいが、百mを越える長尺管の場合には、内管8の周
りに外管7を押出機で押出成形して二重管を作ることは
容易である。
ばよいが、百mを越える長尺管の場合には、内管8の周
りに外管7を押出機で押出成形して二重管を作ることは
容易である。
なお、1m1以下の小型の蓄熱器の場合には、コイルブ
ロックの内径を極力小さくしないと平たい蓄熱器になっ
てしまう0例^ば、内径200mm程度のコイルブロッ
クを製作する場合には、異形管は縦形に配置することに
なる。この時には、外管の膨張は横方向に生じるので、
その分の隙間を開けてコイルを巻回しなければならない
。
ロックの内径を極力小さくしないと平たい蓄熱器になっ
てしまう0例^ば、内径200mm程度のコイルブロッ
クを製作する場合には、異形管は縦形に配置することに
なる。この時には、外管の膨張は横方向に生じるので、
その分の隙間を開けてコイルを巻回しなければならない
。
柔軟性のある外管ならば円形管をコイル巻きによって長
円形管として使うことが出来るというメリットもある。
円形管として使うことが出来るというメリットもある。
[発明の効果]
以上説明したとおり、この発明の蓄熱器は■冷媒管また
は熱媒管に沿って、その外周に蓄熱体を配置しであるの
で、冷媒または熱媒から蓄熱体への熱伝達が迅速、均一
に行なわれる。
は熱媒管に沿って、その外周に蓄熱体を配置しであるの
で、冷媒または熱媒から蓄熱体への熱伝達が迅速、均一
に行なわれる。
■長尺二重管を使用しているので、蓄熱体の充填の手間
が簡単になる。
が簡単になる。
■外管として断面異形状の管を用いて蓄熱体の体積変化
を吸収するようにしているので、蓄熱体を一杯に充填す
ることが可能で、占積率が向上するとともに、空隙によ
る熱抵抗の上昇といった問題は起こらない。
を吸収するようにしているので、蓄熱体を一杯に充填す
ることが可能で、占積率が向上するとともに、空隙によ
る熱抵抗の上昇といった問題は起こらない。
■外管中に蓄熱材が密閉され、流出がないので、液槽そ
のものが不必要になり、非常に経済的な蓄熱器が製作で
きる。
のものが不必要になり、非常に経済的な蓄熱器が製作で
きる。
などの優れた効果を奏する。
第1図は、この発明の実施例の蓄熱器の外観を示す斜視
図、 第2図は、二重管の構成を示す横断面図、第3図(A)
、 (B) 、 (C) 、 (D)は、二重
管の構成を示す他の例の横断面図、 第4図、第5図、第6図は、従来の蓄熱器の概略構成を
示す直膨式蓄熱器、カプセル式蓄熱器および管群ユニッ
トを使用した蓄熱器の断面図および側面図である。 8・・・内管 12・・・熱伝達媒体流出入口 特許出願人 日立電線株式会社
図、 第2図は、二重管の構成を示す横断面図、第3図(A)
、 (B) 、 (C) 、 (D)は、二重
管の構成を示す他の例の横断面図、 第4図、第5図、第6図は、従来の蓄熱器の概略構成を
示す直膨式蓄熱器、カプセル式蓄熱器および管群ユニッ
トを使用した蓄熱器の断面図および側面図である。 8・・・内管 12・・・熱伝達媒体流出入口 特許出願人 日立電線株式会社
Claims (1)
- 少くとも外管が長円形または異形状の断面をもつ中空管
である二重中空管を、多層多段に巻回したコイル状ブロ
ックにおいて、外管と内管との間に蓄熱体を充填密封し
、上記内管に流通させる冷媒または熱媒によって、充填
蓄熱体の蓄熱および放熱を行なうように構成したことを
特徴とする蓄熱器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1047488A JPH02225945A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 蓄熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1047488A JPH02225945A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 蓄熱器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02225945A true JPH02225945A (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=12776504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1047488A Pending JPH02225945A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 蓄熱器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02225945A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007292435A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Osaka Gas Co Ltd | 大気開放型蓄熱槽 |
JP2012057936A (ja) * | 2006-03-31 | 2012-03-22 | Osaka Gas Co Ltd | 大気開放型蓄熱槽 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1047488A patent/JPH02225945A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007292435A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Osaka Gas Co Ltd | 大気開放型蓄熱槽 |
JP2012057936A (ja) * | 2006-03-31 | 2012-03-22 | Osaka Gas Co Ltd | 大気開放型蓄熱槽 |
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