JPH02225951A

JPH02225951A - 蓄熱装置

Info

Publication number: JPH02225951A
Application number: JP1045435A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Fujimoto; 雅久藤本; Shigeru Unisuga; 宇仁菅　繁
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-07
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JP2786466B2

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）本発明は熱を蓄熱して置き、必要に応じてこれを取り出
すのに用いられる蓄熱装置に関する。

（従来の技術）従来の蓄熱装置の１例が第３図に示されている。

第３図において、０１は蓄熱槽で、この内部には耐火煉
瓦からなる蓄熱材０２が内蔵され、この蓄熱材０２には
複数の熱媒流路０３が形成されている。０４は加熱器、
０５は放熱器、０６．０７はブロア、０８．０９、ｏｉ
ｏ　、　ｏｉｉはダンパである。

蓄熱運転時には、ダンパ０８．０９を開き、ダンパ０１
０．０１１を閉じ、ブロア０６を運転し、ブロア０７を
停止する。すると、ブロア０６から吐出された空気は、
実線矢印で示すように、ダクト０１４を経て加熱器０４
内に入り、ここで深夜電力０１２が通電されるヒータ０
１６によって所定の温度まで加熱される。この高温の空
気はダンパ０９を経て蓄熱槽Ｏ１内に入り、熱媒流路０
３を流過する過程で蓄熱材０２を加熱することによって
降温して蓄熱槽Ｏ１から流出する。そして、ダンパ０８
を通って再びブロア０６に吸い込まれる０以上を繰り返
すことによって蓄熱材０２を次第に昇温させることによ
って蓄熱し、蓄熱槽Ｏ１の出口における空気の温度が上
限温度に上昇した時点で蓄熱運転を終了する。

放熱運転時には、ダンパ０１０　、０１１を開き、ダン
パ０８．０９を閉じ、ブロア０７を運転し、ブロア０６
を停止する。すると、ブロア０７から吐出された空気は
、破線矢印で示すように、ダクトＯ１５、ダンパ０１０
を経て蓄熱槽０１内に入り、ここで熱媒流路０３を流過
する過程で蓄熱材０２から吸熱することにより次第に昇
温する。そして、ダンパ０１１を経て放熱器０５に入り
、ここでコイル０１３内を循環する水等に放熱すること
により降温して再びブロア０７に吸い込まれ、以上を操
り返す。

（発明が解決しようとする課Ｂ）上記従来の装置においては、蓄熱材０２として耐火煉瓦
を用いているため、その蓄熱密度が低く、従って、蓄熱
材０２の容積を大きくしなければならないので、蓄熱槽
０１が大型で大重量となる。

また、蓄熱運転時に空気を循環させるためのダクト０１
４、ブロア０６、ダンパ０８．０９と、放熱運転時に空
気を循環させるためのダクト０１５、ブロア０７、ダン
パ、０１０．０１１を備えているため、部品点数が多い
とともにこれら部品は比容積が大きい空気を取り扱うた
めに大型となり、しかも、高温の空気に曝されるので寿
命が短い。

（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決するために発明されたものであ
つて、第１の発明の要旨とするところは、誘導コイル又
は電気ヒータにより加熱されて蓄熱する金属製蓄熱体と
、同蓄熱体内に形成された蒸発室と、同蒸発室内に給水
する給水系と、同蒸発室内で発生した蒸気を取り出す蒸
気取出系と、同蒸気取出系を径で導入された蒸気と第２
の給水系を経て導入された水を直接接触させて熱交換さ
せる直接接触式熱交換用水槽と、同水槽より温水を取り
出す温水取出系とからなることを特徴とする蓄熱装置に
ある。

また、第２の発明の要旨とするところは、誘導コイルは
電気ヒータにより加熱されて蓄熱する金属製蓄熱体と、
同蓄熱体内に形成された蒸発室と、同蒸発室内に給水す
る給水系と、同蒸発室内で蒸発した蒸気を取り出す蒸気
取出系と、同蒸気取出系を経て導入される過熱蒸気を冷
却する冷却器と、同冷却器の出口側に接続された気水分
離器と、同気水分離器より蒸気を取り出す第２の蒸気取
出系とからなることを特徴とする蓄熱装置にある。

（作用）第１の発明においては、蓄熱運転時、誘導コイル又は電
気ヒータに通電して金属製蓄熱体を加熱して昇温させる
ことにより蓄熱する。放熱運転時には、蒸発室内に給水
系を経て給水された給水を蒸発させ、発生した蒸気を蒸
気取出系を経て直接接触式熱交換用水槽に導き、ここで
第２の給水系を経て導入された水と直接接触させて熱交
換させることによって温水を発生させる０発生した温水
は温水取出系によって取り出される。

第２の発明においては、その蓄熱運転時、第１の発明と
同様の作用によって蓄熱されるが、放熱運転時には、蒸
発室で発生した過熱蒸気は蒸気取出系を経て冷却器に導
かれてここで冷却され、次いで、気水分離器に入って水
分を分離した後第２の蒸気取出系を経て取り出される。

（実施例）本発明の第１の実施例が第１図に示されている。

第１図において、■は蓄熱槽で、金属製蓄熱体２とこれ
を被覆する断熱材３からなる。この蓄熱体２の略中心部
には渾発室４が形成され、この蒸発室４を囲むように誘
導コイル５が埋設されている。６は蒸発室４内に水を給
水するための給水系、７は蒸発室４内で蒸発した蒸気を
取り出して直接接触式熱交換用水槽８内に導入するため
の蒸気取出系、９は直接接触式熱交換用水槽８に水を供
給するための第２の給水系、１０は直接接触式熱交換用
水槽８内で発生した温水を取り出すための温水取出系で
ある。

蓄熱運転時には、深夜電力を電線１１、スイッチ１２を
介して誘導コイル５に通電することによって蓄熱体２を
加熱し、これを所定温度まで昇温させることによって蓄
熱する。蓄熱体２が所定温度に昇温しなとき、これを検
知した温度センサ１３からの指令によってスイッチＩ２
をＯＦＦとすることによって蓄熱運転を終了する。

放熱運転時には、水が給水系６及びこれに介装された流
量制御弁１４を経て蒸発室４内に給水され、これと同時
に第２の給水系９及びこれに介装された流量制御弁１５
を経て水槽８内に給水される。蒸発室４内に噴出した水
は高温の蓄熱体２によって加熱されることにより蒸発す
る６発生した蒸気は蒸気取出系７を経て水槽８に貯溜さ
れた水１６中に噴出し、この水１６と直接接触して熱交
換することにより温水を発生させる０発生した温水は温
水取出系ｌＯ及びこれに介装されたポンプ１７を経て取
り出され、需要先に移送される。

水槽Ｂ内の温水温度を検知する温度センサ１８からの指
令によって流量制御弁１４の開度を調整し、これを通る
給水流量を加減することにより水槽８内の温水温度はほ
ぼ一定に維持される。

また、水槽８内の水位を検知する水位計１９の水位セン
サ１９ｇからの指令によって流量制御弁１５の開度を調
整し、これを通る給水流量を加減することによって水槽
８内の水位はほぼ一定に維持される。なお、２１は水槽
８内を大気圧に保持するためのベントチューブである。

また、誘導コイル５に代えて電気ヒータを用いることが
できる。

この実施例の装置は、第３図に示す従来装置と対比すれ
ば次の利点を有する。

（１）　　金属製蓄熱体２の蓄熱密度は耐火煉瓦のそれ
に比し２倍以上となるので、同一蓄熱量とすれば、その
容積が大巾に小さくなる。

（２）　　金属製蓄熱体２の容積及び蓄熱量を同一とす
れば、蓄熱温度を低く設定できるため、断熱材３のコス
トを低減できる。

（３）　　金属製蓄熱体２のためこれを容易に密閉でき
る。

（４）　　蒸気を熱媒体としているため、空気に比しそ
の比容積が小さく、従って、蒸気取出系が小さくなる。

（５）蒸気からの熱回収のために直接接触式熱交換用水
槽８を用いているので、熱回収が容易であるとともにそ
のコストを大巾に低減できる。

（６）　　蓄熱、放熱運転時に空気を循環させるための
ダクト、ブロア、ダンパ等が不要であるため、コンパク
ト化及びコストの低減が計れる。

（７）　　蓄熱運転時、高温の熱媒を循環させないため
、付属機器からの温度制限がない、従って、蓄熱体を均
一に昇温させることが可能であり、蓄熱密度を向上でき
る。

（８）　　金属製蓄熱体２を用いているため、対流、輻
射に加えて伝導、誘導を利用してこれを加熱できるので
、これを加熱するためのコストを低減できる。

本発明の第２の実施例が第２図に示されている。

蒸発室４内で蒸発した蒸気を取り出すだめの蒸気取出系
７は冷却器２０に接続され、この冷却器２０の出口側に
は気水分離器２１が接続され、また、この気水骨Ｍ器２
１には第２の蒸気取出系２３が接続されている。

蓄熱運転時には深夜電力を１ｉ線１１、スイッチ１２を
介して誘導コイル５を通電することによって蓄熱体２を
加熱し、これを所定温度まで昇温させる。

放熱運転時には、水を遮断弁２４、水タンク２５、ポン
プ２６、逆止弁２７、循環ポンプ２８、給水系６、流量
制御弁１４を経て蒸発室４内に噴射してここで蒸発させ
る。蒸発室４内で発生した過熱蒸気は蒸気取出系７を経
て冷却器２０内に導入され、ここで給水管２９を経て噴
霧される水によって冷却されて飽和蒸気となる。この飽
和蒸気は気水分離器２１内に入り、ここでドレンを分離
した後、第２の蒸気取出系２３及びこれに介装された遮
断弁３０を経て取り出され、需要先に送られる。気水分
離器２１で分離されたドレンはドレン管３１を経て逆止
弁２７からの給水と合流し、循環ポンプ２８によって付
勢される。

気水分層器２１内の蒸気圧力又は７気温度を検知するセ
ンサ３２からの指令によって流量制御弁１４の開度を調
整し、これを通る給水流量を加減することによって気水
分離器２１内の蒸気の圧力又は温度を一定に維持する。

また、気水分離器２１内のドレン水位を検知する水位計
３３の水位センサ３４からの指令によってポンプ２６を
制御することにより給水量を調節する。

他の構成及び作用は第１の実施例と同様であり、対応す
る部材には同じ符号が付してその説明を省略する。

この第２の実施例においては、飽和蒸気を安定して取り
出すことができ、かつ、冷却器２０や気水分離器２１の
構造が簡単で小型となり、従って、安価に製造しうると
ともにその据付スペースも少なくて足りる。

（発明の効果）本発明においては、金属製蓄熱体を用いているので、そ
のＴｉ熱密度が大きくな咬、従ワて、蓄熱槽が小型、か
つ、安価となり、その据付面積も少なくなる。そして、
この金属製蓄熱体は誘導コイル又は電気ヒータによって
直接加熱されることにより昇温しで蓄熱するので、加熱
のためのエネルギーの損失が少なく、また、対流、輻射
のみならず伝導、誘導を利用して加熱できるので容易、
かつ、迅速に加熱できる。しかも、蓄熱体の加熱に際し
高温の熱媒を循環させる必要がないので、熱媒を循環さ
せるための付属機器が不要となり、かつ、これら付属機
器からの温度制限を受けないため、構造が簡単、安価と
なり、また、蓄熱体を高温に加熱して蓄熱密度を向上で
きる。

また、放熱運転時、金属製蓄熱体内に形成された蒸発室
内に給水してこれを蒸発させ、この蒸気を取り出すよう
にしたため、水や蒸気は空気に比しその比容積が小さく
、従って、蒸発室内に給水する給水系及び蒸発室内で蒸
発した電気を取り出す蒸気取出系が小型となり、かつ、
安価となる。

更に、第１の発明においては、蒸発室内で蒸発した蒸気
を直接接触式熱交換用水槽に導入して、ここで第２の給
水系を経て導入された水と直接接触させることにより温
水を発生させ、この温水を温水取出系を経て取り出すよ
うにしたため、温水を効率良く発生させることができる
とともにこの温水を需要先に供給することができる。

また、第２の発明においては、蒸発室内で発生した過熱
電気を冷却器に導いて冷却し、気水分離器でドレンを分
離した後第２の蒸気取出系を経て取り出すようにしたた
め飽和蒸気を安定して効率良く発生させることができる
とともにこの飽和蒸気を需要先に供給することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す系読図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す系統図、第３図は従来の蓄
熱装置の系統図である。

Claims

【特許請求の範囲】１）誘導コイル又は電気ヒータにより加熱されて蓄熱す
る金属製蓄熱体と、同蓄熱体内に形成された蒸発室と、
同蒸発室内に給水する給水系と、同蒸発室内で発生した
蒸気を取り出す蒸気取出系と、同蒸気取出系を経て導入
された蒸気と第２の給水系を経て導入された水を直接接
触させて熱交換させる直接接触式熱交換用水槽と、同水
槽より温水を取り出す温水取出系とからなることを特徴
とする蓄熱装置。２）誘導コイルは電気ヒータにより加熱されて蓄熱する
金属製蓄熱体と、同蓄熱体内に形成された蒸発室と、同
蒸発室内に給水する給水系と、同蒸発室内で蒸発した蒸
気を取り出す蒸気取出系と、同蒸気取出系を経て導入さ
れる過熱蒸気を冷却する冷却器と、同冷却器の出口側に
接続された気水分離器と、同気水分離器より蒸気を取り
出す第２の蒸気取出系とからなることを特徴とする蓄熱
装置。