JPH0225661A - 蓄熱された熱の取出装置 - 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、上の　　１ 本発明は、蓄熱器に蓄えられた熱の取出装置に関する。

【東１１ 産業廃熱等の非定常的な熱や、深夜電力のような需要と
供給に時間的ずれのあるエネルギーを有効に利用する手
段として、これらのエネルギーを熱の形で蓄熱材に蓄熱
し、必要に応じてこれから熱を取出して水を加熱し温水
や蒸気として利用する蓄熱装置が知られている。

蓄熱装置から取出した熱で水を蒸気にする場合は、蓄熱
温度が水の沸点より高いことが必要であることは云う迄
もない。このような高温で、単位質量当りの蓄熱量の大
きい蓄熱材としては、物質の固−液相変化の際の潜熱を
利用した潜熱蓄熱材が優れており、例えば苛性ソーダ系
共融混合塩では１５０℃から３２０℃で高密度で蓄熱す
ることができる。

潜熱蓄熱材は、密閉された耐熱性のカプセルに収容して
蓄熱容器中に充満した熱媒体流体中に配設したり、シェ
ル・チューブ型熱交換器のチューブ内又はその外側に潜
熱蓄熱材を充填し、他方に熱媒体流体を流し、蓄熱材へ
の熱の供給及び蓄熱材からの熱の取出しは、蓄熱材と熱
媒体流体との間に存在する伝熱壁を介して行ない、さら
に熱媒体流体と加熱源、又は取出した熱で加熱される水
等との間の熱交換は伝熱壁を介して行なわれるのが一般
的である。熱媒体流体は、蓄熱温度から被加熱物の最初
の温度迄の間の温度範囲で液体である物質を使用する必
要があり、例えばＮｅｏ　５Ｋ−ＯＩＬ１４００　＜商
品名〉と称するオイルは一３０℃から３９０℃迄の間で
液相を呈し、熱媒体流体として好適である。

ところで、潜熱蓄熱装置から取出した熱により水を蒸発
させて蒸気と作る場合、従来は上述の如く２個の熱交換
器を必要とし、蓄熱材を収容したカプセル、チューブ等
の蓄熱体の他に熱交換器を必要とし、又、熱交換器に熱
媒体流体及び／又は水を循環させる配管及びポンプを必
要とし、かつ熱交換に伴なう熱交換効率の低下が避けら
れなかった。

［１ 本発明は、蓄熱装置から取出した熱で水を蒸気にする場
合の従来の装置の上記の欠点を除去した、構成が簡単で
、効率良く熱を取出すことのできる熱収出装置を提供す
ることを目的とする。

パ　のための 本発明は、上記の目的と達成させるため、蓄熱体と熱媒
体とを収容する密閉容器中の熱媒体収容部の底部付近に
水を滴状に噴出する手段を設けるとともに、上記の熱媒
体は水と分離し合う液体とし、上記の水滴が熱媒体に接
することにより加熱されて気化し熱媒体中を上昇して容
器の上部に溜った蒸気を取出す蒸気取出管を容器の上部
に設けたことを特徴とする。

この構成により高圧蒸気を作る場合は、上記の密閉容器
を圧力容器とし、給水管に加圧ポンプを設ければよい。

又、蒸気取出し部には蒸気中の油分を除去するためにデ
ミスタを設け、蓄熱装置の内面や蓄熱体の表面にスケー
ルが付着するのを防止するために軟水化処理手段を設け
、又水中の空気が膨張することによる伝熱効率の低下や
油分の酸化劣化等の障害を除去するため脱気器を設ける
ことが望ましい 傷−」Ｗ 本発明の装置では、水は微細な滴となって熱媒体流体中
に噴射されるので、熱媒体の熱は熱交換壁を介すること
なく直接、熱媒体から水へ伝達される。しかも、水は無
数の滴となって熱媒体と広い面積で接触することにより
、熱伝達効率が高くなり、即座に気化し熱媒体中を泡と
なって上昇し、容器上部に集った後、蒸気取出し管から
取出され、加熱源又は圧力源として利用される。

支１１ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示す第１実施例は、水を蓄熱装置に蓄えられた
熱で加熱して低圧力の蒸気を発生させる装置の一例であ
る。Ｎ蒸装置は、円筒状の蓄熱槽１の内部に、密閉円筒
状カプセルの内部に、例えば苛性ソーダの共融混合塩等
の、水の気化温度よりも相当高い温度で固液相変化する
潜熱蓄熱材を充填してなる蓄熱体２が複数本適当な間隔
を置いて上下方向に配設されておりこれらを囲繞して蓄
熱槽１の残余の部分には、上方に僅かの空間を残して５
例えばＮＥＯＳＫ　　ＯＩＬ　１４００　（商品名）等
の、使用温度範囲で液体の状態を維持し、水とは混り合
はない熱媒体３が充填されている。蓄熱槽１内の下部の
熱媒体３の中に、例えば深夜電力等の蓄えるべきエネル
ギーにより発熱するヒーター４が設けられている。この
ヒータは、利用すべきエネルギーが廃棄ガスや蒸気等の
高温気体である場合或は太陽熱エネルギー等である場合
は、内部をその気体が貫流する加熱コイルとする。蓄熱
槽１内空間の下部には、さらに多数の水噴射孔５ａを管
壁に設けた水噴射管５が設けられており、この水噴射管
５には、外部の給水源から常温の水を供給する給水管６
が接続されている。給水管６には止弁７が設けられてい
る。蓄熱槽１の頂部には蓄熱取出管８が設けられている
。蓄熱槽１及び蒸気取出し管８には断熱９が施されてい
る。

この装置は以上の如く構成されているので、深夜電力等
によりヒータ４を発熱させると、熱媒体３を介して蓄熱
体２を加熱し、その内部の潜熱蓄熱材を加熱し、液化さ
せることにより熱は潜熱として蓄熱される。

蒸気使用時には、給水管６の止弁７を開いて水を水道の
供給圧により水噴射管５に供給すれば、水は噴射口５ａ
より無数の滴状となって熱媒体３内に噴射される。熱媒
体と水とは互いに混り合わないので、水は熱媒体により
包囲され、その境界面で熱交換が行なわれ、水は１００
℃以上に加熱され気化して蒸気になり、熱媒体３の中を
気泡と利用される。

なお、水が蒸発して熱媒体３内を気泡となって上昇する
とき、熱媒体のオイルをミスト状にして連行する可能性
があるので、蒸気取出し管８の導入部にはデミスタ−９
を設けて、オイルのミストを除去し、蓄熱構内に戻すよ
うにするのがよい。

又、給水管６には脱気手段、軟水化手段を設は供給され
る水から空気を除去し、軟水化してオイルの酸化劣化や
空気の存在による障害及び蓄熱装置内部へのスケーリン
グを防止するようにすることが望ましい。

第２図に示す第２実施例は、常温の水から高圧の蒸気を
作る装置であって、蓄熱槽１′は圧力容器として形成さ
れ、その頂部に安全弁１０が設けられ、又、給水管６に
は加圧ポンプ１１及び逆止弁１２が設けられている。こ
の実施例では、デミスタ−９は蓄熱槽内の上部に設けら
れているがこれは蒸気取出管８の入口部に設けてもよい
。

その他の構成は、前記の第１実施例と同様である。水は
加圧ポンプ１１により所定の圧力で噴射管５に圧送され
噴射口５ａより水滴として噴射される。熱媒体３により
加熱され蒸発した蒸気は加圧されて蒸気取出し管８より
取出される。逆止弁１２が給水管６に設けられているの
で、たとえ加圧ポンプ１１を停止しても蒸気の圧力によ
り水が逆流することはない。

本発明の装置を使用して、上記と逆の操作により、熱媒
体を介して蓄熱体を加熱して蓄熱することも可能である
。すなわち、蓄熱装置の熱が使用されて冷却された状態
となっている時、蒸気取出し管８より蓄熱槽１内に蒸気
を吹き込めば、蒸気は冷却した熱媒体３により冷却され
凝縮して水となり、比重差により熱媒体３の中を沈降し
蓄熱槽１の下部に溜る。これを給水管６を介して取出す
。熱媒体３は蒸気により加熱され、蓄熱体２に蓄熱され
る。

九−１ 以上の如く、本発明によれば、水と熱媒体とは伝熱壁を
介せず直接広い面積で接触するので熱交換効率が上昇し
、構成も簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す系統図、第２図は本
発明の第２実施例と示す系統図である。 １．１′・・・蓄熱槽（密閉容器）、２・・・蓄熱体、
３・・・熱媒体、４・・・ヒーター、５・・・水噴射管
、５ａ・・・噴射孔、６・・・給水管、７・・・止弁、
８・・・蒸気取出し管、 ９・・・デミスタ−（油除去手段）、 １０・・・安全弁、１１・・・加圧ポンプ、１２・・・
逆止弁 踵Ｒ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器中に使用温度範囲では表面が固体をなす
   蓄熱体と、その表面に接触し使用温度範囲で液体をなす
   熱媒体とが収容され、上記蓄熱体に蓄熱された熱を上記
   熱媒体を介して水に伝達して蒸発させ、蓄熱された熱を
   蒸気として取出す熱取出し装置において、 上記密閉容器中の熱媒体収容部の底部付近に水を滴状に
   噴出する手段を設けるとともに、上記の熱媒体は水と分
   離し合う液体とし、上記の水滴が熱媒体に接することに
   より加熱されて気化し熱媒体中を上昇して容器の上部に
   溜った蒸気を取出す蒸気取出管を容器の上部に設けたこ
   とを特徴とする熱取出装置。
2. （２）上記の密閉容器が圧力容器であり、水を滴状に噴
   出する手段に水を供給する給水管には加圧ポンプが設け
   られ、取出される蒸気が高圧蒸気であることを特徴とす
   る請求項１に記載の熱取出装置。
3. （３）上記の密閉容器からの蒸気取出し部に油分回収手
   段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱取出装
   置。
4. （４）上記の密閉容器への給水管の途中に供給水の脱気
   、軟水化処理手段を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の熱取出装置。