JPH0278892A

JPH0278892A - 蓄熱体

Info

Publication number: JPH0278892A
Application number: JP62211058A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mori; 正弘森
Original assignee: ZENSHIN DENRYOKU ENG KK; Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: ZENSHIN DENRYOKU ENG KK; Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1987-06-10
Filing date: 1987-08-25
Publication date: 1990-03-19

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、深夜電力を利用して、昼間冷暖房などに使
う熱を蓄えることのできる蓄熱体に関する。

「従来の技術」深夜電力の需要を創出することは、発電設備の利用率を
向上さける上で、また１日の発電設備の負荷率を平準化
させる上で極めて重要である。

この深夜電力を昼間利用する方法として、蓄熱体に高温
蓄熱する方法が一般的に知られており、上記の蓄熱体と
しては、マグネシアを主成分とするマグネサイト煉瓦ま
たは酸化鉄を主成分とする煉瓦が利用されている。この
煉瓦を蓄熱源とする装置として蓄熱式暖房器があり、特
に西ドイツなどでその普及が目覚ましく、我が国におい
ては、小学校や老人ホームないし病院で利用されている
にすぎない。

［発明が解決しようとする問題点Ｊところが、上記従来の蓄熱体に利用される煉瓦は、６０
０℃程度まで蓄熱でき、水にくらべて単位容積当たり約
６倍という高い蓄熱能力を有する利点がある半面、比重
が３．０〜５　、０８７ｃｍ３と高いので単位熱容量当
たりの重量が大きいといった欠点があった。このため、
従来の煉瓦による蓄熱体を利用した前記蓄熱式暖房器は
、その総重量が大きくなってしまい（たとえば市販のも
ので２００ｋｇ前後）、家庭用として利用するには、設
置性や移動性の点などから未だに満足できるものではな
かった。その結果、西欧諸国に比べて、我が国における
蓄熱式暖房器の普及が非常に遅れていた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高温蓄熱
を可能とし、かつ家庭用として十分適用できる程度に軽
重である蓄熱体を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」この発明は、液体を密封した容器の内部に液体の温度変
化にともなう体積変化を吸収する空気層を設けたもので
ある。

なお、前記液体は水で構成するのが望ましい。また、前
記容器は金属体かガラス体で構成するのが望ましい。さ
らに、前記空気層は気泡で構成するか袋体内に収納する
のが望ましい。

「作用」容器を加熱すると、内部の液体の温度変化によって液体
の体積が増減すると同時に、容器内部の空気層が液体の
体積の増減量を吸収する。

「実施例」第１図はこの発明の第１実施例であって、図中、符号１
は金属球体（容器）である。

この金属球体ｌはステンレス金属等の薄板によって真円
状に形成されたもので、半球状の球体上部１ａおよび球
体下部ｔｂから構成され、球体内部２が中空構造となっ
ているものである。この球体内部２には可撓性の有る袋
体３が設けられ、袋体３と球体■内壁との間には蓄熱源
としての水Ａが密封されている。なお、この球体Ｉの外
面には球体内部２に水Ａを注入するための孔４と球体内
部２の空気を抜くだめの孔５がそれぞれ形成されており
、図示例のように、これらの孔４および５は封止されて
いる。

前記袋体３は、たとえば金属等の薄板によって袋状の中
空構造に形成されたもので、その内部には空気層６が収
納されている。この空気層６は、水Ａの温度変化による
体積の変化量を吸収して、球体内部２の内圧を一定に保
持するためのものである。

前記水Ａは、通常では沸点の１００℃以上に温度が上昇
しないが、球体内部２に密封されているので、加熱して
も気化せず１００℃以上（この実施例の場合６００℃程
度またはそれ以上）まで温度を上げることができ、煉瓦
と同程度に高温蓄熱が可能となっている。また、水Ａの
替わりに沸点の高い（８８３°Ｃ）ナトリウムを用いれ
ば、より以上の高温蓄熱が可能である。

なお、前記金属球体１の大きさとしては、軽量化、ある
いは１個当たりのエネルギの適切量を保持するための観
点から小さいほうがよく、ビンポン玉からテニスボール
大まで任意に設定できる。

また、蓄熱体の重さとしては、例えばテニスボール大で
３００〜４００グラム前後（金属体１の種類または厚さ
によって異なる）と非常に軽量である。

次に、上記構成の蓄熱体の組み立て方法ならびに作用を
説明する。

蓄熱体を組み立てるには、まず、空気６を封入した袋体
３を球体下部Ｉｂ内に収納し、この球体下部１ｂの開口
部に球体上部１ａの開口部を合わせて、これらの合わせ
面を溶接する。次に、このようにしてできた球体Ｉの内
部２に、孔５より空気を除去しつつ孔４から水Ａを密封
して孔４および５を封止する。

このようにして組み立てた蓄熱体を球体１の外部からシ
ーズヒーター等で加熱すると、水Ａの温度が上昇して球
体内部２の圧力が上昇するとともに水Ａの容積も膨張す
る。例えば、球体内部２の水温が４００℃に上昇した場
合、球体内部２の圧力は４００　ａｔｍで水Ａの容積は
常温時の１．８倍に膨張する。そして、膨張した水Ａの
容積増加型は球体内部２に設けた袋体３がしぼむことに
よって吸収される。なお、球体内部２の水温が下がると
、水Ａの容積ら縮小するので、袋体３と水Ａとの間に負
圧が発生して袋体３が縮小分ふくらむ。

このようにして、水Ａの容積膨張による内部圧力の増加
を抑えながら、球体内部２の水温を６００℃ないしそれ
以上に上げることができ、煉瓦と同等ないしそれ以上の
蓄熱能力を持たせることができる。また、前記したよう
に蓄熱体が非常に軽量であることから、この蓄熱体を多
数個蓄熱源として蓄熱式暖房装置に用いればその総重量
を家庭用として使える程度に軽量化することができる。

なお、６００℃における水Ａの容積が常温時の約２倍程
度に膨張することから、袋体３の容積は水への容積と同
程度に投定されている。また、球体１の内圧に対する耐
圧能力は、球体Ｉの材質や厚さまたは袋体３の容積によ
って決定される。

この実施例においては、蓄熱源に安価な水を利用してい
るので、イニシャルコストを安くできる。

しかも−旦、水へを密封してしまえば、後はメンテナン
スフリーであるから保守等のコストがかからない。さら
に、水の代わりにフレオン等の冷媒を用いれば、夏季の
冷熱源として低温蓄熱することも可能である。

第２図はこの発明の第２実施例を示すものであって、図
中、符号ｌＯはガラス体（容器）である。

このガラス体ＩＯは、耐熱性の高い硼硅酸ガラス等によ
ってつくられた耐熱ガラスであって、円柱状の中空槽造
に形成されて、たとえば注射アンプルと同様な形状とさ
れているものである。前記ガラス体ＩＯの内部には、第
１実施例と同様に蓄熱源となる水Ａとこの水Ａの体積変
化量を吸収するための多数の気泡（空気層）１２とが密
封されている。なお、ガラス体ＩＯの一端部には水への
注入孔＋１が設けられ、図示例の場合、この注入孔ＩＩ
は封止されている。

この実施例によると、水Ａを加熱してその体積が増加し
ても、多数の気泡１２が体積増加量を吸収するので、内
圧の上昇を抑えることができ、よってガラス体ｌＯを破
裂させることなく、水Ａを６００℃ないしそれ以上に高
温蓄熱することができる。したがって、煉瓦と同等ない
しそれ以上の蓄熱能力を持たせることができる。

また、蓄熱体がより小さくて円柱状であり（ガラス体１
０の各寸法は長さ５ｆ）ｍ＋、直径１５ｍｍ。

肉厚１．８ｍｍである）、しかしより軽量であるので（
１個当たり５０ｇに満たない程度）、この蓄熱体を多数
並べて蓄熱源に用いれば、よりコンパクトな家庭用の蓄
熱式暖房器ができる。

さらに、ガラス体１０は一体成形加工が可能であるので
、大量生産ができ、製造コストが安価である。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明によれば、液体を
密封した容器の内部に液体の温度変化にともなう体積変
化を吸収する空気層を設けた構成としたので、内圧の変
化を抑えつつ、液体を加熱あるいは冷却することによっ
て高温蓄熱あるいは低温蓄熱を行うことができる。また
、上記構成によって蓄熱体自体が軽量かつコンパクトと
なるので家庭用の蓄熱源として十分利用することができ
る等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す蓄熱体の断面図、
第２図はこの発明の第２実施例を示す蓄熱体の断面図で
ある。１．１０　・・・・・・容器、６．１２　・・・・・・空気層、Ａ　・・・・・・液体（水）。出願人　株式会社全眞電力エンジニャリング手脂＋己；
？ＦＩＴ　正−捜１ご　　（自発）１．事件の表示昭和６２年特許願第２１１０５８号２、発明の名称蓄熱体３、Ｎｌｉ正をする者事件との関係　　特許出願人株式会社　全買電力エンジニャリング４、代理人（１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄。ｓ、ＮＩＪ正の内容（１）第６頁第１５行〜第１８行、「例えば、〜する。」とあるのを次文にｈｌｉ正する。［例えば、球体内部２の水温が３７４．１５℃に上昇し
た場合、球体内部２．の圧力は２２５．６５　ａｒｍで
、水Δの容積は常温時の３．０５倍に膨張する。」（２）第７頁第６行〜第７行、「蓄熱能力を持たせるこ
とができる。」とあるのを「高温蓄熱が可能である。」
に補正する。（３）第７頁第１１行〜第１３行、「なお、〜いる。」
とあるのを次文に補正する。「なお、袋体３の容積は、高温蓄熱時の水Ａの膨張容積
等により決定される。」（４）第８頁第１４行と第１５行との間に次文を挿入す
る。「ところで、この発明者は、ガラス体１０に市販のハリ
オー３２ガラス（商品名）を用いて、上記蓄熱体のＱ適
な蓄熱温度を求める実験を行った。その結果、ガラス体１０内部の水入を徐々に加熱さ仕る
と、水への温度が３０９°Ｃ（つまり圧力がＩ　ＯＯａ
Ｌｍ）に達した場合を境として、水への膨張率が大きく
なり、（ガラス体１０に封入可能な水Ａの容積がより少
なくなって）蓄熱ｍか逆に小さく、なることがわかった
。したがって、水入を３０℃程度に保持するのが最適で
あると言えるが、それ以上に蓄熱温度を上げたとしても
特に差し支えない。なおこの発明の目的は、家庭用に適
した・軽量でコンパクトな蓄熱体を提供することにある
ので、６００℃まで高温蓄熱しなくと６３００℃程度で
十分その目的を達成することができる。」（５）第８頁
第１８行〜第９頁第１行、「水Ａを〜できる。」とある
のを次文に補正する。「水Ａの高温蓄熱が可能である。」以　　上手続補正書　（自発）１　事件の表示昭和６２年特許願第２１１０５８号２　発明の名称蓄熱体３、ｈｌｉ正をする者事件との関係　　特許出願人法式会社　全買電力エンジニャリング４、代ｉ！ｌｊ人（ｉ、ｈｌｉ正の内容（１）第３頁第４行〜第５行、「水入を３０℃程度に保
持するのが最適である」とあるのを「水入を３００°Ｃ
程度に保Ｆ４？するのが最適である」に補正する。以　　上昭和　　年　　月　　日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体を密封した容器の内部に液体の温度変化にと
もなう体積変化を吸収する空気層を設けてなる蓄熱体。
（２）前記液体は水で構成されていることを特徴とする
特許請求範囲第１項記載の蓄熱体。
（３）前記容器は金属体で構成されていることを特徴と
する特許請求範囲第１項記載の蓄熱体。
（４）前記容器はガラス体で構成されていることを特徴
とする特許請求範囲第１項記載の蓄熱体。
（５）前記空気層は気泡で構成されていることを特徴と
する特許請求範囲第１項記載の蓄熱体。
（６）前記空気層は可撓性のある袋体内に収納されてい
ることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の蓄熱体。