JPH0289994A - 潜熱蓄熱体 - 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〕 本発明は潜熱蓄熱材を容器内に封入してなる潜熱蓄熱体
に関する。

〔従来の技術〕

従来、潜熱蓄熱材を容器内に封入して密栓するに、大気
圧下で融解している潜熱蓄熱材を容器内に投入して密栓
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、密栓した状態で容器内の圧力は大気圧とな
っているが、潜熱蓄熱材が相変化して体積膨張する蓄熱
時には、容器内の圧力は散気圧にもなる。

したがって、容器としてその散気圧に耐えるだけの強度
を要求され、コストダウン化の障害となっていた。

本発明の目的は容器としての強度をさ程必要とせず、か
つ、蓄熱にかかるヒートポンプ等の熱効率を向上できる
ものを提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による特徴構成は、潜熱蓄熱材を容器内に封入し
てなる潜熱蓄熱体であって、相変化に起因して体積膨張
する前記潜熱蓄熱材の相変化部の状態で前記容器内圧力
が大気圧以下の真空状態になるように、前記潜熱蓄熱材
を前記容器内に封入してある点にあり、その作用効果は
次の通りである。

〔作　用〕

■　体積膨張前の状態で容器内への潜熱蓄熱材封入圧が
従来より低い圧であるから、潜熱蓄熱材が相変化によっ
て従来と同じだけ体積膨張して同じ割合で容器内圧力が
増圧したとしても、従来の圧よりも小さくでき、それだ
け、容器の強度負担も軽くなる。

Ｏ又、後記するように、潜熱蓄熱材が相変化する場合の
消費熱エネルギーが少なくてすむ。

で表され、第１項は０℃大気圧の水が氷になる場合の熱
量であって、温度によって決定される状態量（内部エネ
ルギー及びエントロピー等の関数）である、又、第２項
は水が氷になるときの体積膨張時に消費する熱エネルギ
ーである。ここに、△Ｑ０は例えば水が氷になる場合の
状態量であるから、従来の場合も本発明の場合も同じで
あり、異なるのは第２項における体積膨張にかかる熱エ
ネルギーが異なる。ここに、前記比体積は体積膨張時も
殆ど変化しないも−のであり、例えば、従来の圧力変化
がｌａｔｍ−＝５ａｔｓ＋で本考案のものが０．２ａｔ
ａ−＝Ｉａｔａに体積膨張するとすると、その体積膨張
に要する必要エネルギーは となって、これは本考案のもの（△Ｑｓ）が有利である
ことがわかる。

したがって、第３図の潜熱蓄熱材の温度変化より、従来
のものは点ａで一旦過冷却状態になった後凝固を始めて
いることがわかる。つまり、この過冷却状態を現出する
ためにヒートポンプは蒸発圧力を下げなければならず、
成績係数の低下を招くが、本考案のものでは過冷却状態
が回避されているので、ヒートポンプの効率低下はない
。

〔発明の効果〕

その結果、作用■で示すように、潜熱蓄熱材を収納する
容器として従来程、強度の高いものを必要とすることな
く、かつ、体積膨出時に容器内圧力が略大気圧に近い圧
力になるように設定し容器を軟性材料で製作した場合に
は、第１図の（ハ）、（ニ）で示すように、潜熱蓄熱材
の体積膨張時に容器は第１図（＝）の如く膨出すること
なく、潜熱蓄熱材の相変化前状態では容器は第１図（ハ
）の如く収縮するので、蓄熱槽内に潜熱蓄熱体を積層す
る場合に体積膨張量を考慮する必要がない。

又、作用◎で示すように、相変化にかかる熱エネルギー
的に有利であるから、ヒートポンプ等への負担も軽減で
きる。

〔実施例〕

第２図において、（１０）は潜熱蓄熱材の相変化、具体
的にはその凝固に係る潜熱を蓄える蓄熱装置の蓄熱槽を
示しており、該Ｎ熱槽（１０）は、縦横に仕切られた隔
壁（１７）によって４分割された第１蓄熱槽（１１）、
第２蓄熱槽（１２）、第３蓄熱槽（１３）及び第４蓄熱
槽（１４）からなっている。更に詳しくは、該蓄熱槽（
１０）は、熱媒体供給口（１５）から熱媒体が供給され
該熱媒体を内部通流させる第１蓄熱槽（１１）と、該第
１蓄熱槽（１１）を通流した上で浴出する熱媒体が導入
され該熱媒体を内部通流させる第２蓄熱槽（１２）と、
該第２蓄熱槽（］２）を通流した上で送出される熱媒体
が導入され該熱媒体を内部通流させる第３蓄熱槽（１３
）と、該第３蓄熱槽（１３）を通流した上で浴出する熱
媒流体が導入され該熱媒体を内部通流させた上で熱媒体
排出口（１６）から排出する第４蓄熱槽（１４）とから
なっており、その各種（１１）　、　（１２）　。

（１３）　、　（１４）には夫々、潜熱蓄熱体（１）が
整列状態で収納配置されている。

前記潜熱蓄熱体（１）について詳述するに、該潜熱蓄熱
体（１）は、潜熱蓄熱材を封入するだめの空隙が形成さ
れた板状容器（１Ａ）の内部に前記熱媒体よりも比重が
小さい潜熱蓄熱材が空気と共に封入されてなっている。

そして該潜熱蓄熱体（１）は、前記蓄熱槽（ｌＯ）の各
種（１１）　、　（１２）　。

（１３）　、　（１４）に夫々最密状態で配置されるよ
うに、複数列に（各槽毎に２列に）縦列配置された上で
、中間にスペーサ（４）を介装しつつ多段に積層配置さ
れ、もって整列状態に収納配置されている。しかも各潜
熱蓄熱体（１）相互間には適宜スペースを有する熱媒体
の通流域が形成されている。

かくして整列状態に収納配置された潜熱蓄熱体（１）は
、それらのうちの最も上段に位置する潜熱蓄熱体（１）
の上に各種（１１）、（１２）、（１３）、（１４）毎
に４個宛割り当てられて設置された浮止めステー（２）
によってその浮力による浮上が防止されるようになって
いる。なお第４図中の（５）は、蓄熱槽（１０）の上面
開口部に配置される落とし棚である。

前記潜熱蓄熱体（１）における容器（１Ａ）に対して潜
熱蓄熱材を投入して密栓する方法としては、第１図（イ
）に示すように、大気圧下で融解状態にある潜熱蓄熱材
を容器（１Ａ）に投入して、第２図（ロ）に示すように
、栓（３）をせずに−旦潜熱蓄熱材を相変化させて体積
膨張させる。この体積膨張状態で密栓して大気圧の気相
を閉じ込める。すると、第１図（ハ）に示すように、潜
熱蓄熱材が相変化する前の融解状態では、容器（１Ａ）
内気相圧力が大気圧よりも低い真空状態になり、その容
器（１＾）が収縮するとともに、第１図（ニ）に示すよ
うに、潜熱蓄熱材が相変化すると容器（１Ａ）内気相圧
力が大気圧に近い値となり、容器（１Ａ）が膨張するこ
とはない。

〔別実施例〕

■　潜熱蓄熱材を減圧状態で容器（１Ａ）内に投入し密
栓する方法としては、 ■減圧室封入法（減圧室内で潜熱蓄熱材を投入して密栓
する）、 Ｏ凍結法（冷蔵庫内で潜熱蓄熱材を相変化させた状態で
密栓する）、 Ｏ加圧法（融解した潜熱蓄熱材を容器内に投入し、その
状態で容器を外方より加圧して、容器内の気相分を押し
出し、減圧状態にして密栓する）。

■その他、脱酸素材法、煮沸法或いは潜熱蓄熱材をクラ
ッシュアイス式にして投入する方法等がある。

■　前記潜熱蓄熱材が融解状態で体積膨張していない状
態での密栓された容器（１Ａ）内圧力は大気圧より下回
る圧力であればよい。

■　前記潜熱蓄熱材は融解状態で体積膨張する特性を有
するものでよい。

■　前記潜熱蓄熱材が相変化によってその容積を最小状
態から最大状態に変化させる中間の容積状態で、前記容
器（１Ａ）内圧力が大気圧となるように前記潜熱蓄熱材
を前記容器（１Ａ）内に封入してもよい。

■　前記潜熱蓄熱材が相変化によって最大体積に膨張し
た状態で前記容器（１Ａ）内圧力が大気圧となるように
前記潜熱蓄熱材を前記容器（１Ａ）内に封入してもよい
。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る潜熱蓄熱体の実施例を示し、第１図
（イ）は潜熱蓄熱材を投入する状態を示す縦断面図、第
１図（０）は潜熱蓄熱材を凝固させた状態を示す縦断面
図、第１図（ハ）は密栓状態で潜熱蓄熱材が相変化する
前の状態を示す縦断面図、第１図（ニ）は（ハ）の状態
から潜熱蓄熱材が相変化して体積膨張した状態を示す縦
断面図、第２図は蓄熱槽を示す斜視図、第３図は潜熱蓄
熱材の温度変化状態を示すグラフ、第４図は潜熱蓄熱材
の相変化時の圧力変化を示すグラフである。 （１＾）・・・・・・容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、潜熱蓄熱材を容器（１Ａ）内に封入してなる潜熱蓄
   熱体であって、相変化に起因して体積膨張する前記潜熱
   蓄熱材の相変化前の状態で前記容器（１Ａ）内圧力が大
   気圧以下の真空状態になるように、前記潜熱蓄熱材を前
   記容器（１Ａ）内に封入してある潜熱蓄熱体。 ２、前記容器（１Ａ）内の前記潜熱蓄熱材の体積が相変
   化して最小から最大に移り変る中間状態で前記容器内圧
   力が大気圧となる潜熱蓄熱体。 ３、前記容器（１Ａ）内の前記潜熱蓄熱材の体積が相変
   化によって最大になった状態で前記容器内圧力が大気圧
   か又は大気圧近くとなる潜熱蓄熱体。