JPH03274329A - Heat accumulating heat exchanger - Google Patents

Heat accumulating heat exchanger

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JPH03274329A
JPH03274329A JP2073394A JP7339490A JPH03274329A JP H03274329 A JPH03274329 A JP H03274329A JP 2073394 A JP2073394 A JP 2073394A JP 7339490 A JP7339490 A JP 7339490A JP H03274329 A JPH03274329 A JP H03274329A
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JP
Japan
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heat
secondary fluid
heat storage
fluid passage
primary
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Application number
JP2073394A
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Japanese (ja)
Inventor
Sho Imayoshi
今吉 祥
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH03274329A publication Critical patent/JPH03274329A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate operation to switch heat accumulation and heat removal and to derive heat from a heat accumulating body disposed in a primary fluid passage without using an intermediate system by a method wherein primary and secondary fluid passages are completely partitioned away from each other. CONSTITUTION:The interior of a housing 24 of a heat accumulating heat exchanger 14 is completely partitioned into primary fluid passages 30a and 30b a secondary fluid passage 30c by means of a partitioning device 21. Operation to switch heat accumulation and heat removal is eliminated, and there is also no need for an intermediate system. Primary fluid from a heat removal system flows through an input nozzle 26 to the primary flow passage of the heat accumulating heat exchanger 14, heat is adsorbed by heat accumulating bodies 20 arranged at the interior and discharged through an outlet nozzle 27. As a result, the heat accumulating body accumulates heat energy to increase temperature. Meanwhile, secondary fluid in a heat utilizing system flows through an inlet nozzle 28 for the secondary fluid to the secondary fluid passage and is discharged through an outlet nozzle 29. Since the heat accumulating body the temperature of which is increased is arranged in heat transfer relation with the partitioning device to partition the secondary fluid passage, the secondary fluid passage derives heat from the heat accumulating body through the partitioning device and adsorbs the heat.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば一般住宅、店舗及び工場等から出る温
排水、温排気のような排熱利用システム、夜間電力利用
電気温水器の給水余熱システム、並びに太陽熱温水器及
びヒートポンプと組み合わせる冷暖房システム等に利用
可能な蓄熱熱交換器に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is applicable to, for example, heated wastewater discharged from ordinary houses, stores, factories, etc., waste heat utilization systems such as heated exhaust, and residual heat from water supply to electric water heaters that use nighttime electricity. The present invention relates to a heat storage heat exchanger that can be used in heating and cooling systems combined with solar water heaters and heat pumps.

[従来の技術] 従来、排熱利用システムとしては、熱交換器を用いたり
、蓄熱槽を用いたりする方式が採用されてきたが、前者
は、蓄熱できないため排熱が出ている間しか利用できず
、従って利用範囲が制限されるため、後者が望ましいと
されている。
[Conventional technology] Conventionally, waste heat utilization systems have used methods such as using a heat exchanger or a heat storage tank, but the former cannot store heat and can only be used while the waste heat is being generated. The latter is considered preferable because the scope of use is therefore limited.

第7図は、温排水を蓄熱して利用する従来の典型的な家
庭用排熱利用システムを示しており、図中、1.1′は
風呂とか洗面所等のように温水を排出する設備、2.2
゛は感温式切替弁で、設備】、1′からの温水は所定温
より高ければ蓄熱槽3に蓄えられる。設備1.1’がら
の温水を単に蓄える蓄熱槽3内には、給水源5及びボイ
ラー6に連絡した伝熱管4が挿通されており、必要な時
期に、ボイラー6の給水予熱として、或は図示しないヒ
ートポンプの熱源として、取り出すことができる。
Figure 7 shows a typical conventional household waste heat utilization system that stores and uses heated waste water. In the figure, 1.1' indicates equipment that discharges hot water, such as a bath or washroom. , 2.2
゛ is a temperature-sensitive switching valve, and hot water from equipment 1' is stored in a heat storage tank 3 if the temperature is higher than a predetermined temperature. A heat transfer tube 4 connected to a water supply source 5 and a boiler 6 is inserted into a heat storage tank 3 that simply stores hot water from the equipment 1.1'. It can be taken out as a heat source for a heat pump (not shown).

しかし、上述の方式では、十分な容量を得るには蓄熱槽
3が大型化し、現実的ではないので、小型化のために、
第8図に略示するように、融解潜熱を持った化学物質か
らなる蓄熱媒体を球殻内に密封内蔵した多数の蓄熱体8
を収容したタンク7からなる蓄熱容器9を用意し、この
蓄熱容器9を第9図に示すように接続して、蓄熱体8に
蓄熱する方法が採用されている。
However, in the above method, the heat storage tank 3 becomes large to obtain sufficient capacity, which is not practical.
As schematically shown in FIG. 8, a large number of heat storage bodies 8 each have a heat storage medium made of a chemical substance with latent heat of fusion sealed inside a spherical shell.
A method is adopted in which a heat storage container 9 consisting of a tank 7 containing a heat storage material is prepared, and the heat storage container 9 is connected as shown in FIG. 9 to store heat in the heat storage body 8.

即ち、第9図(a)の蓄熱時には、三方切替弁2の熱源
設備1.1′側ボート及び蓄熱容器9側ボートを開き、
負荷12側ボートを閉じてポンプ11を運転し、熱源設
備1.1′からの温水を1次系Aに循環させて、蓄熱容
器9内の蓄熱体8に蓄熱し、第9図(b)に示す放熱時
には、三方切替弁2の熱源設備1.1゛側ボートを閉じ
、蓄熱容器9側ボート及び負荷12側のボートを開き、
ポンプ10を運転し、蓄熱体8に蓄熱された熱により加
熱された温水を中間系Bに循環させ、熱交換器12にお
いて2次系Cの負荷に放熱するようになっている。
That is, during heat storage in FIG. 9(a), the heat source equipment 1.1' side boat of the three-way switching valve 2 and the heat storage container 9 side boat are opened,
The boat on the load 12 side is closed, the pump 11 is operated, the hot water from the heat source equipment 1.1' is circulated to the primary system A, and heat is stored in the heat storage body 8 in the heat storage container 9, as shown in FIG. 9(b). At the time of heat dissipation shown in , close the boat on the heat source equipment 1.1'' side of the three-way switching valve 2, open the boat on the heat storage container 9 side and the boat on the load 12 side,
The pump 10 is operated to circulate hot water heated by the heat stored in the heat storage body 8 to the intermediate system B, and the heat is radiated to the load of the secondary system C in the heat exchanger 12.

[発明が解決しようとする課題] 蓄熱媒体として融解潜熱を持った化学物質からなる蓄熱
体8を用いる第8図の蓄熱容器9を使用した場合には、
蓄熱媒体として水を用いる第7図の蓄熱槽3と比較して
、容積を約1/10に減少させることができるが、中間
系B及び熱交換器12を設ける必要があるので、システ
ム全体が依然として大掛かりとなってコストが上昇する
だけでなく、蓄熱から放熱又はその逆に切り替える時に
は、1次系から中間系又はその逆への切り替えが必要で
あり、操作が面倒であった。
[Problems to be Solved by the Invention] When the heat storage container 9 of FIG. 8 is used, which uses the heat storage body 8 made of a chemical substance having latent heat of fusion as a heat storage medium,
Compared to the heat storage tank 3 of FIG. 7 that uses water as a heat storage medium, the volume can be reduced to about 1/10, but since it is necessary to provide the intermediate system B and the heat exchanger 12, the entire system is Not only is this still a large-scale process that increases costs, but when switching from heat storage to heat radiation or vice versa, it is necessary to switch from the primary system to the intermediate system or vice versa, making the operation cumbersome.

従って、本発明の目的は、蓄熱・放熱間の切り替えが不
要で操作が簡易でありながら、槽底がコンパクトな蓄熱
熱交換器を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a heat storage heat exchanger that does not require switching between heat storage and heat radiation, is easy to operate, and has a compact tank bottom.

[課題を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明による蓄熱熱交換器
は、1次流体の入口ノズル及び出口ノズル並びに2次流
体の入口ノズル及び出口ノズルが接続された中空ハウジ
ングと、該中空ハウジング内を仕切って、1次流体の前
記入口ノズル及び出口ノズルに連通ずる1次流体通路並
びに2次流体の前記入口ノズル及び出口ノズルに連通ず
る2次流体通路をそれぞれ画成する仕切装置と、前記1
次流体通路内に前記仕切装置との熱伝達関係で配置され
た蓄熱体とを有する。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve this object, the regenerative heat exchanger according to the present invention comprises a hollow space to which an inlet nozzle and an outlet nozzle for a primary fluid and an inlet nozzle and an outlet nozzle for a secondary fluid are connected. a housing, and the interior of the hollow housing is partitioned to define a primary fluid passage communicating with the inlet nozzle and the outlet nozzle for a primary fluid, and a secondary fluid passage communicating with the inlet nozzle and the outlet nozzle for a secondary fluid, respectively. a partitioning device that
and a heat storage body disposed within the fluid passageway in heat transfer relationship with the partitioning device.

[作用] 蓄熱熱交換器のハウジング内部は、仕切装置により1次
流体通路と2次流体通路とに完全に仕切られており、蓄
熱・放熱の切り替え操作は不要であり、中間系の必要も
ない。
[Function] The inside of the housing of the heat storage heat exchanger is completely partitioned into a primary fluid passage and a secondary fluid passage by a partition device, so there is no need to switch between heat storage and heat radiation, and there is no need for an intermediate system. .

熱放出系からの1次流体は、入口ノズルから蓄熱熱交換
器の1次流体通路に入り、その内部に配置された蓄熱体
に熱を吸収され、出口ノズルから排出される。これによ
り蓄熱体は熱エネルギーを蓄え昇温する。
The primary fluid from the heat release system enters the primary fluid passage of the regenerative heat exchanger through the inlet nozzle, has heat absorbed by the heat storage body disposed therein, and is discharged through the outlet nozzle. As a result, the heat storage body stores thermal energy and increases its temperature.

一方、熱利用系の2次流体は、同2次流体用の入口ノズ
ルから2次流体通路に入り出口ノズルから出るが、昇温
した蓄熱体は、2次流体通路を仕切る仕切装置と熱伝達
関係で配置されているため、2次流体は仕切装置を介し
て蓄熱体を除熱し、その熱を吸収する。
On the other hand, the secondary fluid in the heat utilization system enters the secondary fluid passage from the inlet nozzle for the secondary fluid and exits from the outlet nozzle, but the heated heat storage body transfers heat to the partition device that partitions the secondary fluid passage. Because they are arranged in relation to each other, the secondary fluid removes heat from the heat storage body through the partitioning device and absorbs its heat.

[実施例] 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。
[Embodiments] Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

第1図は、本発明による蓄熱熱交換器14の一実施例を
排熱利用システムに設置して略図的に示すもので、図中
、1.1°は風呂とか洗面所等のように温水を排出する
熱源設備、2.2゛は感温式三方切替弁で、設備1.1
′からの温水は、その温度が所定温より高ければ、三方
切替弁2.2゜の蓄熱熱交換器14側ボートが開いて蓄
熱熱交換器14に蓄えられ、所定温より低ければ、排水
路13側のボートが開いて排水路13に排出される。
FIG. 1 schematically shows an embodiment of the thermal storage heat exchanger 14 according to the present invention installed in an exhaust heat utilization system. The heat source equipment 2.2 is a temperature-sensitive three-way switching valve, and equipment 1.1
If the temperature of the hot water from The boat on the 13 side opens and discharges into the drainage canal 13.

蓄熱熱交換器14は、本発明に従って特別に構成された
もので、後述するように蓄熱体を内蔵すると共に、熱源
設備側に連通ずる1次系の1次流体通路と、排熱利用側
に連通した2次系の2次流体通路とを有し、1次及び2
次流体通路は、支持装置もしくは支持・仕切板により1
次流体及び2次流体が混合しないように仕切られ、また
、蓄熱体は、支持・仕切板により支持されている。同蓄
熱熱交換器14において、熱源設備1.1°側の1次系
の温水と、給水源5及びボイラー6に連絡した伝熱管4
を有する2次系の給水との間で熱交換が行われるように
なっている。
The heat storage heat exchanger 14 is specially constructed in accordance with the present invention, and as described later, it has a built-in heat storage body and has a primary fluid passage of the primary system communicating with the heat source equipment side and a waste heat utilization side. It has a secondary fluid passage of a secondary system that communicates with the primary and secondary fluid passages.
The next fluid passage is separated by a support device or a support/partition plate.
The secondary fluid and the secondary fluid are partitioned so that they do not mix, and the heat storage body is supported by a support/partition plate. In the regenerative heat exchanger 14, the primary system hot water on the heat source equipment 1.1° side and the heat transfer tube 4 connected to the water supply source 5 and the boiler 6
Heat exchange is performed with the secondary system water supply having a

次に、第2図〜第6図を参照して、蓄熱熱交換器(以下
、単に熱交換器という)14のfi造の詳細について説
明する。第2図は、熱交換器14の外周を覆う断熱材3
4(第3図参照)を取り除いて同熱交換器14の全体を
示す斜視図で、熱交換器14は、上蓋22と、下蓋23
と、中間枠24a、24b、24cとを有し、これ等が
複数のボルト・ナツト組立体37により相互に結合され
て、後述する1次流体通路及び2次流体通路を画成する
ハウジング24を形成している。
Next, details of the fi construction of the heat storage heat exchanger (hereinafter simply referred to as a heat exchanger) 14 will be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG. 2 shows a heat insulating material 3 covering the outer periphery of the heat exchanger 14.
4 (see FIG. 3) to show the entire heat exchanger 14, the heat exchanger 14 includes an upper lid 22 and a lower lid 23.
and intermediate frames 24a, 24b, and 24c, which are interconnected by a plurality of bolt and nut assemblies 37 to define a primary fluid passage and a secondary fluid passage, which will be described later. is forming.

ハウジング24には、1次流体通路に対する熱源設備I
II(熱放出系)の温水の人出口となる入口ノズル26
及び出口ノズル27と、2次流体通路に対する熱利用系
の流体の人出口となる入口ノズル28及び出口ノズル2
9とが接続されている。
The housing 24 includes a heat source equipment I for the primary fluid passage.
Inlet nozzle 26 that serves as the hot water outlet of II (heat release system)
and an outlet nozzle 27, an inlet nozzle 28 and an outlet nozzle 2 which serve as an outlet for the fluid of the heat utilization system to the secondary fluid passage.
9 is connected.

尚、第1図に示すように、熱放出系の入口ノズル26は
、切替弁2.2゛を有する管路2aに連通し、出口ノズ
ル27は、排水f113に接続された管路13aに連通
している。また、熱利用系の入口ノズル28は、給水源
5に接続された管路5aに連通し、出口ノズル29は、
ボイラー6に接続された管路6aに連通している。
As shown in FIG. 1, the inlet nozzle 26 of the heat release system communicates with a conduit 2a having a switching valve 2.2'', and the outlet nozzle 27 communicates with a conduit 13a connected to the drainage f113. are doing. In addition, the inlet nozzle 28 of the heat utilization system communicates with the pipe line 5a connected to the water supply source 5, and the outlet nozzle 29
It communicates with a pipe line 6a connected to the boiler 6.

第3八図及び第3B図は、上述した熱交換器14の一例
の詳細な断面横這を示すもので、ハウジング24を形成
する上述の各部材22.24a、24b、24c及び2
3間には、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等のような
材料からなる薄板をプレス加工等により成型して製作す
ることができる支持・仕切板もしくはパネル(仕切装置
)21が挟持されている。実施例では、4枚の仕切板2
1によりハウジング24内の空間は5つのスペース32
a〜32c及び33a〜33bに区画されている。スペ
ース32a及び32bは、図示のように、上l!22、
中間枠24a及び24bに形成された流路30aを介し
て連通し、スペース32b及び32cは、中間枠24b
、24c及び下蓋23に形成された流路30bを介して
連通ずる。また、スペース33a及び33bは、中間枠
24a、24b及び24cに形成された流路30cを介
して連通ずる。
38 and 3B show a detailed horizontal cross-section of an example of the heat exchanger 14 described above, and each of the members 22, 24a, 24b, 24c, and 2
A support/partition plate or panel (partition device) 21, which can be manufactured by molding a thin plate made of a material such as aluminum, stainless steel, copper, etc. by press working or the like, is sandwiched between the parts 3 and 3. In the example, four partition plates 2
1, the space inside the housing 24 is five spaces 32
It is divided into a to 32c and 33a to 33b. Spaces 32a and 32b are located above l! as shown. 22,
The spaces 32b and 32c communicate with each other via a flow path 30a formed in the intermediate frames 24a and 24b.
, 24c and a flow path 30b formed in the lower lid 23. Further, the spaces 33a and 33b communicate with each other via flow passages 30c formed in the intermediate frames 24a, 24b and 24c.

また、第3八図及び第3B図に示すように、熱放出系の
入口ノズル26及び出口ノズル27は、それぞれスペー
ス32a及び32cに連通しており、熱利用系の入口ノ
ズル28及び出口ノズル29は、それぞれスペース33
b及び33aに連通しているので、上述のスペース32
a、流路30a、スペース32b、流路30b及びスペ
ース32cは1次流体通路を構成し、スペース33a、
流路30c及びスペース33bは2次流体通路を構成す
る。
Further, as shown in FIG. 38 and FIG. 3B, the inlet nozzle 26 and outlet nozzle 27 of the heat release system communicate with spaces 32a and 32c, respectively, and the inlet nozzle 28 and outlet nozzle 29 of the heat utilization system communicate with each other. are each space 33
b and 33a, so the above-mentioned space 32
a, the flow path 30a, the space 32b, the flow path 30b and the space 32c constitute a primary fluid path, and the space 33a,
The flow path 30c and the space 33b constitute a secondary fluid passage.

このように各スペースを1次流体もしくは2次流体が流
れるので、流体の漏洩を防ぐため、各仕切板21とハウ
ジング24を構成する各部材との接触面にはガスケット
25が略図的に示したように設けられると共に、流路3
0a、30b及び30cの各貫通部分にはパツキン31
が略図的に示したように設けられている。
Since the primary fluid or the secondary fluid flows through each space in this way, a gasket 25 is schematically shown at the contact surface between each partition plate 21 and each member constituting the housing 24 to prevent fluid leakage. The flow path 3
A gasket 31 is attached to each penetrating portion of 0a, 30b and 30c.
are provided as shown schematically.

次に、1次流体通路には、即ちスペース32a〜32c
には、第4図(a)及び(b)に最も良く示すように円
筒状の蓄熱体20が仕切板21により支持され収納され
ている。蓄熱体20に蓄えられた熱は、仕切板21を介
して2次流体に伝達されるので、仕切板21が上述の円
筒状蓄熱体20と良好な熱伝達関係で接触するように、
各仕切板21は、第6ffl(a)及び(b)に最も良
く示すように蓄熱体20の上半部もしくは下半部の外形
に実質的に一致する形状の凹部21aを有する。実施例
では、2次流体通路のスペース33a、33bをそれぞ
れ画成する対の仕切板21のうち、上方のものはその凹
部21aの凹面側が上を向き、下方のものはその凹部2
1aの凹面側が下を向くように配設されていて、第3八
図に示した態様で蓄熱体20を好適に支持する。
Next, the primary fluid passages include spaces 32a to 32c.
As best shown in FIGS. 4(a) and 4(b), a cylindrical heat storage body 20 is supported by a partition plate 21 and housed therein. The heat stored in the heat storage body 20 is transferred to the secondary fluid via the partition plate 21, so that the partition plate 21 is in contact with the above-mentioned cylindrical heat storage body 20 in a good heat transfer relationship.
Each partition plate 21 has a recess 21a having a shape that substantially matches the outer shape of the upper half or lower half of the heat storage body 20, as best shown in the sixth ffl(a) and (b). In the embodiment, among the pairs of partition plates 21 defining the spaces 33a and 33b of the secondary fluid passage, the upper partition plate has its recess 21a facing upward, and the lower partition plate has its recess 21a facing upward.
The concave side of 1a is arranged so as to face downward, and suitably supports the heat storage body 20 in the manner shown in FIG. 38.

また、1次流体及び2次流体が蓄熱体20と良好な熱伝
達関係で1次流体通路及び2次流体通路を流れるように
、前述のスペース32a〜32c及び33a〜33bに
は、スペース32aについて第5図(a)に平面図で代
表的に示すように、各蓄熱体20の半球状端部に係合す
る硬質ゴムもしくはプラスチック製の整流ブロック35
が千鳥状に配設されていて、該整流ブロック35とハウ
ジング24を構成する上蓋22(第3^図参照)との協
働作用により、流体の流れを矢印で示すようにジグザグ
流とすることができる。
Further, in order for the primary fluid and the secondary fluid to flow through the primary fluid passage and the secondary fluid passage in a good heat transfer relationship with the heat storage body 20, the spaces 32a to 32c and 33a to 33b are provided with respect to the space 32a. As typically shown in plan view in FIG. 5(a), a hard rubber or plastic rectifier block 35 engages with the hemispherical end of each heat storage body 20.
are arranged in a staggered manner, and the fluid flow is made into a zigzag flow as shown by the arrows due to the cooperative action of the rectifying block 35 and the upper cover 22 (see Figure 3) constituting the housing 24. I can do it.

スペース32aの整流ブロック35は第5図(b)に示
すような形状を有し、蓄熱体20の端部球面にぴったり
整合するので、流体の差圧が働いてもずれるようなこと
はない、スペース32aで用いられる整流ブロック35
についてだけ図示したが、その他のスペースで用いられ
る整流ブロックについても上記の硬質ゴムもしくはプラ
スチック材料を同スペースに合わせた形状に容易に成型
することができる。尚、符号36は、第2図に関連して
説明した組立用のボルト・ナツト組立体37のボルトが
挿通されるボルト穴で、このような穴は、上蓋22、中
間枠24a〜24c及び下蓋23の対応する位置にもボ
ルト穴36と整列して穿設されている。
The rectifying block 35 in the space 32a has a shape as shown in FIG. 5(b), and is perfectly aligned with the spherical end of the heat storage body 20, so that it will not shift even if the differential pressure of the fluid is applied. Rectifier block 35 used in space 32a
Although only the rectifying blocks used in other spaces are shown, the hard rubber or plastic material described above can be easily molded into a shape that fits the space. Incidentally, reference numeral 36 indicates a bolt hole through which the bolt of the bolt/nut assembly 37 for assembly described in connection with FIG. A corresponding position of the lid 23 is also drilled in alignment with the bolt hole 36.

蓄熱体20の詳細は第4図(a)及び(b)に示されて
いる。蓄熱体20は、アルミニウム又はプラスチックで
円筒状もしくはカプセル状に形成された被覆体20aと
、この被覆体20a内に封入された化学物質20bとか
らなる。被覆体20aには注入口20cが形成されてい
て、この注入口20cから化学物質20bを被覆体20
a内に適宜の空間(化学物質20bの体積の変動を吸収
する)20dが残るように注入した後、同注入口20c
は閉止される。化学物質20bは、単位体積当たりの蓄
熱容量を高めるため高い融解潜熱を持った材料からなり
、蓄熱状態では液体、放熱状態では固体に変態する。こ
のような化学物質20bとしては、水和塩、共融物、有
機化合物等の主に食品添加物のような安全な物質に過冷
却防止剤、相分離防止剤を混合した蓄熱媒体からなり、
融解温度−21℃〜+64℃のものが市販されており、
これを使用することができる。また、蓄熱体20自体も
、直径70論−程度の球状のシェルに前述のような蓄熱
媒体を封入したものが商品名「7ジユール]として三菱
商事株式会社から市販されており、これを使用してもよ
い。
Details of the heat storage body 20 are shown in FIGS. 4(a) and 4(b). The heat storage body 20 includes a covering body 20a formed in a cylindrical or capsule shape from aluminum or plastic, and a chemical substance 20b sealed within the covering body 20a. An injection port 20c is formed in the coating 20a, and the chemical substance 20b is introduced into the coating 20 from the injection port 20c.
After injecting so that an appropriate space 20d (which absorbs changes in the volume of the chemical substance 20b) remains inside a, the injection port 20c is
is closed. The chemical substance 20b is made of a material having a high latent heat of fusion in order to increase the heat storage capacity per unit volume, and transforms into a liquid in a heat storage state and into a solid in a heat radiation state. Such a chemical substance 20b consists of a heat storage medium that is a mixture of safe substances such as hydrated salts, eutectic compounds, organic compounds, etc., mainly food additives, and supercooling inhibitors and phase separation inhibitors.
Products with a melting temperature of -21°C to +64°C are commercially available.
You can use this. In addition, the heat storage body 20 itself is a spherical shell with a diameter of about 70 mm and a heat storage medium enclosed in it as described above, and is commercially available from Mitsubishi Corporation under the trade name "7 Yule". It's okay.

実施例では、蓄熱体20は、2×2段、4列に配置され
ているが、所要容量に合わせ、2段の蓄熱体20.2枚
の仕切板21及び2つの中間枠をモジュールとして積み
重ね、簡単に2Xn段、m列とすることができ、また、
その外形は円筒状であるが、更に伝熱面積を増すため球
状にしてもよい、蓄熱体を球状に形成した場合は、この
形状に合わせて仕切板の形状を変更する必要がある。即
ち、第6図(C)〜(e)に示すように、球状蓄熱体(
図示せず〉を使用する場合には、仕切板(仕切装置)2
1’に半球状の凹部21°aを複数列形成すると共に、
流体が各列の凹部21°aに収容された隣接する球状蓄
熱体く図示せず)間を通ってバイパスしないように、隣
接する各対の凹部21°aごとにそのほぼ中心から中心
まで凹部21’ aと同じ方向に延びるV字状断面の遮
流部21°bが一体的に成型されている。尚、このよう
な形状の場合は、鉄系では製作しにくいので、プラスチ
ックの使用が好ましい。
In the embodiment, the heat storage bodies 20 are arranged in 2×2 stages and 4 rows, but according to the required capacity, two stages of heat storage bodies 20, two partition plates 21, and two intermediate frames are stacked as a module. , it can be easily made into 2×n stages and m columns, and also,
Although its outer shape is cylindrical, it may be made spherical to further increase the heat transfer area. If the heat storage body is formed into a spherical shape, it is necessary to change the shape of the partition plate to match this shape. That is, as shown in FIGS. 6(C) to (e), the spherical heat storage body (
When using the partition plate (not shown), the partition plate (partition device) 2
A plurality of rows of hemispherical recesses 21°a are formed in 1′, and
In order to prevent fluid from bypassing between adjacent spherical heat storage bodies (not shown) housed in each row of recesses 21°a, each adjacent pair of recesses 21°a has a recess approximately from center to center. A flow blocking portion 21°b having a V-shaped cross section extending in the same direction as 21'a is integrally molded. It should be noted that in the case of such a shape, it is difficult to manufacture using iron-based materials, so it is preferable to use plastic.

以上のように槽底された本発明の蓄熱熱交換器14を第
1図に示した排熱利用システムに設置して運転した場合
、熱源設備1.1°から出た温水の温度が所定値以上な
ら、温水を熱交換器14の入口ノズル26に送るように
切替弁2.2°が開き、温水は入口ノズル26からハウ
ジング24内の1次流体通路、即ち、スペース32a、
流n30 a、スペース32b、流130b及びスペー
ス32cを経て出口ノズル27からハウジング24を去
り、排水路13に放出される。そして、温水は、1次流
体通路を通る間に多数の蓄熱体20と熱交換して、熟エ
ネルギーは蓄熱体20に蓄えられる。
When the regenerative heat exchanger 14 of the present invention, which is installed at the bottom of the tank as described above, is installed and operated in the exhaust heat utilization system shown in FIG. In this case, the switching valve 2.2° is opened to send hot water to the inlet nozzle 26 of the heat exchanger 14, and the hot water flows from the inlet nozzle 26 to the primary fluid passage in the housing 24, that is, the space 32a.
It leaves the housing 24 from the outlet nozzle 27 via the stream n30a, the space 32b, the stream 130b and the space 32c and is discharged into the drain 13. The hot water exchanges heat with a large number of heat storage bodies 20 while passing through the primary fluid passage, and the heated energy is stored in the heat storage bodies 20.

一方、このように蓄熱体20に蓄えられた熱エネルギー
を熱利用系に取り出したい場合には、入口ノズル28か
ら2次流体を供給すると、同2次流体は2次流体通路、
即ちスペース33a、流F!@30c及びスペース33
bを経て出口ノズル29からハウジング24を出る。こ
の間に、2次流体は蓄熱体20と1次流体通路にある流
体の熱を除熱して昇温し、このようにして排熱が利用さ
れる。
On the other hand, when it is desired to take out the thermal energy stored in the heat storage body 20 in this way to the heat utilization system, when the secondary fluid is supplied from the inlet nozzle 28, the secondary fluid flows through the secondary fluid passage.
That is, space 33a, flow F! @30c and space 33
b exits the housing 24 from the outlet nozzle 29. During this time, the secondary fluid removes heat from the heat storage body 20 and the fluid in the primary fluid passage to raise its temperature, and in this way, the waste heat is utilized.

尚、以上の構成では1次、2次の流体が混合することは
ないが、万一仕切板21に損傷が生じ貫通孔ができても
、−殻内に熱利用系の方が圧力の高い状態で用いられる
ので、熱放出系の排水が熱利用系に混入することはなく
、熱利用系の清浄度が維持できる。
In addition, in the above configuration, the primary and secondary fluids do not mix, but even if the partition plate 21 is damaged and a through hole is formed, the pressure in the heat utilization system is higher in the shell. Since the waste water from the heat release system is not mixed into the heat utilization system, the cleanliness of the heat utilization system can be maintained.

[発明の効果1 本発明によれば、蓄熱熱交換器は、1次、2次流体通路
が完全に仕切られているため、蓄熱・放熱の切り替え操
作が不要であると共に、中間系を用いることなく、1次
流体通路内に配設された蓄熱体から熱を取り出すことが
でき、また、その体積も従来のように水を貯留して蓄熱
媒体として使用する蓄熱槽と比較して約115に減少さ
せることができ、比較的小容量の排熱利用システムに特
に有効である。しかも、1次、2次流体通路が完全に仕
切られているため、石油又はガスボイラや、電気湯沸か
し器の給水予熱に使用することもできる。
[Effect of the invention 1 According to the present invention, in the regenerative heat exchanger, the primary and secondary fluid passages are completely partitioned, so there is no need to switch between heat storage and heat radiation, and an intermediate system can be used. Heat can be taken out from the heat storage body disposed in the primary fluid passage, and its volume is approximately 115 mm compared to conventional heat storage tanks that store water and use it as a heat storage medium. This is particularly effective for relatively small-capacity waste heat utilization systems. Moreover, since the primary and secondary fluid passages are completely partitioned, it can also be used for preheating the water supply of oil or gas boilers and electric water heaters.

好適な実施例においては、支持装置を薄板の仕切板で形
成し、比較的に熱伝達率のよい同仕切板に四部を設けて
ここに蓄熱体を収容しているので、蓄熱効果の高いコン
パクトな蓄熱熱交換器を提供することができる。
In a preferred embodiment, the support device is formed of a thin partition plate, and the partition plate has four parts with a relatively good heat transfer coefficient, and the heat storage body is housed in each of the partition plates, so that the support device is compact and has a high heat storage effect. A regenerative heat exchanger can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明による蓄熱熱交換器の実施例が設置さ
れた排熱利用システムを示す概要図、第2図は、第1図
の排熱利用システムに用いられた蓄熱熱交換器の概略斜
視図、第3八図は、第2図に示した蓄熱熱交換器の断面
図、第3B図は、第3八図の3^−3八線に沿う断面図
、第4図(a)及び(b)は、第2図の蓄熱熱交換器に
使用されている蓄熱体の水平及び垂直断面図、第5図(
a)は、第2図の蓄熱熱交換器における1次流体通路の
平面図、第5図(b)は、第5図(a)の1次流体通路
で使用されている整流ブロックを示す斜視図、第6図(
a)及び(b)は、凹部が上を向いている仕切板と下を
向いている仕切板とを部分的に示す斜視図、第6図(C
)は、仕切板の変形実施例を示す斜視図、第6図(d)
及び(e)は、第6図(C)の8d−6d&!及び6e
6eiiに沿う断面図、第7図は、従来の蓄熱槽を使用
した排熱利用システムの概要図、第8図は、従来の蓄熱
熱交換器を部分的に破断して示す正面図、第9図(a)
及び(b)は、第8図の蓄熱熱交換器を使用した排熱利
用システムにおける蓄熱時及び放熱時の流体の流れを説
明する系統図である。 14・・・蓄熱熱交換器  20・・・蓄熱体21.2
1’・・・仕切板(仕切装W)24・・・ハウジング 
  26・・・入口ノズル27・・・出口ノズル   
28・・・入口ノズル29・・・出口ノズル 30a、30b・・・流路(1次流体通路)30c・・
・流118(2次流体通路)32a、32b、32c・
=スペース(1次流体通1i’8)33a、33b・・
・スペース(2次流体通路)第2図 乙
FIG. 1 is a schematic diagram showing an exhaust heat utilization system in which an embodiment of the regenerative heat exchanger according to the present invention is installed, and FIG. 2 is a schematic diagram of the regenerative heat exchanger used in the exhaust heat utilization system of FIG. 38 is a sectional view of the regenerative heat exchanger shown in FIG. 2, FIG. 3B is a sectional view taken along line 3^-3 in FIG. ) and (b) are horizontal and vertical cross-sectional views of the heat storage body used in the thermal storage heat exchanger of Fig. 2, and Fig. 5 (
a) is a plan view of the primary fluid passage in the regenerative heat exchanger of Fig. 2, and Fig. 5(b) is a perspective view showing the rectifying block used in the primary fluid passage of Fig. 5(a). Figure, Figure 6 (
a) and (b) are perspective views partially showing a partition plate in which the concave portion faces upward and a partition plate in which the concave portion faces downward;
) is a perspective view showing a modified embodiment of the partition plate, FIG. 6(d)
and (e) is 8d-6d&! of FIG. 6(C). and 6e
6eii, FIG. 7 is a schematic diagram of a waste heat utilization system using a conventional heat storage tank, FIG. 8 is a partially cutaway front view of a conventional heat storage heat exchanger, and FIG. Diagram (a)
and (b) is a system diagram illustrating the flow of fluid during heat storage and heat radiation in the exhaust heat utilization system using the thermal storage heat exchanger of FIG. 8. 14... Heat storage heat exchanger 20... Heat storage body 21.2
1'...Partition plate (partition W) 24...Housing
26... Inlet nozzle 27... Outlet nozzle
28... Inlet nozzle 29... Outlet nozzle 30a, 30b... Flow path (primary fluid passage) 30c...
・Flow 118 (secondary fluid passage) 32a, 32b, 32c・
= Space (primary fluid communication 1i'8) 33a, 33b...
・Space (secondary fluid passage) Figure 2 B

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1次流体の入口ノズル及び出口ノズル並びに2次流体の
入口ノズル及び出口ノズルが接続された中空ハウジング
と、該中空ハウジング内を仕切って、1次流体の前記入
口ノズル及び出口ノズルに連通する1次流体通路並びに
2次流体の前記入口ノズル及び出口ノズルに連通する2
次流体通路をそれぞれ画成する仕切装置と、前記1次流
体通路内に前記仕切装置との熱伝達関係で配置された蓄
熱体とを有する蓄熱熱交換器。
a hollow housing to which an inlet nozzle and an outlet nozzle for a primary fluid and an inlet nozzle and an outlet nozzle for a secondary fluid are connected; 2 communicating with a fluid passageway and said inlet and outlet nozzles for a secondary fluid;
A regenerative heat exchanger having a partitioning device respectively defining secondary fluid passages, and a heat storage body disposed within the primary fluid passageway in heat transfer relationship with the partitioning device.
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