JPH0579917B2 - - Google Patents

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JPH0579917B2
JPH0579917B2 JP57131921A JP13192182A JPH0579917B2 JP H0579917 B2 JPH0579917 B2 JP H0579917B2 JP 57131921 A JP57131921 A JP 57131921A JP 13192182 A JP13192182 A JP 13192182A JP H0579917 B2 JPH0579917 B2 JP H0579917B2
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JP
Japan
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capsule
heat storage
heat
capsules
storage material
Prior art date
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Expired - Lifetime
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JP57131921A
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English (en)
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JPS5924188A (ja
Inventor
Michio Yanatori
Seigo Myamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57131921A priority Critical patent/JPS5924188A/ja
Publication of JPS5924188A publication Critical patent/JPS5924188A/ja
Publication of JPH0579917B2 publication Critical patent/JPH0579917B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外囲器内に多数の蓄熱材入りカプセル
を支持し、この外囲器に熱媒体に導入して、この
熱媒体とカプセル内の蓄熱材との間で熱交換を行
う蓄熱装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種蓄熱装置において蓄熱材として
は、水などの物質の顕熱を用いるものが主として
用いられていた。
又、蓄熱体を棚に収納するものとして、実開昭
52−134857号公報に記載のように、内面に積層し
た断熱材を設けたケーシングの頂部と底部に、熱
媒体を蓄熱槽A内に返戻したり、集熱器へと送り
出したりするためのパイプが設けられ、ケーシン
グ内には数層に区分し、蓄熱体を横にして移動不
可能に収納する多数の凹部と熱媒体の通孔を有す
るプラチツク製棚が設けられ、蓄熱体を硝子製ま
たはプラチツク製等のアンプル型容器内に一部の
空間部を残して封入された約30〜50℃の間で固体
と液体との間を転移する蓄熱材7で形成し、太陽
熱の集熱器にて加熱された熱媒体は、上方から下
方に流して蓄熱することおよび暖房なり給湯なり
を行うときは低温の熱媒体を底部のパイプから送
りこむ蓄熱槽がある。
又、特開昭57−76078号公報、特公昭57−15317
号公報には熱媒体を外囲器の下方から上方に向つ
て流すことが開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記顕熱蓄熱材は蓄熱容量が非常に小さく、装
置が大がかりとなり設備費も割高になるという欠
点があつた。このため物質が凝固−融解する際に
発生する蓄熱を利用した潜熱蓄熱材(例えば融点
30℃の硝酸ナトリウム10水塩等)を用いて、上述
した欠点を改善しようとする試みがなされている
が、実用化に当つては次の大きな問題点がある。
その一つは、一般に潜熱蓄熱材は、凝固−融解の
ヒートサイクルを受けている間に、融点の高い物
質と低い物質に分離し、次第に所定の温度にて所
望量の潜熱を放出しなくなることである。またも
う一つは、潜熱蓄熱材を用いる場合には、それを
蓄熱カプセル等に収納して、カプセル外壁を介し
て熱交換によつて熱を取出さねばならず、その熱
交換速度が小さいことである。
又、実開昭52−134857号公報に記載の蓄熱槽で
は、熱媒体を上方から下方に流すため、蓄熱体の
上面が加熱されるので、下部に沈殿が生じやすい
ものであつた。
又、特開昭57−76078号公報に記載の、蓄熱装
置は、蓄熱材は下方から上方に積層されており、
二相に分離したまま元に戻らなくなりやすいもの
であつた。又、、特公昭57−15317号公報に記載の
蓄熱装置は球形あるいは円筒状の蓄熱カプセルを
積層しているものであり、二相分離に十分配慮さ
れていないものであつた。
本発明は前述した蓄熱蓄熱形の蓄熱装置の欠点
を改善することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の蓄熱装置
は、外囲器内に開口度の大きいカプセル保持部材
を複数段水平状に設け、該カプセル保持部材上に
潜熱蓄熱材を封入したカプセルを水平状にかつ流
体の流れ方向において互いに千鳥状に配置する
か、または前記扁平状カプセルの長手方向が前記
複数段のカプセル保持部材の各段においてほぼ90
度交互に位置を変えるように配設し、熱媒体を前
記外囲器の下方から上方に向つて流すことによ
り、熱媒体をカプセルの下面に垂直に衝突させ
て、潜熱蓄熱材の二相分離を抑制するとともに前
記熱媒体から前記扁平状カプセルへの伝熱性を向
上したものである。
〔作用〕
蓄熱するためにカプセルの外面を通す温度の高
い熱媒体を下部から上部に向つて流しているの
で、蓄熱時カプセルの下面を上面より良く加熱す
ることにより下部に沈殿した物質を速く十分に融
解させ、対流効果によつて上部に浮上させ、融点
の低い上部の物質と速く混合することができる。
このため、加熱により生ずる液体蓄熱材の対流効
果によつて自然に混合撹拌し、両物質は元の物質
に戻るので、蓄熱材が二相に分離し難くなり、ま
たそれが起つたとしてもすぐ元の物質に回復す
る。
〔実施例〕
第1図は本発明の蓄熱装置の一実施例の概略断
面図、第2図はその中に収納されている潜熱蓄熱
材入りカプセルの斜視図、第3図は第2図のA−
A′断面図、第4図は第1図のB−B′線矢視断面
図である。外囲器4内には金網、プラスチツクや
繊維等で構成された網穴あき板、あるいは複数本
の平行な棒などによつて作られたカプセル保持部
材3が水平状に多数段設けてある。このカプセル
保持部材3上に、蓄熱蓄熱材2の入つたカプセル
1が適宜間隔で水平状に設けてある。また、外囲
器4内にはフアン5によつて下方から空気、水等
の熱媒体が導入される。ここで重要なことは、水
平状のカプセル保持部材3上に、カプセル1を水
平状に配置することである。カプセル1を垂直に
配置すると、その内部に入つている潜熱蓄熱材2
は、二相に分離したまま元に戻らなくなる。つま
り融点が高く重い物質が下部に沈殿し、融点が低
く軽い物質が上部に浮き上つたままとなり、再度
蓄熱のために潜熱蓄熱材2を加熱しても両者は混
合撹拌しない限り元の物質に戻らない。これに対
し水平状に配置すると、両物質は比較的距離が近
いので、加熱により生ずる液体蓄熱材の対流効果
によつて自然に混合撹拌し、両物質は元の物質に
戻る。またこの際さらに重要なことは、蓄熱時カ
プセル1の下面を上面より良く加熱することであ
る。つまり加熱により、下部に沈殿した物質を速
く十分に融解させ、対流効果によつて上部に浮上
させ、融点の低い上部の物質と速く混合するよう
にするためである。このためには、蓄熱するため
にカプセル1の外面を通す温度の高い熱媒体は下
部から上部に向つて流すのが良い。第1図におい
て、、フアン5によつて外囲器4内を通る風の方
向が、下部から上部に向つているのは、風をカプ
セル1の下面に衝突させ、上記効果をもたせるた
めである。またカプセル1は図に示すように断面
が扁平形状である方が良い。このようにすると、
カプセル1内の下部の物質と上部の物質の距離が
短くなると同時に、カプセル1の下面の伝熱面積
が増すためである。上面を加熱するより、下面を
良く加熱する方が良いもう一つの理由は、カプセ
ル1上面の内壁部には空気層6が存在し、伝熱性
が良くないからである。またカプセル1の断面を
扁平形状にすると、、放熱時つまり潜熱蓄熱材2
が凝固して潜熱放出する際、薄いので内部熱抵抗
が小さく、したがつて短時間に大量の熱を取出す
ことも行い易くなる。
またカプセル1の下面を良く加熱するために
は、カプセル1の下面は熱媒体が接触し易くして
おくことが必要である。このためには、カプセル
1の上面はその上段に位置するカプセル1の下面
あるいはカプセル保持部材3に接触しないように
することが重要である。またカプセル1を保持す
るためのカプセル保持部材3の開孔度は大きく
し、また薄く作るようにするのが良い。
この実施例は一つの段のカプセル保持部材3上
に適宜の間隔で水平状に配置されたカプセル1の
長手方向は上、下に隣接のカプセル保持部材3上
に適宜の間隔で水平状に配置されたカプセル1の
長手方向と異なる位置に配置したものである。す
なわち、第4図に示すように、カプセル保持部材
の各段においてほぼ90度交互に位置を変えるよう
に配置している。このようにすると熱媒体の流れ
ガ乱れ、蓄熱時カプセル1の下面が均一に良く加
熱されるようになる。
第5図は本発明の蓄熱装置の更に他の実施例に
おける要部を拡大して示す斜視図である。この実
施例においてはカプセル保持部材3が複数本の棒
状体からなつており、、カプセル1はカプセル保
持部材3の長手方向の〓間と異なる方向に配置さ
れる。
この場合、上下に隣接するカプセル保持部材3
はその長手方向〓間が同一方向でもよいが、第5
図に示すように互いに異なる方向にした方がよ
い。このようにすると、、第1図、第4図の実施
例と同様に熱媒体の流れが乱れ、カプセル1の下
面が均一に良く加熱されるようになる。
第6図は本発明の蓄熱装置の更に他の実施例に
おける要部を示す図である。この実施例において
は、これまでの実施例とは異なり、カプセル保持
部材3上にカプセル1が長手方向に複数本(第7
図の実施例では2本)適宜な間隔で水平状に配置
されている。このようにすると、カプセル1の本
数は多くなるが、熱媒体との接触がよくなり、蓄
熱放熱効率が向上する。
第7図も本発明の蓄熱装置の他の実施例を示す
ものである。この実施例は、前述の各実施例にお
いて、カプセル1の上面に、その長手方向とは直
角に棒状体7を配置し、その上にカプセル1を配
置したものである。この場合、棒状体7上に乗せ
られるカプセル1の位置は、その下部カプセル1
の位置に対し千鳥状に配置すると、カプセル1の
下面が良く加熱されるようになる。この場合、棒
状体7の下部のカプセル1には、その上部のカプ
セル1によつて力が加わり、特にカプセル1の材
料が、薄くて軟質のビニール、ポリエチレン等で
構成されている場合には、破れる心配がある。こ
れを防止するためには、カプセル1内の蓄熱材2
中にスポンジ状物質を入れると良い。ただしこの
スポンジ状物質(図示せず)の気孔は開放形気孔
が良く、独立気孔はカプセル1内の蓄熱材2の蓄
熱容量の減少をまねく。またスポンジ状物質の開
放形気孔内に潜熱蓄熱材2が含浸されるので、二
相に分離し難しくなる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、開口度
の大きいカプセル保持部材上に扁平状カプセルを
水平状に、流体の流れ方向において千鳥状あるい
はほぼ90度交互に位置を変えているので、カプセ
ルの下面に熱媒体を直に衝突させることができ、
蓄熱材が二相に分離し難くなり、またそれが起つ
たとしてもすぐ元の物質に回復するとともに、熱
交換性能も良くなり潜熱蓄熱材の相変化による蓄
放熱を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の蓄熱装置の一実施例を示す概
略断面図、第2図は第1図におけるカプセルの斜
視図、第3図は第2図のA−A′断面図、第4図
は第1図のB−B′断面図、第5図および第6図
は本発明の蓄熱装置の他の実施例を示す要部拡大
図、第7図も本発明の蓄熱装置の更に他の実施例
を示す概略断面図である。 1…カプセル、2…潜熱蓄熱材、3…カプセル
保持部材、4…外囲器、5…フアン、6…空気
槽。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 外囲器内に開口度の大きいカプセル保持部材
    を複数段水段状に設け、該カプセル保持部材上に
    潜熱蓄熱材を封入した複数個の扁平状カプセルを
    水平状に、かつ流体の流れ方向において互いに千
    鳥状に配置するか、または前記扁平状カプセルの
    長手方向が前記複数段のカプセル保持部材の各段
    においてほぼ90度交互に位置を変えるように配設
    し、熱媒体を前記外囲器の下方から上方に向つて
    流すことにより熱媒体をカプセルの下面に垂直に
    衝突させて潜熱蓄熱材の二相分離を抑制するとと
    もに前記熱媒体から前記扁平状カプセルへの伝熱
    性を向上したことを特徴とする蓄熱装置。
JP57131921A 1982-07-30 1982-07-30 蓄熱装置 Granted JPS5924188A (ja)

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JP57131921A JPS5924188A (ja) 1982-07-30 1982-07-30 蓄熱装置

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JP57131921A JPS5924188A (ja) 1982-07-30 1982-07-30 蓄熱装置

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JPS5924188A JPS5924188A (ja) 1984-02-07
JPH0579917B2 true JPH0579917B2 (ja) 1993-11-05

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JP57131921A Granted JPS5924188A (ja) 1982-07-30 1982-07-30 蓄熱装置

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