JPH0622774U - 蓄熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換媒体に対する熱交換効率を向上させた
構造となした。 【構成】 作動ガス流通管（２）を付されたカバー
（１）との間に固体ー気体可逆性を示す粉末状の化学蓄
熱材を充填される化学蓄熱材室（５）を形成するととも
に、接続管（７，７）を付された底板（６）との間に熱
交換媒体流路（８）を形成する伝熱板（４）に配設され
た伝熱フィン（９）をカバー（１）側へ向って先細の肉
厚に設定し、互いに隣接する伝熱フィン（９）の間のス
ペースをカバー（１）側から伝熱板（４）側へ先細にな
すことによって、蓄熱過程または放熱過程に伴って体積
を縮小または膨脹させる粉末状の化学蓄熱材に対する伝
熱フィン（９）の全面的な接触を維持させるようになし
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、固体ー気体可逆性を示す化学蓄熱材を用いて熱エネルギーを蓄え、 再利用に供するために放熱させる蓄熱器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

熱エネルギーを蓄えて置き、再利用のために放熱させる装置として、固体ー気 体可逆性を示す化学蓄熱材を用いた蓄熱器が知られている。 この種の蓄熱器の一例を図４に示す。 同図の蓄熱器は、作動ガス流通管２を付されたカバー１とスペーサー３を介し てカバー１に結合された伝熱板４の間に化学蓄熱材室５を形成するとともに、接 続管７，７を付されて伝熱板４に結合された底板６と伝熱板４の間に熱交換媒体 流路８を形成し、固体ー気体可逆性を示す粉末状の化学蓄熱材を化学蓄熱材室５ 内に充填され、化学蓄熱材と反応する作動ガスを封入された密閉容器を作動ガス 流通管２に接続されるように構成されている。 固体ー気体可逆性を示す粉末状の化学蓄熱材には、アンモニア錯体、金属水素 化物等がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする問題点】

上記した蓄熱器は、熱交換媒体流路８内に導入された熱交換媒体に加温されて 化学反応を生起させる化学蓄熱材によって熱エネルギーを蓄え、必要に応じて放 熱するものであるが、充填された粉末状の化学蓄熱材の熱伝導性が低いために、 熱交換速度が遅くなって運転効率を低下させるので、粉末状の化学蓄熱材の熱伝 導性を補うために多数の板状の伝熱フィン９を伝熱板４のカバー１側の面に配列 され、隣り合わせる伝熱フィン９の間に化学蓄熱材を充填されている。

【０００４】 一方、上記した蓄熱器においては、使用された粉末状の化学蓄熱材が吸熱過程 時に体積を縮小させ、放熱過程時に膨脹するので、図５に示されるように、伝熱 板４および伝熱フィン９の伝熱面から離れて間隙を生じ、熱伝導性を更に阻害さ れて運転効率の低下を惹起する。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】

本考案は、上記した従来の技術による蓄熱器における問題点を考慮してなされ たもので、カバーとの間に蓄熱材室を形成するとともに、底板との間に熱交換媒 体流路を形成する伝熱板の蓄熱材室側の面に付された伝熱フィンを伝熱板側から カバー側へ先細の肉厚に設定することによって、隣接する伝熱フィンの間に形成 されたスペースの幅をカバー側から伝熱板側へ向って漸減させた構成となすもの である。

【０００６】 伝熱板側からカバー側へ先細の肉厚に設定された伝熱フィンの伝熱面は、断面 略円弧状の凹曲面または平面に形成される。 また、伝熱フィンの肉厚および間隔は、隣接する伝熱フィンの間のスペースの 上端部の幅寸法：深さ（伝熱フィンの高さ）の比率を、１：２〜１：１の範囲、 好ましくは、１：１程度に設定される。

【０００７】

【作用】

上記した構成を備えた本考案による蓄熱器においては、伝熱板の化学蓄熱材室 側の面に付された伝熱フィンをカバー側ヘ先細の肉厚に設定することによって、 互いに隣接する伝熱フィンの間に形成されたスペースの断面形状をカバー側から 伝熱板側へ向って漸減させている構造が、吸熱過程時には体積を縮小させ、放熱 過程時には体積を膨脹させる粉末状の化学蓄熱材と伝熱フィンの伝熱面との全面 的な接触状態を持続させる。

【０００８】

【実施例】

実施例 本考案による蓄熱器の一例を図１に示す。 同図の蓄熱器においては、作動ガス流通管２を付されたカバー１およびスペー サー３を挟んでカバー１に結合された伝熱板４の間に化学蓄熱材室５が形成され るとともに、接続管７，７を付されて伝熱板４の下方に結合された底板６および 伝熱板４の間に熱交換媒体流路８が形成されている。

【０００９】 図２の伝熱板４の寸法等を下記のとおりに設定した。 外径 120 mm 伝熱フィン部の周囲の直径 80 mm 伝熱フィンの高さ 12 mm 伝熱フィンの上端の厚さ 2 mm 伝熱フィンの間隔 10 mm 伝熱フィンの深さ 10 mm 伝熱面の形状 円弧状の凹曲面 材質 ＳＵＳ３０４

【００１０】 上記した図２の伝熱板４を組み込んだ図１の蓄熱器の化学蓄熱材室５内に、約 40ｇのＣａＣｌ₂ ・８ＮＨ₃ 錯体粉末を充填（粉末の高さは約８mmであった。） し、ＮＨ₃ を封入した密閉容器に作動ガス流通管２を連結し、約60℃の温水を熱 交換媒体流路８内に流した。 ＣａＣｌ₂ ・８ＮＨ₃ 錯体粉末は吸熱反応をおこし、図３に示すように体積を 収縮させて約５mmの高さを示した。 蓄熱器内のＣａＣｌ₂ ・８ＮＨ₃ 錯体粉末を観察したところ、図３に示すよう に、伝熱フィン９と化学蓄熱材粉末の間に隙間は見られなかった。 なお、反応時間は約１時間であった。

【００１１】 比較例 上記した実施例と比較するために、図４に示した蓄熱器（伝熱フィン９の厚さ １mm）を用い、約40ｇのＣａＣｌ₂ ・８ＮＨ₃ 錯体粉末を充填（粉末の高さは約 ８mmであった。）し、約60℃の温水を熱交換媒体流路８内に流して吸熱過程を行 った。 ＣａＣｌ₂ ・８ＮＨ₃ 錯体粉末は、吸熱過程前には、図４に示すように、伝熱 フィン９に接触していたが、吸熱過程後には、図５に示すように、伝熱フィン９ との間に隙間を保っていた。 なお、反応所用時間は約２．５時間であった。

【００１２】

【考案の効果】

本考案による蓄熱器が、上記したように、カバーとの間に蓄熱材室を形成する とともに、底板との間に熱交換媒体流路を形成する伝熱板の蓄熱材室側の面に付 された伝熱フィンをカバー側へ向って先細の肉厚に設定させて、隣接する伝熱フ ィンの間に形成されたスペースの幅をカバー側から伝熱板側へ漸減させる構成を 備えていることにより、吸熱過程に伴って体積を縮小させ、放熱過程に伴って体 積を膨脹させる粉末状の化学蓄熱材が両過程を通して伝熱フィンの表面に対する 接触状態を維持するので、伝熱フィンを介する化学蓄熱材に対する熱交換がきわ めて効率的に行なわれる。

【００１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による蓄熱器の一例の蓄熱過程前の半断
面図である。

【図２】図１の蓄熱器の主要構成部材の平面図である。

【図３】図１の蓄熱器の蓄熱過程後の半断面図である。

【図４】従来の技術による蓄熱器の蓄熱過程前の半断面
図である。

【図５】従来の技術による蓄熱器の蓄熱過程後の半断面
図である。

【符号の説明】

１ カバー ２ 作動ガス流通管 ３ スペーサー ４ 伝熱板 ５ 化学蓄熱材室 ６ 底板 ７ 接続管 ８ 熱交換媒体流路 ９ 伝熱フィン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動ガス流通管（２）を付されたカバー
   （１）および伝熱板（４）の間に化学蓄熱材室（５）を
   形成されるとともに、前記伝熱板（４）および底板
   （６）の間に熱交換媒体流路（８）を形成され、固体ー
   気体可逆性を示す粉末状の化学蓄熱材を前記化学蓄熱材
   室（５）内に充填され、前記化学蓄熱材と反応する作動
   ガスを封入された密閉容器を前記ガス流通管（２）に接
   続され、熱交換媒体を前記熱交換媒体流路（８）内に導
   入される蓄熱器において、前記伝熱板（４）の前記化学
   蓄熱材室（５）側に付された伝熱フィン（９）の肉厚を
   前記カバー（１）側へ向けて漸減させていることを特徴
   とする蓄熱器。