JPH0650681A - 顕熱蓄熱式蓄熱ブロック - Google Patents
顕熱蓄熱式蓄熱ブロックInfo
- Publication number
- JPH0650681A JPH0650681A JP4221904A JP22190492A JPH0650681A JP H0650681 A JPH0650681 A JP H0650681A JP 4221904 A JP4221904 A JP 4221904A JP 22190492 A JP22190492 A JP 22190492A JP H0650681 A JPH0650681 A JP H0650681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- metal
- ceramic
- storage block
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱応答性および耐久性の向上。
【構成】 複数のセラミック片２を金属３で鋳包み、ま
たそのセラミック片２同士を離隔して配置する。セラミ
ック片２は小形のものでよいから、クラックが生じず、
またその表面平坦度が良好となり、金属３との接触熱抵
抗が小さくなる。さらに金属３が熱を伝えるので、熱伝
導性が向上する。
たそのセラミック片２同士を離隔して配置する。セラミ
ック片２は小形のものでよいから、クラックが生じず、
またその表面平坦度が良好となり、金属３との接触熱抵
抗が小さくなる。さらに金属３が熱を伝えるので、熱伝
導性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は蓄熱式給湯器やその他
の熱関連機器に用いられる蓄熱ブロックに関するもので
ある。
の熱関連機器に用いられる蓄熱ブロックに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般家庭や中小規模の施設における給湯
設備として、深夜電力を利用する給湯器が知られている
が、深夜電力によって貯湯タンク内の温水を加熱してお
く貯湯式の給湯器では、タンクが大型のものとなるから
設置スペースを広くとるなどの不都合があった。そこで
最近では、蓄熱材を使用した給湯器が開発されており、
この種の蓄熱材としては、熱応答性が良いこと、小型化
することができることなどの理由で、顕熱蓄熱材が有効
であると考えられる。本出願人は顕熱蓄熱材を使用した
給湯設備を特願平３−１３３６１７号によって既に提案
した。
設備として、深夜電力を利用する給湯器が知られている
が、深夜電力によって貯湯タンク内の温水を加熱してお
く貯湯式の給湯器では、タンクが大型のものとなるから
設置スペースを広くとるなどの不都合があった。そこで
最近では、蓄熱材を使用した給湯器が開発されており、
この種の蓄熱材としては、熱応答性が良いこと、小型化
することができることなどの理由で、顕熱蓄熱材が有効
であると考えられる。本出願人は顕熱蓄熱材を使用した
給湯設備を特願平３−１３３６１７号によって既に提案
した。
【０００３】顕熱蓄熱材は蓄熱温度が高いほど単位体積
当りの蓄熱量が多くなるので、蓄熱温度を高くして小型
化することが望まれる。また蓄熱材は、繰り返し加熱お
よび冷却されるので、耐熱耐久性に優れていることが望
まれる。このような要請を満す材料としてセラミックが
有効であり、セラミックを使用すればコストの低廉化を
図ることもできる。
当りの蓄熱量が多くなるので、蓄熱温度を高くして小型
化することが望まれる。また蓄熱材は、繰り返し加熱お
よび冷却されるので、耐熱耐久性に優れていることが望
まれる。このような要請を満す材料としてセラミックが
有効であり、セラミックを使用すればコストの低廉化を
図ることもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】セラミックを顕熱蓄熱
材として使用する場合、一定の大きさの塊（ブロック）
にして使用することになる。しかしながらセラミック塊
をある程度以上に大きくすると、クラックが入ったり、
全体的に撓んで表面の平坦度が悪くなるため、これをそ
のまま被加熱体に接触させ、あるいは複数のセラミック
塊を接触させて所定の蓄熱容量を得る場合、セラミック
塊の熱伝導率が低下したり、加熱・冷却を繰返すことに
よってセラミック塊が破断し、さらにはセラミック塊と
被加熱体との間あるいはセラミック塊同士の間の熱抵抗
が大きくなったりする不都合が生じる。
材として使用する場合、一定の大きさの塊（ブロック）
にして使用することになる。しかしながらセラミック塊
をある程度以上に大きくすると、クラックが入ったり、
全体的に撓んで表面の平坦度が悪くなるため、これをそ
のまま被加熱体に接触させ、あるいは複数のセラミック
塊を接触させて所定の蓄熱容量を得る場合、セラミック
塊の熱伝導率が低下したり、加熱・冷却を繰返すことに
よってセラミック塊が破断し、さらにはセラミック塊と
被加熱体との間あるいはセラミック塊同士の間の熱抵抗
が大きくなったりする不都合が生じる。
【０００５】そのためセラミックを蓄熱材として使用す
る場合、上述したクラックや撓みが生じない程度の小片
とし、これを複数個束ねて所定の蓄熱容量を得ることに
なるが、その場合、セラミック片同士が面接触する箇所
が多数生じ、その部分での熱抵抗が大きくなって熱応答
性が悪くなるおそれがある。
る場合、上述したクラックや撓みが生じない程度の小片
とし、これを複数個束ねて所定の蓄熱容量を得ることに
なるが、その場合、セラミック片同士が面接触する箇所
が多数生じ、その部分での熱抵抗が大きくなって熱応答
性が悪くなるおそれがある。
【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、セラミックを主体とする蓄熱ブロックであっ
て、熱応答性および耐久性に優れた顕熱蓄熱式蓄熱ブロ
ックを提供することを目的とするものである。
たもので、セラミックを主体とする蓄熱ブロックであっ
て、熱応答性および耐久性に優れた顕熱蓄熱式蓄熱ブロ
ックを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、複数のセラミック塊を金属によって
鋳包んで構成したことを特徴とするものである。
を達成するために、複数のセラミック塊を金属によって
鋳包んで構成したことを特徴とするものである。
【０００８】またこの発明では、複数のセラミック塊を
一定の間隔をあけて配列するとともに、それらのセラミ
ック塊の間を金属が満す状態に前記セラミック塊の全体
を前記金属によって鋳包んだ構成とすることもできる。
一定の間隔をあけて配列するとともに、それらのセラミ
ック塊の間を金属が満す状態に前記セラミック塊の全体
を前記金属によって鋳包んだ構成とすることもできる。
【０００９】
【作用】この発明の蓄熱ブロックは、高温の発熱体に接
触させることにより蓄熱し、また低温の被加熱体に接触
させることによって放熱する。このような熱の出入り
は、全体を包み込んでいる金属を介して行われるので、
その熱伝導性は良好になる。またセラミックは小塊とす
ることができるから、表面の平坦度が良く、しかも全体
が金属によって鋳包まれているから、セラミック塊同士
およびセラミック塊と金属との間の熱抵抗が小さくな
り、さらに蓄熱ブロックの表面は金属によって形成され
るから、その平坦度が良好となって加熱体や被加熱体と
の間の接触熱抵抗を小さくすることができる。
触させることにより蓄熱し、また低温の被加熱体に接触
させることによって放熱する。このような熱の出入り
は、全体を包み込んでいる金属を介して行われるので、
その熱伝導性は良好になる。またセラミックは小塊とす
ることができるから、表面の平坦度が良く、しかも全体
が金属によって鋳包まれているから、セラミック塊同士
およびセラミック塊と金属との間の熱抵抗が小さくな
り、さらに蓄熱ブロックの表面は金属によって形成され
るから、その平坦度が良好となって加熱体や被加熱体と
の間の接触熱抵抗を小さくすることができる。
【００１０】またセラミック塊を互いに離隔させた状態
で鋳包んだ構造では、蓄熱ブロックの中心部にまで金属
が入り込んで存在することになるから、蓄熱ブロックの
中心部分に対する熱の出入りが促進されて、熱応答性が
更に向上する。
で鋳包んだ構造では、蓄熱ブロックの中心部にまで金属
が入り込んで存在することになるから、蓄熱ブロックの
中心部分に対する熱の出入りが促進されて、熱応答性が
更に向上する。
【００１１】
【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明すると、図１はこの発明の一実施例を示す概略的な斜
視図であって、ここに示す蓄熱ブロック１は、８個のセ
ラミック片２を金属３によって鋳包み、全体として方体
状に形成されている。各セラミック片２は、一例として
アルミナを素材とするものであって、厚さが数十mmで縦
横が１００mm程度の直方体に形成されている。これらの
セラミック片２は互いに一定の間隔をあけて上下二列に
配列され、その状態で金属３によって鋳包まれており、
その金属３としては、例えばアルミ合金（ＡＣ７Ａ）や
鋳鉄が採用されている。
明すると、図１はこの発明の一実施例を示す概略的な斜
視図であって、ここに示す蓄熱ブロック１は、８個のセ
ラミック片２を金属３によって鋳包み、全体として方体
状に形成されている。各セラミック片２は、一例として
アルミナを素材とするものであって、厚さが数十mmで縦
横が１００mm程度の直方体に形成されている。これらの
セラミック片２は互いに一定の間隔をあけて上下二列に
配列され、その状態で金属３によって鋳包まれており、
その金属３としては、例えばアルミ合金（ＡＣ７Ａ）や
鋳鉄が採用されている。
【００１２】上記の蓄熱ブロック１を製造する方法とし
ては、所定形状の鋳型内にセラミック片２をルーズピー
スによって一定間隔に支持しておき、その鋳型に溶湯を
注入する鋳造法や、ダイカスト法などを採用することが
できる。また鋳造後に、表面を平坦にする仕上げ加工を
行う。なお、ダイカスト法を採用すれば、表面の仕上げ
加工が容易になる。
ては、所定形状の鋳型内にセラミック片２をルーズピー
スによって一定間隔に支持しておき、その鋳型に溶湯を
注入する鋳造法や、ダイカスト法などを採用することが
できる。また鋳造後に、表面を平坦にする仕上げ加工を
行う。なお、ダイカスト法を採用すれば、表面の仕上げ
加工が容易になる。
【００１３】図２は上記の蓄熱ブロック１の使用例を示
す略解斜視図であって、ここに示す例は、ループ型ヒー
トパイプを用いた給湯器の加熱部として使用した例であ
る。すなわち複数の蓄熱ブロック１が加熱蒸発ブロック
４の両側に配置され、これらのブロック１，４が互いに
密着するように図示しないバインダーで締め付けられて
いる。なお、それらのブロック１，４の接触界面にサー
マルジョイントを介在させてもよい。前記加熱蒸発ブロ
ック４は、電気ヒータ（図示せず）とループ型ヒートパ
イプの蒸発管５とを内蔵した金属製のブロックであっ
て、蒸発管５に対する作動流体の流入を止めた状態で電
気ヒータを発熱させれば、加熱蒸発ブロック４から蓄熱
ブロック１に熱が伝わって蓄熱作用が生じる。また、蒸
発管５に作動流体を流入させれば、作動流体が蒸発して
その蒸気が凝縮部（図示せず）に向けて流れることによ
り、作動流体がその蒸発潜熱として熱を輸送するので、
蓄熱ブロック１からの放熱が生じる。
す略解斜視図であって、ここに示す例は、ループ型ヒー
トパイプを用いた給湯器の加熱部として使用した例であ
る。すなわち複数の蓄熱ブロック１が加熱蒸発ブロック
４の両側に配置され、これらのブロック１，４が互いに
密着するように図示しないバインダーで締め付けられて
いる。なお、それらのブロック１，４の接触界面にサー
マルジョイントを介在させてもよい。前記加熱蒸発ブロ
ック４は、電気ヒータ（図示せず）とループ型ヒートパ
イプの蒸発管５とを内蔵した金属製のブロックであっ
て、蒸発管５に対する作動流体の流入を止めた状態で電
気ヒータを発熱させれば、加熱蒸発ブロック４から蓄熱
ブロック１に熱が伝わって蓄熱作用が生じる。また、蒸
発管５に作動流体を流入させれば、作動流体が蒸発して
その蒸気が凝縮部（図示せず）に向けて流れることによ
り、作動流体がその蒸発潜熱として熱を輸送するので、
蓄熱ブロック１からの放熱が生じる。
【００１４】このような熱の出入りは、セラミック片２
を包み込んでいる金属３を介して行われるから、その熱
伝導性は良好であって、熱応答性が良くなる。特に図１
に示すように、セラミック片２を互いに離隔させ、かつ
それらの間にも金属３を充填し、セラミック片２を個別
に包み込んだ構成では、蓄熱ブロック１の中心部への熱
の出入りを金属３を介して行うことになり、その結果、
中心部と表面付近との温度差が小さくなって、蓄熱およ
び放熱を迅速かつ効率良く行うことができる。またセラ
ミック片２を金属３で鋳包んでいるのであるから、これ
らの間の接触熱抵抗は極めて小さいうえに、蓄熱ブロッ
ク１の外表面は金属３によって形成されてその平坦度が
良好であるから、加熱蒸発ブロック４との間の接触熱抵
抗も小さく、したがって全体としての熱伝導、熱伝達が
良好に行われて、熱応答性に優れたものとなる。
を包み込んでいる金属３を介して行われるから、その熱
伝導性は良好であって、熱応答性が良くなる。特に図１
に示すように、セラミック片２を互いに離隔させ、かつ
それらの間にも金属３を充填し、セラミック片２を個別
に包み込んだ構成では、蓄熱ブロック１の中心部への熱
の出入りを金属３を介して行うことになり、その結果、
中心部と表面付近との温度差が小さくなって、蓄熱およ
び放熱を迅速かつ効率良く行うことができる。またセラ
ミック片２を金属３で鋳包んでいるのであるから、これ
らの間の接触熱抵抗は極めて小さいうえに、蓄熱ブロッ
ク１の外表面は金属３によって形成されてその平坦度が
良好であるから、加熱蒸発ブロック４との間の接触熱抵
抗も小さく、したがって全体としての熱伝導、熱伝達が
良好に行われて、熱応答性に優れたものとなる。
【００１５】なお、上記の実施例では、複数のセラミッ
ク片２を互いに離隔させて金属３で鋳包んだ例を示した
が、セラミック片２は互いに密着させてもよい。またこ
の発明は上記の実施例に限定されないのであって、給湯
器以外の熱関連機器の蓄熱手段として使用することがで
きる。
ク片２を互いに離隔させて金属３で鋳包んだ例を示した
が、セラミック片２は互いに密着させてもよい。またこ
の発明は上記の実施例に限定されないのであって、給湯
器以外の熱関連機器の蓄熱手段として使用することがで
きる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
比較的小さいセラミック片を使用することが可能である
うえに、それらを金属で鋳込んであるから、セラミック
片の表面平坦度が良好であるうえに全体としての表面平
坦度が良好であり、したがって接触熱抵抗が小さくかつ
熱伝導率の良好な蓄熱ブロックを得ることができる。ま
たセラミック片は小形のものでよいから、製造時および
使用時にクラックの生じるおそれがなく、したがってそ
の熱伝導性が損なわれることがないうえに、耐久性を向
上させることができる。
比較的小さいセラミック片を使用することが可能である
うえに、それらを金属で鋳込んであるから、セラミック
片の表面平坦度が良好であるうえに全体としての表面平
坦度が良好であり、したがって接触熱抵抗が小さくかつ
熱伝導率の良好な蓄熱ブロックを得ることができる。ま
たセラミック片は小形のものでよいから、製造時および
使用時にクラックの生じるおそれがなく、したがってそ
の熱伝導性が損なわれることがないうえに、耐久性を向
上させることができる。
【００１７】さらにセラミック片を離隔させて配列した
状態で鋳包んであれば、中心部に対する熱の出入りが促
進され、その結果、熱応答性が更に向上する。
状態で鋳包んであれば、中心部に対する熱の出入りが促
進され、その結果、熱応答性が更に向上する。
【図１】この発明の一実施例を示す略解斜視図である。
【図２】この発明に係る蓄熱ブロックの使用例を示す略
解斜視図である。
解斜視図である。
１…蓄熱ブロック、 ２…セラミック片、 ３…金属。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 皓三 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 杉田 吉秀 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 加治 功 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 望月 正孝 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 青山 文明 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のセラミック塊を金属によって鋳包
んでなる顕熱蓄熱式蓄熱ブロック。 - 【請求項２】 複数のセラミック塊を一定の間隔をあけ
て配列するとともに、それらのセラミック塊の間を金属
が満す状態に前記セラミック塊の全体を前記金属によっ
て鋳包んでなる顕熱蓄熱式蓄熱ブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221904A JPH0650681A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 顕熱蓄熱式蓄熱ブロック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221904A JPH0650681A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 顕熱蓄熱式蓄熱ブロック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650681A true JPH0650681A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16773985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4221904A Pending JPH0650681A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 顕熱蓄熱式蓄熱ブロック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650681A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10563108B2 (en) | 2014-04-24 | 2020-02-18 | National University Corporation Hokkaido University | Latent heat storage body, method for producing latent heat storage body and heat exchange material |
| US10894907B2 (en) | 2016-05-17 | 2021-01-19 | National University Corporation Hokkaido University | Latent-heat storage body microcapsules and process for producing latent-heat storage body microcapsules |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP4221904A patent/JPH0650681A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10563108B2 (en) | 2014-04-24 | 2020-02-18 | National University Corporation Hokkaido University | Latent heat storage body, method for producing latent heat storage body and heat exchange material |
| US10894907B2 (en) | 2016-05-17 | 2021-01-19 | National University Corporation Hokkaido University | Latent-heat storage body microcapsules and process for producing latent-heat storage body microcapsules |
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