JPH0655065U

JPH0655065U - 蓄熱器

Info

Publication number: JPH0655065U
Application number: JP005020U
Authority: JP
Inventors: 浩之斉藤; 裕之渡辺
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲の対象温度を蓄熱し得る構造とした。【構成】中央管（１）、中間管（２）及び外管（４）
の３重構造によって形成された中間空室（３）及び外方
空室（５）のそれぞれに、同一温度で異なる気体圧力を
示す化学蓄熱材（８，９）を充填し、中央管（１）に熱
媒体を流通させる構成とした。

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を蓄え、再利用に供するために使用される蓄熱器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする問題点】

従来、固体−気体可逆反応を示す化学蓄熱材を用いた化学蓄熱器が多く使用されているが、この種の化学蓄熱器の蓄熱温度は、反応素材の温度と圧力の関係から、蓄熱器内部の圧力が決まればある程度決まってしまうために、蓄熱温度以上の熱源がない場合には蓄熱ができなくなってしまう。また、蓄熱できる熱源がある場合でも、反応素材が蓄熱温度に上昇するまでは蓄熱できないために、熱源が短時間しかない場合には多くの蓄熱をすることができなくなる。このように、従来の化学蓄熱器には融通性に欠けている面がある。

【０００３】

【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、３重構造に形成された反応容器内に同一温度で異なった気体圧力を示す２種類の反応素材を充填されて蓄熱温度に幅を持つことができ、更に、熱源が短時間しかない場合でも幾分かの蓄熱を行えるものである。

【０００４】すなわち、本考案の蓄熱器は、熱媒体を流通させる中央管、ガス透過性を備えた材料をもって前記中央管よりも大寸法に製作され、前記中央管との間に中間空室を形成する中間管、断熱性を備えた材料をもって前記中間管よりも大寸法に製作され、前記中間管の間に外方空室を形成する外管、断熱性を備えた材料をもって製作され、前記中間空室及び前記外方空室を閉塞する蓋部材及び前記蓋部材に結合されて前記中間空室及び前記外方空室に連通するガス導管を有し、固体ー気体可逆性を示す第１の化学蓄熱材を前記中間空室内に充填され、同一温度で前記第１の化学蓄熱材よりも低い気体圧力を示す第２の化学蓄熱材を前記外方空室内に充填された構成を備えたものである。

【０００５】熱媒体を流通させる中央管には優れた熱伝導性を備えたアルミニウム材料等が使用され、中間管には、気体を透過させるが化学蓄熱材を透過させない素材が使用され、更に熱伝導に優れた素材が望ましく、外管の製作には、内部の熱を逃がさないために熱伝導度の悪い素材が望ましい。

【０００６】中間空室内に充填される第１の化学蓄熱材及び外方空室内に充填される第２の化学蓄熱材には、固体−気体可逆反応をするものが使用され、気体がＮＨ₃のガス系では、例えばＣａＣｌ₂，ＮｉＣｌ₂，ＭｇＣｌ₂及びＺｎＣｌ₂などのＮＨ₃錯体があり、第１の化学蓄熱材には、低温で高いＮＨ₃ガス圧力を示す材料が用いられ、第２の化学蓄熱材には、第１の化学蓄熱材と同じ温度で低いＮＨ₃ ガス圧力を示す材料が用いられる。第１の化学蓄熱材及び第２の化学蓄熱材は、利用できる熱源の如何等に応じて適宜選定される。

【０００７】

【作用】

本考案による蓄熱器は下記の要領で機能する。中間空室内に充填された第１の化学蓄熱材及び外方空室内に充填された第２の化学蓄熱材の温度とガス圧力の関係は、図２に示すようになる。図２上のＰは、蓄熱に必要な圧力を示す。蓄熱すなわちＮＨ₃ガスを化学蓄熱材から放出させる反応を起させる場合、第２の化学蓄熱材９で蓄熱を行うのに必要な高温熱源が有れば、第１の化学蓄熱材８は第２の化学蓄熱材９よりも低温で蓄熱に必要な圧力Ｐを示すことから、第２の化学蓄熱材９が蓄熱可能な温度（高温熱源の温度）に達する前に蓄熱が開始される。すなわち、高温熱源が短時間しかない場合でも、第１の化学蓄熱材８によって幾分かの蓄熱が可能である。

【０００８】また、高温熱源が長時間ある場合には、第２の化学蓄熱材９においても蓄熱が行われるために、高温熱源の温度を放熱時に回収できる。更に、第２の化学蓄熱材９に必要な高温熱源より低温の低温熱源のみがある場合には、第１の化学蓄熱材８によって蓄熱が可能である。第１の化学蓄熱材８のみでも、高温熱源及び低温熱源をカバーすることが可能であると考えられるが、その場合には高温熱源があっても、放熱時に回収できる温度は低温熱源の温度、すなわち高温熱源よりも低い温度しか回収することができないので、蓄熱器としての効率が低下してしまう。

【０００９】

【実施例】

図１の実施例においては、熱媒体を流通させる中央管１として、直径10mmのアルミニウム製円筒パイプを用い、ガス透過性を備えた中間管２として、＃300,直径20mmの円筒型ステンレスメッシュを用い、中央管１の外側に固定して中間空室３を形成させ、外管４として、内側のアルミニウム材及び外側の発泡スチロール材より成る内径30mmの２重構造の円筒パイプを使用し、中間管２の外側に固定して外方空室５を形成させ、外管４と同一の材料による蓋部材６を中央管１、中間管２及び外管４に固着させ、更に、中間空室３及び外方空室５に連通するガス導管７を蓋部材６に結合させ、第１の化学蓄熱材８としてＭｇＣｌ₂・６ＮＨ₃を中間空室３内に充填するとともに、第２の化学蓄熱材９としてＮｉＣｌ₂・６ＮＨ₃を外方空室５内に充填し、発生したＮＨ₃ガスを蓄えるためのタンクを蓄熱器に連結してシステムを完成させた。

【００１０】タンクを−40℃の一定温度に保った状態で、中央管１に140 ℃のシリコンオイルを流したところ、ＭｇＣｌ₂・６ＮＨ₃からＮＨ₃ガスが発生してガス導管７からタンク内へ移動し、蓄熱が行なわれた。しかし、ＮｉＣｌ₂・６ＮＨ₃からはＮＨ₃ガスが発生せず、蓄熱は行なわれなかった。次に、タンクを−40℃の一定温度に保った状態で、中央管１に180 ℃のシリコンオイルを流したところ、ＮｉＣｌ₂・６ＮＨ₃からＮＨ₃ガスが発生してガス導管７からタンク内へ移動し、蓄熱が行なわれた。

【００１１】また、上記した実施例と同様のシステムを製作し、タンクを−40℃の一定温度に保って中央管１に180 ℃のシリコンオイルを流したところ、ＭｇＣｌ₂・６ＮＨ₃から最初にＮＨ₃ガスが発生し始め、続いてＮｉＣｌ₂・６ＮＨ₃からＮＨ ₃ ガスが発生してガス導管７からタンク内へ移動し、蓄熱が行なわれた。

【００１２】蓄熱終了後、タンクを−40℃に保ったままで、中央管１に25℃のシリコンオイルを流したところ、第２の蓄熱材９は急激に発熱し、170 ℃になった。また、第１の蓄熱材８も発熱を起こし、135 ℃に上昇した。そして中央管１内を流れるシリコンオイルは最高130 ℃まで上昇し、熱回収が行なえた。

【００１３】

【考案の効果】

本考案による蓄熱器が、上記したように熱媒体を流通させる中央管及び外方の中間管の間に形成された中間空室と、中間管及び外方の外管の間に形成された外方空室のそれぞれに、同一温度で異なった気体圧力を示す第１の化学蓄熱材及び第２の化学蓄熱材を充填され、中央管の内部に熱媒体を流通させる構成を備えていることにより、第２の化学蓄熱材で蓄熱を行うのに必要な高温熱源が有れば、第１の化学蓄熱材は第２の化学蓄熱材よりも低温で蓄熱に必要な圧力を示すことから、第２の化学蓄熱材が蓄熱可能な温度に達する前に蓄熱が開始され、すなわち、高温の熱源が短時間しかない場合でも、第１の化学蓄熱材によって幾分かの蓄熱が可能であり、また、高温熱源が長時間ある場合には、第２の化学蓄熱材においても蓄熱が行われるために、高温熱源の温度を放熱時に回収でき、更に、第２の化学蓄熱材に必要な高温熱源より低温の熱源のみがある場合には、第１の化学蓄熱材による蓄熱が可能であるので、蓄熱温度に幅を持つことができ、更に、熱源が短時間しかない場合でも幾分かの蓄熱を行なうことが可能である。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の断面図である。

【図２】本考案の化学蓄熱材の温度とＮＨ₃ガスの圧力
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１中央管２中間管３中間空室４外管５外方空室６蓋部材７ガス導管８第１の蓄熱材９第２の蓄熱材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】熱媒体を流通させる中央管（１）、ガス
透過性を備えた材料をもって前記中央管（１）よりも大
寸法に製作され、前記中央管（１）の外側に配置されて
中間空室（３）を形成する中間管（２）、断熱性を備え
た材料をもって前記中間管（２）よりも大寸法に製作さ
れ、前記中間管（２）の外側に配置されて外方空室
（５）を形成する外管（４）、断熱性を備えた材料をも
って製作され、前記中間空室（３）及び前記外方空室
（５）を閉塞する蓋部材（６）及び前記蓋部材（６）に
結合されて前記中間空室（３）及び前記外方空室（５）
に連通するガス導管（７）を有し、固体ー気体可逆性を
示す第１の化学蓄熱材（８）を前記中間空室（３）内に
充填され、前記第１の化学蓄熱材（８）よりも同一温度
で低い気体圧力を示す第２の化学蓄熱材（９）を前記外
方空室（５）内に充填されて成る蓄熱器。