JPH0784946B2 - Heat storage material Direct contact type electric hot water / steam generator - Google Patents

Heat storage material Direct contact type electric hot water / steam generator

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JPH0784946B2
JPH0784946B2 JP1089056A JP8905689A JPH0784946B2 JP H0784946 B2 JPH0784946 B2 JP H0784946B2 JP 1089056 A JP1089056 A JP 1089056A JP 8905689 A JP8905689 A JP 8905689A JP H0784946 B2 JPH0784946 B2 JP H0784946B2
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heat
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雅雄 平嶋
勇夫 上野
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株式会社田熊総合研究所
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    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/284Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in reservoirs

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、蓄熱材直接接触型電気温水・蒸気発生器の改
良に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a direct contact type electric hot water / steam generator for a heat storage material.

(従来の技術) 従前の潜熱蓄熱型電気温水・蒸気発生は、通常第5図に
示す如く、ヒータ等の加熱源Jを設けた熱媒タンクE内
へ溶融塩等の潜熱蓄熱材Aを貯留すると共に、夜間電力
を用いて蓄熱材Aを加熱し、これを溶融状態として所謂
潜熱蓄熱を行ない、昼間等に熱媒タンクE内に設けた熱
交換管H内へ給水を送ってこれを加熱することにより、
温水又は蒸気を送る様に構成されている。
(Prior Art) In the conventional latent heat storage type electric hot water / steam generation, as shown in FIG. 5, a latent heat storage material A such as molten salt is usually stored in a heat medium tank E provided with a heating source J such as a heater. At the same time, the heat storage material A is heated by using night-time electric power, so-called latent heat storage is performed in a molten state, and water is sent to the heat exchange pipe H provided in the heat medium tank E in the daytime to heat it. By doing
It is configured to send hot water or steam.

しかし、前記第5図の構成の電気温水・蒸気発生器に於
いては、放熱時に冷却により凝固した蓄熱材Aが熱交換
管Hの外表面上に層状に付着し、時間の経過と共にその
厚さが順次増大する。ところが、蓄熱材そのものは熱伝
導度が相対的に低いため、前記凝固層の厚みが大きくな
るとその熱抵抗が著しく増大する。その結果給水への熱
伝達が円滑に行なえず、必然的に温水・蒸気発生装置が
大形化するという欠点がある。
However, in the electric hot water / steam generator having the configuration shown in FIG. 5, the heat storage material A solidified by cooling during heat dissipation adheres to the outer surface of the heat exchange tube H in a layered manner, and its thickness increases over time. Gradually increases. However, since the heat storage material itself has a relatively low thermal conductivity, the thermal resistance thereof remarkably increases as the thickness of the solidified layer increases. As a result, there is a drawback that heat transfer to the water supply cannot be performed smoothly, and the hot water / steam generator inevitably becomes large in size.

また、前記従前の蓄熱型電気温水・蒸気発生器には、万
一温水・蒸気負荷が一時的に増大して発生器にピーク負
荷がかかっても、蓄熱材Aの放熱速度が低いためにこれ
に適格に応答できないうえ、蓄熱材Aの蓄熱量そのもの
が不足した場合には、全く負荷要求に対応出来ないとい
う問題がある。
Further, in the conventional heat storage type electric hot water / steam generator, even if the hot water / steam load is temporarily increased and a peak load is applied to the generator, the heat dissipation rate of the heat storage material A is low. There is a problem that the load demand cannot be met at all when the heat storage amount of the heat storage material A itself is insufficient.

一方、前述の如き問題を解決するものとして、第6図の
如き蓄熱材循環型の所謂アクティブ熱交換方式を用いた
電気温水・蒸気発生器が開発されている。即ち、熱媒タ
ンクE内に貯留した溶融塩等の蓄熱材Aを熱媒体とし、
これを循環ポンプFによって熱交換器G内へ送ることに
より、熱交換管H内を流通する水を加熱して温水(又は
蒸気)を得るように構成されている。尚、第6図に於い
てIは送水ポンプ、Jはヒータ等の熱媒体加熱源であ
る。
On the other hand, in order to solve the above problems, an electric hot water / steam generator using a so-called active heat exchange system of a heat storage material circulation type as shown in FIG. 6 has been developed. That is, the heat storage material A such as the molten salt stored in the heat medium tank E is used as the heat medium,
By sending this into the heat exchanger G by the circulation pump F, the water flowing in the heat exchange pipe H is heated to obtain hot water (or steam). In FIG. 6, I is a water feed pump and J is a heat medium heating source such as a heater.

しかし、前記蓄熱材循環型温水・蒸気発生器に於いて
も、蓄熱材の循環流速を相当速めないと蓄熱材の熱交換
管Hへの積層固着を防止できず、溶融塩がスラリー状で
流動性が悪いこととも相俟ってポンプ動力費が増えると
共に、温水・蒸気発生器の構造そのものが複雑化し、製
造コストの引き下げが図れないという問題がある。
However, even in the heat storage material circulating type hot water / steam generator, unless the circulation speed of the heat storage material is considerably increased, it is not possible to prevent the heat storage material from being stuck in the heat exchange tube H, and the molten salt flows in a slurry state. In addition to the poor performance, the pump power cost increases, and the structure of the hot water / steam generator itself becomes complicated, which makes it impossible to reduce the manufacturing cost.

又、前記蓄熱材と給水管の熱交換の問題を基本的に解決
するものとして、第7図に示す如く溶融塩Aと水Wとを
ボイラL内で直接接触させ、飽和蒸気Sを得るようにし
た直接接触熱交換方式が開発されている。尚、第7図に
於いて、Pは高圧塩ポンプ、Mはモータ、W′は水噴射
ノズルである。
Further, as basically solving the problem of heat exchange between the heat storage material and the water supply pipe, as shown in FIG. 7, the molten salt A and the water W are brought into direct contact with each other in the boiler L to obtain saturated steam S. The direct contact heat exchange method has been developed. In FIG. 7, P is a high-pressure salt pump, M is a motor, and W'is a water injection nozzle.

しかし、前記直接接触熱交換方式に於いても、熱交換効
率が極めて悪いうえ、水中への塩のキャリオーバを生じ
て水系配管の閉塞を生じたり、塩の加水分解(例えばNa
NO3+H20HNO3+NaOH)が生じる等の問題があり、実用
化が著しく困難である。
However, even in the direct contact heat exchange system, the heat exchange efficiency is extremely poor, and the carry-over of salt into water causes blockage of the water system pipe, or hydrolysis of salt (for example, Na
There are problems such as NO 3 + H 20 HNO 3 + NaOH), which makes it extremely difficult to put into practical use.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、従前の蓄熱型電気温水・蒸気発生器に於ける
上述の如き問題、即ち、熱交換管Hの熱伝達率が低い
ため、負荷の変動に対する応答性が悪く且つ装置の小形
化が図れないこと、蓄熱材循環式とした場合でも、熱
伝達率が相対的に低く、循環ポンプの動力費が増加する
と共に構造が複雑化すること、ピーク負荷が発生器に
かかった場合でも、蓄熱材の放熱速度が低いため迅速に
応答することが出来ないこと、蓄熱材直接接触方式と
した場合には、熱交換の効率が低いうえ、塩のキャリオ
ーバによる水系配管の閉塞や塩の加水分解を生じて安全
性に欠けること、等の問題を解決せんとするものであ
り、表面架橋ポリエチレン粒体と水との混合体を蓄熱用
熱媒体とし、これを余剰電力を用いて加熱して蓄熱を行
なうと共に、前記混合体内へ供給して加熱した給水を架
橋ポリエチレン粒体から分離し、温水又は蒸気を取り出
すようにした蓄熱材直接接触型電気温水・蒸気発生器を
提供するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention relates to the above-mentioned problems in the conventional heat storage type electric hot water / steam generator, that is, the heat transfer coefficient of the heat exchange tube H is low, so that the load fluctuation is prevented. The response is poor and the device cannot be downsized. Even when the heat storage material circulation type is used, the heat transfer coefficient is relatively low, the power cost of the circulation pump increases and the structure becomes complicated, peak load When the heat storage material directly contacts the heat storage material, the heat exchange efficiency is low and salt carry-over It is intended to solve problems such as lack of safety due to blockage of water system piping and hydrolysis of salt, and a mixture of surface cross-linked polyethylene particles and water is used as a heat storage heat medium. Heat and store using surplus power The present invention provides a heat storage material direct contact type electric hot water / steam generator that is adapted to generate heat and water while supplying heat into the mixture to separate heated water from crosslinked polyethylene granules.

(問題点を解決するための手段) 本件請求項(1)に記載の発明は、蓄熱混合体の加熱用
ヒータを備えると共に、内部上方にスクリーン板を設け
た蓄熱タンクと;蓄熱タンク内に貯留した表面架橋ポリ
エチレン粒体と水とから成る蓄熱混合体と;加熱用ヒー
タを有する複数の水管を備え、その内部に前記蓄熱タン
クを挿着した水管壁構造の缶体と;前記蓄熱タンク内の
スクリーン板上方空間と前記水管群の下端部とを連通す
る連結管とを発明の基本構成とするものであり、蓄熱混
合体との直接接触により加熱した給水を缶体の各水管へ
供給するようにしたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The invention according to claim (1) of the present application comprises a heat storage tank provided with a heater for heating the heat storage mixture, and a screen plate provided above the inside; A heat storage mixture composed of surface-crosslinked polyethylene particles and water; a can body having a water pipe wall structure provided with a plurality of water pipes having heaters for heating; and a water pipe wall structure inside the heat storage tank; The connecting pipe connecting the space above the screen plate and the lower end of the water pipe group is the basic constitution of the invention, and the feed water heated by direct contact with the heat storage mixture is supplied to each water pipe of the can body. It is characterized by doing so.

また、本件請求項(2)に記載の発明は、加熱用ヒータ
を有する複数の水管を備えると共に、内部上方にスクリ
ーン板を設けた蓄熱槽と;蓄熱槽内に貯留した表面架橋
ポリエチレン粒体と水とから成る蓄熱混合体と;蓄熱槽
の前記スクリーン板上方空間と前記水管群の下端部とを
連通する連結管とを発明の基本構成とするものであり、
蓄熱混合体との直接接触により加熱した給水を蓄熱槽の
各水管へ供給するようにしたことを特徴とするものであ
る。
Further, the invention according to claim (2) comprises a heat storage tank having a plurality of water pipes each having a heater for heating and a screen plate provided above the inside thereof; and a surface cross-linked polyethylene particle stored in the heat storage tank. A heat storage mixture comprising water; and a connecting pipe that connects the space above the screen plate of the heat storage tank and the lower end of the water pipe group as a basic configuration of the invention,
It is characterized in that the feed water heated by direct contact with the heat storage mixture is supplied to each water pipe of the heat storage tank.

(作用) 蓄熱タンク若しくは蓄熱槽内の蓄熱混合体Kは夜間電力
等によって加熱され、固相分である表面架橋ポリエチレ
ン粒体の内部が固相から液相に相転移を起し、潜熱に相
当する熱量が粒体内部に蓄熱され、粒体内に所謂潜熱蓄
熱が行なわれる。
(Function) The heat storage tank or the heat storage mixture K in the heat storage tank is heated by electric power at night, etc., and the inside of the surface-crosslinked polyethylene granules, which is the solid phase component, undergoes a phase transition from the solid phase to the liquid phase, which corresponds to latent heat. The amount of heat generated is stored inside the granules, so-called latent heat storage is performed inside the granules.

給水が前記蓄熱混合体K内へ混入されることにより、当
該給水は表面架橋ポリエチレン粒体に直接接触し、その
潜熱により加熱される。加熱された給水は、スクリーン
板を通してタンク内部のスクリーン板上方空間へ流出
し、連結管を通して缶体又は蓄熱槽を形成する水管の下
部ヘッダへ導かれる。
By mixing the feed water into the heat storage mixture K, the feed water comes into direct contact with the surface-crosslinked polyethylene particles and is heated by the latent heat. The heated feed water flows out to the space above the screen plate inside the tank through the screen plate, and is guided to the lower header of the water pipe forming the can body or the heat storage tank through the connecting pipe.

下部ヘッダへ導かれた前記給水は、水管を上昇中にヒー
タによって加熱され、上部ヘッダを通して外部へ取り出
される。
The water supplied to the lower header is heated by the heater while moving up the water pipe and taken out through the upper header.

一方、前記蓄熱混合体内のポリエチレン粒体は、その表
面が架橋処理によって硬化されているため蓄熱状態下に
於いても保形性があり、元の形状を保持している。従っ
て、スクリーン板3の透孔を抜けて粒体が外部へ漏出し
たり、水中へ溶出することは無い。
On the other hand, since the surface of the polyethylene granules in the heat storage mixture has been hardened by the crosslinking treatment, the polyethylene granules retain their original shape even in the heat storage state. Therefore, the particles do not leak out through the through holes of the screen plate 3 or elute into water.

また、粒体の表面は水に包まれているため、粒体相互が
固着して伝熱特性が悪化することもない。
Further, since the surface of the granules is covered with water, the granules do not stick to each other and the heat transfer characteristics do not deteriorate.

給水との熱交換により、ポリエチレン粒体はその潜熱を
放出し、内部の液相が固相に相転移する。この相転移が
進行することにより伝熱抵抗は順次増加するか、前述の
如く粒体の粒径が小さいうえその外周面が完全に水に包
まれているため、伝熱特性の悪化は殆んど起らない。
Due to the heat exchange with the water supply, the polyethylene granules release their latent heat and the internal liquid phase undergoes a phase transition to the solid phase. Due to the progress of this phase transition, the heat transfer resistance increases in sequence, or as mentioned above, the particle size of the particles is small and the outer peripheral surface is completely surrounded by water, so that the heat transfer characteristics are hardly deteriorated. It doesn't happen.

(実施例) 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

第1図は本発明の第1実施例に係る蓄熱材直接接触型電
気温水・蒸気発生器の縦断面図であり、第2図は第1図
のA−A視断面図である。
1 is a longitudinal sectional view of a heat storage material direct contact type electric hot water / steam generator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

図に於いて、1は蓄熱タンク、2は蓄熱混合体加熱用の
シーズヒータ、3はスクリーン板、4は攪拌装置、5は
給水ポンプ、6は給水口、7は温水・蒸気取出口、8は
給電装置、9は断熱材、Kは蓄熱混合体、10は水冷壁構
造の缶体、11は水管、11aは下部ヘッダ、11bは上部ヘッ
ダ、13は連結管である。
In the figure, 1 is a heat storage tank, 2 is a sheath heater for heating the heat storage mixture, 3 is a screen plate, 4 is a stirrer, 5 is a water supply pump, 6 is a water supply port, 7 is hot water / steam extraction port, 8 Is a power feeding device, 9 is a heat insulating material, K is a heat storage mixture, 10 is a water cooling wall structure can, 11 is a water pipe, 11a is a lower header, 11b is an upper header, and 13 is a connecting pipe.

前記蓄熱混合体Kは所謂固液二相流体であって、液相
(水)内に粒子状の固相(ポリエチレン粒体)が混在し
た状態で蓄熱タンク1内に貯留されている。
The heat storage mixture K is a so-called solid-liquid two-phase fluid, and is stored in the heat storage tank 1 in a state where a particulate solid phase (polyethylene granules) is mixed in a liquid phase (water).

前記混合体Kの固相分は、ポリエチレンの粒体の表層部
のみを架橋した所謂表面架橋ポリエチレン粒体から構成
されており、本実施例では直径1.5〜5mmφ、比重約0.9
〜1.0軟化温度約80゜〜200℃、潜熱約50〜80Kcal/kgの
表面架橋ポリエチレン粒体を利用している。より具体的
に記述すれば、前記表面架橋ポリエチレン粒体の粒径は
1.3〜3mmφ位いが伝熱並びに攪拌流動という点から最適
であり、軟化温度が約133℃と188℃の二種類のものにつ
いて実用試験を行なった。
The solid phase component of the mixture K is composed of so-called surface-crosslinked polyethylene particles obtained by crosslinking only the surface layer of polyethylene particles, and in this embodiment, the diameter is 1.5 to 5 mmφ and the specific gravity is about 0.9.
~ 1.0 The surface cross-linked polyethylene granules with a softening temperature of about 80 ° -200 ° C and a latent heat of about 50-80 Kcal / kg are used. More specifically, the particle size of the surface-crosslinked polyethylene granules is
Practical tests were carried out on two types of softening temperatures of about 133 ° C and 188 ° C, which are optimal in terms of heat transfer and stirring flow.

尚、前記ポリエチレン粒体の表面架橋は所謂電子線照射
法等によって行なわれ、当該表面架橋処理を行なうこと
により、ポリエチレン粒体の表層部のみが若干硬化す
る。その結果、粒体内部が加熱下での溶融状態にあって
も、その表層部は固化状のままであり、粒体形成を保持
することになる。又、前記表面架橋処理を施しても、ポ
リエチレンの潜熱が大幅に減少するようなことは全く無
い。
The surface cross-linking of the polyethylene granules is carried out by a so-called electron beam irradiation method, etc. By the surface cross-linking treatment, only the surface layer portion of the polyethylene granules is slightly cured. As a result, even if the inside of the granules is in a molten state under heating, the surface layer portion thereof remains solidified, and the formation of granules is maintained. Even if the surface cross-linking treatment is applied, the latent heat of polyethylene is not significantly reduced.

一方、蓄熱混合体Kの液相は、表面架橋ポリエチレン粒
体が浮遊し得る比重を有する必要があり、更に、表面架
橋ポリエチレン粒体の表層部の安定性を阻害せず、しか
も化学的安定性や流動性に優れた熱容量の大きな物質が
好都合であり、水は前記各要件をほぼ満足するものであ
る。
On the other hand, the liquid phase of the heat storage mixture K needs to have a specific gravity that allows the surface-crosslinked polyethylene particles to float, and further, does not impair the stability of the surface layer portion of the surface-crosslinked polyethylene particles and is chemically stable. It is advantageous to use a substance having a high heat capacity and a high fluidity, and water almost satisfies the above-mentioned requirements.

また、蓄熱混合体Kの液相分Ka(水)と固相分Kb(表面
架橋ポリエチレン粒体)の混合比率Kb/Kaは20〜70VOL%
程度が望ましく、50%程度が蓄熱、伝熱及び攪拌流動性
等の点から最適である。
Further, the mixing ratio Kb / Ka of the liquid phase component Ka (water) and the solid phase component Kb (surface cross-linked polyethylene granules) of the heat storage mixture K is 20 to 70 VOL%.
It is preferably about 50%, and about 50% is optimal in terms of heat storage, heat transfer, stirring fluidity, and the like.

前記蓄熱混合体の加熱用ヒータ2は所謂シーズヒータで
あり、蓄熱タンク1の下底から槽内へ挿入されている。
The heater 2 for heating the heat storage mixture is a so-called sheath heater, and is inserted into the tank from the lower bottom of the heat storage tank 1.

前記スクリーン板3は蓄熱タンク1の上方部に設けられ
ており、蓄熱混合体K内のポリエチレン流体Kbがタンク
内のスクリーン板上方空間へ流出するのを阻止するもの
であり、例えば多数の小透孔を設けたステンレス鋼製の
スクリーン板が使用されている。
The screen plate 3 is provided above the heat storage tank 1 and prevents the polyethylene fluid Kb in the heat storage mixture K from flowing out into the space above the screen plate in the tank. A stainless steel screen plate with holes is used.

前期攪拌装置4は、タンク内部の蓄熱混合体Kを適宜に
攪拌流動させることにより、表面架橋ポリエチレン粒体
Kbと水とをより均等な混合状態にすると共に、各粒体へ
の潜熱蓄熱を均等にするものである。尚、当該攪拌装置
4は間欠的に運転をしてもよく、また、小型の蓄熱タン
クにあってはこれを省くことも可能である。
The first-stage stirring device 4 appropriately stirs and fluidizes the heat storage mixture K in the tank to form surface-crosslinked polyethylene particles.
Kb and water are made to be in a more even mixed state, and latent heat storage to each particle is made uniform. The stirring device 4 may be operated intermittently, and in a small heat storage tank, this may be omitted.

次に、本実施例に係る電気温水・蒸気発生器の作動につ
いて説明する。
Next, the operation of the electric hot water / steam generator according to the present embodiment will be described.

蓄熱タンク1内に貯溜された蓄熱混合体K(固相分Kb・
表面架橋ポリエチレン、液相分Ka・水)は、夜間等の余
剰電力を用いてヒータ2により、表面架橋ポリエチレン
軟化温度(約133℃)以上の温度で一定時間加熱され
る。これにより、表面架橋ポリエチレン粒体の内部が溶
融状態となり(粒子の外表層は若干軟化するが、元の形
状が保持された状態にある)、潜熱に相当する熱量が蓄
熱されると共に、粒体及び水に所謂顕熱蓄熱が行なわれ
る。
Heat storage mixture K stored in the heat storage tank 1 (solid phase component Kb.
The surface-crosslinked polyethylene and the liquid phase component Ka · water) are heated for a certain period of time at a temperature equal to or higher than the surface-crosslinked polyethylene softening temperature (about 133 ° C.) by the heater 2 by using surplus power at night. As a result, the inside of the surface-crosslinked polyethylene granules becomes in a molten state (the outer surface layer of the particles is slightly softened, but the original shape is retained), and the amount of heat equivalent to latent heat is accumulated and the granules are And so-called sensible heat storage is performed in water.

尚、蓄熱混合体K内のポリエチレン粒体は、その内部が
溶融していても外表層は固化状態にあり、粒体形状を保
持している。又、加熱によってポリエチレン粒体の外表
層は若干軟化するが、タンク1内では粒体の外周面が水
に包まれているため、粒体相互が固着するようなことは
皆無となる。
The polyethylene particles in the heat storage mixture K have the outer surface layer in a solidified state even if the inside thereof is melted, and the shape of the particles is maintained. Further, the outer surface layer of the polyethylene granules is slightly softened by heating, but since the outer peripheral surface of the granules is surrounded by water in the tank 1, the granules are never stuck to each other.

温水又は蒸気の取出しは、タンク1の取出口7を開放
し、給水ポンプ5を作動することにより行なわれる。即
ち、給水ポンプ5によって蓄熱タンク1内へ送られた水
は、表面架橋ポリエチレン粒体と、直接接触することに
よりその潜熱蓄熱によって加熱され、スクリーン板3を
通して出口7から、後述するように連結管13、下部ヘッ
ダ11a、水管12、上部ヘッダ11bを通り、高温水(又は気
液混合体)となって流出する。又、ポリエチレン粒体は
スクリーン板3によって外部への流出が阻止される。
Hot water or steam is taken out by opening the take-out port 7 of the tank 1 and operating the water supply pump 5. That is, the water sent into the heat storage tank 1 by the water supply pump 5 is heated by the latent heat storage of the surface cross-linked polyethylene particles by direct contact with the surface cross-linked polyethylene particles, and the water is sent through the screen plate 3 from the outlet 7 to the connecting pipe as described later. High temperature water (or gas-liquid mixture) flows out through 13, the lower header 11a, the water pipe 12, and the upper header 11b, and flows out. Further, the polyethylene granules are prevented from flowing out by the screen plate 3.

尚、本実施例に於ける表面架橋ポリエチレン粒体は、そ
の軟化温度が約133℃であるため、蓄熱タンク1内の水
は100℃以上に加熱されることになり、取出口7からは
水・蒸気の混合体が流出する。従ってスチームセパレー
タ(図示)を設ける方が望ましく、又、蓄熱タンク1の
内圧は1気圧以上となる。
Since the surface cross-linked polyethylene granules in this example have a softening temperature of about 133 ° C., the water in the heat storage tank 1 is heated to 100 ° C. or higher, and the water is discharged from the outlet 7.・ A mixture of steam flows out. Therefore, it is preferable to provide a steam separator (illustration), and the internal pressure of the heat storage tank 1 becomes 1 atm or more.

一方、水との直接接触熱交換により潜熱を放出したポリ
エチレン粒子は、その内部が固相に相転移した流体とな
り、液相分(水)内に浮遊状態で残存する。
On the other hand, the polyethylene particles that have released latent heat by heat exchange with direct contact with water become a fluid in which the inside has undergone a phase transition to a solid phase, and remain in a floating state in the liquid phase component (water).

前記缶体10は水管11から成る水管壁構造に形成されてお
り、水管11の下部ヘッダー11aは蓄熱タンク1の温水・
蒸気取出口7へ連結管13を介して連通されている。
The can body 10 is formed in a water pipe wall structure composed of a water pipe 11, and a lower header 11a of the water pipe 11 is used for hot water of the heat storage tank 1.
It is connected to the steam outlet 7 via a connecting pipe 13.

また、前記水管壁を構成する各水管には、加熱用ヒータ
12が設けられており、水管11内を流通する流体を再加熱
する。
Further, each water pipe constituting the water pipe wall has a heater for heating.
12 is provided to reheat the fluid flowing in the water pipe 11.

給水オンプ5の作動により蓄熱タンク1内へ供給された
水は、タンク1内の蓄熱混合体Kのポリエチレン流体と
直接接触することによってその潜熱を吸収し、加熱され
る。
The water supplied into the heat storage tank 1 by the operation of the water supply onp 5 directly contacts the polyethylene fluid of the heat storage mixture K in the tank 1 to absorb the latent heat of the water and is heated.

加熱された水は、スクリーン板3、取出口7及び連結管
13を通して下部ヘッダ11a内へ入り、水管11内を上昇す
る間に加熱用ヒータ12によって更に加熱され、上部ヘッ
ダ11bを通して温水・蒸気混合体が外部へ取り出され
る。
The heated water is used for the screen plate 3, the outlet 7, and the connecting pipe.
It enters into the lower header 11a through 13 and is further heated by the heating heater 12 while rising in the water pipe 11, and the hot water / steam mixture is taken out through the upper header 11b.

尚、本実施例では蓄熱材加熱用ヒータ2を夜間等のみに
作動するようにしているが、温水・蒸気負荷の状態に応
じて当該ヒータ2を昼間時に作動させたり、或いは水管
11の加熱用ヒータ12の作動を停止してもよいことは勿論
である。
Although the heater 2 for heating the heat storage material is operated only at night in this embodiment, the heater 2 is operated during the daytime or the water pipe depending on the state of the hot water / steam load.
Of course, the operation of the heater 12 for heating 11 may be stopped.

第3図及び第4図は本件発明の第2実施例を示すもので
あり、第1実施例に於ける蓄熱タンク1を水管壁構造の
蓄熱槽とすると共に、水管壁を構成する水管11に加熱用
ヒータ12を設けたものである。
3 and 4 show a second embodiment of the present invention, in which the heat storage tank 1 in the first embodiment is used as a heat storage tank having a water pipe wall structure, and a water pipe forming a water pipe wall. A heater 12 for heating is provided on 11.

即ち、本実施例では蓄熱混合体Kを貯留する蓄熱槽14が
水管壁構造の槽に形成されており、その内部上方にスク
リーン板3が設けられている。また、槽14の中央には攪
拌装置4が配設されており、更に、前記スクリーン板3
の上方空間は、連続管13によって水管11の下部ヘッダ11
aへ連通されている。
That is, in this embodiment, the heat storage tank 14 for storing the heat storage mixture K is formed in the water pipe wall structure, and the screen plate 3 is provided above the inside thereof. Further, a stirring device 4 is arranged at the center of the tank 14, and the screen plate 3 is further provided.
The upper space of the lower header 11 of the water pipe 11 is formed by the continuous pipe 13.
It is connected to a.

蓄熱槽14内の蓄熱混合体(水と表面架橋ポリエチレン粒
体との混合体)は、夜間電力を利用して加熱用ヒータ12
を作動させることにより、ポリエチレン流体の軟化温度
以上の温度に一定時間加熱され、ポリエチレン粒体に所
謂潜熱蓄熱が行なわれる。
The heat storage mixture (mixture of water and surface cross-linked polyethylene particles) in the heat storage tank 14 utilizes the night-time electric power to heat the heater 12 for heating.
Is operated, the polyethylene fluid is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature for a certain period of time, and so-called latent heat storage is performed on the polyethylene particles.

給水ポンプからの水は、蓄熱槽14内でポリエチレン粒体
と直接接触し、潜熱蓄熱を吸収して加熱されたあと、ス
クリーン板3及び連結管13を通して下部ヘッダ11aへ導
かれる。その後、水管11内を上昇する間に加熱用ヒータ
12によって適宜の温度に再加熱され、上部ヘッダ11bか
ら水・蒸気の混合流体が外部へ取り出されていく。
The water from the water supply pump comes into direct contact with the polyethylene particles in the heat storage tank 14, absorbs latent heat storage, is heated, and then is guided to the lower header 11a through the screen plate 3 and the connecting pipe 13. After that, while rising in the water pipe 11, a heater for heating
It is reheated to an appropriate temperature by 12 and the mixed fluid of water and steam is taken out to the outside from the upper header 11b.

尚、固液二相型の蓄熱混合体K内のポリエチレン粒体
は、前述の通り蓄熱時に於いてもその外表層部が固化相
のままであり、しかも粒体の外周面が水によって完全に
包まれているため、水管壁やヒータ2に固着したり、或
いは粒体相互が固着したりすることは皆無となり、蓄熱
並びに放熱がより速く行なわれる。
As described above, the polyethylene particles in the solid-liquid two-phase heat storage mixture K have the outer surface layer portion in the solidified phase even during heat storage, and the outer peripheral surface of the particles is completely covered with water. Since it is wrapped, it does not stick to the water pipe wall or the heater 2, or sticks to each other, and heat storage and heat dissipation are performed faster.

(発明の効果) 本発明に於いては、蓄熱混合体を表面架橋ポリエチレン
粒体と水との混合体とし、給水を表面架橋ポリエチレン
粒体へ直接接触させて粒体の潜熱蓄熱により、給水を加
熱する構成としている。その結果、従前の間接熱交換方
式の温水・蒸気発生器の場合に比較して熱伝特性が著し
く向上し、装置の大幅な小形化が可能となる。
(Effect of the invention) In the present invention, the heat storage mixture is a mixture of surface-crosslinked polyethylene granules and water, the feed water is brought into direct contact with the surface-crosslinked polyethylene granules, and the latent heat storage of the granules allows water supply. It is configured to be heated. As a result, the heat transfer characteristics are significantly improved as compared with the case of the conventional indirect heat exchange type hot water / steam generator, and the size of the device can be greatly reduced.

また、蓄熱混合体を表面架橋ポリエチレン粒体と水との
固液二相流体としているため、固相分に大量の潜熱が蓄
熱でき、蓄熱密度が大幅に向上すると共に、潜熱蓄熱に
よる給水の加熱と、電気ヒータによる給水の加熱とが併
用自在な構成となっているため、ピーク負荷に対しても
迅速に応答することが出来、蓄熱量の不足による様々な
不都合を全て回避することが出来る。
Also, because the heat storage mixture is a solid-liquid two-phase fluid consisting of surface-crosslinked polyethylene granules and water, a large amount of latent heat can be stored in the solid phase, which greatly improves the heat storage density and heats the feed water by latent heat storage. Since it is possible to use the electric heater and the heating of the feed water together, it is possible to quickly respond to the peak load, and it is possible to avoid all the various inconveniences due to insufficient heat storage.

更に、本発明に於いては、給水のみがスクリーン板を通
して流通し、表面架橋ポリエチレン粒体そのものは外部
へ流動しないため、従前の蓄熱材循環型温水・蒸気発生
器に比較してポンプ動力費が大幅に減少する。
Further, in the present invention, only the water supply flows through the screen plate, and the surface-crosslinked polyethylene particles themselves do not flow to the outside, so the pump power cost is lower than that of the conventional heat storage material circulation type hot water / steam generator. Greatly reduced.

加えて、本発明で使用する表面架橋ポリエチレン粒体は
水に対する安定性に優れ、加熱時でも表層部が固化相の
ままであり、溶融ポリエチレンが水中へ溶出するような
ことは全く無い。
In addition, the surface-crosslinked polyethylene granules used in the present invention are excellent in stability to water, the surface layer remains in the solidified phase even when heated, and molten polyethylene does not elute into water at all.

本発明は上述の通り、優れた実用的効果を奏するもので
ある。
The present invention has excellent practical effects as described above.

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

第1図は、本発明の第1実施例に係る蓄熱材直接接触型
電気温水・蒸気発生器の縦断面図であり、第2図は第1
図のA−A視断面図である。 第3図は、本発明の第2実施例を示す縦断面図であり、
第4図は第3図のA−A視断面図である。 第5図、第6図及び第7図は従前の蓄熱型電気温水・蒸
気発生器の説明図である。 1……蓄熱タンク、2……混合体加熱用ヒータ 3……スクリーン板、4……攪拌装置 5……給水ポンプ、8……給電線 10……缶体、11……水管 12……加熱用ヒータ、13……連結管 14……蓄熱槽
FIG. 1 is a vertical sectional view of a heat storage material direct contact type electric hot water / steam generator according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
It is the sectional view on the AA line of a figure. FIG. 3 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 are explanatory views of a conventional heat storage type electric hot water / steam generator. 1 ... Heat storage tank, 2 ... Heater for heating mixture 3 ... Screen plate, 4 ... Stirrer 5 ... Water supply pump, 8 ... Power supply line 10 ... Can body, 11 ... Water pipe 12 ... Heating Heater, 13 …… Connection pipe 14 …… Heat storage tank

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】蓄熱混合体の加熱用ヒータを備えると共
に、内部上方にスクリーン板を設けた蓄熱タンクと;蓄
熱タンク内に貯留した表面架橋ポリエチレン粒体と水と
から成る蓄熱混合体と;加熱用ヒータを有する複数の水
管を備え、その内部に前記蓄熱タンクを挿着した水管壁
構造缶体と;前記蓄熱タンク内のスクリーン板上方空間
と前記水管群の下端部とを連通する連結管とより構成さ
れ、蓄熱混合体との直接接触により加熱した給水を缶体
の各水管へ供給するようにしたことを特徴とする蓄熱材
直接接触型温水・蒸気発生器。
1. A heat storage tank provided with a heater for heating the heat storage mixture and having a screen plate provided above the interior thereof; a heat storage mixture comprising surface-crosslinked polyethylene particles and water stored in the heat storage tank; Water pipe wall structure can having a plurality of water pipes each having a heater for heating, and the heat storage tank inserted therein; and a connecting pipe connecting the space above the screen plate in the heat storage tank and the lower end of the water pipe group. A heat storage material direct contact type hot water / steam generator, characterized in that it is configured to supply the water supply heated by direct contact with the heat storage mixture to each water pipe of the can body.
【請求項2】加熱ヒータを有する複数の水管を備えると
共に、内部上方にスクリーン板を設けた蓄熱槽と、蓄熱
槽内に貯留した表面架橋ポリエチレン粒体と、水とから
成る蓄熱混合体と;蓄熱槽の前記スクリーン板上方空間
と前記水管群の下端部とを連通する連結管とより構成さ
れ、蓄熱混合体との直接接触により加熱した給水を蓄熱
槽の各水管へ供給するようにしたことを特徴とする蓄熱
材直接接触型温水・蒸気発生器。
2. A heat storage tank provided with a plurality of water pipes having a heater and having a screen plate provided above the interior thereof, a heat storage mixture composed of surface-crosslinked polyethylene granules stored in the heat storage tank, and water. It is composed of a connecting pipe that communicates the space above the screen plate of the heat storage tank and the lower end of the water pipe group, and supplies the heated water supplied by direct contact with the heat storage mixture to each water pipe of the heat storage tank. Direct contact hot water / steam generator with heat storage material.
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