JPH08612Y2 - ヒートパイプ用管路を内蔵した蓄熱器の構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案はヒートパイプの一部となる管路を内部に有
する蓄熱器の構造に関するものである。

従来の技術 蓄熱材に蓄えた熱をヒートパイプによって所定の箇所
に運び、あるいはヒートパイプによって運んだ熱を蓄熱
材に蓄えるよう構成した蓄熱器が、蓄熱式給湯器や廃熱
回収設備などの各種の熱関連機器において使用されてい
る。その一例を第３図に示す。これは鋳鉄やステンレス
鋼などの金属ブロック１を蓄熱材としたものであり、そ
の蓄熱ブロック１は厚さの薄い直方体状をなすととも
に、その下部には横孔２が貫通して形成され、その一端
部がプラグ３によって密閉されるとともに、他方の端部
には、ヒートパイプの一部をなす液流管４が接続されて
いる。また蓄熱ブロック１には下端部が前記横孔２に開
口し、かつ上端部が蓄熱ブロック１の上面に開口する複
数の縦孔５が蓄熱ブロック１の設置状態での縦方向に沿
って形成されており、各縦孔５の上端開口部は短尺パイ
プ６を介して比較的大径のヘッダ管７に接続されてい
る。そしてそのヘッダ管７に蒸気流管８が接続されてお
り、これらの管路の内部は真空脱気した後に所定の凝縮
性流体が封入されてヒートパイプの一部となっている。

したがって第３図に示す蓄熱器では、前記液流管４か
ら液相の作動流体を供給すれば、蓄熱ブロック１に蓄え
た熱によってその作動流体が蒸発し、その蒸気がヘッダ
管７に集合した後に蒸気流管８を介してヒートパイプと
しての凝縮部（図示せず）に送られる。

考案が解決しようとする課題 前記蓄熱ブロック１は容積が小さいことが要求される
ので、蓄熱温度を高くすることにより蓄熱容量を低下さ
せることなく小型化しており、また上述したヘッダ管７
は作動流体の蒸気を集合させるものであるから前記縦孔
５の全容積に比較して容積の大きいことが要求され、そ
こで上記従来の蓄熱器では、蓄熱ブロック１とヘッダ管
７とを別体としてそれらの互いに相反する要求を満たし
ている。しかしながら実質的な蒸発箇所となる前記各縦
孔５は、蓄熱材１との熱授受面積を可及的に多くするた
めに比較的細くかつ本数が多いことが好ましいが、上記
従来の蓄熱器ではその各縦孔５に短尺パイプ６を接続
し、さらにそれらの短尺パイプ６をヘッダ管７に接続し
ているから、蓄熱器の全高が高くなって設置箇所として
広い空間の箇所を確保しなければならない不都合があ
り、しかも蓄熱ブロック１および短尺パイプ６ならびに
ヘッダ管７の接続のための溶接は曲線に沿った溶接とな
るので、難しい溶接が要求されて製造性の悪いものとな
る問題があった。

この考案は上記の事情を背景としてなされたもので、
蓄熱容量を減じることなく高さを低くでき、また製造性
の良い蓄熱器を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この考案は、上記の目的を達成するために、蓄熱材料
からなる蓄熱ブロックにヒートパイプ用管路の一部とな
る複数の孔を形成した蓄熱器において、前記蓄熱ブロッ
クの下部にその蓄熱ブロックの設置状態でほぼ水平とな
る横孔が形成されるとともに、下端部がその横孔に連通
しかつ下部が開口したカバー部材が前記各縦孔の上端開
口部を覆うよう蓄熱ブロックの上面に下部開口端を気密
状態に密着させて固着されていることを特徴とするもの
である。

作用 この考案においては、横孔および縦孔で所定の液体を
蒸発させれば、その蒸気がカバー部材と蓄熱ブロックの
上面とで形成される空間部分すなわちヘッダ部に集合す
る。またカバー部材と蓄熱ブロックの上面とで形成され
るヘッダ部に高温の蒸気を供給すれば、その熱が蓄熱ブ
ロックに奪われ、すなわち蓄熱され、その結果凝縮して
生じた液体が縦孔および横孔に流入する。したがってカ
バー部材の内部が蒸気の集合するヘッダとなるが、その
カバー部材は蓄熱ブロックの上面に直接固着されている
から、内容積を大きくするべくカバー部材を大きくして
も、蓄熱器の全体としての高さが特に高くなることはな
く、またカバー部材の取付けにあたってはその下端開口
部の周縁に溶接などの固着作業を施せば良いので、その
作業が容易になって製造性の良好なものとなる。

実施例 つぎにこの考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図はこの考案の一実施例を示すもの
であって、ここに示す例はループヒートパイプ10の一部
となる蒸発管を内蔵する構成とした蓄熱器の例であり、
顕熱として熱を蓄える蓄熱材11は鋳鉄やステンレス鋼な
どの金属によって厚さの比較的薄い直方体状のブロック
として形成されており、その設置状態での下部（第１図
および第２図での下部）には、横方向に沿って横孔12が
形成され、この横孔12には液供給管13が接続されてい
る。また蓄熱材11にはヒートパイプ10のうちの蒸発管と
して、下端部が横孔12に至る複数本の縦孔14がその上端
面に開口して形成されている。さらに蓄熱材11の上端面
には、ほぼ半円形断面のカバー部材15が、縦孔14の開口
端を覆った状態で開口端縁を蓄熱材11の上端面に気密状
態に溶接して取付けられており、そのカバー部材15の内
部がヘッダ部となっている。そしてそのカバー部材15に
は蒸発流管16が接続されている。

前記横孔12および縦孔14ならびにカバー部材15の内部
等はループヒートパイプ10の一部をなす管路であって、
前記蒸気流管16は熱を外部に放出する凝縮部17の上部に
接続され、また前記液供給管13はその凝縮部17の下部に
開閉弁18を介して接続されている。こうして形成された
密閉循環路の内部には、真空脱気した状態で水でフロン
などの目的温度範囲で蒸発および凝縮する流体が作動流
体として封入されている。

なお、特には図示しないが、蓄熱材11にはこれを加熱
して蓄熱する電気ヒータなどの加熱器が取付けられ、ま
た不必要な放熱を防ぐために断熱被覆されている。

上述した蓄熱器では、開閉弁18を開いて液相作動流体
を横孔12および縦孔14に流入させれば、蓄熱材11の有す
る熱によってその作動流体が加熱されて蒸発し、その蒸
気は各縦孔14を通って前記カバー部材15の内部すなわち
ヘッダ部に集合させられ、ここから蒸気流管16を経て凝
縮部17に流れ、ここで外部の水などに熱を与えて凝縮
し、液化した作動流体は、再度、液供給管13を介して蓄
熱器に戻される。したがって上記の蓄熱器は、機能の上
では従来のものと特に変わるところはないが、ヘッダ部
を形成するカバー部材15が蓄熱材11の上面に直接固着さ
れているから、従来設けていた短尺パイプが省略されて
その分、高さが低くなり、また溶接作動は前記カバー部
材15の開口端縁の直線的な部分について行なえばよいの
で、溶接作業が容易になる。

なお、上記の実施例では、横孔12側から供給した液体
を蓄熱材11の熱で加熱蒸発させる例について説明した
が、この考案の蓄熱器は縦孔の上端部から供給した高温
の蒸気によって蓄熱材を加熱して蓄熱を行なう場合にも
使用することができる。

考案の効果 以上説明したようにこの考案の蓄熱器の構造では、蒸
気を集合させるヘッダを蓄熱材の上端部に縦孔に連通す
るよう固着したカバー部材によって形成したから、その
縦孔とヘッダとを接続する部材が不要となって蓄熱器の
全高を低くすることができ、また蓄熱材の厚さを特に厚
くすることなく必要充分なヘッダの容積を確保でき、さ
らに蓄熱材を金属製としてこれにカバー部材を溶接する
構造とすれば、従来のヘッダ管を用いていた蓄熱器と比
較して溶接作業が大幅に簡略化されるので、製造性を良
好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の略解縦断側面図、第２図
は第１図のII-II線に沿う断面図、第３図は従来のヒー
トパイプ管路内蔵式蓄熱器の一例を示す略解断面図であ
る。 10……ループヒートパイプ、11……蓄熱材、12……横
孔、14……縦孔、15……カバー部材。

フロントページの続き (72)考案者 岡田 宗男 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)考案者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 望月 正孝 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 斎藤 祐士 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−101952（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄熱材料からなる蓄熱ブロックにヒートパ
   イプ用管路の一部となる複数の孔を形成した蓄熱器にお
   いて、 前記蓄熱ブロックの下部にその蓄熱ブロックの設置状態
   でほぼ水平となる横孔が形成されるとともに、下端部が
   その横孔に連通しかつ上端部が蓄熱ブロックの上面に開
   口する複数の縦孔が形成され、かつ下部が開口したカバ
   ー部材が前記各縦孔の上端開口部を覆うよう蓄熱ブロッ
   クの上面に下部開口端を気密状態に密着させて固着され
   ていることを特徴とするヒートパイプ用管路を内蔵した
   蓄熱器の構造。