JPH09318283A

JPH09318283A - 移動式蓄熱装置

Info

Publication number: JPH09318283A
Application number: JP8141334A
Authority: JP
Inventors: Masao Imanari; 正雄今成; Michio Yanatori; 美智雄梁取
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】建物の北側の暖房及び夜間の建物内全体の暖房
として、建物南側に差し込める太陽熱や工場排熱などの
未利用熱を、建物内の大規模な改築やシステムの増設な
しに、有効利用していく手段を提供すること。【解決手段】車輪またはレールによって移動が可能とな
っている移動式蓄熱装置１に、建物南側に差し込める太
陽熱や工場排熱を容易に蓄熱させる。これを建物内の北
側あるいは夕方から夜間にかけての建物全体の暖房とし
て使用するために、暖房熱を必要とする場所まで移動さ
せて容易に放熱させることによって暖房に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱供給側で蓄熱し
た熱をそこから離れた熱需要側に移動して放熱すること
を可能とする移動式蓄熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場内の暖房やオフィスの空調は、個別
の暖房器や中央熱供給型のファンコイルやダクトによっ
て、主に行っている。

【０００３】しかし、同じ建物内でありながら日中で、
北側と南側では日の照り具合が異なるため、暖房に必要
な熱量も異なってくる。このため北側ではファンコイル
やダクトから供給される熱でも十分には温まりにくく、
反対に南側では、日の差し込める日中ではファンコイル
を一旦停止させ、さらに日光を遮断させても十分に暖か
い状態となり、北側と南側とで差がでてくる。また夕方
から夜間では、南側と北側ともに気温が下がるため、再
びファンコイル等を活用することとなる。以上のよう
に、南側と北側，日中と夕方から夜間で必要とされる暖
房熱量が異なり、さらに太陽熱も有効に活用されていな
い。

【０００４】これを解決するものとして、本発明に近い
ものに特開昭53−47056 号公報がある。しかしこの公知
例は化学蓄熱式の熱輸送機であって、機構が複雑で、蓄
熱機構が異なり、かつ太陽熱や排熱を容易に蓄熱できる
ものとはなっていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、建物の
北側の暖房及び夜間の建物内全体の暖房として、建物の
南側に差し込める太陽熱やさらにはボイラの排熱に代表
される工場内の未利用熱を、工場内の大規模な改築やシ
ステムの増設なしに有効利用していく手段を提供するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】車輪またはレールによっ
て移動が可能となっている蓄熱装置に、建物の南側の太
陽熱や工場排熱を容易に蓄熱させ、これを建物の北側あ
るいは夕方から夜間にかけての建物全体の暖房として使
用するために、熱を必要とする場所まで移動させて容易
に放熱させることによって暖房に利用する。

【０００７】またこのときの移動のための動力は、人力
や搬送車による牽引、あるいは自動走行のいずれでもよ
い。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず本発明の活用法について、図
を用いて説明する。図１は南側から北側にまたがる比較
的大きな工場３を示している。工場３内では、南側で働
く作業者２ａと北側で働く作業者２ｃがいる。この図に
示すように、日中で南側の作業場は日差しが十分に差し
込むために作業者２ａにとってあついが、反対に北側の
作業場は、日差しが差し込まないため、ファンコイル等
の局所暖房器具を用いても作業者２ｃにとって十分に暖
かくならない場合がある。そこで南側の太陽熱を移動式
蓄熱装置１によって蓄熱しておき、夕方あるいは次の日
の朝方に、この移動式蓄熱装置１を北側の作業者２ｃ側
に移動させることによって、北側の暖房に利用して、作
業者２ｃが働きやすい環境とすることができる。また蓄
熱された複数個の移動式蓄熱装置１を夜間の工場３内に
分配配置することによって、夜間作業者２ａ，２ｂ，２
ｃの暖房に用いることもできる。

【０００９】さらにこの図では、昼間の太陽熱を蓄熱し
ているが、他に熱源としては、ボイラからの排熱なども
利用できる。このため移動式蓄熱装置１は建物間の移動
も考えられる。

【００１０】図２は本発明である移動式蓄熱装置１の移
動手段に、工場３の天井に設けたレール２９を用いた場
合の実施例を示している。この図に示すように、工場３
の南側で蓄熱した移動式蓄熱装置１を北側の暖房に利用
するときに、移動手段として天井に設けたレール２９を
用いているため、蓄熱や放熱時に床のスペースを考慮し
なくても良いという利点がある。

【００１１】図３は本発明である移動式蓄熱装置１の基
本構成図である。本図に示すように移動式蓄熱装置１
は、自由車輪６がついた台車部５に蓄熱材の詰まった蓄
熱容器７が設けられている。この図では一例として、潜
熱蓄熱材（例えばｎ−オクタデカンや塩化カルシウム６
水塩など）の詰まった蓄熱カプセル（例えばポリエチレ
ンやポリプロピレン、場合では銅やアルミニウムを用い
る）８が充填された蓄熱容器７が取り付けてある例を示
している。しかし蓄熱材が顕熱蓄熱材のときは、カプセ
ル状にする必要はなく、潜熱蓄熱材のときのみカプセル
状にする必要がある。さらに蓄熱カプセル８の形状につ
いても図のような球状に限らず、円筒状や多角形のもの
も考えられる。また蓄熱カプセル８の大きさは、蓄放熱
させやすい表面積の確保と、蓄熱容器７内の適度な蓄熱
量から決まってくる。また蓄熱容器７は蓄熱放熱面を透
明とした箱型で、必要に応じて通気孔が開いているもの
でもよいし、各面が少なくとも蓄熱カプセル８が転げ落
ちない程度の編み目を持つものでも良い。しかし、１台
あたりの蓄熱容量をできる限り増やしたい場合は、蓄熱
カプセル８と蓄熱容器７との隙間に非圧縮性流体（たと
えば水）を充填するのがよい。さらに蓄熱カプセル８の
蓄放熱速度を増すために、この非圧縮性流体を蓄熱容器
７内で循環させる機構を設けることもある。

【００１２】また移動手段としての自由車輪６には、蓄
熱時あるいは放熱時に移動してしまうことを防ぐための
止め具が具備されていることが望ましい。

【００１３】図４は他の実施例を示す構成図である。こ
の図に示す移動式蓄熱装置１は、図２の利用例に示した
ように、移動手段として工場の天井に備え付けたレール
を用いる場合の移動式蓄熱装置１の一例を示している。
この例では蓄熱カプセル８が比較的大きいため、蓄熱部
は、蓄熱カプセル８を規則的に並べた形となっている
が、もし蓄熱カプセル８が小さければ、図３の実施例と
同様に、容器内に蓄熱カプセルを充填したものでもよ
い。前述のように、このような移動手段を用いれば、工
場内の床のスペースを気にせずに配置することができ
る。

【００１４】図５は他の実施例の構成図である。この図
に示す移動式蓄熱装置１は、左右に有している走行駆動
輪９の回転数を制御して走行する自立走行手段を有して
いる。またこの実施例では走行を制御する手段として、
ガイドセンサ１３によって磁気ガイドテープ１４を読み
取って走行場所を認識し、現在位置は番地磁石１２を番
地読み取りセンサ１１によって読み取って認識する磁気
テープ誘導型を用いた例である。

【００１５】図６は他の実施例の構成図を示す。この移
動式蓄熱装置１は、蓄熱時と放熱時の時間的ずれが大き
い場合に、蓄熱カプセル８からの放熱を抑えておくため
の断熱用シャッタ１５を設けたものである。蓄熱時はこ
の断熱シャッタ１５を開けておき、蓄熱が終了したらこ
の断熱シャッタ１５を閉めておく。これによって長距離
移動及び長時間の蓄熱保持が可能となる。

【００１６】図７は他の実施例の構成図を示す。この移
動式蓄熱装置１は、蓄熱カプセル８を充填した蓄熱容器
７が、台車部５に取り付けられている支柱１７によって
支持された構成となっており、台車部５の水平面に対し
て傾斜が付けられる機構となっている。これによって、
月日の違いによる太陽の傾きに合わせて蓄熱容器７も傾
けていくことにより、太陽熱を効率良く蓄熱できるよう
にしたものである。またこの図では蓄熱容器７の上下の
部分を蓋１６にして、蓄熱容器７の開閉を可能とさせる
ことによって、蓄熱カプセル８の入れ替えを容易とした
実施例も合わせて示している。

【００１７】図８は他の実施例の構成図を示す。この移
動式蓄熱装置１は、ヒンジ部１８を介して３個の蓄熱容
器７をつなげたもので、１台あたり従来例の約３倍の蓄
熱量を有した構成となっている。また移動時はヒンジ部
１８から折り畳むことによって、従来例とほぼ同じ大き
さとして移動させることができる。さらに一つ一つの蓄
熱容器７を薄型にすることによって、移動式蓄熱装置の
１台あたりに、より多くの蓄熱容器７をヒンジ部１８を
介して連結させることも考えられる。しかしこの実施例
では図６に示したような断熱用シャッタ機構が設けにく
いため、移動時は必要に応じて蓄熱容器７を断熱用カバ
ーで覆ってもよい。

【００１８】図９は図８の変形例を示したものである。
この移動式蓄熱装置１は、蓄熱容器８を図８の実施例と
同様に、３個の蓄熱容器７を１台の移動式蓄熱装置１に
載せることによって、蓄熱量を図３の実施例の約３倍と
したものである。また収納方式がスライド式のため、そ
れぞれの蓄熱容器７の背面を断熱することができる。ま
た各蓄熱容器７の取り外しによる交換も、図８の実施例
に比べれば容易となっている。

【００１９】図１０は他の実施例の構成図を示す。この
移動式蓄熱装置１では、蓄熱体は直方体の蓄熱カプセル
８複数個を、ベルト２２に固定した形状となっている。
このベルト式の蓄熱体は、二つのロール２０間をリング
状に回転できるような構成となっている。この回転機構
を有した蓄熱体は断熱容器２１によって囲まれている
が、この断熱容器２１の一面のみ（Ａ部）解放されてい
るため、ここに位置する蓄熱カプセル８だけが蓄熱ある
いは放熱が可能となっている。以上のような構成とする
ことにより、蓄熱された蓄熱カプセル８は断熱容器２１
の奥側に順次収納していくことによって、蓄熱及び断熱
効率を上げることができる。

【００２０】図１１は図１０の変形例の構成図を示す。
この移動式蓄熱装置１は図１０の実施例と同様、ベルト
状の蓄熱体を用いたものであるが、ロール２０の数とベ
ルト状の蓄熱体の折り返し回数を増やすことによって、
１台あたりの蓄熱量を増やしたものである。

【００２１】図１２は他の実施例を示す構成図である。
この移動式蓄熱装置１は、台車部５に対して垂直な回転
軸２３を有する蓄熱容器７が取り付けられたものであ
る。また図１０及び１１の実施例と同様、太陽光のあた
る一面以外は断熱容器２１によって熱的に遮断された構
成となっている。即ち回転軸２３周りに蓄熱容器７を回
転させることによって、蓄熱している面以外は断熱容器
２１によって断熱されるため、効率よく蓄熱と放熱がで
きる。また図のように蓄熱カプセル８の面を湾曲とする
ことによって、放熱時の放熱箇所を絞ることができる。

【００２２】図１３は他の実施例を示す構成図である。
この移動式蓄熱装置１では、蓄熱カプセル８を収納する
蓄熱容器７は円筒型のケースを積み重ねた形状となって
おり、このケースの中にそれぞれ一回り小さい円筒型の
蓄熱カプセル８をそれぞれに収納した構成となってい
る。これら円筒型の蓄熱容器７と蓄熱カプセル８の半周
分に、それぞれ断熱テープまたは断熱塗料２４を付けて
おくことによって片側からの放熱を防ぐことができる。
また蓄熱カプセル８は個々に取り出しが可能となってい
る。このため完全に蓄熱され融解状態となった蓄熱カプ
セル８は、順次蓄熱容器７内で半転することによって、
円筒型の蓄熱容器７の断熱テープ部２４ａと円筒型蓄熱
カプセル８の断熱テープ部２４ｂにより蓄熱カプセル８
の全円筒面が熱的に外部と遮断された状態となるので、
個々の蓄熱カプセル８を効率よく断熱することができ
る。また全ての蓄熱カプセル８が蓄熱できなかった場
合、複数個の移動式蓄熱装置１から蓄熱された蓄熱カプ
セル８のみを選び出して組み合わせることによって、密
度の高い放熱器を組み上げることも可能である。

【００２３】図１４及び図１５は他の実施例を示す構成
図である。この移動式蓄熱装置１では、蓄熱体はベルト
２２に蓄熱カプセル８を取り付けた構成で、その一端が
蓋１６ｂに固定されている。またこの実施例では蓋１６
の表面が磁石となっており、磁石の力によって伸縮型支
持具２５の端に付けられた蓋１６ａに蓄熱体を固定する
仕組みになっている。このようにベルト型の蓄熱体も伸
縮式支持具２５も図１５に示すように、台車部５の中に
収納できる構成となっている。これによって移動式蓄熱
装置１をいくつか積み重ねての移動が可能となり、移動
時の効率を上げることができる。

【００２４】図１６は他の実施例を示す構成図である。
この移動式蓄熱装置１は、台車部５の中に送風用のファ
ン２６を内蔵している。また蓄熱容器７の上端は通風口
28ｂとなっており、この通風口２８ｂから蓄熱容器７内
の蓄熱カプセル８の周囲を通って、ファン２６を介して
通風口２８ａへと空気が流れるようになっている。これ
によって蓄熱カプセル８と周囲の空気とが強制対流によ
って熱交換するため、蓄熱及び放熱を効率良く行うこと
ができる。また送風用のファン２６及びその駆動源２７
等を蓄熱容器７の上部や、蓄熱容器７の形状によっては
その背面に設ける場合がある。

【００２５】

【発明の効果】工場やオフィスで、車輪またはレールに
よって移動が可能となっている移動式蓄熱装置を用い
て、建物南側に差し込める太陽熱や排熱などの未利用熱
を容易に蓄熱し、放熱部で容易に放熱して、未利用熱を
有効利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動式蓄熱体の一使用例を示す説明
図。

【図２】本発明の移動式蓄熱体の他の使用例を示す説明
図。

【図３】本発明の移動式蓄熱体の一実施例を示す説明
図。

【図４】本発明の移動式蓄熱体の第二実施例を示す説明
図。

【図５】本発明の移動式蓄熱体の第三実施例を示す説明
図。

【図６】本発明の第四実施例を示す説明図。

【図７】本発明の移動式蓄熱体の第四実施例を示す説明
図。

【図８】本発明の移動式蓄熱体の第五実施例を示す説明
図。

【図９】図８の移動式蓄熱体の変形例を示す説明図。

【図１０】本発明の移動式蓄熱体の第六実施例を示す説
明図。

【図１１】図１０の移動式蓄熱体の変形例を示す説明
図。

【図１２】本発明の移動式蓄熱体の第七実施例を示す説
明図。

【図１３】本発明の移動式蓄熱体の第八実施例を示す説
明図。

【図１４】本発明の移動式蓄熱体の第九実施例の蓄熱，
放熱状態を示す説明図。

【図１５】図１４の実施例の移動式蓄熱体の収納状態を
示す説明図。

【図１６】本発明の移動式蓄熱体の第十実施例を示す説
明図。

【符号の説明】

１…移動式蓄熱体、２…作業者、３…工場、４…太陽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄熱側と放熱側との間を移動できる移動手
段を具備した移動式の蓄熱装置において、熱源と対流，
輻射の直接の熱交換により蓄放熱を行う蓄熱部を有する
ことを特徴とする移動式蓄熱装置。
【請求項２】前記移動式蓄熱装置の移動手段が、車輪ま
たはレールを利用する請求項１に記載の移動式蓄熱装
置。
【請求項３】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が、蓄熱カプ
セルを充填した容器からなる請求項１に記載の移動式蓄
熱装置。
【請求項４】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が、蓄熱カプ
セルを充填した容器からなり、さらに適度な通風孔を有
する請求項３に記載の移動式蓄熱装置。
【請求項５】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が、蓄熱カプ
セルと非圧縮性流体を充填した容器からなる請求項１に
記載の移動式蓄熱装置。
【請求項６】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が、蓄熱カプ
セルと非圧縮性流体を充填した容器からなり、さらにこ
の非圧縮性流体を循環させる手段を具備した請求項５に
記載の移動式蓄熱装置。
【請求項７】前記移動式蓄熱装置の移動手段が、自立走
行によることを特徴とする請求項１から請求項６のいず
れかに記載の移動式蓄熱装置。
【請求項８】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部の集熱面に、
断熱用のシャッタを備えた請求項１から請求項７のいず
れかに記載の移動式蓄熱装置。
【請求項９】前記移動式蓄熱装置の蓄熱容器が、車輪等
の移動手段が設けられた台車部に対して、傾斜できる機
構を備えた請求項１から請求項８のいずれかに記載の移
動式蓄熱装置。
【請求項１０】前記移動式蓄熱装置の蓄熱容器が、移動
時や格納時に表面積を小さくできる機構を具備した請求
項１から請求項９のいずれかに記載の移動式蓄熱装置。
【請求項１１】前記移動式蓄熱装置の蓄熱容器が、ヒン
ジ等を用いて折り畳んで収納することができる請求項１
０に記載の移動式蓄熱装置。
【請求項１２】前記移動式蓄熱装置の蓄熱容器がスライ
ド式になっていて、未使用時には車輪等のついた台車の
大きさにほぼ収納が可能な請求項１０に記載の移動式蓄
熱装置。
【請求項１３】前記移動式蓄熱装置の蓄熱容器が集熱部
と断熱部からなり、集熱部で蓄熱された蓄熱材は、順次
集熱部から断熱部に移動させる機構を具備した請求項１
から請求項１２のいずれかに記載の移動式蓄熱装置。
【請求項１４】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が複数の蓄
熱容器からなり、さらにこれら蓄熱容器が移動手段を有
する台車部に対して独立した回転軸を有している請求項
１から請求項１３のいずれかに記載の移動式蓄熱装置。
【請求項１５】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が、蓄熱カ
プセルを納める複数の容器からなり、かつ蓄熱カプセル
が容器ごとに取り出し可能となっていることを特徴とす
る請求項１から請求項１４のいずれかに記載の移動式蓄
熱装置。
【請求項１６】前記移動式蓄熱装置の蓄熱部が、移動時
や格納時には移動手段を有する台車部に収納することが
でき、その積み重ね式の移動や格納ができることを特徴
とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の移動
式蓄熱装置。
【請求項１７】前記移動式蓄熱装置の蓄熱容器が、少な
くとも２箇所に通風口を有し、さらに少なくともこの通
風口の一つと流れ方向に接続されたファンを有すること
を特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載
の移動式蓄熱装置。