JPH09511052A

JPH09511052A - 潜熱蓄熱装置

Info

Publication number: JPH09511052A
Application number: JP7515915A
Authority: JP
Inventors: フィーバック、クラウス; マタイ、ミッチェル; ヒルデブランド、ギュンター; クラメル、トーマス; クツケル、ルッツ; マットザット、ノルベルト
Original assignee: エスティー・スペイシェル−テクノロジー・ゲーエムベーハー
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1997-11-04
Also published as: AU1065195A; DE59405131D1; ATE162617T1; GR3026016T3; EP0733192B1; WO1995016176A1; EP0733192A1; ES2114297T3; DE4443320A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、蓄熱媒体（２）及び伝熱媒体（３）を有する潜熱蓄熱装置（１）に関し、伝熱媒体（３）は、ノズル機構を介して蓄熱媒体（２）中へ注入することができ、それにより高速の熱の取り入れ及び取り出しを実現する。この注入は潜熱蓄熱装置（１）の高さ方向に分布した形態にて実行可能である。

Description

【発明の詳細な説明】潜熱蓄熱装置本発明は、潜熱伝導媒体を有するＰＣＭ装置に関し、この装置はノズル機構を介して伝熱媒体を蓄熱媒体中へ注入することが可能である。本明細書中で用いられる「ＰＣＭ(phase changing material:相変化材料)装置」という用語は、潜熱蓄熱装置又は蓄熱器（アキュムレータ）のことを称し、特に独語では「Latentwa rmespeicher（潜熱蓄熱炉）」として認識される装置のことである。ＰＣＭ装置は、基本的に２つの範疇に分けられ、いわゆる静的ＰＣＭ装置といわゆる動的ＰＣＭ装置がある。前者の範疇に関しては、例えば、独国特許出願DE -A1 27 41 829を参照することができる。この既知のＰＣＭ装置においては、蓄熱媒体すなわちパラフィンが、プラスチック・ジャケット内に収容されている。多数のこのようなプラスチック・ジャケットが、水で満たされた貯蔵容器内に配置されている。熱は、プラスチック・シースを通して熱伝導によりパラフィンへ伝達される。水は、この機構内を伝熱媒体として循環することができる。動的ＰＣＭ装置の範疇に関しては、例えば、独国特許DD 23 68 62及びDD 28 01 13を参照することができる。さらに独国特許出願DE-A1 41 22 859を参照する。伝熱媒体例えば水又はアルコールは、この機構内で、蓄熱媒体例えばパラフィンと直接的に接触している。動的ＰＣＭ装置の既知の具体例では、ＰＣＭ装置中に低圧が形成される。熱が供給されると、例えば水等の伝熱媒体が沸騰し、そしてその上部に配置された例えばパラフィン等の固化した蓄熱媒体へ浸透する。蒸気状態の伝熱媒体は液化されると、滴り落ちて戻り、そして適宜の平衡状態に達するまで再気化される。パラフィンは、熱が導入された結果、液化される。その後、伝熱媒体は、パラフィンの上で蒸気状態で集合する。この蒸気状態が冷却され（液化され）ると、液化された伝熱媒体が液状蓄熱媒体へ浸漬されそして再気化される。このプロセスもまた、適宜の平衡状態に達したときに終了する。この処理原理においては、適切な低圧を確保するためのコスト及び操作を制限する蒸気の移送問題が不利な点である。特に上記の動的ＰＣＭ装置に関しては、次のような事実によって更なる特別な問題点が生じる。すなわち、蓄熱媒体が固体状態及び液体状態の双方において本質的に断熱材料であり、つまり伝熱が困難ということである。従って、伝熱媒体が蓄熱媒体へ浸透して結果的に蓄熱媒体に熱を溜めることができるためには、伝熱媒体は蓄熱媒体を継続的に溶かさなければならない。これに関連して、先行文献ではないが既に特許出願P 43 07 065において、蓄熱媒体自体の中に特殊なチャネル状構造を実現するために所与の方法で蓄熱媒体を改変するという提示がされている。この具体例は、本明細書に開示される本発明の概念において重要でもある。上記の出願の全ての開示内容もまた、本願の開示に含めるものとする。さらに、このようなＰＣＭ装置において前述の低圧なしで動作して伝熱媒体をＰＣＭ装置へ注入することもまた既知となっている。例として、文献「Latentwa rmespeicher fur Heizsysteme」（暖房システムのためのＰＣＭ装置）（Dr．Ing ．S．Banas及びM．LaumenによるTAB 7/84，509-513頁）を参照する。さらに独国特許出願DE-A1 32 36 319、DE-A1 31 14 270及びDE-A1 33 45 061を参照する。 DE-A1 31 14 270は、石油を伝熱媒体として用いそしてボウ硝（グラウバー塩）を蓄熱媒体として用いたＰＣＭ装置を開示している。放熱状態では、グラウバー塩が固化しており、液体石油が、グラウバー塩の上方に配置される。蓄熱するために、つまりＰＣＭ装置内に熱を供給するために石油が通路へ流され、これにより熱が導入される。さらにこのＰＣＭ装置においては、石油が、グラウバー塩領域内に突出する管を介することによってもグラウバー塩中へ供給される。この管は、その下端部に１又は複数の放出口を具備する。またさらに、この管は、グラウバー塩中に突出するその全長に亘って多孔材料からなるスリーブにより覆われる。蓄熱すなわち熱の供給プロセスにおいては、加熱された石油が管の下端部放出口から流れ出て、先ず多孔材料のスリーブへ浸透し、具体的にはスリーブの軸方向に沿って下から上へと浸透する。そしてグラウバー塩中においては径方向に通り抜けるのみで熱を伝導することによりグラウバー塩を液化する。しかしながら、この既知のプロセス及び既知の機構は、熱を供給しかつ消費するために必要な反応時間に関する最適化を考慮していない。有機物の強固に集積した蓄熱材料を用いる場合は、「多孔物質／蓄熱材料」で表される物質の組合せによると本質的な操作上の制限さえ生じる。これに加えて、蓄熱媒体と伝熱媒体とを分離する際の問題もある。結果的に障害がある。従って、本発明の技術的課題は、速やかに熱を供給しかつ消費することに関する改良を実現することにある。この問題は、請求項１に記載の内容の場合に解決され、その目的とするところは、ＰＣＭ装置の高さ方向に分布する注入を様々な高さにて実行可能とすることである。この場合の注入は、常に、固化した蓄熱媒体より下方の位置にて開始されることが好適である。この位置はいわば第１のレベルである。液体の伝熱媒体は、この第１の高さ段階すなわち第１のレベルに配置される（この記述は熱利用に関するいかなる場合にもあてはまる。尚、蓄冷に関して利用されるＰＣＭ装置の場合にも一般的に同じ関係が成り立つが、後に詳述するように媒体の層構成は異なる）。ＰＣＭ装置は、蓄熱媒体の溶融表面に関する限り、順次連続的注入を可能とする。よって本発明は、それ自体周知であるが、伝熱媒体の蓄熱媒体への注入を利用する。しかしながら、この注入はＰＣＭ装置の１つのレベルのみにて行われるのではなく、異なる高さ段階においても連続的に行われる。注入は、断面に関して連続的に行われ、かつ蓄熱媒体の方向への熱流入に対し径方向に比例するように行われ、そして段階ノズル・システムを介して積極的に行われる。さらに、ノズル管等によるＰＣＭ装置の推奨される垂直貫通の場合、いわば順次的に高さ段階が切換えられる。開始時にはノズルがまだ固化した蓄熱媒体に取り囲まれているが、既に稼働されたノズルにより下方から融けて解放されるという事実から、この場合の切換えは単純な方法で行われる。また、更なる段階すなわちレベルにおいてはノズルの自動的溶融解放も観察されるが、例えば高圧等に関連する特殊な手段を用いない限りこの影響はあまり重要ではない。さらに、注入は、いずれの場合も実質的にＰＣＭ装置の断面全体に亘って同時に行われること、及び、蓄熱媒体の液化が進むと注入が行われる断面すなわちレベルの数が増えることも重要である。前述のノズル管に注目すると、ＰＣＭ装置の高さ方向に移動可能な単一ノズルのみが存在する場合（又はいずれの場合も同じレベルに複数のノズルがある場合）も原理的に可能である。所与の注入圧力による異なる高さにおける連続的注入手段（後に詳述する）を用いて、必要な大きな溶融表面及びそれによるより速い溶融速度を実現することが可能である。伝熱媒体は、実質的に同時にＰＣＭ装置のより大きな領域へ適用される。特定の噴射ジェット強度を設定することにより、顕著な深さ効果を得ることが可能であり、例えば中央に垂直配置されたノズル管から開始される。このようなＰＣＭ装置においては、先に詳述したような低圧の効能を有するＰＣＭ装置に相当する性能特性を実現することができる。しかもそのために必要な高価な構造も不要である。本発明の一実施例では、垂直方向に対して所与の角度で注入を実行することが可能である。このことは、例えば、ノズル管又は相当するノズル機構自体がＰＣＭ装置全体を貫通せずともよいように利用される。しかしながら、ノズルすなわち発生されるノズル噴射ジェットが異なる角度配置であるために、仮に当該ノズル機構が例えば特定の距離をおいて上方又は下方からのみ蓄熱媒体中へ突出している場合であっても、伝熱媒体を空間的に適用することができる。これに関連して、注入角度及び注入圧力は、蓄熱媒体中に放物線状のジェット運動が発生することにより少なくとも開始時には注入側に対して行き過ぎるように設定可能又は設定される。注入角度及び注入圧力は、もちろん、所望する深さ効果の関数であり、特に蓄熱媒体が未だ固化している初期の注入ジェットの深さ効果の関数である。さらに、これに関連して、噴射圧力及び／又は噴射温度を適切な方法で設定することが重要である。また、蓄熱材料及び伝熱材料が乳化しないように伝熱手段の噴射量及び／又は噴射圧力及び／又はジェット流出速度を設定することも好適である。噴射圧力に関連して、注入が、高さ方向に亘って異なるフロー抵抗により実行可能であることが特に好適である。高さ方向に亘って分布する複数のノズルが設けられる場合、高さに依存してこれらのノズルが異なるフロー抵抗を有することが好適である。このようにして、完全な「凍結状態」から開始して、初期には最下位置のノズルのみが稼働され、これらの最下位置ノズルはそのまま液体領域に位置することになるが、高位置のノズルほどフロー抵抗が小さくなるために、伝熱媒体は、高位置側のノズル付近が溶融されると即座に実質的に主としてこれらの高位置側のノズルからのみ放出されるようになる。従ってこの関係から、より高位置のノズルのフロー抵抗が、より低位置のノズルのフロー抵抗よりも小さいことが好適である。さらに別の実施例では、１又は複数のレベルのノズルを止めることが可能である。ノズルを止めるために、例えば、逆止弁を設けることができる。これに関連して、蓄熱媒体及び／又は伝熱媒体中に循環流が形成されるように放出口又はノズルを配列させることが好適である。こうして、ＰＣＭ装置の全内容物の所与の循環流が形成される。円筒状ＰＣＭ装置においては、例えば、ＰＣＭ装置の中心垂直軸の周りに循環流が形成される。例えば、１つの注入管のみが存在する場合、例えば、この注入管の周りに循環流が形成される。さらにこの配置に関連して、蓄熱媒体及び／又は伝熱媒体によりＰＣＭ装置内に形成される流れが垂直成分を有することが好適である。この垂直成分は、特に、流入における過剰及び逆流させ消失させようとする力により発生可能である。これによりＰＣＭ装置の全体にわたって上昇しかつ下降する循環流が形成される。この流れは、引きずられる蓄熱媒体による障害に対し確実に対抗するものである。この点に関して、蓄熱媒体が固化した放熱状態において、その蓄熱媒体の下方に伝熱媒体のための少なくとも１つの放出口が配置される。よって、蓄熱媒体が固化した場合にも伝熱媒体は少なくとも１つの放出口ノズルからいつでも放散することができる。傾斜した配置であるために、伝熱媒体は固化した蓄熱媒体に対して下方から流れる。さらに、ノズル管等の伝熱媒体の放出口については、予め熱せられることも有益である。例えば、電気的に予熱される。一般的に、ノズル管の加熱は、このノズル管の断片（セグメント）が伝熱手段内に永久的に配置されておりかつノズル管は良好な熱伝導性を有するという事実のために、自動的に行われる。更なる細部においては、熱の供給及び消費を目的として異なるノズル管が設けられることが望ましい。しかしながら、固化した蓄熱媒体よりも高温の伝熱媒体を搬送するべくサイフォン構造を介してＰＣＭ装置内の底部から頂部へと延びている熱の供給のためのノズル管が、一方、熱の消費の目的を意図しかつ液化蓄熱媒体と比較してより低温の伝熱媒体を搬送するノズル管としても十分でありすなわち有益であることが判明した。この場合、ＰＣＭ装置の上部領域にのみ、例えば蓄熱媒体の上端部の下方に適宜の放出口が配置される。伝熱媒体の方が低温であるために伝熱媒体がこのようなノズル管から出てくるとき、蓄熱媒体は球形状で固化する。出てくる伝熱媒体は最初は個々の液滴であるが、蓄熱媒体よりも低温であるので、これらの液滴は速やかに固化した蓄熱媒体の表面層により覆われる。概して、このような構造はその周囲の液体蓄熱媒体よりも重いために下方へ沈む。このようにして、上部における伝熱媒体の放出口領域では、熱消費プロセスが終了するまで、液化した蓄熱媒体が事実上残ることになる。熱供給プロセスについては、特に、ＰＣＭ装置の断面上にほぼ均一に分布された複数のノズル管を設けることも好適である。さらに、この点については、個々のノズル管に対し互いに高さが異なる形態で放出口を設けることが有益である。更なる実施例では、噴射装置にいわゆる例えば垂直ノズル管が設けられ、そして平面内に周方向の分布及び／又は角度配列に関して異なるように配列された複数の噴射ノズルが設けられる。一般的に伝熱媒体は、噴射装置、ここでいえばノズル管の近傍では実質的に均一に適用される。垂直方向に延在する構造及び噴射装置がどの高さまでＰＣＭ装置内を通っているかについては、ＰＣＭ装置の蓄熱状態及び放熱状態において、伝熱媒体と蓄熱媒体とによる垂直方向の層構造がある場合に、噴射装置が、伝熱媒体及び蓄熱媒体の双方を貫通するようにする。特に、例えば蓄熱媒体がパラフィンで伝熱媒体が水の場合、ノズル管がＰＣＭ装置の底部から頂部までＰＣＭ装置を貫通しかつノズル管がその上端で閉じられていることが好適である。特に、この例に関しては、ＰＣＭ装置の下部領域にて伝熱媒体が排出される。排出装置の上流側にフィルターが接続される。特に、排出装置は、排出リングとして構成することができる。例えば、排出リングは、多数の定形の排出孔を有する排出管から形成される。さらに排出管は、フィルタ・ホースにより被覆される。さらに、ＰＣＭ装置に関しては、排出装置の上方に網状機構が配置され、そしていずれの機構も好適には全断面積上に延在していることが推奨される。さらに、この場合、最初に排出装置の上方に配置されるのは網状機構ではなく、蓄熱器の縁領域において貫通孔を有する孔開きプレートであることが好ましい。ＰＣＭ装置の好適な円筒構造においては、これらの孔もまた好適には円形に配置される。プレートはその中心部においては完全に閉じている。個々の貫通孔は、上記外側の貫通孔である。上記網状機構は、特に熱消費状態において、固化しようとする蓄熱媒体があまりに速く沈むのを防ぐ。これに関連して、複数のこのような網状機構を上下に重ねて配置することを推奨する。これらの網状機構の孔の大きさ又は目の大きさは、ＰＣＭ装置の高さに従って適宜増大する。さらに、ＰＣＭ装置内の蓄熱媒体の上方に、好適には大気圧と比較して少なくとも僅かに大きな圧力となっている気体室が設けられる。この気体室は、例えば、周囲の空気、又は二酸化炭素及び／又は窒素に対応する混合気体で充填される。この方法によれば、蓄熱媒体が酸化される傾向を防ぐことができる。既に述べたパラフィンの他に、蓄熱媒体が高分子、脂肪又はステアリンからなっていてもよい。蓄熱媒体は、液体状態で高い粘度を有していることが好適である。さらに好適には、蓄熱媒体は、体積にして例えば１０％までの易溶融率を有してもよい。既に述べた水の他に、伝熱媒体が液体ベースのアルコールでもよい。伝熱媒体は、乳化破壊剤（具体的には、エトキシレート・ノニルフェノール(ethoxylated nonylphenols)、オディルフェノール(odylphenols)、又は脂肪族アルコール等の界面活性物質）と混合させてもよい。本発明の本質は、蓄熱媒体と伝熱媒体の体積の特定の比を維持することである。この比は、好適には、１：１〜３：１の範囲であり、すなわち伝熱媒体に比べて蓄熱媒体が量にして３倍ということである。これは、障害のない所望の動作に関連して垂直方向及び水平方向のフロー力と協同的に決定される。この点に関しては、蓄熱媒体と伝熱媒体との間に大きな密度差があることも重要であり、これにより、常に蓄熱媒体と伝熱媒体とが明確に分離している。この密度差(delta rho)は、好適には１００ｋｇ／ｍ３以上である。本発明の更なる好適例は、いわば噴射装置を介して実行可能な注入をバイパスする（省く）ことであり、伝熱媒体を直接的にＰＣＭ装置へ与えることができ、あるいはＰＣＭ装置から抽出することができる。具体的には、いずれの場合にも伝熱媒体が通常配置されている領域において行われる。この目的のために、例えば、ＰＣＭ装置の断面上にリング・ラインを設け、リング・ラインは、複数の内側へ向いた孔を有する。この孔を介して伝熱媒体が供給され又は抽出される。好適には、これらの孔もまたＰＣＭ装置の内部における回転運動を維持しまたは開始させるように配列されている。これは、単独の又は蓄熱媒体との組合せによる伝熱媒体の回転運動を生じさせる。さらにＰＣＭ装置内には、伝熱媒体が注入されると形成される中空構造物を破壊する機構が配置される。この適用に関してさらに詳細に記述すると、伝熱媒体が注入されるとき、蓄熱媒体による殻が形成されかつその内側に水等の伝熱媒体が格納された中空の球に似た構造物が形成されることが好適である。これらの構造の形成及びこれにより生じる境界層の移動の状況は、ＰＣＭ装置に充填する蓄熱媒体と伝熱媒体の比の目安となる。多数の応用において、その目標は、蓄熱媒体に関して可能な最も高い割合の充填度を得ることである。これに関連して上記の構造物の破壊が有益である。具体的には、前述のＰＣＭ装置の高さ方向に亘って孔径の変わるふるいを分布させる網状機構の他に、特に有刺ワイヤ式の機構とすることもできる。この有刺ワイヤ式機構は、高さ方向に亘って螺旋状に傾斜するように設けることができる。結果的に、上記中空構造物は、このいわば有刺ワイヤから作られたじょうご機構を突き通ることにより、破壊される。本発明は、単に実施例として示す添付の図面に関連して以下に説明される。図１は、第１の実施例のＰＣＭ装置の断面図である。図２は、図１のＰＣＭ装置の底部領域における排出装置の拡大図である。図３は、熱消費の開始時における、第２の実施例のＰＣＭ装置のブロック的断面図である。図４は、冷却状態における図３のＰＣＭ装置を示す図である。図５は、蓄熱媒体が液化する場合の熱の供給状態における図３のＰＣＭ装置を示す図である。図６は、熱の消費中に生じる遷移状態における図３のＰＣＭ装置を示す図である。図７は、蓄熱材料の球形構造を詳細に示した図である。図８は、図３のラインVIII-VIIIに沿ったＰＣＭ装置の断面図である。図９は、蓄冷ＰＣＭ装置としての第３の実施例のＰＣＭ装置を示すブロック図である。図１０は、伝熱媒体のためのバイパス装置及び形成される中空構造物を破壊するための装置を有する第４の実施例のＰＣＭ装置を示す図である。ＰＣＭ装置１を示して説明する。ＰＣＭ装置１は、蓄熱媒体２及び伝熱媒体３により充填される。蓄熱媒体２はパラフィン炭水化物であり、伝熱媒体３は乳化破壊剤と共に混合された水である。ＰＣＭ装置１は、全体的に円筒形状で構成される。ＰＣＭ装置１の中央には、噴射管４が垂直に配置され、ＰＣＭ装置１の底部５を貫通している。伝熱媒体３は、矢印の方向にポンプ６を用いてＰＣＭ装置１中へ搬送され、そして噴射ノズル７において出現する。噴射ノズル７は、ＰＣＭ装置１の高さ方向に分布しており、異なる様々な高さに配置されている。符号８は、ＰＣＭ装置１の特定の高さＨにおける噴射ジェット放出面Ｅに対して行過ぎ量（オーバシュート）がＵとなるように実質的に放物線状に延びる噴射ジェットを示している。多数の噴射ノズル７を、面Ｅ上に円周状に分布させて設けることができる。噴射管は、その上端９では閉じている。気体室１０は、実施例ではやや過圧の空気で充填されており、ＰＣＭ装置１の上部領域に設けられる。さらに、気体室１０を気体で充填するための充填バルブ１２が、ＰＣＭ装置１の頂部１１に設けられる。さらに、伝熱媒体及び蓄熱媒体を充填するための充填バルブ１３が設けられる。さらに、網状機構又は格子状機構１４、１４′、１４″がＰＣＭ装置１の高さ方向に分布して設けられ、高さが高いものほど目が粗い。よって、格子１４は格子１４′及び１４″よりも目が粗く、格子１４′は格子１４″よりも目が粗いが、格子１４よりも目が細かい。これらの格子は、熱消費プロセスの場合に固化するパラフィンが頂部から底部へと沈む際の遮蔽機構及び沈殿機構として機能する。固化したパラフィンが「積層した」構造Ｓが、ＰＣＭ装置１の下部領域に図示されている。さらに、ＰＣＭ装置１の底部領域には、排出リング１５の形態による排出装置が設けられる。排出リング１５は、その長さ方向に亘って分布した排出孔１６（特に図２を参照）を有する。さらに、排出リング１５は、パラフィンが排出装置内へ通り抜けないようにフィルタ・ホース１７により被覆されている。排出装置は、伝熱媒体を戻すためにのみ機能する。排出装置１５は、ライン１８を介して伝熱媒体を熱交換器１９へと導く。ここで、熱を取り出し又は取り入れることができる。さらにその後、既に述べたポンプ６が伝熱媒体をＰＣＭ装置１へ再び搬送して戻すために用いられる。図３には、ＰＣＭ装置がさらに具体的に示される。このＰＣＭ装置１においては、先ず蓄熱媒体２と伝熱媒体３とが大体半々に充填される。伝熱媒体３の方が高い比率で充填されることもまた、本質的に重要である。このようにすると、ＰＣＭ装置１がさらに蓄熱媒体２の融点すなわち溶融点より高い温度で熱が与えられる場合に、その過熱状態に関して重要な特徴を有することになる。伝熱媒体３が少なくとも水である場合に、この熱は、比較的好ましいことに伝熱媒体３中に蓄積されることが可能である。さらにこのことは、顕熱蓄熱器とＰＣＭ装置との適切に組み合わされた動作においても重要である。この場合２つのシステムの利点が維持される。重要な点は、蓄熱媒体、特にパラフィンの場合の液化温度より上の温度においては、１度ケルビンあたりの水の蓄熱容量が蓄熱媒体の蓄熱容量よりも好ましいことである。図３による蓄熱器１は、供給プロセスのために中央供給管２０を有しており、これを通って伝熱媒体が供給され個々の噴射管２１、２２、２３及び２４へ分配される。いずれについても伝熱媒体は、供給管２０から、最下位置の１つの噴射ノズル７より下に延在しているサイフォン部２５′を経て流れる。システムの閉鎖の場合であっても、あるいは更なる伝熱媒体が供給管２０を経て搬送されない場合であっても、いかなる蓄熱媒体も特にパラフィンが、噴射管２１〜２４及び供給管２０を介して循環系に入り込むことはない。いずれの場合もパラフィンは水よりも軽いので、停止状態においてパラフィンが、蓄熱媒体と伝熱媒体の間の境界層Ｇより下へ行き過ぎることはない。さらに、噴射ノズル７がこのように配列されることによりＰＣＭ装置１内全体に回転流、例えば図５又は図８の矢印Ｓを生じることは非常に重要である。加えて、所望され導入された噴射ジェットの垂直成分があるので、この垂直成分もまた形成される回転流に含まれる。この結果、ＰＣＭ装置１の断面上で上方向及び下方向へ向いた流れ成分が発生する。供給管２０及び噴射管２１〜２４は供給プロセスのために重要であるが、言うなれば、熱い伝熱媒体を相対的に冷たい蓄熱器１へ与えることである。消費プロセスのためには別の装置が設けられる。詳細には、これはノズル管２５〜２８を具備しており、分配管２９へ接続されている。分配管２９へは入口管３０を介して供給される。噴射ノズル７は、ノズル管２５〜２８に同様に設けられる。これらの噴射ノズル７が、蓄熱媒体２の表面３１のわずかだけ下に配置されることが重要である。消費する目的のために、（蓄熱器１の温度に比べて）冷たい伝熱媒体３が噴射管２５〜２８の噴射ノズル７を介して噴出される。これにより発生するプロセスについては、図３、６及び４を参照して以下に説明する。孔開き床３２は、蓄熱器１の下部領域であって排出装置すなわち排出孔１６をもつ排出リング１５の上に設けられる。孔開き床３２には、ＰＣＭ装置１の外壁３３の近傍に貫通孔３４が設けられている。これらの貫通孔は、円周上に分布して設けられる。孔開き床３２の他の部分は透過不能である。さらに、噴射管２１〜２４に関しては、個々の噴射管２１〜２４の噴射ノズル７が高さにおいて異なるように配置されていることが重要である（以降、上記ノズル管２５〜２８に設けられた噴射ノズル７に対して噴射管２１〜２４に設けられた噴射ノズル７を「下側噴射ノズル」と称する場合がある）。これにより、供給プロセスの際にさらに良好な溶融特性を得ることができる。さらに、蓄熱媒体２の固体状態において、いずれの場合にも１つの下側噴射ノズル７が蓄熱媒体２と伝熱媒体３との間の分離面Ｇより下に位置することも重要である（図４参照。これは全ての下側噴射ノズル７について云えることである）。熱の供給の場合に、これらの下側噴射ノズル７に関するいずれの場合においても例えば図５に示されるような噴射特性が即座に形成される。さらにこれらの下側噴射ノズル７は、固化した蓄熱媒体が下側から速やかに溶融するという事実にも寄与する。消費プロセスの場合の遷移状態は、図６に示されている。ＰＣＭ装置１からの熱の消費の間、相対的に冷たい伝熱媒体３がノズル管２５〜２８の噴射ノズル７を介して注入される。このような消費プロセスの開始は、図３に表されている。ノズル管２５〜２８を経て蓄熱媒体２中へ注入される伝熱媒体が相対的に冷たいので、短い注入距離の後に伝熱媒体が崩壊してできる液滴は、固化した蓄熱媒体により覆われる。このように形成された相対的に重い構造は、下方へ沈む。このことは図３に球形構造物４１の堆積により示されている。球形構造物４１については図７にさらに詳細に表されている。ＰＣＭ装置のこの特性により、ノズル管２５〜２８の噴射ノズル７を、蓄熱媒体の表面３１近傍の上部領域にのみ配置させることができる。驚異的なことに、消費プロセスの終了まで噴射ノズル７は束縛されず、さらに消費プロセスの終了まで伝熱媒体の循環が維持される経路が形成されることが判明した。伝熱媒体が相対的に冷たいため、温度が蓄熱媒体の固化温度以下となったとき固化した蓄熱媒体の殻が、伝熱媒体の個々の液滴、特に水滴の周りに形成される。この結果、図７に示すように、内側が伝熱媒体で充填された球形構造物４１が形成される。これらの球形構造物は、周知の蓄熱媒体よりも重いので下方へ沈む。このプロセスが継続すると、これらの構造物が蓄熱媒体の下部領域に堆積する。伝熱媒体のほとんどの部分がこれらの構造物に格納され、残りの伝熱媒体の体積は減少する。蓄熱媒体２と伝熱媒体３の間の境界層Ｇは、下方へ移動する。しかしながら、この境界層Ｇの移動が進むと、上述の方法で形成された球形構造物に対する圧力も増す。このプロセスは、図６に示したような構成となるまで続く。境界層Ｇは、孔開き板３２の近傍まで沈んでいる。これは、蓄熱媒体２と伝熱媒体３の間の境界層Ｇの外側への拡がりを表している。このような消費プロセスの際の境界層Ｇの移動に関連させて、蓄熱媒体２と伝熱媒体３の間の比を選択することも好適であり、これにより境界層Ｇがその最下位置にあるときでさえ、孔開き床３２より上に留まるか又は当にその上に載ることができる。蓄熱媒体２の割合は、この伝熱プロセスの間に蓄熱媒体２と伝熱媒体３の間の境界層Ｇが孔開き床３２を超えて移動する又は移動しようとするほど高くするべきではない。熱供給システム／熱交換システムにおける遮蔽及び熱性能の低下は、これにより確実に排除される。この状態では実質的に、球形構造物４１に対する圧力は非常に高いので後ろのものが壊れ始める。これもまた既に、蓄熱媒体２の最下層に関連して図６に示している。このように生じた蓄熱媒体２の断片（これらはもちろん図６に例示されているような幾何学的形状ではない）もまた、これらの崩壊プロセスの後は蓄熱媒体２の微視的に透過可能な構造となる。崩壊構造物の構成は、それらの密度に従って分離する。先にこの構造物中に捕捉されていた伝熱媒体は再び自由になり、その結果境界層Ｇが再び上方へ移動する。蓄熱媒体２の完全に固化した状態においては、図４に示すような構造が形成される。図５では、蓄熱媒体２が既に完全に溶融した供給状態を示している。単に明確とするために、噴射管２１〜２４の噴射ノズル７に関して発生される噴射ジェットは、最下位置及び最上位置におけるもののみを完全に示している。他の噴射ノズル７についてはジェットの経路を示している。図８の断面図から明らかなように、供給管２０は中央に配置されることが好ましく、伝熱媒体を個々の噴射管２１〜２４へ下方の分配管２０′を経て供給するために用いられる。これらの噴射管は、好適にはＰＣＭ装置の中央の外側に配置され、実質的にＰＣＭ装置の外壁から半径の３分の１の距離にある。図８ではさらに、噴射ノズル７の傾斜のために循環流Ｓが形成されることが好ましい。さらにこの目的のために、噴射ノズル７すなわち個々の放出孔が円周上に非対称的に分布していることが有益である。前述の球形構造物４１（図７）は、熱の消費が進むと共に特定の時点で最初は部分的に壊れるが、事実上同時に大きく拡がる。このことは、蓄熱媒体２の構成に関連する組合せの観点からも重要である。特に蓄熱媒体２がパラフィンである場合に、蓄熱媒体２が初期には円錐状形状という意味で重要である。これについては特許出願P 43 07 065に詳細に記載がある。崩壊特性により微視的に透過可能な構造が生じる一方、固い構造の領域においては円錐状形状であり、これは蓄熱媒体のいわばスポンジ状の挙動を担う。微視的領域では、同様に、蓄熱媒体中に伝熱媒体のための通り抜け経路が当に形成される。その他については、前述の球形構造物の崩壊により、固化しつつある又は固化した蓄熱媒体中に伝熱媒体のための比較的大きな流路もまた形成される。この結果、事実上熱交換性能がなくなるまで消費が確保される。これは、用いられている蓄熱媒体がペースト状すなわち高粘性状態であるにもかかわらず保持される。図９には、冷気への応用に関連するＰＣＭ装置１を示す。この実施例では、アルコールをベースとする媒体が伝熱媒体３として選択される。そしてこの場合、パラフィンベースの媒体が蓄熱媒体として選択される。多数の孔を有する排出リングもまた設けられている。この結果、小さな垂直方向の力が生じる。排出される伝熱媒体の長い「渦巻き経路」が設けられる。特に伝熱媒体３が蓄熱媒体２よりも軽いので、伝熱媒体３は、蓄熱媒体２の上に集まる。これにより、伝熱媒体の排出が簡単となる。必要とされるものは排出ライン３５のみであり、この排出ライン３５のオリフィス３６は伝熱媒体３の中に達している。図９において供給ライン３７は、熱をＰＣＭ装置１へ与える目的で設けられ、そしてここには噴射管２１〜２４に対応する噴射管２１′〜２４′が設けられている。好適には噴射管２１′〜２４′には、図９の蓄熱器の床領域３８までの異なる高さレベルにおいて多数の噴射ノズル７が配置される。噴射ジェットは、噴射管のここから垂直に対して同じαの角度で放出されるが、下方へ向いている。蓄熱媒体２と伝熱媒体３の重さの差があるために、噴射ジェットは、放出後その方向を反転させる。図１のＰＣＭ装置１に関連して既に述べたように、行過ぎ量（オーバシュート）Ｕが同様に生じる。図９のＰＣＭ装置１から熱を消費するために、ＰＣＭ装置１の床領域３８に噴射管３９が設けられ、この噴射管３８は多数の噴射ノズル７を具備した横方向部材を有する。しかしながら、噴射管３９において噴射ノズル７を複数の高さレベルに設けてもよい。図３に示した消費プロセスにおいては、相対的に低温の伝熱媒体３が、頂部近傍の噴射管２９のノズル７から噴射される。図９の場合にも同様にこの効果が生じ、伝熱媒体３は液滴へと分離され、固化した蓄熱媒体２から形成された殻により囲まれる。格納された伝熱媒体３の方が軽いために、これらの球形構造物は、上方へと境界層Ｇまで流れる。この形式のＰＣＭ装置では、その後境界層Ｇは、反転効果が生じるまで熱の消費の増大につれて上方へと進んでいく。それから境界層Ｇは、熱が完全に消費されるまで再び下方へと沈んでいく。その他については、既に述べたものと同様のプロセスが行われる。この例において、ＰＣＭ装置１がいかなる状態にあっても効果的な熱の供給を可能とするために、特に、噴射管２１′〜２４′の１つの噴射ノズル７が、蓄熱媒体２の冷状態において伝熱媒体３と蓄熱媒体２の間の境界層Ｇの上に位置することが重要である。全てのＰＣＭ装置１において伝熱媒体３は、部分的にＰＣＭ装置１の外部へ延びた循環路を流れる。排出リング１５へ接続された排出ライン４２を介して、伝熱媒体２は、蓄熱器１の外部を流れる。ここで特に図３を参照して説明するならば、伝熱媒体２は、先ず前置フィルタ４３及び主フィルタ４４を経てポンプ４５を用いて熱交換器４６へ送られる。この熱交換器４６に対して、例えば汎用的な暖房システム等の消費回路４７が接続される。さらに、接続ラインは、熱交換器４６から出て熱交換器４８へと続く。熱交換器４８には、例えばバーナー付ボイラー等の汎用的ジェネレータ回路４９が接続される。熱交換器４８から、伝熱媒体は噴射管２１〜２４へとすなわちノズル管２５〜２８へと供給される。図３のＰＣＭ装置１に関して、例えば、ジェネレータ回路４９は、ＰＣＭ装置１から熱が消費される限り切換えられず、そして消費回路４７は、ジェネレータ回路４９とは反対にＰＣＭ装置１へ熱が供給されているときは切換えられない。更なるＰＣＭ装置の例が、図１０に示されている。ここでは、接続ライン５０の熱交換器４８の後にバイパス・ライン５１が設けられていることが基本である。このために、必要に応じて開閉可能なバイパス・バルブ５２が接続ライン５０に導入される。例えば水である伝熱媒体を、ノズル管２５〜２８及びノズル７を介した注入を省いて、このバイパス・ライン５１を介して直接ＰＣＭ装置へ与えることができる。同様に、この形態により伝熱媒体をＰＣＭ装置から直接抽出することができる。この装置は、例えば以下のような動作の場合に重要である。すなわち、潜熱蓄熱材料を、原理的には融点すなわち溶融点以上の固有最大過温度(specific maxi mum overtemprature)までの間のみは効果的に利用することができる。例えば、パラフィンをベースとする蓄熱材料の場合、伝熱媒体の顕熱のみを用いるために Δ２０度ケルビンより上の温度が都合がよい（パラフィンベースの液体蓄熱媒体と比較して水の比熱は約２倍である）。これに関して、貯蔵動作からバイパス動作への切換は、温度制御されるバイパス・バルブ５２を介して、この限界温度以上で行うことができる。過度の熱供給がこの方法により効果的に蓄積される。同様のことが、消費負荷が最大の場合の熱の抽出についても成り立つ。汎用的な貯蔵動作は、基本負荷動作（連続的／平均的動作）を想定しており、そして伝熱媒体の形態の液体タンクは、最大動作を想定している。更なる実際的動作の場合としては、例えば、太陽熱設備の場合がある。夜間の熱の消費の後、図１０の例によれば、図示しない別の加熱システムからの加熱された水が液体タンク中へ再充填される。この結果、朝にはいつでも適宜の熱を消費することができる一方、朝の噴射システムへの切換の後、すなわちバイパス・ラインをタイム・スイッチ等により閉鎖した後、ＰＣＭ装置への「再チャージ(recharge)」を行うと共に平均的装置温度を同時に下げることが可能である。この場合「再チャージ」とは、伝熱媒体及び蓄熱媒体の平衡化を意味する（蓄熱媒体の溶融及び過熱の場合にこの状態が生じる）。再チャージは、伝熱媒体から蓄熱媒体への熱の移行により行われる。更なる有用な実施例によれば、バイパス・ライン５１が蓄熱器の内部においてリング・ライン５３中へ開いており、リンク・ライン５３には径方向内側へ向けて配列された個々の孔５４が設けられる。これらの孔５４は、これらの孔５４から伝熱媒体の流出がＰＣＭ装置内の伝熱媒体／蓄熱媒体の回転運動を開始し又は保持するように配列されることが好ましい。図示されたリング・ラインの代わりに、ＰＣＭ装置の内部に周方向に配列されたバイパス・ライン５１のオリフィスのみを設けてもよい。ここでも、孔又はオリフィスは、放出ジェットがいずれの場合にもやや上方を向くように設けられることが好適である。これにより、溶融のための噴射ノズル動作、特に消費プロセス中の潜熱蓄熱媒体の沈降は、より速い溶融又は沈降の最小化において効果的に影響を及ぼされる。伝熱媒体に対する潜熱蓄熱材料のより好ましい比は、多くの応用に対して得ることができる。図１０のＰＣＭ装置の更なる本質的特徴は、螺旋状の有刺ワイヤ構造体５５である。例として、このワイヤがどのような外観であるかを拡大して詳細に示している。有刺ワイヤ構造体５５があるために、形成される中空構造物（図７及びその説明並びに図３と比較）が、形成されるや否や有刺ワイヤ構造体５５の図示された構造と衝突し、これによりこれらの中空構造物が壊れることが実現される。このことは、（図３及び図６と比較して）より低い境界層Ｇが図６の例に示した程度までは沈まないという有益な事実に帰結する。一方、これによりＰＣＭ装置の全容積中の蓄熱媒体の割合を増すことが可能となる。中空構造物を破壊する機構は、もちろん他の形態で設けることもできる。例えば、ノズルの上流側に直接接続された網、又は図１の例に関連して述べたＰＣＭ装置の高さ方向に亘って設けられる別のふるい１４等である。さらに、例えば、回転するナイフ構造体とすることもできる。主として図に明示するために、有刺ワイヤ構造体５５は、過度に大きい螺旋状空間を占めるように示されている。この占有空間は実質的にもっと小さくすることもでき、その結果、実際に、破壊されていない構造物が下方へ通り抜けて移動できないようにできる。以上の説明、図及び請求の範囲で開示された本発明の特徴は、本発明を個々に及び任意の組合せにより実施する双方において重要である。開示された特徴の全ては、本発明に本質的なものである。関連の／添付の先行文献（先行出願の複写）の開示内容もまた、全て本出願の開示に含められる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９５年１２月１日【補正内容】請求の範囲１．蓄熱媒体（２）及び伝熱媒体（３）を有するＰＣＭ装置（１）であって、熱を取入れかつ取出すためにノズル機構を介して前記伝熱媒体（３）を前記蓄熱媒体（２）中へ注入可能であり、前記ＰＣＭ装置（１）の高さ方向に分布して異なる高さ（Ｈ）において注入する機能を有し、前記蓄熱媒体（２）はワックス、パラフィン、高分子、脂肪又はステアリン等の有機蓄熱材料であり、前記伝熱媒体（３）は前記蓄熱媒体（２）の下方の層に配置され、熱を消費するために前記蓄熱媒体（２）の内部に置かれかつ該蓄熱媒体（２）の表面のやや下方に位置するノズル管（７）が設けられることを特徴とするＰＣＭ装置。２．前記注入が、前記蓄熱媒体（２）の融解面すなわち溶融面（境界層Ｇ）までは連続的に順次実行可能であることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＭ装置。３．前記注入が、実質的に前記ＰＣＭ装置（１）の断面全体に亘って行われ、かつ前記蓄熱媒体（２）の液化の進行に伴って前記注入が、数の増加するレベル（高さＨ）を介して行われることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４．前記伝熱媒体（３）の注入が、異なる高さにおいて実質的に同時に行われ、又はそのために装置が準備を整えて構築されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。５．前記注入が、垂直に対して角度をなして実行可能であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。６．前記蓄熱媒体（２）中に放物線状のジェット運動が生じることにより少なくとも初期には注入側に対して（Ｕだけ）行き過ぎるように注入角度及び注入圧力が設定可能又は設定されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。７．前記蓄熱媒体中への注入の過程において形成された中空構造物（４１）を破壊するための機構を前記ＰＣＭ装置（１）内に設けることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。８．前記機構が螺旋構造を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。９．前記機構が有刺ワイヤ（５５）から形成されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１０．容器の周縁の前記蓄熱媒体にまで到達するように噴射圧力及び／又は噴射温度が設定されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１１．前記蓄熱媒体及び前記伝熱媒体が乳化しないように該伝熱媒体の噴射量及び／若しくは噴射圧力並びに／又はジェット放出速度がセットされることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１２．前記蓄熱媒体（２）と前記伝熱媒体（３）との間の体積比が１：１〜３：１の範囲内に設定されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１３．噴射装置において噴射ノズル（７）が、円周方向の分布及び／又は角度配列に関して異なるように配列されて平面Ｅ内に設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１４．前記ＰＣＭ装置（１）が前記伝熱媒体と前記蓄熱媒体とからなる垂直方向の層構造を有する（停止時の）給熱状態又は放熱状態において、前記噴射装置が該伝熱媒体及び該蓄熱媒体の双方を貫通することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１５．前記噴射装置が、実質的に垂直に配置されかつ径方向にノズル（７）を配列させた少なくとも１つのノズル管（４）を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１６．前記ノズル管（４）がその上端において閉じられていることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１７．前記伝熱媒体の排出が、前記ＰＣＭ装置（１）の下部領域において行われることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１８．フィルタ（１７）が前記排出装置の上流側に接続されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１９．排出リング（１５）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２０．前記排出リング（１５）が排出孔（１６）を設けた排出管として形成されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２１．前記排出管がフィルタ・ホース（１７）で被覆されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２２．前記ＰＣＭ装置（１）の前記排出装置（１５）の上方に網状機構（１４、１４′、１４″）が設けられ、好適にはいずれも断面全体に亘って設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２３．複数の網状機構（１４、１４′、１４″）が、互いに上下に重なって配置されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２４．前記網状機構（１４、１４′、１４″）の孔の大きさ／目の粗さが、前記ＰＣＭ装置（１）の高さに伴って大きくなることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２５．大気圧と比較して少なくともやや過圧されている気体室（１０）が、前記ＰＣＭ装置（１）の前記蓄熱媒体（２）の上方に設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２６．前記気体室が二酸化炭素及び／又は窒素及び／又は空気で充填されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２７．前記蓄熱媒体が、ワックス、パラフィン、高分子、脂肪、又はステアリン等の有機蓄熱材料であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２８．前記蓄熱媒体が、前記液体状態において高粘度を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２９．前記蓄熱媒体が、例えば体積にして１０％までの容易に溶融可能である部分を含むことを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３０．前記伝熱媒体が、水、又はアルコールベースの液体であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３１．前記伝熱媒体が、乳化破壊剤と共に混合されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３２．前記蓄熱媒体（２）が固化した前記消費された状態において、前記伝熱媒体（３）のための少なくとも１つの噴射ノズル（７）が、前記蓄熱媒体（２）の下方に位置し、又は蓄冷用ＰＣＭ装置の場合には前記蓄熱媒体（２）の上方に位置することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３３．前記伝熱媒体（３）のための前記噴射ノズル（７）が予熱されていることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３４．前記蓄熱媒体（２）及び／又は前記伝熱媒体（３）の中に循環流が形成されるように前記伝熱媒体（３）のための前記噴射ノズル（７）が配列されていることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３５．前記蓄熱媒体（２）及び／又は前記伝熱媒体（３）の中に循環流が、垂直成分を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３６．熱供給及び熱消費のために別の装置である噴射管（２１〜２４）及びノズル管（２５〜２８）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３７．前記排出装置の上方に、前記ＰＣＭ装置（１）の外壁に関係する貫通孔（３４）を具備する孔開き床（３２）か設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３８．複数の噴射管（２１〜２４）が設けられ、かつ該噴射管（２１〜２４）の各々の噴射ノズル（７）が高さが異なるように設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３９．１つの噴射管（２１〜２４）が、任意に供給管（２０）と協同的に作動するサイフォンとして形成されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４０．前記伝熱媒体が、バイパス・ライン（５１）を介して前記伝熱媒体の前記領域へ直接供給可能又は該領域から直接抽出可能であり、前記蓄熱媒体への注入を省くことを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４１．前記伝熱媒体の供給又は抽出のために、前記ＰＣＭ装置の前記伝熱媒体の前記領域内にリング・ライン（５３）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４２．前記注入を省いた前記伝熱媒体の供給が、前記ＰＣＭ装置内で該媒体の回転運動が開始され又は保持されるように行われることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４３．前記注入が、前記ＰＣＭ装置（１）の前記高さ方向に亘って異なるフロー抵抗により実行可能であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４４．複数のノズル（７）が前記ＰＣＭ装置（１）の前記高さ（Ｈ）に亘って設けられ、該ノズル（７）がその関連する高さ（Ｈ）に依存して異なるフロー抵抗を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４５．より高く位置するノズル（７）の前記フロー抵抗が、より低く位置するノズル（７）のフロー抵抗より小さいことを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４６．１つのノズル・レベルが断絶可能であることを特徴とする先の請求の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４７．１つのノズルが断絶のための逆止バルブを有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号Ｐ４４２０４７５．２ (32)優先日 1994年６月11日 (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ヒルデブランド、ギュンタードイツ国、ディー−06729・レムスドルフ、ルドルフ・ブレイトシェイト・ストラーセ・12 (72)発明者クラメル、トーマスドイツ国、ディー−74740・アデルシェイム、ブチハルデ・11 (72)発明者クツケル、ルッツドイツ国、ディー−15517・フルステンワルデ、パウル−フロスト−リング・７ (72)発明者マットザット、ノルベルトドイツ国、ディー−22457・ハンブルグ、シュレスウィガー・ダム・264

Claims

【特許請求の範囲】１．蓄熱媒体（２）及び伝熱媒体（３）を有するＰＣＭ装置（１）であって、前記伝熱媒体（３）をノズル機構を介して前記蓄熱媒体（２）中へ注入可能であり、前記ＰＣＭ装置（１）の高さ方向に分布する注入が異なる高さ（Ｈ）において実行可能であることを特徴とするＰＣＭ装置。２．前記注入が、前記蓄熱媒体（２）の融解面すなわち溶融面（境界層Ｇ）までは連続的に順次実行可能であることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＭ装置。３．前記注入が、実質的に前記ＰＣＭ装置（１）の断面全体に亘って行われ、かつ前記蓄熱媒体（２）の液化の進行に伴って前記注入が、数の増加するレベル（高さＨ）を介して行われることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４．前記伝熱媒体（３）の注入が、異なる高さにおいて実質的に同時に行われ、又はそのために装置が準備を整えて構築されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。５．前記注入が、垂直に対して角度をなして実行可能であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。６．前記蓄熱媒体（２）中に放物線状のジェット運動が生じることにより少なくとも初期には注入側に対して（Ｕだけ）行き過ぎるように注入角度及び注入圧力が設定可能又は設定されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。７．前記蓄熱媒体中への注入の過程において形成された中空構造物（４１）を破壊するための機構を前記ＰＣＭ装置（１）内に設けることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。８．前記機構が螺旋構造を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。９．前記機構が有刺ワイヤ（５５）から形成されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１０．容器の周縁の前記蓄熱媒体にまで到達するように噴射圧力及び／又は噴射温度が設定されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１１．前記蓄熱媒体及び前記伝熱媒体が乳化しないように該伝熱媒体の噴射量及び／若しくは噴射圧力並びに／又はジェット放出速度がセットされることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１２．前記蓄熱媒体（２）と前記伝熱媒体（３）との間の体積比が１：１〜３：１の範囲内に設定されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１３．噴射装置において噴射ノズル（７）が、円周方向の分布及び／又は角度配列に関して異なるように配列されて平面Ｅ内に設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１４．前記ＰＣＭ装置（１）が前記伝熱媒体と前記蓄熱媒体とからなる垂直方向の層構造を有する（停止時の）給熱状態又は放熱状態において、前記噴射装置が該伝熱媒体及び該蓄熱媒体の双方を貫通することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１５．前記噴射装置が、実質的に垂直に配置されかつ径方向にノズル（７）を配列させた少なくとも１つのノズル管（４）を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１６．前記ノズル管（４）がその上端において閉じられていることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１７．前記伝熱媒体の排出が、前記ＰＣＭ装置（１）の下部領域において行われることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１８．フィルタ（１７）が前記排出装置の上流側に接続されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。１９．排出リング（１５）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２０．前記排出リング（１５）が排出孔（１６）を設けた排出管として形成されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２１．前記排出管がフィルタ・ホース（１７）で被覆されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２２．前記ＰＣＭ装置（１）の前記排出装置（１５）の上方に網状機構（１４、１４′、１４″）が設けられ、好適にはいずれも断面全体に亘って設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２３．複数の網状機構（１４、１４′、１４″）が、互いに上下に重なって配置されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２４．前記網状機構（１４、１４′、１４″）の孔の大きさ／目の粗さが、前記ＰＣＭ装置（１）の高さに伴って大きくなることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２５．大気圧と比較して少なくともやや過圧されている気体室（１０）が、前記ＰＣＭ装置（１）の前記蓄熱媒体（２）の上方に設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２６．前記気体室が二酸化炭素及び／又は窒素及び／又は空気で充填されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２７．前記蓄熱媒体が、ワックス、パラフィン、高分子、脂肪、又はステアリン等の有機蓄熱材料であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２８．前記蓄熱媒体が、前記液体状態において高粘度を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。２９．前記蓄熱媒体が、例えば体積にして１０％までの容易に溶融可能である部分を含むことを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３０．前記伝熱媒体が、水、又はアルコールベースの液体であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３１．前記伝熱媒体が、乳化破壊剤と共に混合されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３２．前記蓄熱媒体（２）が固化した前記消費された状態において、前記伝熱媒体（３）のための少なくとも１つの噴射ノズル（７）が、前記蓄熱媒体（２）の下方に位置し、又は蓄冷用ＰＣＭ装置の場合には前記蓄熱媒体（２）の上方に位置することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３３．前記伝熱媒体（３）のための前記噴射ノズル（７）が予熱されていることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３４．前記蓄熱媒体（２）及び／又は前記伝熱媒体（３）の中に循環流が形成されるように前記伝熱媒体（３）のための前記噴射ノズル（７）が配列されていることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３５．前記蓄熱媒体（２）及び／又は前記伝熱媒体（３）の中に循環流が、垂直成分を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３６．熱供給及び熱消費のために別の装置である噴射管（２１〜２４）及びノズル管（２５〜２８）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３７．前記排出装置の上方に、前記ＰＣＭ装置（１）の外壁に関係する貫通孔（３４）を具備する孔開き床（３２）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３８．複数の噴射管（２１〜２４）が設けられ、かつ該噴射管（２１〜２４）の各々の噴射ノズル（７）が高さが異なるように設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。３９．１つの噴射管（２１〜２４）が、任意に供給管（２０）と協同的に作動するサイフォンとして形成されることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４０．前記伝熱媒体が、バイパス・ライン（５１）を介して前記伝熱媒体の前記領域へ直接供給可能又は該領域から直接抽出可能であり、前記蓄熱媒体への注入を省くことを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４１．前記伝熱媒体の供給又は抽出のために、前記ＰＣＭ装置の前記伝熱媒体の前記領域内にリング・ライン（５３）が設けられることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４２．前記注入を省いた前記伝熱媒体の供給が、前記ＰＣＭ装置内で該媒体の回転運動が開始され又は保持されるように行われることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４３．前記注入が、前記ＰＣＭ装置（１）の前記高さ方向に亘って異なるフロー抵抗により実行可能であることを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４４．複数のノズル（７）が前記ＰＣＭ装置（１）の前記高さ（Ｈ）に亘って設けられ、該ノズル（７）がその関連する高さ（Ｈ）に依存して異なるフロー抵抗を有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４５．より高く位置するノズル（７）の前記フロー抵抗が、より低く位置するノズル（７）のフロー抵抗より小さいことを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４６．１つのノズル・レベルが断絶可能であることを特徴とする先の請求の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。４７．１つのノズルが断絶のための逆止バルブを有することを特徴とする先の請求項の１又は複数に記載のＰＣＭ装置。