JPH10132384A - 加熱式蓄熱槽装置 - Google Patents

加熱式蓄熱槽装置

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JPH10132384A
JPH10132384A JP29965096A JP29965096A JPH10132384A JP H10132384 A JPH10132384 A JP H10132384A JP 29965096 A JP29965096 A JP 29965096A JP 29965096 A JP29965096 A JP 29965096A JP H10132384 A JPH10132384 A JP H10132384A
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JP
Japan
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heat storage
heat
storage tank
storage medium
storage material
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JP29965096A
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English (en)
Inventor
Masanori Enomoto
正徳 榎本
Hideki Watanabe
秀記 渡辺
Masato Kondo
正登 近藤
Shingo Kimura
新悟 木村
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Gastar Co Ltd
Original Assignee
Gastar Co Ltd
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量給湯が可能な小型の加熱式蓄熱槽装置
を提供する。 【解決手段】 蓄熱槽1内の蓄熱媒体をヒータ2で加熱
する。蓄熱槽1内には熱交換器3を配設し、導入通路4
から供給される水を蓄熱媒体との熱交換によって設定温
度の湯にし、この湯を送出通路5を通して取り出す。蓄
熱槽1内にはチューブ等によって形成した蓄熱材収容体
8を配置し、この蓄熱材収容体8内に前記熱交換器3の
熱交換温度領域に融点をもつ潜熱蓄熱材10を収容す
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、蓄熱槽内の蓄熱媒
体を加熱蓄熱する加熱式蓄熱槽装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図6には加熱式蓄熱槽装置の一例が示さ
れている。同図において、蓄熱槽1内には蓄熱媒体とし
ての水が収容されており、この蓄熱媒体の水を加熱する
加熱手段としてのヒータ2が設けられている。この蓄熱
槽1内には熱交換器3が配設されており、この熱交換器
3の入側には処理液を導入する導入通路4が接続されて
おり、また、熱交換器3の出側には熱交換器3で熱交換
した処理液である水を外部へ送出する送出通路5が接続
されている。
【0003】この蓄熱槽1には配管管路6を介して膨張
タンク7が接続され、蓄熱槽1内の圧力上昇を緩和する
ようになっている。
【0004】この図6の例は、導入通路4から熱交換器
3に水を供給し、ヒータ2によって加熱された蓄熱槽1
内の加熱された湯の熱量と熱交換し、この熱交換によっ
て設定温度に加熱された水を熱交換器3の出側から給湯
の湯として送出通路5を通して台所等の所望の給湯場所
に給湯するもである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6に示す装置では、
ヒータ2の加熱による顕熱を利用して蓄熱媒体である水
を加熱して加熱の熱量を蓄熱媒体の水に蓄熱して熱交換
器3で熱交換処理液と熱交換する方式のものであり、こ
の方式のものは、蓄熱媒体の蓄熱熱量が小さく、熱交換
器3の熱交換負荷(給湯量)が大きくなると、蓄熱媒体
の蓄熱熱量が不足しがちとなり、設定温度よりも低めの
湯が給湯されてしまうという問題が生じる。
【0006】このような給湯温度の不安定化を避けるた
めには、蓄熱媒体の蓄熱熱量を大きくする必要があり、
このためには、蓄熱媒体の容量を大きくしなければなら
ず、そうすると、蓄熱槽1が大型化してしまうという問
題が生じる。
【0007】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、小型の蓄熱槽でもって、大
きな負荷に十分耐え得ることが可能な加熱式蓄熱槽装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために次のような手段を講じている。すなわち、第
1の発明は、内部に液体の蓄熱媒体が収容される蓄熱槽
と、この蓄熱槽内の蓄熱媒体を加熱する加熱手段とを備
えた加熱式蓄熱槽装置において、蓄熱槽内には熱交換器
が配設され、この熱交換器の入側には外部から供給され
る処理液を導入する導入通路が接続され熱交換器の出側
には熱交換された処理液を外部へ送出する送出通路が接
続されており、前記蓄熱槽内には前記蓄熱媒体に溶解し
ない伝熱性の材料によって形成されて内部に収容空間を
もつ蓄熱材収容体が配置され、この蓄熱材収容体の収容
空間には前記熱交換器の熱交換温度領域に融点をもつ潜
熱蓄熱材が収容されている構成をもって課題を解決する
手段としている。
【0009】また、第2の発明は、内部に液体の蓄熱媒
体が収容される蓄熱槽と、この蓄熱槽内の蓄熱媒体を加
熱する加熱手段とを備えた加熱式蓄熱槽装置において、
蓄熱槽には蓄熱媒体の供給通路と送給通路が接続されて
おり、前記蓄熱槽内には前記蓄熱媒体に溶解しない伝熱
性の材料によって形成されて内部に収容空間をもつ蓄熱
材収容体が配置され、この蓄熱材収容体の収容空間には
前記蓄熱媒体の加熱設定温度領域に融点をもつ潜熱蓄熱
材が収容されている構成をもって課題を解決する手段と
している。
【0010】上記構成の発明において、加熱手段により
蓄熱槽内の蓄熱媒体を加熱し、蓄熱媒体の温度が処理温
度の熱交換温度や加熱設定温度まで上昇すると、蓄熱材
収容体内の潜熱蓄熱材は融点に達して固体から液体へ相
変化を行い、潜熱蓄熱材に大量の潜熱が蓄えられる。こ
の状態で、蓄熱槽内の熱交換器に処理液を通して熱交換
処理したり、あるいは、供給通路を通して水等の液体を
蓄熱槽内に供給し、蓄熱槽内で加熱されて加熱設定温度
となった水等の蓄熱媒体を送給通路を通して得るような
場合、処理負荷が大きくなっても、蓄熱槽内の熱容量が
大となっているので、十分にその大きな処理負荷に対応
可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。なお、以下に述べる各実施形態例に
おいて、図6に示す従来例と同一の名称部分には同一符
号を付し、その重複説明は省略する。図1には本発明に
係る加熱式蓄熱槽装置の第1実施形態例が示されてい
る。
【0012】この実施形態例も従来例と同様に、加熱槽
1内に蓄熱媒体である水を収容し、この水をヒータ2の
加熱手段により加熱し、熱交換器3を用いて導入通路4
から供給される処理液である水を熱交換し給湯の湯を送
出通路5を通して台所等の所望の給湯場所へ給湯する構
成となっている。
【0013】この実施形態例において特徴的なことは、
蓄熱槽1内に蓄熱材収容体8を配置し、この蓄熱材収容
体8内に潜熱蓄熱材10を収容したことである。
【0014】前記蓄熱材収容体8は蓄熱媒体に溶解しな
い伝熱性の材料によって形成されており、この実施形態
例では図2の(a)に示すように、ゴムやプラスチック
等の伸縮性を有するチューブによって形成されており、
このチューブ内に潜熱蓄熱材10が収容されている。
【0015】この潜熱蓄熱材10は処理液の処理温度領
域、この実施形態例では熱交換器3の熱交換温度領域
(より詳しくは熱交換温度の下側近傍温度)に融点をも
つ潜熱材料によって構成されており、例えば、表1〜表
3に示すような潜熱蓄熱材が使用される。表1は処理温
度領域が5〜15℃用のものであり、表2は処理温度領
域が30〜60℃用のものであり、表3は処理温度領域
が80〜120℃用のものをそれぞれ示しており、処理
温度の下側近傍温度に融点をもつ潜熱蓄熱材が選択使用
されている。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】図5は温度と蓄熱量との関係を潜熱蓄熱材
と水とを比較状態で示すグラフである。このグラフで
は、潜熱蓄熱材としてCaCl2・6H2Oを例にして示
してある。水の場合は、加熱の温度の上昇に伴い、蓄熱
量は比例して上昇するが、潜熱蓄熱材の場合は、加熱温
度が融点まで上昇すると、固体から液体への相変化を起
こし、潜熱蓄熱材の潜熱により蓄熱潜熱材が保有する蓄
熱熱量は急激に増加する。
【0020】この潜熱蓄熱材10の融点を処理温度領域
に設定することにより、つまり、潜熱蓄熱材10の融点
を給湯設定温度領域(より詳しくは給湯設定温度の下側
近傍温度)に設定することにより、潜熱蓄熱材10は処
理温度領域(給湯温度領域)で固体から液体の相変化に
より、潜熱蓄熱材10に大量の熱が蓄熱される結果とな
り、これにより、必然的に蓄熱槽1内の蓄熱熱量が格段
に大きくなる。
【0021】したがって、処理液の負荷(給湯量)が増
大しても、前述した如く、蓄熱槽1内の蓄熱熱量が大き
いために、十分に熱交換器3の熱交換需要を充足し、蓄
熱媒体の蓄熱熱量が不足するということはないので、給
湯の湯が給湯設定温度の湯よりも低くなってしまうとい
う現象を確実に防止でき、安定した設定温度の湯の給湯
が可能となる。
【0022】このように、この実施形態例では蓄熱槽1
内の蓄熱熱量、つまり、蓄熱槽1内の蓄熱媒体である水
の蓄熱熱量と蓄熱材収容体8内の潜熱蓄熱材10の蓄熱
熱量とのトータル熱量が極めて大きくなるので、蓄熱槽
1を小型化しても、大きな蓄熱熱量を蓄えることが可能
となり、大容量給湯に十分耐え得る小型の加熱式蓄熱材
装置の提供が可能となる。
【0023】図3は第2実施形態例の加熱式蓄熱槽装置
を示すものである。この第2実施形態例は蓄熱槽1内に
収容された蓄熱媒体を加熱する加熱手段をバーナ11の
燃焼火炎により行う構成としたボイラ形式の装置とした
ものであり、それ以外の構成は前記第1実施形態例と同
様である。この第2実施形態例も、蓄熱槽1内に潜熱蓄
熱材10を収容して成る蓄熱材収容体8を設置すること
で、小型の装置にするにも拘わらず大容量の熱交換負荷
(給湯負荷)に耐え得ることができるという前記第1実
施形態例と同様な効果を奏することが可能となる。
【0024】図4は本発明の他の実施形態例の模式構成
を示すものである。図4の(a)は前記第1実施形態例
の装置に対応するものであり、図4の(b)は前記第2
実施形態例の装置に対応するものであり、前記各実施形
態例と同一の部分には同一符号を付し、その重複説明は
省略する。
【0025】この図4に示す装置は、蓄熱材収容体8を
チューブ状のものではなく金属管12により構成したこ
とであり、それ以外の構成は前記第1および第2の各実
施形態例と同様である。
【0026】前記金属管12は、例えば、蓄熱槽1に固
定された下板13と上板14間に配設されており、この
金属管12はその内部に収容されている潜熱蓄熱材10
が相変化を起こすときの体積変化に十分耐え得る機械的
強度を保有している。
【0027】この実施形態例においても、熱交換器3の
熱交換処理温度領域に潜熱蓄熱材10の融点をもたせる
ことで、第1および第2の各実施形態例と同様な効果を
奏することができるものである。
【0028】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記各実施形態例では、熱交換器3を用いた処理液
(水)の熱交換給湯処理を例にして説明したが、例え
ば、飲料水や牛乳等の食品流体の殺菌処理の用途に供す
ることも可能である。この場合には、潜熱蓄熱材10の
融点を殺菌温度領域(より詳しくは殺菌温度の下側近傍
温度)に設定し、導入通路4から熱交換器3に供給され
てくる食品流体を蓄熱媒体の熱と熱交換させて殺菌し、
その殺菌処理した食品流体を送出通路5を通して外部へ
供給することが可能となる。この場合も、殺菌温度で潜
熱蓄熱材10に大きな潜熱を保有させることができるの
で、殺菌の処理量(殺菌負荷)が大きくなっても、十分
に対応することができ、小型の装置でもって、大量の処
理液の殺菌処理が可能となる。
【0029】また、上記各実施形態例の蓄熱槽1に収容
される蓄熱媒体の湯を直接台所等の所望の給湯場所へ給
湯する装置とすることも可能である。この場合は、図
1、図3、図4に示す各実施形態例の蓄熱槽1に鎖線で
示す如く、水の供給通路15と湯の送給通路16を設
け、この送給通路16に設けたポンプ17の駆動によっ
て、蓄熱槽1内で給湯設定温度に加熱した湯を直接送給
通路16を通して給湯することができる。このように、
蓄熱槽1内の湯を直接給湯する装置とする場合は、熱交
換器3は省略することができる。
【0030】この種の装置の場合におても、蓄熱材収容
体8に給湯温度領域(より詳しくは給湯設定温度の下側
近傍温度)に融点をもった潜熱蓄熱材10を収容するこ
とにより、蓄熱槽1内に保有される給湯温度での蓄熱熱
量が大きくなるので、供給通路15から供給される水を
効率的に設定温度の湯にして送給通路16を通して給湯
することが可能となり、給湯需要が多い場合にも十分に
応えることが可能となる。
【0031】さらに、上記各実施形態例では蓄熱媒体と
して水を例にして説明したが、この蓄熱媒体として、水
以外の様々な液体(例えば油)を用いることが可能であ
る。
【0032】さらに、蓄熱材収容体8として、図2の
(b)に示すように、蓄熱媒体に溶解しない殻(例えば
プラスチックの殻)をカプセルとし、このカプセル内に
潜熱蓄熱材10を収容し、潜熱蓄熱材10を収容して成
る多数のカプセルを蓄熱槽1内に収容するようにしても
よい。
【0033】
【発明の効果】本発明は熱交換温度領域や加熱設定温度
領域等の処理温度領域(処理温度の下側近傍温度)に融
点をもつ潜熱蓄熱材を収容して成る蓄熱材収容体を蓄熱
槽内に収容配置する構成としたので、例えば、蓄熱槽内
に熱交換器を設け、外部から供給される処理液をこの熱
交換器で熱交換させて熱交換処理液を外部へ供給するよ
うな場合や、あるいは蓄熱槽内の蓄熱媒体を加熱処理し
て設定温度の処理液を外部へ送給するようにした装置に
あっては、潜熱蓄熱材を用いることによって、蓄熱槽内
の蓄熱熱量が飛躍的に増大し、これにより、蓄熱槽を小
型にしても、十分にその給湯、殺菌等の大容量処理負荷
に耐え得ることができる。
【0034】また、このように、蓄熱槽を小型化できる
ので、装置コストも安くなり、本発明の優れた性能を有
する加熱式蓄熱槽装置を安価に提供できるという画期的
な効果を奏することができる。
【0035】さらに、本発明においては、潜熱蓄熱材を
蓄熱媒体に溶解しない蓄熱材収容体に収容しているの
で、潜熱蓄熱材が蓄熱媒体に混合するのを防止できる。
潜熱蓄熱材が蓄熱媒体に混合すると、蓄熱媒体の温度が
潜熱蓄熱材の融点以下に低下したときに液体から固体へ
の相変化を起こして、潜熱蓄熱材が蓄熱槽の壁面、熱交
換器の表面、加熱手段の例えばヒータ表面等に固着し、
処理液の加熱、熱交換等の処理の熱効率を低下させる
が、本発明においては、潜熱蓄熱材が蓄熱材収容体に収
容されることで、このような熱効率の低下を防止できる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態例の模式構成説明図である。
【図2】蓄熱材収容体の各種形態例を示す説明図であ
る。
【図3】第2実施形態例の模式構成説明図である。
【図4】他の実施形態例の模式構成説明図である。
【図5】温度と熱容量との関係を示す特性を水と潜熱蓄
熱材との比較状態で示すグラフ説明図である。
【図6】従来の加熱式蓄熱槽装置の模式説明図である。
【符号の説明】
1 蓄熱槽 2 ヒータ 3 熱交換器 8 蓄熱材収容体 10 潜熱蓄熱材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 新悟 神奈川県大和市深見台3丁目4番地 株式 会社ガスター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に液体の蓄熱媒体が収容される蓄熱
    槽と、この蓄熱槽内の蓄熱媒体を加熱する加熱手段とを
    備えた加熱式蓄熱槽装置において、蓄熱槽内には熱交換
    器が配設され、この熱交換器の入側には外部から供給さ
    れる処理液を導入する導入通路が接続され熱交換器の出
    側には熱交換された処理液を外部へ送出する送出通路が
    接続されており、前記蓄熱槽内には前記蓄熱媒体に溶解
    しない伝熱性の材料によって形成されて内部に収容空間
    をもつ蓄熱材収容体が配置され、この蓄熱材収容体の収
    容空間には前記熱交換器の熱交換温度領域に融点をもつ
    潜熱蓄熱材が収容されている加熱式蓄熱槽装置。
  2. 【請求項2】 内部に液体の蓄熱媒体が収容される蓄熱
    槽と、この蓄熱槽内の蓄熱媒体を加熱する加熱手段とを
    備えた加熱式蓄熱槽装置において、蓄熱槽には蓄熱媒体
    の供給通路と送給通路が接続されており、前記蓄熱槽内
    には前記蓄熱媒体に溶解しない伝熱性の材料によって形
    成されて内部に収容空間をもつ蓄熱材収容体が配置さ
    れ、この蓄熱材収容体の収容空間には前記蓄熱媒体の加
    熱設定温度領域に融点をもつ潜熱蓄熱材が収容されてい
    る加熱式蓄熱槽装置。
JP29965096A 1996-10-24 1996-10-24 加熱式蓄熱槽装置 Pending JPH10132384A (ja)

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JP (1) JPH10132384A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000329401A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機
JP2017040379A (ja) * 2015-08-17 2017-02-23 株式会社ガスター 熱源装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000329401A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機
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