JPH1037336A - 蓄熱カプセル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上に積まれる別の蓄熱カプセルを安定的に支
持できながら、熱交換性がよい蓄熱カプセルを提供す
る。 【解決手段】 熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱剤
９を収容自在な密閉容器１０を設け、密閉容器１０の内
空部に、蓄熱剤９を充填してある蓄熱カプセルにおい
て、密閉容器１０の蓄熱剤収容部１１を膜部材で形成
し、密閉容器１０の外周部に、補強枠部１２を設けてあ
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、例えば、壁体や床
下や屋根裏等の隙間を利用した蓄熱空間に設置して、接
触流体との熱交換による蓄熱や放熱によって、室温調整
の一つの手段として用いることができる蓄熱カプセルで
あって、さらに詳しくは、熱交換によって蓄熱・放熱自
在な蓄熱剤を収容自在な密閉容器を設け、前記密閉容器
の内空部に、前記蓄熱剤を充填してある蓄熱カプセルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、この種の蓄熱カプセルは、上
述の蓄熱空間への設置作業性や、メンテナンス性を考慮
して、コンパクトに形成された複数の蓄熱カプセルを、
例えば、上下に積み重ねる手法で設置することが多い
が、この場合は、下方に設置される蓄熱カプセルには、
上方の蓄熱カプセルの重量が作用する。この様な、設置
環境のもと、従来の蓄熱カプセルとしては、図１２・１
３に示すように、前記密閉容器２０の蓄熱剤収容部２１
そのもので上方の蓄熱カプセルの重量を受けることがで
きるように、蓄熱剤収容部２１を厚肉に形成してあるも
のがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蓄熱剤収容部は、熱交
換の対象である接触流体と蓄熱剤との間に介在するわけ
であるが、上述した従来の蓄熱カプセルによれば、この
蓄熱剤収容部が、厚肉に形成してあるから、前記熱交換
の効率が悪くなり易いという問題点があり、だからとい
って、蓄熱剤収容部を薄肉に形成すると、上方の蓄熱カ
プセルの重量が作用するのに伴って変形して、安定的な
支持ができないということになりかねない。

【０００４】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
消し、上に積まれる別の蓄熱カプセルを安定的に支持で
きながら、熱交換性がよい蓄熱カプセルを提供するとこ
ろにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕請求項１の発明の特徴構成は、熱交換によって
蓄熱・放熱自在な蓄熱剤を収容自在な密閉容器を設け、
前記密閉容器の内空部に、前記蓄熱剤を充填してある蓄
熱カプセルにおいて、前記密閉容器の蓄熱剤収容部を膜
部材で形成し、前記密閉容器の外周部に、補強枠部を設
けてあるところにある。

【０００６】請求項２の発明の特徴構成は、前記蓄熱剤
収容部が、厚み方向に間隔をあけて複数並設してあると
ころにある。

【０００７】請求項３の発明の特徴構成は、前記補強枠
部に、前記蓄熱剤収容部表面に熱交換用接触流体を流通
自在な複数の通風部を設けてあるところにある。

【０００８】請求項４の発明の特徴構成は、蓄熱剤収容
部と、並設される他の蓄熱カプセルの蓄熱剤収容部とを
所定の寸法に離間させる間隔保持手段を、前記補強枠部
に設けてあるところにある。

【０００９】〔作用及び効果〕請求項１の発明の特徴構
成によれば、前記密閉容器の蓄熱剤収容部を膜部材で形
成して、前記密閉容器の外周部に、補強枠部を設けてあ
るから、上方からの荷重を、蓄熱剤収容部に大きな負担
を掛けることなく前記補強枠部で安定的に受けることが
可能となり、それに伴って、膜部材で構成する蓄熱剤収
容部の厚みを薄くして、熱交換性を向上させることが可
能となる。従って、例えば、限られた蓄熱カプセル収容
空間の中において、より多くの蓄熱カプセルを設置し、
且つ、蓄熱カプセルそのものの熱交換性をよくすること
が可能となり、より蓄熱性能の高い蓄熱構造を構築する
ことが可能となる。

【００１０】請求項２の発明の特徴構成によれば、前記
蓄熱剤収容部が、厚み方向に間隔をあけて複数並設して
あるから、当該蓄熱カプセルを設置した状態において
は、夫々の蓄熱剤収容部間には接触流体が流通自在な空
間が確実に形成され、例えば、並設された蓄熱剤収容部
どうしが接当しているものに比べて、より効率の良い熱
交換を果たすことが可能となる。

【００１１】請求項３の発明の特徴構成によれば、前記
補強枠部に、前記蓄熱剤収容部表面に熱交換用接触流体
を流通自在な複数の通風部を設けてあるから、複数の蓄
熱カプセルどうしを隙間なく並設したり、積層させて配
置したとしても、それらの蓄熱カプセル群の各通風部を
通して、接触流体が蓄熱剤収容部に流通して熱交換をす
ることが可能となる。その結果、所定範囲の設置空間
に、より多くの蓄熱カプセルを無駄なく配置して、蓄熱
構造を構築することが可能となる。

【００１２】請求項４の発明の特徴構成によれば、蓄熱
剤収容部と、並設される他の蓄熱カプセルの蓄熱剤収容
部とを所定の寸法に離間させる間隔保持手段を、前記補
強枠部に設けてあるから、設置空間に多数の蓄熱カプセ
ルを設置するにあたり、無造作に各蓄熱カプセルを並設
しても、前記間隔保持手段によって、隣り合う蓄熱剤収
容部どうしは所定の間隔に位置し、熱交換上、良好な配
置状況に設置することが可能となる。その結果、設置対
象部への蓄熱カプセルの設置作業の効率を向上させるこ
とが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の
符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示してい
る。

【００１４】本実施形態は、図１・８・９に示すよう
に、建物に形成した蓄熱壁Ｗの熱交換によって室内温を
コントロールできるように蓄熱カプセルを利用してある
一実施形態である。

【００１５】前記蓄熱壁Ｗは、断熱外壁体１と、内壁体
２との間に、接触する空気（接触流体の一例）Ｒとの熱
交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱ユニットＴを設けて
構成してある。

【００１６】前記断熱外壁体１は、厚み内に多数の断熱
用中空部を形成したセメント板状体で、外壁としての一
般的な機能に加えて断熱効果を強化してある。前記内壁
体２は、石膏ボードで構成してあり、前記断熱外壁体１
を設置した後その室内側に前記蓄熱ユニットＴを沿わせ
て配置し、さらにその室内側に内壁体２を設置して室内
空間を確保するものである。また、内壁体２の上端部及
び下端部には、前記蓄熱ユニットＴに備えた後述の取入
口４と吐出口５に対向する部分に、前記空気Ｒを流通自
在な開口部２ａを各別に設けてある。

【００１７】前記蓄熱ユニットＴは、図２・３・４に示
すように、前記空気Ｒとの熱交換によって蓄熱・放熱自
在な複数の蓄熱カプセル３を内空部に収容し、且つ、前
記内空部に前記空気Ｒを取り入れ自在な取入口４と（図
２・４参照）、前記内空部に取り入れた前記空気Ｒを外
部へ吐き出し自在な吐出口５とを備えたユニット容器６
を設け（図３参照）、前記取入口４と吐出口５とをそれ
ぞれ開閉操作自在な複数のダンパー（開閉手段の一例）
７と、前記空気Ｒを前記取入口４から前記内空部に吸い
込んで前記吐出口５から吐き出すためのファンＦとを、
前記ユニット容器６に対して一体的に取り付けて構成し
てある。但し、通常は、前記取入口４は、ユニット容器
６の上端部に形成してあり、前記吐出口５は、ユニット
容器６の下端部に形成してあるが、前記ファンＦの回転
方向（送風方向）を切り替えることによって、上端部が
吐出口となり、下端部が取入口となる。前記ユニット容
器６は、図４に示すように、発泡樹脂からなる中間層を
一対の板状体（金属または合成樹脂製）からなる表面層
で挟み込む状態に形成してあるパネル体を、前記断熱外
壁体１と内壁体２との隙間に収納できる寸法の箱形状に
成形して構成してある。又、ユニット容器６の室内側の
パネル体部分には、前記蓄熱カプセル３を前記ユニット
容器６の内空部に出し入れ自在な出入口６ａを設けてあ
り、蓄熱カプセル３のメンテナンス時には、内壁体２の
みを取り外すだけで、前記出入口６ａから、蓄熱カプセ
ル３を簡単に出し入れして効率的なメンテナンス作業を
実施することができるように構成してある。更に、ユニ
ット容器６の上下端部には、ユニット容器６の内空部と
室外空間とを連通させる連通状態と、遮断する遮断状態
とに切替操作自在な連通管８を各別に接続してある。

【００１８】前記蓄熱カプセル３は、図５・６・７に示
すように、熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱剤９を
収容自在な密閉容器１０を設け、前記密閉容器１０の内
空部に、前記蓄熱剤９を充填して構成してある。前記蓄
熱剤９としては、熱交換温度、及び、その範囲によっ
て、種々のものを使用することができるが、その一例と
しては、塩化カルシウム６水塩（ＣａＣｌ ₂・６Ｈ₂Ｏ）
を上げることができる。

【００１９】前記密閉容器１０は、蓄熱剤９を収容して
ある複数の蓄熱剤収容部１１と、その外周部の補強枠部
１２とを設けて構成してある。前記各蓄熱剤収容部１１
と、補強枠部１２とは、別部材で構成してあり、蓄熱剤
収容部１１は、合成樹脂（例えば、高密度ポリエチレ
ン）製の薄膜で構成してある。詳しくは、合成樹脂製の
一対のフィルム材１３を積層し、図に示すように、両フ
ィルム材１３の外周部どうし、及び、中間部分の複数箇
所どうしをそれぞれ融着して構成してある。前記両フィ
ルム１３の外周部どうしの融着は、両フィルム材１３間
に前記蓄熱剤９を収容できるようにするために実施して
あり、前記両フィルム１３の中間部分の複数箇所どうし
の融着は、蓄熱剤収容部１１が、蓄熱剤９の圧力で厚み
方向に膨らむのを防止すると共に、全体的な保形性を高
めるために実施してある。また、前記蓄熱剤収容部１１
の全周を囲う形で、前記補強枠部１２を嵌合させてあ
る。因に、本実施形態においては、前記補強枠部１２に
は、蓄熱剤９を充填した二つの蓄熱剤収容部１１を、そ
の厚み方向に間隔をあけて嵌合させて一体化を図ってあ
る。

【００２０】前記補強枠部１２について、説明すると、
合成樹脂で形成してあり、蓄熱カプセル全体とした形状
の安定性確保と、上方に積み上げられる別の蓄熱カプセ
ルの重量を受けて変形し難いように高い剛性を付与して
ある。そして、部材構成としては、一対の縦枠部材１２
ａと、一対の横枠部材１２ｂとを、図に示すように額縁
状に組み付けて構成してあり、横枠部材１２ｂには、前
記蓄熱剤収容部１１表面に熱交換用の前記空気Ｒを流通
自在な複数の通風部（貫通孔や切欠によって構成するこ
とが可能）１４を設けてある。従って、ユニット容器内
空部の空間に、隙間なく多数の蓄熱カプセル３を設置し
ても、前記取入口４から吐出口５間に、前記通風部１４
を通した流路が形成され、スムースに空気Ｒと蓄熱剤９
との熱交換を図ることが可能となる。また、前記補強枠
部１２は、その幅寸法を、前記並設した一対の蓄熱剤収
容部１１の幅寸法より少し大きめに設定してあり、他の
蓄熱カプセルを並設させる場合に、隣り合う蓄熱剤収容
部間に、所定寸法の隙間が形成できるように構成してあ
る（図２・３参照）。即ち、狭い空間内により多くの蓄
熱カプセル３を詰め込んで設置しても、夫々の蓄熱剤収
容部間には所定の空気流路が確保され、より効率の高い
熱交換を実施できるものである。上述のように幅寸法を
設定された前記補強枠部１２が間隔保持手段Ｓに相当す
る。

【００２１】前記蓄熱壁Ｗによる室内温コントロールの
一例を説明すると、図８に示すように、昼間、前記連通
管８を閉塞した状態で、各ダンパー７を開いてファンＦ
を駆動させることによって、室内の余分な熱を蓄熱剤９
に蓄熱し、暑い時期においては室温低下効果を発揮し、
寒い時期においては、蓄熱した熱を夜間に放出して室温
増大効果を発揮することができる。但し、暑い時期の使
用に関しては、図９に示すように、夜間に、吐出口５を
閉めて連通管８を開けた状態でファンＦを駆動すること
によって、蓄熱した熱を外部に排熱して翌日の蓄熱に備
えることができる。

【００２２】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説
明する。

【００２３】〈１〉 前記蓄熱剤は、先の実施形態で説
明した塩化カルシウム６水塩（ＣａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）に
限るものではなく、例えば、硫酸ナトリウム１０水塩
（ＮａＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）であってもよく、他にも室温
付近で相変化する潜熱蓄熱剤を用いることが可能であ
り、それらを総称して蓄熱剤という。 〈２〉 前記密閉容器は、先の実施形態で説明した高密
度ポリエチレン製に限るものではなく、例えば、ポリプ
ロピレン製や他の合成樹脂製であってもよい。 〈３〉 また、蓄熱剤収容部と補強枠部とは、先の実施
形態で説明した別体形成のものに限るものではなく、例
えば、図１０・１１に示すように、前記フィルム材１３
の端縁部を屈曲形成することによって、その部分を補強
枠部１２とすることも可能である。さらには、一つの蓄
熱カプセルを、二つの蓄熱剤収容部を設けて構成するも
のに限らず、例えば、一つの蓄熱剤収容部であったり、
又は、三つ以上の複数の蓄熱剤収容部を設けて構成する
ものであってもよい。 〈４〉 前記ファンＦは、例えば、アクシャルファン、
クロスフローファン、シロッコファン等、種々の形式の
ファンを採用することが可能である。

【００２４】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】蓄熱壁を示す断面図

【図２】蓄熱壁の上端部の詳細を示す断面図

【図３】蓄熱壁の下端部の詳細を示す断面図

【図４】蓄熱ユニットを示す一部切欠正面図

【図５】蓄熱カプセルを示す斜視図

【図６】蓄熱カプセルを示す上面視断面図

【図７】蓄熱カプセルを示す分解斜視図

【図８】蓄熱壁の作用説明図

【図９】蓄熱壁の作用説明図

【図１０】別実施形態の蓄熱カプセルを示す要部断面図

【図１１】別実施形態の蓄熱カプセルを示す要部断面図

【図１２】従来の蓄熱カプセルの設置状況を示す正面図

【図１３】従来の蓄熱カプセルを示す上面視断面図

【符号の説明】

９ 蓄熱剤 １０ 密閉容器 １１ 蓄熱剤収容部 １２ 連結部材 １４ 通風部 Ｒ 接触流体 Ｓ 間隔保持手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱剤
   （９）を収容自在な密閉容器（１０）を設け、前記密閉
   容器（１０）の内空部に、前記蓄熱剤（９）を充填して
   ある蓄熱カプセルであって、 前記密閉容器（１０）の蓄熱剤収容部（１１）を膜部材
   で形成し、前記密閉容器（１０）の外周部に、補強枠部
   （１２）を設けてある蓄熱カプセル。
2. 【請求項２】 前記蓄熱剤収容部（１１）が、厚み方向
   に間隔をあけて複数並設してある請求項１に記載の蓄熱
   カプセル。
3. 【請求項３】 前記補強枠部（１２）に、前記蓄熱剤収
   容部（１１）表面に熱交換用接触流体（Ｒ）を流通自在
   な複数の通風部（１４）を設けてある請求項１又は２に
   記載の蓄熱カプセル。
4. 【請求項４】 蓄熱剤収容部（１１）と、並設される他
   の蓄熱カプセル（３）の蓄熱剤収容部（１１）とを所定
   の寸法に離間させる間隔保持手段（Ｓ）を、前記補強枠
   部（１２）に設けてある請求項１〜３の何れかに記載の
   蓄熱カプセル。