JPH11173781A - 蓄熱装置 - Google Patents

蓄熱装置

Info

Publication number
JPH11173781A
JPH11173781A JP9338434A JP33843497A JPH11173781A JP H11173781 A JPH11173781 A JP H11173781A JP 9338434 A JP9338434 A JP 9338434A JP 33843497 A JP33843497 A JP 33843497A JP H11173781 A JPH11173781 A JP H11173781A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
heat storage
pipe
evaporator
heat pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9338434A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshito Watabe
義人 渡部
Michio Yanatori
美智雄 梁取
Katsumi Muroi
克美 室井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9338434A priority Critical patent/JPH11173781A/ja
Publication of JPH11173781A publication Critical patent/JPH11173781A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱過程で加熱される水の突沸による配管の
振動や騒音を抑制し、高速の水蒸気流に対する耐久性を
高め、伝熱管の疲労破壊や液体金属による侵食を防止し
た蓄熱装置を得る。 【解決手段】 蓄熱容器内に伝熱管としてヒートパイプ
蒸発部を備え、ヒートパイプ凝縮部を介して放熱する蓄
熱装置において、ヒートパイプ蒸発部を直管とする。ま
た、ヒートパイプ蒸発部の上流側に、上流側からヒー
タ、熱媒体上昇部、熱媒体下降部を順に設け、熱媒体の
ヒートパイプ蒸発部への流入を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄熱装置に関するも
のであり、特に、金属を蓄熱材とした蓄熱装置に好適で
ある。
【0002】
【従来の技術】内部に伝熱管を内蔵するとともに伝熱管
の周囲に蓄熱材が充填されている蓄熱槽を備え、伝熱管
に水を供給して蒸気あるいは温水を発生させることは、
例えば実開平3-20251号公報記載のように知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
蓄熱温度を100℃以上とする蓄熱装置においては,放熱
過程で加熱される水が沸騰する場合がある。特に、蓄熱
材として金属を用いる場合、蓄熱材の熱伝導度が高いた
め、水が突沸する可能性があり、配管の振動や騒音の原
因となる。また、高速の水蒸気流のため配管が摩耗して
破壊される危険性がある。
【0004】また、金属の凝固・融解潜熱を利用する場
合、金属の凝固・融解に伴って伝熱管に応力が加わり、
伝熱管が疲労破壊する危険がある。加えて、液体金属に
より伝熱管が侵食される問題もある。
【0005】本発明の目的は、放熱過程で加熱される水
の突沸による配管の振動や騒音を抑制し、高速の水蒸気
流に対する耐久性を高め、伝熱管の疲労破壊や液体金属
による侵食を防止した蓄熱装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、蓄熱容器内に伝熱管としてヒートパイプ蒸発
部を備え、ヒートパイプ凝縮部を介して放熱する蓄熱装
置において、ヒートパイプ蒸発部を直管としたものであ
る。
【0007】また、上記のものにおいて、ヒートパイプ
蒸発部の上流側に、上流側からヒータ、熱媒体上昇部、
熱媒体下降部を順に設け、熱媒体のヒートパイプ蒸発部
への流入を制御したものである。
【0008】具体的には、以下によって上記目的を達成
する。 1)蓄熱容器内に伝熱管としてヒートパイプ蒸発部を設
け、ヒートパイプの凝縮部を介して水を加熱する。 2)ヒートパイプ蒸発部への熱媒体の供給量を制御す
る。 3)ヒートパイプ蒸発部を直管とする。 4)ヒートパイプ蒸発部を鉛直方向に設置する。 5)ヒートパイプ蒸発部を二重管とし、ヒートパイプ蒸
発部の一端を自由端とする。 6)熱媒体を予熱してヒートパイプ蒸発部に供給する。 7)高速の熱媒体蒸気流が衝突する部位の肉厚を厚くす
る。 8)ヒートパイプ蒸発部の外管をクラッド材とし、外管
の内壁および外壁それぞれに接触する蓄熱材および熱媒
体に対して耐久性を有する材料を選択する。 9)ヒートパイプ蒸発部の外管の外側にシースを設け
て、外管とシースとの間にヒータ、多孔質部材あるいは
粒子状部材を配設する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明による一実施例を示
す蓄熱装置の概略を示す断面図である。蓄熱装置は蓄熱
容器1およびヒートパイプ4より構成されている。蓄熱
容器1の内部には100〜900℃の融点を有する金属が蓄熱
材2として充填してあり、蓄熱用のヒータ3が水平方向
に挿入してある。ヒートパイプ4の蒸発部5は蓄熱容器
1に鉛直に貫通させてあり、熱媒体は下方から蒸発部5
に流入するようになっている。蓄熱材2の材料として
は、蓄熱密度、融点、重量あるいはコストの面から、ア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金が適切である。ま
た、蓄熱容器1内の空隙には、窒素、アルゴン等の不活
性ガスを封入して蓄熱材2の酸化を防止している。 ま
た、蓄熱容器1の内壁は、高温においても蓄熱材2に侵
食されにくい材料で構成する必要がある。例えば、蓄熱
容器1の母材に蓄熱材2よりも高融点の鋳鉄、鋼等を用
い、内壁にアルミナ、マグネシア、ムライト系のセラミ
クスあるいは耐熱ガラス等をコーテイングすることが望
ましい。さらに、鋼とチタンのクラッド材を使用するこ
ともできる。蓄熱容器1の下方には熱媒体余熱部16が
設置してあり、ヒータ17が挿入してある。ヒートパイ
プ4はループ式であり、蒸発部5、凝縮部6および配管
7、8、9から構成される。配管9は鉛直方向に高低差
を有していて、配管9の頂部にはUベンド部13を具備
している。
【0010】配管9の上流側にはタンク10、ヒータ1
2が設置してある。タンク10には液体の熱媒体11が
貯蔵してあり、ヒータ12に至る配管内を液体の熱媒体
11で封じてある。凝縮部6は熱交換器14の一部とな
っていて、配管15を流れる水を熱媒体の凝縮潜熱で加
熱することができるようになっている。熱媒体は100℃
前後に沸点を有する水、アルコール等が適当である。ヒ
ートパイプ4の内部は脱気してあり、空気が熱媒体蒸気
の拡散を妨げないようにしてある。
【0011】次に、本図を用いて蓄熱および放熱の過程
を説明する。蓄熱過程においては、蓄熱容器1内の蓄熱
材2をヒータ3により加熱する。このとき、蓄熱材2が
溶融するまで加熱することが可能である。放熱過程にお
いては、ヒートパイプ4を作動させるため、ヒータ12
により液体の熱媒体を沸騰させて、配管9および13を
経由して配管7に至るまでに凝縮させて蒸発部5に送り
込み、蓄熱材2の熱により蒸発させる。蒸発した熱媒体
は配管8を経由して凝縮部6に入り液化して還流する。
このとき、配管15を流れる水を加熱する。ヒータ12
における加熱量を加減することにより、蒸発部5に入る
液体の熱媒体の量を変化させて放熱量を制御することが
できる。タンク10は液体の熱媒体11の液位を保ち、
ヒータ12の設置位置に液体の熱媒体が常に供給される
ようにするためのものである。蒸発部5に入る熱媒体の
突沸を防止するため、熱媒体を余熱用の金属16を介し
てヒータ17で余熱することもできる。
【0012】図2は本発明の他の実施例を示す蓄熱装置
の要部概略を示す縦断面図である。本図では、ヒートパ
イプ4の凝縮部6等を省略してあるが、配管7の上流、
配管8の下流は図1と同様である。蓄熱用のヒータ3お
よびヒートパイプ4の蒸発部5は蓄熱容器1の下部から
鉛直方向に挿入してある。ヒートパイプ4の蒸発部5は
二重管構造となっていて、二重管外管の上端23は封止
してある。そして、二重管内管の上端は二重管外管の内
部で開放してあり、熱媒体を配管7から蒸発部5の内管
内流路21、環状部流路22を通して配管8へ流すこと
ができる。
【0013】本実施例の場合、蒸発部5に入る液体の熱
媒体が内管21を流れる過程で環状部22の熱媒体蒸気
により予熱されるため、熱媒体の突沸が起こりにくくな
っている。また、蒸発部5の上端23を自由端とするこ
とにより、蓄熱・放熱過程において熱により生じる歪み
を小さくすることができる。
【0014】図3は本発明の他の実施例を示す蓄熱装置
の要部概略を示す縦断面図である。本実施例では、ヒー
トパイプ4の蒸発部5は蓄熱容器1の上部から鉛直方向
に挿入してある。図4は本発明の他の実施例を示す蓄熱
装置の要部概略を示す縦断面図である。本実施例では、
ヒートパイプ4の蒸発部5は蓄熱容器1の下部から鉛直
方向に挿入してあり、蒸発部5の上端23を拡大してあ
る。これにより、内管21から噴出する熱媒体による蒸
発器5の上端23の摩耗を軽減することができる。
【0015】図5は本発明の他の実施例を示す蓄熱装置
の要部概略を示す縦断面図である。本実施例では、ヒー
トパイプ4の蒸発部5は蓄熱容器1の上部から鉛直方向
に挿入してあり、蒸発部5の下端23を拡大してある。
図6はさらに他の実施例を示すヒートパイプ4蒸発部5
の概略を示す断面図である。本実施例では、図4に示す
蒸発部5の上端23に肉厚部24が設けてある。これに
より、内管21から噴出する熱媒体に対する蒸発器5の
上端23の耐久性を高めることができる。
【0016】図7は一実施例を示すヒートパイプ4蒸発
部5の外管26の拡大断面図である。本実施例は、外管
26をクラッド材としたものである。本図において、外
管26の外面31は蓄熱材2と接触するため、部材33
は溶融した蓄熱材2に対して耐食性を有する材料とす
る。外管26の内面32はヒートパイプ4の熱媒体と接
触するため、部材34は高温度の熱媒体に対して耐食性
を有する材料とする。部材33の材料としては、アルミ
ナ、マグネシア、ムライト系のセラミクスあるいは耐熱
ガラスあるいはチタン等が良い。また、部材34の材料
としては、ステンレス、銅、チタン等が良い。
【0017】図8はさらに他の実施例を示すヒートパイ
プ4蒸発部5の外管26の拡大断面図である。本図にお
いて、部材33および34は図7と同様であるが、部材
33と部材34との間にはさみ込んだ部材35は、熱膨
張率の値が部材33および34それぞれの値の中間値と
なるものである。部材35をはさみ込むことにより、外
管26の熱履歴によるひずみを緩和することができる。
【0018】図9はさらに他の実施例を示すヒートパイ
プ4蒸発部5の拡大縦断面図である。本実施例は、ヒー
トパイプ4蒸発部5と蓄熱用ヒータ43を一体化したも
のである。本図において、蒸発部5の外管44の外側に
は蓄熱用ヒータ43が螺旋状に巻き付けてあり、その外
側にシース41を設けてある。シース41は蓄熱材2と
接している。シース41と外管44の間には空間42が
存在する。以上の構造にすることにより、蒸発部5への
追い焚きが容易となるだけでなく、蒸発部5と蓄熱材2
との距離を離して放熱を緩やかにすることができ、さら
に、外管44をクラッド材とする必要がなくなる。空間
42には繊維状セラミクス等を充填してもよい。
【0019】図10はさらに他の実施例を示すヒートパ
イプ4蒸発部5の拡大横断面図である。本実施例では、
蓄熱用ヒータ43を蒸発部5の長手方向に沿わせた構造
としている。図11はさらに他の実施例を示すヒートパ
イプ4蒸発部5の拡大横断面図である。本実施例では、
蓄熱用ヒータと蒸発部5とは分離してあるが、シース4
1と外管44との間に多孔質部材51を充填してある。
これにより、放熱を緩やかにすることができる。
【0020】図12は、さらに他の実施例を示すヒート
パイプ4蒸発部5の拡大横断面図である。本実施例で
は,図11の多孔質部材51の代わりに粒子状部材52
を充填してある。この粒子状部材52として吸着材を使
用すれば、シース41と外管44との間の空気を乾燥さ
せることができ、不使用時の結露を防止することができ
る。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、蓄熱装置の放熱過程で
加熱される水の突沸による配管の振動や騒音を抑制し、
伝熱管の疲労破壊や液体金属による侵食を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す蓄熱装置の概略を示
す縦断面図である。
【図2】 他の実施例を示す蓄熱装置の要部概略を示す
縦断面図である。
【図3】 他の実施例を示す蓄熱装置の要部概略を示す
縦断面図である。
【図4】 他の実施例を示す蓄熱装置の要部概略を示す
縦断面図である。
【図5】 他の実施例を示す蓄熱装置の要部概略を示す
縦断面図である。
【図6】 さらに他の実施例を示すヒートパイプ蒸発部
の縦断面図である。
【図7】 一実施例によるヒートパイプ蒸発部の外管の
拡大断面図である。
【図8】 他の実施例を示すヒートパイプ蒸発部の外管
の拡大断面図である。
【図9】 他の実施例を示すヒートパイプ蒸発部の縦断
面図である。
【図10】 さらに他の実施例を示すヒートパイプ蒸発
部の横断面図である。
【図11】 さらに他の実施例を示すヒートパイプ蒸発
部の横断面図である。
【図12】 さらに他の実施例を示すヒートパイプ蒸発
部の横断面図である。
【符号の説明】
1…蓄熱容器、2…蓄熱材、3…ヒータ、4…ヒートパ
イプ、5…蒸発部、6…凝縮部、7、89…配管、10
…タンク、11…熱媒体、12…ヒータ、14…熱交換
器、15…水配管、16…熱媒体余熱部、17…予熱用
ヒータ、21…内管内流路、22…環状部流路、25…
内管、26…外管、41…シース、43…ヒータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄熱容器内に伝熱管としてヒートパイプ
    蒸発部を備え、ヒートパイプ凝縮部を介して放熱する蓄
    熱装置において、前記ヒートパイプ蒸発部を直管とした
    ことを特徴とする蓄熱装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のものにおいて、前記ヒ
    ートパイプ蒸発部の上流側に、上流側からヒータ、熱媒
    体上昇部、熱媒体下降部を順に設け、熱媒体のヒートパ
    イプ蒸発部への流入を制御したことを特徴とする蓄熱装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1あるいは2に記載のものにおい
    て、前記ヒートパイプ蒸発部は直管の支持部が片端だけ
    であり、直管が二重管となっていて支持部の反対側の自
    由端で流体の流れ方向を反転することを特徴とする蓄熱
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のも
    のにおいて、金属の蓄熱材を設けたことを特徴とする蓄
    熱装置。
JP9338434A 1997-12-09 1997-12-09 蓄熱装置 Pending JPH11173781A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9338434A JPH11173781A (ja) 1997-12-09 1997-12-09 蓄熱装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9338434A JPH11173781A (ja) 1997-12-09 1997-12-09 蓄熱装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11173781A true JPH11173781A (ja) 1999-07-02

Family

ID=18318124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9338434A Pending JPH11173781A (ja) 1997-12-09 1997-12-09 蓄熱装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11173781A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007115917A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Fuji Electric Holdings Co Ltd 熱分散プレート
GB2442743A (en) * 2006-10-12 2008-04-16 Energetix Group Ltd A Closed Cycle Heat Transfer Device
CN102012182A (zh) * 2010-10-19 2011-04-13 中山大学 一种具备汽泡注入功能的自适应储液器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007115917A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Fuji Electric Holdings Co Ltd 熱分散プレート
GB2442743A (en) * 2006-10-12 2008-04-16 Energetix Group Ltd A Closed Cycle Heat Transfer Device
WO2008044008A3 (en) * 2006-10-12 2009-04-23 Energetix Genlec Ltd A closed cycle heat transfer device and method
US8141362B2 (en) 2006-10-12 2012-03-27 Energetix Genlec Limited Closed cycle heat transfer device and method
CN102012182A (zh) * 2010-10-19 2011-04-13 中山大学 一种具备汽泡注入功能的自适应储液器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3977364A (en) Apparatus for evaporating liquids
US4971142A (en) Heat exchanger and heat pipe therefor
RU2358831C2 (ru) Нагреваемый желоб для расплавленного металла
US20140131010A1 (en) Condensing air preheater with heat pipes
JP2006284167A (ja) 内面コーティングを備えたヒートパイプヒューザロール
IL179478A (en) Tubular radiation absorbing device for a solar power plant with improved efficiency
JPH11173781A (ja) 蓄熱装置
JP2008014625A (ja) 排熱回収装置
JP2002071090A (ja) 極小流量用の冷却器付きオイルタンク
JPH1144494A (ja) 蓄熱装置
JPH02134549A (ja) 熱交換測定方法およびその装置
JPH04359797A (ja) 熱交換器
JP5149302B2 (ja) 過熱蒸気発生装置
JP2021034472A (ja) 気化器
CA2049774C (en) Self-cooling lance or tuyere
JP3859845B2 (ja) 熱交換器
JP3044515B2 (ja) 高温流体移送体の冷却装置
US4444157A (en) Liquid cooled tube supports
JP2004257682A (ja) 蒸発器
JP2009063207A (ja) アルミニウム溶解炉
JPS6298191A (ja) 圧力制御式ヒ−トパイプ
JPS618595A (ja) ヒ−トパイプ
CN216897380U (zh) 一种锅炉水冷壁结构
JP4189075B2 (ja) 蒸留装置
WO1999022032A1 (en) Inclined heat pipe lance or tuyere with controllable heat extraction