JPS58117994A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は深夜電力や太陽熱エネルギー等を蓄える潜熱形
番熱材を用いた蓄熱装置に関するものであるＯ 従来、この種の蓄熱装置の熱交換は熱交換器を溶融した
潜熱形番熱材に浸漬して行なわれていたが、潜熱を放出
して固化した熱伝導率の低い潜熱形番熱材が熱交換器の
伝熱面に付着するため、低温で熱を迅速に取９出すのが
１雛であった。そのため潜熱形番熱材が熱交換器の伝熱
面に付着しないように、気相部に熱交換器を設けて熱交
換を行う方法も検討されている。

この熱交換の方法は、潜熱形番熱材と冷媒の如く相変化
を行う伝熱媒体（以下作動液という）とを気相部を残し
て蓄熱容器へ封入するとともに、蓄熱容器の気相部に熱
交換器を設け、潜熱形番熱材より熱を奪って蒸発した作
動液の放熱と熱交換を行い、そして放熱した作動液は凝
縮液化して再び潜熱形蓄熱材中へ戻るサイクルを繰返す
方法である。

しかしこの方法は外部へ熱を取り出すだめの熱交換を気
相部のみで行っているため、実質的に所定の温度を取り
出すには気相部の容積を大きくしなければならなかった
。

また作動液の蒸発に伴い、潜熱形番熱材融液の表面が激
しい沸騰状態となって、熱交換器の伝熱面に付着するた
め、潜熱形番熱材の充填部と熱交換器との間隔を一定以
上設けなければならず、したがって蓄熱装置自体も大き
くなるという欠点があった。

本発明は潜熱形番熱材と、この潜熱形番熱材の融点近傍
における融液の比重よりも大きい比重を有する作動液と
を蓄熱容器に気相部を残して封入し、この気相部と前記
潜熱形番熱材の充填部のそれぞれの外周部に熱媒体が通
る通路を連設することにより、上記従来の欠点を解消す
るものである。

以下本発明の実施例を第１図から第３図にもとづいて説
明する。

第１図において、１は蓄熱装置の本体で、この本体１の
上部には熱媒体の流入口２と流出口３とが設けられてい
る。

第２図において、４は本体１内に設けられた蓄熱容器で
、この蓄熱容器４と本体１との間に熱媒体が流動する通
路６が設けられている。この蓄熱容器４内には、融点６
８℃における比重が１．２８ｇ　／ｃｔＡの酢酸ナトリ
ウム３水塩からなる潜熱形番熱材６と、この潜熱形番熱
材６の融点近傍における融液の比重よりも大きい比重を
有するフロンＲ−１１３（５８℃における比重１．４ａ
ｇ／ｃＪ　）からなる作動液７とが気相部８を残して封
入されている。

なお、この気相部８には、作動液７が蒸発、凝縮のサイ
クルを行いやすくするために、非凝縮性ガス例えば空気
などが含まれない方がよい。９は本体１に設けられた流
入口２と流出口３間に位置し、かつ本体１と蓄熱容器４
との間に設けられた仕切板で、この仕切板９により通路
５を５．６′に区分している。１ｏは熱媒体の通路５と
５′とを連結するパイプである。

このように構成された蓄熱装置の潜熱形番熱材６である
酢酸ナトリウム３水塩が溶融状態にある時、蓄熱容器４
内は、主として酢酸ナトリウム３水塩溶液と、その温度
におけるフロンＲ−１１３の蒸気圧で平衡状態にあるフ
ロンＲ−１１３の蒸気１１より成っている。このような
状態において流入口２から通路５へ水の如き熱媒体が流
入されると、フロンＲ−１１３の蒸気１１は伝熱面（蓄
熱容器４の内壁）の気相部８を介して放熱し凝縮液化す
る。このフロンＲ−１１３の凝縮液化に伴って気相部８
の蒸気圧は低下するが、酢酸す）　ＩＪウム３水塩中の
フロンＲ−１１３が蒸発し、気泡１２となって上昇し蒸
気圧の低下を補う。また凝縮したフロンＲ−１１３は、
溶融状態における酢酸ナトリウム３水塩の比重よりも大
きいため、酢酸ナトリウム３水塩溶液中を沈降するが、
一部のフロンＲ−１１３は酢酸ナトリウム３水塩から熱
を奪って再び気化し、気泡１２となって上昇する。

また他の一部のフロンＲ−１１３は蓄熱容器４の底面に
沈降し、周囲の酢酸ナトリウム３水塩から熱を奪って再
び気化する。このようにフロンＲ−１１３が蒸発、凝縮
を繰返す過程において酢酸ナトリウム３水塩を激しく攪
拌する。

さらに熱媒体が気相部８の外周部に設けられた通路５か
らパイプ１ｏを経て液相部の通路ｇへ流入すると、液相
部の伝熱面（酢酸ナトリウム３水潜熱を放出して固化す
るが、フロンＲ−１１３により激しく攪拌されるととも
に、通路６から流入した熱媒体は加熱されているため、
酢酸ナトリウしにくくなる。例え付着したとしてもフロ
ンＲ−１１３の攪拌により剥ぎ取られるので、実質的に
は問題にならない。

このように熱媒体との伝熱面は、常に酢酸ナト効率よく
取り出すことができ。。このフロンＲ−１１３の代りに
アルコール等を作動液７として用いることも可能である
。

また酢酸す）　ＩＪウム３水塩に蓄熱するときは流入口
２から高温媒体を流入することによって容易に蓄熱する
ことができる。

なお本実施例において１通路６．６′を連通するパイプ
１０を本体１外部に設けたが、通路５，５′内に設けて
もよい。

また本体１は蓄熱容器４を完全に覆った二重構造となっ
ているが上記説明から明らかな如く、本体１は蓄熱容器
４の外周部の一部であってもよく、また蓄熱容器４の保
持スペーサーを介して完全に本体１で覆ってもよい。

また実用的な蓄熱装置としては１本体１の外周に断熱を
行うが、本実施例においては省略している。

第３図は蓄熱装置の他の実施例を示すもので、蓄熱容器
４の外周に伝熱面積を増すための凹部を設け、この凹部
に熱媒体が流動する管体１３を巻装しても前記と同様の
効果を得ることができる。

以上の説明から明らかなように本発明の蓄熱装置は、蓄
熱容器の気相部と潜熱形蓄熱材の充填部のそれぞれの外
周部に潜熱形蓄熱材と熱交換を行う熱媒体の通路を連設
したことにより、潜熱形蓄熱材との熱交換を迅速に、か
つ効率よく行うことができる。

また蓄熱容器内に熱交換器を設ける必要もないので、気
相部の容積を減少させることができるとともに、潜熱形
蓄熱材の最大の利点とする蓄熱装置の小型化と構成の簡
素化とが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す蓄熱装置の斜４・・・
・・・蓄熱容器、５．５’・・・・・・通路、６・・・
・・・潜熱形蓄熱材、ア・・・・・・作動液、８・・・
・・・気相部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 ０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）壱熱形蓄熱材と、この潜熱形蓄熱材の融点近傍に
   おける融液の比重よシも大きい比重を有する作動液とを
   蓄熱容器に気相部を残して封入し、この気相部と前記潜
   熱形番熱材の充填部のそれぞれの外周部に熱媒体が通る
   通路を連設した蓄熱装置。
2. （２）前記蓄熱容器と熱媒体の通路とを一体に設けた特
   許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置。
3. （３）前記熱媒体の通路は前記蓄熱容器に密着させた管
   体よりなる特許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置。