JPS5858594B2 - 蓄熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃熱を有効利用するために発熱を貯蔵する装
置特に蓄熱媒体槽に関するものである。

現在製鉄所等の工場その他のプラント施設では膨大な量
の廃熱が発生している場合が多い。

この廃熱を有効に利用する試みは省エネルギ化の要請か
ら種々行なわれてはいるがプラントの運転状況によって
は廃熱の変動量が大幅に変動するための実際にはなかな
か使いにくい。

このため不安定な熱エネルギの利用を促進するにはいつ
でも必要なだけの熱がとりだせるよう熱をためて督く蓄
熱装置がどうしても必要になってくる。

しかしながら一般に「熱」の貯蔵は非常に難かしい。

たとえば蓄熱媒体に水を使う場合は非常に膨大な水を必
要とするので装置全体が極めて大型化されるばかりでな
く廃熱再生率も低いという欠点を有している。

従って従来では蓄熱装置をコンパクトなものとするため
には、蓄熱媒体として次のような性質を持った物質を使
用することが提唱されている。

即ち加熱すると、ガスが発生しそのガスを再び送り込む
と発熱作用を起す蓄熱媒体を利用するわけである。

本発明では、上記の如き蓄熱媒体を使用した形式の蓄熱
装置をできるだけコンパクトにし、且つ廃熱再生率も蓄
しく高い高性能の熱貯蔵装置として提供することを目的
としたものである。

本発明の他の目的は、廃熱の変動中が大きくても適確に
熱を回収し、安定した熱エネルギの利用が簡易にでき、
しかも廃熱熱源より直接負荷に熱伝達する場合も効率良
く熱伝達できる蓄熱媒体槽として構成簡単で製作容易且
つ安価な形態とすることにある。

本発明番ス 加熱するとガスが発生し、そのガスを再び
送り込むと発熱作用を起す蓄熱媒体を充填した蓄熱媒体
槽内に熱源側流体通路と負荷側流体通路を形成せしめた
ものに釦いて、熱源側流体通路と負荷側流体通路を蓄熱
媒体を介し又は介さずに直接、熱良導体部材により仕切
るようにしたことを特徴としたものである。

本発明を実施例につき説明すると、用いられる蓄熱媒体
の一例としてはＣａＣｌ２−８ＮＨ，等が適している。

これに熱を与えるとｃａｌ ＣａＣｌ２・８ＮＨ！＋５６；→ＣａＣｔ２・２ＮＨ，
＋６ＮＨ３ となりアンモニヤガスが発生し、このガスを熱回収時は
蓄熱媒体槽内に吹き込み ｃＦＬｔ ＣａＣｌ２ ・８ＮＴ（３＋ ５６ ”−ＣａＣｌ
２゜ｏＡ ２ＮＨ，＋６ＮＨ３ なる上式と逆の発熱反応を起させこの熱を利用するわけ
である。

このように熱を与えるとこにより、ガスが発生し、その
ガスを再び送り込むと発熱作用を起すものなら何でも良
いが発生ガス量に対して与える熱量が多い物質が選んで
用いられる。

第１図の実施態様ではこの蓄熱媒体１を蓄熱媒体槽２に
充填し、該槽２内に熱源側流体通路３と負荷側流体通路
４とを形成した熱交換流路５を設けたものにかいて、前
記熱源側流体通路３と負荷側流体通路４とを蓄熱媒体１
を介さないで熱良導体部材６例えば銅薄板の区画壁で仕
切った構成としである。

即ち、２枚で一組となっている仕切板７，１０間に熱良
導体部材６による閉ループを形成し、この閉ループ内を
熱源側流体通路３とし、この熱良導体部材３と仕切板７
により形成される通路を負荷側流体通路４とした熱源勅
よび負荷通路セットの熱交換流路５を少なくとも１セッ
ト以上蓄熱媒体１が充填されている槽２内に挿入配設せ
しめである。

この場合仕切板１０両外側に蓄熱媒体１層を配置せしめ
たものを一定の間隙を保って数層に配置せしめ、この間
隙に蓄熱媒体１層より発生するガスを通すガス通路８を
形成するようにした構造とするのが合理的である。

そして蓄熱時は熱源側流体通路３を通る熱源流体により
、熱良導体部材６が加熱され、この熱良導体部材６と直
接接触している仕切板γ、７を介して蓄熱媒体１層を加
熱する。

又熱良導体部材６より負荷側流体通路４内の負荷流体を
加熱し、負荷側流体通路４と仕切板１との仕切り部を介
して間接的にも蓄熱媒体１層を加熱する。

蓄熱媒体１は加熱されることにより、ガスを発生するが
このガスは仕切板７と反対側に形成されるガス通路８よ
り、蓄熱媒体槽２外に導かれる。

熱回収時は反対にガス通路８内にガスが吹き込１れ、蓄
熱媒体１内に反応または吸収される。

そしてこの反応熱を仕切板１を介して、負荷側流体通路
４内の負荷流体を加熱する。

なおこの蓄熱媒体槽は熱源と負荷が同時にあるとき熱源
流体より負荷流体に直接、効率良く熱伝達が行なわれる
。

即ち、熱源側通路３と負荷側通路４間に蓄熱媒体１やガ
ス通路８等がないのでそれだけ伝熱効率が良くなる。

また前記蓄熱媒体１と仕切板１間の熱伝達を良くするた
め、図のように仕切板γにフィン９をつけると効果的で
あり、場合によってはフィン９付きのチューブで熱交換
流路５を形成してもよく、蓄熱媒体槽２中に螺旋状又は
ジグザグ状その他折り返し状の直列の一系路として配備
したり並列又は複数列に多糸路として配備することもで
きる。

さらに前記蓄熱媒体１は蓄熱媒体槽２内に保有させる形
態としては、槽内に設けられる熱交換流路５の外側で槽
壁間に充填するものに代えて、熱交換流路５内に保有さ
れるようにすることもでき、且つ熱源側流体通路３と負
荷側流体通路４を蓄熱媒体１を介しても両道路を区画す
る一部分が熱良導体部材６で直接仕切られていれば前記
同様な熱通過率を高めたものとすることができる。

第２図の具体例では、蓄熱媒体槽２を仕切壁１０で複数
室に区画し各区画室内に蓄熱媒体１を所定量保有値せ、
その中に埋設される状態下で仕切板１をもって管状に形
成したフィン９付きのチューブを複数配列し、この管状
仕切板γ内をさらに熱良導体部材６で軸方向に添って二
流路に区画し、一方を熱源側流体通路３とし他方を負荷
側流体通路４とし、前記各区画室の蓄熱媒体１の上方に
ガス通路８が形成されるようにしたものである。

この場合は、蓄熱媒体が粉状のものや泥状のものなどの
場合に好適である。

第３図の実施例では負荷流体の圧力が小さい場合の好適
な一例を示す。

即ち、負荷側流体を充満した蓄熱槽２′にち−いて、゛
この槽２′内に耐圧容器１１を−又は１以上挿入し、こ
の耐圧容器１１内に熱良導体部材からなる仕切部材６′
を設けて一室以上に区画形成し、その一方には上部に多
少空隙を残して蓄熱媒体１、即ち加熱するとガスが発生
し、そのガスを再び送り込むと発熱作用を起す蓄熱媒体
１を充填してガス通路８を同時に形成し他方には熱源側
流体を流す熱源側流体通路３とした蓄熱槽としたもので
ある。

この場合前記耐圧容器１１の外周側で槽２′内側は負荷
側流体通路４となり耐圧容器１１は管状に製作し、蓄熱
槽外胴を肉薄のもので軽量安価に構成できる利点がある
し、蓄熱媒体が粉体でも泥状なものでも極めて効率良く
目的を達することができる。

なお第３図例では熱源側流体通路３が蓄熱媒体１を内部
に保有する耐圧容器１１の内側に設けられているか必要
に応じ外側の全周又は局部に設けることもできる。

本発明は、加熱するとガスが発生し、そのガスを再び送
り込むと発熱作用を起す蓄熱媒体を保有した蓄熱媒体槽
内に熱源側流体通路と負荷側流体通路を熱良導体部材で
仕切って形成配備したことにより熱源より負荷に直接熱
伝達する際効率良く伝達することができるし、構造が極
めてコンパクトとなり製作容易となるほか熱源側流体通
路と負荷側流体通路が熱伝導良導体にて直接仕切られて
いて、その間に蓄熱媒体が介在していないから廃熱再生
率も蓄しく高く蓄熱媒体の物理的性状にも制約を受ける
ことなく広範囲にわたって適用しうる好適な形態に容易
に構成できると共に操業条件も良好で取扱い簡便である
ほか安定した熱エネルギの利用が可能となる高性能の熱
貯蔵と常時必要なだけの熱をとりだせる容易性とを兼ね
備え、管理上にも問題のない蓄熱装置とすることができ
る有用な特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示賦第１図は一部の切断側面図
、第２図及び第３図は他の実施例を示す断面図である。 １・・・蓄熱媒体、２，２′ ・・・蓄熱媒体槽、３・
・・熱源側流体通路、４・・・負荷側流体通路、５・・
・熱交換流路、６・・・熱良導体部材、６′・・・仕切
部材、γ・・・仕切板、８・・・ガス通路、９・・・フ
ィン、１０・・・仕切壁、１１・・・耐圧容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱するとガスが発生し、そのガスを再び送り込む
   と発熱作用を起す蓄熱媒体を保有する蓄熱媒体槽と、該
   槽内に熱源側流体通路と負荷側流体通路を形成せしめた
   熱交換流路とを備え、前記熱源側流体通路と負荷側流体
   通路を蓄熱媒体を介さずに直接、熱良導体部材により仕
   切られて配備されていることを特徴とする蓄熱装置。 ２ 前記蓄熱媒体が蓄熱媒体槽に充填されているもので
   あって、槽内に設けられる熱交換流路壁外側に保有され
   ているものである特許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置
   。 ３ 前記蓄熱媒体がＣａＣ／、、８ＮＨ７であって蓄熱
   媒体槽内に設けられる熱交換流路中に保有されているも
   のである特許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置。 ４ 前記熱交換流路が、二枚でて組となっている仕切板
   の間に熱良導体部材による閉ループを形成し、この閉ル
   ープ内を熱源側流体通路とし、この熱良導体部材と仕切
   板により形成される通路を負荷側流体通路としたもので
   あって、これを少くとも−セット以上蓄熱媒体槽内に配
   設されているものである特許請求の範囲第１項、第２項
   又は第３項記載の蓄熱装置。 ５ 前記熱交換流路がフィン付きチューブ内に設けられ
   ているものであって、蓄熱媒体槽内に充填されている蓄
   熱媒体中に少くとも一系路埋設されているものである特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の蓄熱装置。 ６ 前記熱交換流路カベ該流路を形成する壁外側に蓄熱
   媒体層を配置せしめたものを一定の間隙を保って数層に
   配置せしめ、この間隙に蓄熱媒体層より発生するガスを
   通すガス通路を形成したものである特許請求の範囲第２
   項、第４項又は第５項記載の蓄熱装置。 γ 前記熱交換流路へ上部に多少の空隙を残して前記蓄
   熱媒体を保有し、且つ仕切部材で流体通路が形成されて
   いる耐圧容器を槽内に少くとも一つ以上設けて耐圧容器
   外側で槽壁間に負荷側流体を充満し、前記耐圧容器に形
   成された流体通路に熱源側流体を流すようにしたもので
   ある特許請求の範囲第３項記載の蓄熱装置。 ８ 前記熱交換流路の熱源側流体を流す流路が蓄熱媒体
   を内部に保有する耐圧容器内に設けられている特許請求
   の範囲第３項又は第１項記載の蓄熱装置。 ９ 前記熱交換流路の熱源側流体を流す流路が蓄熱媒体
   を内部に保有する耐圧容器の外側に隣接されているもの
   である特許請求の範囲第３項又は第７項記載の蓄熱装置
   。