JPS5923974Y2 - 蓄熱槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、蓄熱槽に係り、特に、熱源側の熱媒体を流
す配管と、熱負荷側の熱媒体を流す配管とをフィンに貫
通固着して熱交換器となし、この熱交換器を結晶水を持
つ無機化合物からなる蓄熱媒体内に配設してなる蓄熱槽
に関する。

従来のこの種の蓄熱槽は、第１図又は第２図に示す構造
のものが知られている。

第１図は蓄熱槽を横長状に設置して使用する場合の説明
図であり、第２図は蓄熱槽を縦長状に設置して使用する
説明図である。

これらの図において、蓄熱槽の構造には本質的な差異か
゛ないため、第１図の構成のみ説明し、第２図の説明は
同一構成要素に同一の符号を付して省略する。

第１図において、符号１は蓄熱槽であり、この蓄熱槽１
は、その内部に、例えば結晶水を持つ無機化合物からな
る蓄熱媒体２を充填し、この蓄熱媒体２内に熱交換器３
を配設して構成されている。

この熱交換器３は、熱源側の熱媒体を流す配管４と熱負
荷側の熱媒体を流す配管５とをフィン６に穿設された孔
に挿通し、前記配管４及び５をフィン６に固着して構成
されている。

前記フィン６は、この例では、多数の金属板などを所定
間隔で配置されている。

また、熱源側の熱媒を流す配管４は、その一端をポンプ
７を備える流入管８を介して熱源９の一端に接続すると
ともに、その他端を流出管１０を介して熱源９の他端に
接続されて、それらの内部を熱媒体が循環するようにな
っている。

熱負荷側の熱媒を流す配管５は、その一端をポンプ１１
を備える流出管１２を介して、例えばファンコイルなど
の熱負荷１３の一端に接続されるとともに、その他端を
流入管１４を介して熱負荷１３の他端に接続されて、そ
れら内部を熱媒体が循環するようになっている。

そして、熱源９と熱交換器３との間を循環する熱媒体か
ら熱エネルギーが蓄熱槽１内の蓄熱媒体２に伝達される
と、その熱エネルギーにより蓄熱媒体２はその状態を変
化して、その熱エネルギーを蓄熱し、一方熱負荷１３と
熱交換器３との間を循環する熱媒体により蓄熱媒体２の
熱エネルギーが奪われると蓄熱媒体２は元の状態に戻る
ようになっている。

以上のように構成された蓄熱槽の作用を説明する。

先ず、蓄熱媒体２である結晶水を持つ無機化合物として
チオ硫酸ナトリウムの例で説明すると、チオ硫酸ナトリ
ウム５水塩は、熱を放出してゆく過程で一時的にチオ硫
酸ナトリウム２水塩を晶出し、包晶点で包晶反応をおこ
し、チオ硫酸ナトリウム５水塩となるものであることは
周知の通りである。

このチオ硫酸ナトリウム２水塩は、チオ硫酸すトリウム
５水塩に比べ密度が高いため、第１図に示す熱交換器３
を持つ蓄熱槽１では晶出したチオ硫酸ナトリウム２水塩
が蓄熱槽１の底部に沈んでしまい、次の包晶反応がうま
く行なわれない。

このようにチオ硫酸ナトリウム５水塩は融解、凝固を繰
返すうちに、チオ硫酸ナトリウム２水塩を分離し、これ
が底部に溜ってくることによって蓄放熱に寄与するチオ
硫酸ナトリウム５水塩の割合が減少してしまい、所定の
温度範囲で所定の潜熱を利用できなくなるという欠点が
あった。

このような特性のために、一般に、結晶水を持つ無機化
合物を蓄熱媒体２として用いる蓄熱槽１はチオ硫酸ナト
リウム２水塩が沈み分離するのを防ぐため、第２図に示
すように水平に積層した金属板をフィン６を貫通して密
着させた複数本の熱媒体配管４及び５を備えて構成した
ものがある。

また水平に積層した金属板のフィン６を蓄熱槽１内壁に
密着させ、あるいはゴムパツキンなどでその密着させた
部分をシールした蓄熱槽１としてもよいものである。

このように小さな区画に分割すればチオ硫酸ナトリウム
が分離した後も、分離後の距離が小さくしであるので元
の５水塩に戻りやすくなるためである。

しかしながら、上述のようにしても蓄熱槽１の構造上水
平に積層した金属板のフィン６を完全に蓄熱槽１の内壁
に密着させることは非常にむずかしいという欠点があっ
た。

これを解消する意味でゴムパツキンなどで前記密着部を
シールすることになるが、このようにすると完全に、チ
オ硫酸ナトリウム５水塩を封じ込めてしまうことになる
ので、融解、凝固するときの体積変化や温度上昇時の体
積変化に対して、圧力を逃がすことができず、このため
非常に危険な構造となってしまう。

つまり薄い金属板のフィンにより小さい区画に仕切られ
ているため蓄熱媒体の膨張収縮により金属板が変形した
りしてシール効果が破壊されてしまうなどの不都合が生
じることになる。

この考案の目的は、上述した欠点を解消するためになさ
れたもので、結晶水を持つ無機化合物からなる蓄熱媒体
の組織変化を防止し、安全にして、部品点数の少ない蓄
熱槽を提供するにある。

この目的を達成するために、この考案は、熱源側の熱媒
体を流す配管と、熱負荷側の熱媒体を流す配管とをフィ
ンに貫通固着して熱交換器とし、この熱交換器を結晶水
を持つ無機化合物からなる蓄熱媒体内に配設してなる蓄
熱槽において、前記熱交換器は、一方を開口する有底容
器状に形状されたフィルを備えてなり、この熱交換器を
前記蓄熱媒体からの分離物を受容可能なる方向に配設し
たものである。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は、この考案に係る蓄熱槽の一実施例を示す説明
図である。

この図において、第１図及び第２図に示す構成要素と同
一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略
する。

この第３図の実施例が、第１図及び第２図に示すものと
異なるところは、熱交換器３０が、一方を開口する有底
容器状に形成されたフィン６０を備えてなり、この熱交
換器３０を蓄熱媒体２中に、蓄熱媒体２からの分離物（
この実施例において、分離物は、チオ硫酸ナトリウム２
水塩である。

以下同じ）を受容可能とする方向（図示水平方向）に配
設して構成した点にある。

すなわち、一方を開口した有底容器状のフィン６０に穿
設した複数の孔に、熱源側の熱媒体を流す配管４と、熱
負荷側の熱媒体を流す配管５とをそれぞれ挿通し、各配
管４及び５とフィン６０とを密着固定して、熱交換器３
０を構成したものである。

この熱交換器３０は、前記蓄熱槽１の蓄熱媒体２中に、
前記蓄熱媒体２からの分離物を前記容器状のフィン６０
内に受容可能とする方向（即ち、図示の水平方向）に配
設されている。

第４図は、前記フィン６０の構造の一実施例を示す斜視
図であり、図示のように、フィン６０は、所定形状の熱
伝導率のよい板体６１に配管４及び５を挿通するための
透孔６２ 、６２・・・・・・を穿設し、この板体６１
の周縁全周に起立部６３を設けて、一方を開口する有底
容器状にしたものである。

なお、透孔６２は、配管４及び５を挿通後接着固定して
しまうので、閉塞されて有底状になるものである。

そして、この熱交換器３０を蓄熱媒体２中に配置し、蓄
熱槽１と熱交換器３０とは、密着させず、かつシールな
どを施さず、蓄熱媒体２の体積の膨張収縮を逃がす構造
としたものである。

このように構成した蓄熱槽によれば、例えば蓄熱媒体と
してのチオ硫酸ナトリウム５水塩からの分離物であるチ
オ硫酸ナトリウム２水塩の沈でんを、そのフィン６０の
容器毎に押えたものである。

さらに、上述した構成としたので、膨張収縮など蓄熱媒
体２の体積変化によるフィン６０の変形などがないもの
である。

このように、チオ硫酸ナトリウム２水塩からなる分離物
を下部に沈でんしないようにフィン６０にそれぞれ受容
したものであり、フィン６０と槽１の内壁面とをシール
する必要がなくなりシール材やパツキンなどが不要とな
るものである。

さらに、また水平に積層された金属板のフィン６０は、
第４図のように容器状にしたため強度も大きくなり、さ
らに、その板厚を薄く出来るので実用的で安価な蓄熱槽
とすることができるものである。

なお、フィン６０は、第４図に示す構造だけではなく、
底部を有し、一方が開口する容器状に形成されていれば
、どのような構造でもよい。

また、分離物は、チオ硫酸ナトリウム２水塩に限ること
なく、前述のように分離する化合物であれば、その種類
を問わない。

以上述べたように、この考案によれば、一方を開口する
有底容器状のフィンを備えてなる熱交換器を、結晶水を
持つ無機化合物からなる蓄熱媒体内に、蓄熱媒体からの
分離物を受容可能なる方向に配設してなるので、蓄熱媒
体の組織変化を防止し、かつ安全にして、部分点数を少
なくし、コストを引き下げた蓄熱槽を提供できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の横長状に設置して使用する蓄熱槽を示す
説明図、第２図は従来の縦長状に設置して使用する蓄熱
槽を示す説明図、第３図はこの考案に係る蓄熱槽を示す
説明図、第４図はこの考案の実施例に用いるフィンの構
造の一例を示す斜視図である。 １・・・・・・蓄熱槽、２・・・・・・蓄熱媒体、４・
・・・・・熱源側の熱媒を流す配管、５・・・・・・熱
負荷側の熱媒を流す配管、３０・・・・・・熱交換器、
６０・・・・・・フィン。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）熱源側の熱媒体を流す配管と、熱負荷側の熱媒体
   を流す配管とをフィンに貫通固着して熱交換器となし、
   この熱交換器を、結晶水を持つ無機化合物からなる蓄熱
   媒体内に配設してなる蓄熱槽において、前記熱交換器は
   、一方を開口する有底容器状に形成されたフィンを備え
   てなり、この熱交換器を前記蓄熱媒体からの分離物を受
   容可能なる方向に配設してなることを特徴とする蓄熱槽
   。
2. （２）前記熱交換器は、所定形状の板体周縁全周にわた
   り起立部を設けて、一方を開口する有底容器状にしたフ
   ィンを備えてなることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の蓄熱槽。