JPS5924187A - 蓄熱装置 - Google Patents

蓄熱装置

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JPS5924187A
JPS5924187A JP57131919A JP13191982A JPS5924187A JP S5924187 A JPS5924187 A JP S5924187A JP 57131919 A JP57131919 A JP 57131919A JP 13191982 A JP13191982 A JP 13191982A JP S5924187 A JPS5924187 A JP S5924187A
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heat accumulating
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梁取 美智雄
Seigo Miyamoto
宮本 誠吾
Keiichi Koike
小池 敬一
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • 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
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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】 本発明は蓄熱容器内に潜熱蓄熱材を封入し、この潜熱蓄
熱材の相変化により蓄放熱する蓄熱装置に関するもので
ある。
従来の蓄熱装置は蓄熱容器内に蓄熱材として、水や砕石
等の顕熱蓄熱材を封入していたが、このような蓄熱材で
は蓄熱容量が小さいため、蓄熱装置の体積が著しく大き
くなるという欠点があった。
このため、無機含水塩(たとえばチオ硫酸ナトリウム5
水塩、塩化カルシウム6水塩)の凝固−融解する際に発
生する潜熱を利用した潜熱蓄熱装置を用いる検討が行わ
れている。しかし、無機含水塩は凝固−融解をくシ返す
と、融点の高い物質と低い物質に分離する現像(相分離
現象)があり、次第に所定の温度(融点)で潜熱放出し
なくなる。
また時々過冷却を起し、融点より20〜3CI?温度低
下しても凝固せず、潜熱放出しない現象(過冷却現象)
がある。
本発明は、上記の点に鑑み、相分離現象および過冷却現
象を防止した蓄熱装置を提供することを目的とするもの
である。
以下、本発明の蓄熱装置の一実施例を第1図により説明
する。外囲器1はその下方に流体入口バイブ2、その上
方に流体出口バイブ3が配設されており、また、その内
部にポリエチレン、銅、アルミニウム等からなる蓄熱容
器4が多数設けられている。この蓄熱容器4は、その内
部にチオ硫酸ナトリウム5水塩や塩化カルシウム6水塩
等を主成分とする潜熱蓄熱材5が封入されている。蓄熱
材5は凝固−輪解の際に体積変化を起こすので、蓄熱材
50封入時、蓄熱容器4内に少しの空間部6を設けるよ
うにしている。また、蓄熱材5の液面5aは、外囲器1
の上面1aよシ少し高めにしておくとよい。また、この
蓄熱容器4の一端部4aは、外囲器1の上面1aよシ外
に突出して低温流体(空気)7と接触し、蓄熱容器4内
の蓄熱材5の融点より低温度とガっている。(以下この
外部に突出している部分を低温部4aと呼す。)上記の
外囲器1内には、流体入口バイブ2から水、油、空気等
の流体が導入され、この流体は外囲器1内の空間部8を
通って流体出口バイブ3から外部に流出する。この際、
流体の温間が蓄熱材5の融点より高い場合には、蓄熱容
器4′f:介して流体から蓄熱月5に熱が伝わり、これ
により蓄熱材5ば^す1解しつつ蓄熱される。また、流
体の温度が蓄熱材5の融点よシ低い場合には、蓄熱容器
4を介して蓄熱材5から流体に熱が伝わり、これにより
、蓄熱材5は凝固しつつ放熱する。しかし、蓄熱材5は
、上記のようなヒートサイクルを受けると、次第に融点
の異なる物質が分離する二相分離現象が起こるので、本
発明においては、蓄熱材5中にデンプン、ゼラチン、ガ
ラス粉末、アルミナ粉末等のゲル化剤が入れである。ま
た、蓄熱容器4の低温部2aの内壁部(蓄熱容器4の空
間部6の内壁部)には、ゲル化剤が添加されている蓄熱
材5′が付着されている。
このような構造において、蓄熱容器4の低温部4a近辺
は、蓄熱材5の融点よシ低温度になっているので、低温
部4aの内壁部に付着している蓄熱材5′および液面5
a近辺の蓄熱材5は固化している。
このため蓄熱材3が放熱する際には、前記固化部分全中
心にして結晶が成長し、過冷却を起すことはない。また
蓄熱材5中にはゲル化剤を入れであるので、融点の高い
物質と低い物質の二相に分離する現象が緩和さnる。ま
た低温部4aの内壁部の蓄熱材5′にもゲル化剤を入れ
た後、付着固化させるので蓄熱材5′はゲル化剤が一種
ののりとして作用し、低温部4aの内壁部にしつかり固
定され、下部に落下しない。
第2図は本発明の蓄熱装置の他の実施例であり、第3図
は第2図のA−A’断面図である。この実施例では外囲
器1内に蓄熱容器4が水平配置されている。この場合に
も蓄熱容器4の低温部4a内壁部には、ゲル化剤入り蓄
熱材5′が付着固化されている。この実施例において、
外囲器1には、蓄熱容器4の低温部4a周辺にカバー9
が設けてあり、外囲器1の側面1bとカバー9とによっ
て流体通路10が形成されている。この流体通路10に
はファン11によって流体として空気が導入孔12から
強制的に入り、排出孔13から排気される。これにより
、蓄熱容器4の低温部4aは、第1図に示した実施例の
自然冷却の場合より、さらに良好に冷却される。また、
さらに良く冷却を行う場合には、流体通路10を液密に
形成しポンプを用いて水を導入して、蓄熱容器4の低温
部4aを冷却するのが良い。
第4図は本発明の蓄熱装置の更に他の実施例であり、第
5図は第4図のB−B’断面図である。
この実MQ例は蓄熱容器4の形状が前述の実施例のもの
と異なるものである。蓄熱容器4はパイプ状部4′とこ
のパイプ状部4′の両端部に溶着されたキャップ状部4
“からなる。この場合、キャップ状部4“の肉厚をパイ
プ状部4′の肉厚よシ厚くするのが良い。このようにす
ると、外囲器1内の空間部S内を流れる温度の高い流体
が、キャップ状部4“の内壁に付着固定しである蓄熱材
5′に伝わりにくくなり、蓄熱材5′が溶けないように
なる。
第6図〜第12図は本発明の蓄熱装置の他の例にセける
蓄熱容器部分を示す図である。
第6図の例は、蓄熱容器4の低温部4a内壁にガラスウ
ール、モルトブレン、メタルファイバー。
金網、焼結金属等の多孔物質14を内張りし、この多孔
物質14にゲル化剤入り蓄熱材を含浸した後同化したも
のである。この場合、多孔物質14の一部全伸長して、
蓄熱材5の液面5aより下部に浸漬するのがよい。この
ようにすると、ゲル化剤入り苦熱材が蓄熱容器4の低温
部4a内壁部にしっかりと固定される。第7図の例は、
蓄熱容器4を頌斜して配置し、塊状の多孔!1VIJ/
Jt14にゲル化剤入シ蓄熱材を@浸させ/こものであ
る。甘た、第8図の例は、多孔物質14の一端全さらに
伸長させて、蓄熱材5の液面5aより下部に浸漬させた
ものである。寸lこ第9図および第10図の例は多孔物
質14を蓄熱容器4の圓温部4a内壁部に内張すする他
に、蓄熱容器4の空間部6の中央部にも設け、その先端
を蓄熱材5中に浸漬したものであり、第9図の例はその
長さが2F熱材5の液面5a近くまで、第10図の例は
蓄熱材5の下方まで長く伸ばしている。こnらのように
すると、蓄熱材5′の表面張力が同寸り、多孔′物質】
4の毛細管力によって、蓄熱材5′は上部に吸い上げら
れ、いかなる場合においても、蓄熱容器4の空間部4a
の多孔物質14中には、ゲル化剤入シ蓄熱利が存在する
ようになる。
以上の実施例において、ゲル化剤入シ蓄熱材5中、およ
び蓄熱容器4の低温部4a内壁部に付着固化させたゲル
化剤入シ蓄熱材5′中、あるいは多孔物質14中に、核
生成を容易とする発核剤を入れるとなお一層の効果があ
る。この発核剤としては蓄熱材としてチオ硫酸ナトリウ
ム5水塩を用いる場合には、ナフタリンが良い。またこ
の場合無水フタル酸、フマル酸、安息香酸、クロル安息
香酸、チオ硫酸アンモニウム、ナフトールの内一種以上
のものをナフタリンと同時添加すると、発核剤の効果は
さらに高まる。またゲル化剤としては蓄熱材としてチオ
硫酸ナトリウム5水塩を用いる場合にはデンプンが良く
、その添加率は1〜4重量パーセントが最適である。
第11図は本発明の蓄熱装置の更に他の実施例であり、
第12図はそのc−c’断面図である。
蓄熱容器4は水平配置されているが、この場合には蓄熱
容器4の空間部6は、低温部4aだけではなく外囲器1
の側壁1bの左側の空間部側(高温部)の蓄熱容器4内
にも水平状に長く存在する。
多孔物質14はこの蓄熱容器4の空間部6の土壁部の全
部またはその一部分を囲うようにして取付けられている
。このような構造において、外囲器1内の空間部8に高
温の流体が流れる場合には、外囲器1の空間部8側の蓄
熱容器内壁部に内張すされている多孔物質14内の蓄熱
材は溶けるが、その毛細管力によって、蓄熱容器4の低
温部4a側の多孔物質14部には、いがなる場合にもゲ
ル化剤入り蓄熱材が存在するようになる。蓄熱材5中に
発核剤としてナフタリンを添加する場合には、ヒートサ
イクルによりナフタリンが昇華するが蓄熱容器4の低温
部4a内壁部の多孔物質14に付着して結晶化する。こ
の結晶15は針状に大きく成長し、蓄熱材5の液面5a
に接触し、再び発核剤として作用するようになる。
第13図および第14図も本発明の蓄熱装置の更に他の
実施例であり、1個の大形蓄熱容器4内の蓄熱材5中に
加熱器16と冷却器17を設けたものである。そして加
熱器16内に高温度の熱媒金泥すことにより、蓄熱材5
を融解して蓄熱し、冷却器17内に低温度の冷媒を流し
て、蓄熱材5を固化させながら熱を取υ出すものである
。第13図の例では蓄熱容器4の一端部4a(低温部4
a)に多孔物質14を内張りしである。作用効果は第6
図あるいは第11図に示す例と同様である。
第14図の例は蓄熱材5の液面5a上に多孔物質14を
乗せ、その一端を蓄熱容器4から突出した細パイプ18
内に設けたものである。′この場合、細パイプ18が低
温部4aとなる。19は細パイプ19の末端に設けたキ
ャップである。蓄熱材5中の発核剤としてナフタリンを
用いる場合には、多孔物質14によって昇華が防止さ扛
る。多孔物質14上および細パイプ18内の多孔物質1
4上に固化したゲル化剤入り蓄熱材5′を設けておくと
核生成が々お一層確実となる。t f?:、このゲル化
剤入り蓄熱材5′中に発核剤を入れて訃〈となお良い。
第13図、第14図のような構造にすると、蓄放熱のた
めの流体を流す外囲器を省略することができる。
以上説明したように、本発明によれば、相分離を抑制で
き、捷た過冷却を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の乳熱装置の一実施例を示す縦断面図、
第2図は本発明の蓄熱装置の他の実施例を示す縦断面図
、第3図は第2図のA、 −A ’断面図、第4図は本
発明の蓄熱装置の更に他の実施例を示す縦断面図、第5
図は第4図のB −B ’断面図、第61臼〜第11図
は本発明の蓄熱装置の更に他の実施例における蓄熱容器
を示す縦断面図、第12図は第11図のc−c’断面図
、第13図および第14図も本発明の蓄熱装置〃の更に
他の実施例における蓄熱容器を示す縦断面図である。 1・・・外囲器、1a・・・外囲器の上面、4・・・蓄
熱容器、4a・・・蓄熱容器の一端部(低温部)、5・
・・蓄熱材、5′・・・固化、6・・・蓄熱容器の空間
部、14・・・多孔物質、15・・・発核剤の結晶、1
6・・・加熱器、17111 オ千n 111¥1      第10目 才11目 h 才」51121 b 才1十日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、蓄熱容器内に潜熱蓄熱材を封入し、この潜熱蓄熱材
    の相変化により蓄放熱する蓄熱装置において、前記潜熱
    蓄熱材中にはゲル化剤を加え、前記蓄熱容器の一部には
    低温部を形成し、少くともこの低温部の内壁部に、ゲル
    化剤が加えられた潜熱蓄熱材を固体状態で設けたことを
    特徴上する蓄熱装置。 2、蓄熱容器の少くとも低温部内壁部に多孔物質を設け
    、この多孔物質にゲル化剤入り潜熱蓄熱材を含浸させた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱装置
    。 3、 多孔物質はその一部が蓄熱容器の低温部内壁部か
    ら高温部内壁部側に伸長させたことを特徴とする特許i
    i1求の範囲第2項記載の蓄熱装置。 4、 ゲル化剤入り潜熱蓄熱材に発核剤を添加したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか
    1項記載の蓄熱装置。 5、ゲル化剤がデンプン、ゼラチン、ガラス粉末、アル
    ミナ粉末であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    〜第4項のいずれか1項記載の蓄熱装置。 6、発核剤がナフタリンであることを特徴とする特許請
    求の範囲第4項記載の蓄熱装置。 7、潜熱蓄熱材がチオ硫酸ナトリウム5水塩。 ゲル化剤がデンプン、発核剤がナフタリンであることを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載の蓄熱装置。 8 発核剤補助剤として無水フタル酸、フマル酸、安息
    香酸、クロル安息香酸、チオ硫酸アンモニウム、ナフト
    ールのうち一種以上のものを添加したことを特徴とする
    特許請求の範囲第7項記載の蓄熱装置。 9、 ゲル化剤であるデンプンの添加割合が1〜4M月
    パーセントであること全特徴とする特許請求の範囲第7
    項または第8項記載の蓄熱装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016138722A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 三浦工業株式会社 蓄熱タンク及び蓄熱タンクを備えた熱交換システム

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JPS57160574U (ja) * 1981-04-01 1982-10-08

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