JPS5937590Y2 - 蓄熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えば太陽熱利用システム、廃熱利用シス
テム、その他空調機器等に用いられる融解潜熱を利用す
る蓄熱材を用いた蓄熱装置に関するものである。

融解潜熱を利用した蓄熱材を使用する場合、一般的に熱
交換技術上に大きな問題がある。

これは蓄熱材の熱伝導及び結晶成長速度がともに小さい
ことに原因している。

このため、一定量の蓄熱材に対する伝熱面積を大きくと
る必要を生じ、伝熱面積の大きい熱交換器を蓄熱材中に
浸漬して蓄熱槽を構成したり、多数の薄形の平板状容器
を蓄熱槽中に配列するなどの手段を適用することが行な
われ、結局、蓄熱槽全体のコストの上昇を招くことが多
い。

また別の問題として、融解に際して均一に融解せず、融
解前の固相と異なる固相と液相との２相に分解するいわ
ゆるｉｎｃｏｎｇｒｕｅｎｔ ｍｅｌｔｉｎｇの性質を
有する潜熱蓄熱材にあっては、固化に際して固相と液相
との反応が不完全になりがちで、結果として、融解潜熱
量の低下が起きる場合がある。

以上のような潜熱蓄熱材の短所を補なう方法として第１
図に示すように、潜熱蓄熱材を円筒状蓄熱容器１の中に
入れ、モータ２により駆動軸３を駆動し、ロー２４によ
り容器１をその中心軸の回りに回転させかつ、液体状態
の蓄熱材の固化を開始させるための種結晶の供給管５を
上記の蓄熱容器１に取りつけ、これらの装置を空気ダク
ト６内に納めた蓄熱装置が提案されている（特開昭５８
−２５９３９）。

このようにすれば、冷却サイクルにおいて、固相と液相
とが攪拌されるので、固相と液相との反応が充分に行な
われるとともに、物質移動により蓄熱内部での熱移動が
改善され、ファン７によって循環される空気（流れを矢
印で示す）と蓄熱材との間の熱伝達が蓄熱容器壁を通じ
て効果的に行なわれる。

液状熱媒体を用いる場合には、蒸発による熱損失および
熱媒体自体の損失をさげるために、蓄熱槽を密閉形とす
ることがのぞましい。

従って、モータ２を、液密形にするかあるいは、駆動軸
３を液密形の軸受けを通しで蓄熱槽外に導き、モータに
結合させることが必要となり、装置の複雑化とコスト高
を招くことになる。

また、熱媒体が気体状か液体状かを問わず、モータ２の
回転あるいはその停止は、適当な制御系で行なう必要が
ある。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除去し、か
つ、蓄熱あるいは放熱における蓄熱容器の回転あるいは
その停止が熱媒体の循環あるいはその停止に応じて行な
われると共に蓄熱材の攪拌が良好に行なわれ、熱媒体と
蓄熱材との熱交換が効果的に規制される蓄熱装置を提供
することを目的としている。

以下、この考案の一実施例を図について説明する。

なお各図中同一符号は同一もしくは相当部分を示してい
る。

第２図ａにおいて、８は熱媒体の通路９を形成する蓄熱
槽であり、その両端部はそれぞれ入口配管１０、及び出
口配管１１に接続され、上記通路９には図示しない例え
ば循環ポンプ等により、例えば水などの熱媒体が矢印Ａ
の如く通流される。

１２は上記蓄熱容器１に固定された例えばスクリュウグ
ロベラの如き羽根であり、上記熱媒体の移動によってロ
ーラ４に支承された蓄熱容器１を回転させることができ
る。

なお第２図すは上記第２図ａに示すＢ−Ｂ線における断
面図である。

次に上記のように構成された蓄熱装置の動作を説明する
。

円筒形の蓄熱容器１の中に収納された潜熱蓄熱材（図示
せず）の融点よりも高温の熱媒体が、入口配管１０から
出口配管１１に向って、矢印Ａの方向に流される。

羽根１２はこの熱媒体の移動によって回転力を生じ、こ
れに直結された容器１を回転せしめる。

容器壁を通して潜熱蓄熱材は加熱され、器壁に接してい
る部分から融解を開始する。

回転による攪拌作用で、蓄熱材側の熱伝達は促進され、
はぼ熱媒体側から器壁への伝熱特性に応じた融解が行な
われ、熱は融解潜熱の形で蓄熱材中に貯えられる。

また、放熱時には、潜熱蓄熱材の融点よりも低温の熱媒
体が矢印Ａの方向に流され蓄熱時と同様に、この移動に
よって羽根１２に直結された円筒形の蓄熱容器１が回転
する。

容器壁を通して潜熱蓄熱材融点から熱媒体側に熱が伝達
され放熱が開始される。

融液温度は回転による攪拌により、容器１内各部ではＸ
一様になっており融点筐で低下すると結晶化かはじ會り
、融解潜熱の放熱かはじする。

攪拌により、２次核生戊が連続的におこるので、全体と
しての蓄熱材の結晶化速度は大きく、普た蓄熱材中の温
度もはマ一様に保たれるので、はマ器壁から水側への伝
熱特性に応じた速度で放熱が行なわれる。

第３図はこの考察の他の実施例を説明する図であり、こ
の実施例では入口配管１０を蓄熱容器１０回転軸に対し
、直交方向に取り付けると共に羽根１２の形状をこれに
見合って図示の如く変更したものである。

第４図はこの考案の蓄熱装置に好適に用いることのでき
る蓄熱容器の断面図を示す。

図において１３は蓄熱容器１の内壁面１４から中心方向
に突設した突出部である。

このように突出部１３を設けたことにより、内部に収容
する図示しない蓄熱材の攪拌効果が改善され、また副次
的効果として容器１内面の伝熱面積が大きくなる結果蓄
熱材側の熱伝達が向上する。

なお、上記した各実施例では羽根１２が容器１の１端部
にとりつげられているが、特にこれに限定されず、例え
ば両端部あるいは中央部にとりつげてもよい。

また、羽根の枚数など特に限定されないことは勿論であ
り、その形状構造についても例えば熱媒体の流速、所要
回転数等に応じて、種種のものを使用できる。

例えば第３図に示す蓄熱容器１の他端部１０１に第２図
に示すスクリュウ・プロペラ型の羽根を付設しても差支
えない。

また、密閉容器１の支持はその回転軸上に突出させた軸
と軸受によって行なってもよい。

以上のようにこの考案によれば、蓄熱容器に熱媒体の流
れによってこの蓄熱容器を回転させる羽根を設けたので
、つぎのような効果がある。

（１）第１図に示された従来の装置を液状熱媒体に対し
て適用した場合に必要となる液密形のモータあるいは、
液密軸受が不要となる。

（２）容器の回転は液状熱媒体の流動するときにのみ、
すなわち蓄熱あるいは放熱の必要なときにのみ行なわれ
るので、回転あるいはその停止のための制御系を設ける
必要がない。

（３）液状熱媒体の流量や、容器の所要回転速度が異な
る場合に対して、あるいはこれらに変更を生じた場合に
対して羽根の大きさ、形状、個数の変更で対応でき、蓄
熱容器の大巾な変更を必要としない。

（４）円筒形密閉容器の内部に突出部を設けることによ
り、蓄熱材の攪拌効果と熱伝達をさらに向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蓄熱装置を示す要部断面側面図、第２図
はこの考案の一実施例による蓄熱装置を示す図であり、
第２図ａは要部断面側面図、第２図すは第２図ａのＢ−
Ｂ線における断面図である。 第３図はこの考案の他の実施例を示す図であり、第３図
ａは要部断面側面図、第３図すは第３図ａのＢ−Ｂ線に
おける断面図である。 第４図は、この考案に好適に用いられる蓄熱容器の例を
示す断面図である。 １・・・蓄熱容器、４・・・ローラ、８・・・蓄熱槽、
９・・・通路、１２・・・羽根、１３・・・突出部。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱媒体の通路、この通路内に配設された蓄熱材を収容す
   る蓄熱容器を備え、上記熱媒体と蓄熱材との間で熱の授
   受を行なうようにした蓄熱装置において、上記蓄熱容器
   に上記熱媒体の移動によって上記蓄熱容器を回転させる
   羽根を設けると共に、上記蓄熱容器にその内壁面から中
   心方向に突設した突出部を設けたことを特徴とする蓄熱
   装置。