JPS6014045A - 温度の安定化した太陽熱貯蔵器 - Google Patents

温度の安定化した太陽熱貯蔵器

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JPS6014045A
JPS6014045A JP59125426A JP12542684A JPS6014045A JP S6014045 A JPS6014045 A JP S6014045A JP 59125426 A JP59125426 A JP 59125426A JP 12542684 A JP12542684 A JP 12542684A JP S6014045 A JPS6014045 A JP S6014045A
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JP
Japan
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reservoir
heat storage
storage medium
heat
salt
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JP59125426A
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ラルス−オロフ・ゼ−デルグレン
コニ−・リイテイ
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RYBRO HB
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    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/10Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
    • F24S10/13Salt-gradient ponds
    • 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
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/44Heat exchange systems

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  • Display Devices Of Pinball Game Machines (AREA)
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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、日光を捕えて太陽エネルギーを貯えるための
温度の安定化した太陽熱貯蔵器に関1、、かつゲル化剤
を有する蓄熱媒体のベッドと、ベッドから熱を抽出する
だめの手段とを備えた容器を含む。
日光を捕えるための媒体として役立つ、水で満たされた
容器からなる、いわゆる太陽熱貯蔵器に太陽光線を捕え
ることは知られている。このような周知の太陽熱貯蔵器
では、水面が除々に熱せられるが、下方の底部層が比較
的つめたい!.壕で残る。水を使う太陽熱貯蔵器では、
さらにその底に塩を使用して温度逆転を力えるととも知
られている。このよう々貯蔵器では、所望の塩濃度勾配
が、貯蔵器の表面で蒸発する結果として拡散により破壊
される。従って、この周知の貯蔵器では、新鮮な水が、
表面に、および底の新しい飽和塩性溶液に供給される。
米国特許4188992には、水にゲル化剤が供給され
た太陽熱貯蔵器が記載されており、その目的は、水の対
流を減少させることと、水からの蒸発を減らずことであ
る。この手段のだめに、ゲル化剤を有する水を、慣用の
平らな太陽熱捕集器の上に通常配置されるガラス板と比
較することができる。上記の特許によれば、プラスチッ
クフィルムのようなシートが容器に種々のレベルに配置
されている。これらのシートには、対流の大きさを減少
させる仕事がある。前述1,だ特許による太陽熱貯蔵器
の底には、太陽の輻射を吸収するだめの黒い表面がある
。吸収中、熱が発生する。この熱は、空気または液体に
より上を通過されている黒い表面の下側により貯蔵器か
ら抽出され、その空気または液体が熱を消費側または別
の熱源へ移送する。それに代る方法として、黒い表面を
直接蓄熱体に配置することが提案されている。前記の米
国特許による太陽熱貯蔵器は、このように別個の蓄熱媒
体を必要とする。
できるだけ多い量の日光がその米国特許による太陽熱貯
蔵器の黒い表面に突き当るようにするために、ゲル化剤
を有する水が日光に対1−透明であり、また黒い表面か
ら熱を除去するだめの管のような構造的細部により黒い
表面に影を投じてはならない。
本発明の目的は、日光を捕えてすべての捕えた熱を貯蔵
器自体に貯える太陽熱貯蔵器を提供することである。換
言すれば、本発明による太陽熱貯蔵器はどんな別個の蓄
熱体も必要と1−ない。
本発明により、これは、蓄熱媒体が着色され、かつその
着色社、貯蔵器の底に向う下方への方向に計算して蓄熱
媒体の温度がは汀一定であるようなものであることによ
シ与えられる。
着色により、日光が太陽熱貯蔵器のすべてのレベルで吸
収され、この吸収中熱が貯蔵器のすべてのレベルで発生
する。この熱が、ゲル化剤が供給されている、通常水で
ある蓄熱媒体に貯えられる。
本発明の背後にある基本思想は、蓄熱媒体の各単位容積
がベントにある深さに関係なく、多量の熱を均等に吸収
するように着色を実施することである。ゲル化剤を有す
る蓄熱媒体の機械的破壊と同様、対流の形成がこの手段
により避けられる。このようにして、太陽エネルギーの
吸収がまさしくベッドの深さを通じてすべてのレベルで
行われ、ベッド全体ができるだけ一様な温度を得る。こ
のように対流または対流力が減らされるので、ゲル化剤
を有する蓄熱媒体に加わる機械的負荷も減らされる。次
いで、このことは、ゲル化剤の量を、以前に周知の太陽
熱貯蔵器に使用される量と比較して減らすことができる
ことを意味する。
太陽熱貯蔵器の着色はいくつかの種々の方法でなしとげ
ることができる。一実施例により、蓄熱媒体を、それに
溶解された染料によりまたは有色粒子により着色する。
本発明のこの実施例によシ、着色の濃度が貯蔵器の底に
向って下方に増加するように着色が行われる。本発明の
他の実施例により、蓄熱媒体に溶解された染料または種
々の色の有色粒子をベッドのいろいろな深さで用いるこ
とにより着色を実施することができる。このために、ま
さしくベッドの深さを通じてできるだけ一様な温度分布
を達成することを目的として、ベッドの所望の深さで望
ましくない波長をろ過して取如除く補足的顔料を用いた
貯蔵器に種々のレベルに配置された配管の形態の熱交換
器を、貯蔵器から熱を抽出するために用いることができ
る1、配管がいろいろなレベルに布設されるので、貯蔵
器の底に向う方向の温度がほぼ一定に維持され、このよ
うにして対流が減らされ、または全体的に除去される。
以下、本発明の種々の実施例を付図により詳細に説明す
る。
太陽熱貯蔵器の横断面を第1図に示すが、この貯蔵器は
例えばコンクリートの槽または容器1を有し、まだはき
わめて単純に地中に掘られた池を有する。この容器1は
熱絶縁材料(図示省略)、例えば細胞質プラスチックで
外側を絶縁することができる。容器1は蓄熱媒体2で充
填され、この蓄熱媒体は実際には水からなるが他の液体
、例えば油を含むこともできる。藻類の成長を防止する
作用剤、面J食剤や他の添加剤を蓄熱媒体と混合するこ
とができる。
媒体には、またゲル状マスまだはベッドが形成されるよ
うにその粘度を増加させるためのゲル化剤が供給される
。ゲル化剤は、エチレンマレイン酸無水物、アミロペク
チン、変性したでん粉、メチル士ルローズエステル、ヒ
ドロキシエチルセルローズエステル、カルボキシメチル
セルローズ、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、
ポリアクリルアミド、エチレンオキシドポリマーまたは
他の水溶性ポリマーのようなものからなることができる
。ゲル化剤はまた、他の有機物質から々ることも、壕だ
無機物質からなることもできる。
本発明の一実施例により、着色が、貯蔵器の底の方へ下
方に向う方向に計算して、実質的に一定である媒体の温
度を生ずるように蓄熱媒体を着色する。そのような実質
的に一定の温度を有する太陽熱貯蔵器は温度が安定化し
ていると云われる。本発明の他の実施例により、蓄熱媒
体を、そこに溶解された染料で、まだは有色粒子で着色
する。本発明の別の実施例により、着色濃度を貯蔵器の
底に向う方向に増大させる。
着色に使用されるものは、インク、アニリン、カーボン
ブランク、黄土、酸化タングステンまたは他の周知の着
色剤のようなものであることができ、これらは溶解性で
もまたは非溶解性でも良い。インクとアニリンは水に溶
解できるが、カーボンブラック、黄土卦よび酸化タング
ステンは溶解できない。
本発明の基本的原理により、太陽熱貯蔵器からの熱抽出
の深さをできるだけ均等に分配するようにする。従って
、熱抽出は、例えば第1図から明らかなように、種々の
深さに配置された配管またはプラスチックホースの形態
の熱交換器を用いて行うことができる。ここには、三つ
の異なるバイブライン8.4.5が示されてお如、三つ
の異なるレベルに布設されている。これらのパイプライ
ンはポンプおよび消費側(図示省略)と連通している。
第2図は、有色粒子が、蓄熱媒体に溶解された染料の代
りに利用されている本発明の太陽貯蔵器の他の実施例を
示し、これらの粒子は種々の層のゲル状マスを着色して
いる。同じ層の粒子が同じ色を有するが、異なる層の粒
子が異なる色を有する。色が、ゲル状ベッドにより問題
のレベルで吸収されるべき所望の日光の波長に対する補
色からガるように粒子の色を選択することにより、種々
の層が、どこでも実質的に一定である温度のベッドを得
ることは波長の適当な選択で可能である。第2図に示し
た実施例では、第1図による実施例と同様に、種々のレ
ベルに熱交換器を配置することによυ熱抽出ができるだ
け一様に行われると考えられる。
第3図は本発明による太陽熱貯蔵器のさらに別の実施例
を示1−1ここでは着色した層が深さ方向に相互に間隔
を置いている。図示した三層は、三層において種々の濃
度に溶解される同じ染料で、またはすべての三層に同じ
種類の有色粒子であるが各層に異なる濃度で存在する着
色粒子を用いて、または各層に異なる色を有する有色粒
子によυ着色される。第3図の小さな矢印は、着色され
た層から着色されない層へ行われる熱伝導を示すように
意図されている。このような熱伝導により、温度がベッ
ドの全深さを通じて嫌ホ一定である温度の均等化が得ら
れる。
貯蔵器の蓄熱容量を増加する目的で、物体が蓄熱媒体に
配置され、これらの物体は、媒体の熱容量より大きい熱
容量を有する材料である。
パラフィンをそのような物体のだめの材料の一例として
述べることができ、これらの物体はゲル状ベッドにより
担持されて、ゲル状ベッドに一様な深さに適当に分配さ
れる。
前述した物体の代りに、まだは物体と共に、蓄熱媒体に
配置される塩の物体もあり、これらの物体は、貯蔵器の
使用温度で蓄熱媒体の蓄熱容量よゆ大きい、単位容積当
りの蓄熱容量を有する。塩類は、グララバー塩、塩化カ
リウム六水和物などのようなもので良い。ゲル状ベッド
は、その上、ここで、ヤ塩物体の担持体として役立つ。
本発明の特別な実施例により、これらの塩類は、塩が溶
解されたときに釈放される結晶化の水がゲル化剤により
完全に取り上げられるよう々量で蓄熱媒体に存在する。
従って、太陽熱貯蔵器がチャージされてないとき、すな
わちつめたいときに、蓄熱媒体が乾燥した非結晶マス力
)らなる。貯wi、器がチャージされたとき、す々わち
熱いときに、媒体はゼラチン状のまたは高度に粘性の液
体またはゲルからなる。この配置の場合の大きな利益は
、ゲルがつめたいときに、ゲル化剤は、塩が粘着ケーキ
を形成しないように防止することであり、粘着ケーキは
、従来の塩蓄熱体ではそうでなく大きな問題である。こ
のようなケーキが存在すると、熱抽出と再チャージの両
方が阻害される。
本発明の他の実施例により、塩物体は層または外殻7に
よりおおわれたボールまたは球6からなり、水が塩に拡
散しないように防止する仕事を有する。このような物体
の一例を第4図に見ることができる。この場合、塩が蓄
熱媒体に溶解性であるが、これは必要ではない。この場
合に、塩は、パラフィンまたはプラスチックフィルムで
おおわれたボールに作られたグララバー塩であるのが望
ましい。これらのボールは蓄熱媒体のゲル状ベッドによ
り種々の高さに担持され、かつ媒体の温度が深さにおい
て11ぼ一定であるような濃度にそれぞれの高さで担持
される。
本発明によるゲル状ベッドの有害な対流ヲサらに減らす
目的で、ベッドに挿入された物体を用いて、例えば貯蔵
器に混合される物質に対して不活性である材料のボール
またはファイバーを用いてベッドを機械的に安定化する
ことができる。そのような材料の例として、ガラス、セ
ラミックおよびテフロンをあげることができる。
前述した本発明の実施例を多数のいろいろな仕方で改変
することができ、かつ本発明の概念の範囲内で変更する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例による太陽熱貯蔵器の横断
面図、第2図は本発明の第二実施例による太陽熱貯蔵器
の対応する横断面図、第3図は本発明の第三実施例によ
る太陽熱貯蔵器の対応する横断面図、第4図は本発明の
太陽熱貯蔵器に用いられる球体の横断面図である。 1・・・容器 2・・・蓄熱媒体 3.4.5・・・熱を抽出する手段 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史 円ぐ −M く い −

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゲル化剤が供給された蓄熱媒体(2)のベッドと
    、ベッドから熱を抽出するだめの手段(& 4.5)と
    を備えた容器(1)を有する、日光を捕えて太陽エネル
    ギーを貯えるだめの温度の安定化した太陽熱貯蔵器にお
    いて、蓄熱媒体が着色され、かつその着色は、蓄熱媒体
    の温度が貯蔵器の底に向って下方の方向に計算しては)
    Y 一定であるようガものであるYとを特徴とする貯蔵
    器。
  2. (2)蓄熱媒体(2)が、そこに溶解された染料で、ま
    たは媒体中に浮動する有色粒子により着色される、特許
    請求の範囲第1項に記載の貯蔵器。
  3. (3)着色濃度が貯蔵器の底に向って下方の方向に増加
    する、特許請求の範囲第2項に記載の貯蔵器。
  4. (4)蓄熱媒体の層が着色され、かつ前記層が随意に隣
    接していて、および/または着色されない層を用いて互
    に隔置されている、特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の貯蔵器。
  5. (5)個々の層の色が一定であや、かつ種々の層がいろ
    いろな色を有する、特許請求の範囲第4項に記載の貯蔵
    器。
  6. (6)蓄熱媒体の熱容量より大きい熱容量を有する材料
    の物体が蓄熱媒体に配置されている、特許請求の範囲第
    1項から第4項までのうちのいずれか一つに記載の貯蔵
    器。
  7. (7)塩の物体がそれ自体周知の仕方で蓄熱媒体に挿入
    され、前記物体が、貯蔵器の使用温度での媒体の蓄熱容
    量より大きい、単位容積当すの蓄熱容量を有する、特許
    請求の範囲第1項または第5項に記載の貯蔵器。
  8. (8)貯蔵器がつめたい(チャージされてない)ときに
    媒体が非結晶のマスであるが、貯蔵器が熱い(チャージ
    されている)ときに塩により作られた結晶水がすべて蓄
    熱媒体に閉じ込められるような量で塩の物体が蓄熱媒体
    に挿入される、特許請求の範囲第7項に記載の貯蔵器。
  9. (9)塩物体が、蓄熱媒体に不溶性の材料であ択かつ塩
    と媒体の間の直接接触を防止する材料にカプセル状に包
    まれ、カプセル状に包まれた塩物体が、ゲル化剤を備え
    た蓄熱材料によシ相持されてbる、特許請求の範囲第7
    項に記載の貯蔵器。
  10. (10)カプセル状に包む材料が特許請求の範囲第6項
    による材料である、特許請求の範囲第9項に記載の貯蔵
    器。
  11. (11)ゲル化剤を有する蓄熱媒体が、そこに挿入され
    た物体、例えば貯蔵器に含まれた物質に対して不活性で
    ある材料のボールまたはファイバーを用いて機械的に安
    定化され、その材料が、ガラス、テフロン、セラミック
    などを含むグループから選択される、特許請求の範囲第
    1項から第10項までのうちのいずれか一つに記載の貯
    蔵器。
  12. (12)溶)qrされる染料が、インク、アニリンなど
    を含むグループから選択される、特許請求の範囲第2項
    に記載の貯蔵器。
  13. (13)有色粒子が、カーボンブラック、黄土および酸
    化タングステンを含むグループから選択される、特許請
    求の範囲第2項に記載の貯蔵器。
  14. (14)ゲル化剤が、エチレンマレイン酸無水物、アミ
    ロペクチン、変性したでん粉、メチルセルローズエステ
    ル、ヒドロキシエチルセルロ−ズ ニルアルコール、ポリアクリル酸、4ミリアクリルアミ
    ド、エチレンオキシドポリマー捷だは他の水溶性ポリマ
    ーからなるグルーフ゛力)ら選択される、特許請求の範
    囲第1項に記載の貯蔵器。
  15. (15)水のだめの熱容量より高い熱容量を有する前記
    制別が、パラフィン、プラスチックおよびガラスを含む
    グループから選択される、特許請求の範囲第6項に記載
    の貯蔵器。
  16. (16)塩類が、グララバー塩、塩化カリウム六水和物
    、および塩化マグネシウムを含むグループから選択され
    る、特許請求の範囲第8項に記載の貯蔵器。
  17. (17)カプセル状に包む材料がパラフィンである、特
    許請求の範囲第9項記載の貯蔵器。 (]8)蓄熱媒体が水である、特許請求の範囲第・1項
    から第17項までのうちのいずれか一つに記載の貯蔵器
    。 (]9)熱を抽出するための前記手段(8. 4. 5
    )がベッドに種々の深さで布設されている、特許請求の
    範囲第1項に記載の貯蔵器。
JP59125426A 1983-06-20 1984-06-20 温度の安定化した太陽熱貯蔵器 Pending JPS6014045A (ja)

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EP (1) EP0166067B1 (ja)
JP (1) JPS6014045A (ja)
AT (1) ATE47150T1 (ja)
DE (1) DE3480096D1 (ja)
SE (1) SE437031B (ja)

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US4572159A (en) 1986-02-25
SE8303536L (sv) 1984-12-21
EP0166067A2 (en) 1986-01-02
ATE47150T1 (de) 1989-10-15
DE3480096D1 (en) 1989-11-16
EP0166067A3 (en) 1986-11-12
SE437031B (sv) 1985-02-04
EP0166067B1 (en) 1989-10-11

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