JPS60256797A - 蓄熱−熱交換装置 - Google Patents
蓄熱−熱交換装置Info
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- JPS60256797A JPS60256797A JP59110765A JP11076584A JPS60256797A JP S60256797 A JPS60256797 A JP S60256797A JP 59110765 A JP59110765 A JP 59110765A JP 11076584 A JP11076584 A JP 11076584A JP S60256797 A JPS60256797 A JP S60256797A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Y—GENERAL 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕、
本発明は蓄熱−熱交換装置に係り、特に太陽熱発電装置
等に用いる日射変動を吸収してプラントを安定に運転す
るのに好適な蓄熱−熱交換装置に関するものである。
等に用いる日射変動を吸収してプラントを安定に運転す
るのに好適な蓄熱−熱交換装置に関するものである。
太陽熱発電装置においては、日射変動を吸収してプラン
トラ安定に運転するため、蓄熱装置が設けである。特に
、太陽熱により過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気によ
り発電するようにした太陽発電装置（［エネルギー・資
源ＪｖｏＬ２．Ａ３１９８１、ｐ２７９〜ｐ２８５）に
おいては、第１図に示すように、蒸発用集熱器１で発生
した蒸気は気水分離器２で水と分離した後過熱用集熱器
３へ送り、ここでさらに加熱して過熱蒸気とする。そし
て、蓄熱運転時には、過熱蒸気の熱を潜熱型溶融塩蓄熱
装置（以下単に潜熱型蓄熱装置という）４に高温で蓄熱
し、潜熱型蓄熱装置４から出た低温の蒸気を熱水の形で
アキュムレータ５に蓄熱する。また、放熱運転時には、
アキュムレータ５で飽和蒸気を発生させ、その飽和蒸気
を潜熱型蓄熱装置４により加熱して過熱蒸気として流量
調節弁６を経てタービン発電機７に送る。なお、８はコ
ンデンサー、・９は水タンク、１０は給水ポンプ、１１
は循環ポンプである。
トラ安定に運転するため、蓄熱装置が設けである。特に
、太陽熱により過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気によ
り発電するようにした太陽発電装置（［エネルギー・資
源ＪｖｏＬ２．Ａ３１９８１、ｐ２７９〜ｐ２８５）に
おいては、第１図に示すように、蒸発用集熱器１で発生
した蒸気は気水分離器２で水と分離した後過熱用集熱器
３へ送り、ここでさらに加熱して過熱蒸気とする。そし
て、蓄熱運転時には、過熱蒸気の熱を潜熱型溶融塩蓄熱
装置（以下単に潜熱型蓄熱装置という）４に高温で蓄熱
し、潜熱型蓄熱装置４から出た低温の蒸気を熱水の形で
アキュムレータ５に蓄熱する。また、放熱運転時には、
アキュムレータ５で飽和蒸気を発生させ、その飽和蒸気
を潜熱型蓄熱装置４により加熱して過熱蒸気として流量
調節弁６を経てタービン発電機７に送る。なお、８はコ
ンデンサー、・９は水タンク、１０は給水ポンプ、１１
は循環ポンプである。
第２図は従来の潜熱型蓄熱装置の構造を示す断面図であ
る。第２図においては、蓄熱材であるＫＣｊ−ＬｉＣ１
の混合塩（融点３５２ｉＣ）２１が、パイプ状の容器２
２内に融解による体積膨張を吸収するだめの空間２３を
残して充填してあり、カプセル状に密封してあり、この
カプセル２４を多数本タンク状の蓄熱容器２５に挿入し
た構成の潜熱型蓄熱装置としである。
る。第２図においては、蓄熱材であるＫＣｊ−ＬｉＣ１
の混合塩（融点３５２ｉＣ）２１が、パイプ状の容器２
２内に融解による体積膨張を吸収するだめの空間２３を
残して充填してあり、カプセル状に密封してあり、この
カプセル２４を多数本タンク状の蓄熱容器２５に挿入し
た構成の潜熱型蓄熱装置としである。
蓄熱運転時には、過熱蒸気が蓄熱容器入口２′６から導
入され、多数のカプセル２４の間の隙間を通る間にカプ
セル２４と熱交換して低温になった蒸気が蓄熱容器出口
２７から出て行く。また、放熱運転時には、低温の飽和
蒸気が蓄熱容器入口２６から導入され、カプセル２４と
熱交換して過熱蒸気となり、これが蓄熱容器出口２７か
ら出て行く。
入され、多数のカプセル２４の間の隙間を通る間にカプ
セル２４と熱交換して低温になった蒸気が蓄熱容器出口
２７から出て行く。また、放熱運転時には、低温の飽和
蒸気が蓄熱容器入口２６から導入され、カプセル２４と
熱交換して過熱蒸気となり、これが蓄熱容器出口２７か
ら出て行く。
じ潜熱型蓄熱装置４１・混合塩０大きな融解５．１潜熱
を利用して蓄熱するようにしであるため、装０置を小型
化できるという利点があるが、放熱運転時には低温の蒸
気と熱交換してカプセル２４の中の溶解した蓄熱材２１
が比較的短時間のうちに凝固し、カプセル２４の中心部
と表面との間の熱伝達率が低下し、そのため、放熱運転
時の入口蒸気温度の変動に対する熱交換の応答が悪く、
出口蒸気温度が大きく変化するという欠点がある。さら
に、蓄熱運転時および放熱運転時とも熱伝達の悪い蒸気
によって熱交換されるだめ、効率よく運転するためには
伝熱面積を大きくする必要があるという欠点も有してい
る。さらに、蓄熱材融解時の体積膨張によるカプセル破
損を防止するため、カプセル２４内の蓄熱材２１を上部
より融解させる必要があり、そのため、蓄熱運転時の過
熱蒸気入口２６を蓄熱容器２５の上部に設けておく必要
がある。
を利用して蓄熱するようにしであるため、装０置を小型
化できるという利点があるが、放熱運転時には低温の蒸
気と熱交換してカプセル２４の中の溶解した蓄熱材２１
が比較的短時間のうちに凝固し、カプセル２４の中心部
と表面との間の熱伝達率が低下し、そのため、放熱運転
時の入口蒸気温度の変動に対する熱交換の応答が悪く、
出口蒸気温度が大きく変化するという欠点がある。さら
に、蓄熱運転時および放熱運転時とも熱伝達の悪い蒸気
によって熱交換されるだめ、効率よく運転するためには
伝熱面積を大きくする必要があるという欠点も有してい
る。さらに、蓄熱材融解時の体積膨張によるカプセル破
損を防止するため、カプセル２４内の蓄熱材２１を上部
より融解させる必要があり、そのため、蓄熱運転時の過
熱蒸気入口２６を蓄熱容器２５の上部に設けておく必要
がある。
第３図は潜熱型蓄熱装置の欠点を改善するようにした従
来の顕熱型溶融塩蓄熱装置（以下単に顕熱型蓄熱装置と
いう）の構造を示す断面図である。
来の顕熱型溶融塩蓄熱装置（以下単に顕熱型蓄熱装置と
いう）の構造を示す断面図である。
第３図においては、蓄熱材３１が蓄熱容器３２の中に融
解時の体積膨張を吸収するための空間３３を残して入れ
である。なお、蓄熱材３１としては、その融点が必要な
蒸気温度より十分低く、かつ、必要な蒸気温度より高温
でも安定な物質、例えば、ＫＨＯａ（５３重量％）Ｎａ
ＮＯ３（７重量％）ＮａＮＯｘ（４０重量％）の混合塩
（融点１４２Ｃ）等が使用しである。
解時の体積膨張を吸収するための空間３３を残して入れ
である。なお、蓄熱材３１としては、その融点が必要な
蒸気温度より十分低く、かつ、必要な蒸気温度より高温
でも安定な物質、例えば、ＫＨＯａ（５３重量％）Ｎａ
ＮＯ３（７重量％）ＮａＮＯｘ（４０重量％）の混合塩
（融点１４２Ｃ）等が使用しである。
蓄熱容器３２の内部には、多数のＵ字管３４が設けてあ
り、各Ｕ字管３４の両端は、それぞれ入口プレナム３５
、出口プレナム３６を経て蒸気入口管３７、蒸気出口管
３８につながっている。
り、各Ｕ字管３４の両端は、それぞれ入口プレナム３５
、出口プレナム３６を経て蒸気入口管３７、蒸気出口管
３８につながっている。
蓄熱容器３２内の蓄熱材３１は、通常時は溶融しており
、蓄熱材出口３９からポンプ（図示せず）等により吸収
され、太陽熱集熱器（図示せず）等により加熱された後
、蓄熱材入口４０より蓄熱容器３２内に戻る。
、蓄熱材出口３９からポンプ（図示せず）等により吸収
され、太陽熱集熱器（図示せず）等により加熱された後
、蓄熱材入口４０より蓄熱容器３２内に戻る。
第３図に示す顕熱型蓄熱装置４１を太陽熱発電装置に適
用した例を第４図に示す。第４図におい、て、蒸発用集
熱器１で発生した蒸気は、気水分離器２で水と分離され
た後、アキュムレーター５に蓄熱され、アキュムレータ
ー５からの飽和蒸気は、顕熱型蓄熱装置４１で加熱され
、過熱蒸気となって流量調節弁６を経てタービン発電機
７に送られる。
用した例を第４図に示す。第４図におい、て、蒸発用集
熱器１で発生した蒸気は、気水分離器２で水と分離され
た後、アキュムレーター５に蓄熱され、アキュムレータ
ー５からの飽和蒸気は、顕熱型蓄熱装置４１で加熱され
、過熱蒸気となって流量調節弁６を経てタービン発電機
７に送られる。
顕熱型蓄熱装置４１内の溶融した蓄熱材３１は、ポンプ
４２により循環され、過熱用集熱器３内で太陽熱により
直接加熱されて顕熱型蓄熱装置４１に戻る。
４２により循環され、過熱用集熱器３内で太陽熱により
直接加熱されて顕熱型蓄熱装置４１に戻る。
したがって、顕熱型蓄熱装置４１の場合は、通常時には
蓄熱材３１が溶融しているため、自然対流さらにはポン
プ４２による強制対流が期待でき、Ｕ字管３４内の蒸気
と蓄熱材３１との間の熱伝達率が高く、第２図に示した
従来の潜熱型蓄熱装置４に比較して２〜３倍の熱応答特
性が得られる。
蓄熱材３１が溶融しているため、自然対流さらにはポン
プ４２による強制対流が期待でき、Ｕ字管３４内の蒸気
と蓄熱材３１との間の熱伝達率が高く、第２図に示した
従来の潜熱型蓄熱装置４に比較して２〜３倍の熱応答特
性が得られる。
さらに、顕熱型蓄熱装置４１では、蓄熱材３１が太陽熱
により直接加熱されるため、高い効率で蓄熱できる。
により直接加熱されるため、高い効率で蓄熱できる。
しかし、顕熱型蓄熱装置４１では、潜熱の１／１０〜１
／１００種度の値の顕熱を利用している・１ ので、装置が非常に大型になるという欠点がある。
／１００種度の値の顕熱を利用している・１ ので、装置が非常に大型になるという欠点がある。
さらに、蓄熱材３１をポンプ４２によって循環させる場
合、配管内で蓄熱材３１が凝固するのを防止するだめ、
あらかじめ蓄熱材３１が融点以上の温度になるように配
管を予熱しておく必要がある。
合、配管内で蓄熱材３１が凝固するのを防止するだめ、
あらかじめ蓄熱材３１が融点以上の温度になるように配
管を予熱しておく必要がある。
また、蓄熱容器３２内の蓄熱材３１が凝固した場合には
、融解時の体積膨張により蓄熱容器３２および蓄熱容器
３２内の構造物が破損する恐れがあるので、それを防止
するため、Ｕ字管３４内に蒸気を流して蓄熱材３１の上
部より徐々に融解されるなどの処置が必要であるという
欠点を有している。
、融解時の体積膨張により蓄熱容器３２および蓄熱容器
３２内の構造物が破損する恐れがあるので、それを防止
するため、Ｕ字管３４内に蒸気を流して蓄熱材３１の上
部より徐々に融解されるなどの処置が必要であるという
欠点を有している。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、熱応答性がよく、かつ、配管系等を予熱する
必要がなく、小型化が可能な蓄熱−熱交換装置を提供す
ることにある。
ところは、熱応答性がよく、かつ、配管系等を予熱する
必要がなく、小型化が可能な蓄熱−熱交換装置を提供す
ることにある。
本発明の特徴は、蓄熱容器内に設けた熱交換用配管と上
記蓄熱容器内に入れた顕熱を利用する低融点蓄熱材およ
び潜熱を利用する高融点蓄熱材と、（上記２種の蓄熱材
が混合しないようにする隔壁とよりなる構成とした点に
ある。
記蓄熱容器内に入れた顕熱を利用する低融点蓄熱材およ
び潜熱を利用する高融点蓄熱材と、（上記２種の蓄熱材
が混合しないようにする隔壁とよりなる構成とした点に
ある。
以下本発明を第５図〜第７図に示した実施例および第８
図を用いて詳細に説明する。
図を用いて詳細に説明する。
第５図は本発明の蓄熱・熱交換装置の一実施例を示す断
面図である。第５図において、５１は円筒縦型の蓄熱容
器で、その内部に融解時の体積膨張を吸収するための空
間５２を残して低融点蓄熱材５３が充填しである。低融
点蓄熱材５３としては、できるだけ融点が低く、かつ、
高温で化学的に安定なものが望ましく、本実施例では、
ＫＮＯａ（５３重量’ｌ＝）−ＮａＮＯ３（７重電％）
−ＮａＮ０＋（４０重量％）の混合塩（融点１４２ｔｒ
）を用いである。
面図である。第５図において、５１は円筒縦型の蓄熱容
器で、その内部に融解時の体積膨張を吸収するための空
間５２を残して低融点蓄熱材５３が充填しである。低融
点蓄熱材５３としては、できるだけ融点が低く、かつ、
高温で化学的に安定なものが望ましく、本実施例では、
ＫＮＯａ（５３重量’ｌ＝）−ＮａＮＯ３（７重電％）
−ＮａＮ０＋（４０重量％）の混合塩（融点１４２ｔｒ
）を用いである。
５４は高融点蓄熱材で、パイプ状の容器５５内に融解に
よる体積膨張を吸収するだめの空間５６を残して充填し
て、カプセル状に密封しである。
よる体積膨張を吸収するだめの空間５６を残して充填し
て、カプセル状に密封しである。
この高融点蓄熱材５４を密封したカプセル５７は、蓄熱
容器５１内の中央部に多数室ててカプセル５７内の高融
点蓄熱材５４の凝固時液面が低融点蓄熱材５３の溶融時
液面より低くなるように配置しである。高融点蓄熱材５
４としては、目標とする出口蒸気温度によって変えるよ
うにするが、本実施例では、出口蒸気温度を３４０１Ｇ
として、融点３５２ＣのＫＣｌ−ＬｉＣ１の混合塩を用
いである。
容器５１内の中央部に多数室ててカプセル５７内の高融
点蓄熱材５４の凝固時液面が低融点蓄熱材５３の溶融時
液面より低くなるように配置しである。高融点蓄熱材５
４としては、目標とする出口蒸気温度によって変えるよ
うにするが、本実施例では、出口蒸気温度を３４０１Ｇ
として、融点３５２ＣのＫＣｌ−ＬｉＣ１の混合塩を用
いである。
５８はヒートパイプで、ヒートパイプ５８は、蓄熱容器
５１のほぼ中央部に下部から挿入してあり、このヒート
パイプ５８の放熱＠５９の先端が低融点蓄熱材５３の凝
固時の液面よシ高く々るようにヒートパイプ５８が配置
１７である。そし、て、ヒートパイプ５８の集熱部６０
には集熱板６１が取９付けてあり、真空に排気されたガ
ラス管６２内に配置しである。なお、ヒートパイプ５８
内には、作動媒体として小量のカリウムが密封しである
。他のヒートパイプ５８についても同様である。
５１のほぼ中央部に下部から挿入してあり、このヒート
パイプ５８の放熱＠５９の先端が低融点蓄熱材５３の凝
固時の液面よシ高く々るようにヒートパイプ５８が配置
１７である。そし、て、ヒートパイプ５８の集熱部６０
には集熱板６１が取９付けてあり、真空に排気されたガ
ラス管６２内に配置しである。なお、ヒートパイプ５８
内には、作動媒体として小量のカリウムが密封しである
。他のヒートパイプ５８についても同様である。
６３は加熱すべき蒸気を通すＵ字管で、ＴＪ字管６３の
一端は、蓄熱ｄ器５１の上部の周辺部に設けた入口ブレ
ナム６４を経て蒸気入口管６５につながっておシ、他端
は、蓄熱容器５１の上部の中央部に設けた出口プレナム
６６を経て蒸気出口管６７につながっている。
一端は、蓄熱ｄ器５１の上部の周辺部に設けた入口ブレ
ナム６４を経て蒸気入口管６５につながっておシ、他端
は、蓄熱容器５１の上部の中央部に設けた出口プレナム
６６を経て蒸気出口管６７につながっている。
入口プレナム６４と出口プレナム６６との境界には、円
筒状の断熱壁６８が設けである。さらに、低融点蓄熱材
５３を強制対流させるだめのかく拌器６９が蓄熱容器５
１の側壁を貫通して設けである。
筒状の断熱壁６８が設けである。さらに、低融点蓄熱材
５３を強制対流させるだめのかく拌器６９が蓄熱容器５
１の側壁を貫通して設けである。
第６図は第５図のヒートパイプ５８の放熱部５９の詳細
構造の一実施例を示す断面図である。
構造の一実施例を示す断面図である。
第６図において、ヒートパイプ放熱部５９の内径は一定
としてあり、その外径は放熱部５９の先端はど小さくし
てあり、ヒートパイプ壁７０の肉厚は、図示のように、
基部よシ先端になるほど薄くしである。さらに、放熱部
５９の外周に軸方向に沖びる放熱フィン７１が放射状に
複数枚設けてあり、各放熱フィン７１の半径方向の幅は
、放熱部５９の先端はど狭くなるようにしである。第７
図は第６図のＡ−Ａ線断面図である。
としてあり、その外径は放熱部５９の先端はど小さくし
てあり、ヒートパイプ壁７０の肉厚は、図示のように、
基部よシ先端になるほど薄くしである。さらに、放熱部
５９の外周に軸方向に沖びる放熱フィン７１が放射状に
複数枚設けてあり、各放熱フィン７１の半径方向の幅は
、放熱部５９の先端はど狭くなるようにしである。第７
図は第６図のＡ−Ａ線断面図である。
以下動作および効果について説明する。本発明に係る蓄
熱・熱交換装置においては、低融点蓄熱材５３と高融点
蓄熱材５４とを同一の蓄熱容器５１内に配置しであるの
で、高融点蓄熱材５４の大きな潜熱と、通常使用時には
常に溶融している低融点蓄熱材５３の高い熱伝達率とに
よΦ、装置の大きさを従来の顕熱型蓄熱装置の１／３〜
１１５と小さくできるとともに、顕熱型蓄熱装置の２〜
３倍の熱応答特性を示すようにできる。
熱・熱交換装置においては、低融点蓄熱材５３と高融点
蓄熱材５４とを同一の蓄熱容器５１内に配置しであるの
で、高融点蓄熱材５４の大きな潜熱と、通常使用時には
常に溶融している低融点蓄熱材５３の高い熱伝達率とに
よΦ、装置の大きさを従来の顕熱型蓄熱装置の１／３〜
１１５と小さくできるとともに、顕熱型蓄熱装置の２〜
３倍の熱応答特性を示すようにできる。
さらに、集熱した太陽熱を蓄熱・熱交換装置に蓄熱する
だめの蓄熱用配管をヒートパイプ５８で構成してあシ、
ヒートパイプ５８内の作動媒体は小量としであるので、
融解時の体積膨張によってヒートパイプ５８が破損する
ことはない。また、作動媒体が凝固しても、ヒートパイ
プ集熱部６０が太陽熱によって加熱されれば作動媒体が
融解し、ヒートパイプとして作動を開始する。そのため
、運転開始時における配管系の予熱等は不要である。
だめの蓄熱用配管をヒートパイプ５８で構成してあシ、
ヒートパイプ５８内の作動媒体は小量としであるので、
融解時の体積膨張によってヒートパイプ５８が破損する
ことはない。また、作動媒体が凝固しても、ヒートパイ
プ集熱部６０が太陽熱によって加熱されれば作動媒体が
融解し、ヒートパイプとして作動を開始する。そのため
、運転開始時における配管系の予熱等は不要である。
さらに、ヒートパイプ放熱部５９を蓄熱容器５１の下方
より上方へ挿入してあり、かつ、ヒー５．１ ドパイブ放熱部５９の内径はほぼ同一としてあり、１外
径のみ軸方向に対して変化させて、ヒートパイプ放熱部
５９の先端はど肉厚を薄く構成しであるので、低融点蓄
熱材５３が凝固している場合には、ヒートパイプ放熱部
５９の先端はど放熱量が太きい。また、ヒートパイプ放
熱部５９の先端を低融点蓄熱材５３の凝固時の液面より
高くしである。
より上方へ挿入してあり、かつ、ヒー５．１ ドパイブ放熱部５９の内径はほぼ同一としてあり、１外
径のみ軸方向に対して変化させて、ヒートパイプ放熱部
５９の先端はど肉厚を薄く構成しであるので、低融点蓄
熱材５３が凝固している場合には、ヒートパイプ放熱部
５９の先端はど放熱量が太きい。また、ヒートパイプ放
熱部５９の先端を低融点蓄熱材５３の凝固時の液面より
高くしである。
これらのため、凝固している低融点蓄熱材５３は、その
上面より融解を開始し、融解時の体積膨張は空間５２で
吸収され、蓄熱容器５１等を破損することがない。
上面より融解を開始し、融解時の体積膨張は空間５２で
吸収され、蓄熱容器５１等を破損することがない。
さらに、ヒートパイプ放熱部５９の外周の軸方向に放熱
フィン７１を設けであるので、ヒートパイプ壁７０の近
傍で融解した低融点蓄熱材５３の体積膨張分は、障害な
くヒートパイプ壁７０に沿って上方へ移動し、融解時の
体積膨張によって構造物を破損することがない。
フィン７１を設けであるので、ヒートパイプ壁７０の近
傍で融解した低融点蓄熱材５３の体積膨張分は、障害な
くヒートパイプ壁７０に沿って上方へ移動し、融解時の
体積膨張によって構造物を破損することがない。
また、蓄熱用配管であるヒートパイプ５８の放熱部５９
を蓄熱容器５１の中心部付近に配置し、放熱用配管であ
るＵ字管６３の蒸気入口側を蓄熱容器５１の周辺部に、
蒸気出口側を蓄熱容器５１の中心部付近に配置しである
ので、周辺部の蓄熱材温度が低く、中心部の蓄熱材温度
が高くなるように保持することができる。これにより、
蓄熱容器５１からの自然放熱量を少なくでき、出口蒸気
温度を高く保つことができる。
を蓄熱容器５１の中心部付近に配置し、放熱用配管であ
るＵ字管６３の蒸気入口側を蓄熱容器５１の周辺部に、
蒸気出口側を蓄熱容器５１の中心部付近に配置しである
ので、周辺部の蓄熱材温度が低く、中心部の蓄熱材温度
が高くなるように保持することができる。これにより、
蓄熱容器５１からの自然放熱量を少なくでき、出口蒸気
温度を高く保つことができる。
また、カプセル５７内の高融点蓄熱材５４の凝固時の液
面が低融点蓄熱材５３の溶融時の液面より低くなるよう
にカプセル５７を配置しであるので、溶融した低融点蓄
熱材５３の上部の温度が下部の温度より高くなっている
ことを利用して、高融点蓄熱材５４を上面より融解させ
ることができる。これより、高融点蓄熱材５４の融解時
の体積膨張を空間５６で吸収することができる。
面が低融点蓄熱材５３の溶融時の液面より低くなるよう
にカプセル５７を配置しであるので、溶融した低融点蓄
熱材５３の上部の温度が下部の温度より高くなっている
ことを利用して、高融点蓄熱材５４を上面より融解させ
ることができる。これより、高融点蓄熱材５４の融解時
の体積膨張を空間５６で吸収することができる。
なお、第５図のＵ字管６３の一部を２重管として、その
外側の管内に低融点蓄熱材５３を充填し、融解時の体積
膨張を吸収するだめの空間を残して密封し、高融点蓄熱
材５４を蓄熱容器５１に充填する構成としてもよく、同
一効果が得られる。
外側の管内に低融点蓄熱材５３を充填し、融解時の体積
膨張を吸収するだめの空間を残して密封し、高融点蓄熱
材５４を蓄熱容器５１に充填する構成としてもよく、同
一効果が得られる。
第８図は第５図の蓄熱・熱交換装置を用いた太陽熱発電
装置の例を示す概略システム構成図である。第８図にお
いて、ヒートパイプ集熱部６０で集熱された太陽熱は、
ヒートパイプ５８によって運ばれ、蓄熱容器５１内のヒ
ートパイプ５８のヒートパイプ放熱部５９より放熱され
て蓄熱材５３゜５４を加熱する。蓄熱・熱交換装置には
、給水ポンプ１０によって水が送られ、Ｕ字管６３内で
蓄熱材５３．５４と熱交換して蒸発するとともに、さら
に過熱されて過熱蒸気となる。この過熱蒸気は、流量調
節弁６を経てタービン発電機７へ送られる。このように
、本発明に係る蓄熱・熱交換装置を適用することによっ
て、従来の蓄熱装置を適した第１図および第４図の太陽
熱発電装置に比較して、蓄熱−熱交換装置まわシの配管
を極めて簡単化できる。
装置の例を示す概略システム構成図である。第８図にお
いて、ヒートパイプ集熱部６０で集熱された太陽熱は、
ヒートパイプ５８によって運ばれ、蓄熱容器５１内のヒ
ートパイプ５８のヒートパイプ放熱部５９より放熱され
て蓄熱材５３゜５４を加熱する。蓄熱・熱交換装置には
、給水ポンプ１０によって水が送られ、Ｕ字管６３内で
蓄熱材５３．５４と熱交換して蒸発するとともに、さら
に過熱されて過熱蒸気となる。この過熱蒸気は、流量調
節弁６を経てタービン発電機７へ送られる。このように
、本発明に係る蓄熱・熱交換装置を適用することによっ
て、従来の蓄熱装置を適した第１図および第４図の太陽
熱発電装置に比較して、蓄熱−熱交換装置まわシの配管
を極めて簡単化できる。
以上説明したように、本発明によれば、高融点蓄熱材の
大きな潜熱と、溶解している低融点蓄熱材の高い熱伝達
率とを利用するようにしであるので、放熱時の熱応答特
性を潜熱型蓄熱装置に比較パシて大幅に改善することが
でき、かつ、大きさを従来の顕熱型蓄熱装置の１／３〜
１１５に小さくでき、さらに、蓄熱容器内の蓄熱材を常
に上方から融解させることができ、しかも、融解時の体
積膨張分を上方に逃がすことができるので、蓄熱材が凝
固した場合でも予熱する必要が々く、また、ヒートパイ
プを使用しているので、複雑な配管系をなくすることが
でき、かつ、配管系を予熱する必要がないという効果が
ある。
大きな潜熱と、溶解している低融点蓄熱材の高い熱伝達
率とを利用するようにしであるので、放熱時の熱応答特
性を潜熱型蓄熱装置に比較パシて大幅に改善することが
でき、かつ、大きさを従来の顕熱型蓄熱装置の１／３〜
１１５に小さくでき、さらに、蓄熱容器内の蓄熱材を常
に上方から融解させることができ、しかも、融解時の体
積膨張分を上方に逃がすことができるので、蓄熱材が凝
固した場合でも予熱する必要が々く、また、ヒートパイ
プを使用しているので、複雑な配管系をなくすることが
でき、かつ、配管系を予熱する必要がないという効果が
ある。
第１図は従来の潜熱型蓄熱装置を用いた太陽熱発電装置
の概略システム構成図、第２図は従来の潜熱型蓄熱装置
の断面図、第３図は従来の顕熱型蓄熱装置の断面図、第
４図は第３図の顕熱型蓄熱装置を用いた太陽熱発電装置
の概略システム構成図、第５図は本発明の蓄熱・熱交換
装置の一実施例を示す断面図、第６図は第５図のヒート
パイプの放熱部の詳細構造の一実施例を示す断面図、第
７図は第６図のＡ−Ａ線断面図、第８図は第５図の蓄熱
・熱交換装置を用いた太陽熱発電装置の一例を示す概略
システム構成図である。（１５１竺く蓄熱容器、５２．
５６・・・空間、５，３・・・低融点蓄熱材、５４・・
・高融点蓄熱材、５５・・・パイプ状の容器、５７・・
・カプセル、５８・・−ヒートパイプ、５９・・・ヒー
トパイプ放熱部、６０・・・ヒートパイプ集熱部、６１
・・・集熱板、６２・・・ガラス管、６３・・・Ｕ字管
、６４・・・入口プレナム、６５・・・蒸気入口管、６
６・・・出口プレナム、６７・・・蒸気出口管、６８・
・・断熱壁、７０・・・ヒートパイプ壁、７１・・・放
熱フィン。 代理人弁理士高橋明夫 第１１ｆＪ ■２回 垢３ＦｉＪＪ １０（／ ５３ 第７図
の概略システム構成図、第２図は従来の潜熱型蓄熱装置
の断面図、第３図は従来の顕熱型蓄熱装置の断面図、第
４図は第３図の顕熱型蓄熱装置を用いた太陽熱発電装置
の概略システム構成図、第５図は本発明の蓄熱・熱交換
装置の一実施例を示す断面図、第６図は第５図のヒート
パイプの放熱部の詳細構造の一実施例を示す断面図、第
７図は第６図のＡ−Ａ線断面図、第８図は第５図の蓄熱
・熱交換装置を用いた太陽熱発電装置の一例を示す概略
システム構成図である。（１５１竺く蓄熱容器、５２．
５６・・・空間、５，３・・・低融点蓄熱材、５４・・
・高融点蓄熱材、５５・・・パイプ状の容器、５７・・
・カプセル、５８・・−ヒートパイプ、５９・・・ヒー
トパイプ放熱部、６０・・・ヒートパイプ集熱部、６１
・・・集熱板、６２・・・ガラス管、６３・・・Ｕ字管
、６４・・・入口プレナム、６５・・・蒸気入口管、６
６・・・出口プレナム、６７・・・蒸気出口管、６８・
・・断熱壁、７０・・・ヒートパイプ壁、７１・・・放
熱フィン。 代理人弁理士高橋明夫 第１１ｆＪ ■２回 垢３ＦｉＪＪ １０（／ ５３ 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、蓄熱容器内に設けた熱交換用配管と、前記蓄熱容器
内に充填した顕熱を利用する低融点蓄熱材および潜熱を
利用する高融点蓄熱材と、前記２種の蓄熱材が混合しな
いようにする隔壁とよりなることを特徴とする蓄熱−熱
交換装置。 ２、前記熱交換用配管は、蓄熱用配管と放熱用配−管と
よシなシ、前記蓄熱用配管はヒートパイプで構成してあ
り、該ヒートパイプの放熱部が前記蓄熱容器内に挿入し
である特許請求の範囲第１項記載の蓄熱−熱交換装置。 ３、前記ヒートパイプの放熱部は前記蓄熱容器の下方よ
り上方へ挿入してあり、前記放熱部の内径はほぼ一定で
、外径は前記放熱部の先端はど小さくしてあり、前記放
熱部の外周の軸方向に放射状に複数個の放熱フィンが設
けである特許請求の範囲第２項記載の蓄熱−熱交換装置
。 ４、前記ヒートパイプの放熱部の先端位置が前記低融点
蓄熱材および高融点蓄熱材の凝固時の液面より高くなる
ように前記放熱部が配置しである特許請求の範囲第２項
または第３項記載の蓄熱−熱交換装置。 ５、前記蓄熱用配管は前記蓄熱容器の中心部付近に配置
してあり、前記放熱用配管は、熱媒体入力側が前記蓄熱
容器の周辺部に、熱媒体出口側が前記蓄熱容器の中心部
付近に配置しである特許請求の範囲第２項または第３項
または第４項記載の蓄熱−熱交換装置。 ６、前記高融点蓄熱材の凝固時の液面が前記低融点蓄熱
材の溶融時の液面より７低くなるようにしである特許請
求の範囲第１項または第２項または第３項または第４項
まだは第５項記載の蓄熱−熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110765A JPS60256797A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 蓄熱−熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110765A JPS60256797A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 蓄熱−熱交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256797A true JPS60256797A (ja) | 1985-12-18 |
| JPH0154638B2 JPH0154638B2 (ja) | 1989-11-20 |
Family
ID=14544003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110765A Granted JPS60256797A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 蓄熱−熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60256797A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7185698B1 (en) * | 2004-01-22 | 2007-03-06 | Bernert Jr Robert E | Thermal shield for heat exchangers |
| WO2010009053A2 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-21 | Bell Independent Power Corporation | Thermal energy storage systems and methods |
| WO2013002054A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | バブコック日立株式会社 | 太陽熱ボイラおよびそれを用いた太陽熱発電プラント |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925547A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-07 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59110765A patent/JPS60256797A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925547A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-07 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7185698B1 (en) * | 2004-01-22 | 2007-03-06 | Bernert Jr Robert E | Thermal shield for heat exchangers |
| WO2010009053A2 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-21 | Bell Independent Power Corporation | Thermal energy storage systems and methods |
| WO2010009053A3 (en) * | 2008-07-14 | 2010-05-27 | Bell Independent Power Corporation | Thermal energy storage systems and methods |
| US7971437B2 (en) | 2008-07-14 | 2011-07-05 | Bell Independent Power Corporation | Thermal energy storage systems and methods |
| WO2013002054A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | バブコック日立株式会社 | 太陽熱ボイラおよびそれを用いた太陽熱発電プラント |
| JP5602306B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2014-10-08 | バブコック日立株式会社 | 太陽熱ボイラおよびそれを用いた太陽熱発電プラント |
| EP2728276A4 (en) * | 2011-06-30 | 2015-03-04 | Babcock Hitachi Kk | SOLAR HEATING BOILER AND SOLAR HEATING POWER |
| AU2012276966B2 (en) * | 2011-06-30 | 2015-08-06 | Mitsubishi Power, Ltd. | Solar heat boiler and solar heat electric power generation plant |
| US9605662B2 (en) | 2011-06-30 | 2017-03-28 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Solar heat boiler and solar heat electric power generation plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0154638B2 (ja) | 1989-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |