JPS6044799A - 蓄熱体 - Google Patents
蓄熱体Info
- Publication number
- JPS6044799A JPS6044799A JP58153487A JP15348783A JPS6044799A JP S6044799 A JPS6044799 A JP S6044799A JP 58153487 A JP58153487 A JP 58153487A JP 15348783 A JP15348783 A JP 15348783A JP S6044799 A JPS6044799 A JP S6044799A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- storage material
- heat
- latent
- latent heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/025—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being in direct contact with a heat-exchange medium or with another heat storage material
-
- 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
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、太陽熱、風力などの自然エネルギーを利用す
る分野や、熱の供給と需要に時間的なずれがある場合な
ど、熱を利用する広い分野で利用できる蓄熱体に関する
ものである。
る分野や、熱の供給と需要に時間的なずれがある場合な
ど、熱を利用する広い分野で利用できる蓄熱体に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点
従来、広く実用化されている蓄熱体は、水や石。
土などを蓄熱４４とする顕熱蓄熱槽である。これは蓄熱
密度がやや低いとはいえ、取扱い易さ、安全性などです
ぐれている。しかしながら、最近の住宅事情や一層高い
性能への要求が強くなり、さらに小型、軽量化が強く望
１れるようになった。
密度がやや低いとはいえ、取扱い易さ、安全性などです
ぐれている。しかしながら、最近の住宅事情や一層高い
性能への要求が強くなり、さらに小型、軽量化が強く望
１れるようになった。
そこで、一層の小型、軽量化が可能な蓄熱槽として潜熱
型蓄熱材を利用した蓄熱槽があり、多くの研究が進めら
れている。この技術的課題は、過冷却防雨、相分離防市
とともに、放熱するにしたがって蓄熱材は凝固して固体
状態となり、熱伝導が低く、したがって、とくに熱を放
出する速度が低くなるという点であった。すなわち、蓄
熱時に（１７１、入力側パイプ捷たはフィンの近傍がま
ず溶融し液体となり、熱はこの液状蓄熱月を介して固体
蓄熱材へ移ることになるので、比較的に蓄熱行程はスム
ースに進むことになる。一方、放熱時には出力側のパイ
プまたはフィンの近傍がまず凝固し、この固相を介して
、残りすべての熱が移動する必要があり、大きな出湯能
力が得難いことになる。
型蓄熱材を利用した蓄熱槽があり、多くの研究が進めら
れている。この技術的課題は、過冷却防雨、相分離防市
とともに、放熱するにしたがって蓄熱材は凝固して固体
状態となり、熱伝導が低く、したがって、とくに熱を放
出する速度が低くなるという点であった。すなわち、蓄
熱時に（１７１、入力側パイプ捷たはフィンの近傍がま
ず溶融し液体となり、熱はこの液状蓄熱月を介して固体
蓄熱材へ移ることになるので、比較的に蓄熱行程はスム
ースに進むことになる。一方、放熱時には出力側のパイ
プまたはフィンの近傍がまず凝固し、この固相を介して
、残りすべての熱が移動する必要があり、大きな出湯能
力が得難いことになる。
発明の目的
本発明は、蓄熱密度が大きく、取扱い２組立て。
保守が容易で、しかも出力能力の大きい潜熱蓄熱体を提
供することを目的とする。
供することを目的とする。
発明の構成
本発明によって与えられるものは、あらかじめ真空にし
た密封可能容イ（に、第１物質として溶融−凝固形潜熱
蓄熱材と、第２物質と１〜でその蓄熱材と不溶性で、目
的とする温度で相当の蒸気圧を有する液状熱媒体を一部
空間を残した体積関係を保って封入して密閉カプセル状
にした蓄熱体である。上記構造から明らかなように、上
記空間には蓄熱体の温度に平衡する圧力の」１記熱媒体
蒸気が充満している。この状態下で蓄熱体表面を冷却す
ると蓄熱体内壁面のほとんどの場所で同時に熱媒体蒸気
の凝縮が生じて、そのとき自らの凝縮熱によって蓄熱体
壁を加熱する。凝縮した熱媒体は液滴となって潜熱蓄熱
材と接触し、そこで潜熱蓄熱材から蒸発熱を奪って再び
蒸発する。ここで注目するべきことは蓄熱体内壁面と潜
熱蓄熱材の間の熱交換が蒸発および凝縮熱伝達によって
いることである。周知のように液体の強制流をともなわ
ぬ自然対流熱交換の熱伝達率に対し、蒸発、凝縮の熱伝
達率は少くとも４〜５倍大きく、その結果、本発明の蓄
熱体では潜熱蓄熱材から大きな速度で熱を出力すること
ができる。さらに潜熱蓄熱材と液状の熱媒体の１七重を
相互に近く、あるいはさらに効果を大きくするために後
者の方に重い材料を選べば、さきに述べだ液滴は融解し
た潜熱蓄熱材の中に深く浸入して蒸発するので潜熱蓄熱
材は烈１〜〈発泡し過冷却防止剤の効果が促進され、相
分離現象も消滅する。
た密封可能容イ（に、第１物質として溶融−凝固形潜熱
蓄熱材と、第２物質と１〜でその蓄熱材と不溶性で、目
的とする温度で相当の蒸気圧を有する液状熱媒体を一部
空間を残した体積関係を保って封入して密閉カプセル状
にした蓄熱体である。上記構造から明らかなように、上
記空間には蓄熱体の温度に平衡する圧力の」１記熱媒体
蒸気が充満している。この状態下で蓄熱体表面を冷却す
ると蓄熱体内壁面のほとんどの場所で同時に熱媒体蒸気
の凝縮が生じて、そのとき自らの凝縮熱によって蓄熱体
壁を加熱する。凝縮した熱媒体は液滴となって潜熱蓄熱
材と接触し、そこで潜熱蓄熱材から蒸発熱を奪って再び
蒸発する。ここで注目するべきことは蓄熱体内壁面と潜
熱蓄熱材の間の熱交換が蒸発および凝縮熱伝達によって
いることである。周知のように液体の強制流をともなわ
ぬ自然対流熱交換の熱伝達率に対し、蒸発、凝縮の熱伝
達率は少くとも４〜５倍大きく、その結果、本発明の蓄
熱体では潜熱蓄熱材から大きな速度で熱を出力すること
ができる。さらに潜熱蓄熱材と液状の熱媒体の１七重を
相互に近く、あるいはさらに効果を大きくするために後
者の方に重い材料を選べば、さきに述べだ液滴は融解し
た潜熱蓄熱材の中に深く浸入して蒸発するので潜熱蓄熱
材は烈１〜〈発泡し過冷却防止剤の効果が促進され、相
分離現象も消滅する。
実施例の説明
以下図面によって本発明の詳細な説明する。
第１図において、銅をもって製作した蓄熱容器１は１端
に注入口９を有する。寸だ蓄熱容器１の円筒状表面には
熱交換用のフィン２が取付けられている。第１図では内
部構造を示す為に容器円筒部に切欠き１１を作り内部潜
熱蓄熱材３、液滴状熱媒体７、潜熱蓄熱材３の内部に浸
入して蒸発した気体状熱媒体４が示されている。
に注入口９を有する。寸だ蓄熱容器１の円筒状表面には
熱交換用のフィン２が取付けられている。第１図では内
部構造を示す為に容器円筒部に切欠き１１を作り内部潜
熱蓄熱材３、液滴状熱媒体７、潜熱蓄熱材３の内部に浸
入して蒸発した気体状熱媒体４が示されている。
潜熱蓄熱材料として酢酸ソーダ（ＮａＣＨ３Ｃ００・３
Ｈ２０）を選び、過冷却防止剤として燐酸ソーダ（Ｎａ
４Ｐ２０７＃１ｏＨ２０）を重量百分率１チ混入１〜た
。この潜熱蓄熱材は比重約１．４５（固体）。
Ｈ２０）を選び、過冷却防止剤として燐酸ソーダ（Ｎａ
４Ｐ２０７＃１ｏＨ２０）を重量百分率１チ混入１〜た
。この潜熱蓄熱材は比重約１．４５（固体）。
１．３４（液体）、融解点は約６８°Ｃにあり、融解の
潜熱は８５７ ／ ｄｍ 、重量当りでは約７０１ｅａ
ｆ ／Ｋｐである。
潜熱は８５７ ／ ｄｍ 、重量当りでは約７０１ｅａ
ｆ ／Ｋｐである。
熱媒体としてはふつ素糸炭化水素の１つであるフロン１
１３を用いた。液状フロン１１３の比重は１．５３．４
０”Ｃ（７）蒸気圧はｏ、ｓ Ｋｙ ／ ｃｒｊ 、
ｒｓ Ｏ’Ｃの蒸気圧は１．２ＫＰ／ｃ−Ｉ？Ｌである
。
１３を用いた。液状フロン１１３の比重は１．５３．４
０”Ｃ（７）蒸気圧はｏ、ｓ Ｋｙ ／ ｃｒｊ 、
ｒｓ Ｏ’Ｃの蒸気圧は１．２ＫＰ／ｃ−Ｉ？Ｌである
。
第１図に示した本発明の蓄熱体の実用の態様を第２図に
示す。貯湯タンク１６は表面に断熱材１６が付けられ、
内部の熱放散を防雨されている。
示す。貯湯タンク１６は表面に断熱材１６が付けられ、
内部の熱放散を防雨されている。
タンク１５内には第１図に示す蓄熱体２０が相互に通路
１９．２１を設けて並立されている１、タンク１６には
水の入口導管１７．出【］導管１８が設けられ、通路１
９．２１には水が充満されている１、本発明の動作を明
らかにするために、さらに実施例の具体的数値をあげて
説明する。第１図の蓄熱容器１は直径４濡、長さ約１０
０６．厚み１喘の鋼管で作られた。１本当りの内容積は
約１．２５ｄｍ３であった。蓄熱体２０表面の熱交換面
積は約ｏ 、３７７１であった。先ず蓄熱容器１を注入
口９より真空引し、次に加熱条件下で溶融酢酸ソーダを
１．２Ｋｐ、次いで高圧ボンベよりフロン１１３を０．
２５〜圧入１〜．８に示すように封目した。この時の円
筒容器１の内部は第１図に示すように、酢酸ソーダ３内
部にフロン１１３が分散し、その混合液相の高さは蓄熱
容器１の全長の約８０％である。寸た既に述べた酢酸ソ
ーダ３と液状フロン１１３の比重差から蓄熱容器１の内
壁１０の近傍５、および容器の底部は液状フロン１１３
が多く存在する。
１９．２１を設けて並立されている１、タンク１６には
水の入口導管１７．出【］導管１８が設けられ、通路１
９．２１には水が充満されている１、本発明の動作を明
らかにするために、さらに実施例の具体的数値をあげて
説明する。第１図の蓄熱容器１は直径４濡、長さ約１０
０６．厚み１喘の鋼管で作られた。１本当りの内容積は
約１．２５ｄｍ３であった。蓄熱体２０表面の熱交換面
積は約ｏ 、３７７１であった。先ず蓄熱容器１を注入
口９より真空引し、次に加熱条件下で溶融酢酸ソーダを
１．２Ｋｐ、次いで高圧ボンベよりフロン１１３を０．
２５〜圧入１〜．８に示すように封目した。この時の円
筒容器１の内部は第１図に示すように、酢酸ソーダ３内
部にフロン１１３が分散し、その混合液相の高さは蓄熱
容器１の全長の約８０％である。寸た既に述べた酢酸ソ
ーダ３と液状フロン１１３の比重差から蓄熱容器１の内
壁１０の近傍５、および容器の底部は液状フロン１１３
が多く存在する。
」−記の如く仕上げた蓄熱体２０をフィン２を組合せて
、内寸法５５ｃｍＸ ６５ｃｍ Ｘ １１０ｃｍの貯湯
タンク１５内に１００本を並立させた。タンク１６の内
容積は３３ｏｅであった。この貯湯タンク１６の蓄熱容
量を語算すると、市水が３０″Ｃのときこれを６８”Ｃ
まで高くして蓄熱すると、従来の湯だけを用いるもので
は約１００００１鵡１が蓄熱されるのに対し、本発明の
場合は、潜熱、顕熱分を合せて１６０００１７が貯えら
れ、蓄熱密度は１．６倍に高くされる、。
、内寸法５５ｃｍＸ ６５ｃｍ Ｘ １１０ｃｍの貯湯
タンク１５内に１００本を並立させた。タンク１６の内
容積は３３ｏｅであった。この貯湯タンク１６の蓄熱容
量を語算すると、市水が３０″Ｃのときこれを６８”Ｃ
まで高くして蓄熱すると、従来の湯だけを用いるもので
は約１００００１鵡１が蓄熱されるのに対し、本発明の
場合は、潜熱、顕熱分を合せて１６０００１７が貯えら
れ、蓄熱密度は１．６倍に高くされる、。
次に、本発明の最大の効果である出力能力を比較するた
めに、第１図の蓄熱容器１に空間部に空気を残し、酢酸
ソーダのみを入れ／こ蓄熱体２０を作り、第２図のごと
く貯湯タンク１５内に並立させて比較装置を組立てた。
めに、第１図の蓄熱容器１に空間部に空気を残し、酢酸
ソーダのみを入れ／こ蓄熱体２０を作り、第２図のごと
く貯湯タンク１５内に並立させて比較装置を組立てた。
本発明の貯湯装置と、比較装置を６ｏ“′Ｃに蓄熱して
後、第２図の導管１７より３０°Ｃの水を１０１／分で
送り、導管１８より出る出湯温度を比較した。結果を第
３図に示す。図より、本発明の貯湯装置では、蓄熱容器
１の内壁と潜熱蓄熱材３の間の熱交換連間が速く、きわ
めてすぐれた出力性能が得られる。
後、第２図の導管１７より３０°Ｃの水を１０１／分で
送り、導管１８より出る出湯温度を比較した。結果を第
３図に示す。図より、本発明の貯湯装置では、蓄熱容器
１の内壁と潜熱蓄熱材３の間の熱交換連間が速く、きわ
めてすぐれた出力性能が得られる。
本発明の実施の他の態様として、第１図の蓄熱容器１を
大きくし、第２図の水通路１９．２１の代りに、水通路
および熱交換手段を蓄熱容器１自身の中に直接設けるこ
とも可能であるが、構造が摺着１になる上に蓄熱容器１
が大形になり、とくに使用温度における熱媒体平衡蒸気
圧と外界の圧力差が大きいとき、蓄熱容器自身を耐圧容
器にする必要があり、実施に種々の不都合を生じるだけ
でなく経済的にも不利である。本発明は上記実施態様と
同等あるいはさらに優れた効果を極めて簡易な構造で実
現するものである。
大きくし、第２図の水通路１９．２１の代りに、水通路
および熱交換手段を蓄熱容器１自身の中に直接設けるこ
とも可能であるが、構造が摺着１になる上に蓄熱容器１
が大形になり、とくに使用温度における熱媒体平衡蒸気
圧と外界の圧力差が大きいとき、蓄熱容器自身を耐圧容
器にする必要があり、実施に種々の不都合を生じるだけ
でなく経済的にも不利である。本発明は上記実施態様と
同等あるいはさらに優れた効果を極めて簡易な構造で実
現するものである。
発明の効果
従来の潜熱利用蓄熱槽では、放熱時に潜熱蓄熱材の１１
固とともに熱臥達率が悪くなり、実用上間：ｔαがあっ
たか、本発明によってこれを回避して、高い蓄熱密度の
蓄熱夜間の実用性を著しく高くした。
固とともに熱臥達率が悪くなり、実用上間：ｔαがあっ
たか、本発明によってこれを回避して、高い蓄熱密度の
蓄熱夜間の実用性を著しく高くした。
第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の実施
の態様の説明図、第３図は本発明の蓄熱体を利用した貯
湯タンクの特性図である。 １・・・・・蓄熱容器、３ ・・・・潜熱蓄熱材、４・
・・・・・熱媒体蒸気、６・・・・液状熱媒体１、
の態様の説明図、第３図は本発明の蓄熱体を利用した貯
湯タンクの特性図である。 １・・・・・蓄熱容器、３ ・・・・潜熱蓄熱材、４・
・・・・・熱媒体蒸気、６・・・・液状熱媒体１、
Claims (3)
- （１）潜熱蓄熱材と、それと不溶性の液状熱媒体とその
蒸気を密封容器に封入（７、前記潜熱蓄熱材と前記密封
容器壁の間の熱伝達が主として前記液状熱媒体の蒸発お
よびその蒸気の凝縮によってなされるように構成した蓄
熱体。 - （２）潜熱蓄熱材の比重は液状熱媒体の比重より小さい
特許請求の範囲第１項記載の蓄熱体。 - （３）密封容器外壁に他の熱媒体との熱交換手段を設け
た特許請求の範囲第１項記載の蓄熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153487A JPS6044799A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 蓄熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153487A JPS6044799A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 蓄熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6044799A true JPS6044799A (ja) | 1985-03-09 |
Family
ID=15563640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153487A Pending JPS6044799A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 蓄熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044799A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240855A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Toshiba Corp | 偏向ヨーク装置 |
| JPH067198U (ja) * | 1993-05-21 | 1994-01-28 | 春夫 橋本 | 電子式螢光灯点灯装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58120085A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱装置 |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58153487A patent/JPS6044799A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58120085A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240855A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Toshiba Corp | 偏向ヨーク装置 |
| JPH067198U (ja) * | 1993-05-21 | 1994-01-28 | 春夫 橋本 | 電子式螢光灯点灯装置 |
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