JPS6048492A - 蓄熱カプセル - Google Patents
蓄熱カプセルInfo
- Publication number
- JPS6048492A JPS6048492A JP58153259A JP15325983A JPS6048492A JP S6048492 A JPS6048492 A JP S6048492A JP 58153259 A JP58153259 A JP 58153259A JP 15325983 A JP15325983 A JP 15325983A JP S6048492 A JPS6048492 A JP S6048492A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capsule
- solid phase
- heat storage
- point
- liquid
- 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
- F28D20/028—Control arrangements therefor
-
- 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
- F28D20/023—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 enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/12—Shape memory
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
- F28F2255/04—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes comprising shape memory alloys or bimetallic elements
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、蓄熱カプセルに係り、特に物質の凝固、融解
の際に発生する潜熱を利用する潜熱形番熱材を用いた蓄
熱カプセルに関するものである。
の際に発生する潜熱を利用する潜熱形番熱材を用いた蓄
熱カプセルに関するものである。
社会的な省エネルギーの要請に応えて、蓄熱材の開発が
行われており、特に、物質の凝固、融解の除に発生ずる
潜熱を利用する潜熱形番熱材の開発が進んでいる。たと
えば、ボイラの余熱や工場排熱の利用を目的とした融点
４８ｃのチオ硫酸ナトリウム混合塩（比重蓋１，７３０
Ｋｇ／ｍ３、潜熱５０ｋｄ／ Ｋｇ）などの蓄熱材をカ
プセルに納めた蓄熱カプセルが開発されている。
行われており、特に、物質の凝固、融解の除に発生ずる
潜熱を利用する潜熱形番熱材の開発が進んでいる。たと
えば、ボイラの余熱や工場排熱の利用を目的とした融点
４８ｃのチオ硫酸ナトリウム混合塩（比重蓋１，７３０
Ｋｇ／ｍ３、潜熱５０ｋｄ／ Ｋｇ）などの蓄熱材をカ
プセルに納めた蓄熱カプセルが開発されている。
蓄熱カプセルの使用方法としては、たとえば、蓄熱カプ
セルの集合体を水などの熱媒体の入っている蓄熱槽に入
れて、熱媒体との間で熱交換を行わせて熱を取り出し、
空調用、温室用、塗膜乾燥用などさ壕ざまな目的に利用
されている。
セルの集合体を水などの熱媒体の入っている蓄熱槽に入
れて、熱媒体との間で熱交換を行わせて熱を取り出し、
空調用、温室用、塗膜乾燥用などさ壕ざまな目的に利用
されている。
このような背景のもとにある蓄熱カプセルの従来技術を
、第１図、第２図を参照して説明する。
、第１図、第２図を参照して説明する。
第１図は、一般的な蓄熱カプセルの一部破断斜視図、第
２図は、その断面図である。
２図は、その断面図である。
図において、１は潜熱形番熱材、２は、その蓄熱材を封
入している円筒状のカプセルで、蓄熱カプセル３が構成
されている。蓄熱材１ば、液相１ａおよび固相１ｂが共
存し、一般には液相１ａが上部に固相１ｂが下部に位置
している。液相１ａの底部、すなわち固相１ｂの頂部が
、液相１ａの頂部より温度が低く、液相内に対流が生じ
に〈〈なり、この結果、熱伝達抵抗が犬きく熱エネルギ
ーの吸収が悪い欠点があった。
入している円筒状のカプセルで、蓄熱カプセル３が構成
されている。蓄熱材１ば、液相１ａおよび固相１ｂが共
存し、一般には液相１ａが上部に固相１ｂが下部に位置
している。液相１ａの底部、すなわち固相１ｂの頂部が
、液相１ａの頂部より温度が低く、液相内に対流が生じ
に〈〈なり、この結果、熱伝達抵抗が犬きく熱エネルギ
ーの吸収が悪い欠点があった。
本発明に１、従来技術の問題点を解決するだめになされ
たもので、液相および固相の共存する蓄熱カプセルの融
点、すなわち熱エネルギー吸収過程において、液相と同
相の上下の相対位置を強制的に逆転させ、液相内の対流
の促進を図ることによって、熱伝達抵抗が小さく熱エネ
ルギーの吸収のよい蓄熱カプセルを提供することを、そ
の目的としている。
たもので、液相および固相の共存する蓄熱カプセルの融
点、すなわち熱エネルギー吸収過程において、液相と同
相の上下の相対位置を強制的に逆転させ、液相内の対流
の促進を図ることによって、熱伝達抵抗が小さく熱エネ
ルギーの吸収のよい蓄熱カプセルを提供することを、そ
の目的としている。
本発明に係る蓄熱カプセルの構成は、液相および固相の
共存する蓄熱材と、その蓄熱相を収納するカプセルとか
らなる蓄熱カプセルにおいて、当該カプセル内の前記蓄
熱インの固相が存在する下部に、あらかじめ形状記憶合
金化処理をなし、断面が曲面形状をもち、その曲面形状
の凹凸を前記蓄熱カプセルの吸熱時と放熱時とで反転さ
せうるようにした弾性部材を封じこんだものである。
共存する蓄熱材と、その蓄熱相を収納するカプセルとか
らなる蓄熱カプセルにおいて、当該カプセル内の前記蓄
熱インの固相が存在する下部に、あらかじめ形状記憶合
金化処理をなし、断面が曲面形状をもち、その曲面形状
の凹凸を前記蓄熱カプセルの吸熱時と放熱時とで反転さ
せうるようにした弾性部材を封じこんだものである。
なお付記すれば、本発明は、潜熱形番熱材が熱エネルギ
ーを吸収して融解する過程で固相と液相に分離し、液相
が上部に存在すること及び液体を加熱する際自然対流が
生じ上層部が下層部より温度が高くなることに着目し、
固相を液相の上側に持って行き、より高温の液体を融解
熱によって冷却し上層部に低温の液体を作り、この液体
が下部へ沈むような熱サイクルを生じさせ対流を促進さ
せて、固相部の融解を促進させるものである。
ーを吸収して融解する過程で固相と液相に分離し、液相
が上部に存在すること及び液体を加熱する際自然対流が
生じ上層部が下層部より温度が高くなることに着目し、
固相を液相の上側に持って行き、より高温の液体を融解
熱によって冷却し上層部に低温の液体を作り、この液体
が下部へ沈むような熱サイクルを生じさせ対流を促進さ
せて、固相部の融解を促進させるものである。
以下、本発明の一実施例を第３ないし第６図を参照して
説明する。
説明する。
第３図は、形状記憶合金付き弾性部材の斜視図、第４図
は、本発明の一実施例に係る形状記憶合金付き弾性部材
を封じこんだ蓄熱カプセルの断面図、第５図は、その弾
性部材が作動した状態の蓄熱カプセルの断面図、第６図
は、蓄熱材の時間一温度曲線である。
は、本発明の一実施例に係る形状記憶合金付き弾性部材
を封じこんだ蓄熱カプセルの断面図、第５図は、その弾
性部材が作動した状態の蓄熱カプセルの断面図、第６図
は、蓄熱材の時間一温度曲線である。
各図において、先の第１，２図と同一符号のものは、従
来技術と同等部分を示す。
来技術と同等部分を示す。
第３図に示す４ｒよ、一般の板バネ４ａと形状記憶合金
化処理をしだ板４ｂとを重ね合わせ、左右の両端を固着
したもので、断面がカプセル２の内周に相応する曲面形
状をもつ弾性部材である。このような弾性部材４を、第
４図に示すように、蓄熱材１の固相１ａが存在する下部
に、円筒状のカプセル２の円筒底部に沿って、円筒の長
手方向に仮数枚封じこむものである。
化処理をしだ板４ｂとを重ね合わせ、左右の両端を固着
したもので、断面がカプセル２の内周に相応する曲面形
状をもつ弾性部材である。このような弾性部材４を、第
４図に示すように、蓄熱材１の固相１ａが存在する下部
に、円筒状のカプセル２の円筒底部に沿って、円筒の長
手方向に仮数枚封じこむものである。
第６図は、蓄熱カプセルの時間α手−温朋（ｈサイクル
を示す線図であり、吸熱時は矢印のようにＡ−Ｂ −Ｄ
曲線、放熱時は矢印のようにＤ−Ｃ−Ａ曲線を描く。
を示す線図であり、吸熱時は矢印のようにＡ−Ｂ −Ｄ
曲線、放熱時は矢印のようにＤ−Ｃ−Ａ曲線を描く。
なお、形状記憶合金について付記すれば、この種合金は
近年実用化が進みつつあるもので・変態点以上のある。
近年実用化が進みつつあるもので・変態点以上のある。
′ａ、温で記憶させた形状のものを常温ないし低温で変
形させると、先の変態点以上の高温で、もとの記憶させ
た形状に戻るという合金で、Ｎｉ−’Ｊ”ｉにッケル、
チタン）合金やＣＩ−Ｚｎ−Ａ、７（銅・亜鉛・アルミ
ニウム）合金などがある。
形させると、先の変態点以上の高温で、もとの記憶させ
た形状に戻るという合金で、Ｎｉ−’Ｊ”ｉにッケル、
チタン）合金やＣＩ−Ｚｎ−Ａ、７（銅・亜鉛・アルミ
ニウム）合金などがある。
本例の場合、形状記憶合金化処理した板４ｂは、第６図
のＢ点の温度で下側へ凹の曲面形状を記憶させておき、
Ａ点の温度で下側に凸の曲面形状に変形させ、カプセル
２内に封じこませたものである。
のＢ点の温度で下側へ凹の曲面形状を記憶させておき、
Ａ点の温度で下側に凸の曲面形状に変形させ、カプセル
２内に封じこませたものである。
以下、このように構成された蓄熱カプセルの作用を、説
明する。
明する。
蓄熱カプセル３を外周から加熱すると、蓄熱相の温度は
Ａ点を起点としてＢ点へ向う。このときの蓄熱カプセル
の断面は第４図に示すように融解ｌ〜た液相】ａと未融
解の固相１ｂが上下に共存している。このどき弾性部イ
２４は、第４図のように当初設定時の下に凸の形状を維
持している。バネの温朋が＆３６図のＢ点に達すると、
Ｊ３の温度で下側へ凹の形状を記憶させられている形状
記憶合金合金４１）はバネ板４ａのバネ力に打ぢＩｌ力
って第５図に示すように上に凸の曲面形状となり固相１
ｂを持ち上ける。この結果、液相１＋１と固相１ｂの位
置は反転し、円筒下部に液が７１ｃまり円筒底で加熱さ
れ浮上した液は、固相底部で熱エネルギーを奪われて冷
却し円筒底に沈む。この熱サイクルにより液相部に矢印
で示すように強制的な対流が生じ、結果として固相１ｂ
は完全に融解し、液温は第６図のＤ点に達する。このと
き弾性部材４は上に凸の状態のままである。
Ａ点を起点としてＢ点へ向う。このときの蓄熱カプセル
の断面は第４図に示すように融解ｌ〜た液相】ａと未融
解の固相１ｂが上下に共存している。このどき弾性部イ
２４は、第４図のように当初設定時の下に凸の形状を維
持している。バネの温朋が＆３６図のＢ点に達すると、
Ｊ３の温度で下側へ凹の形状を記憶させられている形状
記憶合金合金４１）はバネ板４ａのバネ力に打ぢＩｌ力
って第５図に示すように上に凸の曲面形状となり固相１
ｂを持ち上ける。この結果、液相１＋１と固相１ｂの位
置は反転し、円筒下部に液が７１ｃまり円筒底で加熱さ
れ浮上した液は、固相底部で熱エネルギーを奪われて冷
却し円筒底に沈む。この熱サイクルにより液相部に矢印
で示すように強制的な対流が生じ、結果として固相１ｂ
は完全に融解し、液温は第６図のＤ点に達する。このと
き弾性部材４は上に凸の状態のままである。
逆に蓄熱カプセルが放熱するときは、第６図のＤ点から
温度降下を始め、６点に達すると形状記１、はの変態点
に達するため弾性部材４は記憶形状維持力を失い、その
結果４ａのバネ力がまさり第４区１の形状に戻る。この
温度降下の過程で、潜熱蓄熱拐の過冷却現象を活用すれ
ば第６図の６点では、蓄熱材液中には結晶は初品のみで
弾性部材４は障害なく低温時の形状に復元する。
温度降下を始め、６点に達すると形状記１、はの変態点
に達するため弾性部材４は記憶形状維持力を失い、その
結果４ａのバネ力がまさり第４区１の形状に戻る。この
温度降下の過程で、潜熱蓄熱拐の過冷却現象を活用すれ
ば第６図の６点では、蓄熱材液中には結晶は初品のみで
弾性部材４は障害なく低温時の形状に復元する。
本実施例によれば人為的ではなく物理的に液の対流を促
進でき蓄熱材の融解速度が加速度的に早くなり熱効率の
向上を図ることができる。
進でき蓄熱材の融解速度が加速度的に早くなり熱効率の
向上を図ることができる。
以上述べたように、本発明によれば、液相および同相の
共存する蓄熱カプセルの融点、すなわち熱エネルギー吸
収過程において、液相と固相の上下の相対位置を強制的
に逆転させ、液相内の対流の促進を図ることによって、
熱伝達抵抗が小さく熱エネルギーの吸収のよい蓄熱カプ
セルを提供することができる。
共存する蓄熱カプセルの融点、すなわち熱エネルギー吸
収過程において、液相と固相の上下の相対位置を強制的
に逆転させ、液相内の対流の促進を図ることによって、
熱伝達抵抗が小さく熱エネルギーの吸収のよい蓄熱カプ
セルを提供することができる。
第１図は、一般的な蓄熱カプセルの一部破断斜視図、嬉
２図は、その断面図、第３図は、形状記憶合金付き弾性
部材のＭ視図、第４図は、本発明の一実施例に係る形状
記憶合金付き弾性部材を封じこんだ苔熱カプセルの断面
図、第５図は、弾性部材が作動した状態の蓄熱カプセル
の断面図、第６図は・蓄熱拐の時間−温匿曲線である。
２図は、その断面図、第３図は、形状記憶合金付き弾性
部材のＭ視図、第４図は、本発明の一実施例に係る形状
記憶合金付き弾性部材を封じこんだ苔熱カプセルの断面
図、第５図は、弾性部材が作動した状態の蓄熱カプセル
の断面図、第６図は・蓄熱拐の時間−温匿曲線である。
Claims (1)
- １、液相および固相の共存する蓄熱材と、その蓄熱材を
収納するカプセルとからなる蓄熱カプセルにおいて、当
該カプセル内の前記蓄熱材の固相が存在する下部に、あ
らかじめ形状記憶合金化処理を施し、断面が曲面形状を
もち、その曲面形状の凹凸を前記蓄熱カプセルの吸熱時
と放熱時とで反転させつるようにした弾性部材を封じこ
んだことを特徴とする蓄熱カプセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153259A JPS6048492A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 蓄熱カプセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153259A JPS6048492A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 蓄熱カプセル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6048492A true JPS6048492A (ja) | 1985-03-16 |
Family
ID=15558539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153259A Pending JPS6048492A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 蓄熱カプセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048492A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2752288A1 (fr) * | 1996-08-06 | 1998-02-13 | Grandi Rene Vincent | Dispositif d'accumulation et de transfert de frigories et installation pour sa mise en oeuvre |
| EP1580512A1 (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-28 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Heating device having a shape memory actuactor |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP58153259A patent/JPS6048492A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2752288A1 (fr) * | 1996-08-06 | 1998-02-13 | Grandi Rene Vincent | Dispositif d'accumulation et de transfert de frigories et installation pour sa mise en oeuvre |
| EP1580512A1 (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-28 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Heating device having a shape memory actuactor |
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