JPS6298195A - 蓄熱器の反応槽 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は熱エネルギーを化学エネルギーに変換した状態
で貯蔵し、必要に応じてその熱エネルギーを取り出し得
る熱エネルギー貯蔵装置に係り、特に液状の蓄熱剤を用
いた熱エネルギー貯蔵装置の反応槽構造に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

エネルギーの有効利用として太陽熱など自然のエネルギ
ーや各種工場排熱などの低コスト熱源があるが５時間的
、質的、量的に限定されるために利用しに＜〈、有効利
用にはエネルギーの７７％が必要となってくる。

上記のような熱源を利用して冷房や暖房を行う装置では
、その熱を一時貯蔵し、必要に応じて取り出せる蓄熱機
能をもったものが望ましく、しかも取り出す熱エネルギ
ーは利用目的に応じて冷房の時はより低温が、暖房の時
はより高温が取り出せることが望ましい。

これらの目的に対して、熱エネルギーを化学エネルギー
へ変換した形で蓄熱する方式は、比軟的低温状態での貯
蔵ができることから、蓄熱状態での放熱が大幅に防止で
き、長期間の貯蔵が可能になる等、顕熱や潜熱を利用し
たシステムに比べ有効利用がはかれる。

化学エネルギー蓄熱のうち、１度差利用方式は操作温度
、出力温度を任意に変化させることができる等から極め
て有効な手段である。

関連する公知例として特開昭５７−１５７９９５号公報
が挙げられる。第５図に構造の概略を示す、即ち、蓄熱
反応槽３００と吸収反応槽２００及び両者を接続する蒸
気通路１５０から構成されており蓄熱反応槽３００には
伝熱管１１０．撥水性多孔管１３０が収設され、蓄熱液
２０で満たされている・伝熱管１１０により加熱された
蓄熱液２０から蒸気が発生し撥水性多孔管１３０を透過
して気相部３１０に集合する。当該蒸気は蒸気通路１５
０を経て吸収反応槽へ移動する。吸収反応槽は前記蓄熱
反応槽と同様の構造を持つ例を示して述べると。

前記移動してきた蒸気は吸収反応槽２００に収設されて
いる多数の撥水性多孔管１４０へ分散して導入され、吸
収液３０に吸収される。この時、吸収液３０は潜熱、希
釈熱により昇温されるため、熱交換用伝熱管１２０によ
り冷却される。このような作動を行う濃度差蓄熱システ
ムにおける反応槽では簡単な構造、小型な形状、高効率
性能が要求されるが、第５図に示した構造では上記各項
目を満足できない。即ち、容器が２個設置しであること
、各容器には伝熱管用の管板２１，２２、さらに多孔質
管用管板２３が設置してあり、複雑な構造であること、
さらに、蒸気通路１５０が管路であり、低圧下での蒸気
の比容積を考慮して当該蒸気通路での蒸気流動に伴う圧
力損失を極力減らすためには当該管路１．５０が相当に
大口径となる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる欠点を排除するもので、疎水性
多孔性材を有する濃度差蓄熱システムにおける反応槽の
／」）型化、高効率化を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は疎水性多孔性材を用いて蓄熱液の′ａ縮希釈基
礎実験の結果得られたもので、その特徴とするところは
横置型容器の内を区分し、蓄熱反応槽と吸収反応槽を左
右に配置し、前記区分壁の上端と前記容器とで形成され
る空間を蒸気通路としたことで、小型化と簡素化がはか
れる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例の反応槽の立体的に示したも
ので容器５００の中央部に垂直に隔壁６００で区画し、
容器５００の上方部は区画しないで蒸気通路８１０を形
成する。当該隔壁で仕切った一方を蓄熱反応槽３００、
他方を吸収反応槽２００とする。

蓄熱反応槽３００には２枚の対向する疎水性多孔質材１
３０で形成され、上面に開口部１３１、端面にシール部
材１３２を有し、底面が閉塞した蒸発吸収部材１３５（
詳細を第２図に示す）を複数個間隔を有して配置し、当
該間隔に加熱・冷却のための伝熱管１１０を多数配置す
る。以上を収設して蓄熱反応槽３００が形成される。一
方、吸収反応槽２００も前述した構造と全く同一であり
説明を略す。

以上の構造において、先ず蓄熱液の濃縮操作を述べるに
蓄熱液は管１０１０により容器低部より蓄熱反応槽３０
０に導入され、伝熱管１１０を浸漬した状態で管１００
０から排出される。

この状態で氷室（第３図参照）の加熱水入口管１１２か
ら加熱水が導入され伝熱管１１０の管内を流れ、管１１
１から排出される。この時、蓄熱液が加熱され蒸発する
。反応槽５００は油気管６００により抽気され非凝縮性
ガスが除計れている。蓄熱液が加熱され蒸発する面は疎
水性多孔質材１３０であり、垂直方向に多数配置されて
いるため、狭い容器内に広い蒸発面が形成され、効果的
に蒸発できる。発生した蒸気は蒸気通路８１０から吸収
反応槽へ移送される。吸収反応槽２００は前述したよう
に、蓄熱反応槽と全く同一の形状をしており、管２００
０から媒体が容器５００内の吸収反応槽２００へ導入さ
れ、伝熱管１１０を浸漬した状態で管２１００から排出
される。当該伝熱管には管１２２（第３図参照）から冷
却水が流され、管１２１　（図示せず）から排出されて
いる。したがって胴側を流れる媒体は冷却されている状
態にあり蒸気圧が低下している。そこで、先述した移送
されて来た蒸気は疎水性多孔質体１３０を介して媒体に
吸収される。

以上の操作により、蓄熱液は濃縮され、媒体は希釈され
る。その結果、管１０１０で導入されている蓄熱液より
濃度が高くなって管１０００から排出される。一方、管
２０００より導入される媒体より濃度が低くなって管２
１００より排出される。

以上が蓄熱操作であり、次に放熱操作（冷熱発生を例と
して述べる）について述べる。

濃度が高まった蓄熱液を管１０１０から導入し、管１１
２から伝熱管内に冷却水を流すと、蓄熱液は冷却され、
蒸気圧が低下する。一方、濃度が薄くなった媒体は管２
０００から導入され、管１２２から加熱水を流すと、媒
体は加熱され、蒸気圧が上がり蒸気が発生する。当該蒸
気は蒸気通路８１０を経て蓄熱反応槽へ移行され、疎水
性多孔質材１３０を介して蓄熱液に吸収される。ここで
先述した管１１２から伝熱管１１０内へ流す冷却水の温
度が常温であるとき、管１２２から流す加熱水を常温で
入れると、出口管１２１からは常温以下の温度になり冷
房に供することができる。

以上の操作を行わせる本装置の特徴は疎水性多孔質材を
限られた容器内に多数配置して蒸発面積を増し、さらに
伝熱管を前記疎水性多孔質材に近接して多数配置したこ
とで液の伝熱が良好になる。

他の特徴の従来例に比し小型化と簡素化がはがれる。

第４図に本発明の他の実施例を示す断面図を示す。第１
図の平滑状疎水性材に対し、第４図は襞状に形成したも
ので、第１図に比較し、さらに蒸発面・吸収面が増大で
きる。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば反応槽の小型化が図れ、さらには熱
交換用伝熱面が広く取れることで熱交換温度差が小さく
なり、撥水性膜面積が広くとれることで蒸気発生量が増
大できる。

さらに本発明の効果として、蒸気通路における蒸気の流
動抵抗に伴う圧力損失を極力減少できる効果がある。ま
た従来例に見られるような２つの容器を１つにしたこと
、整形にしたこと等で省スペースが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の蓄熱システムの反応槽構造
を示す立体図、第２図は同じく蒸発吸収部材の詳細を示
す立体図、第３図は第１図に適合する反応槽の氷室を示
す立体図、第４図は本発明の他の実施例を示す断面図、
第５図は従来例に見られる反応槽の断面図である。 ２０・・蓄熱液、３０・・媒体、１１０・・・伝熱管、
１３０・・疎水性多孔質材、３００・・・蓄熱反応槽、
２００・・・吸収反応槽、１０００．１０１０・・・蓄
熱液入口。 出口管、２０００．２１００・・・媒体入口、出口管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２つの異なる吸収剤を、又は同一種類で濃度の異な
   る吸収剤を蓄熱液と媒体に用い、蒸気は透過するが液は
   透過しない疎水性多孔質材と熱交換器を収設する反応槽
   、蓄熱液槽、媒体液槽等から成る蓄熱システムにおいて
   、前記反応槽を横置型とし、中心部付近に隔壁を設けて
   一方を蓄熱反応槽、他方を吸収反応槽として左右に配置
   したことを特徴とする蓄熱器の反応槽。