JPS63189788A - 蓄熱式熱交換器 - Google Patents
蓄熱式熱交換器Info
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- JPS63189788A JPS63189788A JP62021045A JP2104587A JPS63189788A JP S63189788 A JPS63189788 A JP S63189788A JP 62021045 A JP62021045 A JP 62021045A JP 2104587 A JP2104587 A JP 2104587A JP S63189788 A JPS63189788 A JP S63189788A
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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
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- F28D20/021—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 and the heat-exchanging means being enclosed in one container
-
- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は固液相変化に伴ない蓄熱および放熱を行なう潜
熱蓄熱材を用いた蓄熱式熱交換器に係り、特に蛇行伝熱
管に装着される放熱フィンを改良した蓄熱式熱交換器に
関する。
熱蓄熱材を用いた蓄熱式熱交換器に係り、特に蛇行伝熱
管に装着される放熱フィンを改良した蓄熱式熱交換器に
関する。
（従来の技術）
一般に、潜熱蓄熱材は水などの顕熱蓄熱材に比べて蓄熱
密度が大きく、蓄熱槽を小型にできるという特長がある
。このような潜熱蓄熱材を充填した蓄熱槽に伝熱管を入
れ、この伝熱管に熱媒を通流させるようにしたものが蓄
熱式熱交換器である。
密度が大きく、蓄熱槽を小型にできるという特長がある
。このような潜熱蓄熱材を充填した蓄熱槽に伝熱管を入
れ、この伝熱管に熱媒を通流させるようにしたものが蓄
熱式熱交換器である。
潜熱蓄熱材は固相での熱伝導率が小さいため、凝固時の
伝熱性能は熱媒の熱抵抗より同相での熱抵抗に律速され
る。従って、大きい熱入出力を得るには、伝熱管の蓄熱
材側の伝熱面積を熱媒側のそれより大きくすることが必
要である。この要求を満足するため、従来のこの種の潜
熱蓄熱材を用いた熱交換器では、第５図に示されるよう
にプレートフィンチューブを用いている。すなわち、蓄
熱槽１に充填された潜熱蓄熱材２中に蛇行伝熱管３を設
け、この蛇行伝熱管３に各管状部にまたがるようにして
平板状の放熱フィン４を装着している。
伝熱性能は熱媒の熱抵抗より同相での熱抵抗に律速され
る。従って、大きい熱入出力を得るには、伝熱管の蓄熱
材側の伝熱面積を熱媒側のそれより大きくすることが必
要である。この要求を満足するため、従来のこの種の潜
熱蓄熱材を用いた熱交換器では、第５図に示されるよう
にプレートフィンチューブを用いている。すなわち、蓄
熱槽１に充填された潜熱蓄熱材２中に蛇行伝熱管３を設
け、この蛇行伝熱管３に各管状部にまたがるようにして
平板状の放熱フィン４を装着している。
この蓄熱式熱交換器では伝熱管３の入口部５から入った
熱媒が出口部６に向かって流れるに従い、蓄熱材２の相
変化も熱媒の流れ方向に向かって順次進行する。このと
き蓄熱材２は上流部Ａでは相変化しても、下流部Ｂでは
まだ相変化していないという状況が起こる。ところが、
潜熱蓄熱材２は固液相変化時の体積変化が大きいため、
このような蛇行伝熱管３と平板状の放熱フィン４からな
るプレートフィンチューブを用いると、この蓄熱材２の
固液相間の体積変化の差による力が放熱フィン４に曲げ
変形を与えるように作用するため、繰返し使用している
間に放熱フィン４０位置がずれたり破損するおそれがあ
る。従って、このような蓄熱式熱交換器では長期間にわ
たり信頼性を保つことは難しい。
熱媒が出口部６に向かって流れるに従い、蓄熱材２の相
変化も熱媒の流れ方向に向かって順次進行する。このと
き蓄熱材２は上流部Ａでは相変化しても、下流部Ｂでは
まだ相変化していないという状況が起こる。ところが、
潜熱蓄熱材２は固液相変化時の体積変化が大きいため、
このような蛇行伝熱管３と平板状の放熱フィン４からな
るプレートフィンチューブを用いると、この蓄熱材２の
固液相間の体積変化の差による力が放熱フィン４に曲げ
変形を与えるように作用するため、繰返し使用している
間に放熱フィン４０位置がずれたり破損するおそれがあ
る。従って、このような蓄熱式熱交換器では長期間にわ
たり信頼性を保つことは難しい。
一方、伝熱管に転造法等で放熱フィンを一体形成する、
いわゆるフィンドチューブ熱交換器は、このような現象
に際しても十分な耐久性を持つと考えられる。しかし、
フインドチューブ熱交換器では、製造技術上およびコス
ト面から、放熱フィンの総面積は伝熱管の表面積の高々
５倍程度が限界であり、高い熱入出力を得ることはでき
ない。
いわゆるフィンドチューブ熱交換器は、このような現象
に際しても十分な耐久性を持つと考えられる。しかし、
フインドチューブ熱交換器では、製造技術上およびコス
ト面から、放熱フィンの総面積は伝熱管の表面積の高々
５倍程度が限界であり、高い熱入出力を得ることはでき
ない。
（発明が解決しようとする問題点〉
このように従来のプレートフィンチューブ熱交換器や、
フインドチューブ熱交換器の肢術では、信頼性が高く、
しかも熱入出力の大きい蓄熱式熱交換器を実現すること
は難しいという間迫があった。
フインドチューブ熱交換器の肢術では、信頼性が高く、
しかも熱入出力の大きい蓄熱式熱交換器を実現すること
は難しいという間迫があった。
本発明は上記問題点を解決し、潜熱蓄熱材の相変化に伴
なう体積変化に対して十分な耐久性が得られ、また伝熱
管に対する放熱フィンの面積比を大きくして熱入出力を
増大できる蓄熱式熱交換器を提供することを目的とする
。
なう体積変化に対して十分な耐久性が得られ、また伝熱
管に対する放熱フィンの面積比を大きくして熱入出力を
増大できる蓄熱式熱交換器を提供することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段）
本発明は固液相変化を伴なって蓄熱および放熱を行なう
潜熱蓄熱材を充填した蓄熱槽内に、熱媒が内部を通流す
る蛇行伝熱管と、この蛇行伝熱管に装着された放熱フィ
ンを設置した蓄熱式熱交換器において、放熱フィンが蛇
行伝熱管の各管状部に相互に独立して設けられ、蛇行伝
熱管とは別に形成されるとともに、伝熱管の周方向に複
数に分割されていることを特徴とする。
潜熱蓄熱材を充填した蓄熱槽内に、熱媒が内部を通流す
る蛇行伝熱管と、この蛇行伝熱管に装着された放熱フィ
ンを設置した蓄熱式熱交換器において、放熱フィンが蛇
行伝熱管の各管状部に相互に独立して設けられ、蛇行伝
熱管とは別に形成されるとともに、伝熱管の周方向に複
数に分割されていることを特徴とする。
（作用〉
放熱フィンは蛇行伝熱管を構成する複数の管状部に相互
に独立して設けられていることにより、蓄熱材の相変化
に伴なう体積変化による力を各管状部の位置で互いに独
立して受ける。従って、放熱フィンには曲げ変形を与え
るような異常な力は作用しない。また、放熱フィンは蛇
行伝熱管とは別に形成されるとともに、伝熱管の周方向
に複数に分割されているから、大面積化が容易であり、
製作も接着剤等で伝熱管に固定でき極めて簡単である。
に独立して設けられていることにより、蓄熱材の相変化
に伴なう体積変化による力を各管状部の位置で互いに独
立して受ける。従って、放熱フィンには曲げ変形を与え
るような異常な力は作用しない。また、放熱フィンは蛇
行伝熱管とは別に形成されるとともに、伝熱管の周方向
に複数に分割されているから、大面積化が容易であり、
製作も接着剤等で伝熱管に固定でき極めて簡単である。
（実施例）
第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例に係る蓄熱式熱
交換器の互いに直交する断面図である。
交換器の互いに直交する断面図である。
第１図において、蓄熱槽１１には潜熱蓄熱材１２が充填
されている。潜熱蓄熱材１２は固液相変化に伴ない蓄熱
および放熱を行なうものであり、例えばパラフィンが使
用される。蓄熱槽１１内にはさらに蛇行伝熱管１３と、
この伝熱管１３に装着された伝熱管１３とは別体の放熱
フィン１４が設置されている。蛇行伝熱管１３の一端は
熱媒の入口部１５、他端は熱媒の出口部１６となってい
る。
されている。潜熱蓄熱材１２は固液相変化に伴ない蓄熱
および放熱を行なうものであり、例えばパラフィンが使
用される。蓄熱槽１１内にはさらに蛇行伝熱管１３と、
この伝熱管１３に装着された伝熱管１３とは別体の放熱
フィン１４が設置されている。蛇行伝熱管１３の一端は
熱媒の入口部１５、他端は熱媒の出口部１６となってい
る。
放熱フィン１４は蛇行伝熱管１３の各管状部１３８〜１
３ｅに相互に独立して設けられ、伝熱管１３の周方向に
複数に分割されている。ここで、放熱フィン１４の分割
され各部分２１は第２図に示すように短冊状をなし、そ
の短冊状部分２１の各一端部が蛇行伝熱管１３の各管状
部１３８〜１３ｅに接着剤により固定されている。
３ｅに相互に独立して設けられ、伝熱管１３の周方向に
複数に分割されている。ここで、放熱フィン１４の分割
され各部分２１は第２図に示すように短冊状をなし、そ
の短冊状部分２１の各一端部が蛇行伝熱管１３の各管状
部１３８〜１３ｅに接着剤により固定されている。
第３図はこのような放熱フィン１４の製造方法の−例を
示したもので、複数の短冊状部分２１が予め接着剤等で
一列に一体化され、かつ一端部２３が折曲げられた部材
２２の折曲げ端部２３を蛇行伝熱管１３の管状部に巻付
け、接着剤により固定する。これにより短冊状部分２１
は第２図に示すように放射状に分離され、放熱フィン１
４を形成する。なお、部材２２の折曲げ端部２３、つま
り短冊状部分２１の伝熱管１３への固定端部は、伝熱管
１３の周方向において一体的に形成されていてもよいし
、各短冊状部分２１ごとに分離されていてもよい。
示したもので、複数の短冊状部分２１が予め接着剤等で
一列に一体化され、かつ一端部２３が折曲げられた部材
２２の折曲げ端部２３を蛇行伝熱管１３の管状部に巻付
け、接着剤により固定する。これにより短冊状部分２１
は第２図に示すように放射状に分離され、放熱フィン１
４を形成する。なお、部材２２の折曲げ端部２３、つま
り短冊状部分２１の伝熱管１３への固定端部は、伝熱管
１３の周方向において一体的に形成されていてもよいし
、各短冊状部分２１ごとに分離されていてもよい。
上記構成において、入口部１５から蛇行伝熱管１３に入
った熱媒が出口部１６に向かって管状部１３ａ、１３ｂ
、・・・１３ｅを順次流れるとき、潜熱蓄熱材１２もそ
の熱媒の流れに伴ない順次相変化（例えば液相から固相
への変化）を起こす。ここで、本発明では放熱フィン１
４は各管状部１３ａ〜１３ｅにそれぞれ固定された部分
が互いに独立しているので、蓄熱材の１２の相変化の時
期がずれても、放熱フィン１４には異常な力は加わらな
い。従って、長時間使用しても従来のプレートフィンデ
ユープ熱交換器のように、放熱フィン１４の位置がずれ
たり、放熱フィン１４が破損するようなことはなく、耐
久性・信頼性が向上する。
った熱媒が出口部１６に向かって管状部１３ａ、１３ｂ
、・・・１３ｅを順次流れるとき、潜熱蓄熱材１２もそ
の熱媒の流れに伴ない順次相変化（例えば液相から固相
への変化）を起こす。ここで、本発明では放熱フィン１
４は各管状部１３ａ〜１３ｅにそれぞれ固定された部分
が互いに独立しているので、蓄熱材の１２の相変化の時
期がずれても、放熱フィン１４には異常な力は加わらな
い。従って、長時間使用しても従来のプレートフィンデ
ユープ熱交換器のように、放熱フィン１４の位置がずれ
たり、放熱フィン１４が破損するようなことはなく、耐
久性・信頼性が向上する。
また、放熱フィン１４は伝熱管１３とは別に形成されて
いるため、フィンドチューブ熱交換器と比較してその面
積を大きくとることができ、伝熱管１３の表面積の１０
倍以上（例えば１５倍〜３０倍）にすることは容易であ
る。従って、大きな熱入出力を得ることができる。
いるため、フィンドチューブ熱交換器と比較してその面
積を大きくとることができ、伝熱管１３の表面積の１０
倍以上（例えば１５倍〜３０倍）にすることは容易であ
る。従って、大きな熱入出力を得ることができる。
さらに、放熱フィン１４は伝熱管１３の周方向に複数の
短冊状部分２１に分別されているため、第３図に示した
ような簡単な工程により形成することができ、フィンド
チューブ熱交換器における放熱フィンの形成法である転
造法等のように複雑な装置を必要とせず、材料の無駄も
少ない。
短冊状部分２１に分別されているため、第３図に示した
ような簡単な工程により形成することができ、フィンド
チューブ熱交換器における放熱フィンの形成法である転
造法等のように複雑な装置を必要とせず、材料の無駄も
少ない。
第４図（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例における伝熱
フィン２４を示したもので、各々矩形の平板状に形成さ
れ、且つスリット２６により伝熱管１３の円方向に複数
の部分２５に分割されている。また、この放熱フィン２
４の基端部２７は直角に折曲げられ、先の実施例と同様
に接着剤等により伝熱管１３に固定されている。このよ
うな放熱フィン２４においても、先の実施例と同様の効
果が得られる。
フィン２４を示したもので、各々矩形の平板状に形成さ
れ、且つスリット２６により伝熱管１３の円方向に複数
の部分２５に分割されている。また、この放熱フィン２
４の基端部２７は直角に折曲げられ、先の実施例と同様
に接着剤等により伝熱管１３に固定されている。このよ
うな放熱フィン２４においても、先の実施例と同様の効
果が得られる。
［発明の効果］
本発明によれば、熱媒を流す蛇行伝熱管の各管状部にそ
れぞれ独立して、伝熱管とは別に形成され、しかも伝熱
管の周方向に複数に分割された放熱フィンを装着したこ
とにより、潜熱蓄熱材の固液相変化に伴なう体積変化に
対する放熱フィンの耐久性に優れ、長期間にわたって高
い信頼性が得られるとともに、放熱フィンの面積を大き
くして熱入出力を高くでき、しかも製作が容易な蓄熱式
熱交換器を提供することができる。
れぞれ独立して、伝熱管とは別に形成され、しかも伝熱
管の周方向に複数に分割された放熱フィンを装着したこ
とにより、潜熱蓄熱材の固液相変化に伴なう体積変化に
対する放熱フィンの耐久性に優れ、長期間にわたって高
い信頼性が得られるとともに、放熱フィンの面積を大き
くして熱入出力を高くでき、しかも製作が容易な蓄熱式
熱交換器を提供することができる。
第１図（ａ＞（ｂ）は本発明の一実施例に係る蓄熱式熱
交換器の互いに直交する縦断面図、第２図は同実施例に
おける放熱フィンの構成を示す図、第３図は同放熱フィ
ンの形成方法を説明するための図、第４図（ａ）（ｂ）
は本発明の他の実施例における放熱フィンの構成を示す
断面図および側面図、第５図（ａ）（ｂ）は従来の蓄熱
式熱交換器の互いに直交する縦断面図である。 １１・・・蓄熱槽、１２・・・潜熱蓄熱材、１３・・・
蛇行伝熱管、１４・・・放熱フィン、１５・・・熱媒入
口部、１６・・・熱媒出口部、１３ａ〜１３ｅ・・・管
状部。 ２１・・・短冊状部分、２４・・・放熱フィン、２６・
・・スリット。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 （ａ） （ｂ）第１図 色 第３図 第２図 （ａ） （ｂ）第４図 第５図
交換器の互いに直交する縦断面図、第２図は同実施例に
おける放熱フィンの構成を示す図、第３図は同放熱フィ
ンの形成方法を説明するための図、第４図（ａ）（ｂ）
は本発明の他の実施例における放熱フィンの構成を示す
断面図および側面図、第５図（ａ）（ｂ）は従来の蓄熱
式熱交換器の互いに直交する縦断面図である。 １１・・・蓄熱槽、１２・・・潜熱蓄熱材、１３・・・
蛇行伝熱管、１４・・・放熱フィン、１５・・・熱媒入
口部、１６・・・熱媒出口部、１３ａ〜１３ｅ・・・管
状部。 ２１・・・短冊状部分、２４・・・放熱フィン、２６・
・・スリット。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 （ａ） （ｂ）第１図 色 第３図 第２図 （ａ） （ｂ）第４図 第５図
Claims (3)
- （１）固液相変化を伴なって蓄熱および放熱を行なう潜
熱蓄熱材を充填した蓄熱槽と、この蓄熱槽に挿入され熱
媒が内部を通流する蛇行伝熱管と、この蛇行伝熱管に装
着された放熱フィンとを備えた蓄熱式熱交換器において
、前記放熱フィンは前記蛇行伝熱管の各管状部に相互に
独立して設けられ、蛇行伝熱管とは別に形成されるとと
もに、伝熱管の周方向に複数に分割されていることを特
徴とする蓄熱式熱交換器。 - （２）放熱フィンは伝熱管の周方向に分割された各部分
が短冊状をなし、その各一端部が蛇行伝熱管の各管状部
に接着固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の蓄熱式熱交換器。 - （３）放熱フィンは平板状をなし、蛇行伝熱管の半径方
向に形成されたスリットによって伝熱管の周方向に複数
に分割されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の蓄熱式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021045A JPS63189788A (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021045A JPS63189788A (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 蓄熱式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63189788A true JPS63189788A (ja) | 1988-08-05 |
Family
ID=12043957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62021045A Pending JPS63189788A (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63189788A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252950A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | シェルチューブ型潜熱蓄熱装置 |
| JPH03221787A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-30 | Kobe Steel Ltd | 潜熱蓄冷装置 |
| EP1098157A3 (de) * | 1999-11-04 | 2002-02-13 | Alfred Schneider | Latentwärmespeicher |
| KR100605030B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2006-07-28 | 주식회사 현신종합건축사사무소 | 주택 바닥난방 배관 미장몰탈 결속구조 |
| JP2009001227A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Honda Motor Co Ltd | 自動車の車体構造 |
| EP2221568A1 (en) * | 2007-11-13 | 2010-08-25 | Panasonic Corporation | Chemical heat storage apparatus |
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| WO2020001509A1 (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 中车石家庄车辆有限公司 | 储能装置 |
| CN112611243A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-06 | 长春工程学院 | 一种新型强化空气换热相变蓄热装置 |
-
1987
- 1987-01-31 JP JP62021045A patent/JPS63189788A/ja active Pending
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