JP2008190747A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱容器内に収容される蓄熱材に対して効率よく熱を伝達することができ、熱交換の効率を向上させることができる蓄熱装置を提供することである。
【解決手段】蓄熱容器１ａに潜熱蓄熱による蓄熱が可能なエリスリトール３が収容され、供給管４によりエリスリトール３と比較して比重の小さい油２が蓄熱容器１ａの外部からエリスリトール３内へ供給される。そして、比重の差により、蓄熱容器１ａ内においてエリスリトール３の上側に層を成す油２が排出管６により蓄熱容器１ａの内部から外部へ排出される。また、供給管４は、蓄熱容器１ａ内の底部に延在して配設された金属製板部材２００を有し、供給管４の金属製板部材２００からエリスリトール３に熱伝導が行なわれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱の輸送に供される蓄熱装置およびその構造に関する。

工場、例えば、製鉄所、ゴミ処理場等において発生する熱は工場付近の様々な施設に利用されている。また、工場で発生した熱を一時的に蓄熱体等に蓄え、その蓄熱体を輸送することで、工場から離れた場所においても熱を利用することができる。これらの技術に対して種々の研究がなされている。

特許文献１には、蓄熱体の融解潜熱を利用する蓄熱装置に関する技術が開示されている。特許文献１の蓄熱装置に含まれる貯蔵容器（蓄熱容器）には、エリスリトール等の蓄熱体と、蓄熱体よりも比重が小さい油（熱交換媒体）とが収容されている。蓄熱した状態にある蓄熱体は融解状態にあるため、蓄熱体より比重の小さな油とは混合することなく、上下に分離して収容される。貯蔵容器（蓄熱容器）には、油を外部から供給し、また、外部へと排出するための供給管および排出管が貫設されており、当該供給管および排出管に接続される熱交換器側パイプは、熱交換器へ熱的に接続されている。また、供給管および排出管に接続される熱交換器側パイプは、熱交換器の内部で連通している。

そして、貯蔵容器（蓄熱容器）へ蓄熱する場合には、油は、供給管、排出管および熱交換器側パイプを通り、工場側の熱交換器内部で熱供給され、その熱供給された状態で、供給管を通って蓄熱体の下方に送り込まれる。送り込まれた油は比重が小さいため、蓄熱体の上方まで上昇する。この上昇の間に、蓄熱体と油との直接接触により熱交換が行なわれ、油の熱が蓄熱体へ供給される。以上の動作を繰り返すことで、蓄熱体への蓄熱が行なわれるようになっている。

一方、蓄熱体に蓄熱された熱を回収して利用する場合には、熱供給されていない油を、蓄熱体の下方へ送り込む。そして、送り込まれた油が蓄熱体内を上昇する間に、蓄熱体と油との直接接触により熱交換が行なわれ、蓄熱体に蓄熱された熱が、上昇する油へ供給される。そして、別途設けられた熱交換器において、上記のようにして熱供給された油の熱を回収することができる。以上の動作を繰り返すことで、蓄熱体に蓄熱された熱を回収して利用することができる。

そして、上記の貯蔵容器（蓄熱容器）は、トラック等により輸送可能となっているため、熱を発生する工場等と、その熱を利用する温水プール等の施設とが互いに離れている場合であっても、蓄熱された状態の蓄熱体が収容されている貯蔵容器を輸送することにより、熱輸送を行なうことができる。また、貯蔵容器内に蓄えられた熱を利用することにより、熱を利用する温水プール等の施設において、地球温暖化ガスであるＣＯ_２の排出量を削減することができる。
特開２００５−１８８９１６号公報

しかしながら、特許文献１記載の熱貯蔵ユニットにおいては、蓄熱材と熱交換媒体とが直接接触をすることにより、熱交換が行なわれるが、熱材と蓄熱材とが接触しない部分については、蓄熱材の熱伝導率が低いため、蓄熱材内部の熱伝導では、熱が伝わらず、蓄熱材の融解または凝固が起こりにくくなる。

例えば、容器内に１つのノズルで熱交換媒体を供給する場合、ノズル上方については熱交換が進み、融解および凝固が進行するが、ノズルの下部またはノズルの周囲には、熱が伝達されない。

また、長手方向を有する配管を並列させて配管にノズルを形成した場合についても、隣接する配管の間の蓄熱材に対して熱が伝達されない。

本発明の目的は、蓄熱容器内に収容される蓄熱材に対して効率よく熱を伝達し、熱交換の効率を向上させることができる蓄熱装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

（１）
本発明に係る蓄熱装置は、潜熱を利用して蓄熱を行なう蓄熱材と、所定量の蓄熱材を収容する蓄熱容器と、蓄熱材と比較して比重の小さい熱交換媒体を蓄熱容器の外部から蓄熱材内へ供給するための供給手段と、比重の差により、蓄熱容器内において蓄熱材の上側に層を成す熱交換媒体を蓄熱容器の内部から外部へ排出するための排出手段と、を含み、供給手段は、蓄熱容器内の底部に延在して配設された金属製の板状体を有し、供給手段の金属製の板状体から蓄熱材に熱伝導が行なわれるものである。

本発明に係る蓄熱装置においては、蓄熱容器に潜熱蓄熱による蓄熱が可能な蓄熱材が収容され、供給手段により蓄熱材と比較して比重の小さい熱交換媒体が蓄熱容器の外部から蓄熱材内へ供給される。そして、比重の差により、蓄熱容器内において蓄熱材の上側に層を成す熱交換媒体が排出手段により蓄熱容器の内部から外部へ排出される。また、供給手段は、蓄熱容器内の底部に延在して配設された金属製の板状体を有し、供給手段の金属製の板状体から蓄熱材に熱伝導が行なわれる。

この場合、供給手段の金属製の板状体が、蓄熱容器内の底部に延在して配設されるので、蓄熱材の全てに蓄熱および放熱を行なわせることができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（２）
供給手段は、１または複数の円配管を有し、かつ蓄熱材と比較して比重の小さい熱交換媒体を蓄熱容器の外部から１または複数の円配管を流通させて蓄熱材内へ供給させ、金属製の板状体は、少なくとも１以上の円配管に接触するように形成されてもよい。

この場合、供給手段は、１または複数の円配管を有する。また、蓄熱材と比較して比重の小さい熱交換媒体を蓄熱容器の外部から１または複数の円配管を流通させて蓄熱材内へ供給させるので、蓄熱容器の全体に対して熱供給を行なうことができる。さらに、金属製の板状体は、少なくとも１以上の円配管に接触するように形成されているので、円配管の周囲に収容された蓄熱材に対しても確実に熱供給を行なうことができる。例えば、複数の円配管を有する場合においても、複数の円配管の間の蓄熱材に対して熱供給を行なうことができる。それにより、蓄熱材の全てに熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（３）
供給手段は、蓄熱容器内に配設された排出手段側から蓄熱容器の中央底部に向かって形成され、蓄熱容器の中央底部から蓄熱容器内の周辺に亘って金属製の板状体が延在するように形成されてもよい。

この場合、蓄熱容器の中央底部に向かって供給手段が形成されるので、蓄熱容器に収容された蓄熱材に対して中央から蓄熱容器内の周辺に向かって熱の伝導を行なうことができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（４）
金属製の板状体は、複数枚の板部材から形成され、複数枚の板部材により熱交換媒体の流路を形成してもよい。

この場合、複数枚の板部材により熱交換媒体の流路が形成されるので、流路が形成された広い範囲に亘って蓄熱材に熱を伝達することができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（５）
金属製の板状体は、１または複数のノズル構造を有し、熱交換媒体を蓄熱材内へ供給可能に形成されてもよい。

この場合、金属製の板状体に１または複数のノズル構造が形成されるので、広い範囲に亘って形成された板状体から収容された蓄熱材に熱を伝達することができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（６）
金属製の板状体は、１または複数のフィン形状を有し、フィン形状により蓄熱材との接触面積が大きくなり伝導効果を高めてもよい。

この場合、フィン形状により蓄熱材と接触する面積が増大するので、効率良く蓄熱材に熱を伝導することができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（７）
金属製の板状体は、波板形状を有し、波板形状により蓄熱材との接触面積が大きくなり伝導効果を高めてもよい。

この場合、波板形状により蓄熱材と接触する面積が増大するので、効率良く蓄熱材に熱を伝導することができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（８）
金属製の板状体は、蓄熱容器の内面に沿って形成されてもよい。

この場合、金属製の板状体が、蓄熱容器の内面に沿って形成されるので、蓄熱容器の底部からのみではなく、側方からも蓄熱材に熱を供給することができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（９）
金属製の板状体は、熱伝導性が高い金属板からなってもよい。

この場合、金属製の板状体は、熱伝導性の高い金属板からなるので、効率良く熱供給を行なうことができる。例えば、鉄、アルミニウム、銅、真鍮等を利用することにより効率良く熱供給を行なうことができ、熱交換の効率を向上させることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施の形態に係る蓄熱装置１００を含む熱輸送システムの全体構成を示す概略図である。図１（ａ）は蓄熱装置１００の蓄熱状態を示し、図１（ｂ）は蓄熱装置１００の運搬状態を示し、図１（ｃ）は蓄熱装置１００の排熱状態を示す。

図１（ａ）に示すように、蓄熱装置１００の蓄熱状態においては、工場８０および熱交換器５ａが配管８０ａ，８０ｂで接続され、熱交換器５ａおよび蓄熱装置１００が配管５１ａ，５２ａおよび接続装置５１，５２により接続される。図１（ａ）に示すように、蓄熱装置１００は、トラック等の輸送機構５０の荷台５０ｂに搭載される。また荷台５０ｂは、固定装置５０ｃにより固定される。図１（ａ）における工場８０は、製鉄所である。なお、本実施の形態においては、工場８０が製鉄所であることとしたが、これに限定されず、ごみ焼却場または発電所、その他任意の熱を発生させる設備等であってもよい。

工場８０から排出された高温の蒸気または空気等の熱交換媒体が、配管８０ａ内を通って熱交換器５ａに与えられる。熱交換器５ａは、内部の熱受取部（図示せず）において配管８０ａから熱を受け取る。熱を排出した熱交換媒体は、配管８０ｂ内を通って工場８０に戻される。

熱交換器５ａにおいて熱受取部の熱が、熱交換器５ａの熱供給部（図示せず）に与えられる。熱供給部は、配管５１ａ，５２ａの間に設けられており、配管５２ａ内を通って熱交換器５ａに入った熱交換媒体（油）に熱を与える。このように、熱交換器５ａは、工場８０の熱を、熱交換器５ａ内を流通する熱交換媒体へ伝導するためのものである。熱を受け取った熱交換媒体は、配管５１ａ内を通過し、接続装置５１ａを介して蓄熱装置１００に熱を運ぶ。

蓄熱装置１００の内部で熱交換媒体から熱の受け渡しが行なわれ、熱を排出した熱交換媒体が接続装置５２および配管５２ａ内を通って熱交換器５ａに戻される。このように、工場８０から熱交換器５ａを介して蓄熱装置１００に熱の運搬が繰り返し行なわれる。なお、蓄熱装置１００の内部における熱の受け渡しの詳細については後述する。

また、図１（ａ）の接続装置５１に対して蓄熱装置１００の接続装置４１が設けられており、接続装置５１は、接続装置４１と脱着可能に設けられる。同様に、接続装置５２に対して蓄熱装置１００の接続装置６１が設けられており、接続装置６１は、接続装置５２と脱着可能に設けられる。

次に、図１（ｂ）に示すように、十分に熱を蓄積した蓄熱装置１００は、接続装置５１，５２と、接続装置４１，６１とが切り離される。そして、固定装置５０ｃを取り外して、トラック等の輸送機構５０により距離が離れた施設８５まで運搬される。

次いで、図１（ｃ）に示すように、トラック等の輸送機構５０により施設８５まで運搬された蓄熱装置１００は、荷台５０ｂに搭載された状態で、固定装置５０ｃに固定される。図１（ｃ）においては、施設８５および熱交換器５ｂが配管８５ａ，８５ｂで接続され、熱交換器５ｂおよび蓄熱装置１００が配管５１ｂ，５２ｂおよび接続装置５３，５４により接続される。図１（ｃ）における施設８５は、病院である。なお、本実施の形態においては、施設８５を病院であることとしたが、これに限定されず、温水プールまたは建築構造物の温度調整装置、他の任意の熱を利用する施設または設備であってもよい。

また、蓄熱装置１００の接続装置４１が接続装置５３と接続され、接続装置６１が接続装置５４と接続される。蓄熱装置１００に蓄熱された熱交換媒体が、接続装置５４および配管５２ｂ内を通って熱交換器５ｂの熱受取部（図示せず）に与えられる。熱交換器５ｂは、熱受取部において熱交換媒体からの熱を受け取る。熱を排出した熱交換媒体は、配管５１ｂ内および接続装置５３を通って蓄熱装置１００に戻される。

熱交換器５ｂにおいて熱受取部の熱が、熱交換器５ｂの熱供給部（図示せず）に与えられる。熱供給部は、配管８５ａ，８５ｂの間に設けられており、配管８５ａ内を通って熱交換器５ｂに入った熱交換媒体（油）に熱を与える。このように、熱交換器５ｂは、蓄熱装置１００の熱を、熱交換器５ｂ内を流通する熱交換媒体へ伝導するためのものである。熱を受け取った熱交換媒体は、配管８５ｂ内を通過し、施設８５に熱を運ぶ。

次に、本実施の形態における蓄熱装置１００について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る蓄熱装置１００の構造の一例を示す模式的断面図である。図２（ａ）は蓄熱装置１００の横断面を示し、図２（ｂ）は蓄熱装置１００の縦断面を示す。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、蓄熱装置１００は、蓄熱容器１ａ、金属製板部材２００、供給管４、排出管６、接続装置４１および接続装置６１を含む。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、蓄熱容器１ａの内部には、熱交換媒体２と熱交換媒体３とが収容されている。本実施の形態においては、熱交換媒体２が油であり、蓄熱材３がエリスリトールである。以下、それぞれ、加熱されていない油２およびエリスリトール３と表記し、熱を受け取った油２を油２ａと表記し、熱を受け取ったエリスリトール３をエリスリトール３ａと表記する。

蓄熱容器１ａ内において、油２とエリスリトール３とは互いに混合せず、分離して収容されている。蓄熱容器１ａ内において、油２がエリスリトール３よりも比重が小さいため、上層に油２が収容され、下層にエリスリトール３が収容される。また、油２とエリスリトール３とが互いに混合しないため、油２とエリスリトール３との間には個々を分離するための部材等は介在しておらず、油２とエリスリトール３とは直接接触している。

ここで、エリスリトール３の融点は約１２１度であり、平時には（室温状態では）固体状態となっている。そして、熱が伝導されることにより、固体から液体に状態変化し、液体状態のときに蓄熱することが可能な物質である。すなわち、エリスリトール３は、潜熱を利用して蓄熱するものである。一方、エリスリトール３は、液体から固体へ状態変化するときに放熱する物質である。それにより、熱を取り出すことができる。ここで、エリスリトールは、融解熱が８１ｋｃａｌ／ｋｇと高いことから、その蓄熱量が大きいために蓄熱体として望ましい。なお、本実施の形態においては、エリスリトール３を用いているが、これに限定されず、蓄熱体としては、その他酢酸ナトリウム（融解熱：５８ｋｃａｌ／ｋｇ）、糖アルコール類等の任意の物質、特に融解熱（潜熱）が大きいものを用いることができる。

また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、金属製板部材２００は、蓄熱容器１ａの底部の略全面に敷設されている。供給管４の一端には、接続装置４１が設けられている。供給管４の他端は、蓄熱容器１ａの上層部分の外側面から内部へ貫通して設けられる。供給管４は、鉛直下方へ延在し、油２とエリスリトール３との間の境界面（界面）を横切って蓄熱容器１ａの底部に敷設された金属製板部材２００に接触し、Ｌ字型に屈曲した後、水平方向に延在するように形成される。また、供給管４は、１または複数の分岐部を有し、図２（ｂ）に示すように最終的に複数本（図２（ｂ）においては、４本）の供給管４を形成する。また、供給管４は内部空間を有しており、当該内部空間を油２ａが流通できるように設けられる。また図２（ｂ）に示すように、供給管４の他端側には、放出孔４ｈが複数設けられている。これらの放出孔４ｈは、鉛直上方向に開口するように設けられる。

なお、本実施の形態においては、供給管４が金属製板部材２００に接触することとしたが、これに限定されず、供給管４と金属製板部材２００を一体に形成してもよい。さらに、本実施の形態においては、金属製板部材２００を蓄熱容器１ａの底部の略全面に敷設していることとしたが、これに限定されず、網状、格子状等、任意の形状によって、蓄熱容器１ａの底部全面または蓄熱容器１ａの底部の代わりに配置されてもよい。また、蓄熱装置１００は、１個の接続装置４１からなることとしたが、これに限定されず、複数個の接続装置４１からなることとしてもよい。したがって、供給管４も接続装置４１の個数に応じて複数本からなってもよい。さらに、供給管４は、パイプ形状からなるものとしたが、これに限定されず、内部空間を有する直方体状（ボックス状）で、表面に複数の放出口が設けられてもよい。

図２（ａ）に示すように、排出管６の一端には、接続装置６１が設けられている。排出管６の他端は、蓄熱装置１ａの上層部分の外側面から内部へ貫通して設けられる。排出管６も供給管４と同様に、１または複数の分岐部を有し、最終的に複数本の排出管６を形成する。また、排出管６は内部空間を有しており、油２が当該内部空間を流通できるように設けられる。

また、図２（ａ）に示すように、排出管６は、供給管４の接続口４１よりも鉛直下方向に配設されている。すなわち、間違えた手順で供給管４及び排出管６を熱交換器５ａから取り外した場合、外部と熱貯蔵容器１ａ内部との圧力の相違により、油２またはエリスリトール３が逆流する場合がある。このため、排出管６を供給管４よりも鉛直下方向に配設することで、逆流防止を図ることができる。

続いて、蓄熱装置１００における蓄熱工程について説明する。蓄熱容器１ａには、予め熱交換媒体である油２および固体のエリスリトール３が収容された状態となっている。そして、工場８０から配管８０ａ，８０ｂを介して熱交換器５ａに与えられ、熱交換器５ａにおいて配管５１，５２を流通する油２に熱が伝導される。

熱供給された油２ａが、配管５１ａおよび接続装置５１，４１を通って供給管４内に与えられ、供給管４内に設けられた放出孔４ｈから吐出される。ここで、放出孔４ｈは、蓄熱容器１ａの下層部分（鉛直下方向）の固体のエリスリトール３が収容された部分に設けられているため、放出孔４ｈから吐出された油２ａが、エリスリトール３と直接接触する。油２ａは、エリスリトール３よりも比重が小さいため、蓄熱容器１ａの上層部分へと上昇する。油２は、エリスリトール３に熱を供給する。それにより、固体のエリスリトール３が液体のエリスリトール３ａに状態変化し、潜熱蓄熱が蓄えられる。

また、本実施の形態においては、供給管４に金属製板部材２００が接触して配設されているので、油２の熱により加熱された供給管４の熱が、金属製板部材２００に伝導される。それにより、金属製板部材２００の表面から鉛直上方向に向かって熱の放出が発生する。なお、金属製板部材２００の裏面から鉛直下方向に熱が放出されても、保温性を有する蓄熱容器１ａの外壁があるため、鉛直下方向に熱の放出が生じにくい。

金属製板部材２００からの熱の放出により、一の供給管４と他の供給管４との間のエリスリトール３に対しても熱が供給される。そして、エリスリトール３ａに熱を供給した油２は、排出管６から排出される。油２は、排出管６、接続装置６１，５２および配管５２ａを介して、熱交換器５ａに戻される。蓄熱工程においては、上記の動作が繰り返し行われる。

続いて、蓄熱装置１００における排熱工程について説明する。蓄熱装置１００に蓄熱されているエリスリトール３の熱に対して、配管５１ｂ、接続装置５３，４１を通って、供給管４から油２が供給される。供給された油２は、上昇しながら直接接触によりエリスリトール３から熱が伝導される。それにより、液体のエリスリトール３が固体のエリスリトールに状態変化し、潜熱蓄熱が油２に排出される。エリスリトール３から熱を供給された油２ａは、排出管６から接続装置６１，５４を介して配管５２ｂを通って熱交換器５ｂに熱を与える。一方で、熱交換器５ｂには気体または水などの液体が取込まれる。そして、熱交換器５ｂにおいて熱伝導された気体または液体は、配管８５ｂを通り施設８５内の温調設備に供給される。排熱工程においては、上記の動作が繰り返し行われる。

以上のように、第１の実施の形態における蓄熱装置１００においては、金属製板部材２００が、蓄熱容器１ａの底部に延在して配設されるので、供給管４の間に存在するエリスリトール３の全てに蓄熱および放熱を行なわせることができ、熱交換の効率を向上させることができる。また、金属製板部材２００は、例えば、鉄、アルミニウム、銅、真鍮等の熱伝導性の高い金属板からなるので、効率良く熱供給を行なうことができる。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る蓄熱装置１００ａの構造の一例を示す模式的断面図である。図３（ａ）は蓄熱装置１００ａの横断面を示し、図３（ｂ）は蓄熱装置１００ａの縦断面を示す。

第２の実施の形態に係る蓄熱装置１００ａが、第１の実施の形態に係る蓄熱装置１００と異なるのは以下の点である。

第２の実施の形態に係る蓄熱装置１００ａにおいては、金属製板部材２００を設けず、供給管４の代わりに供給管４および供給管４ｎを含む。

供給管４の一端には、接続装置４１が設けられている。供給管４の他端は、蓄熱容器１ａの上層部分の外側面から内部へ貫通して設けられる。供給管４は、蓄熱容器１ａの中央部まで延在してから鉛直下方へ延在し、油２とエリスリトール３との間の境界面（界面）を横切って蓄熱容器１ａの底部で蓄熱容器１ａ全体に水平面に沿って広がるように形成される。それにより図３（ｂ）に示すように、蓄熱容器１ａの底部に供給管４および供給管４ｎからなる空間が形成される。また図３（ｂ）に示すように、供給管４を構成する水平部材４ａには、複数の放出孔４ｈが設けられている。これらの放出孔４ｈは、鉛直上方向に開口するように設けられる。

続いて、蓄熱装置１００ａにおける蓄熱工程について説明する。蓄熱容器１ａには、予め熱交換媒体である油２および固体のエリスリトール３が収容された状態となっている。そして、工場８０から配管８０ａ，８０ｂを介して熱交換器５ａに与えられ、熱交換器５ａにおいて配管５１，５２を流通する油２に熱が伝導される。

熱供給された油２ａが、配管５１ａおよび接続装置５１，４１を通って供給管４内に与えられ、供給管４内に設けられた放出孔４ｈから吐出される。ここで、放出孔４ｈは、蓄熱容器１ａの下層部分（鉛直下方向）の固体のエリスリトール３が収容された部分の底部全面に設けられているため、放出孔４ｈから吐出された油２ａが、蓄熱容器１ａに収容されたエリスリトール３の大部分と均一に直接接触する。油２ａは、エリスリトール３よりも比重が小さいため、蓄熱容器１ａの上層部分へと上昇する。油２は、エリスリトール３に熱を供給する。それにより、蓄熱容器１ａに収容された大部分の固体のエリスリトール３が液体のエリスリトール３ａに状態変化し、潜熱蓄熱が蓄えられる。

また、供給管４を構成する水平部材４ａを熱伝導率の高い部材で構成することにより、さらにエリスリトール３に均一に熱を供給することができる。また、供給管４を熱伝導率の高い部材で構成することにより、蓄熱容器１ａの中央部からエリスリトール３に熱を供給することができる。なお、本実施の形態においては、供給管４を収容容器１ａの中央部に設けることとしたが、これに限定されず、複数設けてもよく、蓄熱容器１ａの端部または任意の部分に設けることとしてもよい。

そして、エリスリトール３ａに熱を供給した油２は、排出管６から排出される。油２は、排出管６、接続装置６１，５２および配管５２ａを介して、熱交換器５ａに戻される。蓄熱工程においては、上記の動作が繰り返し行われる。

なお、この蓄熱工程においては、第１の実施の形態と同様に、蓄熱装置１００にさらに温度検出装置を設けてもよい。それにより、エリスリトール３への蓄熱が完了したかどうかを判定することができる。

続いて、蓄熱装置１００ａにおける排熱工程について説明する。蓄熱装置１００ａに蓄熱されているエリスリトール３の熱に対して、配管５１ｂ、接続装置５３，４１を通って、供給管４から油２が供給される。供給された油２は、上昇しながら直接接触によりエリスリトール３ａから熱が伝導される。それにより、液体のエリスリトール３ａが固体のエリスリトール３に状態変化し、潜熱蓄熱が油２に排出される。エリスリトール３から熱を供給された油２ａは、排出管６から接続装置６１，５４ｎを介して配管５２ｂを通って熱交換器５ｂに熱を与える。一方で、熱交換器５ｂには気体または水などの液体が取込まれる。そして、熱交換器５ｂにおいて熱伝導された気体または液体は、配管８５ｂを通り施設８５内の温調設備に供給される。排熱工程においては、上記の動作が繰り返し行われる。

以上のように、第２の実施の形態に係る蓄熱装置１００ａにおいては、蓄熱容器１ａの中央の底部に向かって供給管４が形成され油２の流路が形成されるので、蓄熱容器１ａに収容されたエリスリトール３に対して中央から蓄熱容器１ａ内の周辺に向かって熱の伝導を行なうことができる。水平部材４ａに１または複数の放出孔４ｈが形成されるので、広い範囲に亘って形成された水平部材４ａから収容されたエリスリトール３の全体に熱を伝達することができる。その結果、効率良く熱供給を行なうことができる。

（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｂの構造の一例を示す模式的断面図である。図４（ａ）は蓄熱装置１００ｂの横断面を示し、図４（ｂ）は蓄熱装置１００ｂの縦断面を示す。

第３の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｂが、第１の実施の形態に係る蓄熱装置１００と異なるのは以下の点である。

第３の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｂにおいては、金属製板部材２００の代わりに金属製板部材２００ｂを含む。金属製板部材２００ｂは、金属製板部材２００にフィン形状２００Ｆを設けたものである。

それにより、第３の実施の形態においては、供給管４に金属製板部材２００ｂが接触して配設されているので、油２の熱により加熱された供給管４の熱が、金属製板部材２００ｂに伝導される。それにより、金属製板部材２００ｂの表面およびフィン形状２００Ｆから鉛直上方向に向かって熱の放出が発生する。それにより、単に金属製板部材２００を設けた場合と比較して、エリスリトール３との接触面積を増加させることができるので、効率よくエリスリトール３に熱を伝導することができる。

以上のように、第３の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｂにおいては、フィン形状２００Ｆによりエリスリトール３と接触する面積が増大するので、効率良くエリスリトール３に熱を伝導することができる。また、フィン形状２００Ｆは、例えば、鉄、アルミニウム、銅、真鍮等の熱伝導性の高い金属板からなるので、効率良く熱交換を行なうことができる。

なお、第３の実施の形態において構成した金属製板部材２００ｂを第２の実施の形態における供給管４の水平部材４ａにフィン形状を設けることとしてもよい。

（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｃの構造の一例を示す模式的断面図である。図５（ａ）は蓄熱装置１００ｃの横断面を示し、図５（ｂ）は蓄熱装置１００ｃの縦断面を示す。

第４の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｃが、第２の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｂと異なるのは以下の点である。

第４の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｃにおいては、供給管４を構成する水平部材４ａの代わりに、供給管４を構成する波型部材４ｂを含む。

図５（ｂ）に示すように、供給管４を構成する波型部材４ｂには、複数の放出孔４ｈが設けられている。これらの放出孔４ｈは、鉛直上方向に開口するように設けられる。

以上のように、第４の実施の形態に係る蓄熱装置１００ｃにおいては、波型部材４ｂによりエリスリトール３と接触する面積が増大するので、効率良くエリスリトール３に熱を伝導することができる。また、波型部材４ｂは、例えば、鉄、アルミニウム、銅、真鍮等の熱伝導性の高い金属板からなるので、効率良く熱交換を行なうことができる。

上記第１から第４の実施の形態においては、エリスリトール３が蓄熱材に相当し、蓄熱容器１ａが蓄熱容器に相当し、油２が熱交換媒体に相当し、供給管４が供給手段、１または複数の円配管に相当し、排出管６が排出手段に相当し、金属製板部材２００が金属製の板状体および熱伝導性が高い金属板に相当し、供給管４および水平部材４ａが熱交換媒体の流路に相当し、放出孔４ｈがノズル構造に相当し、フィン形状２００Ｆがフィン形状に相当し、波型部材４ｂが波板形状に相当する。

本発明は、上記の好ましい第１から第４の実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

第１の実施の形態に係る蓄熱装置を含む熱輸送システムの全体構成を示す概略図 第１の実施の形態に係る蓄熱装置の構造の一例を示す模式的断面図 第２の実施の形態に係る蓄熱装置の構造の一例を示す模式的断面図 第３の実施の形態に係る蓄熱装置の構造の一例を示す模式的断面図 第４の実施の形態に係る蓄熱装置の構造の一例を示す模式的断面図

符号の説明

１ａ 蓄熱容器
２ 油
３ エリスリトール
４ 供給管
４ａ 水平部材
４ｂ 波型部材
４ｈ 放出孔
４ｎ 供給管
６ 排出管
１００ 蓄熱装置
２００ 金属製板部材
２００Ｆ フィン形状

Claims (9)

1. 潜熱を利用して蓄熱を行なう蓄熱材と、
   所定量の前記蓄熱材を収容する蓄熱容器と、
   前記蓄熱材と比較して比重の小さい熱交換媒体を前記蓄熱容器の外部から前記蓄熱材内へ供給するための供給手段と、
   前記比重の差により、前記蓄熱容器内において前記蓄熱材の上側に層を成す前記熱交換媒体を前記蓄熱容器の内部から外部へ排出するための排出手段と、を含み、
   前記供給手段は、前記蓄熱容器内の底部に延在して配設された金属製の板状体を有し、前記供給手段の金属製の板状体から前記蓄熱材に熱伝導が行なわれることを特徴とする蓄熱装置。
2. 前記供給手段は、
   １または複数の円配管を有し、かつ前記蓄熱材と比較して比重の小さい熱交換媒体を前記蓄熱容器の外部から前記１または複数の円配管を流通させて前記蓄熱材内へ供給させ、
   前記金属製の板状体は、
   少なくとも１以上の前記円配管に接触するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置。
3. 前記供給手段は、
   前記蓄熱容器内に配設された前記排出手段側から前記蓄熱容器の中央底部に向かって形成され、前記蓄熱容器の中央底部から前記蓄熱容器内の周辺に亘って前記金属製の板状体が延在するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置。
4. 前記金属製の板状体は、複数枚の板部材から形成され、
   前記複数枚の板部材により前記熱交換媒体の流路を形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
5. 前記金属製の板状体は、１または複数のノズル構造を有し、前記熱交換媒体を前記蓄熱材内へ供給可能に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
6. 前記金属製の板状体は、１または複数のフィン形状を有し、前記フィン形状により前記蓄熱材との接触面積が大きくなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
7. 前記金属製の板状体は、波板形状を有し、前記波板形状により前記蓄熱材との接触面積が大きくなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
8. 前記金属製の板状体は、前記蓄熱容器の内面全体に沿って形成されたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
9. 前記金属製の板状体は、熱伝導性が高い金属板からなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
   

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