JP2006105531A - 蓄熱カプセル - Google Patents
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Abstract
【課題】伝熱性能の優れた蓄熱カプセルを提供することを目的とする。
【解決手段】カプセル1の内部に蓄熱剤2が充填され、前記カプセル1の内部に伝熱体5を有することを特徴とするもので、カプセル1に充填された蓄熱剤2のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体5を通して伝わっていくため、カプセル1全体の伝熱性能を向上させることができる。また、蓄熱槽に充填した状態で使用するだけでなく、排熱利用蓄熱からカプセルにて搬送、熱需要場所での使用を行うトータル蓄熱利用システム等の用途にも適用できるものである。
【選択図】図1
【解決手段】カプセル1の内部に蓄熱剤2が充填され、前記カプセル1の内部に伝熱体5を有することを特徴とするもので、カプセル1に充填された蓄熱剤2のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体5を通して伝わっていくため、カプセル1全体の伝熱性能を向上させることができる。また、蓄熱槽に充填した状態で使用するだけでなく、排熱利用蓄熱からカプセルにて搬送、熱需要場所での使用を行うトータル蓄熱利用システム等の用途にも適用できるものである。
【選択図】図1
Description
本発明は内部に蓄熱剤を収容した蓄熱カプセルに関するものである。
従来、この種の蓄熱カプセルは内部に蓄熱剤を収容した球体のカプセルが一般的である。また、蓄熱槽に対する充填率を向上させるため、球体を連結させた形状をしているものや(例えば、特許文献1参照)、表面積を大きくして伝熱特性を向上させるため、くびれをもった円筒形状をしているもの(例えば、特許文献2参照)等もある。
図9は、従来の一般的な蓄熱カプセルを示すものである。図9に示すように、カプセル1と、カプセルに封入された蓄熱剤2と、蓄熱剤を注入するための蓄熱剤注入口3、蓄熱剤の膨張を吸収するための空隙部4とから構成されている。
特開2003−329383号公報
特開平8−94269号公報
しかしながら、前記従来の構成では、カプセルを球体とすることで耐圧性能に優れている等の利点はあったが、球体は内容積に対する表面積が小さくなり、また球体の中心部には熱が伝わりにくいため、他の形状に比べて伝熱性能が悪くなるという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、伝熱性能の優れた蓄熱カプセルを提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄熱カプセルは、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセル内部に伝熱体を有することを特徴とするもので、カプセルに充填された蓄熱剤のうち、中心部に近くで従来伝熱が不十分な部分に対して、熱が伝熱体を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
本発明によれば、カプセル内に充填した蓄熱剤全体に効率よく伝熱することで、カプセル全体の伝熱性能を向上した蓄熱カプセルを提供することができる。
第1の発明は、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセル内部に伝熱体を有することを特徴とするもので、カプセルに充填された蓄熱剤のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
第2の発明は、伝熱体は、カプセル内部壁面より内方へ突出する突出部であるもので、構造を複雑にすることなく、カプセルに充填された蓄熱剤のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が突出部を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
第3の発明は、伝熱体は、カプセル内部壁面の複数箇所を互いに連結する構成としたも
ので、伝熱体をカプセル内部壁面の複数箇所を橋渡しする形状とすることにより、カプセルに充填された蓄熱剤のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
ので、伝熱体をカプセル内部壁面の複数箇所を橋渡しする形状とすることにより、カプセルに充填された蓄熱剤のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
第4の発明は、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、加熱・冷却媒体が入る込む加熱・冷却路を有し、前記加熱・冷却路は、前記カプセルを貫通または前記カプセルの外部壁面より内方へ突出した構成としたもので、前記加熱・冷却路内を加熱・冷却媒体が充填または流れるため、カプセル内部にも熱が伝わり、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
さらに、蓄熱槽内にランダムに充填されたカプセルの前記加熱・冷却路を加熱・冷却媒体が充填または流れることで、蓄熱槽の流れにおいて乱流を促進し、蓄熱槽全体としての伝熱性能も向上させることができる。
第5の発明は、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセル内部を貫通する伝熱体と、前記伝熱体を貫通させるための孔部と、前記伝熱体を固定するための固定手段と、前記伝熱体とカプセルとをシールする密閉手段とを有することを特徴とするもので、カプセルからの熱だけでなく、加熱・冷却媒体と伝熱体とが直接熱の授受を行い、カプセルに充填された蓄熱剤のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対しても、熱が伝熱体を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
第6の発明は、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセルの表面にディンプルを有することを特徴とするもので、カプセル周辺の加熱・冷却媒体の流れにおいて乱流を促進し、蓄熱槽全体としての伝熱性能を向上させることができる。
第7の発明は、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセルの外部壁面より外方向に突出する突起部を有することを特徴とするもので、カプセルの表面積を大きくすることができるため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。さらに、加熱・冷却媒体の流れにおいて乱流を促進することで、蓄熱槽全体としての伝熱性能を向上させることができる。
第8の発明は、カプセル内部に蓄熱剤が充填され、充填された蓄熱剤の膨張・収縮に合わせて、前記カプセルの容積を変化させる体積変化吸収手段を有することを特徴とするもので、通常の蓄熱カプセルにおいて、体積変化吸収のために作られている空隙部をなくすことができるため、空隙部の熱抵抗がなくなり、蓄熱剤がカプセルの全表面に接触できるのでカプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1〜図3は、本発明の第1の実施の形態における蓄熱カプセルの模式図を示すものである。
図1〜図3は、本発明の第1の実施の形態における蓄熱カプセルの模式図を示すものである。
図1において、カプセル1の内壁から内方へ突出した突出部からなる伝熱体5が形成されており、同様に図2では、カプセル1の内壁から内方へ突出したフィン形状の伝熱体5が形成されている。さらに図3では、伝熱体5をカプセル1の内部壁面の複数箇所を連結し、橋渡しする形状となっている。カプセル1の内部には、蓄熱剤2が蓄熱剤注入口3から注入され、充填されている。ここで、伝熱体5は蓄熱剤2がカプセル1の内部に偏ることなく十分に充填することができる形状であるものとする。
以上のように構成された蓄熱カプセルについて、以下その動作、作用を説明する。
まず、蓄熱カプセル1は、水等の加熱・冷却媒体で満たされた蓄熱槽(図示せず)に充填される。ここでは蓄熱カプセル1に蓄熱する場合を考える。何らかの加熱装置(図示せず)により加熱された水等の媒体が蓄熱槽に流入した場合、蓄熱槽に充填された蓄熱カプセルの表面からその熱が内部へと蓄熱されていく。その際、熱は蓄熱剤2を伝わっていくと同時に、伝熱体5からも内部へと伝わっていく。
以上のように、本実施の形態において、蓄熱カプセルの内部に伝熱体5を設けることにより、蓄熱カプセルに充填された蓄熱剤2のうち、中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体5を通して伝わっていくため、カプセル全体の熱抵抗が低減し、伝熱性能を向上させることができる。同様に放熱の場合においても、中心部の熱が蓄熱剤2を伝わっていくと同時に、伝熱体5からも水等の媒体へと伝わっていくため、効率よく放熱することができる。
ここで、伝熱体5の数や、凸部形状、フィン形状等は本発明において限定しないものとする。
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態における蓄熱カプセルの模式図を示すものである。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図4は、本発明の第2の実施の形態における蓄熱カプセルの模式図を示すものである。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図4において、カプセル1に水等の加熱・冷却媒体が流れる加熱・冷却路6が形成されている。カプセル1の内部には、蓄熱剤2が蓄熱剤注入口3から注入され、充填されている。
蓄熱カプセルに蓄熱を行う場合、加熱された水等の媒体は加熱・冷却路6を通り、その熱はカプセル1の周囲からだけでなく加熱・冷却路6側からも蓄熱剤2へと伝わっていく。
以上のように、本実施の形態においては蓄熱カプセルの内部に加熱・冷却路6を設けることにより、蓄熱カプセルに充填された蓄熱剤2のうち中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が加熱・冷却路6側から伝わって行くため、カプセル1全体の熱抵抗が低減し、伝熱性能を向上させることができる。放熱の場合においても、前実施の形態同様に性能を向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、加熱・冷却路6は、前記カプセル1を貫通する構成となっているが、前記カプセル1の外部壁面より内方へ突出し、先止まりなる構成としたも、同様の効果は有する。
(実施の形態3)
図5は、本発明の第3の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図5は、本発明の第3の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図5において、カプセル外部から内部に伸びる伝熱体5と、伝熱体5を貫通させるための孔部7と、伝熱体5を固定するための固定手段8と、伝熱体5とカプセルと1をシールする密閉手段9とを設けた構成となっている。カプセル1の内部には、蓄熱剤2が蓄熱剤注入口3から注入され、充填されている。
蓄熱カプセルに蓄熱を行う場合、加熱された水等の媒体はカプセル1からの熱だけでなく、加熱媒体と伝熱体5とが直接熱の授受を行い、カプセル1に充填された蓄熱剤2へと伝わっていく。また密閉手段9により、内部に充填された蓄熱剤2はカプセル1の外に漏れることはない。
以上のように、本実施の形態においては蓄熱カプセルに充填された蓄熱剤2のうち中心部近くの従来熱の伝わりづらい領域に対して、熱が伝熱体5を通して伝わっていくため、カプセル全体の伝熱性能を向上させることができる。放熱の場合においても、前実施の形態同様性能を向上させることができる。
(実施の形態4)
図6は、本発明の第4の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図6は、本発明の第4の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図6において、カプセル1の表面にディンプル10が形成され、カプセル1の内部には蓄熱剤2が蓄熱剤注入口3から注入され、充填されている。
蓄熱カプセルに蓄熱を行う場合、加熱された水等の媒体からカプセル1の表面を介して蓄熱剤2へと伝わっていく。この際、ディンプル10の影響により蓄熱槽内の流れにおいて乱流が促進される。
以上のように、本実施の形態においては、乱流の促進により蓄熱カプセルへの伝熱性能を向上させることができる。放熱の場合においても、同様に性能を向上させることができる。
(実施の形態5)
図7は、本発明の第5の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図7は、本発明の第5の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図7において、カプセル1の表面に外部突起11が形成され、カプセル1の内部には蓄熱剤2が蓄熱剤注入口3から注入され、充填されている。
蓄熱カプセルに蓄熱を行う場合、加熱された水等の媒体からカプセル1の表面と、外部突起11を介して蓄熱剤2へと伝わっていく。この際、外部突起11の影響により蓄熱槽内の流れにおいて乱流が促進される。
以上のように、本実施の形態においては、表面積が拡大することができ、かつ乱流の促進により蓄熱カプセルへの伝熱性能を向上させることができる。放熱の場合においても、同様に性能を向上させることができる。
(実施の形態6)
図8は、本発明の第6の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図8は、本発明の第6の実施の形態における、蓄熱カプセルの模式図である。なお、上記実施の形態と同一部品については同一符号を付し、その説明を省略する。
図8において、カプセル1の表面に体積変化吸収手段12が形成され、カプセル1の内部には蓄熱剤2が蓄熱剤注入口3から注入され、充填されている。
体積変化吸収手段12は蓄熱剤2が膨張していないとき、蓄熱剤2がカプセル1の全表面に接触することができるような状態を保持する。次に蓄熱剤2が膨張したとき、伸縮性のある材料を用いてることで、体積変化吸収手段12はカプセル1の外側方向へ膨らみ、
蓄熱剤2の体積膨張分を吸収する。
蓄熱剤2の体積膨張分を吸収する。
以上のように、本実施の形態においては、カプセル1の内表面が常に蓄熱剤2に接し、カプセル1内に空隙部のない状態を形成することができるため、蓄熱カプセル全体の熱抵抗が低減され、伝熱性能を向上させることができる。
以上のように、本発明にかかる蓄熱カプセルは、熱抵抗を低減し、伝熱性能を向上させることが可能となるので、蓄熱槽に充填した状態で使用するだけでなく、排熱利用蓄熱からカプセルにて搬送、熱需要場所での使用を行うトータル蓄熱利用システム等の用途にも適用できる。
1 カプセル
2 蓄熱剤
3 蓄熱剤注入口
4 空隙部
5 伝熱体
6 加熱・冷却路
7 孔部
8 固定手段
9 密閉手段
10 ディンプル
11 突起部
12 体積変化吸収手段
2 蓄熱剤
3 蓄熱剤注入口
4 空隙部
5 伝熱体
6 加熱・冷却路
7 孔部
8 固定手段
9 密閉手段
10 ディンプル
11 突起部
12 体積変化吸収手段
Claims (8)
- カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセル内部に伝熱体を有することを特徴とする蓄熱カプセル。
- 伝熱体は、カプセル内部壁面より内方へ突出する突出部である請求項1記載の蓄熱カプセル。
- 伝熱体は、カプセル内部壁面の複数箇所を互いに連結する構成とした請求項1記載の蓄熱カプセル。
- カプセル内部に蓄熱剤が充填され、加熱・冷却媒体が入る込む加熱・冷却路を有し、前記加熱・冷却路は、前記カプセルを貫通または前記カプセルの外部壁面より内方へ突出した構成とした蓄熱カプセル。
- カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセル内部を貫通する伝熱体と、前記伝熱体を貫通させるための孔部と、前記伝熱体を固定するための固定手段と、前記伝熱体とカプセルとをシールする密閉手段とを有することを特徴とする蓄熱カプセル。
- カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセルの表面にディンプルを有することを特徴とする蓄熱カプセル。
- カプセル内部に蓄熱剤が充填され、前記カプセルの外部壁面より外方向に突出する突起部を有することを特徴とする蓄熱カプセル。
- カプセル内部に蓄熱剤が充填され、充填された蓄熱剤の膨張・収縮に合わせて、前記カプセルの容積を変化させる体積変化吸収手段を有することを特徴とする蓄熱カプセル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004294800A JP2006105531A (ja) | 2004-10-07 | 2004-10-07 | 蓄熱カプセル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004294800A JP2006105531A (ja) | 2004-10-07 | 2004-10-07 | 蓄熱カプセル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006105531A true JP2006105531A (ja) | 2006-04-20 |
Family
ID=36375489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004294800A Pending JP2006105531A (ja) | 2004-10-07 | 2004-10-07 | 蓄熱カプセル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006105531A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101832464A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-09-15 | 浙江大学 | 热量自平衡型金属氢化物储放氢装置 |
US20170003084A1 (en) * | 2014-01-29 | 2017-01-05 | Cryogel | Absorption body for a capsule containing a phase-change material |
-
2004
- 2004-10-07 JP JP2004294800A patent/JP2006105531A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101832464A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-09-15 | 浙江大学 | 热量自平衡型金属氢化物储放氢装置 |
US20170003084A1 (en) * | 2014-01-29 | 2017-01-05 | Cryogel | Absorption body for a capsule containing a phase-change material |
US10718573B2 (en) * | 2014-01-29 | 2020-07-21 | Cryogel | Absorption body for a capsule containing a phase-change material |
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