JP2008039259A - Heat accumulator - Google Patents
Heat accumulator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008039259A JP2008039259A JP2006212408A JP2006212408A JP2008039259A JP 2008039259 A JP2008039259 A JP 2008039259A JP 2006212408 A JP2006212408 A JP 2006212408A JP 2006212408 A JP2006212408 A JP 2006212408A JP 2008039259 A JP2008039259 A JP 2008039259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- storage material
- fluid
- passage
- heat
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄熱材と熱交換流体との間で熱エネルギーを交換する蓄熱装置に関する。 The present invention relates to a heat storage device that exchanges thermal energy between a heat storage material and a heat exchange fluid.
近年、蓄熱材に熱エネルギーを蓄え、蓄えられた熱エネルギーを冷却水等の熱交換流体に付与することで、エネルギーの有効利用を図るようにした蓄熱装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1の蓄熱装置を次図に基づいて説明する。
図12は従来の蓄熱装置を示す断面図である。
蓄熱装置100は、円筒形密閉タンク101内に複数の蓄熱部102…をスペーサ103…を介して積層させ、蓄熱部102…に二重管104を貫通させ、二重管104に流入口105を連通させたものである。
蓄熱部102は、収納容器102aの内部に蓄熱材が充填されたものである。
The heat storage apparatus of patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional heat storage device.
In the
The
流入口105から流体が導かれ、導かれた流体が、二重管104の外管106を経て矢印の如く放射状に流出する。流出した流体が、蓄熱部102,102間の隙間107…を流れる際に、流体および蓄熱材間で熱エネルギーの交換がおこなわれる。
隙間107…から流出した流体は、円筒形密閉タンク101に沿って矢印の如く上昇する。上昇した流体は、二重管104の内管108に導かれ、内管108を経て流出口109から流出する。
A fluid is guided from the
The fluid flowing out of the
この蓄熱装置100を、例えば、エンジンに採用することで、エンジン駆動中の廃熱を蓄熱部102…の蓄熱材に蓄熱し、蓄熱した廃熱をエンジン停止中に保温することが可能になる。
そして、蓄熱材に蓄熱した廃熱を、エンジン始動時に利用することで、エンジンを円滑に起動することができる。
By adopting the
And the engine can be started smoothly by using the waste heat stored in the heat storage material when starting the engine.
ところで、蓄熱装置100は、複数の蓄熱部102として、収納容器102a…の内部に蓄熱材をそれぞれ個別に充填したものが用いられている。
このため、複数の収納容器102aの内部に、蓄熱材をそれぞれ個別に充填する必要があり、蓄熱材を充填する作業が煩雑になる。
In the
For this reason, it is necessary to individually fill the plurality of
この対策として、例えば、複数の収納容器102aの内部を互いに連通させることが考えられる。複数の収納容器102aの内部を互いに連通させることで、複数の収納容器102a内に蓄熱材をまとめて充填することができる。
よって、複数の収納容器102aの内部に、蓄熱材を充填する作業を簡略にできる。
As a countermeasure for this, for example, it is conceivable that the insides of the plurality of
Therefore, the work of filling the heat storage material into the plurality of
しかし、複数の収納容器102aの内部が互いに連通されているので、蓄熱された熱の保温中に、複数の収納容器102a内全域において蓄熱材に自然対流が発生する。
複数の収納容器102a内全域において蓄熱材に自然対流が発生することで、蓄熱材が収納容器102aの表面に沿って流れる。
このため、蓄熱材に蓄えた熱が収納容器102aの表面から放熱され、蓄熱材に蓄えた熱の保温性を良好に保つことは難しい。
However, since the insides of the plurality of
When natural convection occurs in the heat storage material throughout the plurality of
For this reason, the heat stored in the heat storage material is radiated from the surface of the
本発明は、蓄熱材を充填する作業の簡略化を図ることができ、保温性を向上させることができる蓄熱装置を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the heat storage apparatus which can aim at simplification of the operation | work filled with a heat storage material, and can improve heat retention.
請求項1に係る発明は、蓄熱材を充填する蓄熱材充填空間とこの蓄熱材充填空間に隣接して流体を通す流体通路とを設けた蓄熱モジュールを備え、前記蓄熱材と前記流体との間で熱エネルギーを交換する蓄熱装置において、前記蓄熱モジュールは、積層された複数の平板状のプレートからなり、前記平板状のプレートは、前記蓄熱材充填空間を形成する充填用凹部と、前記流体通路を形成する通路用凹部と、前記流体通路に連通する案内通路を形成する案内通路用凹部と、前記充填用凹部に形成され、前記案内通路用凹部に近接配置された蓄熱材通過孔とを有し、前記複数のプレートを互いに表裏反転させた状態で積層させることにより、前記充填用凹部同士および前記通路用凹部同士で前記蓄熱材充填空間および前記流体通路をそれぞれ交互に複数形成するとともに、前記案内通路用凹部同士で前記案内通路を形成し、前記複数の蓄熱材充填空間を前記蓄熱材通過孔で連通し、かつ、前記蓄熱材通過孔を前記案内通路に近傍配置したことを特徴とする。 The invention according to claim 1 includes a heat storage module provided with a heat storage material filling space for filling the heat storage material and a fluid passage through which the fluid passes adjacent to the heat storage material filling space, and between the heat storage material and the fluid. In the heat storage device for exchanging heat energy, the heat storage module includes a plurality of stacked flat plates, and the flat plate includes a filling recess that forms the heat storage material filling space, and the fluid passage. A recess for the passage that forms a guide passage, a recess for the guide passage that forms a guide passage that communicates with the fluid passage, and a heat storage material passage hole that is formed in the recess for filling and is disposed close to the recess for the guide passage. Then, by laminating the plurality of plates in an inverted state, the heat storage material filling space and the fluid passage intersect each other between the filling recesses and the passage recesses. A plurality of the guide passage recesses are formed, the plurality of heat storage material filling spaces communicate with each other through the heat storage material passage holes, and the heat storage material passage holes are adjacent to the guide passages. It is arranged.
蓄熱装置は、蓄熱状態において蓄熱材に熱を蓄え、保温状態において蓄熱材の熱を保温し、放熱状態において蓄熱材の熱で流体を加熱するものである。
具体的には、蓄熱状態において、加熱された流体を蓄熱モジュール内に導くことで、流体の熱を蓄熱材に蓄える。
The heat storage device stores heat in the heat storage material in the heat storage state, heats the heat storage material in the heat retention state, and heats the fluid with the heat of the heat storage material in the heat dissipation state.
Specifically, the heat of the fluid is stored in the heat storage material by guiding the heated fluid into the heat storage module in the heat storage state.
また、保温状態において、蓄熱材より温度が低くなった流体の流れを止めることで、蓄熱材に蓄えた熱が流体に放熱することを抑える。蓄熱材からの放熱を抑えることで、蓄熱材の熱を保温する。
さらに、放熱状態において、蓄熱材より温度が低い流体を蓄熱モジュール内に導くことで、蓄熱材の熱を流体に放熱する。
Moreover, in the heat retaining state, the heat stored in the heat storage material is prevented from radiating to the fluid by stopping the flow of the fluid whose temperature is lower than that of the heat storage material. By suppressing heat dissipation from the heat storage material, the heat of the heat storage material is kept warm.
Furthermore, in the heat dissipation state, the heat of the heat storage material is radiated to the fluid by introducing a fluid having a temperature lower than that of the heat storage material into the heat storage module.
ここで、蓄熱材は、液体から固体に相変化を伴う材料(潜熱蓄熱材)である。この蓄熱材は、蓄熱したとき流動状態になり、放熱したとき(すなわち、冷却されたとき)非流動状態(固化状態)になる。
そこで、請求項1において、蓄熱材通過孔を案内通路に近接配置した。この案内通路内の流体は、保温状態において蓄熱材より温度が低くなる。よって、保温状態において、蓄熱材より温度が低くなった流体を、蓄熱材通過孔の近傍に溜めることができる。
これにより、蓄熱材より温度が低くなった流体で、蓄熱材通過孔の蓄熱材を冷却・固化して、固化した蓄熱材で蓄熱材通過孔を塞ぐことができる。
Here, the heat storage material is a material (latent heat storage material) with a phase change from liquid to solid. This heat storage material is in a fluidized state when heat is stored, and is in a non-flowable state (solidified state) when heat is released (that is, when cooled).
Therefore, in claim 1, the heat storage material passage hole is disposed close to the guide passage. The temperature of the fluid in the guide passage is lower than that of the heat storage material in the heat retaining state. Therefore, in the heat retaining state, the fluid having a temperature lower than that of the heat storage material can be stored in the vicinity of the heat storage material passage hole.
Thereby, with the fluid whose temperature became lower than the heat storage material, the heat storage material in the heat storage material passage hole can be cooled and solidified, and the heat storage material passage hole can be closed with the solidified heat storage material.
請求項1に係る発明では、複数の蓄熱材充填空間を蓄熱材通過孔で互いに連通させることで、複数の蓄熱材充填空間に蓄熱材をまとめて充填することができる。
これにより、複数の蓄熱材充填空間に個別に蓄熱材を充填する必要がないので、蓄熱材を充填する作業の簡略化を図ることができる。
In the invention according to claim 1, the plurality of heat storage material filling spaces can be filled together in the plurality of heat storage material filling spaces by communicating the plurality of heat storage material filling spaces with each other through the heat storage material passage holes.
Thereby, since it is not necessary to individually fill a plurality of heat storage material filling spaces with the heat storage material, it is possible to simplify the operation of filling the heat storage material.
さらに、請求項1に係る発明では、蓄熱材通過孔を案内通路に近接配置することで、保温状態において、蓄熱材より温度が低くなった流体で蓄熱材通過孔の蓄熱材を冷却・固化し、固化した蓄熱材で蓄熱材通過孔を塞ぐことができる。
よって、複数の蓄熱材充填空間をそれぞれ個別に切り離すことが可能になる。これにより、複数の蓄熱材充填空間の全域において、蓄熱材に自然対流が発生することを抑えることができる。
蓄熱材に自然対流が発生することを抑えることで、蓄熱材の保温性を向上させることができる。
Further, in the invention according to claim 1, by arranging the heat storage material passage hole close to the guide passage, the heat storage material in the heat storage material passage hole is cooled and solidified with a fluid whose temperature is lower than that of the heat storage material in the heat retaining state. The heat storage material passage hole can be closed with the solidified heat storage material.
Therefore, it becomes possible to isolate | separate several thermal storage material filling space each separately. Thereby, it can suppress that a natural convection generate | occur | produces in a thermal storage material in the whole region of several thermal storage material filling space.
By suppressing the occurrence of natural convection in the heat storage material, the heat retaining property of the heat storage material can be improved.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係る蓄熱装置を示す分解斜視図である。
蓄熱装置10は、熱交換用の蓄熱モジュール11と、蓄熱モジュール11の下部11aに設けられた下板13と、蓄熱モジュール11の上部11bに設けられた上板14と、上板に設けられた蓋部材15と、蓄熱モジュール11内に流体16(図2、図3参照)を供給し、供給した流体16を蓄熱モジュール11内から排出する流体供給/排出部18とを備える。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a heat storage device according to the present invention.
The
蓄熱モジュール11は、複数のプレート接合体20…が同軸上に接合されている。プレート接合体20は、一対のプレート21が表裏反転させた状態で接合されている。
すなわち、蓄熱モジュール11は、複数枚のプレート21を同軸上に積層したものである。プレート21は、略矩形状に形成され、中央に中央開口部23が形成された板状の部材である(図5も参照)。
以下、構成の理解を容易にするために、プレート21のうち、表裏反転させないプレートを21A、表裏反転させたプレートを21Bとして説明する。
In the
That is, the
Hereinafter, in order to facilitate the understanding of the configuration, the
複数のプレート接合体20…を接合する手段としては、溶接、ろう付け、接着などがある。
一対のプレート21を接合する手段としては、プレート接合体20…の接合と同様に、溶接、ろう付け、接着などが用いられる。
As means for joining the plurality of plate joined
As a means for joining the pair of
図2は本発明に係る蓄熱装置を示す断面図であり、蓄熱材通過孔の切断状態を示す図である。図3は本発明に係る蓄熱装置の流体通路を説明する断面図である。
プレート接合体20は、表裏反転させない上側のプレート21Aと、表裏反転させた下側のプレート21Bとを、それぞれの第1〜第3の合わせ部25,26…,27…で接合させたものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the heat storage device according to the present invention, and is a view showing a cut state of the heat storage material passage hole. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the fluid passage of the heat storage device according to the present invention.
The plate joined
プレート21Aとプレート21Bとを接合することで、流体16を導く(通す)ための流体通路37、供給案内部41および排出案内部42が形成される。
流体通路37は、図3に示すように、外端部側37aが供給案内部41に連通され、内端部側37bが排出案内部42に連通されている。
供給案内部41は、上下端部が導入孔45,45で開口されている。排出案内部42は、上下端部が中央開口部23,23で開口されている。
By joining the
As shown in FIG. 3, the
The
複数のプレート接合体20は、それぞれ同軸上に接合されている。
ここで、一例として、最上位のプレート接合体20と、最上位から2番目のプレート接合体20との接合について説明する。
最上位のプレート接合体20のうち下側のプレート21Bを、最上位から2番目のプレート接合体20のうち上側のプレート21Aに臨ませる。
The plurality of
Here, as an example, the joining of the
The
下側のプレート21Bの外周フランジ31と上側のプレート21Aの外周フランジ31とを接合する。さらに、下側のプレート21Bの中央内周フランジ32と上側のプレート21Aの中央内周フランジ32とを接合する。
加えて、下側のプレート21Bの隅内周フランジ33と上側のプレート21Aの隅内周フランジ33とを接合する。
よって、最上位のプレート接合体20および最上位から2番目のプレート接合体20が一体に接合される。
最上位のプレート接合体20および最上位から2番目のプレート接合体20を接合することで、蓄熱材17を充填可能な蓄熱材充填空間36が形成される。
同様に、複数のプレート接合体20を接合することで蓄熱モジュール11が得られる。これにより、複数の蓄熱材充填空間36が積層された状態に形成される。
The outer
In addition, the
Therefore, the uppermost plate joined
The heat storage
Similarly, the
蓄熱モジュール11を形成することで、複数の供給案内部41…が積層されるとともに、複数の排出案内部42…が積層される。
積層された複数の供給案内部41…で供給案内通路(案内通路)34が形成される。積層された複数の排出案内部42…で排出案内通路(案内通路)35が形成される。
By forming the
A supply guide passage (guide passage) 34 is formed by the plurality of
よって、複数の流体通路37…は、図3に示すように、外端部側37a…が供給案内通路34に連通され、内端部側37b…が排出案内通路35に連通される。
これらの流体通路37…は、蓄熱材充填空間36…に隣接した状態で、かつ流体通路37同士が間隔Sをおいて互いに非接触状態に設けられる。
3, the
The
供給案内通路34内の流体16は、複数の流体通路37…を経て排出案内通路35に導かれる。
流体16は、蓄熱材17と互いに熱交換し得る液体、すなわち熱交換流体(冷媒、熱媒)である。例えば、流体16として、エンジン冷却用の冷却水が用いられ、その他冷水や温水も用いられる。
The fluid 16 in the
The fluid 16 is a liquid that can exchange heat with the
蓄熱モジュール11の下部11aに下板13を設け、蓄熱モジュール11の上部11bに上板14を設ける。
最下位のプレート接合体20と下板13との間に蓄熱材充填空間36が形成され、最上位のプレート接合体20と上板14との間に蓄熱材充填空間36が形成される。
これにより、蓄熱モジュール11内に、複数の蓄熱材充填空間36…が積層された状態に形成される。
A
A heat storage
Thus, a plurality of heat storage
蓄熱材17は、液体から固体に相変化を伴う材料(潜熱蓄熱材)である。例えば、蓄熱材17として、パラフィン系のもの、エリスリトール、キシリトールやソルビトールなどの糖アルコール系のもの、硝酸マグネシウム6水和物などの塩水和物が用いられる。
The
下板13は、略矩形状に形成され(図1参照)中央に開口部47が形成され、開口部47の外側に一対の蓄熱材充填口48,48が形成されている。
開口部47は、蓄熱モジュール11の排出案内通路35と同軸上に形成されている。一対の蓄熱材充填口48,48は、蓄熱モジュール11の蓄熱材充填空間36に臨む位置に形成されている。
The
The
下板13の蓄熱材充填口48,48から蓄熱材充填空間36に蓄熱材17を充填した後、蓄熱材充填口48,48をプラグ49,49で塞ぐ。
これにより、蓄熱材充填空間36に蓄熱材17が充填された状態に保たれる。
After the
Accordingly, the heat storage
上板14は、略矩形状に形成され(図1参照)中央に嵌合孔51が形成され、四隅に4個の供給孔44(図1も参照)が形成されている。
嵌合孔51は、蓄熱モジュール11の排出案内通路35と同軸上に配置されている。供給孔44…は、供給案内部41…の導入孔45…に臨む。
この上板14に蓋部材15が設けられている。蓋部材15は、断面凹部状に形成され、外周縁部15aを上板14に設けることで、上板14と蓋部材15との間に空間52が形成されている。
The
The
A
流体供給/排出部18は、下板13にコネクタ54がボルト55…で取り付けられ、コネクタ54に供給管59が設けられている。
コネクタ54は、筒状のコネクタ本体56と、コネクタ本体56の周壁から左側に延出された導入連結管57と、コネクタ本体56の周壁から右側に延出された導出連結管58とを有する。
In the fluid supply /
The
コネクタ本体56は、上端部にフランジ56aが設けられ、フランジ56aがボルト55…で下板13に取り付けられている。
コネクタ本体56は、下板13の開口部47を経て蓄熱モジュール11の排出案内通路35に連通されている。
The connector
The connector
コネクタ本体56の下端部56bに凹部61が形成されている。凹部61に供給管59の下端部59aが取り付けられ、下端部59aの排出口59bが導入連結管57に臨んでいる。供給管59の上端部59cは、上板14の嵌合孔51に嵌合されている。
これにより、供給管59は、排出案内通路35に対して同軸上に取り付けられている。
流体供給/排出部18は、一例として、コネクタ54の導入連結管57および導出連結管58が、エンジン63の水冷ジャケットにホース64,65で接続されている。
A
As a result, the
In the fluid supply /
よって、前記水冷ジャケット内の流体(冷却水)16がホース64を経て導入連結管57まで導かれる。導入連結管57まで導かれた流体16は、供給管59を経て空間52に導かれる。
空間52に導かれた流体16は、供給孔44…および導入孔45…を経て供給案内通路34に導かれる。
Therefore, the fluid (cooling water) 16 in the water cooling jacket is guided to the
The fluid 16 guided to the
供給案内通路34に導かれた流体16は、流体通路37…を経て排出案内通路35まで導かれる。流体16が流体通路37…を流れる際に、流体16と蓄熱材17との間で熱エネルギーの交換がおこなわれる。
排出案内部42まで導かれた流体16は、排出案内通路35を経てコネクタ本体56に導かれる。コネクタ本体56に導かれた流体16は、導出連結管58およびホース65を経てエンジン63の水冷ジャケット内に戻る。
The fluid 16 guided to the
The fluid 16 guided to the
図4は本発明に係る蓄熱装置のプレートを示す平面図、図5は本発明に係る蓄熱装置のプレートを示す斜視図である。
プレート21は、外形が略矩形状に形成された平板状の部材であって、一方の面としての上面21aに形成された充填用凹部71と、他方の面としての下面21bに形成された通路用凹部72と、下面21b中央に形成された排出案内通路用凹部(案内通路用凹部)73と、排出案内通路用凹部73に形成された中央開口部23と、排出案内通路用凹部73の周囲に形成された複数の中央蓄熱材通過孔(蓄熱材通過孔)74…と、下面21bの四隅に形成された供給案内通路用凹部(案内通路用凹部)75…と、供給案内通路用凹部75…にそれぞれ形成された導入孔45…と、供給案内通路用凹部75…の周囲に形成された複数の隅蓄熱材通過孔(蓄熱材通過孔)76…とを有する。
FIG. 4 is a plan view showing a plate of the heat storage device according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the plate of the heat storage device according to the present invention.
The
充填用凹部71は、底部78および側壁79で形成された部位である。
側壁79の頂部外側に張り出した外周フランジ31が形成されている。
底部78の周縁を矩形枠状に凹ませることで、下面21bから矩形枠の接合凸部81が突出される。接合凸部81の頂部が第1合わせ部25になる。
The filling
An outer
By denting the periphery of the
図6(a),(b)は本発明に係るプレートの排出案内通路用凹部および中央蓄熱材通過孔を示す斜視図である。
排出案内通路用凹部73は、底部78の中央(図5参照)に中央***部82を円形に***させることで、下面21bに凹部が円形に形成されたものである。
排出案内通路用凹部73に中央開口部23が同軸上に形成されている。中央開口部23は、排出案内通路用凹部73の外径と比較して小径に形成されている。よって、中央***部82の頂部に中央内周フランジ32が形成される。
中央内周フランジ32は、外周フランジ31(図5参照)に対して面一に形成されたフランジである。
FIGS. 6A and 6B are perspective views showing the discharge guide passage recess and the central heat storage material passage hole of the plate according to the present invention.
The
A
The central inner
排出案内通路用凹部73の周囲に、下面21bから複数の中央接合凸部83が突出される。
中央接合凸部83の頂部が第2合わせ部26になる。第2合わせ部26に中央蓄熱材通過孔74が形成される。
中央蓄熱材通過孔74…は、排出案内通路用凹部73の周囲に、排出案内通路用凹部73に近接された状態で設けられる。
第2合わせ部26は、第1合わせ部25(図5参照)に対して面一に形成された部位である。
A plurality of central
The top of the central joint
The central heat storage material passage holes 74 are provided around the discharge
The
図7(a),(b)は本発明に係るプレートの供給案内通路用凹部および隅蓄熱材通過孔を示す斜視図である。
供給案内通路用凹部75は、底部78の四隅(図5参照)に隅***部84を円形に***させることで、下面21bに凹部が円形に形成されたものである。
供給案内通路用凹部75に導入孔45が同軸上に形成されている。導入孔45は、供給案内通路用凹部75の外径と比較して小径に形成されている。よって、隅***部84の頂部に隅内周フランジ33が形成される。
隅内周フランジ33は、外周フランジ31および中央内周フランジ32(図5参照)に対して面一に形成されたフランジである。
7 (a) and 7 (b) are perspective views showing a recess for a supply guide passage and a corner heat storage material passage hole of a plate according to the present invention.
The
An
The corner inner
供給案内通路用凹部75の周囲に、下面21bから複数の隅接合凸部85が突出される。
隅接合凸部85の頂部が第3合わせ部27になる。第3合わせ部27に隅蓄熱材通過孔76が形成される。
隅蓄熱材通過孔76…は、供給案内通路用凹部75の周囲に、供給案内通路用凹部75に近接された状態で設けられる。
第3合わせ部27は、第1合わせ部25および第2合わせ部26に対して面一に形成された部位である。
A plurality of corner
The top of the corner joint
The corner heat storage material passage holes 76 are provided in the vicinity of the supply
The
図8(a),(b)は本発明に係る蓄熱装置の蓄熱材通過孔を示す断面図である。
表裏反転させない上側のプレート21Aと、表裏反転させた下側のプレート21Bとを同軸上に接合してプレート接合体20を形成する。
すなわち、プレート21Aの第1合わせ部25と、プレート21Bの第1合わせ部25とを接合する。同時に、プレート21Aの第2合わせ部26…と、プレート21Bの第2合わせ部26…とを接合するとともに、プレート21Aの第3合わせ部27…と、プレート21Bの第3合わせ部27…とを接合する。
これにより、プレート21Aおよびプレート21Bが接合される。
8A and 8B are cross-sectional views showing the heat storage material passage holes of the heat storage device according to the present invention.
The
That is, the
Thereby,
プレート21Aおよびプレート21Bが接合された状態において、プレート21Aの第2合わせ部26に形成された中央蓄熱材通過孔74…と、プレート21Bの第2合わせ部26…に形成された中央蓄熱材通過孔74…とが同軸上に配置される。
また、プレート21Aの第3合わせ部27に形成された隅蓄熱材通過孔76と、プレート21Bの第3合わせ部27…に形成された隅蓄熱材通過孔76とが同軸上に配置される。
In the state where the
Further, the corner heat storage material passage holes 76 formed in the
図9(a),(b)は本発明に係る蓄熱装置の流体通路を示す断面図である。
プレート21Aおよびプレート21Bを接合することで、プレート21Aの通路用凹部72とプレート21Bの通路用凹部72とで流体通路37が形成される。
さらに、プレート21Aおよびプレート21Bを接合することで、プレート21Aの排出案内通路用凹部73とプレート21Bの排出案内通路用凹部73とで排出案内部42が形成される。
加えて、プレート21Aの供給案内通路用凹部75とプレート21Bの供給案内通路用凹部75とで供給案内部41が形成される。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing fluid passages of the heat storage device according to the present invention.
By joining the
Further, by joining the
In addition, the
複数のプレート接合体20を同軸上に接合することで蓄熱モジュール11を形成する。
例えば、最上位のプレート接合体20と、最上位から2番目のプレート接合体20とを接合する際には、最上位のプレート接合体20のうち下側のプレート21Bを、最上位から2番目のプレート接合体20のうち上側のプレート21Aに接合する。
The
For example, when the uppermost plate joined
すなわち、下側のプレート21Bの外周フランジ31と上側のプレート21Aの外周フランジ31とを接合する。さらに、下側のプレート21Bの中央内周フランジ32と上側のプレート21Aの中央内周フランジ32とを接合する。
加えて、下側のプレート21Bの隅内周フランジ33と上側のプレート21Aの隅内周フランジ33とを接合する。
That is, the outer
In addition, the
最上位のプレート接合体20と、最上位から2番目のプレート接合体20とを接合することで、下側のプレート21Bの充填用凹部71と、上側のプレート21Aの充填用凹部71とで蓄熱材充填空間36が形成される。
同様に、複数のプレート接合体20を接合することで、複数の蓄熱材充填空間36…と、複数の流体通路37とが交互に配置された積層状態に形成される。
By joining the
Similarly, by joining a plurality of
図8に戻って、複数のプレート接合体20を接合して形成した複数の蓄熱材充填空間36…は、中央蓄熱材通過孔74…および隅蓄熱材通過孔76…で互いに連通されている。
よって、図2に示す下板13の蓄熱材充填口48,48から、複数の蓄熱材充填空間36…に蓄熱材17をまとめて充填することができる。
Returning to FIG. 8, the plurality of heat storage
Therefore, the
これにより、複数の蓄熱材充填空間36…に個別に蓄熱材17を充填する必要がないので、蓄熱材17を充填する作業の簡略化を図ることができる。
蓄熱材充填空間36…に蓄熱材17を充填した後、蓄熱材充填口48,48をプラグ49,49(図2参照)で塞ぐ。
Thereby, since it is not necessary to individually fill the plurality of heat storage
After the
また、複数のプレート接合体20を接合することで、複数のプレート接合体20の排出案内部42が同軸上に複数配置される。複数の排出案内部42…は、中央開口部23…で連通されて排出案内通路35を形成する。
さらに、複数のプレート接合体20の供給案内部41が同軸上に複数配置される。複数の供給案内部41…は、導入孔45…で連通されて供給案内通路34を形成する。
Further, by joining a plurality of
Further, a plurality of
ここで、中央蓄熱材通過孔74…は、排出案内通路用凹部73の周囲に、排出案内通路用凹部73に近接された状態で設けられている(図6も参照)。よって、中央蓄熱材通過孔74…は、排出案内通路35に近接配置される。
さらに、隅蓄熱材通過孔76…は、供給案内通路用凹部75の周囲に、供給案内通路用凹部75に近接された状態で設けられる(図7も参照)。隅蓄熱材通過孔76…は、供給案内通路34に近接配置される。
Here, the central heat storage material passage holes 74 are provided around the discharge
Further, the corner heat storage material passage holes 76 are provided around the supply
よって、保温状態において、排出案内通路35および供給案内通路34内の流体16が蓄熱材17より低温になると、低温になった流体16で、中央蓄熱材通過孔74…および隅蓄熱材通過孔76…の蓄熱材17を冷却・固化することができる。
蓄熱材17が固化することで、固化した蓄熱材17で中央蓄熱材通過孔74…および隅蓄熱材通過孔76…を塞ぐことができる。
Therefore, when the fluid 16 in the
When the
これにより、複数の蓄熱材充填空間36をそれぞれ個別に切り離すことが可能になり、複数の蓄熱材充填空間36の全域において、蓄熱材17に自然対流が発生することを抑えることができる。
蓄熱材17に自然対流が発生することを抑えることで、蓄熱材17の保温性を向上させることができる。
Accordingly, the plurality of heat storage
By suppressing the occurrence of natural convection in the
つぎに、蓄熱装置10を用いて熱エネルギーを交換する例を図10〜図11に基づいて説明する。
図10は本発明に係る蓄熱装置の流体の流れを説明する断面図である。
エンジン63の水冷ジャケット内の流体(冷却水)16がホース64を経て矢印Aの如く導入連結管57まで導かれる。導入連結管57まで導かれた流体16は、供給管59に矢印Bの如く導かれる。
Next, an example of exchanging heat energy using the
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the flow of fluid in the heat storage device according to the present invention.
The fluid (cooling water) 16 in the water cooling jacket of the
供給管59に導かれた流体16は、供給管59を経て空間52に矢印Cの如く導かれる。空間52に導かれた流体16は、供給孔44…および導入孔45…を経て供給案内通路34に矢印Dの如く導かれる。
供給案内通路34に導かれた流体16は、流体通路37に矢印Eの如く導かれる。流体通路37に導かれた流体16は、流体通路37を経て排出案内通路35に導かれる。
The fluid 16 guided to the
The fluid 16 guided to the
排出案内通路35まで導かれた流体16は、排出案内通路35を矢印Fの如く経てコネクタ本体56に導かれる。
コネクタ本体56に導かれた流体16は、導出連結管58およびホース65を経て矢印Gの如くエンジン63の水冷ジャケット内に戻る。
The fluid 16 guided to the
The fluid 16 guided to the connector
このように、エンジン63を駆動することで、流体(冷却水)16がエンジン63および蓄熱モジュール11間で循環する。
この際、エンジン63の廃熱で流体16が加熱され、加熱された流体16の熱を蓄熱材17に蓄熱(回収)することができる。
Thus, by driving the
At this time, the fluid 16 is heated by the waste heat of the
つぎに、蓄熱材17に蓄えた熱を保温する例を図10および図11に基づいて説明する。
蓄熱材17に熱を蓄えた状態で、エンジン63を停止することにより流体16の循環が停止する。
蓄熱装置10は、コネクタ54やホース64,65が外気に接触している。よって、コネクタ54内の流体16やホース64,65内の流体16は、熱が外気に逃げて蓄熱材17の温度より低くなる。
Next, an example of keeping the heat stored in the
In a state where heat is stored in the
In the
一方、供給管59内の流体16は、蓄熱材17に隣接していないので、蓄熱材17に蓄えた熱の影響を受け難い。また、排出案内通路35内の流体16は、蓄熱材17に隣接する面積が小さいので、蓄熱材17に蓄えた熱の影響を受け難い。
さらに、空間52の流体16は、板厚寸法の大きな上板14を介して蓄熱材17に隣接しているので、蓄熱材17に蓄えた熱の影響を受け難い。
加えて、供給案内通路34内の流体16は、蓄熱材17に隣接する面積が小さいので、蓄熱材17に蓄えた熱の影響を受け難い。
On the other hand, since the fluid 16 in the
Furthermore, since the fluid 16 in the
In addition, since the fluid 16 in the
よって、コネクタ54内やホース64,65内の流体16から熱が外気に逃げて、コネクタ54内やホース64,65内の流体16が蓄熱材17の温度より低くなる。
コネクタ54内やホース64,65内の流体16が蓄熱材17の温度より低くなると、供給管59内の流体16や、排出案内通路35内の流体16の熱がコネクタ54やホース64,65側に伝わるとともに、空間52の流体16や、供給案内通路34内の流体16の熱がコネクタ54やホース64,65側に伝わる。
これにより、排出案内通路35内の流体16や、供給案内通路34内の流体16は、蓄熱材17の温度より低くなる。
Therefore, heat escapes from the fluid 16 in the
When the fluid 16 in the
As a result, the fluid 16 in the
図11は本発明に係る蓄熱装置で熱を保温する例を説明する断面図である。
排出案内通路35の周囲には、中央蓄熱材通過孔74…が近接配置されている。また、供給案内通路34の周囲には、隅蓄熱材通過孔76…が近接配置されている。
一方、蓄熱材17は、液体から固体に相変化を伴う材料である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an example in which heat is retained by the heat storage device according to the present invention.
Around the
On the other hand, the
よって、排出案内通路35内の流体16が蓄熱材17の温度より低くなると、低温になった流体16で、中央蓄熱材通過孔74…の蓄熱材17を冷却・固化する。
中央蓄熱材通過孔74…の蓄熱材17が固化することにより、固化した蓄熱材17で中央蓄熱材通過孔74…を塞ぐことができる。
Therefore, when the fluid 16 in the
When the
また、供給案内通路34内の流体16が蓄熱材17の温度より低くなると、低温になった流体16で、隅蓄熱材通過孔76…の蓄熱材17を冷却・固化する。
隅蓄熱材通過孔76…の蓄熱材17が固化することにより、固化した蓄熱材17で隅蓄熱材通過孔76…を塞ぐことができる。
When the fluid 16 in the
When the
これにより、複数の蓄熱材充填空間36をそれぞれ個別に切り離すことが可能になり、複数の蓄熱材充填空間36の全域において、蓄熱材17に自然対流が発生することを抑えることができる。
蓄熱材17に自然対流が発生することを抑えることで、蓄熱材17の保温性を向上させることができる。
Accordingly, the plurality of heat storage
By suppressing the occurrence of natural convection in the
つぎに、蓄熱材17に蓄えた熱を利用する例を図10に戻って説明する。
エンジン63の起動時に、流体(冷却水)16がエンジン63および蓄熱モジュール11間で循環する。
この状態において、蓄熱材17に蓄えられた熱は十分に保温されている。よって、流体16が流体通路37…を通過する際に、蓄熱材17に蓄えられた熱で加熱される。
Next, an example of using the heat stored in the
When the
In this state, the heat stored in the
加熱された流体16がエンジン63に戻り、その熱をエンジン63の始動時に利用することができる。
これにより、蓄熱装置10を設けることで、エンジン63の廃熱を蓄熱材17に蓄え(回収し)、回収した熱をエンジン63の始動時に利用することができる。
The
Thereby, by providing the
なお、前記実施の形態では、蓄熱装置10を鉛直に向けて配置した例について説明したが、これに限らないで、蓄熱装置10の用途やレイアウト等に合わせて任意に決めることが可能である。
In addition, although the said embodiment demonstrated the example which has arrange | positioned the
また、前記実施の形態では、蓄熱装置10をエンジン63に採用した例について説明したが、これに限らないで、その他の機関(装置)に採用することも可能である。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which employ | adopted the
さらに、前記実施の形態では、プレート21を矩形状に形成した例について説明したが、プレート21の形状は矩形状に限らないで、円盤状などの他の形状にすることも可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the
加えて、前記実施の形態では、複数の蓄熱材充填空間36…を中央蓄熱材通過孔74…および隅蓄熱材通過孔76…で互いに連通させた例について説明したが、これに限らないで、中央蓄熱材通過孔74…および隅蓄熱材通過孔76…のいずれか一方の孔で複数の蓄熱材充填空間36…を連通させることも可能である。
In addition, in the above-described embodiment, the example in which the plurality of heat storage
本発明の蓄熱装置は、蓄熱材と熱交換流体との間で熱エネルギーを交換する蓄熱装置への適用に好適である。 The heat storage device of the present invention is suitable for application to a heat storage device that exchanges thermal energy between a heat storage material and a heat exchange fluid.
10…蓄熱装置、11…蓄熱モジュール、16…流体、17…蓄熱材、21…プレート、34…供給案内通路(案内通路)、35…排出案内通路(案内通路)、36…蓄熱材充填空間、37…流体通路、71…充填用凹部、72…通路用凹部、73…排出案内通路用凹部(案内通路用凹部)、74…中央蓄熱材通過孔(蓄熱材通過孔)、75…供給案内通路用凹部(案内通路用凹部)、76…隅蓄熱材通過孔(蓄熱材通過孔)。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記蓄熱モジュールは、積層された複数の平板状のプレートからなり、
前記平板状のプレートは、
前記蓄熱材充填空間を形成する充填用凹部と、
前記流体通路を形成する通路用凹部と、
前記流体通路に連通する案内通路を形成する案内通路用凹部と、
前記充填用凹部に形成され、前記案内通路用凹部に近接配置された蓄熱材通過孔とを有し、
前記複数のプレートを互いに表裏反転させた状態で積層させることにより、前記充填用凹部同士および前記通路用凹部同士で前記蓄熱材充填空間および前記流体通路をそれぞれ交互に複数形成するとともに、前記案内通路用凹部同士で前記案内通路を形成し、
前記複数の蓄熱材充填空間を前記蓄熱材通過孔で連通し、かつ、前記蓄熱材通過孔を前記案内通路に近傍配置したことを特徴とする蓄熱装置。 A heat storage device comprising a heat storage module provided with a heat storage material filling space for filling the heat storage material and a fluid passage through which the fluid passes adjacent to the heat storage material filling space, and exchanging thermal energy between the heat storage material and the fluid In
The heat storage module comprises a plurality of laminated flat plates,
The flat plate is
A filling recess forming the heat storage material filling space;
A passage recess that forms the fluid passage;
A guide passage recess for forming a guide passage communicating with the fluid passage;
A heat storage material passage hole formed in the recess for filling and disposed close to the recess for the guide passage;
By laminating the plurality of plates in a state where the front and back surfaces are reversed, the heat storage material filling spaces and the fluid passages are alternately formed between the filling recesses and the passage recesses, and the guide passages. Forming the guide passage between the concave portions for use,
The heat storage device, wherein the plurality of heat storage material filling spaces communicate with each other through the heat storage material passage hole, and the heat storage material passage hole is disposed in the vicinity of the guide passage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006212408A JP4719642B2 (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Heat storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006212408A JP4719642B2 (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Heat storage device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008039259A true JP2008039259A (en) | 2008-02-21 |
JP4719642B2 JP4719642B2 (en) | 2011-07-06 |
Family
ID=39174477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006212408A Expired - Fee Related JP4719642B2 (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Heat storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4719642B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010203691A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Panasonic Corp | Heat storage device and water heater using the same |
JP2015166656A (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-24 | 古河電気工業株式会社 | Plate for heat exchanger and heat exchanger |
JP2015200445A (en) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | 古河電気工業株式会社 | Heat exchanger and method of manufacturing heat exchanger |
JP2016223648A (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | 古河電気工業株式会社 | Heat exchanger, heat exchange module and manufacturing method of heat exchanger |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01196499A (en) * | 1988-02-01 | 1989-08-08 | Hitachi Biru Shisetsu Eng Kk | Regenerative container |
JPH0144959Y2 (en) * | 1983-09-27 | 1989-12-26 | ||
JP2003336979A (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Toho Gas Co Ltd | Latent heat storage device |
JP2004183916A (en) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Soichi Mizui | Plate-like heat exchanger |
JP2006038382A (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Horkos Corp | Wet type oily water separator |
-
2006
- 2006-08-03 JP JP2006212408A patent/JP4719642B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0144959Y2 (en) * | 1983-09-27 | 1989-12-26 | ||
JPH01196499A (en) * | 1988-02-01 | 1989-08-08 | Hitachi Biru Shisetsu Eng Kk | Regenerative container |
JP2003336979A (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Toho Gas Co Ltd | Latent heat storage device |
JP2004183916A (en) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Soichi Mizui | Plate-like heat exchanger |
JP2006038382A (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Horkos Corp | Wet type oily water separator |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010203691A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Panasonic Corp | Heat storage device and water heater using the same |
JP2015166656A (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-24 | 古河電気工業株式会社 | Plate for heat exchanger and heat exchanger |
JP2015200445A (en) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | 古河電気工業株式会社 | Heat exchanger and method of manufacturing heat exchanger |
JP2016223648A (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | 古河電気工業株式会社 | Heat exchanger, heat exchange module and manufacturing method of heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4719642B2 (en) | 2011-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4555114B2 (en) | Heat storage device | |
JP6115896B2 (en) | Cold storage material container | |
JP4719642B2 (en) | Heat storage device | |
JP2013528773A (en) | Compact plate-fin heat exchanger with integral heat conduction layer | |
JP6691975B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2007205634A (en) | Plate type heat exchanger | |
JP2005147443A (en) | Laminated type heat exchanger | |
JP5997433B2 (en) | U-turn heat exchanger | |
JP4726728B2 (en) | Heat storage device | |
JP4726770B2 (en) | Heat storage device | |
JP4516462B2 (en) | Hydrogen storage container and manufacturing method thereof | |
JP4559251B2 (en) | Heat storage device | |
JP2020123506A (en) | Heat exchanger | |
JP2014219156A (en) | Heat exchanger | |
JP2006292307A (en) | Multi-plate heat exchanger | |
JP2006064281A (en) | Plate type heat exchanger | |
JP2015194327A (en) | heat exchanger | |
JP6310306B2 (en) | Heat exchanger and heat exchanger manufacturing method | |
JP2007278614A (en) | Core part structure for oil cooler | |
JP5993884B2 (en) | Plate heat exchanger | |
JP6862773B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2021134985A (en) | Flow channel switching device for heat exchanger | |
JP2008076038A (en) | Tank structure of heat exchanger | |
JP2006132806A (en) | Thermal storage device | |
JP5855467B2 (en) | Heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110223 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110329 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140408 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |