JP3836580B2 - 蓄熱タンク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来の蓄熱タンクとして、例えば特開平８−１２８７５６号公報に記載されるものが知られている。これは成層型蓄熱タンクであり、顕熱回収回路が成層型蓄熱タンクの下部及び上部に接続され、成層型蓄熱タンクが顕熱回収回路の一部を形成している。
【０００３】
この成層型蓄熱タンクは、内部が熱伝達率の小さな部材からなる多数の仕切りによつて区画されて自然対流が抑制される構造を有する。従つて、温度変化を生じながら送り込まれた熱媒がそのままの温度分布で蓄積され、成層型蓄熱タンクに蓄積された熱媒の温度分布が自然対流によつて均一になることが防止されるとしている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の蓄熱タンクにあつては、次のような技術的課題を有している。
（１）熱媒を送るためにポンプを使用するので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下すると共に、腐食性、爆発性等を有する熱媒を簡単に送ることができない。更に、ポンプによつて熱媒の流量を制御するので、移送途中の熱媒にポンプが直接触れながら熱媒の流量を増減制御するようになる。また、蓄熱タンクの内部空間を外気と遮断させることが困難であり、これによつて内部空間に収容する気体の種類に制限を受けることになり、空気以外の気体を使用することが困難である。
【０００５】
（２）加熱装置による加熱状態と冷却装置による冷却状態とを熱利用装置に交互に与え、温度変化を与える熱利用装置の顕熱回収を行なうに際し、蓄熱タンクに貯留させる熱媒が、下部が高温で上部が低温となる場合がある。この場合、蓄熱タンク内の熱媒に自然対流を生じ易くなり、温度分布の保持性能に劣ることになり、収容空間内に回収蓄熱した顕熱を有効利用することができない。
【０００６】
（３）従来の成層型蓄熱タンクは、内部が熱伝達率の小さな部材からなる多数の仕切りによつて区画されて自然対流が抑制される構造を有するとされるが、具体的構造が不明であり、良好な温度分布の保持性能が得られず、収容空間内に回収蓄熱した顕熱を有効利用することができない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成は次の通りである。
請求項１の発明は、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部に備え、かつ、上端部に接続され、気体を正逆に送つて該蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂの気体を吸排させる吸排手段６０を備え、吸排手段６０によつて該内部空間６ｂ，７ｂの気体を吸排させることにより、蓄熱タンク６，７の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項２は、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部に備え、かつ、蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂに上下方向の摺動自在に設けたラム部材９と、ラム部材９を昇降駆動する駆動装置７０とを有し、ラム部材９を昇降駆動することにより、熱媒の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項３は、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部に備え、かつ、蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂに、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材８と、フロート部材８の下側に伸縮自在な連結部材４０によつて連結され、左右方向に延在する少なくとも１個の可動横境壁部材４１とを有し、可動横境壁部材４１の比重が内部空間６ｂ，７ｂに収容する熱媒の比重よりも大に設定され、熱媒の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が流入することにより、熱媒に浮かんだフロート部材８と可動横境壁部材４１との間に収容空間６０ｃ，７０ｃが区画されることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項４は、熱媒の出入口６ｃを下端部に備え、かつ、蓄熱タンク６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６ｂに、上下方向の浮動自在なフロート部材１８と、先端部がフロート部材１８に取付けられてフロート部材１８の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続する伸縮自在な熱媒流路４３とを有し、蓄熱タンク６，７の出入口６ｃ，７ｃから出入りする熱媒が熱媒流路４３を流れてフロート部材１８の下面側から出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項５は、熱媒の出入口６ｃを上端部に備え、かつ、蓄熱タンク６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６ｂに、上下方向の浮動自在なフロート部材１８と、先端部がフロート部材１８の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続する伸縮自在な熱媒流路４４，１８ａとを有し、蓄熱タンク６の出入口６ｃから出入りする熱媒が熱媒流路４４，１８ａを流れてフロート部材１８の下面側から出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
先ず、本発明に係る蓄熱タンクが適用される熱利用装置の顕熱回収装置について、図１を参照して説明する。図１中において符号１は熱利用装置としての水素回収容器であり、内部に水素吸蔵合金Ｍを収容すると共に、水素吸蔵合金Ｍを加熱又は冷却するための熱媒通路１ａを有している。熱媒通路１ａの一端は、移送装置である正逆駆動が可能なポンプ２を備える流路１０の他端に接続され、流路１０の一端には、それぞれ開閉バルブ２０，２１を備える一対の流路１１，１２が接続され、一方の流路１１には加熱装置３が接続され、他方の流路１２には冷却装置４が接続されている。また、熱媒通路１ａの他端には、それぞれ開閉バルブ２２，２３を備える一対の流路１３，１４が接続され、一方の流路１３には加熱装置３が接続され、他方の流路１４には冷却装置４が接続されている。これらの熱媒通路１ａ及び流路１０，１１，１２，１３，１４には、液体からなる熱媒（冷媒を含む）が収容されている。
【０００９】
しかして、一対の開閉バルブ２０，２２を開いた状態でポンプ２を駆動することにより、加熱装置３によつて加熱された熱媒が熱媒通路１ａに導かれ、水素吸蔵合金Ｍを加熱するので、水素吸蔵合金Ｍから水素を放出させることができる。また、一対の開閉バルブ２１，２３を開いた状態でポンプ２を駆動することにより、冷却装置４によつて冷却された熱媒が熱媒通路１ａに導かれ、水素吸蔵合金Ｍを冷却するので、水素吸蔵合金Ｍに水素を吸蔵させることができる。吸蔵又は放出される水素は、水素回収容器１に流路５１を介して接続させた他の水素回収容器、水素利用装置等の水素装置５０との間で授受が行なわれる。
【００１０】
更に、熱媒通路１ａの両端側に、それぞれ流路１５，１６を介して蓄熱タンク６，７を接続させる。具体的には、ポンプ２よりも流路１１，１２寄りの流路１０には、開閉バルブ２４を備える流路１５を介して第１の蓄熱タンク６が接続され、開閉バルブ２３よりも水素回収容器１寄りの流路１４には、開閉バルブ２５を備える流路１６を介して第２の蓄熱タンク７が接続されている。各蓄熱タンク６，７は、同形をなし、上端部に通気孔６ａ，７ａを有する単一の内部空間６ｂ，７ｂを有し、両蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂには、一方の内部空間６ｂ，７ｂのみがほぼ満たされる量の熱媒が収容されている。各蓄熱タンク６，７は、下端部に熱媒の出入口６ｃ，７ｃを有し、これらに流路１５，１６が接続されている。しかして、両開閉バルブ２４，２５を開いてポンプ２を正又は逆方向に駆動することにより、いずれか一方の蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂ内の熱媒を出入り口６ｃ，７ｃから流出させ、熱媒通路１ａに導いた後に、他方の蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂに熱媒の出入り口６ｃ，７ｃから導入させることができる。
【００１１】
次に、このような熱利用装置の顕熱回収装置の作用について説明する。
水素回収容器１の熱媒通路１ａに、加熱装置３で加熱した熱媒と冷却装置４で冷却した熱媒とを交互に供給して、水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍに温度変化を与える。水素吸蔵合金Ｍから水素を放出させる際には、一対の開閉バルブ２０，２２のみを開いた状態でポンプ２を駆動し、加熱装置３によつて加熱された熱媒を熱媒通路１ａに導き、水素吸蔵合金Ｍを加熱する。また、水素吸蔵合金Ｍに水素を吸蔵させる際には、一対の開閉バルブ２１，２３のみを開いた状態でポンプ２を駆動し、冷却装置４によつて冷却された熱媒を熱媒通路１ａに導き、水素吸蔵合金Ｍを冷却する。吸蔵又は放出される水素は、前述したように水素回収容器１に流路５１を介して接続させた他の水素装置５０との間で授受が行なわれる。
【００１２】
このようにして水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温又は降温させて温度変化を与える際に、次の操作を行なつて水素回収容器１内の顕熱を回収する。すなわち、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温させた後であつて、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを降温させる前、つまり水素吸蔵合金Ｍから水素を放出させた後に、第１の蓄熱タンク６に貯留させた熱媒を出入り口６ｃから流出させて水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、流出する熱媒を第２の蓄熱タンク７に導いて出入り口７ｃから流入・貯留させる。その際、一対の開閉バルブ２４，２５のみを開いた状態でポンプ２を一方向（図１に示す方向）に駆動する。なお、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂには、既に、図１に示すように上部が比較的低温で下部が比較的高温状態の熱媒が貯留されている。これにより、比較的高温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に冷却されると共に、水素回収容器１内の顕熱が熱媒によつて回収されて第２の蓄熱タンク７に貯留される。このとき、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂに貯留される熱媒は、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となる。
【００１３】
また、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを降温させた後であつて、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温させる前、つまり水素吸蔵合金Ｍに水素を吸蔵させた後に、第２の蓄熱タンク７に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、熱媒通路１ａから流出する熱媒を第１の蓄熱タンク６に導いて貯留させる。その際、一対の開閉バルブ２４，２５のみを開いた状態でポンプ２を他方向（図１に示す方向と反対方向）に駆動する。これにより、比較的低温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に加熱されると共に、水素回収容器１内の顕熱が熱媒によつて回収されて第１の蓄熱タンク６に貯留される。このとき、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに貯留される熱媒は、上部が比較的低温で下部が比較的高温状態となる。
【００１４】
このような操作を繰り返して与えることにより、水素回収容器１内の顕熱が第１の蓄熱タンク６又は第２の蓄熱タンク７に次々に貯留され、その後に水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍの温度変更に有効活用される。この両蓄熱タンク６，７間での熱媒の移動は、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに、上部が比較的低温で下部が比較的高温状態として貯留されている熱媒が、下部の出入り口６ｃから流出して高温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度低下しながら水素吸蔵合金Ｍを冷却するので、水素吸蔵合金Ｍの降温が効果的に行なわれる。
【００１５】
また、第２の蓄熱タンク７に、下部の出入り口７ｃから流入して、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留された熱媒は、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１を降温させた後であつて、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１を昇温させる前に、水素回収容器１に導入し、水素回収容器１から流出する熱媒を第１の蓄熱タンク６に導いて貯留させる。この両蓄熱タンク６，７間での熱媒の移動は、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂに、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留されている熱媒が、下部の出入り口７ｃから流出して低温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度上昇しながら水素吸蔵合金Ｍを加熱するので、水素吸蔵合金Ｍの昇温が効果的に行なわれる。
【００１６】
ところで、上記熱利用装置の顕熱回収装置にあつては、水素回収容器１の熱媒通路１ａを、両蓄熱タンク６，７の熱媒を通すためのみならず、冷却装置４で冷却した熱媒及び加熱装置３で加熱した熱媒を交互に通すことにも共用したが、冷却装置４で冷却した熱媒、加熱装置３で加熱した熱媒及び両蓄熱タンク６，７の熱媒を通す熱媒通路を個別に備えさせることも可能である。更に、冷却装置４で冷却した熱媒及び加熱装置３で加熱した熱媒を交互に水素回収容器１の熱媒通路１ａに通すことに代えて、冷却装置４で水素回収容器１の外壁を直接冷却し、また、加熱装置３で水素回収容器１の外壁を直接加熱し、熱媒及び熱媒通路１ａを蓄熱タンク６，７にのみ使用することも可能である。
【００１７】
このようにして、水素回収容器１内の多量（約７０％）の熱エネルギーを両蓄熱タンク６，７に回収可能であり、水素回収容器１の加熱装置３による加熱及び冷却装置４による冷却を最小限のエネルギー消費で行なうことが可能になる。
【００１８】
次に、蓄熱タンクの第１実施の形態について説明する。
図２は、第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示し、加熱装置３及び冷却装置４は省略してある。この蓄熱タンク６，７は、上端部の通気孔６ａ，７ａを塞いだ密閉型であり、熱媒を収容する内部空間６ｂ，７ｂを有する蓄熱タンク６，７の下端部に熱媒の出入口６ｃ，７ｃを形成すると共に、両蓄熱タンク６，７の上端部同士を連通する配管６１に、気体を正逆に送つて内部空間６ｂ，７ｂの気体を吸排させる吸排手段６０を備えさせる。この吸排手段６０は、正逆送りが可能なコンプレッサーによつて形成することができる。なお、第１の蓄熱タンク６の出入口６ｃは、流路７５によつて熱媒通路１ａの一端部に接続し、第２の蓄熱タンク７の出入口７ｃは、流路７６によつて熱媒通路１ａの他端部に接続している。
【００１９】
図２に示すように吸排手段６０を一方向に駆動し、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内の気体を配管６１を通じて第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内の上部に送り込めば、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内に貯留された熱媒が、流路７６，７５及び熱媒通路１ａを通つて第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに流入する。また、吸排手段６０を他方向に駆動し、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内の気体を配管６１を通じて第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内の上部に送り込めば、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内に貯留された熱媒が、流路７５，７６及び熱媒通路１ａを通つて第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂに流入する。
【００２０】
このようにして、水素回収容器１を昇温させた後で降温させる前に、第１の蓄熱タンク６に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに導入し、水素回収容器１の熱媒通路１ａから流出する熱媒を第２の蓄熱タンク７に導いて貯留させ、かつ、水素回収容器１を降温させた後で昇温させる前に、第２の蓄熱タンク７に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに導入し、水素回収容器１の熱媒通路１ａから流出する熱媒を第１の蓄熱タンク６に導いて貯留させ、水素回収容器１の顕熱を第１の蓄熱タンク６及び第２の蓄熱タンク７に回収することができる。
【００２１】
また、この第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置によれば、熱媒が流通するポンプ２を使用しないので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下することが防止されると共に、腐食性、爆発性等を有する熱媒も容易に送ることができる。ちなみに、腐食性、爆発性を有する熱媒を送るポンプは、特殊材料を使用して複雑構造を有するため、保守性に劣ると共にコストが嵩む。
【００２２】
更に、両蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂが密閉されて外気と遮断されているので、内部空間６ｂ，７ｂに収容する気体の種類に制限を受け難く、空気以外の気体を使用することが可能である。また、吸排手段６０による気体の送り量によつて熱媒の流量を制御できるので、移送途中の熱媒に直接触れることなく熱媒の流量を増減制御することも容易にできる。
【００２３】
図３は、第２実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示し、図２と比較して、第２の蓄熱タンク７の上端部に通気孔７ａを形成すると共に、配管６１の吸排手段６０と第２の蓄熱タンク７とを接続する部分を省略した点で相違する。この熱利用装置の顕熱回収装置によれば、図２に示す熱利用装置の顕熱回収装置と比較して、吸排手段６０の正逆駆動によつて第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂの空気が強制的に吸排され、これに伴つて第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内の空気が通気孔７ａから出入りすることを除き、ほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
図４は、第３実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第３実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、蓄熱タンク６，７の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６ｂ，７ｂに上下方向の摺動自在に設けたラム部材９と、ラム部材９を昇降駆動する駆動装置７０とを有し、ラム部材９を昇降駆動することにより、蓄熱タンク６，７の下端部の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が強制的に出入りする。水素回収容器１の熱媒通路１ａの一端部は、流路７５を介して蓄熱タンク６の下端部の出入口６ｃに接続され、熱媒通路１ａの他端部は、流路７６を介して蓄熱タンク７の下端部の出入口７ｃに接続されている。なお、流路７５，７６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００２５】
第１の蓄熱タンク６のラム部材９の駆動装置７０は、蓄熱タンク６の上部に配設した複動式のシリンダ装置７１によつて構成され、シリンダ７１ａの内部にピストン７１ｂが摺動自在に嵌合して上圧力室７１ｄ及び下圧力室７１ｅを区画し、ピストンロッド７１ｃがラム部材９に連結されている。しかして、上圧力室７１ｄに圧力流体を供給し、下圧力室７１ｅをドレインすることにより、ピストン７１ｂ、ピストンロッド７１ｃ及びラム部材９が下降するので、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに貯留された熱媒が出入口６ｃから流出する。また、下圧力室７１ｅに圧力流体を供給し、上圧力室７１ｄをドレインすることにより、ピストン７１ｂ、ピストンロッド７１ｃ及びラム部材９が上昇するので、熱媒が出入口６ｃから第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに流入する。
【００２６】
第２の蓄熱タンク７のラム部材９の駆動装置７０は、蓄熱タンク７の上部に配設したねじ装置７２によつて構成され、第２の蓄熱タンク７を貫通させて回転自在に配置され、下端部にラム部材９が相対回転自在に連結されるねじ部材７２ａと、蓄熱タンク７の上部に固設され、ねじ部材７２ａに螺合するナット部材（図示せず）と、ねじ部材７２ａを正逆に回転駆動するモータ装置７２ｂとを有する。
【００２７】
しかして、モータ装置７２ｂによつてねじ部材７２ａを一方向に回転駆動することにより、ナット部材に螺合するねじ部材７２ａ及びラム部材９を下降させ、また、ねじ部材７２ａを他方向に回転駆動することにより、ねじ部材７２ａ及びラム部材９を上昇させることができるので、第１の蓄熱タンク６の駆動装置７０と同様の作用を得ることができる。なお、ナット部材（図示せず）を第２の蓄熱タンク７の上部に回転のみ自在に配置し、ねじ部材７２ａを回転不可能かつ昇降可能に第２の蓄熱タンク７の上壁を貫通させて配置し、モータ装置７２ｂによつてナット部材を正逆に回転駆動しても、同様の作用を得ることができる。
【００２８】
この第３実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置によれば、熱媒が流通するポンプ２を使用しないので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下することが防止される等、第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置とほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお、第３実施の形態に係る蓄熱タンクのラム部材９の駆動装置７０は、各蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂ内の熱媒を強制的に出入りさせるので、一方の蓄熱タンク６，７にのみ駆動装置７０を備えさせ、他方の蓄熱タンク６，７を図１に示すように上端部に通気孔６ａ，７ａを有する蓄熱タンク６，７によつて置換することも可能である。
【００２９】
図５は、第４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第４実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、蓄熱タンク６６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６６ｂに上下方向の摺動自在に設けたラム部材９と、ラム部材９を昇降駆動する駆動装置７０とを有し、ラム部材９を昇降駆動することにより、蓄熱タンク６６の上下両端部の出入口６６ｃ1 ，６６ｃ2 から熱媒が出入りする。内部空間６６ｂは、ラム部材９によつて上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 とに区分され、水素回収容器１の熱媒通路１ａの一端部は、流路７５を介して下端部の出入口６６ｃ2 に接続され、また、熱媒通路１ａの他端部は、流路７６を介して上端部の出入口６６ｃ1 に接続されている。なお、流路７５，７６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００３０】
そして、蓄熱タンク６６を磁力透過性を有する非磁性材によつて形成すると共に、非磁性材製のラム部材９の少なくとも直径方向の２箇所に磁性部材９ａを埋め込み、かつ、各磁性部材９ａに対向させて、蓄熱タンク６６の外側に磁石７３をそれぞれ配置してある。磁石７３は、支持部材７３ａに支持され、上下方向に延在する案内部材７４により、それぞれ支持部材７３ａが案内されて上下方向に移動が可能である。このラム部材９に取付けた磁性部材９ａ、支持部材７３ａに取付けた磁石７３及び案内部材７４並びに支持部材７３ａを昇降駆動する昇降装置７３ｂにより、ラム部材９の駆動装置７０を構成している。
【００３１】
しかして、昇降装置７３ｂを駆動し、支持部材７３ａ及び磁石７３を案内部材７４に沿つて昇降移動させることにより、磁性部材９ａに吸引力を受けてラム部材９が追従移動するので、熱媒が流路７５，７６及び熱媒通路１ａを通つて上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 との間で移動する。このように、第４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置ではポンプを使用しないので、水素回収容器１の顕熱回収に関し、第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置とほぼ同様の作用を得ることができる。但し、上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 に貯留される熱媒は、いずれも下部が低温で上部が高温となるので、自然対流を生じ難く、上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能である。なお、昇降装置７３ｂは、例えば案内部材７４と支持部材７３ａとの間に配設したリニアモータによつて構成することができ、リニアモータによつて支持部材７３ａ及び磁石７３を昇降駆動させることが可能である。また、駆動装置７０は、各種のものを使用することができる。
【００３２】
なお、図４，図５に示す第３，４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置において、流路７５，７６に熱媒の圧力又は流量を検出するセンサーを設け、圧力又は流量が適正になるように駆動装置７０によるラム部材９の昇降駆動速度を制御することも可能である。
【００３３】
図６，図７は、参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。参考例に係る蓄熱タンクにあつては、蓄熱タンク６６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６６ｂに上下方向の摺動自在に設けた仕切部材１９により、内部空間６６ｂを上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 とに区分した。熱媒通路１ａの一端部は、蓄熱タンク６６の下端部の出入口６６ｃ2 にポンプ２を備える流路１０及び流路１５を介して接続され、熱媒通路１ａの他端部は、流路１６を介して蓄熱タンク６６の上端部の出入口６６ｃ1 に接続されている。なお、仕切部材１９には、熱媒とほぼ同じ比重を与えてある。また、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００３４】
しかして、水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温又は降温させて温度変化を与える際に、次の操作を行なつて水素回収容器１内の顕熱を回収する。すなわち、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１を昇温させた後であつて、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１を降温させる前に、図７に示すようにポンプ２を他方向に駆動し、上空間６６ｂ1 に貯留させた熱媒を上端部の出入口６６ｃ1 から流出させて水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、流出する熱媒を下端部の出入口６６ｃ2 から下空間６６ｂ2 に導いて貯留させる。その際、仕切部材１９が、内部空間６６ｂ内を上方に向けて摺動する。なお、上空間６６ｂ1 には、既に、図６に示すように上部が比較的高温で下部が比較的低温状態の熱媒が貯留されている。これにより、比較的高温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に冷却されると共に、水素回収容器１の顕熱が熱媒によつて回収されて下空間６６ｂ2 に貯留される。このとき、下空間６６ｂ2 に貯留される熱媒は、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となる。
【００３５】
また、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１を降温させた後であつて、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１を昇温させる前に、図６に示すようにポンプ２を一方向に駆動し、下空間６６ｂ2 に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、水素回収容器１から流出する熱媒を上空間６６ｂ1 に導いて貯留させる。その際、仕切部材１９が、内部空間６６ｂ内を下方に向けて摺動する。これにより、比較的低温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に加熱されると共に、水素回収容器１の顕熱が熱媒によつて回収されて上空間６６ｂ1 に貯留される。このとき、上空間６６ｂ1 に貯留される熱媒の温度分布は、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となる。このようにして、仕切部材１９によつて区画される上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 において、一方から流出した熱媒が他方に流入するようになるため、熱媒の流入出が比較的スムースになり、図５に示す第４実施の形態に係る蓄熱タンクと同様に、特に上空間６６ｂ1 における熱媒の落下による混合が抑制される。
【００３６】
このような上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 との間での熱媒の移動は、図５に示す第４実施の形態に係る蓄熱タンクと同様に、それぞれ上部が比較的高温で下部が低温状態として貯留されている熱媒が、下端部の出入口６６ｃ2 からは低温側から流出して低温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度上昇しながら水素吸蔵合金Ｍを加熱するので、水素吸蔵合金Ｍの昇温が効果的に行なわれ、また、上端部の出入口６６ｃ1 からは高温側から流出して高温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度低下しながら水素吸蔵合金Ｍを降温させるので、水素吸蔵合金Ｍの降温が効果的に行なわれる。
【００３７】
また、上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 の両者において、熱媒の対流及び混合が良好に防止され、熱媒の温度分布の保持性が向上するため、無駄なエネルギー消費を防止できる。加えて、図５に示す第４実施の形態に係る蓄熱タンクと同様に１個の蓄熱タンク６６で済むため、構造が簡素かつコンパクトになる。
【００３８】
図８，図９は、他の参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。他の参考例に係る蓄熱タンクにあつては、各蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂが、上下に延在する縦境壁６８，７８によつて複数の収容空間６０ｂ，７０ｂに分割され、熱媒の出入口６ｃ，７ｃが複数の全ての収容空間６０ｂ，７０ｂに連通している。すなわち、各蓄熱タンク６，７に固着させた縦境壁６８，７８を内部空間６ｂ，７ｂの上下方向の中間部のみに配設し、内部空間６ｂ，７ｂの下端部に、熱媒の出入口６ｃ，７ｃに連通する出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 を形成させると共に、内部空間６ｂ，７ｂの上端部に、単一の通気孔６ａ，７ａに連通する通気空間６ａ1 ，７ａ1 を形成させてある。なお、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００３９】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、更に熱媒の出入口６ｃ，７ｃ、出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 を経て複数の収容空間６０ｂ，７０ｂの間で移動する。その際、複数の収容空間６０ｂ，７０ｂ内の空気が、通気空間６ａ1 ，７ａ1 を経て通気孔６ａ，７ａから出入りする。このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、熱媒が溜まる複数の収容空間６０ｂ，７０ｂが縦境壁６８，７８によつて区画されて左右が狭幅をなし、対流の長さ／幅の比が大きくなつているので、各収容空間６０ｂ，７０ｂ内で温度分布を有する熱媒に自然対流を生じ難くなる。これにより、各収容空間６０ｂ，７０ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間６０ｂ，７０ｂ内に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、縦境壁６８，７８は、少なくとも一方の蓄熱タンク６，７、特に上部が比較的低温で下部が比較的高温状態として熱媒が貯留される第１の蓄熱タンク６に設け、熱媒の自然対流を抑制すればよい。
【００４０】
図１０は、第１の蓄熱タンク６の他の例を示し、図８に示す第１の蓄熱タンク６を矩形断面に形成すると共に、縦境壁６８を前後方向及び左右方向の両方に配設し、内部空間６ｂを、上下に延在する縦境壁６８によつて複数の矩形状の収容空間６０ｂに分割させてあり、熱媒の出入口６ｃが複数の全ての収容空間６０ｂに連通している。図１０に示す第１の蓄熱タンク６を図８に示す熱利用装置の顕熱回収装置に適用すれば、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、更に熱媒の出入口６ｃ，７ｃ、出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 を経て複数の収容空間６０ｂ，７０ｂの間で移動する。その際、複数の収容空間６０ｂ，７０ｂ内の空気が、通気空間６ａ1 ，７ａ1 を経て通気孔６ａ，７ａから出入りする。このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、第１の蓄熱タンク６において、熱媒が溜まる複数の収容空間６０ｂが縦境壁６８によつて区画されて左右のみならず前後も狭幅をなし、対流の長さ／幅の比が大きくなつているので、各収容空間６０ｂ内で温度分布を有する熱媒に自然対流を生じ難くなる。これにより、各収容空間６０ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間６０ｂ内に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、第２の蓄熱タンク７において、縦境壁７８を前後方向及び左右方向の両方に配設し、収容空間７０ｂを、上下に延在する縦境壁７８によつて複数の矩形の収容空間７０ｂに分割させて、収容空間７０ｂ内で温度分布を有する熱媒の自然対流を抑制することも勿論可能である。
【００４１】
図１１には、蓄熱タンク６の他の構造例を示し、出入口空間６ｃ1 を整流室として機能させるようにしてある。すなわち、蓄熱タンク６の下部にすのこ状をなす区画板６３を固着して出入口空間６ｃ1 を区画し、内部空間６ｂの下端部中央となる蓄熱タンク６の底板６ｅの中央に、流路１５に接続する熱媒の出入口６ｃを形成すると共に、熱媒の出入口６ｃの上方であつて出入口空間６ｃ1 の上下方向の中間部に、整流板６４を配設してある。そして、各縦境壁６８の下端部を区画板６３の上面に固着させ、各収容空間６０ｂが区画板６３の開口部６３ａを介して出入口空間６ｃ1 に連通するようになつている。
【００４２】
整流板６４は、蓄熱タンク６の底板６ｅに支持部材６５を介して取付けてあるが、整流板６４の周囲のほぼ全てに熱媒の流路を形成するように熱媒の出入口６ｃの上方であつて出入口空間６ｃ1 の上下方向の中間部に配設すればよく、区画板６３の下面又は蓄熱タンク６の側面のいずれかに支持部材を介して取付けて、同様の熱媒の流路を確保することも可能である。しかして、整流板６４の大きさは、区画板６３よりも当然に小さいが、熱媒の出入口６ｃの断面積よりも大きく設定することが望まれる。
【００４３】
これにより、熱媒の出入口６ｃから出入口空間６ｃ1 に流入する熱媒は、整流板６４に衝当し、区画板６３の開口部６３ａに向けて直接流れることが良好に防止され、出入口空間６ｃ1 内において滞留箇所を生ずることなく均一化された後に区画板６３の開口部６３ａを通つて各収容空間６０ｂに流入する。整流板６４の背後に位置する開口部６３ａには、整流板６４の周囲から回り込んで流れ込むようになる。このようにして、熱媒の出入口６ｃから流入する熱媒が、出入口空間６ｃ1 において整流された状態で各開口部６３ａを通つて各収容空間６０ｂに均一かつスムースに流入するので、各収容空間６０ｂ内に貯留される熱媒の上下方向の温度分布を各収容空間６０ｂにおいてほぼ同一にすることができる。なお、他方の蓄熱タンク７の下部にも、同様の整流室として機能する出入口空間７ｃ1 を形成することができることは勿論である。
【００４４】
図１２には、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂを２個の縦境壁６８’によつて３個の収容空間６０ｂに区画した例を示す。但し、本例では、内部空間６ｂの上下方向の全幅にわたつて縦境壁６８’を配設し、３個の収容空間６０ｂを独立させ、内部空間６ｂ，７ｂの下端部の出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 及び上端部の通気空間６ａ1 ，７ａ1 をそれぞれ省略させてある。このため、第１の蓄熱タンク６の上端部に、各収容空間６０ｂに連通する通気孔６ａ2 ，６ａ3 ，６ａ4 を個別に形成させると共に、下端部に、各収容空間６０ｂに連通する熱媒の出入口６ｃ2 ，６ｃ3 ，６ｃ4 を個別に形成させてある。本例のように３個の収容空間６０ｂに分割すれば、熱媒の粘性の如何にも影響を受けるが、一般的な蓄熱タンク６において、収容空間６０ｂに温度分布を有して貯留させた熱媒に図１２に矢印で示す自然対流を生じることが良好に抑制される。なお、第２の蓄熱タンク７も、同様に３個の収容空間７０ｂに区画することができる。
【００４５】
図１３は、第５実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置を示し、第１，第２蓄熱タンク６，７は、それぞれ同一構造を有している。第５実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、内部空間６ｂ，７ｂに連通する熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部の側面に備え、上端部に通気孔６ａ，７ａを有する。また、内部空間６ｂ，７ｂには、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材８と、フロート部材８の下側に配置され、左右方向、つまり温度分布をもつて流入する熱媒の温度分布と垂直方向に延在する可動横境壁部材４１とを有する。
【００４６】
可動横境壁部材４１は、内部空間６ｂ，７ｂを移動可能に本例では複数配設され、フロート部材８と上端位置の可動横境壁部材４１との間及び上下に隣接する可動横境壁部材４１同士の間を伸縮自在な連結部材４０によつて連結させてある。下端位置の可動横境壁部材４１と蓄熱タンク６，７の底部との間は、必ずしも連結部材４０によつて連結させなくてもよい。可動横境壁部材４１の比重は、熱媒の比重よりも若干大に設定されて浮動が防止されている。ここでの伸縮自在な連結部材４０は、パンタグラフ状に折れ曲がり可能なもの、可撓性を有するひも、鎖等によつて構成することができる。なお、可動横境壁部材４１及び連結部材４０は、内部空間６ｂ，７ｂに熱媒を収容する収容空間６０ｃ，７０ｃを所定幅で区画するために設けるものであり、フロート部材に連結させた少なくとも１個の可動横境壁部材４１を有すればよい。更に、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００４７】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを経て下端部に区画される収容空間６０ｃ，７０ｃから出入りする。熱媒の出入口６ｃ，７ｃを蓄熱タンク６，７の下端部の側面に設けたため、蓄熱タンク６，７の下面に形成する場合と異なり、可動横境壁部材４１が底部に積み重なつた状態であつても、下端部に区画される収容空間６０ｃ，７０ｃを熱媒の出入口６ｃ，７ｃに連通させることができる。このため、熱媒の出入口６ｃ，７ｃは、蓄熱タンク６，７の底部に積み重なつた状態で下端位置の可動横境壁部材４１の下面から上端位置の可動横境壁部材４１の上面にまで、上下方向に延びている。下端部の収容空間６０ｃ，７０ｃから熱媒が出入りすることにより、各可動横境壁４１，４１の上下部に熱媒が流入出しながら、フロート部材８が昇降する。
【００４８】
ポンプ２を他方向に駆動する図１３においてフロート部材８が熱媒に浮かんで上昇する第１の蓄熱タンク６では、熱媒が下端部の出入口６ｃから流入してフロート部材８が上昇するので、内部空間６ｂの下端部に積み重ね状態の可動横境壁部材４１が伸び状態の連結部材４０によつて次々に引かれて上昇しながら、フロート部材８と上端の可動横境壁部材４１との間、可動横境壁部材４１同士の間、及び蓄熱タンク６の底面と下端の可動横境壁部材４１との間に収容空間６０ｃが次々に区画されてゆく。一方、図１３においてフロート部材８が下降する第２の蓄熱タンク７では、熱媒が下端部の出入口７ｃから流出してフロート部材８が下降するので、連結部材４０が次々にたわみ、下側の可動横境壁部材４１から順次に積み重ね状態となり、蓄熱タンク７の底面と下端の可動横境壁部材４１との間、可動横境壁部材４１同士の間、及びフロート部材８と上端の可動横境壁部材４１との間の収容空間６０ｃが次々に消滅してゆく。フロート部材８と上端の可動横境壁部材４１との間の収容空間６０ｃが消滅した状態で、熱媒の全てが熱媒の出入口７ｃから流出する。このような熱媒の流入出に伴つて、収容空間６０ｃ，７０ｃ内の空気が、通気孔６ａ，７ａから出入りする。
【００４９】
このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、熱媒が溜まる複数の収容空間６０ｃ，７０ｃが、フロート部材８及び可動横境壁部材４１によつて区画されて上下が狭幅をなしているので、温度分布をもつ熱媒を貯留させるに際し、上下に隣接する収容空間６０ｃ，７０ｃの間で熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、各収容空間６０ｃ，７０ｃ内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間６０ｃ，７０ｃ内に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、フロート部材８及び可動横境壁部材４１は、温度分布をもつ熱媒を貯留させる蓄熱タンク６，７に好適であるが、少なくとも一方の蓄熱タンク６，７、特に上部が比較的低温で下部が比較的高温状態の熱媒が貯留される第１の蓄熱タンク６に設け、熱媒の自然対流を抑制すればよい。
【００５０】
更に、第５実施の形態に係る蓄熱タンク６，７によれば、可動横境壁部材４１が、蓄熱タンク６，７の内壁に固着されておらず、熱媒の流入出に応じて移動するので、熱媒の流入出が円滑に得られる。また、可動横境壁部材４１に熱媒が流通するための隙間又は開口部を形成する必要がないと共に、流入出する熱媒が固定の横境壁に次々に接して熱の授受を行なうことがないため、更なる対流防止効果と高効率の蓄熱が可能となる。
【００５１】
図１４，１５は、第６実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第６実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、第２の蓄熱タンク７は図１に示す第２の蓄熱タンク７と同一構造を有するので、第１の蓄熱タンク６について主として説明する。第１の蓄熱タンク６は、内部空間６ｂに連通する熱媒の出入口６ｃを下端部に備え、上端部に通気孔６ａを有する。また、内部空間６ｂには、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材１８が配置され、このフロート部材１８の下面に伸縮自在な熱媒流路４３の先端部が取付けられ、熱媒流路４３の先端の開口部４３ａがフロート部材１８の下面側に位置している。しかして、熱媒流路４３は、先端部がフロート部材１８に取付けられてフロート部材１８の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続している。ここでの伸縮自在な熱媒流路４３とは、熱媒流路４３自体が伸縮するもののみならず、フロート部材１８の昇降動に追随して変形するものを含むものであり、フロート部材１８の浮動を阻害することなくフロート部材１８と熱媒の出入口６ｃとの間の長さの変動を吸収できるものであればよい。なお、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００５２】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを経て内部空間６ｂ，７ｂに出入りする。内部空間６ｂ，７ｂに熱媒が出入りすることにより、第１の蓄熱タンク６においてフロート部材１８が昇降する。第１の蓄熱タンク６では、図１４に示すようにポンプ２が他方向に駆動されてフロート部材１８が熱媒に浮かんで上昇する際には、熱媒が下端部の出入口６ｃから流入して熱媒流路４３を流れ、フロート部材１８の下面側に開口する熱媒流路４３の先端の開口部４３ａから流出する。これにより、内部空間６ｂ内に流入する熱媒が常に内部空間６ｂにある熱媒の上部に流出し、熱媒流路４３が次第に伸長する。
【００５３】
一方、第１の蓄熱タンク６において、図１５に示すようにポンプ２が一方向に駆動されて熱媒に浮かんだフロート部材１８が下降する際には、内部空間６ｂ内の熱媒が熱媒流路４３の上端の開口部４３ａから吸い込まれ、出入口６ｃに接続する熱媒流路４３から流路１５に向けて流出する。これにより、内部空間６ｂから流出する熱媒は常に内部空間６ｂ内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路４３が次第に収縮する。
【００５４】
このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、先に低温側の熱媒が流入する第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂにおいて、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となつて熱媒が貯留されるので、熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、第１の蓄熱タンク６に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。
【００５５】
図１６，１７は、第７実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第７実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、第２の蓄熱タンク７は図１に示す第２の蓄熱タンク７と同一構造を有するので、第１の蓄熱タンク６について主として説明する。第１の蓄熱タンク６は、内部空間６ｂに連通する熱媒の出入口６ｃ及び通気孔６ａを上端部に有する。また、内部空間６ｂには、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材１８が配置され、このフロート部材１８の上面に伸縮自在な熱媒流路４４の先端部が取付けられ、熱媒の出入口６ｃを貫通する熱媒流路４４の先端部がフロート部材１８に貫通させて形成した熱媒流路１８ａの上端部に接続している。しかして、熱媒流路４４，１８ａは、先端部がフロート部材１８の下面側に開口部１８ｂによつて開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続している。ここでの伸縮自在な熱媒流路４４とは、熱媒流路４４自体が伸縮するもののみならず、フロート部材１８の昇降動に追随して変形するものを含むものであり、フロート部材１８の浮動を阻害することなくフロート部材１８と熱媒の出入口６ｃとの間の長さの変動を吸収できるものであればよい。なお、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００５６】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを経て内部空間６ｂ，７ｂに出入りする。内部空間６ｂ，７ｂに熱媒が出入りすることにより、第１の蓄熱タンク６においてフロート部材１８が昇降する。第１の蓄熱タンク６では、図１６に示すようにポンプ２が他方向に駆動されてフロート部材１８が熱媒に浮かんで上昇する際には、流路１５からの熱媒が上端部の出入口６ｃに接続する熱媒流路４４から流入してフロート部材１８の熱媒流路１８ａを流れ、フロート部材１８の下面側に開口する熱媒流路１８ａの開口部１８ｂから流出する。これにより、内部空間６ｂに流入する熱媒は常に内部空間６ｂ内の熱媒の上部に流出し、熱媒流路４４が次第に縮小する。
【００５７】
一方、第１の蓄熱タンク６において、図１７に示すようにポンプ２が一方向に駆動されて熱媒に浮かんだフロート部材１８が下降する際には、内部空間６ｂ内の熱媒がフロート部材１８の熱媒流路１８ａの下端の開口部１８ｂから吸い込まれ、出入口６ｃに接続する熱媒流路４４を経て流路１５に向けて流出する。これにより、内部空間６ｂから流出する熱媒は常に内部空間６ｂ内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路４４が次第に伸長する。
【００５８】
このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、先に低温側の熱媒が流入する第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂにおいて、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となつて熱媒が貯留されるので、熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、第１の蓄熱タンク６に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、熱媒流路４４の先端部をフロート部材１８に貫通させて埋め込み、熱媒流路４４の先端の開口部をフロート部材１８の下面側に開口させ、フロート部材１８の熱媒流路１８ａを省略することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係る蓄熱タンクによれば、次の効果を奏することができる。
（１）請求項１によれば、上端部に接続した吸排手段によつて内部空間の気体を吸排させることにより、蓄熱タンクの出入口から熱媒が出入りする。しかして、熱媒が流通するポンプを使用しないので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下することが防止されると共に、腐食性、爆発性等を有する熱媒も容易に送ることができる。更に、吸排手段による気体の送り量によつて熱媒の流量を制御できるので、移送途中の熱媒に直接触れることなく熱媒の流量を増減制御することも容易にできる。また、蓄熱タンクの内部空間を外気と遮断させることが可能であり、これによつて内部空間に収容する気体の種類に制限を受け難くなり、空気以外の気体を使用することも可能となる。
【００６０】
（２）請求項２によれば、ラム部材を昇降駆動することにより、熱媒の出入口から熱媒が出入りするので、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
（５）請求項３によれば、熱媒が下端部の出入口から流入する際には、熱媒に浮かんでフロート部材が上昇するので、内部空間の下端部にある可動横境壁部材が伸び状態の連結部材によつて引かれて上昇し、フロート部材と上端の可動横境壁部材（及び可動横境壁部材同士）の間に熱媒の収容空間を区画してゆく。一方、熱媒が下端部の出入口から流出してフロート部材が下降する際には、熱媒が流出しながら可動横境壁部材が内部空間の底部に接した後に連結部材がたわみ、可動横境壁部材が内部空間の底部に密着状態となり、その後、フロート部材と可動横境壁部材との間（及び可動横境壁部材同士の間）の収容空間が消滅して、熱媒の全てが流出する。
【００６４】
このように、熱媒が溜まる収容空間がフロート部材及び可動横境壁部材によつて区画されて上下が狭幅をなしているので、上下に隣接する収容空間の間で熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、各収容空間内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間内に回収蓄熱した顕熱を有効利用することが可能となる。
【００６５】
（６）請求項４によれば、内部空間に熱媒が出入りすることにより、フロート部材が昇降する。フロート部材が熱媒に浮かんで上昇する際には、熱媒が下端部の出入口から流入して熱媒流路を流れ、フロート部材の下面側に開口する熱媒流路の先端部から流出する。これにより、内部空間内に流入する熱媒は常に内部空間の熱媒の上部に流出し、熱媒流路が次第に伸長する。一方、熱媒に浮かんだフロート部材が下降する際には、内部空間内の熱媒が熱媒流路の上端部から吸い込まれ、出入口に接続する熱媒流路から外部に流出する。これにより、内部空間から流出する熱媒は常に内部空間内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路が次第に収縮する。
【００６６】
これにより、低温から次第に温度上昇しながら流入する熱媒を、蓄熱タンクの内部空間内に上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留することができ、熱媒に自然対流を生じることを抑制できる。その結果、蓄熱タンクの内部空間内での温度分布の保持性能が向上し、蓄熱タンクに回収蓄熱した顕熱を有効利用することが可能となる。
【００６７】
（７）請求項５によれば、内部空間に熱媒が出入りすることにより、フロート部材が昇降する。フロート部材が熱媒に浮かんで上昇する際には、熱媒が上端部の出入口に接続する熱媒流路から流入してフロート部材を通過し、フロート部材の下面側に開口する熱媒流路の先端部から流出する。これにより、内部空間に流入する熱媒は常に内部空間内の熱媒の上部に流出し、熱媒流路が次第に収縮する。一方、熱媒に浮かんだフロート部材が下降する際には、内部空間内の熱媒が熱媒流路の下端部から吸い込まれ、出入口に接続する熱媒流路から外部に流出する。これにより、内部空間から流出する熱媒は常に内部空間内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路が次第に伸長する。
【００６８】
これにより、低温から次第に温度上昇しながら流入する熱媒を、蓄熱タンクの内部空間内に上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留することができ、熱媒に自然対流を生じることを抑制できる。その結果、蓄熱タンクの内部空間内での温度分布の保持性能が向上し、蓄熱タンクに回収蓄熱した顕熱を有効利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る蓄熱タンクが適用される熱利用装置の顕熱回収装置を示す概略図。
【図２】 本発明の第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図３】 本発明の第２実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図４】 本発明の第３実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図５】 本発明の第４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図６】 参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図７】 同じく参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の作用を示す概略図。
【図８】 他の参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】 同じく蓄熱タンクを示す図９と同様の断面図。
【図１１】 同じく他の構造例に係る蓄熱タンクの要部を示す断面図。
【図１２】 同じく蓄熱タンクの内部空間を２個の縦境壁によつて区画した例を示す概略図。
【図１３】 本発明の第５実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図１４】 本発明の第６実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図１５】 同じく第６実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の作用を示す概略図。
【図１６】 本発明の第７実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図１７】 同じく第７実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の作用を示す概略図。
【符号の説明】
１：水素回収容器（熱利用装置）、１ａ：熱媒通路、２：ポンプ（移送装置）、３：加熱装置、４：冷却装置、６：第１の蓄熱タンク、６ｂ：内部空間、６ｃ：熱媒の出入口、７：第２の蓄熱タンク、７ｂ：内部空間、７ｃ：熱媒の出入口、８：フロート部材、９：ラム部材、１８：フロート部材、１８ａ：熱媒流路、１９：仕切部材、４０：連結部材、４１：可動横境壁部材、４３，４４：熱媒流路、６０：吸排手段、６０ｂ，７０ｂ：収容空間、６０ｃ，７０ｃ：収容空間、６１：配管、６３：区画板、６３ａ：開口部、６４：整流板、６５：支持部材、６６：蓄熱タンク、６６ｂ：内部空間、６６ｂ1 ：上空間、６６ｂ2 ：下空間、６６ｃ1 ：出入口、６６ｃ2 ：出入口、６８，６８’，７８：縦境壁、７０：駆動装置、Ｍ：水素吸蔵合金。
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来の蓄熱タンクとして、例えば特開平８−１２８７５６号公報に記載されるものが知られている。これは成層型蓄熱タンクであり、顕熱回収回路が成層型蓄熱タンクの下部及び上部に接続され、成層型蓄熱タンクが顕熱回収回路の一部を形成している。
【０００３】
この成層型蓄熱タンクは、内部が熱伝達率の小さな部材からなる多数の仕切りによつて区画されて自然対流が抑制される構造を有する。従つて、温度変化を生じながら送り込まれた熱媒がそのままの温度分布で蓄積され、成層型蓄熱タンクに蓄積された熱媒の温度分布が自然対流によつて均一になることが防止されるとしている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の蓄熱タンクにあつては、次のような技術的課題を有している。
（１）熱媒を送るためにポンプを使用するので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下すると共に、腐食性、爆発性等を有する熱媒を簡単に送ることができない。更に、ポンプによつて熱媒の流量を制御するので、移送途中の熱媒にポンプが直接触れながら熱媒の流量を増減制御するようになる。また、蓄熱タンクの内部空間を外気と遮断させることが困難であり、これによつて内部空間に収容する気体の種類に制限を受けることになり、空気以外の気体を使用することが困難である。
【０００５】
（２）加熱装置による加熱状態と冷却装置による冷却状態とを熱利用装置に交互に与え、温度変化を与える熱利用装置の顕熱回収を行なうに際し、蓄熱タンクに貯留させる熱媒が、下部が高温で上部が低温となる場合がある。この場合、蓄熱タンク内の熱媒に自然対流を生じ易くなり、温度分布の保持性能に劣ることになり、収容空間内に回収蓄熱した顕熱を有効利用することができない。
【０００６】
（３）従来の成層型蓄熱タンクは、内部が熱伝達率の小さな部材からなる多数の仕切りによつて区画されて自然対流が抑制される構造を有するとされるが、具体的構造が不明であり、良好な温度分布の保持性能が得られず、収容空間内に回収蓄熱した顕熱を有効利用することができない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成は次の通りである。
請求項１の発明は、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部に備え、かつ、上端部に接続され、気体を正逆に送つて該蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂの気体を吸排させる吸排手段６０を備え、吸排手段６０によつて該内部空間６ｂ，７ｂの気体を吸排させることにより、蓄熱タンク６，７の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項２は、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部に備え、かつ、蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂに上下方向の摺動自在に設けたラム部材９と、ラム部材９を昇降駆動する駆動装置７０とを有し、ラム部材９を昇降駆動することにより、熱媒の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項３は、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部に備え、かつ、蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂに、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材８と、フロート部材８の下側に伸縮自在な連結部材４０によつて連結され、左右方向に延在する少なくとも１個の可動横境壁部材４１とを有し、可動横境壁部材４１の比重が内部空間６ｂ，７ｂに収容する熱媒の比重よりも大に設定され、熱媒の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が流入することにより、熱媒に浮かんだフロート部材８と可動横境壁部材４１との間に収容空間６０ｃ，７０ｃが区画されることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項４は、熱媒の出入口６ｃを下端部に備え、かつ、蓄熱タンク６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６ｂに、上下方向の浮動自在なフロート部材１８と、先端部がフロート部材１８に取付けられてフロート部材１８の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続する伸縮自在な熱媒流路４３とを有し、蓄熱タンク６，７の出入口６ｃ，７ｃから出入りする熱媒が熱媒流路４３を流れてフロート部材１８の下面側から出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
請求項５は、熱媒の出入口６ｃを上端部に備え、かつ、蓄熱タンク６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６ｂに、上下方向の浮動自在なフロート部材１８と、先端部がフロート部材１８の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続する伸縮自在な熱媒流路４４，１８ａとを有し、蓄熱タンク６の出入口６ｃから出入りする熱媒が熱媒流路４４，１８ａを流れてフロート部材１８の下面側から出入りすることを特徴とする蓄熱タンクである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
先ず、本発明に係る蓄熱タンクが適用される熱利用装置の顕熱回収装置について、図１を参照して説明する。図１中において符号１は熱利用装置としての水素回収容器であり、内部に水素吸蔵合金Ｍを収容すると共に、水素吸蔵合金Ｍを加熱又は冷却するための熱媒通路１ａを有している。熱媒通路１ａの一端は、移送装置である正逆駆動が可能なポンプ２を備える流路１０の他端に接続され、流路１０の一端には、それぞれ開閉バルブ２０，２１を備える一対の流路１１，１２が接続され、一方の流路１１には加熱装置３が接続され、他方の流路１２には冷却装置４が接続されている。また、熱媒通路１ａの他端には、それぞれ開閉バルブ２２，２３を備える一対の流路１３，１４が接続され、一方の流路１３には加熱装置３が接続され、他方の流路１４には冷却装置４が接続されている。これらの熱媒通路１ａ及び流路１０，１１，１２，１３，１４には、液体からなる熱媒（冷媒を含む）が収容されている。
【０００９】
しかして、一対の開閉バルブ２０，２２を開いた状態でポンプ２を駆動することにより、加熱装置３によつて加熱された熱媒が熱媒通路１ａに導かれ、水素吸蔵合金Ｍを加熱するので、水素吸蔵合金Ｍから水素を放出させることができる。また、一対の開閉バルブ２１，２３を開いた状態でポンプ２を駆動することにより、冷却装置４によつて冷却された熱媒が熱媒通路１ａに導かれ、水素吸蔵合金Ｍを冷却するので、水素吸蔵合金Ｍに水素を吸蔵させることができる。吸蔵又は放出される水素は、水素回収容器１に流路５１を介して接続させた他の水素回収容器、水素利用装置等の水素装置５０との間で授受が行なわれる。
【００１０】
更に、熱媒通路１ａの両端側に、それぞれ流路１５，１６を介して蓄熱タンク６，７を接続させる。具体的には、ポンプ２よりも流路１１，１２寄りの流路１０には、開閉バルブ２４を備える流路１５を介して第１の蓄熱タンク６が接続され、開閉バルブ２３よりも水素回収容器１寄りの流路１４には、開閉バルブ２５を備える流路１６を介して第２の蓄熱タンク７が接続されている。各蓄熱タンク６，７は、同形をなし、上端部に通気孔６ａ，７ａを有する単一の内部空間６ｂ，７ｂを有し、両蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂには、一方の内部空間６ｂ，７ｂのみがほぼ満たされる量の熱媒が収容されている。各蓄熱タンク６，７は、下端部に熱媒の出入口６ｃ，７ｃを有し、これらに流路１５，１６が接続されている。しかして、両開閉バルブ２４，２５を開いてポンプ２を正又は逆方向に駆動することにより、いずれか一方の蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂ内の熱媒を出入り口６ｃ，７ｃから流出させ、熱媒通路１ａに導いた後に、他方の蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂに熱媒の出入り口６ｃ，７ｃから導入させることができる。
【００１１】
次に、このような熱利用装置の顕熱回収装置の作用について説明する。
水素回収容器１の熱媒通路１ａに、加熱装置３で加熱した熱媒と冷却装置４で冷却した熱媒とを交互に供給して、水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍに温度変化を与える。水素吸蔵合金Ｍから水素を放出させる際には、一対の開閉バルブ２０，２２のみを開いた状態でポンプ２を駆動し、加熱装置３によつて加熱された熱媒を熱媒通路１ａに導き、水素吸蔵合金Ｍを加熱する。また、水素吸蔵合金Ｍに水素を吸蔵させる際には、一対の開閉バルブ２１，２３のみを開いた状態でポンプ２を駆動し、冷却装置４によつて冷却された熱媒を熱媒通路１ａに導き、水素吸蔵合金Ｍを冷却する。吸蔵又は放出される水素は、前述したように水素回収容器１に流路５１を介して接続させた他の水素装置５０との間で授受が行なわれる。
【００１２】
このようにして水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温又は降温させて温度変化を与える際に、次の操作を行なつて水素回収容器１内の顕熱を回収する。すなわち、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温させた後であつて、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを降温させる前、つまり水素吸蔵合金Ｍから水素を放出させた後に、第１の蓄熱タンク６に貯留させた熱媒を出入り口６ｃから流出させて水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、流出する熱媒を第２の蓄熱タンク７に導いて出入り口７ｃから流入・貯留させる。その際、一対の開閉バルブ２４，２５のみを開いた状態でポンプ２を一方向（図１に示す方向）に駆動する。なお、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂには、既に、図１に示すように上部が比較的低温で下部が比較的高温状態の熱媒が貯留されている。これにより、比較的高温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に冷却されると共に、水素回収容器１内の顕熱が熱媒によつて回収されて第２の蓄熱タンク７に貯留される。このとき、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂに貯留される熱媒は、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となる。
【００１３】
また、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを降温させた後であつて、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温させる前、つまり水素吸蔵合金Ｍに水素を吸蔵させた後に、第２の蓄熱タンク７に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、熱媒通路１ａから流出する熱媒を第１の蓄熱タンク６に導いて貯留させる。その際、一対の開閉バルブ２４，２５のみを開いた状態でポンプ２を他方向（図１に示す方向と反対方向）に駆動する。これにより、比較的低温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に加熱されると共に、水素回収容器１内の顕熱が熱媒によつて回収されて第１の蓄熱タンク６に貯留される。このとき、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに貯留される熱媒は、上部が比較的低温で下部が比較的高温状態となる。
【００１４】
このような操作を繰り返して与えることにより、水素回収容器１内の顕熱が第１の蓄熱タンク６又は第２の蓄熱タンク７に次々に貯留され、その後に水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍの温度変更に有効活用される。この両蓄熱タンク６，７間での熱媒の移動は、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに、上部が比較的低温で下部が比較的高温状態として貯留されている熱媒が、下部の出入り口６ｃから流出して高温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度低下しながら水素吸蔵合金Ｍを冷却するので、水素吸蔵合金Ｍの降温が効果的に行なわれる。
【００１５】
また、第２の蓄熱タンク７に、下部の出入り口７ｃから流入して、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留された熱媒は、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１を降温させた後であつて、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１を昇温させる前に、水素回収容器１に導入し、水素回収容器１から流出する熱媒を第１の蓄熱タンク６に導いて貯留させる。この両蓄熱タンク６，７間での熱媒の移動は、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂに、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留されている熱媒が、下部の出入り口７ｃから流出して低温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度上昇しながら水素吸蔵合金Ｍを加熱するので、水素吸蔵合金Ｍの昇温が効果的に行なわれる。
【００１６】
ところで、上記熱利用装置の顕熱回収装置にあつては、水素回収容器１の熱媒通路１ａを、両蓄熱タンク６，７の熱媒を通すためのみならず、冷却装置４で冷却した熱媒及び加熱装置３で加熱した熱媒を交互に通すことにも共用したが、冷却装置４で冷却した熱媒、加熱装置３で加熱した熱媒及び両蓄熱タンク６，７の熱媒を通す熱媒通路を個別に備えさせることも可能である。更に、冷却装置４で冷却した熱媒及び加熱装置３で加熱した熱媒を交互に水素回収容器１の熱媒通路１ａに通すことに代えて、冷却装置４で水素回収容器１の外壁を直接冷却し、また、加熱装置３で水素回収容器１の外壁を直接加熱し、熱媒及び熱媒通路１ａを蓄熱タンク６，７にのみ使用することも可能である。
【００１７】
このようにして、水素回収容器１内の多量（約７０％）の熱エネルギーを両蓄熱タンク６，７に回収可能であり、水素回収容器１の加熱装置３による加熱及び冷却装置４による冷却を最小限のエネルギー消費で行なうことが可能になる。
【００１８】
次に、蓄熱タンクの第１実施の形態について説明する。
図２は、第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示し、加熱装置３及び冷却装置４は省略してある。この蓄熱タンク６，７は、上端部の通気孔６ａ，７ａを塞いだ密閉型であり、熱媒を収容する内部空間６ｂ，７ｂを有する蓄熱タンク６，７の下端部に熱媒の出入口６ｃ，７ｃを形成すると共に、両蓄熱タンク６，７の上端部同士を連通する配管６１に、気体を正逆に送つて内部空間６ｂ，７ｂの気体を吸排させる吸排手段６０を備えさせる。この吸排手段６０は、正逆送りが可能なコンプレッサーによつて形成することができる。なお、第１の蓄熱タンク６の出入口６ｃは、流路７５によつて熱媒通路１ａの一端部に接続し、第２の蓄熱タンク７の出入口７ｃは、流路７６によつて熱媒通路１ａの他端部に接続している。
【００１９】
図２に示すように吸排手段６０を一方向に駆動し、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内の気体を配管６１を通じて第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内の上部に送り込めば、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内に貯留された熱媒が、流路７６，７５及び熱媒通路１ａを通つて第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに流入する。また、吸排手段６０を他方向に駆動し、第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内の気体を配管６１を通じて第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内の上部に送り込めば、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内に貯留された熱媒が、流路７５，７６及び熱媒通路１ａを通つて第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂに流入する。
【００２０】
このようにして、水素回収容器１を昇温させた後で降温させる前に、第１の蓄熱タンク６に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに導入し、水素回収容器１の熱媒通路１ａから流出する熱媒を第２の蓄熱タンク７に導いて貯留させ、かつ、水素回収容器１を降温させた後で昇温させる前に、第２の蓄熱タンク７に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに導入し、水素回収容器１の熱媒通路１ａから流出する熱媒を第１の蓄熱タンク６に導いて貯留させ、水素回収容器１の顕熱を第１の蓄熱タンク６及び第２の蓄熱タンク７に回収することができる。
【００２１】
また、この第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置によれば、熱媒が流通するポンプ２を使用しないので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下することが防止されると共に、腐食性、爆発性等を有する熱媒も容易に送ることができる。ちなみに、腐食性、爆発性を有する熱媒を送るポンプは、特殊材料を使用して複雑構造を有するため、保守性に劣ると共にコストが嵩む。
【００２２】
更に、両蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂが密閉されて外気と遮断されているので、内部空間６ｂ，７ｂに収容する気体の種類に制限を受け難く、空気以外の気体を使用することが可能である。また、吸排手段６０による気体の送り量によつて熱媒の流量を制御できるので、移送途中の熱媒に直接触れることなく熱媒の流量を増減制御することも容易にできる。
【００２３】
図３は、第２実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示し、図２と比較して、第２の蓄熱タンク７の上端部に通気孔７ａを形成すると共に、配管６１の吸排手段６０と第２の蓄熱タンク７とを接続する部分を省略した点で相違する。この熱利用装置の顕熱回収装置によれば、図２に示す熱利用装置の顕熱回収装置と比較して、吸排手段６０の正逆駆動によつて第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂの空気が強制的に吸排され、これに伴つて第２の蓄熱タンク７の内部空間７ｂ内の空気が通気孔７ａから出入りすることを除き、ほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
図４は、第３実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第３実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、蓄熱タンク６，７の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６ｂ，７ｂに上下方向の摺動自在に設けたラム部材９と、ラム部材９を昇降駆動する駆動装置７０とを有し、ラム部材９を昇降駆動することにより、蓄熱タンク６，７の下端部の出入口６ｃ，７ｃから熱媒が強制的に出入りする。水素回収容器１の熱媒通路１ａの一端部は、流路７５を介して蓄熱タンク６の下端部の出入口６ｃに接続され、熱媒通路１ａの他端部は、流路７６を介して蓄熱タンク７の下端部の出入口７ｃに接続されている。なお、流路７５，７６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００２５】
第１の蓄熱タンク６のラム部材９の駆動装置７０は、蓄熱タンク６の上部に配設した複動式のシリンダ装置７１によつて構成され、シリンダ７１ａの内部にピストン７１ｂが摺動自在に嵌合して上圧力室７１ｄ及び下圧力室７１ｅを区画し、ピストンロッド７１ｃがラム部材９に連結されている。しかして、上圧力室７１ｄに圧力流体を供給し、下圧力室７１ｅをドレインすることにより、ピストン７１ｂ、ピストンロッド７１ｃ及びラム部材９が下降するので、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに貯留された熱媒が出入口６ｃから流出する。また、下圧力室７１ｅに圧力流体を供給し、上圧力室７１ｄをドレインすることにより、ピストン７１ｂ、ピストンロッド７１ｃ及びラム部材９が上昇するので、熱媒が出入口６ｃから第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂに流入する。
【００２６】
第２の蓄熱タンク７のラム部材９の駆動装置７０は、蓄熱タンク７の上部に配設したねじ装置７２によつて構成され、第２の蓄熱タンク７を貫通させて回転自在に配置され、下端部にラム部材９が相対回転自在に連結されるねじ部材７２ａと、蓄熱タンク７の上部に固設され、ねじ部材７２ａに螺合するナット部材（図示せず）と、ねじ部材７２ａを正逆に回転駆動するモータ装置７２ｂとを有する。
【００２７】
しかして、モータ装置７２ｂによつてねじ部材７２ａを一方向に回転駆動することにより、ナット部材に螺合するねじ部材７２ａ及びラム部材９を下降させ、また、ねじ部材７２ａを他方向に回転駆動することにより、ねじ部材７２ａ及びラム部材９を上昇させることができるので、第１の蓄熱タンク６の駆動装置７０と同様の作用を得ることができる。なお、ナット部材（図示せず）を第２の蓄熱タンク７の上部に回転のみ自在に配置し、ねじ部材７２ａを回転不可能かつ昇降可能に第２の蓄熱タンク７の上壁を貫通させて配置し、モータ装置７２ｂによつてナット部材を正逆に回転駆動しても、同様の作用を得ることができる。
【００２８】
この第３実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置によれば、熱媒が流通するポンプ２を使用しないので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下することが防止される等、第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置とほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお、第３実施の形態に係る蓄熱タンクのラム部材９の駆動装置７０は、各蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂ内の熱媒を強制的に出入りさせるので、一方の蓄熱タンク６，７にのみ駆動装置７０を備えさせ、他方の蓄熱タンク６，７を図１に示すように上端部に通気孔６ａ，７ａを有する蓄熱タンク６，７によつて置換することも可能である。
【００２９】
図５は、第４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第４実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、蓄熱タンク６６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６６ｂに上下方向の摺動自在に設けたラム部材９と、ラム部材９を昇降駆動する駆動装置７０とを有し、ラム部材９を昇降駆動することにより、蓄熱タンク６６の上下両端部の出入口６６ｃ1 ，６６ｃ2 から熱媒が出入りする。内部空間６６ｂは、ラム部材９によつて上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 とに区分され、水素回収容器１の熱媒通路１ａの一端部は、流路７５を介して下端部の出入口６６ｃ2 に接続され、また、熱媒通路１ａの他端部は、流路７６を介して上端部の出入口６６ｃ1 に接続されている。なお、流路７５，７６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００３０】
そして、蓄熱タンク６６を磁力透過性を有する非磁性材によつて形成すると共に、非磁性材製のラム部材９の少なくとも直径方向の２箇所に磁性部材９ａを埋め込み、かつ、各磁性部材９ａに対向させて、蓄熱タンク６６の外側に磁石７３をそれぞれ配置してある。磁石７３は、支持部材７３ａに支持され、上下方向に延在する案内部材７４により、それぞれ支持部材７３ａが案内されて上下方向に移動が可能である。このラム部材９に取付けた磁性部材９ａ、支持部材７３ａに取付けた磁石７３及び案内部材７４並びに支持部材７３ａを昇降駆動する昇降装置７３ｂにより、ラム部材９の駆動装置７０を構成している。
【００３１】
しかして、昇降装置７３ｂを駆動し、支持部材７３ａ及び磁石７３を案内部材７４に沿つて昇降移動させることにより、磁性部材９ａに吸引力を受けてラム部材９が追従移動するので、熱媒が流路７５，７６及び熱媒通路１ａを通つて上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 との間で移動する。このように、第４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置ではポンプを使用しないので、水素回収容器１の顕熱回収に関し、第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置とほぼ同様の作用を得ることができる。但し、上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 に貯留される熱媒は、いずれも下部が低温で上部が高温となるので、自然対流を生じ難く、上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能である。なお、昇降装置７３ｂは、例えば案内部材７４と支持部材７３ａとの間に配設したリニアモータによつて構成することができ、リニアモータによつて支持部材７３ａ及び磁石７３を昇降駆動させることが可能である。また、駆動装置７０は、各種のものを使用することができる。
【００３２】
なお、図４，図５に示す第３，４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置において、流路７５，７６に熱媒の圧力又は流量を検出するセンサーを設け、圧力又は流量が適正になるように駆動装置７０によるラム部材９の昇降駆動速度を制御することも可能である。
【００３３】
図６，図７は、参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。参考例に係る蓄熱タンクにあつては、蓄熱タンク６６の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間６６ｂに上下方向の摺動自在に設けた仕切部材１９により、内部空間６６ｂを上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 とに区分した。熱媒通路１ａの一端部は、蓄熱タンク６６の下端部の出入口６６ｃ2 にポンプ２を備える流路１０及び流路１５を介して接続され、熱媒通路１ａの他端部は、流路１６を介して蓄熱タンク６６の上端部の出入口６６ｃ1 に接続されている。なお、仕切部材１９には、熱媒とほぼ同じ比重を与えてある。また、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００３４】
しかして、水素回収容器１内の水素吸蔵合金Ｍを昇温又は降温させて温度変化を与える際に、次の操作を行なつて水素回収容器１内の顕熱を回収する。すなわち、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１を昇温させた後であつて、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１を降温させる前に、図７に示すようにポンプ２を他方向に駆動し、上空間６６ｂ1 に貯留させた熱媒を上端部の出入口６６ｃ1 から流出させて水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、流出する熱媒を下端部の出入口６６ｃ2 から下空間６６ｂ2 に導いて貯留させる。その際、仕切部材１９が、内部空間６６ｂ内を上方に向けて摺動する。なお、上空間６６ｂ1 には、既に、図６に示すように上部が比較的高温で下部が比較的低温状態の熱媒が貯留されている。これにより、比較的高温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に冷却されると共に、水素回収容器１の顕熱が熱媒によつて回収されて下空間６６ｂ2 に貯留される。このとき、下空間６６ｂ2 に貯留される熱媒は、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となる。
【００３５】
また、冷却装置４で冷却した熱媒を導入して水素回収容器１を降温させた後であつて、加熱装置３で加熱した熱媒を導入して水素回収容器１を昇温させる前に、図６に示すようにポンプ２を一方向に駆動し、下空間６６ｂ2 に貯留させた熱媒を水素回収容器１の熱媒通路１ａに通し、水素回収容器１から流出する熱媒を上空間６６ｂ1 に導いて貯留させる。その際、仕切部材１９が、内部空間６６ｂ内を下方に向けて摺動する。これにより、比較的低温状態にある水素吸蔵合金Ｍが次第に加熱されると共に、水素回収容器１の顕熱が熱媒によつて回収されて上空間６６ｂ1 に貯留される。このとき、上空間６６ｂ1 に貯留される熱媒の温度分布は、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となる。このようにして、仕切部材１９によつて区画される上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 において、一方から流出した熱媒が他方に流入するようになるため、熱媒の流入出が比較的スムースになり、図５に示す第４実施の形態に係る蓄熱タンクと同様に、特に上空間６６ｂ1 における熱媒の落下による混合が抑制される。
【００３６】
このような上空間６６ｂ1 と下空間６６ｂ2 との間での熱媒の移動は、図５に示す第４実施の形態に係る蓄熱タンクと同様に、それぞれ上部が比較的高温で下部が低温状態として貯留されている熱媒が、下端部の出入口６６ｃ2 からは低温側から流出して低温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度上昇しながら水素吸蔵合金Ｍを加熱するので、水素吸蔵合金Ｍの昇温が効果的に行なわれ、また、上端部の出入口６６ｃ1 からは高温側から流出して高温状態の水素吸蔵合金Ｍに接し、熱媒が次第に温度低下しながら水素吸蔵合金Ｍを降温させるので、水素吸蔵合金Ｍの降温が効果的に行なわれる。
【００３７】
また、上空間６６ｂ1 及び下空間６６ｂ2 の両者において、熱媒の対流及び混合が良好に防止され、熱媒の温度分布の保持性が向上するため、無駄なエネルギー消費を防止できる。加えて、図５に示す第４実施の形態に係る蓄熱タンクと同様に１個の蓄熱タンク６６で済むため、構造が簡素かつコンパクトになる。
【００３８】
図８，図９は、他の参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。他の参考例に係る蓄熱タンクにあつては、各蓄熱タンク６，７の内部空間６ｂ，７ｂが、上下に延在する縦境壁６８，７８によつて複数の収容空間６０ｂ，７０ｂに分割され、熱媒の出入口６ｃ，７ｃが複数の全ての収容空間６０ｂ，７０ｂに連通している。すなわち、各蓄熱タンク６，７に固着させた縦境壁６８，７８を内部空間６ｂ，７ｂの上下方向の中間部のみに配設し、内部空間６ｂ，７ｂの下端部に、熱媒の出入口６ｃ，７ｃに連通する出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 を形成させると共に、内部空間６ｂ，７ｂの上端部に、単一の通気孔６ａ，７ａに連通する通気空間６ａ1 ，７ａ1 を形成させてある。なお、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００３９】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、更に熱媒の出入口６ｃ，７ｃ、出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 を経て複数の収容空間６０ｂ，７０ｂの間で移動する。その際、複数の収容空間６０ｂ，７０ｂ内の空気が、通気空間６ａ1 ，７ａ1 を経て通気孔６ａ，７ａから出入りする。このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、熱媒が溜まる複数の収容空間６０ｂ，７０ｂが縦境壁６８，７８によつて区画されて左右が狭幅をなし、対流の長さ／幅の比が大きくなつているので、各収容空間６０ｂ，７０ｂ内で温度分布を有する熱媒に自然対流を生じ難くなる。これにより、各収容空間６０ｂ，７０ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間６０ｂ，７０ｂ内に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、縦境壁６８，７８は、少なくとも一方の蓄熱タンク６，７、特に上部が比較的低温で下部が比較的高温状態として熱媒が貯留される第１の蓄熱タンク６に設け、熱媒の自然対流を抑制すればよい。
【００４０】
図１０は、第１の蓄熱タンク６の他の例を示し、図８に示す第１の蓄熱タンク６を矩形断面に形成すると共に、縦境壁６８を前後方向及び左右方向の両方に配設し、内部空間６ｂを、上下に延在する縦境壁６８によつて複数の矩形状の収容空間６０ｂに分割させてあり、熱媒の出入口６ｃが複数の全ての収容空間６０ｂに連通している。図１０に示す第１の蓄熱タンク６を図８に示す熱利用装置の顕熱回収装置に適用すれば、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、更に熱媒の出入口６ｃ，７ｃ、出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 を経て複数の収容空間６０ｂ，７０ｂの間で移動する。その際、複数の収容空間６０ｂ，７０ｂ内の空気が、通気空間６ａ1 ，７ａ1 を経て通気孔６ａ，７ａから出入りする。このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、第１の蓄熱タンク６において、熱媒が溜まる複数の収容空間６０ｂが縦境壁６８によつて区画されて左右のみならず前後も狭幅をなし、対流の長さ／幅の比が大きくなつているので、各収容空間６０ｂ内で温度分布を有する熱媒に自然対流を生じ難くなる。これにより、各収容空間６０ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間６０ｂ内に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、第２の蓄熱タンク７において、縦境壁７８を前後方向及び左右方向の両方に配設し、収容空間７０ｂを、上下に延在する縦境壁７８によつて複数の矩形の収容空間７０ｂに分割させて、収容空間７０ｂ内で温度分布を有する熱媒の自然対流を抑制することも勿論可能である。
【００４１】
図１１には、蓄熱タンク６の他の構造例を示し、出入口空間６ｃ1 を整流室として機能させるようにしてある。すなわち、蓄熱タンク６の下部にすのこ状をなす区画板６３を固着して出入口空間６ｃ1 を区画し、内部空間６ｂの下端部中央となる蓄熱タンク６の底板６ｅの中央に、流路１５に接続する熱媒の出入口６ｃを形成すると共に、熱媒の出入口６ｃの上方であつて出入口空間６ｃ1 の上下方向の中間部に、整流板６４を配設してある。そして、各縦境壁６８の下端部を区画板６３の上面に固着させ、各収容空間６０ｂが区画板６３の開口部６３ａを介して出入口空間６ｃ1 に連通するようになつている。
【００４２】
整流板６４は、蓄熱タンク６の底板６ｅに支持部材６５を介して取付けてあるが、整流板６４の周囲のほぼ全てに熱媒の流路を形成するように熱媒の出入口６ｃの上方であつて出入口空間６ｃ1 の上下方向の中間部に配設すればよく、区画板６３の下面又は蓄熱タンク６の側面のいずれかに支持部材を介して取付けて、同様の熱媒の流路を確保することも可能である。しかして、整流板６４の大きさは、区画板６３よりも当然に小さいが、熱媒の出入口６ｃの断面積よりも大きく設定することが望まれる。
【００４３】
これにより、熱媒の出入口６ｃから出入口空間６ｃ1 に流入する熱媒は、整流板６４に衝当し、区画板６３の開口部６３ａに向けて直接流れることが良好に防止され、出入口空間６ｃ1 内において滞留箇所を生ずることなく均一化された後に区画板６３の開口部６３ａを通つて各収容空間６０ｂに流入する。整流板６４の背後に位置する開口部６３ａには、整流板６４の周囲から回り込んで流れ込むようになる。このようにして、熱媒の出入口６ｃから流入する熱媒が、出入口空間６ｃ1 において整流された状態で各開口部６３ａを通つて各収容空間６０ｂに均一かつスムースに流入するので、各収容空間６０ｂ内に貯留される熱媒の上下方向の温度分布を各収容空間６０ｂにおいてほぼ同一にすることができる。なお、他方の蓄熱タンク７の下部にも、同様の整流室として機能する出入口空間７ｃ1 を形成することができることは勿論である。
【００４４】
図１２には、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂを２個の縦境壁６８’によつて３個の収容空間６０ｂに区画した例を示す。但し、本例では、内部空間６ｂの上下方向の全幅にわたつて縦境壁６８’を配設し、３個の収容空間６０ｂを独立させ、内部空間６ｂ，７ｂの下端部の出入口空間６ｃ1 ，７ｃ1 及び上端部の通気空間６ａ1 ，７ａ1 をそれぞれ省略させてある。このため、第１の蓄熱タンク６の上端部に、各収容空間６０ｂに連通する通気孔６ａ2 ，６ａ3 ，６ａ4 を個別に形成させると共に、下端部に、各収容空間６０ｂに連通する熱媒の出入口６ｃ2 ，６ｃ3 ，６ｃ4 を個別に形成させてある。本例のように３個の収容空間６０ｂに分割すれば、熱媒の粘性の如何にも影響を受けるが、一般的な蓄熱タンク６において、収容空間６０ｂに温度分布を有して貯留させた熱媒に図１２に矢印で示す自然対流を生じることが良好に抑制される。なお、第２の蓄熱タンク７も、同様に３個の収容空間７０ｂに区画することができる。
【００４５】
図１３は、第５実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置を示し、第１，第２蓄熱タンク６，７は、それぞれ同一構造を有している。第５実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、内部空間６ｂ，７ｂに連通する熱媒の出入口６ｃ，７ｃを下端部の側面に備え、上端部に通気孔６ａ，７ａを有する。また、内部空間６ｂ，７ｂには、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材８と、フロート部材８の下側に配置され、左右方向、つまり温度分布をもつて流入する熱媒の温度分布と垂直方向に延在する可動横境壁部材４１とを有する。
【００４６】
可動横境壁部材４１は、内部空間６ｂ，７ｂを移動可能に本例では複数配設され、フロート部材８と上端位置の可動横境壁部材４１との間及び上下に隣接する可動横境壁部材４１同士の間を伸縮自在な連結部材４０によつて連結させてある。下端位置の可動横境壁部材４１と蓄熱タンク６，７の底部との間は、必ずしも連結部材４０によつて連結させなくてもよい。可動横境壁部材４１の比重は、熱媒の比重よりも若干大に設定されて浮動が防止されている。ここでの伸縮自在な連結部材４０は、パンタグラフ状に折れ曲がり可能なもの、可撓性を有するひも、鎖等によつて構成することができる。なお、可動横境壁部材４１及び連結部材４０は、内部空間６ｂ，７ｂに熱媒を収容する収容空間６０ｃ，７０ｃを所定幅で区画するために設けるものであり、フロート部材に連結させた少なくとも１個の可動横境壁部材４１を有すればよい。更に、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００４７】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを経て下端部に区画される収容空間６０ｃ，７０ｃから出入りする。熱媒の出入口６ｃ，７ｃを蓄熱タンク６，７の下端部の側面に設けたため、蓄熱タンク６，７の下面に形成する場合と異なり、可動横境壁部材４１が底部に積み重なつた状態であつても、下端部に区画される収容空間６０ｃ，７０ｃを熱媒の出入口６ｃ，７ｃに連通させることができる。このため、熱媒の出入口６ｃ，７ｃは、蓄熱タンク６，７の底部に積み重なつた状態で下端位置の可動横境壁部材４１の下面から上端位置の可動横境壁部材４１の上面にまで、上下方向に延びている。下端部の収容空間６０ｃ，７０ｃから熱媒が出入りすることにより、各可動横境壁４１，４１の上下部に熱媒が流入出しながら、フロート部材８が昇降する。
【００４８】
ポンプ２を他方向に駆動する図１３においてフロート部材８が熱媒に浮かんで上昇する第１の蓄熱タンク６では、熱媒が下端部の出入口６ｃから流入してフロート部材８が上昇するので、内部空間６ｂの下端部に積み重ね状態の可動横境壁部材４１が伸び状態の連結部材４０によつて次々に引かれて上昇しながら、フロート部材８と上端の可動横境壁部材４１との間、可動横境壁部材４１同士の間、及び蓄熱タンク６の底面と下端の可動横境壁部材４１との間に収容空間６０ｃが次々に区画されてゆく。一方、図１３においてフロート部材８が下降する第２の蓄熱タンク７では、熱媒が下端部の出入口７ｃから流出してフロート部材８が下降するので、連結部材４０が次々にたわみ、下側の可動横境壁部材４１から順次に積み重ね状態となり、蓄熱タンク７の底面と下端の可動横境壁部材４１との間、可動横境壁部材４１同士の間、及びフロート部材８と上端の可動横境壁部材４１との間の収容空間６０ｃが次々に消滅してゆく。フロート部材８と上端の可動横境壁部材４１との間の収容空間６０ｃが消滅した状態で、熱媒の全てが熱媒の出入口７ｃから流出する。このような熱媒の流入出に伴つて、収容空間６０ｃ，７０ｃ内の空気が、通気孔６ａ，７ａから出入りする。
【００４９】
このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、熱媒が溜まる複数の収容空間６０ｃ，７０ｃが、フロート部材８及び可動横境壁部材４１によつて区画されて上下が狭幅をなしているので、温度分布をもつ熱媒を貯留させるに際し、上下に隣接する収容空間６０ｃ，７０ｃの間で熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、各収容空間６０ｃ，７０ｃ内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間６０ｃ，７０ｃ内に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、フロート部材８及び可動横境壁部材４１は、温度分布をもつ熱媒を貯留させる蓄熱タンク６，７に好適であるが、少なくとも一方の蓄熱タンク６，７、特に上部が比較的低温で下部が比較的高温状態の熱媒が貯留される第１の蓄熱タンク６に設け、熱媒の自然対流を抑制すればよい。
【００５０】
更に、第５実施の形態に係る蓄熱タンク６，７によれば、可動横境壁部材４１が、蓄熱タンク６，７の内壁に固着されておらず、熱媒の流入出に応じて移動するので、熱媒の流入出が円滑に得られる。また、可動横境壁部材４１に熱媒が流通するための隙間又は開口部を形成する必要がないと共に、流入出する熱媒が固定の横境壁に次々に接して熱の授受を行なうことがないため、更なる対流防止効果と高効率の蓄熱が可能となる。
【００５１】
図１４，１５は、第６実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第６実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、第２の蓄熱タンク７は図１に示す第２の蓄熱タンク７と同一構造を有するので、第１の蓄熱タンク６について主として説明する。第１の蓄熱タンク６は、内部空間６ｂに連通する熱媒の出入口６ｃを下端部に備え、上端部に通気孔６ａを有する。また、内部空間６ｂには、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材１８が配置され、このフロート部材１８の下面に伸縮自在な熱媒流路４３の先端部が取付けられ、熱媒流路４３の先端の開口部４３ａがフロート部材１８の下面側に位置している。しかして、熱媒流路４３は、先端部がフロート部材１８に取付けられてフロート部材１８の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続している。ここでの伸縮自在な熱媒流路４３とは、熱媒流路４３自体が伸縮するもののみならず、フロート部材１８の昇降動に追随して変形するものを含むものであり、フロート部材１８の浮動を阻害することなくフロート部材１８と熱媒の出入口６ｃとの間の長さの変動を吸収できるものであればよい。なお、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００５２】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを経て内部空間６ｂ，７ｂに出入りする。内部空間６ｂ，７ｂに熱媒が出入りすることにより、第１の蓄熱タンク６においてフロート部材１８が昇降する。第１の蓄熱タンク６では、図１４に示すようにポンプ２が他方向に駆動されてフロート部材１８が熱媒に浮かんで上昇する際には、熱媒が下端部の出入口６ｃから流入して熱媒流路４３を流れ、フロート部材１８の下面側に開口する熱媒流路４３の先端の開口部４３ａから流出する。これにより、内部空間６ｂ内に流入する熱媒が常に内部空間６ｂにある熱媒の上部に流出し、熱媒流路４３が次第に伸長する。
【００５３】
一方、第１の蓄熱タンク６において、図１５に示すようにポンプ２が一方向に駆動されて熱媒に浮かんだフロート部材１８が下降する際には、内部空間６ｂ内の熱媒が熱媒流路４３の上端の開口部４３ａから吸い込まれ、出入口６ｃに接続する熱媒流路４３から流路１５に向けて流出する。これにより、内部空間６ｂから流出する熱媒は常に内部空間６ｂ内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路４３が次第に収縮する。
【００５４】
このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、先に低温側の熱媒が流入する第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂにおいて、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となつて熱媒が貯留されるので、熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、第１の蓄熱タンク６に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。
【００５５】
図１６，１７は、第７実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す。第７実施の形態に係る蓄熱タンクにあつては、第２の蓄熱タンク７は図１に示す第２の蓄熱タンク７と同一構造を有するので、第１の蓄熱タンク６について主として説明する。第１の蓄熱タンク６は、内部空間６ｂに連通する熱媒の出入口６ｃ及び通気孔６ａを上端部に有する。また、内部空間６ｂには、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材１８が配置され、このフロート部材１８の上面に伸縮自在な熱媒流路４４の先端部が取付けられ、熱媒の出入口６ｃを貫通する熱媒流路４４の先端部がフロート部材１８に貫通させて形成した熱媒流路１８ａの上端部に接続している。しかして、熱媒流路４４，１８ａは、先端部がフロート部材１８の下面側に開口部１８ｂによつて開口し、基端部が熱媒の出入口６ｃに接続している。ここでの伸縮自在な熱媒流路４４とは、熱媒流路４４自体が伸縮するもののみならず、フロート部材１８の昇降動に追随して変形するものを含むものであり、フロート部材１８の浮動を阻害することなくフロート部材１８と熱媒の出入口６ｃとの間の長さの変動を吸収できるものであればよい。なお、流路１５，１６に備える開閉バルブ２４，２５は省略してある。
【００５６】
しかして、ポンプ２を正逆に駆動することにより、熱媒が、流路１５，１６及び熱媒通路１ａを通り、熱媒の出入口６ｃ，７ｃを経て内部空間６ｂ，７ｂに出入りする。内部空間６ｂ，７ｂに熱媒が出入りすることにより、第１の蓄熱タンク６においてフロート部材１８が昇降する。第１の蓄熱タンク６では、図１６に示すようにポンプ２が他方向に駆動されてフロート部材１８が熱媒に浮かんで上昇する際には、流路１５からの熱媒が上端部の出入口６ｃに接続する熱媒流路４４から流入してフロート部材１８の熱媒流路１８ａを流れ、フロート部材１８の下面側に開口する熱媒流路１８ａの開口部１８ｂから流出する。これにより、内部空間６ｂに流入する熱媒は常に内部空間６ｂ内の熱媒の上部に流出し、熱媒流路４４が次第に縮小する。
【００５７】
一方、第１の蓄熱タンク６において、図１７に示すようにポンプ２が一方向に駆動されて熱媒に浮かんだフロート部材１８が下降する際には、内部空間６ｂ内の熱媒がフロート部材１８の熱媒流路１８ａの下端の開口部１８ｂから吸い込まれ、出入口６ｃに接続する熱媒流路４４を経て流路１５に向けて流出する。これにより、内部空間６ｂから流出する熱媒は常に内部空間６ｂ内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路４４が次第に伸長する。
【００５８】
このようにして、水素回収容器１の顕熱回収に関し、図１に示すものとほぼ同様の作用を得ることができる。加えて、先に低温側の熱媒が流入する第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂにおいて、上部が比較的高温で下部が比較的低温状態となつて熱媒が貯留されるので、熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、第１の蓄熱タンク６の内部空間６ｂ内での温度分布の保持性能が向上し、第１の蓄熱タンク６に回収した顕熱を水素回収容器１の温度変化に有効利用することが可能となる。なお、熱媒流路４４の先端部をフロート部材１８に貫通させて埋め込み、熱媒流路４４の先端の開口部をフロート部材１８の下面側に開口させ、フロート部材１８の熱媒流路１８ａを省略することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係る蓄熱タンクによれば、次の効果を奏することができる。
（１）請求項１によれば、上端部に接続した吸排手段によつて内部空間の気体を吸排させることにより、蓄熱タンクの出入口から熱媒が出入りする。しかして、熱媒が流通するポンプを使用しないので、ポンプに熱を奪われて熱効率が低下することが防止されると共に、腐食性、爆発性等を有する熱媒も容易に送ることができる。更に、吸排手段による気体の送り量によつて熱媒の流量を制御できるので、移送途中の熱媒に直接触れることなく熱媒の流量を増減制御することも容易にできる。また、蓄熱タンクの内部空間を外気と遮断させることが可能であり、これによつて内部空間に収容する気体の種類に制限を受け難くなり、空気以外の気体を使用することも可能となる。
【００６０】
（２）請求項２によれば、ラム部材を昇降駆動することにより、熱媒の出入口から熱媒が出入りするので、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
（５）請求項３によれば、熱媒が下端部の出入口から流入する際には、熱媒に浮かんでフロート部材が上昇するので、内部空間の下端部にある可動横境壁部材が伸び状態の連結部材によつて引かれて上昇し、フロート部材と上端の可動横境壁部材（及び可動横境壁部材同士）の間に熱媒の収容空間を区画してゆく。一方、熱媒が下端部の出入口から流出してフロート部材が下降する際には、熱媒が流出しながら可動横境壁部材が内部空間の底部に接した後に連結部材がたわみ、可動横境壁部材が内部空間の底部に密着状態となり、その後、フロート部材と可動横境壁部材との間（及び可動横境壁部材同士の間）の収容空間が消滅して、熱媒の全てが流出する。
【００６４】
このように、熱媒が溜まる収容空間がフロート部材及び可動横境壁部材によつて区画されて上下が狭幅をなしているので、上下に隣接する収容空間の間で熱媒に自然対流を生じることが抑制される。これにより、各収容空間内での温度分布の保持性能が向上し、各収容空間内に回収蓄熱した顕熱を有効利用することが可能となる。
【００６５】
（６）請求項４によれば、内部空間に熱媒が出入りすることにより、フロート部材が昇降する。フロート部材が熱媒に浮かんで上昇する際には、熱媒が下端部の出入口から流入して熱媒流路を流れ、フロート部材の下面側に開口する熱媒流路の先端部から流出する。これにより、内部空間内に流入する熱媒は常に内部空間の熱媒の上部に流出し、熱媒流路が次第に伸長する。一方、熱媒に浮かんだフロート部材が下降する際には、内部空間内の熱媒が熱媒流路の上端部から吸い込まれ、出入口に接続する熱媒流路から外部に流出する。これにより、内部空間から流出する熱媒は常に内部空間内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路が次第に収縮する。
【００６６】
これにより、低温から次第に温度上昇しながら流入する熱媒を、蓄熱タンクの内部空間内に上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留することができ、熱媒に自然対流を生じることを抑制できる。その結果、蓄熱タンクの内部空間内での温度分布の保持性能が向上し、蓄熱タンクに回収蓄熱した顕熱を有効利用することが可能となる。
【００６７】
（７）請求項５によれば、内部空間に熱媒が出入りすることにより、フロート部材が昇降する。フロート部材が熱媒に浮かんで上昇する際には、熱媒が上端部の出入口に接続する熱媒流路から流入してフロート部材を通過し、フロート部材の下面側に開口する熱媒流路の先端部から流出する。これにより、内部空間に流入する熱媒は常に内部空間内の熱媒の上部に流出し、熱媒流路が次第に収縮する。一方、熱媒に浮かんだフロート部材が下降する際には、内部空間内の熱媒が熱媒流路の下端部から吸い込まれ、出入口に接続する熱媒流路から外部に流出する。これにより、内部空間から流出する熱媒は常に内部空間内の熱媒の上部から流出し、熱媒流路が次第に伸長する。
【００６８】
これにより、低温から次第に温度上昇しながら流入する熱媒を、蓄熱タンクの内部空間内に上部が比較的高温で下部が比較的低温状態として貯留することができ、熱媒に自然対流を生じることを抑制できる。その結果、蓄熱タンクの内部空間内での温度分布の保持性能が向上し、蓄熱タンクに回収蓄熱した顕熱を有効利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る蓄熱タンクが適用される熱利用装置の顕熱回収装置を示す概略図。
【図２】 本発明の第１実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図３】 本発明の第２実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図４】 本発明の第３実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図５】 本発明の第４実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図６】 参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図７】 同じく参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の作用を示す概略図。
【図８】 他の参考例に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】 同じく蓄熱タンクを示す図９と同様の断面図。
【図１１】 同じく他の構造例に係る蓄熱タンクの要部を示す断面図。
【図１２】 同じく蓄熱タンクの内部空間を２個の縦境壁によつて区画した例を示す概略図。
【図１３】 本発明の第５実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図１４】 本発明の第６実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図１５】 同じく第６実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の作用を示す概略図。
【図１６】 本発明の第７実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の要部を示す概略図。
【図１７】 同じく第７実施の形態に係る蓄熱タンクを適用した熱利用装置の顕熱回収装置の作用を示す概略図。
【符号の説明】
１：水素回収容器（熱利用装置）、１ａ：熱媒通路、２：ポンプ（移送装置）、３：加熱装置、４：冷却装置、６：第１の蓄熱タンク、６ｂ：内部空間、６ｃ：熱媒の出入口、７：第２の蓄熱タンク、７ｂ：内部空間、７ｃ：熱媒の出入口、８：フロート部材、９：ラム部材、１８：フロート部材、１８ａ：熱媒流路、１９：仕切部材、４０：連結部材、４１：可動横境壁部材、４３，４４：熱媒流路、６０：吸排手段、６０ｂ，７０ｂ：収容空間、６０ｃ，７０ｃ：収容空間、６１：配管、６３：区画板、６３ａ：開口部、６４：整流板、６５：支持部材、６６：蓄熱タンク、６６ｂ：内部空間、６６ｂ1 ：上空間、６６ｂ2 ：下空間、６６ｃ1 ：出入口、６６ｃ2 ：出入口、６８，６８’，７８：縦境壁、７０：駆動装置、Ｍ：水素吸蔵合金。
Claims (5)
- 熱媒の出入口（６ｃ，７ｃ）を下端部に備え、かつ、上端部に接続され、気体を正逆に送つて該蓄熱タンク（６，７）の内部空間（６ｂ，７ｂ）の気体を吸排させる吸排手段（６０）を備え、吸排手段（６０）によつて該内部空間（６ｂ，７ｂ）の気体を吸排させることにより、蓄熱タンク（６，７）の出入口（６ｃ，７ｃ）から熱媒が出入りすることを特徴とする蓄熱タンク。
- 熱媒の出入口（６ｃ，７ｃ）を下端部に備え、かつ、蓄熱タンク（６，７）の内部空間（６ｂ，７ｂ）に上下方向の摺動自在に設けたラム部材（９）と、ラム部材（９）を昇降駆動する駆動装置（７０）とを有し、ラム部材（９）を昇降駆動することにより、熱媒の出入口（６ｃ，７ｃ）から熱媒が出入りすることを特徴とする蓄熱タンク。
- 熱媒の出入口（６ｃ，７ｃ）を下端部に備え、かつ、蓄熱タンク（６，７）の内部空間（６ｂ，７ｂ）に、熱媒に浮かんで上下方向の浮動自在なフロート部材（８）と、フロート部材（８）の下側に伸縮自在な連結部材（４０）によつて連結され、左右方向に延在する少なくとも１個の可動横境壁部材（４１）とを有し、可動横境壁部材（４１）の比重が内部空間（６ｂ，７ｂ）に収容する熱媒の比重よりも大に設定され、熱媒の出入口（６ｃ，７ｃ）から熱媒が流入することにより、熱媒に浮かんだフロート部材（８）と可動横境壁部材（４１）との間に収容空間（６０ｃ，７０ｃ）が区画されることを特徴とする蓄熱タンク。
- 熱媒の出入口（６ｃ）を下端部に備え、かつ、蓄熱タンク（６）の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間（６ｂ）に、上下方向の浮動自在なフロート部材（１８）と、先端部がフロート部材（１８）に取付けられてフロート部材（１８）の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口（６ｃ）に接続する伸縮自在な熱媒流路（４３）とを有し、蓄熱タンク（６，７）の出入口（６ｃ，７ｃ）から出入りする熱媒が熱媒流路（４３）を流れてフロート部材（１８）の下面側から出入りすることを特徴とする蓄熱タンク。
- 熱媒の出入口（６ｃ）を上端部に備え、かつ、蓄熱タンク（６）の内部に形成されて熱媒を収容する内部空間（６ｂ）に、上下方向の浮動自在なフロート部材（１８）と、先端部がフロート部材（１８）の下面側に開口し、基端部が熱媒の出入口（６ｃ）に接続する伸縮自在な熱媒流路（４４，１８ａ）とを有し、蓄熱タンク（６）の出入口（６ｃ）から出入りする熱媒が熱媒流路（４４，１８ａ）を流れてフロート部材（１８）の下面側から出入りすることを特徴とする蓄熱タンク。
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