JP4559251B2

JP4559251B2 - Heat storage device

Info

Publication number: JP4559251B2
Application number: JP2005041105A
Authority: JP
Inventors: 知英工藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: JP2006226609A

Description

本発明は、蓄熱材と熱交換流体との間で熱エネルギーの交換をする形式の蓄熱装置に関する。 The present invention relates to a heat storage device of a type in which heat energy is exchanged between a heat storage material and a heat exchange fluid.

近年、蓄熱材に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の開発が、進められている。例えば、エンジンにおいては、駆動中に多くの廃熱を発生させる一方で、始動時には熱量を付与することにより起動が円滑になる。蓄熱装置を採用することにより、駆動中の廃熱を蓄熱して始動時のウォームアップに使用することができる。このような蓄熱装置の熱伝達効率を高めるようにした技術も、知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、一般的な熱交換器の熱伝達効率を高めた技術についても、種々のものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−２７１１１９公報特開平５−１４９６８７号公報 2. Description of the Related Art In recent years, development of a heat storage device that promotes effective use of energy by applying thermal energy stored in a heat storage material to a heat exchange fluid such as cooling water has been advanced. For example, in an engine, while a lot of waste heat is generated during driving, startup is smoothed by applying a heat amount at the time of starting. By adopting the heat storage device, it is possible to store the waste heat that is being driven and use it for warming up at the start. A technique for increasing the heat transfer efficiency of such a heat storage device is also known (for example, see Patent Document 1).
Various techniques for improving the heat transfer efficiency of a general heat exchanger are also known (see, for example, Patent Document 2).
JP 2004-271119 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-149687

特許文献１に示す従来の蓄熱装置を、次の図１２に基づいて説明する。
図１２（ａ）〜（ｃ）は従来の蓄熱装置の概要図である。（ａ）は側方から見た蓄熱装置の断面構成を示し、（ｂ）は蓄熱板並びに二重管の平面構成を示し、（ｃ）は蓄熱板の断面構成を示す（二重管を省略）。 A conventional heat storage device shown in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
12A to 12C are schematic views of a conventional heat storage device. (A) shows the cross-sectional configuration of the heat storage device viewed from the side, (b) shows the planar configuration of the heat storage plate and the double tube, and (c) shows the cross-sectional configuration of the heat storage plate (the double tube is omitted). ).

図１２に示すように、従来の蓄熱装置１００は、円筒形密閉タンク１０１の中に、複数の中空円盤状の蓄熱板１０２・・・を多数のスペーサ１０３・・・を介して積層しつつ収容し、さらに、円筒形密閉タンク１０１の中心で、蓄熱板１０２・・・に二重管１０４を貫通させたというものである。蓄熱板１０２は、内部空間に蓄熱材Ａｈを封入した密閉容器である。 As shown in FIG. 12, the conventional heat storage device 100 accommodates a plurality of hollow disk-shaped heat storage plates 102... In a cylindrical sealed tank 101 while being stacked via a large number of spacers 103. Further, the double pipe 104 is penetrated through the heat storage plates 102 at the center of the cylindrical sealed tank 101. The heat storage plate 102 is a sealed container in which the heat storage material Ah is sealed in the internal space.

流入口１０５から導入された流体Ｆｌｕは、二重管１０４の外管１０６に入り、外管１０６の外周面にある多数の開口（図示せず）から矢印ｆ１・・・に示すように放射状に流出し、蓄熱板１０２，１０２間の隙間１０７・・・を流れつつ蓄熱材Ａｈと熱交換し、矢印ｆ２・・・に示すように上昇して二重管１０４の内管１０８に入り、さらに流出口１０９から導出される。 The fluid Flu introduced from the inflow port 105 enters the outer tube 106 of the double tube 104 and radiates from a large number of openings (not shown) on the outer peripheral surface of the outer tube 106 as indicated by arrows f1. It flows out and exchanges heat with the heat storage material Ah while flowing through the gaps 107 between the heat storage plates 102, 102, rises as shown by arrows f2, and enters the inner tube 108 of the double tube 104, and Derived from the outlet 109.

従来の蓄熱装置１００によれば、隙間１０７・・・を流れる流体Ｆｌｕを、多数のスペーサ１０３・・・によって乱すことにより、蓄熱材Ａｈと流体Ｆｌｕとの間の熱交換効率を、ある程度は高めることができる。しかし、蓄熱板１０２の表面から突出した小さい半円球状のスペーサ１０３・・・に流体Ｆｌｕを当てるだけであるから、流体Ｆｌｕを均一に乱流にすることは容易でない。このような構成で熱交換効率を高めるには、改良の余地がある。熱交換効率を一層高めるには、例えば、特許文献２に示す従来の技術を採用することが考えられる。 According to the conventional heat storage device 100, the heat exchange efficiency between the heat storage material Ah and the fluid Flu is increased to some extent by disturbing the fluid Flu flowing through the gaps 107 by the large number of spacers 103. be able to. However, since the fluid Flu is only applied to the small hemispherical spacers 103... Protruding from the surface of the heat storage plate 102, it is not easy to make the fluid Flu uniformly turbulent. There is room for improvement in order to increase the heat exchange efficiency with such a configuration. In order to further increase the heat exchange efficiency, for example, it is conceivable to adopt the conventional technique shown in Patent Document 2.

次に、一般的な熱交換器の熱伝達効率を高めた技術として、特許文献２に示す従来の技術を、次の図１３に基づいて説明する。
図１３（ａ），（ｂ）は従来の熱交換器の概要図である。（ａ）は分解した熱交換器を示し、（ｂ）は熱交換器の断面構成を示す。 Next, as a technique for improving the heat transfer efficiency of a general heat exchanger, a conventional technique shown in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.
FIGS. 13A and 13B are schematic views of a conventional heat exchanger. (A) shows the decomposed heat exchanger, and (b) shows the cross-sectional configuration of the heat exchanger.

図１３に示すように、従来の熱交換器２００は、上下一対の伝熱プレート２０１，２０１を一定の空間２０２（流体通路２０２）を介して互いに向かい合わせ、さらに上下の伝熱プレート２０１，２０１から流体通路２０２を介して互いに相手側のプレート２０１近くまで、多数の細分化された伝熱フィン２０３・・・を延ばすことで、流体通路２０２を流れる流体との伝熱面積を確保したというものである。このような従来の熱交換器２００によれば、伝熱フィン２０３・・・を流体の流れ方向や逆方向へ規則的に傾斜させることで、伝熱フィン２０３・・・の間を通過した流体に乱流を発生させることができる。この結果、熱交換効率を高めることができる。 As shown in FIG. 13, a conventional heat exchanger 200 has a pair of upper and lower heat transfer plates 201 and 201 facing each other through a fixed space 202 (fluid passage 202), and further upper and lower heat transfer plates 201 and 201. The heat transfer area with the fluid flowing through the fluid passage 202 is ensured by extending a number of subdivided heat transfer fins 203... It is. According to such a conventional heat exchanger 200, the fluid that has passed between the heat transfer fins 203... Is regularly inclined in the fluid flow direction and the reverse direction. Can generate turbulent flow. As a result, the heat exchange efficiency can be increased.

しかし、このような従来の熱交換器２００では、上下の伝熱プレート２０１，２０１に多数の細分化された伝熱フィン２０３・・・を設ける必要があるので、製造コストが増大する。また、多数の伝熱フィン２０３・・・を設けた分、熱交換器２００全体が大型になるとともに重量が増大する。しかも、大がかりな伝熱フィン２０３・・・の間に流体を通過させるのであるから、熱交換効率の向上の程度に比べて、流体の圧力損失の増大の程度は極めて大きい。 However, in such a conventional heat exchanger 200, since it is necessary to provide a large number of subdivided heat transfer fins 203 on the upper and lower heat transfer plates 201, 201, the manufacturing cost increases. Further, the heat exchanger 200 as a whole becomes large in size and increases in weight by the provision of the large number of heat transfer fins 203. In addition, since the fluid is passed between the large heat transfer fins 203..., The degree of increase in the pressure loss of the fluid is extremely large compared to the degree of improvement in the heat exchange efficiency.

従って、図１２に示す従来の蓄熱装置１００に、図１３に示す従来の熱交換器２００の技術を、そのまま採用することはできず、更なる改良の余地がある。 Therefore, the technology of the conventional heat exchanger 200 shown in FIG. 13 cannot be employed as it is in the conventional heat storage device 100 shown in FIG. 12, and there is room for further improvement.

本発明は、蓄熱装置の低コスト化を図りつつ、流体の圧力損失を抑制するとともに、蓄熱材と流体との間での熱交換効率を一層高めた技術を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the technique which raised the heat exchange efficiency between the thermal storage material and the fluid while suppressing the pressure loss of the fluid, aiming at the cost reduction of a thermal storage apparatus.

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、蓄熱材と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、
蓄熱モジュールを、積層された複数の平板状のプレートで構成し、
これら複数のプレートの片面に、渦巻き状凹部からなる流体通路を備え、
複数のプレートのうち、互いに隣接し合う一対のプレート同士を、流体通路を有する面同士が互いに向かい合うように重ね合わせ、
これら一対のプレートのうち、一方のプレートにおける流体通路の渦巻き方向に対して、他方のプレートにおける流体通路の渦巻き方向を逆巻きとし、
これらの互いに逆巻きの流体通路同士を、互いに交差する位置で連通させ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 heat is generated between the heat storage material and the fluid. In a heat storage device that exchanges energy,
The heat storage module is composed of a plurality of stacked flat plates,
On one side of the plurality of plates, provided with a fluid passage made of a spiral recess,
Among a plurality of plates, a pair of adjacent plates are overlapped so that surfaces having fluid passages face each other,
Of these pair of plates, the spiral direction of the fluid passage in the other plate is reversed with respect to the spiral direction of the fluid passage in one plate,
These reversely wound fluid passages communicate with each other at positions intersecting each other.

請求項２に係る発明は、他方のプレートが、表裏反転したときに一方のプレートと同一の形状となる部材であることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the other plate is a member having the same shape as the one plate when the front and back are reversed.

請求項３に係る発明は、複数のプレートをプレート面側から見たときに、互いに逆巻きの流体通路同士が、互いに交差する位置で、概ね直交していることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that when the plurality of plates are viewed from the plate surface side, the mutually reversely wound fluid passages are substantially orthogonal at a position where they intersect each other.

請求項１に係る発明では、積層された複数のプレートにおける各々の片面に、渦巻き状凹部からなる流体通路を備え、この流体通路を有している片面同士が互いに向かい合うように、隣接し合う一対のプレート同士を重ね合わせ、これら一対のプレートにおける流体通路同士の、渦巻き方向を逆巻きとし、さらに、これら互いに逆巻きの流体通路同士を、互いに交差する位置で連通させたことにより、互いに逆巻きの流体通路を流れている流体同士を、交差位置で勢い良く混ぜ合わせることができる。すなわち、互いに交差する流体の流れによって、流体には概ね一定方向に渦を巻く渦流を発生させることができる。
このように流体が渦流になることで、蓄熱材と流体との間の熱伝達効率が高まるので、その分だけ伝熱面積を低減させることができる。伝熱面積が下がるので、蓄熱装置の小型化や軽量化を図ることができる。
しかも、互いに逆巻きの流体通路を流れる流体同士を、交差位置で勢い良く混ぜ合わせて、一定方向に渦を巻く渦流（互いに逆向きの渦流）を発生させるだけであるから、流体の圧力損失を抑制することができる。従って、熱伝達効率を高めるとともに、流体の圧力損失を抑制した高性能の蓄熱装置を提供することができる。
さらには、互いに逆巻きの流体通路同士を、互いに交差する位置で連通させただけの、簡単な構成によって、流体を容易に渦流にすることができる。熱伝達効率の良い蓄熱装置を、安価に生産することができる。
このようにして、蓄熱装置の低コスト化を図りつつ、蓄熱材と流体との間での熱交換効率を一層高めることができる。 In the invention which concerns on Claim 1, it has a fluid channel | path which consists of a spiral recessed part on each single side | surface in the laminated | stacked several plate, A pair which adjoins so that the single side | surface which has this fluid channel | path may mutually face each other. The fluid passages in the pair of plates are overlapped, the spiral direction of the fluid passages in the pair of plates is reversed, and the fluid passages that are mutually reversely wound are communicated with each other at positions intersecting each other. It is possible to vigorously mix fluids flowing through the crossing positions. That is, the fluid flows that intersect each other can generate a vortex that spirals in a substantially constant direction in the fluid.
Since the fluid becomes a vortex in this way, the heat transfer efficiency between the heat storage material and the fluid is increased, so that the heat transfer area can be reduced accordingly. Since the heat transfer area is reduced, the heat storage device can be reduced in size and weight.
In addition, the fluid flowing in the oppositely wound fluid passages is vigorously mixed at the crossing position to generate a vortex that vortexes in a certain direction (a vortex in the opposite direction), thereby suppressing fluid pressure loss. can do. Therefore, it is possible to provide a high-performance heat storage device that increases the heat transfer efficiency and suppresses the pressure loss of the fluid.
Furthermore, the fluid can be easily vortexed by a simple configuration in which the mutually oppositely wound fluid passages are communicated at positions intersecting each other. A heat storage device with good heat transfer efficiency can be produced at low cost.
In this way, the heat exchange efficiency between the heat storage material and the fluid can be further increased while reducing the cost of the heat storage device.

請求項２に係る発明では、一対のプレートのうち、他方のプレートを表裏反転させたときに、一方のプレートと同一の形状となるようにしたので、一方のプレートに対して他方のプレートを逆向きに配置することにより、流体通路同士の渦巻き方向を逆巻きとすることができる。このようにしたことにより、一方のプレートと他方のプレートとを共用することができるので、いずれか一方のプレートを準備すればよい。このため、蓄熱装置を構成する部材の種類を抑制することができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。 In the invention according to claim 2, when the other plate of the pair of plates is turned upside down, the same shape as the one plate is obtained, so the other plate is reversed with respect to one plate. By arranging in the direction, the spiral direction of the fluid passages can be reversed. By doing in this way, since one plate and the other plate can be shared, any one plate should just be prepared. For this reason, the kind of member which comprises a thermal storage apparatus can be suppressed, As a result, reduction of manufacturing cost can be aimed at.

請求項３に係る発明では、複数のプレートをプレート面側から見たときに、互いに逆巻きの流体通路同士を、互いに交差する位置で概ね直交させたので、一定方向に渦を巻く渦流を発生させ易くなる。 In the invention according to claim 3, when the plurality of plates are viewed from the plate surface side, the mutually reversely wound fluid passages are substantially orthogonal to each other at positions where they cross each other, so that a vortex that vortexes in a certain direction is generated. It becomes easy.

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の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は本発明に係る蓄熱装置の分解図である。
図１〜図３に示すように、蓄熱装置１０は、偶数個（例えば２個）の蓄熱モジュール２０，２０をセパレータ板５０を介して上下に重ね合わせ、最下層の蓄熱モジュール２０の下面を底板６０で塞ぐとともに、最上層の蓄熱モジュール２０の上面を蓋板７０で塞いだ構成である。
以下、最下層の蓄熱モジュール２０のことを「下の蓄熱モジュール２０」と言い、最上層の蓄熱モジュール２０のことを「上の蓄熱モジュール２０」と言う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 is a longitudinal sectional view of a heat storage device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded view of the heat storage device according to the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 3, the heat storage device 10 includes an even number (for example, two) of heat storage modules 20 and 20 that are stacked one above the other through a separator plate 50, and the bottom surface of the lowermost heat storage module 20 is the bottom plate. 60 and the upper surface of the uppermost heat storage module 20 is covered with a cover plate 70.
Hereinafter, the lowermost heat storage module 20 is referred to as a “lower heat storage module 20”, and the uppermost heat storage module 20 is referred to as an “upper heat storage module 20”.

上下２個の蓄熱モジュール２０，２０は互いに同一構成の部材であって、概ね円柱状又は角柱状を呈し、互いに同心ＣＬ上で積層することになる。このような蓄熱モジュール２０は、蓄熱材Ｓｈを充填する複数の蓄熱材充填空間２１・・・と、流体Ｆｕを通す複数の流体通路２２・・・とを、一体に備える。 The two upper and lower heat storage modules 20 and 20 are members having the same configuration, and are generally cylindrical or prismatic, and are stacked on the concentric CL. Such a heat storage module 20 is integrally provided with a plurality of heat storage material filling spaces 21 filled with the heat storage material Sh and a plurality of fluid passages 22 through which the fluid Fu passes.

さらに蓄熱装置１０は、上下の蓄熱モジュール２０，２０における一端、すなわち、底板６０側又は蓋板７０側に、流体通路２２・・・の導入口８４ｂ及び導出口８５ａを一体的に集合したコネクタ８０を備えたことを特徴とする。このように、コネクタ８０は、偶数個の蓄熱モジュール２０，２０の下部に、且つ、これらの蓄熱モジュール２０，２０の中心ＣＬ上に配置したものである。コネクタ８０の詳細については後述する。 Further, the heat storage device 10 is a connector 80 in which the inlet 84b and the outlet 85a of the fluid passages 22 ... are integrally assembled at one end of the upper and lower heat storage modules 20, 20, that is, the bottom plate 60 side or the lid plate 70 side. It is provided with. As described above, the connector 80 is disposed below the even number of the heat storage modules 20 and 20 and on the center CL of the heat storage modules 20 and 20. Details of the connector 80 will be described later.

蓄熱材Ｓｈは、液体から固体に相変化を伴う材料（潜熱蓄熱材）であり、具体的にはパラフィン系のもの、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール等の糖アルコール系のもの、硝酸マグネシウム６水和物等の塩水和物等からなる。
流体Ｆｕは、蓄熱材Ｓｈ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）であって、例えばエンジン冷却用の冷却水である。流体Ｆｕには冷水や温水も含む。 The heat storage material Sh is a material (latent heat storage material) that undergoes a phase change from a liquid to a solid, specifically, a paraffin-based material, a sugar alcohol-based material such as erythritol, xylitol, sorbitol, or magnesium nitrate hexahydrate. It consists of salt hydrates.
The fluid Fu is a liquid that can exchange heat with the heat storage material Sh, that is, a heat exchange fluid (refrigerant, heat medium), for example, cooling water for engine cooling. The fluid Fu includes cold water and hot water.

ところで、上下の蓄熱モジュール２０，２０は、それぞれ積層した複数個のエレメント３０・・・からなる。これらのエレメント３０・・・について、以下に説明する。
図４は本発明に係る２個のエレメントを分解した状態で表した斜視図であり、図３に対応させて表した。図５は本発明に係る１個のエレメントを組み立てた状態で表した平面図である。図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る１個のエレメントを分解した状態で表した平面図であり、図５に対応させて表した。 By the way, the upper and lower heat storage modules 20 and 20 are each composed of a plurality of stacked elements 30. These elements 30 will be described below.
FIG. 4 is a perspective view showing the two elements according to the present invention in an exploded state, corresponding to FIG. FIG. 5 is a plan view showing a state in which one element according to the present invention is assembled. FIGS. 6A and 6B are plan views showing one element according to the present invention in an exploded state, corresponding to FIG.

図４に示すように１個のエレメント３０は、下側の第１のプレート３１Ａと上側の第２のプレート３１Ｂとを、互いに表裏反転した状態で重ね合わせることで、複数の凹部３２・・・同士並びに複数の凸部３３・・・同士を互いに向かい合わせ、さらに上下の凸部３３・・・同士及び外周部分のフランジ３４・・・同士を接合して一体化した構成である。
このように、互いに向かい合わせにした第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂを重ねて接合することで、１個のエレメント３０を得ることができる。 As shown in FIG. 4, one element 30 includes a plurality of concave portions 32... By overlapping a lower first plate 31 A and an upper second plate 31 B in an inverted state. It is the structure which united each other and several convex part 33 ... mutually opposed, and also joined the upper and lower convex part 33 ... and flange 34 ... of the outer peripheral part, and was integrated.
Thus, one element 30 can be obtained by overlapping and joining the first and second plates 31A and 31B facing each other.

第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂは平面視円形の平板であり、蓄熱モジュール２０における上下方向の中心ＣＬ上に貫通した、１個の液通過孔３５を有している。この液通過孔３５は、蓄熱モジュール２０の液通過孔３５でもある。このような第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂは、例えばアルミニウム合金等の金属製板材のプレス成形品である。 The first and second plates 31 A and 31 B are circular flat plates in plan view, and have one liquid passage hole 35 penetrating on the center CL in the vertical direction of the heat storage module 20. The liquid passage hole 35 is also the liquid passage hole 35 of the heat storage module 20. Such first and second plates 31A and 31B are press-formed products of a metal plate material such as an aluminum alloy.

図４及び図５においては、下側の第１のプレート３１Ａと上側の第２のプレート３１Ｂとを互いに向かい合わせにした状態を示す。図６では、紙面の下半分の（ａ）に、上から見た第１のプレート３１Ａを示し、紙面の上半分の（ｂ）に、上から見た第２のプレート３１Ｂを（ａ）と関連付けて示す。 4 and 5 show a state in which the lower first plate 31A and the upper second plate 31B face each other. In FIG. 6, the lower half (a) of the drawing shows the first plate 31A seen from above, and the upper half (b) of the drawing shows the second plate 31B seen from above as (a). Show in association.

図４〜図６に示すように、第１のプレート３１Ａにおいて、それぞれ複数（例えば１２個）の凹部３２・・・並びに凸部３３・・・は、中心ＣＬを基準として、液通過孔３５の周囲に図反時計回り（上から見て左巻き）の渦巻き状に等ピッチで形成したものである。
凹部３２・・・並びに凸部３３・・・の渦巻き形状は、インボリュート曲線状である。インボリュート曲線であるから、どの巻き部分でも概ね同じ間隔の渦巻き形状にすることができる。 As shown in FIGS. 4 to 6, in the first plate 31 A, a plurality of (for example, twelve) concave portions 32... And convex portions 33. It is formed around the periphery in a counterclockwise spiral shape (left-handed when viewed from above) at an equal pitch.
The spiral shape of the concave portions 32... And the convex portions 33... Is an involute curve shape. Since it is an involute curve, it can be made into the spiral shape of the substantially same space | interval in any winding part.

この第１のプレート３１Ａにおいて、（１）凹部３２の巻き始め端は液通過孔３５の近傍に等ピッチで配列し、（２）凹部３２の巻き終わり端は第１のプレート３１Ａの外周部分に配列し、しかも、環状凹部３７によって互いに繋がっている。凹部３２における、内方端から外方端までの渦巻き角度は約１０５°である。 In the first plate 31A, (1) the winding start ends of the recesses 32 are arranged at an equal pitch in the vicinity of the liquid passage holes 35, and (2) the winding end ends of the recesses 32 are arranged on the outer peripheral portion of the first plate 31A. They are arranged and connected to each other by an annular recess 37. The spiral angle from the inner end to the outer end in the recess 32 is about 105 °.

さらに第１のプレート３１Ａにおいて、（１）凸部３３の巻き始め端３３ｂ、すなわち内方端３３ｂは液通過孔３５の近傍に等ピッチで配列し、（２）凸部３３の巻き終わり端３３ｃ、すなわち外方端３３ｃは第１のプレート３１Ａの外周部分に配列している。凸部３３における、内方端３３ｂから外方端３３ｃまでの渦巻き角度は約１２０°である。外方端３３ｃは、上下貫通した円形状の貫通孔である。
１２個の外方端３３ｃ・・・は、方位０°の位置を基準にして、ピッチ３０°で配列している。 Further, in the first plate 31A, (1) the winding start end 33b of the convex portion 33, that is, the inner end 33b is arranged at an equal pitch in the vicinity of the liquid passage hole 35, and (2) the winding end end 33c of the convex portion 33 is arranged. That is, the outer end 33c is arranged on the outer peripheral portion of the first plate 31A. The spiral angle from the inner end 33b to the outer end 33c in the convex portion 33 is about 120 °. The outer end 33c is a circular through hole penetrating vertically.
The twelve outer ends 33c... Are arranged at a pitch of 30 ° with respect to the position of the azimuth 0 °.

上述のように、上側の第２のプレート３１Ｂは、下側の第１のプレート３１Ａに対して表裏反転させたときに、第１のプレート３１Ａと同一の形状となる部材である。つまり、第２のプレート３１Ｂは、第１のプレート３１Ａと全く同一の部材を、表裏逆向きに配置した構成であることを特徴とする。 As described above, the upper second plate 31B is a member having the same shape as the first plate 31A when the front and back are reversed with respect to the lower first plate 31A. In other words, the second plate 31B has a configuration in which the same members as the first plate 31A are arranged in the opposite directions.

第２のプレート３１Ｂにおいて、それぞれ複数（例えば１２個）の凹部３２・・・並びに凸部３３・・・は、中心ＣＬを基準として、液通過孔３５の周囲に図時計回り（上から見て右巻き）の渦巻き状に形成することになる。
従って、第１のプレート３１Ａにおける凹部３２・・・並びに凸部３３・・・の渦巻き方向に対して、第２のプレート３１Ｂにおける凹部３２・・・並びに凸部３３・・・の渦巻き方向は、逆巻きとなる。 In the second plate 31B, a plurality of (for example, twelve) concave portions 32... And convex portions 33... Around the liquid passage hole 35 with reference to the center CL as shown in FIG. It is formed in a spiral shape (right-handed).
Therefore, with respect to the spiral direction of the recesses 32... And the protrusions 33... In the first plate 31A, the spiral direction of the recesses 32. Reverse winding.

図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る１個のエレメントの断面構成図であり、図５の７−７線方向の断面構成を表した図である。
図７（ａ）は、上記図４と同様に、下側の第１のプレート３１Ａと上側の第２のプレート３１Ｂとを互いに向かい合わせにした分解状態を示す。下側の第１のプレート３１Ａは、水平な上側の板面３１ａ（第２のプレート３１Ｂと対向するプレート面３１ａ）から下方へ窪んだ凹部３２と、板面３１ａと面一である凸面部３３ａ（底３３ａ）を有する凸部３３と、板面３１ａと面一である外周部分のフランジ３４と、板面３１ａから下方へ窪んだ環状凹部３７とを、一体に形成した部材である。 7A and 7B are cross-sectional configuration diagrams of one element according to the present invention, and are diagrams showing a cross-sectional configuration in the direction of line 7-7 in FIG.
FIG. 7A shows a disassembled state in which the lower first plate 31A and the upper second plate 31B face each other, as in FIG. The lower first plate 31A includes a concave portion 32 that is recessed downward from a horizontal upper plate surface 31a (a plate surface 31a facing the second plate 31B), and a convex surface portion 33a that is flush with the plate surface 31a. This is a member in which a convex portion 33 having a (bottom 33a), an outer peripheral flange 34 that is flush with the plate surface 31a, and an annular concave portion 37 that is recessed downward from the plate surface 31a.

凹部３２と凸部３３とは、第１のプレート３１Ａの径方向（図７の左右方向）に交互に配列したものであり、略直角四辺形状の断面を呈する。さらに凹部３２の底３２ａ、凸部３３の凸面部３３ａ及びフランジ３４は、第１のプレート３１Ａの板面３１ａに平行な平坦な面である。凹部３２・・・の底３２ａ・・・及び環状凹部３７の底３７ａは、上下貫通した（すなわち、板厚方向に貫通した）蓄熱材通過孔３６・・・を有する。蓄熱材通過孔３６は、蓄熱モジュール２０（図４参照）の蓄熱材通過孔３６でもある。 The concave portions 32 and the convex portions 33 are alternately arranged in the radial direction (left-right direction in FIG. 7) of the first plate 31A, and have a substantially right-angled cross section. Furthermore, the bottom 32a of the concave portion 32, the convex surface portion 33a of the convex portion 33, and the flange 34 are flat surfaces parallel to the plate surface 31a of the first plate 31A. The bottom 32a of the recesses 32 ... and the bottom 37a of the annular recess 37 have heat storage material passage holes 36 penetrating vertically (that is, penetrating in the plate thickness direction). The heat storage material passage hole 36 is also the heat storage material passage hole 36 of the heat storage module 20 (see FIG. 4).

第１のプレート３１Ａに第２のプレート３１Ｂを重ね合わせることで、複数の凹部３２・・・同士並びに複数の凸部３３・・・同士を互いに向かい合わせ、凸部３３，３３の凸面部３３ａ，３３ａ同士を重ね合わせた構成を図７（ｂ）に示す。この状態においては、第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂの外周部分のフランジ３４，３４同士も重ね合わせた状態になる。 By superposing the second plate 31B on the first plate 31A, the plurality of concave portions 32... And the plurality of convex portions 33. FIG. 7B shows a configuration in which 33a are overlapped with each other. In this state, the flanges 34 and 34 at the outer peripheral portions of the first and second plates 31A and 31B are also overlapped.

この状態において、凸部３３，３３の凸面部３３ａ，３３ａ同士及びフランジ３４，３４同士を接合することで、１個のエレメント３０を構成することができる。なお、接合としては溶接、ロウ付け、接着等がある。
このような構成にすることで、第１のプレート３１Ａの凹部３２は、第２のプレート３１Ｂの板面３１ａで区切られた空間となる。また、第２のプレート３１Ｂの凹部３２は、第１のプレート３１Ａの板面３１ａで区切られた空間となる。これらの渦巻き状凹部３２，３２は、蓄熱材充填空間２１，２１を成す。 In this state, one element 30 can be configured by joining the convex surface portions 33a and 33a of the convex portions 33 and 33 and the flanges 34 and 34 to each other. In addition, there exist welding, brazing, adhesion | attachment etc. as joining.
With such a configuration, the concave portion 32 of the first plate 31A becomes a space partitioned by the plate surface 31a of the second plate 31B. Further, the concave portion 32 of the second plate 31B is a space partitioned by the plate surface 31a of the first plate 31A. These spiral concave portions 32 and 32 form heat storage material filling spaces 21 and 21.

ところで、当然のことではあるが、図７（ｂ）に示すようにエレメント３０全体の外観形状を見たときには、第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂの単品を見たときに対して、凹凸形状が反転する。すなわち、プレート３１Ａ，３１Ｂにおける凹部３２の裏側の部分４１は突出し、プレート３１Ａ，３１Ｂにおける凸部３３の裏側の部分４２は窪む。
凹部３２の裏側の部分４１は、エレメント３０における凸部４１であると、言うことができる（以下、「エレメントの凸部４１」と言う。）。また、凸部３３の裏側の部分４２は、エレメント３０における凹部４２であると、言うことができる（以下、「エレメントの凹部４２」と言う。）。 Of course, as shown in FIG. 7B, when the external appearance of the entire element 30 is viewed, the unevenness is different from that when the first and second plates 31A and 31B are viewed separately. The shape is reversed. That is, the portion 41 on the back side of the concave portion 32 in the plates 31A and 31B protrudes, and the portion 42 on the back side of the convex portion 33 in the plates 31A and 31B is depressed.
It can be said that the portion 41 on the back side of the concave portion 32 is the convex portion 41 in the element 30 (hereinafter referred to as “the convex portion 41 of the element”). Further, it can be said that the portion 42 on the back side of the convex portion 33 is the concave portion 42 in the element 30 (hereinafter referred to as “the concave portion 42 of the element”).

図８は本発明に係る２個のエレメントの断面構成図であり、上記図７（ｂ）で得られたエレメント３０を２個積層した構成を示す。
この状態では、エレメントの凸部４１，４１同士並びにエレメントの凹部４２，４２同士が互いに向かい合わせになる。複数のエレメント３０，３０を積層し、エレメントの凸部４１，４１における凸面同士（すなわち、凹部３２，３２の底３２ａ，３２ａ同士）を接合することで、蓄熱モジュール２０を構成することができる。なお、接合としては溶接、ロウ付け、接着等がある。 FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram of two elements according to the present invention, and shows a configuration in which two elements 30 obtained in FIG. 7B are stacked.
In this state, the convex portions 41 and 41 of the elements and the concave portions 42 and 42 of the elements face each other. The heat storage module 20 can be configured by stacking a plurality of elements 30 and 30 and joining the convex surfaces of the convex portions 41 and 41 of the elements (that is, the bottoms 32a and 32a of the concave portions 32 and 32). In addition, there exist welding, brazing, adhesion | attachment etc. as joining.

ここで、上下２個のエレメント３０，３０のうち、上側のエレメント３０における第１のプレート３１Ａのことを、便宜的に「一方のプレート３１Ａｕ」と言い換えるとともに、下側のエレメント３０における第２のプレート３１Ｂのことを、便宜的に「他方のプレート３１Ｂｄ」と言い換えることにする。当然のことながら、これらの一方のプレート３１Ａｕ及び他方のプレート３１Ｂｄは、互いに隣接し合う一対のプレートである。 Here, of the two upper and lower elements 30, 30, the first plate 31 A in the upper element 30 is referred to as “one plate 31 Au” for convenience, and the second plate 30 in the lower element 30. For the sake of convenience, the plate 31B is referred to as “the other plate 31Bd”. As a matter of course, the one plate 31Au and the other plate 31Bd are a pair of plates adjacent to each other.

このような構成にすることで、一方のプレート３１Ａｕの凹部４２（エレメントの凹部４２）は、他方のプレート３１Ｂｄの板面３１ｂで区切られた空間となる。また、他方のプレート３１Ｂｄの凹部４２は、一方のプレート３１Ａｕの板面３１ｂで区切られた空間となる。これらのプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄにおける渦巻き状凹部４２，４２は、流体通路２２，２２を成す。なお、これらの凹部４２，４２は、エレメントの凹部でもある。 With such a configuration, the concave portion 42 (element concave portion 42) of one plate 31Au becomes a space partitioned by the plate surface 31b of the other plate 31Bd. Further, the recess 42 of the other plate 31Bd is a space delimited by the plate surface 31b of the one plate 31Au. The spiral recesses 42 and 42 in these plates 31Au and 31Bd form fluid passages 22 and 22, respectively. These concave portions 42 and 42 are also concave portions of the element.

複数のプレート３１Ａ，３１Ｂ，３１Ａ，３１Ｂのうち、互いに隣接し合う一対のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄ同士は、流体通路２２・・・を有する面（板面）３１ｂ，３１ｂ同士が互いに向かい合うように重なり合っている。 Among a plurality of plates 31A, 31B, 31A, 31B, a pair of adjacent plates 31Au, 31Bd are overlapped so that surfaces (plate surfaces) 31b, 31b having fluid passages 22 ... face each other. Yes.

流体通路２２は、蓄熱材充填空間２１に隣接し、蓄熱材充填空間２１よりも幅狭の空間である。蓄熱材充填空間２１と流体通路２２とは、壁２３によって互いに区切られた構成なので、互いに非連通である。この壁２３は、蓄熱材充填空間２１と流体通路２２との間で熱交換をするための、伝熱板の役割を兼ねる。壁２３の厚みは、第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂの１枚の板厚に相当するので、極めて薄い。 The fluid passage 22 is adjacent to the heat storage material filling space 21 and is a narrower space than the heat storage material filling space 21. Since the heat storage material filling space 21 and the fluid passage 22 are separated from each other by the wall 23, they are not in communication with each other. The wall 23 also serves as a heat transfer plate for exchanging heat between the heat storage material filling space 21 and the fluid passage 22. The thickness of the wall 23 is very thin because it corresponds to the thickness of one of the first and second plates 31A and 31B.

図７（ａ）に示すように、第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂにおいて、凹部３２と凸部３３とは径方向（紙面の左右方向）に交互に配列されている。このため、図８に示すように蓄熱材充填空間２１・・・と流体通路２２・・・とは、側面視千鳥状に且つ交互に配列することになる。 As shown in FIG. 7A, in the first and second plates 31A and 31B, the concave portions 32 and the convex portions 33 are alternately arranged in the radial direction (left and right direction on the paper surface). For this reason, as shown in FIG. 8, the heat storage material filling spaces 21 and the fluid passages 22 are alternately arranged in a zigzag shape in a side view.

ここで、第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂの全体構成について、更に詳しく説明する。図４に示すように、上側の第２のプレート３１Ｂを第１のプレート３１Ａとは反対側から（すなわち裏側から）見たときに、エレメントの凹部４２は液通過孔３５に連なっている。このことは、下側の第１のプレート３１Ａについても同様である。従って、エレメントの凹部４２で形成された流体通路２２（図８参照）の内方端は、液通過孔３５に連なることになる。 Here, the overall configuration of the first and second plates 31A and 31B will be described in more detail. As shown in FIG. 4, when the upper second plate 31 B is viewed from the side opposite to the first plate 31 A (that is, from the back side), the concave portion 42 of the element is continuous with the liquid passage hole 35. The same applies to the lower first plate 31A. Therefore, the inner end of the fluid passage 22 (see FIG. 8) formed by the concave portion 42 of the element is connected to the liquid passage hole 35.

以下、凸部３３の内方端３３ｂのことを流体通路２２の内方端３３ｂと言換えて説明する。同様に、凸部３３の外方端３３ｃのことを流体通路２２の外方端３３ｃと言換えて説明する。流体通路２２・・・は、蓄熱モジュール２０の中心ＣＬを基準とした、多重の渦巻き状空間である。図７（ｂ）に示す、蓄熱材充填空間２１・・・についても同様である。図５に示すように、複数の蓄熱材充填空間２１・・・及び複数の流体通路２２・・・は、蓄熱モジュール２０の中心ＣＬの周囲に、等ピッチで互いに１個ずつ交互に配列したものである。 Hereinafter, the inner end 33 b of the convex portion 33 will be described in other words as the inner end 33 b of the fluid passage 22. Similarly, the outer end 33 c of the convex portion 33 will be described in other words as the outer end 33 c of the fluid passage 22. The fluid passages 22 are multiple spiral spaces with the center CL of the heat storage module 20 as a reference. The same applies to the heat storage material filling spaces 21... Shown in FIG. As shown in FIG. 5, the plurality of heat storage material filling spaces 21 and the plurality of fluid passages 22 are alternately arranged around the center CL of the heat storage module 20 one by one at an equal pitch. It is.

図４に示すように、プレス成型によって第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂに渦巻き状の凹凸を形成し、これら第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂを重ね合わせてエレメント３０を生産することができる。複数（例えば１４個）のエレメント３０・・・を積層して接合することで、容易に蓄熱モジュール２０を構成することができる。 As shown in FIG. 4, spirally irregularities are formed on the first and second plates 31 A and 31 B by press molding, and the element 30 is produced by superimposing these first and second plates 31 A and 31 B. Can do. The heat storage module 20 can be easily configured by stacking and joining a plurality of (for example, 14) elements 30.

しかも、単にプレート（板材）に凹凸を形成するのであるから、低コストで容易に、流体通路２２（図８参照）の通路幅を狭くできる。また、上述のように、蓄熱材充填空間２１と流体通路２２との間の壁２３（図８参照）の厚みは、極めて薄い。
通路幅を狭くでき且つ通路間の壁２３を薄くできるので、蓄熱材充填空間２１・・・に充填された蓄熱材Ｓｈ（図１参照）と、流体通路２２・・・を流れる流体Ｆｕ（図１参照）との間で、熱エネルギーの交換をする熱交換効率を一層高めることができる。また、壁２３を薄くできるので、蓄熱装置１０（図１参照）の小型化及び軽量化を図ることができる。 In addition, since the unevenness is simply formed on the plate (plate material), the passage width of the fluid passage 22 (see FIG. 8) can be easily reduced at low cost. Moreover, as described above, the thickness of the wall 23 (see FIG. 8) between the heat storage material filling space 21 and the fluid passage 22 is extremely thin.
Since the passage width can be reduced and the wall 23 between the passages can be thinned, the heat storage material Sh (see FIG. 1) filled in the heat storage material filling spaces 21... And the fluid Fu (see FIG. 1) flowing through the fluid passages 22. 1), heat exchange efficiency for exchanging heat energy can be further increased. Moreover, since the wall 23 can be made thin, the heat storage device 10 (see FIG. 1) can be reduced in size and weight.

しかも、渦巻き状であるから、各蓄熱材充填空間２１・・・と各流体通路２２・・・との間の伝熱面積を確保するのに、小型の蓄熱モジュール２０ですむ。従って、蓄熱装置１０の小型化を図ることができる。 Moreover, since it is spiral, a small heat storage module 20 is sufficient to secure a heat transfer area between each heat storage material filling space 21... And each fluid passage 22. Therefore, the heat storage device 10 can be downsized.

さらには、通路間の壁２３はプレート１枚だけであるから、均一な厚みである。この結果、蓄熱材充填空間２１に充填された蓄熱材Ｓｈと、流体通路２２を流れる流体Ｆｕとの間で、熱エネルギーの交換を均一に行うことができるので、熱交換効率をより一層高めることができる。 Furthermore, since the wall 23 between the passages is only one plate, it has a uniform thickness. As a result, since heat energy can be uniformly exchanged between the heat storage material Sh filled in the heat storage material filling space 21 and the fluid Fu flowing through the fluid passage 22, the heat exchange efficiency can be further improved. Can do.

図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る上下一対の流体通路同士が交差する部分の構成図である。（ａ）は互いに逆巻きの流体通路２２，２２同士が互いに交差する位置で連通した構成を示す。（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構成を示す。 FIGS. 9A and 9B are configuration diagrams of a portion where a pair of upper and lower fluid passages according to the present invention intersect. (A) shows the structure which the fluid path | routes 22 and 22 mutually wound reversely communicated in the position which mutually cross | intersects. (B) shows the bb line cross-section structure of (a).

図５、図８及び図９に示すように、一方のプレート３１Ａｕに形成された流体通路２２は、下方が開放した細長い溝である。また、他方のプレート３１Ｂｄに形成された流体通路２２は、上方が開放した細長い溝である。このため、上下一対の流体通路２２，２２同士は、互いに交差する位置で連通することになる。つまり、上下一対の流体通路２２，２２間には、互いに連通する連通部２４を有する。 As shown in FIGS. 5, 8, and 9, the fluid passage 22 formed in one plate 31 Au is an elongated groove that is open at the bottom. Further, the fluid passage 22 formed in the other plate 31Bd is a long and narrow groove opened upward. For this reason, the pair of upper and lower fluid passages 22 and 22 communicate with each other at positions intersecting each other. That is, between the pair of upper and lower fluid passages 22 and 22, there is a communication portion 24 that communicates with each other.

図５及び図９に示すように、複数のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄをプレート面側（図９の矢印Ｌｏ側）から見たときに、互いに逆巻きの流体通路２２，２２同士は、互いに交差する位置で、概ね直交している。 As shown in FIGS. 5 and 9, when the plurality of plates 31Au and 31Bd are viewed from the plate surface side (the arrow Lo side in FIG. 9), the mutually reversely wound fluid passages 22 and 22 are at positions that intersect each other. Are generally orthogonal.

次に、蓄熱装置１０における他の部材について、図１及び図３に基づき説明する。
底板６０は、下の蓄熱モジュール２０に外周の輪郭を合わせた平板であり、中心ＣＬに１個の流体出口６１を有する。流体出口６１は円形状の貫通孔である。 Next, other members in the heat storage device 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
The bottom plate 60 is a flat plate in which the contour of the outer periphery is matched with the lower heat storage module 20 and has one fluid outlet 61 at the center CL. The fluid outlet 61 is a circular through hole.

セパレータ板５０は、蓄熱モジュール２０に外周の輪郭を合わせた平板であり、中心ＣＬに開けた１個の第１中間連通孔５１と、外周近傍に開けた複数の第２中間連通孔５２・・・と、中間に開けた複数の第３中間連通孔５３・・・とを有する。 The separator plate 50 is a flat plate having a contour of the outer periphery of the heat storage module 20, and includes one first intermediate communication hole 51 opened in the center CL and a plurality of second intermediate communication holes 52 opened in the vicinity of the outer periphery. And a plurality of third intermediate communication holes 53... Opened in the middle.

複数の第２中間連通孔５２・・・は、上下の蓄熱モジュール２０，２０における流体通路２２・・・，２２・・・（図１参照）の外方端３３ｃ・・・，３３ｃ・・・の位置に合わせて、中心ＣＬの周囲に等ピッチで貫通した貫通孔である。このような第２中間連通孔５２・・・は、上下隣接し合う蓄熱モジュール２０，２０間の流体通路２２・・・，２２・・・における、外方端３３ｃ・・・，３３ｃ・・・同士を連通させる役割を果たす（図２も参照）。 The plurality of second intermediate communication holes 52... Are formed at the outer ends 33 c... 33 c of the fluid passages 22. Is a through-hole penetrating at an equal pitch around the center CL. Such second intermediate communication holes 52... Are arranged at the outer ends 33 c, 33 c... In the fluid passages 22. It plays a role of communicating with each other (see also FIG. 2).

複数の第３中間連通孔５３・・・は、上下の蓄熱材充填空間２１・・・，２１・・・（図１参照）における各蓄熱材通過孔３６・・・の位置に合わせて貫通した、貫通孔である。このような第３中間連通孔５３・・・は、上下隣接し合う蓄熱モジュール２０，２０間の上下の蓄熱材充填空間２１・・・，２１・・・同士を連通させる役割を果たす。 The plurality of third intermediate communication holes 53 ... penetrated in accordance with the positions of the heat storage material passage holes 36 ... in the upper and lower heat storage material filling spaces 21 ..., 21 ... (see Fig. 1). It is a through hole. Such 3rd intermediate | middle communication hole 53 ... plays the role which connects the upper and lower thermal storage material filling space 21 ... between the thermal storage modules 20 and 20 which adjoin vertically.

図２及び図３に示すように、蓋板７０は、最上層の蓄熱モジュール２０に外周の輪郭を合わせた平板であり、複数の充填孔７１・・・を有する。
複数の充填孔７１・・・は、蓄熱モジュール２０における蓄熱材通過孔３６・・・の位置に合わせて貫通した、貫通孔である。１個の充填孔７１から全ての蓄熱材充填空間２１・・・に蓄熱材Ｓｈを充填した後に、各充填孔７１・・・をプラグ７２・・・で塞ぐことになる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the cover plate 70 is a flat plate in which the outermost contour is matched with the uppermost heat storage module 20 and has a plurality of filling holes 71.
The plurality of filling holes 71 are through holes penetrating in accordance with the positions of the heat storage material passage holes 36 in the heat storage module 20. After filling the heat storage materials Sh into one of the heat storage material filling spaces 21 from one filling hole 71, each of the filling holes 71 is closed with plugs 72.

セパレータ板５０、底板６０及び蓋板７０は、アルミニウム合金等の金属品や樹脂成形品等からなる。
上下の蓄熱モジュール２０，２０、セパレータ板５０、底板６０及び蓋板７０の各合わせ面は、ロウ付け、溶接、接着等によって、互いにシールを施すとともに互いに一体的に組付けることができる。また、パッキンの封入によってシールを施してもよい。 Separator plate 50, bottom plate 60, and lid plate 70 are made of a metal product such as an aluminum alloy, a resin molded product, or the like.
The mating surfaces of the upper and lower heat storage modules 20 and 20, the separator plate 50, the bottom plate 60, and the lid plate 70 can be sealed together and assembled together by brazing, welding, bonding, or the like. Moreover, you may seal by enclosure of packing.

図１及び図３に示すように、コネクタ８０は、Ｔ字状管８１と仕切板８２と連通管８３とからなる。なお、理解を容易にするために、図３ではＴ字状管８１を左右に切断して表した。
Ｔ字状管８１は、上下に長い直管部８４と、直管部８４の長手中間部から横向きに延びる分岐部８５とを、一体に形成したＴ字状のジョイントである。 As shown in FIGS. 1 and 3, the connector 80 includes a T-shaped tube 81, a partition plate 82, and a communication tube 83. For easy understanding, FIG. 3 shows the T-shaped tube 81 cut to the left and right.
The T-shaped pipe 81 is a T-shaped joint in which a straight pipe portion 84 that is long in the vertical direction and a branching portion 85 that extends laterally from a longitudinal intermediate portion of the straight pipe portion 84 are integrally formed.

直管部８４は大径のパイプからなり、最下層の蓄熱モジュール２０の一端に接続するための一方の開口８４ａにフランジ８６を有するとともに、他方の開口８４ｂを小径に形成したものである。
このように、直管部８４の一方の開口８４ａは、最下層の蓄熱モジュール２０の一端に接続するとともに、流体出口６１に連通するモジュール接続口（以下「モジュール接続口８４ａ」と言う。）である。モジュール接続口８４ａの内径は、蓄熱モジュール２０の液通過孔３５の径と概ね同じである。 The straight pipe portion 84 is made of a large-diameter pipe, has a flange 86 in one opening 84a for connection to one end of the heat storage module 20 in the lowermost layer, and has the other opening 84b formed in a small diameter.
Thus, one opening 84a of the straight pipe portion 84 is connected to one end of the lowermost heat storage module 20 and is a module connection port (hereinafter referred to as “module connection port 84a”) communicating with the fluid outlet 61. is there. The inner diameter of the module connection port 84 a is substantially the same as the diameter of the liquid passage hole 35 of the heat storage module 20.

底板６０にフランジ８６を重ねてボルト止めすることで、最下層の蓄熱モジュール２０の下面にコネクタ８０を取付けることができる。この結果、モジュール接続口８４ａは、流体出口６１に連通する。
直管部８４における他方の開口８４ｂは導入口である（以下「導入口８４ｂ」と言う。）。分岐部８５は、直管部８４から枝分かれした小径のパイプからなる。分岐部８５における開口８５ａは導出口である（以下「導出口８５ａ」と言う。）。 The connector 80 can be attached to the lower surface of the lowermost heat storage module 20 by overlapping the bottom plate 60 with the flange 86 and bolting. As a result, the module connection port 84 a communicates with the fluid outlet 61.
The other opening 84b in the straight pipe portion 84 is an introduction port (hereinafter referred to as “introduction port 84b”). The branch portion 85 is a small-diameter pipe branched from the straight pipe portion 84. The opening 85a in the branch portion 85 is a lead-out port (hereinafter referred to as “lead-out port 85a”).

仕切板８２は、直管部８４の中に嵌合することで、直管部８４の長手途中を仕切る円盤である。直管部８４の中を仕切ることで、モジュール接続口８４ａ並びに導出口８５ａに対して導入口８４ｂを仕切ることができる。モジュール接続口８４ａに対して導出口８５ａは連通したままである。 The partition plate 82 is a disk that partitions the midway along the length of the straight pipe portion 84 by fitting into the straight pipe portion 84. By partitioning the inside of the straight pipe portion 84, the introduction port 84b can be partitioned from the module connection port 84a and the outlet port 85a. The outlet port 85a remains in communication with the module connection port 84a.

この仕切板８２は、直管部８４の中で導入口８４ｂに連通する連通管８３を設けたものである。より具体的に述べると、連通管８３は、仕切板８２からモジュール接続口８４ａ側へ延びた、互いに平行な小径のパイプである。
連通管８３は、その一端部を導入口８４ｂに連通し、他端部をモジュール接続口８４ａよりも蓄熱モジュール２０側へ突出し、その突出端がセパレータ板５０の第１中間連通孔５１に嵌合することで、最上層の蓄熱モジュール２０の液通過孔３５に対して導入口８４ｂを連通している。 This partition plate 82 is provided with a communication pipe 83 communicating with the introduction port 84 b in the straight pipe portion 84. More specifically, the communication pipe 83 is a small-diameter pipe extending from the partition plate 82 toward the module connection port 84a and parallel to each other.
One end of the communication pipe 83 communicates with the introduction port 84 b, the other end projects from the module connection port 84 a toward the heat storage module 20, and the projecting end fits into the first intermediate communication hole 51 of the separator plate 50. By doing so, the introduction port 84 b is communicated with the liquid passage hole 35 of the uppermost heat storage module 20.

このようなコネクタ８０は、図１に示すように、導入口８４ｂ及び導出口８５ａを例えばエンジン９５の水冷ジャケットにホース９６，９７にて接続したものである。 As shown in FIG. 1, such a connector 80 has an inlet 84 b and an outlet 85 a connected to a water cooling jacket of the engine 95 by hoses 96 and 97, for example.

次に、上記構成の蓄熱装置１０の作用について図１、図２、図９〜図１１に基づき説明する。
図１０は本発明に係る上の蓄熱モジュールの作用図であり、上の蓄熱モジュール２０を上から見た構成を示す。図１１は本発明に係る下の蓄熱モジュールの作用図であり、下の蓄熱モジュール２０を上から見た構成を示す。 Next, the operation of the heat storage device 10 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 9 to 11.
FIG. 10 is an operation diagram of the upper heat storage module according to the present invention, and shows a configuration of the upper heat storage module 20 as viewed from above. FIG. 11 is an operation diagram of the lower heat storage module according to the present invention, and shows a configuration of the lower heat storage module 20 as viewed from above.

先ず、図１に示すように、エンジン９５を冷却した高温の流体Ｆｕは、（１）水冷ジャケットからホース９６を介して導入口８４ｂに入り、連通管８３を通って、上の蓄熱モジュール２０の液通過孔３５に流れる。
（２）さらに流体Ｆｕは、図２及び図１０に示すように、上の蓄熱モジュール２０における全ての内方端３３ｂ・・・（図１０参照）に入り、流体通路２２・・・内を渦巻きに沿って径外方へ移動し、外方端３３ｃ・・・へ流れる。
（３）さらに流体Ｆｕは、上の蓄熱モジュール２０における外方端３３ｃ・・・から、セパレータ板５０（図２参照）の第２中間連通孔５２・・・を通って、下の蓄熱モジュール２０における外方端３３ｃ・・・へ流れる。
（４）さらに流体Ｆｕは、図２及び図１１に示すように、下の蓄熱モジュール２０における全ての流体通路２２・・・内を渦巻きに沿って径内方へ移動し、内方端３３ｂ・・・（図１１参照）から液通過孔３５へ流れる。
（５）さらに流体Ｆｕは、図１に示すように、液通過孔３５から流体出口６１及び導出口８５ａの経路を通り、導出口８５ａからホース９７を介してエンジン９５の水冷ジャケットに戻る。 First, as shown in FIG. 1, the high-temperature fluid Fu that has cooled the engine 95 enters (1) the inlet 84b from the water cooling jacket through the hose 96, passes through the communication pipe 83, and passes through the heat storage module 20 above. It flows to the liquid passage hole 35.
(2) Further, as shown in FIGS. 2 and 10, the fluid Fu enters all the inner ends 33 b (see FIG. 10) in the upper heat storage module 20 and spirals in the fluid passages 22. Along the outer diameter and flows to the outer end 33c.
(3) Further, the fluid Fu passes from the outer end 33c of the upper heat storage module 20 through the second intermediate communication holes 52 of the separator plate 50 (see FIG. 2) to the lower heat storage module 20. To the outer end 33c.
(4) Further, as shown in FIG. 2 and FIG. 11, the fluid Fu moves inwardly along all the fluid passages 22... In the lower heat storage module 20 along the spiral, and the inner ends 33 b. .. (refer to FIG. 11) flows to the liquid passage hole 35.
(5) Further, as shown in FIG. 1, the fluid Fu passes through the path from the liquid passage hole 35 to the fluid outlet 61 and the outlet 85 a, and returns from the outlet 85 a to the water cooling jacket of the engine 95 through the hose 97.

このようにして、上下の蓄熱モジュール２０，２０において、複数の蓄熱材充填空間２１・・・に充填された蓄熱材Ｓｈと、複数の流体通路２２・・・を流れる流体Ｆｕとの間で、熱交換をすることができる。 In this way, in the upper and lower heat storage modules 20, 20, between the heat storage material Sh filled in the plurality of heat storage material filling spaces 21 ... and the fluid Fu flowing through the plurality of fluid passages 22 ... Heat exchange can be performed.

ところで図９に示すように、流体Ｆｕは、一方のプレート３１Ａｕに形成された流体通路２２（便宜的に「一方の流体通路２２Ａｕ」と言う）、及び、他方のプレート３１Ｂｄに形成された流体通路２２（便宜的に「他方の流体通路２２Ｂｄ」と言う）の両方を流れる。
これらの流体Ｆｕ，Ｆｕ同士は、交差位置の連通部２４を介して勢い良く混ざり合う。つまり、互いに交差する流体Ｆｕ，Ｆｕの流れによって、流体Ｆｕ，Ｆｕに一定方向の渦流（乱流）が発生する。 By the way, as shown in FIG. 9, the fluid Fu includes a fluid passage 22 formed in one plate 31Au (referred to as “one fluid passage 22Au” for convenience) and a fluid passage formed in the other plate 31Bd. 22 (referred to as “the other fluid passage 22Bd” for convenience).
These fluids Fu and Fu mix vigorously through the communicating portion 24 at the intersection. That is, vortex flows (turbulent flow) in a certain direction are generated in the fluids Fu and Fu by the flows of the fluids Fu and Fu intersecting each other.

ここで、上記蓄熱モジュール２０の構成・作用をまとめて説明する。
図４、図８及び図９に示すように、蓄熱モジュール２０は、積層された複数の平板状のプレート３１Ａ・・・，３１Ｂ・・・で構成し、これら複数のプレート３１Ａ・・・，３１Ｂ・・・の片面に、渦巻き状凹部からなる流体通路２２・・・を備え、複数のプレート３１Ａ・・・，３１Ｂ・・・のうち、互いに隣接し合う一対のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄ同士を、流体通路２２・・・を有する面３１ｂ、３１ｂ同士が互いに向かい合うように重ね合わせ、これら一対のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄのうち、一方のプレート３１Ａｕにおける流体通路２２Ａｕの渦巻き方向に対して、他方のプレート３１Ｂｄにおける流体通路２２Ｂｄの渦巻き方向を逆巻きとし、これらの互いに逆巻きの流体通路２２Ａｕ，２２Ｂｄ同士を、互いに交差する位置で連通させた構成である。 Here, the configuration and operation of the heat storage module 20 will be described together.
As shown in FIGS. 4, 8, and 9, the heat storage module 20 includes a plurality of stacked flat plates 31 A..., 31 B, and the plurality of plates 31 A. Are provided with fluid passages 22 formed of spiral recesses, and a pair of adjacent plates 31Au, 31Bd among the plurality of plates 31A, 31B,. The surfaces 31b, 31b having the passages 22 ... are overlapped so as to face each other, and of the pair of plates 31Au, 31Bd, in the spiral direction of the fluid passage 22Au in one plate 31Au, in the other plate 31Bd The spiral direction of the fluid passage 22Bd is reversed, and the mutually reversely wound fluid passages 22Au and 22Bd cross each other. A configuration in which communicated with location.

すなわち、蓄熱モジュール２０は、積層された複数のプレート３１Ａ・・・，３１Ｂ・・・における各々の片面３１ｂ・・・に、渦巻き状凹部からなる流体通路２２・・・を備え、この流体通路２２・・・を有している片面３１ｂ、３１ｂ同士が互いに向かい合うように、隣接し合う一対のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄ同士を重ね合わせ、これら一対のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄにおける流体通路２２Ａｕ・・・，２２Ｂｄ・・・同士の、渦巻き方向を逆巻きとし、さらに、これら互いに逆巻きの流体通路２２Ａｕ・・・，２２Ｂｄ・・・同士を、互いに交差する位置で連通させた構成である。 That is, the heat storage module 20 includes fluid passages 22 formed of spiral recesses on each side 31b of the plurality of stacked plates 31A, 31B,. Are disposed so that the one surfaces 31b, 31b face each other, and a pair of adjacent plates 31Au, 31Bd are superposed on each other, and fluid passages 22Au,. .. Are configured such that the spiral directions of the fluid paths are reversed, and the fluid passages 22Au..., 22Bd.

このようにすることで、図９に示すように互いに逆巻きの流体通路２２Ａｕ，２２Ｂｄを流れている流体Ｆｕ，Ｆｕ同士を、交差位置で勢い良く混ぜ合わせることができる。すなわち、互いに交差する流体Ｆｕ，Ｆｕの流れによって、流体Ｆｕ，Ｆｕには概ね一定方向に渦を巻く渦流（互いに逆向きの渦流）を発生させることができる。 By doing in this way, as shown in FIG. 9, the fluid Fu and Fu which are flowing through the mutually oppositely wound fluid passages 22Au and 22Bd can be vigorously mixed at the intersection position. That is, by the flow of the fluids Fu and Fu intersecting with each other, a vortex that vortexes in a substantially constant direction (vortices opposite to each other) can be generated in the fluids Fu and Fu.

流体Ｆｕ，Ｆｕが渦流になることで、蓄熱材Ｓｈ（図１参照）と流体Ｆｕとの間の熱伝達効率が高まるので、その分だけ伝熱面積を低減させることができる。また、伝熱面積が下がるので、蓄熱装置１０の小型化や軽量化を図ることができる。 Since the fluid Fu, Fu becomes a vortex, the heat transfer efficiency between the heat storage material Sh (see FIG. 1) and the fluid Fu is increased, so that the heat transfer area can be reduced accordingly. Moreover, since the heat transfer area is reduced, the heat storage device 10 can be reduced in size and weight.

しかも、互いに逆巻きの流体通路２２Ａｕ，２２Ｂｄを流れる流体Ｆｕ，Ｆｕ同士を、交差位置で勢い良く混ぜ合わせて、一定方向に渦を巻く渦流を発生させるだけであるから、流体Ｆｕの圧力損失を抑制することができる。従って、熱伝達効率を高めるとともに、流体Ｆｕの圧力損失を抑制した高性能の蓄熱装置１０を提供することができる。 In addition, the fluid Fu and Fu flowing through the fluid passages 22Au and 22Bd that are reversely wound with each other are vigorously mixed at the intersecting position to generate a vortex that spirals in a certain direction, thereby suppressing the pressure loss of the fluid Fu. can do. Therefore, it is possible to provide the high-performance heat storage device 10 that increases the heat transfer efficiency and suppresses the pressure loss of the fluid Fu.

さらには、互いに逆巻きの流体通路２２Ａｕ，２２Ｂｄ同士を、互いに交差する位置で連通させただけの、簡単な構成によって、流体Ｆｕを容易に渦流にすることができる。熱伝達効率の良い蓄熱装置１０を、安価に生産することができる。
このようにして、蓄熱装置１０の低コスト化を図りつつ、蓄熱材Ｓｈと流体Ｆｕとの間での熱交換効率を一層高めることができる。 Furthermore, the fluid Fu can be easily vortexed by a simple configuration in which the fluid passages 22Au and 22Bd wound in reverse directions are communicated with each other at positions intersecting each other. The heat storage device 10 with good heat transfer efficiency can be produced at low cost.
In this way, the heat exchange efficiency between the heat storage material Sh and the fluid Fu can be further increased while reducing the cost of the heat storage device 10.

さらに蓄熱モジュール２０は、一対のプレート３１Ａｕ，３１Ｂｄのうち、他方のプレート３１Ｂｄを表裏反転させたときに、一方のプレート３１Ａｕと同一の形状となるようにしたので、一方のプレート３１Ａｕに対して他方のプレート３１Ｂｄを逆向きに配置することにより、流体通路２２Ａｕ，２２Ｂｄ同士の渦巻き方向を逆巻きとすることができる。このようにすることで、一方のプレート３１Ａｕと他方のプレート３１Ｂｄとを共用することができ、いずれか一方のプレート３１Ａｕを準備すればよい。このため、蓄熱装置１０を構成する部材の種類を抑制することができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。 Further, since the heat storage module 20 has the same shape as the one plate 31Au when the other plate 31Bd of the pair of plates 31Au and 31Bd is turned upside down, the other plate 31Au has the same shape as the other plate 31Au. By arranging the plate 31Bd in the opposite direction, the spiral direction between the fluid passages 22Au and 22Bd can be reversed. By doing in this way, one plate 31Au and the other plate 31Bd can be shared, and any one plate 31Au may be prepared. For this reason, the kind of member which comprises the thermal storage apparatus 10 can be suppressed, As a result, reduction of manufacturing cost can be aimed at.

さらに蓄熱モジュール２０は、複数のプレート３１Ａ・・・，３１Ｂ・・・をプレート面側から見たときに、互いに逆巻きの流体通路２２Ａｕ，２２Ｂｄ同士を、互いに交差する位置で概ね直交させたので、一定方向に渦を巻く渦流を発生させ易くなる。 Furthermore, when the heat storage module 20 is viewed from the plate surface side of the plurality of plates 31A..., 31B. It becomes easy to generate a vortex that spirals in a certain direction.

なお、本発明は実施の形態では、蓄熱装置１０を配置する向きは任意である。蓄熱装置１０の用途や他の装置とのレイアウト等に合わせて、上下左右自由である。すなわち、蓄熱装置１０は偶数の蓄熱モジュール２０，２０を上下に積層した構成に限定されるものではなく、例えば、横に積層した構成であってもよい。
また、蓄熱モジュール２０，２０は樹脂成形品としてもよい。
また、蓄熱モジュール２０の数量は偶数であればよく、例えば４個にすることも可能である。 In the embodiment of the present invention, the direction in which the heat storage device 10 is arranged is arbitrary. It is free to move up, down, left and right according to the use of the heat storage device 10 and the layout with other devices. In other words, the heat storage device 10 is not limited to a configuration in which even-numbered heat storage modules 20 and 20 are stacked one above the other, and may be a configuration in which layers are stacked horizontally, for example.
Further, the heat storage modules 20 and 20 may be resin molded products.
Moreover, the quantity of the heat storage module 20 should just be an even number, for example, can also be set to four pieces.

また、第１・第２のプレート３１Ａ，３１Ｂ同士の接合、エレメント３０，３０同士の接合、蓄熱モジュール２０に対するセパレータ板５０、底板６０及び蓋板７０の接合については、それぞれのプレートをブレージングシートにて構成することで、ロウ付けするようにしてもよい。ブレージングシートとは、母材の片面又は両面に、圧延加工などによってロウをクラッドして作った板のことである。 In addition, for joining the first and second plates 31A and 31B, joining the elements 30 and 30, and joining the separator plate 50, the bottom plate 60 and the cover plate 70 to the heat storage module 20, each plate is used as a brazing sheet. It may be configured to be brazed. A brazing sheet is a plate made by clad brazing by rolling or the like on one side or both sides of a base material.

本発明の蓄熱装置１０は、蓄熱材Ｓｈと熱交換流体Ｆｕとの間で熱エネルギーの交換をする形式の装置であるから、エンジン９５の廃熱を回収するとともに、この回収された廃熱を利用してエンジン９５の始動時のウォームアップに使用する装置に好適である。 Since the heat storage device 10 of the present invention is a device that exchanges heat energy between the heat storage material Sh and the heat exchange fluid Fu, the heat storage device 10 collects the waste heat of the engine 95 and uses the recovered waste heat. It is suitable for a device used for warming up when starting the engine 95.

本発明に係る蓄熱装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the heat storage apparatus which concerns on this invention. 図１の２−２線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 本発明に係る蓄熱装置の分解図である。It is an exploded view of the heat storage apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る２個のエレメントを分解した状態で表した斜視図である。It is the perspective view showing the state which decomposed | disassembled two elements which concern on this invention. 本発明に係る１個のエレメントを組み立てた状態で表した平面図である。It is the top view expressed in the state where one element concerning the present invention was assembled. 本発明に係る１個のエレメントを分解した状態で表した平面図である。It is the top view represented in the state which decomposed | disassembled one element which concerns on this invention. 本発明に係る１個のエレメントの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of one element concerning the present invention. 本発明に係る２個のエレメントの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of two elements concerning the present invention. 本発明に係る上下一対の流体通路同士が交差する部分の構成図である。It is a block diagram of the part which a pair of upper and lower fluid passages which concern on this invention cross | intersect. 本発明に係る上の蓄熱モジュールの作用図である。It is an effect | action figure of the upper heat storage module which concerns on this invention. 本発明に係る下の蓄熱モジュールの作用図である。It is an effect | action figure of the lower heat storage module which concerns on this invention. 従来の蓄熱装置の概要図である。It is a schematic diagram of the conventional heat storage apparatus. 従来の熱交換器の概要図である。It is a schematic diagram of the conventional heat exchanger.

符号の説明Explanation of symbols

１０…蓄熱装置、２０…蓄熱モジュール、２１…蓄熱材充填空間、２２…流体通路、２４…連通部、３１Ａ，３１Ｂ…平板状のプレート、３１Ａｕ，３１Ｂｄ…互いに隣接し合う一対のプレート、３１ｂ…プレートの片面（流体通路を有する面）、Ｆｕ…流体、Ｓｈ…蓄熱材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thermal storage apparatus, 20 ... Thermal storage module, 21 ... Heat storage material filling space, 22 ... Fluid passage, 24 ... Communication part, 31A, 31B ... Flat plate, 31Au, 31Bd ... A pair of adjacent plates, 31b ... One side of plate (surface having fluid passage), Fu ... fluid, Sh ... heat storage material.

Claims

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、蓄熱材と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、
これら複数のプレートは、片面に形成された渦巻き状凹部からなる、前記流体通路を備え、
前記複数のプレートのうち、互いに隣接し合う一対のプレート同士は、前記流体通路を有する面同士が互いに向かい合うように重なり合っており、
これら一対のプレートのうち、一方のプレートにおける流体通路の渦巻き方向に対して、他方のプレートにおける流体通路の渦巻き方向は逆巻きであり、
これらの互いに逆巻きの流体通路同士は、互いに交差する位置で連通していることを特徴とした蓄熱装置。 In a heat storage device that includes a heat storage module that includes a heat storage material filling space that fills the heat storage material and a fluid passage that allows fluid to pass adjacent to the heat storage material filling space, and exchanges thermal energy between the heat storage material and the fluid,
The heat storage module comprises a plurality of laminated flat plates,
Each of the plurality of plates includes the fluid passage formed of a spiral recess formed on one side,
Of the plurality of plates, a pair of adjacent plates are overlapped so that the surfaces having the fluid passages face each other,
Of these pair of plates, the spiral direction of the fluid passage in the other plate is opposite to the spiral direction of the fluid passage in the one plate,
A heat storage device characterized in that these mutually wound fluid passages communicate with each other at positions intersecting each other.

前記他方のプレートは、表裏反転させたときに、前記一方のプレートと同一の形状となる部材であることを特徴とした請求項１記載の蓄熱装置。 The heat storage device according to claim 1, wherein the other plate is a member having the same shape as the one plate when the front and back are reversed.

前記複数のプレートをプレート面側から見たときに、前記互いに逆巻きの流体通路同士は、互いに交差する位置で、概ね直交していることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の蓄熱装置。 3. The heat storage device according to claim 1, wherein when the plurality of plates are viewed from the plate surface side, the mutually reversely wound fluid passages are substantially orthogonal to each other at positions where they intersect each other. .