(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、含水塩、パラフィン等の液体・固体転移潜熱の高い蓄積・蓄冷剤と相転移の際の該蓄熱・蓄冷剤の体積変化を吸収するための圧縮材料(24)とが部分的に充填されて、交換表面積を増大させる手段を含む剛性の球状シェル(12)を備えた、充填体(10)タイプの蓄熱・蓄冷交換装置であって、
基部(22)の対称中心と前記充填体の中心(O)とを通過する対称軸(20)をすべてが持ち、該充填体(10)の前記シェル(12)に刻まれた隆起模様(18)から、前記手段が成ることと、
前記隆起模様(18)の前記基部(22)がすべて等しく同一であることと、
前記隆起模様が前記シェル(12)の表面全体にわたって均一に分散されていることと、
を特徴とする蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項２】
前記充填体(10)の前記シェル(12)に刻まれた前記隆起模様(18)が互い違いに分散されていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項３】
前記充填体(10)の前記シェル(12)に刻まれた前記隆起模様(18)が回転表面から成ることを特徴とする、請求の範囲第１項と第２項のいずれかに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項４】
前記充填体(10)の前記シェル(12)に刻まれた前記隆起模様(18)が、正多角形から成る基部を持つボリュームであることを特徴とする、請求の範囲第１項と第２項のいずれかに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項５】
前記隆起模様が、回転円柱、正角柱、正角錐、正角錐台、回転円錐、回転円錐台、球状キャップから成ることを特徴とする、請求の範囲第３項と第４項のいずれかに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項６】
前記充填体(10)の頂部から該充填体の型外し面である下の対称面(X-X')まで、前記隆起模様(18)の高さが均等に減少することを特徴とする、請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一つに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項７】
前記隆起模様(18)の相対寸法が、該相対寸法により得られる全体交換面積が見かけの直径が同じ凹凸のない球体の表面積の少なくとも２倍に等しくなるような値であることを特徴とする、請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか一つに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項８】
複数の充填体を収容するとともに全高にわたって断面が同一である垂直タンク(20)から成ることと、
液体の熱交換流体が充填体へまた該充填体の間に重力で流れ落ち、該充填体に滝のように流れてさらに該充填体と該前記隆起模様の間を「スラローム」することによって熱交換を実施するように、前記タンクの頂部に載置された噴霧ブーム(30)により該熱交換流体が該タンクに送られ、該熱交換媒体の最小レベル(36)が該タンクの底部に維持されることと、
を特徴とする、請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一つに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【請求項９】
前記充填体を複数収容するとともに全長にわたって断面が同一である円筒形タンクまたは平行六面体の箱のタイプの容器(40)から成ることと、
前記熱交換流体が、前記容器の入口に配置されたファン(42)によって該容器(40)に送られる空気であって、該ファンによって吸引され前記充填体にそして該充填体の間に送られた空気が該充填体の上に滝のように流れ落ちるとともに該充填体と前記隆起模様との間を「スラローム」することによって熱交換を実施し、該充填体を中に収容する一方で貯蔵タンクを通過する空気は自由に移動できるように透過壁(41)が該容器に設けられ、凝結水のための出口(44)が該容器の下部に設けられていることと、
を特徴とする、請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一つに記載の蓄熱・蓄冷交換装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、液体・固体転移潜熱の高い特に水等の蓄熱・蓄冷剤を収容することを目的とした、充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置に関するものである。
所定時間内に様々な量の熱または冷気を発生させる手段を必要とするプラントがあることは知られている。このようなプラントは、熱および／または冷気を発生させるための装置のパワーをかなりの程度縮小するように設計されている。こういったプラントの一例が特許第FR-A-2,469,678号に提示されている。
この種のプラントには必ず蓄熱・蓄冷交換装置が設置されている。このような蓄熱・蓄冷交換装置の中には、熱および／または冷気をオフピーク時に蓄えておき、タンク内の充填体を流れて交換を行う液体の熱交換媒体（水、グリコール溶液等）を用いてピーク時に再分配する、充填体を含む貯蔵タンクから成る、充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置と呼ばれるものがある。このような蓄熱・蓄冷熱交換装置の充填体は大まかに言って、ほぼ球体状のシェルの中に被包された液体・固体転移潜熱の高い材料（水、含水塩、パラフィン等）を含む。球体の形状が好適なのは、対称の性質を持っているため、貯蔵タンク内での着床が容易であるため、そして熱交換媒体が行う熱交換に影響する熱交換媒体の均一な流れが得られるためである。これらプラントの例は、特許第US-A-2,525,261号、第FR-A-2,244,969号、第EP-A-076,884号に開示されている。
限定された容積の中で熱および／または冷気を大量に蓄えることに加えて、充填体のシェルに包含された転移潜熱の高い材料の液体・固体相転移から生じる体積変化をいかなるダメージも受けずに吸収することを可能にする、周知のタイプの蓄熱・蓄冷交換装置に用いられる充填体は多く知られている。
このような充填体は、
−特許第US-A-2,525,261号や第EP-A-0,277,847号に記載されたもののように、可撓性構造を持ち、蓄熱・蓄冷剤が完全に充填されることが望ましい充填体、
−特許第FR-A-1,104,400号に記載されたもののように、弾性構造を持ち、蓄熱・蓄冷剤が完全に充填されることが望ましい充填体、
−特許第DE 30 05 450 A1号や第EP-A-076,884号に記載されたもののように、可変構造とエアポケット、または充填体に導入される圧縮材料を持ち、蓄熱・蓄冷剤が部分的に充填された充填体、
である。
プラスチックシェルの構造と、液体状の蓄熱・蓄冷剤のシェルへの充填と、密閉状態でのシェルの閉鎖とから成る、蓄熱・蓄冷交換装置に収容される充填体の製造に用いられる技術は周知である。充填体のシェルはすべてプラスチックで作られる。他の材料（特に金属）では製造コストが非常に高くなってしまうからである。大量の充填体が必要なため、このようなシェルは押出しブロー成形技術を用いて大量に製造される。なぜならこの技術は、射出成形方法や射出ブロー成形方法等の他の技術に較べて、製造コストが低いからである。押出しブロー成形技術は、大変広範囲に用いられている技術で、得ようとする物品を同じ幾何学的形状を持つ型の空洞に、圧縮空気を吹き込んで軟化プラスチックの押出管を注入することから成る。型を冷却する間に、型の内壁に付着したプラスチックが冷却されて硬化するので、その後、成形体を外すために型を開く。しかし、本質的に単純なこの技術は、比較的制約が多く、可能な形状の選択が制限される。これは、ブロー時に密閉部分に材料が届かないという危険を伴いながらも型のすべての部品が必然的にプラスチック管から直接作られなければならないために、部品を損傷させずに型から取り出すには後方テーパ形状を最小限にしなければならないためである。
蓄熱・蓄冷交換装置の熱力学的性質は蓄熱・蓄冷材料と熱交換流体との間で得られる交換の能力によって決定されることも周知である。つまり蓄熱・蓄冷交換装置が充填体タイプである場合、熱交換流体による交換の能力は、
１−充填体シェルが薄くなるほど、
２−充填体シェルの表面積が大きくなるほど、
３−シェルと熱交換流体の間の交換を左右する対流係数が大きくなるほど、
４−充填体シェルの熱伝導係数が大きくなるほど、
大きくなるのである。
したがって本発明の目的は、充填体タイプの蓄積・蓄冷交換装置を生産することにある。充填体は、最適の機械的特性と熱力学的特性を組み合わせるのと同時に技術的な製造上制約と市場の経済的制約とを考慮に入れた、液体・固体転移潜熱の高い蓄熱・蓄冷剤を包含している。
蓄熱・蓄冷交換装置の熱交換流体による交換能力を左右する様々な要因に影響を与える特性について、以下で考察する。
１−蓄熱・蓄冷交換装置の充填体シェルの厚さの最適化
蓄熱・蓄冷交換装置の充填体は、損傷を受けずに間隙を残して貯蔵タンクに収容されるのに耐えられるように、また転移潜熱の高い材料がその相転移の間に膨張することにより生じる内部の機械的応力に耐えられるように、優れた機械的強度を備えていなければならない。この目的を達成するには、充填体に十分な機械的強度を与えられる程度まで充填体のシェルの壁の厚さを増すことで十分だと考えられるかもしれない。これは、充填体のシェルの製造に用いられるプラスチックの重量に応じて充填体の製造コストが上がるという事実と、シェルの厚さが増加すると交換能力が低下するという事実を無視したものである。したがって充填体シェルを製造する技術的および経済的目的は、シェルが受ける応力に見合った機械的強度を確実にシェルが備えることができるように、重量と厚さが最低のプラスチックを使用することにある。このため、相転移材料を含む充填体のシェルの形状として今のところ最も広く用いられているのは球体の形状であり、それは球体は応力、特に相転移材料の膨張時に増加する内部の径方向応力に対する耐性に優れているからである。なぜならシェルが球体であると、相転移材料の膨張に関連した応力は、径方向で等方性のものであるため、シェルの表面全体にわたって均一に同じ方向（径方向）に働き、充填体の製造に用いられるプラスチックの重量の最適値は、シェルの厚さが表面全体にわたって一定かつ最低であるという条件の下で得られるのである。
充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置の充填体を製造するための厚さが最小、一定、均一な、単純な球体シェルの製造は、ここではクレームしない。
２−蓄熱・蓄冷交換装置の充填体シェルの表面積の最適化
球状の充填体を用いる充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置の貯蔵タンクの充填要因は、蓄熱・蓄冷交換装置のタンクに収容された充填体の直径には無関係であるが、充填体の直径が小さくなると交換表面積が増大することは知られている。したがって、非常に小さな直径の充填体を非常に多く用いることによって交換表面積を非常に広くすることは、理論的には可能である。しかし充填体の直径が小さくなると、交換表面積の増大は、充填体の生産速度に直接関連する生産コストの上昇より実際には急激に見られるという事実を無視することになるので、この解決法を採用すべきでない。
このように例えば、
以下のものが充填された容積17リットルのメインタンクから成る蓄熱・蓄冷交換装置には、1kWhのエネルギーが貯蓄できる。
(a)交換表面積が0.62ｍ2で、ユニット当たり1FFの基準コストつまり20FF/kWhで大量に生産できる直径100mmの球体が20個、または
(b)交換表面積が1.24ｍ2で、ユニット当たり基準コストの65%つまりユニット当たり0.65FF、すなわち104FF/kWhで大量に生産できる直径50mmの球体が160個。蓄熱・蓄冷交換装置の球状充填体を交換するための表面積（つまり容量）を二倍にするためには、充填体を８倍、そして生産コストを５倍にする必要があることが、この例から明らかである。したがって充填体を製造するのに最適な最小直径があり、経済的な方法でこの値を下回るのは不可能で、充填体の交換表面積を増大させることがトリックを使って経済的に可能となるのは、この最小直径と等しいかこれにより大きな直径の場合だけなのである。
球状の充填体の見かけの直径を変化させずにこの充填体の表面積を増加させるトリックとして従来知られているのは、特許第US-A-1,944,726号、DE-A-2,003,392号、US-A-2,525,261号、EP-A-0,188,720号のように、表面にくぼみ、溝、切欠きを形成することである。しかしこれらの例は以下のような生産上の問題に直面したため、実現することはなかった。
−第１節で説明したように、凹凸のない球状に較べて径方向の対称性に欠けていることから、プラスチックシェルの厚さを最適にするのが不可能であること。
−密閉部分があるため、クレームされた形状にブロー成形するのが不可能であること。
−刻まれた中空の模様に後方テーパ状の部分が極めて多いために、クレームされた形状を型から外すのが不可能であること。
これらの理由から本発明は、充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置の生産を目的とする。その剛性球状シェルは、液体・固体転移潜熱の高い水や含水塩やパラフィン等の蓄熱・蓄冷剤と、相転移の間に蓄熱・蓄冷剤の体積変化を吸収するための圧縮材料とが部分的に充填され、交換表面積を増加させる手段を含む。この蓄熱・蓄冷交換装置は、交換表面積を増加させる手段が、基部の重心と充填体の中心とを通過する対称軸をすべてが持ち充填体シェルに刻まれた隆起模様から成ることと、隆起模様の基部がすべて均一かつ同一であることと、隆起模様がシェルの表面全体にわたって均一に分散されていることとを特徴とする。
限定の意図を持たない本発明の実施例によれば、隆起模様は、回転円柱、直角柱、正角錐、正角錐台、回転円錐、回転円錐台または球状キャップ、一般的には基部表面の対称中心を通過する対称軸が球状充填体の中心も通過するあらゆる回転表面から成り、その基部は同一でシェルの表面全体に均一に分散されている。
隆起模様によってシェルの表面積が著しく増大するのと同時に単純な球体と同一の対称な球体が得られるためプラスチックの重量を最適化することが可能なので、本発明に関する上記の特徴は、シェルの直径とシェルの厚さが最適な球状充填体を用いる充填体タイプの高品質な蓄熱・蓄冷熱交換装置を得るためには本質的かつ決定要因であることを理解すべきである。
３−蓄熱・蓄冷交換装置の充填体シェルと熱交換流体の間の交換に寄与する対流係数の向上
充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置は、非常に大まかに言うと「浸水」タイプである。つまり充填体による熱交換を行うために用いられる熱交換媒体が液体（水、グリコール溶液、食塩水）であり、この液体がタンク内の余ったスペースをすべて満たすのである。蓄熱・蓄冷交換装置の充填体が球状の場合には、球体の間に残されたスペースは貯蔵タンクの容積全体の約40％を示すため、そして球体間における熱交換媒体の流速は非常に遅く、水流状況は層流で、熱交換流体とシェルの間の対流係数は最小であるため、このスペースは非常に重要である。したがって対流係数を増加させるには、熱交換媒体の速度が増加する。および／または層流であった水量が乱流となるように水流状況が妨害されるような装置が不要となる。
熱交換媒体の速度を増加させるためタンク内に「バッフル」を設置するという解決策の一つは周知であるが、この技術は生産コストが過剰に高くなり実施が非常に困難であることがすでに実験から分かっている。
結論を述べると、本発明は上述の充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置の生産方法を提案するものであるが、加えてその隆起模様は、球体の位置が貯蔵タンク内のどこであっても球体を囲繞する熱交換媒体が隆起模様の回りを「スラローム（ジグザグに流れる）する」ように、互い違いに分散されている。このようにして熱交換媒体が辿る経路は長くなり、熱交換媒体の速度が速くなると、隆起模様によって熱交換媒体に課せられる方向変化に必要な動圧の損失や獲得とあいまって、水流状況を変更させる作用を持ち、乱流となった水流は対流係数を高める効果を持っている。
本発明により充填体の表面に設けられた隆起模様は、先行技術（特に第WO-A-94 09331号、第FR-A-2,609,536号、第EP-A-0,073,836号）による充填体の中空模様に較べて、水流の性質を変えることによって対流係数を増加させるため水流を十分に妨害することのできる唯一のものであるため、本発明に独特なこの特徴は、シェルの厚さと直径が最適の球状充填体に基づいた充填体タイプの高品質な蓄熱・蓄冷交換装置を得るのに、本質的かつ決定的なものであることを理解すべきである。これは、先行技術の中空模様の場合には、熱交換流体（グリコール溶液、食塩水または空気）のうちのある量は充填体表面の中空部分に入ってここでよどむのに対して、流体の大半はこの中空部分やくぼみの中に入らずに上を通過するため、対流係数の低下により熱交換の邪魔をするからである。それに対して本発明では、充填体の面には隆起模様が設けられており、熱交換流体はこの隆起模様に常に衝突しながら球体の周囲を流れるため、隆起模様による影響を受けざるを得ないのである。
このように本発明は、上述のような充填体タイプの蓄熱・蓄冷交換装置を提案するものでもあるが、充填体を収容して全高に沿った断面が同一なタンクには液体の熱交換媒体がないという点で、「浸水」タイプのものとは異なる。タンクの頂部に噴射されて充填体の間を重力で流れ落ちていく液体の熱交換媒体（水、グリコール溶液、食塩水）の速度は非常に高く、その結果水流はこれに相応してより乱流となり、対流係数も相応して高くなるのである。本明細書の前文に記した特許にクレームされ、蓄熱・蓄冷剤の相転移から生じる体積変化を部分的または完全に吸収するのに必要な、「浸水」充填タイプの蓄熱・蓄冷交換装置の持つ「可撓性」、「弾性」、「可変性」は、まわりの液体熱交換媒体を別にして、自重だけでなく上層の充填体の重さも同時に支えなければならないとすると、ダメージを受けずに体積変化を吸収するのは不可能であるため、この蓄熱・蓄冷交換装置によって上記の目的を達成するのは不可能なことは、理解できるだろう。
これに対して、上述した本発明による隆起模様から成る球状充填体シェルは、蜂窩状構造と同じように外的および内的応力に対して作用することと、このために内的および外的応力に対するその機械的耐性は同じ厚さの単純な球状シェルの機械的強度よりはるかに優れていることが、理解できるだろう。
ゆえに本発明は、上述した充填体を複数収容し、全高にわたって断面が同一の垂直タンクから成ることと、充填体にまたその間に重力で流れ落ちる熱交換流体（水、グリコール溶液、食塩水）が、充填体に滝のように落ちて充填体とその隆起模様の間を「スラローム」することによって熱交換を実施するように、タンクの頂部に配置された噴霧器ブームによってタンクに送られ、熱交換媒体の最低レベルはタンクの底に維持されることとを特徴する、蓄熱・蓄冷交換装置に関連している。
別の点から見ると本発明は、上述した充填体を複数収容するとともに、全高か全幅のいずれかにわたって同一な断面を熱交換媒体の流れに呈するタンクまたは箱タイプの容器から成ることと、熱交換流体が、この流体の上流側に配置されたファンを用いて容器に送られる空気であることとを特徴とする、蓄熱・蓄冷交換装置にも関連している。
この装置でも、境界層を減らすとともに対流交換を増加させる激しい乱流を発生させるように充填体の間に送り込まれた空気が表面の隆起模様に衝突するため、隆起模様を備えた上述の充填体がいかに、高品質の蓄熱・蓄冷交換装置を得るための決定要因となるかが分かるであろう。前と同じように、機械的観点から見ると、上述の先行技術に記載およびクレームされ、蓄熱・蓄冷剤の相転移から生じる体積変化を完全または部分的に吸収するのに必要な、液体の熱交換媒体に浸水した充填体を備えたタイプの蓄熱・蓄冷交換装置の持つ「可撓性」「弾性」「可変性」では、充填体を囲繞する液体の熱交換媒体を別にして、自重だけでなく上層の充填体の重さをも同時に支持しなければならないとすると、体積変化を吸収するのは不可能であることから、このような従来の蓄熱・蓄冷交換装置では、本発明の目的は達成できないことが理解できるだろう。
他方、本発明による隆起模様から成る球状の充填体シェルは蜂窩状構造と同じように外的および内的応力に対して作用することと、このように内的および外的応力に対するその機械的耐性は同じ厚さの単純な球状のシェルの機械的強度よりはるかに優れていることが、理解できるだろう。
そのうえ、本発明で蓄熱および放熱の両方において熱交換媒体として用いることのできる空気は、冷却される空気の湿球温度は蓄熱温度より常に高く、空気に含まれる水は充填体上で凝結し、これに相応して対流交換係数が高くなるため、蓄冷を解除する際にもうまく用いられる。
４−蓄熱・蓄冷交換装置の充填体シェルの熱伝導係数の最適化
プラスチック製充填体の熱伝導係数は特定の添加剤または「化合物」を使用することで向上させられることは、特許第US-A-4,205,656号から周知である。したがってこの係数を最適にするには、追加のコストを最小限にうまく抑えて、基材の機械的性質を失わずに最高の熱伝導係数を持つ「化合物」を用いることである。
本装置は、本発明の範囲内で用いられるものであるが、本発明の一部を成すものではない。
本発明のこの他の特徴および長所は、いかなる限定の性質も持たない一実施例が図示された添付図面に関連した、以下の説明から明らかになるだろう。図面において、
図１は、本発明による充填体の実施例の斜視図である。
図２は、図１に図示された充填体の径方向断面図である。
図３は、本発明による蓄熱・蓄冷交換装置の実施例の軸方向概略垂直断面図である。
図４は、本発明による蓄熱・蓄冷交換装置の別の実施例の概略垂直断面図である。
図１と２において、本発明による蓄熱・蓄冷交換装置に用いられる充填体10はそれぞれ、複数の隆起模様18で表面が覆われたシェル12を備えている。限定の意図のない本実施例では、この隆起模様は円錐台である。以下の説明で分かるようにこの円錐台の回りに熱交換媒体を「スラローム」させるように、隆起模様は各充填体10のセル12の全面に互い違いに均一に分散配置されている。
各充填体10は、熱伝導係数の高い材料、望ましくはプラスチックから作られ、全面にわたって厚さが一定な剛性で薄壁のシェル12を備えている。このシェルは周辺部分に円形であることが望ましい開口部16を有しており、充填体の内部に相転移材料が部分的に充填されて、相転移の間の蓄熱・蓄冷剤の体積変化を吸収するため、シェル球体12の中心Ｏに中心を合わせた状態でロッド26またはその均等物を用いて可撓性圧縮膨張体24が挿入された後に、キャップ14によってこの開口部16が密閉されている。
すでに説明したように、ここでは回転円錐台から成る多数の隆起模様18をシェル12は有しており、その対称軸20はすべて充填体の中心Ｏを通過するとともに、基部22はすべて同一で表面積が等しい。これらの隆起模様18は、すでに述べたように、また図１からも明らかなように、シェル12全体に均一に分散され、互い違いに配置されている。
隆起模様18の基部22の表面からシェル12の中心Ｏへの立体角Ωはすべて等しく、シェル12全体に均一に分散されている。
本明細書の前文に記載した製造上の制約に合わせて、充填体の直径の約3％に後方テーパ形状を制限して押し出しとブロー成形の後で充填体を型から外せるようにするため、充填体の頂部から充填体の型外し面を構成する対称面X-X'まで、回転円錐台18の高さは均一に減少している。一般的に隆起模様18は、隆起模様によって得られる交換表面積全体が見かけの直径が同じ凹凸のない球体の表面積の少なくとも２倍になるような相対寸法を有しており、それにより本発明では製造すべき充填体の数を８分の１へ、そして製造コストを５分の１に減少させることが可能である。
隆起模様18によって得られる表面積が増加すると、生産品質は優れたものになり、その他の品質は等しいままとなる。
図３は、図１と２に関連してすでに説明した充填体を使用する蓄熱・蓄冷交換装置の概略図である。
制限の意図をもたないこの実施例では、交換装置は全高にわたって断面が同一の垂直タンク28の形状である。図３から分かるように、制限の意図のない本実施例ではこのタンク28は円筒形である。上部には液体の熱交換媒体を噴射するためのブーム30が設けられており、このブームはパイプ32からの供給を受ける。このタンクは液体の熱交換媒体で充填されないため、「浸水」タイプではない。熱交換媒体はブーム30によってタンクの頂部に噴射され、タンクに収容された充填体10とその間に重力で流れる。こうして熱交換媒体は充填体と、本発明による充填体に設けられた隆起模様との間に重力で「滝のように落ち」、その間で「スラロームする」ことにより、充填体との間で熱交換を行うのである。こうして、すでに説明したように熱交換をかなり向上させることができる。本発明によれば、重力で流れるこの熱交換媒体の慣性を相殺することにより熱交換媒体を循環させるためのポンプの呼び水不足を防止するため、熱交換媒体の最小レベル36はタンクの底部に維持される。充填体10との熱交換の後、熱交換媒体はパイプ34を介してタンク28から利用回路に取り除かれる。
次に、図１と２に関してすでに説明した充填体を用いた蓄熱・蓄冷交換装置に関する制限の意図を持たない別の実施例を示した図４について説明する。
この実施例では、全長にわたって断面が同一な、平行六面体箱40の形状の蓄熱・蓄冷交換装置である。図４から分かるように、本発明による球状充填体10を含む区画の各端部には、透過壁41（格子、網目、有孔金属板または同等の手段等で作ったもの）を備えている。この透過壁41によって充填体10は、そのために設けられた蓄熱・蓄冷交換装置の区画の中に収容されるのに対して、ファン42により吹き込まれた空気は壁41を自由に通過する。液体の熱交換媒体（水、グリコール溶液、食塩水）は用いられず、この実施例で用いられる熱交換媒体がファン42により蓄熱・蓄冷交換装置に送られる空気であるため、この箱40は浸水タイプではない。
上記の交換装置が蓄冷交換装置だとすると、蓄冷の段階と蓄冷解除の段階は、以下のようにして行われる。
−蓄冷段階では、冷却ユニット（図示せず）から供給された冷却バッテリ43で冷却された空気が、ファン42に吸引された後、蓄冷箱を通過する。冷気は充填体と当接すると加熱され、冷却エネルギーを充填体に転換する。こうして加熱された空気は、管45を介して冷却バッテリ43の上流に送られ、新しいサイクルが開始する。
−蓄冷解除段階では、冷却バッテリ43を供給する冷却ユニットは作動せず、冷却すべき（高温で湿った）空気がファン42により吸引されて、充填体10を収容した箱40をファンによって通過する。冷たい充填体に当接した温かい空気は熱エネルギーを充填体に転換して、これを行った後、空気は湿球温度に達し、それから充填体上に凝結し、これに応じて対流係数が上がる。凝結した水は図４に見られるように箱40の下部に設けられたサイホン44で除去される。こうして冷却された空気は通気管45を介して供給されるシステムに利用される。
もちろん本発明は、ここで説明および／または図示された実施例に限定されず、その変形例すべてを包含することは、事実である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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