(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱槽と、
前記蓄熱槽に入れた蓄熱材と、
前記蓄熱槽の槽内で、前記蓄熱材よりも低温の放熱用熱媒体を流通させて前記蓄熱材との熱交換を行う複数の放熱用伝熱管と、
前記複数の放熱用伝熱管に対する前記放熱用熱媒体の供給と供給停止とを切り替える複数の弁と、
前記蓄熱槽に設けられて、前記蓄熱材に対し蓄熱用の加熱を行う加熱手段と、
前記放熱用伝熱管を流通した後に回収される前記放熱用熱媒体の温度を求める手段と、
該手段からの入力を基に、前記弁に個別の制御指令を与える制御装置とを備えること
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
前記蓄熱材は、前記蓄熱槽の蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じるものとし、
前記蓄熱槽は、前記蓄熱材を入れた内部空間の上部寄りに前記放熱用伝熱管を備え、該内部空間の底部側に前記加熱手段を備えること
を特徴とする請求項１記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記各弁により前記放熱用熱媒体の供給と供給停止とが切り替えられる各放熱用伝熱管は、蓄熱槽の内部空間に水平方向に配列されていること
を特徴とする請求項２記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記各弁により前記放熱用熱媒体の供給と供給停止とが切り替えられる各放熱用伝熱管は、固相剥落手段を個別に備えること
を特徴とする請求項３記載の蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱の貯蔵に用いる蓄熱システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱発電、太陽光発電、風力発電等の自然エネルギーを利用した発電設備では、日照条件や気象条件等の変化に起因する出力電力の過渡的な変化を抑制するために、蓄熱システムを備えることが行われている。
【０００３】
この種の蓄熱システムとしては、たとえば、蓄熱槽に、蓄熱温度範囲で固相と液相との相変化を生じる蓄熱材を充填し、この蓄熱材の潜熱を利用して蓄熱を行うことで、蓄熱密度の向上化を図ったものが従来知られている。
【０００４】
又、蓄熱温度範囲で固相と液相との相変化を生じる蓄熱材としては、たとえば、ＣｓＮＯ３とＮａＮＯ３、ＬｉＮＯ３とＬｉＯＨ、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３、ＫＮＯ３とＮａＮＯ３、ＮａＮＯ３とＲｂＮＯ３、ＬｉＢｒとＬｉＯＨ、ＬｉＢｒとＮａＮＯ３といった組み合わせの２成分系で非共晶の組成の混合塩による蓄熱材を用いることが従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
更に、蓄熱装置の一つである温水蓄熱装置については、温水を流通させて潜熱蓄熱材との熱交換を行わせる熱交換器を、温水の入口と出口とを連通する複数の分岐経路と、複数の開閉弁を備えた構成とする考えが示されている。更に、この熱交換器は、温水を流通させる経路を、温水通路面積が大きくて且つ通路長さが短い並列経路と、温水通路面積が小さくて通路長さが長い直列経路とに切り替えることができるとされている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１８５１７９号
【特許文献２】特開２００３−２９４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一般に、熱媒体を供給して、その熱を利用する熱負荷は、その種類によっては、できるだけ温度が安定した熱媒体の供給が望まれる場合がある。
【０００８】
これに対し、蓄熱槽は、蓄熱量が変わると蓄熱材の温度が変わる。そのため、一定温度の放熱用熱媒体を供給し、この放熱用熱媒体との熱交換によって蓄熱材からの放熱を行わせる場合は、蓄熱材の温度変化に伴って蓄熱材と放熱用熱媒体との温度差が変化するので、この温度差の大小に応じて伝熱速度が変わる。これにより従来の蓄熱槽は、蓄熱材から放熱用熱媒体へ放熱するときの放熱速度が変わるために、蓄熱材との熱交換の後で蓄熱槽から回収される放熱用熱媒体の温度は、蓄熱槽の蓄熱量に応じて変化している。
【０００９】
なお、特許文献２に示された熱交換器は、温水を流通させる経路を、温水通路面積が大きくて且つ通路長さが短い並列経路と、温水通路面積が小さくて通路長さが長い直列経路とに切り替えるようにしてあるが、各経路同士では、温水と潜熱蓄熱材との熱交換を行う伝熱面積の大小の差はあまりない。
【００１０】
しかも、特許文献２には、分岐管ごとに開閉弁を備える考えや、潜熱蓄熱部の潜熱蓄熱材が温度変化するときにも放熱用熱媒体である温水の温度変化を抑えるといった考えは全く示されていない。
【００１１】
そこで、本発明は、蓄熱槽の蓄熱量が変化しても、蓄熱槽の放熱用伝熱管を流通する間に蓄熱材と熱交換させてから回収する放熱用熱媒体の温度の安定化を図ることができる蓄熱システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するために、蓄熱槽と、前記蓄熱槽に入れた蓄熱材と、前記蓄熱槽の槽内で、前記蓄熱材よりも低温の放熱用熱媒体を流通させて前記蓄熱材との熱交換を行う複数の放熱用伝熱管と、前記複数の放熱用伝熱管に対する前記放熱用熱媒体の供給と供給停止とを切り替える複数の弁と、前記蓄熱槽に設けられて、前記蓄熱材に対し蓄熱用の加熱を行う加熱手段と、前記放熱用伝熱管を流通した後に回収される前記放熱用熱媒体の温度を求める手段と、該手段からの入力を基に、前記弁に個別の制御指令を与える制御装置とを備える構成を有する蓄熱システムとする。
【００１３】
前記蓄熱材は、前記蓄熱槽の蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じるものとし、前記蓄熱槽は、前記蓄熱材を入れた内部空間の上部寄りに前記放熱用伝熱管を備え、該内部空間の底部側に前記加熱手段を備える構成としてある。
【００１４】
前記各弁により前記放熱用熱媒体の供給と供給停止とが切り替えられる各放熱用伝熱管は、蓄熱槽の内部空間に水平方向に配列される構成としてある。
【００１５】
前記各弁により前記放熱用熱媒体の供給と供給停止とが切り替えられる各放熱用伝熱管は、固相剥落手段を個別に備える構成としてある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の蓄熱システムによれば、蓄熱槽の蓄熱量が変化しても、蓄熱槽の放熱用伝熱管を流通させて蓄熱材と熱交換させた後に回収する放熱用熱媒体の温度の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】蓄熱システムの第１実施形態を示すもので、（ａ）は概略切断側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】第１実施形態の蓄熱システムの放熱処理を説明するための図で、（ａ）（ｂ）（ｃ）は蓄熱槽から回収される放熱用熱媒体の温度がそれぞれ異なるときの状態を示す図１（ｂ）に対応する図である。
【図３】第１実施形態の第１応用例を示すもので、（ａ）は概略切断側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向矢視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【図４】第１実施形態の第２応用例を示す概要図である。
【図５】第１実施形態の第３応用例を示す概要図である。
【図６】蓄熱システムにおける放熱用伝熱管の配置の別の例を示すもので、（ａ）は概略切断側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
【００１９】
図１は、蓄熱システムの第１実施形態を示すもので、図１（ａ）は概略切断側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ方向矢視図である。図２は、本実施形態の蓄熱システムの放熱時の状態を示すもので、図２（ａ）は蓄熱槽の蓄熱量が大となっている場合を、（ｂ）は蓄熱量が中程度となっている場合を、（ｃ）は蓄熱量が小となっている場合をそれぞれ示す図１（ｂ）に対応する図である。
【００２０】
本実施形態の蓄熱システムは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、蓄熱槽１と、蓄熱槽１に入れた蓄熱材２と、蓄熱材２に対して蓄熱用の加熱を行う加熱手段３と、放熱用熱媒体５を流通させて、蓄熱材２と放熱用熱媒体５との熱交換を行わせる並列接続された複数系統の放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃとを備えた構成とされている。図１（ｂ）では、図示する便宜上、３系統の放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを備えた構成が示してある。
【００２１】
各放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの上流側は、共通の分配管６に個別の弁７ａ，７ｂ，７ｃを介して接続されている。分配管６には、外部の図示しない放熱用熱媒体供給手段が、放熱用熱媒体供給ライン８を介して接続されている。これにより、放熱用熱媒体供給手段より放熱用熱媒体供給ライン８を通して分配管６に供給される放熱用熱媒体５は、各弁７ａ，７ｂ，７ｃのうち、開操作状態の弁７ａ，７ｂ，７ｃに接続された放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに供給される。
【００２２】
各放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下流側は、共通の集合管９に接続されている。集合管９には、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後の放熱用熱媒体５を、所望の熱負荷Ｘへ送る放熱用熱媒体送出ライン１０の上流側が接続されている。これにより、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後の放熱用熱媒体５は、集合管９に一旦回収され、集合管９で混合された後、放熱用熱媒体送出ライン１０を経て熱負荷Ｘに送られる。なお、熱負荷Ｘに熱を供給した後の放熱用熱媒体５は、放熱用熱媒体供給手段へ戻すようにしてもよいし、戻さなくてもよい。
【００２３】
更に、本実施形態の蓄熱システムは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に回収される放熱用熱媒体５の温度を求める手段として、たとえば、放熱用熱媒体送出ライン１０に設けられた温度計測器１１を備え、この温度計測器１１からの入力を基に、弁７ａ，７ｂ，７ｃに個別の制御指令を与える制御装置１２を備えた構成とされている。
【００２４】
本実施形態の蓄熱システムでは、蓄熱槽１に入れる蓄熱材２は、たとえば、設定される蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）において固相と液相との間で相変化を生じ、且つ固相の密度が液相の密度よりも大となる蓄熱材２を用いる。図１では、蓄熱材２の固相はハッチングを付して示してある。なお、この蓄熱材２の詳細については後述する。
【００２５】
蓄熱槽１の容積は、蓄熱槽１に望まれる蓄熱容量と、蓄熱材２の種類等に応じて適宜設定されている。
【００２６】
蓄熱槽１は、前記した蓄熱材２の特性を考慮して、以下のような構成とする。
【００２７】
加熱手段３は、蓄熱材２を収納する蓄熱槽１の内部空間の底部に、ホットプレート状のものとして設けられている。この加熱手段３は、たとえば、蓄熱槽１の内部空間の底面をフラットな面として形成するためのプレート部材１３と、プレート部材１３の下側に設けて、加熱用熱媒体１５を流通させる熱媒体流路１４とを備えた構成とされている。
【００２８】
プレート部材１３を備える構成とするのは、蓄熱槽１の温度低下時に槽内で生じて沈降する蓄熱材２の固相をプレート部材１３の上側に分散させて堆積させ、この堆積物の荷重を、プレート部材１３の面で分散して受けることが好ましいためである。なお加熱手段３は、プレート部材１３の下側に、プレート部材１３に作用する堆積物の荷重を、熱媒体流路１４の下部に伝えて支持させるための上下の柱状や壁状の部材を備えるようにしてもよい。
【００２９】
熱媒体流路１４は、加熱用熱媒体１５の有する熱によりプレート部材１３の全面をできるだけ均等に加熱できるように、プレート部材１３の面内についての加熱用熱媒体１５の流通経路の配置、形状、流路断面積等が適宜設定されている。なお、図１では、図示する便宜上、熱媒体流路１４は簡略化した記載としてある。したがって、熱媒体流路１４は、流通経路の配置、形状、流路断面積等が図示した以外の任意の設定とされていてもよいことは勿論である。
【００３０】
熱媒体流路１４の入口側には、外部の図示しない加熱用熱媒体供給手段より加熱用熱媒体１５を導く加熱用熱媒体供給ライン１６が接続されている。
【００３１】
又、熱媒体流路１４の出口側には、熱媒体流路１４を流通した後の加熱用熱媒体１５を、加熱用熱媒体供給手段へ戻す加熱用熱媒体戻しライン１７が接続されている。更に、加熱用熱媒体供給手段は、太陽熱発電の集熱部のような熱源（図示せず）の熱を加熱用熱媒体１５に与えて加熱するための熱交換部を備えた構成とされている。
【００３２】
加熱用熱媒体１５は、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の全域、更には、それよりも高い温度域まで液相となる熱媒体を選定して用いるか、あるいは、スチームを用いるようにすればよい。スチームはその圧力を調整することにより容易に温度調整が可能であることから、加熱用熱媒体１５としてスチームを用いることで、加熱手段３の温度調整が容易になる。
【００３３】
これにより、加熱手段３の熱媒体流路１４には、加熱用熱媒体供給手段より、加熱された加熱用熱媒体１５を循環供給することができる。したがって、加熱手段３では、熱媒体流路１４に順次供給される加熱用熱媒体１５の有する熱により、プレート部材１３を介して、蓄熱槽１内の蓄熱材２を下方から加熱することができる。
【００３４】
かかる構成としてある加熱手段３は、蓄熱材２の蓄熱のための加熱を行う熱源として、加熱用熱媒体１５の保有する熱を用いるようにしてある。このため、本実施形態の蓄熱システムは、自然エネルギーを利用した発電設備のうち、太陽熱発電のように、自然エネルギーを利用して高温の熱を得る形式の発電設備に適用して、余剰の熱を蓄熱する場合に好適である。
【００３５】
なお、蓄熱槽１の加熱手段３は、電気ヒータを用いるようにしてもよい。この場合は、本実施形態の蓄熱システムが、自然エネルギーを利用した発電設備のうち、太陽光発電や風力発電のように、自然エネルギーを利用して電気を直接発生させる形式の発電設備に適用して、余剰の電力を熱として蓄熱するのに好適なものとなる。
【００３６】
放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、蓄熱槽１の内部空間の上部寄り位置に、図１（ｂ）に示すように水平方向に並ぶ配列で、且つ蓄熱材２に没する配置で設けられている。なお、ここで言う水平方向に並ぶ配列とは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが凡そ水平方向に並ぶように配置されていればよく、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃ同士の上下の多少のずれは許容される。
【００３７】
放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、図示しない支持部材を介して、蓄熱槽１の壁面や天井部より支持されている。放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、全体が蓄熱材２に没する範囲で、できるだけ、蓄熱槽１の内部空間の上下方向の半分の高さ位置よりも上方に配置されることが好ましい。これは、後述するように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲で凝固して生じる蓄熱材２の固相が液相中で沈降する現象に支障が生じないようにするためである。しかし、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの管路形状や全体のサイズ等に応じて、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下端側に位置する部分が、蓄熱槽１の内部空間の上下方向の半分の高さ位置、あるいは、それよりも低い位置に部分的に配置されていてもよいことは勿論である。
【００３８】
放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの上流側と下流側は、蓄熱槽１の側壁１ａを貫通させて外部に突出させてあり、上流側の各突出端部が、弁７ａ，７ｂ，７ｃを介して分配管６にそれぞれ接続され、下流側の各突出端部が集合管９にそれぞれ接続されている。
【００３９】
放熱用熱媒体５は、液相の熱媒体を選定して用いるか、あるいは、スチームを用いるようにすればよい。なお、本実施形態の蓄熱システムでは、後述するように、運用中に弁７ａ，７ｂ，７ｃを必要に応じて開閉操作する。そのため、閉操作された弁７ａ，７ｂ，７ｃに接続されている放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、管内に放熱用熱媒体５が滞留するようになる。したがって、放熱用熱媒体５は、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの管内に滞留した状態で蓄熱材２の保有する熱を受けるが、その状態でも、性状が安定していることが必要とされる。よって、放熱用熱媒体５は、蓄熱槽１に設定される蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最高温度Ｔｍａｘにおいても性状が安定した材質のものを使用する。
【００４０】
これにより、放熱用熱媒体５は、分配管６から、弁７ａ，７ｂ，７ｃのうち、開操作されている弁７ａ，７ｂ，７ｃの下流側の放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに、連続的に供給される。放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに供給された放熱用熱媒体５は、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する間に、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に存在している蓄熱材２との熱交換により順次加熱され、加熱状態で集合管９へ回収される。この集合管９に回収された放熱用熱媒体５が、放熱用熱媒体送出ライン１０を通して熱負荷Ｘへ供給されることで、放熱用熱媒体５の保有する熱が、熱負荷Ｘへ与えられる。
【００４１】
このように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５が、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に存在している蓄熱材２との熱交換により加熱されるときには、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に存在している蓄熱材２は、相対的に温度低下する。この蓄熱材２の温度低下が、液相と固相との相変化温度で生じると、図１（ａ）に示すように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲では、蓄熱材２が液相より凝固して固相が生じる。この蓄熱材２の固相は、液相よりも密度が大きいために、液相中を沈降するようになる。
【００４２】
蓄熱槽１は、その内部空間の上部寄り位置に放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを設けた構成としてあるので、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に温度低下した蓄熱材２の固相が生じても、この固相は蓄熱槽１の内部空間を底部まで沈降して、加熱手段３の上側に堆積される。
【００４３】
したがって、蓄熱槽１では、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に蓄熱材２の固相が留まることはないため、蓄熱材２と、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５との間の熱伝達の効率が、蓄熱材２の固相の存在によって低下することは抑制される。
【００４４】
蓄熱槽１の側壁１ａには、図１（ａ）（ｂ）に示すように、側壁１ａの温度を上昇させるための側壁用ヒータ１８が設けられていることが好ましい。
【００４５】
側壁用ヒータ１８は、蓄熱槽１の内部空間の下端から、内部空間の上下方向の半分の高さ位置に達する配置で設けられている。又、側壁用ヒータ１８は、側壁１ａの周方向の全周に亘り設けられていることが好ましい。なお、側壁用ヒータ１８は、図１（ａ）（ｂ）に示すように側壁１ａの外面に設ける構成のほか、図示しないが、側壁１ａの内面に沿って設けるようにしてもよい。更に、図示しないが、側壁用ヒータ１８は、蓄熱槽１の内部空間における蓄熱材２が貯留される上下方向範囲の全体に亘って設けられていてもよい。
【００４６】
側壁用ヒータ１８は、たとえば、電気ヒータを用いるようにすればよい。あるいは、側壁用ヒータ１８は、加熱手段３と同様に、スチームやその他の液相の熱媒体を流通させる熱媒体流路を備えた構成のヒータとしてもよい。
【００４７】
更に、側壁用ヒータ１８は、加熱手段３による蓄熱材２の加熱時、すなわち、蓄熱槽１への蓄熱時に、側壁用ヒータ１８による側壁１ａの加熱も一緒に行うように設定されている。
【００４８】
側壁用ヒータ１８による側壁１ａの加熱温度は、蓄熱材２が固相から液相になる温度に設定されていればよい。
【００４９】
これにより、加熱手段３による加熱時には、加熱手段３の上側に堆積している蓄熱材２の固相が下方から加熱されて、先ず、加熱手段３の上面に接している部分から融解して液相となる。
【００５０】
このとき、側壁用ヒータ１８を一緒に運転することにより、側壁１ａの内面近傍に存在している蓄熱材２の固相が溶融して、液相になる。このため、蓄熱材２の固相の堆積物は、側壁１ａの内面への固着が解消される。更に、加熱手段３の上面に接する部分で生じる蓄熱材２の液相は、側壁１ａの内周に沿う位置で流動して、蓄熱材２の固相の堆積物の上方へ移動する。
【００５１】
その結果、蓄熱槽１では、蓄熱材２の固相の堆積物を、自重により加熱手段３の上面に押し付けることができ、その際、加熱手段３の上面と堆積物との間に形成される蓄熱材２の液相の層を薄くすることができる。これにより、加熱手段３から蓄熱材２の固相への熱伝達の効率を高めることが可能になる。
【００５２】
更に、加熱手段３の上面に接する部分に存在している蓄熱材２に、固相から液相への相変化に伴って体積膨張が生じるとしても、その体積変化分は、蓄熱材２の液相の固相上方への移動によって容易に吸収させることができる。したがって、蓄熱材２の加熱時に、側壁１ａや蓄熱槽１全体に対して局所的に過大な圧力が作用する虞は防止される。
【００５３】
更に、不測の事態により、万一、蓄熱槽１全体が、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）よりも温度低下して、蓄熱材２がすべて固相になった場合であっても、側壁用ヒータ１８を運転することにより、蓄熱材２を上下方向の広い範囲で融解させながら、蓄熱槽１内を昇温させて、蓄熱温度範囲まで復帰させることが可能になる。
【００５４】
次に、蓄熱材２について説明する。
【００５５】
蓄熱材２の保有する熱を、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５を用いて放熱させる際、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲で凝固する蓄熱材２の固相が放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着すると、蓄熱材２の固相の存在によって伝熱効率が低下する。
【００５６】
このような伝熱効率の低下に対する対策の研究結果として、特許文献１に示されているように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面へ蓄熱材２の固相が付着し難くなるようにするためには、蓄熱材２として、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最低温度Ｔｍｉｎにおいて固液共存状態となる非共晶組成の２成分混合塩からなるものを用いることが有利であるという知見が得られている。
【００５７】
たとえば、太陽熱発電等の高温のシステムに適用することを想定する場合、蓄熱システムに所望される蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最低温度Ｔｍｉｎは１５０℃以上、好ましくは２００℃以上となる。
【００５８】
そこで、一例として、本実施形態の蓄熱システムにおける蓄熱槽１の蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）は、蓄熱最高温度Ｔｍａｘが４００℃、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎが２５０℃に設定される場合の例を以下に示す。
【００５９】
この条件に好適な蓄熱材２としては、前記特許文献１に示されている２成分系の混合塩の組み合わせのうち、たとえば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）とを、非共晶となる組成で混合した２成分混合塩がある。
【００６０】
この硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合物では、硝酸ナトリウムのモル分率が０．４９となる組成で共晶となるので、この共晶となる組成以外の組成とし、且つ、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃において固液共存状態となるようにする。具体的な組成例としては、硝酸ナトリウムのモル分率が０．７８６（質量分率が０．７５５）となる組成のものを、蓄熱材２として用いる例について説明する。
【００６１】
この蓄熱材２は、蓄熱最高温度Ｔｍａｘである４００℃では、液相のみとなっており、この状態から徐々に冷却されると、２７４℃で固相が生じる。蓄熱材２は、更に冷却されると、固相の割合が徐々に増加しながら蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃まで温度低下する。この冷却の際、蓄熱材２は、最も低温となる放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面で固相を生じ、その固相が放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に沿って成長するが、固相は放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着し難くなっているため、蓄熱材２の流動等によって剥がれ落ちる。なお、蓄熱材２は、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃から更に冷却されると、２３４℃で蓄熱材２全体が固相になる。
【００６２】
したがって、この蓄熱材２を用いた蓄熱槽１は、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎの２５０℃から２７４℃までの温度域では、蓄熱材２の顕熱と、蓄熱材２が固相から融解して液相になるときの潜熱とによって蓄熱が行われ、２７４℃から蓄熱最高温度Ｔｍａｘの４００℃の温度域では、蓄熱材２の顕熱によって蓄熱が行われるようになる。
【００６３】
なお、蓄熱材２としては、前記と同様に蓄熱最高温度Ｔｍａｘが４００℃、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎが２５０℃に設定される場合は、前記特許文献１に示されている２成分系の混合塩の組み合わせのうち、たとえば、ＣｓＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物、ＮａＮＯ３とＲｂＮＯ３の混合物を用いることも可能である。
【００６４】
ＣｓＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物を用いる場合は、ＮａＮＯ３のモル分率を０．９０２（質量分率を０．８０１）とし、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物を用いる場合は、ＮａＮＯ３のモル分率を０．８７７（質量分率を０．８９８）とし、ＮａＮＯ３とＲｂＮＯ３の混合物を用いる場合は、ＲｂＮＯ３のモル分率を０．１０５（質量分率を０．１６９）とすることにより、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃において固液共存状態とすることができる。
【００６５】
更に、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最低温度Ｔｍｉｎが２８０℃に設定される場合には、蓄熱材２として、前記特許文献１に示されている２成分系の混合塩の組み合わせのうち、ＬｉＢｒとＮａＮＯ３の混合物を用いることが可能である。この場合は、ＮａＮＯ３のモル分率を０．９６４（質量分率を０．９６３）とすることにより、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２８０℃において固液共存状態とすることができる。
【００６６】
前記のような非共晶組成の２成分混合塩を蓄熱材２として用いると、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲で凝固して生じた蓄熱材２の固相は、冷却面となる伝熱面である放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に強く付着せず、容易にはがれ落ちるようになる。
【００６７】
これは、凝固しはじめる際に冷却面付近の固相率が局所的に大きくなるため、融点が比較的低い液相を形成している溶融塩が、冷却面と固相との間に入り込みながら凝固が進行するためであると考えられ、非共晶の溶融塩の固液共存領域が温度幅をもって存在することに起因すると考えられる。
【００６８】
したがって、本実施形態の蓄熱システムは、蓄熱槽１内で、蓄熱材２が液相の状態から徐々に固相が増加するように、すなわち、徐々に温度を低下させるように制御を行うことで、固相となった蓄熱材２が放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に固着（密着）することを、抑制することが可能になる。
【００６９】
温度計測器１１は、放熱用熱媒体送出ライン１０に設けられているため、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に集合管９に一旦回収され、その後、放熱用熱媒体送出ライン１０を通して熱負荷Ｘに送られる放熱用熱媒体５の温度を直接計測することができる。
【００７０】
次に、制御装置１２の機能の説明に沿って、本実施形態の蓄熱システムによる放熱処理について説明する。
【００７１】
制御装置１２は、先ず、熱負荷Ｘに送る放熱用熱媒体５に所望される温度（以下、送出熱媒体温度Ｔ０という）が設定される。たとえば、前述したように、蓄熱槽１の蓄熱温度範囲が２５０℃から４００℃、蓄熱槽１に供給される前の放熱用熱媒体５の温度が２００℃である場合に、送出熱媒体温度Ｔ０は２５０℃というように設定される。この際、制御装置１２には、送出熱媒体温度Ｔ０に対して、２５０℃−α℃というように、許容される温度のずれ量を設定しておくことが好ましい。これは、後述するように、放熱用熱媒体５を供給する放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数を変えると、放熱用熱媒体５と蓄熱材２が熱交換する伝熱面積が段階的に変化するため、放熱用熱媒体５の連続的な温度制御が難しいためである。
【００７２】
なお、送出熱媒体温度Ｔ０は、蓄熱槽１が蓄熱最高温度（Ｔｍａｘ＝４００℃）の状態で、放熱用熱媒体供給手段より供給される放熱用熱媒体５の全量を、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃのうちの一本に流通させるときに、熱負荷Ｘに送られる放熱用熱媒体５の温度が、送出熱媒体温度Ｔ０となるように設定されている。
【００７３】
制御装置１２は、本実施形態の蓄熱システムにより放熱処理を行うときには、温度計測器１１より放熱用熱媒体５の温度計測値が入力されると、ある時間間隔で温度計測値と送出熱媒体温度Ｔ０との差を求め、その差が設定された温度の振れ幅（±α℃）を超過すると、弁７ａ，７ｂ，７ｃへ開閉指令を与える機能を備える。
【００７４】
具体的には、蓄熱槽１が蓄熱最高温度（Ｔｍａｘ＝４００℃）の状態から放熱処理を開始するときには、制御装置１２は、図２（ａ）に示すように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃのうちの１本、たとえば、放熱用伝熱管４ａに対応する弁７ａのみを開状態とし、その他の弁７ｂ，７ｃは閉状態とする。なお、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）では、弁７ａ，７ｂ，７ｃについて、開状態のものは白抜きで、閉状態のものは黒塗りで示してある。
【００７５】
この状態では、放熱用熱媒体供給手段より供給される放熱用熱媒体５は、その全量が、分配管６から放熱用伝熱管４ａへ供給される。そのため、放熱用熱媒体５は、放熱用伝熱管４ａを流通する間に４００℃の蓄熱材２との熱交換が行われて、送出熱媒体温度Ｔ０である２５０℃まで加熱された状態で、集合管９に回収され、その後、放熱用熱媒体送出ライン１０を経て熱負荷Ｘに供給される。
【００７６】
このとき、制御装置１２には、温度計測器１１より、放熱用熱媒体５の２５０℃の温度計測値が入力される。
【００７７】
前記のように、放熱用熱媒体５を１本の放熱用伝熱管４ａに流通させた状態での放熱処理を継続して行うと、蓄熱材２の温度は徐々に低下する。このため、蓄熱材２と放熱用伝熱管４ａを流通する放熱用熱媒体５との温度差は次第に小さくなるため、伝熱性能が低下し、蓄熱材２から放熱用熱媒体５への放熱速度が低下する。そのため、放熱用伝熱管４ａを通過した後に回収される放熱用熱媒体５の温度は次第に低下するので、制御装置１２に温度計測器１１より入力される放熱用熱媒体５の温度計測値も２５０℃から徐々に低下することになる。
【００７８】
その後、たとえば、蓄熱材２が３５０℃まで温度低下したときに、温度計測器１１による放熱用熱媒体５の温度計測値が２５０℃−α℃未満まで低下した場合は、制御装置１２は、温度計測器１１からの入力に基づいて、それまで閉状態となっていた弁７ｂ，７ｃのうちの一つ、たとえば、弁７ｂに開操作指令を与えて、図２（ｂ）に示すように、弁７ｂを開操作する。
【００７９】
これにより、放熱用熱媒体供給手段より分配管６へ供給される放熱用熱媒体５は、２本の放熱用伝熱管４ａ，４ｂに分配して供給されて、この２本の放熱用伝熱管４ａ，４ｂを流通する間に３５０℃の蓄熱材２との熱交換が行われるようになる。
【００８０】
この場合、放熱用熱媒体５が蓄熱材２と熱交換する伝熱面積は、放熱処理開始時に１本の放熱用伝熱管４ａのみで伝熱を行っていたときに比べて２倍に拡大される。そのため、蓄熱材２と供給される放熱用熱媒体５との温度差は放熱処理開始時よりも小さくなっていて、伝熱性能が低下しているとしても、蓄熱材２から放熱用熱媒体５への放熱速度を引き上げることができる。
【００８１】
これにより、放熱用伝熱管４ａ，４ｂを通過した後に回収される放熱用熱媒体５の温度は、たとえば、２５０℃まで上昇する。この場合、制御装置１２に温度計測器１１より入力される放熱用熱媒体５の温度計測値も２５０℃に回復する。
【００８２】
次いで、放熱用熱媒体５を２本の放熱用伝熱管４ａ，４ｂに流通させた状態での放熱処理を継続して行うと、蓄熱材２の温度は徐々に低下する。このため、蓄熱材２と放熱用伝熱管４ａ，４ｂを流通する放熱用熱媒体５との温度差はより小さくなるため、伝熱性能が低下し、蓄熱材２から放熱用熱媒体５への放熱速度が更に低下する。そのため、放熱用伝熱管４ａ，４ｂを通過した後に回収される放熱用熱媒体５の温度は次第に低下するので、制御装置１２に温度計測器１１より入力される放熱用熱媒体５の温度計測値も２５０℃から徐々に低下することになる。
【００８３】
その後、たとえば、蓄熱材２が３００℃まで温度低下したときに、温度計測器１１による放熱用熱媒体５の温度計測値が２５０℃−α℃未満まで低下したとすると、制御装置１２は、温度計測器１１からの入力に基づいて、それまで閉状態となっていた弁７ｃに開操作指令を与えて、図２（ｃ）に示すように、弁７ｃを開操作する。
【００８４】
これにより、放熱用熱媒体供給手段より分配管６へ供給される放熱用熱媒体５は、３本の放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに分配して供給されて、この３本の放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する間に３００℃の蓄熱材２との熱交換が行われるようになる。
【００８５】
この場合、放熱用熱媒体５が蓄熱材２と熱交換する伝熱面積は、放熱処理開始時に１本の放熱用伝熱管４ａのみで伝熱を行っていたときに比べて３倍に拡大される。そのため、蓄熱材２と供給される放熱用熱媒体５との温度差は放熱処理開始時よりも小さくなっていて、伝熱性能が低下しているとしても、蓄熱材２から放熱用熱媒体５への放熱速度を引き上げることができる。
【００８６】
これにより、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを通過した後に回収される放熱用熱媒体５の温度は、たとえば、２５０℃まで上昇する。この場合、制御装置１２に温度計測器１１より入力される放熱用熱媒体５の温度計測値も２５０℃に回復する。
【００８７】
その後は、放熱用熱媒体５を３本の放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに流通させた状態での放熱処理が行われる。
【００８８】
したがって、本実施形態の蓄熱システムによれば、蓄熱槽１の蓄熱量の変化に伴って蓄熱材２の温度が変化しても、放熱用熱媒体５を流通させて蓄熱材２との熱交換を行わせる放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数を制御することで、蓄熱材２との熱交換後に回収する放熱用熱媒体５の温度の変化を、長時間に亘り２５０℃−α℃の範囲に保持することができる。したがって、本実施形態の蓄熱システムは、蓄熱材２との熱交換後に回収する放熱用熱媒体５の温度の安定化を図ることができて、熱負荷Ｘに供給する放熱用熱媒体５の温度を安定させることができる。
【００８９】
なお、放熱処理が行われた本実施形態の蓄熱システムに蓄熱を行う場合は、加熱手段３の熱媒体流路１４に、加熱用熱媒体供給手段より加熱用熱媒体供給ライン１６を通して供給される加熱用熱媒体１５を流通させるようにすればよい。これにより、加熱用熱媒体１５により蓄熱槽１内の蓄熱材２が加熱される。この蓄熱処理は、熱や電力等による余剰のエネルギーがあるときに行うようにすればよい。
【００９０】
なお、この蓄熱処理は、余剰のエネルギーの有無や、放熱処理の需要に応じて、必ずしも蓄熱槽１が蓄熱最高温度Ｔｍａｘに達するまで継続して行われなくてもよい。
【００９１】
たとえば、蓄熱処理によって蓄熱材２の温度が３５０℃まで加熱された状態から放熱処理を開始する場合は、放熱処理を開始すると、図２（ｂ）に示したように、その時点で温度計測器１１による放熱用熱媒体５の温度計測値が２５０℃−α℃未満となる。よって、この場合、制御装置１２は、温度計測器１１からの入力に基づいて、弁７ａに加えて弁７ｂも開操作した状態で、放熱処理を開始するようになる。
【００９２】
［第１実施形態の第１応用例］
図３は、第１実施形態の第１応用例を示すもので、図３（ａ）は概略切断側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ方向矢視図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【００９３】
なお、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）において、第１実施形態に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９４】
本応用例の蓄熱システムは、第１実施形態と同様の構成において、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着する固相の蓄熱材２を剥落させるための固相剥落手段１９を更に備える構成としたものである。
【００９５】
固相剥落手段１９は、蓄熱槽１の内部空間における各放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下方となる位置にそれぞれ配置された個別の窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、外部から供給される窒素を圧縮するコンプレッサ２１と、コンプレッサ２１の窒素送出側と各窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃとを接続する分岐した窒素供給ライン２２と、窒素供給ライン２２の各分岐部分に窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃに個別に対応させて設けた開閉弁２３ａ，２３ｂ，２３ｃとを備えた構成とされている。開閉弁２３ａ，２３ｂ，２３ｃは図示しない制御器に接続されていて、開閉操作が個別に制御される。
【００９６】
窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、たとえば、図３（ａ）（ｃ）に示すように、蓄熱槽１の側壁１ａ付近に、上方に気泡２５を吹き出す吹出口２４を備えている。これにより、窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃの吹出口２４より気泡２５を吹き出すと、窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上方の蓄熱材２の液相中に、図３（ａ）に白抜きの矢印で示すように、蓄熱槽１の側壁１ａ付近で気泡２５の浮上に伴われて上昇し、その後、蓄熱槽１の中央付近で下降する流れが発生する。よって、この蓄熱材２の液相の流れを放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに当てることで、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着する固相の蓄熱材２の剥落を促すことができる。
【００９７】
更に、固相剥落手段１９は、蓄熱槽１の内部空間で各窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃよりも上側で、且つ隣接する放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃ同士の間となる位置に、仕切板２６を備えて、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが配置されている領域同士を仕切ることが好ましい。この仕切板２６を備える構成によれば、それぞれの窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上方で発生させる蓄熱材２の液相の流れは、仕切板２６によって放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが配列されている水平方向への拡散が抑制される。よって、各窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃでの気泡２５の吹き出しに伴って発生させる蓄熱材２の液相の流れを、それぞれの上方に位置する放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃにより効率よく当てて、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面からの固相の蓄熱材２の剥落をより促進させることができる。
【００９８】
本応用例の蓄熱システムを使用して放熱処理を行う場合は、第１実施形態と同様に、蓄熱槽１から回収された放熱用熱媒体５の温度計測値が、温度計測器１１より制御装置１２に入力される。制御装置１２は、その温度計測値に応じて、弁７ａ，７ｂ，７ｃへ指令を与えて、放熱用熱媒体５を流通させる放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数を適宜制御する。
【００９９】
更に、本応用例では、前記のように制御装置１２によって放熱用熱媒体５を流通させる放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数が制御されるときには、図示しない制御器により開閉弁２３ａ，２３ｂ，２３ｃを開閉操作して、放熱用熱媒体５が流通する放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下方に位置する窒素吹き出し管にのみコンプレッサ２１から窒素供給ライン２２を通して窒素が供給されるようにする。
【０１００】
これにより、放熱用熱媒体５が流通して蓄熱材２の固相が表面で発生する放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃについては、窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃでの気泡２５の吹き出しに伴って発生させる蓄熱材２の液相の流れを当てて、固相の蓄熱材２の剥落を促進させることができる。
【０１０１】
この際、窒素供給が行われる窒素吹き出し管２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、放熱用熱媒体５が流通する放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下方に位置するもののみであるため、固相剥落手段１９の運転に要するエネルギーを、蓄熱槽１の内部空間の全体に蓄熱材２の液相の流れを発生させる場合に比して低減させることができる。
【０１０２】
なお、固相剥落手段１９は、間欠的に気泡２５の発生量を高めて、効率よく固相の蓄熱材２を放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃから剥落させることがより好ましい。又、窒素を吹き出して気泡２５を発生させる場合を説明したが、窒素に限らず、アルゴン等の不活性ガスを用いてもよい。
【０１０３】
又、固相剥落手段１９はこれに限定されるものではなく、たとえば、図示しないが、蓄熱槽１内の蓄熱材２の液相を吸入すると共に、吸入した蓄熱材２の液相を蓄熱槽１内に吐出する循環ポンプを備えて、この循環ポンプより吐出する蓄熱材２の液相によって、蓄熱材２の液相中に図３（ａ）に白抜きの矢印で示したと同様の流れを形成するようにしてもよい。この構成の固相剥落手段１９によっても、前記と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
［第１実施形態の第２応用例］
図４は第１実施形態の第２応用例を示す概要図である。
【０１０５】
なお、図４において、第１実施形態に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０６】
本応用例の蓄熱システムは、第１実施形態と同様の構成における熱負荷Ｘを、放熱用熱媒体５と、別の熱媒体２７との熱交換を行う熱交換器Ｘ１としたものである。
【０１０７】
すなわち、第１実施形態で述べたように、放熱用熱媒体５は、弁７ａ，７ｂ，７ｃが閉操作された状態のときに放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの管内に滞留することを考慮して、蓄熱槽１に設定される蓄熱最高温度Ｔｍａｘにおいても性状が安定した材質のものを使用する。
【０１０８】
そのため、たとえば、蓄熱最高温度Ｔｍａｘが４００℃である場合、その温度は、広く一般的に使用されている油系の熱媒体では使用可能な温度範囲のほぼ上限温度となる。よって、この場合は、放熱用熱媒体５として、一般的な油系の熱媒体に代えて、より高い温度で使用可能な熱媒体として、たとえば、溶融塩等を使用する必要がある。
【０１０９】
一方、熱利用側の機器については、一般的な油系の熱媒体の供給が望まれる場合がある。すなわち、溶融塩は一般的に１００℃程度で凝固するため、熱利用側の機器の一部分が１００℃程度に温度が下がるおそれがあると、熱媒体である溶融塩が機器内で凝固する。一方、油系の熱媒体は１００℃程度においても凝固することが少なく、安定的に運転できるためである。
【０１１０】
そこで、本応用例は、熱交換器Ｘ１が、第１流体と第２流体という２つの流体同士の熱交換を行うものとしてあり、放熱用熱媒体送出ライン１０の下流側が、熱交換器Ｘ１の第１流体入口２８に接続された構成となっている。
【０１１１】
熱交換器Ｘ１の第１流体出口２９には、たとえば、循環ポンプ３０を介して放熱用熱媒体供給ライン８の上流側が接続されている。したがって、本応用例では、蓄熱槽１に対する放熱用熱媒体供給手段が、この熱交換器Ｘ１及び循環ポンプ３０となっている。
【０１１２】
熱交換器Ｘ１の第２流体入口３１には、たとえば、油系としてある熱媒体２７の図示しない供給手段が熱媒体供給ライン３２を介して接続され、第２流体出口３３には、熱媒体送出ライン３４を介して図示しない熱利用側の機器が接続された構成とされている。
【０１１３】
以上の構成としてある本応用例の蓄熱システムによれば、蓄熱槽１から放熱用熱媒体５への放熱処理と、蓄熱槽１への蓄熱処理は、第１実施形態と同様に行うことができて、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
更に、本応用例によれば、蓄熱槽１からの放熱によって加熱された放熱用熱媒体５は、熱交換器Ｘ１に送られて、熱媒体２７を加熱する熱源として利用される。この熱交換により、熱媒体２７は加熱されるが、その到達温度は、熱交換器Ｘ１に供給される放熱用熱媒体５よりも低くなる。したがって、熱媒体２７は、蓄熱槽１の蓄熱最高温度Ｔｍａｘのような高温になることがないため、熱媒体２７としては、一般的な油系の熱媒体を用いることができる。
【０１１５】
したがって、熱交換器Ｘ１の第２流体出口３３の下流側の熱利用側の機器には、蓄熱槽１の蓄熱材２より放熱された熱を、放熱用熱媒体５と油系の熱媒体２７とを介して間接的に与えることができる。しかも、熱利用側の機器についても、一般的な油系の熱媒体２７の供給という要望を満たすことができる。
【０１１６】
［第１実施形態の第３応用例］
図５は第１実施形態の第３応用例を示す概要図である。
【０１１７】
なお、図５において、第１実施形態に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１１８】
本応用例の蓄熱システムは、第１実施形態と同様の構成において、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に回収される放熱用熱媒体５の温度を求める手段を、放熱用熱媒体５の温度を直接計測する温度計測器１１とする構成に代えて、蓄熱材２の温度を計測する温度計測器３５と、この温度計測器３５からの入力を基に回収される放熱用熱媒体５の温度を演算する演算器３６とにより構成したものである。
【０１１９】
ところで、図示しない放熱用熱媒体供給手段から供給される放熱用熱媒体５の初期温度が一定であれば、蓄熱材２の温度の高低に依存して、蓄熱材２と放熱用熱媒体５との温度差は決まる。又、蓄熱材２と放熱用熱媒体５との伝熱面積が一定であれば、蓄熱材２と放熱用熱媒体５との温度差の大小に依存して、蓄熱材２から放熱用熱媒体５への放熱速度は決まる。この放熱速度が決まれば、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に回収される放熱用熱媒体５の温度は算出できる。
【０１２０】
又、ある時点における蓄熱材２と放熱用熱媒体５との伝熱面積は、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの一本当たりの伝熱面積に、その時点で放熱用熱媒体５を流通させている放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数を掛けることで求めることができる。
【０１２１】
したがって、放熱用熱媒体５の初期温度と、蓄熱材２の温度と、放熱用熱媒体５を流通させている放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数の情報を基に、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に回収される放熱用熱媒体５の温度は演算可能になる。
【０１２２】
そこで、演算器３６には、前記の演算を行う演算式を入力しておく。
【０１２３】
又、演算器３６には、放熱用熱媒体５の初期温度も入力しておく。なお、放熱用熱媒体５について、初期温度の変動が想定される場合は、たとえば、放熱用熱媒体供給ライン８や分配管６に設けた図示しない温度計測器から放熱用熱媒体５の初期温度の実測値を入力するようにしてもよい。
【０１２４】
更に、演算器３６は、制御装置１２から、開操作状態となっている弁７ａ，７ｂ，７ｃの数、すなわち、放熱用熱媒体５を流通させている放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数の情報が入力されるようにしてある。
【０１２５】
したがって、演算器３６は、温度計測器３５より蓄熱材２の温度計測値が入力されると、その温度計測値と、放熱用熱媒体５の初期温度と、放熱用熱媒体５を流通している放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数の情報とを基に、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に回収される放熱用熱媒体５の温度を算出する。その後、その算出結果が、演算器３６から制御装置１２に送られる。
【０１２６】
したがって、本応用例においても、制御装置１２は、演算器３６より入力される放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後に回収される放熱用熱媒体５の温度の算出結果を基に、第１実施形態と同様の放熱処理を行うことができる。
【０１２７】
そのため、本応用例の蓄熱システムは、第１実施形態と同様に使用して、同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
なお、前記各実施形態の蓄熱システムは、蓄熱槽１に、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着する固相の蓄熱材２を機械的に剥落させるための固相剥落手段として、特許文献１に示されたと同様の機械的な固相剥落手段を備える構成としてもよい。固相剥落手段は、たとえば、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを通す伝熱管挿通穴が形成されたスライド板や、先端が先細となったスライド部材や、先端にベアリングを設けたスライド部材を、アクチュエータにより放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に沿わせて往復運動させて、固相となった蓄熱材２を機械的に放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面から剥落させる形式、等を採用すればよい。なお、この場合、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃごとに個別に往復運動する固相剥落手段を備えることが好ましい。
【０１２９】
又、本発明は、前記第１実施形態と各応用例にのみ限定されるものではなく、各図に示した蓄熱槽１の上下寸法や径寸法、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの太さ、その他の各部の寸法は、図示するための便宜上のものであり、実際の寸法を反映したものではない。
【０１３０】
第１応用例、第２応用例、第３応用例の構成を、任意の組み合わせで複数備えた構成としてもよい。
【０１３１】
蓄熱槽１は、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが側壁を貫通するように配置されている構成を示したが、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの配管経路は任意に設定してよい。又、蓄熱槽１の内部空間の上部寄りにおける放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの配管経路は、内部空間のサイズや形状等に応じて、図示した以外の任意の配管経路としてよい。
【０１３２】
弁７ａ，７ｂ，７ｃは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに対する放熱用熱媒体５の供給と供給停止との切り替えを行うことができれば、開閉弁、流量調節弁等、任意の形式の弁を用いるようにしてよい。
【０１３３】
弁７ａ，７ｂ，７ｃの下流側に１本ずつの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが接続された構成を示したが、弁７ａ，７ｂ，７ｃに複数本ずつの放熱用伝熱管を接続した構成としてもよい。
【０１３４】
又、蓄熱槽１に備える放熱用伝熱管の数は、蓄熱槽１のサイズ等に応じて２本、又は、４本以上としてもよい。なお、弁によって放熱用熱媒体５の供給と供給停止とを個別に切り替えることができる放熱用伝熱管の数が多ければ多いほど、蓄熱材２と放熱用熱媒体５との伝熱面積を増減するときの段階的な変化幅を小さくするという点では好ましい。
【０１３５】
又、放熱用熱媒体５を流通させる放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの数を切り替えたときに、熱負荷Ｘや熱負荷としての熱交換器Ｘ１に送られる放熱用熱媒体５の急な温度変化を緩和するという観点では、集合管９の容積は大きくすることが好ましい。
【０１３６】
放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、蓄熱槽１内に水平方向に配列された構成を示したが、図６（ａ）（ｂ）に示すように、上下に積層配置した構成としてもよい。
【０１３７】
蓄熱槽１の加熱手段３は、熱媒体流路１４に外部から加熱用熱媒体供給ライン１６と加熱用熱媒体戻しライン１７を接続した構成を示したが、加熱用熱媒体供給ライン１６と加熱用熱媒体戻しライン１７のいずれか一方又は双方を、蓄熱槽１の中を通して配置するようにしてもよい。
【０１３８】
蓄熱材２としては、例示した非共晶組成の２成分混合塩からなるものを用いることが好ましいが、蓄熱槽１の蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じるものであり、且つ固相の密度が液相の密度よりも大きいものであれば、単成分の塩（溶融塩）、非共晶組成の３成分以上の混合塩、共晶組成の複数成分の混合塩、その他、塩以外の任意の蓄熱材を用いるようにしてもよい。
【０１３９】
蓄熱温度範囲は、熱源、及び、熱負荷Ｘや、熱交換器Ｘ１に接続される熱利用機器の種類等に応じて自在に変更してよい。又、同様に、熱負荷Ｘや熱交換器Ｘ１に送る放熱用熱媒体５に所望される温度（送出熱媒体温度Ｔ０）も、自在に変更してよい。
【０１４０】
蓄熱槽１は、蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じる蓄熱材２を入れたものであることが好ましいが、相変化を生じない蓄熱材を入れたものであってもよい。
【０１４１】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１４２】
１  蓄熱槽、２  蓄熱材、３  加熱手段、４ａ，４ｂ，４ｃ  放熱用伝熱管、５  放熱用熱媒体、７ａ，７ｂ，７ｃ  弁、１１  温度計測器（放熱用熱媒体の温度を求める手段）、１２  制御装置、１９  固相剥落手段、３５  温度計測器（放熱用熱媒体の温度を求める手段）、３６  演算器（放熱用熱媒体の温度を求める手段）
【図１】
0006477249.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006477249.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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