(57)【要約】【課題】熱伝導率を向上させ、高効率で大能力の蓄熱体を提供する。【解決手段】蓄熱剤１と、九十九折形状を有する帯状の伝熱体２と、前記伝熱体２の側部周囲を覆う枠体４と、前記蓄熱剤１と前記伝熱体２と前記枠体４とを収納する角型のケーシング３とを備えたもので、枠体４で伝熱体２の形状を安定に保ち、九十九折形状の頂点から伝熱体２を通して蓄熱剤１全体に熱を伝えるため、効率的に蓄熱剤１から熱を出し入れすることができ、さらにケーシング３を角型形状にすることで、蓄熱体５を積層して用いることができ、実装時の蓄熱体５の容積率も向上することとなり、高効率で大能力の蓄熱体５を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱剤と、九十九折形状を有する帯状の伝熱体と、前記伝熱体の側部周囲を覆う枠体と、前記蓄熱剤と前記伝熱体と前記枠体とを収納する角型のケーシングとを備えた蓄熱体。
【請求項２】
枠体の少なくとも１辺に穴を配した請求項１に記載の蓄熱体。
【請求項３】
枠体の幅を伝熱体の折り曲げ高さより小さくした請求項１又は２に記載の蓄熱体。
【請求項４】
伝熱体を金網で形成し、前記金網を構成する線材の一方をケーシングの伝熱面に対し略垂直方向に向けた請求項1〜３のいずれか１項に記載の蓄熱体。
【請求項５】
枠体の断面を略コの字状とし、伝熱体の端部を、前記枠体の略コの字状断面で挟持する請求項1〜４のいずれか１項に記載の蓄熱体。
【請求項６】
伝熱体の端部折り曲げ部の高さを、枠体の幅より小さくした請求項1〜５のいずれか１項に記載の蓄熱体。
【請求項７】
枠体の少なくとも１辺の長手方向に溝を設けた請求項1〜６のいずれか１項に記載の蓄熱体。
【請求項８】
ケーシングを、三方を融着シールする袋状フィルムで形成した請求項1〜７のいずれか１項に記載の蓄熱体。
【請求項９】
伝熱体を、表面処理した銅製金網で形成した請求項1〜８のいずれか１項に記載の蓄熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯、空調および乾燥等に利用する蓄熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蓄熱体は、蓄熱剤と、非定形の金網からなる伝熱促進材とを、球状カプセルのケーシングに収納して構成していた。蓄熱体は、蓄熱槽に充填して用いられ、熱源で加熱した高温水を蓄熱槽に循環させることにより、蓄熱体に蓄熱し、放熱は、低温の市水を蓄熱槽に給水して球状の蓄熱体と熱交換した後、高温の湯として蓄熱槽から取り出して、給湯などの用途に供していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、上記特許文献１に記載された従来の蓄熱体の断面図と利用形態を示すもので、蓄熱体５は、蓄熱剤１と、伝熱体２と、蓄熱剤１、伝熱体２を収納する球状カプセルのケーシング３とから構成されている。
【特許文献１】特開平６−２８１３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の蓄熱体の構成では、球状カプセルのケーシング３の外側から加熱して、内部の蓄熱剤１を加熱して蓄熱するが、蓄熱剤１の熱伝導率が低いため、伝熱体２を用いて見かけの熱伝導率を向上させて用いるようにしている。
【０００５】
しかしながら、伝熱体２に非定形の金網を用い、ケーシング３に球状カプセルなどを用いているため、球状カプセルの中心部の蓄熱剤１にまで充分に熱が伝わらず効率が低く、さらに球状という幾何学的制約から、蓄熱槽１４内に充填する蓄熱体５の容積率も５０％程度と低くなるため、蓄熱能力も小さいなどの課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高効率で大能力の蓄熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄熱体は、蓄熱剤と、九十九折形状を有する帯状の伝熱体と、前記伝熱体の側部周囲を覆う枠体と、前記蓄熱剤と前記伝熱体と前記枠体とを収納する角型のケーシングとを備えたもので、枠体で伝熱体の形状を安定に保ち、九十九折形状の頂点から伝熱体を通して蓄熱剤全体に熱を伝えるため、効率的に蓄熱剤から熱を出し入れすることができ、さらにケーシングを角型形状にすることで、蓄熱体を積層して用いることができ、実装時の蓄熱体の容積率も向上することとなり、高効率で大能力の蓄熱体を実現することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蓄熱体は、ケーシング内部の蓄熱剤に熱を効率的に伝え、実装時の蓄熱体の容積率を大きくすることができ、高効率で大能力の蓄熱体を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、蓄熱剤と、九十九折形状を有する帯状の伝熱体と、前記伝熱体の側部周囲を覆う枠体と、前記蓄熱剤と前記伝熱体と前記枠体とを収納する角型のケーシングとを備えたもので、枠体で伝熱体の形状を安定に保ち、九十九折形状の頂点から伝熱体を通し
て蓄熱剤全体に熱を伝えるため、効率的に蓄熱剤から熱を出し入れすることができ、さらにケーシングを角型形状にすることで、蓄熱体を積層して用いることができ、実装時の蓄熱体の容積率も向上することとなり、高効率で大能力の蓄熱体を実現することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の枠体の少なくとも１辺に穴を配したもので、液状の蓄熱剤を枠体の穴から流し込んで、九十九折形状を有する帯状の伝熱体の周囲に所定の量の蓄熱剤を充填することができ、高効率で均一な性能を有する蓄熱体を実現することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の枠体の幅を伝熱体の折り曲げ高さより小さくしたもので、蓄熱体の伝熱面を加圧して伝熱体を枠体の幅まで圧縮して用い、均一な圧縮量を確保して密着性を向上することができ、伝熱面における伝熱体の接触抵抗を安定して低減することとなり、蓄熱体全体の熱伝導率を向上することができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の伝熱体を金網で形成し、前記金網を構成する線材の一方をケーシングの伝熱面に対し略垂直方向に向けたもので、伝熱面からの伝熱体までの熱通過距離が短くなり、蓄熱剤の充填量を大きく減量することなく蓄熱体の熱伝導率を向上させることができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の枠体の断面を略コの字状とし、伝熱体の端部を、前記枠体の略コの字状断面で挟持するもので、伝熱体の端部を構成する金網切断部の突起状線材を枠体で覆うこととなり、伝熱体の突起物がケーシングを破損するのを防止することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか一つの発明の伝熱体の端部折り曲げ部の高さを、枠体の幅より小さくしたもので、伝熱体の端部を枠体の内部に収納することとなり、伝熱体の突起物がケーシングを破損するのを防止することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか一つの発明の枠体の少なくとも１辺の長手方向に溝を設けたもので、枠体の変形を防止して伝熱体の形状を一定に保つこととなり、伝熱体の熱伝導率を安定して高く保つことができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明のケーシングを、三方を融着シールする袋状フィルムで形成したもので、１枚のフィルムで袋を形成しシール部の無い折り曲げ部を底としてケーシングを構成することとなり、蓄熱体の底からの蓄熱剤の漏れを防止して信頼性の高い蓄熱体を実現することができる。
【００１７】
第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか一つの発明の伝熱体を、表面処理した銅製金網で形成したもので、蓄熱剤による伝熱体の腐食を防止することとなり、熱伝導率が大きく耐久性に優れた蓄熱体を実現することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものでない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における蓄熱体の平面図及び断面図である。
【００２０】
図１において、本実施の形態における蓄熱体５は、銅などの熱伝導率の大きな帯状の材料を九十九折し、その側部周囲を平板状の枠体４で覆って形成された伝熱体２と、角型で、金属材料からなり伝熱体２を収納するケーシング３と、酢酸ナトリウム３水塩などから
なりケーシング３内に充填された蓄熱剤１から構成されている。
【００２１】
以上のように構成された本実施の形態における蓄熱体５について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、ケーシング３の表面の伝熱面を加熱すると、伝熱面近傍の蓄熱剤１は温度上昇し、融解温度に達して液状になる。この時、伝熱面から離れた距離にある内部の蓄熱剤１も、枠体４で形状を保たれた伝熱体２により加熱されて液状になるため、蓄熱体５全体に熱が伝わり、蓄熱剤１を融解し潜熱として蓄熱することとなる。
【００２３】
一方、蓄熱した蓄熱体５の伝熱面を冷却することにより、蓄熱の場合と逆の現象により、蓄熱体５の蓄熱剤１を凝固させて潜熱として放熱させることとなる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態によれば、蓄熱体５を、蓄熱剤１と、九十九折形状を有する帯状の伝熱体２と、伝熱体２の側部周囲を覆う枠体４とを角型のケーシング３に収納する構成とすることにより、伝熱体２の形状を安定に保ち、ケーシング３の伝熱面から蓄熱体５の内部に位置する蓄熱剤１に効率良く熱を伝えることができ、蓄熱体５全体の熱伝導率が向上し、蓄熱剤１を融解または凝固させて潜熱として大量の熱を利用することができ、さらに、ケーシング３の形状が角型なので、平板状の伝熱流路６と蓄熱体５の伝熱面を接触させて複数枚積層して用いることにより、装置に占める蓄熱体５の容積率も向上することができ、高効率で蓄熱能力の大きな蓄熱体５を実現することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における蓄熱体の断面図及び斜視図である。
【００２６】
本実施の形態における蓄熱体１５は、図２に示すように、枠体４の上部の辺４ａに複数個の穴１６を設けたもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態における蓄熱体１５の動作、作用を以下に説明する。
【００２８】
まず、伝熱体２の周囲を、上部を開放したケーシング３などで覆った状態で、液状の蓄熱剤１を、枠体４の上部の辺４ａに設けた穴１６から適量注ぎこみ、冷却凝固させた後ケーシング３の上部を脱気シールすることにより蓄熱剤１を伝熱体２の周囲に適量充填して成形することとなる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、枠体４の上部の辺４ａに穴１６を設けることにより、伝熱体２の形状を安定に保った状態で、枠体４の上部の辺４ａに設けた穴１６から液状の蓄熱剤１を適量充填して凝固成形することとなり、伝熱体２の周囲に適量の蓄熱剤１を凝固成形して、高効率の蓄熱体１５を安定して制作することができる。
【００３０】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における蓄熱体の断面図である。本実施の形態における蓄熱体２０は、図３（ａ）に示すように、枠体４の幅ａを、伝熱体２の折り曲げ高さｂより小さく構成し、九十九折形状を有した帯状の伝熱体２の折り曲げ部を、周囲を覆う枠体２の外側に位置させたもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
以上のように構成された蓄熱体２０について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
まず、蓄熱体２０の伝熱面を加圧して伝熱体２を圧縮し密着性を向上するとき、伝熱体２の周囲を折り曲げ高さｂより小さな幅ａの枠体４で覆い、蓄熱体２０の両側の伝熱面に接する伝熱流路６を一定の力で加圧していくと伝熱体２の折り曲げ高さｂは縮小していき、やがて枠体４にあたり幅ａと同じ高さになり圧縮長さを一定に保つことができる。さらに圧縮量が過大になった場合でも伝熱体２を圧縮しすぎて破損する事も無い。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、枠体４の幅ａを伝熱体２の折り曲げ高さｂより小さく構成することにより、伝熱体２の圧縮度合いを均一に保つこととなり、伝熱面における伝熱体２の密着性を均一な状態で向上し蓄熱体２０の熱伝導性能を向上させることができる。
【００３４】
（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における蓄熱体の断面図である。
【００３５】
本実施の形態における蓄熱体２５は、図４に示すように、蓄熱材１に熱を伝達する伝熱体２６を、帯状金網を九十九折して形成し、その周囲に枠体４を設けると共に、金網を構成する一方の線材２７を、ケーシング３の伝熱面に対し略垂直方向に配したもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
以上のように構成された蓄熱体２５について、以下その動作、作用を説明する。
【００３７】
まず、蓄熱体２５の伝熱面を加熱すると、伝熱体２６の金網を構成する線材２７を通して蓄熱体２５の内部の蓄熱剤１に熱を伝えるが、一方の線材２７を伝熱面に対し略垂直方向に配しているため、最短距離で熱が伝わり蓄熱体２５全体に効率良く伝熱することとなる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、線材２７をケーシング３の伝熱面に対し略垂直方向に配することにより、伝熱面から内部の蓄熱剤１に効率良く熱を伝えることとなり蓄熱体２５の伝熱性能を大幅に向上することができる。
【００３９】
（実施の形態５）
図５は、本発明の第５の実施の形態における蓄熱体の斜視図及び断面図である。
【００４０】
本実施の形態における蓄熱体３０は、帯状金網を用いて伝熱体２を構成し、図５に示すように、枠体４の断面を略コの字状に形成し、伝熱体２の帯状金網切断端部の線材突起物を、枠体４のコの字状断面で挟みこんで構成したもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
以上のように構成された本実施の形態における蓄熱体３０について、以下その動作、作用を説明する。
【００４２】
まず、伝熱体２に帯状金網を用いた場合、端部は、線材が切断され突起物として存在することになるが、本実施の形態のように、枠体４の断面をコの字状に形成し、伝熱体２の帯状金網切断端部の線材突起物を、略コの字状断面の枠体４で覆うことにより、突起物がケーシング３を破損することを防止することができる。
【００４３】
（実施の形態６）
図６は、本発明の第６の実施の形態における蓄熱体の断面図である。
【００４４】
本実施の形態における蓄熱体３５は、帯状金網を用いて伝熱体２を構成し、図６に示すように、伝熱体２の端部折り曲げ部３６の高さを、枠体４の幅より小さく形成して、枠体４の幅の外側に伝熱体２の端部折り曲げ部３６が飛び出ないように構成したもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
以上のように構成された蓄熱体３５について、以下その動作、作用を説明する。
【００４６】
まず、伝熱体２に帯状金網を用いた場合は、折り曲げ開始と終わりの部分に線材の切断部が生じ、この端部折り曲げ部３６の先端は、線材が切断された状態となるが、本実施の形態では、折り曲げ部３６の高さを、枠体４の幅より小さく形成しているので、切断部がケーシング３に接触することが無くなる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、伝熱体２の端部折り曲げ部３６の折り曲げ高さを枠体４の幅より小さく形成することにより、伝熱体２の端部が枠体４の幅より外側にはみ出すことがなく、伝熱体２の端部がケーシング３を破損して内部の蓄熱剤１が外部に漏洩するのを防止することができる。
【００４８】
（実施の形態７）
図７は、本発明の第７の実施の形態における蓄熱体の斜視図及び断面図である。
【００４９】
本実施の形態における蓄熱体４０は、図７に示すように、板状の枠体４の各辺の長手方向に溝４１を設けたもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
以上のように構成された蓄熱体４０について、以下その動作、作用を説明する。
【００５１】
まず、枠体４は、九十九折形状を有する帯状の伝熱体２の側部周囲を覆い、伝熱体２の形状を保っているが、蓄熱剤１の融解凝固に伴い枠体４に大きな力がかかるが、枠体４に設けた溝４１が、強度メンバーとして作用するため枠体４に大きな変形が生じない。
【００５２】
以上のように、本実施の形態によれば、板状の枠体４に溝４１を設けたことにより、大きな力が枠体４に作用しても、溝４１が枠体４の変形を防止することとなり、枠体４が伝熱体２の変形を防止することにより、蓄熱体４０が高い伝熱性能を維持することができる。
【００５３】
（実施の形態８）
図８は、本発明の第８の実施の形態における蓄熱体の平面図及び断面図である。
【００５４】
本実施の形態における蓄熱体４５は、図８に示すように、１枚のフィルムからなるケーシング３を折りたたみ、内部に蓄熱材１と伝熱体２と枠体４を収納した後、ケーシング３の３方を融着シールして構成されるもので、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
以上のように構成された蓄熱体４５について、以下その動作、作用を説明する。
【００５６】
まず、１枚のフィルムからなるケーシング３を折りたたみ、左右の２方を融着シールして袋を形成し、内部に蓄熱材１と伝熱体２と枠体４を収納した後、脱気し残りの１方を融着シールすることとなる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態によれば、ケーシング３の折りたたみ部３ａをケーシング３の底部とすることにより、蓄熱剤１のケーシング３からの漏れを防止することとなり信頼性の高い蓄熱体４５を実現することができる。
【００５８】
（実施の形態９）
図９は、本発明の第９の実施の形態における蓄熱体及びその線材の断面図である。
【００５９】
本実施の形態における蓄熱体５０は、図９に示すように、伝熱体２を銅製金網で形成すると共に、その金網を形成する線材５１の表面に耐食性の皮膜５２を設けて表面処理を施したもで、他の構成は、上記第1の実施の形態における蓄熱体と同一なので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
以上のように構成された本実施の形態における蓄熱体５０について、以下その動作、作用を説明する。
【００６１】
まず、伝熱体２の材料としては、熱伝導率の大きな銅などの材料が適しているが、蓄熱剤１に比熱の大きな酢酸ナトリウム３水塩を用いた場合は、銅を腐食させるので、本実施の形態では、錫鍍金などの表面処理を行って、錫の皮膜５２を形成して耐食性を向上させたものである。
【００６２】
以上のように、本実施の形態によれば、銅製の伝熱体２を錫鍍金して表面処理して、銅の表面に錫の皮膜５２を形成することにより、高い伝熱性能を維持して蓄熱剤１に対する耐食性を向上することができる。
【００６３】
また、表面処理としては、アルカリ処理などにより銅材の表面に酸化銅の皮膜５２を形成しても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる蓄熱体は、高効率で大能力の蓄熱が可能となるので、給湯、冷房、暖房、乾燥および産業用の廃熱回収装置などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における蓄熱体の平面図、（ｂ）同蓄熱体の断面図（Ａ−Ａ断面）、（ｃ）同蓄熱体の断面図（Ｂ−Ｂ断面）
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２における蓄熱体の断面図、（ｂ）同蓄熱体の斜視図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３における蓄熱体の断面図（圧縮前）、（ｂ）同蓄熱体の断面図（圧縮後）
【図４】本発明の実施の形態４における蓄熱体の断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態５における蓄熱体の斜視図、（ｂ）同蓄熱体の断面図（Ｃ−Ｃ断面）
【図６】本発明の実施の形態６における蓄熱体の断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態７における蓄熱体の斜視図、（ｂ）同蓄熱体の断面図（Ｄ−Ｄ断面）
【図８】（ａ）本発明の実施の形態８における蓄熱体の平面図、（ｂ）同蓄熱体の断面図（Ｅ−Ｅ断面）
【図９】（ａ）本発明の実施の形態９における蓄熱体の断面図、（ｂ）同蓄熱体の線材の断面図
【図１０】（ａ）従来の蓄熱体の断面図、（ｂ）同蓄熱体の利用形態を示す図
【符号の説明】
【００６６】
１    蓄熱剤
２、２６  伝熱体
３    ケーシング
４    枠体
４ａ  辺
５、１５，２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０  蓄熱体
６    伝熱流路
１６    穴
２７、５１  線材
３６    端部折り曲げ部
４１    溝
５２    皮膜
【図１】
2008261583.tif 000003
【図２】
2008261583.tif 000004
【図３】
2008261583.tif 000005
【図４】
2008261583.tif 000006
【図５】
2008261583.tif 000007
【図６】
2008261583.tif 000008
【図７】
2008261583.tif 000009
【図８】
2008261583.tif 000010
【図９】
2008261583.tif 000011
【図１０】
2008261583.tif 000012