(57)【要約】【課題】本発明は、短時間で効率よく熱回収することができる蓄熱式熱供給装置を提供することを目的とする。【解決手段】蓄熱式熱供給装置１は、固体と液体との状態変化により蓄熱する蓄熱体３と、蓄熱体３に直接接触することにより熱交換し、蓄熱体３よりも比重が小さく、蓄熱体３と混合しない熱交換媒体２とを収容する貯蔵容器４を備える。貯蔵容器４内には、水平方向に並んで配置される複数の供給孔８を介して蓄熱体３中に熱交換媒体２供給するマニホールド部６が設置されており、熱交換媒体２が蓄熱体３中を水平方向において均等に分布して通過する状態に近づけるように熱交換媒体３を分散する流量分散機構９が備えられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体と液体との状態変化により蓄熱する蓄熱体と、前記蓄熱体に直接接触することにより熱交換し、前記蓄熱体よりも比重が小さく、前記蓄熱体と混合しない熱交換媒体とを収容する貯蔵容器と、
前記熱交換媒体を前記貯蔵容器内に供給する供給経路と、
前記貯蔵容器内に収容された前記熱交換媒体を前記貯蔵容器の外部に排出する排出経路とを備える蓄熱式熱供給装置において、
前記貯蔵容器内の下部に設けられ、前記供給経路から流入する前記熱交換媒体を、水平方向に並んで配置される複数の供給孔を介して前記蓄熱体中に供給するマニホールド部と、
前記マニホールド部から供給される前記熱交換媒体が前記蓄熱体中を通過する状態を、当該熱交換媒体が当該蓄熱体中にて水平方向において均等に分布して通過する状態に近づけるように前記貯蔵容器内にて前記熱交換媒体を分散する流量分散機構とを備えることを特徴とする蓄熱式熱供給装置。
【請求項２】
前記流量分散機構は、前記マニホールド部内において、前記供給経路を通って前記熱交換媒体が流入する流入孔と前記複数の供給孔との間で、前記流入孔から流入した前記熱交換媒体を分散することで、前記複数の供給孔からそれぞれ供給される前記熱交換媒体の流量を均等に近づけることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式熱供給装置。
【請求項３】
前記流量分散機構は前記流入孔と前記複数の供給孔との間で前記マニホールド部内を区画するように配置された多孔板であることを特徴とする請求項２に記載の蓄熱式熱供給装置。
【請求項４】
前記流量分散機構は、前記供給経路を通って前記マニホールド部内に前記熱交換媒体が流入する流入孔からの流路距離が大きい位置にある前記供給孔ほど当該供給孔の孔径が大きくなるように形成された前記複数の供給孔として設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式熱供給装置。
【請求項５】
前記マニホールド部は、管状構造体として形成されていることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱式熱供給装置。
【請求項６】
前記マニホールド部は、前記供給経路から流入する前記熱交換媒体を、分岐する複数の管を介して前記複数の供給孔から前記蓄熱体中に供給する前記管状構造体として形成されていることを特徴とする請求項５に記載の蓄熱式熱供給装置。
【請求項７】
前記マニホールド部を複数備え、前記供給経路は前記複数のマニホールド部にそれぞれ前記熱交換媒体を分配する分岐経路を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の蓄熱式熱供給装置。
【請求項８】
前記流量分散機構は、前記熱交換媒体が通過可能な通過部を有する部材として形成されるとともに前記蓄熱体中において水平に配置され、前記熱交換媒体が前記蓄熱体中を水平方向において均等に分布して通過する状態に近づけるように前記通過部が形成されている熱伝導性の高い分散板であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の蓄熱式熱供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生した熱を蓄え、離れた場所に熱を輸送することができる蓄熱式熱供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場、例えば、製鉄所、ゴミ処理場等において発生する熱は工場付近の様々な施設に利用されている。また、工場の排熱を直接利用する形態では、排熱の発生が停止した際に熱を利用することができず、また、必要な熱量を超える排熱がなされた場合、超過した熱が無駄になるため、熱を貯蔵する装置を用いて工場で発生した熱を一時的に蓄熱体等に蓄えて、必要なときに蓄えた熱を利用することも可能である。さらに、その蓄熱体を輸送することにより、工場から離れた場所においても蓄えた熱を利用することもできる。
【０００３】
熱を貯蔵する装置として、蓄熱体の融解潜熱を利用する蓄熱装置が知られている（特許文献１参照）。この蓄熱装置の貯蔵容器にはエリスリトール等の蓄熱体とこの蓄熱体よりも比重が小さい油とが収容されている。油の比重のほうが小さく、油と蓄熱体とは混合しないため、上下に分離して収容される。油内と蓄熱体内とにパイプが配設され、それぞれ熱交換器に接続されている。一方のパイプから油を熱交換器に取込み、熱供給し、その熱供給された油をもう一方のパイプから蓄熱体内に排出している。排出された油は比重が小さいため、上部まで上昇する。上昇する間に、蓄熱体と油との直接接触により、熱交換される。以上の動作を繰り返すことで、蓄熱体に蓄熱されるようになっている。
【０００４】
また、蓄熱体に蓄熱された熱を回収する場合は、熱供給されていない油を蓄熱体内に配置されたパイプから排出する。そして、上部まで上昇する間に、蓄熱体と油との直接接触により、蓄熱された熱が上昇する油に供給される。この熱供給された油から熱交換器において熱を回収することで蓄熱した熱を利用することができる。以上の動作を繰り返すことで、蓄熱体に蓄熱された熱を回収することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８８９１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された蓄熱式熱供給装置は、熱が蓄えられた状態である蓄熱体から熱を回収する際、蓄熱体の下部に位置する複数の供給部からそれぞれ供給する熱交換媒体の供給流量に差がつきやすい。そのため、熱が回収されて固体状態となった蓄熱体が下部に沈殿することで形成される界面（液体部分と固体部分との界面）が水平に均一に広がるように形成されず、部分的に早く凝固が進む凝固ムラが生じることによって、蓄熱体中を上昇する熱交換媒体の流れを水平方向で偏らせてしまう虞があった。この場合、蓄熱体中において、熱交換媒体の流れが少ない部分では蓄熱体から直接熱回収することができないため、熱回収効率が低下し、結果として蓄熱式熱供給装置からの熱出力が低下する。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、熱回収運転時に所定時間、一定出力で蓄熱量に対する回収熱量を高くすることができる蓄熱式熱供給装置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及び効果】
【０００８】
本発明に係る蓄熱式熱供給装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の蓄熱式熱供給装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第１の特徴は、固体と液体との状態変化により蓄熱する蓄熱体と、前記蓄熱体に直接接触することにより熱交換し、前記蓄熱体よりも比重が小さく、前記蓄熱体と混合しない熱交換媒体とを収容する貯蔵容器と、前記熱交換媒体を前記貯蔵容器内に供給する供給経路と、前記貯蔵容器内に収容された前記熱交換媒体を前記貯蔵容器の外部に排出する排出経路とを備える蓄熱式熱供給装置において、前記貯蔵容器内の下部に設けられ、前記供給経路から流入する前記熱交換媒体を、水平方向に並んで配置される複数の供給孔を介して前記蓄熱体中に供給するマニホールド部と、前記マニホールド部から供給される前記熱交換媒体が前記蓄熱体中を通過する状態を、当該熱交換媒体が当該蓄熱体中にて水平方向において均等に分布して通過する状態に近づけるように前記貯蔵容器内にて前記熱交換媒体を分散する流量分散機構とを備えることである。
【００１０】
この構成によると、複数の供給孔から蓄熱体中に供給される熱交換媒体は、水平方向に分散され、蓄熱体中を水平方向において均等に分布した状態に近づいて通過し、蓄熱体の水平方向においてより均等に熱回収するため、蓄熱体から偏りを少なく熱回収することができる。したがって、一定出力で蓄熱量当りの高い熱回収能力を示すことができる。
【００１１】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第２の特徴は、前記流量分散機構は、前記マニホールド部内において、前記供給経路を通って前記熱交換媒体が流入する流入孔と前記複数の供給孔との間で、前記流入孔から流入した前記熱交換媒体を分散することで、前記複数の供給孔からそれぞれ供給される前記熱交換媒体の流量を均等に近づけることである。
【００１２】
この構成によると、流入孔から流入する熱交換媒体は、蓄熱体に供給される前にマニホールド部内で水平方向に分散され、その後各供給孔から均等に近づいた流量で蓄熱体中に供給されるため、蓄熱体から偏りを少なく熱回収することができる。したがって、マニホールド部上方の蓄熱体全体に熱交換媒体を均等に分布した状態に近づけて供給することができる。
【００１３】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第３の特徴は、前記流量分散機構は前記流入孔と前記複数の供給孔との間で前記マニホールド部内を区画するように配置された多孔板であることである。
【００１４】
この構成によると、熱交換媒体は、流入孔側から供給孔側へ多孔板を通過する際の流路抵抗により多孔板の通過を抑制されるため、多孔板で区画された流入孔側のマニホールド部内において水平方向に広がりやすくなる。このため、多孔板を通過した熱交換媒体は各供給孔からそれぞれ均等に近づいた流量で蓄熱体中に供給される。したがって、簡易な機構で各供給孔からそれぞれ均等に近づいた流量で熱交換媒体を蓄熱体中に供給することが可能である。
【００１５】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第４の特徴は、前記流量分散機構は、前記供給経路を通って前記マニホールド部内に前記熱交換媒体が流入する流入孔からの流路距離が大きい位置にある前記供給孔ほど当該供給孔の孔径が大きくなるように形成された前記複数の供給孔として設けられていることである。
【００１６】
この構成によると、流入孔からの流路距離が小さく圧力損失の少ない熱交換媒体は孔径の小さい供給孔から供給され、流入孔からの流路距離が大きく圧力損失が大きい熱交換媒体は孔径の大きい供給孔から蓄熱体へ供給されるため、熱交換媒体が各供給孔から均等に近づいた流量で蓄熱体中に供給される。したがって、供給孔の孔径を調節することで容易に各供給孔から熱交換媒体を均等に近づいた流量で供給することが可能である。
【００１７】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第５の特徴は、前記マニホールド部は、管状構造体として形成されていることである。
【００１８】
この構成によると、マニホールド部を、汎用的な構造である管状構造体として容易に形成することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第６の特徴は、前記マニホールド部は、前記供給経路から流入する前記熱交換媒体を、分岐する複数の管を介して前記複数の供給孔から前記蓄熱体中に供給する前記管状構造体として形成されていることである。
【００２０】
この構成によると、供給経路から流入した熱交換媒体は、分岐した複数の管状構造体からなるマニホールド部の各供給孔から蓄熱体中に供給されるため、蓄熱体の広い領域への熱交換媒体の供給を、熱交換媒体が管状構造体内を流れる流路距離を過剰に大きくすることなく行うことができる。したがって、熱交換媒体を蓄熱体中に効率よく供給することが可能である。
【００２１】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第７の特徴は、前記マニホールド部を複数備え、前記供給経路は前記複数のマニホールド部にそれぞれ前記熱交換媒体を分配する分岐経路を有することである。
【００２２】
この構成によると、熱交換媒体は分岐経路を介して各マニホールド部に供給され、各マニホールド部において各供給孔からそれぞれ均等に近づいた流量で蓄熱体中に供給される。したがって、蓄熱体全体に一つのマニホールド部で熱交換媒体を供給する場合に比べ、各マニホールド部で熱交換媒体を水平方向に均等分散すべき領域は狭くなるため、各マニホールド部における熱交換媒体の供給をより均等に近づけた状態で分散することができる。
【００２３】
また、本発明に係る蓄熱式熱供給装置における第８の特徴は、前記流量分散機構は、前記熱交換媒体が通過可能な通過部を有する部材として形成されるとともに前記蓄熱体中において水平に配置され、前記熱交換媒体が前記蓄熱体中を水平方向において均等に分布して通過する状態に近づけるように前記通過部が形成されている熱伝導性の高い分散板であることである。
【００２４】
この構成によると、蓄熱体中を上昇する熱交換媒体は、分散板を通過することで水平方向に均等に分布する状態に近づくため、分散板上方の蓄熱体全体において偏りが少なくなるように熱回収することができる。また、分散板による水平方向への熱伝導によっても蓄熱体の水平方向の熱回収を行うことができる。したがって、分散板を設置することで、熱交換媒体の供給時における水平方向の供給流量分布がある場合でも、効率よく熱回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
（第1実施形態）
本発明の実施形態に係る蓄熱式熱供給装置１は、可搬式の蓄熱式熱供給装置に好適に使用される。例えば、図１に示すように、熱を発生する工場６０とその熱を利用する施設７０とが互いに離れている場合に、熱を輸送する熱輸送システム等に適用される。蓄熱式熱供給装置１は、蓄熱式熱供給装置１に対し蓄熱・放熱をする熱交換器５ａ・５ｂに対して着脱可能となっており、トラック等の輸送機５０により、工場６０と施設７０との間を輸送されるようになっている。ここで、蓄熱とは、蓄熱体に熱を蓄えることであり、放熱とは蓄熱体に蓄えられた熱を回収する（取り出す）ことを言う。工場６０は、ごみ焼却場や発電所や製鉄所等であり、そこで発生する熱が熱交換器５ａを介して蓄熱式熱供給装置１に蓄えられる。また、施設７０は、温水プールや病院等の施設であり、蓄熱式熱供給装置１に蓄えられた熱が熱交換器５ｂを介して施設７０内の温調設備等に供給される。また、本発明の実施形態に係る蓄熱式熱供給装置１は可搬式のものに限られず、工場６０に固定して設置され、工場で発生した熱を一時的に蓄えて、工場付近の施設で利用する場合もある。
【００２７】
図２は、本発明の第1実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。蓄熱式熱供給装置１は、油２（熱交換媒体）とエリスリトール３（蓄熱体）とが収容された熱貯蔵容器４（貯蔵容器）と、熱貯蔵容器４内に油２を供給する供給管７（供給経路）と、熱貯蔵容器４外部に油２を排出する排出管１０（排出経路）と、内部に備えられた多孔板９（流量分散機構）により分散した油２を供給ノズル９（供給孔）からエリスリトール３中に供給するマニホールド６（マニホールド部）とを備えている。油２とエリスリトール３とは互いに混合せず、油２の比重はエリスリトール３の比重よりも小さいため、熱貯蔵容器４内では、上層に油２、下層にエリスリトール３とが互いに分離して収容されるようになっている。エリスリトール３の融点は約１１８度であり、室温状態では固体である。工場６０からの廃熱等を利用して熱供給された油２をエリスリトール３内に供給し、固体のエリスリトール３に熱を伝えることで、エリスリトール３は固体から液体に状態変化して蓄熱されるようになっている。蓄熱体はエリスリトール３に限られず、酢酸ナトリウム三水和塩（融点５８度）なども用いることができる。
【００２８】
油２は、供給管７により熱貯蔵容器４内に供給される。供給管７は、熱貯蔵容器４内に収容された油２が位置する熱貯蔵容器４の上層に熱貯蔵容器４の側面から水平方向に貫設されており、熱貯蔵容器４内の水平方向中央部においてＬ字型に折れ曲がり、油２とエリスリトール３の境界面を垂直に横切ってエリスリトール３内に進入し、熱貯蔵容器４の下部に配設されたマニホールド６（マニホールド部）に接続する。マニホールド６は地上面と水平に配設され、供給管７（供給経路）を通り供給管先端口７ａ（流入孔）から供給される油２を内部に収容することができ、上面に水平に並んで形成された同一孔径の複数の供給ノズル８（供給孔）からエリスリトール３内に油２を供給する。マニホールド３内は多孔板９（流量分散機構）により供給管先端口７ａと複数の供給ノズル８とが区画されている。
【００２９】
熱回収時において、マニホールド６から液体状態のエリスリトール３に供給された油２は、エリスリトール３内を浮力により上昇する。この際、油２は、エリスリトール３との直接接触により熱交換し、エリスリトール３に蓄えられた熱が油２に移動する。熱を回収して高温になった油２は熱貯蔵容器４の上部でエリスリトール３と分離した後、油回収容器１１により回収され、排出管１０（排出経路）を通って熱貯蔵容器４の外部に排出される。供給管７の接続口７ｂ及び排出管１０の接続口１０ｂは、外部に設置された熱交換器５ｂの接続口に着脱可能に接続されており、エリスリトール３から熱を回収した油２は排出管１０を通って熱交換器５ｂに供給され、熱交換器５ｂで熱回収された後、供給管７を通って再度熱貯蔵容器４内に供給される。
【００３０】
従来の蓄熱式熱供給装置の熱回収においては、エリスリトール３の下部に位置する複数の供給ノズル８から供給される油２の供給流量はそれぞれ均等ではないため、エリスリトール３の凝固ムラ等の発生によりエリスリトール３中を上昇する油２の流れを水平方向で偏らせてしまう虞があった。この場合、エリスリトール３中において、油２の流れが少ない部分ではエリスリトール３から直接熱回収することができないため、熱回収効率が低下し、結果として蓄熱式熱供給装置からの熱出力が低下していた。
【００３１】
図３は、図２に示すマニホールド断面の詳細を示す断面図である。本発明の第1実施形態では、供給管先端口７ａと前記複数の供給ノズル８との間でマニホールド６内を区画するように多孔板９が配置されている。多孔板９は油２を厚さ方向に通すことが可能であるが、油２が通過する際の流路抵抗となるものであり、例えば、微細な孔を複数形成した金属板やハニカム構造を有する板などである。多孔板９の流路抵抗のため、供給管先端口７ａから流入した油２は、マニホールド内における多孔板９で区画された供給管先端口７ａ側のブロックＡ（図３中Ａで示す領域）において大きな圧力損失を受けることなく水平方向に広がって分散し、油２の圧力が水平方向においてほぼ等しい状態で多孔板９を厚さ方向に通過する。これより、供給ノズル８側のブロックＢ（図３中Ｂで示す領域）に、油２が水平方向に均等に分散された状態で多孔板９を通過して流入し、水平方向に並んで配置される同形状の各供給ノズル８からそれぞれ均等な流量でエリスリトール３中に供給される。このようにエリスリトール３中に供給された油２は、エリスリトール３中を水平方向において均等に分布して上昇するため、凝固ムラ等の発生が抑制できる。したがって、エリスリトール３から偏りを少なく熱回収することができ、一定出力で蓄熱量当りの高い熱回収能力を示すことができる。また、短時間で効率のよい熱回収を行うことも可能である。
【００３２】
以上説明したように、マニホールド６内において、供給管先端口７ａと複数の供給ノズル８との間で、供給管先端口７ａから流入した油２を分散して、複数の供給ノズル８から供給される油２の流量をそれぞれ均等に近づけることにより、マニホールド６上方のエリスリトール３全体に油２を均等に分布した状態に近づけて供給することができる。また、供給管先端口７ａと複数の供給ノズル８とを区画するように配置された多孔板９を用いることにより、簡易な機構で各供給ノズル８からそれぞれ均等に近づいた流量で油２をエリスリトール３中に供給することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る蓄熱式熱供給装置について説明する。第２実施形態に係る蓄熱式熱供給装置は、マニホールド６内に流量分散機構である多孔板等を備えておらず、マニホールド６に形成された複数の供給ノズル８の孔径が異なる点で第１実施形態と相違する。尚、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００３４】
図４は、本発明の第２実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。マニホールド６は地上面と水平に配設され、供給管７を通り供給管先端口７ａから供給される油２を内部に収容することができ、上面に形成された孔径の異なる複数の供給ノズル８からエリスリトール３内に油２を供給する。供給ノズル８の孔径は供給管先端口７ａからの流路距離によって異なり、流路距離が大きいほど、孔径が大きくなるように形成されている。ここで、流路距離とは、異なる位置にある２点間を油が流れる最短経路の距離のことをいう。図５に、図４中のＡ断面の矢印方向から見たマニホールド６及び供給ノズル８を示す。供給管先端口７ａから流入した油２は、マニホールド６内において水平方向に分散する際、供給管先端口７ａに近い位置にある供給ノズル８からマニホールド６外に一部流出することで圧力損失を受けながら水平方向に分散することになる。また、油２はマニホールド６の内壁との摩擦により圧力損失を受ける。これらの圧力損失のため、供給管先端口７ａから水平方向で近い位置にある油２の圧力に比べ、供給管先端口７ａから遠い位置にある油２の圧力は低くなる。
【００３５】
本発明の第２実施形態では、供給管先端口７ａからの流路距離が小さい位置にある供給ノズル８の孔径よりも供給管先端口７ａからの流路距離が大きい位置にある供給ノズル８の孔径が大きくなるように、段階的に供給ノズル８の孔径が変化している。これより、全ての供給ノズル８の孔径が同一の場合に比べ、流路距離が小さい位置にある供給ノズル８からの供給流量と流路距離が大きい位置にある供給ノズル８からの供給流量との差を小さくすることができ、各供給ノズル８からより均等に近い状態で油２を供給することができる。このようにエリスリトール３中に供給された油２は、エリスリトール３中を水平方向において均等に近い流量に分布して上昇するため、凝固ムラ等の発生が抑制できる。したがって、エリスリトール３から偏りを少なく熱回収することができ、一定出力で蓄熱量当りの高い熱回収能力を示すことができる。
【００３６】
以上説明したように、各供給ノズル８の孔径を供給管先端口７ａからの流路距離が大きい位置にあるものほど大きくなるように調節することで、容易に水平方向に並んで配置される各供給ノズル８からそれぞれより均等に近い流量で油２をエリスリトール３中に供給することができる。
【００３７】
尚、本発明の第２実施形態では、供給ノズル８の孔径は、供給管先端口７ａからの流路距離の増加に伴って段階的に大きくなっているが、流路距離と孔径とが一対一で対応するように供給ノズル８の孔径を調節することで、それぞれの供給ノズル８から供給する油２の流量をより均等に近づけることが可能である。
【００３８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る蓄熱式熱供給装置について説明する。第３実施形態に係る蓄熱式熱供給装置は、マニホールド部であるマニホールド６が、複数のパイプ孔１３（供給孔）を有する単管パイプ１２（管状構造体）で形成されている点で第２実施形態と相違する。尚、第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００３９】
図６は、本発明の第３実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。単管パイプ１２は供給管７と一体に形成されており、熱貯蔵容器４の下部側面を水平方向に貫通し熱貯蔵容器４内の下部に地上面と水平に配設されている。単管パイプ１２は端部が閉塞されたものであり、配設された単管パイプ１２の上部に形成された孔径の異なる複数のパイプ孔１３からエリスリトール３内に油２を供給する。熱貯蔵容器４内の単管パイプ１２に油２が流入する位置にある流入孔１４からの流路距離によってパイプ孔１３の孔径は異なり、流路距離が大きいほど、孔径が大きくなるように形成されている。図７に、図６中の単管パイプ１２及びパイプ孔１３を示す。流入孔１４から流入した油２は、単管パイプ１２内において閉塞端１２ａ側に移動する過程で圧力損失を生じるため、流入孔１４付近に比べ、閉塞端１２ａ側に近いほど圧力が低くなる。
【００４０】
本発明の第３実施形態では、第２実施形態と同様に、流入孔１４からの流路距離が小さい位置にあるパイプ孔１３の孔径よりも流入孔１４からの流路距離が大きい位置にあるパイプ孔１３の孔径が大きくなるように複数のパイプ孔１３が形成されているため、各パイプ孔１３からより均等に近づいた流量で油２を供給することができ、一定出力で蓄熱量当りの高い熱回収能力を示すことができる。
【００４１】
以上説明したように、各供給孔から油２を均等に近づいた流量で供給することが可能なマニホールド部を汎用的に使用されるパイプ等の管状構造体を用いて形成することができるため、複雑な設計が不要となり、容易にマニホールド部を形成することができる。
【００４２】
また、図８に、本発明の第３実施形態の変形例である管状構造体を上方から見た図を示す。このように、油２を供給するためのパイプ孔１３が形成され、水平方向に曲がった状態のパイプ１２をマニホールド部として配設してもよい。この場合、より広範囲における油２の分散供給が可能となる。
【００４３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る蓄熱式熱供給装置について説明する。第４実施形態に係る蓄熱式熱供給装置は、複数の供給孔１３を形成した単管パイプ１２が複数の分岐パイプ１５（管状構造体）に分岐している点で第３実施形態と相違する。尚、第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００４４】
図９は、本発明の第４実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の貯蔵容器下部に配設された単管パイプ１２及び分岐パイプ１５からなるマニホールド部を上方から見た図である。単管パイプ１２は熱貯蔵容器４内で４本の分岐パイプ１５に分岐して配設されている。配設された単管パイプ１２及び分岐した４本の分岐パイプ１５の上部には、熱貯蔵容器４内の単管パイプ１２に油が流入する位置にある流入孔１４からの流路距離によって孔径の異なる複数のパイプ孔１３が、流路距離が大きいほど、孔径が大きくなるように形成されている。ここで、流路距離が大きいとは、油が流動する経路が分岐した場合においては同一の分岐した経路内で比較したときに流路距離が大きいことをいう。したがって、第３実施形態と同様に、各パイプ孔１３からそれぞれより均等に近づいた流量で油２を供給することができ、一定出力で蓄熱量当りの高い熱回収能力を示すことができる。
【００４５】
本発明の第４実施形態では、単管パイプ１２を分岐させて並列的に複数の分岐パイプ１５を配置することにより、油２をエリスリトール３内のより広い領域に供給することができる。この場合、経路を分岐せずに直列的にパイプをつないで広い領域に油を供給する場合に比べて、油２がパイプの末端まで流れるときの流路距離を小さくすることができ、その際に発生する油２の圧力損失を少なくすることができる。したがって、油２をエリスリトール３中に効率よく供給することが可能である。
【００４６】
また、本発明の第４実施形態のように、分岐前の単管パイプ１２内の油の流れ方向と分岐後の油２の流れ方向とが同じ場合に限られず、図１０に示すように、単管パイプ１２から複数のパイプ１５が垂直方向に分岐してもよい。
【００４７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る蓄熱式熱供給装置について説明する。第５実施形態に係る蓄熱式熱供給装置は、マニホールド６が２つに分割されており、供給管７が２本の分岐管１６、１７（分岐経路）に分岐してそれぞれ異なる分割マニホールド１８、１９（マニホールド部）に油２を供給している点で第１実施形態と相違する。尚、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００４８】
図１１は、本発明の第５実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。供給管７は、熱貯蔵容器４内に収容された油２が位置する熱貯蔵容器４の上層に熱貯蔵容器４の側面から水平方向に貫設されており、熱貯蔵容器４内の水平方向中央部で２本の分岐管１６、１７に分岐して、熱貯蔵容器４の下部に２つに分かれて配設された分割マニホールド１８、１９に接続する。分割マニホールド１８、１９は第１実施形態におけるマニホールド６と同様に、内部に多孔板９（流量分散機構）を備えており、上面に形成された同形状の複数の供給ノズル８（供給孔）からエリスリトール３内に油２を供給する。
【００４９】
本発明の第５実施形態では、分割マニホールド１８、１９から供給する油２により熱回収されるエリスリトール３の熱回収領域が限定され、それぞれの熱回収領域において分割マニホールド１８、１９の各供給ノズル８から供給流量を均等に近づけた状態でエリスリトール３中に油２が供給される。各分割マニホールド１８、１９は第１実施形態のマニホールド６に比べ、熱貯蔵容器４内下部に占める面積が小さく、分岐管１６、１７から供給された油２が分割マニホールド１８、１９内で水平方向に分散しやすくなる。したがって、分割マニホールド１８、１９の各供給ノズル８から供給される油２の流量を、それぞれの熱回収領域においてより均等に近づけた状態で分散することが可能となる。また、供給管７に流れる油は各分岐管１６、１７に均等に分配されて各分割マニホールド１８、１９に供給されるため、それぞれの分割マニホールド１８、１９からエリスリトール３に供給する油２の流量も等しくなり、エリスリトール３全体により均等に分布した状態で油２を供給することができる。
【００５０】
以上説明したように、エリスリトール３全体に一つのマニホールドで油２を供給する場合に比べ、各分割マニホールド１８、１９で油２を水平方向に均等分散すべき領域は狭くなるため、各分割マニホールド１８、１９における油２の供給をより均等に近づけた状態で分散することができる。
【００５１】
尚、本発明の第５実施形態の分割マニホールド１８，１９は、第２実施形態で示したような、供給ノズル８の孔径を変化させたマニホールドとしてもよく、また、第３実施形態で示したような、管状構造体を用いたものとしてもよい。また、マニホールドを２つに分割する場合に限られず、熱貯蔵容器４の下面の面積が大きい場合は、さらに複数に分割することも可能である。
【００５２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る蓄熱式熱供給装置について説明する。第６実施形態に係る蓄熱式熱供給装置は、油２を分散する流量分散機構が、マニホールド６内ではなく、その上方のエリスリトール３内に、油２が通過可能な複数の通過孔２０ａ、２１ａ（通過部）を有する多孔金属板２０、２１（分散板）として配置されている点で第１実施形態と相違する。尚、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００５３】
図１２は本発明の第６実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。エリスリトール３内においてマニホールド６の上方に２枚の多孔金属板２０、２１がそれぞれ異なる高さで水平に配置されている。図１３に、図１２中のＢ断面の矢印方向から見た多孔金属板２０を示す。多孔金属板２０には、水平方向中央部に供給管７が貫通する貫通孔２０ｂが形成されており、その周囲に複数の通過孔２０ａが一様に分布して形成されている。これらの通過孔２０ａは油が通過できるように形成されており、貫通孔２０ｂから遠い位置にある通過孔２０ａほどその孔径が大きくなるように形成されている。多孔金属板２１も同様に貫通孔２１ｂと通過孔２１ａが形成されている。
【００５４】
熱回収時において、マニホールド６の上面に複数形成された同一孔径の供給ノズル８からエリスリトール３中に油２を供給する。マニホールド６は流量分散機構を備えていないため、マニホールド６内において、供給管先端口７ａ近傍ほど油２の圧力損失が少なく、供給管先端口７ａから離れた位置ほど油２の圧力損失が大きくなる。このため、各供給ノズル８から供給される油２の流量はそれぞれ均等にはならず、供給管先端口７ａから離れた位置ほど流量は少なくなる。したがって、供給された油２は、水平方向に流量が不均一に分布した状態でエリスリトール３内を浮力により多孔金属板２０の位置まで上昇する。複数の供給ノズル８から供給される油２のうち、上昇して多孔金属板２０の通過孔２０ａが形成されていない部分に達した油２は上昇を妨げられて多孔金属板２０に沿って水平方向に広がり、近傍の通過孔２０ａから多孔金属板２０を通過して再度上昇する。一方、上昇して多孔金属板２０の通過孔２０ａの部分に達した油２は、その通過孔２０ａを通過しようとする油２の流量が過剰である場合には、その流量を保ったまま通過することはできず、過剰な油２は多孔金属板２０に沿って水平方向に広がり、他の通過孔２０ａから多孔金属板２０を通過することになる。
【００５５】
本発明の第６実施形態においては、マニホールド６の水平方向中央付近に位置する供給ノズル８から供給される油２の供給流量は多いため、この位置における油２の一部は多孔金属板２０により水平方向に広がって分散される。多孔金属板２０中央付近の通過孔２０ａの孔径は小さいため、さらに油２の水平方向への分散が助長される。水平方向中央から離れた位置においては、中央付近に比べて供給ノズル８から供給される油２の供給流量が少なく、通過孔２０ａの孔径も大きいため、油２の上昇が妨げられにくく、油２が水平方向に広がることは少ない。結果として、エリスリトール３中において油２の流量が多い領域から油２の流量が少ない領域に油２が分散する。多孔金属板２１においても同様に油２が分散される。
【００５６】
以上説明したように、エリスリトール３中を上昇する油２は、多孔金属板２０、２１を通過することで水平方向に均等に分布する状態に近づくため、多孔金属板２０の上方のエリスリトール３全体において偏りが少なくなるように熱回収する。また、多孔金属板２０、２１は、エリスリトール３よりも熱伝導性の高い金属であるため、水平方向への熱伝導が促進され、エリスリトール３の水平方向においてより均等に熱回収が行われる。したがって、多孔金属板２０、２１を設置することで、マニホールド６の各供給ノズル８から供給される油２の供給流量の違いによって起こるエリスリトール３中の油２の流れの偏りを抑制し、一定出力で蓄熱量当りの高い熱回収能力を示すことができる。
【００５７】
尚、本発明の第６実施形態のように、多孔金属板２０中央付近とその周囲とで通過孔２０ａの孔径が変化する場合に限られず、通過孔２０ａの孔径が全て同一でもよい。また、多孔金属板は貯蔵容器の高さ等を考慮して１枚または複数枚設置することが可能である。また、分散板として油２が繊維間を通過可能な金属製繊維物質などを用いることもできる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の蓄熱式供給装置を用いた熱輸送システムの全体概略図である。
【図２】本発明の第1実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る蓄熱式熱供給装置のマニホールドの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。
【図５】図４に示す第２実施形態に係る蓄熱式熱供給装置のマニホールドのＡ断面矢視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。
【図７】図６に示す第３実施形態に係る蓄熱式熱供給装置のパイプ及びパイプ孔を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る蓄熱式熱供給装置のマニホールド部の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る蓄熱式熱供給装置のマニホールド部を示す図である。
【図１０】第４実施形態に係る蓄熱式熱供給装置のマニホールド部の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の断面図である。
【図１３】図１２に示す第６実施形態に係る蓄熱式熱供給装置の多孔金属板のＢ断面矢視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    蓄熱式熱供給装置
２    油（熱交換媒体）
３    エリスリトール（蓄熱体）
４    熱貯蔵容器（貯蔵容器）
５ｂ  熱交換器（熱回収時）
６    マニホールド（マニホールド部）
７    供給管（供給経路）
８    供給ノズル（供給孔）
９    多孔板（流量分散機構）
１０  排出管（排出経路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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