(57)【要約】      （修正有）【課題】車両により熱供給側と熱利用側との間を移動し得るようにした潜熱蓄熱装置の蓄熱槽本体と熱供給側或は熱利用側の熱交換器との間を熱媒油が循環するようにした管路内に、熱媒油に同伴された潜熱蓄熱材が固化して溜まらないようにする。【解決手段】車両２４により熱供給側と熱利用側との間を搬送し得るようにした潜熱蓄熱槽３の潜熱蓄熱槽本体４と熱供給側或は熱利用側の熱交換器１７との間を熱媒油が循環するように設置した管路１９に、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１を設け、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１で加温装置により加温し融解した潜熱蓄熱材を潜熱蓄熱槽本体４へ戻す管路３５を設ける。【選択図】図１
2012112567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両により熱供給側と熱利用側との間を輸送し得るようにした潜熱蓄熱装置の、内部に潜熱蓄熱材及び熱媒油を貯留し得るようにした潜熱蓄熱槽本体と、
該潜熱蓄熱槽本体からの熱媒油を加熱する熱供給側、或は、前記潜熱蓄熱槽本体からの熱媒油により加熱される熱利用側に設けられた熱交換手段と、
前記潜熱蓄熱槽本体内の熱媒油回収管路及び熱媒油供給管路と熱交換手段とをカップリング継手を介して内部に熱媒油が循環するよう接続された潜熱蓄熱槽外の管路と、
該管路の所定位置に設けられた潜熱蓄熱材捕集加温融解装置と、
該潜熱蓄熱材捕集加温融解装置に接続されて加温により融解された液状の潜熱蓄熱材を前記潜熱蓄熱槽本体に戻す、潜熱蓄熱材送給手段を有する管路と、
を備えたことを特徴とする潜熱蓄熱材処理設備。
【請求項２】
潜熱蓄熱材捕集加温融解装置は、
下部に熱媒油が導入されるようにした管路が接続されると共に、上部に熱媒油が導出されるようにした管路が接続された槽本体と、
該槽本体の下部に接続した熱媒油を導入するための管路よりも下方において槽本体に捕集された潜熱蓄熱材を加温する加温装置とを備え、
槽本体の下部には、熱媒油に同伴されて槽本体に捕集され加温により融解した液状の潜熱蓄熱材を導出して潜熱蓄熱槽本体へ戻すための管路が接続されている請求項１に記載の潜熱蓄熱材処理設備。
【請求項３】
槽本体に捕集された潜熱蓄熱材の上面を検出するレベル検出器と、
前記槽本体に捕集された潜熱蓄熱材の温度を検出する温度検出器と、
レベル検出器で検出された潜熱蓄熱材の面が所定の高さになったら加温装置にオンの指令を与え、温度検出器で検出された潜熱蓄熱材の温度が所定の温度に達したら潜熱蓄熱材送給手段に起動指令を与える制御器を備えた
請求項１又は２に記載の潜熱蓄熱材処理設備。
【請求項４】
槽本体に捕集された潜熱蓄熱材の上面を検出するレベル検出器を備え、
レベル検出器で検出された潜熱蓄熱材の面が所定の高さになったら加温装置にオンの指令を与え、加温装置がオンになって所定時間経過したら潜熱蓄熱材送給手段に起動指令を与える制御器を備えた請求項１又は２に記載の潜熱蓄熱材処理設備。
【請求項５】
潜熱蓄熱材送給手段は潜熱蓄熱材ポンプである請求項１乃至４の何れかに記載の蓄熱材処理設備。
【請求項６】
加温装置は、電気ヒータジャケット、蒸気ヒータジャケツト、投げ込みヒータのうち任意の一つ或は二つ以上の組み合わせである請求項１乃至５の何れかに記載の潜熱蓄熱材処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００℃以下の低温廃熱を潜熱蓄熱材（ＰＣＭ：Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）に蓄え、熱を必要としている施設へトラック等の車両でオフライン輸送し再利用するようにした潜熱蓄熱装置に適用される潜熱蓄熱材処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、未利用エネルギを活用した「エネルギの有効利用」として、例えば、発電プラントや化学プラント等の工場、下水汚泥焼却プラント、ごみ焼却炉プラント等の熱源から発生する２００℃以下の低温廃熱を潜熱蓄熱材（ＰＣＭ）に蓄え、熱を必要としている病院やオフィス、公共施設等へ車両でオフライン輸送し利用するようにした潜熱蓄熱装置が提案されており、斯かる潜熱蓄熱装置の従来の例としては、特許文献１に示すような潜熱蓄熱装置がある。而して、この特許文献１の潜熱蓄熱装置の概要は図５、図６に示されている。
【０００３】
図５に示すように、潜熱蓄熱装置１は横置き型でコンテナ車等の車両に搭載された架台２に設置されており、潜熱蓄熱槽３を備えている。潜熱蓄熱槽３は、断面円筒形（正円）で長手方向両端を側板により閉塞された潜熱蓄熱槽本体４を備えており、潜熱蓄熱槽本体４内には、下部左右に位置して潜熱蓄熱槽本体４の軸線方向へ平行に延在する２本の熱媒油供給管路５が収納されていると共に、上部左右に位置して熱媒油供給管路５と平行に延在する２本の熱媒油回収管路６が収納されている（図６参照）。２本の熱媒油供給管路５は略同じ高さに位置しており、２本の熱媒油回収管路６も略同じ高さに位置している。
【０００４】
熱媒油供給管路５の一端部は盲板により閉塞されていると共に、熱媒油供給管路５の下端には長手方向へ一定間隔で、複数の孔５ａが穿設されており、熱媒油供給管路５の他端には管路７が接続されている。該管路７は上方へ向け立上がり、曲折して潜熱蓄熱槽本体４の一側の側板を貫通して潜熱蓄熱槽本体４の外部に延在している。
【０００５】
熱媒油回収管路６の一端部は盲板により閉塞されていると共に、熱媒油回収管路６の天端には長手方向へ一定間隔で、複数の孔６ａが穿設されており、熱媒油回収管路６の他端には水平な管路９が接続されている。該管路９は、潜熱蓄熱槽本体４の一側の側板を貫通して潜熱蓄熱槽本体４の外部に延在している。
【０００６】
潜熱蓄熱槽本体４内には、境界面１１が潜熱蓄熱槽本体４の略高さ方向中心近傍位置で且つ常時、熱媒油供給管路５の上方となるよう、潜熱蓄熱材１２が収納されていると共に、上面１３が熱媒油回収管路６の上端よりも常時上方となるよう、潜熱蓄熱槽本体４内の潜熱蓄熱材１２の上部には熱媒油１４が収納されている。
【０００７】
又、熱媒油１４の上面１３と潜熱蓄熱槽本体４内周の天端との間には、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４との間で、蓄熱、放熱が行なわれて潜熱蓄熱材１２、熱媒油１４の温度が変化し、その結果、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４の比重が変化して、潜熱蓄熱材１２の境界面１１や熱媒油１４の上面１３が昇降し、高さが変化してもその変位が吸収可能なように、熱媒油１４上面と潜熱蓄熱槽本体４内周の天端との間には、常時、空気層１５が確保されるようになっている。
【０００８】
潜熱蓄熱材１２としては、例えば、酢酸ナトリウム三水化物（融点５８℃）、水酸化バリウム（融点７８℃）、塩化マグネシウム（融点１１６℃）があり、熱媒油としては、例えば、工業用白油がある。
【０００９】
又、図５中、１６ａは、例えば、ごみ焼却プラント、下水汚泥焼却プラント、発電プラント、化学プラント、製鉄所等の熱源を備えた熱供給側、１６ｂは、病院、オフィス、公共施設等の熱利用側を示している。而して、熱供給側１６ａや熱利用側１６ｂには、熱交換器１７、熱交換器１７に管路１９を介して接続される熱媒油ポンプ１８、一端を熱媒油ポンプ１８に接続され且つ他端をカップリング継手８を介して管路９に着脱可能に接続される管路２０を備えている。又、熱供給側１６ａ又は熱利用側１６ｂは、一端を熱交換器１７に接続され且つ他端をカップリング継手１０を介して管路７に着脱可能に接続される管路２１を備えている。なお、管路２０，１９，２１の内部には、カップリング継手８，１０が連結を解かれている際にも熱媒油が充填され、漏れたり、空気が入ったりしないようになっている。
【００１０】
例えば、図５に示す状態で熱供給側１６ａにおいて、潜熱蓄熱槽本体４内の潜熱蓄熱材１２に潜熱を蓄熱する場合は、熱媒油ポンプ１８を駆動して、熱媒油１４を、潜熱蓄熱槽本体４と熱交換器１７との間に循環させ、熱供給側１６ａから発生する低温廃熱（蒸気、温水、高温空気、排ガス等の廃熱）を、熱交換器１７を介して熱媒油１４に伝える。
【００１１】
すなわち、潜熱蓄熱槽本体４内から複数の孔６ａを通して熱媒油回収管路６内へ回収された熱媒油１４は、熱媒油回収管路６、管路９，２０を通って熱媒油ポンプ１８へ導入され、熱媒油ポンプ１８から管路１９を通り熱交換器１７へ供給され、熱交換器１７において熱エネルギを取得し、熱エネルギを得た熱媒油１４は、管路２１，７、熱媒油供給管路５を通って、熱媒油供給管路５の下端の複数の孔５ａから固体状の潜熱蓄熱材１２内に供給される。
【００１２】
このため、熱媒油１４は潜熱蓄熱材１２との比重差により潜熱蓄熱材１２内を上昇し、潜熱蓄熱材１２を上昇する間に、熱媒油１４は潜熱蓄熱材１２との直接接触により熱交換して潜熱蓄熱材１２に熱を付与する。而して、固体状の潜熱蓄熱材１２は熱を与えられると徐々に液状化し、この相変化により潜熱蓄熱材１２には潜熱が蓄熱される。
【００１３】
比重差により上昇して潜熱蓄熱材１２から分離し、潜熱蓄熱槽本体４内において潜熱蓄熱材１２との境界面１１よりも上方に位置する熱媒油１４は、複数の孔６ａから熱媒油回収管路６内へ回収されて再び熱交換器１７へ供給され、熱交換器１７において加熱され、前述した手順により循環する。而して、潜熱蓄熱材１２全てが液状化した時点で潜熱蓄熱材１２に対する蓄熱は完了する。
【００１４】
熱利用側１６ｂで放熱を行なう場合には、図５に示す状態で熱利用側１６ｂにおいて熱媒油ポンプ１８を駆動し、熱媒油１４を、潜熱蓄熱槽本体４と熱交換器１７との間に循環させ、潜熱蓄熱材１２に蓄えられていた潜熱により熱媒油１４を直接接触により加熱する。このため、熱を与えられた熱媒油１４は、熱交換器１７に供給されてその熱は熱利用側１６ｂの熱媒体（水、空気、ガス等）に伝えられ、空調（暖房・冷房）・給湯用熱源として利用される。このときの熱媒油１４の潜熱蓄熱槽本体４と熱交換器１７との間の流れは熱供給側１６ａの場合と同様であるが、熱媒油１４は潜熱蓄熱材１２から熱を受ける点で、熱供給側１６ａの場合と異なる。潜熱蓄熱材１２は、熱媒油１４に潜熱を放出して温度降下すると共に固体化し、放熱を完了する。
【００１５】
而して、図５、図６に示す潜熱蓄熱装置１は、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４とを直接接触熱交換を行っているため、従来の同様なシステムと比較して高出力であると共に、潜熱蓄熱材１２の温度低下が少ないため、エネルギロスも少なく、潜熱蓄熱材１２を利用しているため、高密度の蓄熱が可能であり、又、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４は直接接触であるため、両者を同一の潜熱蓄熱槽本体４に貯留でき、従って、潜熱蓄熱槽本体４の構造がシンプルである、等の利点がある。
【００１６】
一方、未利用エネルギを活用した「エネルギの有効利用」として、例えば、発電プラントや化学プラント等の工場、下水汚泥焼却プラント、ごみ焼却プラント等の熱源から発生する低温廃熱（２００℃）を、潜熱蓄熱材（ＰＣＭ）に蓄え、熱を必要としている病院やオフィス、公共施設等へ車両でオフライン輸送し、利用することができる他の潜熱蓄熱装置の例としては、特許文献２、３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−１８３０４３号公報
【特許文献２】ＷＯ０３／０１９０９９公報
【特許文献３】特開２００８−１７００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記図５、図６の潜熱蓄熱装置１の潜熱蓄熱槽本体４内における熱媒油１４と潜熱蓄熱材１２の挙動を図７〜図９により説明すると、蓄熱時においても放熱時においても、正常時には、図７に示すように、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４は、潜熱蓄熱槽本体４内において比重差によりきれいに分離しており、且つ、潜熱蓄熱材１２の上面である境界面１１は、熱媒油回収管路６の下面から離反した下方位置にある。このため、熱媒油供給管路５から潜熱蓄熱槽本体４に送出された熱媒油１４が速度ベクトルＡで潜熱蓄熱材１２内を上昇しても、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４との比重差が保持される結果、潜熱蓄熱材１２は熱媒油１４に同伴されない。このため、潜熱蓄熱材１２は熱媒油回収管路６に流入せず、潜熱蓄熱材１２が熱媒油回収管路６内を通り、潜熱蓄熱槽本体４の外部に流出することはない。なお、図７中、Ｌは熱媒油回収管路６下端から潜熱蓄熱材１２の境界面１１までの熱媒油層の間隔である。
【００１９】
しかし、図８に示すように、熱媒油供給管路５から送出された、潜熱蓄熱材１２内を上昇する熱媒油１４の流量が何等かの原因で変化して流量が異常に上昇し、熱媒油１４の速度ベクトルがＡ（図７参照）から上昇してＡ’になると、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４との比重差による分離が崩れる結果、潜熱蓄熱材１２は熱媒油１４に同伴されて熱媒油回収管路６から潜熱蓄熱槽本体４の外部へ流出する虞がある。
【００２０】
又、図９に示すように、熱媒油供給管路５に閉塞部Ｂが形成されて熱媒油供給管路５のいくつかの孔５ａ（図５、図６参照）が詰まると、詰まっていない孔５ａから流出して潜熱蓄熱槽本体４内の潜熱蓄熱材１２を上昇する熱媒油１４の速度ベクトルＡが局所的に上昇し、この場合にも、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４との比重差による分離が崩れる結果、潜熱蓄熱材１２は熱媒油１４に同伴されて熱媒油回収管路６から潜熱蓄熱槽本体４の外部へ流出する虞がある。
【００２１】
而して、潜熱蓄熱槽本体４内において熱媒油回収管路６へ流入し、熱媒油回収管路６から管路１９へ流出した潜熱蓄熱材１２は、管路１９〜管路２１を流れている間に温度が低下して固体化し、管路１９〜管路２１に滞留する虞がある。
【００２２】
この状態を図１０〜図１２をも参照しつつ説明する。なお、図中、２２，２３は温度検出器、２４は潜熱蓄熱槽３が設置された架台２を搭載した車両である。すなわち、上述のごとく、熱供給側１６ａにおいて、潜熱蓄熱装置１と熱交換器１７との間において熱媒油１４を循環させ、潜熱蓄熱材１２へ蓄熱が完了すると、熱媒油ポンプ１８を停止させ、カップリング継手８，１０の部分で、潜熱蓄熱装置１の管路９，７を熱供給側１６ａの管路２０，２１から切り離す（図１０、図１１参照）。
【００２３】
而して、潜熱蓄熱装置１は車両２４により熱供給側１６ａから熱利用側１６ｂへ輸送され、カップリング継手８，１０を介して、管路９，７を熱利用側１６ｂの管路２０，２１に連結し、上述したように潜熱蓄熱槽本体４内の熱媒油１４を潜熱蓄熱装置１と熱利用側１６ｂの熱交換器１７との間に循環させて、潜熱蓄熱材１２の熱を熱交換器１７へ与え、所定の放熱が終了したら、カップリング継手８，１０を介して管路９，７を熱利用側１６ｂの管路２０，２１から切り離して、潜熱蓄熱装置１を熱利用側１６ｂから再び分離し、熱供給側１６ａへ戻って、カップリング継手８，１０を介し管路９，７を熱供給側１６ａの管路２０，２１に再び接続し、上述した手順により潜熱蓄熱材１２へ次回の蓄熱を行う（図１２参照）。
【００２４】
而して、例えば、熱供給側１６ａで蓄熱終了直後に熱媒油１４に同伴されて潜熱蓄熱材１２が熱供給側の管路１９，２０，２１側へ流出した場合、管路１９，２０，２１内は潜熱蓄熱材１２の融点以上の温度であるため、流出した潜熱蓄熱材１２は液状である。この場合、次回の蓄熱開始時に管路１９，２０，２１内の温度が潜熱蓄熱材１２の融点以上であれば、潜熱蓄熱材１２は液状のままであるため、熱媒油ポンプ１８の駆動により、潜熱蓄熱材１２は、潜熱蓄熱装置１の潜熱蓄熱槽本体４と熱供給側１６ａの熱交換器１７との間で循環が可能である。
【００２５】
しかし、大気への放散熱等により、管路１９，２０，２１内が融点以下になってしまうと、管路１９，２１のＵ字状部１９ａ，２１ａ等に沈降した潜熱蓄熱材１２は、固体状になって閉塞部Ｂが生じるため、次回の蓄熱を行うに際し、管路１９，２１等が閉塞し、熱媒油１４が循環できなくなって蓄熱不能になる虞がある。斯かる事情は特許文献１の潜熱蓄熱装置だけではなく、特許文献２，３の潜熱蓄熱装置においても同様である。
【００２６】
又、熱利用側１６ｂの熱交換器１７で放熱後の熱媒油１４の温度は低下して融点未満であるため、熱媒油１４に同伴して潜熱蓄熱槽本体４外へ流出した潜熱蓄熱材１２は固体状となる。従って、管路１９，２１のＵ字状部１９ａ，２１ａ等に固体状の潜熱蓄熱材１２が徐々に沈積し、管路１９，２０，２１等が閉塞して放熱できなくなる虞がある。なお、図１０〜図１２においては、蓄熱する場合について説明しているが、放熱の場合も潜熱蓄熱装置と熱交換器との間の姿は図１１〜図１２に示すようになる。
【００２７】
更に、図５、図６に示す特許文献１の場合は勿論、特許文献２、３においても、潜熱蓄熱装置は、熱供給側と熱利用側との間において車両により、輸送する必要がある。しかるに、道路には重量制限があり、１台の潜熱蓄熱槽によりできるだけ多量の潜熱を運搬したいとすると、潜熱蓄熱槽本体内にはできるだけ多量の潜熱蓄熱材を充填し、熱媒油の充填量を少量にする必要がある。しかるに、図８、図９で説明したように、潜熱蓄熱槽本体４内の潜熱蓄熱材１２は、熱媒油１４に同伴されて熱媒油回収管路６から潜熱蓄熱槽本体４外部へ流出する虞があるため、潜熱蓄熱槽本体４内における熱媒油回収管路６下端から潜熱蓄熱材１２の境界面１１までの熱媒油層の間隔Ｌ（図７参照）を十分に採る必要がある。従って、潜熱蓄熱材１２の潜熱蓄熱槽本体４に対する充填量を十分にできないうえ、潜熱蓄熱材１２の潜熱蓄熱槽本体４からの流出により、潜熱蓄熱槽本体４内の潜熱蓄熱材１２の蓄熱容量が低下する。
【００２８】
更に又、特許文献１〜３においては、何れも、潜熱蓄熱槽本体から潜熱蓄熱材が外部に流出するのを防止する手段は設けてはいるが、熱媒油の潜熱蓄熱材内の上昇速度が異常に大きくなった場合、流出を完全に防止することはできず、何等かの原因で潜熱蓄熱材が潜熱蓄熱槽本体外へ流出した場合には、上記した問題が生じる虞がある。
【００２９】
本発明は上記実情に鑑み、熱供給側における蓄熱時や、熱利用側における放熱時に関係なく、熱媒油循環のために潜熱蓄熱装置の潜熱蓄熱槽と熱供給側或は熱利用側の熱交換器を接続する管路内に固体状の潜熱蓄熱材が沈積しないようにすること、潜熱蓄熱槽本体内に充填される潜熱蓄熱材の熱容量をできるだけ多量にすることを目的としてなしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の請求項１の潜熱蓄熱材処理設備は、
車両により熱供給側と熱利用側との間を輸送し得るようにした潜熱蓄熱装置の、内部に潜熱蓄熱材及び熱媒油を貯留し得るようにした潜熱蓄熱槽本体と、
該潜熱蓄熱槽本体からの熱媒油を加熱する熱供給側、或は、前記潜熱蓄熱槽本体からの熱媒油により加熱される熱利用側に設けられた熱交換手段と、
前記潜熱蓄熱槽本体内の熱媒油回収管路及び熱媒油供給管路と熱交換手段とを、カップリング継手を介して内部に熱媒油が循環するよう接続された潜熱蓄熱槽外の管路と、
該管路の所定位置に設けられた潜熱蓄熱材捕集加温融解装置と、
該潜熱蓄熱材捕集加温融解装置に接続されて加温により融解された液状の潜熱蓄熱材を前記潜熱蓄熱槽本体に戻す、潜熱蓄熱材送給手段を有する管路と、
を備えたものである。
【００３１】
本発明の請求項２の潜熱蓄熱材処理設備においては、
潜熱蓄熱材捕集加温融解装置は、
下部に熱媒油が導入されるようにした管路が接続されると共に、上部に熱媒油が導出されるようにした管路が接続された槽本体と、
該槽本体の下部に接続した熱媒油を導入するための管路よりも下方において槽本体に捕集された潜熱蓄熱材を加温する加温装置とを備え、
槽本体の下部には、熱媒油に同伴されて槽本体に捕集され加温により融解した液状の潜熱蓄熱材を導出して潜熱蓄熱槽本体へ戻すための管路が接続されているものである。
【００３２】
本発明の請求項３の潜熱蓄熱材処理設備は、
槽本体に捕集された潜熱蓄熱材の上面を検出するレベル検出器と、
前記槽本体に捕集された潜熱蓄熱材の温度を検出する温度検出器と、
レベル検出器で検出された潜熱蓄熱材の面が所定の高さになったら加温装置にオンの指令を与え、温度検出器で検出された潜熱蓄熱材の温度が所定の温度に達したら潜熱蓄熱材送給手段に起動指令を与える制御器を備えている。
【００３３】
本発明の請求項４の潜熱蓄熱材処理設備は、
槽本体に捕集された潜熱蓄熱材の上面を検出するレベル検出器を備え、
レベル検出器で検出された潜熱蓄熱材の面が所定の高さになったら加温装置にオンの指令を与え、加温装置がオンになって所定時間経過したら潜熱蓄熱材送給手段に起動指令を与える制御器を備えたものである。
【００３４】
請求項５の潜熱蓄熱材処理設備においては、潜熱蓄熱材送給手段は潜熱蓄熱材ポンプであり、請求項６の潜熱蓄熱材処理設備においては、加温装置は、電気ヒータジャケツト、蒸気ヒータジャケット、投げ込みヒータのうち任意の一つ或は二つ以上の組み合わせとする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の請求項１〜６記載の潜熱蓄熱材処理設備によれば、熱供給側における蓄熱や熱利用側の放熱に関係なく、熱媒油循環のために潜熱蓄熱槽本体内の熱媒油回収管路及び熱媒油供給管路と熱供給側或は熱利用側の熱交換器手段とを接続する管路内に固体状の潜熱蓄熱材が溜まらないようにすることができると共に、管路内等に固体状の潜熱蓄熱材が滞留している場合でも、この潜熱蓄熱材を融解して潜熱蓄熱槽本体内に戻すことができるため、潜熱蓄熱槽本体内に充填される潜熱蓄熱材が減少することを防止でき、延いては潜熱蓄熱材の熱容量の減少を防止することができて、経済的にも有利である、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の潜熱蓄熱材処理設備の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の設備に適用する潜熱蓄熱材捕集加温融解装置の斜視図である。
【図３】本発明の潜熱蓄熱材処理設備の実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【図４】図３の設備に適用するを示す潜熱蓄熱材捕集加温融解装置の概略側面図である。
【図５】従来の潜熱蓄熱装置の一般的な例を示す概略側面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。
【図７】図５の潜熱蓄熱装置の潜熱蓄熱槽本体内における熱媒油と潜熱蓄熱材の挙動の状態を説明するための概念図で、熱媒油の上昇が正常な場合の概念図である。
【図８】図５の潜熱蓄熱装置の潜熱蓄熱槽本体内における熱媒油と潜熱蓄熱材の挙動の状態を説明するための概念図で熱媒油の上昇が異常な場合の概念図である。
【図９】図５の潜熱蓄熱装置の潜熱蓄熱槽本体内における熱媒油と潜熱蓄熱材の挙動の状態を説明するための概念図で、潜熱蓄熱槽本体内における熱媒油供給管路に詰りが生じた場合の概念図である。
【図１０】一般的な潜熱蓄熱装置を設けて蓄熱或は放熱を行なう場合の概要を示す側面図である。
【図１１】図１０に示す潜熱蓄熱装置の蓄熱終了後或は放熱終了後に車両に搭載された架台に設置された潜熱蓄熱装置が熱供給の熱交換器から切り離された場合の概要を示す側面図である。
【図１２】一般的な潜熱蓄熱装置を設けて次回の蓄熱或は放熱を行なう場合の概要を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【実施例１】
【００３８】
以下、本発明の潜熱蓄熱材処理設備の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、図２は本発明の実施の形態の一例であり、図中、図５等に示す符号と同一のものには同一の符号を付してある。本実施の形態においては、基本的な構成は図５に示すものと略同様な構成で、管路系統も基本部分は図５の場合と略同様である。又、潜熱蓄熱槽本体４の内部の配置も図５の場合と同様である。而して、本実施の形態において特長とするところは、熱供給側１６ａ或は熱利用側１６ｂの熱交換器１７と熱媒油ポンプ１８とに接続された管路１９の中途部に、熱媒油１４に同伴されて熱媒油回収管路６から流出した潜熱蓄熱材１２を捕集して、加温し、液状にした潜熱蓄熱材１２を潜熱蓄熱槽本体４（図５参照）へ戻すための潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１を設けたことである。
【００３９】
潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１は、円筒状の槽本体３２と、槽本体３２の下部外周に装着されて槽本体３２所定高さまで延在する電気ヒータジャケット、蒸気ヒータジャケット等の加温装置３３を備えている。又、管路１９は中途部で分割され、分割された管路１９のうち潜熱蓄熱材送給方向Ｄに対して上流側の管路１９の潜熱蓄熱材送給方向Ｄ下流側端部は、加温装置３３の上端部よりも若干上方の位置において、槽本体３２の側部に接続されている。更に、分割された管路１９のうち、潜熱蓄熱材送給方向Ｄ下流側の管路１９の潜熱蓄熱材送給方向Ｄ上流側端部は、槽本体３２の上端位置近傍において、槽本体３２の下方外周に接続された前記上流側の管路１９の接続部に対して平面視で１８０度位相が異なるよう、槽本体３２の外周に接続されている。
【００４０】
更に、槽本体３２の下部外周には、加温装置３３を貫通して、中途部に潜熱蓄熱材ポンプ３４が設けられた管路３５が接続されている。又、図１に点線で示すように、潜熱蓄熱槽３の潜熱蓄熱槽本体４内における下部には、熱媒油供給管路５と同様の構造で、長手方向へ所定の間隔で底面に潜熱蓄熱材１２戻し用の孔が形成された潜熱蓄熱材戻し管路３６が設置されている。又、潜熱蓄熱材戻し管路３６の端部には、上方へ立ち上がる管路３７が接続されている。更に、３８は管路３５の潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１から離反した側の先端と、管路３７とを接続するフレキシブル管であり、フレキシブル管路３８と管路３７の接続及びフレキシブル管路３８と管路３５との接続は、カップリング継手３９，４０により行い得るようになっている。
【００４１】
なお、図１の図示例では、管路２０，２１の潜熱蓄熱槽３側は、管路９，７との連結を容易に行ない得るよう、フレキシブルなものとしている。又、図２中、４１は槽本体３２内に溜まった潜熱蓄熱材１２の高さを検出するためのレベル検出器、４１ａ，４１ｂはレベル検出器４１のセンサ本体、４２は槽本体３２内底部近傍の温度を測定する温度検出器、４３はレベル検出器４１及び温度検出器４２からの信号により、潜熱蓄熱材ポンプ３４に起動停止指令を与えると共に、加温装置３３にオン・オフ指令を与える制御器である。更に、レベル検出器４１により検出されるのは潜熱蓄熱材１２の液面、つまり境界面であり、熱媒油１４の液面は検出されないが、これは潜熱蓄熱材１２の比重より軽く、且つ熱媒油１４の比重より重いフロートであるレベル検出センサを用いるためである。
【００４２】
以下、本図示例の作動について、図５をも参照しつつ説明する。
例えば、熱供給側１６ａにおいて潜熱蓄熱材１２に潜熱を蓄熱する場合は、図１に示すように、カップリング継手１０を介して管路７と管路２１のフレキシブル部を連結し、カップリング継手８を介して管路９と管路２０のフレキシブル部を連結し、カップリング継手３９を介して管路３７とフレキシブル管路３８を連結し、継手４０を介してフレキシブル管路３８と管路３５を連結する。
【００４３】
この状態で、図５において説明したように、熱供給側１６ａにおいては、熱媒油ポンプ１８を駆動して、熱媒油１４を、潜熱蓄熱槽本体４と熱交換器１７との間に循環させ、熱供給側１６ａから発生する低温廃熱（蒸気、温水、高温空気、排ガス等の廃熱）を、熱交換器１７を介して熱媒油１４に伝える。
【００４４】
すなわち、潜熱蓄熱槽本体４内から複数の孔６ａを通して熱媒油回収管路６内へ回収された熱媒油１４は、熱媒油回収管路６、管路９，２０を通って熱媒油ポンプ１８へ導入され、熱媒油ポンプ１８から管路１９、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１、管路１９を通り熱交換器１７へ供給され、熱交換器１７おいて熱エネルギを取得し、熱エネルギを得た熱媒油１４は、管路２１，７、熱媒油供給管路５を通って、熱媒油供給管路５の下端の複数の孔５ａから潜熱蓄熱材１２内に供給される。
【００４５】
このため、熱媒油１４は潜熱蓄熱材１２との比重差により潜熱蓄熱材１２内を上昇し、潜熱蓄熱材１２を上昇する間に、熱媒油１４は潜熱蓄熱材１２との直接接触により熱交換して潜熱蓄熱材１２に熱を付与する。而して、固体状の潜熱蓄熱材１２は熱を与えられると徐々に液状化し、この相変化により潜熱蓄熱材１２には潜熱が蓄熱される。
【００４６】
比重差により上昇して潜熱蓄熱材１２から分離し、潜熱蓄熱槽本体４内において潜熱蓄熱材１２との境界面１１よりも上方に位置する熱媒油１４は、複数の孔６ａから熱媒油回収管路６内へ回収されて再び熱交換器１７へ供給され、熱交換器１７において加熱され、前述した手順により循環する。而して、潜熱蓄熱材１２全てが液状化した時点で潜熱蓄熱材１２に対する蓄熱は完了する。
【００４７】
蓄熱時に熱媒油１４が潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１の槽本体３２に導入される際には、当該熱媒油１４は熱媒油１４入側の下部に接続されている管路１９から槽本体３２内下部近傍に水平方向へ向けて導入され、急激に流路を拡大されることにより線速度が低下して上昇流となり、槽本体３２の上部に接続されている管路１９から熱交換器１７へ送給される。
【００４８】
潜熱蓄熱槽本体４内の熱媒油回収管路６から管路９，２０，１９を通り、槽本体３２に導入された熱媒油１４に何等かの原因により潜熱蓄熱材１２が同伴されている場合には、潜熱蓄熱材１２は、槽本体３２内へ水平方向から導入された熱媒油１４が急激に動圧偏重から静圧増加に変換され、つまり流速を低速に変えて上昇流となる際に、熱媒油１４から比重差により分離されて槽本体３２に捕集される。すなわち、潜熱蓄熱材１２と熱媒油１４とには比重差があり、且つ、潜熱蓄熱材１２の比重は熱媒油１４の比重よりも大きいため、槽本体３２内において熱媒油１４が上昇流になる際に、潜熱蓄熱材１２は熱媒油１４と同伴している際の速度エネルギが低下することで比重差が勝ってその結果沈降分離され、槽本体３２の底部に捕集される。
【００４９】
而して、潜熱蓄熱材１２が槽本体３２の底部に所定量捕集されて、図２の仮想線イに示すように、潜熱蓄熱材１２の上面が槽本体３２の熱媒油１４入側に接続された管路１９の下端近傍位置まで上昇すると、レベル検出器４１のセンサ本体４１ａがオンになって信号が制御器４３に与えられる。このため、制御器４３からの指令により加温装置３３がオンになって槽本体３２底部に捕集されている潜熱蓄熱材１２の加温が開始される。
【００５０】
又、温度検出器４２により検出された槽本体３２下部の温度は信号として制御器４３に与えられており、潜熱蓄熱材１２が所定の温度に達すると制御器４３から潜熱蓄熱材ポンプ３４に指令信号が与えられて潜熱蓄熱材ポンプ３４が駆動される。
【００５１】
このため、槽本体３２底部で加温されて融解した液状の潜熱蓄熱材１２は、槽本体３２から管路３５へ導出され、潜熱蓄熱材ポンプ３４により加圧されて管路３５、フレキシブル管路３８、潜熱蓄熱槽本体４内の管路３７を経て、潜熱蓄熱材戻し管路３６へ送給され、潜熱蓄熱材戻し管路３６の底部に設けられている図示してない孔から、潜熱蓄熱槽本体４内に貯留されている潜熱蓄熱材１２内に戻される。
【００５２】
槽本体３２に捕集されている潜熱蓄熱材１２の面が下降し、この面がセンサ本体４１ａの下方に設置したセンサ本体４１ｂにより検出されると、制御器４３からの指令により、潜熱蓄熱材ポンプ３４は停止し、加温装置３３はオフとなる。
【００５３】
蓄熱の際は、熱媒油１４は高温であり、熱媒油１４に潜熱蓄熱材１２が同伴されても当該潜熱蓄熱材１２は液状ではあるが、その比重は熱媒油１４より大きいことに変わりはない。このため、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１の槽本体３２の底部に潜熱蓄熱材１２が捕集されるが、熱媒油１４からの熱供給で液状の状態を維持され、その結果、加温装置３３による加温は不要な場合があるが、これは温度検出器４２の温度信号により制御されたヒータのオン・オフにより液状を確保できれば良い。しかし、蓄熱終了後、潜熱蓄熱装置１を熱利用側１６ｂへ輸送するため、潜熱蓄熱槽３が、熱供給側１６ａにおいて、カップリング継手８，１０，３９等を解除することにより熱供給側１６ａ側から離反された場合は、熱供給側１６ａの管路１９，２０，２１，３５等に残存した潜熱蓄熱材１２は冷却して固化する。しかし、再び蓄熱を行なう際には、上記したように、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１の槽本体３２内において、潜熱蓄熱材１２を融解させて潜熱蓄熱槽本体４へ戻すことができるため、次回以降の蓄熱の際にも、支障なく円滑に蓄熱を行なうことができる。
【００５４】
蓄熱の終了した潜熱蓄熱装置１が車両２４により熱利用側１６ｂに輸送された場合も、蓄熱の場合と同様な配置により、図５で説明したと同様、熱媒油ポンプ１８を駆動して熱媒油１４を潜熱蓄熱槽３と熱交換器１７との間で循環することにより、熱媒油１４は熱交換器１７において放熱を行なうことができる。而して、放熱は熱媒油１４が所定の温度に下降するまで継続される。
【００５５】
又、図８、図９等において説明したように、何等かの原因により潜熱蓄熱材１２が熱媒油１４に同伴されて潜熱蓄熱槽本体４から外部へ導出された場合も、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１では固化した潜熱蓄熱材１２を捕集して加温し、融解させて液化させ、液化された潜熱蓄熱材１２は、潜熱蓄熱材ポンプ３４により潜熱蓄熱槽本体４内に戻すことができるため、運転に支障が生じることを防止することができる。更に、放熱終了後に潜熱蓄熱装置１が熱利用側１６ｂから離反させられた場合も、次回の放熱時に潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１で潜熱蓄熱材１２の捕集、加温、融解を行ない、潜熱蓄熱材ポンプ３４により潜熱蓄熱槽本体４に戻すことができるため、この場合も、運転には何等支障は生じない。
【００５６】
本図示例によれば、蓄熱や放熱とは関係なく、熱媒油１４循環のために潜熱蓄熱槽本体４と熱供給側１６ａ側或は熱利用側１６ｂの熱交換器１７とを継ぐ管路１９，２０，２１内に固体状の潜熱蓄熱材１２が滞留しないようにすることができると共に、管路３５の上流端に２１に潜熱蓄熱材１２の溜りとなる槽本体３２を有する潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１を設けて潜熱蓄熱材１２を槽本体３２に溜め、加温することできる。このため、この潜熱蓄熱材１２を融解して潜熱蓄熱槽本体４内に戻すことができると共に、潜熱蓄熱槽本体４内に充填される潜熱蓄熱材１２が減少することを防止でき、延いては潜熱蓄熱材１２の熱容量の減少を防止することができるため、経済的にも有利である。
【００５７】
図３、図４は本発明の潜熱蓄熱材処理設備の実施の形態の他の例であり、図１、図２に示す例と異なるところは、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置３１の槽本体３２に適用する加温装置３３を、槽本体３２内下部に装備するようにした、ジャケットの代わりの電気式等の投げ込みヒータとした点である。斯かる構成とした場合の運転の手順は、図１、図２の場合と同様であり、作用効果も図１、図２の場合と同様である。
【００５８】
なお、本発明の潜熱蓄熱材処理設備においては、潜熱蓄熱材捕集加温融解装置の槽本体には温度検出器を設ける場合について説明したが、温度検出器は設けず、例えば制御器にタイマを内蔵しておき、レベル検出器のセンサ本体がオンになって加温装置がオンになり、且つ、潜熱蓄熱材の加温が開始されて所定時間経過した後に、潜熱蓄熱材ポンプを起動するようにもできること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５９】
４  潜熱蓄熱槽本体
５  熱媒油供給管路
６  熱媒油回収管路
１２  潜熱蓄熱材
１４  熱媒油
１６ａ        熱供給側
１６ｂ        熱利用側
１７  熱交換器（熱交換手段）
１９  管路
２０  管路
２１  管路
２４  車両
３１  潜熱蓄熱材捕集加温融解装置
３２  槽本体
３３  加温装置
３４  潜熱蓄熱材ポンプ（潜熱蓄熱材送給手段）
３５  管路
４１  レベル検出器
４３  制御器
【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】
2012112567.tif 000010
【図９】
2012112567.tif 000011
【図１０】
2012112567.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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