(57)【要約】【課題】蓄熱材が充填された容器の形状の安定化を図るとともに、蓄熱材と熱媒体との熱交換効率を向上させた蓄熱装置を提供すること。【解決手段】可撓性を有する容器１と、熱媒体と熱交換する蓄熱材２と、補強材３と、を備え、前記蓄熱材２と前記補強材３とは、前記容器１内に配設されているとともに、前記補強材３の一部と前記容器１の内面とが、固定されている構成としたことを特徴とする蓄熱装置で、容器１が膨らむなどの変形が抑制でき、容器１の形状と熱媒体の流路間隔とを安定できることで、熱交換性能を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する容器と、熱媒体と熱交換する蓄熱材と、補強材と、を備え、
前記蓄熱材と前記補強材とは、前記容器内に配設されているとともに、
前記補強材の一部と前記容器の内面とが、固定されている構成としたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記容器は、接着性樹脂を含む材料から形成されていることを特徴とする前記請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記容器を複数備え、隣接する前記容器間に、前記熱媒体が流れる構成としたことを特徴とする前記請求項１または２に記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱蓄熱材を利用した蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄熱装置として、図４に示すような、潜熱を利用する蓄熱材２９とフィラー３０を封入してなる蓄熱容器２１を、筐体内に多層に配列、充填し、隣り合う蓄熱容器２１どうしの間隙に、波状のスペーサ３２を設置して、隣り合った蓄熱容器２１の間に熱媒体を通過させて蓄熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５８−５５４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に蓄熱装置では、装置容積に制約がある中で蓄放熱性能を最大化させるために、蓄熱材の充填量を大きくし、かつ、蓄熱材の熱伝導をよくするために蓄熱容器を薄く、さらに個数を多くして伝熱面積を増やす必要がある。また、各蓄熱容器の間隔を小さくして熱交換効率を高める必要がある。
【０００５】
一方、前記従来の蓄熱装置では、蓄熱容器２１が変形して、熱媒体の流れが不均一になって熱交換効率が低下することを防止するため、また、蓄熱材２９が固相になった際の流動性低下による熱伝達低下を防止するために、金属製のフィラー３０が蓄熱容器２１の内部に封入されている。
【０００６】
このことにより、蓄熱容器２１に折れ曲がるほどの大きな力が掛かかる際には、蓄熱容器２１が変形することを防止でき、また、蓄熱容器２３内のフィラー２２は、金属の高い熱伝導性により、固相になった際の伝熱性能の低下を抑制することはできる。
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、金属製のフィラー３０は、蓄熱材２９と共に蓄熱容器２１内に封入されているだけで固定されていないため、蓄熱材２９が相変化して体積膨張、あるいは体積収縮が生じても、蓄熱容器２１の膨張、収縮を抑制することはできない。
【０００８】
従って、蓄熱材２９が固体から液体になる際に重力の影響を受けて、蓄熱容器２１の内部で、蓄熱材２９が偏在して、蓄熱容器２１が変形することを抑制できず、その結果、熱媒体の流れが不均一になり、熱交換効率が低下するという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するもので、蓄熱材が充填された容器の形状の安定化を図るとともに、蓄熱材と熱媒体との熱交換効率を向上させた蓄熱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】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄熱装置は、可撓性を有する容器と、熱媒体と熱交換する蓄熱材と、補強材と、を備え、前記蓄熱材と前記補強材とは、前記容器内に配設されているとともに、前記補強材の一部と前記容器の内面とが、固定されている構成としたことを特徴とすることを特徴とするものである。
【００１１】
これによって、蓄熱容器の内部に設置された補強材が、容器内面に部分的に固定されるため、接触部において、蓄熱容器と補強材が離れず一体化される。従って、蓄熱容器の剛性が高くなり、蓄熱材の重量による重力の影響を受けにくくなる。その結果、蓄熱材が液体の状態でも蓄熱容器が膨らむなどの変形が抑制され、蓄熱容器の形状が安定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蓄熱材が充填された容器の形状の安定化を図るとともに、蓄熱材と熱媒体との熱交換効率を向上させた蓄熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における蓄熱装置の構成断面図
【図２】同蓄熱装置の斜視図
【図３】同他の蓄熱装置の構成断面図
【図４】従来の蓄熱装置の構成断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、可撓性を有する容器と、熱媒体と熱交換する蓄熱材と、補強材と、を備え、前記蓄熱材と前記補強材とは、前記容器内に配設されているとともに、前記補強材の一部と前記容器の内面とが、固定されている構成としたことを特徴とする蓄熱装置である。
【００１５】
これにより、蓄熱容器の内部に設置された補強材が、容器内面に部分的に固定されるため、接触部において蓄熱容器と補強材が離れず一体化される。従って、蓄熱容器の剛性が高くなり、蓄熱材の重量による重力の影響を受けにくくなる。その結果、蓄熱材が液体の状態でも蓄熱容器が膨らむなどの変形が抑制され、蓄熱容器の形状が安定するという作用が生じる。
【００１６】
上記作用により、蓄熱容器の形状が安定するため、蓄熱材が相変化を生じて固体から液体に変化した場合でも、隣り合う蓄熱容器同士の間隙の変化が抑制される。従って、間隙を流動する熱媒体の流動抵抗の変化が抑制されるため、熱媒体が均一に間隙を流動して蓄熱材と熱媒体との間の熱伝達率が上昇し、蓄熱装置として高い熱交換性能を実現できる。
【００１７】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記容器は、接着性樹脂を含む材料から形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
これにより、蓄熱容器の内表面の接着性樹脂を含む材料と、補強材とが接する構造なるため、蓄熱容器の外側から加熱することにより、接着性樹脂を含む材料が溶けて、その接着性樹脂を介して、補強材と蓄熱容器の内表面が接着、固定されて一体化される。
【００１９】
その結果、蓄熱容器の外側から何らかの手段で加熱するだけで、補強材と蓄熱容器の内面が接着、固定されるため、特別な接合作業が不要となり、生産性が向上する。
【００２０】
第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記容器を複数備え、隣接する前記容器間に、前記熱媒体が流れる構成としたことを特徴とするもので、蓄熱材と熱媒体との熱交換効率を向上させることができる。
【００２１】
なお、前記蓄熱容器と蓄熱容器の間に熱媒体流路構成部材（スペーサ）を設置すれば、隣り合う蓄熱容器同士の間にされた熱媒体流路構成部材と熱媒体との接触面積が増大するため、熱媒体と熱媒体流路構成部材との間の熱抵抗が減少し、更に熱媒体流路構成部材と
接触している蓄熱容器を介して、蓄熱材と共に封入されている補強材との間の熱抵抗も減少するため、より、熱媒体と蓄熱容器との熱交換量が増大し、蓄熱装置として高い熱交換性能を実現できる。
【００２２】
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はない。
【００２３】
（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装置の構成を示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、筐体１０は、金属または樹脂で構成された容器である。その内部の対向する２面には蓄熱容器１の両端部を差し込むための容器挿入用切欠部１１が所定の間隔で設けられ、複数の蓄熱容器１が所定の間隔で積み重ねられている。
【００２５】
また、筐体１０は、内部に蓄熱容器１と熱交換する熱媒体（例えば、水や冷媒など）を流すことができる密閉容器であり、熱媒体を流入させる入口部（図示せず）と、熱媒体を流出させる出口部（図示せず）とを備えている。図１において、入口部から流入した熱媒体は、隣り合う蓄熱容器１の間に形成される熱媒体流路５を、図面に対して手前方向から奥方向に向かって方向へ流れ、出口部から流出する。
【００２６】
また、蓄熱容器１は、金属の薄膜、樹脂の薄膜、および、接着性樹脂を含む材料を貼り合せた積層フィルムからなる可撓性を有する袋状の容器であり、その蓄熱容器１の内部に、蛇行形状の補強材３と蓄熱材２が内封されている。
【００２７】
そして、蛇行形状に折り曲げられた補強材３は、補強材３の一部が蓄熱容器１の内表面と接するように、すなわち、蛇行形状の頂点（折り曲げ部の頂点）が、蓄熱容器１の対向する内表面に交互に接するように、内封されている。
【００２８】
そして、その補強材３と蓄熱容器１の内表面とが接する部分は、蓄熱容器１の外側から加熱することにより、接着性樹脂を含む材料が溶けて、その接着性樹脂を介して補強材３と蓄熱容器１の内表面が接着、固定されて一体化されている。
【００２９】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下、その動作、作用を説明する。
【００３０】
上記構成により、蓄熱容器１の内部に設置された補強材３が、容器内面に部分的に固定されるため、接触部において蓄熱容器１と補強材３が離れず一体化される。従って、蓄熱容器１の剛性が高くなり、蓄熱材２の重量による重力の影響を受けにくくなる。
【００３１】
その結果、蓄熱材２が液体の状態でも蓄熱容器１が膨らむなどの変形が抑制され、蓄熱容器１の形状が安定するという作用が生じる。
【００３２】
また、蓄熱容器１の内表面において、接着性樹脂を含む材料と補強材３が接する構造となるため、蓄熱容器１の外側から加熱することにより、接着性樹脂を含む材料が溶けて、その接着性樹脂を介して補強材３と蓄熱容器１の内表面が接着、固定されて一体化される。
【００３３】
上記作用による効果について説明する。
【００３４】
上記作用により、蓄熱容器１の外側から何らかの手段で加熱するだけで、補強材３と蓄熱容器１の内面が接着、固定されるため、蓄熱容器１の形状が安定し、蓄熱材２が相変化
を生じて固体から液体に変化した場合でも、隣り合う蓄熱容器１同士の間隙に形成される熱媒体流路５の間隔変化が抑制される。
【００３５】
従って、熱媒体流路５を流動する熱媒体の流動抵抗の変化が抑制されるため、熱媒体が均一に間隙を流動して蓄熱材２と熱媒体との間の熱伝達率が上昇し、蓄熱装置として高い熱交換性能を実現できる。
【００３６】
また、蓄熱容器１の外側から何らかの手段で加熱するだけで、補強材３と蓄熱容器１の内面が接着、固定されるため、特別な接合作業が不要となり、生産性が向上する。
【００３７】
以上より、従来技術の抱えている、蓄熱材２が固体から液体になる際に重力の影響を受けて、蓄熱容器１の内部で蓄熱材２が偏在して蓄熱容器１が変形することを抑制できず、その結果、熱媒体の流れが不均一になり、熱交換効率が低下するという課題に対して、本実施の形態により、蓄熱装置全体の容積を極力小さくするべく蓄熱材２の充填量を大きくしつつ、蓄熱材と熱媒体とが均一に熱交換を行うことのできる蓄熱装置を提供することができる。
【００３８】
図２は、本発明の他の蓄熱装置の構成を示す断面図で、蓄熱容器１と蓄熱容器１の間の、熱媒体流路５内に、蛇行形状の熱媒体流路構成部材（スペーサ）６が設置され、複数の蓄熱容器１が所定の間隔で積み重ねられている。
【００３９】
そして、蛇行形状に折り曲げられた熱媒体流路構成部材（スペーサ）６は、熱媒体流路構成部材（スペーサ）６の一部が、蓄熱容器１の外表面と接するように、すなわち、蛇行形状の頂点（折り曲げ部の頂点）が、隣接する蓄熱容器１の対向する外表面に交互に接するように、内封されている。
【００４０】
以上のように構成された蓄熱装置の動作、作用は、隣り合う蓄熱容器１同士の間にされた熱媒体流路構成部材６と熱媒体との接触面積が増大するため、熱媒体と熱媒体流路構成部材６との間の熱抵抗が更に減少し、熱媒体流路構成部材６と接触している蓄熱容器１を介して、蓄熱材２と共に封入されている補強材３との間の熱抵抗が減少するというものである。
【００４１】
その作用による効果としては、隣り合う蓄熱容器１同士の間に、熱媒体流路構成部材６を設置することにより、熱媒体と蓄熱容器１との熱交換量が増大し、蓄熱装置として高い熱交換性能を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる蓄熱装置は、潜熱蓄熱材を有効に実装し、小さい体積で大きな蓄熱量を得ることができるので、家庭用、業務用の給湯装置、温水暖房装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  蓄熱容器
２  蓄熱材
３  補強材
６  熱媒体流路構成部材
１０  筐体
【図１】
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【図２】
2017211123.tif 000004
【図３】
2017211123.tif 000005
【図４】
2017211123.tif 000006