(57)【要約】【課題】蓄熱した熱を他の熱源として利用できると共に、蓄熱体の異常昇温を防止することができる蓄熱方法及び蓄熱装置を提供する。【解決手段】排出されたガスをファン１３の駆動によりガス配管経路１２に吸引する。ガス配管経路１２の加熱部２０を蓄熱体（油）１１に浸して配設する。吸引されるガスの温度Ｔ1を測定する第１温度検出器１５と、蓄熱体１１の温度Ｔ2を測定する第２温度検出器１６と、排出されるガスの温度Ｔ3を測定する第３温度検出器１８を設け、制御手段１９によってそれぞれの温度を測定する。Ｔ1がＴ2よりも高いときファン１３を回転させてガスを吸引し蓄熱体を加熱する。Ｔ1がＴ2よりも低くなったときファン１３の回転を停止させてガスの吸引を停止する。Ｔ1がＴ2より高くてもＴ2が設定温度より高くなったときはファン１３の回転を停止させて蓄熱体の加熱を止め蓄熱体の異常昇温を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出されたガスを吸排用ファンによりガス配管経路に吸引し、該吸引したガスの熱によって蓄熱体を加熱する蓄熱方法において、
前記排出されたガスの温度が、前記蓄熱体の温度よりも高くなった場合に、前記ファンの回転を開始させて前記ガスをガス配管経路に吸引し、前記蓄熱体を加熱するステップと、
前記排出されたガスの温度が、前記蓄熱体の温度よりも低くなった場合に、前記ファンの回転を停止させて前記ガス配管経路へのガスの吸引を停止し、前記蓄熱体を保温するステップと、
前記排出されたガスの温度が前記蓄熱体の温度より高い場合であって、かつ前記蓄熱体の温度が予め設定された温度よりも高くなった場合には、前記ファンの回転を停止させて前記蓄熱体の加熱を止め蓄熱体の異常昇温を防止するステップとを備えることを特徴とする蓄熱方法。
【請求項２】
前記蓄熱体を加熱するステップにおいて、前記排出されたガスの温度と前記蓄熱体の温度との差が大きくなるに従って、前記ファンの回転数も大きくなるように、且つ、前記温度差が小さくなるに従って、前記ファンの回転数も小さくなるように変化させたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱方法。
【請求項３】
前記蓄熱体を加熱するステップにおける前記ファンの回転開始温度を、前記排出されたガスの温度が、前記蓄熱体の温度よりも予め設定された所定の温度だけ高くなった時点の温度とすることにより、前記ファンのチャタリング動作を防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱方法。
【請求項４】
吸入口と排出口を有するガス配管部と、
ガスを前記吸入口から吸引すると共に前記排出口から排出するための吸排用ファンと、
前記ガス配管部に吸引されたガスの熱を蓄熱するための蓄熱体と、
前記吸入口周辺のガスの温度を検出する第1温度検出器と、
前記蓄熱体の温度を検出する第２温度検出器と、
前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度よりも高い場合に、前記ファンの回転を開始させて前記ガスを吸引し、前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度よりも低い場合に、前記ファンの回転を停止させて前記ガスの吸引を停止し、前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度より高い場合であって、かつ前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度が予め設定された温度よりも高い場合には、前記ファンの回転を停止させて加熱を止め前記蓄熱体の異常昇温を防止する制御手段を設けたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項５】
前記制御手段によって、前記第1温度検出器で検出されたガスの温度と前記第２温度検出器で検出された蓄熱体の温度との差を判別し、該温度差が大きくなるに従い前記ファンの回転数を大きくし、温度差が小さくなるに従い前記ファンの回転数を小さくするように制御することを特徴とする請求項４に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
前記ファンの回転を開始させて前記ガスを吸引する温度を、前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度よりも予め定められた所定の温度だけ高い時点の温度としたことを特徴とする請求項４又は５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、鋳造工程等で発生した周辺の廃熱を蓄熱する方法及び蓄熱するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、廃熱を蓄熱体に蓄熱し、その熱を他の熱源として利用する装置及びその方法に関しては開発されている。例えば、下記に示す特許文献１には、バーナーと蓄熱器とを備えた２基の蓄熱式燃焼装置を有し、燃焼するための空気を一方の蓄熱器内に取入れてその蓄熱体により加熱した後、バーナーによって燃焼しその排ガスを他方の蓄熱器内に導入してその蓄熱体を加熱するようにした温度制御方法において、蓄熱器出口の温度が低いほど蓄熱器内に流れる排ガス量を多くし、温度が高くなるほど蓄熱器に流れる排ガス量を少なくするように開閉弁を調整する蓄熱器の温度制御方法が開示されている。
また、特許文献２には、流入する給湯用水が導かれ、水熱交換により湯を導出する熱交換器と、該湯の温度測定を行う計測処理部を備え、熱交換器から導出される湯の温度が設定値よりも低い場合はコンプレッサの回転数を上げて加熱能力を増大させ、湯の温度が設定値よりも高い場合はコンプレッサの回転数を下げて加熱能力を低下させ、湯の温度を制御する廃熱利用システムが開示されている。
また、特許文献３には、ナトリウム−イオン電池から発生する熱エネルギを、熱媒体またはヒートパイプにより別途設けた蓄熱装置に導入し、該エネルギを貯蔵する廃熱貯蔵方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８７２２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９４５０号公報
【特許文献３】特開昭６２−７３５８０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から３には、廃熱を蓄熱体に蓄熱してその熱を他の熱源として利用することは開示されているものの、蓄熱体の温度がその蓄熱体における所定の温度以上に達した場合、すなわち蓄熱体が異常昇温した場合にこれを防止する手段については開示されていない。したがって、特許文献１から３の発明では、廃熱によって加熱される蓄熱体の異常昇温を防ぐことができないという不具合があった。
【０００５】
そこで、本願発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、廃熱を蓄熱体に蓄熱しその熱を他の熱源として利用することができると共に、蓄熱体の異常昇温を防止することができる蓄熱方法及び蓄熱装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る蓄熱方法および蓄熱装置は、下記各態様の構成のものとすることに特徴を有する。なお、各種態様の作用および効果については、以下の、（発明の態様）の項において説明する。
【０００７】
（発明の態様）
各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本明細書に記載した技術の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、技術的特徴は、各項に付随する記載、実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項ないし（６）項の各々が、請求項１ないし請求項６の各々に対応する。
【０００８】
（１）排出されたガスを吸排用ファンによりガス配管経路に吸引し、該吸引したガスの熱によって蓄熱体を加熱する蓄熱方法において、
前記排出されたガスの温度が、前記蓄熱体の温度よりも高くなった場合に、前記ファンの回転を開始させて前記ガスをガス配管経路に吸引し、前記蓄熱体を加熱するステップと、
前記排出されたガスの温度が、前記蓄熱体の温度よりも低くなった場合に、前記ファンの回転を停止させて前記ガス配管経路へのガスの吸引を停止し、前記蓄熱体を保温するステップと、
前記排出されたガスの温度が前記蓄熱体の温度より高い場合であって、かつ前記蓄熱体の温度が予め設定された温度よりも高くなった場合には、前記ファンの回転を停止させて前記蓄熱体の加熱を止め蓄熱体の異常昇温を防止するステップとを備えることを特徴とする蓄熱方法。
【０００９】
（１）に記載の蓄熱方法により、これまでは使用されずに捨てられていた廃熱（排出されたガスの熱）を蓄熱体に蓄熱し、その蓄熱した熱エネルギーを他の熱源として利用することができるので、物の製造時のエネルギー低減を図ることができる。また、（１）に記載の蓄熱方法は、排出されたガスの温度が蓄熱体の温度よりも高いという要件が成立していても、蓄熱体の温度が予め設定された温度よりも高くなった場合には、ファンの回転を停止させて蓄熱体の加熱を止めるようにしたことにより、蓄熱体が異常に昇温するのを防止することができる。温度検出器によって検出されたガスの温度（排出されたガスの温度）が異常に高温の場合であっても、蓄熱体はその排出されたガスの温度に達するまで継続して加熱されることはなく、蓄熱体の温度上昇は予め設定された温度以下に抑えられる。
【００１０】
本発明の蓄熱方法で使用される排出ガスとしては、蓄熱体を加熱できる暖気であればよく、その廃熱の熱エネルギーを蓄熱体に蓄熱する。例えば、鋳造工程で発生した廃熱、鍛造工程で発生した廃熱、樹脂成形時に発生した廃熱、設備機器から発生した廃熱等であれば使用することは可能である。
【００１１】
ガス配管部の吸入口をガスが排出される領域に配置させ、吸排用ファンを回転駆動させて吸入口周辺の排出ガスをガス配管部内に吸引する。なおファンの回転開始時点に配管部内に存在していたガスは上記吸引に伴ってガス配管部の排出口から外部に排出されていく。ガス配管部の吸入口の数は、必ずしも単数である必要はなく、複数であってもよい。蓄熱体を加熱し得るガスが排出されている領域が複数箇所ある場合には、領域ごとに吸入口を設け、吸入口から続くガスの配管経路をその後一箇所に集中するように形成してもよい。
【００１２】
蓄熱体の具体的部材としては油、砂、金属等を挙げることができる。蓄熱体として油、砂を使用する場合には、油および砂を、吸引されたガスが通過するガス配管経路（ガス配管部）に接触するように配置する。また、金属を蓄熱体として使用する場合には、吸引されたガスが直接、金属体に噴きかかるような構成としてもよい。ここで油あるいは砂を蓄熱体として使用する場合について具体的に以下に説明する。
【００１３】
吸引されたガスが通過するガス配管経路（ガス配管部）のうち、蓄熱体と接触する部分を特に加熱部とする。この加熱部を、蓄熱体（油、砂）の入った容器に浸した状態、または埋めた状態で配設する。容器は加熱された蓄熱体の保温性を高めるため二重構造のものを使用することが望ましい。油を蓄熱体とする場合、排ガスを直接油に投入して加熱すると、油の異常昇温による発火あるいは油の変質が想定される。また、排ガスの配管経路に蜂の巣状の熱交換器を取り付けて加熱すると、熱交換器へ油を循環させるとき一般的に油を加圧して送油するため、周辺装置の振動、あるいは蓄熱装置自体の振動等によりガス配管経路に亀裂が発生して油が飛散する可能性がある。対策の一つとして油を加圧せずに吸引送油する方法が考えられるが、高温油を吸引することとなるため、吸引ポンプが高価であるという問題がある。本蓄熱方法によれば、加熱雰囲気部位から送風により吸引するため、安価に構成できることと、熱交換部で油がリークしても飛散する虞がなく、排ガス温度も低下しているため火災の危険性がない。
【００１４】
油を蓄熱体とする場合、上記設定温度、すなわち“排出されたガスの温度が蓄熱体の温度より高い場合でもファンの回転を停止させて蓄熱体の加熱を止める蓄熱体の温度”とは、蓄熱体として使用される油に引火する虞のない範囲での上限温度となる。従って、必ずしも一定の温度に限定されるわけではなく、熱源となる排ガス等の状況、ガスの吸引経路の構造、使用される油種、目標とする加熱温度によってその設定値は異なる。
【００１５】
加熱部はより効率良く蓄熱体を加熱できるように、その配管内部、外部ともに伝熱面積が広い方が望ましい。したがって、例えば加熱部は配管の厚さが薄く形成されていることが望ましい。また、加熱部の内側および外側にフィンを設けて伝熱面積を広くしてもよい。さらに、加熱部を構成する部材（上記フィンの部材も含む）は熱伝導率の大きいものが望ましく、ガス配管経路のうち加熱部の部材に他の部分よりも熱伝導率の大きい部材を使用するようにしてもよい。
【００１６】
具体的な部材としては、例えば、銅、アルミ、合金等が挙げられる。また、加熱部以外のガス配管部の部材としては、温度低下が少なく蓄熱しない部材、すなわち熱容量の小さい部材が適している。具体的には、例えば石こう材からなるもの、あるいはステンレス管に断熱材を巻いたものが挙げられる。
上記吸入口を複数設けた構造の場合には、それぞれの吸入口から続くガス配管経路がこの加熱部に集まるように形成し、各吸引したガスの熱によって加熱部に接触する蓄熱体を加熱するようにすればよい。
【００１７】
ガス配管部の吸入口近傍には吸入口周辺部に存在するガスの温度を測定するための温度検出器（第１の温度検出器）が設けられている。測定されたガスの温度データは廃熱蓄熱装置の動作を制御している制御手段に送信される（制御手段については後述する）。また、蓄熱体中には蓄熱体の温度を測定するための温度検出器（第２の温度検出器）が、ガス配管部の排出口には排出されるガスの温度を測定するための温度検出器（第３の温度検出器）が設けられており、これらの検出器によって測定された蓄熱体およびガスの温度データも上記と同様制御手段に送信される。
【００１８】
制御手段は、例えばＣＰＵからなり、送信されてくる各データを一時的に記憶しておくＲＡＭと、蓄熱装置の動作を制御するためのプログラムが書き込まれているＲＯＭを備えている。制御手段は、第１の温度検出器から送信されてくるガス温度データおよび第２の温度検出器から送信されてくる蓄熱体温度データを受信してＲＡＭに記憶すると共に、両温度の高低を比較認識する。各データのＲＡＭへの記憶は、予め設定された所定時間ごとに行ってもよいし、受信したデータが前回のデータと相違する場合にのみ行うようにしてもよい。
【００１９】
両温度を比較した結果、第１の温度検出器で検出した温度の方が第２の温度検出器で検出した温度よりも高い場合、すなわち吸入口周辺のガスの温度の方が蓄熱体の温度よりも高い場合には、ガス吸排用のファンを回転駆動させる。このファンの駆動によりガス配管部の吸入口周辺のガスは配管内に吸引される。吸引されたガスは配管経路を流れ、そのガスの熱によって配管部（加熱部）に接触している蓄熱体が加熱される。吸入口周辺のガスの温度が蓄熱体の温度よりも高いことをファン駆動開始の条件としているので、吸引されたガスによって蓄熱体が冷却されることなく、ガスの熱によって効率的に蓄熱体を加熱することができる。吸排用ファンはガスの配管経路のいずれの位置に取り付けてもよいが、吸引されるガスの温度のほうが排出されるガスの温度よりも高温であることから、耐熱性を考慮して排出口近傍に取り付けるのが好ましい。
【００２０】
また、制御手段は、上記両温度を比較した結果、第１温度検出器で検出した温度の方が第２温度検出器で検出した温度よりも低い場合、すなわち吸入口周辺のガスの温度の方が蓄熱体の温度よりも低い場合には、ガス吸排用ファンの回転駆動を停止させる。これにより吸入口からのガスの吸引は停止される。吸入口周辺のガスの温度が蓄熱体の温度よりも低いことをファン駆動停止の条件としているので、蓄熱体の温度以下のガスが吸引されることはなく、吸引されたガスによって蓄熱体が冷却されることはない。なおファンを停止させる蓄熱体の温度は、上記蓄熱体の設定温度（ガスの温度が蓄熱体の温度より高いときでもファンの回転を停止させ加熱を止める蓄熱体の温度）に左右されることはなく、蓄熱体の温度が設定温度より低い温度であっても、吸引口のガスの温度が蓄熱体の温度よりも低くなった場合にはファンを停止させる。このように吸引するガスで蓄熱体を加熱できないときはファンを停止させているので、必要なとき以外にファンを動作させることはなくファンによる電力の消費を抑えることができる。
【００２１】
（２）前記蓄熱体を加熱するステップにおいて、前記排出されたガスの温度と前記蓄熱体の温度との差が大きくなるに従って、前記ファンの回転数も大きくなるように、且つ、前記温度差が小さくなるに従って、前記ファンの回転数も小さくなるように変化させたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱方法。
【００２２】
（２）に記載の蓄熱方法によれば、吸引されるガスの温度と加熱される蓄熱体の温度との差に応じてファンの回転数を変化させることによって、より効率的に蓄熱体を加熱することができる。
例えば、ある出口から一定量のガスが排出されているとする。ファンを回転させることによってこの排出ガスをガス配管経路内に吸引すると、吸引しようとしている排ガス以外の大気、すなわち出口周辺に存在している排ガスよりも温度の低い大気を少なからず一緒に吸引することになる。これによってガス配管経路内に吸引されたガスの温度は低下し、この低下の度合いは一緒に吸引される上記大気の量が多いほど大きくなる。
【００２３】
これをファンの回転数に対応させてみると、ファンの回転数が大きいほどガス配管経路内へのガスの吸引力は強く、上記一緒に吸引される大気の量も多くなり、ガスの温度低下分は大きくなる。しかしながらファンの回転数が大きいほどガス配管経路内へ吸引されるガスの量（温度の低い大気も含んだガスの量）は多くなるため、吸引されたガス全体としての熱エネルギーは次第に多くなる。したがって、蓄熱体を加熱する場合、加熱開始時から蓄熱体が所定の温度に達するまで、すなわち蓄熱体の温度が未だ低く吸引されるガスとの温度差が大きいときには、吸引するガスの熱エネルギーを多くするためにファンの回転数を上げて加熱する。そして蓄熱体と吸引されるガスとの温度差が小さいときには、ファンの回転数を下げ、吸引するガスの温度低下分を小さくして加熱する。ファンの回転数を下げる場合としては、蓄熱体の温度が上昇して加熱目標温度（例えば上記設定温度）に近づき、吸引されるガスとの温度差が小さくなった場合、あるいは上記出口から排出されるガス自体の温度が低くなり、蓄熱体と吸引されるガスとの温度差が小さくなった場合等が挙げられる。
【００２４】
以上のことから、排ガスと蓄熱体との温度差を複数段階に分け（例えば、小差、中差、大差）、ファンの回転数を複数段階に分け（例えば、低速、中速、高速）、温度差が小差の場合にはファンの回転数を低速に、温度差が中差の場合にはファンの回転数を中速に、温度差が大差の場合にはファンの回転数を高速に切り替えるようにする。また、上記したように排ガスの温度が蓄熱体の温度よりも低くなった場合にはファンの回転は停止する。このような切り替え制御を行うことにより、排ガスの温度を蓄熱体の温度よりも常に高温に維持することができ、効率的に蓄熱体を加熱することができる。
【００２５】
上記ではガス配管経路の吸入口周辺の温度と蓄熱体の温度とを検出する温度検出器を設けファンの回転数を変化させる制御を行ったが、この他、ガス配管経路の排出口に温度検出器（第３の温度検出器）を設けて、吸引する排ガスの温度と排出する排ガスの温度との差に応じてファンの回転数を制御するようにしてもよい。例えば、吸引する排ガスと排出する排ガスとの温度差において、蓄熱体をより速く昇温させることができる温度差を求め、蓄熱体の加熱中は常にその温度差となるようにファンの回転数を制御してやればよい。
【００２６】
（３）前記蓄熱体を加熱するステップにおける前記ファンの回転開始温度を、前記排出されたガスの温度が、前記蓄熱体の温度よりも予め設定された所定の温度だけ高くなった時点の温度とすることにより、前記ファンのチャタリング動作を防止することを特徴とする（１）又は（２）に記載の蓄熱方法。
【００２７】
（３）に記載の蓄熱方法によれば、ファンの回転開始時点を、排ガスの温度が蓄熱体の温度を超えた時点とするのではなく、排ガスの温度が蓄熱体の温度よりも所定温度だけ高くなった時点とした。ファンを停止させる時点は、上記のとおり排ガスの温度が蓄熱体の温度よりも低くなった時点である。これによりファンの回転開始温度付近あるいはファンの回転停止温度付近で排ガスの温度あるいは蓄熱体の温度が多少変動したとしてもファンのオン／オフ状態が切り替わることはなく、ファンのいわゆるチャタリング動作を防止することができる。この制御は、上記排ガスと蓄熱体との温度差の大小によりファンの回転数を複数段階に分ける場合の各段階の切り替え時にも適応することができる。すなわちファンの回転を低速と中速、あるいは中速と高速に切り替える際にも、上記同様ヒステリシス幅を持たせることによりチャタリング動作を防止することができる。
【００２８】
（４）吸入口と排出口を有するガス配管部と、
ガスを前記吸入口から吸引すると共に前記排出口から排出するための吸排用ファンと、
前記ガス配管部に吸引されたガスの熱を蓄熱するための蓄熱体と、
前記吸入口周辺のガスの温度を検出する第1温度検出器と、
前記蓄熱体の温度を検出する第２温度検出器と、
前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度よりも高い場合に、前記ファンの回転を開始させて前記ガスを吸引し、前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度よりも低い場合に、前記ファンの回転を停止させて前記ガスの吸引を停止し、前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度より高い場合であって、かつ前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度が予め設定された温度よりも高い場合には、前記ファンの回転を停止させて加熱を止め前記蓄熱体の異常昇温を防止する制御手段を設けたことを特徴とする蓄熱装置。
【００２９】
（４）に記載の蓄熱装置により、これまでは使用されずに捨てられていた廃熱（排出されたガスの熱）を蓄熱体に蓄熱し、その蓄熱した熱エネルギーを他の熱源として利用することができるので、物の製造時のエネルギー低減を図ることができる。また、（４）に記載の蓄熱装置は、制御手段を設け、第1温度検出器によって検出されたガスの温度が第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度より高いという要件が成立していても、第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度が予め設定された温度よりも高い場合には、ファンの回転を停止させ加熱を止めるように制御したことにより、蓄熱体が異常に昇温するのを防止することができる。第1温度検出器によって検出されたガスの温度（排出されたガスの温度）が異常に高温の場合であっても、蓄熱体は排出されたガスの温度に達するまで継続して加熱されることはなく、蓄熱体の温度上昇は予め設定された温度以下に抑えられる。
【００３０】
本発明の蓄熱装置で使用される排出ガスとしては、蓄熱体を加熱できる暖気であればよく、その廃熱の熱エネルギーを蓄熱体に蓄熱する。例えば、鋳造工程で発生した廃熱、鍛造工程で発生した廃熱、樹脂成形時に発生した廃熱、設備機器から発生した廃熱等であれば使用することは可能である。
【００３１】
ガス配管部の吸入口をガスが排出される領域に配置させ、吸排用ファンを回転駆動させて吸入口周辺の排出ガスをガス配管部内に吸引する。なおファンの回転開始時点に配管部内に存在していたガスは上記吸引に伴ってガス配管部の排出口から外部に排出されていく。ガス配管部の吸入口の数は、必ずしも単数である必要はなく、複数であってもよい。蓄熱体を加熱し得るガスが排出されている領域が複数箇所ある場合には、領域ごとに吸入口を設け、吸入口から続くガスの配管経路をその後一箇所に集中するように形成してもよい。
【００３２】
蓄熱体の具体的部材としては油、砂、金属等を挙げることができる。蓄熱体として油、砂を使用する場合には、油および砂を、吸引されたガスが通過するガス配管経路（ガス配管部）に接触するように配置する。また、金属を蓄熱体として使用する場合には、吸引されたガスが直接、金属体に噴きかかるような構成としてもよい。ここで油あるいは砂を蓄熱体として使用する場合について具体的に以下に説明する。
【００３３】
吸引されたガスが通過するガス配管経路（ガス配管部）のうち、蓄熱体と接触する部分を特に加熱部とする。この加熱部を、蓄熱体（油、砂）の入った容器に浸した状態、または埋めた状態で配設する。容器は加熱された蓄熱体の保温性を高めるため二重構造のものを使用することが望ましい。油を蓄熱体とする場合、排ガスを直接油に投入して加熱すると、油の異常昇温による発火あるいは油の変質が想定される。また、排ガスの配管経路に蜂の巣状の熱交換器を取り付けて加熱すると、熱交換器へ油を循環させるとき一般的に油を加圧して送油するため、周辺装置の振動、あるいは蓄熱装置自体の振動等によりガス配管経路に亀裂が発生して油が飛散する可能性がある。対策の一つとして油を加圧せずに吸引送油する方法が考えられるが、高温油を吸引することとなるため、吸引ポンプが高価であるという問題がある。本蓄熱装置によれば、加熱雰囲気部位から送風により吸引するため、安価に構成できることと、熱交換部で油がリークしても飛散する虞がなく、排ガス温度も低下しているため火災の危険性がない。
【００３４】
油を蓄熱体とする場合、上記設定温度、すなわち“第1温度検出器によって検出されたガスの温度が第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度より高いときでもファンの回転を停止させ加熱を止める蓄熱体の温度”とは、蓄熱体として使用される油に引火する虞のない範囲での上限温度となる。従って、必ずしも一定の温度に限定されるわけではなく、熱源となる排ガス等の状況、ガスの吸引経路の構造、使用される油種、目標とする加熱温度によってその設定値は異なる。
【００３５】
加熱部はより効率良く蓄熱体を加熱できるように、その配管内部、外部ともに伝熱面積が広い方が望ましい。したがって、例えば加熱部は配管の厚さが薄く形成されていることが望ましい。また、加熱部の内側および外側にフィンを設けて伝熱面積を広くしてもよい。さらに、加熱部を構成する部材（上記フィンの部材も含む）は熱伝導率の大きいものが望ましく、ガス配管経路のうち加熱部の部材に他の部分よりも熱伝導率の大きい部材を使用するようにしてもよい。
【００３６】
具体的な部材としては、例えば、銅、アルミ、合金等が挙げられる。また、加熱部以外のガス配管部の部材としては、温度低下が少なく蓄熱しない部材、すなわち熱容量の小さい部材が適している。具体的には、例えば石こう材からなるもの、あるいはステンレス管に断熱材を巻いたものが挙げられる。
上記吸入口を複数設けた構造の場合には、それぞれの吸入口から続くガス配管経路がこの加熱部に集まるように形成し、各吸引したガスの熱によって加熱部に接触する蓄熱体を加熱するようにすればよい。
【００３７】
ガス配管部の吸入口近傍には吸入口周辺部に存在するガスの温度を測定するための温度検出器（第１の温度検出器）が設けられている。測定されたガスの温度データは廃熱蓄熱装置の動作を制御している制御手段に送信される（制御手段については後述する）。また、蓄熱体中には蓄熱体の温度を測定するための温度検出器（第２の温度検出器）が、ガス配管部の排出口には排出されるガスの温度を測定するための温度検出器（第３の温度検出器）が設けられており、これらの検出器によって測定された蓄熱体およびガスの温度データも上記と同様制御手段に送信される。
【００３８】
制御手段は、例えばＣＰＵからなり、送信されてくる各データを一時的に記憶しておくＲＡＭと、蓄熱装置の動作を制御するためのプログラムが書き込まれているＲＯＭを備えている。制御手段は、第１の温度検出器から送信されてくるガス温度データおよび第２の温度検出器から送信されてくる蓄熱体温度データを受信してＲＡＭに記憶すると共に、両温度の高低を比較認識する。各データのＲＡＭへの記憶は、予め設定された所定時間ごとに行ってもよいし、受信したデータが前回のデータと相違する場合にのみ行うようにしてもよい。
【００３９】
両温度を比較した結果、第１の温度検出器で検出した温度の方が第２の温度検出器で検出した温度よりも高い場合、すなわち吸入口周辺のガスの温度の方が蓄熱体の温度よりも高い場合には、ガス吸排用のファンを回転駆動させる。このファンの駆動によりガス配管部の吸入口周辺のガスは配管内に吸引される。吸引されたガスは配管経路を流れ、そのガスの熱によって配管部（加熱部）に接触している蓄熱体が加熱される。吸入口周辺のガスの温度が蓄熱体の温度よりも高いことをファン駆動開始の条件としているので、吸引されたガスによって蓄熱体が冷却されることなく、ガスの熱によって効率的に蓄熱体を加熱することができる。吸排用ファンはガスの配管経路のいずれの位置に取り付けてもよいが、吸引されるガスの温度のほうが排出されるガスの温度よりも高温であることから、耐熱性を考慮して排出口近傍に取り付けるのが好ましい。
【００４０】
また、制御手段は、上記両温度を比較した結果、第１温度検出器で検出した温度の方が第２温度検出器で検出した温度よりも低い場合、すなわち吸入口周辺のガスの温度の方が蓄熱体の温度よりも低い場合には、ガス吸排用ファンの回転駆動を停止させる。これにより吸入口からのガスの吸引は停止される。吸入口周辺のガスの温度が蓄熱体の温度よりも低いことをファン駆動停止の条件としているので、蓄熱体の温度以下のガスが吸引されることはなく、吸引されたガスによって蓄熱体が冷却されることはない。なおファンを停止させる蓄熱体の温度は、上記蓄熱体の設定温度（第1温度検出器によって検出されたガスの温度が第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度より高いときでもファンの回転を停止させ加熱を止める蓄熱体の温度）に左右されることはなく、蓄熱体の温度が設定温度より低い温度であっても、吸引口のガスの温度が蓄熱体の温度よりも低くなった場合にはファンを停止させる。このように吸引するガスで蓄熱体を加熱できないときはファンを停止させているので、必要なとき以外にファンを動作させることはなくファンによる電力の消費を抑えることができる。
【００４１】
（５）前記制御手段によって、前記第1温度検出器で検出されたガスの温度と前記第２温度検出器で検出された蓄熱体の温度との差を判別し、該温度差が大きくなるに従い前記ファンの回転数を大きくし、温度差が小さくなるに従い前記ファンの回転数を小さくするように制御することを特徴とする（４）に記載の廃熱蓄熱装置。
【００４２】
（５）に記載の蓄熱装置によれば、吸引されるガスの温度と加熱される蓄熱体の温度との差に応じてファンの回転数を変化させることによって、より効率的に蓄熱体を加熱することができる。
例えば、ある出口から一定量のガスが排出されているとする。ファンを回転させることによってこの排出ガスをガス配管経路内に吸引すると、吸引しようとしている排ガス以外の大気、すなわち出口周辺に存在している排ガスよりも温度の低い大気を少なからず一緒に吸引することになる。これによってガス配管経路内に吸引されたガスの温度は低下し、この低下の度合いは一緒に吸引される上記大気の量が多いほど大きくなる。
【００４３】
これをファンの回転数に対応させてみると、ファンの回転数が大きいほどガス配管経路内へのガスの吸引力は強く、上記一緒に吸引される大気の量も多くなり、ガスの温度低下分は大きくなる。しかしながらファンの回転数が大きいほどガス配管経路内へ吸引されるガスの量（温度の低い大気も含んだガスの量）は多くなるため、吸引されたガス全体としての熱エネルギーは次第に多くなる。したがって、蓄熱体を加熱する場合、加熱開始時から蓄熱体が所定の温度に達するまで、すなわち蓄熱体の温度が未だ低く吸引されるガスとの温度差が大きいときには、吸引するガスの熱エネルギーを多くするためにファンの回転数を上げて加熱する。そして蓄熱体と吸引されるガスとの温度差が小さいときには、ファンの回転数を下げ、吸引するガスの温度低下分を小さくして加熱する。ファンの回転数を下げる場合としては、蓄熱体の温度が上昇して加熱目標温度（例えば上記設定温度）に近づき、吸引されるガスとの温度差が小さくなった場合、あるいは上記出口から排出されるガス自体の温度が低くなり、蓄熱体と吸引されるガスとの温度差が小さくなった場合等が挙げられる。
【００４４】
以上のことから、排ガスと蓄熱体との温度差を複数段階に分け（例えば、小差、中差、大差）、ファンの回転数を複数段階に分け（例えば、低速、中速、高速）、温度差が小差の場合にはファンの回転数を低速に、温度差が中差の場合にはファンの回転数を中速に、温度差が大差の場合にはファンの回転数を高速に切り替えるようにする。また、上記したように排ガスの温度が蓄熱体の温度よりも低くなった場合にはファンの回転は停止する。このような切り替え制御を行うことにより、排ガスの温度を蓄熱体の温度よりも常に高温に維持することができ、効率的に蓄熱体を加熱することができる。
【００４５】
上記ではガス配管経路の吸入口周辺の温度と蓄熱体の温度とを検出する温度検出器を設けファンの回転数を変化させる制御を行ったが、この他、ガス配管経路の排出口に温度検出器（第３の温度検出器）を設けて、吸引する排ガスの温度と排出する排ガスの温度との差に応じてファンの回転数を制御するようにしてもよい。例えば、吸引する排ガスと排出する排ガスとの温度差において、蓄熱体をより速く昇温させることができる温度差を求め、蓄熱体の加熱中は常にその温度差となるようにファンの回転数を制御してやればよい。
【００４６】
（６）前記ファンの回転を開始させて前記ガスを吸引する温度を、前記第1温度検出器によって検出されたガスの温度が前記第２温度検出器によって検出された蓄熱体の温度よりも予め定められた所定の温度だけ高い時点の温度としたことを特徴とする（４）又は（５）に記載の廃熱蓄熱装置。
【００４７】
（６）に記載の蓄熱装置によれば、ファンの回転開始時点を、排ガスの温度が蓄熱体の温度を超えた時点とするのではなく、排ガスの温度が蓄熱体の温度よりも所定温度だけ高くなった時点とした。ファンを停止させる時点は、上記のとおり排ガスの温度が蓄熱体の温度よりも低くなった時点である。これによりファンの回転開始温度付近あるいはファンの回転停止温度付近で排ガスの温度あるいは蓄熱体の温度が多少変動したとしてもファンのオン／オフ状態が切り替わることはなく、ファンのいわゆるチャタリング動作を防止することができる。この制御は、上記排ガスと蓄熱体との温度差の大小によりファンの回転数を複数段階に分ける場合の各段階の切り替え時にも適応することができる。すなわちファンの回転を低速と中速、あるいは中速と高速に切り替える際にも、上記同様ヒステリシス幅を持たせることによりチャタリング動作を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の形態に限定されるものではなく、下記実施の形態の他、前記［発明の態様］の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【００４９】
図１は、本蓄熱装置のシステム構成図の一形態を示す。この形態は鋳造工程において発生される廃熱、例えば溶解炉の煙突から排出される排ガスをファンの駆動によりガス配管経路内に吸引し、該排ガスの熱エネルギーによって蓄熱体を加熱しようとするものである。蓄熱体としては油が使用される。この油は金型を加熱するための油温調回路に循環されるものである。
【００５０】
本蓄熱装置は、容器１０に貯留された蓄熱体（油）１１と、吸引された排ガスが通過するガス配管経路１２と、該ガス配管経路１２内に排ガスを吸引および排出するための吸排用ファン１３と、ガス配管経路１２の吸入口１４近傍の温度、すなわち吸引される排ガスの温度を検出するための第１温度検出器１５と、蓄熱体１１の温度を検出するための第２温度検出器１６と、ガス配管経路１２の排出口１７近傍の温度、すなわち排出される排ガスの温度を検出するための第３温度検出器１８と、これらの各部を制御する制御手段１９とから概略構成されている。
【００５１】
ガス配管経路１２は、長い筒状を有し、溶解炉の煙突口まで延びる経路の先端部には排ガスを吸入する吸入口１４が設けられている。ガス配管経路１２の一部分（破線で示されている部分）は、蓄熱体１１内に浸された状態で配置されている。この浸されている部分を介して吸引された排ガスの熱が蓄熱体１１に伝導されるためこの部分を加熱部２０という。さらに加熱部２０に続いて、蓄熱体１１を加熱し終えた排ガスが通過する経路が延びその先端部には排出口１７が設けられている。吸入口１４から吸引された排ガスは、加熱部２０で蓄熱体１１を加熱することにより熱エネルギーを消失するので、通常、排出口１７のガスの方が吸入口１４のガスよりも温度が低くなっている。そこで排ガスをガス配管経路１２に吸入および排出するのに使用されるファン１３は、耐熱性において有利な排出口１７付近に設けられている。
【００５２】
加熱部２０は、より効率良く蓄熱体１１を加熱するために、加熱部配管の厚さを薄く形成し伝熱面積を広くしている。また、さらに伝熱面積を広くして熱伝導率を上げるため、加熱部２０の内側および外側にフィン（図示省略）を設けている。加熱部およびファンの部材は熱伝導率の大きいものが望ましく、例えば、銅、アルミ、合金等が使用されている。これに対して、加熱部以外のガス配管部、特に吸入口１４から加熱部２０までの配管部分は、吸引した排ガスの熱を低下させない熱容量の小さな部材が望ましい。例えばアルミのフレキシブルダクトの外側にモルタルあるいは樹脂等で断熱コーティングしたもの等が使用されている。
【００５３】
各温度検出器１５、１６、１７およびファン１３には制御手段１９が接続されている。制御手段１９は、蓄熱装置の制御プログラムが書き込まれているＲＯＭと、蓄熱装置の動作データが書き込み・読み出しされる領域としてのＲＡＭとを備えたＣＰＵから構成されている。制御手段１９は、各温度検出部１５、１６、１７で測定された温度データに基づいて、蓄熱体１１を加熱するために適したファン１３の回転数を決定し、その回転数でファンを駆動して排ガスを吸入口１４からガス配管経路１２内に吸引する。
【００５４】
図２は、温度検出器によって測定された温度データに基づきファンの動作を制御するフローチャートの一形態を示す。この形態では吸引するガスの温度と蓄熱体の温度とに基づいてファン１３の回転数を制御している。このフローチャートにおいて、Ｔ1を第１温度検出器１５によって測定された温度（吸引する排ガスの温度）、Ｔ2を第２温度検出器１６によって測定された温度（蓄熱体１１の温度）、ＴSを蓄熱体１１の加熱目標温度（設定温度）とする。また、Ｔ1とＴ3の温度差に基づいて、ファン１３の回転速度は、低速、中速、高速の３段階に切り替えられるものとする。
【００５５】
本蓄熱装置において、各温度検出器１５、１６、１７によって測定された温度データは制御手段１９に送信される。制御手段１９は、該温度データに基づいてファンの回転制御を行う。ステップ３０において、先ず、蓄熱体の温度Ｔ2を蓄熱体の加熱目標温度ＴSと比較する。比較の結果、Ｔ2の温度のほうがＴSの温度よりも低い場合、すなわち蓄熱体１１の温度が加熱目標温度に達していない場合には、ステップ３２へ進み、次の温度比較を行う。一方、ステップ３０においてＴ2の温度のほうがＴSの温度よりも高い場合、すなわち蓄熱体１１の温度が加熱目標温度に達している場合には、ステップ３１に進み、ファン１３の動作を停止させて、本ファンの回転制御を終了する。これにより排ガスの吸引が停止されて蓄熱体１１の加熱は停止される。
【００５６】
ステップ３２において、吸引排ガスの温度Ｔ1を蓄熱体の温度Ｔ2と比較する。比較の結果、Ｔ1の温度のほうがＴ2の温度よりも高い場合、すなわち吸引しようとしている排ガスの温度のほうが蓄熱体１１の温度よりも高い場合には、ステップ３３に進み、Ｔ1とＴ2の温度差によって以下のようにファン１３が回転駆動される。
【００５７】
Ｔ1の温度がＴ2の温度よりも５０℃以上高い場合には、ファン１３を低速で回転駆動させる。また、Ｔ1の温度がＴ2の温度よりも１００℃以上高い場合には、ファン１３を中速で回転駆動させる。そして、Ｔ1の温度がＴ2の温度よりも２００℃以上高い場合には、ファン１３を高速で回転駆動させる。このようなファンの回転数の切り替えによって、蓄熱体１１をより効率的に加熱することができる。なお、Ｔ1とＴ2の温度差が５０℃未満の場合には、ファン１３を回転駆動させないでファンの回転制御を終了する。
【００５８】
一方、ステップ３２において、Ｔ1の温度のほうがＴ2の温度よりも低い場合、すなわち吸引しようとしている排ガスの温度のほうが加熱しようとしている蓄熱体１１の温度よりも低い場合には、蓄熱体１１を加熱できないため（蓄熱体１１を冷却しないように）、ステップ３１に進んでファン１３の動作を停止させ、本ファンの回転制御を終了する。これにより排ガスの吸引が停止されて蓄熱体１１の加熱は停止される。
【００５９】
フローチャートの記載は省略するが、ここで、ファン１３のチャタリング動作を防止するために、以下のように駆動設定してもよい。ファン１３の停止状態から低速駆動状態への切り替え温度を、Ｔ1の温度がＴ2の温度よりも５０℃高くなった時点とし、ファン１３の低速駆動状態から停止状態への切り替え温度を、Ｔ1の温度がＴ2の温度より低くなった時点とする。また、ファン１３の低速駆動状態から中速駆動状態への切り替え温度を、Ｔ1の温度がＴ2の温度よりも１００℃高くなった時点とし、ファン１３の中速駆動状態から低速駆動状態への切り替え温度を、Ｔ1とＴ2の温度差が５０℃未満になった時点とする。さらにファン１３の中速駆動状態から高速駆動状態への切り替え温度を、Ｔ1の温度がＴ2の温度よりも２００℃高くなった時点とし、ファン１３の高速駆動状態から中速駆動状態への切り替え温度を、Ｔ1とＴ2の温度差が１５０℃未満になった時点とする。
【００６０】
図３は、ファン１３の回転数に対する吸引排ガスの温度（Ｔ1）と排出排ガスの温度（Ｔ3）の変化を示すものである。
測定時の蓄熱装置の初期状態、すなわち排ガスがガス配管経路１２内に吸引される以前の状態は、炉の煙突から約６００℃の排ガスが排出され、ガス配管経路１２の吸入口１４近傍に設置された第１温度検出器１５によって測定される排ガスの温度が６００℃とする。また、ガス配管経路１２の排出口１７近傍に設置された第３温度検出器１８によって測定される大気の温度（排出口１７から未だ排ガスは排出されていない状態の温度）は３０℃とする。この初期状態は図３でいうと、ファンの回転数が０（ゼロ）のときのＴ1とＴ3を示す。
【００６１】
ファン１３の回転を開始させ徐々にその回転数を上げていくと、Ｔ1の温度は徐々に低下してくる。これは吸入口１４周辺の温度の低い大気が、煙突から排出された排ガスと一緒に吸入口１４内に吸引されるためである。回転数が上がるにしたがって温度の低い大気の吸引される割合が高くなり、Ｔ1の温度はさらに低下する。ただしガス配管経路１２内に吸引されるガスの量（温度の低い大気も含む量）は、ファン１３の回転数の上昇と共に増加する。
【００６２】
このＴ1の温度の低下とは逆に、Ｔ3の温度は徐々に上昇していく。これはファン１３の回転数の上昇に伴ってガス配管経路１２内に吸引されるガスの量が増加するため、Ｔ1の温度は低下しても吸引されたガス全体としての熱エネルギーは増えるからであり、蓄熱体１１を加熱した後のＴ1からＴ3への温度低下（Ｔ1−Ｔ3の値）は吸引されたガス量が多い場合のほうが小さく、結果としてＴ3の温度が上昇するからである。なお、ファンの各回転数におけるＴ1及びＴ3の温度は、加熱開始から所定時間（この図の場合には７０分）経過後の値である。
【００６３】
ファン１３の回転数が上昇するにしたがってＴ1とＴ3との温度差は減少し、ファン１３の回転数が５０［回転／分］のときは２７０℃（Ｔ1＝３９０℃、Ｔ3＝１２０℃）、回転数が１００［回転／分］のときは１７５℃（Ｔ1＝３１５℃、Ｔ3＝１４０℃）、回転数が２００［回転／分］のときは１２５℃（Ｔ1＝２７５℃、Ｔ3＝１５０℃）となり、回転数が４００［回転／分］を超えるとＴ1とＴ3は略同じ温度となる。なお、図示は省略するが、さらにファン１３の回転数を上昇させるとＴ1の温度がさらに低下すると共にＴ3の温度もＴ1の温度の低下に伴って一緒に低下する。また、測定時間（加熱開始からの所定時間）、あるいは蓄熱体１１の量が変われば温度の変化割合も変化する。
【００６４】
図４は、吸引排ガスの温度（Ｔ1）と排出排ガスの温度（Ｔ3）との差に対する蓄熱体の温度（Ｔ2）の昇温速度を示すものである。
測定時の蓄熱装置の初期状態、すなわち排ガスがガス配管経路１２内に吸引される以前の状態は、炉の煙突から約６００℃の排ガスが排出され、ガス配管経路１２の吸入口１４近傍に設置された第１温度検出器１５によって測定される排ガスの温度が６００℃とする。また、ガス配管経路１２の排出口１７近傍に設置された第３温度検出器１８によって測定される大気の温度（排出口１７から未だ排ガスは排出されていない状態の温度）は３０℃とする。また、Ｔ2の昇温期間は３０℃から１００℃まで、すなわち蓄熱開始時点から蓄熱体１１が１００℃に達するまでの期間である。
【００６５】
図４において横軸上の点４１は、Ｔ1とＴ3との温度差が５７０℃であり、Ｔ2の昇温速度が０「ゼロ」［℃／時］であることを示している。これは上記初期状態における測定データであり、Ｔ1とＴ3との温度差は600℃−30℃＝570℃であるが、ファン１３の回転数が０（ゼロ）であるためガス配管経路１２には排ガスは吸引されず、したがって排出口１７からも排ガスは排出されないので、Ｔ3の温度は排出口１７周辺の大気と同じ温度になることを示している。
【００６６】
次に点４２の測定データは、ファン１３の回転数を制御してＴ1とＴ3との温度差を２７０℃に維持すると、Ｔ2が４０［℃／時］の速度で昇温することを示しており、点４３の測定データは、ファン１３の回転数を制御してＴ1とＴ3との温度差を１７５℃に維持すると、Ｔ2が６０［℃／時］の速度で昇温することを示している。また、点４４の測定データ、点４５の測定データ、点４６の測定データは、ファン１３の回転数を制御してＴ1とＴ3との温度差をそれぞれ１２５℃、７５℃、２５℃に維持すると、いずれの場合にもＴ2が９０［℃／時］の速度で昇温することを示している。なお、制御されるファン１３の回転数は点４２→４３→４４→４５→４６となるにしたがって速くなる。このためガス配管経路１２に吸引される排ガスの量は点４２→４３→４４→４５→４６になるにしたがって増加している。
【００６７】
この測定結果から、Ｔ1とＴ3の温度差を２５℃、７５℃、又は１２５℃に維持して蓄熱体１１を加熱したときに、蓄熱体１１の温度が３０℃から１００℃までの間では、より効率的に蓄熱体１１（Ｔ2の温度）を昇温できることがわかる。
【００６８】
以上図３及び図４の測定データに基づいて、蓄熱体１１を加熱目標温度までより効率的に昇温させる蓄熱方法の一形態を示す。初期状態として、加熱開始時の蓄熱体（油）１１の温度を３０℃、炉の煙突から排出されている排ガスの温度を６００℃とする。そして油１１の加熱目標温度を２００℃とする。
【００６９】
先ず、加熱開始時から油１１の温度（Ｔ2）が１００℃に達するまでは図４の測定データに基づき、Ｔ2の昇温速度の速い温度差、すなわち吸引排ガスの温度（Ｔ1）と排出排ガスの温度（Ｔ3）との温度差が１２５℃となるようにファン１３の回転数を制御して加熱する。
次に、Ｔ1とＴ3との温度差が１２５℃となるのは、図３の測定データよりファン１３の回転数が約２００［回転／分］のときであり、このときＴ1の温度は約２７５℃である。したがってＴ2が上記１００℃に達したときに、Ｔ2とＴ1との温度差は約１７５℃であるため、その後もこのままの設定条件で加熱を続ける。
【００７０】
蓄熱されてＴ2がさらに上昇すると、ガス配管経路１２内には多くの排ガス（熱エネルギー）が吸引されているにもかかわらず、Ｔ1とＴ3との温度差が少なくなるためＴ2の昇温速度は次第に低下する。そこで、例えばＴ2の温度が約１８０℃に達したときにファン１３の回転数を下げてＴ1の温度を上昇させ（ファンの回転数を１００［回転／分］にしてＴ1を約３１５℃に上昇させ）、この高い温度のガスを加熱部２０に送ることでＴ2の目標加熱温度（２００℃）との差分（２０℃）を速やかに上昇させる。なお、加熱開始時からＴ2が１００℃に達するまでのＴ1とＴ3の温度差は、上記１２５℃に限定されず、図４の測定データから２５℃から１２５℃の間の温度差であれば、同様に速い速度でＴ2を昇温させることができる。
【００７１】
このようにして昇温された油は、金型を加熱するために油温調回路に循環される。従来、油の昇温は電気ヒータを用いて行われており、高温の油を保持しておくには莫大な電力が必要であった。本蓄熱装置により排ガスの熱を油に蓄熱しそれを再利用することで、今まで廃棄されていた熱エネルギーを有効に使用することができエネルギー費の削減を図ることができる。
【００７２】
図５に、溶解炉から排出されるガスの熱を蓄熱する装置の別の形態を示す。炉の煙突５１から排出された排ガスは蓄熱装置のガス配管経路１２に吸引される。このガスの吸引はブロワ１３の駆動により行われる。ガス配管経路１２にはアルミのフレキシブルダクトが用いられ、圧力損失となるＬ字部分が生じないように形成されている。ダクトの外側にはモルタルあるいは樹脂による断熱コーティングが施され、排ガスの温度低下を防ぐためにダクト部分の熱容量を小さくしている。蓄熱体としての油１１がタンク１０内に貯留されており、タンク１０は保温性を高めるため二重構造となっている。またガス配管経路１２の加熱部２０が油１１内に浸されており、加熱部２０は熱伝導率の高い銅の細管により形成されている。銅の細管２０は伝熱面積を多くするために多重配管構造に形成され、さらに熱伝導率を高めるために折り曲げ部分５３を設け圧力損失部が増加するように形成されている。このような構造によって油１１をより効率的に昇温させることができる。各細管２０はマニホルド５２によって接続されている。また、径の異なる配管のジョイント部分５４は、圧力損失が多くなるため油１１内に配置されている。
【００７３】
ガス配管経路１２を通過して油１１を加熱し終えた排ガスは、ブロワ１３によってガス配管経路１２の外部に吸引・排出されるが、この排出されたガスの温度が未だ高温であり、他の蓄熱体を加熱するための熱源として使用できる場合には、その排ガスの熱エネルギーを再利用するようにしてもよい。
【００７４】
さらに、蓄熱装置の別の形態として、排ガスの吸入口１４を単数に限定せずに、複数設けた構造のもの（図示は省略）であってもよい。この場合、それぞれの吸入口１４から続くガス配管経路１２を全て加熱部２０につながるように形成し、各吸入口１４から吸引したガスの熱によって、加熱部に接触するように配置した蓄熱体１１を加熱するようにすればよい。各吸入口１４に設けた温度検出器によって炉の煙突等の熱源から排出されるガスの温度を測定し、各排ガスの温度Ｔ1と蓄熱体１１の温度Ｔ2とを制御手段１９によって比較する。比較の結果に基づき加熱に適した温度のガス、すなわち蓄熱体１１の温度よりも高い温度の排ガスを吸入できる吸入口１４を選択し、選択した吸入口１４からのみ排ガスを吸引するように各ガス配管経路１２の開閉状態を制御手段１９によって切り替える。
【００７５】
また、蓄熱装置の別の形態として、赤外温度計を使用して放射される赤外線を測定し、温度の高い場所、例えば複数の炉の煙突が存在していれば温度の高い排ガスを排出している煙突の場所を探し出し、その排ガスを吸引するために蓄熱装置自体（特にガス配管経路だけでもよい）が煙突に向かって移動するような構造のものであってもよい。各煙突間を蓄熱装置が移動できるように移動路を形成しておき、赤外温度計から送られてくる測定データに基づき制御手段１９の制御によって蓄熱装置の位置が移動する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る蓄熱装置の一形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る蓄熱方法および蓄熱装置の制御フローチャートである。
【図３】本発明に係る蓄熱装置のファンの回転数に対する吸引ガスおよび排出ガスの温度変化を示す図である。
【図４】本発明に係る蓄熱装置の吸引ガスと排出ガスの温度差による蓄熱体の昇温速度を示す図である。
【図５】本発明に係る蓄熱装置の別の一形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  容器（タンク）
１１  蓄熱体（油）
１２  ガス配管経路
１３  吸排用ファン（ブロワ）
１４  吸入口
１５  第１温度検出器
１６  第２温度検出器
１７  排出口
１８  第３温度検出器
１９  制御手段
【図１】
2009250509.tif 000003
【図２】
2009250509.tif 000004
【図３】
2009250509.tif 000005
【図４】
2009250509.tif 000006
【図５】
2009250509.tif 000007