(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される第１壁部と第２壁部と、これら両壁部の間に形成される蓄熱材充填用の内部空間と、前記両壁部の外周縁どうしが気密状に互いに相対連結された状態の外周シール部とを備えて成る蓄熱カプセルの配列方法であって、
前記両壁部の夫々を、前記内部空間を形成するべく外側に膨出した凸面部を備えた板材にて構成し、前記外周シール部を、前記両壁部夫々の凸面部以外の部分どうしを重ね合わせて融着又は貼着にて一体化することで形成するとともに、前記壁部の面に沿う方向で隣合う蓄熱カプセルどうしを、それらの外周シール部どうしが前記壁部の面に直交する方向視で重なり合う状態に相対配置する蓄熱カプセルの配列方法。
【請求項２】
対向配置される第１壁部と第２壁部と、これら両壁部の間に形成される蓄熱材充填用の内部空間と、前記両壁部の外周縁どうしが気密状に互いに相対連結された状態の外周シール部とを備えて成る蓄熱カプセルの配列方法であって、
隣合う蓄熱カプセルにおける外周シール部のうちの、前記第１、第２壁部に沿い、かつ、前記蓄熱カプセルに作用する送風の流れ方向と交差する方向で重なる部分に、隣合う外周シール部間に形成される隙間の断面積を縮小させる規制部材を設ける蓄熱カプセルの配列方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に熱媒体が貯留されて蓄熱及び放熱が自在な蓄熱カプセルの配列方法に係り、詳しくは、単位容積当たりのカプセル数を無理なく増やして、蓄熱槽としての効率向上を図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蓄熱カプセルは、特開２０００−１８８６４号公報に示されたもののように、合成樹脂製で正面視形状が横長の矩形のものが知られている。即ち、対向配置される一対の壁部には、洗濯板のように長手方向に直行する凹凸を連続的に形成して放熱並びに受熱面積を増大させてあり、カプセル表面から効率良く熱交換が行われるようにしてあった。一対の壁部は、蓄熱材充填用の空間部を形成するべく、外周部を残して膨出させた凸状の断面形状を呈するものであり、外周部どうしを融着又は貼着によって一体化することで蓄熱カプセルを構成してあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、前記従来技術では、蓄熱槽内において蓄熱カプセルを前後左右に規則正しく配列してあった。即ち、図１３に示すように、壁部１，２の面に直交する左右方向では、壁部１，２どうしが平行となり、かつ、蓄熱カプセルＣとしての前後方向位置が揃う状態で近接配置されるとともに、壁部１，２の面に平行となる前後方向では、一対の外周部が一体化されて成る外周シール部５どうしが突き合わせ対向配置され、かつ、壁部１，２の左右方向位置が揃う状態で近接配置されていた。
【０００４】
このような素直な配列状態では、多数の蓄熱カプセルの配置構成が行い易く、左右に隣合う蓄熱カプセル間の送風経路が一直線上に並んで風の通りが良好になるといった特徴を有しているが、反面、外周シール部が前後方向に直列に並ぶことから、蓄熱材の充填されない部分の長さが比較的多くなり、蓄熱槽の容積に対する蓄熱材量の割合いの点では改善の余地が残されているものであった。
【０００５】
本発明の目的は、蓄熱槽内に装填される蓄熱材量を増やして蓄熱槽の熱効率を改善できるよう、蓄熱カプセルの配列方法を工夫する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の方法は、図３に例示する如く、対向配置される第１壁部１と第２壁部２と、これら両壁部１，２の間に形成される蓄熱材充填用の内部空間３と、両壁部１，２の外周縁どうしが気密状に互いに相対連結された状態の外周シール部５とを備えて成る蓄熱カプセルの配列方法において、
両壁部１，２の夫々を、内部空間３を形成するべく外側に膨出した凸面部７を備えた板材にて構成し、外周シール部５を、両壁部１，２夫々の凸面部７以外の部分どうしを融着又は貼着にて一体化することで形成するとともに、壁部１，２の面に沿う方向で隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃどうしを、それらの外周シール部５どうしが壁部１，２の面に直交する方向視で重なり合う状態に相対配置することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の方法によれば、外周シール部どうしが重なり合う状態で、壁部の面に沿う方向で隣合う蓄熱カプセルどうしが配列されるから、壁部の面に沿う方向（前後方向）で並ぶ蓄熱カプセルの数から１減じた数に、外周シール部の幅を乗じた長さの分長さを縮小することができるようになる。この場合、壁部の面に直交する方向には蓄熱カプセルがその厚みの半分程度の距離だけ寄るので、その分幅方向寸法は増大することになる。
【０００８】
しかしながら、前述の公報（特開２０００−１８８６４号）の図３に示されるように、通常、蓄熱カプセルは壁部の面に直交する方向（左右方向）には多数並べるものであるから、左右方向幅が増えることによる容積増大分よりも、前後方向の長さ縮小による容積減少分の方を大きくすることが可能であり、その結果、蓄熱カプセルの数を減らすことなく蓄熱槽の大きさを小さくできるとか、蓄熱槽の大きさを変えずに、内装される蓄熱カプセル数を増やすといったことが可能になる。
【０００９】
請求項２の方法は、図８に例示する如く、対向配置される第１壁部１と第２壁部２と、これら両壁部１，２の間に形成される蓄熱材充填用の内部空間３と、両壁部１，２の外周縁どうしが気密状に互いに相対連結された状態の外周シール部５とを備えて成る蓄熱カプセルの配列方法において、
隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃにおける外周シール部５のうちの、第１、第２壁部１，２に沿い、かつ、蓄熱カプセルＣに作用する送風の流れ方向と交差する方向で重なる部分ｊｋに、隣合う外周シール部５，５間に形成される隙間の断面積を縮小させる規制部材２８を設けることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の方法によれば、次のような作用がある。即ち、蓄熱材の内装されない部分である外周シール部５は単なる板状となるため（図１０参照）、外周シール部の側方空間は、外周シール部とその両端の第１又は第２壁部とによる凹入溝又は、トンネル状空間部が形成されることになる。しかして、その凹入溝又はトンネル状空間部が、熱交換のための送風の流れ方向に一致して伸びる方向となる重なり部分、即ち、第１、第２壁部に沿い、かつ、蓄熱カプセルに作用する送風の流れ方向と交差する方向で重なる部分では、その凹入溝又はトンネル状空間部は断面積が広く風が抵抗少なく通過できる流路に好適となるため、その凹入溝又はトンネル状空間部に送風が集中してしまい、本来風が通って欲しい壁部どうしの間隙には風が通り難くなる不都合が予測される。
【００１１】
そこで、その「重なる部分」に形成される凹入溝の断面積を縮小させる規制部材を設けたので、凹入溝又はトンネル状空間部に送風が集中することが回避され、隣合う蓄熱カプセルの壁部どうしの間隙に風が良く流れるようになって、送風による本来の熱交換作用が発揮されるようにすることができる。
【００１２】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の方法に限定されるものではない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に蓄熱空調システムの概略図が、図２に蓄熱槽部分が夫々示されている。この蓄熱空調システムＡは、エアコン（空調装置）１６を用いた個人住宅用のものであり、エアコン１６及び蓄熱槽１４が１階の床下に配置されている。即ち、蓄熱槽１４の一端がエアコン１６の吹き出し側に、他端及び室内からの戻りダクト１７とがエアコン１６の吸い込み側に夫々連結し、１階及び２階の各天井裏に装備された複数の空調ファン１８と蓄熱槽１４の出口側とを連通するための主ダクト１９を、床下２３から立ち上がる縦型のものとして設けてある。
【００１４】
図１，図２に示すように、エアコン１６の送風は接続ダクト２５を介して全て蓄熱槽１４に供給されるようにしてあり、蓄熱槽１４の出口側ダクト２０、室内からの戻り風を取り込む所であるエアリターン口２２に連通する戻りダクト１７、及び各空調ファン１８に連通する主ダクト１９を結ぶとともに、エアコン１６の吸込み側ダクトとなる連結ダクト２１を設けてある。連結ダクト２１内には、軸心Ｐ周りに回動して戻りダクト１７を開閉自在で、連結ダクト２１の遮断及び解放も可能な開閉弁２４を設けてある。そして、運転モードとしては、蓄熱空調モード、放熱モード、蓄熱モードとがある。
【００１５】
蓄熱空調モードは、図７（イ）に示すように、連結ダクト２１が遮断され、かつ、戻りダクト１７が開かれる位置に開閉弁２４を回動操作し、エアコン１６を空調作動させ、いずれかの空調ファン１８を回転作動させる運転モードであり、エアコン１６から出る冷風（又は温風）によって蓄熱槽１４の蓄熱と、冷風（又は温風）による室内空調との双方が行えるとか、エアコン１６と蓄熱槽１４の放熱との双方によって室内空調が行えるといった状態が得られる。
【００１６】
例えば、蓄熱槽１４の温度が希望冷房温度よりも低いときには、エアコン１６と蓄熱槽１４との双方によって室内を素早く冷房でき、蓄熱槽１４の温度が希望冷房温度以上であるときには、エアコン１６の冷風によって蓄熱槽１４の冷熱蓄熱と室内の冷房との双方が行われるようになる。
【００１７】
放熱モードは、図７（ロ）に示すように、連結ダクト２１及び戻りダクト１７が共に開かれる位置に開閉弁２４を回動操作し、エアコン１６を送風作動（単なる送風ファンとして用いる空作動）させ、いずれかの空調ファン１８を回転作動させる運転モードであり、エアコン１６から出る常温風によって蓄熱槽１４で熱交換させて、蓄熱槽１４に貯められた熱エネルギーのみによって空調されたエアを室内に供給する状態が得られる。
【００１８】
例えば、蓄熱槽１４の温度が希望冷房温度よりも十分に低いときに、蓄熱槽１４に貯められた熱エネルギーのみによって希望冷房温度まで室内冷房させるとか、蓄熱槽１４の温度が希望冷房温度より高いときには、取り敢えず蓄熱槽１４の温度までは蓄熱槽１４に貯められた熱エネルギーのみによって室内冷房させるといった状態が得られる。この運転モードでは、エアコン１６のコンプレッサー又はコンデンサが作動しない（即ちエアコン１６が空調作動しない）分、蓄熱空調モードに比べて電力が少なくて済み、廉価に空調を行うことができる。
【００１９】
尚、戻りダクト１７と主ダクト１９とが連結ダクト２１部位では互いに離れているとともに、戻りダクト１７の風下方向の近傍にエアコン１６が位置し、かつ、出口側ダクト２０の風下方向近傍に主ダクト１９の吸込み口が位置する構造上、連結ダクト２１部位において給排風が混ざることが実質的に生じないので、開閉弁２４を前述の位置（戻りダクト１７内面に沿う位置）にすることが可能であるが、連結ダクト２１を遮断する位置［図７（イ）に示された位置] に開閉弁２４を回動操作しても良い。
【００２０】
蓄熱モードは、図７（ハ）に示すように、戻りダクト１７を閉じ、かつ、連結ダクト２１は解放する位置に開閉弁２４を回動操作し、エアコン１６を空調作動させ、全ての空調ファン１８を停止させる運転モードであり、エアコン１６と蓄熱槽１４とによる閉鎖ループ状態で運転させるものである。この場合、すべての空調ファン１８が停止していて主ダクト１９は負圧にも正圧にもならないので、主ダクト１９には風が流れないのである。
【００２１】
この運転モードは、電力料金が安くなる深夜等において用いるモードであり、例えば、エアコン１６を冷房運転して夏場の夜中に蓄熱槽１４に冷熱を蓄えさせたり、エアコン１６を暖房運転して冬場の日中に蓄熱槽１４に温熱を蓄えたりする。そして、蓄熱槽１４に蓄えた冷熱により、夏場の日中に放熱モードで室内冷房するとか、蓄熱槽１４に蓄えた温熱により、冬場の夜に放熱モードで室内暖房を行うことにより、電気代を節約しながら良好な空調が行えるのである。
【００２２】
そして、図示しないが、開閉弁２４を図７（ロ）に示された位置に回動操作し、エアコン１６を停止し、空調ファン１８を回転作動させる送風モードも可能であり、これによれば単に室内に循環送風するだけの状態が得られる。次に、蓄熱槽１４に多数装備される蓄熱カプセルＣについて説明する。
【００２３】
図４、図５に示すように、蓄熱カプセルＣは、対向配置される第１壁部１と第２壁部２と、これら両壁部１，２の間に形成される蓄熱材充填用の内部空間３と、両壁部１，２の外周縁どうしが気密状に互いに相対連結された状態の外周シール部５とを備えて構成されている。両壁部１，２の正面視形状は、上下高さが左右長さよりも長い縦長の矩形形状に設定され、内部空間３が上下３箇所の部分空間４に分割されるように、両壁部１，２どうしがそれらの上下中間部において気密状に連結された中間シール部６を２箇所に形成してある。つまり、蓄熱カプセルＣは、部分空間４を備えた部分カプセル８の３組が上下に連結一体化されたような構造を採るものである。
【００２４】
第１及び第２壁部１，２の夫々は、内部空間３を形成するべく外側に膨出した凸面部７が３箇所形成された平板状の合成樹脂材によって構成されており、凸面部７以外の部分が外周シール部５及び中間シール部６である。蓄熱カプセルＣは、両壁部１，２を、夫々の外周シール部５及び中間シール部６どうしの融着による一体化によって構成されている。部分カプセル８として見た場合、その上部の両端部に形成された一対の丸孔９と、上１カ所、下２カ所の計３カ所に形成された溝孔１０の夫々において、第１壁部１と第２壁２とがスポット的に融着されている。各部分空間４には、固化温度が１８℃である蓄熱材１１が充填されている。
【００２５】
凸面部７は、横方向に伸びる比較的小規模な凹部７ｂ及び凸部７ａが繰り返し形成された凹凸状に構成されている。即ち、凹部７ｂは内部空間３の側に窪んだ形状であり、凸部７ａは内部空間３とは反対側に膨らんだ形状をなしている。そして、第１壁部１に形成した凹部７ｂと第２壁部２に形成した凸部７ａとが、及び、第１壁部１に形成された凸部７ａと第２壁部２に形成された凹部７ｂとが、第１壁部１或いは第２壁部２の法線方向において一致するように形成してある。つまり、第１壁部１に凸部７ａが形成してある位置に対しては、その裏側に位置する第２壁部２には凹部７ｂが形成されている構造である。
【００２６】
中間シール部５，５とその上下の第１及び第２壁部１，２とによって形成される凹入溝１２に、凹入溝１２としての断面積を縮小させる規制部材１３を配置してある。図５に示すように、蓄熱槽１４内では、第１及び第２壁部１，２が接近する状態で隣合う蓄熱カプセルＣ、Ｃが配列されており、これら蓄熱カプセルＣ、Ｃ間の空間部を熱交換のための風が流れることになる。
【００２７】
この場合、凹入溝１２を開放したままでは、隣合う凹入溝１２，１２が重なって比較的大きな空間部となって風が集中して流れ込み、風を多く流すべき隣合う第１及び第２壁部１，２の間の狭い空間部にはあまり流れなくなることになる。そこで、それを防止するべくスポンジパッド等の比重の軽い材料で成る規制部材１３を凹入溝１２に入れ込んで接着してあり、側面視でほぼ凹入溝１２が規制部材１３で埋まるような状態としてある。規制部材１３としては、ウレタン、ＰＰ、ＰＥ、アルミ合金、ゴム等、種々の材料によるものが可能である。又、規制部材１３は、図４に示す長尺状の他、複数個の短い長さの規制部材１３を凹入溝１２に間隔を空けて配置する構造のものでも良い。
【００２８】
図６に示すように、上及び下の部分カプセル８，８における一対の丸孔９，９に通したインシュバンド１５によって、６個の蓄熱カプセルＣが一体化されており、この一体化された６個一組の蓄熱カプセルＣ群の多数を蓄熱槽１４内に配列してある。互いに隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃ間に介装された規制部材１３がスペーサーとして機能し、隣合う第１壁部１と第２壁部２との間には送風スペースが確保されている。尚、中間の部分カプセル８においても、丸孔９，９を用いてインシュバンド１５を通しても良い。
【００２９】
図３に示すように、蓄熱槽１４内においては、壁部１，２の面に沿う方向（前後方向であり、図３における矢印ロ方向）で隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃどうしは、それらの外周シール部５，５どうしが、壁部１，２の面に直交する方向（左右方向であり、図３における矢印イ方向）視で重なり合う状態に相対配置されている。このように、前後方向で隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃどうしにおける外周シール部５の重なり部分を正重なり部分ｓｋと呼ぶものとする。
【００３０】
しかして、左右方向で並ぶ蓄熱カプセルＣの外周シール部５，５間に、前後方向で並ぶ蓄熱カプセルＣの外周シール部５が入り込む状態であり、前後方向で隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃはカプセル厚みの半分の幅分左右方向に位置ずれした状態（千鳥格子状態）で配列されている。これにより、多数の蓄熱カプセルＣを規則正しく配列した図１０に示す従来の蓄熱槽１４の平面視面積に比べて、本発明の方法によって多数の蓄熱カプセルＣが配列された図３に示す蓄熱槽１４の平面視面積を小型化することが可能である。
【００３１】
つまり、左右方向幅は、蓄熱カプセルＣの厚みｗの半分ｗ／２だけ増えるが、前後方向幅は、蓄熱カプセルＣの並び数−１に、外周シール部５の幅寸法ｄを乗じた長さ分短くなるから、通常の蓄熱槽１４の場合、平面視による面積は減少することになり、その結果、蓄熱槽１４としての容積がコンパクト化されるのである。尚、蓄熱材としては、潜熱蓄熱材、顕熱蓄熱材（水、砂等）、或いはその他のもののいずれでも良い。
【００３２】
〔別実施形態〕
《１》  図８，図９に示すように、蓄熱カプセルＣを上下方向に複数積層する構造においても、上下の外周シール部５，５どうしを重ねて配列すると良い。この場合には、左右両端２箇所の凹入溝２６，２６、及びその間のトンネル状空間部２７が、熱交換のための送風の流れ方向に一致して伸びる方向となる準重なり部分ｊｋ（「第１、第２壁部１，２に沿い、かつ、蓄熱カプセルＣに作用する送風の流れ方向と交差する方向で重なる部分」の一例）になる。
【００３３】
この準重なり部分ｊｋには、前述した規制部材１３と同様な規制部材２８を装備してあり、構造上、これら凹入溝２６やトンネル状空間部２７に送風が集中しないようにしてある。ところで、トンネル状空間部２７は、互いに向き合う一対の凹入溝２６，２６によって形成されているものであり、特許請求の範囲において言う「重なる部分」とは、凹入溝２６やトンネル状空間部２７の総称である。
【００３４】
《２》  前述の蓄熱槽１４は、空気の流れ、即ち送風によって蓄熱カプセルＣとの熱交換を行うものであるが、例えば、水のような液体を蓄熱槽１４内に流すことによって蓄熱カプセルＣとの熱交換を行う構造のものでも、本発明による効果と同様の効果が得られるものである。従って、空気（気体）や水（液体）を含む表現として、請求項２における「送風の流れ」 は、『流体の流れ』と定義することができる。
【００３５】
《３》  図１０に示すように、隣り合う外周シール部５，５どうしが互いに接触する状態となるように、蓄熱カプセルＣを配置した構造でも良い。
【００３６】
《４》  図１１（イ）に示すように、隣合う蓄熱カプセルＣ，Ｃ夫々の凸面部７における凸部７ａと凹部７ｂとが同位相となるように配列設定しても良く、この場合には、対面する凸部７ａどうしの間にも風通し用の間隙が形成されるように、凹入溝１２に規制部材１３，１３を装備させる。又、図１１（ロ）に示すように、部分カプセル８と同じ大きさで１個のカプセルとなる小型の蓄熱カプセルＣ，Ｃどうし（又は、３分割型の蓄熱カプセルどうし）を上下に重ねる場合に、外周シール部５，５どうしが直接接触しないように、形状設定された規制部材２９，２９を用いるようにしても良い。
【００３７】
《５》  図１２に示すように、外周シール部５が偏った形状の蓄熱カプセルＣを、矢印ロ方向（第２方向の一例）で並べるに、矢印ロ方向で隣り合う蓄熱カプセルＣどうしが、矢印イ方向には位置ずれしない整列状態に設定する構造も可能である。即ち、真っ平な第１壁面３１と、外周部以外が膨出形成された断面凸形状の第２壁面３２とを、外周シール部５によって貼着することで内部空間３を形成する非対称形状の蓄熱カプセルＣを、矢印ロ方向で隣り合う蓄熱カプセルＣ、Ｃどうしが、それらの第１壁面３１と第２壁面３２とが互いに逆向きとなるようにすることにより、矢印イ方向に長さｄでもって重なり合う状態に並べることができる。これにより、蓄熱槽１４の矢印ロ方向長さをコンパクト化できる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の蓄熱カプセルの配列方法では、外周シール部の厚みカプセル本体の厚みよりも著しく薄い構造を利用して、互いの外周シール部どうしを重ねた状態で隣合う蓄熱カプセルどうしを配置する工夫により、熱交換用送風の妨げとなることなく蓄熱槽容積の小型化が図れる合理的なものにできた。
【００３９】
請求項２に記載の蓄熱カプセルの配列方法では、外周シール部の重なりが送風の流れ方向に沿う準重なり部分に規制部材を設けたので、その重なり部分を風が素通りしないようになり、送風による本来の良好な熱交換が確実に発揮できる効率の良いものにできた。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄熱空調システムの概略構造を示す斜視図
【図２】蓄熱槽部分を示す一部切欠きの平面図
【図３】蓄熱カプセルの配列構造を示す要部の平面図
【図４】（イ）は蓄熱カプセルの正面図、（ロ）は蓄熱カプセルの側面図
【図５】規制部材を示す蓄熱カプセルの部分拡大断面図
【図６】６枚の蓄熱カプセルによる束状態を示す斜視図
【図７】蓄熱空調システムの各種運転モードを示す作用図
【図８】蓄熱カプセルの上下に重ねた配列構造を示す斜視図
【図９】図８における蓄熱カプセルの上下重なり部分を示す断面図
【図１０】蓄熱カプセルの別配列構造を示す要部の平面図
【図１１】別形状の蓄熱カプセル、及び規制部材を示す部分拡大断面図
【図１２】別構造の蓄熱カプセルによる別配列構造を示す要部の平面図
【図１３】従来の蓄熱カプセルの配列構造を示す平面図
【符号の説明】
１              第１壁部
２              第２壁部
３              内部空間
５              外周シール部
７              凸面部
Ｃ              蓄熱カプセル
ｊｋ            重なる部分
【図１】
0003858107.tif 000002
【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】
0003858107.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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