説明

蓄熱槽

【課題】複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を有効活用することで、高能力の蓄熱槽を提供すること。
【解決手段】複数の近接した円筒蓄熱槽1と、前記複数の円筒蓄熱槽1の少なくとも2本以上に接する接合蓄熱槽4と、前記複数の円筒蓄熱槽1を拘束する密着強化手段5とから構成したことを特徴とするもので、複数本の円筒蓄熱槽1によって形成される空間を接合蓄熱槽4で埋めることとなり、複数本の円筒蓄熱槽1によって形成される空間を有効活用することで、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給湯および空調等に利用する蓄熱槽に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の蓄熱槽は、円筒蓄熱槽を複数本1列に並べて、角型の外装に収納して蓄熱槽を構成していた。
【0003】
図9は、上記従来の蓄熱槽を示すものである。図9に示すように、2本の円筒蓄熱槽1と、円筒蓄熱槽1の外周を断熱する断熱材2と、円筒蓄熱槽1を収納する角型外装3とから構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−9747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、前記従来の構成では、角型外装の内部に円筒蓄熱槽を収納するため幾何学的形状の制約から角型外装の内部に蓄熱に寄与しない多くの空間部が存在することとなり、薄型形状にすることにより、蓄熱性能が低下するという課題を有していた。
【0005】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を有効活用することで、高能力の蓄熱槽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】
【0006】
前記従来の課題を解決するために本発明の蓄熱槽は、複数の近接した円筒蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽の少なくとも2本以上に接する接合蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽を拘束する密着強化手段とから構成したことを特徴とするものである。
【0007】
これによって、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を接合蓄熱槽で埋めることとなり、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を有効活用することで、高能力の蓄熱槽を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
第1の発明は、複数の近接した円筒蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽の少なくとも2本以上に接する接合蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽を拘束する密着強化手段とから構成したことを特徴とするもので、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される空間を接合蓄熱槽で埋めることとなり、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。
【0010】
第2の発明は、密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の接触部を接合する構成としたことを特徴とするもので、接合蓄熱槽の変形を防止することとなり、円筒蓄熱槽と同程度の高圧力を接合蓄熱槽にかけることができる。
【0011】
第3の発明は、密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の外接部を接合する構成としたことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽を強固に密着させることとなり、接合蓄熱槽の変形を防止することとなり、円筒蓄熱槽と同程度の高圧力を接合蓄熱槽にかけることができる。
【0012】
第4の発明は、接合蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の外周面に接する外接蓄熱槽であることを特徴とするもので、複数本の円筒蓄熱槽によって形成される外周側空間を外接蓄熱槽で埋めることとなり、薄型形状で蓄熱能力を大きくすることができる。
【0013】
第5の発明は、外接蓄熱槽は、長手方向に分割して形成したことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽の内部の温度成層を外接蓄熱槽が乱すのを防止することとなり、円筒蓄熱槽から効率良く蓄放熱を行うことができる。
【0014】
第6の発明は、外接蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の長手方向の中間部より片側方向に設けたことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽の内部の温度成層を外接蓄熱槽が乱すのを防止することとなり、円筒蓄熱槽から効率良く蓄放熱を行うことができる。
【0015】
第7の発明は、接合蓄熱槽の内部に潜熱蓄熱剤を充填したことを特徴とするもので、接合蓄熱槽の蓄熱能力を拡大することとなり、薄型形状で高能力を実現することができる。
【0016】
第8の発明は、円筒蓄熱槽の外方に硬質断熱材を設けたことを特徴とするもので、円筒蓄熱槽からの放熱損失を低減することとなり、高性能の蓄熱槽を実現することができる。
【0017】
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ない。
【0018】
(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槽の構成図を示すものである。
【0019】
図1において、円筒蓄熱槽1は、角型外装3の内部に1列4本を2列互いに接するように収納したものであり、4本の円筒蓄熱槽1に囲まれた空間に接合蓄熱槽である内接蓄熱槽4を設け、8本の円筒蓄熱槽1の外周をバンド等を用いる密着強化手段5でまとめて締め付けて構成している。
【0020】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
まず、互いに接する8本の円筒蓄熱槽1の内側には、4本の円筒蓄熱槽1に囲まれた空間が3箇所存在するが、円筒蓄熱槽1の外周に接する形状の内接蓄熱槽4を設けることにより、2本の円筒蓄熱槽1を設ける図9に示す従来の構成断面形状に対して、蓄熱槽部分の断面積は、同一寸法の角型外装3に対して10%以上大きくする事ができる。内接蓄熱槽4の断面は略菱形形状であるが、円筒蓄熱槽1の外周を密着強化手段5で締め付けているため、内接蓄熱槽4の内部に大きな圧力をかけても円筒蓄熱槽1が内接蓄熱槽4の変形を抑制することとなる
以上のように、本実施の形態においては、内接蓄熱槽4を円筒蓄熱槽1に囲まれた空間に設け、円筒蓄熱槽1の外周に密着強化手段5を設けることにより、角型外装3の内部に占める蓄熱部分の容積を拡大することとなり、薄型形状を実現し蓄熱性能を向上することができる。
【0021】
(実施の形態2)
図2は本発明の第2の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0022】
図2において、密着強化手段5は、相隣り合う円筒蓄熱槽1の接触部を溶接などの接合手段で接合したものであり、各円筒蓄熱槽1を相互に接触部において接合し、円筒蓄熱槽1で囲まれる内接蓄熱槽4に強固に密着した構成としている。
【0023】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0024】
まず、給湯に利用する場合、水道圧などの高い圧力を蓄熱槽の内部にかける必要があるが、内接蓄熱槽4の断面形状は、各円筒蓄熱槽1の外周面に沿った略菱形の形状を有するため単独では大きく変形するが、各円筒蓄熱槽1を相互に接触部において接合する密着強化手段5を設けているため、各円筒蓄熱槽1の位置が移動せず固定されることにより、内接蓄熱槽4の変形を抑制することとなる。
【0025】
以上のように、本実施の形態においては、相隣り合う円筒蓄熱槽1の接触部を密着強化手段5で強固に接合することにより、円筒蓄熱槽1の位置を固定することとなり、内接蓄熱槽4の変形破損を防止し内部に高圧をかけて給湯性能を向上することができる。
【0026】
(実施の形態3)
図3は本発明の第3の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0027】
図3において、密着強化手段5は、内接蓄熱槽4を挿入した状態で相隣り合う円筒蓄熱槽1の外接部6を固定板7で溶接接合したものであり、各円筒蓄熱槽1の位置を強固に固定して、円筒蓄熱槽1で囲まれる内接蓄熱槽4を円筒蓄熱槽1の表面に強固に密着して構成している。
【0028】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0029】
まず、水道圧などの高い圧力を蓄熱槽の内部にかける場合、内接蓄熱槽4の断面形状は、円筒蓄熱槽1の外周面に沿った略菱形の形状を有するため単独では大きく変形するが、各円筒蓄熱槽1の外接部6を固定板7で溶接接合する密着強化手段5を設けているため、各円筒蓄熱槽1の位置が移動せず固定されることにより、内接蓄熱槽4の変形を抑制することとなる。
【0030】
以上のように、本実施の形態においては、相隣り合う円筒蓄熱槽1の外接部6を固定板7で円筒蓄熱槽1の外側より溶接接合する密着強化手段5を設けることにより、円筒蓄熱槽1の位置を固定することとなり、内接蓄熱槽4の変形破損を防止し内部に高圧をかけて給湯能力を向上することができる。
【0031】
(実施の形態4)
図4は本発明の第4の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0032】
図4において、接合蓄熱槽であるの一つである外接蓄熱槽8は、断面形状が略三角形状を有し、内部に水などの蓄熱剤を充填したものであり、円筒蓄熱槽1の角型外装3側の外周面で、相隣り合う円筒蓄熱槽1間の略三角形状の空間に外周を密着して設けた構成としている。
【0033】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0034】
まず、断面形状が略三角形状を有する外接蓄熱槽8は、円筒蓄熱槽1の外周面で相隣り合う円筒蓄熱槽1間の略三角形状の空間に設けることにより、蓄熱槽全体の外形が角型外装3の形状にほぼ相似形の角型となる。
【0035】
以上のように、本実施の形態においては、外接蓄熱槽8を円筒蓄熱槽1の外周面に密着して設け蓄熱槽全体の形状を角型として、角型外装3に収納することにより、角型外装3内部の蓄熱に寄与しない空間部を低減して蓄熱に寄与する有効な容積を拡大することとな
り、薄型形状を有し高性能な蓄熱槽を実現することができる。
【0036】
(実施の形態5)
図5は本発明の第5の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0037】
図5において、外接蓄熱槽8は、内部に水などの蓄熱剤を充填し、円筒蓄熱槽1の長手方向に分割して設けたものであり、相隣り合う円筒蓄熱槽1間の略三角形状の空間に外周を密着して設けた構成としている。
【0038】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0039】
まず、給湯に供する場合、円筒蓄熱槽1と内接蓄熱槽4に水を満たした状態で、上部の配管から円筒蓄熱槽1と内接蓄熱槽4に高温の湯を流入させて蓄熱し、下部配管に低温の水を流入させて上部より高温の湯として取出し給湯に利用する。外接蓄熱槽8は円筒蓄熱槽1の外周の接触面を介して円筒蓄熱槽1と熱授受を行ない円筒蓄熱槽1の垂直方向温度分布に応じて蓄放熱を行なうこととなる。
【0040】
以上のように、本実施の形態においては、外接蓄熱槽8を円筒蓄熱槽1の長さ方向に分割して密着して設けた構成とすることにより、外接蓄熱槽8内で生じる自然対流を分割された個々の外接蓄熱槽8内で収めることにより、円筒蓄熱槽1の温度成層を崩すことなく蓄放熱を行うこととなり、薄型形状を有する高性能な蓄熱槽を実現することができる。
【0041】
(実施の形態6)
図6は本発明の第6の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0042】
図6において、外接蓄熱槽8は、内部に水などの蓄熱剤を充填したものであり、円筒蓄熱槽1の高さ方向の中間部より上方の表面に密着して設けた構成としている。
【0043】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0044】
まず、蓄熱は、円筒蓄熱槽1に水を満たした状態で、上部の配管から円筒蓄熱槽1に高温の湯を流入させて行うが、この時、円筒蓄熱槽1から外接蓄熱槽8に熱を伝えて外接蓄熱槽8にも蓄熱することとなる。外接蓄熱槽8は円筒蓄熱槽1の中間部より上方の表面に密着して設けているため、円筒蓄熱槽1の底から流出する水は低温を維持した状態を保つこととなる。
【0045】
以上のように、本実施の形態においては、外接蓄熱槽8を円筒蓄熱槽1の中間部より上方の表面にのみ密着して設けた構成とすることにより、円筒蓄熱槽1の底から流出する水を低温の状態に保つこととなり、ヒートポンプなどの加熱源となるシステムの性能を損なうことなく蓄熱性能を向上することができる。
【0046】
(実施の形態7)
図7は本発明の第7の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0047】
図7において、接合蓄熱槽である外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4は、酢酸ナトリウム3水塩などからなる潜熱蓄熱剤9を充填して構成したものであり、内部に給湯水などを満たした円筒蓄熱槽1と密着して設けた構成としている。
【0048】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0049】
まず、蓄熱は、円筒蓄熱槽1に水を満たした状態で、上部の配管から円筒蓄熱槽1に高温の湯を流入させて行うが、円筒蓄熱槽1から外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4に熱を伝え内部の潜熱蓄熱剤9を融解して融解潜熱として蓄熱することとなる。放熱は円筒蓄熱槽1の下部の配管に低温の水を供給することにより、円筒蓄熱槽1内部を水が通過する際、外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4と熱交換しながら内部の潜熱蓄熱剤9を凝固させて凝固潜熱として取出し高温の湯として円筒蓄熱槽1の上部より取出し負荷へ供給することとなる。
【0050】
以上のように、本実施の形態においては、潜熱蓄熱剤9を外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4に充填することにより、潜熱蓄熱剤9の保有する大量の熱を利用して蓄熱性能を大きく向上することとなり、薄型形状を有する高性能な蓄熱槽を実現することができる。
【0051】
(実施の形態8)
図8は本発明の第8の実施の形態の蓄熱槽の構成図を示すものである。
【0052】
図8において、互いに接する複数本の円筒蓄熱槽1の外周に設けた硬質断熱材2と、硬質断熱材の外周に設けて締結する密着強化手段5とを備えたものであり、円筒蓄熱槽1と外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4とを外側より締め付けて強固に密着した構成としている。
【0053】
以上のように構成された蓄熱槽について、以下その動作、作用を説明する。
【0054】
まず、一番内側に設けられた内接蓄熱槽4を円筒蓄熱槽1で囲み、円筒蓄熱槽1の外側に外接蓄熱槽8を密着し、蓄熱部全体を覆う硬質断熱剤2の外部から締結帯を有する密着強化手段5によって締め付け保持することにより、円筒蓄熱槽1と外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4の接触面が強固に密着保持されることとなる。
【0055】
以上のように、本実施の形態においては、円筒蓄熱槽1と外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4からなる蓄熱部全体を硬質断熱剤2で覆い最外表面を密着強化手段5で締め付け保持することにより、円筒蓄熱槽1と外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4の接触面における密着を強固にすることとなり、接触面における伝熱性能が向上するとともに、外接蓄熱槽8と内接蓄熱槽4の変形を防止して薄型形状を有する高性能な蓄熱槽を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【0056】
以上のように、本発明にかかる蓄熱槽は、設置性に優れ、蓄熱能力が大きく高効率な運転が可能となるので、住宅の空調、浴室乾燥、衣類乾燥および産業用の蓄熱装置などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】(a)本発明の実施の形態1における蓄熱槽の斜視図(b)同接合蓄熱槽(内接蓄熱槽)の斜視図(c)図1(a)のA−A断面図
【図2】本発明の実施の形態2における蓄熱槽の側方断面図
【図3】本発明の実施の形態3における蓄熱槽の側方断面図
【図4】本発明の実施の形態4における蓄熱槽の側方断面図
【図5】本発明の実施の形態5における蓄熱槽の斜視図
【図6】本発明の実施の形態6における蓄熱槽の斜視図
【図7】本発明の実施の形態7における蓄熱槽の側方断面図
【図8】本発明の実施の形態8における蓄熱槽の側方断面図
【図9】(a)従来の蓄熱槽の斜視図(b)図1(a)のA−A断面図
【符号の説明】
【0058】
1 円筒蓄熱槽
2 硬質断熱材
3 角型外装
4 内接蓄熱槽
5 密着強化手段
6 外接部
7 固定板
8 外接蓄熱槽
9 潜熱蓄熱剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の近接した円筒蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽の少なくとも2本以上に接する接合蓄熱槽と、前記複数の円筒蓄熱槽を拘束する密着強化手段とから構成したことを特徴とする蓄熱槽。
【請求項2】
密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の接触部を接合する構成としたことを特徴とする請求項1に記載の蓄熱槽。
【請求項3】
密着強化手段は、互いに接する円筒蓄熱槽の外接部を接合する構成としたことを特徴とする請求項1記載の蓄熱槽。
【請求項4】
接合蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の外周面に接する外接蓄熱槽であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄熱槽。
【請求項5】
外接蓄熱槽は、長手方向に分割して形成したことを特徴とする請求項4項に記載の蓄熱槽。
【請求項6】
外接蓄熱槽は、円筒蓄熱槽の長手方向の中間部より片側方向に設けたことを特徴とする請求項5に記載の蓄熱槽。
【請求項7】
接合蓄熱槽の内部に潜熱蓄熱剤を充填したことを特徴とする請求項4に記載の蓄熱槽。
【請求項8】
円筒蓄熱槽の外方に硬質断熱材を設けたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の蓄熱槽。

【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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【公開番号】特開2008−267677(P2008−267677A)
【公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−110245(P2007−110245)
【出願日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成17年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「高密度実装技術を用いたCO2ヒートポンプ給湯器の小型化開発」に関する委託研究、産業活力再生特別措置法第30条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】