JP2010203691A - 蓄熱装置およびそれを用いた給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱体の収納効率を向上させかつ、低コストで熱伝達性能の高い潜熱蓄熱装置を提供すること。
【解決手段】蓄熱体２２と流体が流れる流路２４を形成する流路板２３とを積層し、弾性体２６により前記蓄熱体２２と前記流路板２４とを密着させる構成としたことを特徴とする蓄熱装置で、流路板２４と蓄熱体２２の密着を、例えばバネなどの弾性体２６により密着させた構造とすることにより、蓄熱体２２の相変化による厚み寸法変化に対応した密着が可能となり、流路板２３と蓄熱体２２との良好な密着性が確保でき、水と蓄熱材料の熱伝達性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、潜熱蓄熱材料を用いた蓄熱装置の構造に関するものである。

従来、この種の蓄熱装置としては、図３に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照）。

図３に示すように、蓄熱パネル２は１次側流体流路３を有する型材４で構成され、前記型材４の両側、または片側に蓄熱材料１を保持する蓄熱体５を配置し、２次側流体流路６を有する流路平板７を突起部８で挟んで順に積層し、蓄熱体５を蓄熱パネル２や流路平板７に密着させて最終端を端板９とし締結体１０で締結固定して構成したものである。
特開２００６−２８４０４６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、１次側流体流路３を有する型材４と２次側流体流路６を有する流路平板７が、締結体１０で完全に定寸法にて不可動な状態にて密着固定されており、蓄熱体５との密着性に課題を有していた。

また、１次側流体流路３を有する型材４の構造が複雑であり、よってコスト面において課題を有していた。かつ突起部８が存在するため蓄熱材料を有する蓄熱体５の収納効率にも課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、蓄熱体の収納効率を向上させかつ、低コストで熱伝達性能の高い潜熱蓄熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄熱装置は、蓄熱体と流体が流れる流路を形成する流路板とを積層し、弾性体により前記蓄熱体と前記流路板とを密着させる構成としたことを特徴とするもので、流路を形成する流路板と潜熱蓄熱材料を有する蓄熱体との密着性を改善し、水と潜熱蓄熱材料の熱伝達性能を向上させることができる。

本発明によれば、蓄熱体の収納効率を向上させかつ、低コストで熱伝達性能の高い潜熱蓄熱装置を提供できる。

第１の発明は、蓄熱体と流体が流れる流路を形成する流路板とを積層し、弾性体により前記蓄熱体と前記流路板とを密着させる構成としたことを特徴とする蓄熱装置で、流路板と蓄熱体の密着を例えばバネなどの弾性体により密着させた構造とすることにより、蓄熱体の相変化による厚み寸法変化に対応した密着が可能となり、流路板と蓄熱体の良好な密着性が確保でき、水と蓄熱材料の熱伝達性を向上させることができる。

第２の発明は、流路は複数の流路板を溶接接合により一体化して形成したことを特徴とするもので、流路板の薄型パネル化が容易となり、蓄熱装置も小型化、薄型化にできることとなる。また、流路板の設計自由度が拡大し、またその生産性が向上でき、低コストの流路板を提供できる。

第３の発明は、流路は蛇行状で、流体が重力方向と略直角で流れる構成としたことを特徴とするもので、水の偏流が改善できかつ空気だまりを排除できることにより、水と蓄熱体との熱伝達性能を向上できる。また、流路板同士の連結と水路構成が同時に構成でき、構造が簡単になりコスト低減と組立性および保守性が向上できる。

第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明の蓄熱装置を備えた給湯機で、流路は１通路で、流体が重力方向と略直角で流れる構成としたことを特徴とするもので、蓄熱体の収納効率を向上させかつ、低コストで熱伝達性能の高い潜熱蓄熱装置を備えた給湯機を提供できる。

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。

（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潜熱蓄熱装置２９の概略断面図である。

図１において潜熱蓄熱材料２１を有した蓄熱体２２と流路板２３とが相互に積層構造となるように構成されている。流路板２３はソケット２５ａとプラグ２５ｂを備えており、２５ａにはＯリング２５ｃが装着されている。

流路板２３の相互連結は、このソケット２５ａとプラグ２５ｂの嵌め合い構造により連結されているが、固定されているものではない。

また、流路板２３は、ケーシング３３により固定された保持体３２により積層方向に拘束されているが固定されるものではない。また、バネ２６は、バネ保持体３１により保持されている。バネ２６は流路板２３に接しており、流路板２３には積層方向にバネによる力が作用している。

以上のように構成された潜熱蓄熱装置２９ついて、以下その動作、作用を説明する。

まず蓄熱は湯水を流れ方向２７ａの方向に流路板２３で構成された流路２４へ流す。湯水から潜熱蓄熱材料を有した蓄熱体２２に熱が伝わり蓄熱される。放熱は冷水を流れ方向２７ｂの方向に流路板２３で構成された流路２４へ流す。

蓄熱体２２から冷水へ熱が伝わり放熱される。蓄熱体２２は蓄熱状態と放熱状態に伴い相変化する。そのとき蓄熱体の外形寸法は変化する。寸法変化が発生しても流路板２３はバネ２６により蓄熱体に押し付けられて密着性を確保できる。

以上のように、本実施の形態においては、バネ２６等の弾性体により流路板２３と蓄熱体２２とを密着させることにより、蓄熱体の相変化による外形寸法の変化にたいして流路板と蓄熱体の熱伝導性が良好な状態を確保できることとなる。

図２は本発明の流路板２３の概略正面図（ａ）と概略断面図（ｂ）である。図２の概略断面図（ｂ）において流路板は流路となる溝部が凹形状に塑性加工された流路板２３ａと２３ｂを合せて溶接などにより接合され一体化した構造となっている。

よって、低コストで薄型化することが容易になり、よって蓄熱装置全体の構造を薄型化できかつ低コストで組立やすくかつ保守性を向上できる。また、図２の概略正面図（ａ）に示すように、流路板２３は、流路２４は重力方向に対して、略直角方向の左右に往復し
ながら、流路数が１通路として構成されている。

これにより、熱伝導性を著しく低下させる偏流問題と空気混入を最大限に防止できる。また１通路の蛇行状で、流体が重力方向と略直角で流れる構成にすることにより、熱伝達長を最大限に設定できる。よって水と潜熱蓄熱材料２１の間における良好な熱伝導性を確保できることとなる。

以上のように、本発明にかかる潜熱蓄熱装置は、蓄熱材料と水の熱伝達性能を向上できるもので、給湯機等の小型化、薄型化に適応できる。

本発明の実施の形態１の潜熱蓄熱装置の概略断面図 （ａ）本発明の実施の形態１の流路板の概略図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ断面図 従来の蓄熱装置の概略断面図

２２ 蓄熱体
２３ 流路板
２４ 流路
２６ 弾性体（バネ）

Claims (4)

1. 蓄熱体と流体が流れる流路を形成する流路板とを積層し、弾性体により前記蓄熱体と前記流路板とを密着させる構成としたことを特徴とする蓄熱装置。
2. 流路は複数の流路板を溶接接合により一体化して形成したことを特徴とする請求項１に記載の潜熱蓄熱装置。
3. 流路は蛇行状で、流体が重力方向と略直角で流れる構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の潜熱蓄熱装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄熱装置を備えた給湯機。