JPS6262165A - 固体吸熱材を含む不連続作動型吸熱−蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、固体吸熱材を含む不連続型吸熱−蓄熱装置に
関する。この種の装置の基本的要素は、吸熱媒質として
の固体を有する蓄熱器と、それぞれ動作媒質用の蒸発器
および凝縮器とである。この場合、動作媒質（冷媒とも
呼ばれる）は前記の３要素の間において耐圧導管系の中
を送られる。

（従来技術とその問題点） 近年、原則としてこの耐圧導管系の中で、動作ｔｓ質の
正連続動作の制御用の弁装置および／またはボンブ装買
が配置されている。この耐圧導管系が大気圧に対して減
圧であれ過圧であれ、このような弁装置および／または
ポンプ装置はコスト高でしばしば故障を生じ、ｉＳｉ洩
箇所を成す。この種の技術の例が、例えば西独特許公開
公報３２０７６５６；３（第２図の参照番字１３、１８
、１９、４２参，べ｛）５Ｉ−たは欧州特願（Ｅ−Ａ２
＞００２６２５７号（第３図の３８２ａ．３９０ａ，３
８８。

３４Ｌ３８６ａ’Ｊ照）に示されている。また論文゛ビ
オライト−水：熱ボンブおＪ：び蓄熱器用の新規材料組
合せ”、（、ＣＩ雑誌２／１９８４　（頁なしの添付］
ビーによる）がこの技術の最新データの基本的ＩＲ観を
記載している。さらに、一文゜“吸熱材としてゼオ。ラ
イトを使用する熱化学的蓄熱および熱変換″、エネルギ
ー保存技術とその商業化に関するＩＥＡ会議議事録、ベ
ルリン１　９　８　’１年４月６ー１０日、出版社Ｊ．
Ｐ．ミルホーン　アンドＥ．ｌ−１．ワイリス、シュブ
リンガ出版ベルリンーハイデルベルクーニューヨーク１
９８１年、第１巻、７９６頁（添付コピーによる）が基
本的な熱力学的機能説明を記載している。

すでにこのような公知の装置において、蒸発器と凝縮器
を１個の蒸発器−凝縮器ユニットに合体させている（米
国特許第４．２５０，７２０号、参照番字１４）。しか
しこの場合、蓄熱器（参照番号１６）への流体接続管の
中に対応の弁装置（参照番号１８．１９）が使用されて
いる。この場合には、作動段階の制御は、弁装置の開放
状態において、吸熱／放熱容器に付設された熱源の接続
または遮断によって実施される。しかしこの場合、一次
系中の弁装置をその間閉鎖していなければ動作媒質蒸気
の強制的逆流を生じる。故に作動段階の正確な制御は、
このような一次回路中の弁装置によってのみ可能である
。

前記の構成要素の熱力学機能に基づいて、すでに吸熱−
蓄熱装置の製造の初期において蓄熱器と蒸発器／凝縮器
との間の定常的流体接続が提案されている（例えば発行
順序で１８７３年の米国再発行第５２８７号、１９１１
年の米国特許第９９２．５６０号および１９４３年の西
独特許公告第７３８３３３号−産後の場合には液状吸熱
材としての水および動作媒質どしてのアンモニア、さも
なければ吸熱材どしての固体）。

この技術的進展は４０年代には実際上停止しており、５
０年代の始めから固体吸熱材を使用した吸熱−蓄熱装置
、例えば１９３１年西独特許第５２２８８７号、１９４
２年西独特許第７２２１６４号、１９５１年西独特許第
８１４１５７号および１９５２年フランス特許第１０１
８０２２号がある。これらすべての公知の装置は１項の
蒸発器／凝縮器を有する。これらの装置は基本的に放熱
段階において加熱が中断されるや否や吸熱媒質が直ちに
再び動作媒質の作用を受ける欠点がある。その結果、特
定の目的のために発生される冷気も、前記の装置におい
て廃熱としてのみ使用される熱も長時間蓄熱する事がで
きない。さらにこの蒸発器／凝縮器の基本的な欠点は、
蒸発段階において、蒸発３／凝縮器の比熱がその中に含
まれた動作媒質と共に、第１段階として凝縮温度から冷
却温度になされなければならない事にある。これにより
、冷気受器がその冷気容量を失う事になる。これと同じ
く、放熱段階において、蒸発器／凝縮器はその中に残存
する動作媒質と共に凝縮温度まで加熱されなければなら
ないので、この熱容量が熱受器においては失われる事に
なる。しかしこの債者のアスペクトはこの種の装置にと
っては副次的である。発生する熱が単に廃熱として廃棄
されるからである。いずれの場合も基本的に、蒸発器／
凝縮器の効率は別個の蒸発器および凝縮器の効率より小
さい。この理由から前記の蓄熱器を凝縮器および蒸発器
と連続流体接続する従来の技術がいわば失敗したのちに
、吸熱段階において動作媒質が凝縮器の中で蒸発し乃至
は放熱段階において動作媒質が蒸発器の中で凝縮する事
を防止する前述の弁制御装置に移行したのである。

本発明は、特許請求の範囲第１項記載の上位概念の特徴
と多数の構造上の一致点を示す西独特許公告用３２　１
２　６０８号による公知の固体吸熱材を含む不連続作動
型吸熱−蓄熱装置から出発づるものである。しかし、こ
の公知の装置においＣも、作動段階は動作媒質の−・次
系の中の制御弁とポンプなとの制御部材によって制御さ
れるので、これに関連して前述のようなすべでの基本的
問題が残る。

本発明の基本的課題は、一次系における弁装置に伴う問
題点を避け、それに５かかわらず、熱と冷気またはその
両者を長時間蓄積ｔノまた作動段階を正確に制御する事
を可能にするにある。

（問題点を解決するための１０段） 本発明によればこの課題は特許請求のＩ　＋ｌ］１第′
；項の特徴によって解決される。

驚くべきことに、本発明に二よれば前記の課題は従来の
前述の技術に関連し【非常に４ぐれた効率をもって解決
される。流体接続部その乙のべ含めて個々の要素からの
熱流出を徹底的に防出−４−る事によって蓄熱装置の性
能が高められる。不連続的作動の動作段階は、ｂはや一
次系中の動作媒質をυＪｔｉｌｌｌする制御部材（弁お
よび／またはポンプ装置）によって実施されるのでなく
、二次系中の二次熱交換流体の制御部材のみによって実
施される。このような二次系中の制御部材はコスト的に
有利であり、またはほぼ大気圧条件におけるその作動様
式の故に擾乱作用を受けにくい。コスト高の、擾乱を受
は易い漏洩部をなす動作媒質用の真空弁または切り替え
装置を省略する事ができる。熱交換流体の制御のために
、量産された弁手段を使用する事ができる。また最後に
、蓄熱器の固体を耐圧性ハウジングによって包囲する必
要がない。第１熱交換器の流体導管系の内部においての
み耐圧性が必要とされるからである。さらに従来の吸熱
−蓄熱装置においては蓄熱器と蒸発器／凝縮器との熱交
換は外部ハウジングフィン構造を介して外部ガス状媒質
に対して生じるのであるが、本発明の装置においては蓄
熱器および蒸発器／凝縮器または別個の蒸発器と凝縮器
の中における耐圧導管系の構成により、液状交換媒質を
使用しこの媒質を熱受器および／または冷気受器に高効
率をもって供給する事ができる。

本発明の主旨の範囲内において、蓄熱器を第１ユニット
の中に配置し、これを第２ユニット中に配置された蒸発
器／凝縮器（特許請求の範囲第２項）またｔまそれぞれ
第２ユニットと第３ユニツ１−の中に配置された別個の
蒸発器および凝縮器（特許請求の範囲第３項）と協働さ
せる事が好ましい。

蒸発器／環縮墓を使用する際に、別個の蒸発器と凝縮器
とを使用する場合に比較して熱力学的効率損失がプロセ
スによっては約７〜１０％に達するが、この効率損失が
本発明の技術的利点により大幅に補償される。このよう
にして、本発明の装置は、最短の外部室２！流体接続管
、実際に１本の流体導管を有するコンパクトな形に構成
する事ができる。蒸発器／凝縮器が外部に対して完全に
断熱され、例えば真空絶縁を６つて構成され、また第１
ユニットと接続する（ｔ＆）耐熱性専管を備える事によ
り優れた効率が達成される。さらに、第１ユニットの近
傍に独立に存在する事のできる第２ユニットの最小限の
材料装入量の故に熱容量の消費が低い。

別個の蒸発器と凝縮器とを使用する場合、それぞれのユ
ニツ］〜を適当に配置し、それぞれの熱交換流体に対し
て適合するように構成する事ができる。しかしこの場合
、蒸発器／凝縮器に比較して、熱容Ｌｄを消耗する材料
装入量と、熱損失部を成す外部定置流体接続管とが大に
なるので、動作媒質の弁制御系に伴う一般的傾向を防止
するため本発明の主旨の範囲内においては多くの場合に
蒸発器、／凝縮器を使用する。

また本発明の主旨の範囲内において吸着材としての固体
はもっばら動作媒質の作用を受けるのであるから、固体
の外部被覆体は耐圧性でなければ４１らない。しかしこ
の場合、蓄熱器のハウジングそのものを耐圧性に構成す
る必要はない。なぎかならば特許請求の範囲第４項によ
り大気圧に対する支持力の大部分は固体吸熱材そのもの
によって引き受けられるからである。圧力降下方向は常
に外部から内部に向かって存在するのであるから、この
構造においては、内側の固体に当接した単に気密性のハ
ウジング壁部を使用する事が可能である。このようなハ
ウジング壁部は極端な場合には箔の薄さに構成づる事が
できる。

本発明の主旨の範囲内において、加熱用熱交換器は、公
知の同等の装置と同じくガス加熱装置（フランス特許第
１０１８０２２号）として、蒸気加熱装置（西独特許公
告第５２２８８７号）として、または電流使用による加
熱装置（西独特許公告第８１４１５７号）として、また
は王の他の公知の方式で構成する事ができる。しかし特
許請求の範囲第５項による好ましい実ＷＡ態様によれば
、固体の中に埋め込まれた耐圧導管系の中を通される加
熱用流体を特徴する特許請求の範囲第６項によれば、こ
の加熱用熱交換器は、固体吸熱材から熱を吸収する第１
熱交換器とは別個に配置される。しかし特許請求の範囲
第７項と第８項により、両方の熱交換器を多少とも相互
に強く連結する事ができる。また極端な場合、第７項に
よれば、両方に熱交換器が同一物であって、この場合こ
れらの熱交換器が相互にブツシュ−プルモードで作動さ
れ、また極端な場合には、相異なる加熱段階において同
一の熱交換流体によって作動される事ができる。特許請
求の範囲第８項によれば、両方の導管系を別個に構成す
るがそれらの控え材を同一とする事が可能である。

独自の耐圧導管系と、場合によっては特許請求の範囲第
４項の主旨において外部大気圧を引き受けるに適した固
体とを含む固体熱交換器ユニットとしては、西独特許第
３３２４７４５号またはそのドイツ追加特許第３４２４
１１６号の構造のユニットを使用する事ができる。

特許請求の範囲第９項によるモジュール構造を使用する
事が好ましい。この構造様式においては、予め固化され
た比較的小型のしかし効率的な、また適度の効率のモジ
ュールから所望の効率の構造が得られる。これは、本発
明による吸熱−蓄熱装置の新しい方向を示すのみならず
、特許請求の範囲第１０項による選択的制御によって効
率の調整を成す事ができる。複数の小型の吸熱器を並列
に接続する事は、西独特許公告第３２１２６０８号、特
にその１３頁、第３項においてそれ自体公知である。ま
た、モジ１−ル構造は特許請求の範囲第１１項により、
全てのモジュールを単一のユニットの中に集合させて構
成ザる事ができる。しかし特許請求の範囲第１２項によ
り、第１ユニットを複数の下位ユニットに分割する事も
できる。

第１ユニットのモジュール分割の他の応用例においては
、特許請求の範囲第１３項により、本発明の少なくと６
２個の下位吸熱−蓄熱装置のブツシュ−プルモードを成
す事により、本発明の吸熱−蓄熱装置のそれ自体不連続
的な動作を結果的に準連続的に成す。このような２個の
下位吸熱−蓄熱装置によるブツシュ−プル動作（よ既に
西独特訂公告第５２２８８７号からそれ自体公知である
。

驚くべき事に、本発明による吸熱−蓄熱装置は、これが
ガス加熱装置を使用ザる限り、特許請求の範囲第１４項
により自動車の空調装置として構成できる事が示された
。従来、吸熱−蓄熱装置は自動車の空調装置としては不
適当なものとみなされていた。しかるに本発明による吸
熱−蓄熱装置は自動車の駆動装けに対して軽量であり、
擾乱を伴う真空弁がなく、自動車の内部に適当に組み込
む事ができ、自動車の廃ガスの排熱を使用して非常に高
い効率を示すように構成される。動作媒質の切り替え装
置を使用しない点をさらに考慮すれば、自動車駆動の振
動条件においても高い動作安定性が得られる。しかしま
た、公知の独立の燃料燃焼装置の構造を選ぶ事もできる
。

蒸発器／凝縮器兼用構造のそれ自体やや低い効率を最大
限に利用するため、特許請求の範囲第１５項によれば、
この蒸発器／凝縮器においてそれぞれ排熱用および入熱
用熱交換流体について別個の導管系を第２熱交換器の中
に崗えることが推奨される。

外部定置流体接続管の構成のためには、基本的にｔよ二
考択−的ケースがある。第１のケースは、特許請求の範
囲第１６項により、外部定置流体接続管を短く、熱不良
導体で構成する。伯のケースは特許請求の範囲第１８項
により、外部定置流体接続管を長く、低伝熱性の簿い金
属材料で構成する。特許請求の範囲第１７項および第１
９項はこれら両方のケースに′ついてのそれぞれ好まし
い材料を示す。

固体吸熱材から排熱する熱交換流体として、排熱に際し
て液−気相変換を成す熱交換流体を使用する事ができる
。従って冷却段階の末期において、この熱交換流体は第
１コニツトの内部において液相を成している。固体吸熱
材が放熱段階において別個の熱交換媒質によって加熱さ
れる場合、この加熱は、先に排熱して第１熱交換ユニッ
トの中に残存している液状の熱交換流体を包含しない事
が望ましい。そのため、特許請求の範囲第２０項は、放
熱段階の開始前に、第１熱交換ユニットの中に排熱後に
残存している液相の熱交換流体をポンプ排出するπを促
案じでいる。ポンプ系統をｔｎ　シない二次伝熱回路が
西独特許公告第３２１２６０８号、特にその第７頁、第
２段階から公知である。

特許請求の範囲第２１項により第１熱交換器の仙出導管
に通気弁が備えられれ（、ｆ１ポンプ排出工程が軽減さ
れる。

前述の相変換を成す排熱用熱交換流体の代わりに、特許
請求の範囲第２２項により、常に流体であって放熱段階
においても第１熱交換器を満たすような熱交換流体を使
用する事ができる。このような事は、特に温水器の水充
満に関して西独特許公告第３２１２６０８号から公知で
ある（特に第７頁、第２段落参照）。しかしこの発想は
、例えば熱媒体油の永久充填にまで一般化する事ができ
る。この方法は効率に関しては前述の意味で不利である
が、特にポンプ手段、なんらかの通気手段および外部制
御弁に関して必要経費全体を軽減する。

公知のこの種の吸熱−蓄熱装置はもっばら冷気発生用に
開発されたものであって、その際に発生ずる熱は外部ハ
ウジングフィンまたは冷却用蛇管を通して排熱される（
西独特許公告５２２３８７号）。これに対して特許請求
の範囲第２３項乃至第２５項は、本発明による吸熱−蓄
熱装置を冷気発生のためだけでなく、熱発生のためにも
使用できるように成す。冷気発生に関連して、本発明の
装置のみが熱発生に利用される可能性がある。好ましく
け熱受器としては、温水器または用水ボイラーが考えら
れる。

好ましくは、第１熱交換器の排熱用熱交換流体の導管系
を液状の熱交換流体タンクと流体接続する。その際にこ
の熱交換流体が相変換を行う限り、このストック・タン
クは熱交換流体の中間貯蔵部として使用される。この場
合、特許請求の範囲第２６項により、ストック・タンク
を同時に用水ボイラーの形の熱受器として構成する事が
できる。

用水ボイラーを温水器の熱受器として構成する事はそれ
自体すでにこの種の西独特許公告第３２１２６０８号か
ら公知ある。このストック・タンクは特に、限定はされ
ないが、特許請求の範囲第２０項によってポンプ排出さ
れた熱交換流体を受けるために使用する事ができる。他
の場合には、例えば特許請求の範囲第２２項による永久
液状の熱交換流体に対してストック・タンクは延長タン
クとして構成される。同時にこのストック・タンクは計
量タンクとして構成する事ができる。

固体吸熱材の温度を熱受器、例えば用水貯蔵器の作動温
度以下に下降させる事が望ましい場合がしばしばある。

この場合、特許請求の範囲第２８項によれば、熱受器の
ス１〜ツク・タンクに限定し、固体吸熱材中のその後の
吸熱段階の間に排熱する熱交換流体をバイパス導管を迂
回させ、このバイパス導管以後の他の熱受器において放
熱させる事ができる。前記の他の熱受器は使用受器とす
る事ができるが、また排熱受器、例えば空気加熱器とす
る事ができる。

また実際上、外部空気の侵入によるにせよ、導管系の脱
ガス工程によるにせよ、ガス相の動作媒質の組成が追加
的ガス状成分または蒸気成分とのＵ合によって劣化する
事がある。その再生のｌこめ、特許請求の範囲第２９項
によるガスポンプ装置が備えられ、これが運転中の適当
な介入時期に使用される。その際に簡単な構造のガス扱
き装置、例えばウォータ・ジェットポンプを使用する事
ができる。これは特に動作媒質として水が使用される場
合に適当である。ウォータ・ジＴツトボンブにおいては
実際上水蒸気のみが分圧として残存するからである。

本発明によって使用されるユニットは、その動作媒質輸
送導管系におけろ過圧運転にも適合させられる。この過
圧運転は規則的に１つの作動段階において生じる１１が
でき、あるいは蒸発器／凝縮器または蒸発器と凝縮器の
両要素の特定の介入時期に生じる正常年初温度よりも高
い一定の加熱度においてのみ介入する事ができる。この
場合のために、特許請求の範囲第３０項は過圧保証手段
としてガス過圧弁装置を提案している。このＨ置は、後
各の介入のための加熱の場合には、不純物の強制吹出し
のために使用する事ができる。

〈実施例〉 以下１本発明を、図面に示す実施例によって詳細に説明
する。

吸熱−蓄熱装置をそれぞれのユニットと構成要素の憬能
的配置に関連して説明する。この吸熱＝蓄熱装置は、動
作媒質の閉回路中の各ユニットの可能な限りコンパクト
な配置によって芸能的に条件付ＧＪられでい、同時に特
定の空間形状を有する作動装置を成す。そのために同一
の床板、同一の台座、コンソールなどの上に一括固着さ
れるので、この吸熱−蓄熱装置を特定の冷却および／ま
たは加熱機能組立体のユニット装置として設置する事が
できる。

下記のすべての実施態様において、公知の固体吸熱材が
使用される。ゼオライトゲルまたはシリカゲルが好まし
い。そのいずれの場合にも、好ましい動作媒質は水また
はアンモニアである。

固体が第１ユニット２の中に収容されている。

このユニット２は気密性ハウジング４を有し、このハウ
ジングは外部から断熱材６によって包囲されている。ハ
ウジング４の中において、吸熱材としての固体８の中に
第１熱交換器１２の耐圧導管系１０が埋め込まれている
。耐圧導管系１０は熱交換流体を送り、この流体が固体
吸熱材８がら熱を奪う。この場合、耐圧導管系１０の一
端は、第１ユニット２から排熱性熱交換流体を排出する
出口１４に接続され耐圧導管系１０の他端は第１ユニッ
ト２の中に排熱性熱交換流体を導入する入口１６に接続
されている。

第１図乃至第６図に示寸実施態様においては、耐圧性ハ
ウジング２０と外部断熱材２２とを有する第２ユニット
１８として、蒸発／凝縮器が配備されている。

断熱材６と２２は、非常に断熱性の材料、例えばガラス
ファイバマットを含む無機質ファイバマット、発泡ポリ
ウレタンまたは発泡ポリスチロールなどの発泡材料、ま
たは真空所熱部材から成る事ができる。

第２ユニット１８の中には、第２熱交換器２４が配置さ
れ、この第２熱交換器２４は、その内部を通される吸熱
性熱交換流体を介して、凝縮相においては排熱し蒸発器
においては入熱するのに役立つ。

第２ユニット１８の耐圧性ハウジング２０の内部は、外
部定置流体接続管２６を介して、第１ユニット２の気密
性ハウジング４の内部と連通され、動作媒質が両方のハ
ウジング４と２０との間において前記の外部定直流体接
続管２６を介して閉鎖系内部を導びかれる。外部定置流
体接続管２６は耐熱性に構成される。

第１ユニット２のハウジング４の内部において、このハ
ウジング４を外気圧から防護するための少なくとも１個
のコンパクトな固体熱交換機能ユニット１３０を取り付
ける事ができる。その場合、ハウジング４は極端な場合
にはホイル状に薄く構成する事ができる。他の場合、特
に過圧動作媒質が使用される場合に、ハウジング４その
ものを耐圧性に構成する事ができる。

第１ユニットの固体吸熱材８は加熱手段によって加熱さ
れうるしのとする。本発明を限定するものではないが、
第１図と第３図の実施態様においては電熱器２８が備え
られ、この場合、加熱−直流の２端子が第１ハウジング
２から引き出され、加熱ワイヤが固体吸熱材８の中を貫
通している。

加熱ワイヤの代わりに、伯の８ＩＪ造、例えば加熱ロッ
ドを使用する事ができる。また第２図と第６図の実施態
様においては、加熱流体で加熱される加熱用熱交換器３
２の耐圧導管系３０を固体吸熱材の中に埋め込む。第２
図と第６図に示す構造においては、加熱用熱交換器３２
は第１熱交換器１２とは別個に構成されている。しかし
その変形として、両方の熱交換器１２と３２が共通の控
え材３４を有する事ができる。

第４図、第５図および第７図の実施態様の場合、第１熱
交換器１２と加熱用熱交換器３２が同一物であって、種
々の目的から種々の加熱状態において同一の熱交換３流
体によって加熱される。

これらの変形は下記の変形と同様に、種々の実／Ｉｌ！
ｉ態様において、任意に選択して交換実施できる事は明
らかである。

第４図ど第７図の実施態様においては加熱流体は特に液
体とするが、第５図に示す変形においては、加熱流体は
ガス状であって、この場合にも熱交換器１２と加熱用熱
交換器３２とがＩｉ”ｉｌ−である。

第７図による実施態様においては、蒸発器／凝縮器を成
ず第２ユニツｌ〜１８の代わりに、蒸発器を成づユニッ
ト３６と、凝縮器を成すユニット３８とが使用されてい
る。同じく甲−の外部定置流体接続管２６は、動作媒質
蒸気用導管部４０゜４２と動作媒質凝縮物用導管部４４
とに分割されている。その際に、導管部４０は第１ユニ
ット２をユニット３８と接続し、導管部４２は第１ユニ
ット２をユニット３６と接続し、導管部４４がユニット
３６と３８を相互に接続している。その際に、ユニット
３６．３８の耐圧性ハウジング４６゜４８と第１ユニッ
トのハウジング４との間に動作媒質の閉回路が形成され
る。またユニット３６゜３８は、それぞれ第１図と第６
図の実施態様の第２ユニット１８の断熱材２２と同様の
外部断熱材５０乃至５２を備える。すべての導管部４０
゜４２．４ｉよ第１図と第６図の外部定直流体接続管２
６と同様に耐熱性に構成されている。

第６図の実ｍ態様は、他の実施態様についても適用され
うる構造、すなわち外部定置流体接続管２６特に短くし
た構造を示す。図示されていない極端な場合、断熱材２
２と６は相互に直接に接触する事ができる。

そのほか前記の各実ｆＡ態様は下記の特殊性を有する。

第１図による実施態様においては、第１ユニツ］・２の
出口１４は流体導管５４を介してストック・タンク５６
に接続されている。ストック・タンク５６は用水ボイラ
として構成され、この場合熱交換器５８を有し、この熱
交換器の接続部６０゜６２から用水が導入および排出さ
れる。導管５４には、通気弁６４が接続されている。流
体導管５４はストック・タンク５６の下方において流体
導管６６の中に延長され、この流体導管６６は、排熱用
熱交換器制御用の弁６８を介して第１熱交換器の入口１
６に接続している。流体導管６６の中に、熱受器６９が
接続され、第１ユニット２から排熱する熱交換流体用の
循環ポンプ７ｏがこの熱受器６つに対して前置されてい
る。

制御弁６８の入口の前方において、流体導管６６は逆止
弁７２と吸引ポンプ７４およびその先方の流体導管７６
を介して、ストック・タンク５６のストックスペースと
接続している。第１ユニット２から排熱して相変換を成
す熱交換流体が、前記の吸引ポンプ７４によって、放熱
段階の開始前に、耐圧導管系１０から液相でストック・
タンク５６の中に吸引される。

第２ユニット１８の第２熱交換器２４は、ハウジング２
０によって包囲されたスペースを貫通する甲−の耐圧導
管系７８を有し、また第２ユニット１８の入口８０と出
口８２を有する。

出口８２は流体導管８４を介して冷気受器８６の入口に
接続し、この冷気受器の出口は流体導管８８を通して、
第２ユニット１８の入口８０と流動的に接続されている
。流体導管８４の中に絞り弁９０が接続されている。流
体導管８８の中には循環ポンプ９２が接続されている。

この循環ポンプは三方弁９４を通して入口１８に接続さ
れている。同じくまた出口８２の下流において、流体導
管８４の中に他の三方弁９６が接続されている。

三方弁９６の自由端部は、流体導管９８を通して他の三
方弁１００に達しこの三方弁１００を通して、ストック
・タンク５６の内部に達する。三方弁１００の自由端部
は、次の流体導管１０２を通して更に他の三方弁１０４
に達し、この三方弁１’０４は循環ポンプ７０とストッ
ク・タンク５６との間において流体導管６６の中に接続
されている。

さらに前記の三方弁９４の自由端部は、流体導管１０６
を通して、ざらに他の三方弁１０８に接続され、この三
方弁１０８の伯の２報は制御弁６８の入口と熱受器６つ
の出ｌ］との間において流体導管６６の中に接続されて
いる。

最後に、外部定置流体接続管２６は分岐４管１１２を通
してウォータ・ジェットポンプ１１０に接続し、このポ
ンプの給水導管１１４は逆止め弁１１６を介して制御さ
れる。

１）ａ記の吸熱−蓄熱装置の不連続駆動動作は下記の通
りである。

放熱段階において、固体吸熱材８が加熱手段（この場合
には電熱装置２８）によって加熱される。その際に、固
体吸熱材８の中に吸収または吸着されていたｆｒ）＋作
媒質が放出され、外部定置流体接続管２６を通して第２
コニツト１８の中に転送され、そこで凝縮される。この
場合、出口８２は流体導管９８を介してストック・タン
ク５６と流体接続している。この同一の熱交換流体がス
トック・タンク５６から流体導管６６を通して循環ポン
プ７０を通過し、さらに熱受器６９がら流体導管１０６
と三方弁９４とを通して第２ユニット１８の第２熱交換
器２４の中に戻る。

ストック・タンク５６が所望の作動温度に達した時、三
方弁１００と１０４が逆転されるので、その時にはスト
ック・タンク５６を迂回するバイパス導管としての流体
導管１０２を通して、流体導＠９８と流体導管６６との
間に直接の循環が生じる。

吸熱段階においては、固体吸熱材の加熱手段は停止され
る。この場合、制御弁６８と三方弁１０４．１０８の対
応の切り替えによって、第１熱交換器１２の耐圧導管系
１０から出口１４と流体導管５４を通してストック・タ
ンク５６へ、つぎにこのストック・タンクから流体導管
６６と制御弁６８を通して第１ユニット２の入口１６に
戻る熱交換流体の排熱回路が生じる。

固体吸熱材８の冷却に伴って、第２ユニット１８の蒸発
／凝縮器の中で凝縮した動作媒質の吸熱が始まる。冷気
受器８６によって決定される第２ユニット１８内部の蒸
発温度に達した時、三方弁９４．９６が切り替えられ、
調整可能の絞り弁９０が聞かれる。今や第２ユニット１
８に対して入熱する熱交換流体が循環ポンプ９２にＪ：
って第２ユニット１８の耐圧導管系７８を通してポンプ
輸送され、つぎに導管８４を通して冷気受器８６に流入
し、ここから流体導管８８を通して循環ポンプ９２に戻
る。その際に熱交換流体第２ユニット１８の入口８０と
出口８２との間において冷却される。

第２図、第３図および第６図による実施態様においては
、第２ユニット１８に対して入熱する熱交換流体とこの
第２ユニット１８から排熱する熱交換流体とを別個の回
路に導くため、その熱交換器２４は別個の耐圧導管系７
８ａ、７８ｂを有する。従ってこの場合、第１図の実施
態様の流体導管９８および両側の三方弁９４．９６が脱
落している。その代わりに、三方弁１０８は流体導管１
２０を通して流体導管系７８ｂの入口１１８に接続され
、また流体導管系７８ｂの出口１２２は流体導管１２４
を介して三方弁１００と接続されている。この場合、流
体導管１２０は第１図の実施態様の流体導管１０６の代
わりを成している。

またこの場合、循環ポンプ９２の吐出口は流体導管系７
８ａの入口１２６に接続され、流体導管８４は流体導管
系７８ａの出口１２８に接続されている。

またその作動方式は第１図の場合と大体同様である。特
に放熱段階における制御弁と三方弁の動作は同様である
。

吸熱段階においては、冷却回路はポンプ９２と調整可能
の絞り弁９ｏのみによって制御される。

第３図による実ｔＡ態様は、下記の相違点以外は第２図
と同様に構成される。

第１ユニット２の中において、ハウジング４の内部に複
数の固体熱交換器ユニット１３０ａ。

１３０ｂ、・・・が配置され、これらのユニツ１−は、
それぞれの導入制御弁６８ａ、６８ｂ・・・と対応の出
口弁１３２ａ、１３２ｂ・・・の選択に応じて、第１ユ
ニット２から排熱する熱交換流体の導管６６゜５４を含
む回路の中に接続される。これらの各固体熱交換器ユニ
ット１３０ａ、１３０ｂ・・・は、それぞれ１個の加熱
用熱交換装置を含み、この熱交換装置は第２図の場合と
異なり、第１図と同様に電熱器２８として図示されてい
る。

第４図においては、第３図のように共通のハウジング４
の中にそれぞれの固体熱交換器ユニット１３０ａ、１３
０ｂ・・・を配置づ−る代わりに、個別の固体熱交換器
ユニット１３０ａ、１３０ｂ・・・とそれぞれハウジン
グ４ａ、４ｂ・・・と、それぞれの断熱材６ａ、６ｂ・
・・を配置ｄシ、それぞれの固体熱交換器ユニットが対
応のハウジングおよび断熱材と共に独自のユニット２ａ
、２ｂ・・・を構成できる事を示している。

それぞれのユニット２ａ、　２ｂ、・・・に対してそれ
ぞれ１個の第１図の構造の第２ユニツ１−１８を付設し
、その場に第２図のＭ４造を再現する事ができる。

ハウジング４ａ、４ｂ、・・・の内部スペースは、外部
定置流体接続管２６によって第２ユニット１８の内部ス
ペースと連通している。

制御弁６８ａ、６８ｂ、・・・および出口弁１３２ａ、
１３２ｂ、１３２ｃ、ｍびに：他（７）Ｄｏ路および制
御要素は第３図のものに対応している。

第５図による実施態様においては、非制限的実施例とし
て、第２ユニット１８がユニット１８ａ。

１８ｂの複合構造を成す。これらのユニットはそれぞれ
、第１図と同様の外部定置流体接続管２６によってそれ
ぞれ対応の第１ユニット２ａ〜２ｂと、動作媒質をもっ
て常に連通している。

作動的接続は第１図と同様に、しかし二重に構成され、
ブツシュ−プル作動様式、すなわち相転移作動様式が生
じる。

第５図の場合には、第１ユニット２の他の実施態様とし
て、自動車の空調装置の構造および接続が示されている
。

接続上は、熱受器６つと冷気受器８６がブツシュ−プル
動作制御弁装置１３４を介して両側のユニット１８ａ、
１８ｂ乃至はその第２熱交換器に対して連通される。対
応の受器の冷気回路乃至は熱回路の作ｆｈのためにそれ
ぞれ一つの循環ポンプ１３６と１３８が使用される。

第１ユニツ１−から排熱する熱交換流体と、加熱手段（
１２／３２）との兼用熱交換器は、それぞれ尋人ソケッ
ト１４０と排出ソケット１４２を通して、自動車のエン
ジンまたは独立の燃焼装置の廃ガスに交Ｕに接続される
。このような作動段階は、冷却用空気を図示されない制
御弁を通して導入する作動段階と交替する。

弁制御ｉＩＩ装置１３４は下記のような機能的接続を成
す。

冷気受器８６の出口１４４が流体導管１４６を通して三
方弁１３４ｂに達する。流体導管１４６の中には循環ポ
ンプ１３６が接続されている。三方弁１３４ｂから流体
導管１４８が第２ユニット１８ａの入口３０ａに達する
。第２ユニットの出口８２ａは流体導管１５０を通して
三方弁１３４ａに達し、この三方弁は流体導管１５２を
通して冷気受器８６の入口１５４に流体接続されている
。

これに対応して、熱受器６９の出口１５６は、流体導管
１５８を介して、三方弁１３４ｄに接続され、この三方
弁は流体導管１６０を通して第２ユニット１８ｂの入口
８０ｂと流体接続している。

第２ユニットの出口８２ｂは流体導管１６２を通して三
方弁１３４Ｃに達し、この三方弁は他の流体導管１６４
を通して、熱受器６９の入口１６６に達する。流体導管
１６４の中には循環ポンプ１３８が接続されている。

相変換のために、前述の両方の間に、下記のような接続
がなされる。

三方弁１３４Ｃの自由端部は流体導管１６８を通して流
体導管１５２の分岐点に接続する。三方弁１３４ａの自
由端部は他の流体導管１７０を通して、流体導管１６４
の分岐点に達する。三方弁１３４ｂの自由端部はさらに
他の流体導管１７２を通して流体導管１５８の分岐点に
達する。最後に三方弁１３／Ｉｄの自由端部は流体導管
１７４を通して、流体導管１４６の分岐点に達する。

三方弁１３４ａ、１３４ｂ、並びに三方弁１３４Ｃと１
３４ｄをそれぞれブッシコーブルモードに切り替える事
によって準連続的動作が可能となる。

第６図は第２図の変形であって、下記の相違点を右する
。

第２図の実施態様においては、ストック・タンク５６が
二車機能を有し、一方では熱交換流体のタンクとして、
他方では熱水ボイラーとしての機能を右りるのにり・１
しで、第６図の実施態様においては、これらの２機能が
２ａ７１の別個の要素に分割されている。づなわちこの
場合、圧力平衡タンクとして機能づるストック・タンク
５６と、独立の市販の熱水ボイラー１７６とに分割され
ている。

この渇水ボイラーは標準的’ｘｒ　７Ｌ２水ボイラーで
ある。

通常の温水ボイラーと同様に、この温水ボイラー１７６
の内部スペースは入口６０と出口６２を通して、用水回
路の中に接続されている。

この場合、ボイラーの内部に配置された熱交換器５８は
第２図のように入口６０と出口６２とに接続される事な
く、三方弁１００と１０４に接続されている。

三方弁１０４の自由端部は流体導管１７８を介してスト
ック・タンク５６に接続されている。流体導管１７８の
中に三方弁１８０が接続され、この三方弁の自由端部は
熱受器６９の入口に接続され、この熱受器の出口は流体
導管１７８の中に戻されている。この場合、三方弁１８
０の制御に応じて、三方弁１０４はストック・タンク５
６と直接にまたは熱受器６９を通して流体接続される。

ストック・タンク５６の出口は流体導管１８２を通して
三方弁１０８に達し、この流体導管１８２の中に循環ポ
ンプ７０が接続されている。

この三方弁１０８の導通端部は第２図と同様に弁６８に
達するが、この弁の自由端部は他の流体導管１８４に接
続され、この導管は耐圧導管系７８ｂの入口１１８に達
する。流体導管１８４の中に絞り弁１８６が接続されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、固体吸熱材と、第２熱交換器の第１実施態様
の蒸発器／凝縮器とを有する吸熱−蓄熱装置の第１実施
例を示す図、第２図は第２熱交換器の第１実施態様の代
わりに他の実施態様を使用した本発明の第２実施例を示
す図、第３図は第２実施例の第１ユニットを変更した第
３実施例を示す図、第４図は第４実施例として、第１実
施例の蒸発器／凝縮器と接続した第１ユニットの変形構
造を示す図、第５図は第５実施例として、吸熱−蓄熱装
置のブツシュ−プルモードの準連続運転のために、第１
実施例の構造の第１ユニットを第２ユニットと接続する
回路図、第６図は第６実施例として、熱交換流体の回路
の中に追加要素を加えた第２実施例の変形を示す図、ま
た第７図は、蒸発器／凝縮器の代わりに別個の蒸発器と
別個の凝縮器を使用した第７実施例を示す図である。 ２・・・第１ユニット、８・・・固体吸熱材、１２・・
・第１熱交換器、１８・・・第２ユニット、２８・・・
ヒータ、３２・・・加熱用熱交換器、３６・・・蒸発器
、３８・・・凝縮器、７８・・・第２熱交換器、５６・
・・ストック・タンク、６つ・・・熱受器、８６・・・
冷気受器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気密性ハウジング（４）を有し、吸熱媒質としての
   固体（８）を収容し、この吸熱媒質は加熱手段によつて
   加熱可能であつてその内部に耐圧導管系（１０）が埋め
   込まれるようにした断熱型蓄熱器と、 耐圧導管系（７８；７８ｂ）を内部に配置された断熱型
   蒸発器と、 耐圧導管系（７８；７８ａ）を内部に配置された凝縮器
   とを有し、 この際に前記耐圧導管系（７８；７８ａ、 ７８ｂ）は、制御部材（６８；７０、７２、７４；９０
   、９２、９４、９６；１００、１０４、１０８；６８ａ
   −６８ｄ、１３２ａ−１３２ｄ；１８０、１８６；１３
   ４ａ−１３４ｄ、１３６、１３８）を有する二次熱交換
   流体系の中において熱交換器を成し、 蒸発器と蓄熱器との間、および凝縮器と蓄熱器との間に
   おいて、閉鎖一次系中の動作媒質の外部定置流体接続管
   （２６；４０、４２）とを有する不連続作動型吸熱−蓄
   熱装置において、 凝縮器は断熱構造（断熱材２２乃至５０）として構成さ
   れ、 外部定置流体接続管（２６；４０、４２）は耐熱構造と
   して構成され、 一次系はもつぱら二次系の制御部材（６８；７０、７２
   、７４；９０、９２、９４、９６；１００、１０４、１
   ０８；６８ａ−６８ｄ、１３２ａ−１３２ｄ；１８０、
   １８６；１３４ａ−１３４ｄ、１３６、１３８）によつ
   て制御されることを特徴とする不連続作動型吸熱−蓄熱
   装置。 ２、蓄熱器は第１ユニット（２）の中に配置され、蒸発
   器／凝縮器は第２ユニット（１８）の中に配置されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項による吸熱−蓄熱
   装置。 ３、蓄熱器が第１ユニット（２）の中に配置され、また
   蒸発器（３６）と凝縮器（３８）がそれぞれ第２ユニッ
   トと第３ユニットの中に配置されている（第７図）こと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項による吸着−蓄熱装
   置。 ４、第１ユニット（２）のハウジング（４）が固体熱交
   換器ユニット（１３０）によつて支持されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   １項による吸熱−蓄熱装置。 ５、固体吸熱材（８）の中に埋め込まれた耐圧導管系（
   ３０）と、加熱用流体によつて作用される加熱用熱交換
   器（３２）とを有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第４項のいずれか１項による吸熱−蓄熱装置
   。 ６、加熱用熱交換器（３２）は第１熱交換器（１２）と
   は別個に配備されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項による吸熱−蓄熱装置。 ７、第１熱交換器（１２）は同時に加熱用熱交換器（３
   ２）として配備されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項による吸熱−蓄熱装置。 ８、第１熱交換器（１２）と加熱用熱交換器（３２）は
   別個の導管系を成すが、共通の控え材（３４）を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項による吸熱−蓄
   熱装置。 ９、複数の固体熱交換器ユニット（１３０ａ、ｂ・・・
   ）が並列に接続され、同一の蒸発器／凝縮器と流体接続
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第８項のいずれか１項による吸熱−蓄熱装置。 １０、それぞれの固体熱交換器ユニット （１３０ａ、ｂ・・・）が選択的に調整自在であること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項による吸熱−蓄熱装
   置。 １１、各固体熱交換器ユニット（１３０ａ、ｂ・・・）
   が共通のハウジング（４）と共通の断熱材（６）とを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第９項または第１
   ０項による吸熱−蓄熱装置。 １２、それぞれの固体熱交換器ユニット （１３０ａ、ｂ・・・）が別個のハウジング（４ａ、ｂ
   、ｃ）と別個の断熱材（６ａ、ｂ、ｃ）とを有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１１項のいず
   れか１項による吸熱−蓄熱装置。 １３、少なくとも２基の下位吸熱−蓄熱装置が準連続作
   動のため位相ずれモードに接続されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第１２項のいずれか１項
   による吸熱−蓄熱装置。 １４、ガス加熱装置を有し、吸熱−蓄熱装置が自動車の
   空調装置として構成され、前記のガス加熱装置がエンジ
   ンまたは独立の燃焼装置の燃料燃焼ガスによつて加熱さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１３項による吸
   熱−蓄熱装置。 １５、第２熱交換器（２４）がそれぞれ排熱用熱交換流
   体と入熱熱交換流体の別個の流体導管系（７８ａ、ｂ）
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項または第４項乃至第１２項のいずれか１項による吸熱
   −蓄熱装置。 １６、それぞれの外部定置流体接続管（２６）が短くま
   た不良伝熱物質で構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第１５項のいずれか１項による吸熱−
   蓄熱装置。 １７、前記の物質はガラスまたはセラミックス素材から
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１６項による吸
   熱−蓄熱装置。 １８、それぞれの外部定置流体接続管（２６）が長くま
   た低伝熱性の薄い金属材料で構成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第１５項のいずれ１項によ
   る吸熱−蓄熱装置。 １９、材料がクロム−ニッケル鋼であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１８項による吸熱−蓄熱装置。 ２０、排熱用熱交換流体として液状−ガス状相変換性流
   体、特に水が使用され、放熱段階の前に液状熱交換流体
   がポンプ排出するためのポンプ装置（７４）が備えられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１９項
   のいずれか１項による吸熱−蓄熱装置。 ２１、第１熱交換器（１２）の出口導管 （５４）の中に通気弁（６４）が配備されることを特徴
   とする特許請求の範囲第２０項による吸熱−蓄熱装置。 ２２、排熱用熱交換流体として常時液状の流体が使用さ
   れ、この流体が第１熱交換器（１２）を常時満たしてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１９項
   のいずれか１項による吸熱−蓄熱装置。 ２３、特に第２熱交換器（２４）の蒸発段階において入
   熱する熱交換流体の導入管が冷気受器（８６）に流体接
   続され、その際に第１熱交換器（１２）の排熱用熱交換
   流体の耐圧導管系（１０）が熱受器（６９）と流体接続
   されていることを特徴する特許請求の範囲第１項、第２
   項または第４項乃至第１４項または第１６項乃至第２２
   項のいずれか１項による吸熱−蓄熱装置。 ２４、特に蒸発段階において蒸発器に入熱する熱交換流
   体の導入管が冷気受器（８６）に流体接続され、その際
   に凝縮器から排熱する熱交換流体の流体導管系（７８ｂ
   ）が熱受器（６９）と流体接続されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第３項乃至第２２項の
   いずれか１項による吸熱−蓄熱装置。 ２５、熱受器（６９）が温水器であることを特徴とする
   特許請求の範囲第２３項または第２４項による吸熱−蓄
   熱装置。 ２６、第１熱交換器（１２）の排熱用熱交換流体の流体
   導管系（１０）が液状の熱交換流体ストック・タンク（
   ５６）と流体接続していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第２５項のいずれか１項による吸熱−蓄
   熱装置。 ２７、ストック・タンク（５６）が用水ボイラー（１７
   ６）として構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２６項による吸熱−蓄熱装置。 ２８、第１熱交換器（１２）から排熱する熱交換流体が
   ストック・タンク（５６）をバイパスするための調整自
   在の流体導管（１０２）を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第２６項または第２７項による吸熱−蓄熱装
   置。 ２９、動作媒質の閉鎖導管系に付設されたガス放出装置
   、好ましくはウォータ・ジェットポンプ（１１０）を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第２８
   項のいずれか１項による吸熱−蓄熱装置。 ３０、動作媒質の閉鎖導管系に付設されたガス過圧弁装
   置（１９０）を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第２９項のいずれか１項による吸熱−蓄熱装
   置。