▶ クラフタンラーゲン ミュンヘン ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-12
(54)【発明の名称】加熱装置、加熱システム、蓄熱装置及び蓄熱システム
(51)【国際特許分類】
H05B 3/24 20060101AFI20230705BHJP
F28F 3/04 20060101ALI20230705BHJP
F28D 20/00 20060101ALI20230705BHJP
F24H 3/00 20220101ALI20230705BHJP
F24H 7/02 20220101ALI20230705BHJP
【ＦＩ】
H05B3/24
F28F3/04 B
F28D20/00 A
F24H3/00 B
F24H7/02 602A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022566121
(86)(22)【出願日】2021-04-29
(85)【翻訳文提出日】2022-12-23
(86)【国際出願番号】 EP2021061303
(87)【国際公開番号】W WO2021224109
(87)【国際公開日】2021-11-11
(31)【優先権主張番号】102020111987.9
(32)【優先日】2020-05-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522422089
【氏名又は名称】クラフタンラーゲン ミュンヘン ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ダーベック ティル
(72)【発明者】
【氏名】ヘアマン ヤーコプ
(72)【発明者】
【氏名】シュヴァルツ ゲアハート
【テーマコード（参考）】
3K034
【Ｆターム（参考）】
3K034AA22
3K034JA04
3K034JA10
(57)【要約】
ガス流を加熱するための加熱装置が提案されている。前記加熱装置は、電源に接続されるための２つの電気接続要素（４３，４４）と、入口側及び出口側を有する少なくとも１つの加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）と、を備え、前記加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）は、前記ガス流にあり且つ第１端部領域及び第２端部領域をそれぞれ有する複数の加熱プレートストリップ（４５，４６）を含み、隣り合う前記加熱プレートストリップ（４５，４６）は、導電スペーサ構造（４７）を介して前記第１端部領域及び前記第２端部領域それぞれにおいて互いに接続されている。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス流を加熱するための加熱装置であって、電源に接続されるための２つの電気接続要素（４３，４４）と、入口側及び出口側を有する少なくとも１つの加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）と、を備え、前記加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）は、前記ガス流にあり且つ第１端部領域及び第２端部領域をそれぞれ有する複数の加熱プレートストリップ（４５，４６）を含み、隣り合う前記加熱プレートストリップ（４５，４６）は、導電スペーサ構造（４７）を介して前記第１端部領域及び前記第２端部領域それぞれにおいて互いに接続されている、加熱装置。
【請求項2】
前記加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）の前記加熱プレートストリップ（４５，４６）は、構造化されたものと平坦なものとが交互に配列されている、ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項3】
構造化された前記加熱プレートストリップ（４５，４６）は、波形を有し、少なくとも１つの隣り合う平坦な前記加熱プレートストリップ（４６）に、それらの波形の頂部によって支持されている、ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項4】
前記導電スペーサ構造（４７）は、隣り合う前記加熱プレートストリップ（４５，４６）の間に配置され且つこれらを互いに接続するライニングプレート（４８）、及び／又は前記加熱プレートストリップを受ける櫛構造、を含む、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の加熱装置。
【請求項5】
前記波形は、前記ライニングプレート（４８）の厚みに対応する振幅を有する、ことを特徴とする請求項３を引用する場合の請求項４に記載の加熱装置。
【請求項6】
前記加熱プレートストリップ（４５，４６）及び前記ライニングプレート（４８）は、それぞれ、両端部領域において、溶接され、はんだ付けされ、及び／又はリベット留めされている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の加熱装置。
【請求項7】
好ましくはセラミック製の電気絶縁パーティション（４１）が間に配置された、少なくとも２つの前記加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）によって、特徴付けられる請求項１から６のいずれか１つに記載の加熱装置。
【請求項8】
両方の前記加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）は、接触プレート（４０）を介して互いに電気的に接続されており、前記接触プレート（４０）は、好ましくは、相互接続された前記加熱プレートユニット（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ）に前面で当接する、ことを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項9】
前記電気接続要素（４３，４４）は、前記接触プレート（４０）と一直線に並ぶ、ことを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項10】
ガス流のための加熱システムであって、入口側と、出口側と、加熱アセンブリ（２０）と、を備え、前記加熱アセンブリ（２０）は、少なくとも１つの加熱ユニット（２８）を含み、前記加熱ユニット（２８）は、前記ガス流に対して垂直な流入ベース領域を有する加熱装置（３４）と、前記加熱装置（３４）が配置され且つ前記ガス流に対して透過性である少なくとも１つの取付要素（３３）と、を含み、前記ガス流は、前記加熱装置（３４）の前記流入ベース領域へ流れ得ており、又は、前記ガス流は、前記加熱装置（３４）から前記取付要素（３３）を通って流れ得る、加熱システム。
【請求項11】
前記取付要素（３３）は、電気絶縁性で耐熱性の、特にセラミック材料からなる、ことを特徴とする請求項１０に記載の加熱システム。
【請求項12】
前記取付要素（３３）は、前記加熱装置（３４）に通じる流路が形成された成型レンガを含む、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の加熱システム。
【請求項13】
前記取付要素（３３）は、前記加熱装置の前記流入ベース領域に対応する支持面を有する、ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項14】
前記取付要素（３３）は、前記加熱装置（３４）を横に区切り且つ気密に形成された側壁（３６）を、含む、ことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項15】
前記側壁（３６）は、前記取付要素（３３）と一体に作られている、ことを特徴とする請求項１４に記載の加熱システム。
【請求項16】
前記加熱アセンブリ（２０）は、互いに隣り合ういくつかの加熱ユニット（２８）を含む、ことを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項17】
前記加熱アセンブリ（２０）は、積み重ねられたいくつかの加熱ユニット（２８）を含む、ことを特徴とする請求項１０から１６のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項18】
積み重ねられた前記加熱ユニット（２８）は、ベアリングセーフティによって相対変位に対して固定されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の加熱システム。
【請求項19】
前記加熱アセンブリ（２０）は、前記ガス流が通過し得て且つ前記加熱アセンブリ（２０）の上側を形成するとともに好ましくは成型レンガ（３０）から作られる、カバー（２９）を含む、ことを特徴とする請求項１０から１８のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項20】
前記加熱アセンブリ（２０）は、キャリア構造に配置されている、ことを特徴とする請求項１０から１９のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項21】
前記キャリア構造は、前記加熱アセンブリ（２０）が置かれる格子構造（１４）を含む、ことを特徴とする請求項２０に記載の加熱システム。
【請求項22】
前記キャリア構造は、少なくとも１つの成型レンガ（２６）及び／又は充填材、好ましくは少なくとも１つの六角形成型レンガを、含む、ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の加熱システム。
【請求項23】
前記キャリア構造は、少なくとも１つのガス偏向チャンネルを含む、ことを特徴とする請求項１０から２２のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項24】
前記加熱アセンブリ（２０）が配置された加熱チャンネルによって、特徴付けられる請求項１０から２３のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項25】
前記加熱チャンネルは、内部断熱材（１２）を有する、ことを特徴とする請求項２４に記載の加熱システム。
【請求項26】
前記加熱チャンネルは、チューブ又は矩形流路で作られている、ことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の加熱システム。
【請求項27】
前記加熱チャンネルは、取り外し可能な壁要素（１１）によって閉じられる横開口部（１０）を有する、ことを特徴とする請求項２４から２６のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項28】
スロットル装置及び／又はロック装置が、入口側及び／又は出口側に配置されている、ことを特徴とする請求項１０から２７のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項29】
前記加熱装置は、請求項１から９のいずれか１つに記載の加熱装置によって実現されている、ことを特徴とする請求項１０から２８のいずれか１つに記載の加熱システム。
【請求項30】
熱エネルギーを蓄えるための蓄熱手段（１７）が配置された蓄積空間（１５）を有する内部（３）を含む容器（２）を備え、前記容器（２）は、ガス流が前記内部へ導入される第１開口部（７）と、前記ガス流が放散され得る第２開口部（８）と、を含み、前記ガス流が流れる電気加熱システムが配置された加熱空間（１６）は、前記内部（３）の開放容積を介して、前記蓄熱手段（１７）のための前記蓄積空間（１５）に接続されている、ことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項31】
前記加熱空間（１６）は、前記容器（２）の前記内部（３）に配置されており、パーティション（１３，１３’）によって、前記蓄熱手段（１７）のための前記蓄積空間（１５）から分離されている、ことを特徴とする請求項３０に記載の蓄熱装置。
【請求項32】
前記蓄熱手段（１７）は、キャリア構造に配置されている、ことを特徴とする請求項３０又は３１に記載の蓄熱装置。
【請求項33】
前記キャリア構造は、格子構造（１４）を含む、ことを特徴とする請求項３２に記載の蓄熱装置。
【請求項34】
前記キャリア構造の下には、ガス分配空間（２５）が配置されており、前記ガス分配空間（２５）は、前記容器（２）の開口部（８）に接続されている、ことを特徴とする請求項３２又は３３に記載の蓄熱装置。
【請求項35】
前記開口部（８）は、前記第２開口部である、ことを特徴とする請求項３４に記載の蓄熱装置。
【請求項36】
前記蓄熱手段（１７）の上には、放熱開口部（９）が配置されている、ことを特徴とする請求項３０から３５のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項37】
前記蓄熱手段（１７）は、前記ガス流が流れ得て且つ好ましくは壁複合体に従って配置される成型レンガ（１８）を、含む、ことを特徴とする請求項３０から３６のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項38】
取り外し可能な壁要素（１１）により閉じられる保守開口部（１０）によって、特徴付けられる請求項３０から３７のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項39】
前記加熱空間（１６）は、少なくとも大部分で矩形の断面を有する、ことを特徴とする請求項３０から３８のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項40】
前記加熱空間（１６）は、前記蓄熱手段（１７）の上側のレベルに配置された出口開口部を有し、前記内部（３）の前記開放容積は、前記蓄熱手段（１７）の上にある、ことを特徴とする請求項３０から３９のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項41】
前記加熱システムは、抵抗ヒータ（６１）を備える、ことを特徴とする請求項３０から４０のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項42】
ガス分配空間（２４）が、前記加熱システムの下且つ前記第１開口部（７）の下流に、配置されている、ことを特徴とする請求項３０から４１のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項43】
前記加熱システムは、請求項１０から２９のいずれか１つに記載の加熱システムによって実現される、ことを特徴とする請求項３０から４２のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項44】
請求項３０から４３のいずれか１つに記載の蓄熱装置（１，１’，６０）と、前記蓄熱装置（１，１’，６０）に接続されたパイプアセンブリ（７２）と、を備える、ことを特徴とする蓄熱システム。
【請求項45】
前記パイプアセンブリ（７２）のパイプ（７４，７６，７７）は、前記蓄熱装置（１，１’，６０）の各前記開口部（７，８，９）に接続されており、前記パイプアセンブリ（７２）は、消費機器（７３）が配置され且つ開閉によって実現される機能回路を形成する、ことを特徴とする請求項４４に記載の蓄熱システム。
【請求項46】
前記パイプアセンブリ（７２）には、ファン（８０）が配置されている、ことを特徴とする請求項４４又は４５に記載の蓄熱システム。
【請求項47】
前記パイプアセンブリ（７２）は、前記蓄熱装置（７１）の２つの前記開口部（７，８）に接続された充電回路を、含む、ことを特徴とする請求項４４から４６のいずれか１つに記載の蓄熱システム。
【請求項48】
前記パイプアセンブリ（７２）は、前記蓄熱装置を介して前記ガス流を制御するためのバルブ（８３，８４，８５，８６）を、含む、ことを特徴とする請求項４４から４７のいずれか１つに記載の蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス流を加熱するための加熱装置、ガス流のための加熱システム、蓄熱装置、及びこの種の蓄熱装置を備える蓄熱システムに、関する。
【背景技術】
【0002】
実際には、熱エネルギーを蓄えるために蓄熱装置が使用されており、蓄熱装置は、例えば、必要に応じて発電所で利用可能にされ得る。公知の蓄熱装置は、蓄熱媒体が充填材の形態で又はひいては成型レンガの形態で配置される蓄積空間を備え、熱気は、蓄熱（Beladen）のために蓄熱媒体を通って流れる。熱気は、例えば、電気的に作動する加熱装置によって、予め必要な温度に加熱されている。この目的のために、余分な電気エネルギーが使用され得る。しかしながら、このような加熱装置の効率は、最高の要件を満たさない。放熱（Entladen）、すなわち熱を放散するために、熱気又は周囲の空気は、蓄熱装置を通って流れており、この空気は、蓄熱装置で加熱されており、加熱された形態で、消費機器、例えばタービンのボイラに、供給される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、高い熱性能を有するガス流を加熱するための加熱装置と、蓄熱装置に好適に用いられ得るガス流の加熱システムと、効率的な熱気流を有する蓄熱装置と、この種の蓄熱装置を備える蓄熱システムと、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する加熱装置、請求項１０の特徴を有する加熱システム、請求項３０の特徴を有する蓄熱装置、及び請求項４４の特徴を有する蓄熱システムによって、達成される。
【0005】
本発明によれば、ガス流を加熱するための加熱装置が提案されている。加熱装置は、電源に接続されるための２つの電気接続要素と、入口側及び出口側を有する少なくとも１つの加熱プレートユニットと、を備え、前記加熱プレートユニットは、前記ガス流に配置され且つ第１端部領域及び第２端部領域をそれぞれ有する複数の加熱プレートストリップを含み、隣り合う前記加熱プレートストリップは、導電スペーサ構造を介して前記第１端部領域及び前記第２端部領域それぞれにおいて互いに接続されている。
【0006】
したがって、本発明に係る加熱装置は、隣り合う又は積み重ねられ（uebereinander angeordnet sind）且つ加熱プレートユニット又は加熱プレート群を生成するためにそれらの端部領域で互いに接合された、複数の加熱プレートストリップを、備え、これは、導電スペーサ構造を介して行われる。加熱プレート群の加熱プレートストリップは、電気的な意味で並列に接続されている（parallel geschaltet）。
【0007】
この場合、用語「加熱プレートストリップ」は、全体として理解されるべきであり、導電スペーサ構造を介してそれらの端部領域において互いに接続される、細長い金属プレート及び細長い導電セラミック層を指す。
【0008】
加熱プレートユニットの加熱プレートストリップは、加熱装置とガス流との間で熱を伝達するための大きな表面を、提供する。これは、流れ得る大きな全断面をもたらし、ガス流の方向に対する加熱プレートの平行な配向のため、大きな流れ速度が可能であると同時に、わずかな流体抵抗が存在する。その結果、好適な低材料温度は、熱性能が同時に高いながら、動作中にプレートストリップで得られる。
【0009】
本発明に係る加熱装置の具体的な実施形態では、加熱プレートユニットの加熱プレートストリップは、構造化されたものと平坦なものとが交互に配列されている。特に、構造化された加熱プレートは、構造としての波形（Wellung）を有し、平坦な加熱プレートストリップと共にハニカム構造のタイプを形成しており、ガス流は、ハニカム構造を通って流れることができる。加熱プレートユニットが、波形又は平坦な加熱プレートストリップのみを備えることも、考えられる。
【0010】
さらに、波形の加熱プレートストリップが、少なくとも１つの隣り合う平坦な加熱プレートストリップに、それらの波形の頂部によって支持されている場合、加熱プレートユニットの固有安定性のために有利である。
【0011】
加熱プレートストリップは、スムース又はひいては微細に構造化された表面を、有してもよい。
【0012】
具体的な実施形態では、本発明に係る加熱装置のスペーサ構造は、隣り合う加熱プレートストリップの間に配置され且つ互いに接続された所謂ライニングプレートを、含む。ライニングプレートは、少なくとも平坦な加熱プレートストリップを互いに平行に配向させるために機能しており、隣り合う加熱プレートストリップの端部領域を互いに距離を置いて保持するディスタンスプレートを形成する。
【0013】
構造化された、この場合では特に波形の、加熱プレートストリップの端部領域が、平坦な加熱プレートストリップの端部領域と平行に配向されるために、ライニングプレートは、波形の振幅に実質的に対応する厚みを、有する。加熱プレートストリップとライニングプレートとの間の接続は、従来の接続方法に従って製造され得ており、例えば、加熱プレートストリップとライニングプレートとは、２つの端部領域における各場合において、互いに、溶接され、はんだ付けされ、及び／又はリベット留めされている。
【0014】
大きな流れ断面を提供し得る本発明に係る加熱装置の好ましい実施形態は、好ましくはセラミック製の電気絶縁パーティションが間に配置された、少なくとも２つの加熱プレートユニットを備える。好ましくは２つ以上、例えば６つの加熱プレートユニットが、意図されており、蛇行して直列に接続され得る。
【0015】
２つの加熱プレートユニットは、好ましくは直列に切り換えられるが、並列にも切り換えられ得る。さらに、２つの加熱プレートユニットは、好ましくは、接触プレートを介して互いに接続されており、接触プレートは、特に、相互接続された加熱プレートユニットに前面で当接する。
【0016】
２つの隣り合う加熱プレートスタックを互いに接続する接触プレートは、好ましくは、加熱プレートスタックに溶接又はんだ付けされる。
【0017】
加熱装置において隣り合って配置された加熱プレートユニットは、特に同様に構成された実質的に矩形のコンポーネント群を表しており、コンポーネント群は、互いの後ろに蛇行して配置されている。加熱プレートユニットはまた、所定の方法で熱膨張を収容することができるように、一方向にわずかに曲げられ得る。そして、構造全体は、少なくともほぼ矩形のベース表面を有しており、一方側は、わずかに内側に曲げられており、一方側は、わずかに外側に曲げられている。
【0018】
電気絶縁パーティションは、特に、セラミックの高温耐性材料で作られている。例えば、それは、繊維強化セラミック又はセラミックテクスチャで構成されており、プレート又は有孔プレートとして形成されている。
【0019】
具体的な実施形態では、パーティションは、コージエライトベースのセラミック製の材料で作られている。
【0020】
パーティションは、直列に切り換えられた加熱プレートユニットを通る蛇行回路パスを確保するのに機能する。
【0021】
本発明に係る加熱装置の接続要素も、好ましくは、導電プレート又はシートでそれぞれ作られている。特に、この場合、それらは、２つの加熱プレートユニットを互いに接続する接触プレートと位置合わせされ得る。
【0022】
本発明に係る加熱装置は、直流又は交流電圧源に接続され得ており、１００Ｖ～１０ｋＶの交流又は１２Ｖ～１．５ｋＶの直流で、低電圧又は中電圧範囲で、動作され得る。
【0023】
請求項１０によれば、本発明の主題は、ガス流のための加熱システムであって、前記加熱システムは、入口側と、出口側と、加熱アセンブリと、を備え、前記加熱アセンブリは、少なくとも１つの加熱ユニットを含み、前記加熱ユニットは、前記ガス流に対して垂直な流入ベース面を有する加熱装置と、前記加熱装置が配置され且つ前記ガス流に対して透過性である少なくとも１つの取付要素と、を含み、前記ガス流は、前記加熱装置の前記流入ベース面へ流れ得ており、又は、前記ガス流は、前記加熱装置から前記取付要素を通って流れ得る。
【0024】
本発明によれば、そのための加熱システムは、加熱装置と、加熱装置が配置される少なくとも１つの取付要素と、を含む少なくとも１つの加熱ユニットを、備える。加熱装置は、ガス流の流れ断面を画定して、ガス流は、加熱装置を使用して、そのベース表面によって、加熱され得る。取付要素は、加熱装置の支持体として機能する。
【0025】
本発明に係る加熱システムの好ましい実施形態では、加熱ユニットの取付要素は、電気絶縁性で耐熱性の、特にセラミック材料で、作られている。材料は、ガス流を通過させる構造を形成する。例えば、支持マトリクッスを形成する取付要素は、ハニカム構造を有するセラミック成型レンガ、セラミックロッド、プレート、有孔プレート、又は開放構造を有する異なる形状のコンポーネントで、作られている。特に、取付要素を製造するために、繊維強化セラミックは、挿入され得る。取付要素を製造するために、異なる材料の組み合せも、考えられる。
【0026】
本発明に係る加熱システムの具体的な実施形態では、取付要素は、コージエライトベースのハニカムセラミックで、作られている。ハニカムは、好ましくは、流れ方向に正方形又は矩形の断面を有する。
【0027】
好ましくは、取付要素は、加熱装置の流入ベース面に対応する、加熱装置のための静止面を、有する。
【0028】
バイパス電流が発生するのを抑制するために、具体的な実施形態では、取付要素には、側壁が設けられており、側壁は、加熱装置を横に区切るとともに、少なくとも横方向に気密に実現されている。
【0029】
本発明に係る加熱システムの目的の実施形態では、側壁は、取付要素と一体に作られている。しかしながら、側壁は、取付要素の底プレートに挿入される別個のコンポーネント要素を表すことも、考えられる。
【0030】
大きな流れ断面を提供する加熱システムにおいて、いくつかの加熱ユニットは、有利には、加熱アセンブリ内で互いに隣り合って配置されている。その結果、加熱アセンブリは、互いに隣り合って配置され且つ例えば直列又はひいては並列で互いに好都合に電気的に接続される、いくつかの取付要素及びいくつかの加熱装置を、含む。
【0031】
さらに、本発明に係る加熱システムの有利な実施形態は、互いに積み重ねられたいくつかの加熱ユニットの少なくとも２つの層を、含む。これは、スタックヒータを形成しており、その性能は、具体的な実施形態では、個々の加熱装置の対象とするスイッチＯＮ・ＯＦＦによって、ガス体積電流を変化させることに適合され得ており、大きな熱性能は、加熱システムの限られた流れ断面に対してさえ、実現され得る。
【0032】
特に、スタックヒータとして実現される加熱アセンブリでは、１，０００℃まで又はそれよりも高い可能性のある、非常に高い空気出口温度は、実現され得る。
【0033】
積み重ねられた加熱ユニットでは、取付要素が設けられた側壁は、同時に、個々の取付要素間におけるスペーサ構造である。
【0034】
取付要素と一体に又は別個のセラミック若しくは別に実現されたコンポーネント要素として作られ得た、側壁は、加熱装置のための画定されたチャンバを生成しており、ひいては高速のガス流において安全に位置決めされることを意味する。上述のスタックヒータでは、加熱装置のためのチャンバは、後続の加熱ユニット又はむしろその取付要素によって、上から区切られている。最上の加熱ユニット層は、通過され得て且つ加熱アセンブリの上側を形成するとともに好ましくはまた少なくとも１つの成型レンガで作られた、カバーによって、区切られ得ている。成型レンガは、正方形若しくは矩形の周辺を含むことができ、又は特に正方形若しくはひいては六角形のチャンネル断面を有するハニカム構造を含むことができる。カバーは、セラミックロッド、セラミックプレート、有孔プレート、又はその他、特に繊維強化セラミックで作られたガス透過性コンポーネント要素で、構成されることも、考えられる。
【0035】
加熱アセンブリの個々の層又は取付要素によって形成される支持マトリクスの個々の層を望ましくない相対変位に対して固定するために、取付要素間の接触面には、例えば隣り合う取付要素の凹部に係合する突出部によって形成される取付セーフガードがそれぞれ設けられることが、有利である。例えば、突出部は、リブ又はノブとして形成されており、対応する凹部は、窪み又は溝として形成されている。
【0036】
取付要素が備えられる側壁も、加熱装置の流入ベース面の側のバイパス電流を抑制するために、好ましくは、流れ方向に気密に形成されている。例えば、側壁は、この目的のために、セラミック紙などによって、シールされている。
【0037】
別の具体的な実施形態では、本発明に係る加熱システムは、加熱アセンブリが配置されたセラミック及び／又は金属キャリア構造を、含む。例えば、キャリア構造は、加熱アセンブリが置かれた格子を、含む。キャリア構造は、少なくとも１つの成型レンガ、少なくとも１つの断熱火レンガ及び／又はセラミック若しくは金属の充填材、好ましくは少なくとも１つのハニカム成型レンガを、含むことも、考えられる。それぞれの場合において、キャリア構造は、ガス流によって通過され得る。
【0038】
加熱アセンブリの自由断面を横断する均等なガス流を確保するために、キャリア構造は、静的及び／又は設定可能なスロットル要素を、含み得る。静的スロットル要素は、例えば、有孔プレートである。
【0039】
加熱アセンブリを環境から遮蔽するために、本発明に係る加熱システムは、好ましくは、加熱アセンブリが配置された加熱チャンネルを、含む。外方断熱のために、加熱チャンネルは、特にチューブ又は矩形流路で形成されてもよく、内部断熱材を有してもよい。
【0040】
加熱アセンブリを保守するのを可能にするために、受容チャンネルは、取り外し可能な蓋要素によって閉じられる横開口部を、有してもよい。
【0041】
さらに、本発明に係る加熱システムが、入口側及び／又は出口側にスロットル装置及び／又はブロック装置を有する場合、ガス流を調節するために有利であり得る。これらは、特にバルブ及び／又はシャッタによって、形成されている。
【0042】
本発明に係る加熱システムの加熱装置は、好ましくは上述のような加熱装置によって形成されている。
【0043】
さらに、本発明に係る加熱システムは、ガス出口温度が調節され得る温度測定要素を、出口側に有する。温度測定要素は、好ましくは電気的に絶縁された方法で、加熱アセンブリまでの最小距離で配置されており、ガス流の温度が、最小時間オフセットで加熱アセンブリを出た後に測定され得ることを、意味する。
【0044】
好ましい実施形態では、温度測定要素は、熱要素、又はむしろジャケットチューブを有するＰＴ１００であり、その測定チップは、流れ方向に配置された加熱システムのカバーの、円形、六角形、正方形、又は矩形の測定チャンネルのセンタに配置されており、ガス流の温度は、任意の関連する無駄時間無しに決定され得る。例えば、温度測定要素は、カバーの水平ボアに配置されている。追加的に又は代替的に、温度測定要素は、取付要素の底プレートに配置されてもよい。
【0045】
出口側のガス流の温度は、異なる方法で調節されてもよい。しかしながら、一定の電気熱性能では、加熱アセンブリを通るガス流は、好ましくは、対象と実際の温度との間の出口側で測定された偏差に従って、チャンネル入口及び／又はチャンネル出口におけるスロットル要素によって、絞られており又は増大されており、及び／又は、ファン回転速度を変化させることによって調節されている。調節のタイプは、特に、一定の熱性能での定常動作のために適している。
【0046】
非定常動作状態では、例えば加熱プロセスにおいて、又は加熱システムに流入するガス流の入口温度を変化させるにおいて、ガス出口温度は、例えばサイリスタ制御によって、又は個々の加熱ユニット若しくは加熱ユニット群をスイッチＯＮ若しくはＯＦＦすることによって、電気熱性能を適合させることによって調節されてもよい。
【0047】
さらに、加熱システムは、スタックヒータとしてそれぞれ実現される上述のタイプのいくつかの加熱アセンブリを、含み得る。これらは、互いに隣り合って、互いの後ろに、及び／又は互いの上に、配置され得る。電源は、多相電流を使用して供給され得ており、個々の加熱アセンブリは、対象とする方法で制御されており、必要に応じてスイッチＯＮされることができる。
【0048】
蓄熱装置も、本発明の主題である。この蓄熱装置は、熱エネルギーを蓄えるための蓄熱手段が配置された蓄積空間を有する内部を含む容器を備え、前記容器は、ガス流が前記内部へ導く第１開口部と、前記ガス流が放散され得る第２開口部と、を含む。さらに、前記蓄熱装置は、前記ガス流が流れ得る加熱システムが配置された加熱空間を備え、前記加熱空間は、前記内部の開放容積を介して、前記蓄熱手段のための前記蓄積空間に接続されている。加熱空間及び蓄積空間の両方が、容器に配置されている。
【0049】
本発明に係る蓄熱装置では、ガス流が加熱され得る加熱システムと、その熱エネルギーが蓄えられ得る蓄熱手段とは、結果として、容器の内部の異なる領域に配置されている。加熱システムと蓄熱手段との間に又はむしろその２つのユニットを介して、加熱システムによって加熱されたガス流が蓄熱手段に流れ得る、開放容積が形成されている。開放容積は、加熱システムによって加熱されたガスが、蓄熱手段の断面全体を通って均等に流れ且つそれに熱を伝達することを確保する、蓄熱装置のガス分配チャンバである。
【0050】
本発明に係る蓄熱装置は、風力発電所又は太陽光発電システムのような大きく変動する再生可能電源、又は他の接続された電力グリッドから、過剰な電気エネルギーを、高温レベルの熱の形態で効率的に蓄えるために使用されてもよい。したがって、対応する電力グリッドは、安定化され得る。蓄熱装置の蓄熱手段に蓄えられた熱は、例えば水蒸気プロセスやＯＲＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ Ｃｙｃｌｅ）等を介して、必要に応じて後の期間で電力に変換されてよく、ひいては異なるプロセス（工業的な熱供給、乾燥、等）に出力されてよい。さらに、蓄熱装置は、下流プロセスのための蓄熱手段の蓄熱状態とは独立して、高温レベルで電気エネルギーを熱に連続的に変換するために、例えば工場に熱を供給するために使用されてもよい。
【0051】
一般に、本発明に係る蓄熱装置は、同時に熱の形態で、又は変換された電気エネルギーと比較して時間オフセットで、エネルギーをガス流に放散し得る熱エネルギーのための蓄器を、表す。
【0052】
加熱システムが、追加のケーシング又は断熱材無しで容器に配置されるので、全システムの熱慣性の最小化は、達成され得る。
【0053】
さらに、特に加熱チャンネルとして形成され且つ電気加熱システムが配置される加熱空間は、熱サイフォンを形成しており、熱サイフォンは、低温が存在し且つ外部熱サイフォンと比較した容器におけるその配置のため熱損失をかろうじて発生させる蓄熱装置の位置における、おそらく必要とされるブロック及びスロットル要素の熱的に好ましい配置を、可能にする。
【0054】
本発明に係る蓄熱装置の有利な実施形態では、電気加熱システムが配置された加熱空間は、パーティションによって、蓄熱手段のための受容空間から分離されている。したがって、加熱空間は、容器の内部の画定された領域に配置されている。
【0055】
ガス流が蓄熱手段を効率的に流れるために、本発明に係る蓄熱装置の好ましい実施形態では、蓄熱手段は、キャリア構造に配置されている。例えば、キャリア構造は、容器の壁に固定される又はテーブルのように容器の底に取り付けられる、格子構造である。
【0056】
蓄熱手段を蓄熱した後のガス流の放散を享受するために、容器の熱気開口部に接続された分配空間は、キャリア構造の下に配置されている。特に、熱気開口部は、容器の第２開口部である。
【0057】
特に効率的な蓄熱及び放熱のプロセスは、本発明に係る蓄熱装置が蓄熱手段の上に配置された追加の放熱開口部を有する場合に、実現され得る。例えば、蓄熱器は、温かいガス流及び／又は（開放システム内の）周囲空気が、熱気開口部を介して導入され、蓄熱手段を通って案内されるように、放熱する。そこで、暖かいガス流は、加熱され、次いで、熱気流として、放熱開口部を介して蓄熱装置から、放散される。
【0058】
本発明に係る蓄熱装置の具体的な実施形態では、蓄熱手段は、ガス流が流れ得て且つ好ましくは壁複合体を形成する成型レンガを、含む。例えば、各成型レンガは、正方形又はひいては六角形の断面をそれぞれ有する垂直に立ったチャンネルを有するハニカム構造を、含む。
【0059】
代替の実施形態では、蓄熱手段は、成型レンガに加えて、又は成型レンガの代わりに、適切な材料からなる充填材などを含むことも、考えられる。
【0060】
加熱システムを交換又は保守できるようにするために、好ましい実施形態では、本発明に係る蓄熱装置は、取り外し可能な壁要素により閉じられる保守開口部を、含む。
【0061】
蓄熱装置の保守開口部は、好ましくは、電気加熱システムが配置される加熱チャンネルへ、直接的に通じる。
【0062】
電気加熱システムが配置される加熱チャンネルは、好ましくは、少なくとも１つのほとんど矩形の断面を有する。電気加熱システムは、この断面に容易に適合され得る。
【0063】
蓄熱手段の断面を横断するガス流の特に効率的な分配は、電気加熱システムが配置される加熱空間が、蓄熱手段の上側と同じレベルに配置される出口開口部を有し、開放容積が、蓄熱手段の上に配置されるとき、達成され得る。
【0064】
本発明に係る蓄熱装置の好ましい実施形態では、加熱空間に配置された電気加熱システムは、抵抗ヒータと、特に上述の加熱システムに係る取付要素及び加熱ユニットを有するように形成された加熱システムと、を備える。その結果、加熱システムは、スタックヒータの方法で、実現され得る。
【0065】
蓄熱システムも、本発明の主題であり、蓄熱システムは、上述のタイプの蓄熱装置と、蓄熱装置に接続されたパイプアセンブリと、を備える。パイプアセンブリは、蓄熱装置における蓄熱器に蓄えられた熱がパイプアセンブリを介して熱気の形態で供給され得る消費機器に、つながり得る。例えば、消費機器は、発電所の熱交換器（例えば蒸気発生器）であり、電気は、蓄熱装置に蓄えられた熱によりタービン及び発電機によって、生成され得る。
【0066】
蓄熱装置を通してガス流を案内できるようにするために、蓄熱システムは、好ましくは回転速度に関して設定され得て且つパイプアセンブリに配置されるファンを、有することが好ましい。
【0067】
さらに、パイプアセンブリは、好ましくは、蓄熱装置の２つの開口部に接続された充電回路を含み、開口部を介して熱気を導入することを可能にする。蓄熱装置では、熱気は、加熱システムにおいて加熱されており、次いで、第２開口部を介して熱気として蓄熱装置から流出することができるように、内部の開放容積を通って流れた後、蓄熱手段において放熱させられる。
【0068】
好ましくは、パイプアセンブリは、蓄熱装置を通るガス流を制御するためのバルブ及びシャッタを、含む。
【0069】
本発明の主題のさらなる利点及び有利な実施形態は、説明、図面、及び特許請求の範囲から導き出され得る。
【0070】
本発明の主題の例示的な実施形態は、概略的に簡略化された方法で図面に示され、以下の説明においてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【発明を実施するための形態】
【0072】
図１～３では、風力発電所又は太陽光発電システムのような大きく変動する再生可能電源から、又は接続された電力グリッドから、過剰な電気エネルギーを高温レベルの熱の形態で蓄えて、したがって電力グリッドを安定させるために使用され得る、蓄熱装置１が示されている。蓄えられた熱は、必要に応じて、水蒸気プロセス、ＯＲＣプロセスなどを介して、後の時点で電力に変換され得ており、又は蒸気の形態で間接的に、又は他の工業若しくは供給プロセスのための高温ガスの形態で直接的に、放散され得る。さらに、蓄熱装置１は、電気エネルギーを使用することによって高温レベルの熱気を生成し得ており、熱気は、接続された発電プラント又は産業プロセスで使用されることができる。
【0073】
蓄熱装置１は、最も広い意味では、容器蓋４と容器底５との間で垂直方向に且つ４つの側壁６の間で横方向に延びる、内部３が形成された立方容器２を、備える。
【0074】
容器２は、容器底５近くの側壁６に蓄熱開口部７と、容器底５近くの別の側壁６に入口／出口開口部８と、容器蓋４に隣り合うこれらの側壁６に放熱開口部９と、を備える。蓄熱開口部７、入口／出口開口部８、及び放熱開口部９は、チューブシステムのパイプに接続可能である。
【0075】
さらに、蓄熱開口部７が形成された側壁６には、取り外し可能な壁要素１１によって気密に閉じられ得る保守開口部１０が、垂直方向の中心の領域に形成されている。
【0076】
内側では、側壁６、容器蓋４及び容器底５には、それぞれ、耐高温断熱層１２が設けられている。
【0077】
容器２の内部３は、その形状が実質的に直方体である。さらに、その断面が実質的にＵ字形であり且つ容器底５に配置されるとともに垂直方向のパーティション１３が、内部３に形成されている。パーティション１３は、その短い脚で側壁６に当接しており、保守開口部１０が、側壁６に形成されている。
【0078】
容器底５から離れて且つ蓄熱開口部７及び入口／出口開口部８の上では、内部３は、水平方向を有し且つ側壁６及びパーティション１３に固定されるとともに及び／又は脚２２で容器底５に立つ、格子構造１４によって架けられている。格子構造１４は、キャリアストラクチャ又はキャリアコンストラクションを形成する。
【0079】
パーティション１３は、蓄積空間１５を内部３の加熱空間１６から分離する。蓄積空間１５は、四角形のレイアウトをそれぞれ有し且つハニカム構造をそれぞれ有するとともにそのハニカムが蓄熱装置１の垂直方向及び／又は上方向に延びる流路を形成する、積み重ねられたセラミック成型レンガからなる、蓄熱手段１７を受容する。
【0080】
代替的な実施形態では、蓄熱手段１７は、充填材などで作られてもよい。
【0081】
成型レンガ１８は、図３に見られるように、格子構造１４からパーティション１３の上縁のほぼ近くまで延びており、パーティション１３の周囲のその３つの辺に達する。
【0082】
加熱空間１６は、加熱チャンネルを形成しており、加熱チャンネルは、格子構造１４によって底で区切られており、キャリア構造として作用する成型レンガ１９のスタックに配置されており、成型レンガ１９も、ハニカム構造をそれぞれ有しており、蓄積空間１５に配置された成型レンガ１８に対応する。成型レンガ１９のスタックは、蓄積空間１５における成型レンガ１８の構造高さよりも短い構造高さを、有する。成型レンガ１９には、電気加熱装置を表す加熱アセンブリ２０が配置されており、接続部２１を介して、風力発電所、太陽光発電システム及び／又は電力グリッドのような電源に、接続されている。加熱アセンブリ２０の上側は、蓄積空間１５における蓄熱手段１７の上側とほぼ一直線になる。
【0083】
上述のように、保守開口部１０は、取り外し可能な壁要素１１によって、閉じられ得る。壁要素１１は、その内側に絶縁プラグを有する。
【0084】
蓄積空間１５と加熱空間１６とは、内部３の開放容積２４を介して互いに接続されており、開放容積２４は、加熱システムが設けられた加熱空間１６の上又は蓄熱手段１７が充填された蓄積空間１５の上に配置されており、ガス分配空間を形成する。
【0085】
加熱空間１６の下、すなわち格子構造１４の下には、ガスが蓄熱開口部７から加熱空間１６に流入し得る、ガス分配空間２５が配置されている。蓄熱手段１７が配置された蓄積空間１５の下には、入口／出口開口部８に接続されたガス分配空間２５が配置されている。
【0086】
図４～６では、代替的な実施形態を表し且つ図１～３に示される蓄熱装置に大部分で対応する蓄熱装置１’が示されているが、容器２が、保守開口部１０の側に、外側にオフセットされたレッジ２３を有する側壁６’を含むという点で、異なる。したがって、内部３の蓄積空間１５から加熱空間１６を分離するパーティション１３’が側壁６’の内側と一直線になることが、可能である。
【0087】
他の全ての点において、蓄熱装置１’は、図１～３の蓄熱装置に対応しており、理由の参照は、その説明でなされる。
【0088】
図７では、上述の蓄熱装置の加熱空間１６に配置された加熱システムの加熱アセンブリ２０が、単独で示されている。その底では、加熱アセンブリ２０には、キャリア構造を形成し且つハニカム構造をそれぞれ有するとともに、ハニカムによって形成されたチャンネルが垂直方向に通過され得る、６つの成型レンガ２６の２つの連続する列が設けられている。成型レンガ２６は、コージエライトベースであるセラミック成型レンガである。実質的に逆Ｕ字形の断面を有し且つ静的スロットル要素を表す有孔プレート２６１を含む成型レンガ２６には、この例ではそれぞれ６つの隣り合う加熱ユニット２８からなるいくつかの層２７が、配置されている。上側では、加熱アセンブリ２０は、カバー２９を形成する層によって、隣り合う成型レンガ３０から区切られており、成型レンガ３０も、ハニカム構造を有し、ハニカムによって形成されたチャンネルは、垂直方向に配向されており、通過されることができる。さらに、加熱アセンブリ２０は、電源又は電力グリッドに接続された２つの接続接点３１，３２を、含む。
【0089】
加熱ユニット２８は、一般に、同じパーツから組み立てられており、各々は、２つの取付要素３３及び加熱装置３４を含む。取付要素３３は、コージエライトベースでハニカム構造を有するセラミック成型レンガで、それぞれ作られている。取付要素３３の個々のハニカムは、それぞれ、垂直方向に延びるチャンネルを形成しており、各々は、四角形のレイアウトを有する。さらに、取付要素３３は、それぞれ、加熱装置３４の正確な嵌合受容のための受容空間を区切る底プレート３５及び２つの側壁３６が形成されることを意味する、実質的にＵ字形の断面を有する。下側では、取付要素３３の底プレート３５は、それぞれ、横縁部の領域に凹部３７を有しており、凹部３７は、矩形の断面を有しており、下の取付要素３３の対応する側壁３６の上側は、積み重ねられた状態で凹部３７に係合する。したがって、上の取付要素３３の正確な位置決めは、確保される。成型レンガ２６の上リブは、加熱ユニット２８の下層の凹部３７に係合する。
【0090】
図９に示される変形例では、取付要素３３の側壁３６及び底プレート３５は、一体に作られている。図８に示される変形例では、側壁３６は、底プレートにそれぞれ挿入される別個のコンポーネントである。さらに、隣り合う取付要素は、それぞれ、側壁を共有しており、すなわち、この側壁は、隣り合う底プレート３５に跨る。
【0091】
側壁３６、ひいてはバイパスガス流の通過を防止するために、側壁３６には、その上側にシール３８が設けられており、シール３８は、例えばセラミックペーパで構成されている（図８参照）。
【0092】
加熱ユニット２８の加熱装置３４は、実質的に構造的に同じであり、流入ベース面をそれぞれ有しており、流入ベース面は、この場合、２つの連続する取付要素３３の側壁３６間における面に対応する。設置されるとき、加熱装置３４は、これら２つの取付要素３３の底プレート３５に置かれる。特に図９～１１に示されるように、加熱装置３４は、それぞれ、直列に接続される６つの加熱プレートユニット３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆを、含む。この目的のために、加熱プレートユニット３９Ａと３９Ｂ、加熱プレートユニット３９Ｂと３９Ｃ、加熱プレートユニット３９Ｃと３９Ｄ、加熱プレートユニット３９Ｄと３９Ｅ、及び加熱プレートユニット３９Ｅと３９Ｆは、各場合において、加熱装置３４の対応する前面に配置された接触シート４０を介して、互いに接続されている。隣り合う加熱プレートユニットの間には、各場合において、電気絶縁材料、例えばセラミック材料からなるパーティション４１が配置されており、それぞれ隣り合う接触プレート４０の間における電気絶縁を確保する。さらに、加熱装置３４は、２つの対応する取付要素３３の対応する側壁３６に触れる又はそれに当接する側壁４２を、含む。電気的接触を確立するために、加熱装置３４は、第１コネクタ４３及び第２コネクタ４４を有しており、コネクタ４３，４４は、それぞれ、加熱装置３４の対応する前面に配置された接触プレート４０と一直線に並ぶプレートパーツで、作られている。コネクタ４３は、加熱プレート３９Ａの前面に電気的に接続されており、コネクタ４４は、加熱プレートユニット３９Ｆの前面に電気的に接続されている。
【0093】
個々の加熱プレートユニット３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆは、それぞれ、複数の加熱プレートストリップ４５，４６を、含む。
【0094】
図１１に示される実施形態では、波形の加熱プレートストリップ４５と平坦な加熱プレートストリップ４６とは、積層方向に交互に連続して互いに配置されており、波形の加熱プレートストリップ４５は、隣り合う平坦な加熱プレートストリップ４６に、それらの波形の頂部によって支持されている。外の波形の加熱プレートストリップ４５は、対応するパーティション４１又は対応する側壁４２にも、支持されている。
【0095】
それらの端部領域では、加熱プレートストリップ４５，４６は、互いに平行であり、スペーサ構造４７を介して互いに接続されており、コネクタ４３，４４における対応する加熱プレートスタック及び／又は対応する接触プレート４０の接触をも、確立する。スペーサ構造４７は、隣り合う加熱プレートストリップの平行な端部領域の間に配置され且つ互いに溶接又ははんだ付けされた、スペース要素として実現されるライニングプレート４８を含む。ライニングプレート４８は、それぞれ、波形の加熱プレートストリップ４５の波形の振幅に対応する厚みを、有する。
【0096】
加熱プレートストリップ４５の波形は、加熱装置３４を通って流れるガス流のための大きな流入面を提供するハニカム構造を、形成する。
【0097】
代替的な実施形態では、いくつかのライニングプレートは、隣り合う加熱プレートストリップの間に、配置されてもよい。スペーサ構造が、加熱プレートストリップの端部領域が挿入される櫛構造として実現されることも、考えられる。
【0098】
さらに、図９～１２に示される変形例では、加熱プレートスタックに波形の加熱プレートストリップのみが、設けられており、これらの波形の加熱プレートストリップは、ライニングプレートなどからなる導電スペーサ構造を介して、それらの２つの端部領域で互いにそれぞれ接続されている、という態様が参照されている。
【0099】
加熱ユニットの加熱装置は、加熱アセンブリ２０の異なる層２７において、異なる構造高さ及び／又は異なるハニカムチャネル形状を有することが、一般に考えられる。手元の本実施形態では、加熱アセンブリ２０の層２７の加熱装置３４は、接触プレート４９を介して直列に接続される。加熱装置３４を並列に切り換えることも、確かに考えられる。さらに、手元の実施形態では、連続する層は、接触ストリップ５０を介して、ペアで並列に接続される。一般に、加熱装置３４は、必要に応じて任意の方法で、配線され得る。
【0100】
加熱アセンブリ２０によって加熱されるガス流の温度を決定することができるようにするために、熱要素５１は、成型レンガ３０の横ボアにおけるカバー２９に配置されている。
【0101】
図１３～１７では、図１～３における蓄熱装置に大部分で対応する蓄熱装置６０が示されているが、加熱チャンネルを形成する加熱空間１６に上述のタイプの積層ヒータを備えていないという点で、異なる。実際、抵抗加熱要素６１は、加熱空間１６に係合しており、加熱要素６１は、加熱コイルなどから作られており、接続領域６２を介して電力グリッドに接続されている。他の全ての点において、蓄熱装置６０は、図１～３の蓄熱装置に対応しており、理由の参照は、その説明でなされる。
【0102】
蓄熱装置１，１’によれば、蓄熱装置６０は、対応するバルブによって蓄熱動作において切り換えられ得ており、熱気からなるガス流が、蓄熱動作中に蓄熱開口部７を介して導入される。図１３に見られるように、このガス流は、上から加熱空間１６に導入されており、抵抗加熱要素６１によって加熱され、開放容積を形成するガス分配空間２４を介して、成型レンガ１９で構築される蓄熱手段１７を通って案内される。このようにして、成型レンガ１９は、蓄熱する、すなわち加熱される。次に冷却されたガス流が、ガス分配空間２５及び入口／出口開口部８を介して、蓄熱装置６０から放散される。
【0103】
図１４に示される放熱動作中、熱気からなるガス流は、入口／出口開口部８を介して蓄熱装置に導入されており、成型レンガ１９によって形成される蓄熱手段１７を通って、ガス分配空間２５を介して底から上まで案内されて加熱される。ガス流が加熱された後、それは、さらなる使用のために、上ガス分配空間２４及び放熱開口部９を介して蓄熱装置から放散される。
【0104】
図１５には、蓄熱装置６０について、蓄熱無しの加熱動作が示されている。この動作中、熱気ガス流は、蓄熱開口部７を介して蓄熱装置に導入されており、抵抗加熱要素６１によって加熱空間１６で加熱されており、次いで、上ガス分配空間２４及び放熱開口部９を介して熱気ガス流として蓄熱装置６０から放散される。
【0105】
図１６によれば、述べられた蓄熱装置６０は、熱気ガス流が、蓄熱開口部７を介して蓄熱装置に導入されて抵抗加熱要素６１によって加熱されることができるように、動作され得る。得られた熱気ガス流は、上ガス分配空間２４まで分流されて、一方では、放熱開口部９を介して蓄熱装置６０から放散されており、他方では、成型レンガ１９からなる蓄熱手段１７に蓄熱するためにそこを通って案内されており、次いで、下ガス分配空間２５及び入口／出口開口部８を介して蓄熱装置から放散される。
【0106】
図１７に示される別の動作モードの間、蓄熱装置６０は、熱気ガス流が、それぞれの場合において、蓄熱開口部７及び入口／出口開口部８を介して導入されるように、動作され得る。蓄熱開口部７を介して導入されたガス流は、加熱空間１６で垂直方向上方に案内されており、抵抗加熱要素６１によって加熱されており、上ガス分配空間２４及び放熱開口部９を介して放散される。入口／出口開口部８を介して導入された熱気ガス流は、蓄熱された蓄熱手段１７を通って案内されており、熱交換器を介してそこで加熱されており、上ガス分配空間２４を介して次いで放熱開口部９を介して、蓄熱装置から放散されてもいる。
【0107】
述べられた動作モードは、図１～６の蓄熱装置によっても、確実に実現され得る。
【0108】
図１８～２０には、図１～６に示される実施形態又は図１２～１７に示される実施形態のいずれかによって実現される蓄熱装置７１を備える蓄熱システム７０が示されている。さらに、蓄熱システム７０は、例えば発電所の蒸気発生器として実現される消費機器７３に接続されるパイプアセンブリ７２を、備える。パイプアセンブリ７２は、蓄熱装置７１の放熱開口部９を消費機器７３の入口７５に接続するパイプ７４を、含む。蓄熱装置７１の蓄熱開口部７は、パイプアセンブリ７２のパイプ７６に接続されており、蓄熱装置７１の入口／出口開口部８は、パイプアセンブリ７２のパイプ７７に接続されている。消費機器７３の出口７８は、パイプ７６を介して蓄熱装置７１の蓄熱開口部７に次に接続されるファン８０に導く、パイプ７９に接続されている。ファン８０の下流では、枝パイプ８１は、パイプ７６から分岐しており、枝パイプ８１は、パイプ７７に接続されている。ファン８０の上流では、パイプ７６から分岐した枝パイプ８２は、パイプ７７にも接続されている。
【0109】
蓄熱システム７０を異なる動作モードに切り換えることができるようにするために、バルブ８３は、パイプ７６に配置されており、バルブ８４は、枝パイプ８１に配置されており、バルブ８５は、枝パイプ８２に配置されており、バルブ８６は、枝パイプ８２の分岐よりも上流側のパイプ７９に配置されている。バルブの代わりに、又はバルブに加えて、例えばクラップなどのような他の適切なロック電機子が、使用され得る。
【0110】
さらに、蓄熱装置７１は、電力グリッド、太陽光発電システム又は風力発電所によって実現され得る電源８７に接続されており、スイッチ８８が設けられている。電気エネルギーが熱に変換されて熱が蓄熱装置７１の蓄熱手段１７に蓄えられる蓄熱動作中、バルブ８３が開いているとき、熱気ガス流は、ファン８０によって、蓄熱開口部７を介して蓄熱装置７１の加熱空間１６に下から導入される。スイッチ８８は、閉じており、加熱アセンブリが動作してガス流が加熱空間１６で加熱されることを意味する。加熱されたガス流は、上ガス分配空間２４を介して蓄積空間１５に案内され、上から、蓄熱手段１７によって形成された蓄熱ベッドを通って、下方に、案内され、熱は、そこに放出されて、そこに蓄えられる。続いて、熱気ガス流は、蓄熱装置７１から入口／出口開口部８を介して、放散されており、パイプ７７及び枝パイプ８２を介して、ファン８０に案内されており、上述のように蓄熱装置７１に供給されることができる。バルブ８４，８６は、この蓄熱モード中に、閉じられている。
【0111】
図１９に示される放熱モード中、バルブ８４，８６は開いており、バルブ８３，８５は閉じている。ファン８０によって、熱気は、枝パイプ８１、パイプ７７及び入口／出口開口部８を介して蓄熱装置７１に、導入されており、蓄熱手段１７によって形成された蓄熱ベッドで、加熱される。得られた熱気ガス流は、上から放熱開口部９を介して、蓄熱装置７１から放散されており、パイプ７４を介して消費機器７３に利用可能にされる。これは、次に、上述の方法で、ファン８０によって蓄熱装置７１に供給され得る熱気を、放出する。
【0112】
図２０に示される単なる加熱動作中、バルブ８４，８５は閉じられる一方、バルブ８３，８６は開かれる。ファン８０によって、熱気は、蓄熱装置７１の加熱空間１６に導入され得て加熱され得る。得られた熱気ガス流は、放熱開口部９を介して蓄熱装置７１から案内されており、次いで、パイプ７４を介して消費機器７３に供給される。次に、消費機器７３は、パイプ７９を介してファン８０に案内され且つ上述のように蓄熱装置７１に案内され得る、熱気ガス流を放出する。
【0113】
図示されていない蓄熱システムの実施形態は、消費機器から出る空気が全体的に又は部分的に環境に放出され得る部分的に開いたシステムとして、実現され得る。ファンの吸込側では、蓄熱装置で放熱するときに、対応する量の周囲空気は、吸込まれる。他の全ての点において、この実施形態は、上述の実施形態に対応する。
【符号の説明】
【0114】
１，１’ 蓄熱装置
２ 容器
３ 内部
４ 容器蓋
５ 容器底
６ 側壁
７ 蓄熱開口部
８ 入口／出口開口部
９ 放熱開口部
１０ 保守開口部
１１ 壁要素
１２ 絶縁層
１３，１３’ パーティション
１４ 格子構造
１５ 蓄積空間
１６ 加熱空間
１７ 蓄熱手段
１８ 成型レンガ
１９ 成型レンガ
２０ 熱アセンブリ
２１ 接続部
２２ 脚
２３ レッジ
２４ ガス分配空間
２５ ガス分配空間
２６ 成型レンガ
２７ 層
２８ 加熱ユニット
２９ カバー
３０ 成型レンガ
３１ 接続接点
３２ 接続接点
３３ 取付要素
３４ 加熱装置
３５ 底プレート
３６ 側壁
３７ 凹部
３８ シール
３９Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ 加熱プレートユニット
４０ 接触プレート
４１ パーティション
４２ 側壁
４３ コネクタ
４４ コネクタ
４５ 加熱プレートストリップ
４６ 加熱プレートストリップ
４７ スペーサ構造
４８ ライニングプレート
４９ 接触プレート
５０ 接触ストリップ
５１ 熱要素
６０ 蓄熱装置
６１ 抵抗加熱要素
６２ 接続領域
７０ 蓄熱システム
７１ 蓄熱装置
７２ パイプアセンブリ
７３ 消費機器
７４ パイプ
７５ 入口
７６ パイプ
７７ パイプ
７８ 出口
７９ パイプ
８０ ファン
８１ 枝パイプ
８２ 枝パイプ
８３ バルブ
８４ バルブ
８５ バルブ
８６ バルブ
８７ 電源
８８ スイッチ
２６１ 有孔プレート
２ 容器
３ 内部
４ 容器蓋
５ 容器底
６ 側壁
７ 蓄熱開口部
８ 入口／出口開口部
９ 放熱開口部
１０ 保守開口部
１１ 壁要素
１２ 絶縁層
１３，１３’ パーティション
１４ 格子構造
１５ 蓄積空間
１６ 加熱空間
１７ 蓄熱手段
１８ 成型レンガ
１９ 成型レンガ
２０ 熱アセンブリ
２１ 接続部
２２ 脚
２３ レッジ
２４ ガス分配空間
２５ ガス分配空間
２６ 成型レンガ
２７ 層
２８ 加熱ユニット
２９ カバー
３０ 成型レンガ
３１ 接続接点
３２ 接続接点
３３ 取付要素
３４ 加熱装置
３５ 底プレート
３６ 側壁
３７ 凹部
３８ シール
３９Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ 加熱プレートユニット
４０ 接触プレート
４１ パーティション
４２ 側壁
４３ コネクタ
４４ コネクタ
４５ 加熱プレートストリップ
４６ 加熱プレートストリップ
４７ スペーサ構造
４８ ライニングプレート
４９ 接触プレート
５０ 接触ストリップ
５１ 熱要素
６０ 蓄熱装置
６１ 抵抗加熱要素
６２ 接続領域
７０ 蓄熱システム
７１ 蓄熱装置
７２ パイプアセンブリ
７３ 消費機器
７４ パイプ
７５ 入口
７６ パイプ
７７ パイプ
７８ 出口
７９ パイプ
８０ ファン
８１ 枝パイプ
８２ 枝パイプ
８３ バルブ
８４ バルブ
８５ バルブ
８６ バルブ
８７ 電源
８８ スイッチ
２６１ 有孔プレート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【国際調査報告】