特表 2024-542039 改良型蓄熱体

(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】2024-11-13

(54)【発明の名称】改良型蓄熱体

(51)【国際特許分類】

   F28D 20/00 20060101AFI20241106BHJP

【ＦＩ】

F28D20/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525766

(86)(22)【出願日】2022-10-28

(85)【翻訳文提出日】2024-05-13

(86)【国際出願番号】 GB2022000084

(87)【国際公開番号】W WO2023073334

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】2115529.6

(32)【優先日】2021-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(31)【優先権主張番号】2205907.5

(32)【優先日】2022-04-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524157796

【氏名又は名称】カルデラ ヒート バッテリーズ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＬＤＥＲＡ ＨＥＡＴ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】マクノートン、ジェームズ ドネリー

(72)【発明者】

【氏名】チャナ、クリシャン

(72)【発明者】

【氏名】スリー、ウィリアム ラナルフ

(72)【発明者】

【氏名】ウィンスタンレイ、ガイ アレクサンダー ジェームズ

(57)【要約】

エネルギー貯蔵システム用の熱貯蔵体（１０）であって、熱エネルギー貯蔵体（１４）を収納する内側容器（４０）と、内側容器（４０）を囲む外側容器（５０）であって、内側及び外側容器（４０、５０）は、それらの間に延在する真空領域（１１）によって離間している、外側容器（５０）と、を備える、熱貯蔵体（１０）。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エネルギー貯蔵システム用の熱貯蔵体であって、
熱エネルギー貯蔵体を収納する内側容器と、
前記内側容器を囲む外側容器であって、前記内側容器及び前記外側容器は、前記内側容器と前記外側容器との間に延在する真空領域によって離間している、外側容器と、を備える、熱貯蔵体。

【請求項2】

前記真空領域の真空圧は０．０５ミリバール～１ミリバールである、請求項１に記載の熱貯蔵体。

【請求項3】

前記真空領域における前記真空圧を維持するように動作可能な真空ポンプを備える、請求項２に記載の熱貯蔵体。

【請求項4】

前記熱貯蔵体は、前記熱貯蔵体における１つ又は複数の位置においてパラメータを測定するように動作可能なセンサーを備え、前記真空ポンプは、前記センサーが、前記パラメータが予め決められた値に到達したことを示すときはいつでも、動作するように構成されている、請求項３に記載の熱貯蔵体。

【請求項5】

前記真空領域内に設けられている断熱材をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項6】

前記断熱材は、前記内側容器の外壁に巻き付けられたｎ層の多層断熱材を含み、多層断熱材の各層は、反射層及びスペーサ層を含み、ｎ≧５０である、請求項５に記載の熱貯蔵体。

【請求項7】

ｎは約２００である、請求項６に記載の熱貯蔵体。

【請求項8】

前記熱エネルギー貯蔵体への熱入力として機能するように動作可能な１つ以上の電熱体と、
熱伝達流体を受け入れるように動作可能な１つ以上の熱交換器と、を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項9】

前記熱エネルギー貯蔵体は固体貯蔵体であり、前記１つ以上の電熱体及び１つ以上の熱交換器は各々、前記固体貯蔵体内に埋め込まれている、請求項８に記載の熱貯蔵体。

【請求項10】

前記熱エネルギー貯蔵体は、固体サーマルフィラー材料が埋め込まれた固体熱伝導性マトリックスを含む中実体を含み、前記固体熱伝導性マトリックスは、前記固体熱伝導性マトリックス内に分散した前記固体サーマルフィラー材料への熱伝導性通路を形成する、請求項９に記載の熱貯蔵体。

【請求項11】

３００℃超の温度まで前記熱エネルギー貯蔵体を加熱する構成である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項12】

前記内側容器は、前記内側容器の上方セクションを前記外側容器の上方セクションへ接続するネックコネクタによって、前記外側容器内に吊るされ、前記ネックコネクタは、前記内側容器及び前記熱エネルギー貯蔵体の重量を支え、且つ前記熱エネルギー貯蔵体用の供給ラインを収納する中心室を備える、請求項１～１１のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項13】

前記外側容器は、輸送装置と係合するためのインターフェースを有し、前記インターフェースは、前記外側容器に設けられた１つ以上のソケットを備え、前記１つ以上のソケットは、輸送装置に設けられた輸送用ボルトを受け入れるように構成されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項14】

動作不能位置と展開位置との間で可動な１つ以上のスプレッダプレートをさらに備え、前記展開位置において、前記スプレッダプレートは、前記外側容器に対する前記内側容器の動きを抑制するように動作可能である、請求項１３に記載の熱貯蔵体。

【請求項15】

前記真空領域内に設けられた内部ブレースをさらに備え、前記内部ブレースは、前記外側容器の内面に係合するように且つ前記外側容器の圧縮に抵抗するように構成されている、請求項１～１４のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項16】

前記外側容器の前記内面はほぼシリンダー状プロフィールを有し、及び前記内部ブレースは、前記内部ブレースの長手方向軸に沿って見ると、ほぼ環状プロフィールを有する、請求項１５に記載の熱貯蔵体。

【請求項17】

前記内部ブレースは、径方向に収縮した構成と径方向に拡大した構成との間で拡大可能な、径方向に拡大可能なブレースである、請求項１５又は１６に記載の熱貯蔵体。

【請求項18】

前記径方向に拡大可能なブレースは、前記拡大した構成において付勢される、請求項１７に記載の熱貯蔵体。

【請求項19】

前記径方向に拡大可能なブレースは、前記外側容器の前記内面に張力を加えるように、前もって負荷が加えられる、請求項１８に記載の熱貯蔵体。

【請求項20】

前記径方向に拡大した構成において、前記径方向に拡大可能なブレースは、前記外側容器の前記内面に対し内側にぴったり嵌る、請求項１７又は１８に記載の熱貯蔵体。

【請求項21】

前記径方向に拡大可能なブレースは、張力下にあるときに、径方向に拡大するように促されるように構成されているねじりブレースである、請求項１７～２０のいずれか１項に記載の熱貯蔵体。

【請求項22】

前記ねじりブレースは、ケージ又はコイル構造を含む、請求項２１に記載の熱貯蔵体。

【請求項23】

前記ねじりブレースはヘリカルコイル構造を含む、請求項２２に記載の熱貯蔵体。

【請求項24】

真空断熱容器であって、
内側容器と、
前記内側容器を囲む外側容器であって、前記内側容器及び前記外側容器は、前記内側容器と前記外側容器との間に延在する真空領域によって離間している、外側容器と、
前記真空領域内に設けられた内部ブレースであって、前記外側容器の内面に係合するように且つ前記外側容器の圧縮に抵抗するように構成されている、内部ブレースと、を備える、真空断熱容器。

【請求項25】

前記外側容器の前記内面はほぼシリンダー状プロフィールを有し、前記内部ブレースは、前記内部ブレースの長手方向軸に沿って見ると、ほぼ環状プロフィールを有する、請求項２４に記載の真空断熱容器。

【請求項26】

前記内部ブレースは、径方向に収縮した構成と径方向に拡大した構成との間で拡大可能な、径方向に拡大可能なブレースである、請求項２４又は２５に記載の真空断熱容器。

【請求項27】

前記径方向に拡大可能なブレースは、前記拡大した構成において付勢される、請求項２６に記載の真空断熱容器。

【請求項28】

前記径方向に拡大可能なブレースは、前記外側容器の前記内面に張力を加えるように、前もって負荷が加えられる、請求項２７に記載の真空断熱容器。

【請求項29】

前記径方向に拡大した構成において、前記径方向に拡大可能なブレースは、前記外側容器の前記内面に対し内側にぴったり嵌る、請求項２６又は２７に記載の真空断熱容器。

【請求項30】

前記径方向に拡大可能なブレースは、張力下にあるときに、径方向に拡大するように促されるように構成されているねじりブレースである、請求項２６～２９のいずれか１項に記載の真空断熱容器。

【請求項31】

前記ねじりブレースは、ケージ又はコイル構造を含む、請求項３０に記載の真空断熱容器。

【請求項32】

前記ねじりブレースはヘリカルコイル構造を含む、請求項３１に記載の真空断熱容器。

【請求項33】

前記真空領域の真空圧は０．０５ミリバール～１ミリバールである、請求項２４～３２のいずれか１項に記載の真空断熱容器。

【請求項34】

前記真空領域における前記真空圧を維持するように動作可能な真空ポンプを備える、請求項３３に記載の真空断熱容器。

【請求項35】

前記真空断熱容器は、前記真空断熱容器における１つ又は複数の位置においてパラメータを測定するように動作可能なセンサーを備え、前記真空ポンプは、前記センサーが、前記パラメータが予め決められた値に到達したことを示すときはいつでも、動作するように構成されている、請求項３４に記載の真空断熱容器。

【請求項36】

前記真空領域内に設けられている断熱材をさらに備える、請求項２４～３５のいずれか１項に記載の真空断熱容器。

【請求項37】

前記断熱材は、前記内側容器の外壁に巻き付けられたｎ層の多層断熱材を含み、多層断熱材の各層は、反射層及びスペーサ層を含み、前記断熱材は、前記真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり１０層以上の多層断熱材を含む、請求項３６に記載の真空断熱容器。

【請求項38】

前記断熱材は、前記真空領域を横切る摂氏１００度の温度差当たり２０層以上の多層断熱材を含む、請求項３７に記載の真空断熱容器。

【請求項39】

前記断熱材は、前記真空領域を横切る摂氏１００度の温度差当たり４０層以上の多層断熱材を含む、請求項３８に記載の真空断熱容器。

【請求項40】

真空断熱パイプであって、
内側パイプセクションと、
前記内側パイプセクションを囲む外側パイプセクションであって、前記内側パイプセクション及び前記外側パイプセクションは、前記内側パイプセクションと前記外側パイプセクションとの間に延在する真空領域によって離間している、外側パイプセクションと、
前記真空領域内に設けられた内部ブレースであって、前記外側パイプセクションの内面に係合するように且つ前記外側パイプセクションの圧縮に抵抗するように構成されている内部ブレースと、を備える、真空断熱パイプ。

【請求項41】

前記外側パイプセクションの前記内面はほぼシリンダー状プロフィールを有し、前記内部ブレースは、前記内部ブレースの長手方向軸に沿って見ると、ほぼ環状プロフィールを有する、請求項４０に記載の真空断熱パイプ。

【請求項42】

前記内部ブレースは、径方向に収縮した構成と径方向に拡大した構成との間で拡大可能な、径方向に拡大可能なブレースである、請求項４０又は４１に記載の真空断熱パイプ。

【請求項43】

前記径方向に拡大可能なブレースは、前記拡大した構成に付勢される、請求項４２に記載の真空断熱パイプ。

【請求項44】

前記径方向に拡大可能なブレースは、前記外側パイプセクションの前記内面に張力を加えるように、前もって負荷が加えられる、請求項４３に記載の真空断熱パイプ。

【請求項45】

前記径方向に拡大した構成において、前記径方向に拡大可能なブレースは、前記外側パイプセクションの前記内面に対し内側にぴったり嵌る、請求項４２又は４３に記載の真空断熱パイプ。

【請求項46】

前記径方向に拡大可能なブレースは、張力下にあるときに、径方向に拡大するように促されるように構成されているねじりブレースである、請求項４２～４５のいずれか１項に記載の真空断熱パイプ。

【請求項47】

前記ねじりブレースは、ケージ又はコイル構造を含む、請求項４６に記載の真空断熱パイプ。

【請求項48】

前記ねじりブレースはヘリカルコイル構造を含む、請求項４７に記載の真空断熱パイプ。

【請求項49】

前記真空領域の真空圧は０．０５ミリバール～１ミリバールである、請求項４０～４８のいずれか１項に記載の真空断熱パイプ。

【請求項50】

前記真空領域における前記真空圧を維持するように動作可能な真空ポンプを備える、請求項４９に記載の真空断熱パイプ。

【請求項51】

前記真空断熱パイプは、前記真空断熱パイプにおける１つまたは複数の位置においてパラメータを測定するように動作可能なセンサーを備え、前記真空ポンプは、前記センサーが、前記パラメータが予め決められた値に到達したことを示すときはいつでも、動作するように構成されている、請求項５０に記載の真空断熱パイプ。

【請求項52】

前記真空領域内に設けられている断熱材をさらに備える、請求項４０～５１のいずれか１項に記載の真空断熱パイプ。

【請求項53】

前記断熱材は、前記内側パイプセクションの外壁に巻き付けられたｎ層の多層断熱材を含み、多層断熱材の各層は、反射層及びスペーサ層を含み、前記断熱材は、前記真空領域を横切る摂氏１００度の温度差当たり１０層以上の多層断熱材を含む、請求項５２に記載の真空断熱パイプ。

【請求項54】

前記断熱材は、前記真空領域を横切る摂氏１００度の温度差当たり２０層以上の多層断熱材を含む、請求項５３に記載の真空断熱パイプ。

【請求項55】

前記断熱材は、前記真空領域を横切る摂氏１００度の温度差当たり４０層以上の多層断熱材を含む、請求項５４に記載の真空断熱パイプ。

【請求項56】

前記外側パイプセクションは１つ以上の膨張領域を備え、前記真空断熱パイプは、前記外側パイプセクションを支えるように動作可能な１つ以上の外部支持体をさらに備える、請求項４０～５５のいずれか１項に記載の真空断熱パイプ。

【請求項57】

前記１つ以上の外部支持体は、前記外側パイプセクションに摺動自在に係合するように構成されている、請求項５６に記載の真空断熱パイプ。

【請求項58】

前記内側パイプセクションを支えるように動作可能な１つ以上の内部支持体をさらに備える、請求項４０～５７のいずれか１項に記載の真空断熱パイプ。

【請求項59】

前記１つ以上の内部支持体は、前記内側パイプセクションに摺動自在に係合するように構成されている、請求項５８に記載の真空断熱パイプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エネルギー貯蔵システム用の熱貯蔵体、及び熱貯蔵体を含むエネルギー貯蔵システムに関する。本発明はまた、エネルギー貯蔵システムを含む、建物用の電気設備に関する。

【背景技術】

【0002】

再生可能発電の増加は、発電量と需要が良好に一致することを保証するために、より柔軟な電力需要を必要とする。多くの国において、熱に対する需要は、必要とされる最大のエネルギー量であるため、使用されるよりも前に電気的に加熱される蓄熱体は、需要の柔軟性を大幅に高め得る。

【0003】

実用的な蓄熱体は、固体又は液体のいずれかとし得る顕（すなわち非相変化）熱貯蔵体を必要とする。固体顕熱貯蔵体は、熱が加えられる（又は除去される）ときに固体のままである材料を使用するため、温度変化のみによって熱エネルギーが貯蔵される。液体顕熱貯蔵体の場合には、エネルギーは、温度変化によって液体材料内に貯蔵される。いずれの場合も、固体又は液体材料は相変化を受けない。貯湯体が、液体顕熱貯蔵体の最も人気のあるタイプのうちの１つであり、高温では、集中太陽熱発電所において、溶融塩が液体顕熱貯蔵体として使用される。

【0004】

水は、４．２Ｊ／ｋｇ Ｋで、単位重量当たり最高の熱容量のうちの１つを有するが、温度帯が狭く、高価な圧力容器を必要とする前に、経済的に使用され得る。固体材料は、より低い熱容量（例えば玄武岩は０．８Ｊ／ｋｇ Ｋ又は鋼はちょうど０．４５Ｊ／ｋｇ Ｋ）を有するが、一般的に、より高温に、例えば２００℃超、さらには場合によっては４００℃に加熱され得る。

【0005】

ドライコアボイラー（ｄｒｙ ｃｏｒｅ ｂｏｉｌｅｒ）は、湿式加熱システムに温水を提供するために、又はシャワーや風呂など家庭用に温水を供給するために、家庭で使用されてきた蓄熱装置である。ドライコアボイラーは、電熱体にごく接近して保持される複数の高密度レンガを含む。電気は、オフピーク時に電熱体を通されて、６５０又は７００℃ほどの高さとし得る高温にレンガを加熱するために使用される。レンガは高温断熱材によって囲まれて、熱損失を最小限にする。温水が必要なとき、ファンがレンガの上側にわたって空気を吹き込み、空気を高温に加熱する。その後、この加熱された空気が、高温空間の外部にある熱交換器を通過させられる。熱交換器は、高温の空気から水へ熱を伝える。その後、空気は、高温空間中へ戻るようにチャネルを通して送られ、そこで再度加熱される。熱貯蔵システムのこの設計は、作動流体として空気を使用する熱貯蔵材料から水回路を切り離す。

【0006】

ドライコアボイラーにはいくつかの不都合な特徴がある。第１の不都合な特徴は、これらの高温及び小型での熱損失が著しいことである。これは、マイクロポーラス断熱材などの高温断熱材が使用される場合でもである。第２の不都合な特徴は、高温断熱材が高価であり、断熱材を厚くすることによって損失を減少させる場合、断熱材のコストが相当になることである。第３の不都合な特徴は、大気圧の空気は低熱容量を有するため、高温に加熱されるとき、密度が３分の１だけ低下し、熱容量をさらに低下させることである。これは、高電力出力が必要とされる場合に、レンガ及び熱交換器を流れる大量の空気を必要とすることになる。ドライコアボイラーはまた、エンジニアによって現場で組み立てられる必要があり、分解して再組み立てせずには簡単に動かすことができない。

【0007】

最近、本発明人らは、特許文献１において、高熱伝導率及び高エネルギー密度を有する、金属（例えばアルミニウム合金）／岩複合材で作製される熱貯蔵材料を提案した。埋め込まれた電熱体を使用して加熱することは簡単であり、熱は、金属／岩材料に埋め込まれたスチールコイル熱交換器によって除去され得る。提案されている他の固体顕熱貯蔵材料は、鋳鉄又は耐火材料、例えば酸化第二鉄及びコンクリートを含む。

【0008】

ドライコアボイラーの改良例は、１９６０年代の終わり及び１９７０年代の初め頃に提案されており、これは、ホットコアから水／蒸気回路への直接熱交換を含んだ。この例は、特許文献２に開示されており、これは、水温及び水質を制御するシステム、並びに水／蒸気を使用して直接ホットコアから熱を取り出す方法を提供することに焦点を当てている。実用的観点から、詳述したような提案した発明は、安全に働かせるようにすることが難しく、認定することがほぼ不可能であった。特に、特許文献２には、蒸気の飽和圧力が供給容器内の水位を制御するシステムが提案されている。このシステムから熱が取り出されると、蒸気圧が下がり、供給容器内の水位が上昇して、ホットコア内に位置するパイプへ大気圧で給水できるようにする。次いで、この水は沸騰して蒸気に変わり、圧力を上昇させる一方で、供給容器内の水位を下げる。

【0009】

このシステムに関するいくつかの重要な問題は、流れが非常に不安定なことである。高温パイプに水を追加すると、水は沸騰して、非常に異なる伝熱速度で異なる沸騰レジームを進み得る。これは、蒸気体積の急増及び圧力の急激な変化を生じ得る。これらの圧力サージの影響は、ほぼ確実に、安定しないため管理できないシステムの原因となってきた。また、負荷の突然の変化にうまく反応せず、短期間で著しい熱伝達を生じる必要があるため、高電力出力を提供しそうにない。さらに、故障モードは、加熱回路内にシステムが過度の水を必要とし、且つシステムは、水柱の高さ併存しているために小さな圧力差に限定されているため、危険なことがある。小さな圧力差は、非現実的に、蒸気が流れるための大きなパイプ直径、及び熱交換を発生させるために大きな面積を必要とする。

【0010】

典型的な配電ネットワーク（グリッドを含む）の周りで離散した位置に、例えば家庭や商業施設、又は一棟のアパート用の熱ネットワークなど、蓄えた熱の需要が必要とされる位置に、蓄熱体を分配することはさらなる利点である。これは、熱よりも電気を輸送することが遥かに簡単で安価であるためである。しかしながら、小容量で高温の熱を蓄えることは、熱損失ゆえに、効率の点で不利益がある。高い温度差は、標準タイプの断熱材を通して高熱流量を送る。小型での損失の割合は、蓄えたエネルギーと比べて著しく、これらの熱損失は、一般に、２４時間当たり７０％もの高さになる。それゆえ、熱損失を例えば２４時間当たり１０％未満に制限するシステムを提供することが望ましい。

【0011】

真空断熱は、ほとんど空間を使用しないものの、容器の内側からの熱伝達を非常に低レベルにまで減らし得る。真空断熱は、液体（例えば液体窒素）を長時間、非常に低温で蓄える必要がある低温液体応用において数十年間にわたり使用されてきた。しかしながら、当業界で公知の真空断熱技術は、真空圧を達成してそれを維持することに頼っており、これは一般的に家庭用の装置では達成不能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】国際公開第２０２０／２１７０４５号

【特許文献2】英国特許出願公告第１３２３５２２号明細書

【発明の概要】

【0013】

本出願は、従来技術に関連付けられる問題を克服するか又は少なくとも緩和する改良型の熱貯蔵体（及び関連のシステム）に対するニーズを特定した。
本発明の第１の態様によれば、エネルギー貯蔵システム用の熱貯蔵体であって、熱エネルギー貯蔵体（例えば熱質量）を収納する内側容器と、内側容器を囲む外側容器であって、内側容器及び外側容器は、それらの間に延在する真空領域によって離間している、外側容器と、を備える、熱貯蔵体が提供される。

【0014】

このようにして、真空断熱材によって囲まれる（例えば固体）蓄熱体を使用する高温熱貯蔵体が提供され得る。これは、熱貯蔵が中温から高温で生じても、低熱損失で低コストの蓄熱体の機会を提供する。

【0015】

一実施形態において、真空領域は真空圧（例えば真空分圧）を有する。
一実施形態において、真空圧は０．０５ミリバール～１ミリバールである。
一実施形態において、熱貯蔵体は、真空領域において真空圧（例えば真空分圧）を維持するように動作可能な真空ポンプ（例えば統合真空ポンプ）を備える。

【0016】

一実施形態において、真空ポンプは、真空圧を０．０５ミリバール～１ミリバールのレベルに維持する。
一実施形態において、熱貯蔵体は、熱貯蔵体内の１つ以上の位置においてパラメータ（例えば圧力及び／又は温度（例えば表面温度））を測定するように動作可能なセンサーを含み、及び真空ポンプは、センサーが、パラメータが予め決められた値に到達する（例えば圧力がそれ未満に降下する／温度がそれを上回って上昇する）ことを示すときはいつでも動作するように構成される。このようにして、熱貯蔵体は真空断熱材を備え、真空ポンプの間欠動作のみを必要とする。

【0017】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、真空ポンプを真空領域に接続するように動作可能な統合真空弁を含む。
一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、真空領域内に断熱材が設けられている。このようにして、所望の断熱度を達成するために必要とされる真空レベルは、低下され得る。

【0018】

一実施形態において、断熱材は内側容器の外壁に巻き付けられる（例えば内側容器の外表面をほぼ覆う）。このようにして、断熱材は、内側容器の側面に対して垂直な方向においてのみ、マイクロポーラス断熱体として機能し得る。

【0019】

一実施形態において、断熱材は、ｎ層の多層断熱材を含む。
一実施形態において、多層断熱材の各層は、反射層及びスペーサ層を含む。
一実施形態において、ｎ≧５０（例えばｎ≧１００、例えばｎ≧１５０）である。

【0020】

一実施形態において、ｎは、およそ２００（例えばｎは、ほぼ２００）である。
一実施形態において、断熱材は、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層の多層断熱材（すなわち、温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧５０）、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも２０層の多層断熱材（すなわち、温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧１００）、又は真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも４０層の多層断熱材（すなわち、温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧２００）を含む。すなわち、一実施形態において、ΔＴ／ｎ≦１０であり、別の実施形態において、ΔＴ／ｎ≦５であり、別の実施形態において、ΔＴ／ｎ≦２．５であり、ここで、ΔＴは、摂氏温度単位の真空領域を横切る温度である（すなわち外側容器の内壁と内側容器の対向する外壁との温度差）。

【0021】

一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の平均（ａｖｅｒａｇｅ、ｍｅａｎ）間隔は、１ｍｍ未満（例えば０．５ｍｍ未満、例えば０．２ｍｍ未満）である。

【0022】

一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の平均間隔は、層間で変化する。
一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の間隔は、１ｍｍ～０．０１ｍｍである。

【0023】

一実施形態において、反射層は、反射金属シート（例えばアルミニウムシート）である。
一実施形態において、スペーサ層は、薄いガラス繊維層又は薄いセラミック繊維（例えばセラミック繊維紙）層である。

【0024】

一実施形態において、熱貯蔵体は、熱エネルギー貯蔵体へ入力する熱源として機能するように動作可能な１つ以上の発熱体（例えば電熱体）を含む。
一実施形態において、電熱体は、電熱コイル手段（例えば電熱コイル）を含む。

【0025】

一実施形態において、熱貯蔵体は、熱伝達流体を受け入れるように動作可能な１つ以上の熱交換器（例えば直接熱交換器）を含む。
一実施形態において、熱伝達流体は水である。

【0026】

１つの一連の実施形態において、熱エネルギー貯蔵体は固体貯蔵体である。
一実施形態において、１つ以上の発熱体（例えば電熱体（例えば電熱コイル手段））は、固体貯蔵体に埋め込まれている。

【0027】

一実施形態において、１つ以上の熱交換器は、固体貯蔵体に埋め込まれている。
一実施形態において、熱エネルギー貯蔵体は、固体熱伝導性マトリックスを含む中実体であって、固体サーマルフィラー材料が埋め込まれている、中実体を含み、固体熱伝導性マトリックスは、固体熱伝導性マトリックス内に分散した固体サーマルフィラー材料への熱伝導性通路を形成する。

【0028】

一実施形態において、１つ以上の発熱体（例えば電熱体（例えば電熱コイル手段））は、固体熱伝導性マトリックスに埋め込まれている。
一実施形態において、１つ以上の熱交換器は、固体熱伝導性マトリックスに埋め込まれている。

【0029】

一実施形態において、熱貯蔵体は、熱エネルギー貯蔵体を、３００℃超の温度まで加熱する（例えば、そして放出相までこの温度を維持する）形態である。
別の一連の実施形態において、熱エネルギー貯蔵体は、熱貯蔵流体（例えば熱貯蔵液体）を受け入れるための室を含む流体（例えば液体）貯蔵体である。

【0030】

一実施形態において、１つ以上の発熱体（例えば電熱体（例えば電熱コイル手段））は、室中へ延在する。
一実施形態において、１つ以上の熱交換器は室中へ延在する。

【0031】

１つの一連の実施形態において、内側容器は外側容器内に吊るされる。
一実施形態において、内側容器は、内側容器の上方セクションを外側容器の上方セクションに接続する（例えば単一の）ネックコネクタ（例えば構造的に負荷がかけられたネックコネクタ）によって吊るされる。

【0032】

一実施形態において、内側容器のどの部分も外側容器に接触しない。
一実施形態において、ネックコネクタは、内側容器及び熱エネルギー貯蔵体の重量を支える。

【0033】

一実施形態において、ネックコネクタは、熱エネルギー貯蔵体用の供給ライン（例えば１つ以上の発熱体用の供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）及び１つ以上の熱交換器用の流体輸送パイプ（例えば流入パイプ及び流出パイプ））を収納する中心室を含む。

【0034】

一実施形態において、外側容器（例えば外側容器の上方セクション）は、ネックコネクタの端部（例えば上方端部）を受け入れるための（例えば第１の）アパーチャ（例えば封止可能なアパーチャ）を含む。

【0035】

一実施形態において、内側容器（例えば内側容器の上方セクション）は、ネックコネクタの端部（例えば下方端部）を受け入れるための（例えば第２の）アパーチャ（例えば封止可能なアパーチャ）を含む。

【0036】

一実施形態において、ネックコネクタは、さらに、内側容器に結合された内側（例えば下方）ネックプレートを含む。
一実施形態において、ネックコネクタは、さらに、外側容器に結合された外側（例えば上方）ネックプレートを含む。

【0037】

別の一連の実施形態において、内側容器は、内側容器の下方セクションを外側容器の下方セクションに接続する（例えば単一の）ネックコネクタ（例えば構造的に負荷がかけられたネックコネクタ）によって、支えられる。

【0038】

一実施形態において、内側容器のどの部分も外側容器に接触しない。
一実施形態において、ネックコネクタは、内側容器及び熱エネルギー貯蔵体の重量を支える。

【0039】

一実施形態において、ネックコネクタは、熱エネルギー貯蔵体用の供給ライン（例えば１つ以上の発熱体用の供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）及び１つ以上の熱交換器用の流体輸送パイプ（例えば流入パイプ及び流出パイプ））を収納する中心室を含む。

【0040】

一実施形態において、外側容器（例えば外側容器の下方セクション）は、ネックコネクタの端部（例えば下方端部）を受け入れるための（例えば第１の）アパーチャ（例えば封止可能なアパーチャ）を含む。

【0041】

一実施形態において、内側容器（例えば内側容器の下方セクション）は、ネックコネクタの端部（例えば上方端部）を受け入れるための（例えば第２の）アパーチャ（例えば封止可能なアパーチャ）を含む。

【0042】

一実施形態において、ネックコネクタは、さらに、内側容器に結合された内側（例えば上方）ネックプレートを含む。
一実施形態において、ネックコネクタは、さらに、外側容器に結合された外側（例えば下方）ネックプレートを含む。

【0043】

一実施形態において、外側容器は、輸送装置と係合するためのインターフェースを有する。
一実施形態において、インターフェースは、外側容器に設けられた１つ以上のソケットを含み、１つ以上のソケットは、輸送装置に設けられた輸送用ボルト（例えば輸送用ねじボルト）を受け入れるように構成される。

【0044】

一実施形態において、インターフェースは複数のソケットを含む（例えば３つ以上のソケット）。
一実施形態において、複数のソケットは、外側容器の周りに等間隔にある。

【0045】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、動作不能位置と展開位置との間で可動な１つ以上のスプレッダプレートを含み、ここでは、展開位置において、スプレッダプレートは、外側容器に対する内側容器の動きを抑制するように動作可能である。

【0046】

一実施形態において、スプレッダプレートは、輸送用ボルトによって係合され、且つ、輸送用ボルトが１つ以上のソケットに十分に挿入されると、動作不能位置から展開位置へ動く。

【0047】

真空領域に設けられた断熱材（例えば真空領域に設けられたｎ層の多層断熱材）を含む熱貯蔵体の場合、スプレッダプレートは、展開位置において、内側容器に対して断熱材を圧縮して（例えばｎ層の多層断熱材を圧縮する）、外側容器に対する内側容器の動きを抑制するように動作可能とし得る。

【0048】

一実施形態において、１つ以上のソケットは、外側容器の対向するラテラル側面に設けられた一対のソケットを含む。
一実施形態において、熱貯蔵体は、外側容器の対向するラテラル側面に設けられた一対のスプレッダプレートを含む。

【0049】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、非輸送モード時に１つ以上のソケットを封止するように動作可能な封止部材（例えば封止用ボルト）を含む。
一実施形態において、スプレッダプレートは、水平方向には自由に動けるが、垂直方向においては抑制されている（例えば外側容器に取り付けられる１つ以上のストラップによって）ため、スプレッダプレートは、ソケットにほぼずれないように合わせられたままである。

【0050】

一実施形態において、内側容器は、２部構造（例えば内側容器上部及び内側容器下部の構造）を含む。
一実施形態において、外側容器は、２部構造（例えば外側容器上部及び外側容器下部の構造）を含む。

【0051】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、真空領域内に設けられた内部ブレースを含み、内部ブレースは、外側容器の内面に係合し且つ外側容器の圧縮に抵抗するように構成される。

【0052】

このようにして、比較的薄い外側容器壁を備える真空断熱容器に、容器内の陰圧によって発生する圧縮力に耐える及び／又は外部圧力／外部影響に抵抗するための能力が提供され得る。

【0053】

一実施形態において、外側容器の内面は、ほぼシリンダー状プロフィールを有する。
一実施形態において、内部ブレースは、内部ブレースの長手方向軸に沿って見ると、ほぼ環状プロフィールを有する。

【0054】

一実施形態において、内部ブレースのどの部分も内側容器と接触しない。
一実施形態において、内部ブレースは、真空領域に摺動自在に挿入可能であるように構成される（例えば製造中）。

【0055】

一実施形態において、内部ブレースは、単一部片（例えばワンピース部分）から製造される。
一実施形態において、内部ブレースは、径方向に（例えば周方向に）拡大可能なブレースである（例えば径方向に収縮した形態と径方向に拡大した形態との間で拡大可能である）。

【0056】

一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、拡大した形態に付勢される（例えば弾性的に付勢される）。
一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、外側容器の内面に張力を加える（前もって負荷が加えられる）ように構成される（すなわち外側容器の内面に連続的に張力が加えられている状態）。

【0057】

代替的な実施形態において、内部ブレース（例えば径方向に拡大した形態に径方向に拡大可能なブレース）は、外側容器の内面内にぴったり嵌り得る（例えば、外側容器の内面の圧縮変位に応えて、外側容器の内面にのみ張力が加えられている状態）。

【0058】

一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、径方向に拡大可能なケージ構造を含む。
一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、張力下にあるときに、径方向に拡大するように促されるように構成されたねじりブレースである（例えばねじりが第１の方向に加えられると径方向に拡大するように促され、ねじりが第２の反対方向に加えられると径方向に収縮するように促される）。

【0059】

一実施形態において、ねじりブレースは、ケージ又はコイル構造を含む。
一実施形態において、ねじりブレースは、ヘリカルコイル構造を含む。
一実施形態において、ヘリカルコイル構造は、ほぼ連続的なヘリカルコイル構造、又は一連の接続されたヘリカルコイルセクションを含む構造である（例えばねじり伝達接続部（例えばコイル又は非コイルのねじり伝達接続部））によって連続して接続されるヘリカルコイルセクション）。

【0060】

一実施形態において、ねじりブレースは、外側容器の内面にねじりを加える（例えばねじられた形態において真空領域に挿入されるか、又は真空領域への挿入後にねじられる）。

【0061】

一実施形態において、真空断熱容器は、内側容器内に設けられたさらなる内部ブレースを含み、さらなる内部ブレースは、内側容器の内面に係合し且つ内側容器の圧縮に抵抗するように構成される（例えば製造中に、内側容器を試験する間中）。

【0062】

一実施形態において、さらなる内部ブレースは、上記で定義した第１の定義の内部ブレースいずれかの実施形態による（例えばヘリカルコイル構造を含むねじりブレース）。
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による（例えば本発明の第１の態様のいずれかの実施形態による）熱貯蔵体を含む、エネルギー貯蔵システムが提供される。

【0063】

本発明の第３の態様によれば、エネルギー貯蔵システムであって、熱エネルギー貯蔵体（例えば熱質量）と、第１の熱伝達流体を含む一次回路（例えば蒸気回路）と、熱エネルギー貯蔵体から熱エネルギーを受け入れ且つ液体形態の第１の熱伝達流体をガスストリームに蒸発させるように構成された蒸発器熱交換器ステージと、蒸発器熱交換器ステージから受け入れたガスストリームを凝縮させるように構成された凝縮器熱交換器ステージと、第２の熱伝達流体を含む二次回路（例えば非蒸気回路）であって、一次回路から凝縮器熱交換器ステージを経由して熱エネルギーを受け入れて、受け取った熱エネルギーを加熱システム（例えば温水／集中暖房システム）へ供給するように構成された二次回路とを含む、エネルギー貯蔵システムが提供される。

【0064】

一実施形態において、第１の熱伝達流体は水（例えば純水）である。
一実施形態において、第２の熱伝達流体は水（例えば水及び不凍剤）である。
一実施形態において、二次回路は、全てのステージの間中、第２の熱伝達流体を液体として維持するように構成される。

【0065】

一実施形態において、一次回路は、凝縮器熱交換器ステージから受け入れた流体を加圧し且つ流体を上昇圧力で蒸発器熱交換器ステージへ送給するように動作可能な圧力上昇装置（例えばインジェクターポンプ）を含む。このようにして、水／蒸気システムに、水を高圧で蒸発器熱交換器ステージに注入するポンプが提供され得、ここでは、蒸気は、凝縮器熱交換器ステージにおいて凝縮され、その後、水は、高圧で戻るようにポンプで送られる。

【0066】

一実施形態において、圧力上昇装置の圧力出力は、大気圧を上回る（例えば少なくとも０．５バール、例えば少なくとも１バール、例えば少なくとも２バール）。
一実施形態において、圧力上昇装置は容積型装置である。

【0067】

一実施形態において、圧力上昇装置は変流量装置である（例えば変流量ポンプ）。
一実施形態において、圧力上昇装置は可変速容積型ポンプである。このようにして、第１の熱伝達流体の質量流は、送給圧力にかかわらず、速度に比例する。

【0068】

一実施形態において、圧力上昇装置（例えば変流量ポンプ）の流量は、エネルギー貯蔵システム内に位置する目標温度を達成するために変えられる。
一実施形態において、位置は、二次回路内の位置である。

【0069】

一実施形態において、位置は、加熱システムと凝縮器熱交換器ステージとの間の位置である（例えば、凝縮器熱交換器ステージを出るときの第２の熱伝達流体の温度）。
一実施形態において、一次回路は、さらに、蒸発器熱交換器ステージから凝縮器熱交換ステージまで流れるガスを冷却する（例えば、そして部分的に凝縮させる）ように動作可能な過熱防止装置を含む。

【0070】

一実施形態において、過熱防止装置は、蒸発器熱交換器ステージから凝縮器熱交換器ステージへ流れるガスに流体（例えば第１の熱伝達流体）をスプレーするように動作可能な流出口を含む。

【0071】

一実施形態において、過熱防止装置は、圧力上昇装置から蒸発器熱交換器ステージへ流れる第１の熱伝達流体の一部分の流れを変えるように動作可能である。
一実施形態において、過熱防止装置は、圧力上昇装置と蒸発器熱交換器ステージとの間に位置決めされた過熱防止弁を含む、選択的に接続可能な流路と、第１の熱伝達流体のストリームを過熱防止弁から、蒸発器熱交換器ステージと凝縮器熱交換器状態との間の流出口へ運ぶパイプとを含む。

【0072】

一実施形態において、過熱防止装置は、圧力上昇装置と蒸発器熱交換器ステージとの間に位置決めされた細いパイプを含む、永久的に接続された流路を含む。
一実施形態において、一次回路は、さらに、貯蔵器を含む。

【0073】

一実施形態において、貯蔵器は、凝縮器熱交換器ステージと圧力上昇装置との間に位置決めされる。
一実施形態において、貯蔵器は、エネルギー貯蔵システムが全出力で稼動しているとき、一次回路内の過剰な第１の熱伝達流体が最小限になるようなサイズにされる。

【0074】

一実施形態において、凝縮器熱交換器ステージによって凝縮された第１の熱伝達流体は、重力下で貯蔵器中へ流れる。
一実施形態において、第１の熱伝達流体は、重力下で、貯蔵器から圧力上昇装置へ流れる。

【0075】

一実施形態において、一次回路は、圧力上昇装置と蒸発器熱交換器ステージとの間に延在する高圧パイプを含む。
一実施形態において、高圧パイプは、貯蔵器の高さを上回って延在するセクション（例えば、存在する場合には、過熱防止弁と蒸発器熱交換器ステージとの間に延在するセクション）を有する。このようにして、貯蔵器に入っている第１の熱伝達流体は、圧力上昇装置が動作可能である場合、蒸発器熱交換器ステージの方へ向かってのみ流れ得る。

【0076】

一実施形態において、一次回路は、貯蔵器から蒸発器熱交換器ステージへの流れを妨げる遮断弁を含む。
一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、熱エネルギー貯蔵体を、１００℃超の温度まで（例えば２００℃超の温度まで、例えば３００℃超の温度まで、例えば４００℃超の温度まで、例えば５００℃超の温度まで、例えば６００℃超の温度まで）加熱するように構成される。

【0077】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、熱エネルギー貯蔵体を、１００℃超（例えば２００℃超の温度まで、例えば３００℃超の温度まで、例えば４００℃超の温度まで、例えば５００℃超の温度まで、例えば６００℃超の温度まで）及び７００℃未満の温度まで加熱するように構成される。

【0078】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、熱エネルギー貯蔵体を、１００～６００℃の範囲（例えば２００～５００℃の範囲）の温度まで加熱するように構成される。
一実施形態において、蒸発器熱交換器ステージは、熱エネルギー貯蔵体を通って又はその周りに延在するパイプ回路を含み、ここでは、パイプ回路は、流入口（例えば水流入口）及び流出口（例えば蒸気流出口）を有する。固体貯蔵体に埋め込まれたパイプ回路の場合、流入口及び流出口は、パイプ回路が固体貯蔵体に入る箇所及びそこから出る箇所に対応する。

【0079】

一実施形態において、一次回路（例えば圧力上昇装置及び／又は蒸発器熱交換器ステージ）は、流出口において第１の熱伝達流体のガス流を発生させるように構成され、ガス流速は少なくとも１００ｋｍ／時（例えば少なくとも２００ｋｍ／時、例えば少なくとも３００ｋｍ／時）である。好都合にも、この高速ガス（例えば蒸気）出力は、細いパイプを備えるパイプ回路を使用できるようにして、大きな圧力降下及び高伝熱速度を発生させる一方で、さらに、パイプ回路内の流体の容積を最小限にし、それにより安全性を高める。さらに、パイプ回路の容積が２リットルを下回る場合、認定及び保守レジームは非常に簡単であり、これは、顧客にとって経済的に魅力がある。

【0080】

一実施形態において、一次回路（例えば圧力上昇装置）は、第１の熱伝達流体を、予め決められた最高注入速度Ｐで流入口に供給するように構成される。
一実施形態において、パイプ回路は有効内部断面積Ａを有する。単一のパイプ回路では、有効内部断面積Ａは単一のパイプの平均断面積である。複数の並列パイプを含むパイプ回路の場合、有効内部断面積Ａは、複数のパイプの合計平均断面積である。

【0081】

一実施形態において、パイプ回路の有効内部断面積Ａ対予め決められた最高注入速度Ｐ（すなわちＡ／Ｐ）の比は、２０未満（例えば１６未満、例えば１２未満）である。それゆえ、注入される液体１ｇ／ｓ毎に、パイプ回路の有効内部断面積Ａは、２０ｍｍ^２未満（例えば１６ｍｍ^２未満、例えば１２ｍｍ^２未満）である、すなわち、１０ｇ／ｓの予め決められた最高注入速度Ｐでは、パイプ回路の有効内部断面積Ａは２００ｍｍ^２未満（例えば１６０ｍｍ^２未満、例えば１２０ｍｍ^２未満）である。

【0082】

一実施形態において、パイプ回路の有効長は５ｍ超（例えば７ｍ超、例えば１０ｍ超）である。
一実施形態において、パイプ回路の有効内部断面積は５００ｍｍ^２未満（例えば２５０ｍｍ^２未満、例えば１５０ｍｍ^２）である。

【0083】

一実施形態において、パイプ回路の内部体積は２リットル未満である。
一実施形態において、一次回路（例えば圧力上昇装置）は、熱エネルギー貯蔵体の温度に対して注入圧力を変えるように構成される（例えば、熱エネルギー貯蔵体の温度が、予め決められた最高温度未満に降下する場合、注入圧力を低下させる（例えば温度の低下に比例して））。このようにして、エネルギー貯蔵体の温度がピーク温度を下回るときの、蒸発器熱交換器ステージの望ましくない過剰充填が回避され得る。

【0084】

一実施形態において、凝縮熱交換器ステージはプレート熱交換器である。
一実施形態において、二次回路は、加熱システムから離れるように第２の熱伝達流体の流れを変えるように起動されるときに（例えば加熱システムを迂回するために）、動作可能なダイバータ弁を含む。

【0085】

一実施形態において、二次回路は循環ポンプを含む。
一実施形態において、循環ポンプは、凝縮器熱交換器ステージとダイバータ弁との間（例えば凝縮器熱交換器ステージと膨脹器との間）に設けられる。

【0086】

一実施形態において、二次回路は加圧される（例えば約１バールに）。
一実施形態において、二次回路は、二次回路内に予め決められたレベルの加圧を維持するように動作可能な膨脹器（例えば膨脹容器）を含む。

【0087】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、さらに、停電モードで動作可能である（例えばシステムへの電力供給が中断される場合）。
一実施形態において、二次回路は、さらに、一次回路内の第１の熱伝達流体の気相の全てが安全に凝縮されるまで、停電モードにおいて二次回路の循環ポンプの動作を維持するように構成されたバックアップ電源（例えばバッテリー）を含む。このようにして、運転停止時に蒸気を放出させる必要性が、好都合にも回避される。

【0088】

一実施形態において、二次回路はバッファー貯蔵体を含む。
一実施形態において、バッファー貯蔵体は、凝縮するときに、一次回路内の熱伝達流体からの熱を全て吸収するために、十分な質量の第２の熱伝達流体を保持するように動作可能である。

【0089】

一実施形態において、圧力上昇装置は、停電モードでは動作不能である。
一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、熱エネルギー貯蔵体への熱入力として機能するために、エネルギー貯蔵システムの充電相中に動作可能な１つ以上の発熱体（例えば電熱体）を含む。

【0090】

一実施形態において、電熱体は、電熱コイル手段（例えば電熱コイル）を含む。
一実施形態において、熱エネルギー貯蔵体は固体貯蔵体である。
一実施形態において、１つ以上の発熱体（例えば電熱体（例えば電熱コイル手段））は、固体貯蔵体に埋め込まれている。

【0091】

一実施形態において、蒸発器熱交換器ステージは直接熱交換器を含む。
一実施形態において、蒸発器熱交換器ステージ（例えば直接熱交換器）は、固体貯蔵体に埋め込まれている。

【0092】

一実施形態において、熱エネルギー貯蔵体は、固体サーマルフィラー材料が埋め込まれている固体熱伝導性マトリックスを含む中実体を含み、固体熱伝導性マトリックスは、固体熱伝導性マトリックス内に分散した固体サーマルフィラー材料への熱伝導性通路を形成する。

【0093】

一実施形態において、１つ以上の発熱体（例えば電熱体（例えば電熱コイル手段））は、固体熱伝導性マトリックスに埋め込まれており、且つエネルギー貯蔵システムの充電相中に熱入力として機能するように動作可能である。

【0094】

一実施形態において、蒸発器熱交換器ステージ（例えば直接熱交換器）は、固体熱伝導性マトリックスに埋め込まれている。
一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、熱が熱エネルギー貯蔵体へ伝えられる（例えば電流を電熱体に通すことによって）充電モード中に動作可能である。

【0095】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、放出モード中に、熱エネルギー貯蔵体からの熱を第１の熱伝達流体へ蒸発器熱交換器ステージを経由して伝え、且つ第１の伝達流体からの熱エネルギーを二次回路へ凝縮器熱交換器ステージを経由して伝えるように動作可能である。

【0096】

一実施形態において、熱エネルギー貯蔵体は、本発明の第１、第９、第１１若しくは第１３の態様による（例えば本発明の第１、第９、第１１若しくは第１３の態様のいずれかの実施形態による）熱貯蔵体の一部である及び／又は本発明の第６若しくは第１５の態様による（例えば本発明の第６若しくは第１５の態様のいずれかの実施形態による）真空断熱容器を含む。

【0097】

本発明の第４の態様によれば、エネルギー貯蔵システムの動作方法であって、熱エネルギー貯蔵体（例えば熱質量）、第１の熱伝達流体を含む一次回路（例えば蒸気回路）、熱エネルギー貯蔵体から熱エネルギーを受け入れ且つ液体形態の第１の熱伝達流体を蒸発させてガスストリームを形成するように構成された蒸発器熱交換器ステージ、蒸発器熱交換器ステージから受け入れたガスストリームを凝縮させるように構成された凝縮器熱交換器ステージ、及び第２の熱伝達流体を含む二次回路（例えば非蒸気回路）であって、一次回路から凝縮器熱交換器ステージを経由して熱エネルギーを受け入れて、受け取った熱エネルギーを加熱システム（例えば温水／集中暖房システム）へ供給するように構成された二次回路を含む、エネルギー貯蔵システムを提供することを含み、方法は、さらに、充電モードにおいて、熱エネルギーを熱エネルギー貯蔵体へ伝える（例えば電気を、熱エネルギー貯蔵体に埋め込まれた電熱体に通すことによって）ステップ、及び放出モードにおいて、蒸発器熱交換器ステージ内で第１の熱伝達流体の液相を蒸発させて第１の熱伝達流体のガス流を形成するステップ、第１の熱伝達流体のガス流を熱エネルギー貯蔵体から凝縮器熱交換器ステージへ通過させるステップ、及び凝縮器熱交換器ステージにおいて第１の熱伝達流体のガス流を凝縮させて、熱エネルギーを熱伝達流体から二次回路内の第２の熱伝達流体へ伝えるステップを含む、方法が提供される。

【0098】

一実施形態において、一次回路は、凝縮器熱交換器ステージから受け入れた流体を加圧し且つ流体を上昇圧力で蒸発器熱交換器ステージへ送給するように動作可能な圧力上昇装置（例えばインジェクターポンプ）を含む。

【0099】

一実施形態において、圧力上昇装置の圧力出力は、大気圧を上回る（例えば少なくとも０．５バール、例えば少なくとも１バール、例えば少なくとも２バール）。
一実施形態において、二次回路は、バックアップ電源（例えばバッテリー）に接続された循環ポンプを含み、並びに方法は、さらに、停電モードにおいて、一次回路内の圧力上昇装置の動作を中止するステップ、及び一次回路内の第１の熱伝達流体の気相の全てが安全に凝縮されるまで、バックアップ電源を使用して、二次回路の循環ポンプの動作を維持するステップを含む。

【0100】

一実施形態において、二次回路は、凝縮するときに一次回路内の熱伝達流体からの熱を全て吸収するために、十分な質量の第２の熱伝達流体を保持するように動作可能なバッファー貯蔵体を含む。

【0101】

一実施形態において、蒸発器熱交換器ステージは、熱エネルギー貯蔵体を通って又はその周りに延在するパイプ回路であって、流入口及び流出口を有するパイプ回路を含み、ここで、放出モードの蒸発ステップは、流出口において、少なくとも１００ｋｍ／時（例えば少なくとも２００ｋｍ／時、例えば少なくとも３００ｋｍ／時）の速度で第１の熱伝達流体のガス流を発生させることを含む。

【0102】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、本発明の第３の態様による（例えば本発明の第３の態様のいずれかの実施形態による）エネルギー貯蔵システムである。
本発明の第５の態様によれば、建物（例えば建物内の居住施設又はワークスペース）用の電気設備が提供され、電気設備は、最高定格電流引き込み量を有する建物への電力供給部（例えばネットワークグリッド供給部）、エネルギー貯蔵システムであって、熱エネルギー貯蔵体（例えば熱質量）、電力の供給部から電流を引き込んで熱エネルギー貯蔵体に熱エネルギーを供給するように動作可能な１つ以上の電熱装置、及び熱エネルギー貯蔵体からの熱エネルギーを熱伝達流体へ伝えるように動作可能な熱交換器（例えば建物の温水／集中暖房システムの（又はそれに熱的に結合される）熱伝達流体）を含む、エネルギー貯蔵システム、制御配置構成であって、コントローラ、供給部から引き込まれた電流を測定するように動作可能なセンサー、１つ以上の電熱装置へ送られる電流量を制御するように、コントローラによってそれぞれ動作可能な１つ以上の電流制御装置を含む、制御配置構成を含み、ここで、コントローラは、エネルギー貯蔵システムへ（例えば１つ以上の電熱装置へ）送られる全電流を最高定格電流引き込み量未満に制限するように、１つ以上の電流制御装置を動作させるように働く。

【0103】

一実施形態において、１つ以上の電流制御装置は、１つ以上の電熱装置へ送られる電流量を、供給部の電圧で電熱装置によって引き込まれる最大電流未満の値に低下させるように動作可能である。

【0104】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、それぞれの電熱装置をそれぞれ含む複数の加熱回路を含み、及びコントローラは、１つ以上の電流制御装置を、複数の電熱装置へ送られる全電流を最高定格電流引き込み量未満に制限するように動作させるように働く。

【0105】

一実施形態において、１つ以上の電流制御装置は、供給部から電熱装置を隔離する（例えば複数の加熱回路のうちの１つを隔離する）ように動作可能である。
一実施形態において、複数の加熱回路は、可変電力（例えば可変電流）加熱回路及び１つ以上の固定電力（例えば固定電流）加熱回路を含む。

【0106】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、さらに、供給部から電流を引き込むことができる１つ以上の追加的な電気装置を含む。
一実施形態において、１つ以上の追加的な電気装置は、コントローラによって、電力の供給部から電流を引き込んで、熱伝達流体に（例えばそれに直接）熱を供給する（例えば熱伝達流体がエネルギー貯蔵システムから建物の温水／集中暖房システムへ流れるとき）ように動作可能な流体加熱装置を含む。このようにして、エネルギー貯蔵システムは、温水／集中暖房システムの動作の起動時にブーストをもたらし得る（例えばエネルギー貯蔵の熱出力が、熱エネルギー貯蔵体の最大出力を上回る状態）又は閾値レベル未満に低下する（例えば熱エネルギー貯蔵の温度が理想的なレベル未満に低下した）ときにエネルギー貯蔵体の熱出力を補い得る。

【0107】

一実施形態において、１つ以上の追加的な電気装置は、複数の回路のうちの１つ以上に設けられる。
一実施形態において、複数の回路のうちの１つ以上は、熱エネルギー貯蔵体の充電から熱伝達流体の直接加熱へと切り替えることができる（例えば建物の温水／家庭用集中水回路に熱を直接供給する）。

【0108】

一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、建物の外部に又は建物に関連したガレージ内／ガレージに隣接した位置にある。
一実施形態において、１つ以上の追加的な電気装置は、電気自動車用の充電機器を含む（例えば複数の加熱回路のうちの１つ以上に設けられる）。このようにして、エネルギー貯蔵システムは、家庭用水回路並びに１つ以上のＥＶ充電器に熱をもたらすことができ、車両－グリッド又は車両－住宅の二方向の電力を提供できる。

【0109】

一実施形態において、供給部はネットワークヒューズを含む。
一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、ネットワークヒューズと建物への供給口（例えばネットワーク供給口）との間に接続される。

【0110】

一実施形態において、センサーは、ネットワークヒューズの上流の点で、供給部から引き込まれる電流を測定するように動作可能である。
一実施形態において、センサーは、ネットワークヒューズとエネルギー貯蔵システムとの間の点で、供給部から引き込まれる電流を測定するように動作可能である。

【0111】

一実施形態において、予想される最大供給電圧での１つ以上の電熱装置の総（例えば合計）電流引き込容量は、供給部の最大電流引き込み量（例えばネットワークヒューズ定格）の少なくとも１１０％（例えば少なくとも１２０％、例えば少なくとも１３０％、例えば少なくとも１４０％）である。このようにして、１つ以上の加熱装置の性能に対する供給部の電圧降下の影響は、ほぼ最小限にされ得る。

【0112】

一実施形態において、コントローラは、１つ以上の電流制御装置を、エネルギー貯蔵システムへ送られる全電流を最高定格電流引き込み量の９０％以下に制限する（例えばネットワークヒューズが飛ぶリスクを最小限にする）ように動作させるように働く。

【0113】

一実施形態において、供給部は単相供給部である。
一実施形態において、供給部は、多相（例えば３相）供給部である。
一実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、本発明の第２、第３、第７、第１０、第１２、第１４又は第１６の態様による（例えば本発明の第２、第３、第７、第１０、第１２、第１４又は第１６の態様のいずれかの実施形態による）エネルギー貯蔵システムである。

【0114】

本発明の第６の態様によれば、真空断熱容器であって、内側容器と、内側容器を囲む外側容器であって、内側容器及び外側容器は、それらの間に延在する真空領域によって離間している、外側容器と、真空領域内に設けられた内部ブレースであって、外側容器の内面に係合し且つ外側容器の圧縮に抵抗するように構成される内部ブレースとを含む、真空断熱容器が提供される。

【0115】

このようにして、比較的薄い外側容器壁を備える真空断熱容器が、容器内の陰圧によって発生した圧縮力に耐える及び／又は外部圧力／外部影響に抵抗する能力を備え得る。
一実施形態において、外側容器の内面はほぼシリンダー状プロフィールを有する。

【0116】

一実施形態において、内部ブレースは、内部ブレースの長手方向軸に沿って見ると、ほぼ環状プロフィールを有する。
一実施形態において、内部ブレースのどの部分も内側容器と接触しない。

【0117】

一実施形態において、内部ブレースは、真空領域に摺動自在に挿入可能であるように構成される（例えば製造中）。
一実施形態において、内部ブレースは、単一部片（例えばワンピース部分）から製造される。

【0118】

一実施形態において、内部ブレースは、径方向に（例えば周方向に）拡大可能なブレースである（例えば径方向に収縮した形態と径方向に拡大した形態との間で拡大可能である）。

【0119】

一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、拡大した形態に付勢される（例えば弾性的に付勢される）。
一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、外側容器の内面に張力を加えるように、前もって負荷が加えられる（すなわち外側容器の内面に連続的に張力が加えられている状態）。

【0120】

代替的な実施形態において、内部ブレース（例えば径方向に拡大した形態に径方向に拡大可能なブレース）は、外側容器の内面内にぴったり嵌り得る（例えば外側容器の内面の圧縮変位に応えて、外側容器の内面にのみ張力が加えられている状態）。

【0121】

一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、径方向に拡大可能なケージ構造を含む。
一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、張力下にあるときに、径方向に拡大するように促されるように構成されたねじりブレースである（例えばねじりが第１の方向に加えられると径方向に拡大するように促され、ねじりが第２の反対方向に加えられると径方向に収縮するように促される）。

【0122】

一実施形態において、ねじりブレースは、ケージ又はコイル構造を含む。
一実施形態において、ねじりブレースはヘリカルコイル構造を含む。
一実施形態において、ヘリカルコイル構造は、ほぼ連続的なヘリカルコイル構造、又は一連の接続されたヘリカルコイルセクションを含む構造である（例えばねじり伝達接続部（例えばコイル又は非コイルのねじり伝達接続部）によって連続して接続されるヘリカルコイルセクション）。

【0123】

一実施形態において、ねじりブレースは、外側容器の内面にねじりを加える（例えばねじられた形態において真空領域に挿入されるか、又は真空領域への挿入後にねじられる）。

【0124】

一実施形態において、真空断熱容器は、内側容器内に設けられたさらなる内部ブレースを含み、さらなる内部ブレースは、内側容器の内面に係合し且つ内側容器の圧縮に抵抗するように構成される（例えば製造中に、内側容器を試験する間中）。

【0125】

一実施形態において、さらなる内部ブレースは、上記で定義した第１の定義の内部ブレースのいずれかの実施形態による。
一実施形態において、真空領域は真空圧（例えば真空分圧）を有する。

【0126】

一実施形態において、真空圧は０．０５ミリバール～１ミリバールである。
一実施形態において、真空断熱容器は、真空領域において真空圧（例えば真空分圧）を維持するように動作可能な真空ポンプ（例えば統合真空ポンプ）を含む。

【0127】

一実施形態において、真空ポンプは、真空圧を０．０５ミリバール～１ミリバールのレベルに維持する。
一実施形態において、真空断熱容器は、真空断熱容器の１つ以上の位置においてパラメータ（例えば圧力及び／又は温度（例えば表面温度））を測定するように動作可能なセンサーを含み、及び真空ポンプは、センサーが、パラメータが予め決められた値に到達する（例えば圧力がそれ未満に降下する／温度がそれを上回って上昇する）ことを示すときはいつでも動作するように構成される。このようにして、真空断熱容器は、真空ポンプの間欠動作のみを必要とする真空断熱材を備える。

【0128】

一実施形態において、真空断熱容器は、さらに、真空ポンプを真空領域に接続するように動作可能な統合真空弁を含む。
一実施形態において、真空断熱容器は、さらに、真空領域内に断熱材が設けられている。このようにして、所望の断熱度を達成するために必要とされる真空レベルは、低下され得る。

【0129】

一実施形態において、断熱材は内側容器の外壁に巻き付けられる（例えば内側容器の外表面をほぼ覆う）。このようにして、断熱材は、内側容器の側面に対して垂直な方向においてのみ、マイクロポーラス絶縁体として機能し得る。

【0130】

一実施形態において、断熱材はｎ層の多層断熱材を含む。
一実施形態において、多層断熱材の各層は、反射層及びスペーサ層を含む。
一実施形態において、ｎ≧５０（例えばｎ≧１００、例えばｎ≧１５０）である。

【0131】

一実施形態において、ｎは、およそ２００（例えばｎは、ほぼ２００）である。
一実施形態において、断熱材は、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層の多層断熱材（すなわち温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧５０）、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも２０層の多層断熱材（すなわち温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧１００）、又は真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも４０層の多層断熱材（すなわち温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧２００）を含む。すなわち、一実施形態において、ΔＴ／ｎ≦１０であり、別の実施形態において、ΔＴ／ｎ≦５であり、別の実施形態において、ΔＴ／ｎ≦２．５であり、ここで、ΔＴは、摂氏温度単位の真空領域を横切る温度である（すなわち外側容器の内壁と内側容器の対向する外壁との温度差）。

【0132】

一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の平均間隔は、１ｍｍ未満（例えば０．５ｍｍ未満、例えば０．２ｍｍ未満）である。
一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の平均間隔は、層間で変化する。

【0133】

一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の間隔は１ｍｍ～０．０１ｍｍである。
一実施形態において、反射層は、反射金属シート（例えばアルミニウムシート）である。

【0134】

一実施形態において、スペーサ層は、薄いガラス繊維層又は薄いセラミック繊維（例えばセラミック繊維紙）層である。
本発明の第７の態様によれば、本発明の第６の態様による（例えば本発明の第６の態様のいずれかの実施形態による）真空断熱容器を含む、エネルギー貯蔵システムが提供される。

【0135】

本発明の第８の態様によれば、真空断熱パイプであって、内側パイプセクションと、内側パイプセクションを囲む外側パイプセクションであって、内側パイプセクション及び外側パイプセクションは、それらの間に延在する真空領域によって離間している、外側パイプセクションと、真空領域内に設けられた内部ブレースであって、外側パイプセクションの内面に係合するように且つ外側パイプセクションの圧縮に抵抗するように構成される内部ブレースとを備える、真空断熱パイプが提供される。

【0136】

一実施形態において、外側パイプセクションの内面はほぼシリンダー状プロフィールを有する。
一実施形態において、内部ブレースは、内部ブレースの長手方向軸に沿って見ると、ほぼ環状プロフィールを有する。

【0137】

一実施形態において、内部ブレースのいずれの部分も内側パイプセクションに接触しない。
一実施形態において、内部ブレースは、真空領域に摺動自在に挿入可能であるように構成される（例えば製造中）。

【0138】

一実施形態において、内部ブレースは、単一部片（例えばワンピース部分）から製造される。
一実施形態において、内部ブレースは、径方向に（例えば周方向に）拡大可能なブレースである（例えば径方向に収縮した形態と径方向に拡大した形態との間で拡大可能である）。

【0139】

一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、拡大した形態に付勢される（例えば弾性的に付勢される）。
一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、外側パイプセクションの内面に張力を加えるように、前もって負荷が加えられる（すなわち外側パイプセクションの内面に連続的に張力が加えられている状態）。

【0140】

代替的な実施形態において、内部ブレース（例えば径方向に拡大した形態に径方向に拡大可能なブレース）は、外側パイプセクションの内面にぴったり嵌り得る（例えば、外側パイプセクションの内面の圧縮変位に応えて、外側パイプセクションの内面にのみ張力が加えられている状態）。

【0141】

一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、径方向に拡大可能なケージ構造を含む。
一実施形態において、径方向に拡大可能なブレースは、張力下にあるときに、径方向に拡大するように促されるように構成されたねじりブレースである（例えばねじりが第１の方向に加えられると径方向に拡大するように促され、ねじりが第２の反対方向に加えられると径方向に収縮するように促される）。

【0142】

一実施形態において、ねじりブレースは、ケージ又はコイル構造を含む。
一実施形態において、ねじりブレースは、ヘリカルコイル構造を含む。
一実施形態において、ヘリカルコイル構造は、ほぼ連続的なヘリカルコイル構造、又は一連の接続されたヘリカルコイルセクションを含む構造である（例えばねじり伝達接続部（例えばコイル又は非コイルのねじり伝達接続部）によって連続して接続されるヘリカルコイルセクション）。

【0143】

一実施形態において、ねじりブレースは、外側パイプセクションの内面に張力を加える（例えばねじられた形態において真空領域に挿入されるか、又は真空領域への挿入後にねじられる）。

【0144】

一実施形態において、真空領域は真空圧（例えば真空分圧）を有する。
一実施形態において、真空圧は０．０５ミリバール～１ミリバールである。
一実施形態において、真空断熱パイプは、真空領域において真空圧（例えば真空分圧）を維持するように動作可能な真空ポンプ（例えば統合真空ポンプ）を含む。

【0145】

一実施形態において、真空ポンプは、真空圧を０．０５ミリバール～１ミリバールのレベルに維持する。
一実施形態において、真空断熱パイプは、真空断熱パイプ内の１つ以上の位置においてパラメータ（例えば圧力及び／又は温度（例えば表面温度））を測定するように動作可能なセンサーを含み、及び真空ポンプは、センサーが、パラメータが予め決められた値に到達する（例えば圧力がそれ未満に降下する／温度がそれを上回って上昇する）ことを示すときはいつでも動作するように構成される。このようにして、真空断熱パイプは、真空断熱材を備え、真空ポンプの間欠動作のみを必要とする。

【0146】

一実施形態において、真空断熱パイプは、さらに、真空ポンプを真空領域に接続するように動作可能な統合真空弁を含む。
一実施形態において、真空断熱パイプは、さらに、真空領域内に断熱材が設けられている。このようにして、所望の断熱度を達成するために必要とされる真空レベルは、低下され得る。

【0147】

一実施形態において、断熱材は、内側パイプセクションの外壁に巻き付けられる（例えば内側パイプセクションの外表面をほぼ覆う）。このようにして、断熱材は、内側パイプセクションの側面に対して垂直な方向にのみマイクロポーラス絶縁体として機能し得る。

【0148】

一実施形態において、断熱材はｎ層の多層断熱材を含む。
一実施形態において、多層断熱材の各層は、反射層及びスペーサ層を含む。
一実施形態において、ｎ≧５０（例えばｎ≧１００、例えばｎ≧１５０）である。

【0149】

一実施形態において、ｎは、およそ２００（例えばｎはほぼ２００）である。
一実施形態において、断熱材は、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層の多層断熱材（すなわち温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧５０）、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも２０層の多層断熱材（すなわち温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧１００）、又は真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも４０層の多層断熱材（すなわち温度差が摂氏５００度であるとき、ｎ≧２００）を含む。すなわち、一実施形態において、ΔＴ／ｎ≦１０であり、別の実施形態において、ΔＴ／ｎ≦５であり、別の実施形態において、ΔＴ／ｎ≦２．５であり、ここで、ΔＴは、摂氏温度単位の真空領域を横切る温度（すなわち外側容器の内壁と内側容器の対向する外壁との温度差）である。

【0150】

一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の平均間隔は、１ｍｍ未満（例えば０．５ｍｍ未満、例えば０．２ｍｍ未満）である。
一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の平均間隔は、層間で変化する。

【0151】

一実施形態において、多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の間隔は１ｍｍ～０．０１ｍｍである。
一実施形態において、反射層は、反射金属シート（例えばアルミニウムシート）である。

【0152】

一実施形態において、スペーサ層は、薄いガラス繊維層又は薄いセラミック繊維（例えばセラミック繊維紙）層である。
一実施形態において、外側パイプセクションは１つ以上の膨張領域を含む。

【0153】

一実施形態において、真空断熱パイプは、さらに、外側パイプセクションを支えるように動作可能な１つ以上の外部支持体を含む（例えば１つ以上の膨張領域に隣接する箇所に設けられる）。

【0154】

一実施形態において、１つ以上の外部支持体は、外側パイプセクションに摺動自在に係合するように構成される（例えば外部回転（例えばローラ）軸受によって）。
一実施形態において、真空断熱パイプは、さらに、内側パイプセクションを支えるように動作可能な１つ以上の内部支持体を含む（例えば１つ以上の膨張領域に隣接する箇所に設けられる）。

【0155】

一実施形態において、１つ以上の内部支持体は、内側パイプセクションに摺動自在に係合するように構成される（例えば内部回転（例えばローラ）軸受によって）。
本発明の第９の態様によれば、熱貯蔵体（例えば貯湯タンク）であって、加熱水を貯蔵するための室を画成する容器（例えば断熱容器）と、放出モード中に、室の上方領域から水（例えば温水）を受け入れ且つ受け入れた水を容器から放出するように動作可能な一次水（例えば温水）流出ラインと、放出モード中に、水を室の下方領域へ導入する（例えば容器に水を補充する）ように動作可能な水流入ラインと、放出モード中、室の下方領域から水（例えば暖水）を受け入れ且つ受け入れた水を容器から放出するように動作可能な二次水（例えば暖水）流出ラインを含む自浄式モジュールと、二次流出ラインから受け入れた水（例えば暖水）を、一次水流出ラインから受け入れた水（例えば温水）と混合して、出力流れ（例えば予め決められた水温の出力流れ）をもたらすように動作可能な混合ステージ（混合弁）とを含む、熱貯蔵体（例えば貯湯タンク）が提供される。

【0156】

このようにして、熱貯蔵体が提供され、ここでは、デブリ（例えば鉱物デブリ、例えば石灰のかすの堆積物）が、放出モード中、室からフラッシングされて、容器からの出力流れに混入される。好都合なことに、これは、フィルター又は収集器を必要とせずに容器の洗浄が達成され得、それにより、定期的な保守の必要性を低下させることを意味する。

【0157】

一実施形態において、水流入ラインは、室の下方領域に冷水（例えば本管からの水）を導入するように動作可能である。
一実施形態において、二次水流出ラインは、室のベース部分に設けられた水流入口（例えば暖水流入口）を含む。

【0158】

一実施形態において、水流入口は、ほぼ室のベース部分の内面のレベルに設けられる。
一実施形態において、水流入口は、室のベース部分の最も低い領域に設けられる。
一実施形態において、水流入口は、室のベース部分内の中心（例えば中心の最も低い）位置に設けられる。

【0159】

一実施形態において、二次水流出ラインは、二次水流出パイプ手段（例えば二次水流出パイプ）を含む。
一実施形態において、二次水流出パイプ手段は、容器のベース中を通って延在する。

【0160】

一実施形態において、水流入ラインは、室の下方領域に設けられる水流出口（例えば冷水流出口）を含む。
一実施形態において、水流出口は、室内の水流入口よりも高い位置に位置決めされる。

【0161】

一実施形態において、水流出口は、水を分散させる（例えば水（例えば冷水）をラテラル向に（例えば複数のラテラル方向に）分散させる）ように動作可能な拡散器を含む。
一実施形態において、水流入ラインは、水流入パイプ手段（例えば水流入パイプ）を含む。

【0162】

一実施形態において、水流入パイプ手段は、容器のベース中を通って、室の下方部分中へ延在する。
一実施形態において、水流入ライン及び二次水流出ラインは、容器のベースに設けられた単一アパーチャ中を通って延在する。

【0163】

一実施形態において、水流入パイプ手段は、第１の長手方向軸を規定する第１の通路を含み、及び二次水パイプ手段は、第２の長手方向軸を規定する第２の通路を含む。
一実施形態において、第１及び第２の長手方向軸は、ほぼ位置合わせされる（例えば同軸上に）。

【0164】

一実施形態において、水流入パイプ手段は、二次水パイプ手段の第２の通路中を通って（例えばその中を通って長手方向に）延在する、又は逆も同様である。
一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、水のさらなるストリームを出力流れに加える（例えば選択的に加える）ように構成される（例えば混合ステージの下流又は上流のいずれかの箇所で）。

【0165】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、冷水（例えば水流入ラインから注がれる冷水）を出力流れに（例えば混合ステージの下流又は上流のいずれかの箇所で）加える（例えば選択的に加える）ように構成される。

【0166】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、冷水（例えば水流入ラインから注がれる）を第１の定義の混合ステージからの出力流れと選択的に混合するように動作可能な第２の混合ステージ（例えば第２の混合弁）を含む。

【0167】

一実施形態において、容器は内側容器であり、熱貯蔵体は、さらに、内側容器を囲む外側容器を含み、内側容器及び外側容器は、それらの間に延在する真空領域によって離間している。

【0168】

一実施形態において、水流入ライン及び二次水流出ラインの少なくとも一方（例えばそれぞれ）は、内側容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、水流入ライン及び二次水流出ラインの少なくとも一方（例えばそれぞれ）は、外側容器のベース中を通って延在する。

【0169】

一実施形態において、一次水流出ラインは、内側容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、一次水流出ラインは、外側容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、一次水流出ラインは、一次水流出パイプ手段（例えば一次水流出パイプ）を含む。

【0170】

一実施形態において、一次水流出ラインは、容器のベース内の単一アパーチャ（例えば水流入ライン及び二次水流出ラインと同じ単一アパーチャ）中を通って延在する。
一実施形態において、一次水流出ラインは第３の長手方向軸を規定する。

【0171】

一実施形態において、第３の長手方向軸と、第１及び第２の軸の１つ以上（例えばそれぞれ）は、ほぼ位置合わせされる（例えば同軸上に）。
一実施形態において、一次水流出ラインは温水ディスペンサーモジュールの一部を形成する。

【0172】

一実施形態において、温水ディスペンサーモジュールは、内側容器のベース及び外側容器のベース中を通って延在する外側スリーブであって、スリーブ室を画成する外側スリーブと、スリーブ室（例えば外側容器の外部の流出口）中を通って延在する一次水輪郭ラインとを含む。

【0173】

一実施形態において、スリーブ室は、その上方端部において封止され、スリーブ室への水の浸入を防止する。
一実施形態において、温水ディスペンサーモジュールは、容器のベース内の単一アパーチャ中を通って延在する（例えば水流入ライン及び二次水流出ラインと同じ単一アパーチャ）。

【0174】

一実施形態において、温水ディスペンサーモジュールは第４の長手方向軸を規定する。
一実施形態において、第４の長手方向軸と第１及び第２の軸の１つ以上（例えばそれぞれ）はほぼ位置合わせされる（例えば同軸上に）。

【0175】

一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、容器の外部の位置で、入ってくる水を加熱するように動作可能な外部加熱ステージと、充電モード中に、加熱ステージによって加熱された水を容器中へ導入するように動作可能な加熱水流入ラインとを含む。

【0176】

一実施形態において、加熱水流入ラインは容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、加熱水流入ラインは、容器のベースの中心領域中を通って延在する。

【0177】

一実施形態において、熱貯蔵体は、水を加熱ステージ及び／又は加熱水流入ラインへ運ぶためのポンプを含む。
一実施形態において、加熱水流入ラインは、容器のベースに位置する加熱水流出口を含む。

【0178】

一実施形態において、加熱水流入ラインは、加熱水流入パイプ手段（例えば加熱水流入パイプ）を含む。
一実施形態において、加熱水流入パイプ手段は、容器のベース中を通って延在する。

【0179】

一実施形態において、一次水流出ラインの下方端部は、容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、加熱水流入ライン及び加熱水流出ラインは、容器のベースに設けられた単一アパーチャ中を通って（例えば水流入ライン／二次水流出ライン及び／又は一次水流出ラインと同じ単一アパーチャ中を通って）延在する。

【0180】

一実施形態において、加熱水流出ラインの下方端部は、充電モード中、加熱水流入口として機能する（それにより、加熱ステージによって加熱された水は、一次水出力ラインを上方に、容器の上方領域まで送られる）。

【0181】

一実施形態において、加熱水流入ラインは、加熱水流出ラインの下方端部と平行に設けられる。
一実施形態において、加熱水流入口は、受け入れた加熱水を室の下方セクションに導入するように位置決めされる。

【0182】

一実施形態において、加熱水流入パイプ手段は、第１の長手方向軸を規定する第１の通路を含み、及び一次水流出パイプ手段は、第２の長手方向軸を規定する第２の通路を含む。

【0183】

一実施形態において、第１及び第２の長手方向軸はほぼ位置合わせされる（例えば同軸上に）。
一実施形態において、一次水流出パイプ手段は、加熱水流入パイプ手段の第２の通路中を通って（例えばその中を通って長手方向に）延在する、又は逆も同様である。

【0184】

一実施形態において、加熱ステージは電熱体を含む。
一実施形態において、加熱ステージは熱交換器を含む。
一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、デスケーラステージ（例えば電子又は磁気デスケーラ）を含む。

【0185】

一実施形態において、デスケーラステージは、加熱ステージの上流（例えばポンプと加熱ステージとの間）に設けられる。
一実施形態において、加熱ステージは、予め決められた期間の経過後（例えばデスケーラステージへの曝露後少なくとも１～２０秒）、デスケーラステージから受け入れた水を加熱するように動作可能である。

【0186】

一実施形態において、加熱ステージは、デスケーラステージへの水の曝露から１～６００秒後（例えばデスケーラステージへの水の曝露から２～６００秒後、例えばデスケーラステージへの水の曝露から１０～６００秒後、例えばデスケーラステージへの水の曝露から２０～６００秒後）に、デスケーラステージによって処理された水を受け入れるように動作可能である。

【0187】

一実施形態において、加熱ステージは、予め決められた期間が経過した後すぐに（例えば直後）に、デスケーラステージによって処理された水を受け入れるように動作可能である。

【0188】

一実施形態において、加熱ステージは、デスケーラステージへの曝露から１～６００秒後以内に、デスケーラステージから受け入れた水を加熱するように動作可能である。
一実施形態において、予め決められた期間は、デスケーラステージと加熱ステージとの間でゆっくりとした流速によって、達成される。

【0189】

一実施形態において、加熱水流出ラインは温水ディスペンサーモジュールの一部を形成する。
一実施形態において、容器は、熱的に層化されるタンクである。

【0190】

一実施形態において、熱貯蔵体は、本発明の第１、第６、第１１、第１３又は第１５の態様の特徴のいずれかを含み得る（例えば本発明の第１、第６、第１１、第１３又は第１５の態様のいずれかの実施形態による）。

【0191】

本発明の第１０の態様によれば、本発明の第９の態様による（例えば本発明の第９の態様のいずれかの実施形態による）熱貯蔵体を含む、エネルギー貯蔵システムが提供される。

【0192】

本発明の第１１の態様によれば、熱貯蔵体（例えば貯湯タンク）であって、加熱液体（例えば加熱水又は油）を貯蔵するための室を画成する容器と、放出モード中に、容器の上方領域から加熱液体（例えば温水）を受け入れ且つ容器から加熱液体を放出するように動作可能な加熱液体（例えば温水）流出ラインと、容器の外部の位置において、入ってくる液体を加熱するように動作可能な外部加熱ステージと、充電モード中に、加熱ステージによって加熱された液体を容器に導入するように動作可能な加熱液体（例えば温水）流入ラインとを含む、熱貯蔵体（例えば貯湯タンク）が提供される。

【0193】

このようにして、加熱が容器の完全に外側で達成される熱貯蔵体が提供され、それにより、容器内に発熱体を設置し、その後それらを維持する必要性を取り除く。
一実施形態において、加熱液体流入ラインは、容器のベース中を通って延在する。

【0194】

一実施形態において、熱貯蔵体は、放出モード中、液体（例えば冷えた液体）を容器に導入する（例えば容器を補充する）ように動作可能であり、且つ充電モード中、液体をタンク（例えばタンクの下方領域からの液体（例えば冷えた液体））から加熱ステージ（例えば加熱液体流入ラインを経由して容器に戻される前に加熱するために）へ伝えるように動作可能である。

【0195】

一実施形態において、加熱液体流入ラインは、容器のベースの中心領域中を通って延在する。
一実施形態において、熱貯蔵体は、液体を加熱ステージ及び／又は加熱液体流入ラインへ運ぶためのポンプを含む。

【0196】

一実施形態において、加熱液体流入ラインは、容器のベースに位置する加熱液体流入口を含む。
一実施形態において、加熱液体流入ラインは、加熱液体流入パイプ手段（例えば加熱液体流入パイプ）を含む。

【0197】

一実施形態において、加熱液体流入パイプ手段は、容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、加熱液体流出ラインの下方端部は、容器のベース中を通って延在する。

【0198】

一実施形態において、加熱液体流入ライン及び加熱液体流出ラインは、容器のベースに設けられた単一アパーチャ中を通って延在する。
一実施形態において、加熱液体流出ラインの下方端部は、充電モード中、加熱液体流入口として機能する（それにより、加熱ステージによって加熱された液体は、加熱液体出力ラインを上方へ容器の上方領域まで送られる）。

【0199】

一実施形態において、加熱液体流入ラインは、加熱液体流出ラインの下方端部に対して平行に設けられる。
一実施形態において、加熱液体流入口は、受け入れた加熱液体を室の下方セクション中へ導入するように位置決めされる。

【0200】

一実施形態において、加熱液体流出ラインは、加熱液体流出パイプ手段（例えば加熱液体流出パイプ）を含む。
一実施形態において、加熱液体流入パイプ手段は、第１の長手方向軸を規定する第１の通路を含み、加熱液体流出パイプ手段は、第２の長手方向軸を規定する第２の通路を含む。

【0201】

一実施形態において、第１及び第２の長手方向軸はほぼ位置合わせされる（例えば同軸上に）。
一実施形態において、加熱液体流出パイプ手段は、加熱液体流入パイプ手段の第２の通路中を通って（例えばその中を通って長手方向に）延在する、又は逆も同様である。

【0202】

一実施形態において、加熱ステージは電熱体を含む。
一実施形態において、加熱ステージは熱交換器を含む。
加熱液体が水である場合、一実施形態において、熱貯蔵体は、さらに、デスケーラステージ（例えば電子又は磁気デスケーラ）を含む。

【0203】

一実施形態において、デスケーラステージは、加熱ステージの上流に設けられる（例えばポンプと加熱ステージとの間）。
一実施形態において、加熱ステージは、予め決められた期間の経過後（例えばデスケーラステージへの曝露から少なくとも１～２０秒後）、デスケーラステージから受け入れた水を加熱するように動作可能である。

【0204】

一実施形態において、加熱ステージは、予め決められた期間が経過した後すぐに（例えば直後）、デスケーラステージによって処理された水を受け入れるように動作可能である。

【0205】

一実施形態において、加熱ステージは、デスケーラステージへの水の曝露から１～６００秒後（例えばデスケーラステージへの水の曝露から２～６００秒後、例えばデスケーラステージへの水の曝露から１０～６００秒後、例えばデスケーラステージへの水の曝露から２０～６００秒後）に、デスケーラステージによって処理された水を受け入れるように動作可能である。

【0206】

一実施形態において、予め決められた期間は、デスケーラステージと加熱ステージとの間のゆっくりとした流速によって達成され得る。
一実施形態において、容器は内側容器であり、熱貯蔵体は、さらに、内側容器を囲む外側容器を含み、内側容器及び外側容器は、それらの間に延在する真空領域によって離間している。

【0207】

一実施形態において、外部加熱ステージは、外側容器の外部の位置で、入ってくる液体を加熱するように動作可能である。
一実施形態において、加熱液体流入ラインは、充電モード中、加熱ステージによって加熱された液体を内側容器中へ導入するように動作可能である。

【0208】

一実施形態において、加熱液体流入ラインは、内側容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、加熱液体流入ラインは、外側容器のベース中を通って延在する。
一実施形態において、容器は、熱的に層化されるタンクである。

【0209】

一実施形態において、熱貯蔵体は、本発明の第１、第６、第９、第１３又は第１５の態様の（例えば本発明の第１、第６、第９、第１３又は第１５の態様のいずれかの実施形態による）特徴のいずれかを含み得る。

【0210】

本発明の第１２の態様によれば、本発明の第１１の態様による（例えば本発明の第１１の態様のいずれかの実施形態による）熱貯蔵体を含むエネルギー貯蔵システムが提供される。

【0211】

本発明の第１３の態様によれば、真空断熱熱貯蔵体（例えば真空断熱貯湯タンク）であって、加熱液体（例えば加熱水又は油）を貯蔵するための室を画成する内側容器と、内側容器を囲む外側容器であって、内側容器及び外側容器は、それらの間に延在する真空領域によって離間している、外側容器と、加熱液体（例えば温水）ディスペンサーモジュールであって、内側容器のベース及び外側容器のベース中を通って延在する外側スリーブであって、スリーブ室を画成する外側スリーブ、及びスリーブ室中を通って（例えば外側容器の外部の流出口まで）延在する加熱液体（例えば温水）流出ラインを含む加熱液体（例えば温水）ディスペンサーモジュールとを含む、真空断熱熱貯蔵体（例えば真空断熱貯湯タンク）が提供される。

【0212】

好都合なことに、加熱液体ディスペンサーモジュールを提供することによって、モジュール内に装着される複数の部品は、容器にあるアパーチャを通して挿入されることができ、それにより、製造、及びその後の保守を簡単にする。

【0213】

一実施形態において、スリーブ室は、スリーブ室中への液体の浸入を防止するために、その上方端部において封止される。
一実施形態において、加熱液体流出ラインは、加熱液体流出パイプ手段（例えば加熱液体流出パイプ）を含む。

【0214】

一実施形態において、スリーブ室は、加熱液体流出ラインの周りに断熱材の層（例えば空隙）を提供するように構成される。
一実施形態において、スリーブ室は、その下方端部において大気に開口する。

【0215】

一実施形態において、外側スリーブは、内側容器内から外側容器のベースまで延在する単一のスリーブ要素を含む。別の実施形態において、外側スリーブは、複数の接続された要素を含み得る。

【0216】

一実施形態において、スリーブ室は、ほぼシリンダー状の内側プロフィールを有する。
一実施形態において、外側スリーブは、ほぼシリンダー状の外側プロフィールを有する。

【0217】

一実施形態において、加熱液体ディスペンサーモジュールは、内側容器内の加熱液体の温度を測定するように動作可能な、スリーブ室内に設けられた（例えば加熱液体流出ラインから離間された）１つ以上の温度センサーを含む。

【0218】

一実施形態において、加熱液体ディスペンサーモジュールは、内側容器内の異なる高さに、内側容器内の加熱液体の温度を測定するように動作可能な複数の温度センサー（例えばモジュールに沿って異なる高さに設けられた）を含む。

【0219】

一実施形態において、内側容器の重量は、外側スリーブによって少なくとも部分的に支えられる（例えばほぼ支えられる）。
一実施形態において、内側容器は、熱的に層化されるタンクである。

【0220】

一実施形態において、真空断熱熱貯蔵体は、本発明の第１、第６、第９、第１１又は第１５の態様の（例えば本発明の第１、第６、第９、第１１又は第１５の態様のいずれかの実施形態による）特徴のいずれかを含み得る。

【0221】

本発明の第１４の態様によれば、本発明の第１３の態様による（例えば本発明の第１３の態様のいずれかの実施形態による）真空断熱熱貯蔵体を含む、エネルギー貯蔵システムが提供される。

【0222】

本発明の第１５の態様によれば、真空断熱容器であって、熱エネルギー貯蔵体を収納する内側容器と、内側容器を囲む外側容器であって、内側容器及び外側容器は、それらの間に延在する真空領域によって離間している、外側容器とを含み、ここで、内側容器は、内部ネック部分を介して外側容器に接続され、内部ネック部分は、外側ネック部分、及び外側ネック部分を内側容器に接続するテーパ付き内側ネック部分を含む、真空断熱容器が提供される。

【0223】

このようにして、曲げ負荷を制御式に分布させるネック部分が提供され、これにより、ネック部分を形成するために、より薄い材料（例えばより薄い鋼）を使用できるようにする。

【0224】

一実施形態において、内部ネック部分は、熱エネルギー貯蔵体用の供給ライン（例えば１つ以上の発熱体用の供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）及び／又は流体輸送パイプ（例えば流入パイプ及び流出パイプ））を収納する中心室（例えば中心導管）を含む。

【0225】

一実施形態において、内側容器のどの部分も外側容器に接触しない。
１つの一連の実施形態において、内部ネック部分は、内側容器の上方端部（例えば内部上方ネック部分）に設けられる。この一連の実施形態において、外側ネック部分は上方ネック部分であり、テーパ付き内側ネック部分はテーパ付き下方ネック部分である。

【0226】

別の一連の実施形態において、内部ネック部分は、内側容器の下方端部（例えば内部下方ネック部分）に設けられる。この一連の実施形態において、外側ネック部分は下方ネック部分であり、テーパ付き内側ネック部分はテーパ付き上方ネック部分である。

【0227】

一実施形態において、内部ネック部分は、内側容器の外側セクションを外側容器の外側セクションに接続する（例えば接続プレートを介して）。
一実施形態において、内部ネック部分は、内側容器に設けられる（例えば内側容器に取り付けられるか又はそれと一体的に形成される）。

【0228】

一実施形態において、内部ネック部分は、内側容器の外側端部に接続される（例えば溶接される）。
一実施形態において、外側ネック部分はほぼシリンダー状である。

【0229】

一実施形態において、テーパ付き内側ネック部分は、テーパ付き内側ネック部分の最も内側のセクションの対応するテーパ角度よりも深いテーパ角度で傾斜した、最も外側のテーパ付きセクションを有する。

【0230】

一実施形態において、テーパ付き内側ネック部分は、凹曲面プロフィールを有する（例えば垂直に対する傾斜角度が、テーパ付きネック部分のベースから距離が増すにつれて、増加する）。

【0231】

本開示の目的では、テーパ角度は、垂直から測定された鋭角である（すなわち角度の値が小さいほど、テーパの傾斜が深くなる）。
一実施形態において、内部ネック部分は、内側容器のテーパ付き肩セクションで内側容器と接する。

【0232】

一実施形態において、テーパ付き肩セクションは凸曲面プロフィールを有する（例えば垂直に対する傾斜角度が、テーパ付きネック部分からの距離が増加するにつれて、増加する）。

【0233】

一実施形態において、内部ネック部分は、コネクタプレートを介して外側容器に接続される。
一実施形態において、外側容器は外部ネック部分を含む。

【0234】

一実施形態において、外部ネック部分はテーパ付きネック部分（例えばテーパ付き内側ネック部分）を含む。
一実施形態において、外部ネック部分は外側ネック部分を含む（例えばテーパ付き内側ネック部分に加えて）。

【0235】

一実施形態において、外部ネック部分の外側ネック部分はほぼシリンダー状である。
一実施形態において、外部ネック部分のテーパ付き内側ネック部分は、テーパ付き内側ネック部分の最も内側のセクションの対応するテーパ角度よりも深いテーパ角度で傾斜した最も外側のテーパ付きセクションを有する。

【0236】

一実施形態において、外部ネック部分のテーパ付きネック部分は凹曲面プロフィールを有する（例えば垂直に対する傾斜角度が、テーパ付きネック部分のベースからの距離が増加するにつれて、増加する）。

【0237】

一実施形態において、外部ネック部分は、外側容器のテーパ付き肩セクションにおいて、外側容器に接する。
一実施形態において、内側容器は、さらに、熱エネルギー貯蔵体を内部ネック部分から物理的に分離するように構成されたバリア（例えば膜）を含む（例えば、内部ネック部分を介した熱損失が、バリア中を通って内部ネック部分のほぼ全長に沿って延在する熱経路を含むように）。これは、ネック設計の熱効率を最大にするために内部ネック部分が内側容器の下方端部（例えば内部下方ネック部分）に設けられる場合に、特に有用とし得る。

【0238】

一実施形態において、バリアは、熱エネルギー貯蔵体に凸状バリア面を提示する（例えば熱エネルギー媒体と内部ネック部分との間の分離を最大にするために）。
１つの一連の実施形態において、内側容器は外側容器内に吊るされる。

【0239】

一実施形態において、内側容器は、内側容器の上方セクションを外側容器の上方セクションに接続する（例えば単一）内部ネック部分（例えば構造的に負荷がかけられた内部ネック部分）を介して吊るされる。

【0240】

一実施形態において、内部ネック部分は、内側容器及び熱エネルギー貯蔵体の重量を支える。
一実施形態において、外側容器（例えば外側容器の上方セクション）は、内部ネック部分の端部（例えば上方端部）を受け入れるための（例えば第１の）アパーチャ（例えば封止可能なアパーチャ）を含む。

【0241】

別の一連の実施形態において、内側容器は、内側容器の下方セクションを外側容器の下方セクションに接続する（例えば単一の）内部ネック部分（例えば構造的に負荷がかけられた内部ネック部分）を介して支えられる。

【0242】

一実施形態において、内部ネック部分は、内側容器及び熱エネルギー貯蔵体の重量を支える。
一実施形態において、外側容器（例えば外側容器の下方セクション）は、内部ネック部分の端部（例えば下方端部）を受け入れるための（例えば第１の）アパーチャ（例えば封止可能なアパーチャ）を含む。

【0243】

一実施形態において、真空断熱容器は、本発明の第１、第６、第９、第１１又は第１３の態様の（例えば本発明の第１、第６、第９、第１１又は第１３の態様のいずれかの実施形態による）特徴のいずれかを含み得る。

【0244】

本発明の第１６の態様によれば、本発明の第１５の態様による（例えば本発明の第１５の態様のいずれかの実施形態による）真空断熱容器を含むエネルギー貯蔵システムが提供される。

【0245】

本発明の実施形態を、ここで、添付図面を参照して例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0246】

【図1a】本発明の第１の実施形態による熱貯蔵体の概略図。

【図1b】図１ａの熱貯蔵体において使用される断熱材の概略図。

【図2】本発明の第２の実施形態による熱貯蔵体の概略図。

【図3】図１ａ及び図２の熱貯蔵体において使用される真空システムの動作の概略図。

【図3c】２つの異なる動作モードの、図３ａ及び図３ｂの真空システムの動作を示す１組のフロー図。

【図4】図１ａ及び図２の熱貯蔵体において使用される輸送システムの拡大図。

【図5i】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5ii】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5iii】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5iv】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5v】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5vi】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5vii】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図5viii】図１ａの熱貯蔵体の組み立て方法を示す図。

【図6】従来のマイクロポーラス断熱材における細孔サイズ対熱伝導率のグラフ。

【図7】本発明のさらなる実施形態による建物用の電気設備の概略図。

【図8】本発明のさらなる実施形態による建物用の電気設備の概略図。

【図9】本発明のさらなる実施形態による建物用の電気設備の概略図。

【図10】本発明のさらなる実施形態による建物用の電気設備の概略図。

【図11】本発明のさらなる実施形態によるエネルギー貯蔵システムの概略図。

【図12】図８又は図１０の電気設備と一緒に使用するための、本発明のさらなる実施形態によるエネルギー貯蔵システムの概略図。

【図13a】図１１又は図１２のエネルギー貯蔵システムにおいて使用するための、第１の熱貯蔵体の概略図。

【図13b】図１１又は図１２のエネルギー貯蔵システムにおいて使用するための、第２の熱貯蔵体の概略図。

【図14】図１３ａの熱貯蔵体と組み合わせた、図１２のエネルギー貯蔵システムの概略図。

【図15a】従来技術による真空容器の概略的な断面図。

【図15b】本発明の一実施形態による真空容器の概略的な断面図。

【図15c】ヘリカルコイルの特性の概略図。

【図15d】図１５ｂの真空容器の構造のステージの概略図。

【図15e】本発明のさらなる実施形態による真空容器の概略的な断面図。

【図16a】本発明のさらなる実施形態による真空被覆パイプの概略的な断面図。

【図16b】本発明の別の実施形態による、修正された真空被覆パイプの概略的な断面図。

【図17】本発明のさらなる実施形態による熱貯蔵体の概略的な断面図。

【図18a】本発明の一実施形態による温水貯蔵体の概略的な断面図。

【図18b】本発明のさらなる実施形態による温水貯蔵体の概略的な断面図。

【図18c】本発明の別の実施形態による温水貯蔵体の概略的な断面図。

【図19a】本発明のさらに別の実施形態による温水貯蔵体の概略的な断面図。

【図19b】本発明の別の実施形態による温水貯蔵体の概略的な断面図。

【図20a】本発明のさらなる実施形態による温水貯蔵体の概略的な断面図。

【図20b】図２０ａの温水貯蔵体の動作を示す図。

【図20c】図２０ａの温水貯蔵体の動作を示す図。

【図20d】図２０ａの温水貯蔵体の動作を示す図。

【図21】本発明の真空容器と一緒に使用するためのネック構造の例を示す図。

【図22】本発明の真空容器と一緒に使用するためのネック構造の一実施形態の詳細な幾何学的形状を示す図。

【図23】本発明のさらなる実施形態による真空容器の概略的な断面図。

【発明を実施するための形態】

【0247】

図１ａは、内側容器４０及び外側容器５０を含む、真空断熱蓄熱体１０を示し、内側容器４０は固体顕熱貯蔵材料１４を含んでおり、顕熱貯蔵材料１４には電熱体６及び熱交換器１３それぞれが埋め込まれている。電熱体６は、電線５を介してコントローラ（図示せず）に接続される。顕熱貯蔵材料１４は、内側容器下部４１及び内側容器上部４２を含む内側容器４０に入れられている。外側容器５０は、外側容器下部５１及び外側容器上部５２を含む。ネックコネクタ６０が、ネック管６２に取り付けられる下方ネックプレート６３要素を含み、それが次に上方ネックプレート６１に取り付けられる。内側容器４０は、ネックコネクタ６０によって外側容器５０に取り付けられる。内側容器４０及び顕熱貯蔵材料１４の重量は、ネックコネクタ６０によって外側容器５０から吊るされる。内側容器４０、外側容器５０及びネックコネクタ６０は真空空間１１を形成する。合計ｎ（ここでｎ＝５０～２００）層の多層断熱材（「ＭＬＩ」）１２が内側容器４０に巻かれており、真空空間１１を部分的に満たしている。

【0248】

真空は、外側容器５０に接続される一体型真空システム２０によってつくられる。外側容器５０はまた、いくつかの取り付け部品が取り付けられており、それは輸送インターフェースシステム３０を形成する。

【0249】

固体顕熱貯蔵材料１４は、１つ以上の埋め込まれた電熱体６のいずれかによって２００℃超の温度まで加熱され得る。熱は、作動流体を、パイプ７を経由して熱交換器１３中へ及びパイプ８を経由して熱交換器１３から出るように通過させることによって、固体顕熱貯蔵材料１４から引き出され得、ここで、熱交換器１３に入る作動流体は、顕熱貯蔵材料１４よりも冷たい。

【0250】

ネック管６２は、１つ以上の発熱体６のための供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）と、１つ以上の熱交換器１３用の流体輸送パイプ７＆８（例えば流入パイプ及び流出パイプ）とを収納する中心室４５を規定する。

【0251】

固体顕熱貯蔵材料１４及び多層断熱材１２を除いた全ての主要な構成要素は、好ましくは、適切な金属又は合金から作製される。
提案の発明は、かなりの数のＭＬＩの層を備える内側及び外側の同心容器を含む真空容器を作り出すことを含み、且つ取り囲まれた体積部が、従来のＭＬＩ断熱技術で機能するのに不十分な真空レベルである０．０５ミリバール～１ミリバールの真空を保持することができる。

【0252】

現在まで、真空断熱は、高温応用のための非常に限られた方法においてのみ使用されてきており、これらは、主に、真空引きした空間内に低コストのマイクロポーラスのバラ詰め材料、例えばパーライトと組み合わせて真空を使用することを重視してきた。しかしながら、パーライト及び他のバラ詰め材料は、循環温度を用いるサーマル熱貯蔵体（ｔｈｅｒｍａｌ ｈｅａｔ ｓｔｏｒｅ）には不適切である。内側容器が加熱されると、内側容器は膨脹して、軟質パーライトバラ詰め材料を砕いてしまう。冷却時には、容器は収縮し、一部のパーライトが、次の加熱サイクルで再び砕かれる前に、加熱サイクルによって形成された間隙に落下してしまう。これにより、パーライトが、時間が経つにつれて真空空間の下部に詰め込まれることとなり、断熱材が適切に機能しなくなることを意味する。

【0253】

成形パネルとして供給され且つ真空引きされた体積部内の内側又は外側容器に取り付けられ得る、ある範囲のマイクロポーラス断熱材がある。バラ詰め及び落下問題は回避されるものの、成形パネルをシリンダー状容器に取り付けることは複雑で費用のかかるプロセスである。さらに、マイクロポーラス材料の輸送中に取り外れるリスクがある。

【0254】

固体顕熱貯蔵材料は、内側容器が組み立てられる間に、元の位置でキャスティングされる。材料は、特許文献１に説明されているように、金属・岩の複合材（例えば固体サーマルフィラー材料が埋め込まれているアルミニウムマトリックス）とし得る。内側容器はＭＬＩで包まれる。反射層は、スペーサ層によって互いに分離される。反射層はアルミニウムとし得、及びスペーサ層は、薄いガラス繊維マット（ｇｌａｓｓ ｆｉｂｒｅ ｍａｔｔ）又は紙とし得る。

【0255】

固体顕熱貯蔵材料は、２００℃以上まで加熱され得る。
より高温の応用では、ＭＬＩは、複数の薄いアルミニウム箔シート（例えばおよそ０．００７ｍｍ）から作製され得、薄いガラス繊維紙（例えばおよそ０．００６～０．０１２ｍｍ）がそれらアルミニウム層を分離し、及び巻き付けることによって内側容器に簡単に取り付けられ得る。

【0256】

ＭＬＩは、層間の間隔（反射層からスペーサ層までの距離と定義される）が０．２ｍｍ未満の平均間隔距離を有するように十分にきつく巻きつけられる。反射層の数は５０を上回り、２００層もの多さとしてもよい。層間の間隔は、通常、１ｍｍ～０．０１ｍｍで変化し得る。

【0257】

黒体から単位時間当たり放出される放射エネルギーは、絶対温度の４乗に比例し、シュテファン－ボルツマンの法則を用いて、
ｑ＝σＴ^４Ａ
（式中
ｑ＝単位時間当たりの熱伝達（Ｗ）
σ＝５．６７０３ １０^－８（Ｗ／ｍ^２Ｋ^４）－シュテファン－ボルツマン定数
Ｔ＝絶対温度（ケルビン（Ｋ）単位）
Ａ＝放射体の面積（ｍ^２）
である）
と表され得る。

【0258】

Ｔ^４項ゆえに、シュテファン－ボルツマン定数は小さい数であるが、２つの面間の温度差が大きいとき、放射熱伝達は著しいとし得る。面間に層を追加することによって２つの面間の温度差を小さくすることは、輻射熱伝達を小さくする。

【0259】

ｎ個の等距離の黒体スペーサを置くことによって、輻射熱伝達を１－１／（ｎ＋１）だけ低下させる。ｎ＝９個のスペーサでは、輻射熱伝達は９０％だけ低下する。
スペーサが反射性であり、理想的な黒体でない場合、熱伝達は、表面の放射率によってさらに低減され得る。単位時間当たり放出される輻射エネルギーは、ここで、以下の通りである。

【0260】

ｑ＝εσＴ^４Ａ
（式中、
ε＝表面放射率（－）
である）
定義により、黒体は１の放射率を有するが、アルミニウム箔の放射率は０．０５であろう。これは、黒体は入射放射線の１００％を吸収する一方で、アルミニウム箔は、ちょうど５％吸収し、それを９５％反射させることを意味する。ＭＬＩは、薄い非伝導性層によって分離された高反射性の層を利用する。放射率０．０５の２０層の反射箔は、輻射熱伝達を９９．８％だけ低下させる。

【0261】

平均自由行程は、原子／分子が、別の原子／分子に衝突する前に、どの程度遠くに移動できるかの尺度である。空気圧が低下されるにつれて、単位体積当たりの原子／分子数、すなわち空気密度が低下するため、平均自由行程が増加する。ここで、原子／分子はさらに移動するため、原子／分子は、それらの数が少なくても、より簡単に熱を伝導できる。その結果、空気圧が非常に低くなるまで、気体熱伝導が広く一定となる。

【0262】

従来のＭＬＩ真空断熱低温容器の内壁と外壁との間の距離は、２０ｍｍ程度にすぎない。平均自由行程が２０ｍｍを上回ると、気体伝導は急速に低下し始めるであろう。０．０００１ミリバールでは、平均自由行程は１０００ｍｍまで大きくなっており、熱伝導率はほぼなくされる。圧力のさらなる低下は、熱伝導率に対して最小限の影響しかないため、ほとんど価値を提供しない。これは、ＭＬＩを備える真空断熱容器が、０．０００１ミリバールの領域における真空で送達される理由である。２０ｍｍの間隙内で１０ｍｍの平均自由行程である０．０１ミリバールでは、気体伝導は高くなることも理解され得る。

【0263】

マイクロポーラス断熱材は、低固体伝導を有し且つ非常に小さい細孔すなわち空隙でいっぱいである材料を使用することによって、機能する。これらの細孔は、平均自由行程よりも遥かに小さく、原子／分子が移動できる距離を人工的に制限している。

【0264】

一般的に、細孔サイズが小さいほど、使用され得る真空は弱くなる。例えば、ヒュームドシリカは、非常に小さい細孔サイズ（０．００１～０．０５ｍｍ）を有し、ちょうど１ミリバールの真空で働き、これは、ＭＬＩ真空よりも１０，０００×高い。パーライトは、ヒュームドシリカよりも２０×大きい細孔サイズ（０．０２～０．１ｍｍ）を有するため、より良好な真空（２０×低い）、通常０．０５ミリバールを下回る真空を必要とする。

【0265】

上述した通り、追加的な間隔層（２０を上回る）の使用は、輻射熱伝達の低下にほぼ利益をもたらさないことが明らかであるため、常識に反する。しかしながら、追加的な層が追加され（例えばｎ≧５０）、小さい平均間隔できつく巻かれる場合、これは、容器に対して垂直な方向に空気分子が移動できる距離を抑制することによって、反射層及びスペーサ層がマイクロポーラス断熱体のようにふるまうことを可能にする。容器に対する接線方向において、分子は、２つの層「間」でより長い距離移動できる。これは、かなり均一な三次元の性質を有するマイクロポーラス断熱材とは異なる。気体伝導を抑止するための多数のＭＬＩ層の使用は、従来のＭＬＩが通常機能しない真空レベルで、ＭＬＩが効果的な断熱体として機能することができることを意味する。

【0266】

ＭＬＩの使用はまた、輸送中に断熱材が取り外れるという限定的なリスクがあることを意味する。内側容器は、各熱サイクルによって膨脹及び収縮でき、ＭＬＩの取り外れ又は外側容器との接触による損傷の限定的なリスクを備える。

【0267】

遥かに多数の層ｎを使用することによって、真空が全損する場合の安全性を高める。より高品質の真空レベル（より低い圧力）で少数のＭＬＩ層が使用された場合、真空が損失する場合、外側ケーシングは、触るのが危険であるか又は取り付けられた道具を損傷させる温度に達し得る。より穏やかな真空及びより多くのＭＬＩ層を使用することによって、真空のない断熱性能はより良好になり、これにより、外側ケーシングが到達し得るピーク温度を下げる。

【0268】

中程度の真空（０．０５ミリバール～１ミリバール）で効率よく動作することができるさらなる利益は、この真空レベルが低コストの真空ポンプのみを必要とすることである。これは、回転プランジャーポンプ、ピストンポンプ、スクロールポンプ、スクリューポンプ、回転ベーンポンプ、回転ピストンポンプ、ルーツポンプ及び吸着ポンプを含む。

【0269】

特に、油潤滑式回転ベーンポンプは、このレベルの真空を達成できる。これらのポンプは、熱ポンプ／空調ユニット／冷蔵庫から冷却剤を除去するためにＨＶＡＣ（暖房、換気、及び空調（Ｈｅａｔｉｎｇ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ））工業で使用されるため、非常に高容量及び低コストで生産される。理想的には、真空ポンプは一段又は二段油潤滑式回転ベーンポンプである。

【0270】

提案の発明のバージョンは、真空引きした空間に自動弁２２を介して永久的に接続される真空ポンプ２７が提供される、真空断熱蓄熱体を有する。これは、真空が、設置時を含め、要求に応じて「再び引かれ」得ることを意味する。

【0271】

真空断熱容器に統合真空ポンプが提供されている状態で、どの段階においても真空を再び引くことが可能である。真空の質は、内側シェルと外側シェルとの温度差から推定され得る。予め設定されたレベルに達すると（すなわち外側シェルが本来よりも温かい）、真空ポンプは、このレベルを下回るまで係合され得る。これはまた、真空ポンプが機能する限り、数十年の期間にわたって、必要とされる真空レベルが維持され得ることを意味する。

【0272】

これは、いくつかの利点を有する。
Ｉ．必要とされる真空を引くことは、分子が表面から「ガスを抜い」て、真空空間から除去されるのに数日かかり得る。多数のＭＬＩ層は、ガスを抜かれる表面の量が通常の容器よりも遥かに多いことを意味する。統合真空ポンプを有することは、このプロセスが、必要とされる限りエンドユーザの敷地で実施され得ることを意味する。

【0273】

ＩＩ．熱はこのプロセスを加速させるために使用され得るが、蓄熱体を用いて蓄熱体を加熱しその後冷却するためには、時間及びエネルギーを必要とする。統合真空ポンプを用いて、このプロセスは、真空断熱蓄熱体の使用中に、時間をかけて実施され得る。

【0274】

ＩＩＩ．容器は、固体貯蔵媒体で予め満たされて輸送され得、本発明の一実施形態に示すように、安定化ボルトを使用することが好ましいかもしれない。安定化ボルトの使用は、現場で設置されるときに真空が再び引かれる必要があることを意味する。

【0275】

ＩＶ．製造中は、より低レベルの品質管理が使用される。ハード真空では、全ての表面が清浄であり、ガスが抜け得る油や他の物質がないことが重要である。多くの低炭素鋼は、製造後にその構造内の水素を含んでおり、それが、時間が経つにつれてガスが抜け得る。いずれのグレードの低炭素鋼でも使用する能力は、コスト及び品質管理の観点から好都合である。

【0276】

一段式回転ベーンポンプは、ポンプが閉塞孔（ｂｌａｎｋｅｄ－ｏｆｆ ｈｏｌｅ）に対して引いていると、「理論上は」０．０４ミリバールに達し、及び二段式は、０．００４ミリバールに達し得る。空気の平均自由行程は、０．０４ミリバールにおいて２．４ｍｍであり、及び０．００４ミリバールにおいて２４ｍｍである。この真空レベルは、本出願には十分すぎるが、真空引きした空間への接続は、このタイプのポンプによってこのレベルの真空が達成され得るかどうかに、大きな影響がある。

【0277】

分子流は、遥かに高い流れ抵抗を生じて真空ポンプの有効性を低下させる。真空ポンプまでの流入パイプの長さ対直径の比が、平均自由行程を下回る場合、流れは分子流レジームに落ちる。０．００４ミリバールの真空では、パイプが２４ｍｍ未満の内径である場合、分子流は重要因子になる。分子流が発生するときにはパイプの長さも影響する。分子流は、１０倍又はさらには１００倍で、達成可能な真空を低下させ得る。これは、一段式ポンプによって引かれ得る理論上の真空は０．０４ミリバールになるが、長いパイプ接続によって、引かれ得る実際の真空は、少なくとも４ミリバールまで上昇することを意味する。

【0278】

真空ポンプ、及び真空引きした空間をポンプに接続する接続ホースの現在の設計には、いくつかの問題がある。それらには、ステンレス鋼フレキシブルホースがクランプされ得る流入ポートがある。ホースの他方の端部は、真空引きした空間に接続する弁にクランプされ得る。ポンプは、通常、スイッチがオンにされており、フレキシブルパイプ内に合理的な真空があると、弁が開放され得る。

【0279】

フレキシブル鋼パイプは、損傷の影響を受けやすく、また、大径では高価である。大径の真空弁のように。その結果として、真空を引くとき、フレキシブル接続パイプは、通常かなり小さい（＜３０ｍｍ）。小型真空ポンプへの流入ポートは、小径のフレキシブルパイプを収容するために、内径が小さい（８～２０ｍｍ）。

【0280】

０．２ミリバールの圧力において、内径４０ｍｍ長さ１ｍのパイプは、同等の内径１２ｍｍのパイプよりも１００倍多く流れることができるようにする。実際には、固有の弁及び配管の周りでの流れを抑えるために、低コストの真空ポンプは所望の性能を達成できない。

【0281】

図３を参照して説明すると、一実施形態において、大径パイプ２５、好ましくは固体（非フレキシブル）パイプを介して統合真空ポンプ２７が真空空間１１に接続可能であることは、本発明のさらなる特徴であり、ここで、ポンプ２７及び真空空間１１は、好ましくは自動的に操作され得る大径の弁２２によって分離されている。真空ポンプ２７は、真空ポンプ２７への流入ポート２８が大径パイプ２５のものと同様の面積まで拡大されるように、さらに修正され得る。さらなる実施形態において、パイプ２５、及び真空ポンプ２７への取り付け部は、ポンプ２７を十分に支えて、重量がパイプ２５によって支えられるようにする。パイプの内径は、少なくとも４０ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ超とし得る。パイプの長さは、真空ポンプの修正された流入口まで１．０ｍ未満、好ましくは０．５ｍ未満とし得る。

【0282】

固体パイプを使用することは、フレキシブルパイプよりも信頼性が高く、且つ製造中に容器に溶接できる。固体パイプには、真空ポンプにどのように接続するかにおいて許容範囲の積み重ね誤差のリスクがある。これらは、真空ポンプを固体パイプに取り付けることによってなくされるため、固体パイプによって十分に支えられる。真空ポンプへの流入ポートの修正は、性能を高め、且つ固体パイプへの構造上の取り付け点を提供するための追加のオプションを提供する。

【0283】

内側及び外側容器４０、５０はネックコネクタ６０においてのみ接続される。固体蓄熱媒体を備える内側容器４０が輸送中拘束されていない場合、ネックコネクタ６０に高い応力をかけて、輸送中、損傷の影響を受けやすくする。通常の道路輸送中は３ｇほどの高さの力を受け得る。ネックコネクタ６０がこれらの応力を受けるように設計されている場合、ネックコネクタは、これらの応力に抵抗するために、通常の動作に必要とされるものよりも多くの材料を必要とするであろう。ネックコネクタ６０は、通常、鋼であり、厚みのあるセクションが使用される場合、この領域の熱伝導率は高くなり、より高い熱損失につながり、これは望ましくない。

【0284】

低温真空容器の通常の実施は、外側シェルに溶接された第２のシリンダー状部材内に位置する、ネックとは反対側の端部で、シリンダー状スタブを内側シェルに溶接させることである。そのため、容器が静止しているとき、スタブと第２のシリンダーとの間は直接接触しない。しかしながら、内側シェルと外側シェルとの間に相対的な動きがあるとき、内側スタブが第２のシリンダー状部材に接触して動きを制限し、それゆえネックに応力を加える。スタブの接近のマイナス面は、断熱材を迂回し得る熱放散路を作り出すことである。さらに、重心と位置合わせして容器を内側容器と組み立てる必要がある。固体蓄熱体は重心を支配するため、内側容器が正しい向きにされると（重心に起因して）、外側容器と幾何学的に位置合わせされないことを意味し得る。容器が幾何学的に位置合わせされない場合、スタブとシリンダーは通常組み立て前に溶接される必要があるため、スタブアプローチを使用することが非常に困難である。内側容器内の固体蓄熱塊との関連で使用されるときに、従来のアプローチがより高い熱損失を有し、設置することが実現不可能である結果となる。

【0285】

図４を参照して説明すると、一実施形態において、本発明は、外側容器５０に２つ以上（例えば３つ以上）のソケット（例えばねじ込みソケット）３１を追加することを含む。これらのソケット３１によって、構造上の輸送用ボルト（例えばねじ付きボルト）３５が挿入され、適所に固定され得、それにより内側容器４０を確実に拘束する。個々の輸送用ボルト３５の使用は、内側容器４０と外側容器５０との間のいずれの不整合も調整され得ることを意味する。

【0286】

この拘束は、ネックコネクタ６０における高負荷が著しく低下されることを意味する。好ましい実施形態において、４つの等しく離間したソケット３１／輸送用ボルト３５を有するため、蓄熱体１０は、輸送用ボルト３５のうちの２つが輸送車両の向きと位置合わせされるような向きで輸送され得る。このようにして、例えば、大型トラックで輸送される場合、制動負荷及び加速負荷が複数対の固定部材のうちの１つの軸の直ぐ下になる。現場で設置されるとき、輸送用ボルトは取り除かれ、ソケット３１は、ねじ付き封止ボルト３４によって封止される。蓄熱体１０は統合真空ポンプ２７を有しているため、輸送中の真空の損失は問題ではない。

【0287】

スプレッダプレート又はパッド３２が、外側容器５０内に提供されて、内側容器に取り付けられたＭＬＩ層１２を保護してもよい。これらのスプレッダプレート３２は、負荷を分散させて、内側容器４０に巻き付けられるＭＬＩ層１２に対する損傷が発生しないようにすることを保証するために使用され得る。スプレッダプレート３２はＭＬＩに侵入しない又はそれを損傷させないため、追加的な熱橋はない。

【0288】

図１ｂは、外側容器５０と内側容器４０との間の真空空間１１内に位置決めされたｎ層の多層断熱材（ＭＬＩ）１２の断面を示す。ｎ層の多層断熱材１２のそれぞれは、反射層１２ａ及びスペーサ層１２ｂを含み、ここで、層１２は、内側容器４０の外壁に巻き付けられる（例えば内側容器の外表面をほぼ覆う）。断熱材は、２００層の多層断熱材を含み、多層断熱材の各層は反射層及びスペーサ層を含む。ｎ＝２００層と外側容器５０との間には、好ましくは間隙がある。巻き付け方法は、周方向でも、長手方向でも、又はこれらの任意の組み合わせ（例えばらせん形）でもよい。層１２は、テープ又はシートの形をしていてもよい。層１２は、前の層に重なり得るが、一般的に、層は、内側容器４０の表面全体にわたって均一に作り上げられる必要がある。スペーサ層１２ｂは、好ましくは、反射層１２ａよりもわずかに幅広である。複数の層１２が同時に追加され得る。

【0289】

概して、断熱材は、真空領域を横切る温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層の多層断熱材を含む必要がある。多層断熱材の各層の反射層とスペーサ層との間の間隔は、１ｍｍ～０．０１ｍｍである。反射層１２ａは、反射金属シート（例えばアルミニウムシート）であるか、又は、より低温の応用では、金属化プラスチック若しくはマイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）のシートである。スペーサ層１２ｂは、薄いガラス繊維層若しくは薄いセラミック繊維（例えばセラミック繊維紙）層、又はより低温の応用では、紙のシートとし得る。

【0290】

図２は、蓄熱体１０に基づく代替的な真空断熱蓄熱体１０’を示し（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）、ここで、電熱体６が、熱伝達パイプ１７内に装着された放射発熱体１８と置き換えられる。放射発熱体１８は、金属合金又は高温セラミック、例えば石英から作製され得る熱伝達パイプ１７によって－それと物理的に密接に接触はしないが－囲まれる。石英は、ほとんどの金属合金よりも高い温度（９５０Ｃまで）で操作されることができ、且つ赤外線を広範囲に通すため、石英を通して放射加熱エネルギーを顕熱貯蔵材料１４’まで通過させることができるという利点を有する。放射発熱体１８は、コントローラ（図示せず）に接続される電熱線５’によって電力を供給される。このアプローチの利点は、電熱体６が顕熱貯蔵材料１４に埋め込まれている図１ａの場合とは対照的に、放射発熱体１８が熱伝達パイプ１７から簡単に引き出されて交換され得ることである。

【0291】

図３ａ及び図３ｂは、弁棒２４によって真空弁２２に接続された弁アクチュエータ２１を含む一体型真空システム２０、２０’を示す。図３ａに示すような閉鎖時には、真空弁２２が弁座２３に載置される。パイプ２５は、修正された流入ポート２８を介して真空気密空間１１を真空ポンプ２７に接続する。パイプ２５は、外側容器５０にしっかりと接続され、また、真空ポンプ２７を支える。図３ｂは、真空弁２２がパイプ２５を塞いでいない、真空弁２２の開放を示す。

【0292】

図３ｃは、一体型真空システム２０用の制御論理のいくつかの例を示す。
真空ポンプ２７は、コアから環境への熱損失を最小限にするために、必要なときにのみ操作されて、間欠状態で運転している
真空ポンプ２７の状態は、ＯＮ又はＯＦＦのいずれかである
真空ポンプ２７は、通常、真空弁２２が弁アクチュエータ２１によって開放される前、予め設定された期間、常に運転されている。このようにして、真空弁２２の両側に真空が確立されているため、開放しているとき、空気が真空気密空間１１に入らない。さらに、真空弁２２にかかる力は非常に低く、弁アクチュエータ２１の所要電力を低下させる。

【0293】

任意選択的に、真空ポンプ２７は２つのモードで運転され得る（参照：主プログラム及び連続運転）
－ 「主プログラム」での動作時、真空ポンプ２７は、設定された時間間隔で、予め決定された持続時間、スイッチをオンにされる
－ 真空ポンプ２７は、入力変数が範囲外である場合、スイッチをオンにする。参照：これは、取得ループによって観察される
－ 入力変数は、例えば、表面Ｔ又は真空レベルとし得る（例えば［Ｔ＞３０ＤｅｇＣ又はｐ＞１．０ｍＢａｒＧの場合］：スイッチをオンにする）
－ ポンプがスイッチをオンにする持続時間が設定される（ｔ１によって）。参照：これは、真空ループによって制御される
－ プログラムへの１回の呼び出しのＥＮＤと次の（ＳＴＡＲＴ）の始まりとの間の時間は、任意の値に設定され得る。

【0294】

・ 「連続運転」での動作時、真空ポンプ２７は、ひとたび起動したら開始される
・ 入力変数は、１／ｔ３によって決定された速度で絶えずサンプリングされる
・ 真空ポンプ２７は、入力変数が範囲外である場合、スイッチをオンにされる
・ 真空ポンプ２７は、入力変数が範囲内である場合のみ、スイッチをオフにする
・ ひとたび真空ポンプ２７がスイッチをオンにされたら、入力変数サンプリング間にｔ２秒が経過する。簡単にするために、一般にｔ３＝ｔ２である。

【0295】

図４は、外側容器５０にしっかりと取り付けられたソケット３１を含む輸送インターフェースシステム３０を示す。図４ｂにおいて、輸送用ボルト３５は、ソケット３１にねじ込まれてスプレッダプレート３２を押圧し、多層断熱材１２を内側容器４０に対して圧迫して、内側容器４０の動きを抑制する。図４ａは、輸送用ボルト３５が除去されて封止用ボルト３４で置き換えられている、非輸送モードにあるシステムを示す。

【0296】

スプレッダプレート３２はストラップ３３に取り付けられ、これは次に外側容器５０に取り付けられる。スプレッダプレート３２は水平方向に自由に動けるが、ストラップ３３によって抑制されているため、スプレッダプレート３２は、ソケット３１を覆うように適所に留まる。

【0297】

図５ｉ～図５ｖｉｉは、真空断熱蓄熱体１０の組み立てプロセスを示し、及び図５ｖｉｉｉは、輸送用に構成された真空断熱蓄熱体１０を示す。
図５ｉは、内側容器４０の内側容器下部４１を示す。

【0298】

図５ｉｉは、固体顕熱貯蔵材料１４、電熱体６及び電線５、並びに熱交換器１３が設置された、同じ内側容器下部４１を示す。
図５ｉｉｉは、下方ネックプレート６３に取り付けられた内側容器上部４２を示す。

【0299】

図５ｉｖは、内側容器下部４１が内側容器上部４２に取り付けられ、及び内側容器上部４２がネックコネクタ６０の下方ネックプレート６３に取り付けられた、組み立て済の内側容器４０を示す。

【0300】

図５ｖは、ｎ層の多層断熱材１２に包まれた内側容器４０を示す。内側容器４０は、巻き付けプロセス中、ネックコネクタ６０によって支えられ得る。
図５ｖｉは、外側容器下部５１内に降ろされた、多層断熱材１２及びネックコネクタ６０を備える内側容器４０を示す。

【0301】

図５ｖｉｉは、外側容器下部５１及び上方ネックプレート６１に取り付けられた外側容器上部５２を備える、完成品の容器を示す。
図５ｖｉｉｉは、同じ容器を示すが、輸送用ボルト３５が適所にあり、輸送準備が整っている。

【0302】

図６は、１０ｍｍ未満の細孔サイズと異なる真空圧での熱伝導率との間の関連性を示す。
図７は、家庭用電力供給部１１５を有する建物用の電気設備１１０を示し、電気設備１１０は、ネットワークヒューズ１１４に関連付けられた給電部１１１（例えばネットワークグリッド供給部）と、熱貯蔵システム１１２と、制御回路１１０ａとを含む。ネットワークヒューズ１１４は、ネットワークによって所有される従来のヒューズであり、給電部１１１から引き込まれる電流量を制限する。

【0303】

制御回路１１０ａは電流センサー１１６を含み、これは、センサー配線１１７を介して、コントローラ１１８全体、一対のオン／オフ電流コントローラ１２０及び可変電流コントローラ１２１に接続される。コントローラ１１８全体は、制御配線１１７を介して、可変電流コントローラ１２１並びにオン／オフ電流コントローラ１２０を制御し、ネットワークヒューズ１１４を通して引き込まれる電流が、確実に予め設定された限界値内に留まるようにする。

【0304】

図示の通り、給電部１１１は、制御回路１１０ａを介して、電気抵抗器として動作可能な３つの電熱装置１３０に接続されて（それぞれ、別個の加熱回路１２９ａ～ｃに設けられる）、熱貯蔵システム１１２に熱をもたらし、それが次に、建物の温水／集中暖房システム（図示せず）に熱を供給する。電熱装置１３０のうちの２つ（加熱回路１２９ａ及び１２９ｂに設けられる）は、オン／オフ電流コントローラ１２０によってスイッチを入れられたり又は消されたりし、残りの電熱装置１３０（加熱回路１２９ｃに設けられる）は、可変電流コントローラ１２１によって制御される。

【0305】

熱貯蔵システム１１２は、温水加熱回路とし得る家庭用加熱回路に熱を提供する。熱貯蔵システムは、ガス又はオイルボイラーの場合のように、温水加熱回路に、予め設定された標的流れ温度、例えば６５℃又は７０℃を有し得る。

【0306】

可変電流コントローラ１２１及びオン／オフ電流コントローラ１２０を使用することの利点は、ネットワークヒューズ１１４を通して引き込まれる電流が、広い電流範囲にわたって最大にされ得ることである。例えば、オン／オフ電流コントローラ１２０は、３２Ａの増分で電流需要を段階的に上げる一方で、可変電流コントローラ１２１は、電流を０～３２Ａから変え得る。１００Ａの電力供給の住宅に対し、可変電流コントローラ１２１は、明らかに、充電能力を最大限にするための柔軟性をよりもたらす。

【0307】

複数の回路を用いて良好な精度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）を得られる、すなわち８×１６Ａのオン／オフが１６Ａ又は２×８Ａの段階を与え、７×１６Ａが８Ａ段階で同じ結果を与えるため、可変コントローラは不可欠ではない。異なる定格電流及び段階の例は、以下に示されている。

【0308】

図７ １つの可変３２Ａ及び２つのオン／オフ３２Ａ回路－０～９６Ａを与える
図８ １つの可変１６Ａ、１つのオン／オフ１６Ａ回路、１つのオン／オフ３２Ａ－０～６４Ａを与える
図９ １つのオン／オフ１６Ａ及び２つのオン／オフ３２Ａ－１６Ａ段階において０～８０Ａを与える
図１０ １つの可変３２Ａ及び２つのオン／オフ３２Ａ回路－０～９６Ａを与える
配電ネットワーク（グリッド）は、住宅をネットワークに接続する供給部に許容可能な電圧上限値及び下限値を指定する。ネットワークオペレータがそのライセンス条件内に留まるために、この供給部が指定範囲内に留まるようにし、この電圧は、一般に広いことを保証する必要がある。英国では、２３０Ｖの公称供給電圧で２１６Ｖ～２５３Ｖである必要がある。

【0309】

この広い電圧範囲は、電気抵抗ヒータによって加熱される蓄熱体に問題を生じる。オーム抵抗では、散逸された電力は、電熱装置の両端間の電圧と比例する。２５３Ｖにおける最大電力用にシステムが設計される場合、供給される電圧は２１６Ｖに降下し、システムは、設計された電力の７３％のみを引き込む。同様に、２１６Ｖにおける最大電力用にシステムが設計される場合、２５３Ｖにおいて、設計された電力の１３７％を引き込む。

【0310】

本発明の１つの特徴は、固定オーム電熱装置１３０を備える電気設備１１０を設計することであり、ここでは、全体として、電熱装置１３０の全てが最大許容可能な電圧で使用される場合、ネットワークヒューズ１１４のために主ヒューズ定格を上回る。通常の使用において主給電ヒューズの安全保護及び限界値を上回り得る装置を設計することは通常ではない。システムは、要素への電流を許容可能な限界値内に保つためにアクティブに制御する。このアプローチの利点は、電圧が最小限限許容可能であるときでも、ユニットは、依然として、同じ量の電流、例えば、９０Ａを引き込むことができることである。

【0311】

一実施形態において、電熱装置１３０の合成電流引込能力は、全ての電熱装置がグリッド電圧上限値である、すなわち家庭で引き込むことができる最大電流を２０％上回って動作されるとき、家庭用定格電源の少なくとも１２０％である。このようにして、１つ以上の加熱装置の性能への供給部の電圧降下の影響は、ほぼ最小限にされ得る。

【0312】

さらに、既存のインフラストラクチャーの利用を最大限にするために、家庭用ヒューズ定格の１００％近く、好ましくは家庭用ヒューズ定格のおよそ９０％でシステムを充電できることが望ましい。英国では、これは、家庭用ヒューズが１００Ａ定格であった場合、システムが９０Ａで充電することを意味する。それゆえ、システムが高い方の電圧（２５３Ｖ）用に設計される場合、電圧が低いと、充電がゆっくりになりすぎる。システムが低い方の電圧（２１６Ｖ）用に設計される場合、システムが引き込む電流は多すぎ、電圧が高いときに家庭用ヒューズが飛ぶ。

【0313】

さらに、ほとんどの家庭用電気回路は、いつでも使用され得る様々な他の装置が接続されている。上述した通り、熱貯蔵システム１１２を加熱するとき、いずれかの電気接続の利用を最大にすることが望ましい。これは、制御回路１１０ａが、ネットワークヒューズを通る全電流（すなわち加熱回路１２９ａ～ｃ及び家庭用電力供給部１１５によって引き込まれる全電流）がヒューズ限界値内に厳密に保たれることを保証するように動作可能である必要があることを意味する。

【0314】

電流センサーは電流クランプ１１６形を取り得、ここで、他の負荷がスイッチをオン又はオフにされる場合、それに従って、制御回路１１０ａは、加熱回路１２９ａ～ｃによって引き込まれる合成電流を上下に変化させ得る。

【0315】

実際には、熱貯蔵システム１１２の熱出力は、温度によって変化し得る。蓄熱体が熱いほど、温度差は大きくなり、及び取り出され得る電力量は大きくなる。反対に、蓄熱媒体の温度が低下すると、必要な最小閾値を下回るまで、最大電力出力は低下する。可変熱出力を有する蓄熱システムを有することは、消費者には望ましくない。１つの解決法は、ユニットを、一定の最低温度を下回って動作しないように制限することである、すなわち、使用できる熱が貯蔵されているときでも、電力出力が一定の最小出力を下回るときに、蓄熱媒体を「空」であるとして扱うことである。寒い気候条件では、蓄えた熱が不十分である場合、これは、住宅の所有者が直接電気加熱へ切り替える必要があることを意味し得、これは、ユニットが、使用できる熱エネルギーを貯蔵してあるため、望ましくない。解決法は、蓄熱塊への充電回路のスイッチをオンにすること、及び動作し続けることとし得る。充電速度が放電速度と同じ場合、家庭の直接電気加熱とは異ならない。蓄熱塊は、温度を変化させず、電気入力は熱出力と等しい。しかしながら、充電速度が放電速度を下回る場合、これは蓄熱塊の温度に関連するため、蓄熱塊の温度は、ユニットからの電力出力と共に、ゆっくりと低下する。上述した通り、熱出力の低下は望ましくない。

【0316】

ほとんどの家庭暖房の特徴は、高電力出力（例えば３０ｋＷ）が、家庭用加熱回路内の水を急速に加熱するために起動時にのみ必要とされることである。家の温度が上昇するにつれて、必要とされる電力出力は、一般に、より低いレベルまで降下する（例えば５～１０ｋＷ）。これは、より低い温度の蓄熱塊から住宅に正しい電力出力を供給することが可能かもしれないことを意味する。住宅の所有者は、そうでなければ「空」として扱われるユニット内の追加的な蓄えたエネルギーを使用できる。しかしながら、この温度範囲内で動作するとき、高電力出力のための需要に適合できない。

【0317】

図８は、電気設備１１０（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく電気設備１１０’を示し、ここでは、３つの加熱回路１２９ａ～ｃ’のそれぞれが、追加的な電熱装置１３１をさらに含み、及び３つ全ての加熱回路が、可変電流コントローラ１２１’によってそれぞれ制御される。

【0318】

図示の通り、可変電流コントローラ１２１’と各加熱回路の電熱装置１３０’との間にさらなるスイッチ１２３が追加される。さらなるスイッチ１２３は、電熱装置１３０’と追加的な電熱装置１３１との間で電力の流れを変え得る。３つの追加的な電熱装置１３１は、家庭用加熱回路１１３の一部とし、この回路内の水を直接加熱する抵抗器として動作し得る。

【0319】

コントローラ１１８’全体が、制御配線１１７’を介して可変電流コントローラ１２１’及びスイッチ１２３を制御して、ネットワークヒューズ１１４を通して引き込まれた電流が、予め設定された限界値内に確実に留まるようにする。コントローラ１１８’全体はまた、制御配線１１７’によって加熱回路１１３に接続され、及び追加的な電熱装置１３１への電力の供給を制御し、引き込まれた電流がネットワークヒューズ１１４’の限界値以下である限り、住宅に目標熱出力が確実にもたらされるようにする。

【0320】

一例として、制御ルーチンは、熱貯蔵システム１１２’の温度を測定するために実行され得る。熱貯蔵温度が臨界値を下回り、システムが家庭暖房システムに熱をもたらすとき、制御回路１１０ａ’はブーストモードに切り替える。ブーストモードにおいては、家庭用加熱回路への流れが監視され、及び流れの温度が目標出力温度未満に低下する場合、制御回路は、スイッチ１２３を使用して、追加的な電熱装置１３１（それらは、例えば、家庭用温水回路内に直接位置決めされる）へ電力を切り替える。１１０’中の全ての電熱装置が可変電力供給を有するため、コントローラは、家庭用加熱回路用の目標出力温度に到達するまで、又は家庭用システム全体が予め設定された電流限界値に達したことを電流センサー１１６’が登録するまで、追加的な電熱装置１２３によって散逸される電力を増加させ得る。例えば、ネットワークヒューズ１１４’が１００Ａ定格である場合、９０Ａの予め設定された限界値が設定され得る。居住者が住宅にある別の１つ又は複数の電気装置のスイッチをオンにするため、住宅で追加的に２０Ａを要求する場合、充電回路１１０’によって引き込まれ得る最大電流が７０Ａに制限され、電熱装置１３１によって引き込まれる電流は制限される。制御回路１１０ａ’は、直接電気加熱によって補われながら、熱貯蔵システム１１２’が建物の温水／集中暖房システムに加熱エネルギーをもたらし続けることができるようにする。

【0321】

代替的な実施形態において、制御回路１１０ａ’は、システムが熱を出力しているときはいつでも、及び家庭暖房システム（例えば建物の温水／集中暖房システム）への流れの温度が目標の流れの温度を下回る場合、追加的な電熱装置１３１によって補給電力をもたらすように設定され得る。この代替的な実施形態は、ユニットが起動時により高い熱出力をもたらすだけでなく、熱貯蔵温度が低下するときでも、電力出力を補い続けることができるようにすることを保証する。制御回路１１０ａ’はまた、例えば電気料金と関係した、予め設定された信号が受信された場合、補給電力を供給するためにのみ設定され得る、すなわち補給電力は、電気料金が指定レベルを下回った場合にのみ供給され得る。

【0322】

このようにして、熱貯蔵システムが提供され、ここでは、加熱回路のうちの１つ以上が、蓄熱システムの充電から、水加熱回路内の追加的な電気素子による水回路の直接加熱へ切り替えられ得る。好ましくは、直接的な電気出力は、システムの目標出力温度を達成するために、要求に応じ、水回路にのみ追加される。これは、蓄熱システムが住宅に十分な電力を提供できる場合、例えば家屋が目標温度になったときに、より低いレベルの電力が必要とされるとき、電気エネルギーを追加する必要がないことを意味する。しかしながら、この状況で全出力が必要とされる場合、蓄熱媒体から直接電力出力を補うことによっても、満たされ得る。

【0323】

これには、住宅の所有者が、ユニットに貯蔵された追加的なエネルギーにアクセスでき、同時に、最小量の直接電気加熱を追加する必要があるだけであるという利点がある。例えば、家庭暖房システムへの２０ｋＷの給電部及び３０ｋＷの熱出力の熱貯蔵ユニットは、蓄熱媒体からの直接熱出力が１０ｋＷにすぎなかったレベルまで下げて動作されるが、依然として、要求に応じ３０ｋＷの熱エネルギーをもたらす能力を有し得る。

【0324】

上述の通り、さらなる実施形態において、追加的な電気素子は、起動時に、水に直接必要以上の電力をもたらすために使用され得、回路内の水の温度を急速に上げるのを助けるため、住宅への熱の提供はより即時になる。さらに、住宅によって熱が必要とされていないときでも加熱回路の一部をある温度に保つためには条件があるかもしれず、この低レベルの熱をもたらすためには、この熱をもたらすために蓄熱塊を使用するのではなく、同じ追加的な発熱体を使用することが簡単かもしれない。

【0325】

住宅内では、最大エネルギー必要量は暖房であり、それに、温水及び電気自動車（ＥＶ）の充電が続く。住宅内のほとんどの他の個々の負荷は、比較するとエネルギー必要量が小さいが、それらは、短期間で大量の電力を引き込むことができる。例えば、オーブンと同時にスイッチをオンにされたケトルは、２０ｋＷの供給のうちの１０ｋＷを使用する。将来的には、住宅は２台以上の電気自動車（ＥＶ）を有するため、電気負荷の管理は重要である可能性があると思われる。ＥＶ充電器を設置するとき、ＥＶ充電器への正しい電力の接続をもたらすためにかなりの労力を引き受ける必要がある。住宅外に位置する熱貯蔵ユニットは、１つ以上のＥＶ充電器に電力をもたらすために、全ての必要な配線及び制御部を有する。

【0326】

図９は、電気設備１１０（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づいた充電回路１１０”を示し、ここでは、可変電流コントローラ１２１が、さらなるオン／オフ電流コントローラ１２０’によって置き換えられ（それにより、加熱回路１２９ｃ”への電流供給を制御するために切り替えのタイミングに頼る）、及びオートメーション化されたオン／オフ電流コントローラ１２０’のうちの２つと複数の電熱装置１３０”との間に、さらなる２つのスイッチ１２３’が第１及び第２の加熱回路１２９ａ”、１２９ｂ”に追加される。さらなるスイッチ１２３’は、電熱装置１３０”と電気自動車用充電器１４０との間で電力の流れを変え得る。２つの電気自動車用充電器１４０は、それぞれ、個々の車を充電できる。

【0327】

コントローラ１１８”全体は、オン／オフ電流コントローラ１２０’及びスイッチ１２３’を制御して、ネットワークヒューズ１１４”を通して引き込まれた電流が、予め設定された限界値内に確実に留まるようにする。コントローラ１１８”全体は、電気自動車用充電器１４０へ、又は熱貯蔵体内の電熱装置１３０”へと電力を切り替え得る。

【0328】

一例として、充電が、予め設定された日周期、例えば００００～０６００の間に発生するように設定された制御ルーチンが、実行され得る。コントローラ１１８”全体は、電気自動車用充電器１４０のそれぞれに接続された電気自動車があったこと、並びに各車の充電状態を登録する。コントローラ１１８”全体はまた、熱貯蔵システム１１２”内に貯蔵されたエネルギー量を登録し、且つ外部温度並びに他の条件に基づく過去のデータに基づいて、家庭暖房負荷を予測するために、方法を使用する可能性がある。コントローラ１１８”全体はまた、いくつかの制御戦略を実行し得る。家庭暖房よりも電気自動車の充電を優先させるように設定され得、いずれの残存容量も、電熱装置１３０”を介して熱貯蔵システム１１２”へ送られる状態で、任意の所与の期間の終わりまでに両システムがフル充電されることを保証する。コントローラ１１８”全体は電流センサー１１６”を監視して、ネットワークヒューズ１１４”を通して引き込まれた電流が確実に予め設定された限界値内に留まるようにする。コントローラ１１８”全体は、いくつもの理由によって、例えばオペレータによって望まれる場合、熱貯蔵システム１１２”よりも電気自動車の充電を優先させ得る。例えば、電気自動車用充電器１４０のうちの１つのみがネットワークヒューズ１１４”を通して予め設定された限界値内に留まるように動作し得る場合（住宅の追加的な電力需要ゆえに）、コントローラ１１８”全体は、１つの電気自動車の充電を優先させる。ひとたびこの電気自動車が必要とする充電が第２の電気自動車よりも少なくなったら、コントローラ１１８”全体は、２つの電気自動車を、それら双方がフル充電されるまで、なんらかの方法で交互に充電し得る。両電気自動車がフル充電されたときのみ、コントローラ１１８”全体は電熱装置１３０”の一方のスイッチをオンにする。

【0329】

交互充電戦略は、電気自動車用充電器１４０に接続されたらすぐに電気自動車を充電する一方で、予め設定された日周期、例えば００００～０６００の間に蓄熱システム１１２”へ電力を供給するだけであることを含み得る。別の充電戦略において、電気料金と関連している予め設定された信号は、コントローラ１１８”全体によって受信され得る、すなわち、電力は、電気料金が指定レベルを下回った場合にのみ供給される。

【0330】

図１０は、電気設備１１０”（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく充電回路１１０”’を示し、ここでは、第３の加熱回路１２９ｃ”’と関連付けられるオン／オフ電流コントローラ１２０’は、可変電流コントローラ１２１”によって置き換えられ、且つ第１及び第２の加熱回路１２９ａ”’、１２９ｂ”’は、スイッチ１２３”を介して、図８のシステムの追加的な電熱装置１３１と同じように動作可能な追加的な電熱装置１３１’に接続される。

【0331】

スイッチ１２３”は、電熱装置１３０”’と電気自動車用充電器１４０’又は追加的な電熱装置１３１’のいずれかとの間で電力の流れを変え得る。２つの電気自動車用充電器１４０’はそれぞれ、個々の電気自動車を充電し得る。２つの追加的な電熱装置１３１’は家庭用加熱回路１１３’の一部である。

【0332】

充電戦略は、車用充電器１４０’にプラグを差し込まれたらすぐに電気自動車を充電する一方で、設定された日周期、例えば００００～０６００で蓄熱システム１１２”’へ電力を供給するだけであり、ここでは、追加的な電熱装置１３１’による家庭用温水回路の直接的な「ブースト」加熱が、電気自動車用充電器よりも優先されることを含み得る。この場合、家庭用温水回路が追加的な熱を必要とする場合、コントローラ１１８”’は、最低充電必要量の電気自動車から追加的な電熱装置１３１’へ充電を切り替える。住宅の温水の流れの温度が目標温度未満に留まる場合、コントローラ１１８”’全体は第２の電気自動車１４０’充電器の充電を停止して、追加的な電熱装置１３１’の双方に電力を供給する。

【0333】

このようにして、熱貯蔵システムは提供され、ここでは、加熱回路の１つ以上が蓄熱システムの充電からＥＶの充電へ切り替えられ得る。
一例として、熱貯蔵システムは、１つの可変１６Ａ充電供給部、１つのオン／オフ１６Ａ回路及び３つのオン／オフ３２Ａ回路を有する。同じユニットはまた、オン／オフ回路を使用して、３×３２Ａ車用充電器及び１×１６Ａ車用充電器に供給し得る。

【0334】

制御回路１１０ａは、様々なＥＶ充電器に電力をもたらし得る一方で、住宅供給定格以下であることを保証する、すなわち要求に応じ、電熱体のものと同じ論理を使用して、それらの電源を入れたり切ったりする。これには、住宅の所有者又はネットワークオペレータがいつユニットを充電させるか及び制御ユニットがそれらを切り替えるかを決定できるという追加的な利点がある。

【0335】

さらに、ユニットが、コントローラにプラグを差し込まれているＥＶと通信する場合、システムは、蓄熱体並びにＥＶの双方の必要量について充電を最適にし得る。
例えば、１００ｋＷｈの蓄熱体を備え、２×５０ｋＷｈのＥＶがプラグを差し込まれている住宅は、様々な装置の充電状態次第で、０～２００ｋＷｈの間のどこかのエネルギーが必要である。複数の充電ポイントを有することによって、いくつかがフル充電されている場合でも、複数の車両が同時にプラグを差し込まれたままとなり得、車両－グリッド又は車両－住宅の二方向の電力を提供できるようにする。複数の充電ポイントのさらなる利益は、住宅の所有者のＥＶがプラグを差し込まれているときでも、訪問者に充電を提供することができることである。

【0336】

最後に、電熱体と電気自動車の充電ポートとの間で電力を切り替え得る複合コントローラも非常に望ましく、これは、単一の制御ユニットが、家屋内の２つの最大の潜在的電気負荷－暖房及び電気自動車の充電－の相互作用を安全に管理することができるためであることを意味する。

【0337】

図１１は、第１の熱伝達流体（例えば純水）を含む一次回路（蒸気回路）２０１と、熱エネルギー貯蔵体２０２と、蒸発器熱交換器２４２と、凝縮器熱交換器２４１と、第２の熱伝達流体（例えば不凍剤を備える水）を含む二次回路（非蒸気回路）２０３と、加熱システム２４３（例えばラジエータを備える家庭用加熱回路）とを含むエネルギー貯蔵システム２００を示す。

【0338】

熱エネルギー貯蔵体２０２は、蓄熱コアを形成する熱媒体２１０を含み、熱媒体は、断熱材２１１によって囲まれ、電気ケーブル２０５によって供給される１つ以上の電熱体２０６を含み、並びにブロック２１０と密接に又は直接的に接触し且つ高圧水パイプ２０７及び蒸気パイプ２０８に接続される蒸発器熱交換器２４２を取り囲む。システムはまた、凝縮器熱交換器２４１から供給される低圧水パイプ２２２と、貯蔵器２３１と、圧力上昇ポンプ２３０と、制御線２９０とを含む。圧力上昇ポンプ２３０は、可変速駆動装置２６３から電気ケーブル２６７を経由して電気を供給される。圧力上昇ポンプ２３０は、移送パイプ２３４に、並びに過熱防止弁２３２を経由して過熱防止パイプ２３３及び高圧水パイプ２０７の双方に接続される。

【0339】

熱媒体２１０は固体顕熱材料（例えば、固体サーマルフィラー材料が埋め込まれたアルミニウムマトリックス）とし得る。動作中、熱媒体２１０は、電気素子２０６によって２００℃を上回る温度まで加熱される。熱媒体最高温度は、７００℃を下回りそうである。

【0340】

動作中、圧力上昇ポンプ２３０は貯蔵器２３１から水が供給される。水圧はポンプ２３０によって上昇され、過熱防止弁２３２に至る移送パイプ２３４中へ注入される。過熱防止弁は、少量の流れが過熱防止パイプ２３３に入って、蒸気パイプ２０８と合流することができるようにし、そこでは、水流が、蒸気流に蒸発することによって、蒸気流を冷却する。流れの大部分は、過熱防止弁２３２から高圧水パイプ２０７に入り、その後、蒸発器熱交換器２４２に入り、そこでは、水は沸騰されて蒸気へ変換され、ブロック２１０から熱がもたらされる。蒸気は、蒸発器熱交換器２４２を出て蒸気パイプ２０８を経由して、凝縮器熱交換器２４１に入る前に過熱防止パイプ２３３からの水流によって冷却される。蒸気は、二次回路パイプ２７５及び２７７内の流れによってもたらされた冷却によって、凝縮器熱交換器２４１内で凝縮される。貯蔵器２３１は最適なサイズにされるため、システムが全出力で稼動しているとき、余分な水は最小限である。貯蔵器２３１にフロートスイッチ（図示せず）を追加して、圧力上昇ポンプ２３０が、圧力上昇ポンプ２３０に供給するための十分な水が貯蔵器２３１内にあるときにのみスイッチをオンにされることを保証することが好ましいかもしれない。

【0341】

凝縮器熱交換器２４１内の凝縮水は貯蔵器２３１中へ流れる。貯蔵器２３１は、好ましくは、圧力上昇ポンプ２３０に対して、貯蔵器からの水が重力下でポンプに供給される位置にある。高圧水パイプ２０７は、好ましくは、貯蔵器の高さを上回る位置を通過するループを有するため、圧力上昇ポンプ２３０がいずれのサイフォン作用も防止するように動作可能である場合にのみ、貯蔵器中に含まれる水は流れ得る。代替的なオプションとして、遮断弁（図示せず）が高圧水パイプ２０７に取り付けられて、システムが運転していないとき、パイプを閉鎖し、確実に水が蒸発器熱交換器２４２中へ流れることができないようにする。

【0342】

圧力上昇ポンプ２３０は、理想的には、可変速駆動装置を備える小型の容積型ポンプである。容積型ポンプの利点は、水の質量流が、送給圧力にかかわらず、速度に比例することである。圧力上昇ポンプの流量は、制御線２９０によって監視されるパイプ２７９内の目標温度を達成するために変化する。パイプ２７９内の水の温度が目標温度超に上昇する場合、圧力上昇ポンプ２３０の速度は低下し、及び低下する場合、逆も同様である。一例として、パイプ２７９内の目標動作温度は６５℃とし得る。

【0343】

より高い圧力を注入し得るポンプによる水／蒸気システムの運転からさらなる恩恵を受ける。蒸発器熱交換器２４２の内部体積を低く保つことは、熱交換器内に貯蔵され得る水の量を減少させるため、重要である。体積が２リットル未満に保たれる場合、認定の観点から、ユニットは非常に低リスクであるとみなされる。

【0344】

蒸発器熱交換器２４２は、単一の流入口２４２Ａ及び流出口２４２Ｂが設けられたパイプ回路を形成するようにコイル状に巻かれるパイプの単一セクションから作製され得る。好ましくは、単一のパイプが使用されるが、複数のパイプがオプションである。コイルは熱媒体２１０内で均一に分配されるため、熱が流れる必要がある距離（パイプに達するために）は、短く保たれる。より大きいブロックの応用では、より均一に分配されたパイプを有するためのサイズは、より長くすることを意味する。蒸気流速が高い場合、パイプには、好ましくは鋭角の屈曲部や方向の突然の変化はない。高圧で水を注入することは、水として著しい圧力降下が可能にされ得、そのため、蒸気がパイプを通過することを意味する。圧力降下を増加させることは、パイプから水への熱伝達を高めるが、高速の蒸気流を発生させ得る。蒸気用の通常のパイプ設計理念は、流出口２４２Ｂにおける蒸気速度を７０ｋｍ／ｈｒ未満に保つことであろう。この場合は、大きい圧力降下の利点は、いくつかの応用では、パイプ直径（一定の断面積を備える）が、全出力において、１００ｋｍ／ｈｒよりも高い、２００ｋｍ／ｈｒ又はさらには３００ｋｍ／ｈｒである、流出口２４２Ｂにおける蒸気速度を達成するために選択されることを意味し得る。

【0345】

流出口２４２Ｂにおける蒸気速度はインジェクター流量次第であるため、パイプ回路の有効内部断面積Ａ対予め決められた最高注入速度Ｐの比（すなわちＡ／Ｐ）は、予め決められた値を下回るような設計とし得る。例えば、一実施形態において、Ａ／Ｐは２０未満（例えば１６未満、例えば１２未満）とし得る。このようにして、最高注入速度でのパイプ中への１ｇ／ｓ水の注入毎に、パイプ断面積は２０ｍｍ^２未満、１６ｍｍ^２未満又はさらには１２ｍｍ^２未満である。例えば、１０ｇ／ｓにおいて、パイプの内部断面積は、２００ｍｍ^２未満、１６０ｍｍ^２未満又はさらには１２０ｍｍ^２未満である。

【0346】

凝縮器熱交換器２４１はプレート熱交換器とし得る。
より高い注入圧力及び容積型ポンプの他の利点は、それらがパイプ内での圧力サージによって動作し得ることである。高温パイプに水を注入するとき、水は沸騰して、異なる沸騰レジームで動く。これは、蒸気体積の急激な増加及び圧力の急激な変化につながり得る。送給圧力に比較的反応しにくいポンプを用いて、熱出力に酷似した変化を生じる質量流の単純な変化で制御を維持することが簡単である。圧力サージの影響には、制御システムが管理する必要がある重要なフィードバックが全くない。高圧ポンプ２３０が、低圧で動作する遠心循環ポンプのようなものによって置き換えられた場合、圧力サージからのフィードバックは、質量流量に重要な影響を及ぼし、制御システムを管理するのを難しくする。ポンプはまた、ポンプを通る流れが逆である状態での圧力サージによって損傷され得る。

【0347】

最後に、下記で説明する過熱防止装置２３２はまた、信頼性高く稼働するために圧力降下を必要とし、より高い動作圧力を備える設計を簡単にする。
二次回路２０３は、パイプ２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７８及び２７９を含む。循環ポンプ２５４は、電気ケーブル２６６を経由して、バッテリーシステム２６２から供給され、これは、電気ケーブル２６５を経由してコンセントの電気（ｍａｉｎｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）が供給される。他の構成要素は、バッファー貯蔵体２５５、ダイバータ弁２５１、圧力逃し弁２５３、及び膨脹容器２５２を含む。加熱システム２４３及び凝縮器熱交換器２４１は、二次回路２０３を経由して接続される。加熱システム２４３は、水の流れを制限する流量制御弁を有し得る。回路に流量制御弁がある場合、回路内にダイバータ弁２５１が取り付けられることが必要である。加熱システム２４３は、空間加熱（例えば集中暖房システム）又は温水の提供又は双方のためである。凝縮器熱交換器２４１は、熱を熱エネルギー貯蔵体２０２から二次回路２０３へ伝える。

【0348】

動作中、二次回路２０３内の水は、水、又は水と不凍剤の混合物とし得るが、簡単にするために、この説明では水と呼ぶ。回路は、好ましくは、パイプ２７０を介して配管回路に接続された膨脹タンク２５２によって加圧されて、この圧力に維持される。加圧の利点は、水温が沸騰せずに１００℃超まで上昇することである。加熱された水は、凝縮器熱交換器２４１からパイプ２７９を経由して循環ポンプ２５４まで流れる。

【0349】

循環ポンプ２５４は、水がパイプ２７８に入る前に水圧を上昇させる。水は、ダイバータ弁２５１に入り、パイプ２７１及び加熱システム２４３へ移る、又はパイプ２７３へ移って加熱システム２４３を迂回する、又は加熱システム２４３を通って流れる部分とパイプ２７３を通って迂回する部分との組み合わせとなる。ダイバータ弁２５１は、回路内の圧力が上昇する場合、流れがパイプ２７３中へ入ることを可能にする。これは、流量制御弁（図示せず）が加熱システム２４３を通る流れを制限する場合に、発生する。ダイバータ弁２５１は、循環ポンプ２５４が動作している場合には、常に凝縮器熱交換器２４１を通る流れがあることを保証する。

【0350】

パイプ２７２内の加熱システム２４３を出る水は、加熱負荷によって冷却される。パイプ２７３から合流するいずれの水も、目標動作温度又はその付近である。その結果、熱負荷が減少するとき、パイプ２７４内の戻り温度は、動作温度のより近くへと上昇する傾向がある。圧力逃し弁２５３は、膨脹容器２５２によって供給される通常の動作圧力超である圧力逃し設定で、パイプ２７４とパイプ２７６との間に取り付けられる。

【0351】

パイプ２７６内の戻り水は、バッファー貯蔵体２５５に入り、バッファー貯蔵体２５５を出てパイプ２７５中へ入る。バッファー貯蔵体２５５は、バッファー貯蔵体２５５の温度が上昇するとき、停止時は別として、システムの動作温度であるか又はそれを下回る傾向がある。パイプ２７５内の水は凝縮器熱交換器２４１に入って、目標動作温度の近くまで加熱される。上述した通り、圧力上昇ポンプ２３０の速度は変化して、熱エネルギー貯蔵体２０２から取り出された熱が確実に熱負荷に匹敵するようにする。

【0352】

２つのポンプ２３０、２５４間の流量は非常に異なる。必要とされる各ｋＷの電力では、圧力上昇ポンプ２３０は、１秒当たりおよそ０．４ｇの水を処理する必要がある。３０ｋＷの電力では、これは、１秒当たり１２．５ｇの水に等しい。圧力上昇ポンプ２３０を通る水の１秒当たり同じ１２．５ｇの水に関し、循環ポンプ２５４は、二次回路内で１秒当たり７００グラムの水を循環させる、すなわち５０×倍の率でより多くの水が流れる。それゆえ、これら２つのポンプは、非常に異なる目的及び動作条件を有する。

【0353】

圧力上昇ポンプ２３０は、熱媒体２１０の温度と関連がある予め設定された最大流量を有し得る。熱媒体２１０の温度が下がるとき、蒸発器熱交換器２４２によって１秒当たりに蒸発され得る水の量が、正常な動作範囲未満に減少する。このシナリオで圧力上昇ポンプ２３０が最高速度で動作する場合、蒸発器熱交換器２４２がゆっくりと水浸しになるか、又は貯蔵器２３１が空になる。圧力上昇ポンプ２３０用のコントローラは、圧力上昇ポンプの水の注入速度を、蒸発器熱交換器２４２が水浸しにならないことを保証する予め設定されたレベルへ制限し得る。これらの予め設定された流量は、熱媒体２１０の温度と関連があり得る。

【0354】

本発明は、以下のような異なる状況下で、停止時に発生する複数の異なる状況に取り組む。
システムは、圧力上昇ポンプ２３０が１２．５ｇ／ｓの水を注入する状態で、３０ｋＷの全熱出力で動作する。二次回路内の水の動作温度は７５℃である。熱媒体は３５０℃であり、凝縮器熱交換器２４１内の１５０ｇの水がいつ何時も蒸発する。熱負荷がスイッチをオフにされると、信号が制御線２９１を経由してバッテリーシステム２６２へ送信され、設定期間、循環ポンプ２５４へ電力を供給し続けるようにする。さらなる信号が制御線２９２を経由してＶＳＤコントローラ２６３へ送信され、圧力上昇ポンプ２３０への電力を切る。このようにして、水は高圧水パイプにこれ以上注入されない。

【0355】

加熱負荷が停止されたとき、加熱システム２４３内の流量制御弁（取り付けられている場合）が閉鎖してもよく、ダイバータ弁２５１は開放して、流れが加熱システム２４３を迂回できるようにする。加熱システム２４３が迂回されるとき、熱負荷はない。それゆえ、依然として蒸発器熱交換器２４２内にある蒸気は蒸発するため、それが凝縮し、二次回路の水温を７５℃の正常動作温度超へと著しく上昇させる。パイプ内の熱質量が不十分な場合、水は沸騰し始め、圧力逃し弁２５３が開放する。これは、加熱負荷のスイッチをオフにすることは普通の出来事であるため、明らかに望ましくない。これが発生するのを回避するために、バッファー貯蔵体２５５の形のシステムに十分な熱質量を追加することが必要であり、これは、蒸気の凝縮からの熱を全て吸収するのに十分な一定の質量の水を保持する。好ましくは、バッファー貯蔵体２５５のサイズは、蒸気回路内の純水の全質量からの凝縮蒸気からのエネルギーを貯蔵するのに十分である。蒸気が凝縮するとき、バッファー貯蔵体２５５内の水の温度が上昇するにつれて、パイプ２７９、２７８、２７３、２７４、２７６及び２７５内の温度は上昇する。この場合、７５℃～９５℃の正常動作温度から上昇する。二次回路２０３は、膨脹容器２５２によって１バールゲージへと加圧されるため、沸騰のリスクがない。

【0356】

システムが停止直後に再始動される場合、バッファー貯蔵体２５５から出るパイプ内の水温は全て９５℃である。上述した通り、圧力上昇ポンプ２３０は、パイプ２７９内の水温が動作温度－この場合、７５℃－未満に低下すると、水の注入を開始するように設定される。これは、熱負荷がシステムに加えられると、システムが効果的に「再設定」されるまで、圧力上昇ポンプ２３０は係合しない、すなわち、圧力上昇ポンプ２３０が水の注入を開始してホットコアから熱を取り出す前に、バッファー貯蔵体２５５並びにパイプ２７９、２７８、２７１、２７２、２７４、２７６及び２７５内の水が全て、正常動作温度未満に再度低下することを意味する。このようにして、システムは、全出力から安全に繰り返し停止され得る一方で、一次蒸気回路２０１からの蒸気を全く排出する必要なく、熱エネルギー貯蔵体２０２によって発生した蒸気の全ての安全に凝縮させるように設計される。

【0357】

あまり一般的でない出来事は停電とし得るため、循環ポンプ２５４には、水を循環させるための電力がない。このシナリオでは、一次蒸気回路２０１が、高圧を回避するために蒸気を排出させる必要があるというリスクがある。これを回避するために、システムには、バッテリーシステム２６２が取り付けられており、これは、電力不足がある場合でも、全ての蒸気が安全に凝縮されるまで、循環ポンプ２５４が動作し続けることができることを意味する。電力不足においては、圧力上昇ポンプ２３０への電力供給がないため、これは、凝縮からの熱が配管及びバッファー貯蔵体２５５で終わる点で、全出力からの通常の停止と違わないことに留意されたい。

【0358】

考慮すべき最後の故障モードは、循環ポンプ２５４の故障又は二次回路内の水の損失のいずれかである。この状況では、それが全出力で発生する場合、蒸気を十分に凝縮させるには、凝縮器熱交換器２４１内の熱質量が不十分な可能性がある。このシナリオでは、蒸気圧逃し弁２２７が開放して、逃しパイプ２２６を経由して安全な空間－例えば排水穴へ排出するまで、蒸気パイプ２０８及び蒸気パイプ２２５内の圧力は上昇する。このようにして、二次循環システムが完全に故障する場合でも、蒸気は安全に管理され得る。示唆された、すなわちポンプ又は二次配管の流体の漏れの故障モードは、サービスエンジニアによる作業（ａｔｔｅｎｄａｎｃｅ）を必要とする。排出された貯蔵器２３１に純水を再充填することは、システムを修理するための必要な訪問の一部である。

【0359】

このようにして、蒸気を介して熱を取り出すが、全ての潜在的な故障モードを安全に管理できる熱エネルギー貯蔵体２０２を有するエネルギー貯蔵システム２００が提案される。

【0360】

過熱防止弁２３２は、凝縮器熱交換器２４１の上流に、ある割合の高圧水を注入できるようにして、凝縮器熱交換器２４１に入る蒸気の温度を下げる。熱コア２１０が５００℃である場合、コアから出る蒸気がこの温度又はその付近であることが可能である。安全性及び実用的観点から、この高温は望ましくない。低コストのろう付け熱交換器は、これらの温度を管理するようには設計されない。高温パイプは、燃焼の原因となり得る。過熱防止弁２３２及び過熱防止パイプ２３３は、小径パイプで置き換えられ得る。これは、全流れ条件下で、ある程度の水が蒸気パイプへ移るように、設計され得る。過度の水がある場合、これは、蒸気流からいずれの過熱も除去し、飽和した蒸気及び水が凝縮器熱交換器２４１に入るようにする。蒸気温度は、２００℃未満、好ましくは１５０℃未満であるべきである。

【0361】

図１２は、図８の充電回路１１０’からの追加的な電熱装置１３１が図１１のエネルギー貯蔵システム２００に加えられる実施形態を示す。
この例において、電熱装置１３１はバッファー貯蔵体２５５に加えられ、貯湯槽内で浸漬ヒータとして使用されるタイプの単純な電熱コイルの形を取り得る。

【0362】

図１３ａは、図１１のエネルギー貯蔵システム２００において使用するための蓄熱体１０（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく真空断熱蓄熱体１０”のさらなる実施形態を示す。

【0363】

図示の通り、蓄熱体１０”は、固体顕熱貯蔵材料１４”（例えば、固体サーマルフィラー材料が埋め込まれたアルミニウムマトリックス）を含み、顕熱貯蔵材料１４”には熱交換器１３”及び電熱体６”が埋め込まれている。電熱体６”は、コントローラ１１８（図示せず）に有線で接続される。顕熱貯蔵材料１４”は内側容器４０”に入れられ、ネックコネクタ６０”によって外側容器５０”に接続されて真空気密空間１１”を形成する。図１ａの蓄熱体１０のように、５０～２００層の多層断熱材（図示せず）が内側容器４０”に巻き付けられ、真空気密空間１１”を部分的に満たす。

【0364】

真空が、外側容器６０”に接続される一体型真空システム２０”によってつくられる。外側容器６０”はまた、いくつかの取り付け部品が取り付けられ、これらは輸送システム３０”である。

【0365】

固体顕熱貯蔵材料１４”間に、熱エネルギー貯蔵体２０２”中へ下方に延在するのは、熱交換器１３”を形成し且つステンレス鋼などの好適な材料で作製されたコイルチューブである。管１３”の２つ端部は、パイプ７”及び８”に接続される。熱交換器１３”に関する図示の配置構成において、直線の戻り部が設けられた１つの下向きのらせん形のコイルパイプがある。管は固体顕熱貯蔵材料１４”にボンディングされ、これは、貯蔵ブロック材料が金属である場合、特に応用できる。

【0366】

固体顕熱貯蔵材料１４”は、１つ以上の埋め込まれた電熱体６”によって、２００℃超の温度まで加熱され得る。熱は、作動流体を、パイプ７”を経由して熱交換器１３”に通過させてパイプ８”を経由して熱交換器１３”から出すことによって、固体顕熱貯蔵材料１４”から引き出され得、ここでは、熱交換器１３”に入る作動流体は、顕熱貯蔵材料１４”よりも冷たい。作動流体は、例えば純水とし得る。

【0367】

動作中、作動流体、例えば水２は、貯蔵器２３１（図１３ａに示す水位のある断面で示すように）に貯蔵され、圧力上昇ポンプ２３０によって流入パイプ８”へ送り込まれる。水は、熱交換器１３”内で沸騰して蒸気になり、出口パイプ７”を経由してそこから出る。蒸気は凝縮器熱交換器２４１に入り、そこでは、パイプ２７５から入る二次流によって蒸気が冷却される。二次流は、凝縮する蒸気によって加熱され、より高い温度で凝縮器熱交換器２４１からパイプ２７９を経由して出る。蒸気は、凝縮器熱交換器２４１内で凝縮して水になり、貯蔵器２３１へ戻った後、圧力上昇ポンプ２３０中へ流れて戻る。

【0368】

パイプ８”とパイプ７”との間には過熱防止パイプライン２３３があり、これは、パイプ７”に水を注入して蒸気温度を低下させる。可変オリフィス弁は、パイプ７”に注入される水の質量流量を制御し、次に過熱防止のレベルを制御するために使用され得るが、代替例は、単純なパイプ、すなわち、可動部品を全く必要としない過熱防止パイプライン２３３”である。所望レベルの過熱防止は、長さ及び内径のみに関して幾何学的形状を調整することによって、設定され得る。これは、必要な過熱防止（パイプ７”に注入される水の質量流量）を全動作範囲にわたって（機能耐性内に）合わせることを可能にする。過熱防止の速度は、パイプ内の損失水頭に合わせることによって、達成される。適切に設計される場合、全動作範囲にわたって、過熱防止パイプライン２３３を通る質量流は、アンダーシュート（過冷却（ｏｖｅｒｃｏｏｌｉｎｇ））もオーバーシュート（冷却不足（ｕｎｄｅｒｃｏｏｌｉｎｇ））もなく、パイプ７”への水注入を辿る。

【0369】

固体顕熱貯蔵材料１４”及び多層断熱材１２”は別として、全ての主要な構成要素は、好ましくは、適切な金属又は合金、例えば鋼から作製される。
図１３ｂは、外側容器５０”及び一体型真空システム２０”のない、図１１のエネルギー貯蔵システム２００において使用するための蓄熱体１０”（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく非真空断熱蓄熱体１０”’の一実施形態を示す。内側容器４０”’は、従来の断熱材によって囲まれ得る。

【0370】

図１４は、どのように図１１のエネルギー貯蔵システム２００が図１ａの真空断熱蓄熱体１０と組み合わせられ得るかを示す。複数の電熱体６が示されている。高圧水パイプ２０７は、流入パイプ７に、次に熱交換器１３に接続する。熱交換器１３からの流出パイプ８は、蒸気パイプ２０８と接続する。

【0371】

図１５ａは、真空４０３の一領域を取り囲む外側容器４５０を含む、従来技術の真空容器４１０を示す。外側容器４５０は、容器の外側シェル（シリンダー状部分）に溶接された追加的な補強リブ４０２を有する。薄壁の真空容器は、一般に、平行の壁のあるシェルに沿って座屈することにより、故障する。故障は、シェルが直径に対して長い場合には、より低い座屈負荷で発生する。シェルは、補強リブ４０２をシェルの外側に溶接することによって、強化され得る。これらのリブはシェルの有効長を短くし、Ｒ個の等間隔のリブは、１／（Ｒ＋１）だけ有効長を低下させる。座屈に対する抵抗は、Ｒの３乗に対応するため、少数のリブで臨界座屈負荷を著しく増加させる。

【0372】

図１５ｂは、ネックピース４６０によって接続され且つ真空４０３の一領域を取り囲む、外側容器４５０及び内側容器４４０を含む真空容器４００を示す。外側容器４５０は、上端及び下端ドーム状部４５０ｂと一緒にシリンダー状外側シェル４５０ａを含む。図示の通り、外側シェル４５０ａは、固定箇所４０５及び４０６で外側容器４５０に溶接される内部ヘリカルコイル４０４によって補強される。３つ以上の固定箇所が使用され得るため、コイルが外側容器４５０の内部に固定される複数の箇所がある。ヘリカルコイル４０４は、同じ厚さの容器への１４か所の補強リブの溶接と同じ効果がある。コイル巻回数を増やすことによって、有効数のリブ、Ｒを増やす。コイルの断面は、丸、四角形、又は環状（パイプ）とし得る。この設計にはいくつかの利点がある。

【0373】

－ 外側シェルの直径が大きいとき、外側シェルの壁の厚さは薄いとし得る。
－ 複数のコイル巻回の使用によって、各コイル巻回に必要とされる厚さを薄くし、これは、断熱材（例えばＭＬＩ）を追加するための内側シェルと外側シェルとの間の利用可能な空間がより大きくなることを意味する。

【0374】

－ コイルは、特に予め負荷がかけられている場合、外側シェルを円形に保持し、楕円率を低下させる。これは、端ドーム状部に溶接するときの固定のための条件を減らし得る。

【0375】

－ 製作中、コイルは予め負荷がかけられて、内部で適所まで摺動し得る。これは、外側シェルの外壁がシリンダー状のままであることを意味する。
－ コイルは予め負荷がかけられて、無負荷時に外側シリンダー状セクションに張力を導入し得る。これは、構造安定性の助けとなり得る。

【0376】

－ コイル構造は、外側シェルによって安定にされ、それゆえ、これは、効率的な構造である。
－ ヘリカルコイルは、外側容器がステンレス鋼などのより高価な材料で作製される場合でも、低コストの炭素鋼で作製され得る。

【0377】

－ 必要な溶接労力は、外部リブの取り付けに比べて、最小限にされる。
－ コイルは真空空間内にあるため、腐食しない。
図１５ｃ ｉ～ｉｉｉ）は、ばねに関する従来技術を示す。らせんばねが、ｉ）に示すように、軸負荷下にある場合、ばねの直径は一定のままである。らせんの方向にらせんばねにトルクが加えられる場合、ばねの直径は、ｉｉ）に示すように小さくなる。らせんの方向とは反対にトルクが加えられる場合、ばねの直径は、ｉｉｉ）に示すように大きくなる。

【0378】

図１５ｄ ｉ）～ｉｉｉ）は、真空容器４５０の組み立て方法を示す。図１５ｄ ｉ）は、コイルの外径を小さくするためにねじられた（らせんと同じ方向にトルクが加えられている）ヘリカルコイル４０４を備える外側容器４５１の一部を示す。コイルは、この小径状態に保持されている間に、シェル内に降ろされる。図１５ｄ ｉｉ）は、ヘリカルコイル４０４の端部が外側容器４５１の一部の内壁に接触する点までトルクが除去又は低減される、同じ容器４５０を示す。図１５ｄ ｉｉｉ）において、コイルの端部は、箇所４０５及び４０６で外側容器の一部内で溶接されて、トルクが除去される。ヘリカルコイルは、たるんだ状態で取り付けられ得るか、又は予めトルクが加えられた状態で取り付けられ得る。予めトルクが加えられると、ヘリカルコイルが圧縮されている間、外側シリンダー状セクションは、張力がかかった状態のままにされる。圧縮されている状態のままにされると、摩擦によってヘリカルコイルを適所に保持でき、ヘリカルコイルを容器４５０に取り付けるために、全く溶接する必要がないかもしれない。

【0379】

図１５ｅは、ネックピース４６０’によって接続され且つ真空状態にされた領域４０３’を取り囲む外側容器４５０’及び内側容器４４０’を含む、真空容器４００に基づく真空容器４００’を示す。外側容器４５０’は、上端及び下端ドーム状部４５０ｂ’と一緒にシリンダー状外側シェル４５０ａ’を含み、並びに内側容器４４０’は、上端及び下端ドーム状部４４０ｂと一緒にシリンダー状外側シェル４４０ａを含む。外側シェル４５０ａ’は内部ヘリカルコイル４０４ａによって補強され、内側シェル４４０ａは内部ヘリカルコイル４０４ｂによって補強される。内側容器４４０’は、真空からの使用時、張力がかかっており、一般に外側容器と比べて薄壁である。しかしながら、製造中、内側容器上のその溶接部が、ヘリウムガスを使用して耐漏出性であることを検査することが必要である。この検査を実施する最も単純な方法は、内側容器４４０’に真空を引いて、それらにヘリウムを吹き付けることによって、漏れに関して溶接部を検査することである。漏出経路が提示されるとき、ヘリウムは内側容器４４０’へ、及びセンサー（図示せず）へ移る。内側容器は、真空を支えるための機械的強度を有していないかもしれないため、コイル４０４ｂの追加が、座屈を防止するために、外部圧力負荷下で内側容器を安定化させるように働く。そのため、コイル４０４ｂは、検査実施後、内側容器４４０’内に残る。多くの場合、このコイル４０４ｂの追加は、溶接完全性に関する検査／点検のための最も単純で最も低コストの解決法を提供する。

【0380】

図１６ａは、外側パイプ３５０、ｎ層のＭＬＩ３１２に包まれた内側パイプ３４０を含む真空断熱パイプ３００を示す。外側パイプ３５０と内側パイプ３４０との間の領域は空間３０３を形成し、ここは真空である。外側パイプ３５０はセクション３１０に入ってもよく、各セクション３１０は、組み立て前に挿入され得るヘリカルコイル３０４によって内部で支えられる。ヘリカルコイル３０４は、固定箇所３０５及び３０６において、外側パイプ３５０の内側に溶接される。ヘリカルコイルは前もって負荷が加えられてもよいため、外側パイプ３５０は径方向に張力がかかっている。２つ以上の固定箇所が使用され得るため、コイルが外側パイプ３５０の内部に固定される複数の箇所がある。

【0381】

温液又は冷液の輸送時、外側パイプ３５０は、周囲の近くに留まる可能性がある。その結果として、加熱又は冷却時に内側パイプ３４０の熱膨張又は収縮が限定されれば、好ましい。熱膨張又は収縮がある場合、これは、膨張領域（例えば伸縮継手又はベローズ）を使用することによって可能にされる必要がある。

【0382】

図１６ｂは、外側パイプ３５０、ＭＬＩ３１２に包まれた内側パイプ３４０を含む真空断熱パイプ３００’を示す。外側パイプ３５０と内側パイプ３４０との間の領域は空間３０３を形成し、ここは真空である。外側パイプ３５０はセクション３１０に入ってもよく、各セクション３１０は、各端部にベローズ配置構成３２４、３２５の半分の形の膨張領域を有し得る。

【0383】

外側パイプ３５０は、外部支持体３２０及び外部ローラ３２１上に支持される。内側パイプ３４０及び流体の重量は、内部支持体３２２及び内部ローラ３２３を通るｎ層のＭＬＩによって支えられる。パイプを組み立てるとき、各ベローズセクション３２４、３２５は、溶接、スエージ加工又は圧延されて、真空気密シールを形成する。ベローズセクションは、周囲条件が変化するときに、パイプの各外部セクションがわずかに膨脹又は収縮できるようにする。内部パイプ３４０は、ローラ３２３上で動くことによって膨脹及び収縮できる。外部パイプ３５０は膨脹又は収縮でき、ローラ３２１上で動く。

【0384】

本発明の利点は、大径で薄壁のパイプを作製することが可能であることである。これは、可撓性のあるベローズなどの特徴を形成し得ることを意味する。外側材料はステンレス鋼とし得、これは、内側パイプを腐食及び損傷の双方から保護する。

【0385】

本特許で説明したように、パイプはｎ層のＭＬＩで包まれ得る。或いは、マイクロポーラス断熱材などの他の断熱材が使用され得る。本明細書で前述した通り、真空は、真空装置によって、ＭＬＩの真空レベルまで引かれ得る。或いは、断熱材に異なる材料が使用される場合、真空は、異なる真空レベルまで引かれ得る。

【0386】

図１７は、内側容器５４０及び外側容器５５０を含む真空断熱蓄熱体５００を示し、内側容器５４０は、液体顕熱貯蔵材料５１４（例えば水）を含む室５１５を画成し、電熱体５０６、流入パイプ５１０、拡散器５７１、流出パイプ５７０、複数の熱電対５７２を含む封止センサーチューブ５１３を備える。電熱体５０６及び複数の熱電対５７２は、電線５０５を介してコントローラ（図示せず）に接続される。下部ネックコネクタ５６０は、内側及び外側容器５４０、５５０のベース部分５４０ａ、５５０ａをそれぞれ通って延在し、及びオプションの内側ネックプレート要素５６３を含み、これは、ネック管５６２に取り付けられ、これは次に、外側ネックプレート５６１に取り付けられる。内側容器５４０及び液体顕熱貯蔵材料５１４の重量は、ネックコネクタ５６０によって外側容器５５０から支えられる。内側容器５４０、外側容器５５０及びネックコネクタ５６０は、真空空間５１１を形成する。合計ｎ個（ここで、ｎは、周囲温度とピーク動作温度との温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層）の層の多層断熱材（「ＭＬＩ」）５１２が内側容器５４０の周りに巻き付けられて、真空空間５１１を部分的に満たす。外側容器５５０とＭＬＩ５１２との間に位置するコイル状支持構造５０４が外側容器５５０を支える。

【0387】

真空は一体型真空システム５２０によってつくられ、一体型真空システムは、外側容器５５０に接続され、図１～図３を参照して上記で詳述した一体型真空システム２０と同等の方法で機能する。外側容器５５０はまた、輸送インターフェースシステム５３０を含む。

【0388】

液体顕熱貯蔵材料５１４は、１つ以上の電熱体５０６によって加熱され得る。液体は、流出パイプ５７０を経由して内側容器５４０から引き出され得る。液体は、水が引き出されると、流入パイプ５１０を経由して自動的に追加される。層化を可能にして液体顕熱貯蔵材料５１４内での混合を減少させるために、拡散器５７１が使用され得る。温液を貯蔵するとき、拡散器５７１は、通常、内側容器５４０の下方セクション５４０ｃに位置し得、流出パイプ５７０は、内側容器５４０のより高いセクション５４０ｂから液体を引き込む。

【0389】

ネック管５６２は、１つ以上の発熱体５０６用の供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）、複数の熱電対５７２用の供給ライン（例えば複数の熱電対用の電気ケーブル）、熱電対管５１３並びに流入／流出パイプ５１０及び５７０を収納する中心室５４５を画成する。中心室５４５は、温液蓄熱体が熱的に層化され得るため、容器の底部に位置する。これは、接続部の全てが、最も冷たく、それゆえ周囲に最も近い領域に位置することを意味する。これにより熱損失を減少させる。冷液蓄熱体（例えば周囲温度未満の蓄熱体）に関し、中心室５４５は、容器の上部に位置してもよい。

【0390】

輸送システム５３０は、外側栓５３２及び内側栓５３１を含む。外側栓５３２は、外側容器５５０に溶接されるチューブである。内側栓５３１は、内側容器５４０に溶接されるチューブ又はロッドであり、これは、ＭＬＩ５１２を通って延在して外側栓５３２によって部分的に囲まれる。外側栓５３２は、管軸に対して垂直な方向に内側栓５３１の動きを抑制するが、通常の使用においては、内側栓５３１に触れない。これは、輸送中、内側容器５４０に側面負荷が加えられるとき、接触によるどんな動きも抑制されるが、静止時には最小限の熱伝達が生じることを意味する。容器は最終位置にあるときに充填され得るため、液体に好適な容器を輸送する際の負荷は、通常、遥かに低い。現場打ちされる固体貯蔵媒体では、内側容器への負荷は、通常、遥かに高く、前述したような改良型の支持構造が必要とされ得る。

【0391】

輸送システム５３０のさらなる利点は、容器が水平の向きに保管される場合、輸送システムは、永久的な支持をもたらし得ることである。この状況では、２つの栓間の隙間が小さくなるかもしれず、表面の１つ以上に軸受材料が追加され得る。これにより、外側容器５５０に対して加熱及び冷却されるときに、内側容器５４０の膨張及び収縮を可能にする。

【0392】

動作中、電熱体５０６は、隣接する液体を加熱し、これは、浮力下で上昇する。貯蔵体が一定温度であるとき、この加熱方法は、貯蔵温度全体を均一に上昇させる傾向がある。冷たいままとなる唯一の領域は、電熱体５０６より下の液体の体積部である。

【0393】

図１８ａ）は、自浄式モジュール６８０を含む、図１７の真空断熱蓄熱体５００に基づく自浄式真空断熱貯湯槽６００を示す。
真空断熱貯湯槽６００は、内側容器６４０及び外側容器６５０を含み、内側容器６４０は、熱的に層化される状態で温水６１４を貯蔵するための層化室６１５を画成する。成層を管理することによって、貯湯槽から入手可能な使用できる温水の体積を、所与の熱入力のために最大にすることができる。規定量の熱Ｈによる固定容積の水Ｖの加熱を考慮する。この熱は、Ｖの温度を１５Ｃから３０Ｃへ均一に上昇させることによって、定義される。それゆえ、同じ量の熱Ｈは、Ｖ／２を１５Ｃから４５Ｃへ上昇させ、残りのＶ／２は１５Ｃのままである。使用できる水が、４０Ｃ超の水であるとみなされるとき、成層の追加によって、使用できる温水の量を０からＶ／２へ増加させる。それゆえ、成層を管理することによって、温水タンクから入手可能な使用できる水の量は、最大にされ得ることが分かる。成層を壊す熱力学的混合は反対の効果を有し、入手可能な使用できる温水の容積を減少させる。それゆえ、ひとたび達成されたら、成層を維持することが重要である。

【0394】

図示の通り、真空断熱貯湯槽６００は、電熱体６０６、冷水流入パイプ６１０、拡散器６７１、一次温水流出パイプ６７０、及び複数の熱電対６７２を含む封止センサーチューブ６１３を含む。電熱体６０６及び複数の熱電対６７２は、電線６０５を介してコントローラ（図示せず）に接続される。下部ネックコネクタ６６０は、内側及び外側容器６４０、６５０それぞれのベース部分６４０ａ、６５０ａを通って延在し、オプションの内側ネックプレート要素６６３を含み、これはネック管６６２に取り付けられ、これは次に外側ネックプレート６６１に取り付けられる。内側容器６４０及び貯蔵された温水６１４の重量は、ネックコネクタ６６０によって外側容器６５０から支えられる。内側容器６４０、外側容器６５０及びネックコネクタ６６０は真空空間６１１を形成する。合計ｎ個（ここで、ｎは、周囲温度とピーク動作温度との温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層であり、例えば、ｎは、合計少なくとも５０層である）の層の多層断熱材（「ＭＬＩ」）６１２が内側容器６４０に巻き付けられ、真空空間６１１を部分的に満たす。外側容器６５０とＭＬＩ６１２との間に位置するコイル状支持構造６０４が外側容器６５０を支える。

【0395】

真空は、外側容器６５０に接続され且つ上記で詳述した一体型真空システム２０と同等の方法で機能する一体型真空システム６２０によって、つくられる。外側容器６５０はまた、輸送インターフェースシステム６３０を含む。

【0396】

水６１４は、１つ以上の電熱体６０６によって加熱され得、熱い流出パイプ６７０を経由して内側容器６４０から引き出され得る。水（例えば冷水）は、温水が引き出されると、流入パイプ６１０を経由して自動的に追加される。層化を可能にして内側容器６４０内の混合を減少させるために、拡散器６７１が使用されてもよい。拡散器６７１は、内側容器６４０の下方セクション６４０ｃに位置し、熱い流出パイプ６７０は、内側容器６４０の上方セクション６４０ｂから温水を引き込む。

【0397】

ネック管６６２は、１つ以上の発熱体６０６用の供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）、複数の熱電対６７２用の供給ライン（例えば複数の熱電対用の電気ケーブル）、熱電対管６１３、並びに流入／流出パイプ６１０及び６７０を収納する中心室６４５を画成する。中心室６４５は、温液蓄熱体が熱的に層化され得るため、容器の底部に位置する。これは、接続部の全てが、最も冷たく、それゆえ周囲に最も近い領域に位置することを意味する。これにより熱損失を減少させる。

【0398】

輸送システム６３０は、外側栓６３２及び内側栓６３１を含む。外側栓６３２は、外側容器６５０に溶接されたチューブである。内側栓６３１は、内側容器６４０に溶接されたチューブ又はロッドであり、これは、ＭＬＩ６１２を通って延在して外側栓６３２によって部分的に囲まれる。外側栓６３２は、管軸に対して垂直な方向に内側栓６３１の動きを抑制するが、通常の使用では、内側栓６３１に触れない。

【0399】

自浄式モジュール６８０は、混合弁６８１に接続される二次流出ライン（暖かい水用パイプ６８２）を含む。図示の通り、暖かいパイプ６８２は、中心室６４５を通って接続され、貯湯槽に「自浄式」能力をもたらし、バラバラの石灰のかす及びデブリを貯湯槽から除去できるようにするに動作する。従来の貯湯槽において、温水流出口は混合弁に供給し、そこで、冷たい本管からの水と混合される。混合弁は、例えば１：５の固定比又はサーモスタットのいずれかで、温水と冷水をブレンドして、温度を予め設定されたレベルまで低下させる。英国では、混合弁からの流出口は、通常、およそ５０℃に設定される。

【0400】

この実施形態において、混合弁６８１は、内側容器６４０のベース６４０ａに位置する、暖かいパイプ流入口６０３を有する暖かいパイプ６８２から供給される。冷水は、暖かいパイプ流入口６０３の近くに位置する拡散器６７１を経由して貯湯槽６４０に加えられる。貯湯槽の上部から熱い流出パイプ６７０を経由して温水がくみ出されると、冷水が貯湯槽に入り、流入パイプ６１０及び拡散器６７１を経由してこれに置き換わる。同時に、熱い流出パイプ６７０を経由して混合弁６８１に入る水が、予め設定された温度を上回る場合、混合器６８１は、暖かいパイプ流入口６０３／暖かいパイプ６８２を経由して混合弁６８１に水を加える。暖かいパイプ６８２内のこの流れは、バラバラの鉱物粒子（例えば石灰のかす）を混入し、これらは、そうでなければ、タンクの底に沈殿する。一般的に、タンク温度が高いほど、それの均衡を取るために必要とされる６８２からの暖かい流れは大きくなり、自浄効果は良好になる。正しい流出口温度の温水は、流れにデブリが混入された状態で、パイプ６８７を経由して混合弁６８１から出る。

【0401】

この自浄能力は、真空断熱貯湯槽だけでなく、全ての貯湯槽に応用できる。好都合なことに、放出相中に自浄式アクションを提供することによって、石灰のかすなどのデブリを貯湯槽からフラッシングし、接続された家庭用温水流出口（例えばシャワー又は温水が出る蛇口／飲み口）を介して容易に出すことができる。これは、詰まる及び／又は定期的なサービスを必要とするフィルター／デブリ沈殿領域の必要性を回避する。

【0402】

図１８ｂは、追加的な混合弁６９１’が混合弁６８１’と直列に追加された、貯湯槽６００（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく自浄式真空断熱貯湯槽６００’のさらなる実施形態を示す。過度に高い温水流出口温度を生じ得る暖かいパイプ６８２’から混合弁６８１’に供給することには潜在的な安全性の問題がある。タンク全体が高温である場合、混合弁６８１’を経由してタンクから最初にくみ出されるいずれの温水も、暖かいパイプ６８２’及び熱い流出パイプ６７０’の双方からの温水が供給される。これは、起動時に、混合弁からの出力が予め設定されたレベルを上回る一時的事象があり得ることを意味する。パイプが長く延びる場合、熱損失が初期の温水流を冷却するため、これは問題ではない。しかしながら、温水が出る蛇口が貯湯槽の近くに位置する場合、初期の水流が安全温度を上回り得るため、危険であるとし得る。これは、図示の通り２つの混合弁を連続して有することによって、解決され得る。第１の混合弁６８１’は、熱い流出パイプ６７０’及び暖かいパイプ６８２’から供給される。第１の混合弁６８１’からの流出パイプ６８７’は、第２の混合弁６９１’に供給して、コネクタパイプ６９２’を経由して冷たい流入パイプ６１０’からの冷たい本管からの水と混合される。第２の混合弁６９１’からの出力は、冷水を永久的に供給する状態で、パイプ６９４’を経由した温水出力が安全でない高い温度に決して達しないことを保証する。第１の混合弁６８１’からの出力が、予め設定された温度を下回る場合、第２の混合弁６９１’は機能せず、流れがパイプ６９４’を経由して出ることを可能にする。

【0403】

２つの混合弁６８１’及び６９１’を有することは、追加的なレベルの安全性をもたらし、正常な温度、例えば８５℃よりも高い温度で貯湯槽を動作させることを可能にする。混合弁６８１’及び６９１’は、同じ予め設定された出力温度に設定されても、又は異なる温度に設定されてもよい。

【0404】

図１８ｃは、冷たい流入パイプ６１０”が暖かいパイプ６８２”内に同心に設けられる、貯湯槽６００’（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく自浄式真空断熱貯湯槽６００”のさらなる実施形態を示す。このようにして、タンクに入ってそこから出る流れは対称的であり、これは、層化が望ましい場合、タンク内での混合を最小限にするため、有益とし得る。

【0405】

図１９ａ）は、貯湯槽６００’に基づく真空断熱貯湯槽７００のさらなる実施形態を改良した。
真空断熱貯湯槽７００は、内側容器７４０及び外側容器７５０を含み、内側容器７４０は、電熱体７０６によって熱的に層化される状態で温水７１４、「冷たい」流入パイプ７１０、拡散器７７１、熱い流出パイプ７７０、複数の熱電対７７２を含む封止センサーチューブ７１３を貯蔵するための層化室７１５を画成する。電熱体７０６及び複数の熱電対７７２は、電線７０５を介してコントローラ（図示せず）に接続される。下部ネックコネクタ７６０は、内側及び外側容器７４０、７５０のベース部分７４０ａ、７５０ａのそれぞれを通って延在し、オプションの内側ネックプレート要素７６３を含み、これは、ネック管７６２に取り付けられ、これは次に、外側ネックプレート７６１に取り付けられる。内側容器７４０及び貯蔵された温水７１４の重量は、ネックコネクタ７６０によって外側容器７５０から支えられる。内側容器７４０、外側容器７５０及びネックコネクタ７６０は真空空間７１１を形成する。合計ｎ個（ここで、ｎは、周囲温度とピーク動作温度との温度差摂氏１００度当たり少なくとも１０層であり、例えば、ｎは、合計少なくとも５０層である）の層の多層断熱材（「ＭＬＩ」）７１２は、内側容器７４０に巻き付けられて、真空空間７１１を部分的に満たす。外側容器７５０とＭＬＩ７１２との間に位置するコイル状支持構造７０４が、外側容器７５０を支える。

【0406】

真空は、外側容器７５０に接続され且つ上記で詳述した一体型真空システム２０と同等の方法で機能する一体型真空システム７２０によって、つくられる。外側容器７５０はまた、輸送インターフェースシステム７３０を含む。

【0407】

先の実施形態のように、水７１４は、１つ以上の電熱体７０６によって加熱され得、内側容器７４０から熱い流出パイプ７７０を介して引き出され得る。水（例えば冷水）は、温水が引き出されると、流入パイプ７１０を介して自動的に加えられる。層化を可能にして内側容器７４０内の混合を減少させるために、拡散器７７１は、内側容器７４０の下方セクション７４０ｃ内に位置し、及び熱い流出パイプ７７０は、内側容器７４０の上方セクション７４０ｂから温水を引き込む。

【0408】

輸送システム７３０は、外側栓７３２及び内側栓７３１を含む。外側栓７３２は、外側容器７５０に溶接されたチューブである。内側栓７３１は、内側容器７４０に溶接されたチューブ又はロッドであり、これは、ＭＬＩ７１２を通って延在して外側栓７３２によって部分的に囲まれる。外側栓７３２は、管軸に対して垂直な方向に内側栓７３１の動きを抑制するが、通常の使用では、内側栓７３１に触れない。

【0409】

貯湯槽７００は、自浄式モジュール７８０によって提供される図１８ａ）～図１８ｃ）に説明するような自浄機能を有し、混合弁７８１に接続される二次流出ライン（暖かいパイプ７８２）を含む。正しい流出口温度の温水は、混合弁７８１からパイプ７８７を経由して出て、デブリがその流れに混入される。

【0410】

この自浄機能とは別に、貯湯槽内の成層を維持すること、及び熱損失を最小限にすることが望ましい。成層が維持される場合、タンクの上部から温水が除去されるいずれの場合にも、タンクの底部に冷水が加えられる。冷水の密度は、それ以外が等しい条件下では、温水よりも高いため、タンクは、自然に層化する傾向がある。

【0411】

貯湯槽の上部に、貯湯槽壁を通過する熱い出口パイプを有することによって、断熱材を通る熱損失経路を生み出す。ほとんどの貯湯槽は熱く又は部分的に熱く保たれるため、温水は、要求に応じて利用可能である。貯湯槽の上部からの熱い出口パイプは、永久的な熱放散路を生み出し、これは、重要であり、断熱材を通る貯湯槽全体からの熱損失の大きさと等しいとし得る。それゆえ、熱損失の観点から、これを回避する方が遥かに良い。１つのオプションは、図１８ａ～図１８ｃ）に示すように、温水パイプが貯湯槽内を通過してベースを通って貯湯槽を出ることである。タンクの上部からチューブを通って温水がくみ出され、タンクの底部を出る問題は、そこから出る温水が、貯湯槽の下部にある冷水に熱を伝えることである。この熱伝達は、自然に、対流系を生み出し、貯湯槽内の成層を壊す。

【0412】

貯湯槽の底部からパイプを経由して温水を除去することは簡単であるが、同時に、貯湯槽内の成層を維持することは簡単ではないという結果になる。成層が維持される場合、最も低い温度が貯湯槽の底部にあり、パイプに沿ったいずれの熱の流れも冷たい水に吸収されるため、熱損失は、より低くなる。この冷水は、貯湯槽から温水がくみ出される度に補充される。

【0413】

さらに、どのように及びいつユーザがタンクから熱を入力／出力するかを決定するために、貯湯槽内の温度プロフィールを知ることが重要である。タンク内の異なる高さで温度を測定することは、タンクの外部にセンサーを配置することによって達成され得る。この形態では、センサーは温度を正確に測定するが、タンクが例えば固体ポリウレタンフォームで断熱されている場合には、簡単には取り替えられない。取り替えることができるが、依然として水温を正確に測定する感知方法を有することが明らかに好ましい。

【0414】

説明した２つの問題を解決する同時解決法は、図１９ａ）に示されており、ここでは、温水流出パイプ７７０は、タンクの上方領域７４０ｂから水を引き込み、この温水流出パイプ７７０は、ベースにおいて大気に開口し且つ上部近くで温水流出パイプ７７０に封止されている外側スリーブ／センサーパイプ７１３ａを含む温水ディスペンサーモジュール７１３内に取り付けられる。外側スリーブ７１３ａはスリーブ室７１３ｂを画成し、これは、外側スリーブ７１３ａの壁の温度、それゆえ貯湯槽の高さ毎の水温を測定するために熱電対７７２が挿入され得る十分な内部体積を有する。熱電対は温水流出パイプ７７０に接触していない。このようにして、温水流出パイプ７７０は、タンク内の水から断熱され（空気によって）、使用時に成層を壊さない。同時に、外側スリーブ７１３ａ内に、複数の熱電対を収容するための空間が設けられる。図１８ａ～ｃ）に示すものと同様の自浄式配置構成も取り付けられ、貯湯槽は、真空断熱されるが、従来の断熱された貯湯槽とちょうど同じように機能し得る。

【0415】

図示の通り、ネック管７６２は、温水ディスペンサーモジュール７１３を、流入／流出パイプ７１０及び７８２並びに１つ以上の発熱体７０６用の供給ライン（例えば１つ以上の電熱体用の電気ケーブル）と一緒に収容する中心室７４５を画成する。

【0416】

図１９ｂ）は、貯湯槽７００（共通の特徴にはそれに応じて符号を付す）に基づく配置構成７００’を示し、ここでは、パイプの全ては、４本のパイプの同心配置構成をつくるように組み合わされており、これは、自浄特徴を、断熱された熱い流出パイプ及び交換可能な熱電対と組み合わせる。この配置構成は、真空断熱貯湯槽又は従来の断熱貯湯槽のいずれかで使用され得る。真空引きした空間を通る必要がある孔の数が最小限にされるため、真空断熱タンクにとって、追加的な利益になることが留意されるべきである。真空断熱タンクの内部温度及び外部温度は、非常に異なり得、熱膨張を管理する必要がある。貫通接続部数を最小限にすることによって、容器の組み立てを簡単に、より安価にする。

【0417】

図示の通り、温水ディスペンサーモジュール７１３’は、温水流出パイプ７７０’、及び外側スリーブ７１３ａ’の内壁に接触して置かれて熱い流出パイプ７７０’の外壁には触れない交換可能な熱電対７７２’の双方を収納するように構成されたスリーブ室７１３ｂ’を画成する外側スリーブ７１３ａ’を含む。温水ディスペンサーモジュール７１３’は、冷たい流入パイプ７１０’内のその長さの一部に位置し、温水ディスペンサーモジュール７１３’の外部には拡散器７７１’が取り付けられている。そのため、冷たい流入パイプ７１０’の一部は、暖かいパイプ７８２’内に位置する。

【0418】

図２０ａ）は、図１９ｂ）からの４本の同心パイプの実施形態を使用する貯湯槽７００’（共通の特徴はそれに応じて符号を付す）に基づくが、水の加熱が、間接熱源、例えば熱ポンプやボイラー、又は直接熱源、例えば電気浸漬ヒータのいずれかからの外部加熱モジュール７９５で生じる、貯湯槽７００”の一実施形態を示す。さらに、この実施形態は、理想的には貯湯槽内の温度成層を維持しながら、貯湯槽内の水をタンクの底部から上へ向かって、すなわち、最初に最も冷たい水を、又は上部から下に向かって、又は双方同時に加熱できるようにする。

【0419】

貯湯槽７００”は、接続パイプ７５９、７８９、７６４、７６９、水ポンプ７８４及び７６５、オプションの電子磁気デスケーラ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｅｓｃａｌｅｒ）７８５、７６６、電気ヒータ７６８、熱交換器７８６、７６７を含む。

【0420】

図２０ｂ）は、温水がタンクの上部に加えられ、それにより、タンクの上方部分を加熱する、充電相中の外部加熱モジュール７９５の動作を示す。動作中、タンクの底部からの冷たい水は、拡散器７７１”を経由してくみ出され、冷たい流入パイプ７１０”を通って逆方向に、接続パイプ７６４を経由して水ポンプ７６５まで流れる。水ポンプ７６５は、オプションの熱交換器７６７及び電気ヒータ７６８に入る前に、オプションの電子／磁気デスケーラ７６６を通して水を送り出す。オプションの熱交換器は、熱ポンプやボイラーなどの熱源に接続され得る。電気ヒータは、全ての熱を提供する又は予め設定された温度まで熱を補うために使用され得る。温水は、貯湯槽の上部へ接続パイプ７６９及び熱い流出パイプ７７０”を経由してポンプで送り込まれる。この動作モードにおいて、温水は、熱い流出パイプ７７０”内を、温水が貯湯槽からくみ出されるときの方向とは逆方向に、移動することに留意されたい。同様に、冷たい流入パイプ７１０”を通してくみ出された水は、温水が貯湯槽からくみ出されるときの方向とは逆方向に移動する。暖かいパイプ７８２”もポンプに供給し得るが、タンクの底部からくみ出されるとき、石灰のかすのデブリがポンプに入ったり、又はポンプ内のフィルターを遮断したりするリスクがある。それゆえ、冷たい流入パイプ７１０”が使用される。

【0421】

熱の供給は、温水が貯湯槽からくみ出されるのと同時にもたらされ得る。この際、温水の一部はヒータから、及び残りの需要は、熱い流出パイプ７７０”から供給される。
電気素子によって貯湯槽を加熱するとき、特に「硬水」の地域では、石灰のかすが形成されることが一般的である。堆積する石灰のかすの量は、温度と共に増加する。要素上で増す石灰のかすは、要素の動作をより熱くして、永久的に故障させる傾向があるため、構成要素寿命のために石灰のかすの形成を回避／最小限にすることが好ましい。電子デスケーラは、水を送るパイプに電磁場を印加して、形成される石灰のかすの量を減少させ得る。磁気デスケーラは、同様の影響を与え得る。

【0422】

これらのタイプのデスケーラは、一般に、不動産物件への冷水流入パイプに取り付けられる。この位置での取り付けには、いくつか不都合な点がある。デスケーラは、いつでも作動している。加熱される水だけでなく、不動産物件に入る全ての水に使用される。これらのデスケーラが石灰のかすの形成に及ぼす影響は、時間制限がある。冷水が温水タンクに入り、これがすぐには加熱されない場合、影響は限定される。これが、おそらくは、これらの装置の影響が様々な矛盾する結論と共に文献で報告されている理由である。研究後、オプションのデスケーラを電熱体７６８”のすぐ上流に位置付けることによって、処理の最大の影響を確実に発生させることが明らかである。処理は、水が加熱される最低１～２０秒前、及び１０分以下（例えば水が加熱される１～６００秒前、例えば水が加熱される２～６００秒前、例えば水が加熱される１０～６００秒前、例えば水が加熱される２０～６００秒前）に生じる必要がある。電子デスケーラは、ヒータが動作可能であるときに動作する必要があるだけであるため、所要熱量がないとき、所要電力はない。動作時間が限定されているため、より高電力の配置構成を使用することも可能である。このようにしてこれらの電子（又は磁気）デスケーラを取り付けて使用することは、石灰のかすの形成を著しく減少させて、表面にではなく、水中に沈殿物を生み出す傾向がある。これが、そのような水垢を落とす配置構成が「自浄式」貯湯槽と組み合わせて使用される理由であり、石灰のかすの大部分は、大きな粒子ではなく細かい「塵」であり、この細塵は、接続された家庭用温水流出口（例えばシャワー又は温水が出る蛇口／飲み口）を経由して簡単に出され得るためである。電子デスケーラ及び磁気デスケーラはあまり理解されておらず、多様な歴史がある。本発明人により、水へのデスケーラの影響は、いくつかの応用において、時間が制限されることが発見されている。これは、水がデスケーラを通過して、加熱前に、ある期間（数時間から数日）、そのまま残される場合、デスケーラの影響は最小限になることを意味する。同様に、水がデスケーラの通過直後に加熱される場合、影響はまた低下され、これは、処理と加熱との間の時間遅延が好ましいことが理由である。デスケーラは、溶液から微小気泡として溶解ＣＯ_２を出す。水が加熱されて溶解度が低下されるとき、これらの微小気泡の周りに細粒として炭酸カルシウムが水中に形成される結果となり、未処理の水で起こる傾向がある加熱面上には形成されない。表面上での水垢形成はかなり減少され、大部分は細かい懸濁物として生じる。

【0423】

デスケーラの位置は、ほとんどの住宅所有者がこの装置を住宅への冷たい入ってくる水の供給部に取り付けるため、重要である。住宅の所有者がコンビボイラーを有する場合、これは効果的な戦略である。住宅の所有者が貯湯槽を有する場合、遥かに効果が弱くなる。冷水は貯湯槽中へくみ出され、そこに、加熱されるまで数時間の期間留まる。本発明のこの実施形態は、ちょうど加熱されるところの水に対する水垢落とし処理にのみ応用される。水が処理されるのと加熱されるのとの間に最適な最短時間があり、これは、デスケーラの強度及びパイプの直径に関連することが分かっている。これは、好ましくは少なくとも１～１０秒、１０分以下である（例えば水が加熱される１～６００秒前、例えば水が加熱される２～６００秒前、例えば水が加熱される１０～６００秒前、例えば水が加熱される２０～６００秒前）。この位置では、デスケーラには、発熱体上及びその周りでの石灰のかすの形成を減少させるのに最大の影響がある。さらに、このアプローチは、石灰のかすを細かい懸濁物として形成する傾向があるため、自浄概念との組み合わせは、タンクをきれいに保つのに特に効果的であることを意味する。通常の石灰のかすの形成は、表面上に大きく厚い片を生み出し、これは、この除去プロセスにあまり適しておらず、配管内のどこかで問題を引き起こす可能性がある。

【0424】

図２０ｃ）は、タンクの下方セクションにある水を加熱するための充電相中の外部加熱モジュール７９５の動作を示す。動作中、タンクの底部からの冷たい水が、拡散器７７１”を経由してくみ出され、冷たい流入パイプ７１０”を通って、接続パイプ７５９を経由して逆方向に水ポンプ７８４まで流れる。ポンプ７８４は、水を、熱交換器７８６に入る前に、オプションの電子／磁気デスケーラ７８５を通して送り出し、ここでは、天然ガス又は熱ポンプ又は他の何らかの同様の装置によって給電されるボイラーなどの一次熱源からの水によって、水が加熱される。暖かい水は、接続パイプ７８９及び暖かいパイプ７８２”を経由してポンプで貯湯槽の底部へ送り込まれる。この動作モードにおいて、暖かい水は、水がユニットから混合弁へくみ出されるときの方向とは逆方向に移動することに留意されたい。同様に、冷たいパイプ７１０”を通してくみ出される水は、温水がユニットからくみ出されて新鮮な冷水が入るときとは異なる逆方向に移動する。暖かいパイプ７８２”はまた、ポンプに供給するために使用され得るが、タンクの底部からくみ出されるとき、石灰のかすがポンプに入ったり、又はポンプ内のフィルターを遮断したりするリスクがある。それゆえ、冷たいパイプ７１０”が使用される。

【0425】

貯湯槽から温水がくみ出されるのと同時に、熱の供給がもたらされ得る。この形態は、熱ポンプが常に最初に最も冷たい水を加熱するため、高効率を有するモードで熱ポンプ又はボイラーが動作できるようにする。

【0426】

図２０ｄは、放出相中に自浄モードにある外部加熱モジュール７９５を示す。温水が、貯湯槽から、混合弁７９１”からの流出パイプ７９４”を経由してくみ出される。混合弁７９１”は、接続パイプ７９２”を経由して流入パイプ７１０”から、及び混合弁７８１”から供給される流出パイプ７８７”から冷水を供給される。混合弁７９１”は、流出パイプ７８７”内の水が予め設定された温度超になった場合にのみ、冷水をくみ出す。混合弁７８１”は、暖かいパイプ７８２”及び熱い流出パイプ７７０”から供給される。冷水は、パイプ７１０”及び拡散器７７１”を経由して貯湯槽中へ流れる。温水の放出時、混合弁７９１”に供給するためにある程度の冷水がくみ出されている場合でも、常に、この方向に冷水の流れがある必要がある。

【0427】

図２１ｉ）は、図１ａに示される真空断熱蓄熱体１０のネックコネクタ６０に基づく提案した「ネック領域」８００を示す。ネック領域８００は、真空空間８１１によって分離された内側容器上部８４２及び外側容器上部８５２、並びに、ネック管８６２に取り付けられる下方ネックプレート８６３要素を含み、これが次に上方ネックプレート８６１に取り付けられる、ネックコネクタ８６０を含む。内側容器部分８４２は、ネックコネクタ８６０によって外側容器部分８５２に取り付けられる。

【0428】

内側容器上部８４２及び外側容器上部８５２の双方共、通常、半楕円形のヘッドから作製される。これらは、押圧された構成要素であり、ここで、ドーム部の高さは、半径の半分に等しい。これらのタイプのドーム部は圧力容器において広く使用されており、高さを低くすることと厚さを薄くすることとの間で妥協される。

【0429】

この実施形態において、ネック管８６２は、２つの厚みのあるプレート８６１及び８６３に取り付けられ、これが次に、ドーム部８４２及び８５２に溶接される。プレートの厚さは相当とし得るため、大きな応力集中を回避するために大きな隅肉が必要とされるために、プレートを薄いドーム部及びチューブに接合するために、かなりの溶接を必要とし得る。その結果、横方向の負荷が内側容器に作用するときに、依然として、このネックコネクタ８６０における曲げ応力が高い剛構造となる。輸送中、かなりの負荷が生じ得る。

【0430】

上方内側容器８４２と上方外側容器８５２との間の真空は、圧縮されている上方外側容器８５２、及び張力がかかっている上方内側容器８４２に負荷を加える。上方内側容器８４２はまた、いずれの熱質量の重量も支える必要があり、この重量を、ネックを経由して外側容器８５２へ移動させるように働く。

【0431】

図２１ｉｉ）は、改良型のネック形態８００’を示す。上方内側容器は、下方凹状テーパ付きドーム状ネック部分８４３及び上方チューブ状ネック部分８４４を含む内部ネック部分８４０を含み、下方テーパ付きドーム状ネック部分８４３は、内側容器８４２’の凸状肩領域８４２ａに接続される（部分８４３及び８４２ａは一緒に、凸凹ドーム部８４５を形成する）。上方外側容器８５２’は、外側容器８５２’の凸状肩領域８５２ａに接続する凹状テーパ付きドーム状ネック部分８５３を含む外部ネック部分８５０を含む（部分８５３及び８５２ａは一緒に、凸凹ドーム部８５５を形成する）。２つの容器は、修正されたネックプレート８６１’で接合される。凸凹セクションは、スピニング又はプレス加工によって生産され得る。チューブ状ネック部分８４４は、一般に、凹状テーパ付きドーム状ネック部分８４３に溶接され得る別個の部片であり、両部分は同様の材料厚さを有する。チューブ状ネック部分は、同じ部片の一部とし得、例えば、スピニングによって作製され得るが、これは、チューブ状ネック部分の長さ次第で、より複雑なプロセスとなる。同様の材料厚さを有することによって、応力集中を最小限にして、溶接を支援する。凸凹ドーム部の設計は、部分内の応力分布を最適にすることを可能にし、これは、次に、厚さを著しく薄くすることを可能にする。

【0432】

必要とされる材料の点で、このアプローチを使用することは、図２１ｉ）において使用される従来のアプローチと比べて総質量を５０％だけ低下させ得る。さらに、チューブ状ネック部分８４４は、熱が移動する経路をより長くし、それゆえ、熱損失を低下させる。薄い壁、それゆえ断面積の減少と組み合わせて、このアプローチは、総熱損失を４×倍以下だけ低下させる。

【0433】

図２１ｉｉｉ）は、ネック形態８００”のさらなる実施形態を示す。これは、８００’と同様であるが、上方外側容器は上方チューブ状ネック部分８７０を含む。これにより、内部ネック部分８４０’のチューブ状ネック部分８４４’を長くする。２つの容器は、修正されたネックプレート８６１”で接合される。チューブ状セクション８７０によって設けられた延長部は、さらに長い伝導経路を生み出すため、８００’によってもたらされたものを越えて熱損失を低下させる。

【0434】

図２２は改良型のネック形態８００’を示す。部分８４３及び８４２ａによって形成された凸凹ドーム部８４５は、概して、複合曲線によって説明されるが、その最も単純な形において、凸セクション及び凹セクションで作製されるとみなされ得、これは、接線で交差する。部分８４３及び８４２ａによって形成される凸凹ドーム部の鉛直高さは、Ａ１である。幅はＢ１である。凸セクションと凹セクションとの間に生じる反転（ｉｎｆｌｅｃｔｉｏｎ）の箇所は、Ｉ１が付され、位置（Ｃ１、Ｄ１）によって位置付けられる。このパラメータ化（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１＆Ｄ１）は、高さ対直径、並びに重要なことに、形状／プロフィールに対応する軸圧縮（座屈）と一様曲げ（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｂｅｎｄｉｎｇ）との組み合わせの負荷の場合を説明するとき、適切に選択される。負荷が純粋に内部圧力である圧力容器の場合、高さ対直径は、単純な半楕円形のドーム部の場合のように唯一の重要な量であることに留意されたい。

【0435】

一実施形態において、凸セクションと凹セクションにほぼ等しいプロフィールを使用することが好都合とし得る。この場合、設計は、Ａ１／Ｂ１によって制約され、箇所Ｉ１は、Ｃ１／Ｂ１＝０．５及びＤ１／Ａ１＝０．５を選択することによって固定される。高さ及び重量の双方の制約が可能にするのと同じ大きさのＡ１／Ｂ１を有することが好ましい。設計は、理想的には、０．３＜Ａ１／Ｂ１＜１．０を有するが、０．１＜Ａ１／Ｂ１＜１．０に制約されてもよい。

【0436】

実際には、任意の数の複合曲線（例えば楕円形や円形）が、凸セクション及び凹セクションに使用され、且つ制御点としてＩ１を使用して全体的な形状を設定し得る。この場合、設計は、Ｃ１／Ｂ１及びＤ１／Ａ１の値によって制約される。設計は、理想的には、０．２５＜Ｃ１／Ｂ１＜０．７５を有するべきであるが、端部のプロフィールの達成が難しい場合、０．３５＜Ｃ１／Ｂ１＜０．６５に緩和されてもよい。設計はまた、理想的には、０．２５＜Ｄ１／Ａ１＜０．７５を有するべきであるが、端部のプロフィールの達成が難しい場合、０．３５＜Ｄ１／Ａ１＜０．６５に緩和されてもよい。

【0437】

幾何学的形状の検討事項は、凸凹ドーム部８５５にも応用される。
等しいプロフィールの場合、設計は、Ａ２／Ｂ２によって制約され、点Ｉ２は、Ｃ２／Ｂ２＝０．５及びＤ２／Ａ２＝０．５を選択することによって、固定される。凸凹ドーム部８５５及び重量の双方の制約が可能にするのと同じ大きさのＡ２／Ｂ２を有することが好ましい。設計は、理想的には、０．３＜Ａ２／Ｂ２＜１．０を有するべきであるが、０．１＜Ａ２／Ｂ２＜１．０に制約されてもよい。

【0438】

ここでも、実際には、任意の数の複合曲線があり、ここでは、設計は、Ｃ２／Ｂ２及びＤ２／Ａ２の値によって制約される。設計は、理想的には、０．２５＜Ｃ２／Ｂ２＜０．７５を有するべきであるが、０．３５＜Ｃ２／Ｂ２＜０．６５に緩和されてもよい。設計はまた、理想的には、０．２５＜Ｄ２／Ａ２＜０．７５を有するべきであるが、０．３５＜Ｄ２／Ａ２＜０．６５に緩和されてもよい。

【0439】

図２３は、図２２ｉｉ）のネック領域８００’に基づくネック領域８００”’を容器のベースに備える逆さの位置にある、図１７の蓄熱体５００に基づく、実施形態の真空断熱蓄熱体８９０を示す。内側容器は、凸状肩領域８４２ａ”に取り付けられた、上方凹状テーパ付きドーム状ネック部分８４３”及び下方チューブ状ネック部分８４４”を含む内部ネック部分８４０”を含む。下方外側容器は凸凹ドーム部８５５”を含む。２つの容器は、修正されたネックプレート８６１”’において接合される。水は、流入パイプ８８２を通って流入し、流出パイプ８８１を通って流出する。内膜８８０が物理的に追加されて、熱質量を貯蔵する室の部分からネック領域を分離し、それにより、ネック領域への伝導経路長を最大にする。パイプ８８１及び８８２はこの内膜に溶接される。内膜８８０及びチューブ状ネック部分８４４”は、熱が熱質量から移動しそれゆえ熱損失を低下させるための、より長い経路を作り出す。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4a)】

【図4b)】

【図5i】

【図5ii】

【図5iii】

【図5iv】

【図5v】

【図5vi】

【図5vii】

【図5viii】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13a】

【図13b】

【図14】

【図15a】

【図15b】

【図15c】

【図15d】

【図15e】

【図16a】

【図16b】

【図17】

【図18a】

【図18b】

【図18c】

【図19a】

【図19b】

【図20a】

【図20b】

【図20c】

【図20d】

【図21】

【図22】

【図23】

【国際調査報告】