CN103542752B - 化学蓄热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能抑制化学蓄热材料的凝聚、固化,能高效地加热再生化学蓄热材料的化学蓄热装置。在化学蓄热装置(1)中设有收纳化学蓄热材料(A)的蓄热材料收纳部(3),在蓄热材料收纳部(3)的内部至少设有一个用于加热化学蓄热材料(A)的导热部(40)。并且,利用驱动部(5)使蓄热材料收纳部(3)旋转来搅拌化学蓄热材料(A)。在蓄热材料收纳部(3)的内部设有导热部(40),由此能高效地加热化学蓄热材料(A)。另外,能通过使蓄热材料收纳部(3)旋转来高效地搅拌化学蓄热材料(A),抑制化学蓄热材料的凝聚、固化。

Description

化学蓄热装置
技术领域
本发明涉及化学蓄热装置,涉及能在车辆(特别是电动汽车)、 建筑构造物、屋外等使用的化学蓄热装置。
背景技术
已知近年来用化学蓄热装置对车辆、建筑构造物、屋外等供暖。 例如,在不安装发动机而利用电动机行驶的电动汽车(EV)中, 与发动机驱动式的车辆不同,无法将发动机冷却水的放热用作供暖 热。作为能在这种情况下使用的供暖装置,例如专利文献1、2公开 了利用化学蓄热的装置(化学蓄热装置)。化学蓄热材料与反应介 质进行反应,产生热并且生成反应生成物。该反应是可逆反应,因 此化学蓄热材料可以再生。具体地说,如果反应介质是水,则对反 应生成物加热使其发生脱水反应就能再生化学蓄热材料。以下,根 据需要,将加热反应生成物而再生化学蓄热材料的过程称为“加热 再生化学蓄热材料”。另外,将使化学蓄热材料与反应介质反应而 产生热并且生成反应生成物的过程称为“使化学蓄热材料发热”。
在专利文献1介绍的技术中,在使反应介质与化学蓄热材料反 应的蓄热材料收纳部的外部配设有电加热器,由此对收纳于反应部 的反应生成物加热。根据该技术,能加热再生化学蓄热材料,但另 一面,由于对蓄热材料收纳部整体进行加热,化学蓄热材料的加热 再生效率变差。即,在专利文献1介绍的化学蓄热装置中,通过对 加热器加热来间接加热与加热器接合的反应部。然后进一步间接地 加热反应部内的反应生成物。因此,在该化学蓄热装置中,加热再 生化学蓄热材料时的导热损失大,存在加热再生化学蓄热材料时的热效率变差的问题。
在专利文献2介绍的技术中,制作加固化学蓄热材料的单元, 在该单元的内部设置流路,使高温的流体在该流路中流通,由此对 反应生成物进行加热。可以认为,如果采用该技术,在蓄热材料收 纳部的内部设置热传导路径(例如在利用流体来加热化学蓄热材料的情况下是流体的流路,以下在没有特别说明的情况下称为导热 部)来直接加热再生化学蓄热材料,就能减少加热再生化学蓄热材 料时的导热损失(即能高效地加热再生化学蓄热材料),进而能提 高化学蓄热材料的加热再生效率。
然而,如果为了将热传导到蓄热材料收纳部的内部而在蓄热材 料收纳部的内部设置多个导热部,则化学蓄热材料会进入相邻的导 热部彼此之间。化学蓄热材料在与反应介质反应时(即发热时)会 膨胀,因此此时进入导热部间的化学蓄热材料有可能被压缩而在导 热部间凝聚和固化。热难以传导到凝聚、固化的化学蓄热材料的中 心部,或者反应介质难以与其接触。因此,固化的化学蓄热材料的 中心部难以参与发热→加热再生的循环,结果是化学蓄热材料的反 应率、反应速度可能会降低。即,为了提高化学蓄热材料的加热再 生效率而将多个导热部设于蓄热材料收纳部的内部,实际上有可能 使化学蓄热材料的发热效率和化学蓄热材料的加热再生效率恶化。
另外,当固化的化学蓄热材料堵在导热部间时,在长时间使用 后更换收纳部的化学蓄热材料的情况下,有时更换作业也会变繁 杂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开平11-182968号公报
专利文献2:特开2010-216772号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,由专利文献1、2列举的现有化学蓄热装置中,使化 学蓄热材料加热再生的机制不足,难以充分提高化学蓄热材料的加 热再生效率和化学蓄热材料的发热效率。具体地说,无法抑制化学 蓄热材料的凝聚、固化而高效地加热再生化学蓄热材料。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的,目的在于提供抑制化学 蓄热材料的发热降低和抑制化学蓄热材料的加热再生的反应率及 反应速度的降低的化学蓄热装置。
用于解决问题的方案
解决上述问题的本发明的化学蓄热装置具有:蓄热材料收纳 部,其收纳通过与反应介质进行可逆化学反应来产生热和反应生成 物的化学蓄热材料;驱动部,其使上述蓄热材料收纳部进行旋转驱 动;以及热交换部,其至少具有一个在上述蓄热材料收纳部的内部延伸的导热部,将上述蓄热材料收纳部的内外以热方式相连,筒状 的上述导热部与在上述蓄热材料收纳部中流动的上述化学蓄热材 料接触,利用上述蓄热材料收纳部的旋转来搅拌上述化学蓄热材 料,在流过上述导热部的热交换流体与上述化学蓄热材料之间进行 热交换,使通过上述导热部的热交换流体的温度变化。
通过在蓄热材料收纳部的内部配置导热部,能在蓄热材料收纳部的内外高效进行热传导。例如在加热再生化学蓄热材料的情况下,利用热交换部将存在于蓄热材料收纳部的外部的温热源(例如发动机等)与蓄热材料收纳部的内部以热方式相连。并且,能使热交换流体(例如排放气体等)在热交换部中流通而使收纳在蓄热材料收纳部的内部的化学蓄热材料(更具体地说是化学蓄热材料与反应介质的反应生成物)和热交换流体进行热交换。此时反应生成物被相对地加热、再生而变成化学蓄热材料。另外,例如在通过化学蓄热材料与反应介质的反应而产生了热的情况下,通过热交换部将存在于蓄热材料收纳部的外部的冷热源(例如寒冷时的电池、启动时的发动机、车厢内等)与蓄热材料收纳部的内部以热方式相连。然后使热交换流体(例如发动机冷却水等)在热交换部中流通,由此能使收纳在蓄热材料收纳部的内部的反应生成物(有时除了反应生成物以外还有残留于蓄热材料收纳部的化学蓄热材料和反应介质)与热交换流体进行热交换。此时能利用在蓄热材料收纳部的内部产生的热来加热上述冷热源。另外,此时反应生成物被相对地冷却。构成热交换部的一部分的导热部在蓄热材料收纳部的内部延伸,因此能使化学蓄热材料(反应生成物)与热交换流体高效地进行热交换。
另外,在本发明的化学蓄热装置中,在蓄热材料收纳部的内部 存在导热部,因此化学蓄热材料和/或反应生成物会进入导热部与 蓄热材料收纳部的内壁的间隙中。在导热部为多个的情况下,化学 蓄热材料和/或反应生成物会进入导热部之间。但是,通过蓄热材料收纳部的旋转来搅拌而拆散收纳于蓄热材料收纳部的化学蓄热 材料。因此能抑制化学蓄热材料的凝聚、固化。另外,也能使进入 导热部间的化学蓄热材料流动而移动到外部。因此,根据本发明的 化学蓄热装置,能利用导热部将热高效地传导到化学蓄热材料,并 且,能通过蓄热材料收纳部的旋转来抑制化学蓄热材料的凝聚、固 化。换言之,根据本发明的化学蓄热装置,能抑制化学蓄热材料的 凝聚、固化而高效地加热再生化学蓄热材料。
优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。即,
·上述反应介质是水,
上述化学蓄热装置具备:
腔,其在真空状态下收纳上述蓄热材料收纳部;
孔部,其形成于上述蓄热材料收纳部,在使上述化学蓄热材料 与上述反应介质进行化学反应而发热时和对上述反应生成物加热 而使上述反应介质从上述反应生成物脱离并且使上述化学蓄热材 料再生时,水蒸气通过上述孔部;以及
水收纳部,其与上述腔内连通,在上述蓄热材料收纳部内的上 述反应生成物被加热再生时,从上述反应生成物脱离的水蒸气凝结 而积存于上述水收纳部。
在这种情况下,能根据需要以比较简单的结构来构成能使反应 介质(水)出入蓄热材料收纳部的化学蓄热装置,能降低化学蓄热 装置的制造成本。
另外,优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。 即,
·在使上述导热部升温的情况下,从上述水收纳部通过上述孔 部将上述水蒸气提供给上述蓄热材料收纳部,使上述化学蓄热材料 与作为上述反应介质的上述水蒸气反应而发热,由此使通过上述导 热部的上述热交换流体升温。
在这种情况下,能以比较简单的结构来构成能高效地进行化学 蓄热材料与导热部的热交换的化学蓄热装置,能降低化学蓄热装置 的制造成本。
另外,优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。 即,
·多个上述导热部以相互分离且平行的状态设置,贯通上述蓄 热材料收纳部。
在这种情况下,通过设置导热部,能使收纳于蓄热材料收纳部 的化学蓄热材料和/或反应生成物与导热部高效地进行热交换。另 外,通过将导热部相互平行设置,能更高效地进行化学蓄热材料与 导热部的热交换。即,在多个导热部没有相互平行配置的情况下, 导热部间的距离不固定。因此,在蓄热材料收纳部内会产生化学蓄 热材料容易通过导热部彼此的间隙的部分和难以通过的部分。换言 之,在这种情况下,蓄热材料收纳部内的化学蓄热材料的移动速度 不均匀。根据如上述那样构成的本发明的化学蓄热装置,通过将多 个导热部以相互平行的方式配置,能使蓄热材料收纳部内的化学蓄 热材料的移动速度大致均匀。因此,能更高效地进行化学蓄热材料 与导热部的热交换。此外,在此所说的“平行”是包括“大致平行” 的概念。例如相邻的导热部彼此所成的角为180°±5°的程度即 可。
另外,优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。 即,
·上述蓄热材料收纳部在外周具备第1传递部,
上述驱动部具备对上述第1传递部进行旋转驱动的第2传递部,
上述驱动部利用上述第2传递部对上述第1传递部传递动力,由 此使上述蓄热材料收纳部旋转。
在这种情况下,能以比较简单的结构来构成能使蓄热材料收纳 部可靠性高地进行旋转的化学蓄热装置,能降低化学蓄热装置的制 造成本。
另外,优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。 即,
·相邻的上述导热部彼此的距离为上述化学蓄热材料的体积平 均粒径的5~10倍。
在这种情况下,能在导热部彼此之间确保宽阔的化学蓄热材料 能移动的空间。因此,能进一步抑制导热部彼此之间的化学蓄热材 料的凝聚、固化。
另外,优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。 即,
·上述蓄热材料收纳部为旋转轴朝向水平方向并且在水平方向 上延伸的圆筒状,被上述驱动部驱动,以上述旋转轴为中心而旋转, 由此搅拌上述化学蓄热材料。
在这种情况下,只要使蓄热材料收纳部旋转,就能将收纳于蓄 热材料收纳部的化学蓄热材料在上下方向上大致均匀地搅拌。因 此,能进一步抑制上述化学蓄热材料的凝聚、固化。此外,在此所 说的“水平方向”是包括“大致水平方向”的概念,包括相对于水 平倾斜±5°的程度的情况。
另外,优选本发明的化学蓄热装置具备以下示出的构成要素。 即,
·在设上述蓄热材料收纳部的深度为100%时,上述蓄热材料 收纳部中的上述化学蓄热材料的收纳深度为40~60%。
在这种情况下,能在蓄热材料收纳部的内部确保化学蓄热材料 能移动的空间。因此,能随着蓄热材料收纳部的旋转而高效地搅拌 化学蓄热材料。
发明效果
在本发明的化学蓄热装置中,通过使蓄热材料收纳部旋转来搅 拌收纳在蓄热材料收纳部内的化学蓄热材料。因此,能抑制化学蓄 热材料的凝聚、固化,能提高化学蓄热材料与反应介质的接触频度, 并且能提高化学蓄热材料和反应介质的反应生成物与热交换部的 接触频度。由此,根据本发明的化学蓄热装置,能抑制化学蓄热材 料的发热的降低和加热再生的反应率和反应速度的降低。
附图说明
图1涉及实施方式1,是示意性地表示将化学蓄热装置在蓄热材 料收纳部的轴方向上切断的样子的截面图。
图2涉及实施方式1,是示意性地表示将化学蓄热装置在蓄热材 料收纳部的直径方向上切断的样子的截面图。
图3涉及化学蓄热装置中的导热部的其它排列方式,是示意性 地表示将化学蓄热装置在蓄热材料收纳部的直径方向上切断的样 子的截面图。
图4涉及实施方式1,是示意性地表示将化学蓄热装置配设于汽 车的样子的说明图。
图5涉及实施方式1,是示意性地表示将化学蓄热装置配设于汽 车的样子的说明图。
图6涉及实施方式2,是示意性地表示将化学蓄热装置在蓄热材 料收纳部的直径方向上切断的样子的截面图。
图7涉及实施方式3,是示意性地表示将化学蓄热装置在蓄热材 料收纳部的直径方向上切断的样子的截面图。
图8涉及实施方式4,是示意性地表示将化学蓄热装置在蓄热材 料收纳部的直径方向上切断的样子的截面图。
附图标记说明
1 化学蓄热装置
2 腔
3 蓄热材料收纳部
4 热交换部
5 驱动部
32 第1传递部
35 水收纳部(反应介质收纳部)
36 连通路
37 阀部(流量限制部)
38 水收纳部
40 导热部
41 导入部
42 导出部
51 第2传递部
52 电动机
53 旋转辅助部
90 发动机
91 排放气体流路
92a~92d 阀
A 第1区域
B 第2区域
H 蓄热材料收纳部整体的高度
H1 搅拌区域的高度
L 通过位于最上侧的导热部的最上侧的点的线
W 相邻的导热部彼此的距离
θ 直线L相对于水平线的倾斜
X 填充有化学蓄热材料A的区域
Y 没有填充化学蓄热材料A的区域
具体实施方式
在本发明的化学蓄热装置中,在供暖等发热时,收纳于蓄热材 料收纳部的化学蓄热材料与反应介质可逆地进行反应,发生发热反 应。此时,化学蓄热材料与反应介质进行反应而变成反应生成物。 在蓄热材料收纳部中产生的热能传导至热交换部,与车厢内、建筑 物的室内等的空气、车载用的电池等冷热源进行热交换。即,此时 通过化学蓄热材料与反应介质的反应而产生的热能用于供暖热或 者除此以外的加热用途。在蓄热材料收纳部中产生的热能通过热交 换部直接传导到车厢内等,或者用鼓风机等流体输送器使与热交换 部进一步进行热交换后的流体(例如空调用的空气)在车厢内等流 通,能直接或者间接地与冷热源进行热交换。
在本发明的化学蓄热装置中,也可以设置用于限制流入蓄热材 料收纳部(和/或从蓄热材料收纳部流出)的反应介质的流量的流 量限制部。具体优选在收纳反应介质的介质收纳部与蓄热材料收纳 部之间用反应介质能流通的连通路相连,在连通路中配设流量限制 部。作为流量限制部,能举出阀部、可变孔板、泵等。作为阀部, 能列举开闭式的开闭阀、流量可变阀。如果在介质收纳部的压力比 蓄热材料收纳部压力高时开放流量限制部,则反应介质由于压力差 而通过连通路和流量限制部从介质收纳部流向蓄热材料收纳部,与 化学蓄热材料反应而生成反应生成物并且产生反应热。
在化学蓄热材料的加热再生时(蓄热时),利用热交换部对存 在于蓄热材料收纳部的外部的温热源与蓄热材料收纳部的内部进 行热传导,从而加热收纳在蓄热材料收纳部的反应生成物。在本发 明的化学蓄热装置中,温热源没有特别限定,例如在汽车中能使用 排放气体。在这种情况下,将排放气体流路的一部分用作热交换部 即可。另外,也能再将排放气体流路的一部分用作导热部。即,也 可以将排放气体流路的一部分延伸到蓄热材料收纳部的内部,利用 在该流路中流通的排放气体来加热蓄热材料收纳部内部的反应生成物。这样,在化学蓄热材料的加热再生时,能通过导热部(更具 体地说是流过导热部的热交换流体)将来自某个温热源的热传导到 反应生成物(与反应生成物进行热交换),由此加热反应生成物。 然后能从反应生成物分离反应介质,使反应生成物再生为化学蓄热 材料,再次用于供暖。
此时,反应介质从反应生成物分离,因此蓄热材料收纳部内部 的压力逐渐增加。然后,如果在蓄热材料收纳部内部的压力比介质 收纳部内部的压力高时开放流量限制部,则蓄热材料收纳部的反应 介质由于压力差而通过连通路和流量限制部流向介质收纳部而收 纳于介质收纳部。在化学蓄热材料的加热再生结束后,隔断以热方 式相连的导热部与温热源的热即可。
化学蓄热材料和反应介质相互可逆地进行反应来产生反应热。 如果加热化学蓄热材料反应后的反应生成物,就能可逆地分离化学 蓄热材料与反应介质。作为这种化学蓄热材料,能举出碱土类金属 (二价金属)的化合物。作为碱土类金属,能举出钙(Ca)、镁(Mg)、 钡(Ba)。作为化合物,能举出氢氧化物、氧化物、硫酸盐、硝酸 盐、氯化物等。
根据下述(I)~(V)列举的反应式,作为化学蓄热材料A, 能举出氧化钙(CaO)、硫酸钙(CaSO4)、氧化镁(MgO)、氧化钡 (BaO)。作为反应介质,如果考虑价格、易处理性等,能举出液 相状、气相状或者气液共存状态的水。以下,将这些水都称为水。 作为反应生成物,列举氢氧化钙(Ca(OH)2)、硫酸钙1/2水合物 (CaSO4·1/2H2O)、硫酸钙2水合物(CaSO4·2H2O)、氢氧化镁(Mg (OH)2)、氢氧化钡(Ba(OH)2)。
(I)CaO+H2O←→Ca(OH)2
(II)CaSO4+1/2H2O←→CaSO4·1/2H2O
(III)CaSO4+2H2O←→CaSO4·2H2O
(IV)MgO+H2O←→Mg(OH)2
(V)BaO+H2O←→Ba(OH)2
如上述反应式所示,氧化钙(CaO)、硫酸钙(CaSO4)、氧化 镁(MgO)、氧化钡(BaO)与水(H2O)可逆地进行反应而产生热。 作为反应生成物的氢氧化钙(Ca(OH)2)、硫酸钙1/2水合物 (CaSO4·1/2H2O)、硫酸钙2水合物(CaSO4·2H2O)、氢氧化镁(Mg (OH)2)、氢氧化钡(Ba(OH)2)在再生处理中被加热时,从反 应生成物分离水(H2O),并且可逆地再生原来的起始材料即氧化 钙(CaO)、硫酸钙(CaSO4)、氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)。
实施方式1
以下举出具体例来说明本发明的化学蓄热装置1。如图1、2所 示,为了方便,将本发明的化学蓄热装置1的6个方向称为上、下、 左、右、前、后。此外,后述竖直方向是竖直线的方向(重力的方 向,与水平面垂直的方向),水平方向是与地球的重力以直角相交 的方向。在实施方式中,竖直方向是指各图中的上下方向,水平方 向是指沿前后左右方向的处于平面上的直线的方向。此外,后述实 施方式2以后的上、下、左、右、前、后也是与图1、2示出的6个方 向相同的方向。
化学蓄热装置
图1、2是实施方式1的化学蓄热装置1的概念图。具体地说,图 1是示意性地表示将实施方式1的化学蓄热装置1用在水平方向(后 述蓄热材料收纳部的旋转轴方向)上延伸的平面切断的样子的截面 图。图2是示意性地表示将实施方式1的化学蓄热装置1中的蓄热材料收纳部和驱动部用在竖直方向(后述蓄热材料收纳部的直径方 向)上延伸的平面切断的样子的截面图。
化学蓄热装置1具有腔2、蓄热材料收纳部3、热交换部4、驱动 部5、水收纳部38(反应介质收纳部)、连通路36和阀部37(流量限 制部)。该化学蓄热装置1例如能用于车载、家庭、业务,实施方式 1的化学蓄热装置1安装于车辆。
腔2是真空室(低压室),收纳蓄热材料收纳部3、热交换部4的 一部分、驱动部5的一部分和连通路36的一部分。
蓄热材料收纳部3是收纳与反应介质(水)可逆地进行反应而 产生热的粒状或者粉末状的化学蓄热材料A(氧化钙,CaO)的有 底筒状的容器,为大致圆筒状。蓄热材料收纳部3具有构成有底圆 筒的周壁的筒部30、构成有底圆筒的底的盖部以及露出到筒部30 的表面的第1传递部32。化学蓄热材料A的颗粒尺寸考虑反应性、反 应介质的通过性、成本等来设定。蓄热材料收纳部的材料、大小没 有特别要求,优选由热传导性良好的材料(例如铝合金、铜合金、 碳钢、合金钢等金属、热传导性良好的陶瓷)形成。根据上述(I) 式,氧化钙(CaO)与作为反应介质的水(H2O)反应,作为反应 生成物形成氢氧化钙(Ca(OH)2)。在这种情况下,产生反应热, 蓄热材料收纳部3升温。
如图1所示,筒部30的轴方向的两端部分别形成向筒部30的直 径方向内侧以大致环状突出的第1缘部33。第1缘部33的内径比后述 盖部31的外径小。如图1、2所示,在筒部30贯通形成有多个孔部34。 孔部34沿着筒部30的周方向和筒部30的长尺寸方向(后述蓄热材料 收纳部3的旋转轴方向)分散配置。孔部34的孔径为化学蓄热材料A 的体积平均粒径的7%(设化学蓄热材料A的平均粒径为100%)的 程度。此外,化学蓄热材料A的体积平均粒径是指未与水(反应介 质)反应的状态下的化学蓄热材料A的体积平均粒径。另外,体积 平均粒径是指采用激光衍射、散射法得到的体积平均粒径。第1传 递部32包括5个齿轮(32a,32b,32c,32d,32f)。各齿轮与筒部 30同轴配置,与筒部30的外周为一体。另外,各齿轮沿着筒部30 的轴方向排列。各齿轮为大致相同形状,各齿轮的齿列整齐排列。 即各齿轮同步旋转。
盖部31为大致圆板状,分别装配于筒部30的两端部。在盖部31 中按与导热部40对应的个数形成与后述导热部40的外径对应的孔 径的贯通孔31a。每个该贯通孔31a中各插入有一个后述的导热部 40。盖部31的周缘部形成向蓄热材料收纳部3的轴方向的内侧以短筒状突出的第2缘部35。即,盖部31整体上为有底的大致单筒状。 第2缘部35的外周面35a面向筒部30的内周面30a。第1缘部33在轴方 向配置得比盖部31靠前侧,卡紧于盖部31的板面。由第1缘部33和 第2缘部35覆盖筒部30的一部分和盖部31的一部分。此外,筒部30 和盖部31仅由第1缘部33和第2缘部35卡紧,不相互固定。因此筒部 30能沿着盖部31的周方向相对旋转。
热交换部4具备:筒状的至少一个(在实施方式1中,为呈直管 状的14根)导热部40;导入部41和导出部42,其为筒状,在导热部 40的两端部覆盖导热部40的端部;以及热交换流体,其从导热部40 的导入部41向导出部42流通,与配设在导热部40的周围的化学蓄热材料A进行热交换。
导热部40是铜制成的,导入部41和导出部42是不锈钢制成的。 在本发明的化学蓄热装置1中,导热部40和导入部41、导出部42的 材料没有特别限定,由于导热部40需要与收纳在蓄热材料收纳部3 内部的化学蓄热材料A进行热交换,因此优选使用热传导性良好的材料(例如铝合金、铜合金、碳钢、合金钢等金属)。导入部41、 导出部42的材料也可以使用与导热部40相同的材料,但如果考虑到 热损失,则优选使用热传导性比导热部40低的材料(例如不锈钢 等)。各导热部40大致平行配置。
如图1、2所示,希望相邻的导热部40彼此的距离W为格子状的 均匀距离,约为化学蓄热材料的体积平均粒径的5~10倍。比该距 离近的话,化学蓄热材料A容易堵在导热部40之间,容易固定在那 里。另外,距离远的话热交换的效率会降低。此外,如果考虑抑制 化学蓄热材料A的堵塞,则优选相邻的导热部40彼此的距离W为化 学蓄热材料的体积平均粒径的3倍以上,更优选为5倍以上。另一方 面,如果考虑化学蓄热材料A的加热效率,则优选相邻的导热部40 彼此的距离W为化学蓄热材料的体积平均粒径的13倍以下,更优选 为10倍以下。斟酌这些情况,优选相邻的导热部40彼此的距离W为 化学蓄热材料的体积平均粒径的3~13倍的程度,更优选为5~10 倍的程度。
导热部40插入盖部31的贯通孔31a中。因此,导热部40的大部 分与蓄热材料收纳部3一起被收纳在腔2内,而导热部40的轴方向的 2个端部露出到腔2的内部,再延伸到腔2的外部。在腔2的前壁21 和后壁22中按与导热部40对应的个数形成有与导热部40的外径对应的孔径的贯通孔2a。每个该贯通孔2a中各插入有1个导热部40。 因此蓄热材料收纳部3通过导热部40固定于腔2。各导热部40的轴方 向的端部由导入部41和导出部42覆盖。
导入部41、导出部42在发热时(热利用时,冷却时)通过阀92a~ 92c与发动机90和车辆用的加热器芯93中流通的冷却剂流路95连 接,在加热再生时与从发动机90到外界的排放气体流路91连接。此 外,车辆用的加热器芯93(图4、5所示)是配置在车辆的仪表板背面侧的热交换器。冷却剂流路95与发动机90、加热器芯93和电池94 连接。
具体地说,在加热再生时即蓄热时,导入部41、导出部42通过 阀92a~92c与从发动机90到外界的排放气体流路91连接(图4)。因 此,排放气体流通到导入部41、导出部42。导入部41位于排放气体 流路的上游侧,导出部42位于排放气体流路的下游侧。经由排放气体流路91流入导入部41的排放气体经由导热部40的端部流入导热 部40内部,通过导热部40内部,通过腔2和蓄热材料收纳部3,经由 导出部42返回到排放气体流路91。导热部40露出到蓄热材料收纳部 3的内部。因此收纳于蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料A的一部分也会进入相邻的导热部40彼此之间。阀92a~92c能采用与流量限制 部(阀部37)同样的阀。利用阀92a连接排放气体流路91和导入部 41,利用阀92c隔断冷却剂流路95和导入部41,并且利用阀92b连接 排放气体流路91和导出部42并且隔断冷却剂流路95和导出部42,由 此使排放气体流通到导入部41而加热化学蓄热材料A。此外,此时 冷却剂流路95内的冷却剂流通到发动机90、加热器芯93和电池94, 不流入热交换部4。
另一方面,在发热时,冷却剂流通到导入部41、导出部42。此 时导入部41位于冷却剂流路95的上游侧,导出部42位于冷却剂流路 95的下游侧。经由冷却剂流路95流入导入部41的冷却剂流入导热部 40,通过腔2和蓄热材料收纳部3,经由导出部42返回到冷却剂流路95。此时,流通到导热部40的冷却剂和蓄热材料收纳部3的内容物 (主要是反应生成物,有时也包括化学蓄热材料A和反应介质)进 行热交换。即,此时冷却剂被加热,并且反应生成物被冷却。此外, 利用阀92c连接冷却剂流路95和导入部41,利用阀92a隔断排放气体 流路91和导入部41,并且利用阀92b连接冷却剂流路95和导出部42 并且隔断排放气体流路91和导出部42,由此使冷却剂流通到导入部 41。此时流入热交换部4并被加热的冷却剂被提供给加热器芯93。 因此在这种情况下能对车厢内供暖。此外,也能利用阀92d将冷却 剂流路95与电池94用的冷却剂流路连接。因此,能在冷启动时等利 用加热了的冷却剂来加热电池94。此外,此时排放气体流路91内的 排放气体向车辆外部流出,不流入热交换部4。
如图1所示,连通路36的一端部与水收纳部38连接。在腔2的上 壁23中形成有与连通路36的外径对应的孔径的贯通孔2b。连通路36 的另一端插入贯通孔2b中,固定于腔2的上壁23。因此水收纳部38 配置成经由连通路36与腔2连接的状态。固定于腔2的上壁23的连通 路36面对蓄热材料收纳部3的筒部30。在连通路36中装配有阀部37, 连通路36能由阀部37开闭。水收纳部38预先收纳有水(反应介质), 而且还收纳在再生时从收纳于蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料A 的反应生成物分离出的水(反应介质)。因此连通路36连通蓄热材料收纳部3和水收纳部38,从而使水在蓄热材料收纳部3和水收纳部 38之间移动。阀部37使连通路36开闭。
如图1、2所示,驱动部5包括第2传递部51、电动机52、旋转辅 助部53。如图1所示,电动机52配置在腔2的外部。电动机52的驱动 轴52a经由形成于腔2的后壁22的贯通孔2c进入腔2的内部。第2传递 部51为与上述第1传递部32的齿轮32a~32f啮合的齿轮状,配置在腔2的内部。旋转辅助部53能以旋转轴53a为中心旋转。在实施方式 1的化学蓄热装置1中,蓄热材料收纳部3载置于第2传递部51和旋转 辅助部53上。第2传递部51由电动机52驱动而旋转。当第2传递部51 旋转时,与第2传递部51啮合的第1传递部32(即齿轮32a~32f)旋转,与第1传递部32一体化的蓄热材料收纳部3的筒部30旋转。因此, 收纳于蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料被搅拌。此外,旋转辅助 部53由于重力而压接于蓄热材料收纳部3。因此旋转辅助部53随蓄 热材料收纳部3的旋转而旋转,并且支撑蓄热材料收纳部3。驱动部 5对筒部30的旋转驱动可以是连续的,也可以是断续的。另外,驱 动部5对筒部30的旋转驱动优选在加热再生时和放热时都进行。这 是为了抑制与反应介质反应而膨胀的化学蓄热材料(即反应生成 物)在导热部40间凝聚、固化。在实施方式中,在车辆的发动机90 或者电动机52启动的期间,蓄热材料收纳部3(更详细地说是蓄热 材料收纳部3的筒部30)被驱动部5驱动而旋转。
化学蓄热装置的动作
发热时
根据本实施方式,水收纳部38、蓄热材料收纳部3和连通路36 的内部基本上为减压气氛。因此,收纳于水收纳部38的水(反应介 质)的一部分或者大部分蒸发而变成水蒸气。在低温时在水收纳部 38中也会收纳大量的水蒸气。
在发热前,收纳于水收纳部38的水一直在蒸发,因此水收纳部 38的内部压力比蓄热材料收纳部3的内部压力高。在该状态下,当 通过控制装置或者手动而开放阀部37时,由于压力差,水收纳部38 的水蒸气(水)经由连通路36和阀部37移动到蓄热材料收纳部3, 与蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料A进行反应。此时产生反应热。 反应热如上所述经由导热部40和冷却剂流路95释放到蓄热材料收 纳部3外部,经由图5所示的车辆用的加热器芯93作为供暖热提供给 车厢内。或者,在冷启动时提供给车辆用的电池94,加热电池94。 此外,此时驱动部5使蓄热材料收纳部3的筒部30旋转,因此收纳于 蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料和反应生成物被搅拌。因此抑制 了化学蓄热材料和反应生成物的凝聚、固化。另外,蓄热材料收纳 部3的内容物(化学蓄热材料、反应生成物、水等)大致均匀地与 导热部40接触。因此这些内容物与导热部40的热交换效率提高。而 且,水和化学蓄热材料被搅拌而大致均匀混合,提高了两者的接触 频度。因此,水遍布全部化学蓄热材料,因此化学蓄热材料与水高 效地进行发热反应。此外,此时利用阀92a~92c大致停止排放气体 向导入部41的流通。
当反应时间继续,收纳于水收纳部38的水蒸气(水)中的大部 分经由连通路36移动到蓄热材料收纳部3时,水收纳部38的内部压 力逐渐降低,水收纳部38的内部压力与蓄热材料收纳部3的内部压 力的压力差降低,并且蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料的大部分 变成反应生成物。于是,反应热降低,供暖能力降低,因此优选使 反应生成物再生。
加热再生时
在使反应生成物再生时,如图4所示,利用阀92a~92c使排放 气体流入导入部41。如图1所示,流入导入部41的排放气体在导热 部40的内部流通。导热部40在蓄热材料收纳部3的内部延伸,因此 收纳于蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料(反应生成物)与在导热 部40中流通的排放气体进行热交换而被加热。于是,水(水蒸气) 从反应生成物分离,化学蓄热材料再生。热交换部4具有在蓄热材 料收纳部3的内部延伸的多个导热部40,利用该导热部40来加热蓄 热材料收纳部3内部的反应生成物。因此与利用热交换部4来加热蓄 热材料收纳部3整体的情况相比能高效地加热反应生成物。另外, 利用驱动部5使蓄热材料收纳部3旋转而一边搅拌一边加热反应生 成物,由此,反应生成物整体被很均匀地加热(或者为加热不均匀 非常少的状态),被高效地加热再生。
另外,此时反应生成物放出水蒸气,因此蓄热材料收纳部3的 内部压力逐渐变高,超过水收纳部38的内部压力。当在该状态下开 放阀部37时,积存于蓄热材料收纳部3的水蒸气(水)由于压力差 而经由连通路36和阀部37移动到水收纳部38,在水收纳部38中被冷却而凝结成液相状的凝结水。这样,水收纳部38能发挥凝结器的功 能。如果使加热再生的化学蓄热材料再次与水反应,则会如上所述 生成反应热并生成反应生成物。因此能反复进行发热→再生的工序。
此外,阀部37的结构没有特别限定。阀部37也可以是开启关闭 的开闭阀。在这种情况下,控制装置可以使阀部37连续地开放,也 可以断续地开放。在断续开放的情况下,只要调整阀部37的开放时 间(开启时间),就能调整从水收纳部38流向蓄热材料收纳部3的每单位时间的水蒸气的流量,因此能调整化学蓄热装置1的供暖能力。 或者,阀部37也可以是能使在连通路36中流通的每单位时间的水蒸 气的流量可变的可变阀。在这种情况下,只要调整流量就能调整从 水收纳部38流向蓄热材料收纳部3的每单位时间的水蒸气的流量,因此能调整化学蓄热装置1的供暖能力。
这样,根据实施方式1的化学蓄热装置1,能抑制化学蓄热材料 的凝聚、固化而高效地加热再生化学蓄热材料。另外,抑制了化学 蓄热材料的凝聚、固化,还可抑制在导热部40间固化的化学蓄热材 料的固体堵塞。因此例如在更换蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料时还能容易地从蓄热材料收纳部3取出化学蓄热材料或者将化学蓄 热材料放入蓄热材料收纳部3。
另外,在实施方式1的化学蓄热装置1中,蓄热材料收纳部3的 旋转轴朝向与竖直方向(上下方向)正交的方向(前后方向,水平 方向)。在蓄热材料收纳部3的旋转轴朝向与竖直方向交叉的方向的 情况下,化学蓄热材料A随着蓄热材料收纳部3的旋转而向上方移动,然后由于自重而向下方移动。因此,在这种情况下,具有能高 效地搅拌化学蓄热材料A的优点。为了进一步提高化学蓄热材料A 的搅拌效率,优选蓄热材料收纳部3的旋转轴朝向水平方向(即与 竖直方向正交的方向)。此外,只要蓄热材料收纳部3的旋转轴与水 平线所成的角(劣角)为45°以内就能得到同样的效果,优选在20 °以内,更优选在10°以内。在蓄热材料收纳部3的旋转轴朝向与 竖直方向交叉的方向的情况下,优选导热部40沿着蓄热材料收纳部 3的旋转轴延伸。这样,上下移动的化学蓄热材料A容易进入导热部 40间,另外,存在于导热部40间的化学蓄热材料A容易向外部移动。 此外,在此所说的“导热部40沿着蓄热材料收纳部3的旋转轴延伸”, 不仅包括导热部40的中心轴与蓄热材料收纳部3的旋转轴平行的情 况,也包括二个轴线以±10°以内的角度交叉的情况。此外,实施 方式1中的蓄热材料收纳部3的旋转轴朝向水平方向(即与竖直方向 正交的方向),导热部40的中心轴与旋转轴平行。
如实施方式1的化学蓄热装置1那样,在蓄热材料收纳部3的旋 转轴朝向与竖直方向交叉的方向,并且导热部40沿着蓄热材料收纳 部3的旋转轴延伸的情况下,在蓄热材料收纳部3的直径方向截面 (即与蓄热材料收纳部3的旋转轴正交的方向的截面)中在竖直方向(图2中的上下方向)和/或水平方向(图2中的左右方向)配置 多个导热部40。在该直径方向截面中,将处于比通过位于最上侧的 导热部40的最上侧的点而在该截面中的水平方向上延伸的线L靠下 侧的位置的区域称为第2区域B。另外,将该直径方向截面中的剩余 的区域,即处于比通过位于最上侧的导热部40的最上侧的点而在该 截面中的水平方向上延伸的线L靠上侧的位置的区域称为第1区域 A。为了随着蓄热材料收纳部3的旋转而高效地搅拌化学蓄热材料 A,优选设置位于第2区域B的上侧的第1区域A。另外,在这种情 况下,在蓄热材料收纳部3的直径方向截面中,设蓄热材料收纳部3 整体的高度H(即蓄热材料收纳部3的竖直方向的高度)为100%时, 如果考虑导热效率则优选化学蓄热材料的填充高度为40%以上。另 外,如果考虑搅拌性则优选60%以下。换言之,优选蓄热材料收纳 部3中的化学蓄热材料A的收纳深度在设蓄热材料收纳部3整体的高 度H为100%时为40%以上60%以下。
此外,如图2所示,在本发明的化学蓄热装置1中,在导热部40 沿着蓄热材料收纳部3的旋转轴延伸,并且在与竖直方向交叉的方 向上直线地整齐排列的情况下,能形成将位于最上侧的多个导热部 40的最上侧的点连结的直线L。在实施方式1中,该直线L在水平方 向上延伸。如果考虑加热再生时导热部40与化学蓄热材料A的热交 换效率,直线L的角度θ存在优选范围。该优选范围如下。
如图2中双点划线所示,当蓄热材料收纳部3旋转时,化学蓄热 材料A向蓄热材料收纳部3的旋转方向(图2中为逆时针)的前侧移 动。即,在蓄热材料收纳部3中,化学蓄热材料A多配置在旋转方向 的前侧。因此优选用于加热再生化学蓄热材料A的导热部40也在蓄热材料收纳部3中多配置于旋转方向的前侧。具体地说,如图3所示, 特别优选以蓄热材料收纳部3的直径方向截面中的直线L从水平方 向向蓄热材料收纳部3的旋转方向的前侧倾斜30°(如图2、3中L1 那样)的方式配置导热部40。此外,只要直线L相对于该水平线的 倾斜θ为30°±10°的范围内都能得到同样的效果。
实施方式1的化学蓄热装置1可以只是载置于车辆,或者也可以 如实施方式那样,使由化学蓄热材料发出的热通过冷却剂流路95 传导到包括加热器芯93等的空调装置而用于供暖。另外,也可以用 于电池94等的加热。例如在混合动力车中,在冬季等电池94的温度低的状态下启动的情况下(即冷启动时),有时不能充分发挥电池 94的充放电性能。利用化学蓄热装置1中产生的热来对电池94加温, 由此在冷启动时也能抑制电池94的充放电性能的降低。此外,在启 动后,随着时间的经过,电池94的温度也会上升。在这种情况下, 只要隔断从热交换部4到电池94的导热路径即可。
在实施方式1中,第1传递部32(齿轮32a~32f)形成于筒部30, 但是第1传递部32的位置不限于此,例如也可以形成于盖部31。另 外,在实施方式1中通过齿轮与齿轮的啮合来使蓄热材料收纳部3 旋转,但是也可以利用其它机构(例如齿条与小齿轮机构、带轮机构等)来使蓄热材料收纳部3旋转。而且也可以利用摩擦接合来传 递驱动力。此外,在如实施方式1那样通过齿轮与齿轮的啮合来传 递驱动力的情况、利用齿条与小齿轮机构、带轮机构等传递驱动力 的情况下,能将驱动部5的驱动力可靠性高地传递到蓄热材料收纳 部3。这是因为在这些情况下,作为驱动部5的一部分的上述第2传 递部51通过按压作为蓄热材料收纳部3的一部分的第1传递部32来 传递驱动部5的驱动力,因此能减少驱动力传递时的能量损失。此 外,在实施方式1的化学蓄热装置1中,能可靠性高地将驱动部5的 驱动力传递到蓄热材料收纳部3,因此只要确认驱动源(电动机52 等)的输出就能确认蓄热材料收纳部3的旋转。因此,也有能省略 蓄热材料收纳部3的旋转确认用的传感器等的优点。
在实施方式1的化学蓄热装置1中,将连通路36的一端与腔2相 连,经由筒部30的孔部34将水(即反应介质)提供到蓄热材料收纳 部3的内部。因此,在蓄热材料收纳部3的筒部30设有作为水的出入 口的孔部34。但是本发明的化学蓄热装置1中的蓄热材料收纳部3的形状不限于此,例如也可以不具有孔部34。在这种情况下,使作 为水的流通路径的连通路36延伸到蓄热材料收纳部3的内部,使水 从连通路36直接流入蓄热材料收纳部3的内部,并且使水从蓄热材 料收纳部3的内部直接向连通路36流出即可。此外,在这种情况下, 如果考虑水与化学蓄热材料A的接触频度,则优选连通路36在蓄热 材料收纳部3的内部沿着蓄热材料收纳部3的旋转轴延伸。另一方 面,为了高效地进行化学蓄热材料A的搅拌,优选连通路36不配置 在蓄热材料收纳部3的内部。因此,斟酌这些情况,优选如实施方 式1那样,将对腔2内提供的水经由设于筒部30的孔部34导入蓄热材 料收纳部3的内部。在这种情况下,在蓄热材料收纳部3的长尺寸方 向遍布地配置孔部34,由此能提高水与化学蓄热材料A的接触频度, 能提高化学蓄热材料A的发热效率。
此外,在实施方式1的化学蓄热装置1中,在蓄热材料收纳部3 (筒部30)中设置作为反应介质即水的出入口的孔部34,例如用金 属制的密的网状物39来覆盖该孔部34。水(水蒸气)能通过网状物 39出入孔部34和蓄热材料收纳部3的内部,化学蓄热材料A向外部的 漏出被网状物39隔断。即,优选网状物39的孔径为水蒸气能通过并 且化学蓄热材料A无法通过的孔径。具体地说,优选为化学蓄热材 料A的体积平均粒径的7%(设化学蓄热材料A的平均粒径为100%) 的程度。因此化学蓄热材料A难以漏出到蓄热材料收纳部3的外部。因此实施方式1的化学蓄热装置1的耐久性良好。此外,优选网状物 39的孔径为化学蓄热材料A的体积平均粒径以下(不足100%),更 优选为0.1~10%。此外,在本实施方式中用网状物39覆盖孔部34, 但是根据孔部34的孔径和化学蓄热材料A的粒径,也可以不设置网 状物39。
在实施方式1中,蓄热材料收纳部3为大致圆形截面的有底筒 状,但是蓄热材料收纳部3的形状不限于此。例如蓄热材料收纳部3 也可以是大致矩形截面。此外,在蓄热材料收纳部3为圆形截面以 外的情况下,也将与蓄热材料收纳部3的旋转轴正交的方向的截面称为蓄热材料收纳部3的直径方向截面。为了高效地搅拌化学蓄热 材料,优选蓄热材料收纳部3为大致圆形截面。在蓄热材料收纳部3 不为大致圆形截面的情况下,优选蓄热材料收纳部3的截面形状为6 边形以上的多边形。另外,在实施方式1中,使蓄热材料收纳部3 的一部分(筒部30)旋转,另一部分(盖部31)不旋转,但是有时 也可以使蓄热材料收纳部3整体旋转。
在实施方式1中,化学蓄热材料A采用了氧化钙(CaO),但是 不限于此,例如也能采用硫酸钙(CaSO4)、氧化镁(MgO)、氧化 钡(BaO)。
在实施方式1中,设有阀部37作为流量限制部,但是除此以外 也可以使用可变孔板、泵。例如,使用流量可变阀作为阀部37,在 供暖时,水收纳部38的水蒸气(水)经由连通路36和阀部37移动到 蓄热材料收纳部3,与蓄热材料收纳部3的化学蓄热材料A反应而生成反应热作为供暖热。此时能通过调整阀部37的流路截面积来调整 供暖输出。而且,优选在再生时使阀部37的流路截面积为最大值。 在这种情况下,能使利用在导热部40中流通的排放气体加热而从反 应生成物脱离的水蒸气从蓄热材料收纳部3迅速地返回水收纳部38。因此促进水蒸气从反应生成物脱离,有助于缩短再生时间。
另外,也能通过检测水收纳部38的内部压力和蓄热材料收纳部 3的内部压力来掌握水蒸气的移动方向,判断是否能供暖。即,水 收纳部38、蓄热材料收纳部3和连通路36的内部基本上为减压气氛。 因此,收纳于水收纳部38的水的一部分或者大部分是水蒸气。可以 认为在供暖前水收纳部38和蓄热材料收纳部3为基本相同的温度。 在这种情况下,在通常的状态下,收纳于减压气氛的水收纳部38 的水的蒸发一直在进行,因此在阀部37关闭的状态下,水收纳部38 的内部压力比蓄热材料收纳部3的内部压力高。在该状态下,如果 阀部37开放,则由于压力差,水收纳部38的水蒸气(水)会经由连 通路36和阀部37移动到蓄热材料收纳部3,与蓄热材料收纳部3的化 学蓄热材料A进行反应。
如果水收纳部38的内部压力比蓄热材料收纳部3的内部压力高 规定值以上,则通过阀部37的开放,能使水收纳部38的水蒸气良好 地移动到蓄热材料收纳部3而与化学蓄热材料A反应,产生反应热作 为供暖热。反之,如果不存在内部压力与内部压力的压力差,即使 阀部37开放,也无法使水收纳部38的水蒸气移动到蓄热材料收纳部 3,基本不会产生供暖热。因此,能通过检测水收纳部38的内部压 力和蓄热材料收纳部3的内部压力来掌握水蒸气的移动方向,判断 化学蓄热装置1是否是能供暖的状态。
另外,水收纳部38的内部温度基本上会对在水收纳部38中生成 的水蒸气量造成影响,能换算为水收纳部38的水蒸气压。蓄热材料 收纳部3的内部温度对在蓄热材料收纳部3中生成的水蒸气量造成 影响,基本上能换算为蓄热材料收纳部3的水蒸气压。即,通过检 测水收纳部38和蓄热材料收纳部3的内部温度,也能推定水收纳部38的内部压力与蓄热材料收纳部3的内部压力的高低和压力差。
实施方式2
图6是实施方式2的化学蓄热装置1的概念图,是示意性地表示 将实施方式2的化学蓄热装置1中的蓄热材料收纳部3和驱动部5用 在竖直方向上延伸的平面切断的样子的截面图。实施方式2的化学 蓄热装置1除了第1传递部32和第2传递部51以外,实际上与实施方 式1的化学蓄热装置1是相同的。
如图6所示,在实施方式2的化学蓄热装置1中,蓄热材料收纳 部3的筒部30为具有多个贯通孔32的网状。第2传递部51为在表面具 有多个突起51a的刷状。第2传递部51的突起51a进入蓄热材料收纳 部3的贯通孔32,突起51a抵接于贯通孔32的内壁。当第2传递部51旋转时,突起51a按压贯通孔32的内壁,因此蓄热材料收纳部3旋转。 即,形成于蓄热材料收纳部3的贯通孔32实际上发挥实施方式2的化 学蓄热装置1中的第1传递部32的功能。此外,突起51a进入贯通孔 32而暂时卡紧于贯通孔32的内壁,当旋转规定角度时脱出到贯通孔32的外部。然后进入下一个贯通孔32。通过这样反复进行,将第2 传递部51的旋转运动传递到蓄热材料收纳部3。根据实施方式2的化 学蓄热装置1,突起51a与贯通孔32暂时卡紧,突起51a按压贯通孔 32的周壁而将第2传递部51的旋转运动传递到贯通孔32即第1传递 部32,因此能可靠性高地将第2传递部51的旋转运动传递到第1传递 部32,能利用驱动部5可靠性高地对蓄热材料收纳部3进行旋转驱 动。
贯通孔32连通蓄热材料收纳部3的内外,因此也作为水(水蒸 气)的流通路径发挥功能。即,该贯通孔32作为第1传递部32发挥 功能,并且也具有与实施方式1的化学蓄热装置1中的孔部34同样的 功能。
根据实施方式2的化学蓄热装置1,能使蓄热材料收纳部3的第1 传递部32和驱动部5的第2传递部51为简单的形状并且可靠性高地 动作,因此具有能有助于降低化学蓄热装置1的制造成本的优点。
实施方式3
图7是实施方式3的化学蓄热装置1的概念图,是示意性地表示 将实施方式3的化学蓄热装置1中的蓄热材料收纳部3和驱动部5用 在竖直方向上延伸的平面切断的样子的截面图。实施方式3的化学 蓄热装置1除了第1传递部32和第2传递部51以外,实际上与实施方 式1的化学蓄热装置1是相同的。
第1传递部32与实施方式1的第1传递部32同样地构成蓄热材料 收纳部3的一部分,与筒部30的外周侧为一体。第1传递部32具有大 致环状的一对基部32g和固定于一对基部32g之间的多个销32h。基 部32g在图7的纸面前侧-后侧方向上分离配置。销32h的轴方向朝向 图7的纸面前侧-后侧方向,销32h在基部32g的周方向即蓄热材料收 纳部3的周方向上排列。
第2传递部51为与实施方式1的第2传递部51同样的齿轮状,与 销32h啮合。即,在实施方式3的化学蓄热装置1中,第2传递部51 与第1传递部32通过销齿轮机构来传递旋转运动。根据实施方式3 的化学蓄热装置1,与实施方式1的化学蓄热装置1同样,能可靠性 高地将第2传递部51的旋转运动传递到第1传递部32,能可靠性高地 对蓄热材料收纳部3进行旋转驱动。
实施方式4
图8是实施方式4的化学蓄热装置1的概念图,是示意性地表示 将实施方式4的化学蓄热装置1中的蓄热材料收纳部3和驱动部5用 在竖直方向上延伸的平面切断的样子的截面图。实施方式4的化学 蓄热装置1除了第1传递部32和第2传递部51以外,实际上与实施方 式1的化学蓄热装置1是相同的。
第1传递部32具有:第1链齿轮32i,其为齿轮状,与蓄热材料 收纳部3中的筒部30的外周侧为一体;以及与第1链齿轮32i啮合的 滚子链32j。第2传递部51为链齿轮状。第2传递部51与第1传递部32 的滚子链32j啮合。具体地说,滚子链32j具有一对链部32k和固定于一对链部32k之间的多个销32l。链部32k在图8的纸面前侧-后侧方向 上分离配置。销32l的轴方向朝向图8的纸面前侧-后侧方向,销32l 在链部32k延伸的方向上排列。第2传递部51与滚子链32j的销32l啮 合。第1链齿轮32i也与滚子链32j的销32l啮合。
第2传递部51和第1链齿轮32i分别与滚子链32j啮合。因此,第2 传递部51的旋转运动经由滚子链32j和第1链齿轮32i传递到蓄热材 料收纳部3。根据实施方式4的化学蓄热装置1,与实施方式1的化学 蓄热装置1同样,能将第2传递部51的旋转运动可靠性高地传递到第 1传递部32,能可靠性高地对蓄热材料收纳部3进行旋转驱动。另外, 第1传递部32包括滚子链32j,因此第2传递部51和蓄热材料收纳部3 的配设位置的自由度变高。
其它
本发明的化学蓄热装置1能用于车辆、建筑构造物、屋外等的 供暖,用于加热化学蓄热装置1以外的一些物品。本发明不限于以 上叙述且用附图示出的实施方式,能在不脱离要旨的范围内适当地 变更而实施。

Claims (7)

1.一种化学蓄热装置,具有:
蓄热材料收纳部,其收纳通过与反应介质进行可逆化学反应来产生热和反应生成物的化学蓄热材料;
驱动部,其对上述蓄热材料收纳部进行旋转驱动;以及
热交换部,其具有至少一个在上述蓄热材料收纳部的内部延伸的导热部,将上述蓄热材料收纳部的内外以热方式相连,
筒状的上述导热部与在上述蓄热材料收纳部中流动的上述化学蓄热材料接触,
利用上述蓄热材料收纳部的旋转来搅拌上述化学蓄热材料,在流过上述导热部的热交换流体与上述化学蓄热材料之间进行热交换,使通过上述导热部的热交换流体的温度变化,
沿着上述蓄热材料收纳部的旋转轴延伸的多个导热部被设置为彼此分离的状态,
通过上述蓄热材料收纳部的旋转,上述化学蓄热材料在相邻的导热部之间穿过,
上述反应介质是水,
上述化学蓄热装置具备:
腔,其在真空状态下收纳上述蓄热材料收纳部;
孔部,其形成于上述蓄热材料收纳部,在使上述化学蓄热材料与上述反应介质进行化学反应而发热时和对上述反应生成物加热而使上述反应介质从上述反应生成物脱离并且使上述化学蓄热材料再生时,水蒸气通过上述孔部;以及
水收纳部,其与上述腔内连通,在上述蓄热材料收纳部内的上述反应生成物被加热再生时,从上述反应生成物脱离的水蒸气凝结而积存于上述水收纳部,
上述导热部将上述蓄热材料收纳部固定于上述腔,
上述多个孔部被设于上述蓄热材料收纳部的筒部,
在上述蓄热材料收纳部的筒部设置有多个孔部,上述多个孔部沿着上述筒部的周方向和长尺寸方向分散配置。
2.根据权利要求1所述的化学蓄热装置,
在使上述导热部升温的情况下,从上述水收纳部通过上述孔部将上述水蒸气提供给上述蓄热材料收纳部,使上述化学蓄热材料与作为上述反应介质的上述水蒸气反应而发热,由此使通过上述导热部的上述热交换流体升温。
3.根据权利要求1或2所述的化学蓄热装置,
多个上述导热部以相互分离且平行的状态设置,贯通上述蓄热材料收纳部。
4.根据权利要求1或2所述的化学蓄热装置,
上述蓄热材料收纳部在外周具备第1传递部,
上述驱动部具备对上述第1传递部进行旋转驱动的第2传递部,
上述驱动部利用上述第2传递部对上述第1传递部传递动力,由此使上述蓄热材料收纳部旋转。
5.根据权利要求1或2所述的化学蓄热装置,
相邻的上述导热部彼此的距离为上述化学蓄热材料的体积平均粒径的5~10倍。
6.根据权利要求1或2所述的化学蓄热装置,
上述蓄热材料收纳部为旋转轴朝向水平方向并且在水平方向上延伸的圆筒状,被上述驱动部驱动,以上述旋转轴为中心而旋转,由此搅拌上述化学蓄热材料。
7.根据权利要求1所述的化学蓄热装置,
在设上述蓄热材料收纳部的深度为100%时,上述蓄热材料收纳部中的上述化学蓄热材料的收纳深度为40~60%。
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