JP2009133590A - 蓄熱装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱交換型蓄熱放熱装置10は、粉体化学蓄熱材12を組織化して成形され流路15を有する多孔質構造体の化学蓄熱材複合物成形体11と、化学蓄熱材複合物成形体11が挿入される蓄熱材収容部25を有する熱交換器本体20を備えて構成されている。熱交換器本体20の隔壁24と化学蓄熱材複合物成形体11との間には、化学蓄熱材複合物成形体11の粉体化学蓄熱材12よりも高密度の無機微粒子42にて構成された接着伝熱層40が設けられている。
【選択図】図1
Description
Ca(OH)2 ⇔ CaO + H2O
Ca(OH)2 + Q → CaO + H2O
CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q
となる。
11 化学蓄熱材複合物成形体(化学蓄熱材成形体)
12 粉体化学蓄熱材(化学蓄熱材)
12A マイクロクラック(微小なクラック)
15 流路
16 セピオライト(粘土鉱物)
20 熱交換構造体(熱交換器本体)
24 隔壁(壁体)
26 流体流路(熱交換媒体流路)
25 蓄熱材収容部
40 伝熱層
42 微粒子(無機微粒子、高密度の化学蓄熱材)
44 硝酸カルシウムの水溶液(接着伝熱層を構成する化学蓄熱材の原料)
45 アルミナゾル(向き微粒子を分散させたもの)
46 接着剤
Claims (32)
- 粉体の化学蓄熱材を成形して成る化学蓄熱材成形体と、
前記化学蓄熱材成形体の表面に接触された壁体と、
前記化学蓄熱材成形体よりも高密度の無機多孔膜を含み、前記化学蓄熱材成形体と前記伝熱壁との隙間を埋める接着伝熱層と、
を備えた蓄熱装置。 - 粉体の化学蓄熱材を成形して成る化学蓄熱材成形体と、
前記化学蓄熱材成形体を収容した蓄熱材収容部と、該蓄熱材収容部内との間が壁体にて仕切られると共に該壁体を介して前記化学蓄熱材成形体と熱交換するための熱交換媒体を流通させる熱交換媒体流通部とを含む熱交換構造体と、
前記化学蓄熱材成形体よりも高密度の無機多孔膜を含み、前記化学蓄熱材成形体と前記伝熱壁との隙間を埋める接着伝熱層と、
を備えた蓄熱装置。 - 前記壁体は、金属材にて構成されている請求項1又は請求項2記載の蓄熱装置。
- 前記接着伝熱層を構成する無機多孔膜は、シリカ又はアルミナの多孔膜である請求項1〜請求項3の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記接着伝熱層は、前記粉体の化学蓄熱材よりも粒子間距離が小さい化学蓄熱材をさらに含む請求項1〜請求項4の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記化学蓄熱材成形体は、前記粉体の化学蓄熱材を分散保持する粘土鉱物を含んで構成されている請求項1〜請求項5の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記粘土鉱物として、層リボン構造を有する粘土鉱物が用いられている請求項6記載の蓄熱装置。
- 前記層リボン構造を有する粘土鉱物として、セピオライト又はパリゴルスカイトが用いられている請求項7記載の蓄熱装置。
- 前記粘土鉱物として、ベントナイトが用いられている請求項6記載の蓄熱装置。
- 前記粘土鉱物は、前記化学蓄熱材の粒子径よりも細い繊維状を成している請求項1〜請求項9の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記化学蓄熱材は、微細なクラックを有する請求項1〜請求項10の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記化学蓄熱材として、脱水反応に伴い吸熱し、水和反応に伴い放熱する水和反応系化学蓄熱材が用いられている請求項1〜請求項11の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記化学蓄熱材として、脱水反応に伴い酸化され、水和反応に伴い水酸化される水和反応系化学蓄熱材が用いられている請求項1〜請求項12の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 前記水和反応系化学蓄熱材は、無機化合物である請求項13記載の蓄熱装置。
- 前記無機化合物は、アルカリ土類金属化合物である請求項14記載の蓄熱装置。
- 前記化学蓄熱材成形体は、前記粉体の水和反応系化学蓄熱材と、前記粘土鉱物としてのセピオライトとを混練して所定の形状に成形したものを、350℃〜500℃の温度で焼成して成る請求項13〜請求項15の何れか1項記載の蓄熱装置。
- 粉体の化学蓄熱材から化学蓄熱材成形体を得る成形工程と、
互いに接触された前記化学蓄熱材成形体と壁体との間に、無機微粒子が分散された接着剤を供給する接着剤供給工程と、
前記接着剤供給工程で前記化学蓄熱材成形体と壁体との間に供給された前記接着剤が固化される温度で焼成を行う焼成工程と、
を含む蓄熱装置の製造方法。 - 粉体の化学蓄熱材を用いて、熱交換構造体の蓄熱材収容部に挿入し得る外形を有する化学蓄熱材成形体を成形する成形工程と、
前記成形工程で成形された化学蓄熱材成形体を、前記熱交換構造体における熱交換媒体流とは壁体によって仕切られた蓄熱材収容部に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程で前記熱交換構造体の蓄熱材収容部に挿入された前記化学蓄熱材成形体と前記壁体との間に、無機微粒子が分散された接着剤を供給する接着剤供給工程と、
前記接着剤供給工程で前記化学蓄熱材成形体と壁体との間に供給された前記接着剤が固化される温度で焼成を行う焼成工程と、
を含む蓄熱装置の製造方法。 - 前記接着剤は、前記無機微粒子が分散されたゾルを含む請求項17又は請求項18記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記接着剤は、前記無機微粒子としてアルミナ又はシリカが分散されたアルミナゾル又はシリカゾルを含む請求項19記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記接着剤は、前記焼成工程で焼成されることで化学蓄熱材に変化される金属塩をさらに含む請求項17〜請求項20の何れか1項記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記成形工程では、前記化学蓄熱材に所定の割合で粘土鉱物を混練した混練物を用いて、前記化学蓄熱材成形体を成形する請求項17〜請求項21の何れか1項記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記粘土鉱物として、層リボン構造を有する粘土鉱物を用いる請求項22記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記層リボン構造を有する粘土鉱物として、セピオライト又はパリゴルスカイトを用いる請求項23記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記粘土鉱物として、ベントナイトを用いる請求項22記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記成形工程では、前記化学蓄熱材の粒子径よりも細い繊維状を成す前記粘土鉱物を用いる請求項22〜請求項25の何れか1項記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記化学蓄熱材として、脱水反応に伴い吸熱し、水和反応に伴い放熱する水和反応系化学蓄熱材が用いられており、
前記成形工程では、水和状態の前記化学蓄熱材を前記粘土鉱物と混練する請求項22〜請求項26の何れか1項記載の蓄熱装置の製造方法。 - 前記化学蓄熱材として、脱水反応に伴い酸化され、水和反応に伴い水酸化される水和反応系化学蓄熱材が用いられており、
前記成形工程では、水酸化物の状態である前記化学蓄熱材を前記粘土鉱物と混練する請求項22〜請求項27の何れか1項記載の蓄熱装置の製造方法。 - 前記水和反応系化学蓄熱材は、無機化合物である請求項28記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記無機化合物は、アルカリ土類金属化合物である請求項29記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記焼成工程では、前記水和系化学蓄熱材が脱水状態とされる温度で前記混練物を焼成する請求項28〜請求項30の何れか1項記載の蓄熱装置の製造方法。
- 前記焼成工程では、前記化学蓄熱材に微細なクラックが形成される温度で焼成する請求項31記載の蓄熱装置の製造方法。
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