JP2015148348A - heat storage reactor and heat storage system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation of laminated structure including heat storage material.SOLUTION: A reactor 20 includes a reactor vessel 22, and heat storage units 30, 32. In each of the heat storage units 30, 32, there are laminated a flow passage part 36 where steam Wb flows, a heat storage constraint part 42 where heat storage material 44 is constrained by a constraint frame 46 and a heat exchanging part 52. Then, the heat storage units 30, 32 are constrained by a constraint part 62. In this case, the heat storage material 44 is constrained by the constraint frame 46 and the constraint part 62. Further, the heat storage material 44 is held and constrained by the flow passage part 36 provided for each of the heat storage units 30, 32 and the heat exchanging part 52. Since expansion of the heat storage material 44 is suppressed by these constraint actions, it is possible to suppress the deformation of the laminated structure including the heat storage material 44.

Description

本発明は、蓄熱反応器及び蓄熱システムに関する。   The present invention relates to a heat storage reactor and a heat storage system.

特許文献1には、反応容器内に設けられた主管部と、反応容器内で主管部の両外側に設けられた支管部と、反応容器内で支管部の両外側に設けられた蓄熱材と、を有する蓄熱反応器が記載されている。特許文献1の蓄熱反応器では、蓄熱材が水和反応で膨張したとき、主管部が膨張を抑制すると共に支管部が水蒸気を通過させる。   Patent Document 1 discloses a main pipe portion provided in a reaction vessel, a branch pipe portion provided on both outer sides of the main pipe portion in the reaction vessel, and a heat storage material provided on both outer sides of the branch pipe portion in the reaction vessel. , A heat storage reactor is described. In the heat storage reactor of Patent Document 1, when the heat storage material expands by a hydration reaction, the main pipe portion suppresses expansion and the branch pipe portion passes water vapor.

特開2012−211713号JP 2012-217713 A

特許文献1の蓄熱反応器では、1つの主管部を2つの蓄熱材で挟んでおり、主管部が蓄熱材の膨張に耐え切れず、蓄熱材を含む積層構造が変形する可能性がある。   In the heat storage reactor of Patent Document 1, one main pipe portion is sandwiched between two heat storage materials, and the main pipe portion cannot withstand the expansion of the heat storage material, and the laminated structure including the heat storage material may be deformed.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、蓄熱材を含む積層構造の変形を抑制することができる蓄熱反応器及び蓄熱システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and an object thereof is to obtain a heat storage reactor and a heat storage system that can suppress deformation of a laminated structure including a heat storage material.

本発明の請求項1に係る蓄熱反応器は、反応媒体が内部に供給される容器と、前記反応媒体が流れる流路部と、前記反応媒体と結合して発熱及び前記反応媒体が脱離して蓄熱する蓄熱材が拘束枠で拘束された蓄熱材拘束部と、前記蓄熱材拘束部の前記流路部側とは反対側に配置され、前記蓄熱材拘束部に対する熱供給及び熱回収の少なくとも一方を行う熱交換部と、が積層され、前記容器内に封入された少なくとも1つの単位ユニットと、少なくとも1つの前記単位ユニットを、前記流路部、前記蓄熱材拘束部、及び前記熱交換部が積層された積層方向で拘束する拘束手段と、を有する。   The heat storage reactor according to claim 1 of the present invention includes a container into which a reaction medium is supplied, a flow path portion through which the reaction medium flows, and heat generation and the reaction medium are desorbed by being coupled to the reaction medium. A heat storage material restraining portion in which a heat storage material to store heat is restrained by a restraining frame, and at least one of heat supply and heat recovery to the heat storage material restraining portion is disposed on the side opposite to the flow path portion side of the heat storage material restraining portion. And at least one unit unit enclosed in the container, and the at least one unit unit is divided into the flow path unit, the heat storage material restraint unit, and the heat exchange unit. And a restraining means for restraining in the stacking direction.

上記構成によれば、蓄熱材が反応媒体と結合して発熱し膨張するとき、積層方向とは交差する交差方向における蓄熱材の膨張は、拘束枠により抑制される。また、積層方向における蓄熱材の膨張は、拘束手段による拘束で抑制される。さらに、単位ユニット毎に流路部と熱交換部が設けられており、蓄熱材は、流路部と熱交換部とで挟まれる。これらの拘束作用により、蓄熱材の膨張が抑制されるので、蓄熱材を含む積層構造の変形を抑制することができる。また、単位ユニット毎に、流路部と熱交換部とで単位ユニットの剛性が維持されるので、拘束手段を熱容量が小さい部材で構成しても、変形を抑制することができる。   According to the said structure, when a thermal storage material couple | bonds with a reaction medium and it heats and expand | swells, expansion | swelling of the thermal storage material in the crossing direction which cross | intersects a lamination direction is suppressed by a restraint frame. Further, the expansion of the heat storage material in the stacking direction is suppressed by restraint by the restraining means. Furthermore, the flow path part and the heat exchange part are provided for each unit, and the heat storage material is sandwiched between the flow path part and the heat exchange part. Since the expansion of the heat storage material is suppressed by these restraining actions, the deformation of the laminated structure including the heat storage material can be suppressed. In addition, since the rigidity of the unit unit is maintained by the flow path unit and the heat exchange unit for each unit unit, deformation can be suppressed even if the restraining means is formed of a member having a small heat capacity.

本発明の請求項2に係る蓄熱反応器は、前記流路部が、前記蓄熱材拘束部の鉛直方向上側に配置されている。   In the heat storage reactor according to claim 2 of the present invention, the flow path portion is arranged on the upper side in the vertical direction of the heat storage material restraining portion.

上記構成によれば、蓄熱材が膨張して一部が紛体化した場合、粉体化した蓄熱材は重力により落下する。ここで、流路部が蓄熱材拘束部の上側に配置されているので、流路部内への蓄熱材の侵入を抑制することができる。   According to the above configuration, when the heat storage material expands and partially powders, the powdered heat storage material falls due to gravity. Here, since the flow path part is disposed on the upper side of the heat storage material restraining part, it is possible to suppress the heat storage material from entering the flow path part.

本発明の請求項3に係る蓄熱反応器は、前記流路部は、前記反応媒体が流れる第1流通方向に沿うと共に該第1流通方向と直交する方向で複数並んだ流路壁部を有する。   In the heat storage reactor according to claim 3 of the present invention, the flow path section includes a plurality of flow path wall sections along the first flow direction in which the reaction medium flows and in a direction orthogonal to the first flow direction. .

上記構成によれば、複数の流路壁部の間は、反応媒体が流れる流路となる。また、蓄熱材が膨張したとき、複数の流路壁部は、膨張する蓄熱材に対して抵抗力を付与する。これらにより、蓄熱材の膨張を抑制すると共に反応媒体の流路を確保することができる。   According to the said structure, it becomes a flow path through which a reaction medium flows between several flow-path wall parts. Moreover, when a thermal storage material expand | swells, a some flow path wall part provides resistance with respect to the thermal storage material which expands. As a result, expansion of the heat storage material can be suppressed and a flow path for the reaction medium can be secured.

本発明の請求項4に係る蓄熱反応器は、前記熱交換部は、熱媒体が流れる第2流通方向に沿うと共に該第2流通方向と直交する方向で複数並んだ伝熱壁を有する。   In the heat storage reactor according to claim 4 of the present invention, the heat exchanging section has a plurality of heat transfer walls along the second flow direction in which the heat medium flows and arranged in a direction perpendicular to the second flow direction.

上記構成によれば、複数の伝熱壁の間は、熱媒体が流れる流路となる。また、蓄熱材が膨張したとき、複数の伝熱壁は、膨張する蓄熱材に対して抵抗力を付与する。これらにより、蓄熱材の膨張を抑制すると共に熱媒体の流路を確保することができる。さらに、複数の伝熱壁により熱媒体の流路の伝熱面積が広がるので、熱交換部での熱交換効率を高めることができる。   According to the said structure, it becomes a flow path through which a heat medium flows between several heat-transfer walls. Moreover, when a thermal storage material expand | swells, a several heat-transfer wall provides resistance with respect to the thermal storage material which expands. As a result, expansion of the heat storage material can be suppressed and a flow path for the heat medium can be secured. Furthermore, since the heat transfer area of the flow path of the heat medium is widened by the plurality of heat transfer walls, the heat exchange efficiency in the heat exchange section can be increased.

本発明の請求項5に係る蓄熱反応器は、前記第1流通方向と前記第2流通方向が平面視で交差する。   In the heat storage reactor according to claim 5 of the present invention, the first flow direction and the second flow direction intersect in plan view.

上記構成によれば、流路壁部と伝熱壁が平面視で交差配置となる。これにより、流路壁部の曲げに弱い方向と、伝熱壁の曲げに弱い方向とが同じ方向にならない。このため、第1流通方向と第2流通方向をそろえた構成に比べて、流路部及び熱交換部の変形を抑制することができる。   According to the said structure, a flow-path wall part and a heat-transfer wall become crossing arrangement | positioning by planar view. Thereby, the direction weak to the bending of a flow-path wall part and the direction weak to the bending of a heat-transfer wall do not become the same direction. For this reason, a deformation | transformation of a flow-path part and a heat exchange part can be suppressed compared with the structure which aligned the 1st distribution direction and the 2nd distribution direction.

本発明の請求項6に係る蓄熱反応器は、前記拘束手段は、前記積層方向で前記単位ユニットの両側に配置された複数の筒部材と、前記複数の筒部材を連結する連結部材とを有する。   In the heat storage reactor according to claim 6 of the present invention, the restraining means has a plurality of cylindrical members disposed on both sides of the unit unit in the stacking direction, and a connecting member that connects the plurality of cylindrical members. .

上記構成によれば、拘束手段として中空の筒部材を用いているので、拘束手段として中実の部材を用いる場合に比べて、熱容量を小さくすることができる。   According to the above configuration, since the hollow cylindrical member is used as the restraining means, the heat capacity can be reduced as compared with the case where a solid member is used as the restraining means.

本発明の請求項7に係る蓄熱反応器は、前記連結部材は、平面視で前記蓄熱材の外側に位置する。   In the heat storage reactor according to claim 7 of the present invention, the connecting member is located outside the heat storage material in plan view.

上記構成によれば、蓄熱材の中に連結部材を設けるものに比べて蓄熱容量の低下が抑制されるので、熱効率の低下を抑制することができる。   According to the said structure, since the fall of a thermal storage capacity is suppressed compared with what provides a connection member in a thermal storage material, the fall of thermal efficiency can be suppressed.

本発明の請求項8に係る蓄熱反応器は、前記複数の筒部材の長手方向が、前記第1流通方向及び前記第2流通方向の少なくとも一方と交差する方向である。   In the heat storage reactor according to claim 8 of the present invention, the longitudinal direction of the plurality of cylindrical members is a direction intersecting at least one of the first flow direction and the second flow direction.

上記構成によれば、流路壁部及び伝熱壁の少なくとも一方に対して、筒部材が平面視で交差配置となる。これにより、流路壁部や伝熱壁の曲げに弱い方向と、筒部材の曲げに弱い方向とが同じ方向にならないので、筒部材の長手方向と第1流通方向及び第2流通方向とをそろえた構成に比べて、流路部及び熱交換部の変形を抑制することができる。   According to the said structure, a cylindrical member becomes crossing arrangement | positioning by planar view with respect to at least one of a flow-path wall part and a heat-transfer wall. As a result, the direction weak to the bending of the flow path wall and the heat transfer wall and the direction weak to the bending of the tubular member are not the same direction, so the longitudinal direction of the tubular member and the first flow direction and the second flow direction are changed. Compared to the aligned configuration, deformation of the flow path portion and the heat exchange portion can be suppressed.

本発明の請求項9に係る蓄熱反応器は、前記容器は、前記単位ユニットが配置された本体部と、該本体部の壁から外側へ向けて延びる筒状の延出部とを有し、前記熱交換部には、前記延出部を延出方向に沿って貫通すると共に内部に熱媒体が流れる配管が接続される。   In the heat storage reactor according to claim 9 of the present invention, the container has a main body part in which the unit unit is disposed, and a cylindrical extension part extending outward from the wall of the main body part, The heat exchange part is connected to a pipe that penetrates the extension part along the extension direction and through which a heat medium flows.

上記構成によれば、配管と延出部が接触する位置は、容器の本体部から離れた位置となる。これにより、配管と本体部が接触する構成に比べて、配管から容器への伝熱量を低減させることができる。   According to the said structure, the position where piping and the extension part contact will be a position away from the main-body part of a container. Thereby, compared with the structure which piping and a main-body part contact, the amount of heat transfer from piping to a container can be reduced.

本発明の請求項10に係る蓄熱反応器は、前記延出部と前記配管とが接触し、且つ前記単位ユニットと前記本体部とが非接触である。   In the heat storage reactor according to claim 10 of the present invention, the extension part and the pipe are in contact with each other, and the unit unit and the main body part are not in contact with each other.

上記構成によれば、延出部と配管との間に断熱層が形成されるので、単位ユニットで生じた熱量が熱の伝達で消費されることが抑制される。これにより、熱効率の低下を抑制することができる。   According to the said structure, since a heat insulation layer is formed between an extension part and piping, it is suppressed that the calorie | heat amount produced by the unit unit is consumed by heat transfer. Thereby, the fall of thermal efficiency can be suppressed.

本発明の請求項11に係る蓄熱反応器は、前記容器の内部には、前記単位ユニットを支持すると共に前記単位ユニットから前記本体部への熱の伝達を抑制する断熱材が設けられている。   In a heat storage reactor according to an eleventh aspect of the present invention, a heat insulating material that supports the unit unit and suppresses heat transfer from the unit unit to the main body is provided inside the container.

上記構成によれば、単位ユニットと本体部との間に断熱材が介在しているので、単位ユニットで生じた熱量が熱の伝達で消費されることが抑制される。これにより、熱効率の低下を抑制することができる。   According to the said structure, since the heat insulating material intervenes between the unit unit and the main-body part, it is suppressed that the calorie | heat amount which arose in the unit unit is consumed by transmission of heat. Thereby, the fall of thermal efficiency can be suppressed.

本発明の請求項12に係る蓄熱システムは、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の蓄熱反応器と、前記容器に気密状態で連通され、液相の媒体を蒸発させて気相の反応媒体を前記容器に供給する蒸発部と、を有する。   A heat storage system according to a twelfth aspect of the present invention is communicated with the heat storage reactor according to any one of the first to eleventh aspects and the container in an airtight state by evaporating a liquid-phase medium. An evaporation section for supplying a phase reaction medium to the container.

上記構成によれば、蓄熱システムにおける蓄熱材を含む積層構造の変形を抑制することができる。   According to the said structure, a deformation | transformation of the laminated structure containing the thermal storage material in a thermal storage system can be suppressed.

本発明は、上記構成としたので、蓄熱材を含む積層構造の変形を抑制することができる。   Since this invention was set as the said structure, it can suppress the deformation | transformation of the laminated structure containing a thermal storage material.

第1実施形態に係る蓄熱システムの概略構成を示す全体図である。1 is an overall view showing a schematic configuration of a heat storage system according to a first embodiment. (A)第1実施形態に係る反応容器の斜視図である。(B)第1実施形態に係る反応容器の平面図である。(A) It is a perspective view of the reaction container which concerns on 1st Embodiment. (B) It is a top view of the reaction container which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る反応器の内部の構成図である。It is an internal block diagram of the reactor which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る延出部の拡大図である。It is an enlarged view of the extension part concerning a 1st embodiment. (A)第1実施形態に係る流路部の平面図である。(B)第1実施形態に係る流路部の部分拡大縦断面図である。(A) It is a top view of the channel part concerning a 1st embodiment. (B) It is a partial expanded longitudinal cross-sectional view of the flow-path part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る蓄熱材拘束部の斜視図である。It is a perspective view of the thermal storage material restraint part concerning a 1st embodiment. (A)第1実施形態に係る熱交換部の斜視図である。(B)第1実施形態に係る熱交換部の部分拡大縦断面図である。(A) It is a perspective view of the heat exchange part which concerns on 1st Embodiment. (B) It is a partial expanded longitudinal cross-sectional view of the heat exchange part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る流路部材と熱媒流路部材との配置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship between the flow-path member and heat-medium flow-path member which concern on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る拘束部の斜視図である。It is a perspective view of the restraint part which concerns on 1st Embodiment. (A)第1実施形態に係る蓄熱システムにおいて水和反応による高温熱媒オイルの加熱状態を示す説明図である。(B)第1実施形態に係る蓄熱システムにおいて高温熱媒オイルによる加熱で脱水反応を行うときの凝縮状態を示す説明図である。(A) It is explanatory drawing which shows the heating state of the high-temperature heat-medium oil by a hydration reaction in the thermal storage system which concerns on 1st Embodiment. (B) It is explanatory drawing which shows a condensation state when performing dehydration reaction by the heating by high temperature heat-medium oil in the thermal storage system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る蓄熱システムにおける蓄熱材の反応平衡線及び水の気液平衡線を温度と平衡圧との関係で示す線図である。It is a diagram which shows the reaction equilibrium line of the thermal storage material in the thermal storage system which concerns on 1st Embodiment, and the vapor-liquid equilibrium line of water by the relationship between temperature and an equilibrium pressure. 第1実施形態に係る反応器内の蓄熱材の膨張状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the expansion state of the thermal storage material in the reactor which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る反応器の内部の構成図である。It is an internal block diagram of the reactor which concerns on 2nd Embodiment.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る蓄熱反応器及び蓄熱システムの一例について説明する。
[First embodiment]
An example of the heat storage reactor and the heat storage system according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1には、第1実施形態の一例としての蓄熱システム10の概略構成が示されている。蓄熱システム10は、蒸発部の一例としての蒸発凝縮器12と、蓄熱反応器の一例としての反応器20と、を有している。蒸発凝縮器12では、反応媒体の一例としての水Wa(HO)の蒸発、凝縮が行われる。反応器20では、後述する蓄熱材44(図6参照)の水和反応又は脱水反応が行われる。さらに、蓄熱システム10は、蒸発凝縮器12及び反応器20に接続され、これらの内部を連通させる水蒸気流路14を有している。なお、本実施形態では一例として、蓄熱システム10を自動車(図示省略)に適用している。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a heat storage system 10 as an example of the first embodiment. The heat storage system 10 includes an evaporation condenser 12 as an example of an evaporation unit, and a reactor 20 as an example of a heat storage reactor. In the evaporation condenser 12, evaporation and condensation of water Wa (H 2 O) as an example of a reaction medium is performed. In the reactor 20, a hydration reaction or a dehydration reaction of a heat storage material 44 (see FIG. 6) described later is performed. Furthermore, the heat storage system 10 has a water vapor flow path 14 that is connected to the evaporative condenser 12 and the reactor 20 and communicates the inside thereof. In the present embodiment, as an example, the heat storage system 10 is applied to an automobile (not shown).

〔蒸発凝縮器〕
蒸発凝縮器12は、貯留した水Waを蒸発させて反応器20に供給する(水蒸気を生成する)蒸発部、反応器20から導入された水蒸気を凝縮する凝縮部、及び水蒸気が凝縮された水を貯留する貯留部としての各機能を兼ね備えている。
[Evaporation condenser]
The evaporative condenser 12 evaporates the stored water Wa and supplies it to the reactor 20 (generates water vapor), a condensing unit that condenses the water vapor introduced from the reactor 20, and water in which the water vapor is condensed. It has each function as a storage part which stores water.

また、蒸発凝縮器12は、内部に水Waを貯留した貯留容器16を有している。貯留容器16内には、水蒸気Wbの凝縮用の冷媒が流れる冷媒流路17及び水Waの蒸発用のヒータ18が設けられている。冷媒流路17は、貯留容器16内における少なくとも気相部16Aを含む部分で熱交換を行うように設けられている。ヒータ18は、貯留容器16内における少なくとも液相部(貯留部)16Bを含む部分で通電により加熱を行うように設けられている。   Moreover, the evaporative condenser 12 has the storage container 16 which stored water Wa inside. In the storage container 16, a refrigerant flow path 17 through which a refrigerant for condensing the water vapor Wb flows and a heater 18 for evaporating the water Wa are provided. The refrigerant channel 17 is provided so as to perform heat exchange in a portion including at least the gas phase portion 16 </ b> A in the storage container 16. The heater 18 is provided so as to heat by energization in a portion including at least the liquid phase portion (reservoir) 16B in the storage container 16.

水蒸気流路14には、蒸発凝縮器12(貯留容器16)と反応器20(後述する反応容器22)との連通、非連通を切り替えるための開閉弁19が設けられている。貯留容器16、反応容器22、水蒸気流路14、及び開閉弁19は、互いの接続部位が気密に構成されており、これらの内部空間が予め真空脱気されている。   The water vapor channel 14 is provided with an on-off valve 19 for switching between communication and non-communication between the evaporation condenser 12 (storage container 16) and the reactor 20 (reaction container 22 described later). The storage container 16, the reaction container 22, the water vapor flow path 14, and the on-off valve 19 are configured such that their connecting portions are airtight, and their internal spaces are pre-evacuated in advance.

〔反応器〕
次に、反応器20について説明する。
[Reactor]
Next, the reactor 20 will be described.

図3に示すように、反応器20は、水蒸気Wbが内部に供給される容器の一例としての反応容器22と、反応容器22内に封入された単位ユニットの一例としての蓄熱ユニット30、32と、を有している。即ち、本実施形態では、一例として、反応器20が2つの単位ユニットを有している。さらに、反応器20は、蓄熱ユニット30、32を拘束する拘束手段の一例としての拘束部62を有している。   As shown in FIG. 3, the reactor 20 includes a reaction vessel 22 as an example of a vessel into which water vapor Wb is supplied, and heat storage units 30 and 32 as an example of a unit unit enclosed in the reaction vessel 22. ,have. That is, in this embodiment, the reactor 20 has two unit units as an example. Further, the reactor 20 has a restraining portion 62 as an example of restraining means for restraining the heat storage units 30 and 32.

なお、以後の説明では、反応器20を正面視して、水平方向をX方向、X方向と直交する鉛直方向をY方向、X方向及びY方向と直交する奥行き方向をZ方向と記載する。また、X方向、Y方向、及びZ方向について、一方側と他方側を区別する場合は、左側を−X側、右側を+X側、上側を+Y側、下側を−Y側、奥側を+Z側、手前側を−Z側と記載する。さらに、反応容器22から水蒸気流路14への水蒸気Wbの流出方向をA方向、水蒸気流路14から反応容器22への水蒸気Wbの流入方向をB方向と記載する。   In the following description, the reactor 20 is viewed from the front, the horizontal direction is referred to as the X direction, the vertical direction orthogonal to the X direction is referred to as the Y direction, and the depth direction orthogonal to the X direction and the Y direction is referred to as the Z direction. Also, when distinguishing one side from the other in the X, Y, and Z directions, the left side is -X side, the right side is + X side, the upper side is + Y side, the lower side is -Y side, and the back side is The + Z side and the near side are described as the -Z side. Furthermore, the outflow direction of the water vapor Wb from the reaction vessel 22 to the water vapor channel 14 is described as A direction, and the inflow direction of the water vapor Wb from the water vapor channel 14 into the reaction vessel 22 is described as B direction.

<反応容器>
図3に示すように、反応容器22は、蓄熱ユニット30、32が配置された本体部23と、本体部23から外側(+Y側)へ向けて延びる延出部24、25とを有している。蓄熱ユニット30、32と本体部23は、非接触となっている。
<Reaction vessel>
As shown in FIG. 3, the reaction vessel 22 includes a main body portion 23 in which the heat storage units 30 and 32 are disposed, and extending portions 24 and 25 extending from the main body portion 23 toward the outside (+ Y side). Yes. The heat storage units 30 and 32 and the main body 23 are not in contact with each other.

図2(A)、(B)に示すように、本体部23は、一例として、Y方向(図3参照)に見て四角形の直方体状容器となっている。また、図3に示すように、本体部23は、底壁23Aと、底壁23Aから+Y側に直立する側壁23Bと、側壁23Bの+Y側の端部を覆う天井壁23Cとを有している。側壁23BのY方向中央の一部には、水蒸気流路14の一端が接続されている。なお、本体部23は、2つの部位に分割されており、蓄熱ユニット30、32を内側に配置した後、2つの部位の接合部(図示省略)で接合(溶接)を行うことで、内部に蓄熱ユニット30、32が封入されるようになっている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the main body 23 is a rectangular parallelepiped container as viewed in the Y direction (see FIG. 3) as an example. Moreover, as shown in FIG. 3, the main body 23 has a bottom wall 23A, a side wall 23B that stands up to the + Y side from the bottom wall 23A, and a ceiling wall 23C that covers the + Y side end of the side wall 23B. Yes. One end of the water vapor channel 14 is connected to a part of the center of the side wall 23B in the Y direction. The main body 23 is divided into two parts. After the heat storage units 30 and 32 are arranged on the inside, the main part 23 is joined (welded) at the joints (not shown) at the two parts, so that the inside. The heat storage units 30 and 32 are enclosed.

延出部24、25は、Y方向を延出方向(軸方向)として形成されており、天井壁23Cの−X側の端部と+X側の端部とに配置されている。また、延出部24、25は、−Y側の端部が本体部23と連通されており、+Y側の端部が上壁26で閉止されている。さらに、延出部24は、図4に示すように、天井壁23Cから上壁26までの高さがH1となっており、後述する配管57Aが上壁26をY方向に沿って貫通している。即ち、延出部24と配管57Aは、上壁26において接触している。なお、延出部24と延出部25(配管57B(図3参照)側)は、同様の構成であるため、延出部25の説明を省略する。   The extending portions 24 and 25 are formed with the Y direction as the extending direction (axial direction), and are disposed at the −X side end portion and the + X side end portion of the ceiling wall 23C. Further, the extending portions 24 and 25 are connected at the −Y side end portion to the main body portion 23, and the + Y side end portion is closed by the upper wall 26. Further, as shown in FIG. 4, the extension portion 24 has a height H <b> 1 from the ceiling wall 23 </ b> C to the upper wall 26, and a pipe 57 </ b> A described later penetrates the upper wall 26 along the Y direction. Yes. That is, the extension part 24 and the pipe 57 </ b> A are in contact with each other at the upper wall 26. In addition, since the extension part 24 and the extension part 25 (the piping 57B (refer FIG. 3) side) are the same structures, description of the extension part 25 is abbreviate | omitted.

<蓄熱ユニット>
図3に示すように、蓄熱ユニット30、32は、反応容器22内でY方向に重ねられている。なお、蓄熱ユニット30、32は、同じ構成となっている。このため、蓄熱ユニット30の構成部材について説明し、蓄熱ユニット32の構成部材については、蓄熱ユニット30と同じ符号を付与して説明を省略する。また、本実施形態では、一例として、蓄熱ユニット30、32が、本体部23内において後述する配管57A、57Bによって吊り下げられた状態となっており、本体部23とは非接触となっている。
<Heat storage unit>
As shown in FIG. 3, the heat storage units 30 and 32 are stacked in the Y direction in the reaction vessel 22. The heat storage units 30 and 32 have the same configuration. For this reason, the structural member of the heat storage unit 30 is demonstrated, about the structural member of the heat storage unit 32, the same code | symbol as the heat storage unit 30 is provided and description is abbreviate | omitted. In the present embodiment, as an example, the heat storage units 30 and 32 are suspended by pipes 57A and 57B described later in the main body 23, and are not in contact with the main body 23. .

蓄熱ユニット30は、水蒸気Wbが流れる流路部36と、フィルタ39と、蓄熱材拘束部42と、蓄熱材拘束部42に対する熱供給及び熱回収の少なくとも一方を行う熱交換部52と、を有している。また、蓄熱ユニット30では、熱交換部52、蓄熱材拘束部42、フィルタ39、及び流路部36が、−Y側から+Y側へ向けて、この順番で積層されている。即ち、本実施形態では、Y方向がこれらの積層方向となっており、流路部36がY方向における蓄熱材拘束部42の+Y側に配置され、熱交換部52が蓄熱材拘束部42の−Y側に配置されている。   The heat storage unit 30 includes a flow path portion 36 through which the water vapor Wb flows, a filter 39, a heat storage material restraint portion 42, and a heat exchange portion 52 that performs at least one of heat supply and heat recovery to the heat storage material restraint portion 42. doing. Moreover, in the heat storage unit 30, the heat exchange part 52, the heat storage material restraint part 42, the filter 39, and the flow path part 36 are laminated | stacked in this order toward -Y side from -Y side. That is, in this embodiment, the Y direction is the stacking direction, the flow path portion 36 is disposed on the + Y side of the heat storage material restraining portion 42 in the Y direction, and the heat exchange portion 52 is the heat storage material restraining portion 42. It is arranged on the −Y side.

(流路部)
図5(A)に示すように、流路部36は、X−Z面が四角形状の天板37と、天板37に固定された流路壁部の一例としての流路部材38とを有している。流路部材38は、水蒸気Wb(図3参照)が流れる第1流通方向の一例としてのZ方向(長手方向)に沿うと共に、X方向で複数並んでいる。
(Flow path part)
As shown in FIG. 5A, the flow path portion 36 includes a top plate 37 having a quadrangular XZ plane, and a flow path member 38 as an example of a flow path wall portion fixed to the top plate 37. Have. A plurality of flow path members 38 are arranged in the X direction along the Z direction (longitudinal direction) as an example of the first flow direction in which the water vapor Wb (see FIG. 3) flows.

また、図5(B)に示すように、流路部材38は、一例として、プレス加工によりX−Y断面がU字状に形成されたステンレス鋼で構成されている。具体的には、流路部材38は、Y方向に沿った側壁38Aと、2つの側壁38Aの+Y側の端部を繋ぐ上壁38Bとを有する。そして、流路部材38は、天板37の−Y側の面(下面)に上壁38Bが溶接されることで−Y側に開口している。これにより、流路部材38の内側、及び隣り合う流路部材38の間が、全て水蒸気Wb(図3参照)が流れる拡散流路C1となっている。複数の側壁38Aは、フィルタ39(図3参照)の+Y側の面上に載せられる。   Further, as shown in FIG. 5B, the flow path member 38 is made of stainless steel having an XY cross section formed into a U shape by press working as an example. Specifically, the flow path member 38 includes a side wall 38A along the Y direction and an upper wall 38B that connects the end portions on the + Y side of the two side walls 38A. The flow path member 38 is open on the −Y side by welding the upper wall 38 </ b> B to the −Y side surface (lower surface) of the top plate 37. Thereby, the inside of the flow path member 38 and between the adjacent flow path members 38 are all the diffusion flow paths C1 through which the water vapor Wb (see FIG. 3) flows. The plurality of side walls 38A are placed on the surface on the + Y side of the filter 39 (see FIG. 3).

(フィルタ)
図3に示すフィルタ39は、1枚の板状に形成された単体の金属箔で構成されており、一例として、ステンレス箔が用いられている。また、フィルタ39には、Y方向を軸方向として貫通した断面円形の複数の貫通孔(図示省略)が形成されている。この複数の貫通孔の直径は、一例として、後述する蓄熱材44(図6参照)を構成する蓄熱粒子(図示省略)の平均粒子径の5倍以下で設定されている。
(filter)
The filter 39 shown in FIG. 3 is composed of a single metal foil formed in a single plate shape, and stainless steel foil is used as an example. Further, the filter 39 is formed with a plurality of through holes (not shown) having a circular cross section penetrating with the Y direction as the axial direction. As an example, the diameters of the plurality of through holes are set to be not more than 5 times the average particle diameter of heat storage particles (not shown) constituting a heat storage material 44 (see FIG. 6) described later.

(蓄熱材拘束部)
図6に示すように、蓄熱材拘束部42は、蓄熱材44と、蓄熱材44を拘束する拘束枠46とを有している。
(Heat storage material restraint part)
As shown in FIG. 6, the heat storage material restraining portion 42 includes a heat storage material 44 and a restraining frame 46 that restrains the heat storage material 44.

蓄熱材44は、一例として、X−Z面に沿って広がる扁平な直方体(ブロック)状に形成されている。また、蓄熱材44は、一例として、アルカリ土類金属の酸化物の1つである酸化カルシウム(CaO)の成形体が用いられている。この成形体は、例えば、酸化カルシウム粉体をバインダ(例えば粘土鉱物等)と混練し、焼成することで形成されている。さらに、蓄熱材44は、フィルタ39(図3参照)に密着した状態で配置されている。   As an example, the heat storage material 44 is formed in a flat rectangular parallelepiped (block) shape extending along the XZ plane. Moreover, as the heat storage material 44, for example, a molded body of calcium oxide (CaO) that is one of alkaline earth metal oxides is used. This molded body is formed, for example, by kneading calcium oxide powder with a binder (for example, clay mineral) and firing. Furthermore, the heat storage material 44 is disposed in close contact with the filter 39 (see FIG. 3).

加えて、蓄熱材44は、図3に示す反応器20において、水蒸気Wbと結合する水和に伴って発熱(放熱)し、水蒸気Wbが脱離する脱水に伴って蓄熱(吸熱)するものである。そして、反応器20内では、以下に示す反応で放熱、蓄熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている。
CaO + HO ⇔ Ca(OH)
この式に蓄熱量Q、発熱量Qを併せて示すと、
CaO + HO → Ca(OH) + Q
Ca(OH) + Q → CaO + H
となる。なお、蓄熱材44の1kg当たりの蓄熱容量は、一例として、1.86[MJ/kg]とされている。
In addition, in the reactor 20 shown in FIG. 3, the heat storage material 44 generates heat (heat radiation) with hydration combined with the water vapor Wb, and stores heat (heat absorption) with dehydration from which the water vapor Wb is desorbed. is there. And in reactor 20, it is set as the structure which can reversibly repeat heat dissipation and heat storage by reaction shown below.
CaO + H 2 O Ca Ca (OH) 2
When the heat storage amount Q and the heat generation amount Q are shown together in this equation,
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 + Q
Ca (OH) 2 + Q → CaO + H 2 O
It becomes. In addition, the heat storage capacity per 1 kg of the heat storage material 44 is set to 1.86 [MJ / kg] as an example.

拘束枠46は、角筒状に形成され、蓄熱材44のX方向及びY方向の側面を囲んでいる。また、拘束枠46は、蓄熱材44の非膨張時には蓄熱材44と接触せず、蓄熱材44の膨張時に蓄熱材44と接触する大きさとされている。さらに、拘束枠46は、蓄熱材44とY方向の高さがそろえられている。   The restraint frame 46 is formed in a rectangular tube shape and surrounds the side surfaces of the heat storage material 44 in the X direction and the Y direction. In addition, the restraining frame 46 is sized so as not to contact the heat storage material 44 when the heat storage material 44 is not expanded, and to contact the heat storage material 44 when the heat storage material 44 is expanded. Furthermore, the restraint frame 46 is aligned with the heat storage material 44 in the Y direction.

(熱交換部)
図7(A)に示すように、熱交換部52は、X−Z面に沿って広がる扁平な直方体状の熱媒容器54と、熱媒容器54内に収容(固定)された伝熱壁の一例としての熱媒流路部材58とを有している。また、熱交換部52には、内部に熱媒体が流れる配管57A、57Bを介して、熱媒体が流れるようになっている。熱媒体は、蓄熱材44(図3参照)から得た熱を加熱対象に輸送するためのものであり、本実施形態では、一例として、高温熱媒オイルを用いている。なお、高温熱媒オイルの一例として、自動車(図示省略)のエンジンオイルを用いることができる。また、熱媒体の他の例として、水等の流体を用いてもよい。
(Heat exchange part)
As shown in FIG. 7A, the heat exchanging section 52 includes a flat rectangular parallelepiped heat medium container 54 extending along the XZ plane, and a heat transfer wall accommodated (fixed) in the heat medium container 54. And a heat medium flow path member 58 as an example. In addition, the heat medium flows through the heat exchanging section 52 via pipes 57A and 57B through which the heat medium flows. The heat medium is for transporting heat obtained from the heat storage material 44 (see FIG. 3) to the object to be heated. In the present embodiment, high-temperature heat medium oil is used as an example. In addition, as an example of the high-temperature heat medium oil, engine oil of an automobile (not shown) can be used. Further, as another example of the heat medium, a fluid such as water may be used.

熱媒容器54は、+Y側に開口した本体部55と、本体部55の+Y側を覆う蓋部56とを有している。本体部55は、底板55Aと、底板55Aの縁部でY方向に直立する側板55B、55C、55D、55Eとを有している。側板55Bと側板55Dは、Z方向で対向配置され、側板55Cと側板55Eは、X方向で対向配置されている。   The heat transfer medium container 54 has a main body portion 55 that opens to the + Y side and a lid portion 56 that covers the + Y side of the main body portion 55. The main body 55 has a bottom plate 55A and side plates 55B, 55C, 55D, and 55E that stand upright in the Y direction at the edge of the bottom plate 55A. The side plate 55B and the side plate 55D are arranged to face each other in the Z direction, and the side plate 55C and the side plate 55E are arranged to face each other in the X direction.

また、側板55Bの−X側の端部には、Z方向に貫通された貫通孔59Aが形成されている。さらに、側板55Dの+X側の端部には、Z方向に貫通された貫通孔59Bが形成されている。貫通孔59Aには、配管57Aの一端が接続され、貫通孔59Bには、配管57Bの一端が接続されている。これにより、配管57Aから貫通孔59Aを通って熱媒容器54内に流入した高温熱媒オイル(図示省略)が、熱媒流路部材58及び貫通孔59Bを通って配管57Bへ流出するようになっている。   Further, a through hole 59A penetrating in the Z direction is formed at an end portion on the −X side of the side plate 55B. Furthermore, a through hole 59B penetrating in the Z direction is formed at the + X side end of the side plate 55D. One end of a pipe 57A is connected to the through hole 59A, and one end of the pipe 57B is connected to the through hole 59B. Thus, the high-temperature heat medium oil (not shown) that has flowed into the heat medium container 54 from the pipe 57A through the through hole 59A flows out to the pipe 57B through the heat medium flow path member 58 and the through hole 59B. It has become.

図7(B)に示すように、熱媒流路部材58は、一例として、プレス加工により断面形状(Y−Z面)が凹凸を繰り返す矩形波状とされた、ステンレス鋼から成る波板で構成されている。具体的には、熱媒流路部材58は、Z方向に間隔をあけて直立配置された複数の側壁58Aと、Z方向で1つおきに2つの側壁58Aの上端を繋ぐ上壁58Bと、上壁58BとずらしてZ方向で1つおきに2つの側壁58Aの下端を繋ぐ下壁58Cとで構成される。   As shown in FIG. 7B, for example, the heat medium flow path member 58 is constituted by a corrugated plate made of stainless steel whose cross-sectional shape (YZ plane) is formed into a rectangular corrugated shape with repeated irregularities by pressing. Has been. Specifically, the heat medium flow path member 58 includes a plurality of side walls 58A arranged upright at intervals in the Z direction, and an upper wall 58B connecting the upper ends of the two side walls 58A every other in the Z direction, The lower wall 58C is connected to the lower end of the two side walls 58A in the Z direction by shifting from the upper wall 58B.

このように、熱媒流路部材58は、高温熱媒オイルが流れる第2流通方向の一例としてのX方向(長手方向)に沿うと共に、複数の側壁58AがZ方向で並んでいる。そして、熱媒流路部材58では、複数の側壁58Aの間が、高温熱媒オイルが流れる熱媒流路C2となっている。   Thus, the heat medium flow path member 58 is along the X direction (longitudinal direction) as an example of the second flow direction in which the high temperature heat medium oil flows, and the plurality of side walls 58A are arranged in the Z direction. In the heat medium flow path member 58, a space between the plurality of side walls 58A is a heat medium flow path C2 through which the high temperature heat medium oil flows.

ここで、図8に示すように、流路部36と熱媒流路部材58は、水蒸気Wb(図3参照)が流れるZ方向(第1流通方向)と、高温熱媒オイル(図示省略)が流れるX方向(第2流通方向)とが、平面視(Y方向視)で交差している。   Here, as shown in FIG. 8, the flow path portion 36 and the heat medium flow path member 58 include a Z direction (first flow direction) in which the water vapor Wb (see FIG. 3) flows and a high temperature heat medium oil (not shown). The X direction (second flow direction) through which the air flows intersects in plan view (Y direction view).

<拘束部>
図9に示すように、拘束部62は、Y方向で蓄熱ユニット30、32の+Y側、−Y側に配置された筒部材63、64と、筒部材63、64を連結する連結部材の一例としてのボルト68及びナット69とを有する。なお、筒部材63と筒部材64は、一例として、同じ構成であるため、筒部材63について説明し、筒部材64の説明を省略する。また、図9では、ボルト68及びナット69を1組のみ示しており、残りの3組のボルト68及びナット69の図示を省略している。
<Restraining part>
As shown in FIG. 9, the restraining portion 62 is an example of a connecting member that connects the tubular members 63 and 64 and the tubular members 63 and 64 disposed on the + Y side and the −Y side of the heat storage units 30 and 32 in the Y direction. As a bolt 68 and a nut 69. In addition, since the cylindrical member 63 and the cylindrical member 64 are the same structures as an example, the cylindrical member 63 is demonstrated and description of the cylindrical member 64 is abbreviate | omitted. In FIG. 9, only one set of bolts 68 and nuts 69 is shown, and the remaining three sets of bolts 68 and nuts 69 are not shown.

筒部材63は、Z方向を長手方向としX方向に間隔をあけて並んだ複数(一例として4本)の角筒材65と、X方向に沿って複数の角筒材65に溶接され複数の角筒材65を連結する複数(一例として6本)の角筒材66とを有している。さらに、筒部材63は、角筒材66と同軸で+X側及び−X側の角筒材65にそれぞれ溶接され、X方向外側に突出した複数(一例として4本)の角筒材67を有している。即ち、筒部材63は、一例として、X方向において、蓄熱材44(図6参照)以上の長さとなっている。また、複数の角筒材65、66、67は、Y方向に見て、格子状に配置されている。   The cylindrical member 63 is welded to a plurality of (four as an example) square tube members 65 arranged in the X direction with the Z direction as the longitudinal direction and a plurality of square tube members 65 along the X direction. A plurality of (as an example, six) square tube members 66 for connecting the square tube members 65 are provided. Further, the tubular member 63 has a plurality of (four as an example) rectangular tube members 67 that are coaxially welded to the rectangular tube member 65 on the + X side and the −X side, respectively, and protrude outward in the X direction. doing. In other words, as an example, the cylindrical member 63 is longer than the heat storage material 44 (see FIG. 6) in the X direction. Further, the plurality of rectangular tube members 65, 66, and 67 are arranged in a lattice shape when viewed in the Y direction.

複数の角筒材65、66、67は、Y方向の高さがそろえられている。即ち、複数の角筒材65、66、67は、+Y側の面がほぼ同一面上に配置されており、且つ−Y側の面がほぼ同一面上に配置されている。これにより、筒部材63及び筒部材64は、重ねられた蓄熱ユニット30及び蓄熱ユニット32を挟んだとき、X−Z面に沿ってほぼ平行に配置されるようになっている。なお、本実施形態では、一例として、複数の角筒材65の長手方向がZ方向(第一流通方向の一例)であり、複数の角筒材66、67の長手方向がX方向(第二流通方向の一例)となっている。   The plurality of rectangular tube members 65, 66, and 67 have the same height in the Y direction. That is, in the plurality of rectangular tube members 65, 66, and 67, the + Y side surface is disposed on substantially the same surface, and the −Y side surface is disposed on substantially the same surface. Thereby, the cylinder member 63 and the cylinder member 64 are arranged substantially in parallel along the XZ plane when the stacked heat storage units 30 and 32 are sandwiched. In the present embodiment, as an example, the longitudinal direction of the plurality of square tube members 65 is the Z direction (an example of the first distribution direction), and the longitudinal direction of the plurality of square tube members 66 and 67 is the X direction (the second direction). Example of distribution direction).

角筒材67には、Y方向に貫通された貫通孔67Aが形成されている。貫通孔67Aは、ボルト68を挿通可能な大きさとなっている。ここで、筒部材63、64が蓄熱ユニット30、32を挟んだ状態で、筒部材63の貫通孔67Aと筒部材64の貫通孔67Aとにボルト68を挿通させ、ナット69を締結することで、蓄熱ユニット30、32が拘束部62に拘束される。即ち、拘束部62は、蓄熱ユニット30、32をY方向(積層方向)で拘束する。ボルト68及びナット69は、平面視(Y方向視)で蓄熱材44(図6参照)の外側に位置している。   A through hole 67A that penetrates in the Y direction is formed in the rectangular tube material 67. The through hole 67A has a size that allows the bolt 68 to be inserted therethrough. Here, with the tubular members 63 and 64 sandwiching the heat storage units 30 and 32, the bolts 68 are inserted into the through holes 67 </ b> A of the tubular member 63 and the through holes 67 </ b> A of the tubular member 64, and the nut 69 is fastened. The heat storage units 30 and 32 are restrained by the restraining portion 62. That is, the restraining part 62 restrains the heat storage units 30 and 32 in the Y direction (stacking direction). The bolt 68 and the nut 69 are located outside the heat storage material 44 (see FIG. 6) in plan view (Y direction view).

次に、第1実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

図10(A)に示すように、蓄熱システム10において反応器20に蓄熱された熱を放熱する際には、開閉弁19を開放した状態で、蒸発凝縮器12のヒータ18により液相部16Bの水Waを蒸発させる。そして、生成された水蒸気Wbが、水蒸気流路14内を矢印B方向に移動して反応器20内に供給される。   As shown in FIG. 10 (A), when the heat stored in the reactor 20 is dissipated in the heat storage system 10, the liquid phase portion 16B is opened by the heater 18 of the evaporation condenser 12 with the on-off valve 19 opened. Of water Wa. Then, the generated water vapor Wb moves in the water vapor flow path 14 in the direction of arrow B and is supplied into the reactor 20.

続いて、図3に示すように、反応器20内では、供給された水蒸気Wbが、蓄熱ユニット30の流路部36内、及び蓄熱ユニット32の流路部36内を流れる。そして、各流路部36内の水蒸気Wbが、フィルタ39を通って各蓄熱材44(図6参照)と接触することにより、蓄熱材44は、水和反応を生じつつ放熱する。この熱は、熱交換部52内を流れる高温熱媒オイルによって、加熱対象に輸送される。   Subsequently, as shown in FIG. 3, in the reactor 20, the supplied water vapor Wb flows in the flow path portion 36 of the heat storage unit 30 and in the flow path portion 36 of the heat storage unit 32. And when the water vapor | steam Wb in each flow-path part 36 contacts each heat storage material 44 (refer FIG. 6) through the filter 39, the heat storage material 44 radiates heat, producing hydration reaction. This heat is transported to the object to be heated by the high-temperature heat medium oil flowing in the heat exchange section 52.

一方、図10(B)に示すように、蓄熱システム10において反応器20の蓄熱材44(図6参照)に蓄熱する際には、開閉弁19を開放した状態で、配管57A、熱交換部52、及び配管57B内に熱源(図示省略)によって加熱された高温熱媒オイルを流通させる。この高温熱媒オイルによって加熱されることで、蓄熱材44が脱水反応を生じ、この熱が蓄熱材44に蓄熱される。このとき、蓄熱材44から脱水された水蒸気Wbは、流路部36から水蒸気流路14内を矢印A方向に流れて蒸発凝縮器12内に導入される。そして、蒸発凝縮器12の気相部16Aにおいて、冷媒流路17を流通する冷媒によって水蒸気Wbが冷却され、凝縮された水Waが貯留容器16の液相部16Bに貯留される。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, when heat is stored in the heat storage material 44 (see FIG. 6) of the reactor 20 in the heat storage system 10, the pipe 57A and the heat exchange unit are opened with the on-off valve 19 opened. The high temperature heat transfer oil heated by a heat source (not shown) is circulated in the pipe 52B and the pipe 57B. By being heated by the high-temperature heat transfer oil, the heat storage material 44 undergoes a dehydration reaction, and this heat is stored in the heat storage material 44. At this time, the water vapor Wb dehydrated from the heat storage material 44 flows from the flow path portion 36 through the water vapor flow path 14 in the direction of arrow A and is introduced into the evaporative condenser 12. Then, in the vapor phase portion 16 </ b> A of the evaporative condenser 12, the water vapor Wb is cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 17, and the condensed water Wa is stored in the liquid phase portion 16 </ b> B of the storage container 16.

以上説明した蓄熱材44の蓄熱、放熱について、蓄熱システム10のサイクル(一例)を参照しつつ補足する。図11には、PT線図に示された圧力平衡点における蓄熱システム10(図1参照)のサイクルが示されている。図11において、上側の等圧線が脱水(吸熱)反応を示し、下側の等圧線が水和(発熱)反応を示している。なお、蓄熱システム10の構成については、図1を参照する。   It supplements, referring the cycle (an example) of the thermal storage system 10 about the thermal storage of the thermal storage material 44 demonstrated above, and thermal radiation. FIG. 11 shows a cycle of the heat storage system 10 (see FIG. 1) at the pressure equilibrium point shown in the PT diagram. In FIG. 11, the upper isobaric line shows a dehydration (endothermic) reaction, and the lower isobaric line shows a hydration (exothermic) reaction. In addition, refer to FIG. 1 for the configuration of the heat storage system 10.

このサイクルでは、例えば、蓄熱材44の温度が410[℃]で蓄熱された場合、水蒸気Wbは50[℃]が平衡温度となる。そして、蓄熱システム10では、水蒸気Wbは蒸発凝縮器12において冷媒流路17の冷媒との熱交換によって50[℃]以下に冷却され、凝縮されて水Waになる。   In this cycle, for example, when the temperature of the heat storage material 44 is stored at 410 [° C.], the water vapor Wb has an equilibrium temperature of 50 [° C.]. In the heat storage system 10, the water vapor Wb is cooled to 50 [° C.] or less by heat exchange with the refrigerant in the refrigerant flow path 17 in the evaporative condenser 12, and condensed to become water Wa.

一方、ヒータ18により加熱を行うことで、該ヒータ18の温度に応じた蒸気圧の水蒸気が発生する。例えば、図11のサイクルにおいて、5[℃]で水蒸気を発生させる場合、蓄熱材44は、315[℃]で放熱することが解る。このように、内部が真空脱気されている蓄熱システム10では、5[℃]付近の低温熱源から熱を汲み上げて、315[[℃]もの高温を得ることができる。   On the other hand, by heating with the heater 18, water vapor having a vapor pressure corresponding to the temperature of the heater 18 is generated. For example, in the cycle of FIG. 11, it is understood that when water vapor is generated at 5 [° C.], the heat storage material 44 radiates heat at 315 [° C.]. Thus, in the heat storage system 10 in which the inside is vacuum degassed, heat can be pumped from a low-temperature heat source in the vicinity of 5 [° C.] to obtain a high temperature of 315 [[° C.].

ここで、第1実施形態の反応器20では、図12に示すように、蓄熱材44が水蒸気Wbと結合して発熱し、膨張力Fが作用するとき、蓄熱材44のX方向及びZ方向の膨張は、拘束枠46(図6参照)により抑制される。また、反応器20では、蓄熱ユニット30、32が拘束部62により拘束されているため、蓄熱材44のY方向の膨張が抑制される。さらに、反応器20では、蓄熱ユニット30、32毎にステンレス鋼製の流路部36と熱交換部52が設けられており、蓄熱材44は、流路部36と熱交換部52とで挟まれる。これらの拘束作用により、反応器20では、蓄熱材44の膨張が抑制されるので、蓄熱材44を含む積層構造である蓄熱ユニット30、32の変形を抑制することができる。   Here, in the reactor 20 of 1st Embodiment, as shown in FIG. 12, when the thermal storage material 44 couple | bonds with the water vapor | steam Wb and it heat | fever-generates and the expansion force F acts, the X direction and Z direction of the thermal storage material 44 Is restrained by the restraining frame 46 (see FIG. 6). Moreover, in the reactor 20, since the heat storage units 30 and 32 are restrained by the restraining part 62, the expansion of the heat storage material 44 in the Y direction is suppressed. Furthermore, in the reactor 20, a stainless steel flow path part 36 and a heat exchange part 52 are provided for each heat storage unit 30, 32, and the heat storage material 44 is sandwiched between the flow path part 36 and the heat exchange part 52. It is. Due to these restraining actions, expansion of the heat storage material 44 is suppressed in the reactor 20, so that deformation of the heat storage units 30 and 32, which are a laminated structure including the heat storage material 44, can be suppressed.

また、反応器20では、蓄熱ユニット30、32毎に蓄熱材44が流路部36と熱交換部52とで挟まれることで、蓄熱ユニット30、32の剛性が維持される。これにより、拘束部62を熱容量が小さい部材で構成しても、蓄熱材44を含む積層構造である蓄熱ユニット30、32の変形を抑制することができる。   In the reactor 20, the heat storage material 44 is sandwiched between the flow path unit 36 and the heat exchange unit 52 for each heat storage unit 30, 32, so that the rigidity of the heat storage units 30, 32 is maintained. Thereby, even if it comprises the restraint part 62 with a member with small heat capacity, a deformation | transformation of the heat storage units 30 and 32 which are the laminated structure containing the heat storage material 44 can be suppressed.

さらに、反応器20では、蓄熱材44が膨張して一部が紛体化した場合、粉体化した蓄熱材44は重力により−Y側へ落下する。ここで、蓄熱ユニット30、32では、流路部36が蓄熱材拘束部42の上側に配置されているので、自重落下した蓄熱材44が流路部36内に侵入することがなくなる。これにより、反応器20では、流路部36内への蓄熱材44の侵入を抑制することができる。   Further, in the reactor 20, when the heat storage material 44 expands and partially becomes a powder, the powdered heat storage material 44 falls to the −Y side by gravity. Here, in the heat storage units 30 and 32, the flow path portion 36 is disposed on the upper side of the heat storage material restraining portion 42, so that the heat storage material 44 that falls by its own weight does not enter the flow path portion 36. Thereby, in the reactor 20, the penetration | invasion of the thermal storage material 44 in the flow-path part 36 can be suppressed.

加えて、反応器20では、断面U字状の複数の流路部材38(図5(B)参照)の間が、全て水蒸気Wbが流れる拡散流路C1(図5(B)参照)となるので、複数の流路部材38の間が閉じられる構成に比べて、水蒸気Wbの流路面積が広くなる。さらに、反応器20では、蓄熱材44が膨張したとき、複数の流路部材38が、膨張する蓄熱材44に対して抵抗力を付与する。これらの作用により、反応器20では、蓄熱材44の膨張を抑制すると共に水蒸気Wbの流路を確保することができる。   In addition, in the reactor 20, a plurality of flow path members 38 having a U-shaped cross section (see FIG. 5B) are all diffusion flow paths C1 (see FIG. 5B) through which the water vapor Wb flows. Therefore, the flow path area of the water vapor Wb is widened as compared with the configuration in which the space between the plurality of flow path members 38 is closed. Further, in the reactor 20, when the heat storage material 44 expands, the plurality of flow path members 38 impart resistance to the expanding heat storage material 44. With these actions, the reactor 20 can suppress the expansion of the heat storage material 44 and secure the flow path of the water vapor Wb.

また、反応器20では、熱媒流路部材58(図7(B)参照)における複数の側壁58Aの間が、高温熱媒オイルが流れる熱媒流路C2となるので、複数の側壁58Aの間が部分的に閉じられる構成に比べて、高温熱媒オイルの流路面積が広くなる。さらに、反応器20では、蓄熱材44が膨張したとき、熱媒流路部材58は、膨張する蓄熱材44に対して抵抗力を付与する。これらの作用により、蓄熱材44の膨張を抑制すると共に高温熱媒オイルの流路を確保することができる。加えて、複数の側壁58Aにより、高温熱媒オイルの流路の伝熱面積が広がるので、熱交換部52での熱交換効率を高めることができる。   Moreover, in the reactor 20, since the space between the plurality of side walls 58A in the heat medium flow path member 58 (see FIG. 7B) becomes the heat medium flow path C2 through which the high-temperature heat medium oil flows, Compared to a configuration in which the gap is partially closed, the flow path area of the high-temperature heat transfer oil becomes wider. Further, in the reactor 20, when the heat storage material 44 expands, the heat medium flow path member 58 imparts resistance to the expanding heat storage material 44. By these actions, expansion of the heat storage material 44 can be suppressed and a flow path for the high-temperature heat transfer oil can be secured. In addition, since the heat transfer area of the flow path of the high-temperature heat transfer oil is widened by the plurality of side walls 58A, the heat exchange efficiency in the heat exchange section 52 can be increased.

また、反応器20では、図8に示すように、流路部材38と熱媒流路部材58が平面視(Y方向視)で交差配置となる。これにより、流路部材38の曲げに弱い方向(X方向)と、熱媒流路部材58の曲げに弱い方向(Z方向)とが、同じ方向にならない。このため、流路部材38の水蒸気Wbが流れる方向と、熱媒流路部材58の高温熱媒オイルが流れる方向とが同じ方向になる構成に比べて、流路部36及び熱交換部52の変形を抑制することができる。   In the reactor 20, as shown in FIG. 8, the flow path member 38 and the heat medium flow path member 58 are arranged in an intersecting manner in a plan view (Y direction view). Thereby, the direction weak to the bending of the flow path member 38 (X direction) and the direction weak to the bending of the heat medium flow path member 58 (Z direction) do not become the same direction. Therefore, compared with the configuration in which the direction in which the water vapor Wb in the flow path member 38 flows and the direction in which the high-temperature heat transfer oil flows in the heat medium flow path member 58 are the same, the flow path section 36 and the heat exchange section 52 Deformation can be suppressed.

さらに、反応器20では、図9に示すように、拘束部62として中空の筒部材63、64を用いているので、拘束部62として中実の部材を用いる場合に比べて、反応容器22内に封入される部材の質量を軽くすると共に、熱容量を小さくすることができる。   Furthermore, in the reactor 20, as shown in FIG. 9, since the hollow cylindrical members 63 and 64 are used as the restraining portion 62, the inside of the reaction vessel 22 is compared with the case where a solid member is used as the restraining portion 62. While reducing the mass of the member enclosed in the heat capacity, the heat capacity can be reduced.

加えて、反応器20では、ボルト68及びナット69が、平面視で蓄熱材44(図6参照)の外側に位置する。これにより、蓄熱材44の中にボルト68を通すものに比べて、蓄熱容量の低下が抑制されるので、熱効率の低下を抑制することができる。   In addition, in the reactor 20, the bolt 68 and the nut 69 are located outside the heat storage material 44 (see FIG. 6) in a plan view. Thereby, since the fall of a thermal storage capacity is suppressed compared with what passes the volt | bolt 68 in the thermal storage material 44, the fall of thermal efficiency can be suppressed.

また、反応器20では、流路部材38及び熱媒流路部材58に対して、筒部材63、64が平面視で交差配置となる。これにより、流路部材38や熱媒流路部材58の曲げに弱い方向が、筒部材63、64の曲げに弱い方向と同じ方向にならない。このため、筒部材63、64の長手方向とZ方向及びX方向とを揃えた構成に比べて、流路部36及び熱交換部52の変形を抑制することができる。   Further, in the reactor 20, the cylindrical members 63 and 64 intersect with the flow path member 38 and the heat medium flow path member 58 in a plan view. Thereby, the direction weak to the bending of the flow path member 38 and the heat medium flow path member 58 does not become the same direction as the direction weak to the bending of the cylindrical members 63 and 64. For this reason, compared with the structure which aligned the longitudinal direction of the cylinder members 63 and 64, the Z direction, and the X direction, a deformation | transformation of the flow-path part 36 and the heat exchange part 52 can be suppressed.

さらに、反応器20では、延出部24、25が設けられており、配管57A、57Bと延出部24、25とが接触する位置は、反応容器22の本体部23から離れた位置となる。このため、配管57A、57B内を流れる高温熱媒オイルの熱が本体部23に直接伝わることが抑制される。これにより、配管57A、57Bと本体部23とが接触する構成に比べて、配管57A、57Bから反応容器22への伝熱量を低減させることができる。   Further, in the reactor 20, the extending portions 24 and 25 are provided, and the positions where the pipes 57 </ b> A and 57 </ b> B and the extending portions 24 and 25 are in contact with each other are located away from the main body portion 23 of the reaction vessel 22. . For this reason, it is suppressed that the heat of the high-temperature heating medium oil flowing in the pipes 57A and 57B is directly transmitted to the main body portion 23. Thereby, compared with the structure which piping 57A, 57B and the main-body part 23 contact, the amount of heat transfer from piping 57A, 57B to the reaction container 22 can be reduced.

加えて、反応器20では、蓄熱ユニット30、32が配管57A、57Bで吊り下げられており、反応容器22の本体部23と蓄熱ユニット30、32とが非接触状態(熱が伝達されない状態)となっている。このため、延出部24、25と配管57A、57Bとの間、及び本体部23と蓄熱ユニット30、32との間では、断熱層が形成されて熱の伝達が抑制される。これにより、蓄熱ユニット30、32で生じた熱量が熱の伝達で消費されることが抑制されるので、反応器20の熱効率の低下を抑制することができる。   In addition, in the reactor 20, the heat storage units 30 and 32 are suspended by the pipes 57A and 57B, and the main body portion 23 of the reaction vessel 22 and the heat storage units 30 and 32 are in a non-contact state (a state in which heat is not transmitted). It has become. For this reason, between the extension parts 24 and 25 and piping 57A, 57B and between the main-body part 23 and the heat storage units 30 and 32, a heat insulation layer is formed and heat transfer is suppressed. Thereby, since it is suppressed that the calorie | heat amount which generate | occur | produced in the thermal storage units 30 and 32 is transmitted by heat transfer, the fall of the thermal efficiency of the reactor 20 can be suppressed.

また、蓄熱システム10では、反応器20における積層構造の変形が抑制されるので、蓄熱システム10としての変形を抑制することができる。   Moreover, in the heat storage system 10, since the deformation | transformation of the laminated structure in the reactor 20 is suppressed, the deformation | transformation as the heat storage system 10 can be suppressed.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る蓄熱反応器及び蓄熱システムの一例について説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材、部位には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an example of the heat storage reactor and the heat storage system according to the second embodiment of the present invention will be described. Note that members and portions that are basically the same as those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals as those in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

図13に示すように、第2実施形態の蓄熱反応器の一例としての反応器100は、第1実施形態の蓄熱システム10(図1参照)において、反応器20(図1参照)に換えて設けられている。   As shown in FIG. 13, a reactor 100 as an example of a heat storage reactor of the second embodiment is replaced with a reactor 20 (see FIG. 1) in the heat storage system 10 (see FIG. 1) of the first embodiment. Is provided.

反応器100は、水蒸気Wbが内部に供給される容器の一例としての反応容器102と、反応容器102内に封入された蓄熱ユニット30、32と、蓄熱ユニット30、32を拘束する拘束部62とを有している。また、反応器100は、熱交換部52に接続され熱交換部52に熱媒体の一例としての高温熱媒オイルを流入させる配管106A、106Bと、断熱材108A、108Bとを有している。なお、熱交換部52から高温熱媒オイルを流出させる配管については、図示及び説明を省略する。   The reactor 100 includes a reaction vessel 102 as an example of a vessel to which water vapor Wb is supplied, a heat storage unit 30 and 32 enclosed in the reaction vessel 102, and a restraining unit 62 that restrains the heat storage units 30 and 32. have. In addition, the reactor 100 includes pipes 106A and 106B that are connected to the heat exchange unit 52 and allow high temperature heat transfer oil as an example of a heat medium to flow into the heat exchange unit 52, and heat insulating materials 108A and 108B. In addition, illustration and description are omitted for the piping through which the high-temperature heat transfer oil flows out from the heat exchange unit 52.

反応容器102は、蓄熱ユニット30、32が配置された本体部103と、本体部103から外側(−X側)へ向けて延びる延出部104、105とを有している。   The reaction vessel 102 includes a main body 103 in which the heat storage units 30 and 32 are disposed, and extending portions 104 and 105 extending from the main body 103 toward the outside (−X side).

本体部103は、一例として、Y方向に見て四角形の直方体状容器となっている。また、本体部103は、底壁103Aと、底壁103Aから+Y側に直立する側壁103Bと、側壁103Bの+Y側の端部を覆う天井壁103Cとを有している。側壁103BのY方向中央の一部には、水蒸気流路14の一端が接続されている。なお、本体部103は、2つの部位に分割されており、蓄熱ユニット30、32を内側に配置した後、2つの部位の接合部(図示省略)で接合(溶接)を行うことで、内部に蓄熱ユニット30、32が封入されるようになっている。   As an example, the main body 103 is a rectangular parallelepiped container as viewed in the Y direction. In addition, the main body 103 includes a bottom wall 103A, a side wall 103B that stands upright from the bottom wall 103A to the + Y side, and a ceiling wall 103C that covers an end of the side wall 103B on the + Y side. One end of the water vapor channel 14 is connected to a part of the center of the side wall 103B in the Y direction. In addition, the main-body part 103 is divided | segmented into two site | parts, and after arrange | positioning the thermal storage units 30 and 32 inside, it joins (welding) by the junction part (illustration omitted) of two site | parts, and is inside. The heat storage units 30 and 32 are enclosed.

延出部104、105は、X方向を延出方向(軸方向)として形成されており、側壁103Bの−X側において、Y方向に間隔をあけて配置されている。また、延出部104、105は、+X側の端部が本体部103と連通されており、−X側の端部が蓋107で閉止されている。さらに、延出部104では、配管106Aが蓋107をX方向に沿って貫通しており、延出部105では、配管106Bが蓋107をX方向に沿って貫通している。即ち、延出部104、105と配管106A、106Bは、各蓋107において接触している。   The extending portions 104 and 105 are formed with the X direction as the extending direction (axial direction), and are arranged at an interval in the Y direction on the −X side of the side wall 103B. In addition, the + X side ends of the extending portions 104 and 105 are communicated with the main body portion 103, and the −X side ends are closed with a lid 107. Furthermore, in the extension part 104, the pipe 106A penetrates the lid 107 along the X direction, and in the extension part 105, the pipe 106B penetrates the lid 107 along the X direction. That is, the extending portions 104 and 105 and the pipes 106 </ b> A and 106 </ b> B are in contact with each lid 107.

断熱材108A、108Bは、一例として、直方体状に形成されており、底壁103A上にX方向に間隔をあけて配置されている。また、断熱材108A、108Bは、蓄熱ユニット30、32を支持している。   The heat insulating materials 108A and 108B are formed in a rectangular parallelepiped shape as an example, and are arranged on the bottom wall 103A with an interval in the X direction. Further, the heat insulating materials 108 </ b> A and 108 </ b> B support the heat storage units 30 and 32.

次に、第2実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of the second embodiment will be described.

反応器100では、蓄熱材44の水和反応による放熱で熱交換部52内の高温熱媒オイルが加熱される。このとき、蓄熱ユニット30と本体部103との間に断熱材108A、108Bが介在しているので、蓄熱ユニット30、32で生じた熱量が本体部103へ伝わることが抑制される。これにより、反応器100における熱効率の低下を抑制することができる。   In the reactor 100, the high-temperature heat transfer medium oil in the heat exchanging section 52 is heated by heat dissipation due to the hydration reaction of the heat storage material 44. At this time, since the heat insulating materials 108 </ b> A and 108 </ b> B are interposed between the heat storage unit 30 and the main body 103, the amount of heat generated in the heat storage units 30 and 32 is suppressed from being transmitted to the main body 103. Thereby, the fall of the thermal efficiency in the reactor 100 can be suppressed.

さらに、反応器100では、延出部104、105が設けられており、配管106A、106Bと延出部104、105とが接触する位置は、反応容器102の本体部103から離れた位置となる。このため、配管106A、106B内を流れる高温熱媒オイルの熱量が、本体部103に直接伝わることが抑制される。これにより、配管106A、106Bと本体部103が接触する構成に比べて、配管106A、106Bから反応容器102への伝熱量を低減させることができる。即ち、熱効率の低下を抑制することができる。   Furthermore, the reactor 100 is provided with the extending portions 104 and 105, and the positions where the pipes 106 </ b> A and 106 </ b> B and the extending portions 104 and 105 are in contact with each other are located away from the main body portion 103 of the reaction vessel 102. . For this reason, the amount of heat of the high-temperature heat medium oil flowing in the pipes 106 </ b> A and 106 </ b> B is suppressed from being directly transmitted to the main body 103. Thereby, compared with the structure which piping 106A, 106B and the main-body part 103 contact, the amount of heat transfer from piping 106A, 106B to the reaction container 102 can be reduced. That is, a decrease in thermal efficiency can be suppressed.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。   In addition, this invention is not limited to said embodiment.

反応容器22、102は、平面視で四角形(直方体)状のものに限らず、蓄熱材44を含む積層構造と反応容器との間の死容積が小さくなる(密度が高くなる)ように、蓄熱材44を含む積層構造と同じ形状での立方体容器としてもよい。また、蓄熱ユニット(単位ユニット)の数は、蓄熱ユニット30、32の2つに限らず、1つ又は3つ以上の複数あってもよい。さらに、各蓄熱ユニット毎に拘束部62が設けられていてもよい。加えて、反応容器22、102が熱容量が大きい材料で構成される場合は、延出部が形成されていなくてもよい。   The reaction containers 22 and 102 are not limited to a rectangular (cuboid) shape in plan view, and heat storage is performed so that a dead volume between the stacked structure including the heat storage material 44 and the reaction container is reduced (density is increased). A cubic container having the same shape as the laminated structure including the material 44 may be used. Further, the number of heat storage units (unit units) is not limited to two of the heat storage units 30 and 32, and may be one or more than three. Furthermore, the restraint part 62 may be provided for each heat storage unit. In addition, when the reaction vessels 22 and 102 are made of a material having a large heat capacity, the extending portion may not be formed.

筒部材63、64は、平面視で角筒材の本数が2本×4本の組合せに限らず、他の本数の組合せであってもよい。また、角筒材の高さが低く、反応器20、100の熱効率に与える影響が小さい場合は、角筒材をY方向で重ねて格子状に形成してもよい。さらに、筒部材63、64は、U字状の部材で連結される場合、蓄熱材44の幅よりも短い長さであってもよい。   The cylindrical members 63 and 64 are not limited to a combination of 2 × 4 square tube members in plan view, but may be a combination of other numbers. Moreover, when the height of the rectangular tube material is low and the influence on the thermal efficiency of the reactors 20 and 100 is small, the rectangular tube material may be overlapped in the Y direction to form a lattice shape. Furthermore, the cylinder members 63 and 64 may be shorter than the width of the heat storage material 44 when connected by a U-shaped member.

蓄熱材44の一例として酸化カルシウムを用いたが、水和、脱水による放熱、蓄熱を行う他の化学蓄熱材(例えば、アルカリ土類金属の酸化物)を用いてもよい。また、上記実施形態では、蓄熱材44として成形体を用いた例を示したが、これに限定されず、例えば、粒状に形成された蓄熱材を拘束枠46内に充填してもよい。さらに、蓄熱材として、ゼオライト、活性炭、メソポーラスシリカを含む多孔吸着材を用いてもよい。   Although calcium oxide was used as an example of the heat storage material 44, other chemical heat storage materials (for example, alkaline earth metal oxides) that perform heat dissipation and heat storage by hydration and dehydration may be used. Moreover, although the example which used the molded object as the heat storage material 44 was shown in the said embodiment, it is not limited to this, For example, you may fill the heat storage material formed in the granule in the restraint frame 46. FIG. Furthermore, a porous adsorbent containing zeolite, activated carbon, or mesoporous silica may be used as the heat storage material.

流路部材38及び熱媒流路部材58が、蓄熱材44の膨張力に抵抗可能な強度の材料で形成される場合は、第1流通方向と第2流通方向が同じ方向となっていてもよい。また、蓄熱材44がフィルタ39を通過しにくい大きさの場合は、流路部36が蓄熱材拘束部42の下側に配置されていてもよい。   When the flow path member 38 and the heat medium flow path member 58 are formed of a material having a strength capable of resisting the expansion force of the heat storage material 44, the first flow direction and the second flow direction may be the same direction. Good. Further, when the heat storage material 44 has a size that is difficult to pass through the filter 39, the flow path portion 36 may be disposed below the heat storage material restraining portion 42.

10 蓄熱システム
12 蒸発凝縮器(蒸発部の一例)
20 反応器(蓄熱反応器の一例)
22 反応容器(容器の一例)
23 本体部
24 延出部
25 延出部
30 蓄熱ユニット(単位ユニットの一例)
32 蓄熱ユニット(単位ユニットの一例)
36 流路部
38 流路部材(流路壁部の一例)
42 蓄熱材拘束部
44 蓄熱材
46 拘束枠
52 熱交換部
57A 配管
57B 配管
58 熱媒流路部材(伝熱壁の一例)
62 拘束部(拘束手段の一例)
63 筒部材
64 筒部材
68 ボルト(連結部材の一例)
69 ナット(連結部材の一例)
100 反応器(蓄熱反応器の一例)
102 反応容器(容器の一例)
104 延出部
105 延出部
106A 配管
106B 配管
108A 断熱材
108B 断熱材
10 Thermal Storage System 12 Evaporative Condenser (Example of Evaporating Unit)
20 reactor (an example of a heat storage reactor)
22 reaction vessel (example of vessel)
23 body part 24 extension part 25 extension part 30 heat storage unit (an example of a unit unit)
32 Thermal storage unit (an example of a unit unit)
36 channel part 38 channel member (an example of channel wall part)
42 heat storage material restraint part 44 heat storage material 46 restraint frame 52 heat exchange part 57A pipe 57B pipe 58 heat transfer channel member (an example of heat transfer wall)
62 Restraining part (an example of restraining means)
63 cylinder member 64 cylinder member 68 bolt (an example of a connecting member)
69 Nut (an example of a connecting member)
100 reactor (an example of a heat storage reactor)
102 reaction container (an example of a container)
104 Extending part 105 Extending part 106A Piping 106B Piping 108A Insulating material 108B Insulating material

Claims (12)

反応媒体が内部に供給される容器と、
前記反応媒体が流れる流路部と、前記反応媒体と結合して発熱及び前記反応媒体が脱離して蓄熱する蓄熱材が拘束枠で拘束された蓄熱材拘束部と、前記蓄熱材拘束部の前記流路部側とは反対側に配置され、前記蓄熱材拘束部に対する熱供給及び熱回収の少なくとも一方を行う熱交換部と、が積層され、前記容器内に封入された少なくとも1つの単位ユニットと、
少なくとも1つの前記単位ユニットを、前記流路部、前記蓄熱材拘束部、及び前記熱交換部が積層された積層方向で拘束する拘束手段と、
を有する蓄熱反応器。
A container into which the reaction medium is supplied;
A flow path portion through which the reaction medium flows, a heat storage material restraint portion in which a heat storage material coupled with the reaction medium generates heat and desorbs and accumulates heat is restrained by a restraint frame, and the heat storage material restraint portion A heat exchange unit that is disposed on the side opposite to the flow path side and that performs at least one of heat supply and heat recovery to the heat storage material restraint unit, and is laminated, and at least one unit unit enclosed in the container; ,
Constraint means for constraining at least one of the unit units in the stacking direction in which the flow path unit, the heat storage material constraint unit, and the heat exchange unit are stacked,
Heat storage reactor.
前記流路部が、前記蓄熱材拘束部の鉛直方向上側に配置された請求項1に記載の蓄熱反応器。   The heat storage reactor according to claim 1, wherein the flow path portion is disposed on the upper side in the vertical direction of the heat storage material restraining portion. 前記流路部は、前記反応媒体が流れる第1流通方向に沿うと共に該第1流通方向と直交する方向で複数並んだ流路壁部を有する請求項1又は請求項2に記載の蓄熱反応器。   The heat storage reactor according to claim 1 or 2, wherein the flow path section includes a plurality of flow path wall sections arranged along a first flow direction in which the reaction medium flows and in a direction orthogonal to the first flow direction. . 前記熱交換部は、熱媒体が流れる第2流通方向に沿うと共に該第2流通方向と直交する方向で複数並んだ伝熱壁を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蓄熱反応器。   4. The heat exchange unit according to claim 1, wherein the heat exchange unit includes a plurality of heat transfer walls along a second flow direction in which the heat medium flows and arranged in a direction orthogonal to the second flow direction. Thermal storage reactor. 前記第1流通方向と前記第2流通方向が平面視で交差する請求項3を引用する請求項4に記載の蓄熱反応器。   The heat storage reactor according to claim 4, wherein the first flow direction and the second flow direction intersect in plan view. 前記拘束手段は、前記積層方向で前記単位ユニットの両側に配置された複数の筒部材と、前記複数の筒部材を連結する連結部材とを有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の蓄熱反応器。   The said restraining means has any one of Claim 1 to 5 which has the some cylindrical member arrange | positioned at the both sides of the said unit unit in the said lamination direction, and the connection member which connects these cylindrical members. Thermal storage reactor as described. 前記連結部材は、平面視で前記蓄熱材の外側に位置する請求項6に記載の蓄熱反応器。   The heat storage reactor according to claim 6, wherein the connecting member is located outside the heat storage material in a plan view. 前記複数の筒部材の長手方向が、前記第1流通方向及び前記第2流通方向の少なくとも一方と交差する方向である請求項5を引用する請求項6又は請求項5を引用する請求項6を引用する請求項7に記載の蓄熱反応器。   The longitudinal direction of the plurality of cylindrical members is a direction that intersects at least one of the first flow direction and the second flow direction, and claim 6 that cites claim 5 or claim 6 that cites claim 5. The heat storage reactor according to claim 7 to be cited. 前記容器は、前記単位ユニットが配置された本体部と、該本体部の壁から外側へ向けて延びる筒状の延出部とを有し、
前記熱交換部には、前記延出部を延出方向に沿って貫通すると共に内部に熱媒体が流れる配管が接続される請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の蓄熱反応器。
The container has a main body portion on which the unit unit is disposed, and a cylindrical extending portion extending outward from a wall of the main body portion,
The heat storage reactor according to any one of claims 1 to 8, wherein a pipe through which the heat medium flows is connected to the heat exchanging section along the extending direction along the extending section. .
前記延出部と前記配管とが接触し、且つ前記単位ユニットと前記本体部とが非接触である請求項9に記載の蓄熱反応器。   The heat storage reactor according to claim 9, wherein the extension part and the pipe are in contact with each other, and the unit unit and the main body part are not in contact with each other. 前記容器の内部には、前記単位ユニットを支持すると共に前記単位ユニットから前記本体部への熱の伝達を抑制する断熱材が設けられている請求項9に記載の蓄熱反応器。   The heat storage reactor according to claim 9, wherein a heat insulating material that supports the unit unit and suppresses heat transfer from the unit unit to the main body is provided inside the container. 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の蓄熱反応器と、
前記容器に気密状態で連通され、液相の媒体を蒸発させて気相の反応媒体を前記容器に供給する蒸発部と、
を有する蓄熱システム。
A heat storage reactor according to any one of claims 1 to 11,
An evaporation unit that is communicated with the container in an airtight state, evaporates a liquid phase medium, and supplies a gas phase reaction medium to the container;
Having a heat storage system.
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