JP2015178926A - 蓄熱システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】凝縮器12が、容器22において重力方向の中央に対して下方の部分から水蒸気Wbを回収する。このため、蓄熱材44に蓄熱する場合に、蓄熱ユニット30、32の蓄熱材44から離脱して流路部36から放出され、容器22の内部で重力により重力方向の下方に移動した水蒸気Wbを回収することができる。
【選択図】図1
Description
本発明の第1実施形態に係る蓄熱システムの一例について図1〜図8を用いて説明する。
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、凝縮部の一例としての凝縮器12、蒸発部の一例としての蒸発器24と、蓄熱反応器の一例としての反応器20と、を備えている。凝縮器12では、反応媒体の一例としての水Wa(H2O)の凝縮が行われ、蒸発器24では、反応媒体の一例としての水Wa(H2O)の蒸発が行われるようになっている。
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が備えられている。
反応器20は、図2に示されるように、水蒸気Wbが内部に供給される容器22と、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を拘束する拘束部62を有している。
容器22は、全体が円筒状に形成されており、容器上下方向に見て矩形の底壁22Aと、底壁22Aから容器上下方向の上側に延びる側壁22Bと、容器上下方向から見て円形であり側壁22Bの上端を覆う天井壁22Cと、を有している(図2参照)。
蓄熱ユニット30、32は、図2に示されるように、容器22内で容器上下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の構成について説明し、蓄熱ユニット32の構成については、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、容器22の内部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、容器22の内面とは非接触状態とされている。
流路部36は、図6(A)に示されるように、容器上下方向から見て矩形状の天板37と、天板37に固定される流路部材38と、を有している。流路部材38は、水蒸気Wbが流れる容器奥行方向に延び、容器幅方向に複数並んでいる。
フィルタ39(図2参照)は、板面が容器上下方向を向いた一枚の板状に形成された単体の金属箔で構成され、一例として、ステンレス箔が用いられている。このフィルタ39は、容器上下方向から見て矩形状され、容器上下方向から見て、流路部36の天板37と同様の形状とされている。
蓄熱部42は、容器上下方向から見て矩形状とされ、図5に示されるように、蓄熱材44と、蓄熱材44を拘束する枠部材46とを有している。
この式に蓄熱量Q、発熱量Qを併せて示すと、
CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q
Ca(OH)2 + Q → CaO + H2O
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。
熱交換部52は、容器上下方向から見て矩形状とされ、図4(A)に示されるように、容器幅方向及び容器奥行方向に広がる扁平な直方体状の熱媒容器54と、熱媒容器54の内部に収容(固定)された伝熱壁である熱媒流路部材58と、を有している。熱媒容器54は、容器上下方向の上方が開放されており、熱交換部52は、熱媒容器54の開放口を覆う蓋部材80を有している。
拘束部62は、図7に示されるように、容器上下方向において蓄熱ユニット30、32の上側、下側に配置された拘束部材63、64と、拘束部材63、64を連結するボルト68及びナット69とを有する。なお、拘束部材63と拘束部材64は、一例として、同じ構成であるため、拘束部材63について説明し、拘束部材64の説明を省略する。また、図7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。
次に、第1実施形態の作用について説明する。
次に、側壁22Bにおいて水蒸気流路14の一端が接続される位置、及び側壁22Bにおいて水蒸気流路26の一端が接続される位置について説明する。
以上説明したように、蒸発器24は、容器22において重力方向の中央に対して上方の部分から、容器22内に水蒸気Wbを供給する。このため、容器22の内部に供給された水蒸気Wbは、重力により重力方向の下方に移動する(容器22の内部は、水蒸気Wbが重力により下方に移動する程度に、真空脱気されている)。これにより、容器22の内部に水蒸気Wbを効率良く供給することができる。
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図9に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
12 凝縮器(凝縮部の一例)
22 容器
24 蒸発器(蒸発部の一例)
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)
42 蓄熱部
44 蓄熱材
100 蓄熱システム
102 蒸発凝縮器(蒸発部、及び凝縮部の一例)
124 選択部材(切替部材の一例)
Claims (5)
- 反応媒体が内部に供給される容器と、
前記容器の内部に配置され、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を有する蓄熱部と、
前記容器に気密状態で連通され、前記蓄熱材から脱離した気相の前記反応媒体を、前記容器において重力方向の中央に対して下方の部分から回収して凝縮する凝縮部と、
を備える蓄熱システム。 - 前記容器の内部に配置され、前記蓄熱部と重力方向で重なり、前記蓄熱材から脱離した前記反応媒体が流れる流路部を備え、
前記凝縮部は、前記蓄熱材から脱離した気相の前記反応媒体を、前記容器において重力方向の中央に対して下方で、かつ、前記容器において前記流路部に対して重力方向の下方の部分から回収する請求項1に記載の蓄熱システム。 - 前記流路部と、前記蓄熱部とを含んで単位ユニットとされ、
前記容器の内部で、一方の前記単位ユニットの重力方向の上側に他方の前記単位ユニットが重ねられ、
前記凝縮部は、前記蓄熱材から脱離した気相の前記反応媒体を、前記容器において重力方向の中央に対して下方で、かつ、前記容器において一方の前記単位ユニットに備えられた前記流路部に対して重力方向の下方の部分から回収する請求項2に記載の蓄熱システム。 - 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を備え、
前記蒸発部は、前記容器において重力方向の中央に対して上方の部分から、前記容器の内部に気相の前記反応媒体を供給する請求項1〜3の何れか1項に記載の蓄熱システム。 - 反応媒体が内部に供給される容器と、
前記容器の内部に配置され、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を有する蓄熱部と、
前記容器に気密状態で連通され、前記蓄熱材から脱離した気相の前記反応媒体を、前記容器から回収すると共に、気相の前記反応媒体を、前記容器に供給する蒸発凝縮器と、
前記蒸発凝縮器が気相の反応媒体を前記容器から回収する際は、前記容器において重力方向の中央に対して下方の部分と前記蒸発凝縮器を連通させ、前記蒸発凝縮器が気相の反応媒体を前記容器に供給する際は、前記容器において重力方向の中央に対して上方の部分と前記蒸発凝縮器を連通させる切替部材と、
を備える蓄熱システム。
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