JP2015506453A - 複合断熱壁を有する再生機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、少なくとも部分的に再生機のエネルギー効率を改善することである。【解決手段】本発明は、チャンバー内に置かれたエネルギー貯蔵媒体の床を備える再生機に関する。該チャンバーは、シェルと、前記シェルと前記エネルギー貯蔵媒体との間に置かれた断熱層とを備えている。該断熱層は複数の空洞を画定する構造体を備え、各空洞は５ｃｍ３を超える容積を有し、上記空洞の少なくとも一部は、断熱材で少なくとも部分的に充填される。該空洞と、該エネルギー貯蔵媒体が置かれているところの該チャンバーの内側容積部とを隔てる該構造材の最小厚さは２ｍｍより大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、蓄熱再生機およびそのような再生機を備える熱設備に関する。

エネルギー、例えば熱エネルギーの貯蔵は、当該エネルギーの生産と消費を時間的にずらすのに役立つ。

熱エネルギーの貯蔵は、再生可能であるけれども間歇的に生産されるソフトエネルギー、例えば太陽エネルギーを利用するためにも有用である。エネルギー貯蔵は、「ピークからずれた」時間（その間は電力料金が最低である）と「ピーク」時間（その間は電力料金が最高である）との間の電力価格の差を活用するのにも有用でありうる。例えば、圧縮された空気エネルギーを貯蔵し、貯蔵された熱エネルギーを熱再生機で生成する場合に、電力を消費する圧縮フェーズはピークからずれた時間に最小コストで有利に実行され、一方、電力を生成する膨張フェーズは、グリッド（電力網）内に注入されうる電力を需要に応じて有利な料金で供給するためにピーク時間の間に実行される。

熱エネルギーは、従来、再生機のチャンバー内に置かれたエネルギー貯蔵媒体の充填床、例えば礫岩盤に貯蔵された。このチャンバーは、エネルギー効率を向上させるために断熱層によって内部的に断熱されているところのシェルを備えている。

熱伝達流体の流れと再生機との間の熱交換による貯蔵操作は、「充填フェーズ」と従来呼ばれ、充填の間に再生機に入る熱伝達流体は、「充填熱伝達流体」と呼ばれる。

従来、充填熱伝達流体は、好ましくは実質的に一定の、３５０℃を超える、または５００℃を超える（および一般に１０００℃未満の、または８００℃未満の）温度で再生機へ入る。

それから、充填熱伝達流体は、これが接触するところのエネルギー貯蔵媒体を加熱しつつ、再生機内におけるその経路を流れ続ける。したがって、その温度は、典型的には２０℃と３５０℃との間の温度まで徐々に下がる。熱エネルギーの伝達は、エネルギー貯蔵媒体の温度の上昇（「顕」熱蓄積）、及び/又はこれらの媒体の相変化（「潜」熱蓄積）をもたらしうる。

それから、貯蔵された熱エネルギーは、熱伝達流体の流れとエネルギー貯蔵媒体との間の熱交換によって戻すことができる。この操作はこれまで「放出フェーズ」と呼ばれ、放出期間に再生機に入る熱伝達流体は、「放出熱伝達流体」と呼ばれる。

再生機はそれによって、規則的または不規則な一連の「サイクル」を受ける。各サイクルは、充填フェーズ、任意的な待機フェーズ、そして続く放出フェーズを備えている。規則的なサイクルの継続時間は、一般的には、０．５時間を超え、または２時間を超え、及び/又は４８時間より短く、または２４時間より短い。

「A review on packed bed solar energy storage systems（充填層太陽エネルギー貯蔵システムに関するレビュー）」 Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010), p 1059-1069, は、再生機の分野における先行技術を記載している。

再生機のエネルギー効率を改善するという必要性は永遠に存在する。

本発明の目的は、少なくとも部分的に、このような必要性を満たすことである。

本発明に従うと、この目的は、再生機、特に、チャンバー内に置かれたエネルギー貯蔵媒体の床を備える実用的な熱再生機を用いて達成される。該チャンバーは、シェル、好ましくは金属製のシェル、および、好ましくは前記シェルと前記エネルギー貯蔵媒体との間に、若しくは上記シェルの外側に置かれた断熱層を備える。

該断熱層は、それが、複数の空洞を画定する構造体を備え、各空洞は、５ｃｍ^３を超える容積を有し、少なくとも上記空洞の一部は断熱材で少なくとも部分的に充填されていることで特徴付けられる。

本発明者たちは、そのような断熱層は顕著なエネルギー効率をもたらすことを見出した。下記の理論によって拘束されるものではないが、彼らは、この結果を、断熱層内における気体の流れを制限または妨げるための空洞の能力によって説明する。事実、再生機の断熱層内の時々の非常に大きい熱勾配（特に再生機の長さ方向の）から生じるこれらの流れは、断熱に対して、したがってエネルギー効率に対して弊害がある。

好ましくは、本発明に従う再生機は、さらに以下の任意的な特徴の１つ、好ましくは２以上を有する。
− 該構造体は、酸化物に基づく重量％で且つ総計１００％に対して以下のような化学分析；
− ２５％＜Fe_２O_３＜９０％、好ましくはFe_２O_３＜７０％、および
− ５％＜Al_２O_３＜３０％、および
− CaO＜２０％、および
− TiO_２＜２５％、および
− ３％＜SiO_２＜５０％、および
− Na_２O＋K_２O＜１０％、および
− これら以外の酸化物＜２０％、
を有する構造材で作られる。

− 該構造体は、酸化物に基づく重量％で且つ総計１００％に対して以下のような化学分析；
− ４０％＜Fe_２O_３＜６０％、及び/又は
− Al_２O_３＜２０％、及び/又は
− ３％＜CaO、及び/又は
− ５％＜TiO_２＜１５％、及び/又は
− ５％＜SiO_２＜２０％、及び/又は
− Na_２O＜５％、及び/又は
− これら以外の酸化物＜５％、
を有する構造材で作られる。

− 構造体は、５０質量％超が以下の化合物；鉄酸化物、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ、好ましくは結晶質シリカ、二酸化チタンおよび酸化カルシウムの１以上、特にアルミニウムマグネシウムスピネル、ステアタイト（凍石）、苦土かんらん石およびイルメナイト（FeTiO_３：チタン鉄鉱）、であるところの構造材で作られている。

− 該構造体は、
− エネルギー貯蔵媒体を構成する材料のそれと同一の、及び／又は断熱材のそれと実質的に同一の化学的組成物、及び／又は
− ２０％未満の開孔空隙率、及び／又は
− １０ＭＰａを超える圧縮強度、及び／又は
− ７００℃を超える温度耐性、
を有する構造材で作られている。

− 該構造体は、構造ブロックの結合から成る。

− 該断熱層の厚さは、複数の構造ブロックによって形成される。

− 該断熱層の最小の厚さは、１５０ｍｍを超え、好ましくは４００ｍｍを超える。

− 該断熱層の熱抵抗は１ｍ^２.Ｋ／Ｗより大きく、好ましくは１．２ｍ^２.Ｋ／Ｗより大きい。

− 該断熱材は、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞６０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞９０％のような化学的組成を有する。

− 最も大きい重量含量を有する断熱材の化合物は、コランダム、スピネルMgAl_２O_４、焼成粘土、ムライト、ヒボナイト、チタン酸アルミニウム、ボーキサイトおよびこれらの組合せから成る群から選択される。

− 該断熱材は、発泡体のまたは繊維混合物の物理的構造を有する。

− 断熱材を内蔵する該空洞の数で５０％超は、貫通空洞である。

− 該空洞は、該構造体によって画定された容積のうち５０％超を占める。

− 数で５０％を超える該空洞が、断熱材によって少なくとも部分的に、好ましくは完全に充填される。

− 空洞の断熱材の体積の、前記空洞の容積に対する比率は５０％より高く、好ましくは実質的に１００％に等しい。

− 該構造材と該断熱材とは、化学的に実質的に同一である。

− 該構造材は、該断熱材に対して、および該エネルギー貯蔵媒体を構成している材料に対して化学的に実質的に同一である。

− 再生機は、第１および第２断熱材を夫々充填された少なくとも第１および第２空洞を備え、
− 該第１および第２空洞は、異なる、形状及び／又は容積及び／又はバルク密度及び／又は配向及び／又は該第１および第２断熱材での充填率を有し、及び／又は
− 該第１および第２断熱材は、異なる、化学的組成及び／又は物理的構造及び／又は密度を有する。

− 該空洞は、上記断熱層の厚さ方向に該断熱層を貫通する任意の仮想的な直線が少なくとも一つの空洞を必ず通過するように配置される。

− 該床の重量は７００トンを超える。

本発明はまた、熱設備であって、
− 熱エネルギー発生ユニット、例えば炉、太陽塔、圧縮機、および
− 本発明に従う再生機、および
− 充填フェーズの間に該熱エネルギー発生ユニットから該再生機へ、そしてその後、上記再生機を通して充填熱伝達流体を循環させる循環デバイス、
を備えている上記熱設備に関する。

１実施態様において、上記熱エネルギー発生ユニットからの熱伝達流体は、上記再生機内で酸性液体の形態に凝縮され、及び／又は１０００℃未満かつ３５０℃を超え、または８００℃未満かつ５００℃を超える温度で該再生機へ入る。

該熱エネルギー発生ユニットは圧縮機を備える。

１実施態様において、該熱設備はさらに、熱エネルギー消費ユニットと、放出フェーズの間に上記再生機を通し且つその後に上記再生機から該熱エネルギー消費ユニットへと放出熱伝達流体を循環させる該循環デバイスとを備える。該熱エネルギー消費ユニットはタービンを備える。

本発明のその他の目的、局面、性質および利点はさらに、説明およびそれに続く実施例および添付の図面に照らして示されるであろう。

充填フェーズの間の本発明に従う熱設備の概略図である。 放出フェーズの間の本発明に従う熱設備の概略図である。 図１における熱設備の再生機の概略図である。 本発明に従う再生機の製造に適したレンガの１例の平面図である。 本発明に従う再生機の製造に適したレンガの別の１例の斜視図である。

図３ａおよび３ｂにおいて、同一または類似の成分を指示するために同一の参照符号が使用されるが、図３ｂにおいては、参照符号はプライム「’」を付けられている。
＜定義＞

用語「空洞」は壁によって境界付けられた容積である。空洞は開いていても閉じていてもよい。

他の指示がなければ、断熱材で空洞を「充填する」という表現は、空洞が断熱材で完全に充填されることを意味するものではない。

「熱エネルギー発生ユニット」は、熱エネルギーを発生することを特定に意図されたユニット、太陽塔のようなものだけではなく、操作されたときに熱エネルギーを発生するユニット、例えばコンプレッサ（圧縮機）をも意味する。

用語「熱設備」は、熱エネルギー発生ユニットを備えるどのような設備をも意味するように広い意味にも理解されるべきである。

用語「熱エネルギー消費ユニット」は、熱エネルギーを受け取る能力のある要素を指す。これは特に、該消費ユニットの温度上昇をもたらし（例えば建築物を暖房する場合）、及び/又は機械エネルギーへの変換（例えばガスタービンにおける）をもたらしうる。

本説明において明確性のために、用語「充填熱伝達流体」および用語「放出熱伝達流体」はそれぞれ、充填フェーズの間および放出フェーズの間に再生機内で流れる熱伝達流体を意味する。

エネルギー貯蔵媒体の「床」は、相互の上に少なくとも部分的に重畳されたそのような媒体の集合を意味する。

「プリフォーム」は従来のように、結合剤によって一般に一時的に結合された粒子の集合であって、その微細構造が焼結中に発達するものを意味する。

「焼結」は、熱処理によってプリフォームの粒子が処理されて、上記プリフォームの他の粒子を一緒に結合する母材（マトリックス）を形成するような熱処理を意味する。

明確性のため、用語「赤泥」は、アルミナを製造する方法から得られる液体または糊状の副産物および対応する乾燥製品を意味する。

酸化物含有量は、工業における通常の習慣に従って、最も安定な酸化物の形態で表現された、対応する化学元素の各々に対する総含有量に関係付けされる。

他の指示がなければ、全ての％は、酸化物に基づく重量％である。

「一つを含む」または「一つを備える」は、他に指示がなければ「少なくとも一つを備える」を意味する。
＜熱設備＞

本発明に従う熱設備（２）は、図１ａおよび１ｂに示されたように、熱エネルギー発生ユニット（４）、任意的に熱エネルギー消費ユニット（６）、循環デバイス（７）、任意的に空洞（図示されない）および再生機（１０）を備えている。

熱エネルギー発生ユニット（４）は、熱エネルギーを発生するもの、例えば炉または太陽塔が意図されうる。

上記循環デバイスは、充填フェーズ中、熱エネルギー発生ユニットから再生機へそして次に上記再生機を通過して、充填熱伝達流体を循環させる。

１実施態様において、熱エネルギー発生ユニットは、圧縮機を備え、または圧縮機から成り、該圧縮機は、例えば焼却プラントまたは発電所、特に、熱力、太陽エネルギー、風エネルギー、水力若しくは潮力による発電所によって機械的にまたは電気的に供給をうける。

気体状の流体の、好ましくは断熱的な圧縮は、その圧力と温度を増すことによって、その中にエネルギーの貯蔵を生じさせる。

圧力の増大によって生じるエネルギーは、圧力をかけられた流体を貯蔵することによって貯えられうる。このエネルギーの再生は、例えばタービン内での、膨張から生じうる。

温度の増加によって生じるエネルギーは、本発明に従う再生機内に貯えられうる。それから、このエネルギーの再生は該再生機との熱交換から生じる。

熱エネルギーは、副産物、すなわちそのようなものとして所望されなかったかも知れないもの、でありうる。

好ましくは、熱エネルギー発生ユニットは、５０ｋＷを超える、若しくは１００ｋＷを超える熱エネルギー、または３００ｋＷさえも超える、若しくは１ＭＷさえ超える、若しくは５ＭＷさえ超える熱エネルギーを発生する。本発明は、事実、特に、高容量の産業設備を意図したものである。

熱エネルギー発生ユニットは、再生機との直接的または間接的な熱交換に適合された熱交換器を備えうる。

好ましくは、本発明に従う熱設備は、熱エネルギー消費ユニット（６）と、放出フェーズ中に上記再生機を通し、そのあと上記再生機から該熱エネルギー消費ユニットへと放出熱伝達流体を循環させる上記循環デバイスとを備えている。

熱エネルギー消費ユニット（６）は、特に、建物若しくは建物群、貯水池、盆地、電力を発生する発電機と結合されたタービン、または例えば紙パルプ製造設備のような蒸気を消費する産業設備でありうる。

図示された実施態様において、熱エネルギー消費ユニット（６）は、再生機（１０）（図１ｂ）から出てくる放出熱伝達流体と、その中で第二の熱伝達流体が流れているところの第二回路（６ｂ）との間の、熱交換に適合された熱交換器（６ａ）を備えている。第二回路は、熱交換器（６ａ）と例えば建物（６ｃ）との間の熱交換を実施するように構成されている。

循環デバイス（７）は、充填熱伝達流体および放出熱伝達流体がそれを通してそれぞれ流れるところの充填回路（７ａ）および放出回路（７ｂ）を備えている。これら充填回路および放出回路はそれぞれ、充填フェーズ中の、熱エネルギー発生ユニット（４）と再生機（１０）との間の熱交換、および放出フェーズ中の、再生機（１０）と熱エネルギー消費ユニット（６）との間の熱交換の実施に役立つ。

循環デバイス（７）は、従来のように、管、バルブ、およびポンプ／送風機／抽出機の集合を備えて、再生機（１０）と
− 充填フェーズ中に熱エネルギー発生ユニットを出る充填熱伝達流体を受け取ることが可能であるように、該熱エネルギー発生ユニットとを（回路（７ａ））、および
− 放出フェーズ中に再生機を出る加熱された放出熱伝達流体が熱エネルギーを熱エネルギー消費ユニットへ移動させうるように、該熱エネルギー消費ユニットとを（回路（７ｂ））、
選択的に連絡させるように制御され、および、
充填熱伝達流体の流れ（図１ａの矢印）及び/又は放出熱伝達流体の流れ（図１ｂの矢印）を再生機に通すように制御される。

充填フェーズ中に再生機に入る充填熱伝達流体の温度は、好ましくは１０００℃より低く、または８００℃よりも低く、及び/又は好ましくは３５０℃より高く、または５００℃よりも高い。

充填および放出熱伝達流体は、同一タイプであってもなくても構わない。

充填熱伝達流体及び/又は放出熱伝達流体は、気体、例えば空気、水蒸気若しくは熱伝達ガス、または液体、例えば水若しくは熱媒油であってもよい。

１実施態様において、エネルギー貯蔵媒体は、ｐＨが６未満、５．５未満、５未満、４．５未満、または４未満である酸性液体、特に水性液体と永続的にまたは一時的に接触している。本発明は、事実、特にこれらの条件の下で有利である。

しかし、本発明は、特定の熱伝達流体に限定されるものではない。

好ましくは、特に充填及び放出熱伝達流体が同じタイプのときに、且つ充填熱伝達流体が圧力の増大、例えば５０バール、１００バールまたは１５０バールへの圧力の増大を受けるとき、熱設備は、再生機から冷やされて出てくる充填熱伝達流体を一時的に貯蔵するための空洞を備えうる。空洞の容積は、典型的には20000ｍ^３を超え、または100000ｍ^３を超える。

空洞は、好ましくは、低い浸透性を有するか、または充填熱伝達流体に対して不浸透でさえある。

図２に詳細に示された再生機（１０）は、チャンバー（１４）内に置かれたエネルギー貯蔵媒体（１２）の床（１１）を備えている。
＜エネルギー貯蔵媒体の床＞

好ましくは、再生機は、実用的な熱再生機であり、すなわち、エネルギー貯蔵媒体の物質並びに充填および放出温度は、熱設備の操作の間にエネルギー貯蔵媒体が固体のままであるように決定される。熱伝達流体の凝縮の確率が最も高いことは、事実、実用的な熱再生機においてである。

好ましくは、エネルギー貯蔵媒体の物質は、特にバイエル（Bayer）法によるアルミナ製造の残留物を含む。上記方法は特に「Les techniques de l’ingenieur」、論文「metallurgie extractive de l’aluminum」reference M2340, edition T.I.,1992年1月10発行（特に、ページM2340-13から始まる6章およびページM2340-15の図７）に記載されている。

好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、当初の供給物の乾燥物に基づく重量％で表現して、１０％を超える、好ましくは３０％を超える、好ましくは５０％を超える、好ましくは６０％を超える、好ましくは７０％を超える、好ましくは８０％を超える、バイエル法の実施から出る赤泥を含む当初の供給物の成形から得られるプリフォームを焼結することによって得られる。上記赤泥は、使用前に、例えば洗浄及び/又は乾燥工程の間に、任意的に転化されてもよい。

好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、酸化物に基づく重量％で且つ総計を１００％として、以下の化学分析を有する；
− ２５％＜Fe_２O_３＜９０％、又はFe_２O_３＜８５％、又はFe_２O_３＜８０％、又はFe_２O_３＜７５％、又はFe_２O_３＜７０％、又はFe_２O_３＜６５％、又はFe_２O_３＜６０％、及び/又は好ましくはFe_２O_３＞３０％、好ましくはFe_２O_３＞３５％、好ましくはFe_２O_３＞４０％、又はFe_２O_３＞４５％、又はFe_２O_３＞５０％、および
− ５％＜Al_２O_３＜３０％、好ましくはAl_２O_３＜２０％、および
− CaO＜２０％、および
− TiO_２＜２５％、好ましくはTiO_２＜２０％、好ましくはTiO_２＜１５％、および
− ３％＜SiO_２＜５０％、又はSiO_２＜４０％、又はSiO_２＜３０％、又はSiO_２＜２０％、又はSiO_２＜１５％、および
− Na_２O＋K_２O＜１０％、又はNa_２O＋K_２O＜５％、および
− Fe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞８０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞８５％、又はFe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞９０％、又はFe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞９５％、および
− これら以外の酸化物、１００％に対する補完量。

好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、９０％を超える、好ましくは９５％を越える、好ましくは９９％を超える酸化物から成る。

好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、焼結物質で作られ、該焼結物質は好ましくは、１０００℃と１５００℃の間の温度で、好ましくはこの温度で０．５時間より長い且つ好ましくは１２時間より短い保持時間の間、且つ好ましくは酸化雰囲気内、好ましくは空気内で焼結されたものである。

エネルギー貯蔵媒体（１２）形状および寸法は限定がない。しかし、好ましくは、エネルギー貯蔵媒体の最小寸法は、０．５ｍｍより、又は１ｍｍより、又は５ｍｍより、又は１ｃｍより大きく、及び/又は好ましくは５０ｃｍ未満、好ましくは２５ｃｍ未満、好ましくは２０ｃｍ未満、好ましくは１５ｃｍ未満である。好ましくは、エネルギー貯蔵媒体の最大寸法は、１０ｍ未満、好ましくは５ｍ未満、好ましくは１ｍ未満である。

エネルギー貯蔵媒体（１２）は特に、米国特許第6889963号明細書及び/又は米国特許第6699562号明細書に記載されたような、球、及び/又は粒子、及び/又は中実のレンガ、及び/又は透かしレンガ、及び/又は十字形要素、及び/又は二重十字形要素、及び/又は中実の要素、及び/又は透かし要素の形状を有しうる。

エネルギー貯蔵媒体は、床（１１）を構成するためにチャンバー（１４）内に集合されている。

床は、例えばエネルギー貯蔵媒体を結合することによって組織化され、または組織化されなくてもよい（「バルク」）。例えば、床は、砕かれた物質の山の形状（例えば石ころの山のようにいかなる特定の形状も持たない）を有しうる。

床の高さは、好ましくは１ｍよりも高く、好ましくは５ｍよりも高く、好ましくは１５ｍよりも高く、好ましくは２５ｍよりも高く、又さらに３５ｍよりも高く、又さらに５０ｍよりも高い。

床の重さは、好ましくは７００トンより重く、好ましくは２０００トンより重く、好ましくは４０００トンより重く、好ましくは５０００トンより重く、好ましくは７０００トンより重い。
＜チャンバー＞

チャンバー（１４）は、上部開口部（１６）および下部開口部（１８）を備える。

１実施態様において、充填フェーズの間に充填熱伝達流体がそれを通して再生機に入るところの再生機の該開口部は、放出フェーズの間に、熱せられた放出熱伝達流体がそれを通して再生機から出て行くところのものである。逆に、放出フェーズの間に、熱せられるべき放出熱伝達流体がそれを通って再生機に入るところの再生機の開口部は、充填フェーズの間に冷却された充填熱伝達流体がそれを通して再生機から出て行くところのものである。

好ましくは、加熱されるべき放出熱伝達流体がそれを通して再生機に入るところの再生機の開口部は、再生機の下部開口部（１８）である。

好ましくは、熱せられた放出熱伝達流体がそれを通して再生機を出るところの再生機の開口部は、再生機の上部開口部（１６）である。

チャンバー（１４）は、従来のように、シェル（２０）を備え、これは従来のように金属製であり、例えばステンレス鋼または炭素鋼で作られている。シェルはまた、天然のまたは人工的に掘られた空洞の壁から成り、任意的に、上記壁を強化するために、及び／又はエネルギー貯蔵媒体と接触する面を平らにするために、内側裏張りを備えている。天然の空洞の壁は特に岩でもよい。

冷却システム（図示されていない）は、特にもし再生機が埋められるならば、
シェルの外側に備えられうる。このシステムは、たとえば、空気、または液体、たとえば水を循環しうる。

シェル（２０）は、エネルギー貯蔵媒体と接触している本発明に従う断熱層（２４）によって内部的に保護されている。

シェルの壁は、上部壁（３０）、下部壁（３２）及び側壁（３４）から成る。

好ましくは、断熱層は、シェルの側壁の面積又はシェルの総面積の７０％を超えて、好ましくは８０％を超えて、好ましくは９０％を超えて、好ましくは９５％を超えて、好ましくは実質的に１００％に亘って延在している。

断熱層の最小厚さまたは平均厚さ（再生機の内部から再生機の外部へ測られた）は、好ましくは１００ｍｍを超え、好ましくは１５０ｍｍを超え、好ましくは２００ｍｍを超え、好ましくは３００ｍｍを超え、好ましくは４００ｍｍを超え、及び／又は７００ｍｍ未満、好ましくは６００ｍｍ未満である。

好ましくは、操作状態において、再生機からの熱損失が充填及び放出サイクルの最後で５％未満であるように、すなわち放出フェーズの最後で再生されたエネルギーが充填フェーズの最後で再生機内に注入された総エネルギーの９５％を超えるように、断熱層は適合されている。好ましくは、これら損失は、３％未満、好ましくは１％未満であり、好ましくは、充填フェーズの最後と放出フェーズの始めとの間の時間は、４８時間未満、好ましくは２４時間未満である。

断熱層の熱抵抗は、好ましくは１ｍ^２.Ｋ／Ｗよりも高く、または１．２ｍ^２.Ｋ／Ｗよりも高く、または１．３ｍ^２.Ｋ／Ｗよりも高い。

断熱層は、断熱材で少なくとも部分的に充填されるところの複数の空洞を画定している、「構造材」で作られた構造体を備えている。

再生機の操作の間に、そして特に熱伝達流体が湿った空気であるときに、空気中の湿気の凝縮は再生機の材料を腐食する。さらに、高圧では、空気中に存在する水分は凝縮しえて、他の存在する凝縮物又は汚染物と混合する。このように後者は水を酸性にし、従って腐食性にする。

熱伝達流体によって与えられる応力および特に潜在的に腐食性の環境に加えて、エネルギー貯蔵媒体は、それらが接触するチャンバー壁に物理的応力を与え、そして特に応力は、それらの熱膨張と、それらが再生機内にバルクで置かれたときに生み出す貫通力とから生じる。

構造体は、有利には、断熱材のための保護障壁を形成する。従って有利には、断熱材の選択は、もはや再生機内の支配的な環境によって強制されない。

構造体の構成、構造材の種類、空洞の数、空洞の容積、空洞のバルク密度（空洞の数／ｍ^３）、空洞の配向、断熱材の化学的組成、断熱材の物理的構造、断熱材の密度および充填率は、好ましくは再生機内の局所的な断熱ストレスに適合されている。それゆえ有利的に本発明に従う再生機は、完全に適合された熱プロファイルを有する断熱層を備え、これはしたがって再生機のコストを最適化するよう働く。
＜構造体＞
構造材

構造材は好ましくはセラミック材である。

構造材は、好ましくは、その質量の９０％を超える、好ましくは９５％を超える、好ましくは９９％を超える、好ましくは実質的に１００％である酸化物から成る。

好ましくは、構造材の酸化物は多結晶である。

１実施態様において、構造材は、酸化物に基づく重量％でかつ１００％の総量に対して、以下の化学分析を有する：
− Fe_２O_３＞２５％、好ましくはFe_２O_３＞３０％、好ましくはFe_２O_３＞３５％、好ましくはFe_２O_３＞４０％、又はFe_２O_３＞４５％、又は５０％を超え、及び/又は８５％未満、又は８０％未満、又は７５％未満、又は７０％未満、又はFe_２O_３＜６５％、又はFe_２O_３＜６０％、および
− ５％＜Al_２O_３＜３０％、好ましくはAl_２O_３＜２５％、好ましくはAl_２O_３＜２０％、および
− CaO＜２０％、および、特に上記材料が赤泥を含有する当初のバッチから製造されるときには、CaO＞３％、又はCaO＞５％、又はCaO＞１０％、および
− TiO_２＜２５％、好ましくはTiO_２＜２０％、好ましくはTiO_２＜１５％、および、特に上記材料が赤泥を含有する当初のバッチから製造されるときには、TiO_２＞５％、又はTiO_２＞１０％、および
− SiO_２＞３％、好ましくはSiO_２＞５％、又はSiO_２＞８％、およびSiO_２＜５０％、又はSiO_２＜４０％、又はSiO_２＜３０％、又はSiO_２＜２０％、又はSiO_２＜１５％、および
− Na_２O＋K_２O＜１０％、好ましくはNa_２O＋K_２O＜５％、および
− これら以外の酸化物＜２０％、好ましくはこれら以外の酸化物＜１０％、好ましくはこれら以外の酸化物＜５％、好ましくはこれら以外の酸化物＜３％。

１実施態様において、上記構造材は、好ましくは５％未満の、又は３％未満、又は１％未満のCaO含有量を有する。

１実施態様において、上記構造材は、好ましくは５％未満の、又は３％未満の、又は１％未満のTiO_２含有量を有する。

好ましくは、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞４０％、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞５０％、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞６０％、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞７０％、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞８０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞８５％、又はFe_２O_３＋Al_２O_３＋CaO＋TiO_２＋SiO_２＋Na_２O＋K_２O＞９０％。

好ましくは、上記他の酸化物が、ホウ素酸化物、銅酸化物、Fe_２O_３以外の鉄酸化物、およびこれらの混合物から選択された１の酸化物を、質量で９０％を超えて含有し、またはそれから成る。

構造材は、例えば、イルメナイト、粘土またはボーキサイトでありうる。

１実施態様において、構造材は、アルミニウム‐マグネシウムスピネル、例えばMgAl_２0_３、及び/又はステアタイト、及び/又はフォーステライト Mg_２SiO_４、及び/又はイルメナイト FeTiO_３、及び/又は鉄酸化物を、重量で５０％を超え、好ましくは６０％を超え、好ましくは７０％を超え、又は８０％を超え、又は９０％を超えて含有している。好ましくは、１００％に対する補完量は、ホウ素酸化物、ナトリウム酸化物、銅酸化物、鉄酸化物、シリカ、アルミナ、及びそれらの混合物から選択された１の酸化物、及び/又はこれら酸化物のコンパウンドをその質量の９０％を超えて含有し、又はこれらから成る。好ましくは、１００％に対する補完量は、シリカ、鉄酸化物またはこれらの混合物、及び/又はこれら酸化物のコンパウンドをその質量の９０％を超えて含有し、またはこれらから成る。

１実施態様において、構造材は、エネルギー貯蔵媒体を構成する物質に化学的に実質的に同一である。有利には、熱サイクルの間の熱機械的応力は減らされる。

空洞と、エネルギー貯蔵媒体が置かれるところのチャンバーの内部空間とを分離する構造材の最小の厚さは、好ましくは２ｍｍを超え、好ましくは５ｍｍを超える。空洞と、エネルギー貯蔵媒体が置かれるところのチャンバーの内部空間とを分離する構造材の最大の厚さは、好ましくは２０ｍｍ未満、好ましくは１５ｍｍ未満、又は１２ｍｍ未満である。

構造材の開孔空隙率は、好ましくは２０％未満、好ましくは１８％未満、又は１５％未満、又は１０％未満、又は６％未満、及び/又は０．５％を超え、又は１％を超え、又は５％を超える。

構造材の圧縮強度は、好ましくは１０ＭＰａを超え、好ましくは２０ＭＰａを超え、好ましくは５０ＭＰａを超える。

構造材の温度耐性は、好ましくは７００℃を超え、又は８００℃を超え、又は９００℃を超え、又は１０００℃を超える。
＜空洞＞

空洞は、断熱材の可能な形状の数を増加させるように働く。例えば、断熱材は、粉末の形状または繊維マットの形状であってもよい。

空洞の形状および数は制限がない。

空洞は、特に管状、例えば多面体でありうる。管状空洞の軸（これは空洞の長さを画定する）は、直線または曲っていてもよい。

空洞の断面（すなわち、その軸に垂直である）は、円形または円形でなくてもよい。それは、例えば平行６面体形状、特に図示された矩形の平行６面体形状でありうる。

管状空洞の断面は、特にそれが押出し成形によって形成されたときに、その軸に沿って一定でありうるが、そうでなくてもよい。

空洞は、閉じられた空洞、又は出口のない空洞、又は貫通の空洞でありえ、好ましくは貫通空洞でありうる。「出口のない」は、空洞が、容器を形成するように底および該底から延在する側壁を備えていることを意味する。有利には、貫通空洞は、熱の橋渡しを回避し、再生機の熱的能力を改善する。

好ましくは、数でいって５０％を超え、７０％を超え、８０％を超え、９０％を超えるまたは１００％の、断熱材を内蔵する空洞は、貫通空洞である。

空洞はまた、複雑な形状を有しうる。例えば、それらの表面は、特に断熱材の崩壊を制限するために、隆起または粗さを有しうる。

任意の空洞の最大の寸法は、好ましくは５０ｃｍ未満、好ましくは４０ｃｍ未満、好ましくは３０ｃｍ未満、又は２０ｃｍ未満であり、且つ２ｃｍを超え、または４ｃｍを超える。

任意の空洞の最小寸法は、好ましくは１ｃｍを超え、好ましくは２ｃｍを超え、且つ好ましくは５０ｃｍ未満、好ましくは４０ｃｍ未満、好ましくは３０ｃｍ未満、または２０ｃｍ未満である。

空洞は、全てが同じ容積を有してもよく又そうでなくてもよい。空洞の容積は、特に断熱材に対して適合させられうるが、再生機内の位置に対しても適合させられうる。

任意の空洞の容積は、好ましくは１０ｃｍ^３を超え、好ましくは２５ｃｍ^３を超え、好ましくは５０ｃｍ^３を超え、及び／又は125 000ｃｍ^３未満、好ましくは100 000ｃｍ^３未満、好ましくは75 000ｃｍ^３未満、好ましくは50 000ｃｍ^３未満、または25 000ｃｍ^３未満、または15 000ｃｍ^３未満、または10 000ｃｍ^３未満、または5 000ｃｍ^３未満、または2 000ｃｍ^３未満である。小さな空洞容積は、該空洞が内蔵しうる断熱材の最大量を制限し、従って断熱材の崩壊のリスクを制限する。

大きな容積であるが部分的に充填された空洞よりも、小さな容積であるが完全に充填された空洞を作ることの方が好ましい。

好ましくは、空洞は、構造体によって画定された体積の５０％を超え、７０％を超え、または８０％を超え、または９０％を超えて占める。

空洞の面密度は、断熱層の平方ｍ当たり、好ましくは４０％を超え、及び／又は９０％未満、または８０％未満である。

空洞のバルク密度は、断熱層の立方ｍ当たり、好ましくは４０％を超え、及び／又は９０％未満、または８０％未満である。

好ましくは、空洞の数で５０％を超える、７０％を超える、８０％を超える、９０％を超える、または１００％の空洞が、断熱材で少なくとも部分的に、好ましくは完全に充填されている。

断熱材を内蔵する空洞の充填率（すなわち、断熱材の体積を空洞の体積で割った値）は、５０％を超え、６０％を超え、７０％を超え、８０％を超え、９０％を超え、または好ましくは実質的に１００％でありうる。

好ましくは、空洞は、任意の空洞における何もない空の容積の最大寸法が５０ｃｍ未満、好ましくは４０ｃｍ未満、好ましくは３０ｃｍ未満、好ましくは２０ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満であるように寸法付けられ、及び／又は断熱材で充填されている。好ましくは、空洞は、任意の空洞における何もない空の容積の長さが５０ｃｍ未満、好ましくは４０ｃｍ未満、好ましくは３０ｃｍ未満、好ましくは２０ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満であるように寸法付けられ、及び／又は断熱材で充填されている。ここで、該長さは、充填および放出熱伝達流体の全体的な流れ方向に対応している再生機の軸に沿って計測される。

特に有利な仕方において、特に大きな温度勾配による、特に再生機の長さに沿った断熱層内での気体の循環は、それによって低減される。

空洞は、任意の配向を持ちうる。１実施態様において、全ての空洞は、例えば再生機の長さ方向に、互いに平行である。

好ましくは、空洞は、上記断熱層の厚さ方向に該断熱層を貫通する任意の仮想的な直線が少なくとも一つの空洞を必ず通過するように配置されている。

構造体は、特に再生機が小さいならば、単一体でありうる。

構造体は、好ましくは、形状付けられた複数の部分の接着、すなわち「構造ブロック」から成り、この構造ブロックの形状は限定されない。好ましくは、構造ブロックは、好ましくは接合材、例えばグラウト材、モルタルまたは泥で接合される。当該接合技術は当業者に知られている。

構造ブロックは、複数の空洞を備えうる。それは少なくとも１つの空洞および少なくとも１つのまたは複数の部分空洞を備えうる。構造ブロックの部分空洞は、構造ブロックの接着の後に、空洞の画定に参与する。

再生機の側壁は、断熱層内に膨張ジョイントをも備えうる。

好ましくは、ジョイント材のAl_２O_３含有量は、酸化物に基づく重量％で８０％を超え、好ましくは８５％を超え、好ましくは９０％を超え、または９５％を超える。

好ましい実施態様において、構造ブロックは製造され、そして輸送されそして組み立てられる前に断熱材で充填されて、断熱層を形成する。再生機の構築は、それにより加速されかつ低コストで達成される。

１実施態様において、構造ブロックは、製造され、輸送され、そしてそれらの空洞が断熱材で充填される前に構造体を形成するために組立てられる。
＜断熱材＞

断熱材は、好ましくはセラミックス、ポリマーおよびそれらの混合物から成る群から選択される。好ましくは、断熱材はセラミックス材である。

好ましくは、断熱材は、その質量で９０％を超える、好ましくは９５％を超える、好ましくは９９％を超える、好ましくは実質的に１００％の酸化物から構成されている。

好ましくは、断熱材は、酸化物に基づく重量％で、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞６０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞７０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞８０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞９０％のような化学的組成を有している。

より好ましくは、断熱材は、酸化物に基づく重量％で、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋K_２O＞６０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋K_２O＞７０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋K_２O＞８０％、好ましくはFe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋K_２O＞９０％、のような化学的組成を有している。

好ましくは、１００％に対する補完量は、好ましくはBaO、TiO_２、P_２O_５およびこれらの混合物から選択された、酸化物で構成されている。

断熱材は、それが使用されるところの最高の温度に適合されていなければならない。それ故に、グラスウール繊維は、断熱材が４００℃を超える、または３５０℃を超える温度に曝される場合には使用することができない。

断熱層内の２０℃〜８００℃の間での断熱材の熱伝導率は、好ましくは構造材の熱伝導率に比べて、２０％を超えて、５０％を超えて、１００％を超えて、２００％を超えて、３００％を超えて、４００％を超えて低い。好ましくは、２０℃で測られた熱伝導率は、１Ｗ／ｍ.Ｋ未満、０．５Ｗ／ｍ.Ｋ未満、好ましくは０．４Ｗ／ｍ.Ｋ未満、好ましくは０．２Ｗ／ｍ.Ｋ未満である。

特定の実施態様において、２０℃〜８００℃の間での断熱材の熱伝導率は、０．５Ｗ／ｍ.Ｋ未満、好ましくは０．２Ｗ／ｍ.Ｋ未満であり、そして断熱層の平均の厚さは、３００ｍｍを超え、好ましくは４００ｍｍを超える。

５００℃で測られた断熱材の線熱膨張係数は、好ましくは１５．１０^−６℃^−１未満、好ましくは１０．１０^−６℃^−１未満、または８．１０^−６℃^−１未満である。

１実施態様において、５００℃での断熱材と構造材の線熱膨張係数の差は、断熱材の線熱膨張係数の１０％未満、好ましくは５％未満である。

１実施態様において、５００℃における断熱材と構造材の線熱膨張係数は、実質的に同じである。断熱性および耐久性はそれによって改善される。

１実施態様において、構造材および断熱材は、化学的に実質的に同一である。例えば、断熱材は、構造材と同じ材料の発泡体である。

好ましい実施態様において、構造材は、断熱材およびエネルギー貯蔵媒体を構成する材料と化学的に実質的に同一である。

当業者は、断熱材の熱伝導率、機械的圧縮強度および線熱膨張係数を変える方法を知っている。

断熱材は、任意の物理的構造、例えば剛体の、粉末状の、または繊維の構造を有しうる。

断熱材は、例えば鋳造され、注形されまたは焼結された製品でありうる。断熱材は、特にモルタル、コンクリート（好ましくは自己打ち込みの）、または泥（乾いたまたは湿った）でありうる。１実施態様において、断熱材はコンクリートである。

断熱材の形状は、注形、特に振動注形、プレス成形、特に振動プレス成形、常温プレス成形、可塑性ペーストプレス成形、または静水圧プレス成形、突固め（ラミング：ramming）、押し出し成形、特に工程の一回のステップで構造を作りそして断熱材を配置するように働く共押し出し、造粒法またはこれら周知の技術の組合せから得られうる。１実施態様において、断熱材の成形は、振動注形または振動プレス成形から得られる。

１実施態様において、断熱材は、突固めまたは簡易な注入によって設置された乾いた泥である。

空洞は、剛性でない構造を持つ（例えば、粉末または繊維の形態を有する）断熱材を用いることを可能にする。断熱材はまた、例えば発泡体であるうる。断熱材は、これが置かれる空洞内におけるこの保守を促進するところの弾力性を有しうる。

好ましくは、断熱材は、以下によって形成される群から選択される；
− 粉末（例えば乾いた泥）であって、好ましくはアルミナ、及び/又はシリカ、及び/又はアルミノケイ酸塩、及び/又はジルコニア、及び/又は鉄酸化物Fe_２O_３、及び/又は金属水酸化物を含有するもの、好ましくは、酸化物に基づく重量％で、アルミナ＋シリカ＋ジルコニア＋鉄酸化物Fe_２O_３を６０％を超えて、好ましくは７０％を超えて、好ましくは８０％を超えて、好ましくは９０％を超えて含有している粉末、
− 繊維の混合物、例えばガラス繊維、ロックウール繊維、アルミナ繊維およびそれらの混合物、好ましくはガラス繊維、ロックウール繊維、更に好ましくはロックウール繊維、
− 発泡体、特に
− 発泡コンクリートまたはモルタルであって、水硬性結合剤を含んでいるもの（上記水硬性結合剤は、セメント、好ましくはアルミナセメント、及び/又はポルトランドセメント、及び/又はアルミナセメント、石膏、ジオポリマー（鉱物重合体）およびこれらの混合物から選択される）、好ましくは、上記コンクリートまたはモルタルは、アルミナ、及び/又はシリカ、及び/又はアルミノ珪酸塩、及び/又はジルコニア、及び/又は鉄酸化物Fe_２O_３、及び/又は金属水酸化物、及び/又はCaOを含有し、好ましくは上記コンクリートまたはモルタルは、酸化物に基づく重量％で、アルミナ＋シリカ＋ジルコニア＋鉄酸化物Fe_２O_３＋CaOを６０％を超えて、好ましくは７０％を超えて、好ましくは８０％を超えて、好ましくは９０％を超えて含有している；
− 発泡体であって、アルミナ、及び/又はシリカ、及び/又はアルミノ珪酸塩、及び/又はジルコニア、及び/又は鉄酸化物Fe_２O_３、及び/又は金属水酸化物を含有しているもの、好ましくは、酸化物に基づく重量％で、アルミナ＋シリカ＋ジルコニア＋鉄酸化物Fe_２O_３を、６０％を超えて、好ましくは７０％を超えて、好ましくは８０％を超えて、好ましくは９０％を超えて含有している発泡体、
− および、これらの混合物。

好ましくは、断熱材は、発泡体のまたは繊維混合物の物理的構造を有している。

１実施態様において、断熱材はロックウール繊維である。

１実施態様において、断熱材はセラミック発泡体である。セラミック発泡体を製造するために当業者に知られたあらゆる方法が用いられうる。特に、それらの方法は、スラリーの発泡法、孔形成剤、または熱処理若しくは化学反応中に気体を形成できる要素、(それによって泡を作る）の使用を含む。

１実施態様において、断熱材は、ガラス繊維及び/又はロックウール繊維であり、かつ該断熱材のバルク密度は２０〜１００ｋｇ／ｍ^３である。

１実施態様において、断熱材は、発泡体、特に発泡コンクリートまたは発泡モルタルであり、そして断熱材のバルク密度は、１００ｋｇ／ｍ^３を超え、好ましくは５００ｋｇ／ｍ^３を超え、且つ好ましくは２０００ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは１５００ｋｇ／ｍ^３未満である。

断熱材は、空洞の壁に接着してもよく又はしなくてもよい。例えば、固形で非接着性の断熱材の塊が空洞内に導入されうる。その場合、空洞が容器の形状を有することは好ましい。

好ましくは、空洞は、発泡スラリーまたは発泡前駆体スラリーを注入することによって、または、前もって成形され、空洞寸法に切断され、その後その中に挿入された発泡体のスタンピングによって、断熱材で充填される。

好ましくは、断熱材、好ましくはセラミック発泡体は、上記構造体または上記構造ブロックの焼結の前に、構造体の特に構造ブロックの空洞内に置かれる。
＜構造ブロック＞

構造体は、複数の小室を画定する複数の構造ブロックの１集合を備え、またはそれから成りうる。ここで、小室の少なくとも一部は、少なくとも部分的に断熱材で充填されている。

構造ブロックは、任意の形状を有しうる。例えば、構造ブロックは、正多面体または非正多面体で好ましくは凸多面体の形状を有しうる。面の数は、特に３から１０の間、好ましくは４から８の間、または６未満でありうる。構造ブロックは、特に、例えば平行６面体ベースの、任意的には立方体のまたは直方体のレンガの形状を有しうる。構造ブロックは、特に６面体、キーストーン（要石）又はくさびの形状を有しうる。それらは、好ましくは１ｍを超え、かつ好ましくは１０ｍ未満である曲率半径を有する。

構造ブロックの小室は、断熱層の製造中にその場で充填されうる。

例えば、上側、または下側でさえ開いている小室を有する構造ブロックは、従来のように壁のレンガのように組立てられうる。構造ブロックの列の小室は次に、該小室の上側が接続部で覆われる前に充填され、次に構造ブロックの次の列が置かれる。断熱層の空洞は、構造ブロックの小室によって画定される。

この実施形態は好ましくはないけれども、構造ブロックはまた、様々な構造ブロックの小室が連洛するように組み立てられうる。それによって、該ブロックの複数の小室は、断熱層の空洞を画定する。この空洞は、構造ブロックを組み立てた後に充填されてもよく、または、好ましくは、構造ブロックが組み立てられるときに充填されてもよく、それにより一様な充填を保証する。

該好ましい実施態様において、小室は、断熱層の製作の前に断熱材で充填される。

所与の構造ブロックの全小室は、同じ形状を有してもよく又有さなくてもよい。

１実施態様において、構造ブロックの複数の小室を分離する隔壁は、実質的に同一の平均厚さを有している。好ましくは、構造ブロックの小室を分離する隔壁の厚さは、実質的に一定である。

１実施態様において、構造ブロックの小室を分離する隔壁は、様々な厚さを有する。例えば、半径方向の隔壁（すなわち断熱層の厚さ方向に実質的に沿って延在している）は、長手方向の隔壁（すなわち断熱層の厚さ方向に実質的に垂直に延在している）の厚さよりも薄い厚さを有しうる。有利には、断熱層の厚さ方向に沿う断熱材の厚さは、極大であり得、それによって、高い圧縮強度を保持しつつ半径方向の熱伝導率を最小にするように働く。

隔壁、好ましくは少なくとも半径方向の隔壁、の最小の厚さは、好ましくは２ｍｍより厚く、または５ｍｍより厚い。隔壁、好ましくは少なくとも半径方向の隔壁、の最大の厚さは、好ましくは２０ｍｍ未満、好ましくは１５ｍｍ未満、または１２ｍｍ未満、または１０ｍｍ未満、または８ｍｍ未満である。

１実施態様において、断熱層の厚さは、構造ブロックｎ個で形成されている。ここで、ｎは１０未満、または８未満、または５未満である。

１実施態様において、構造ブロックは、断熱層の厚さ沿ったそれらの位置に従って様々な形状及び／又は寸法を有しうる。

構造ブロックは、少なくとも１つの小室、好ましくは複数の小室を備える。

好ましくは、構造ブロックは、その厚さに沿って（すなわち、組み立て後に再生機の内側から再生機の外側へと）複数の小室を備える。１実施態様において、小室は、構造ブロックの厚さに沿った上記小室の位置に従って、及び／又は再生機内の構造ブロックの位置に従って、様々な形状及び／又は寸法、及び／又は断熱材の様々な充填率を有し、及び／又は様々な断熱材を内臓している。

例えば、再生機の内部に近い小室の断熱材は、再生機内部で優勢である高温に耐える、セラミック発泡体または発泡コンクリートまたは発泡モルタルでありうる。一方、再生機の外部に近い小室の断熱材は、ポリマー発泡体またはガラス繊維の混合物でありうる。

１の実施形態において、小室の充填率は、再生機の内部からの小室の距離の関数である。１の実施形態において、再生機の内部に最も近く置かれた小室は、他の小室のそれよりも高い充填率を有している。１の実施形態において、後者は断熱材で充填されていない。

図３ａは、構造ブロック（５１）の壁によって横方向に境界付けられた６面体の構造ブロック（５０）の１例の平面図である。該構造ブロック（５１）は、チャンバーの内部容積部と接触することを意図された内側壁（５２）の一部分、およびチャンバーのシェルと接触することを意図されかつ内側壁（５２）の該部分の反対側の外側壁（５４）の一部分から成り、そして側壁（５５及び５６）の２つの部分は、接続部によって隣接ブロックに接続されることを意図された内側壁（５２）と外側壁（５４）の該部分を連結する。

該構造ブロック（５０）はまた、半径方向補強隔壁（５７）、長手方向補強隔壁（５８）、および内側空洞（６２ａ）と外側空洞（６２ｂ）を、任意的に該半径方向および長手方向補強隔壁で、画定する空洞隔壁（６０）を備えている。空洞隔壁（６０）の厚さは、構造ブロック（５１）の壁の厚さおよび該半径方向および長手方向補強隔壁の厚さよりも薄い。

内側壁（５２）の部分、外側壁（５４）の部分、側壁（５５及び５６）の部分、半径方向補強隔壁（５７）、長手方向補強隔壁（５８）および空洞隔壁（６０）の全ては、該構造ブロック（５０）の軸（Ｙ）（該シートの面に垂直）に平行に延在している。半径方向補強隔壁（５７）は、該Ｙ軸に沿って長手方向補強隔壁（５８）と垂直に交叉している。

正方形の断面をもつ管状である内側空洞（６２ａ）は、内側壁（５２）の部分と長手方向補強隔壁（５８）との間に、内側壁（５２）の部分に平行に延在して４列に配置されている。内側空洞（６２ａ）の全部または内側空洞（６２ａ）の一部分のみ、好ましくは内側空洞（６２ａ）の全部が、部分的にまたは完全に、好ましくは完全に、第１断熱材（図示されていない）で充填されている。

管状でありかつ長方形の断面をもつ外側空洞（６２ｂ）は、外側壁（５４）の部分と長手方向補強隔壁（５８）との間に、外側壁（５４）の部分に平行に延在して２列に配置されている。外側空洞（６２ｂ）の全部または外側空洞（６２ｂ）の一部分のみ、好ましくは外側空洞（６２ｂ）の全部が、部分的にまたは完全に、好ましくは完全に、該第１断熱材と同一または異なる第２断熱材（図示されていない）で充填されている。

好ましくは、内側空洞（６２ａ）および外側空洞（６２ｂ）は、それらの端部の１つはプラグで塞がれて出口がなく、好ましくは、それら端部の各々はプラグで塞がれ閉じられている（図示されていない）。

図３ｂは、特に該構造ブロック（５０）とは、数、形状および該空洞（６２’）の配置で異なるところの平行６面体の構造ブロック（５０’）のもう１つの例を示している。長方形の断面を有している該空洞（６２’）は、内側壁（５２’）および外側壁（５４’）の部分に平行に延在している。それらは、断熱層の厚さ（ｅ）の方向に整列されていず、対で、好ましくは空洞の半分の長さによってオフセットされている。

空洞（６２’）の延長部分において、１空洞の断片の形状の、例えば空洞の半分の形状の小室（６４’）は、側壁（５５’及び５６’）の部分に配置されている。構造ブロック（５０’）の組み立ての間に、２つの隣接する構造ブロックの複数の小室（６４’）は、空洞を形成するために互いに向き合って配置されうる。

この実施態様は、２つの隣接する構造ブロックの間の「熱的橋渡し」を制限するように有利に働く。事実、仮想的な直線は、もはや空洞を通過しないでは、断熱層の厚さの方向に断熱層を横断できない。

１の実施形態において、２つの隣接する構造ブロックの複数の小室（６４’）を相互に向き合って置くことによって形成された空洞は、これら構造ブロックの組み立て後に断熱材で充填される。

１の実施形態において、小室（６４’）は、構造ブロックの組み立て前に断熱材で充填される。好ましくは、次に断熱材が小室（６４’）の表面に接着される。
＜実施例＞

以下の実施例は、説明目的のために用意されたものであり、限定的なものではない。

化学的分析は蛍光Ｘ線によって実施される。

圧縮強度は、標準ＥＮ９９３−５に従って決定される。

温度耐性は、次の方法：ＩＳＯ １８９３（負荷下での崩壊）によって決定される。

熱膨張係数は、次の方法：ＥＮ９９３−１９によって決定される。

構造材の熱伝導率は、次の標準：ASTM E1461-07に従って環境温度で決定される。

断熱材の熱伝導率は、標準：NF-EN-12667に従って環境温度で決定される。

以下の仮定が熱損失を計算するために使用された。
− 一定の断面積を有する直径５ｍの円柱状の再生機、そしてその中のエネルギー貯蔵媒体の床は、該再生機のＸ軸に沿って測られた長さＬを有し、２０ｍに等しい、
− 充填および放出熱伝達流体：乾燥空気、
− エネルギー貯蔵媒体の種類および体積：一定、
− 充填温度は５２７℃、すなわち８００Ｋ、
− 充填フェーズの総継続時間：４時間、
− 放出温度は５０℃、すなわち３２３Ｋ、
− 放出フェーズの総継続時間：４時間、
− 水冷式の外側壁冷却システム：温度７５℃、熱交換係数５００Ｗ／ｍ^２Ｋ。

次の式は、完全な１サイクル、すなわち充填フェーズと放出フェーズの後に、再生機の壁を横切る熱損失の見積もりを与える。

この式において、
− Ｓ：断熱層の外表面面積（ｍ^２）、
− ｔ：完全な１サイクルの継続時間、
− Φ_Ｔ：再生機の外面上の熱フラックス（Ｗ／ｍ^２）、
− Ｊ：該サイクルにおける総損失（Ｊ）、
である。

比較のための実施例１は、シェルを備えている再生機であり、その側壁全体は、Distrisolによって販売された、Al_２O_３を７０％含む断熱レンガＲ１３０から成る一定の厚さ４２０ｍｍを有する断熱層によって断熱されている。

本発明に従う実施例２は、シェルを備えている再生機であり、その側壁全体は、図３ｂに示されたような、寸法２０ｃｍ×１５ｃｍそして厚さ４２ｃｍの透かしレンガから成る断熱層によって断熱されている。構造材は、含有量２７％のAl_２O_３、含有量６５％のSiO_２および含有量８％の他の化合物を有する粘土粉末４０重量％と、含有量７８．７％のFe_２O_３、含有量９％のSiO_２、含有量２．９％のAl_２O_３および含有量１．１％のMgOを有する鉄酸化物粉末６０重量％とを含有する混合物である。透かしレンガは、当業者に知られた押し出し技術によって成形され、そして１２００℃の温度で４時間焼結される。空洞のバルク密度は透かしレンガの体積の７３％である。空洞を分離している構造材の厚さは、熱フラックスの方向に配向された壁については５ｍｍであり、そして熱フラックスに垂直に配向された壁については１０ｍｍである。全ての空洞は、以下の化学的組成：Al_２O_３；１５％、SiO_２；３５％、Fe_２O_３；１５％、CaO；３０％、その他の酸化物；５％、を有する発泡モルタルを注入することによって実質的に完全に充填されている。上記発泡モルタルは以下の方法によって得られる：４０％のＣＥＭ１白ポルトランドセメント、メジアン径１５０μｍを有する３０％のシリカ砂、メジアン径１０μｍを有する３０％の炭酸カルシウム、水／ポルトランドセメントの比率０．６の水、およびCargillによって販売されたキサンタンガムsatiaxane CX90Tを水の質量の０．０２％の量で含むスラリーの準備をすること。このスラリーは、内径１３０ｍｍそして高さ１８０ｍｍのビーカー内で、直径８０ｍｍの凝集防止ブレード（該ブレードの底端部はビーカーの底から１０ｍｍに位置付けられ、１分間、５００ｒｐｍの速度）を用いて混合される。それから、水の量の２％の量のラウリルエーテル硫酸ナトリウムがスラリーに導入される。スラリーの体積は、せいぜいビーカーの容積の１／３に等しく、混合物は、３０秒間、５００ｒｐｍの回転で、それから１分間、１５００ｒｐｍ回転で攪拌される。発泡モルタルが得られ、そして構造体の空洞内へ注入される。上記モルタルは、温度２２℃、相対湿度４０％で固化される。

本発明に従う実施例３は、シェルを備えている再生機であり、その側壁全体は、実施例２の再生機内で用いられたものと同一の透かしレンガから成る断熱層によって断熱されている。全ての空洞は、以下の方法によって得られたセラミック発泡体を注入することによって実質的に完全に充填されている：含有量２７％のAl_２O_３、含有量６５％のSiO_２および含有量８％の他の化合物を有する粘土粉末４０重量％と、含有量７８．７％のFe_２O_３、含有量９％のSiO_２、含有量２．９％のAl_２O_３および含有量１．１％のMgOを有する鉄酸化物粉末６０重量％と、水／乾燥物質量の比率０．７２の水と、水の質量の０．６％に等しい量のCargillによって販売されたキサンタンガムsatiaxane CX90Tとを含有するスラリーを準備すること。このスラリーは、内径１３０ｍｍそして高さ１８０ｍｍのビーカー内で、直径８０ｍｍの凝集防止ブレード（該ブレードの底端部はビーカーの底から１０ｍｍに位置付けられる）を用いて、１分間、５００ｒｐｍの速度で混合される。次に、Zschimmer & Schwarz GmbH によって販売されたW53FLSchaumungsmittel が、水の量の６％の量でスラリーに導入される。スラリーの体積は、せいぜいビーカーの容積の１／３に等しく、混合物は、それから３０秒間、５００ｒｐｍの回転で、それから２分間、１５００ｒｐｍ回転で攪拌される。発泡体が得られ、そして構造体の空洞内へ注入される。組み合わされたものは、それから温度１２００℃で４時間、焼結される。

本発明に従う実施例４は、シェルを備えている再生機であり、その側壁全体は、実施例２の再生機内で用いられたものと同一の透かしレンガから成る断熱層によって断熱されている。全ての空洞は、空洞が充填された後は８０ｋｇ／ｍ^３のバルク密度を有する、包みを解かれたロックウール繊維によって実質的に完全に充填される。

本発明に従う実施例５は、シェルを備えている再生機であり、その側壁全体は、実施例２の再生機内で用いられたものと同一の透かしレンガから成る断熱層によって断熱されている。全ての空洞は、以下の方法によって得られたアルミナ発泡体を注入することによって実質的に完全に充填されている：重量で２４．１％の水と、重量で７５．９％のアルミナ粉末の混合物（該混合物に基づく重量％で以下の組成を有する：Almatisによって販売された、T60/64 ‐65 メッシュの管状アルミナを３９．５％、T60/64 -325 メッシュの管状アルミナを７％、CT3000 SG アルミナを３５％およびA10アルミナを１８．５％、およびCargillによって販売されたキサンタンガムsatiaxane CX90Tを水の質量の０．５％に等しい量、およびグリセリンを水の質量の５．５％に等しい量）を有するスラリーを準備すること。このスラリーは、内径１３０ｍｍそして高さ１８０ｍｍのビーカー内で、直径８０ｍｍの凝集防止ブレード（該ブレードの底端部はビーカーの底から１０ｍｍに位置付けられる）を用いて、６０分間、５００ｒｐｍの速度で混合される。次に、Zschimmer & Schwarz GmbH によって販売されたW53FLSchaumungsmittel が、水の量の１０重量％に等しい量でスラリーに導入される。スラリーの体積は、せいぜいビーカーの容積の１／３に等しく、混合物は、それから３０秒間、５００ｒｐｍの回転で、それから２分間、１５００ｒｐｍ回転で攪拌される。発泡体が得られる。結合をとき（debinding）、そして１６００℃で４時間の焼結の後に、発泡体ブロックは構造体部分の空洞の寸法に切断され、その中に置かれる。

得られた結果は下の表１に与えられている。

今や明確に現れているように、空洞内の断熱材の配置は、断熱層内に気体の流れを制限し、それによって、顕著に熱損失を制限している。表１に与えられた結果によって示されるように、本発明に従う再生機は、比較のための実施例１の再生機よりも３３％まで、より効率的でありうる。

さらに本発明は、断熱層の設計において大きな柔軟性を提供する。特に、断熱材の選択は、その種類、その形状（粉末、繊維の混合物、その他）に関してより広くなる。断熱の品質は、断熱材の選択によってだけではなく、空洞の数と形状および空洞の充填率によっても容易に調節されうる。

さらに、空洞内の断熱材の配置は、この目的のためのいかなる付加的手段もなしに、その場所に保持され続けることを可能にする。それによって断熱層の製造は、一層速くかつ安価になる。

空洞内の断熱材の配置はまた（特に、粉末、発泡体または繊維の混合物について）その崩壊を減らす。それによって、断熱材の有効性が向上される。

最後に、空洞内の断熱材の配置は、再生機における主な環境からそれらの保護をすることを可能にし、それによって断熱層のサービス寿命を延ばす。

明らかに、本発明は、記載および図示され、実施例として提供された実施態様に限定されない。特に、記載されまたは図示された様々な実施態様の組み合わせも、本発明の範囲内に属する。

本発明は、再生機の形状または寸法によって制限されるものではない。

最後に、エネルギー貯蔵媒体は、中性または塩基性環境と接触状態にあってもよい。

２ 熱設備
４ 熱エネルギー発生ユニット
６ 熱エネルギー消費ユニット
７ 循環デバイス
１０ 再生機
１１ 床
１２ エネルギー貯蔵媒体
１４ チャンバー
１６ 上部開口部
１８ 下部開口部
２０ シェル
２４ 断熱層
３０ 上部壁
３２ 下部壁
３４ 側壁
５０ ６面体の構造ブロック
５１ 構造ブロック
５２ 内側壁
５４ 外側壁
５５ 側壁
５６ 側壁
５７ 半径方向補強隔壁
５８ 長手方向補強隔壁
６０ 空洞隔壁
６２ａ 内側空洞
６２ｂ 外側空洞

Claims (34)

1. チャンバー（１４）内に置かれたエネルギー貯蔵媒体（１２）の床（１１）を備えた再生機であって、該チャンバーはシェル（２０）と、前記シェルと前記エネルギー貯蔵媒体の間、若しくは前記シェルの外側に置かれた断熱層（２４）とを備え、該断熱層は複数の空洞（６２ａ，６２ｂ；６２’）を画定する構造体を備え、各空洞は５ｃｍ^３を超える容積を有し、前記空洞の少なくとも一部は、断熱材で少なくとも部分的に充填され、該空洞と、該エネルギー貯蔵媒体が置かれているところの該チャンバーの内側容積部とを隔てる該構造材の最小厚さは２ｍｍより大きい、
   上記再生機。
2. 該構造体は、酸化物に基づく重量％で、且つ総計１００％に対して以下のような化学分析；
   − ２５％＜Fe_２O_３＜９０％、および
   − ５％＜Al_２O_３＜３０％、および
   − CaO＜２０％、および
   − TiO_２＜２５％、および
   − ３％＜SiO_２＜５０％、および
   − Na_２O＜１０％、および
   − これら以外の酸化物＜２０％、
   を有する構造材で作られている、請求項１に記載の再生機。
3. 該構造体は、酸化物に基づく重量％で、且つ総計１００％に対して以下のような化学分析；
   − ２５％＜Fe_２O_３＜７０％、および
   − ５％＜Al_２O_３＜３０％、および
   − CaO＜２０％、および
   − TiO_２＜２５％、および
   − ３％＜SiO_２＜５０％、および
   − Na_２O＜１０％、および
   − これら以外の酸化物＜２０％、
   を有する構造材で作られている、請求項２に記載の再生機。
4. 該構造体は、酸化物に基づく重量％で、且つ総計１００％に対して以下のような化学分析；
   − ４０％＜Fe_２O_３＜６０％、及び/又は
   − Al_２O_３＜２０％、及び/又は
   − ３％＜CaO、及び/又は
   − ５％＜TiO_２＜１５％、及び/又は
   − ５％＜SiO_２＜２０％、及び/又は
   − Na_２O＜５％、及び/又は
   − これら以外の酸化物＜５％、
   を有する構造材で作られている、請求項３に記載の再生機。
5. 該構造体は、構造材の５０質量％超が、以下の化合物；鉄酸化物、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ、二酸化チタン、および酸化カルシウム、の１つ以上から成る構造材で作られている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の再生機。
6. 該構造体は、
   − エネルギー貯蔵媒体を構成する材料のそれと同一の、及び／又は断熱材のそれと同一の化学的組成、及び／又は
   − ２０％未満の開孔空隙率、及び／又は
   − １０ＭＰａを超える圧縮強度、及び／又は
   − ７００℃を超える温度耐性、
   を有する構造材で作られている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の再生機。
7. 該構造体は、複数の構造ブロックの結合から成っている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の再生機。
8. 該断熱層の厚さは複数の構造ブロックによって形成されている、請求項７に記載の再生機。
9. 該断熱層の最小の厚さは、１５０ｍｍを超えている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の再生機。
10. 該断熱層の最小の厚さは、４００ｍｍを超えている、請求項９に記載の再生機。
11. 該断熱層の熱抵抗は１ｍ^２.Ｋ／Ｗより高い、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の再生機。
12. 該断熱層の熱抵抗は１．２ｍ^２.Ｋ／Ｗより高い、請求項１１に記載の再生機。
13. 該断熱材は、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞６０％であるような化学的組成を有している、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の再生機。
14. 該断熱材は、Fe_２O_３＋Al_２O_３＋SiO_２＋Zr0_２＋B_２O_３＋Na_２O＋CaO＋MgO＋K_２O＞９０％であるような化学的組成を有している、請求項１３に記載の再生機。
15. 最大の重量含量を有する、断熱材の化合物は、コランダム、スピネルMgAl_２O_４、焼成粘土、ムライト、ヒボナイト、チタン酸アルミニウム、ボーキサイトおよびこれらの組合せから成る群から選択されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の再生機。
16. 該断熱材は、発泡体のまたは繊維混合物の物理的構造を有している、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の再生機。
17. 断熱材を内蔵する該空洞のうちの数で５０％を超える空洞は、貫通空洞である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の再生機。
18. 該空洞は、該構造体によって画定された容積の５０％を超える容積を占めている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の再生機。
19. 数で５０％を超える該空洞が、断熱材によって少なくとも部分的に充填されている、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の再生機。
20. 数で５０％を超える該空洞が、断熱材によって完全に充填されている、請求項１９に記載の再生機。
21. 空洞の断熱材の体積の、前記空洞の容積に対する比率は５０％より高い、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の再生機。
22. 空洞の断熱材の体積の、前記空洞の容積に対する比率は、実質的に１００％である、請求項２１に記載の再生機。
23. 該構造材と該断熱材とは、化学的に実質的に同一である、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の再生機。
24. 該構造材は、該エネルギー貯蔵媒体を構成している材料に対して化学的に実質的に同一である、請求項２３に記載の再生機。
25. 第１および第２断熱材で夫々充填された少なくとも第１および第２空洞を備え、
    − 該第１および第２空洞は、異なる、形状及び／又は容積及び／又はバルク密度及び／又は配向及び／又は該第１および第２断熱材での充填率を有し、及び／又は
    − 該第１および第２断熱材は、異なる、化学的組成及び／又は物理的構造及び／又は密度を有している、
    請求項１〜２４のいずれか１項に記載の再生機。
26. 該空洞は、前記断熱層の厚さ方向に該断熱層を貫通する任意の仮想的な直線が少なくとも一つの空洞を必ず通過するように配置されている、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の再生機。
27. 該床（１２）の重量は７００トンを超える、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の再生機。
28. 熱設備であって、
    − 熱エネルギー発生ユニット（４）、および
    − 請求項１〜２７のいずれか１項に記載の再生機（１０）、および
    − 充填フェーズの間に該熱エネルギー発生ユニットから該再生機へ、そしてその後、前記再生機を通して充填熱伝達流体を循環させる循環デバイス（７）、
    を備えている、
    上記熱設備。
29. 前記熱エネルギー発生ユニット（４）からの熱伝達流体は、前記再生機（１０）内で酸性液体の形態に凝縮される、請求項２８に記載の熱設備。
30. 前記熱エネルギー発生ユニット（４）からの、および該再生機へ入る該熱伝達流体の温度は、１０００℃未満で且つ３５０℃を超える、請求項２８または２９に記載の熱設備。
31. 前記温度は、８００℃未満かつ５００℃を超える、請求項３０に記載の熱設備。
32. 該熱エネルギー発生ユニットは圧縮機を備えている、請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の熱設備。
33. 熱エネルギー消費ユニット（６）と、放出フェーズの間に前記再生機を通し且つその後に前記再生機から該熱エネルギー消費ユニットへと放出熱伝達流体を循環させる該循環デバイス（７）とを備えている、請求項２８〜３２のいずれか１項に記載の熱設備。
34. 該熱エネルギー消費ユニットはタービンを備えている、請求項３３に記載の熱設備。

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