JP2016211797A - Heat storage system and dry system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄熱システム及び乾燥システムに関するものである。 The present invention relates to a heat storage system and a drying system.
従来から、褐炭、バイオマス及びパームかす等の水分を多く含む固体の燃料は、そのまま使用すると含有する水分の影響により着火性や燃焼性が悪いため、天日干し等により乾燥させている。しかしながら、天日干しでは、燃料を載置する広いスペースが必要となると共に、乾燥中における燃料の温度を管理することが困難である。このため、日射による加熱に加えて、空気に触れることにより、酸化して変質するほか、日射の熱に、酸化による発熱が加わり、異常に温度が上昇して自然発火に至る可能性もある。 Conventionally, solid fuels such as lignite, biomass, and palm residue that contain a lot of moisture have been dried by sun drying or the like because they are poor in ignitability and combustibility due to the influence of contained moisture. However, the sun drying requires a wide space for placing the fuel and it is difficult to control the temperature of the fuel during drying. For this reason, in addition to heating by solar radiation, contact with air causes oxidation and deterioration, and heat generation from oxidation is added to the heat of solar radiation, which may lead to abnormal temperature rise and spontaneous ignition.
一方で、人工的に熱風を作り出し、この熱風を用いて燃料の乾燥を行うことが考えられるが、このような熱風の生成には多くの燃料を消費する必要があり、また多くの二酸化炭素を排出する。このため、例えば、特許文献1に示すガス化設備を応用し、太陽光を集光することによって得られた熱で燃料を加熱することにより、燃料を消費することなく乾燥を行うことが考えられる。 On the other hand, it is conceivable to artificially create hot air and dry the fuel using this hot air. However, it is necessary to consume a large amount of fuel to generate such hot air, and a large amount of carbon dioxide. Discharge. For this reason, for example, by applying the gasification facility shown in Patent Document 1 and heating the fuel with heat obtained by collecting sunlight, it is possible to perform drying without consuming the fuel. .
ところが、太陽光を利用して燃料を乾燥する方法は、日射があることが前提となり、夜間や曇天等の場合には、燃料の乾燥を行うことができない。このため、時刻や天候に左右されることなく、燃料等の被乾燥物を乾燥可能とすることが望まれている。そこで、例えば特許文献2に示すように、蓄熱体に太陽熱を蓄熱し、蓄熱体に沿って風を流すことによって、夜間等に太陽熱を利用することも考えられる。しかしながら、蓄熱体に蓄熱された熱は、一旦空気等の気体に伝えて輸送しなければならない。このため、特許文献2に示す方法は、熱の輸送効率が悪く、大量の被乾燥物を乾燥させるシステムには向かない。
However, the method of drying fuel using sunlight is based on the premise that there is solar radiation. In the case of nighttime or cloudy weather, the fuel cannot be dried. For this reason, it is desired to be able to dry an object to be dried such as fuel without being influenced by time and weather. Thus, for example, as shown in
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とする蓄熱システム及びこれを備える乾燥システムにおいて、蓄熱した熱の利用効率を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a heat storage system that makes it possible to use solar heat without being influenced by time or weather, and a drying system including the same, increase the utilization efficiency of the stored heat. With the goal.
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.
第1の発明は、蓄熱システムにおいて、太陽光を集光して流体からなる蓄熱材を加熱する集光加熱器と、当該集光加熱器で加熱された蓄熱材を貯蔵する貯槽と、上記貯槽から上記蓄熱材を受熱部へ送り出す送出装置とを備えるという構成を採用する。 In a heat storage system, the first invention is a condensing heater that condenses sunlight and heats a heat storage material made of fluid, a storage tank that stores the heat storage material heated by the condensing heater, and the storage tank A configuration is adopted in which the heat storage material is provided with a delivery device that sends the heat storage material to the heat receiving portion.
第2の発明は、上記第1の発明において、上記受熱部を通過した上記蓄熱材を上記集光加熱器に搬送する搬送手段を備えるという構成を採用する。 According to a second invention, in the first invention, a configuration is provided in which transporting means for transporting the heat storage material that has passed through the heat receiving portion to the condensing heater is employed.
第3の発明は、上記第2の発明において、上記受熱部と上記搬送手段との間に配置されると共に上記受熱部を通過した上記蓄熱材を冷却する冷却部を備えるという構成を採用する。 3rd invention employ | adopts a structure provided with the cooling part which cools the said thermal storage material which has been arrange | positioned between the said heat receiving part and the said conveyance means and passed the said heat receiving part in the said 2nd invention.
第4の発明は、上記第2または第3の発明において、上記貯槽と別体として設けられ、上記蓄熱材を一時的に貯蔵すると共に貯蔵した上記蓄熱材を上記搬送手段に供給可能な第2貯槽と、上記集光加熱器から排出された上記蓄熱材を上記貯槽と上記第2貯槽とに分けて案内する案内部とを備えるという構成を採用する。 According to a fourth invention, in the second or third invention, the second invention is provided separately from the storage tank, wherein the heat storage material is temporarily stored and the stored heat storage material can be supplied to the conveying means. A configuration is adopted in which a storage tank and a guide unit that guides the heat storage material discharged from the condenser heater separately to the storage tank and the second storage tank are adopted.
第5の発明は、上記第2または第3の発明において、上記集光加熱器から排出された上記蓄熱材を上記貯槽と上記受熱部とに分配する分配部を備えるという構成を採用する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, a configuration is provided in which a distribution unit is provided that distributes the heat storage material discharged from the condenser heater to the storage tank and the heat receiving unit.
第6の発明は、上記第1〜第5いずれかの発明において、上記集光加熱器の下方に上記貯槽が配置され、当該貯槽の下方に上記送出装置が配置されているという構成を採用する。 A sixth invention adopts a configuration in any one of the first to fifth inventions, in which the storage tank is disposed below the condenser heater and the delivery device is disposed below the storage tank. .
第7の発明は、上記第1〜第6いずれかの発明において、上記蓄熱材が、顆粒状セラミックスの集合体からなる砂であるという構成を採用する。 7th invention employ | adopts the structure that the said thermal storage material is the sand which consists of an aggregate | assembly of a granular ceramic in any one of the said 1st-6th invention.
第8の発明は、乾燥システムにおいて、上記第1〜第7いずれかの発明である蓄熱システムと、上記受熱部からなり、上記蓄熱材と熱伝達媒体を熱交換することによって上記熱伝達媒体を加熱する熱伝達媒体加熱部と、当該熱伝達媒体加熱部により加熱された上記熱伝達媒体と被乾燥物とを熱交換することによって上記被乾燥物を乾燥させる乾燥炉とを備えるという構成を採用する。 8th invention consists of the heat storage system which is one of said 1st-7th invention in the drying system, and the said heat receiving part, and heat-exchanges the said heat transfer medium by heat-exchanging the said heat storage material and heat transfer medium. Adopting a configuration comprising a heat transfer medium heating unit for heating, and a drying furnace for drying the object to be dried by exchanging heat between the heat transfer medium heated by the heat transfer medium heating unit and the object to be dried. To do.
本発明によれば、蓄熱材に太陽熱を蓄えることができるため、時刻や天候に左右されることなく、夜間や曇天時においても太陽熱が利用可能となる。また、本発明によれば、蓄熱材が流体からなり、蓄熱材そのものを送出装置で送り出すことによって熱の輸送を行う。このため、一旦蓄熱材に蓄えられた熱を他の媒体に移動させて輸送する場合と比較して、極めて効率高く熱を輸送することができる。したがって、本発明によれば、時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とする蓄熱システム及びこれを備える乾燥システムにおいて、蓄熱した熱の利用効率を高めることを可能とする。 According to the present invention, solar heat can be stored in the heat storage material, so that solar heat can be used at night or in cloudy weather without being influenced by time or weather. Further, according to the present invention, the heat storage material is made of a fluid, and heat is transferred by sending out the heat storage material itself by the delivery device. For this reason, compared with the case where the heat once stored in the heat storage material is moved to another medium and transported, heat can be transported extremely efficiently. Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the utilization efficiency of the stored heat in the heat storage system that makes it possible to use solar heat without being influenced by the time of day or the weather and the drying system including the heat storage system.
以下、図面を参照して、本発明に係る蓄熱システム及び乾燥システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of a heat storage system and a drying system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
(第1実施形態)
[蓄熱システム]
図1は、本実施形態の蓄熱システム10の概略構成を示すフロー図である。本実施形態の蓄熱システム10は、太陽光を集光することによって得られた熱を一定期間蓄え、必要に応じて受熱部100に対して伝熱するものである。この本実施形態の蓄熱システム10は、図1に示すように、集光加熱器11と、蓄熱材案内部12(案内部)と、蓄熱材貯槽13(貯槽)と、送出装置14と、蓄熱材冷却器15(冷却部)と、排気部16と、低温蓄熱材貯槽17(第2貯槽)と、搬送ユニット18(搬送手段)と、流動化ガス供給装置19と、制御装置20とを備えている。
(First embodiment)
[Heat storage system]
FIG. 1 is a flowchart showing a schematic configuration of a
集光加熱器11は、円筒型集光鏡11aと、蓄熱材加熱器11bとを備えている。円筒型集光鏡11aは、下部が窄む略円筒形状の鏡であり、上端と下端とが開放されている。この円筒型集光鏡11aは、内面が反射面とされており、上端側から入射した太陽光を内面で反射しながら下端側に集光させる。蓄熱材加熱器11bは、円筒型集光鏡11aの下端と接続された容器であり、内部に蓄熱材Tを貯蔵可能とされている。この蓄熱材加熱器11bでは、円筒型集光鏡11aによって集光された太陽光が蓄熱材Tに照射されることにより蓄熱材Tが加熱される。また、この蓄熱材加熱器11bでは、一端側(図1の搬送ユニット18側)から新たな蓄熱材Tが供給されると、他端側(図1の蓄熱材案内部12側)から先に溜められていた蓄熱材Tが排出される。つまり、このような集光加熱器11は、円筒型集光鏡11aで太陽光を集光し、これによって得られる太陽熱によって蓄熱材加熱器11bで蓄熱材Tを加熱する。
The
本実施形態の蓄熱システム10においては、蓄熱材Tとして顆粒状のセラミックスの集合体からなる砂を用いる。このような蓄熱材Tは、太陽熱を顕熱として蓄え、蓄熱した状態で輸送される。このような砂は、周知のように流体として振る舞う性質を有している。つまり、本発明における流体は、このような砂を含む概念である。なお、蓄熱材Tとして液体や気体を用いることも可能である。
In the
蓄熱材案内部12は、案内配管12aと、案内板12bとを備えている。案内配管12aは、上端が集光加熱器11の蓄熱材加熱器11bと接続されると共に、下端部が二股に分岐されている。二股に分岐された下端部は、一方が蓄熱材貯槽13と接続され、他方が蓄熱材冷却器15と接続されている。案内板12bは、案内配管12aの内部であって、二股に分岐される下端部よりも上方に配置されており、水平な軸芯を中心として回動可能とされている。なお、蓄熱材案内部12は、図1には示していないが、案内板12bを回動する駆動装置を備えている。この駆動装置によって案内板12bは、上方から落下する蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13に向けて案内する姿勢(図1の実線で示す姿勢)及び上方から落下する蓄熱材Tを蓄熱材冷却器15に向けて案内する姿勢(図1の破線で示す姿勢)のいずれかに姿勢設定される。
The heat storage
このような蓄熱材案内部12は、案内板12bの姿勢によって、集光加熱器11から排出された蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13と蓄熱材冷却器15とのいずれかに案内する。なお、案内板12bは、蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13に向けて案内する姿勢と、蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13に向けて案内する姿勢との中間姿勢をとることも可能である。このような場合には、上方から落下される蓄熱材Tの一部が蓄熱材貯槽13に案内され、残りが蓄熱材冷却器15に案内される。このように、蓄熱材案内部12は、蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13と蓄熱材冷却器15とに分けて案内する。
Such a heat storage
蓄熱材貯槽13は、開口が設けられた下端に向けて窄む略円筒形状の容器であり、蓄熱材案内部12の下方に配置されている。この蓄熱材貯槽13は、断熱層を含む槽壁を有しており、内部から外部へ放熱がされ難い構造とされている。この蓄熱材貯槽13は、上端が蓄熱材案内部12の案内配管12aと接続されており、案内配管12aから供給される蓄熱材Tを貯蔵する。なお、蓄熱材Tの排出タイミング等を調整するために、蓄熱材貯槽13の下端の開口を開閉するシャッタ機構を設けても良い。
The heat storage
送出装置14は、送出配管14aと、抽気配管14bと、流量調整バルブ14cとを備えている。送出配管14aは、受熱部100に対して水平方向から接続される直線状の配管である。この送出配管14aは、一端側が受熱部100と接続され、他端側が抽気配管14bと接続されている。また、送出配管14aは、他端側が蓄熱材貯槽13の下部と接続されており、蓄熱材貯槽13から蓄熱材Tが供給される。抽気配管14bは、流動化ガス供給装置19と送出配管14aとを接続する配管であり、流動化ガス供給装置19から流動化ガスZaを抽気し、この抽気した流動化ガスZaを送出配管14aに案内する。流量調整バルブ14cは、抽気配管14bの途中部位に設けられており、制御装置20の制御の下、抽気配管14bにおける流動化ガスZaの流量を調整する。このような送出装置14では、蓄熱材貯槽13から送出配管14aに供給された蓄熱材Tが、流量調整バルブ14cによって流量が調整された流動化ガスZaによって流される。これによって、蓄熱材Tが受熱部100に供給される。このとき、受熱部100に供給される蓄熱材Tの量は、送出配管14aを流れる流動化ガスZaの流量によって規定される。例えば、送出配管14aを流れる流動化ガスZaの流量が0である場合には、受熱部100への蓄熱材Tの供給量も0となる。このような送出装置14は、制御装置20によって流量調整バルブ14cの開度が調整され、送出配管14aに供給される流動化ガスZaの流量に応じた量の蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13から受熱部100に送り出す。
The
なお、受熱部100は、蓄熱材Tに蓄熱された熱を利用するものであれば、どのようなものであっても良い。例えば、後述する乾燥システム1においては、熱伝達媒体Xを加熱して蒸気化する蒸発器2と、蒸発器2で生成された蒸気状の熱伝達媒体Xを過熱する過熱器8とが受熱部100に相当する。
The
蓄熱材冷却器15は、受熱部100と接続される容器ており、受熱部100よりも下方に配置されている。また、蓄熱材冷却器15は、底部が流動化ガス供給装置19の供給配管19aと接続されており、流動化ガス供給装置19から流動化ガスZaが供給される。この蓄熱材冷却器15では、流動化ガス供給装置19から供給される流動化ガスZaによって蓄熱材Tが流動され、蓄熱材Tと流動化ガスZaとが熱交換されることによって蓄熱材Tが搬送ユニット18で搬送可能な温度まで冷却される。なお、蓄熱材冷却器15は、搬送ユニット18を保護する目的で設けるもので、搬送ユニット18の許容温度が、受熱部100より創出される蓄熱材Tの温度より十分高い場合は、蓄熱材冷却器15を省略することができる。
The heat
排気部16は、排気配管16aと、熱交換器16bと、回収配管16cとを備えている。排気配管16aは、蓄熱材冷却器15及び受熱部100の天井部と接続された配管であり、蓄熱材冷却器15及び受熱部100から排出される流動化ガスZaを大気放出する。熱交換器16bは、排気配管16aの途中部位に設けられており、外部から供給される熱伝達媒体Xと流動化ガスZaとを熱交換する。このような排気部16は、大気放出されることになる流動化ガスZaによって熱伝達媒体Xを加熱することによって、流動化ガスZaの熱を熱伝達媒体Xに移して回収する。なお、排気部16で加熱された熱伝達媒体Xは、例えば受熱部100に供給される。
The
低温蓄熱材貯槽17は、開口が設けられた下端に向けて窄む略円筒形状の容器であり、蓄熱材冷却器15の下方に配置されている。この低温蓄熱材貯槽17は、上端が蓄熱材冷却器15と接続されており、蓄熱材冷却器15から供給される冷却後の蓄熱材Tを貯蔵する。また、蓄熱材冷却器15は、蓄熱材案内部12の案内配管12aとも接続されており、案内配管12aから供給される蓄熱材Tを受け入れることもできる。例えば日没時刻が近づき、集光加熱器11において蓄熱材Tを十分に加熱することができなくなった場合に、蓄熱材案内部12の案内板12bの姿勢を変化させることにより案内配管12aから蓄熱材Tが供給される。このため、蓄熱材冷却器15に供給される蓄熱材Tは、蓄熱材案内部12の案内配管12aからの場合と、受熱部100からの場合とのいずれの場合であっても、低温蓄熱材貯槽17が許容する温度まで冷却して低温蓄熱材貯槽17へ供給する。
The low-temperature heat storage
また、低温蓄熱材貯槽17の下端は、搬送ユニット18と接続されている。このため、低温蓄熱材貯槽17は、搬送ユニット18に対して蓄熱材Tを供給可能とされている。つまり、低温蓄熱材貯槽17は、低温の蓄熱材Tを一時的に貯蔵すると共に貯蔵した蓄熱材Tを搬送ユニット18に供給可能とされている。なお、蓄熱材Tの排出タイミング等を調整するために、低温蓄熱材貯槽17の下端の開口を開閉するシャッタ機構を設けても良い。
The lower end of the low-temperature heat storage
搬送ユニット18は、コンベア18aと、駆動モータ18bと、ホッパ18cとを備えている。コンベア18aは、下方から上方に立設されており、低温蓄熱材貯槽17から排出された蓄熱材Tを上方に搬送し、ホッパ18cに供給する。駆動モータ18bは、コンベア18aを駆動する動力を生成するものであり、制御装置20によって制御される。ホッパ18cは、コンベア18aから供給される蓄熱材Tを一時的に貯蔵し、集光加熱器11の蓄熱材加熱器11bに供給する。このような搬送ユニット18は、受熱部100から排出されると共に蓄熱材冷却器15及び低温蓄熱材貯槽17を通過した蓄熱材Tを受け取り、集光加熱器11の蓄熱材加熱器11bに戻す。また、搬送ユニット18は、蓄熱材案内部12から直接に低温蓄熱材貯槽17に供給された蓄熱材Tも集光加熱器11の蓄熱材加熱器11bに戻す。
The
流動化ガス供給装置19は、供給配管19aと、ブロワ19bとを備えている。供給配管19aは、複数に分岐された配管であり、集光加熱器11の蓄熱材加熱器11b及び蓄熱材冷却器15に各々接続されている。また、本実施形態においては、供給配管19aは、受熱部100にも接続されている。この供給配管19aは、蓄熱材加熱器11b、蓄熱材冷却器15及び受熱部100の床部に下方から接続されている。また、供給配管19aは、接続箇所のそれぞれがさらに多数に分岐され、これによって、蓄熱材過熱器11b、蓄熱材冷却器15、受熱部100のそれぞれ底部における流動化ガスZaの流れの偏りを抑制し、蓄熱材Tが均一に流動化できるよう、工夫がなされている。ブロワ19bは、外部から供給配管19aに供給される流動化ガスZaを蓄熱材加熱器11b、蓄熱材冷却器15及び受熱部100に向けて圧送する。なお、このような流動化ガスZaとしては、凝縮性を持たない気体であればいずれでもよく、例えば、大気中より吸引した空気でよい。ただし、蓄熱材Tとして酸素と反応する可能性のある物質が用いられる場合においては、窒素、その他の不活性ガスが好ましい。また、大気中より吸引した空気を使用する場合においても、温度の低い箇所での結露を防止するため、大気吸引部から各用途箇所へ分配するまでの間に除湿機を備えることが好ましい。
The fluidizing
制御装置20は、本実施形態の蓄熱システム10の全体を制御するものである。例えば、本実施形態の蓄熱システム10は、蓄熱材加熱器11bの出口温度を計測する第1温度計21と、受熱部100の内部温度を計測する第2温度計22とを備えている。制御装置20は、蓄熱材加熱器11bの出口温度に基づき、蓄熱材加熱器11bから排出された蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13及び蓄熱材冷却器15のいずれに案内するかを判定し、この判定結果に基づいて蓄熱材案内部12を制御する。例えば、蓄熱材加熱器11bの出口温度が任意に設定する基準値よりも高い場合には、十分に蓄熱材Tに蓄熱がされているものとして、蓄熱材Tが蓄熱材貯槽13に案内されるように、蓄熱材案内部12の案内板12bの姿勢を制御する。また、蓄熱材加熱器11bの出口温度が任意に設定する基準値よりも低い場合には、十分に蓄熱材Tに蓄熱がされていないものとして、蓄熱材Tが蓄熱材冷却器15に案内されるように、蓄熱材案内部12の案内板12bの姿勢を制御する。任意に設定する基準値とは、装置を運転するときの外気温、さらには気温の日変化を考慮して設定する値である。蓄熱材貯槽13へ供給される蓄熱材Tは、必ずしも日中の受熱で得られる最高温度である必要はなく、蓄熱材貯槽13に蓄えられた熱の総量が、太陽光が得られない夜間の必要熱量をある程度の余裕をもって賄うことができる条件であればよい。また、任意に設定する基準値が、熱伝達媒体Xを加熱するに十分な温度を下回っても、蓄熱材貯槽13内に留まる間に、先に供給された高温の蓄熱材Tが持つ熱により、ある程度の温度上昇が見込まれる。したがって、任意に設定する基準値は、装置の特性、および立地する場所の気候などから、経験的に設定することが好ましい。
The
さらに制御装置20は、受熱部100の内部温度に基づき、送出装置14から受熱部100に供給する蓄熱材Tの量を調整する。制御装置20は、受熱部100の内部温度に基づき、受熱部100に供給するべき蓄熱材Tの量を算出し、この算出量に基づいて送出配管14aへ供給するべき流動化ガスZaの流量を決定し、この決定された流量に基づいて流量調整バルブ14cの開度を調整する。例えば、受熱部100の温度が記憶する基準値よりも高い場合には、送出装置14から受熱部100への供給量が減少するように流量調整バルブ14cの開度を調整する。また、受熱部100の温度が記憶する基準値よりも低い場合には、送出装置14から受熱部100への供給量が増加するように流量調整バルブ14cの開度を調整する。
Further, the
次に、このように構成された本実施形態の蓄熱システム10の動作について説明する。なお、本実施形態の蓄熱システム10は、24時間運転が可能であるが、以下の説明では、日の出時刻を基準として説明を行う。
Next, operation | movement of the
まず日の出時刻となると、制御装置20は、搬送ユニット18の駆動モータ18bを起動し、コンベア18aを駆動する。これによって、低温蓄熱材貯槽17に貯蓄された蓄熱材Tがコンベア18aによって上方に搬送され、集光加熱器11の蓄熱材加熱器11bに供給される。蓄熱材加熱器11bの内部では、流動化ガス供給装置19から供給された流動化ガスZaによって蓄熱材Tが流動されている。新たな蓄熱材Tがコンベア18aから蓄熱材加熱器11bに供給されると、先に溜っている蓄熱材Tが押し出され、蓄熱材案内部12に落下する。
First, at the sunrise time, the
ここで、日の出時刻から一定の期間においては、太陽光から得られるエネルギが小さく、蓄熱材加熱器11bにおいて蓄熱材Tが十分に加熱されない。このため、制御装置20は、第1温度計21の計測結果から十分に蓄熱材Tに蓄熱がされていないものと判定し、蓄熱材Tが蓄熱材冷却器15に案内されるように、蓄熱材案内部12の案内板12bの姿勢を制御する。この結果、蓄熱材加熱器11bを通過した蓄熱材Tは蓄熱材冷却器15を経由して低温蓄熱材貯槽17に戻され、再度、搬送ユニット18によって蓄熱材加熱器11bに搬送される。つまり、蓄熱材加熱器11bにおいて蓄熱材Tが十分に加熱されるまでは、蓄熱材Tが蓄熱材貯槽13に供給されることなく循環され、蓄熱材加熱器11bに繰り返し供給されることによって徐々に昇温される。
Here, in a certain period from the sunrise time, the energy obtained from sunlight is small, and the heat storage material T is not sufficiently heated in the heat
日の出時刻から一定の期間が経過すると、太陽光から得られるエネルギが増大し、蓄熱材加熱器11bにおいて蓄熱材Tが十分に加熱される。このため、制御装置20は、第1温度計21の計測結果から十分に蓄熱材Tが蓄熱されたものと判定し、蓄熱材Tが蓄熱材貯槽13に案内されるように、蓄熱材案内部12の案内板12bの姿勢を制御する。この結果、蓄熱材加熱器11bを通過した蓄熱材Tは蓄熱材貯槽13に供給される。
When a certain period elapses from the sunrise time, the energy obtained from sunlight increases, and the heat storage material T is sufficiently heated in the heat
蓄熱材貯槽13に貯蔵された蓄熱材Tは、送出装置14によって受熱部100に送り出される。ここでは、制御装置20は、第2温度計22の計測結果に基づいて、受熱部100の温度が維持されるように、蓄熱材Tの供給量を算出し、この算出結果に基づいて流量調整バルブ14cの開度を調整し、これによって送出配管14aに供給される流動化ガスZaの流量を調整する。この結果、必要量の蓄熱材Tが送出装置14から受熱部100に供給される。
The heat storage material T stored in the heat storage
受熱部100の内部では、流動化ガス供給装置19から供給された流動化ガスZaによって蓄熱材Tが流動されている。このような受熱部100に蓄熱材Tが供給されると、蓄熱材Tと熱伝達媒体Xとが熱交換され、これによって熱伝達媒体Xが加熱される。熱伝達媒体Xとの熱交換によって冷却された蓄熱材Tは、新たな蓄熱材Tが送出装置14から供給されることによって押し出され、落下して蓄熱材冷却器15に供給される。蓄熱材冷却器15に供給された蓄熱材Tは、流動化ガス供給装置19から蓄熱材冷却器15に供給される流動化ガスZaによって冷却され、その後、低温蓄熱材貯槽17に戻される。
Inside the
なお、受熱部100及び蓄熱材冷却器15から排出される流動化ガスZaは、排気部16の排気配管16aに案内され、熱交換器16bを通過して大気開放される。熱交換器16bでは熱伝達媒体Xが加熱され、その後、例えば受熱部100に供給される。
The fluidized gas Za discharged from the
また、制御装置20は、太陽から得られるエネルギが強くなる時刻では、送出装置14から受熱部100への蓄熱材Tの供給量を上回る量の蓄熱材Tが蓄熱材加熱器11bに供給されるよう、コンベア18aの輸送速度を高める。これによって、蓄熱材貯槽13から排出される蓄熱材Tよりも蓄熱材貯槽13に供給される蓄熱材Tが多くなり、蓄熱材貯槽13の蓄熱材Tの保有量が増加していく。
Further, at the time when the energy obtained from the sun becomes strong, the
そして、日没時刻が近づき、蓄熱材加熱器11bによって十分に蓄熱材Tが加熱できなくなると、制御装置20によって蓄熱材案内部12の案内板12bの姿勢が変更され、蓄熱材加熱器11bから排出された蓄熱材Tが蓄熱材冷却器15を経由して低温蓄熱材貯槽17に案内される。その後、コンベア18aが停止される。このように、蓄熱材加熱器11bから排出された蓄熱材Tが低温蓄熱材貯槽17に案内される間も、蓄熱材貯槽13に蓄えられた蓄熱材Tが送出装置14によって受熱部100に供給される。このため、太陽からのエネルギが得られない時刻であっても、受熱部100において熱伝達媒体Xの加熱を行うことができる。
Then, when the sunset time approaches and the heat storage material T cannot be sufficiently heated by the heat
図2は、本実施形態の蓄熱システム10において、時刻と第1温度計の温度(蓄熱材加熱器11bの出口温度)との関係を示すグラフである。なお、図2には、搬送ユニット18の蓄熱材Tの輸送量を示すグラフと、太陽から得られるエネルギを示すグラフと、蓄熱材貯槽13の蓄熱材Tの保有量を示すグラフとを重ねて示している。なお、図2に示す例においては、受熱部100において熱伝達媒体Xを蒸気化するために、蓄熱材案内部12を行う温度が熱伝達媒体Xの沸点よりも高い温度に設定されている。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the time and the temperature of the first thermometer (the outlet temperature of the heat
この図に示すように、日の出前の時刻においては蓄熱材貯槽13に蓄えられた蓄熱材Tを用いて熱伝達媒体Xの加熱を行うと共に蓄熱材貯槽13への蓄熱材Tの供給が停止されているため、蓄熱材貯槽13の蓄熱材Tの保有量が徐々に減少する。一方、日の出時刻が過ぎ、コンベア18aが稼働されると共に蓄熱材加熱器11bにて十分に蓄熱材Tが加熱されると、蓄熱材貯槽13の蓄熱材Tの保有量が徐々に増加する。その後、太陽から得られるエネルギの増加に伴ってコンベア18aでの輸送量が増大され、蓄熱材貯槽13の蓄熱材Tの保有量が大きく増加する。そして、日没時刻が近くなり、太陽から得られるエネルギが減少すると、蓄熱材加熱器11bを通過した蓄熱材Tが蓄熱材冷却器15を経由して低温蓄熱材貯槽17に供給され、その後、日の出時刻が過ぎるまでコンベア18aが停止されると共に蓄熱材貯槽13の蓄熱材Tの保有量が徐々に減少する。
As shown in this figure, at the time before sunrise, the heat transfer material X is heated using the heat storage material T stored in the heat storage
以上のような本実施形態の蓄熱システム10によれば、蓄熱材Tに太陽熱を蓄えることができるため、時刻や天候に左右されることなく、夜間や曇天時においても太陽熱が利用可能となる。また、本実施形態の蓄熱システム10によれば、蓄熱材Tが流体として振る舞う物質からなり、蓄熱材Tそのものを送出装置14で送り出すことによって熱の輸送を行う。このため、一旦蓄熱材Tに蓄えられた熱を他の媒体に移動させて輸送する場合と比較して、極めて効率高く熱を輸送することができる。したがって、本実施形態の蓄熱システム10によれば、時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とし、さらには蓄熱した熱の利用効率を高めることを可能とする。
According to the
また、本実施形態の蓄熱システム10においては、受熱部100を通過した蓄熱材Tを集光加熱器11に搬送する搬送ユニット18を備える。このため、蓄熱材Tを循環して再利用することができ、少量の蓄熱材Tによって蓄熱システム10を構成することが可能となる。
Moreover, in the
また、本実施形態の蓄熱システム10においては、受熱部100と搬送ユニット18との間に配置されると共に受熱部100を通過した蓄熱材Tを冷却する蓄熱材冷却器15を備える。このため、搬送ユニット18に供給される蓄熱材Tを十分に低温化させることができ、搬送ユニット18の耐熱性能を低下させることが可能となる。逆に、搬送ユニット18の耐熱性能を高め、受熱部100より送出される蓄熱材Tの温度より十分高い耐熱温度とすることで、蓄熱材冷却器15を省略することも可能である。
Moreover, in the
また、本実施形態の蓄熱システム10においては、蓄熱材貯槽13と別体として設けられ、蓄熱材Tを一時的に貯蔵すると共に貯蔵した蓄熱材Tを搬送ユニット18に供給可能な低温蓄熱材貯槽17と、集光加熱器11から排出された蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13と蓄熱材冷却器15を経由して低温蓄熱材貯槽17とに分けて案内する蓄熱材案内部12とを備えている。このため、蓄熱材貯槽13を経由せずに、集光加熱器11を通過させるように蓄熱材Tを循環させることが可能となる。したがって、日の出時刻から間もない時刻において蓄熱材Tを上述のように集光加熱器11を通るように繰り返し循環させることによって、予め蓄熱材Tの昇温を図ることができ、その後短時間で蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13に供給可能な温度まで昇温することが可能となる。
Further, in the
また、本実施形態の蓄熱システム10においては、集光加熱器11の下方に蓄熱材貯槽13が配置され、この蓄熱材貯槽13の下方に送出装置14が配置され、この送出装置14の下方に蓄熱材冷却器15が配置され、この蓄熱材冷却器15の下方に低温蓄熱材貯槽17が配置されている。このため、重力を利用して蓄熱材Tを落下させながら移動させることができ、エネルギ効率に優れた蓄熱システム10となる。
Moreover, in the
また、本実施形態の蓄熱システム10においては、蓄熱材Tとして砂が用いられている。これによって、熱を顕熱として蓄えることができ、蓄熱材Tが相転移することがない。したがって、太陽から得られるエネルギの大小にかかわらず、同様に蓄熱材Tを搬送することができる。
Moreover, in the
[乾燥システム]
次に、上述の蓄熱システム10を有する乾燥システム1について説明する。図3は、本実施形態の乾燥システム1の概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の乾燥システム1は、複数の蒸発器2(熱伝達媒体加熱部)と、蒸気ドラム3と、補助ボイラ4と、乾燥炉5と、乾燥炉流動化ガス供給装置6と、熱伝達媒体循環部7と、過熱器8と、流動化蒸気供給部9と、蓄熱システム10とを備えている。
[Drying system]
Next, the drying system 1 having the above-described
蒸発器2は、蓄熱システム10から供給される熱によって熱伝達媒体Xを蒸気化するものであり、上述の受熱部100に相当する。本実施形態においては熱伝達媒体Xとして水を用いており、なお、熱伝達媒体Xとしては、水に限られるものではなく、例えば有機溶媒、無機塩類、あるいは金属を用いることも可能である。例えば、有機溶媒を用いる場合には、アルコール類や、沸点が比較的高くかつ常温で液体の油脂類等を用いることができる。また、無機塩類や金属を用いる場合には、流動性を確保するため比較的低温で液体となるものが選択される。
The
蒸気ドラム3は、蒸発器2によって蒸気化された熱伝達媒体Xを一時的に貯留するための容器であり、蒸発器2と乾燥炉5との間に配置されている。また、この蒸気ドラム3は、上部が乾燥炉5と接続されており、底部が熱伝達媒体循環部7と接続されている。このような蒸気ドラム3に熱伝達媒体Xが供給されると、蒸気状態の熱伝達媒体Xは蒸気ドラム3の上部に溜り、乾燥炉5に向けて送り出される。また、液体状態の熱伝達媒体Xは蒸気ドラム3の底部に溜り、熱伝達媒体循環部7に送り出される。
The steam drum 3 is a container for temporarily storing the heat transfer medium X vaporized by the
補助ボイラ4は、例えば起動及び停止が容易な汎用ボイラであり、蒸気ドラム3と接続されている。この補助ボイラ4は、蓄熱システム10での蓄熱量が少なく、蒸発器2における蒸気の生成量が減少した場合に、補助的に熱伝達媒体Xを加熱して蒸気を生成し、この蒸気を蒸気ドラム3に供給する。
The auxiliary boiler 4 is a general-purpose boiler that can be easily started and stopped, for example, and is connected to the steam drum 3. When the amount of heat stored in the
乾燥炉5は、チャンバ5aと、チャンバ5aの内部を水平方向に複数の領域に分割する分割壁5bと、チャンバ5aの内部に挿通される伝熱管5cとを備えている。チャンバ5aは、被乾燥物Yが内部に貯留される容器である。このチャンバ5aでは、外部から被乾燥物Yが供給されることにより先に貯留された被乾燥物Yの一部が押し出されて排出される。分割壁5bは、チャンバ5aの底部に立設されると共に、壁面同士が対向するように複数設けられている。この分割壁5bとして、下部に開口が設けられた第1分割壁5b1と、開口が設けられずかつ第1分割壁5b1よりも背丈の低い第2分割壁5b2とが設けられており、これらが交互にチャンバ5a内で配列されている。このような複数の分割壁5bによってチャンバ5aの内部が分割されることにより、被乾燥物Yは、図3の矢印に示すように、チャンバ5a内を上下に蛇行しながら進行する。伝熱管5cは、入口端が蒸気ドラム3と接続され、出口端が熱伝達媒体循環部7と接続されている。この伝熱管5cには、チャンバ5a内において被乾燥物Yと熱交換が行われる熱伝達媒体Xが流される。この乾燥炉5では、乾燥炉流動化ガス供給装置6から供給される乾燥炉流動化ガスZbによって流動する被乾燥物Yと、伝熱管5cを流れる熱伝達媒体Xとを熱交換することによって被乾燥物Yを乾燥させる。
The drying furnace 5 includes a
このような乾燥炉5によって乾燥される被乾燥物Yは、不図示の微粉炭ボイラ等の燃料として用いられる固体の燃料であり、水分を多く含んでいる(例えば含水率が20%以上)。このような被乾燥物Yとしては、例えば粉体化された褐炭やバイオマスである。なお、チャンバ5aにおける流動性を高めるため、チャンバ5aの内部には、このような被乾燥物Yの他に砂等の流動媒体を貯留しても良い。この流動媒体は、チャンバ5aから排出された後に被乾燥物Yから分離され、再びチャンバ5a内に戻される。
The to-be-dried material Y dried by such a drying furnace 5 is a solid fuel used as fuel, such as a pulverized coal boiler (not shown), and contains a lot of moisture (for example, a moisture content of 20% or more). Examples of such a material to be dried Y include powdered lignite and biomass. In addition, in order to improve the fluidity | liquidity in the
乾燥炉流動化ガス供給装置6は、循環配管6aと、不活性ガス発生器6bと、ブロワ6cと、熱交換器6dと、冷却器6eとを備えている。循環配管6aは、一端側が多数に分岐されてチャンバ5aの底部と接続され、他端側がチャンバ5aの天井部に接続された配管であり、乾燥炉流動化ガスZbの流路となる。なお、循環配管6aの一端側は、分割壁5bによって分割されたチャンバ5aの各領域に対して各分岐端が接続されるようにチャンバ5aの底部と接続されている。不活性ガス発生器6bは、例えば大気から、乾燥炉流動化ガスZbとして用いられる窒素ガス(不活性ガス)を生成するものであり、循環配管6aと接続されている。ブロワ6cは循環配管6aの途中部位に設けられており、乾燥炉流動化ガスZbを圧送する。このブロワ6cは、チャンバ5aの底部から上方に向けて乾燥炉流動化ガスZbが供給されるよう、循環配管6aの一端側(チャンバ5aの底部と接続される側)に向けて乾燥炉流動化ガスZbを圧送する。これによって、循環配管6aの一端側(チャンバ5aの底部に接続された側)からチャンバ5a内に乾燥炉流動化ガスZbが供給され、循環配管6aの他端側(チャンバ5aの天井部に接続された側)からチャンバ5aの内部の乾燥炉流動化ガスZbが回収される。
The drying furnace fluidizing
熱交換器6dは、循環配管6aの途中部位であって、ブロワ6cの下流側に配置されている。この熱交換器6dは、熱伝達媒体循環部7が備える後述する返流配管7aを流れる熱伝達媒体Xと、循環配管6aを流れる乾燥炉流動化ガスZbとを熱交換するものである。この熱交換器6dにおいて、熱伝達媒体Xと乾燥炉流動化ガスZbとが熱交換されることによって、乾燥炉5に供給される前に乾燥炉流動化ガスZbが加熱され、乾燥炉流動化ガスZbによってチャンバ5aの内部の温度が低下することを防止することができる。
6 d of heat exchangers are the intermediate parts of the
冷却器6eは、循環配管6aの途中部位であって、ブロワ6cの上流側に配置されている。この冷却器6eは、チャンバ5aの内部を通過することにより加熱された乾燥炉流動化ガスZbに含まれる水分を凝縮して分離するため、乾燥炉流動化ガスZbを冷却する。これによって、ブロワ6c等に乾燥した乾燥炉流動化ガスZbが供給され、ブロワ6c等において結露が発生することを防止することができる。
The cooler 6e is an intermediate part of the
このような乾燥炉流動化ガス供給装置6によって、チャンバ5aの底部から上方に向けて乾燥炉流動化ガスZbが供給されることで、チャンバ5a内に貯留された被乾燥物Yが流動される。これによって、被乾燥物Yと熱伝達媒体Xとの熱交換が促進され、短時間で被乾燥物Yを乾燥することが可能となる。
By such a drying furnace fluidizing
熱伝達媒体循環部7は、返流配管7aと、復水器7bと、給水ポンプ7cと、給水予熱器7dと、蒸気ドラム接続配管7eとを備えている。返流配管7aは、乾燥炉5と蒸発器2とを接続し、乾燥炉5から排出された熱伝達媒体Xを再び蒸発器2に返流する配管である。この返流配管7aは、図3に示すように、熱交換器6dを通過しており、これによって返流配管7aを流れる熱伝達媒体Xと、循環配管6aを流れる乾燥炉流動化ガスZbとが熱交換され、熱伝達媒体Xの熱量が乾燥炉流動化ガスZbに伝達される。
The heat transfer
復水器7bは、返流配管7aの途中部位であって熱交換器6dの下流に配置されており、蒸気である熱伝達媒体Xを例えば大気との熱交換により冷却して液化する。給水ポンプ7cは、復水器7bのさらに下流に配置されており、復水器7bによって液化された熱伝達媒体Xを蒸発器2に向けて圧送する。給水予熱器7dは、給水ポンプ7cのさらに下流側に配置されており、給水ポンプ7cから吐出された熱伝達媒体Xと復水器7bの上流側における熱伝達媒体Xとを熱交換することにより、蒸発器2に供給される熱伝達媒体Xを予熱する。蒸気ドラム接続配管7eは、蒸気ドラム3の底部と返流配管7aとを接続する配管であり、乾燥炉5を通すことなく、蒸気ドラム3の底部に溜った液体の熱伝達媒体Xを復水器7bの上流側に案内する。なお、給水ポンプ7cの上流側には返流配管7aへ熱伝達媒体Xを追加供給するための不図示のポートが設けられており、例えば熱伝達媒体Xの減少分を補う等の必要に応じて当該ポートから返流配管7aに熱伝達媒体Xが追加供給される。
The
過熱器8は、蒸気ドラム3と乾燥炉5との間に配置されている。この過熱器8は、上述の受熱部100に相当する。この過熱器8は、蒸気ドラム3から乾燥炉5の伝熱管5cに供給される熱伝達媒体Xを太陽熱によって飽和温度以上(例えば200℃程度)に昇温する。
The
流動化蒸気供給部9は、過熱蒸気供給配管9aと、開閉バルブ9bとを備えている。過熱蒸気供給配管9aは、過熱器8とチャンバ5aの底部とを繋ぐ配管であり、過熱器8によって過熱された熱伝達媒体Xを流動化ガスとしてチャンバ5a内に供給する。開閉バルブ9bは、過熱蒸気供給配管9aの途中部位に配置されており、過熱蒸気供給配管9aによって形成される流路の開閉を行う。
The fluidized steam supply unit 9 includes a superheated
蓄熱システム10は、日中は太陽熱を蓄熱すると共に蒸発器2及び過熱器8に熱を供給する。また、夜間は、蓄えた熱を蒸発器2及び過熱器8に供給する。これによって、24時間、蒸発器2において蒸気を生成し、過熱器8において蒸気を過熱することが可能となる。
The
続いて、このように構成された本実施形態の乾燥システム1の動作について説明を行う。なお、以下の動作説明においては、乾燥炉5のチャンバ5aに対しては被乾燥物Yが連続的に一定量で供給されているものとする。
Then, operation | movement of the drying system 1 of this embodiment comprised in this way is demonstrated. In the following description of the operation, it is assumed that the material to be dried Y is continuously supplied to the
蒸発器2で生成された蒸気状の熱伝達媒体Xは、蒸気ドラム3に供給される。熱伝達媒体Xは、蒸気ドラム3において気液分離され、蒸気の熱伝達媒体Xが過熱器8でさらに昇温された後、乾燥炉5の伝熱管5cに供給される。一方、液体の熱伝達媒体Xは、蒸気ドラム接続配管7eから熱伝達媒体循環部7に供給され、再び蒸発器2に供給される。なお、蒸気ドラム3から排出された蒸気が飽和温度以上の温度まで過熱されることによって、乾燥炉5における乾燥温度をより高めることができ、短時間で被乾燥物Yの乾燥を行うことが可能となる。
The steam-like heat transfer medium X generated by the
また、乾燥炉流動化ガス供給装置6においては、不活性ガス発生器6bから循環配管6aに乾燥炉流動化ガスZb(不活性ガス)が供給され、ブロワ6cが駆動されることによって循環配管6a内の乾燥炉流動化ガスZbが乾燥炉5に向けて圧送される。乾燥炉5に供給される乾燥炉流動化ガスZbは、予め熱交換器6dにおいて温められた上で、チャンバ5aの底部からチャンバ5aの内部に供給される。このようなチャンバ5aの底部から乾燥炉流動化ガスZbが供給されることにより、チャンバ5a内の被乾燥物Yが流動化される。なお、チャンバ5a内の乾燥炉流動化ガスZbは、チャンバ5aの上部から循環配管6aに回収され、冷却器6eにおいて水分が除去された後、再びブロワ6cによって圧送される。
Further, in the drying furnace fluidizing
また、本実施形態の乾燥システム1においては、過熱された蒸気状の熱伝達媒体Xを流動化ガスとして乾燥炉5に供給することもできる。具体的には、開閉バルブ9bを開けると、過熱蒸気供給配管9aを通じて熱伝達媒体Xが流動化ガスとしてチャンバ5a内に供給される。なお、例えば乾燥システムを一旦停止し、その後再開するときには、チャンバ5a内の温度が低くなる。このような場合に熱伝達媒体Xを被乾燥物Yに直接触れさせると、熱伝達媒体Xが凝縮して被乾燥物Yの表面が濡れ、被乾燥物Yの流動を阻害する。このため、チャンバ5a内の温度が低い場合には、乾燥炉流動化ガス供給装置6によって不活性ガスからなる乾燥炉流動化ガスZbをチャンバ5aに供給する。
Moreover, in the drying system 1 of this embodiment, the superheated vapor-shaped heat transfer medium X can also be supplied to the drying furnace 5 as fluidized gas. Specifically, when the on-off
チャンバ5a内に挿通された伝熱管5cに供給された熱伝達媒体Xが供給されると、伝熱管5cの内部の熱伝達媒体Xと伝熱管5cの外部の被乾燥物Yとが熱交換されることによって、被乾燥物Yが加熱される。この結果、被乾燥物Yに含まれる水分が蒸発し、被乾燥物Yが乾燥される。乾燥された被乾燥物Yは、連続的にチャンバ5aに供給される新たな被乾燥物Yに押されることによってチャンバ5aの外部に排出される。なお、被乾燥物Yから蒸発した水分は、乾燥炉流動化ガスZbと共に循環配管6aに回収される。
When the heat transfer medium X supplied to the
伝熱管5cを通過してチャンバ5aの外部に排出された熱伝達媒体Xは、熱伝達媒体循環部7の返流配管7aに流れ込む。返流配管7aに流れ込んだ熱伝達媒体Xは、熱交換器6dを通り、給水予熱器7dを通り、復水器7bで冷却されることによって液体に戻される。液体となった熱伝達媒体Xは、給水ポンプ7cによって蒸発器2に向けて圧送される。給水ポンプ7cによって圧送される熱伝達媒体Xは、給水予熱器7dにおいて予熱された後、再び蒸発器2に供給される。
The heat transfer medium X passing through the
また、補助ボイラ4は、必要に応じて運転される。補助ボイラ4が運転されると、蒸気(熱伝達媒体X)が生成されて蒸気ドラム3に供給される。このように補助ボイラ4から蒸気ドラム3に供給された蒸気は、蒸発器2から蒸気ドラム3に供給された蒸気(熱伝達媒体X)と混合されて使用される。
Further, the auxiliary boiler 4 is operated as necessary. When the auxiliary boiler 4 is operated, steam (heat transfer medium X) is generated and supplied to the steam drum 3. Thus, the steam supplied from the auxiliary boiler 4 to the steam drum 3 is used by being mixed with the steam (heat transfer medium X) supplied from the
以上のような本実施形態の乾燥システム1によれば、蓄熱システム10を備えているため、時刻や天候に左右されることなく、24時間、蒸発器2において蒸気を生成し、過熱器8において蒸気を過熱することが可能となる。このため、24時間、被乾燥物Yの乾燥を行うことが可能となる。
According to the drying system 1 of the present embodiment as described above, since the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted or simplified.
図4は、本実施形態の蓄熱システム10Aの概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の蓄熱システム10Aは、上記第1実施形態の低温蓄熱材貯槽17が備えられておらず、蓄熱材冷却器15からコンベア18aに直接蓄熱材Tが供給される。また、蓄熱材案内部12は、案内板12bの姿勢によって、蓄熱材加熱器11bから供給される蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13と受熱部100とに分配し、本発明の分配部として機能する。また、搬送ユニット18は、ホッパ18cに蓄えられた蓄熱材Tを蓄熱材加熱器11bに対して定量供給するロータリバルブ18dを備えている。
FIG. 4 is a flowchart showing a schematic configuration of the
本実施形態においては、夜間等も常に搬送ユニット18を駆動し、ロータリバルブ18dによって蓄熱材加熱器11bに対して定量供給する。そして、制御装置20は、蓄熱材加熱器11bから排出される蓄熱材Tの温度(第1温度計21の計測結果)に応じて、蓄熱材案内部12を制御することにより、蓄熱材貯槽13と受熱部100とに分配する。例えば、蓄熱材Tの温度が低い場合には、制御装置20は、受熱部100に分配する蓄熱材Tの量を減少し、蓄熱材貯槽13への分配を増大させる。この場合、制御装置20は、蓄熱材貯槽13から受熱部100に供給される蓄熱材Tの供給量を増加させる。これによって、蓄熱材貯槽13の下部に溜った蓄熱材Tが多く受熱部100に供給され、受熱部100の温度は適温に維持される。
In the present embodiment, the
また、例えば、蓄熱材加熱器11bから排出される蓄熱材Tの温度が、蓄熱材加熱器11bから排出される蓄熱材Tの全量を受熱部100に供給することによって、受熱部100が適温となる温度である場合には、制御装置20は、受熱部100にのみ蓄熱材Tを供給し、蓄熱材貯槽13への分配を0とする。また、蓄熱材加熱器11bから排出される蓄熱材Tの温度が、十分に高い場合には、蓄熱材加熱器11bから排出される蓄熱材Tの一部のみを受熱部100に供給し、残りを蓄熱材貯槽13に分配する。これによって、蓄熱材貯槽13に十分に加熱された蓄熱材Tが貯蔵される。
Further, for example, the temperature of the heat storage material T discharged from the heat
なお、上述のように、蓄熱材Tの温度が低い時刻(夜間)には、蓄熱材貯槽13へ十分に加熱されていない蓄熱材Tが供給される。このため、十分に加熱された蓄熱材Tを多く生成できる日中に、蓄熱材貯槽13に溜った低温の蓄熱材Tを徐々に排出し、蓄熱材Tの温度が低い時刻になるまでに蓄熱材貯槽13の内部を温度の高い蓄熱材Tのみとする必要がある。これによって、蓄熱材貯槽13から排出される蓄熱材Tが常に温度の高いものとなるため、夜間においても十分に熱の供給を行うことが可能となる。
As described above, the heat storage material T that is not sufficiently heated is supplied to the heat storage
このような本実施形態の蓄熱システム10Aによれば、蓄熱材加熱器11bから供給される蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13と受熱部100とに分配する蓄熱材案内部12を備え、低温蓄熱材貯槽17を省略するため、小型の設備とすることが可能となる。
According to such a
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted or simplified.
図5は、本実施形態の蓄熱システム10Bの概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の蓄熱システム10Bでは、低温蓄熱材貯槽17が蓄熱材冷却器15の上方に配置されている。また、蓄熱材案内部12と蓄熱材冷却器15との間に低温蓄熱材貯槽17が配置され、蓄熱材案内部12から排出された蓄熱材Tが低温蓄熱材貯槽17を経由して蓄熱材冷却器15に供給される構成となっている。さらに、低温蓄熱材貯槽17から排出される蓄熱材Tは、蓄熱材冷却器15を経由してコンベア18aに供給される。
FIG. 5 is a flowchart showing a schematic configuration of the
このような本実施形態の蓄熱システム10Bにおいては、日没時刻後の蓄熱材加熱器11bから排出される蓄熱材Tの温度が低い場合に、受熱部100から排出された蓄熱材Tが、蓄熱材冷却器15において冷却され、搬送ユニット18によって持ち上げられ、集光加熱器11と蓄熱材案内部12とを通じて低温蓄熱材貯槽17に蓄えられる。
In such a
なお、図5に示す本実施形態の蓄熱システム10Bによると、低温蓄熱材貯槽17へ供給される蓄熱材Tは、蓄熱材冷却器15を経由せず、蓄熱材案内部12より直接供給される。そのため、図1に示す第1実施形態の蓄熱システム10に比べ、ある程度高温の蓄熱材Tが供給されることになり、したがって、低温蓄熱材貯槽17の許容温度は、図1の第1実施形態による蓄熱システム10と比べて、高い温度に耐える設計とする必要があり、低温蓄熱材貯槽17単体の製造コストとしては、増加することになる。しかし、システム全体の大きさが小さくなる効果が大きく、全体としては、コスト削減につながることが期待される。なお、立地条件によってもシステム1基の設置コストは影響されるので、これらの条件から総合的に判断して、いずれの実施形態が有利かを判断することになる。
In addition, according to the
以上のような本実施形態の蓄熱システム10Bによれば、低温蓄熱材貯槽17が蓄熱材冷却器15の上方に配置されていることから、蓄熱システム10Bの高さを上記第1実施形態の蓄熱システム10よりも小さくすることが可能となる。
According to the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、流動化ガスZaの一部を抽気して蓄熱材Tを蓄熱材貯槽13から送り出す送出装置14を備える構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、耐熱加工を施したロータリフィーダやスクリュウコンベア等を用いる構成を採用することも可能である。
For example, in the said embodiment, the structure provided with the sending
また、上記実施形態においては、流動化ガスZaとして、大気中より吸引した空気を採用し、乾燥炉流動化ガスZbとして不活性ガスを採用したが、蓄熱システム10に用いる蓄熱材Tとして、酸素と反応する可能性のある物質が用いられる場合においては、流動化ガスZaとして、乾燥炉流動化ガス供給装置6の不活性ガス発生器6bより不活性ガスの供給を受ける構成を採用することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the air suck | inhaled from air | atmosphere was employ | adopted as fluidization gas Za, and the inert gas was employ | adopted as drying furnace fluidization gas Zb, but oxygen is used as the thermal storage material T used for the
1 乾燥システム
2 蒸発器(受熱部、熱伝達媒体加熱部)
3 蒸気ドラム
4 補助ボイラ
5 乾燥炉
5a チャンバ
5b 分割壁
5b1 割壁
5b2 割壁
5c 伝熱管
6 乾燥炉流動化ガス供給装置
6a 循環配管
6b 不活性ガス発生器
6c ブロワ
6d 熱交換器
6e 冷却器
7 熱伝達媒体循環部
7a 返流配管
7b 復水器
7c 給水ポンプ
7d 給水予熱器
7e 蒸気ドラム接続配管
8 過熱器(受熱部)
9 流動化蒸気供給部
9a 過熱蒸気供給配管
9b 開閉バルブ
10 蓄熱システム
10A 蓄熱システム
10B 蓄熱システム
11 集光加熱器
11a 円筒型集光鏡
11b 蓄熱材加熱器
12 蓄熱材案内部(案内部、分配部)
12a 案内配管
12b 案内板
13 蓄熱材貯槽(貯槽)
14 送出装置
14a 送出配管
14b 抽気配管
14c 流量調整バルブ
15 蓄熱材冷却器(冷却部)
16 排気部
16a 排気配管
16b 熱交換器
16c 回収配管
17 低温蓄熱材貯槽(第2貯槽)
18 搬送ユニット(搬送手段)
18a コンベア
18b 駆動モータ
18c ホッパ
18d ロータリバルブ
19 流動化ガス供給装置
19a 供給配管
19b ブロワ
20 制御装置
21 第1温度計
22 第2温度計
100 受熱部
T 蓄熱材
X 熱伝達媒体
Y 被乾燥物
Za 流動化ガス
Zb 乾燥炉流動化ガス
1 Drying
3 Steam drum 4 Auxiliary boiler 5
9 Fluidized
14
16
18 Transport unit (transport means)
Claims (8)
当該集光加熱器で加熱された蓄熱材を貯蔵する貯槽と、
前記貯槽から前記蓄熱材を受熱部へ送り出す送出装置と
を備えることを特徴とする蓄熱システム。 A condensing heater that heats the heat storage material made of fluid by collecting sunlight; and
A storage tank for storing the heat storage material heated by the condenser heater;
A heat storage system comprising: a delivery device that delivers the heat storage material from the storage tank to a heat receiving unit.
前記集光加熱器から排出された前記蓄熱材を前記貯槽と前記第2貯槽とに分けて案内する案内部と
を備えることを特徴とする請求項2または3記載の蓄熱システム。 A second storage tank provided as a separate body from the storage tank, capable of temporarily storing the heat storage material and supplying the stored heat storage material to the conveying means;
4. The heat storage system according to claim 2, further comprising: a guide unit that guides the heat storage material discharged from the condenser heater separately to the storage tank and the second storage tank. 5.
前記受熱部からなり、前記蓄熱材と熱伝達媒体を熱交換することによって前記熱伝達媒体を加熱する熱伝達媒体加熱部と、
当該熱伝達媒体加熱部により加熱された前記熱伝達媒体と被乾燥物とを熱交換することによって前記被乾燥物を乾燥させる乾燥炉と
を備えることを特徴とする乾燥システム。 The heat storage system according to any one of claims 1 to 7,
A heat transfer medium heating section that comprises the heat receiving section and heats the heat transfer medium by exchanging heat between the heat storage material and the heat transfer medium;
A drying system comprising: a drying furnace that dries the object to be dried by exchanging heat between the heat transfer medium heated by the heat transfer medium heating unit and the object to be dried.
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