JP2017003133A - 反応容器、反応器、蓄熱システム - Google Patents
反応容器、反応器、蓄熱システム Download PDFInfo
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Abstract
Description
化学蓄熱システム10(蓄熱システムの一例)は、図1及び図2に示されるように、蒸発凝縮器12(媒体器の一例)と、化学蓄熱反応器20(反応器の一例)と、連通路14と、を備えている。以下、蒸発凝縮器12、化学蓄熱反応器20及び連通路14の具体的な構成について説明する。
蒸発凝縮器12は、貯留した水を蒸発させて化学蓄熱反応器20に水蒸気(反応媒体の一例)を供給する蒸発部、化学蓄熱反応器20から受け取った水蒸気を凝縮する凝縮部、及び水蒸気が凝縮されることで生成された水を貯留する貯留部、としての各機能を備えている。
連通路14は、蒸発凝縮器12の内部と化学蓄熱反応器20との内部を連通する通路であり、一端部が蒸発凝縮器12に接続され、他端部が化学蓄熱反応器20に接続されている。
化学蓄熱反応器20は、図3及び図4に示されるように、反応容器22と、反応容器22内に配置され複数の部材が積層されて構成された複数(具体的には4つ)の積層体30と、を備えている。以下、反応容器22及び積層体30の具体的な構成について説明する。
積層体30は、図5に示されるように、一対の熱交換器50、51と、一対の熱交換器50、51の間に配置された一対の蓄熱材層60、61と、を備えている。また、積層体30は、一対の蓄熱材層60、61の間に配置された一対のフィルタ34、35と、一対のフィルタ34、35の間に配置された蒸気流路形成部材40と、を備えている。
蓄熱材層60、61は、図6に示されるように、複数(本実施形態では16個)の蓄熱材成形体62から構成される4つの蓄熱材64と、4つの蓄熱材64が取り付けられるフレーム部材66(拘束枠)と、を備えている。
この式に蓄熱量、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。
熱交換器50は、図5に示されるように、蓄熱材層60の下側に積層されており、蓄熱材層60の蓄熱材64との間で熱交換する構成とされている。熱交換器51は、蓄熱材層61の上側に積層されており、蓄熱材層61の蓄熱材64との間で熱交換する構成とされている。
蒸気流路形成部材40は、蓄熱材64へ供給される水蒸気、又は蓄熱材64から排出される水蒸気が流通する流路が形成された部材である。具体的には、蒸気流路形成部材40は、図7(A)に示されるように、フレーム部材46と、フレーム部材46に取り付けられると共に平面視にて矩形状の4個の流路部材48と、を備えている。
フィルタ34、35は、図5に示されるように、蒸気流路形成部材40と蓄熱材層60との間及び蒸気流路形成部材40と蓄熱材層60との間のそれぞれで挟まれている。フィルタ34、35は、貫通孔が多数形成されたエッチングフィルタで構成されている。
反応容器22は、ステンレス鋼板等で形成されており、図3に示されるように、外圧よりも内圧が低い容器本体23と、容器本体23の内部に設けられ容器本体23の外圧を容器本体23を介して支持する補強部70と、を有している。以下、容器本体23及び補強部70の具体的な構成について説明する。
容器本体23は、図3に示されるように、上下方向を軸方向とする角筒状に形成された本体部23Aと、本体部23Aの上端を閉止する板状の上蓋部材23Bと、本体部23Aの下端を閉止する板状の下蓋部材23Cと、備えている。本体部23Aは、具体的には、4つの側壁24、25、26、27を有している。上蓋部材23B及び下蓋部材23Cは、平面視にて、4つの側壁24、25、26、27に沿った矩形状に形成されている。
補強部70は、図8(A)(B)に示されるように、平面視にて十字状に形成された板状部材で構成されている。具体的には、補強部70は、平面視にて、下蓋部材23Cの中心(対角線の交点)から側壁24、25、26、27のそれぞれに延びる板部72を有している。各板部72の端部(端面)は、側壁24、25、26、27の内面(内壁)に接触している。補強部70は、具体的には、側壁24、25、26、27が外圧を受けて変形する前の状態において、側壁24、25、26、27に接触している。また、補強部70の各板部72は、平面視にて、側壁24、25、26、27の長手方向中央部で接触している。補強部70の各板部72の端面が側壁24、25、26、27に接触することで、容器本体23を介して、容器本体23の外圧を支持している。
次に、化学蓄熱システム10の作用について説明する。
本実施形態に係る反応容器22では、外圧よりも内圧が低い容器本体23の内部に設けられた補強部70が、容器本体23の外圧を容器本体23を介して支持する。これにより、反応容器22(容器本体23)が外圧により変形することを抑制できる。
第一変形例では、図10に示されるように、補強部70に替えて補強部170が用いられている。
第二変形例では、図14に示されるように、補強部270が用いられている。
本実施形態では、補強部70は十字状に形成されていたが、補強部としては、図15に示されるように、格子状に形成された補強部470を用いてもよい。この構成では、補強部470の端部が、2つずつ、容器本体23の側壁24、25、26、27のそれぞれに接触している。また、補強部470によって、本体部23Aの内部が9つの空間に仕切られ、この9つの空間のそれぞれに、蓄熱材64を含む4つの積層体30のそれぞれが配置される。
12 蒸発凝縮器(媒体器の一例)
20 化学蓄熱反応器(反応器の一例)
22 反応容器
23 容器本体
64 蓄熱材
70、170、270、470補強部
124 容器本体の流路
171 補強部の流路
272 底板
Claims (8)
- 反応媒体と結合して発熱する又は反応媒体が脱離して蓄熱する蓄熱材が収容され、外圧よりも内圧が低い容器本体と、
前記容器本体の内部に設けられると共に前記容器本体の内壁に接触又は接合され、前記容器本体を介して前記外圧を支持する補強部と、
を備える反応容器。 - 前記補強部の内部には、前記蓄熱材へ供給される反応媒体又は前記蓄熱材から排出される反応媒体が流通する流路が形成されている
請求項1に記載の反応容器。 - 前記容器本体の壁内部には、前記蓄熱材へ供給される反応媒体又は前記蓄熱材から排出される反応媒体が流通する流路が形成され、
前記補強部の内部の流路と前記容器本体の壁内部の流路とが接続されている
請求項2に記載の反応容器。 - 前記補強部は、前記容器本体に対して非接合とされている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の反応容器。 - 前記補強部は、前記蓄熱材を積載可能な底板を有する
請求項4に記載の反応容器。 - 前記補強部は、平面視にて十字状に形成され、4つの端部のそれぞれが前記容器本体の壁に接触又は接合されて前記外圧を支持し、
前記蓄熱材は、4分割されて、前記容器本体における前記補強部によって仕切られた4つの空間のそれぞれに収容されている
請求項1〜5のいずれか1項に記載の反応容器。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の反応容器と、
前記反応容器の容器本体に収容され、反応媒体と結合して発熱する又は反応媒体が脱離して蓄熱する蓄熱材と、
を備える反応器。 - 請求項7に記載の反応器と、
前記反応器と連通し、前記反応器への反応媒体の供給及び前記反応器からの反応媒体の受け取りのうち少なくとも一方を行う媒体器と、
を備える蓄熱システム。
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JP2019100661A (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 化学蓄熱反応器 |
JP2020143852A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 株式会社豊田中央研究所 | 化学蓄熱反応器、および、化学蓄熱装置 |
Citations (1)
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JP2014181883A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Central R&D Labs Inc | 箱体、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システム |
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- 2015-06-04 JP JP2015114110A patent/JP6578747B2/ja active Active
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