JP2018059682A - Chemical heat storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学蓄熱装置に関する。 The present invention relates to a chemical heat storage device.
従来の化学蓄熱装置としては、例えば特許文献1に記載されている装置が知られている。特許文献1に記載の化学蓄熱装置は、水の蒸発、凝縮が行われる蒸発凝縮器と、蓄熱材の水和反応または脱水反応が行われる反応器と、蒸発凝縮器及び反応器に接続され、これらの内部を連通させる水蒸気流路とを有している。反応器は、熱媒体が流れる熱媒流路に隣接し、水蒸気流路から水蒸気が流れる流路を備えた反応容器と、反応容器内に設けられた蓄熱材と、流路と蓄熱材との間に配置され、流路内への蓄熱材の紛体の侵入を規制するフィルタとを有している。 As a conventional chemical heat storage device, for example, a device described in Patent Document 1 is known. The chemical heat storage device described in Patent Document 1 is connected to an evaporation condenser in which water is evaporated and condensed, a reactor in which a hydration reaction or dehydration reaction of the heat storage material is performed, an evaporation condenser and a reactor, It has a water vapor channel which makes these inside communicate. The reactor is adjacent to the heat medium flow path through which the heat medium flows, and includes a reaction vessel provided with a flow path through which water vapor flows from the water vapor flow path, a heat storage material provided in the reaction container, and the flow path and the heat storage material. And a filter that regulates the intrusion of the powder of the heat storage material into the flow path.
しかしながら、上記従来技術においては、蓄熱材(反応材)と水との水和反応が行われると、反応材が膨張するため、フィルタが変形してしまう。フィルタの変形が生じると、フィルタによる紛体の捕集性能が低下する。 However, in the above prior art, when the hydration reaction between the heat storage material (reaction material) and water is performed, the reaction material expands and the filter is deformed. When the filter is deformed, the powder collecting performance by the filter is lowered.
本発明の目的は、反応材の膨張によるフィルタの変形を防止することができる化学蓄熱装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the chemical heat storage apparatus which can prevent the deformation | transformation of the filter by expansion | swelling of a reaction material.
本発明の一態様の化学蓄熱装置は、反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱により反応媒体が脱離する反応材を収容する収容部を有する反応器と、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、反応器と貯蔵器とを接続し、反応媒体が流れる流路を形成する供給管とを備え、反応器は、供給管の一端部が固定される壁部を有し、収容部内における反応材と壁部との間には、反応材を捕集するフィルタが配置されており、収容部内におけるフィルタに対して反応材の反対側には、反応媒体が通る複数の孔部を有しフィルタの変形を抑える支持部材が配置されていることを特徴とする。 A chemical heat storage device according to one embodiment of the present invention includes a reactor having a storage portion that stores a reaction material that generates heat and is desorbed by heat due to a chemical reaction with the reaction medium, and a reservoir that stores the reaction medium. A supply pipe that connects the reactor and the reservoir and forms a flow path through which the reaction medium flows, and the reactor has a wall portion to which one end of the supply pipe is fixed, and the reaction material in the storage section A filter for collecting the reaction material is disposed between the filter and the wall, and a plurality of holes through which the reaction medium passes are provided on the opposite side of the reaction material to the filter in the housing portion. A support member that suppresses deformation is disposed.
このような化学蓄熱装置においては、貯蔵器から反応器の収容部に反応媒体が供給管を通って供給されると、反応媒体と反応材との化学反応により反応材が発熱する。反応材に熱が与えられると、反応材から反応媒体が脱離し、反応器の収容部から貯蔵器に反応媒体が供給管を通って回収される。ここで、反応器の収容部内における反応材と壁部との間には、反応材を捕集するフィルタが配置されている。しかし、反応媒体と反応材とが化学反応すると、反応材が膨張するため、フィルタの変形につながる。そこで、収容部内におけるフィルタに対して反応材の反対側に、反応媒体が通る複数の孔部を有しフィルタの変形を抑える支持部材を配置することにより、反応材が膨張しても、支持部材によってフィルタの変形が抑えられる。このように反応材の膨張によるフィルタの変形を防止することができる。 In such a chemical heat storage device, when the reaction medium is supplied from the reservoir to the accommodating portion of the reactor through the supply pipe, the reaction material generates heat due to a chemical reaction between the reaction medium and the reaction material. When heat is applied to the reaction material, the reaction medium is desorbed from the reaction material, and the reaction medium is recovered from the storage part of the reactor to the reservoir through the supply pipe. Here, a filter for collecting the reaction material is disposed between the reaction material and the wall in the accommodating portion of the reactor. However, when the reaction medium and the reaction material chemically react, the reaction material expands, which leads to deformation of the filter. Therefore, even if the reaction material expands, the support member is provided on the opposite side of the reaction material with respect to the filter in the housing portion by disposing a support member having a plurality of holes through which the reaction medium passes to suppress deformation of the filter. Therefore, the deformation of the filter can be suppressed. Thus, the deformation of the filter due to the expansion of the reaction material can be prevented.
容器内における反応材と壁部との間には、複数のフィルタが支持部材を介して積層状態で配置されていてもよい。この場合には、フィルタが多層構造となるため、収容部内の反応材の欠けが生じたときに、フィルタによる反応材の破片の捕集性能が高くなる。 A plurality of filters may be arranged in a stacked state via a support member between the reaction material and the wall in the container. In this case, since the filter has a multi-layer structure, when the reaction material in the housing portion is chipped, the performance of collecting fragments of the reaction material by the filter increases.
複数のフィルタは、目の粗さがそれぞれ異なっていると共に、反応材側から壁部側に向けて目が細かくなるように配置されていてもよい。この場合には、反応材側に配置されたフィルタの目詰まりが抑制される。従って、反応材と供給管との間で反応媒体が流れやすくなる。 The plurality of filters may have different eye roughness and may be arranged so that the eyes become finer from the reaction material side toward the wall portion side. In this case, clogging of the filter disposed on the reaction material side is suppressed. Therefore, the reaction medium easily flows between the reaction material and the supply pipe.
反応器は、壁部と共に収容部を区画する区画壁を有し、壁部は、区画壁に固定されており、フィルタ及び支持部材の一部領域は、区画壁の壁部側の端部と壁部とで挟持されていてもよい。この場合には、反応材の膨張によるフィルタの変形を一層防止することができる。 The reactor has a partition wall that partitions the housing portion together with the wall portion, the wall portion is fixed to the partition wall, and a partial region of the filter and the support member is formed with an end portion on the wall portion side of the partition wall. It may be sandwiched between the wall portion. In this case, deformation of the filter due to expansion of the reaction material can be further prevented.
フィルタ及び支持部材の外縁部は、区画壁の壁部側の端部と壁部とで挟持されていてもよい。この場合には、収容部内の反応材の欠けが生じたときに、反応材の破片がフィルタ及び支持部材の外縁と区画壁との間を通り抜けて供給管に流出することが発生しにくくなる。 The outer edge portion of the filter and the support member may be sandwiched between the wall portion side end of the partition wall and the wall portion. In this case, when the reaction material in the housing portion is chipped, it is difficult for the fragments of the reaction material to pass through between the outer edge of the filter and the support member and the partition wall and to flow out to the supply pipe.
区画壁の壁部側の端部には、段差面を有する段差部が設けられており、フィルタ及び支持部材の外縁部は、段差面と壁部とで挟持されていてもよい。この場合には、フィルタ及び支持部材の外縁部を区画壁の壁部側の端部と壁部とで確実に挟持することができる。 A stepped portion having a stepped surface is provided at the end of the partition wall on the wall portion side, and the outer edge portion of the filter and the support member may be sandwiched between the stepped surface and the wall portion. In this case, the outer edge portions of the filter and the support member can be securely held between the end portion of the partition wall on the wall portion side and the wall portion.
段差部は、段差面を複数有する多段形状を呈しており、フィルタ及び支持部材は、段差部の段毎に複数ずつ交互に配置されていてもよい。この場合には、複数のフィルタ及び複数の支持部材は、複数の段差面と蓋体とで挟持されることになる。従って、反応材の破片がフィルタ及び支持部材の外縁と筐体との間を通り抜けて供給管に流出することが一層発生しにくくなる。 The step portion has a multi-stage shape having a plurality of step surfaces, and a plurality of filters and support members may be alternately arranged for each step of the step portion. In this case, the plurality of filters and the plurality of support members are sandwiched between the plurality of step surfaces and the lid. Therefore, it is more difficult for the fragments of the reaction material to pass through between the outer edges of the filter and the support member and the casing and to flow out to the supply pipe.
支持部材と壁部との間には空間が設けられていてもよい。この場合には、反応器の容器内に供給された反応媒体が反応材に向けて拡散されるようになる。従って、反応媒体と反応材との化学反応が均一に進むため、反応材が発熱しやすくなる。 A space may be provided between the support member and the wall portion. In this case, the reaction medium supplied into the reactor vessel is diffused toward the reaction material. Therefore, since the chemical reaction between the reaction medium and the reaction material proceeds uniformly, the reaction material easily generates heat.
本発明によれば、反応材の膨張によるフィルタの変形を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent deformation of the filter due to expansion of the reaction material.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の一実施形態に係る化学蓄熱装置を備えたエンジンオイル循環システムを排気浄化システムと共に示す概略構成図である。図1において、排気浄化システム1及びエンジンオイル循環システム2は、エンジン3を搭載した車両に具備されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine oil circulation system including a chemical heat storage device according to an embodiment of the present invention together with an exhaust purification system. In FIG. 1, an exhaust purification system 1 and an engine
排気浄化システム1は、エンジン3から排出された排気ガスに含まれる有害物質(環境汚染物質)を浄化する。排気浄化システム1は、エンジン3から排出された排気ガスが流れる流路を形成する排気管4と、この排気管4に配設されたDOC5とを備えている。DOC5は、排気ガス中に含まれるHC及びCO等を酸化して浄化するディーゼル酸化触媒(DieselOxidation Catalyst)である。排気管4におけるDOC5よりも下流側には、排気ガスが流れる流路を形成するバイパス管路6が分岐して接続されている。
The exhaust purification system 1 purifies harmful substances (environmental pollutants) contained in the exhaust gas discharged from the
エンジンオイル循環システム2は、エンジン3内の各部を潤滑するためのエンジンオイルを循環させる。エンジンオイル循環システム2は、エンジンオイルが流れる流路を形成するオイル循環管路7と、このオイル循環管路7に配設されたオイルパン8及びオイルポンプ9とを備えている。オイルパン8は、エンジンオイルを溜めておく。オイルポンプ9は、オイルパン8に溜められたエンジンオイルを吸い上げてエンジン3に向けて圧送する。エンジン3内の各部を流れたエンジンオイルは、オイルパン8に戻る。
The engine
また、エンジンオイル循環システム2は、加熱対象であるエンジンオイルを加熱(暖機)する本実施形態の化学蓄熱装置10を備えている。化学蓄熱装置10は、電力等の外部エネルギーを必要とせずに、エンジンオイルを加熱する装置である。化学蓄熱装置10は、反応器11と、吸着器12と、供給管13と、バルブ14とを備えている。
In addition, the engine
反応器11は、オイル循環管路7及びバイパス管路6にそれぞれ接続されている。オイル循環管路7は、オイルパン8と反応器11とを接続するオイル管15と、反応器11とエンジン3とを接続するオイル管16と、エンジン3とオイルパン8とを接続するオイル管17とを有している。オイルポンプ9は、オイル管15に配設されている。バイパス管路6は、排気管4と反応器11とを接続するバイパス配管18,19を有している。バイパス配管19は、バイパス配管18よりも排気管4の下流側に接続されている。バイパス配管19には、排気ガスの流路を開閉する開閉弁20が配設されている。
The
反応器11は、図2に示されるように、複数の反応部21と、エンジンオイルが通る複数のオイル通路部22と、排気ガスが通る複数の排気ガス通路部23とを有している。反応器11は、反応部21、オイル通路部22及び排気ガス通路部23が積層された積層構造を有している。このとき、オイル通路部22及び排気ガス通路部23は、反応部21を介して交互に積層されている。
As shown in FIG. 2, the
反応部21には、反応材24が収容されている。反応材24は、反応媒体であるアンモニア(NH3)が供給されると、NH3との化学反応により発熱すると共に、排気ガスの熱が与えられると、排気ガスの熱によりNH3が脱離する材料である。反応材24としては、組成式MaXzで表されるハロゲン化物が用いられる。Mは、LiまたはNa等のアルカリ金属、Mg、CaまたはSr等のアルカリ土類金属、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuまたはZn等の遷移金属、Al、若しくはこれらの金属の組み合わせから選択された1つ以上のカチオンである。Xは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、硫酸イオン、モリブデン酸イオンまたはリン酸イオンから選択された1つ以上のアニオンである。Xは、例えばCl、BrまたはI等である。aは、塩分子1つあたりのカチオンの数である。zは、塩分子1つあたりのアニオンの数である。
A
各オイル通路部22は、オイル管15,16とそれぞれ接続されている。オイル通路部22は、エンジンオイルと反応材24との熱交換を促進させるための複数のフィンを有していてもよい。
Each
各排気ガス通路部23は、バイパス配管18,19とそれぞれ接続されている。排気ガス通路部23は、排気ガスと反応材24との熱交換を促進させるための複数のフィンを有していてもよい。
Each exhaust
吸着器12は、NH3を貯蔵する貯蔵器である。吸着器12は、発熱時にNH3を物理吸着すると共に、吸熱時にNH3を脱離する吸着材25を有している。吸着材25としては、活性炭、カーボンブラック、メソポーラスカーボン、ナノカーボンまたはゼオライト等が用いられる。なお、NH3は、吸着材25に化学吸着されてもよい。
The
供給管13は、反応器11の各反応部21と吸着器12とを接続している。供給管13は、各反応部21と吸着器12との間でNH3が双方向に流れる流路を形成している。供給管13は、NH3に対して耐腐食性を有する金属材料(例えばステンレス鋼)で形成されている。バルブ14は、供給管13に配設されている。バルブ14は、NH3の流路を開閉する開閉弁である。
The
図3は、反応器11の断面図である。図4は、図3のIV−IV線断面図である。図3及び図4において、反応器11は、直方体形状の筐体26を有している。筐体26は、NH3に対して耐腐食性を有する金属材料(例えばステンレス鋼)で形成されている。筐体26は、反応部21、オイル通路部22及び排気ガス通路部23を互いに接触しないように区画する区画壁27と、この区画壁27に固定された蓋体28とを有している。蓋体28は、平面視矩形状の平板である。蓋体28は、供給管13の一端部が固定される壁部を構成している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
反応部21は、反応材24を成形体として収容する収容部32を有している。区画壁27は、蓋体28と共に収容部32を区画している。供給管13の一端部は、収容部32と接続される。収容部32は、開口部32aを有する有底角筒状に形成されている。
The
収容部32内における反応材24と蓋体28との間には、反応材24を捕集する複数(ここでは3つ)のフィルタ29と、このフィルタ29の変形を抑える複数(ここでは2つ)の支持部材30が交互に積層状態で配置されている。つまり、フィルタ29及び支持部材30は、多層構造を有している。1つのフィルタ29は、反応材24に隣接して配置されている。支持部材30は、収容部32内におけるフィルタ29に対して反応材24の反対側(蓋体28側)に配置されている。従って、収容部32内における反応材24と蓋体28との間には、複数のフィルタ29が支持部材30を介して積層状態で配置されていることとなる。
Between the
各フィルタ29及び各支持部材30の一部領域は、区画壁27の蓋体28側の端部と蓋体28とで挟持されている。具体的には、各フィルタ29及び各支持部材30の一部領域は、区画壁27における各オイル通路部22及び1つの排気ガス通路部23を区画する領域の蓋体28側の端部と蓋体28とで挟持されている。
A partial region of each
フィルタ29は、NH3に対して耐腐食性を有する金属材料(例えばニッケルまたはステンレス鋼)で形成されている。なお、フィルタ29の表面のみが、NH3に対して耐腐食性を有する金属材料で保護されていてもよい。フィルタ29の厚みは、例えば0.3mm程度である。
The
フィルタ29は、図5(a)に示されるように、平面視矩形状を呈している。フィルタ29は、例えばメッシュで構成されている。複数のフィルタ29は、目の粗さがそれぞれ異なっている。複数のフィルタ29は、反応材24側から蓋体28側に向けて目が細かくなるように配置されている。つまり、反応材24側のフィルタ29の目は、蓋体28側のフィルタ29の目よりも粗くなっている。
As shown in FIG. 5A, the
支持部材30は、図5(b)に示されるように、平面視矩形状を呈している。支持部材30は、NH3が通る複数の断面円形状の孔部31を有している。支持部材30は、例えば孔あけ加工が施された板状の金属材料であるパンチングメタルで構成されている。支持部材30は、NH3に対して耐腐食性を有する金属材料(例えばニッケルまたはステンレス鋼)で形成されている。なお、支持部材30の表面のみが、NH3に対して耐腐食性を有する金属材料で保護されていてもよい。支持部材30の厚みは、例えば1.0mm程度である。各支持部材30の長さ寸法は、蓋体28の長さ寸法と等しい。孔部31は、規則的に配列されていてもよいし、ランダムに配列されていてもよい。また、孔部31の形状は、断面角形状であってもよい。
As shown in FIG. 5B, the
以上のような化学蓄熱装置10において、エンジン3の始動直後は、開閉弁20が開いている。このため、エンジンオイルが反応器11のオイル通路部22を流れると共に、排気ガスが反応器11の排気ガス通路部23を流れる。
In the chemical
そのような状態で、バルブ14が開くと、吸着器12と反応部21との圧力差によって、吸着器12の吸着材25からNH3が脱離し、そのNH3が供給管13を通って反応部21に供給される。そして、NH3が支持部材30の孔部31及びフィルタ29を通過して反応材24に達し、反応材24とNH3とが化学反応(化学吸着)して熱が発生する。つまり、下記の反応式(A)における左辺から右辺への反応(発熱反応)が起こる。
反応材+NH3 ⇔ 反応材(NH3)+熱 …(A)
In such a state, when the
Reactive material + NH 3 ⇔ Reactive material (NH 3 ) + Heat (A)
そして、反応材24から発生した熱がオイル通路部22を流れるエンジンオイルに伝わり、エンジンオイルが加熱される。暖められたエンジンオイルは、オイル管16を通ってエンジン3内に送られる。
Then, the heat generated from the
排気ガスの温度が上昇すると、排気ガス通路部23を流れる排気ガスの熱が反応部21の反応材24に与えられることで、反応材24からNH3が脱離する。つまり、上記の反応式(A)における右辺から左辺への反応(再生反応)が起こる。すると、反応部21と吸着器12との圧力差によって、NH3がフィルタ29及び支持部材30の孔部31を通過した後に供給管13を通って吸着器12に戻り、吸着器12の吸着材25に物理吸着される。これにより、NH3が吸着器12に回収されることとなる。
When the temperature of the exhaust gas rises, the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust
このような化学蓄熱装置10では、収容部32内における反応材24と蓋体28との間にフィルタ29が配置されているので、反応器11の振動等によって収容部32内の反応材24の欠けが生じても、反応材24の破片(粒体及び紛体を含む)がフィルタ29により捕集される。従って、NH3の回収時に、反応材24の破片が供給管13に流出しにくくなるため、反応材24の破片がバルブ14に流入することが抑制される。これにより、反応材24の破片の流入によるバルブ14の故障を防止することができる。
In such a chemical
また、フィルタ29が収容部32内に配置されているので、収容部32内の反応材24の欠けが生じても、反応材24が収容部32内に保持されることになる。従って、収容部32内の反応材24の減少が抑えられるため、反応器11における発熱量の低下を抑制することができる。
In addition, since the
ところで、発熱反応時には、反応材24にNH3が化学吸着されるため、図6(a)に示されるように、反応材24が膨張する。すると、フィルタ29が弓状等に変形するため、フィルタ29による反応材24の捕集性能が低下する。また、反応材24が膨張すると、図6(b)に示されるように、フィルタ29に圧力がかかり、その圧力により反応材24の一部がフィルタ29から押し出される。その結果、反応材24の一部が供給管13に流出してしまう。
By the way, during the exothermic reaction, NH 3 is chemically adsorbed on the
これに対し本実施形態では、反応部21の収容部32内におけるフィルタ29に対して反応材24の反対側に、NH3が通る複数の孔部31を有しフィルタ29の変形を抑える支持部材30が配置されている。このため、図7に示されるように、反応材24が膨張しても、支持部材30によってフィルタ29の変形が抑えられる。このように反応材24の膨張によるフィルタ29の変形を防止することができる。これにより、フィルタ29による反応材24の捕集性能を確保することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, a support member that has a plurality of
また、図7に示されるように、反応材24の膨張によって反応材24の一部がフィルタ29から押し出されても、反応材24の一部が支持部材30の孔部31内に蓄積されるようになる。これにより、反応材24の膨張によって押し出された反応材24が供給管13に流出しにくくなる。
Further, as shown in FIG. 7, even if a part of the
また、本実施形態では、反応部21の収容部32内における反応材24と蓋体28との間には、複数のフィルタ29が支持部材30を介して積層状態で配置されている。従って、フィルタ29が多層構造となるため、収容部32内の反応材24の欠けが生じたときに、フィルタ29による反応材24の破片の捕集性能が高くなる。これにより、反応材24の破片が供給管13に流出しにくくなる。
Further, in the present embodiment, a plurality of
また、本実施形態では、複数のフィルタ29は、目の粗さがそれぞれ異なっていると共に、反応材24側から蓋体28側に向けて目が細かくなるように配置されている。このため、反応材24側に配置されたフィルタ29の目詰まりが抑制される。従って、反応材24と供給管13との間でNH3が流れやすくなる。
Further, in the present embodiment, the plurality of
また、本実施形態では、フィルタ29及び支持部材30の一部領域は、区画壁27の蓋体28側の端部と蓋体28とで挟持されている。このため、反応材24の膨張によるフィルタ29の変形を一層防止することができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、反応部21の収容部32内における反応材24と蓋体28との間に複数の支持部材30が配置されているが、支持部材30の数としては、1つであってもよい。
In the present embodiment, a plurality of
図8は、図3に示された反応器11の変形例を示す断面図である。図9は、図8のIX−IX線断面図である。図8及び図9において、本変形例の反応器11は、上記の区画壁27に代えて、区画壁35を備えている。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the
区画壁35の蓋体28側の端部には、図10にも示されるように、段差面36aを有する段差部36が設けられている。このため、区画壁35におけるフィルタ29及び支持部材30が収容されるスペースは、区画壁35における反応材24が収容されるスペースよりも段差面36aの分だけ広くなっている。詳細には、区画壁35の蓋体28側の端部の厚みは、区画壁35の他の部分の厚みよりも小さくなっている。蓋体28は、区画壁35の段差部36に固定されている。なお、反応器11の上端部及び下端部に位置する段差面36aは、区画壁35における排気ガス通路部23を区画する領域に設けられている。
As shown in FIG. 10, a stepped
フィルタ29及び支持部材30は、反応材24の蓋体28側の表面全体を覆うと共に段差面36aを覆うような長さ寸法を有している。各フィルタ29及び各支持部材30の一部領域は、区画壁35の蓋体28側の端部と蓋体28とで挟持されている。このとき、各フィルタ29の外縁部29b及び各支持部材30の外縁部30bは、段差部36の段差面36aと蓋体28の内壁面28aとで挟持されている。従って、各フィルタ29の外縁部29b及び各支持部材30の外縁部30bは、区画壁35における上下両端に位置する排気ガス通路部23を区画する領域の蓋体28側の端部と蓋体28とで挟持されている。
The
本実施形態においては、各フィルタ29の外縁部29b及び各支持部材30の外縁部30bは、段差部36の段差面36aと蓋体28とで挟持されている。このため、反応部21の収容部32内の反応材24の欠けが生じたときに、反応材24の破片がフィルタ29の外縁29a及び支持部材30の外縁30aと区画壁35との間を通り抜けて供給管13に流出することが発生しにくくなる。これにより、反応材24の破片が供給管13に更に流出しにくくなる。
In the present embodiment, the
なお、複数のフィルタ29の外縁29a及び複数の支持部材30の外縁30aと区画壁35との間には、Oリングが介在されていてもよい。この場合には、反応材24の破片がフィルタ29の外縁29a及び支持部材30の外縁30aと区画壁35との間を通り抜けて供給管13に流出することが一層発生しにくくなる。
Note that an O-ring may be interposed between the
図11は、図10に示された反応器11の変形例を示す拡大断面図である。図11において、本変形例の反応器11の反応部21は、収容部32を有している。収容部32内における反応材24と蓋体28との間には、フィルタ40,41及び支持部材42,43が積層状態で配置されている。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the
フィルタ40は、反応材24に隣接して配置されている。フィルタ41は、フィルタ40よりも蓋体28側に配置されている。支持部材42は、フィルタ40,41間に配置されている。つまり、支持部材42は、収容部32内におけるフィルタ40に対して反応材24の反対側に配置されている。支持部材43は、フィルタ41と蓋体28との間に配置されている。つまり、支持部材43は、収容部32内におけるフィルタ41に対して反応材24の反対側に配置されている。
The
フィルタ40,41は、上記のフィルタ29と同様にメッシュ構造となっている。フィルタ41の目は、フィルタ40の目よりも細かくなっている。支持部材42,43は、上記の支持部材30と同様に、パンチングメタルで構成されている。支持部材42は、NH3が通る複数の孔部44を有し、支持部材43は、NH3が通る複数の孔部45を有している。
The
区画壁35の蓋体28側の端部には、複数(ここでは3つ)の段差面46aを有する段差部46が設けられている。つまり、段差部46は、多段形状を呈している。区画壁35におけるフィルタ40及び支持部材42が収容されるスペースは、区画壁35における反応材24が収容されるスペースよりも段差面46aの分だけ広くなっている。区画壁35におけるフィルタ41及び支持部材43が収容されるスペースは、区画壁35におけるフィルタ40及び支持部材42が収容されるスペースよりも段差面46aの分だけ広くなっている。
A stepped
フィルタ40,41及び支持部材42,43は、段差部46の段毎に配置されている。具体的には、フィルタ40及び支持部材42は、段差部46の上段側に配置され、フィルタ41及び支持部材43は、段差部46の下段側に配置されている。フィルタ40及び支持部材42の長さ寸法は等しく、フィルタ41及び支持部材43の長さ寸法は等しい。フィルタ41及び支持部材43の長さ寸法は、フィルタ40及び支持部材42の長さ寸法よりも大きい。フィルタ40は、反応材24の蓋体28側の表面全体を覆うと共に段差面46aを覆うような長さ寸法を有している。フィルタ41は、支持部材42の蓋体28側の面全体を覆うと共に段差面46aを覆うような長さ寸法を有している。
The
本変形例においては、フィルタ40,41の外縁部40b,41b及び支持部材42,43の外縁部42b,43bは、段差部46の複数の段差面46aと蓋体28とで挟持されることになる。従って、反応部21の収容部32内の反応材24の欠けが生じたときに、反応材24の破片がフィルタ40,41の外縁40a,41a及び支持部材42,43の外縁42a,43aと区画壁35との間を通り抜けて供給管13に流出することが発生しにくくなる。
In this modification, the
なお、本変形例では、フィルタ40,41及び支持部材42,43が段差部46の段毎に配置されているが、特にそれには限られず、フィルタ及び支持部材が段差部の段毎に複数ずつ交互に配置されていればよい。
In this modified example, the
図12は、図9に示された反応器11の変形例を示す断面図である。図12において、本変形例の反応器11は、上記の蓋体28に代えて、蓋体50を備えている。蓋体50は、供給管13の一端部が固定される壁部を構成する本体部50aと、この本体部50aの縁部に突設された環状突部50bとを有している。蓋体50は、区画壁35の段差部36に固定されている。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modification of the
フィルタ29及び支持部材30は、複数(ここでは2つ)ずつ交互に積層状態で配置されている。これらのフィルタ29の外縁部29b及び支持部材30の外縁部30bは、段差部36の段差面36a(図10参照)と蓋体50の環状突部50bの先端面50cとで挟持されている。支持部材30と蓋体50の本体部50aとの間には、供給管13から供給されるNH3が収容部32内で拡散する空間Sが設けられている。空間Sは、支持部材30の蓋体50側の面と蓋体50の内壁面とから区画される。なお、フィルタ29及び支持部材30の数としては、1つずつであってもよい。
The
本変形例においては、支持部材30と蓋体50との間に空間Sが設けられているので、反応部21の収容部3226内に供給されたNH3が反応材24に向けて拡散されるようになる。従って、NH3と反応材24との化学反応が均一に進むため、反応材24が発熱しやすくなる。
In the present modification, since the space S is provided between the
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、複数のフィルタは、目の粗さがそれぞれ異なっていると共に、反応材24側から蓋体側に向けて目が細かくなるように配置されているが、特にその形態には限られず、各フィルタの目の粗さが同じであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the plurality of filters are arranged so that the roughness of the eyes is different and the eyes become finer from the
また、上記実施形態では、反応器11の筐体26は、直方体形状を有しているが、筐体26の形状としては、特に直方体形状には限られず、略直方体形状または円柱形状等であってもよい。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、フィルタ及び支持部材は、区画壁におけるオイル通路部22及び排気ガス通路部23を区画する領域の蓋体側の端部と蓋体とで挟持されているが、特にその形態には限られず、フィルタ及び支持部材が区画壁と蓋体とで挟持されていなくてもよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the filter and the support member are clamped by the edge part by the side of the cover body of the area | region which divides the
また、上記実施形態では、反応媒体であるNH3と組成式MaXzで表される反応材24とを化学反応させて熱を発生させているが、反応媒体としては、特にNH3には限られず、CO2またはH2O等を使用してもよい。反応媒体としてCO2を使用する場合、CO2と化学反応させる反応材としては、MgO、CaO、BaO、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeO、Fe2O3またはFe3O4等が用いられる。反応媒体としてH2Oを使用する場合、H2Oと化学反応させる反応材としては、CaO、MnO、CuOまたはAl2O3等が用いられる。
In the above embodiment, the reaction medium NH 3 and the
また、上記実施形態では、排気ガスの熱を利用して、反応材24からNH3を脱離させる再生反応を行うようにしているが、特にその形態には限られず、エンジンオイルの熱を利用して再生反応を行ってもよい。この場合には、反応器としては、反応部21とオイル通路部22とを交互に積層すればよい。また、反応材24とエンジンオイルとの熱交換を行うことが可能であれば、特に反応部21とオイル通路部22とを積層構造としなくてもよく、例えばオイル通路部の周囲に反応器を配置してもよい。
Further, in the above embodiment, the regeneration reaction for desorbing NH 3 from the
また、上記実施形態では、オイル循環管路7におけるエンジン3とオイルポンプ9との間に反応器11が接続されているが、特にその形態には限られず、例えばオイル循環管路7におけるエンジン3とオイルパン8との間に反応器11を接続してもよいし、或いはオイル循環管路7におけるオイルパン8とオイルポンプ9との間に反応器11を接続してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、反応器11はバイパス管路6に接続されているが、特にその形態には限られず、反応器11が排気管4に配設されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、上記実施形態の化学蓄熱装置10は、エンジンオイルを加熱しているが、加熱対象としては、特にエンジンオイルには限られず、例えば排気ガス、水または空気等であってもよい。
Furthermore, although the chemical
10…化学蓄熱装置、11…反応器、12…吸着器(貯蔵器)、13…供給管、24…反応材、27…区画壁、28…蓋体(壁部)、29…フィルタ、29b…外縁部、30…支持部材、30b…外縁部、31…孔部、35…区画壁、36…段差部、36a…段差面、40…フィルタ、40b…外縁部、41…フィルタ、41b…外縁部、42…支持部材、42b…外縁部、43…支持部材、43b…外縁部、44,45…孔部、46…段差部、46a…段差面、50…蓋体(壁部)、S…空間。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
前記反応器と前記貯蔵器とを接続し、前記反応媒体が流れる流路を形成する供給管とを備え、
前記反応器は、前記供給管の一端部が固定される壁部を有し、
前記収容部内における前記反応材と前記壁部との間には、前記反応材を捕集するフィルタが配置されており、
前記収容部内における前記フィルタに対して前記反応材の反対側には、前記反応媒体が通る複数の孔部を有し前記フィルタの変形を抑える支持部材が配置されていることを特徴とする化学蓄熱装置。 A reactor having an accommodating portion for accommodating a reaction material that generates heat and desorbs due to heat by a chemical reaction with the reaction medium;
A reservoir for storing the reaction medium;
A supply pipe that connects the reactor and the reservoir and forms a flow path through which the reaction medium flows;
The reactor has a wall portion to which one end of the supply pipe is fixed,
A filter for collecting the reaction material is disposed between the reaction material and the wall in the housing portion,
A chemical heat storage, wherein a support member that has a plurality of holes through which the reaction medium passes and that suppresses deformation of the filter is disposed on the opposite side of the reaction material with respect to the filter in the housing portion. apparatus.
前記壁部は、前記区画壁に固定されており、
前記フィルタ及び前記支持部材の一部領域は、前記区画壁の前記壁部側の端部と前記壁部とで挟持されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の化学蓄熱装置。 The reactor has a partition wall that partitions the storage portion together with the wall portion,
The wall is fixed to the partition wall;
The partial area | region of the said filter and the said supporting member is clamped by the edge part by the side of the said wall part of the said partition wall, and the said wall part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Chemical heat storage device.
前記フィルタ及び前記支持部材の外縁部は、前記段差面と前記壁部とで挟持されていることを特徴とする請求項5記載の化学蓄熱装置。 A step portion having a step surface is provided at an end of the partition wall on the wall portion side,
The chemical heat storage device according to claim 5, wherein outer edges of the filter and the support member are sandwiched between the step surface and the wall.
前記フィルタ及び前記支持部材は、前記段差部の段毎に複数ずつ交互に配置されていることを特徴とする請求項6記載の化学蓄熱装置。 The step portion has a multi-stage shape having a plurality of the step surfaces,
The chemical heat storage device according to claim 6, wherein a plurality of the filters and the support members are alternately arranged for each step of the stepped portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016198254A JP2018059682A (en) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | Chemical heat storage device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020101313A (en) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Tabular chemical heat storage body |
WO2022185680A1 (en) * | 2021-03-01 | 2022-09-09 | 住友重機械工業株式会社 | Chemical heat storage reactor |
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