JP2021060176A - 化学蓄熱反応器、および、化学蓄熱反応器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 化学蓄熱反応器において、大きくしても部品点数の増加を抑制し、かつ、発熱効率の低下を抑制する技術を提供する。【解決手段】 化学蓄熱反応器は、反応媒体と結合することで発熱し、反応媒体が脱離することで蓄熱する複数の蓄熱材と、複数の蓄熱材を収容する反応容器と、反応容器の内側において、複数の蓄熱材をそれぞれ区画する区画部材と、反応容器の内側において、反応媒体が流れる流路を形成する流路形成部材と、を備え、複数の蓄熱材には、それぞれ、軸心方向に沿って貫通孔が形成されており、複数の蓄熱材は、反応容器の内側において、それぞれの貫通孔が連通するように並んで配置されており、流路形成部材は、複数の貫通孔の内側に配置され、流路を流れる反応媒体を前記複数の蓄熱材に供給する。【選択図】 図２

Description

本発明は、化学蓄熱反応器、および、化学蓄熱反応器の製造方法に関する。

従来、蓄熱材と反応媒体との化学反応を利用して熱を出し入れする化学蓄熱反応器が知られている。化学蓄熱反応器では、一般的に、蓄熱材と反応媒体とが結合することで発熱し、蓄熱材から反応媒体が脱離することで蓄熱する。例えば、特許文献１には、蓄熱材と蓄熱材の外壁を覆う円筒形状の拘束カバーとを有する複数の蓄熱体を、それぞれの軸心が略平行となるように反応容器内に配置し、隣り合う蓄熱体の間を反応媒体が通る流路とする技術が開示されている。

特開２０１９−１２０３４０号公報

しかしながら、特許文献１のような先行技術によっても、化学蓄熱反応器を大きくしても、部品点数を増やすことなく発熱効率の低下を抑制する技術については、なお、改善の余地があった。例えば、特許文献１に記載の化学蓄熱反応器では、化学蓄熱反応器を大きくするには蓄熱体の数を増やす必要がある。しかしながら、蓄熱体が増えると部品点数が増加する。また、部品点数を増やすことなく大きくするには、蓄熱体の軸心方向を長くする必要がある。しかしながら、蓄熱体の軸心方向の長さを長くした場合には、反応媒体との反応で繰り返される膨張と収縮によって蓄熱体が崩壊し、蓄熱材が拘束カバー内で一方に片寄る。蓄熱材が一方に片寄ると、反応媒体との反応が不均一となるため、化学蓄熱反応器の発熱効率が低下する。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、化学蓄熱反応器において、大きくしても、部品点数の増加を抑制し、かつ、発熱効率の低下を抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、化学蓄熱反応器が提供される。この化学蓄熱反応器は、反応媒体と結合することで発熱し、前記反応媒体が脱離することで蓄熱する複数の蓄熱材と、前記複数の蓄熱材を収容する反応容器と、前記反応容器の内側において、前記複数の蓄熱材をそれぞれ区画する区画部材と、前記反応容器の内側において、前記反応媒体が流れる流路を形成する流路形成部材と、を備え、前記複数の蓄熱材には、それぞれ、軸心方向に沿って貫通孔が形成されており、前記複数の蓄熱材は、前記反応容器の内側において、それぞれの前記貫通孔が連通するように並んで配置されており、前記流路形成部材は、前記複数の貫通孔の内側に配置され、前記流路を流れる前記反応媒体を前記複数の蓄熱材に供給する。

この構成によれば、反応容器の内側において、複数の蓄熱材は、区画部材によって、それぞれの蓄熱材に区画される。これにより、反応媒体との反応による蓄熱材の膨張は、反応容器および区画部材によって拘束されるとともに、蓄熱材が崩壊しても、蓄熱材は、区画部材によって区画されているため、蓄熱材の片寄りを抑制することができる。したがって、発熱効率の低下を抑制することができる。また、複数の蓄熱材に反応媒体を供給する流路形成部材は、それぞれの貫通孔が連通するように並んで配置されるため、大きくするために蓄熱材の数を増やしても流路形成部材を長くすることで、複数の蓄熱材に蒸気を供給することができる。したがって、大きくしても部品点数の増加を抑制することができる。

（２）上記形態の化学蓄熱反応器において、前記蓄熱材は、複数の蓄熱材粒子の集合体であり、前記化学蓄熱反応器は、さらに、前記流路形成部材と前記蓄熱材との間、および、前記流路形成部材の内側の少なくとも一方に配置される網状部材を備え、前記網状部材の網目の内径は、前記蓄熱材粒子の粒径より小さくてもよい。この構成によれば、蓄熱材と流路との間には、網状部材が配置されている。網状部材の網目の内径は、蓄熱材を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さいため、蓄熱材が崩壊しても、蓄熱材粒子の流路への流出は抑制される。これにより、蓄熱材粒子の流出による蓄熱材の減少を抑制することができるとともに、蓄熱材粒子による流路のつまりを抑制することができる。したがって、化学蓄熱反応器は、想定された熱量を出し入れすることができる。

（３）上記形態の化学蓄熱反応器において、前記蓄熱材は、複数の蓄熱材粒子の集合体であり、前記区画部材は、網状部を有し、前記網状部の網目の内径は、前記蓄熱材粒子の粒径より小さくてもよい。この構成によれば、区画部材は、網状部を有するため、区画部材の重量を低減することができる。また、網状部の網目の内径は、蓄熱材粒子の粒径より小さいため、蓄熱材が崩壊しても、蓄熱材粒子が網状部を通って移動することを抑制できる。これにより、蓄熱材の片寄りを抑制することができるため、発熱効率の低下を抑制することができる。

（４）上記形態の化学蓄熱反応器において、前記流路形成部材は、複数の筒状部材から形成されており、前記複数の筒状部材のそれぞれには、隣接する筒状部材に連結する連結部が形成されていてもよい。この構成によれば、流路形成部材は、複数の筒状部材から形成されており、隣り合う筒状部材を、連結部によって連結する。これにより、複数の筒状部材は、蓄熱材の貫通孔に沿って並べられた状態を維持しやすくなりずれにくくなるため、複数の筒状部材を流れる反応媒体の漏れが少なくなる。したがって、複数の蓄熱材のそれぞれには反応媒体が均一に供給されるため、化学蓄熱反応器は、想定された熱量を発生することができる。

（５）上記形態の化学蓄熱反応器において、前記蓄熱材、および、前記区画部材の少なくとも一方は、分割されており、前記流路形成部材は、分割された複数の前記蓄熱材、および、分割された複数の前記区画部材の少なくとも一方に挟まれた状態で前記反応容器の内側に配置されてもよい。この構成によれば、流路形成部材は、複数の蓄熱材のそれぞれが有する複数の貫通孔の全てに配置される１つの部材とすることができるため、流路形成部材からの反応媒体の漏れを少なくすることができる。これにより、複数の蓄熱材のそれぞれに、予定された量の反応媒体が供給されるため、化学蓄熱反応器は、想定された熱量を発生することができる。

（６）本発明の別の形態によれば、化学蓄熱反応器の製造方法が提供される。この化学蓄熱反応器の製造方法は、複数の蓄熱材と、反応容器と、複数の区画部材と、複数の筒状部材とを準備する準備工程と、前記区画部材と前記筒状部材とを接続する第１の工程と、前記第１の工程で前記区画部材に接続された前記筒状部材を、前記蓄熱材に形成されている貫通孔に挿入する第２の工程と、前記第２の工程で前記筒状部材が挿入された複数の前記蓄熱材を、前記反応容器の内側において、それぞれの前記貫通孔が連通するように並んで配置する第３の工程と、を備える。この構成によれば、第３の工程において、複数の蓄熱材を、反応容器の内側において、複数の貫通孔が連通するように、並んで配置する。これにより、反応媒体との反応による蓄熱材の膨張は、反応容器および区画部材によってそれぞれで拘束されるため、蓄熱材の崩壊による蓄熱材の片寄りを抑制することができる。また、複数の蓄熱材に反応媒体を供給する複数の筒状部材は、それぞれの貫通孔が連通するように並んで配置されている複数の蓄熱材の貫通孔に配置されるため、大きくするために蓄熱材の数を増やしても筒状部材を増やすことで蒸気を複数の蓄熱材に供給することができる。したがって、大きくしても発熱効率の低下を抑制することができる。

（７）本発明のさらに別の形態によれば、化学蓄熱反応器の製造方法が提供される。この化学蓄熱反応器の製造方法は、複数の蓄熱材と、複数の反応容器と、複数の区画部材と、複数の筒状部材とを準備する準備工程と、複数の蓄熱材と、反応容器と、複数の区画部材と、複数の筒状部材とを準備する準備工程と、前記区画部材と前記筒状部材とを接続する第１の工程と、前記第１の工程で前記区画部材に接続された前記筒状部材を、前記蓄熱材に形成されている貫通孔に挿入する第２の工程と、前記第２の工程で前記筒状部材が挿入された前記蓄熱材を、前記反応容器に収容する第３の工程と、前記第３の工程で前記蓄熱材が収容された複数の前記反応容器を、それぞれの前記貫通孔が連通するように並んで配置する第４の工程と、を備える。この構成によれば、第３の工程において、区画部材が配置されている複数の蓄熱材のそれぞれを複数の反応容器のそれぞれに収容し、第４の工程において、複数の貫通孔が連通するように、積層する。これにより、化学蓄熱反応器を大きくするには、積層する反応容器の数を増やせばよいため、容易に大型化することができる。また、蓄熱材は、反応容器と区画部材とによって拘束されるため、蓄熱材の崩壊による蓄熱材の片寄りを抑制することができる。したがって、大きくしても発熱効率の低下を抑制することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、化学蓄熱反応器に反応媒体を供給する供給部を備える化学蓄熱反応システム、これら装置およびシステムの制御方法、これら装置およびシステムにおいて発熱および吸熱の少なくとも一方を実行させるコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、そのコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

第１実施形態の化学蓄熱反応器の斜視図である。 第１実施形態の化学蓄熱反応器の断面図である。 第１実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する第１の図である。 第１実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する第２の図である。 第１実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する第３の図である。 第２実施形態の化学蓄熱反応器が備える蓄熱セルの断面図である。 第３実施形態の化学蓄熱反応器が備える区画部材の模式図である。 第４実施形態の化学蓄熱反応器の拡大断面図である。 第４実施形態の化学蓄熱反応器の拡大断面図である。 第５実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。 第６実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。 第７実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。 第８実施形態の化学蓄熱反応器の断面図である。 第８実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１の斜視図である。図２は、化学蓄熱反応器１の断面図である。化学蓄熱反応器１は、蒸気（反応媒体）との結合によって発熱し外部に生成した熱を放熱したり、蒸気（反応媒体）の脱離によって外部の高熱を蓄熱したりする。なお、図１、２に示すｘ軸方向は、化学蓄熱反応器１の軸心Ｃ１に垂直な一方向を示し、ｙ軸方向は、化学蓄熱反応器１の軸心Ｃ１に垂直な一方向であって、かつ、ｘ軸方向に垂直な方向を示す。また、ｚ軸方向は、ｘ軸方向とｙ軸方向とに直交する方向を示す。本実施形態では、ｚ軸方向は、化学蓄熱反応器１において、蓄熱材１１、１２、１３、１４が一列に並ぶ方向となる。

化学蓄熱反応器１は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４と、流路形成部材２０と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器４０を備える。

蓄熱材１１、１２、１３、１４は、例えば、アルカリ土類金属の酸化物の一つである酸化カルシウムの成形体である。蓄熱材１１、１２、１３、１４は、酸化カルシウムの粒状物を、例えば、粘土鉱物などのバインダと混練し焼成することで所定の形状となるように成形されている。本実施形態では、蓄熱材１１、１２、１３、１４は、円柱状に形成されている。蓄熱材１１、１２、１３、１４は、式（１）に示す脱水反応によって蓄熱し、式（２）に示す水和反応によって発熱するものであり、蓄熱と発熱とを可逆的に繰り返すことが可能である。なお、式（１）のＱ₁は、脱水反応における蓄熱量を示し、式（２）のＱ₂は、水和反応における発熱量を示す。
Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋Ｑ₁ →ＣａＯ ＋ Ｈ₂Ｏ ・・・（１）
ＣａＯ ＋ Ｈ₂Ｏ →Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋Ｑ₂ ・・・（２）

本実施形態の蓄熱材１１、１２、１３、１４は、それぞれの軸心方向に沿って形成される貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを有する（図２参照）。本実施形態では、貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａは、蓄熱材１１、１２、１３、１４の中心軸上に形成されている。蓄熱材１１、１２、１３、１４が反応容器４０に収容されているとき、貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａは、連通している。

流路形成部材２０は、化学蓄熱反応器１の軸心に沿って配置されている。本実施形態では、流路形成部材２０は、４つの筒状部材２１、２２、２３、２４から構成されている。筒状部材２１、２２、２３、２４は、蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれが有する貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａに配置されている。本実施形態では、筒状部材２１と筒状部材２２とは、区画部材３２を介して接続し、筒状部材２２と筒状部材２３とは、区画部材３３を介して接続し、筒状部材２３と筒状部材２４とは、区画部材３４を介して接続している。

筒状部材２１、２２、２３、２４の内側は、蒸気が流通可能な流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａが形成されている。筒状部材２１、２２、２３、２４の壁部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂには、流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａと筒状部材２１、２２、２３、２４の外側とを連通する開口２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃが形成されている。流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａを流れる蒸気は、開口２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃを通って、蓄熱材１１、１２、１３、１４に供給される。

区画部材３１、３２、３３、３４は、蓄熱材１１、１２、１３、１４において、ｚ軸方向のマイナス側の端面１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂに配置される。区画部材３１、３２、３３、３４は、略円板形状の部材であって、反応容器４０に固定されている。区画部材３１、３２、３３、３４は、軸心上に、貫通孔３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａが形成されている。貫通孔３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは、筒状部材２１、２２、２３、２４の流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａに連通している。区画部材３１、３２、３３、３４のうちの区画部材３２、３３、３４は、反応容器４０の内側を区画する（図２参照）。

反応容器４０は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４を収容する。反応容器４０は、収容部４１と、蓋部４２と、配管部４３を有する。収容部４１は、有底孔を形成する筒状の部材であって、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４が収容される。蓋部４２は、収容部４１の開口部分を閉塞する。蓋部４２には、流路形成部材２０の流路２４ａに連通する連通路４２ａが形成されている。配管部４３は、蓋部４２の外壁面に固定され、ｚ軸に沿うように配置されている。配管部４３は、連通路４２ａに接続する供給口４３ａを形成する。配管部４３は、連通路４２ａを介して、流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａに蒸気を供給する。

図３は、化学蓄熱反応器１の製造方法を説明する第１の図である。図４は、化学蓄熱反応器１の製造方法を説明する第２の図である。図５は、化学蓄熱反応器１の製造方法を説明する第３の図である。ここでは、化学蓄熱反応器１の製造方法について説明する。なお、図５に示すｘ軸方向、ｙ軸方向、および、ｚ軸方向は、第１実施形態と同じ方向である。

最初に、準備工程として、蓄熱材１１、１２、１３、１４と、筒状部材２１、２２、２３、２４と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器４０と、を準備する。次に、第１の工程として、筒状部材２１、２２、２３、２４と、区画部材３１、３２、３３、３４とを接続する。ここで、図３を用いて、第１の工程について、筒状部材２１と区画部材３１との接続を例にして説明する。具体的には、図３（ａ）に示すように、筒状部材２１の端部には爪部２１ｄが形成されている。一方、区画部材３１の貫通孔３１ａの周りには、スリット３１ｂが形成されている。第１の工程では、図３（ａ）に示すように、筒状部材２１の爪部２１ｄを区画部材３１のスリット３１ｂに挿入する（図３（ａ）の白抜き矢印Ｄ１１）。これにより、筒状部材２１と区画部材３１とが接続される。筒状部材２２、２３、２４のそれぞれと、区画部材３２、３３、３４のそれぞれとの接続も同様に行う。

次に、第２の工程として、区画部材３１、３２、３３、３４に接続された筒状部材２１、２２、２３、２４のそれぞれを、蓄熱材１１、１２、１３、１４の貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａのそれぞれに挿入する。ここで、図４を用いて、第２の工程について、蓄熱材１１への筒状部材２１への挿入を例にして説明する。具体的には、図４（ａ）に示すように、区画部材３１に接続された筒状部材２１を、蓄熱材１１のｚ軸方向のマイナス側の端面１１ｂ側から、貫通孔１１ａに挿入する（図４（ａ）の白抜き矢印Ｄ１２）。これにより、図４（ｂ）に示す、蓄熱材１１と、筒状部材２１と、区画部材３１とを備える蓄熱セルＳ１を作製する。区画部材３２、３３、３４に接続された筒状部材２２、２３、２４のそれぞれも、蓄熱材１１に挿入された筒状部材２１と同様に、蓄熱材１２、１３、１４の貫通孔１２ａ、１３ａ、１４ａのそれぞれに挿入する。これにより、蓄熱材１２と、筒状部材２２と、区画部材３２とを備える蓄熱セルＳ２、蓄熱材１３と、筒状部材２３と、区画部材３３とを備える蓄熱セルＳ３、および、蓄熱材１４と、筒状部材２４と、区画部材３４とを備える蓄熱セルＳ４を作製する。

次に、第３の工程として、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を反応容器４０に収容する。具体的には、図５（ａ）に示すように、収容部４１内に、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４をこの順番で挿入する（図５（ａ）の白抜き矢印Ｄ１３）。蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を収容部４１に挿入するとき、反応容器４０の内側において、隣り合う蓄熱材の間には区画部材３２、３３、３４が配置されるように、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を挿入する。具体的には、図５（ａ）に示すように、区画部材３２、３３がｚ軸の方向のマイナス側に位置するように、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を挿入する。収容部４１内に収容された蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれに形成されている貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが連通するように並んで配置されている（図５（ｂ）参照）。蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を収容部４１に収容したのち、収容部４１の蓄熱セルＳ４側の端部を、蓋部４２によって塞ぐ（図５（ｂ）の白抜き矢印Ｄ１４）。

次に、第４の工程として、反応容器４０に収容されている区画部材３２、３３、３４と、反応容器４０とを接合する。具体的には、図５（ｂ）の点線矢印Ｊ１に示すように、例えば、収容部４１の外側からの溶接によって、区画部材３２、３３、３４と、反応容器４０とを接合する。

次に、化学蓄熱反応器１の作用について説明する。化学蓄熱反応器１では、外部の高温熱源の高熱を蓄熱するとき、収容部４１を介して蓄熱材１１、１２、１３、１４に熱が伝わる。蓄熱材１１、１２、１３、１４は、熱が伝わると、式（１）で示した脱水反応によって蓄熱されるとともに、蒸気を発生する。蓄熱材１１、１２、１３、１４で発生した蒸気は、流路形成部材２０の開口２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃを通って、流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａに流入する。流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａに流入した蒸気は、連通路４２ａと配管部４３の内側を通って、化学蓄熱反応器１の外部に排出される。

また、化学蓄熱反応器１では、放熱するとき、図示しない蒸気発生装置が供給する蒸気を、配管部４３の内側と、連通路４２ａとを通って、収容部４１内に流入させる。収容部４１内での蒸気は、流路形成部材２０の流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａを通って、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の内側に到達する。蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の内側まで到達した蒸気は、流路形成部材２０の開口２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃを通って、蓄熱材１１、１２、１３、１４と接触する。蒸気と接触した蓄熱材１１、１２、１３、１４は、式（２）による水和反応によって発熱する。蓄熱材１１、１２、１３、１４で発生した熱は、収容部４１を介して、図示しない外部の受熱体に供給される。

以上説明した、本実施形態の化学蓄熱反応器１によれば、反応容器４０の内側において、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４は、区画部材３２、３３、３４によって、それぞれの蓄熱材１１、１２、１３、１４に区画される。これにより、蒸気との反応による蓄熱材１１、１２、１３、１４の膨張は、反応容器４０および区画部材３２、３３、３４によって拘束されるとともに、蓄熱材１１、１２、１３、１４が崩壊しても、蓄熱材１１、１２、１３、１４は、区画部材３２、３３、３４によって区画されているため、蓄熱材１１、１２、１３、１４の片寄りを抑制することができる。したがって、発熱効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の化学蓄熱反応器１によれば、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４に蒸気を供給する流路形成部材２０は、それぞれの貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが連通するように並んでいる複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４の貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａに配置されるため、大型化のために蓄熱材の数を増やしても流路形成部材２０を長くすることで、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４に蒸気を供給することができる。したがって、大きくしても部品点数の増加を抑制することができる。

また、本実施形態の化学蓄熱反応器１によれば、蓄熱材１１、１２、１３、１４の崩壊による蓄熱材１１、１２、１３、１４の片寄りを抑制することができるため、反応による膨張を考慮した蓄熱材１１、１２、１３、１４の充填密度を向上することができる。これにより、化学蓄熱反応器１は、高密度の熱エネルギーを発生することができる。

また、本実施形態の化学蓄熱反応器１の製造方法によれば、第３の工程において、区画部材３２、３３、３４が配置されている複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４を、反応容器４０の内側において、複数の貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが連通するように並んで配置される。これにより、蒸気との反応による蓄熱材１１、１２、１３、１４の膨張は、反応容器４０および区画部材３２、３３、３４によってそれぞれで拘束されるため、蓄熱材１１、１２、１３、１４の崩壊による蓄熱材１１、１２、１３、１４の片寄りを抑制することができる。また、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４に蒸気を供給する複数の筒状部材２１、２２、２３、２４は、反応容器４０の内側において、それぞれの貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが連通するように並んでいる複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４の貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａに配置されるため、大きくするために蓄熱材の数を増やしても筒状部材を増やすことで蒸気を複数の蓄熱材に供給することができる。したがって、大きくしても発熱効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の化学蓄熱反応器１によれば、化学蓄熱反応器１を大きくするとき、収容部４１の長さを長くするとともに、収容部４１に収容する蓄熱セルの数を増やす。これにより、増やされた蓄熱材も、区画部材によって区画されるため、蓄熱材が崩壊しても、蓄熱材の片寄りを抑制することができる。したがって、簡易な構成で、発熱効率の低下が抑制されている大型の化学蓄熱反応器を製造することができる。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の化学蓄熱反応器２が備える蓄熱セルの断面図である。第２実施形態の化学蓄熱反応器２は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、網状部材を備える点が異なる。なお、図６に示すｘ軸方向、ｙ軸方向、および、ｚ軸方向は、第１実施形態と同じ方向である。

本実施形態の化学蓄熱反応器２は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４と、流路形成部材２０と、複数のフィルタ部材と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器４０を備える。第２実施形態の化学蓄熱反応器２では、流路形成部材２０が有する４つの筒状部材２１、２２、２３、２４のそれぞれにフィルタ部材が設けられる。すなわち、本実施形態の化学蓄熱反応器では、４つのフィルタ部材が設けられる。ここでは、筒状部材２１に設けられるフィルタ部材２５ａ、２５ｂを代表例として、本実施形態の化学蓄熱反応器２が備えるフィルタ部材の詳細を説明する。

図６（ａ）は、フィルタ部材２５ａを備える化学蓄熱反応器２の部分断面図である。フィルタ部材２５ａは、筒状部材２１と蓄熱材１１との間に配置されている。フィルタ部材２５ａは、網状に形成されており、筒状部材２１の外周を覆う。フィルタ部材２５ａの網目の内径は、蓄熱材１１を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さい。フィルタ部材２５ａは、蓄熱材１１の蓄熱材粒子が、開口２１ｃに流入することを抑制する。

図６（ｂ）は、フィルタ部材２５ｂを備える化学蓄熱反応器２の部分断面図である。フィルタ部材２５ｂは、筒状部材２１の内側に配置されており、網状に形成されている。フィルタ部材２５ｂの網目の内径は、蓄熱材１１を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さい。フィルタ部材２５ｂは、蓄熱材１１を形成する蓄熱材粒子が、開口２１ｃを通って流路２１ａに流入することを抑制する。

以上説明した、本実施形態の化学蓄熱反応器２によれば、蓄熱材１１、１２、１３、１４と流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａとの間には、フィルタ部材２５ａ、２５ｂが配置されている。フィルタ部材２５ａ、２５ｂの網目の内径は、蓄熱材１１、１２、１３、１４を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さいため、蓄熱材１１、１２、１３、１４が崩壊しても、蓄熱材粒子の流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａへの流出は抑制される。これにより、蓄熱材粒子の流出による蓄熱材１１、１２、１３、１４の減少を抑制することができるとともに、蓄熱材粒子による流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａのつまりを抑制することができる。したがって、化学蓄熱反応器２は、想定された熱量を出し入れすることができる。

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の化学蓄熱反応器３が備える区画部材の模式図である。第３実施形態の化学蓄熱反応器３は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、区画部材が網状部を有する点が異なる。

第３実施形態の化学蓄熱反応器は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４と、流路形成部材２０と、４つの区画部材と、反応容器４０を備える。第３実施形態の化学蓄熱反応器では、４つの区画部材のそれぞれには、網目状の網状部が形成されている。ここでは、蓄熱材１１と蓄熱材１２との間に配置される区画部材３７を代表例として、第３実施形態の化学蓄熱反応器が備える区画部材の構成を説明する。

区画部材３７は、流路２１ａ、２２ａと連通する貫通孔３７ａを形成する貫通孔形成部３７ｂと、収容部４１と接合する円環形状の固定部３７ｃと、貫通孔形成部３７ｂと固定部３７ｃとを接続する接続部３７ｄと、網状部３７ｅを有する。網状部３７ｅは、図７（ａ）に示すように、貫通孔形成部３７ｂと、固定部３７ｃと、２つの接続部３７ｄの間に形成される。本実施形態では、接続部３７ｄは、貫通孔形成部３７ｂを中心として直交するように形成されており、網状部３７ｅは、略扇形状に４つ形成されている。網状部３７ｅは、網状に形成されている部位であって、網目の内径は、蓄熱材１２を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さい。区画部材３７は、図７（ｂ）に示すように、区画部材３７と接続している筒状部材２２を蓄熱材１２の貫通孔１２ａに挿入すると、蓄熱材１２の端面１２ｂに接触する。

以上、説明した第３実施形態の化学蓄熱反応器では、区画部材３７が網状部３７ｅを有するため、区画部材３７の重量を低減することができる。また、網状部３７ｅの網目の内径は、蓄熱材１１、１２を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さいため、蓄熱材１１、１２が崩壊しても、蓄熱材粒子が網状部３７ｅを通って移動することを抑制できる。これにより、蓄熱材１１、１２の片寄りを抑制することができるため、発熱効率の低下を抑制することができる。

＜第４実施形態＞
図８および図９は、第４実施形態の化学蓄熱反応器４の拡大断面図である。第４実施形態の化学蓄熱反応器４は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、流路形成部材が連結部を有する点が異なる。なお、図８、９に示すｘ軸方向、ｙ軸方向、および、ｚ軸方向は、第１実施形態と同じ方向である。

本実施形態の化学蓄熱反応器４は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４と、流路形成部材と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器４０を備える。第４実施形態の化学蓄熱反応器４は、流路形成部材が有する４つの筒状部材のそれぞれが、隣り合う筒状部材と連結するための凸部または凹部を有している。ここでは、化学蓄熱反応器４が備える流路形成部材が有する４つの筒状部材のうちの筒状部材２６と筒状部材２７を代表例として、化学蓄熱反応器４が備える４つの筒状部材の構成を説明する。

筒状部材２６には、蒸気が流れる流路２６ａと、流路２６ａと蓄熱材１１側とを連通する開口２６ｃが形成されており、筒状部材２７側の端部には、凸部２６ｅを有する。凸部２６ｅは、図８（ａ）に示すように、蓄熱材１１のｘ軸方向のプラス側の端面１１ｃに比べ、ｚ軸方向のプラス側に突出している。本実施形態では、凸部２６ｅは、ｘｙ平面における断面形状が半円形状となるように形成されている。

筒状部材２７には、蒸気が流れる流路２７ａと、流路２７ａと蓄熱材１２側とを連通する開口２７ｃが形成されており、筒状部材２６側の端部には、凹部２７ｆを有する。凹部２７ｆは、図８（ａ）に示すように、区画部材３２のｘ軸方向のマイナス側の端面３２ｂに比べ、ｚ軸方向のマイナス側に突出している。本実施形態では、凹部２７ｆは、ｘｙ平面における断面形状が半円形状となるように形成されている。

本実施形態の化学蓄熱反応器４の製造方法において、第３の工程として、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を反応容器４０に収容するとき、筒状部材２６を備える蓄熱セルＳ１の上に、筒状部材２７を備える蓄熱セルＳ２を挿入する。このとき、筒状部材２６の凸部２６ｅを、筒状部材２７の凹部２７ｆに挿入する（図８（ａ）の白抜き矢印Ｄ４１）。これにより、図８（ｂ）に示すように、筒状部材２６と筒状部材２７とが係合するため、筒状部材２６と筒状部材２７とは、軸心上の点を回転中心とする回転が起こりにくくなり、ずれにくくなる。凸部２６ｅおよび凹部２７ｆは、特許請求の範囲の「連結部」に該当する。

また、筒状部材２６と筒状部材２７とを係合させるための端部の形状は、図９に示す形状であってもよい。具体的には、筒状部材２６は、筒状部材２７側の端部に、凸部２６ｇを有する。凸部２６ｇは、ｘｙ平面における断面形状が円環形状となるように形成されている。凸部２６ｇのこの断面形状の外径Ｒｇｏは、筒状部材２６の外径と同じであり、内径Ｒｇｉは、筒状部材２６の内径より大きい。筒状部材２７は、筒状部材２６側の端部に、凹部２７ｈを有する。凹部２７ｈは、ｘｙ平面における断面形状が円環形状となるように形成されている。凹部２７ｈのこの断面形状の内径Ｒｈｏは、凸部２６ｇの内径Ｒｇｉと同じである。

図９（ａ）に示す筒状部材２６と筒状部材２７とを連結するとき、凸部２６ｇを凹部２７ｈに挿入する（図９（ａ）の白抜き矢印Ｄ４２）。これにより、図９（ｂ）に示すように、筒状部材２６と筒状部材２７とが係合するため、筒状部材２６と筒状部材２７とは離れにくくなり、ずれにくくなる。凸部２６ｇおよび凹部２７ｈは、特許請求の範囲の「連結部」に該当する。

以上、説明した第４実施形態の化学蓄熱反応器では、流路形成部材は、複数の筒状部材２６、２７から形成されており、隣り合う筒状部材を、凸部と凹部とによって連結する。これにより、複数の筒状部材２６、２７は、蓄熱材１１、１２、１３、１４の貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａに沿って並べられた状態を維持しやすくなりずれにくくなるため、複数の筒状部材２６、２７を流れる蒸気の漏れが少なくなる。したがって、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれには蒸気が均一に供給されるため、第４実施形態の化学蓄熱反応器は、想定された熱量を発生することができる。

＜第５実施形態＞
図１０は、第５実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。第５実施形態の化学蓄熱反応器５は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、区画部材を接合する方法が異なる。なお、図１０に示すｘ軸方向、ｙ軸方向、および、ｚ軸方向は、第１実施形態と同じ方向である。

第５実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法では、第３の工程として、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を順番に反応容器４０に収容するとき、最初に、蓄熱セルＳ１の蓄熱材１１側から収容部４１内に挿入する（図１０（ａ）の白抜き矢印Ｄ５１）。その後、収容部４１内に挿入された蓄熱セルＳ１を、所定の位置、蓄熱セルＳ１では、収容部４１の底４１ａに接触する位置まで移動する（図１０（ｂ）参照）。

蓄熱セルＳ１を収容部４１の底４１ａに接触する位置まで移動したのち、第４の工程において、区画部材３１と収容部４１とを接合する。第５実施形態のでは、ろう付によって、区画部材３１と収容部４１とを接合する（図１０（ｂ）の点線矢印Ｊ２）。区画部材３１と収容部４１とのろう付が終了すると、蓄熱セルＳ２を挿入する。蓄熱セルＳ２を、所定の位置、蓄熱セルＳ２では、蓄熱セルＳ１のｚ軸方向のプラス側であって、蓄熱セルＳ２の貫通孔１２ａと蓄熱セルＳ１の貫通孔１１ａとが連通する位置まで移動したのち、区画部材３２と収容部４１とをろう付によって接合する。以降、蓄熱セルＳ３、Ｓ４についても同様の工程を行う。

以上説明した、第５実施形態の化学蓄熱反応器によれば、蒸気との反応による蓄熱材１１、１２、１３、１４の膨張は、反応容器４０および反応容器４０にろう付けされた区画部材３１、３２、３３、３４によって拘束される。これにより、反応容器４０を大きくしても、蓄熱材１１、１２、１３、１４の崩壊による蓄熱材１１、１２、１３、１４の片寄りを抑制することができる。

また、第５実施形態の化学蓄熱反応器によれば、ろう付による収容部４１と区画部材３１、３２、３３、３４との接合の状態を目視で確認することができる。これにより、区画部材３１、３２、３３、３４によって区画された蓄熱材１１、１２、１３、１４の間での蒸気の漏れを抑制することができる。

また、第５実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法と、溶接によって接合する第１実施形態の化学蓄熱反応器１の製造方法とを比較して、生産性などに基づいて、製造方法を選択することができる。これにより、効率的に化学蓄熱反応器を製造することができる。

＜第６実施形態＞
図１１は、第６実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。第６実施形態の化学蓄熱反応器は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、流路形成部材および蓄熱材の形状が異なる。

第６実施形態の化学蓄熱反応器は、複数の蓄熱材５１、５２、５３、５４と、流路形成部材５０と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器４０を備える。

流路形成部材５０は、図１１（ａ）に示すように、１つの筒状の部材であって、内側には、蒸気が流れる流路５０ａが形成されている。流路形成部材５０の壁部５０ｂには、流路５０ａと流路形成部材５０の外側とを連通し、蒸気が流通可能な開口５０ｃが形成されている。流路形成部材５０の流路５０ａに沿った方向の長さは、４つの蓄熱材５１、５２、５３、５４、および、４つの区画部材３１、３２、３３、３４を積層した長さより長い（図１１（ｄ）参照）。

蓄熱材５１、５２、５３、５４は、第１実施形態の蓄熱材１１、１２、１３、１４と同様に、例えば、アルカリ土類金属の酸化物の一つである酸化カルシウムの成形体である。蓄熱材５１、５２、５３、５４は、円柱形状を、軸心を含む面で分割した形状を有する２つの部材からなる。すなわち、本実施形態では、蓄熱材５１は、２つの蓄熱部材５１ａと、蓄熱部材５１ｂとからなる。蓄熱部材５１ａおよび蓄熱部材５１ｂの分割面に垂直な断面形状は、半円形状となる。蓄熱材５２、５３、５４についても同様である。

次に、第６実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法について、図１１を用いて説明する。最初に、準備された流路形成部材５０（図１１（ａ）参照）に区画部材３１、３２、３３、３４を組み付ける。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、区画部材３１、３２、３３、３４のそれぞれの貫通孔３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａに、流路形成部材５０を挿通する（図１１（ｂ）の白抜き矢印Ｄ６１）。流路形成部材５０を挿通された区画部材３１、３２、３３、３４のそれぞれは、流路形成部材５０の所定の位置に、例えば、溶接によって固定される。

次に、分割されている蓄熱材５１、５２、５３、５４を、流路形成部材５０を挟むように配置する。具体的には、図１１（ｃ）に示すように、流路形成部材５０の軸心を挟んだ両側から、蓄熱材５２を分割した蓄熱部材５２ａと蓄熱部材５２ｂとを流路形成部材５０に近づけ、蓄熱部材５２ａと蓄熱部材５２ｂによって流路形成部材５０を挟み込む（図１１（ｃ）の白抜き矢印Ｄ６２、Ｄ６３）。蓄熱材５１、５３、５４についても、蓄熱材５２と同様に、蓄熱部材５１ａと蓄熱部材５１ｂ、蓄熱部材５３ａと蓄熱部材５３ｂ、および、蓄熱部材５４ａと蓄熱部材５４ｂによって、流路形成部材５０を挟み込ませる。これにより、４つの蓄熱材５１、５２、５３、５４と、４つの区画部材３１、３２、３３、３４とが積層された状態の蓄熱積層体６ａが形成される（図１１（ｄ）参照）。第６実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法では、蓄熱積層体６ａを反応容器４０の収容部４１に挿入し、蓋部４２を組み付けることで、化学蓄熱反応器を製造する。

以上説明した、第６実施形態の化学蓄熱反応器によれば、流路形成部材５０を、複数の蓄熱材５１、５２、５３、５４のそれぞれが有する複数の貫通孔の全てに配置される１つの部材とすることができる。これにより、複数の筒状部材を連結させる場合に比べ、流路形成部材５０からの蒸気の漏れを少なくすることができる。したがって、複数の蓄熱材５１、５２、５３、５４のそれぞれには予定された量の蒸気が供給されるため、第６実施形態の化学蓄熱反応器は、想定された熱量を発生することができる。

＜第７実施形態＞
図１２は、第７実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法を説明する図である。第７実施形態の化学蓄熱反応器は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、流路形成部材および区画部材の形状が異なる。

第７実施形態の化学蓄熱反応器は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４と、流路形成部材５０と、区画部材６１、６２、６３、６４と、反応容器４０を備える。

区画部材６１、６２、６３、６４のそれそれは、２つの部材からなる略円板形状の部材である。区画部材６１、６２、６３、６４を形成する２つの部材は、区画部材６１、６２、６３、６４を、それぞれの軸心を含む面で分割することで得られる半円形状を有している。例えば、区画部材６１は、半円形状の半円状部材６１ａと、半円形状の半円状部材６１ｂとからなる。区画部材６２、６３、６４についても同様に、半円状部材６２ａと半円状部材６２ｂ、半円状部材６３ａと半円状部材６３ｂ、または、半円状部材６４ａと半円状部材６４ｂからなる区画部材６１、６２、６３、６４は、軸心上に、貫通孔６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ、６４ｃが形成されている。

次に、第７実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法について、図１２を用いて説明する。最初に、準備された流路形成部材５０（図１２（ａ）参照）に蓄熱材１１、１２、１３、１４を組み付ける。具体的には、図１２（ｂ）に示すように、蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれの貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａに、流路形成部材５０を挿通する（図１２（ｂ）の白抜き矢印Ｄ７１）。流路形成部材５０を挿通された蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれは、流路形成部材５０の所定の位置に固定される。

次に、分割されている区画部材６１、６２、６３、６４を、流路形成部材５０を挟むように配置する。具体的には、図１２（ｃ）に示すように、流路形成部材５０の軸心を挟んだ両側から、区画部材６３を分割した半円状部材６３ａと半円状部材６３ｂとを流路形成部材５０に近づけ、半円状部材６３ａと半円状部材６３ｂによって流路形成部材５０を挟み込む（図１２（ｃ）の白抜き矢印Ｄ７２、Ｄ７３）。区画部材６１、６２、６４についても、同様に流路形成部材５０を挟み込ませる。これにより、４つの蓄熱材１１、１２、１３、１４と、４つの区画部材６１、６２、６３、６４とが積層された状態の蓄熱積層体７ａが形成される（図１２（ｄ）参照）。第７実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法では、蓄熱積層体７ａを反応容器４０の収容部４１に挿入し、蓋部４２を組み付けることで、化学蓄熱反応器を製造する。

以上説明した、本実施形態の化学蓄熱反応器によれば、流路形成部材５０を、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれが有する複数の貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの全てに配置される１つの部材とすることができる。これにより、複数の筒状部材を連結させる場合に比べ、流路形成部材５０からの蒸気の漏れを少なくすることができる。したがって、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４にそれぞれには予定された量の蒸気が供給されるため、本実施形態の化学蓄熱反応器は、想定された熱量を発生することができる。

＜第８実施形態＞
図１３は、第８実施形態の化学蓄熱反応器８の断面図である。第８実施形態の化学蓄熱反応器８は、第１実施形態の化学蓄熱反応器１（図１）と比較すると、蓄熱材成形体を収容するセルの構成が異なる。

第８実施形態の化学蓄熱反応器８は、複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４と、流路形成部材２０と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器７０を備える。反応容器７０は、複数の収容部７１、７２、７３、７４と、蓋部４２と、配管部４３を有する。

収容部７１、７２、７３、７４は、筒状の部材であって、本実施形態では、蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれに対応するように、４つ備えている。収容部７１、７２、７３、７４のそれぞれは、１つの蓄熱材と、１つの筒状部材と、１つの区画部材とを収容する。収容部７１、７２、７３、７４の軸心方向の長さは、蓄熱材と筒状部材と区画部材のそれぞれの軸心方向の長さの合計と略同じである。なお、化学蓄熱反応器８において最もｚ軸方向のマイナス側に位置する収容部７１は、有底筒状に形成されており、流路２０ａを流れる蒸気が外部に流出することを抑制する。本実施形態における流路２０ａを流れる蒸気が外部に流出することを抑制する方法は、これに限定されず、区画部材３１に流路２０ａに連通する貫通孔を形成しない方法や、区画部材３１の貫通孔３１ａを別部材で封止する方法などであってもよい。

図１４は、化学蓄熱反応器８の製造方法を説明する図である。なお、図１４に示すｘ軸方向、ｙ軸方向、および、ｚ軸方向は、第１実施形態と同じ方向である。ここでは、第８実施形態の化学蓄熱反応器８の製造方法を、第１実施形態の化学蓄熱反応器１の製造方法に沿って説明する。準備工程として、蓄熱材１１、１２、１３、１４と、筒状部材２１、２２、２３、２４と、区画部材３１、３２、３３、３４と、反応容器７０と、を準備したのち、第１の工程および第２の工程によって、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を作製する。

次に、第３の工程として、蓄熱セルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれを、収容部７１、７２、７３、７４のそれぞれに収容する。具体的には、図１４（ａ）に示すように、蓄熱セルＳ１を有底筒状の収容部７１に収容し（図１４（ａ）の白抜き矢印Ｄ８１）、蓄熱ユニットＵ１を作製する。また、蓄熱セルＳ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれを、収容部７２、７３、７４のそれぞれに収容し（図１４（ａ）の白抜き矢印Ｄ８２）、蓄熱ユニットＵ２、Ｕ３、Ｕ４を作製する（蓄熱ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４は、図１４（ｂ）参照）。

次に、第４の工程として、蓄熱ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４と、反応容器４０の蓋部４２とを積層する。具体的には、図１４（ｃ）に示すように、蓄熱ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４の蓄熱材１１、１２、１３、１４に形成されている貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａと、蓋部４２の連通路４２ａと、が連通するように、積層する（図１４（ｃ）の白抜き矢印Ｄ８３）。蓄熱ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４と反応容器４０の蓋部４２とを積層したのち、蓄熱ユニットＵ１と蓄熱ユニットＵ２、蓄熱ユニットＵ２と蓄熱ユニットＵ３、蓄熱ユニットＵ３と蓄熱ユニットＵ４、および、蓄熱ユニットＵ４と蓋部４２を、例えば、溶接によって接合する。

以上説明した、本実施形態の化学蓄熱反応器８によれば、第３の工程において、区画部材３１、３２、３３、３４が配置されている複数の蓄熱材１１、１２、１３、１４のそれぞれを、複数の収容部７１、７２、７３、７４のそれぞれに収容する。次に、第４の工程において、蓄熱材１１、１２、１３、１４に形成されている貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが連通するように、積層する。これにより、化学蓄熱反応器を大きくするには、積層する蓄熱ユニットの数を増やせばよいため、化学蓄熱反応器８を容易に大きくすることができる。また、蓄熱材１１、１２、１３、１４は、反応容器７０と区画部材３１、３２、３３、３４とによって拘束されるため、蓄熱材１１、１２、１３、１４の崩壊による蓄熱材１１、１２、１３、１４の片寄りを抑制することができる。したがって、大きくしても発熱効率の低下を抑制することができる。

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

［変形例１］
上述の実施形態では、蓄熱材は円柱状に形成されるとした。しかしながら、蓄熱材の形状は、これに限定されない。断面形状は矩形状であってもよいし、球形であってもよい。

［変形例２］
上述の実施形態では、反応容器は、４つの蓄熱材を収容するとした。しかしながら、蓄熱時合の数はこれに限定されない。４つ以上であってもよく、化学蓄熱反応器を大きくするために増やした蓄熱材を、貫通孔が連通するように反応容器内に配置することで、部品点数を大幅に増やすことなく大きくすることができるとともに、発熱効率の低下を抑制できる。

［変形例３］
第２実施形態では、筒状部材２１、２２、２３、２４には、外側にフィルタ部材２５ａまたは内側にフィルタ部材２５ｂが配置されるとした。筒状部材２１、２２、２３、２４に対して、外側と内側の両方に、フィルタ部材を配置してもよい。これにより、蓄熱材粒子の流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａへの流出をさらに抑制することができる。

［変形例４］
第３実施形態では、区画部材３７は、網目の内径が蓄熱材１２を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さい網状部３７ｅを有するとした。網状部でなくてもよく、内径が蓄熱材１２を形成する蓄熱材粒子の粒径より小さい多孔質材料から形成された部分を有していてもよい。また、区画部材３７において、網状部３７ｅは、貫通孔形成部３７ｂと、固定部３７ｃと、２つの接続部３７ｄの間に形成されるとした。しかしながら、網状部３７ｅが形成される場所はこれに限定されない。また、１つの化学反応蓄熱器において、第２実施形態のフィルタ部材２５ａ、２５ｂと、区画部材の網状部を併用してもよい。

［変形例５］
第４実施形態では、筒状部材２６、２７が有する凸部２６ｅおよび凹部２７ｆは、ｘｙ平面における断面形状が半円形状となるように形成されているとした。しかしながら、凸部および凹部の形状はこれに限定されない。隣り合う筒状部材が連結する形状であればよい。これにより、筒状部材２６と筒状部材２７とがずれにくくなるため、蒸気の漏れが少なくなり、想定された熱量を発生することができる。

［変形例６］
第５実施形態では、最初に、蓄熱セルＳ１の蓄熱材１１側から収容部４１内に挿入するとした。しかしながら、第５実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法は、これに限定されない。蓄熱セルを作製せずに、先に区画部材、または、筒状部材と接続された区画部材を、収容部内に挿入し、ろう付をしてから、蓄熱材を挿入してもよい。

［変形例７］
第６実施形態では、蓄熱材５１、５２、５３、５４は、軸心を含む面で分割した形状（半円形状）を有する２つの部材からなるとした。第７実施形態では、区画部材６１、６２、６３、６４は、軸心を含む面で分割した形状（半円形状）を有する２つの部材からなるとした。しかしながら、分割した形状はこれに限定されない。流路形成部材５０を挟み込むことが可能な形状であればよく、３つ以上の部材であってもよい。また、蓄熱材５１、５２、５３、５４と、区画部材６１、６２、６３、６４とを併用してもよい。

［変形例８］
第８実施形態では、１つの収容部に、１つの蓄熱材と、１つの筒状部材と、１つの区画部材とを収容するとした。しかしながら、１つの収容部に、複数の蓄熱材や区画部材を収容してもよい。複数の蓄熱材や区画部材が収容された収容部を複数接合することで、化学蓄熱反応器を容易に大きくすることができる。

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

１，２，３，４，５，８…化学蓄熱反応器
６ａ，７ａ…蓄熱積層体
１１，１２，１３，１４，５１，５２，５３，５４…蓄熱材
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ…蓄熱材の貫通孔
１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ…蓄熱材の端面
２０，５０…流路形成部材
２０ａ，２１ａ，２２ａ、２３ａ，２４ａ，２６ａ，２７ａ，５０ａ…流路
２１，２２，２３，２４，２６，２７…筒状部材
２１ｂ，５０ｂ…壁部
２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ，２６ｃ，２７ｃ，５０ｃ…開口
２１ｄ…爪部
２５ａ，２５ｂ…フィルタ部材
２６ｅ，２６ｇ…凸部
２７ｆ，２７ｈ…凹部
３１，３２，３３，３４，３７，６１，６２，６３，６４…区画部材
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３７ａ…区画部材の貫通孔
３１ｂ…スリット
３２ｂ…区画部材の端面
３７ｂ…貫通孔形成部
３７ｃ…固定部
３７ｄ…接続部
３７ｅ…網状部
４０，７０…反応容器
４１，７１，７２，７３，７４…収容部
４１ａ…底
４２…蓋部
４２ａ…連通路
４３…配管部
４３ａ…供給口
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ…蓄熱部材
６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ…半円状部材
６１ｃ…区画部材の貫通孔
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…蓄熱セル
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４…蓄熱ユニット

Claims (7)

1. 化学蓄熱反応器であって、
   反応媒体と結合することで発熱し、前記反応媒体が脱離することで蓄熱する複数の蓄熱材と、
   前記複数の蓄熱材を収容する反応容器と、
   前記反応容器の内側において、前記複数の蓄熱材をそれぞれ区画する区画部材と、
   前記反応容器の内側において、前記反応媒体が流れる流路を形成する流路形成部材と、を備え、
   前記複数の蓄熱材には、それぞれ、軸心方向に沿って貫通孔が形成されており、
   前記複数の蓄熱材は、前記反応容器の内側において、それぞれの前記貫通孔が連通するように並んで配置されており、
   前記流路形成部材は、前記複数の貫通孔の内側に配置され、前記流路を流れる前記反応媒体を前記複数の蓄熱材に供給する、
   化学蓄熱反応器。
2. 請求項１に記載の化学蓄熱反応器であって、
   前記蓄熱材は、複数の蓄熱材粒子の集合体であり、
   前記化学蓄熱反応器は、さらに、
   前記流路形成部材と前記蓄熱材との間、および、前記流路形成部材の内側の少なくとも一方に配置される網状部材を備え、
   前記網状部材の網目の内径は、前記蓄熱材粒子の粒径より小さい、
   化学蓄熱反応器。
3. 請求項１または請求項２に記載の化学蓄熱反応器であって、
   前記蓄熱材は、複数の蓄熱材粒子の集合体であり、
   前記区画部材は、網状部を有し、
   前記網状部の網目の内径は、前記蓄熱材粒子の粒径より小さい、
   化学蓄熱反応器。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の化学蓄熱反応器であって、
   前記流路形成部材は、複数の筒状部材から形成されており、
   前記複数の筒状部材のそれぞれには、隣接する筒状部材に連結する連結部が形成されている、
   化学蓄熱反応器。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の化学蓄熱反応器であって、
   前記蓄熱材、および、前記区画部材の少なくとも一方は、分割されており、
   前記流路形成部材は、分割された複数の前記蓄熱材、および、分割された複数の前記区画部材の少なくとも一方に挟まれた状態で前記反応容器の内側に配置される、
   化学蓄熱反応器。
6. 化学蓄熱反応器の製造方法であって、
   複数の蓄熱材と、反応容器と、複数の区画部材と、複数の筒状部材とを準備する準備工程と、
   前記区画部材と前記筒状部材とを接続する第１の工程と、
   前記第１の工程で前記区画部材に接続された前記筒状部材を、前記蓄熱材に形成されている貫通孔に挿入する第２の工程と、
   前記第２の工程で前記筒状部材が挿入された複数の前記蓄熱材を、前記反応容器の内側において、それぞれの前記貫通孔が連通するように並んで配置する第３の工程と、を備える、
   化学蓄熱反応器の製造方法。
7. 化学蓄熱反応器の製造方法であって、
   複数の蓄熱材と、複数の反応容器と、複数の区画部材と、複数の筒状部材とを準備する準備工程と、
   複数の蓄熱材と、反応容器と、複数の区画部材と、複数の筒状部材とを準備する準備工程と、
   前記区画部材と前記筒状部材とを接続する第１の工程と、
   前記第１の工程で前記区画部材に接続された前記筒状部材を、前記蓄熱材に形成されている貫通孔に挿入する第２の工程と、
   前記第２の工程で前記筒状部材が挿入された前記蓄熱材を、前記反応容器に収容する第３の工程と、
   前記第３の工程で前記蓄熱材が収容された複数の前記反応容器を、それぞれの前記貫通孔が連通するように並んで配置する第４の工程と、を備える、
   化学蓄熱反応器の製造方法。

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