JP2022109819A - Chemical heat storage device and heat storage method for chemical heat storage material - Google Patents

Chemical heat storage device and heat storage method for chemical heat storage material Download PDF

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Abstract

To provide a chemical heat storage device and a heat storage method for a chemical heat storage material which can advantageously enhance a chemical heat storage reaction in a manner that curbs energy losses associated with liquefaction and vaporization process of reaction liquid used for the chemical heat storage reaction of a chemical heat storage material.SOLUTION: A chemical heat storage device 1 comprises: a reactor vessel 3 which holds a chemical heat storage material 2 therein; a liquid containing section 4 which contains reaction liquid to be used for a reaction of the chemical heat storage material 2; and a heat exchange section 5 which perform condensation or vaporization related to the reaction liquid. The liquid containing section 4 and the heat exchanger 5 are arranged at positions separated from each other. Gas is transferred between the reactor vessel 3 and the heat exchanger 5 due to differential pressure and liquid is transferred between the heat exchanger 5 and the liquid containing section 4 due to the gravity. A heat storage method for the chemical heat storage material 2 is used the chemical heat storage device 1A. Thus, the chemical heat storage device and the heat storage method for the chemical heat storage material can advantageously enhance a chemical heat storage reaction in a manner that curbs energy losses associated with liquefaction and vaporization process of reaction liquid.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法に関する。 The present invention relates to a chemical heat storage device and a heat storage method of a chemical heat storage material.

化学反応を利用した蓄熱及び放熱を行い、常温での熱エネルギー保管を可能とする化学蓄熱は、エンジンなどの駆動機関のほか、工場や燃焼処理を行う設備(ごみ焼却施設等)など、稼働に際して熱の発生を伴う熱源からの排熱(廃熱)を有効活用する観点から研究開発が進められている。 Chemical heat storage, which stores heat and releases heat using chemical reactions and enables storage of thermal energy at room temperature, is used in driving engines such as engines, as well as in factories and facilities for combustion processing (waste incineration facilities, etc.). Research and development are proceeding from the viewpoint of effectively utilizing waste heat (waste heat) from heat sources that generate heat.

化学蓄熱を行うための化学蓄熱装置は、一般に固体の化学蓄熱材を用い、この化学蓄熱材に熱を加えて生成気体を分離する際の吸熱反応による熱を蓄熱する一方、化学蓄熱材に反応気体を供給して発熱反応を起こすことで、装置外部への放熱が可能となるように構成されている。このとき、生成気体を凝縮して液化したものを反応液とし、この反応液を蒸発させることで反応気体として利用することが知られている。 A chemical heat storage device for performing chemical heat storage generally uses a solid chemical heat storage material, and heat is applied to this chemical heat storage material to store the heat generated by the endothermic reaction when the generated gas is separated. By supplying a gas and causing an exothermic reaction, it is configured to be able to dissipate heat to the outside of the device. At this time, it is known to condense and liquefy the generated gas as a reaction liquid, and evaporate the reaction liquid to use it as the reaction gas.

このような化学蓄熱装置としては、例えば、特許文献1に記載されるように、化学蓄熱材が内蔵された反応器と、反応器へ反応気体(反応液の蒸気)を供給し、かつ、反応器からの生成気体(蒸気)を凝縮して反応液として回収する蒸発・凝縮器とを備える化学蓄熱装置が知られている。 As such a chemical heat storage device, for example, as described in Patent Document 1, a reactor containing a chemical heat storage material, a reaction gas (vapor of a reaction liquid) is supplied to the reactor, and a reaction gas is supplied to the reactor. A chemical heat storage device is known that includes an evaporator/condenser that condenses the gas (steam) generated from the reactor and recovers it as a reaction liquid.

特開2009-228951号公報JP 2009-228951 A

特許文献1に記載される化学蓄熱装置では、反応器へ供給するための反応気体(反応液の蒸気)の生成(気化工程)と、反応器からの生成気体(蒸気)の凝縮及び反応液としての回収(液化工程)を蒸発・凝縮器の1カ所で行っている。つまり、この蒸発・凝縮器では、反応液の液化・気化工程において蒸発・凝縮器を構成する容器全体の冷却・加熱が必要となる。このため、容器自体の顕熱等により、反応液の液化・気化工程に係るエネルギー損失が生じるという問題がある。また、この蒸発・凝縮器内には、液化工程によって生成した反応液が全て貯留される。このため、反応液を貯留した状態においては容器自体の顕熱の影響が更に増大するとともに、特に気化工程においては、容器内にある液体全体を加熱することになるため、反応器への供給に必要となる反応気体量(蒸気量)に対し、必要以上にエネルギーを消費して、反応気体の生成を行うことになるという問題が生じる。 In the chemical heat storage device described in Patent Document 1, the reaction gas (vapor of the reaction liquid) is generated (vaporization step) to be supplied to the reactor, and the generated gas (vapor) from the reactor is condensed and used as the reaction liquid. is collected (liquefaction process) at one location in the evaporation/condenser. That is, in this evaporator/condenser, it is necessary to cool/heat the entire container that constitutes the evaporator/condenser in the process of liquefying/vaporizing the reaction liquid. For this reason, there is a problem that the sensible heat of the container itself causes an energy loss in the liquefaction/vaporization process of the reaction liquid. In addition, all the reaction liquid generated in the liquefaction process is stored in this evaporator/condenser. Therefore, when the reaction liquid is stored, the effect of the sensible heat of the container itself is further increased, and especially in the vaporization process, the entire liquid in the container is heated. A problem arises in that the reaction gas is generated by consuming energy more than necessary with respect to the required amount of reaction gas (amount of steam).

本発明の課題は、化学蓄熱において、化学蓄熱材の反応に用いる反応液の液化工程及び気化工程に係るエネルギー損失を抑制し、化学蓄熱の反応を有利に進めることが可能な化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a chemical heat storage device and a chemical heat storage device that can suppress the energy loss associated with the liquefaction process and the vaporization process of the reaction liquid used for the reaction of the chemical heat storage material in chemical heat storage, and can advantageously proceed with the chemical heat storage reaction. An object of the present invention is to provide a heat storage method for a heat storage material.

上記の課題について鋭意検討した結果、化学蓄熱装置において、化学蓄熱材の反応に用いる反応液を液体として保持する液体保持部と、反応液に係る凝縮・蒸発に係る熱交換部とを分けて設け、さらに化学蓄熱材の反応に係る気体や液体の移動について外力を加えることなく行うことにより、反応液の液化工程及び気化工程に係るエネルギー効率を向上させ、化学蓄熱の反応を有利に進めることが可能になることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法である。
As a result of intensive studies on the above problems, in the chemical heat storage device, a liquid holding part for holding the reaction liquid used in the reaction of the chemical heat storage material as a liquid and a heat exchange part for condensation/evaporation of the reaction liquid are provided separately. Furthermore, by moving the gas or liquid involved in the reaction of the chemical heat storage material without applying external force, the energy efficiency of the liquefaction process and the vaporization process of the reaction liquid can be improved, and the chemical heat storage reaction can be advantageously promoted. The present invention was completed after discovering that it becomes possible.
That is, the present invention provides the following chemical heat storage device and heat storage method for a chemical heat storage material.

上記課題を解決するための本発明の化学蓄熱装置は、内部に化学蓄熱材を保持する反応器と、化学蓄熱材の反応に用いる反応液を保持する液体保持部と、反応液に係る凝縮又は蒸発を行う熱交換部と、を備え、液体保持部と熱交換部は分離して設けられるとともに、反応器と熱交換部の間の気体の移動が圧力差によるものであり、熱交換部と液体保持部の間の液体の移動が重力によるものであることを特徴とする。
この化学蓄熱装置によれば、化学蓄熱材の反応に用いる反応液の保持に係る部分と、反応液に係る凝縮・蒸発を行う部分とを分離することで、反応液に係る凝縮・蒸発において、反応液全体を冷却・加熱する必要がなくなる。また、化学蓄熱材の反応に係る気体や液体の移動を圧力差や重力によるものとすることで、気体及び液体の物質移動に必要となるエネルギーを大幅に低減させることができる。これにより、反応液の液化工程及び気化工程におけるエネルギー損失を低減させ、化学蓄熱の反応を有利に進めることが可能となる。
A chemical heat storage device of the present invention for solving the above problems comprises a reactor holding a chemical heat storage material inside, a liquid holding part holding a reaction liquid used for reaction of the chemical heat storage material, and condensing or an evaporating heat exchange section, wherein the liquid retention section and the heat exchange section are provided separately and gas movement between the reactor and the heat exchange section is due to a pressure difference; The movement of the liquid between the liquid holding parts is due to gravity.
According to this chemical heat storage device, by separating the part related to holding the reaction liquid used for the reaction of the chemical heat storage material and the part performing condensation/evaporation related to the reaction liquid, in the condensation/evaporation related to the reaction liquid, This eliminates the need to cool or heat the entire reaction solution. In addition, the energy required for the mass transfer of the gas and liquid can be greatly reduced by making the transfer of the gas and liquid involved in the reaction of the chemical heat storage material due to the pressure difference and gravity. This makes it possible to reduce the energy loss in the liquefaction process and the vaporization process of the reaction liquid, and to proceed with the chemical heat storage reaction advantageously.

また、本発明の化学蓄熱装置の一実施態様としては、熱交換部は、凝縮部及び蒸発部を独立して備え、凝縮部、液体保持部、蒸発部の順に物質移動するように接続されていることを特徴とする。
この特徴によれば、凝縮部と蒸発部とを分け、冷却・加温操作を独立して行うことで、1カ所で冷却・加温操作を繰り返し行うよりも消費されるエネルギーを少なくすることができる。また、それぞれの操作に必要となる空間をコンパクトにすることが可能となるため、エネルギー損失をより一層抑制することが可能となる。
Further, in one embodiment of the chemical heat storage device of the present invention, the heat exchange section includes a condensation section and an evaporator independently, and the condensation section, the liquid retention section, and the evaporator are connected in order so as to cause mass transfer. It is characterized by
According to this feature, by separating the condensation section and the evaporation section and performing the cooling and heating operations independently, it is possible to reduce the energy consumption compared to repeatedly performing the cooling and heating operations at one location. can. Moreover, since the space required for each operation can be made compact, energy loss can be further suppressed.

更に、本発明の化学蓄熱装置の一実施態様としては、液体保持部と熱交換部は、重力方向に積層されており、上から順に凝縮部、液体保持部、蒸発部となるように積層されていることを特徴とする。
この特徴によれば、凝縮部で生成した反応液の液体保持部への移動や、液体保持部で保持されている反応液の蒸発部への移動について、重力を利用する移動とすることが容易となる。これにより、反応液の液化工程及び気化工程に係るエネルギー損失の抑制と併せて、物質移動に係るエネルギーを大幅に低減することができ、化学蓄熱に係るエネルギー損失をより一層抑制することが可能となる。
Furthermore, in one embodiment of the chemical heat storage device of the present invention, the liquid retaining section and the heat exchanging section are stacked in the direction of gravity so that the condensation section, the liquid retaining section, and the evaporating section are stacked in this order from the top. It is characterized by
According to this feature, the movement of the reaction liquid generated in the condensation section to the liquid holding section and the movement of the reaction liquid held in the liquid holding section to the evaporating section can be easily performed using gravity. becomes. As a result, energy loss related to the liquefaction process and vaporization process of the reaction solution can be suppressed, and energy related to mass transfer can be significantly reduced, and energy loss related to chemical heat storage can be further suppressed. Become.

上記課題を解決するための本発明の化学蓄熱材の蓄熱方法は、反応器の内部に保持された化学蓄熱材に熱を蓄積する化学蓄熱材の蓄熱方法において、化学蓄熱材を反応させる反応工程と、化学蓄熱材の反応に用いる反応液を保持する液体保持工程と、反応液に係る凝縮又は蒸発を行う熱交換工程と、を備え、液体保持工程と熱交換工程は分離して行われるとともに、反応工程と熱交換工程の間の気体の移動が圧力差によるものであり、熱交換工程と液体保持工程の間の液体の移動が重力によることを特徴とする。
この化学蓄熱材の蓄熱方法によれば、化学蓄熱材の反応に用いる反応液の保持に係る工程と、反応液に係る凝縮・蒸発を行う工程とを分離することで、反応液に係る凝縮・蒸発において、反応液全体を冷却・加熱する必要がなくなる。また、化学蓄熱材の反応に用いられる気体及び液体の物質移動に必要となるエネルギーを大幅に低減させることができる。これにより、反応液の液化工程及び気化工程におけるエネルギー損失を低減させ、化学蓄熱の反応を有利に進めることが可能となる。
A heat storage method for a chemical heat storage material of the present invention for solving the above problems is a heat storage method for a chemical heat storage material in which heat is stored in a chemical heat storage material held inside a reactor, in which a reaction step of reacting the chemical heat storage material , a liquid holding step for holding the reaction liquid used for the reaction of the chemical heat storage material, and a heat exchanging step for condensing or evaporating the reaction liquid, and the liquid holding step and the heat exchanging step are performed separately. The method is characterized in that the gas transfer between the reaction step and the heat exchange step is due to the pressure difference and the liquid transfer between the heat exchange step and the liquid retention step is due to gravity.
According to this heat storage method of the chemical heat storage material, by separating the process of holding the reaction liquid used for the reaction of the chemical heat storage material and the process of condensing and evaporating the reaction liquid, Evaporation eliminates the need to cool or heat the entire reaction liquid. In addition, the energy required for mass transfer of the gas and liquid used for reaction of the chemical heat storage material can be greatly reduced. This makes it possible to reduce the energy loss in the liquefaction process and the vaporization process of the reaction liquid, and to proceed with the chemical heat storage reaction advantageously.

また、本発明の化学蓄熱材の蓄熱方法の一実施態様としては、熱交換工程は、反応液に係る凝縮工程と反応液の蒸発工程が独立して含まれており、凝縮工程、液体保持工程、蒸発工程の順に物質移動することを特徴とする。
この特徴によれば、凝縮工程と蒸発工程とを分け、冷却・加温操作を独立して行うことで、1カ所で冷却・加温操作を繰り返し行うよりも消費されるエネルギーを少なくすることができる。また、それぞれの操作に必要となる空間をコンパクトにすることが可能となるため、エネルギー損失をより一層抑制することが可能となる。
Further, as one embodiment of the heat storage method of the chemical heat storage material of the present invention, the heat exchange step includes a condensation step related to the reaction liquid and an evaporation step of the reaction liquid independently. , the mass transfer in the order of evaporation steps.
According to this feature, by separating the condensation process and the evaporation process and performing the cooling and heating operations independently, it is possible to reduce the energy consumption compared to repeating the cooling and heating operations at one place. can. Moreover, since the space required for each operation can be made compact, energy loss can be further suppressed.

本発明によれば、化学蓄熱において、化学蓄熱材の反応に用いる反応液の液化工程及び気化工程に係るエネルギー損失を抑制し、化学蓄熱の反応を有利に進めることが可能な化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法を提供することができる。 According to the present invention, in chemical heat storage, the energy loss associated with the liquefaction process and the vaporization process of the reaction liquid used in the reaction of the chemical heat storage material can be suppressed, and the chemical heat storage reaction can be advantageously promoted. A heat storage method for a heat storage material can be provided.

本発明の第1の実施態様の化学蓄熱装置の構造を示す概略説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic explanatory drawing which shows the structure of the chemico-thermal-storage device of the 1st embodiment of this invention. 本発明の第1の実施態様の化学蓄熱装置における蓄熱時の流体の物質移動を示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing mass transfer of fluid during heat storage in the chemical heat storage device of the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施態様の化学蓄熱装置における放熱時の流体の物質移動を示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing mass transfer of fluid during heat dissipation in the chemical heat storage device of the first embodiment of the present invention; 本発明の第2の実施態様の化学蓄熱装置の構造を示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a chemical heat storage device according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第3の実施態様の化学蓄熱装置の構造を示す概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a chemical heat storage device according to a third embodiment of the present invention;

本発明の化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法は、エンジンなどの駆動機関のほか、工場や燃焼処理を行う設備(ごみ焼却施設等)など、稼働に際して熱の発生を伴う熱源からの排熱(廃熱)を化学蓄熱材に貯蔵して、熱を必要とする際に蓄熱生成物から放熱することで熱の利用を可能にするものである。なお、本発明の化学蓄熱装置は、所定の位置に固定した状態で熱供給源として利用するものとしてもよく、輸送が可能な装置とし、熱を必要とする熱需要地に輸送して利用するものとしてもよい。 The chemical heat storage device and the heat storage method of the chemical heat storage material of the present invention are exhaust heat from heat sources that generate heat during operation, such as driving engines such as engines, factories and facilities for combustion treatment (waste incineration facilities, etc.). (Waste heat) is stored in a chemical heat storage material, and when heat is required, heat is released from the heat storage product, thereby making it possible to utilize the heat. In addition, the chemical heat storage device of the present invention may be used as a heat supply source while being fixed at a predetermined position. It can be a thing.

また、本発明の化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法は、蓄熱時には、化学蓄熱材を加熱して蓄熱生成物と生成気体に分離し、放熱時には、蓄熱生成物と反応気体を反応させて化学蓄熱材を生成するものである。ここで、蓄熱時に発生する生成気体と、放熱時に供給する反応気体は同一種類の物質とすることが好ましい。そして、生成気体を凝縮し反応液として回収する液化工程と、液化工程で得られた反応液を蒸発させて反応気体として利用する気化工程により、化学蓄熱に係る反応が進行し、化学蓄熱材の蓄熱・放熱が可能となる。なお、以下、生成気体と反応気体を「反応媒体」と称することがある。 Further, in the chemical heat storage device and the heat storage method of the chemical heat storage material of the present invention, the chemical heat storage material is heated to separate the heat storage product and the generated gas during heat storage, and the heat storage product and the reaction gas are reacted during heat dissipation. It produces a chemical heat storage material. Here, the generated gas generated during heat storage and the reaction gas supplied during heat release are preferably of the same type. Then, in the liquefaction step of condensing the generated gas and recovering it as a reaction liquid, and the vaporization step of evaporating the reaction liquid obtained in the liquefaction step and using it as a reaction gas, the reaction related to chemical heat storage proceeds, and the chemical heat storage material It becomes possible to store and release heat. In addition, hereinafter, the generated gas and the reaction gas may be referred to as "reaction medium".

本発明における化学蓄熱に係る一般的な反応としては、例えば、下記式(1)のような反応が例示される。

Figure 2022109819000002

固体である化学蓄熱材ABに熱Qを加えると、固体である蓄熱生成物Aと気体である反応媒体Bを生成し、このときの吸熱反応により蓄熱を行うことができる。この反応は可逆的な平衡反応であり、放熱時には、蓄熱生成物Aと反応媒体Bが反応する。なお、式中の「(s)」は、固体状態を表し、式中の「(g)」は、気体状態であることを表す。 As a general reaction related to chemical heat storage in the present invention, for example, a reaction such as the following formula (1) is exemplified.
Figure 2022109819000002

When heat Q is applied to the solid chemical heat storage material AB, a solid heat storage product A and a gaseous reaction medium B are generated, and heat can be stored by the endothermic reaction at this time. This reaction is a reversible equilibrium reaction, and the heat storage product A and the reaction medium B react during heat release. "(s)" in the formula represents a solid state, and "(g)" in the formula represents a gaseous state.

従来の化学蓄熱装置では、蓄熱時には、反応器内の化学蓄熱材ABに熱Qを加えることで生成した反応媒体B(生成気体)を蒸発・凝縮器に導入し、蒸発・凝縮器側において、反応媒体B(生成気体)の有する熱を放熱することにより、反応媒体B(生成気体)の温度が低下し、凝縮反応により反応媒体B(生成気体)が液化し、反応液として回収している。このとき、蒸発・凝縮器内に、回収した反応液を全て貯留することになるため、反応液を貯留するためには、蒸発・凝縮器を構成する容器として一定程度のスペースを有するものが必要となる。そのため、容器自体の顕熱等の影響を受け、反応媒体B(生成気体)の温度低下に対して必要となるエネルギー消費が大きくなる。 In a conventional chemical heat storage device, during heat storage, a reaction medium B (produced gas) generated by adding heat Q to the chemical heat storage material AB in the reactor is introduced into the evaporator/condenser, and on the evaporator/condenser side, By dissipating the heat possessed by the reaction medium B (produced gas), the temperature of the reaction medium B (produced gas) is lowered, the reaction medium B (produced gas) is liquefied by the condensation reaction, and is recovered as a reaction liquid. . At this time, all of the collected reaction liquid is stored in the evaporator/condenser, so in order to store the reaction liquid, a container that constitutes the evaporator/condenser must have a certain amount of space. becomes. Therefore, the energy consumption required for the temperature drop of the reaction medium B (produced gas) increases due to the influence of the sensible heat of the container itself.

また、放熱時には、蓄熱時と逆方向に反応を進行させるものであり、蒸発・凝縮器側において、反応液に熱を加えることにより反応媒体B(反応気体)へと気化させ、反応器側において、反応媒体B(反応気体)と蓄熱生成物Aとが反応し、化学蓄熱材ABを生成する発熱反応により熱が放熱されることになる。このとき、蒸発・凝縮器内にある反応液全てを加熱することになるため、反応器側における発熱反応に必要となる反応気体量を生成するために、必要以上のエネルギーを消費することになる。 Also, during heat dissipation, the reaction proceeds in the opposite direction to that during heat storage. On the evaporator/condenser side, heat is applied to the reaction liquid to vaporize it into reaction medium B (reaction gas), and on the reactor side , the reaction medium B (reaction gas) and the heat storage product A react with each other, and heat is radiated by the exothermic reaction that produces the chemical heat storage material AB. At this time, since all the reaction liquid in the evaporator/condenser is heated, more energy than necessary is consumed in order to generate the amount of reaction gas required for the exothermic reaction on the reactor side. .

一方、本発明における化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法では、式(1)の反応に基づく蓄熱・放熱を行う際に、化学蓄熱材ABの反応に用いる反応液について、凝縮及び蒸発のような熱交換を行う箇所とは別に貯留することで、生成気体を凝縮し反応液として回収する液化工程と、液化工程で得られた反応液を蒸発させて反応気体として利用する気化工程において、必要以上のエネルギーを消費させることがなく、化学蓄熱に係る蓄熱・放熱を行うことができる。これにより、従来の化学蓄熱装置に比べ、エネルギー損失を抑制し、化学蓄熱に係る反応を有利に進めることが可能となる。 On the other hand, in the chemical heat storage device and the heat storage method of the chemical heat storage material of the present invention, when performing heat storage and heat release based on the reaction of formula (1), the reaction liquid used for the reaction of the chemical heat storage material AB undergoes condensation and evaporation. In the liquefaction process in which the generated gas is condensed and recovered as a reaction liquid by storing it separately from the place where heat exchange is performed, and in the vaporization process in which the reaction liquid obtained in the liquefaction process is evaporated and used as the reaction gas, It is possible to perform heat storage and heat dissipation related to chemical heat storage without consuming the above energy. As a result, compared with the conventional chemical heat storage device, energy loss can be suppressed, and the reaction related to chemical heat storage can be favorably advanced.

以下、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施態様について詳細に説明する。尚、実施態様に記載する化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法については、本発明に係る化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法を説明するために例示したに過ぎず、同様の効果を奏する限り、これらに限定されるものではない。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Incidentally, the chemical heat storage device and the heat storage method of the chemical heat storage material described in the embodiments are merely exemplified for explaining the heat storage method of the chemical heat storage device and the chemical heat storage material according to the present invention, and the same effect can be obtained. As long as it is not limited to these.

〔第1の実施態様〕
[化学蓄熱装置]
図1は、本発明の第1の実施態様の化学蓄熱装置1Aの構造を示す概略説明図である。この化学蓄熱装置1Aは、化学蓄熱材2と、化学蓄熱材2を保持する反応器3と、化学蓄熱材2の反応に用いる反応液Wを保持する液体保持部4と、反応液Wに係る凝縮・蒸発を行う熱交換部5とを備えている。また、熱交換部5は、反応器3から発生する生成気体g1を凝縮して反応液Wとする凝縮部51と、反応液Wを蒸発させて反応気体g2とする蒸発部52とを備えている。
[First embodiment]
[Chemical heat storage device]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a chemical heat storage device 1A according to the first embodiment of the present invention. This chemical heat storage device 1A includes a chemical heat storage medium 2, a reactor 3 holding the chemical heat storage medium 2, a liquid holding unit 4 holding a reaction liquid W used for the reaction of the chemical heat storage medium 2, and A heat exchange section 5 for condensation/evaporation is provided. Further, the heat exchange section 5 includes a condensation section 51 that condenses the product gas g1 generated from the reactor 3 into a reaction liquid W, and an evaporating section 52 that evaporates the reaction liquid W into a reaction gas g2. there is

本実施態様における化学蓄熱装置1Aにおいて、反応器3と熱交換部5は、連通部6を介して気密に接続されている。反応器3と凝縮部51を接続する連通部6aには、生成気体g1の移動を制御可能なバルブV1を設けている。また、反応器3と蒸発部52を接続する連通部6bには、反応気体g2の移動を制御可能なバルブV2を設けている。 In the chemical heat storage device 1A of this embodiment, the reactor 3 and the heat exchange section 5 are airtightly connected via the communication section 6 . A communicating portion 6a connecting the reactor 3 and the condensing portion 51 is provided with a valve V1 capable of controlling the movement of the produced gas g1. Further, the communicating portion 6b connecting the reactor 3 and the evaporating portion 52 is provided with a valve V2 capable of controlling the movement of the reaction gas g2.

また、図1に示すように、本実施態様における化学蓄熱装置1Aにおいては、凝縮部51、液体保持部4、蒸発部52の順に物質移動するように接続されている。
さらに、図1に示すように、本実施態様における化学蓄熱装置1Aにおいては、液体保持部4と熱交換部5は重力方向に積層されており、上から順に凝縮部51、液体保持部4、蒸発部52となるように配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, in the chemical heat storage device 1A of this embodiment, the condensation section 51, the liquid retention section 4, and the evaporation section 52 are connected in this order so as to cause mass transfer.
Furthermore, as shown in FIG. 1, in the chemical heat storage device 1A of this embodiment, the liquid holding section 4 and the heat exchange section 5 are stacked in the direction of gravity, and from the top, the condensation section 51, the liquid holding section 4, It is arranged so as to be an evaporator 52 .

以下、各構成について詳細に説明する。
(化学蓄熱材)
化学蓄熱材2とは、加熱時に蓄熱生成物と生成気体g1に分離され、また、この逆の反応により熱を放出する化学物質である。例えば、蓄熱生成物と生成気体g1の組み合わせとしては、酸化カルシウム(CaO)と水蒸気(HO)、塩化カルシウム(CaCl)と水蒸気(HO)、臭化カルシウム(CaBr)と水蒸気(HO)、ヨウ化カルシウム(CaI)と水蒸気(HO)、酸化マグネシウム(MgO)と水蒸気(HO)、塩化マグネシウム(MgCl)と水蒸気(HO)、塩化亜鉛(ZnCl)と水蒸気(HO)、塩化ストロンチウム(SrCl)とアンモニア(NH)、臭化ストロンチウム(SrBr)とアンモニア(NH)、酸化カルシウム(CaO)と二酸化炭素(CO)、酸化マグネシウム(MgO)と二酸化炭素等(CO)等が挙げられる。なお、調達や取り扱いが容易であるという観点から、化学蓄熱材2は、生成気体g1及び反応気体g2として水蒸気(HO)を利用するものであることが好ましい。
Each configuration will be described in detail below.
(Chemical heat storage material)
The chemical heat storage material 2 is a chemical substance that separates into a heat storage product and a generated gas g1 when heated, and releases heat by the reverse reaction. For example, combinations of the heat storage product and generated gas g1 include calcium oxide (CaO) and water vapor (H 2 O), calcium chloride (CaCl 2 ) and water vapor (H 2 O), calcium bromide (CaBr 2 ) and water vapor. ( H2O ), calcium iodide (CaI2) and water vapor ( H2O ), magnesium oxide (MgO) and water vapor ( H2O ), magnesium chloride ( MgCl2) and water vapor ( H2O ), zinc chloride ( ZnCl2 ) and water vapor ( H2O ), strontium chloride ( SrCl2 ) and ammonia ( NH3 ), strontium bromide ( SrBr2 ) and ammonia ( NH3 ), calcium oxide (CaO) and carbon dioxide ( CO2 ) ), magnesium oxide (MgO) and carbon dioxide (CO 2 ). From the viewpoint of ease of procurement and handling, the chemical heat storage medium 2 preferably uses water vapor (H 2 O) as the generated gas g1 and the reaction gas g2.

化学蓄熱材2の構造及び形状については、特に限定するものではなく、例えば、粉体状、粒状、顆粒状、ペレット状、フレーク状などが挙げられる。また、粉体を成型して得られる成型体、又は化学蓄熱材2を多孔質体に担持させたものであってもよい。表面積を大きくし、反応性を高めるという観点からは、化学蓄熱材2は粉体状であることが好ましい。 The structure and shape of the chemical heat storage material 2 are not particularly limited, and examples thereof include powder, granules, granules, pellets, and flakes. Moreover, a molded body obtained by molding powder, or a porous body carrying the chemical heat storage material 2 may be used. From the viewpoint of increasing the surface area and enhancing the reactivity, the chemical heat storage material 2 is preferably in the form of powder.

さらに、粉体状の化学蓄熱材2を金属製のメッシュからなる容器又は袋体に充填したカートリッジとしてもよい。カートリッジとすることにより、粉体状の化学蓄熱材2が反応器3から流出することを防止したり、反応器3の内部における化学蓄熱材2の配置の偏りを防止したりすることができる。また、カートリッジとすることにより、化学蓄熱材2の交換が容易になり、取り扱い性に優れるという効果も奏する。 Further, a cartridge in which a powdery chemical heat storage material 2 is filled in a container or bag made of metal mesh may be used. By using a cartridge, it is possible to prevent the chemical heat storage material 2 in powder form from flowing out of the reactor 3 and to prevent the chemical heat storage material 2 from being unevenly arranged inside the reactor 3 . In addition, the use of a cartridge facilitates replacement of the chemical heat storage material 2, and also has the effect of being excellent in handleability.

(反応器)
反応器3は、化学蓄熱材2を保持するための構成であり、密閉可能な構造物からなる。反応器3の形状や材質は、特に制限されないが、耐圧性を有することが好ましい。耐圧性を有することにより、反応器3の内部の圧力の変化による内容積の変化が抑制されるため、内部の圧力を制御しやすいという効果を奏する。
(Reactor)
The reactor 3 is configured to hold the chemical heat storage material 2 and is made of a structure that can be sealed. Although the shape and material of the reactor 3 are not particularly limited, it preferably has pressure resistance. The pressure resistance suppresses the change in the internal volume due to the change in the internal pressure of the reactor 3, thereby producing the effect of facilitating the control of the internal pressure.

本実施態様における反応器3は、化学蓄熱材2から脱離する生成気体g1が流出する開口部31aを備えており、開口部31aは、連通部6aと接続されている。また、反応器3は、化学蓄熱材2と反応する反応気体g2を流入する開口部31bを備えており、開口部31bは、連通部6bと接続されている。 The reactor 3 in this embodiment has an opening 31a through which the product gas g1 desorbed from the chemical heat storage material 2 flows out, and the opening 31a is connected to the communicating portion 6a. Further, the reactor 3 has an opening 31b into which the reactant gas g2 that reacts with the chemical heat storage material 2 flows, and the opening 31b is connected to the communicating portion 6b.

また、本実施態様における反応器3は、内部に保持された化学蓄熱材2と外部との熱の伝達を行うための熱交換機構32を有する。この熱交換機構32を介して、化学蓄熱材2への蓄熱に係る反応を進行させたり、放熱に係る反応から放出される熱を外部に取り出したりすることが可能となる。 The reactor 3 in this embodiment also has a heat exchange mechanism 32 for transferring heat between the chemical heat storage material 2 held inside and the outside. Through this heat exchange mechanism 32, it is possible to proceed with the reaction related to heat storage in the chemical heat storage medium 2, and to take out the heat released from the reaction related to heat release to the outside.

熱交換機構32は、熱交換機構32内に導入した熱媒体を介して、反応器3の内部に収納された化学蓄熱材2と外部との熱の伝達を行うことができれば、どのような形状のものでもよく、例えば、反応器3の内部に蛇行して設置された熱交換チューブや、二重円筒型の反応器の内筒部などにより構成される。また、反応器3の外壁を介して熱交換を行うものとしてもよい。 The heat exchange mechanism 32 may have any shape as long as heat can be transferred between the chemical heat storage material 2 housed inside the reactor 3 and the outside via the heat medium introduced into the heat exchange mechanism 32. For example, it may be composed of a heat exchange tube installed in a meandering manner inside the reactor 3, or an inner tubular portion of a double cylindrical reactor. Alternatively, heat exchange may be performed through the outer wall of the reactor 3 .

熱媒体としては、化学蓄熱材2への熱供給及び化学蓄熱材2からの熱回収ができるものであればよく、気体や液体等の流体や、固体であってもよい。熱の伝達の効率に優れるという観点から、流体を使用することが好ましい。
また、熱媒体の温度としては、化学蓄熱材2への熱供給ができるものであればよく、特に限定されない。
Any heat medium may be used as long as it can supply heat to the chemical heat storage medium 2 and recover heat from the chemical heat storage medium 2, and may be a fluid such as gas or liquid, or a solid. It is preferable to use a fluid from the viewpoint of excellent heat transfer efficiency.
Moreover, the temperature of the heat medium is not particularly limited as long as it can supply heat to the chemical heat storage medium 2 .

反応器3は、化学蓄熱装置1Aから取り外し可能な構造物としてもよい。取り外し可能な構造物とすることにより、化学蓄熱材2を保持する反応器3のみを、放熱が必要な熱需要地に移送することができる。また、反応器3の内部の化学蓄熱材2のみを、密閉可能な容器や袋体に封入して熱需要地に移送してもよい。 The reactor 3 may be a structure removable from the chemical heat storage device 1A. By using a detachable structure, only the reactor 3 holding the chemical heat storage material 2 can be transported to a heat demand area where heat dissipation is required. Alternatively, only the chemical heat storage material 2 inside the reactor 3 may be enclosed in a sealable container or bag and transported to a heat demand area.

また、反応器3は、反応器3を保温するための保温部(不図示)を有してもよい。保温部は、断熱材や熱反射材などの放熱を抑制する部材からなり、反応器3の周囲を覆うように設けられているものである。断熱材は、反応器3の放熱を抑制する材質からなるものであり、例えば、発泡ポリエチレンや発泡スチロールなどの発泡樹脂、合成樹脂、無機材などが挙げられる。また、熱反射部材は、反応器3から放出される輻射熱を反射可能な材質からなるものである。輻射熱を反射可能な材質としては、例えば、金属としては、アルミニウム、鉄、銅、黄銅、銀、金、白金、ニッケル、ステンレス、クロム、タングステンなどが挙げられる。また、非金属としては、石英ガラス、アルミナセラミクス、マグネシアセラミクス、耐火レンガなどが挙げられる。 Moreover, the reactor 3 may have a heat retaining part (not shown) for keeping the reactor 3 warm. The heat retaining section is made of a member such as a heat insulating material or a heat reflecting material that suppresses heat radiation, and is provided so as to cover the periphery of the reactor 3 . The heat insulating material is made of a material that suppresses heat radiation from the reactor 3, and examples thereof include foamed resin such as foamed polyethylene and styrene foam, synthetic resin, and inorganic materials. Moreover, the heat reflecting member is made of a material capable of reflecting the radiant heat emitted from the reactor 3 . Materials capable of reflecting radiant heat include, for example, metals such as aluminum, iron, copper, brass, silver, gold, platinum, nickel, stainless steel, chromium, and tungsten. Examples of non-metals include quartz glass, alumina ceramics, magnesia ceramics, and refractory bricks.

(熱交換部)
本発明の第1の実施態様の化学蓄熱装置1Aは、反応器3の接続先として反応液Wに係る凝縮・蒸発を行う熱交換部5を備える。熱交換部5は、反応液Wに係る凝縮あるいは蒸発を行うものであればよいが、図1に示すように、熱交換部5が、反応器3から発生する生成気体g1を凝縮して反応液Wとする凝縮部51と、反応液Wを蒸発させて反応気体g2とする蒸発部52とを備えるものとすることが好ましい。凝縮部51と蒸発部52とを分けて設けることで、冷却・加温操作を独立して行うことができ、従来の化学蓄熱装置のように1カ所で冷却・加温操作を繰り返し行うよりも、消費されるエネルギーを少なくすることができる。また、それぞれの操作に必要となる空間をコンパクトにすることが可能となるため、エネルギー損失をより一層抑制することが可能となる。
(Heat exchange part)
A chemical heat storage device 1</b>A of the first embodiment of the present invention includes a heat exchange section 5 for condensing and evaporating a reaction liquid W as a connection destination of a reactor 3 . The heat exchange unit 5 may be any unit that condenses or evaporates the reaction liquid W, but as shown in FIG. It is preferable to include a condensation section 51 for the liquid W and an evaporator 52 for evaporating the reaction liquid W into the reaction gas g2. By providing the condenser section 51 and the evaporator section 52 separately, the cooling and heating operations can be performed independently. , less energy can be consumed. Moreover, since the space required for each operation can be made compact, energy loss can be further suppressed.

凝縮部51は、蓄熱時において、化学蓄熱材2から発生する生成気体g1を、液体状態の反応液Wとして凝縮・回収するためのものであり、凝縮部51の上部の気相部と反応器3の開口部31aが連通部6aにより連結されている。凝縮部51は、生成気体g1が凝縮する温度に調整されており、生成気体g1が凝縮部51に流入すると凝縮して液化する。このとき、凝縮部51の温度の調整手段は、特に制限されず、冷却装置等により冷却してもよいし、自然放熱により冷却してもよい。 The condensation section 51 is for condensing and recovering the generated gas g1 generated from the chemical heat storage material 2 during heat storage as a reaction liquid W in a liquid state. 3 are connected by a communicating portion 6a. The condensation section 51 is adjusted to a temperature at which the generated gas g1 is condensed, and when the generated gas g1 flows into the condensation section 51, it is condensed and liquefied. At this time, means for adjusting the temperature of the condensation section 51 is not particularly limited, and cooling may be performed by a cooling device or the like, or cooling may be performed by natural heat radiation.

反応器3と凝縮部51は、連通部6aを介して気密に連通しており、凝縮部51で生成気体g1が凝縮して液化すると、凝縮部51の内圧が低下するため、反応器3で化学蓄熱材2から脱離した生成気体g1は、圧力差により自然と凝縮部51側に移動し続けることができる。これにより、物質移動に係るエネルギー消費を少なくすることが可能となる。 The reactor 3 and the condensation section 51 are in airtight communication via the communication section 6a. The generated gas g1 desorbed from the chemical heat storage material 2 can naturally continue to move toward the condensation section 51 due to the pressure difference. This makes it possible to reduce the energy consumption associated with mass transfer.

また、凝縮部51は、生成気体g1の液化のみを行うことができるものであればよいため、従来の化学蓄熱装置における蒸発・凝縮器と異なり、液化後の反応液Wを保持するスペースは不要である。したがって、凝縮部51としての空間をよりコンパクトにして、生成気体g1の凝縮に係るエネルギー消費を低減するとともに、エネルギー損失を抑制することが可能となる。 In addition, since the condensation unit 51 only needs to liquefy the generated gas g1, unlike the evaporator/condenser in the conventional chemical heat storage device, a space for holding the reaction liquid W after liquefaction is unnecessary. is. Therefore, it is possible to make the space as the condensation section 51 more compact, reduce the energy consumption associated with the condensation of the produced gas g1, and suppress the energy loss.

凝縮部51で凝縮され、液化した後の反応液Wは、後述する液体保持部4に送られる。このとき、図1に示すように、凝縮部51の重力方向下方側に液体保持部4を配置することで、凝縮部51から液体保持部4への反応液Wの移動は、重力を利用することが可能となる。これにより、物質移動に係るエネルギー消費を少なくすることが可能となる。
なお、凝縮部51と液体保持部4の境界構造については後述する。
The reaction liquid W after being condensed and liquefied in the condensing section 51 is sent to the liquid holding section 4 which will be described later. At this time, as shown in FIG. 1, by arranging the liquid holding portion 4 below the condensation portion 51 in the direction of gravity, the movement of the reaction liquid W from the condensation portion 51 to the liquid holding portion 4 uses gravity. becomes possible. This makes it possible to reduce the energy consumption associated with mass transfer.
The boundary structure between the condensation section 51 and the liquid holding section 4 will be described later.

蒸発部52は、放熱時において、液体状態の反応液Wを蒸発させ、気体状態の反応気体g2として反応器3の化学蓄熱材2に供給するためのものであり、蒸発部52の気相部と反応器3の開口部31bが連通部6bにより連結されている。蒸発部52は、反応液Wが蒸発し、反応気体g2が生成する温度に調整されており、液体保持部4から反応液Wが蒸発部52に流入すると蒸発して気化する。このとき、蒸発部52の温度の調整手段は、特に制限されず、加熱装置等により加熱することが挙げられる。また、蒸発部52において、反応気体g2を生成させる他の手段の例としては、圧力調整機構により蒸発部52の内圧を低下させ、反応液Wを気化させるもの等が挙げられる。 The evaporator 52 is for evaporating the reaction liquid W in a liquid state and supplying it to the chemical heat storage material 2 of the reactor 3 as a reaction gas g2 in a gaseous state at the time of heat radiation. and the opening 31b of the reactor 3 are connected by the communicating portion 6b. The evaporating portion 52 is adjusted to a temperature at which the reaction liquid W evaporates and the reaction gas g2 is generated. At this time, means for adjusting the temperature of the evaporating section 52 is not particularly limited, and heating by a heating device or the like can be mentioned. Further, another example of means for generating the reaction gas g2 in the evaporating part 52 includes reducing the internal pressure of the evaporating part 52 by a pressure adjustment mechanism to vaporize the reaction liquid W, and the like.

反応器3と蒸発部52は、連通部6bを介して気密に連通しており、蒸発部52で反応液Wを加熱して反応気体g2を生成すると、蒸発部52の内圧が上昇するため、反応気体g2は、圧力差により自然と反応器3側に移動し続けることができる。これにより、物質移動に係るエネルギー消費を少なくすることが可能となる。また、圧力調整機構により、反応液Wの気化を行う場合、反応器3側の内圧が蒸発部52側の内圧より低い状態とすることが挙げられる。このとき、後述するように、連通部6bにバルブV2を設けることで、バルブV2の開口により蒸発部52側の内圧を低下させることができるため、熱を加えることなく反応液Wが気化して反応気体g2になるとともに、圧力差により反応気体g2が反応器3側に自然と移動することになる。 The reactor 3 and the evaporating section 52 are in airtight communication via the communicating section 6b. When the reaction liquid W is heated in the evaporating section 52 to generate the reaction gas g2, the internal pressure of the evaporating section 52 increases. The reaction gas g2 can naturally continue to move to the reactor 3 side due to the pressure difference. This makes it possible to reduce the energy consumption associated with mass transfer. Further, when the reaction liquid W is vaporized by the pressure adjustment mechanism, the internal pressure on the reactor 3 side may be lower than the internal pressure on the evaporating section 52 side. At this time, as will be described later, by providing a valve V2 in the communication portion 6b, the internal pressure on the evaporating portion 52 side can be reduced by opening the valve V2, so that the reaction liquid W is vaporized without applying heat. As the reaction gas becomes g2, the reaction gas g2 naturally moves to the reactor 3 side due to the pressure difference.

また、蒸発部52は、放熱時において、反応器3への必要供給量を満たす反応気体g2を生成するための反応液Wの気化を行うことができるものであればよいため、従来の化学蓄熱装置における蒸発・凝縮器と異なり、液化後の反応液W全てを保持するスペースは不要である。したがって、蒸発部52としての空間をよりコンパクトにして、反応液Wの気化(反応気体g2の生成)に係るエネルギー消費を低減するとともに、エネルギー損失を抑制することが可能となる。 In addition, the evaporator 52 may evaporate the reaction liquid W for generating the reaction gas g2 that satisfies the required amount of supply to the reactor 3 at the time of heat dissipation. Unlike the evaporator/condenser in the apparatus, no space is required to hold the reaction liquid W after liquefaction. Therefore, it is possible to make the space as the evaporator 52 more compact, reduce the energy consumption associated with the vaporization of the reaction liquid W (generate the reaction gas g2), and suppress the energy loss.

蒸発部52で気化される反応液Wは、後述する液体保持部4から送られる。このとき、図1に示すように、液体保持部4の重力方向下方側に蒸発部52を配置することで、液体保持部4から蒸発部52への反応液Wの移動は、重力を利用することが可能となる。これにより、物質移動に係るエネルギー消費を少なくすることが可能となる。
なお、蒸発部52と液体保持部4の境界構造については後述する。
The reaction liquid W vaporized in the evaporating section 52 is sent from the liquid holding section 4 which will be described later. At this time, as shown in FIG. 1, by arranging the evaporating section 52 below the liquid holding section 4 in the direction of gravity, the reaction liquid W is moved from the liquid holding section 4 to the evaporating section 52 using gravity. becomes possible. This makes it possible to reduce the energy consumption associated with mass transfer.
A boundary structure between the evaporating section 52 and the liquid retaining section 4 will be described later.

また、本実施態様における熱交換部5は、連通部6により、反応器3と気密に接続されている。
連通部6は、反応器3の内部と熱交換部5とを連通し、連通部6内部を流体が移動できるものであれば、特に制限されず、例えば、配管などが挙げられる。
本実施態様における連通部6としては、図1に示すように、反応器3と凝縮部51を接続し、生成気体g1が移動する連通部6aと、反応器3と蒸発部52を接続し、反応気体g2が移動する連通部6bとが挙げられる。
Further, the heat exchange section 5 in this embodiment is airtightly connected to the reactor 3 by the communication section 6 .
The communication part 6 is not particularly limited as long as it allows the inside of the reactor 3 and the heat exchange part 5 to communicate with each other and the fluid can move inside the communication part 6, and examples thereof include piping.
As the communication part 6 in this embodiment, as shown in FIG. and a communicating portion 6b through which the reaction gas g2 moves.

本実施態様における連通部6a、6bには、生成気体g1の流出量及び反応気体g2の流入量を調整するためのバルブV1、V2を備えている。
ここで、生成気体g1の流出量をバルブV1で制限することにより、反応器3内の圧力を高めることができる。すなわち、バルブV1の開閉を制御することにより、反応器3内部の圧力をバルブV1の出口側(凝縮部51側)の圧力以上に維持するように調整することができる。これにより、反応器3から連通部6aを介した熱交換部5(凝縮部51)への生成気体g1の移動について、圧力差による移動を容易に行うことができる。
また、反応器3内部の圧力を出口側の圧力以上に維持することにより、化学蓄熱材2の温度を、反応器3の外部の圧力における反応温度よりも高い温度に維持することが可能となる。すなわち、生成気体g1の流出を制限することで反応器3における蓄熱反応を促進することができる。
また、上述したように、反応気体g2の流入量をバルブV2で制限することにより、蒸発部52の内圧と反応器3の内圧の圧力差を生じさせ、熱交換部5(蒸発部52)から連通部6bを介した反応器3への反応気体g2の移動について、圧力差による移動を容易に行うことができる。
The communicating portions 6a and 6b in this embodiment are provided with valves V1 and V2 for adjusting the outflow rate of the generated gas g1 and the inflow rate of the reaction gas g2.
Here, the pressure in the reactor 3 can be increased by limiting the outflow amount of the produced gas g1 with the valve V1. That is, by controlling the opening and closing of the valve V1, the pressure inside the reactor 3 can be adjusted to be maintained at or above the pressure on the outlet side (condensing section 51 side) of the valve V1. As a result, the movement of the generated gas g1 from the reactor 3 to the heat exchange section 5 (condensing section 51) via the communication section 6a can be easily performed by the pressure difference.
In addition, by maintaining the pressure inside the reactor 3 at or above the pressure on the outlet side, the temperature of the chemical heat storage material 2 can be maintained at a temperature higher than the reaction temperature at the pressure outside the reactor 3. . That is, the heat storage reaction in the reactor 3 can be promoted by restricting the outflow of the product gas g1.
Further, as described above, by limiting the inflow amount of the reaction gas g2 with the valve V2, a pressure difference between the internal pressure of the evaporating section 52 and the internal pressure of the reactor 3 is generated, and the heat exchanging section 5 (evaporating section 52) Regarding the movement of the reaction gas g2 to the reactor 3 via the communication part 6b, the movement due to the pressure difference can be easily performed.

バルブV1、V2は、全開又は全閉の2段階で制御する制御弁でも、開口度を段階的に調整する制御弁でもよい。前者の制御弁では、簡素な構造で反応器3や熱交換部5の内圧を調整することができる。また、後者の制御弁では、反応器3や熱交換部5の内圧を厳密に調整できるという効果がある。 The valves V1 and V2 may be control valves that control in two stages of full opening or full closing, or control valves that adjust the degree of opening in stages. The former control valve can adjust the internal pressure of the reactor 3 and the heat exchange section 5 with a simple structure. Moreover, the latter control valve has the effect of being able to strictly adjust the internal pressure of the reactor 3 and the heat exchange section 5 .

(液体保持部)
液体保持部4は、化学蓄熱材2の反応に用いる反応液Wを保持するためのものである。また、液体保持部4は、熱交換部5と分離して設けられており、図1に示すように、凝縮部51の重力方向下方側に配置され、蒸発部52の重力方向上方側に配置されている。
(liquid holding part)
The liquid holding part 4 is for holding the reaction liquid W used for the reaction of the chemical heat storage material 2 . In addition, the liquid holding section 4 is provided separately from the heat exchange section 5, and as shown in FIG. It is

液体保持部4は、反応液Wを保持することができるものであればよく、材質や構造については特に限定されない。例えば、気密性、耐圧性を有する貯水タンクとして公知の材質・構造を用いることができる。なお、本実施態様における液体保持部4は、反応液Wの保持に際し、温度及び圧力の測定や調節を行う各種設備を備えるものとしてもよいが、特に必須の構成ではなく、省略するものとしてもよい。 The liquid holding part 4 is not particularly limited as long as it can hold the reaction liquid W, and its material and structure are not particularly limited. For example, it is possible to use materials and structures known as water storage tanks having airtightness and pressure resistance. The liquid holding unit 4 in this embodiment may be equipped with various facilities for measuring and adjusting the temperature and pressure when holding the reaction liquid W, but this is not a particularly essential configuration and may be omitted. good.

液体保持部4と凝縮部51の境界構造としては、例えば、図1に示すように、凝縮部51の下方側を漏斗状構造51aとし、この漏斗状構造51aから流出した反応液Wを、凝縮部51の下方側と液体保持部4の上方側を接続する配管L1を介し、液体保持部4内に導入するものが挙げられる。これにより、凝縮部51内で凝縮して液化した反応液Wが漏斗状構造51aにより集められ、重力により液体保持部4内に移動する。また、凝縮部51に漏斗状構造51aを設けることで、凝縮部51の空間を液体保持部4から一定程度区切るとともに、配管L1を介した反応液Wの移動をスムーズに行うことが可能となる。これにより、凝縮部51における冷却効率(液化効率)を高めるとともに、反応液Wの移動に係るエネルギー消費を低減させることが可能となる。
なお、凝縮部51の空間と液体保持部4との間を完全に区切るために、配管L1上にバルブV3を設けるものとしてもよい。このとき、バルブV3は、作業者の手動により適宜開口するものとしてもよく、バルブV3の開口に係る制御部を設け、定期的に開口する制御や、凝縮部51における液化効率に係るパラメータ(消費エネルギー量や反応液Wの液量等)を監視し、それに基づき開口する制御を行うものとしてもよい。
As a boundary structure between the liquid holding part 4 and the condensation part 51, for example, as shown in FIG. For example, the liquid is introduced into the liquid holding portion 4 via a pipe L1 that connects the lower side of the portion 51 and the upper side of the liquid holding portion 4 . As a result, the reaction liquid W condensed and liquefied in the condensing section 51 is collected by the funnel-shaped structure 51a and moved into the liquid holding section 4 by gravity. Further, by providing the funnel-shaped structure 51a in the condensation section 51, the space of the condensation section 51 can be separated from the liquid holding section 4 to a certain extent, and the reaction liquid W can be smoothly moved through the pipe L1. . As a result, the cooling efficiency (liquefaction efficiency) in the condensation section 51 can be enhanced, and the energy consumption associated with the movement of the reaction liquid W can be reduced.
A valve V3 may be provided on the pipe L1 in order to completely separate the space of the condensing section 51 and the liquid holding section 4 from each other. At this time, the valve V3 may be appropriately opened manually by the operator. The amount of energy, the amount of the reaction liquid W, etc.) may be monitored, and the opening control may be performed based on the monitoring.

液体保持部4と凝縮部51の境界構造については、液体保持部4と凝縮部51を分離し、凝縮部51から液体保持部4への反応液Wの移動を重力により行うことができるものであればよく、図1に示すものに限定されない。なお、液体保持部4と凝縮部51の境界構造の他の例については、後述する。 Regarding the boundary structure between the liquid holding part 4 and the condensation part 51, the liquid holding part 4 and the condensation part 51 are separated, and the reaction liquid W can be moved from the condensation part 51 to the liquid holding part 4 by gravity. It is not limited to what is shown in FIG. Another example of the boundary structure between the liquid holding portion 4 and the condensation portion 51 will be described later.

また、液体保持部4と蒸発部52の境界構造としては、図1に示すように、液体保持部4の下方側を漏斗状構造4aとし、この漏斗状構造4aから流出した反応液Wを、液体保持部4の下方側と蒸発部52の上方側を接続する配管L2を介し、蒸発部52内に導入するものが挙げられる。これにより、液体保持部4に保持された反応液Wが漏斗状構造4aにより集められ、重力により蒸発部52内に移動する。また、液体保持部4に漏斗状構造4aを設け、配管L2を介した反応液Wの移動を行うことで、蒸発部52の上方における開口面を狭くし、蒸発部52の空間を液体保持部4から一定程度区切るとともに、配管L2を介した反応液Wの移動をスムーズに行うことが可能となる。これにより、蒸発部52における加熱効率(気化効率)を高めるとともに、反応液Wの移動に係るエネルギー消費を低減させることが可能となる。
なお、蒸発部52の空間と液体保持部4との間を完全に区切るために、配管L2上にバルブV4を設けるものとしてもよい。このとき、バルブV4は、作業者の手動により適宜開口するものとしてもよく、バルブV4の開口に係る制御部を設け、反応器3への必要供給量を満たす反応気体g2を供給するように開口する制御を行うものとしてもよい。なお、バルブV4の開口に係る制御部に入力するパラメータの種類については特に限定されない。例えば、反応器3本体あるいは熱交換機構32に設けられた温度計や圧力計の測定値を用いることなどが挙げられる。
Further, as a boundary structure between the liquid holding part 4 and the evaporating part 52, as shown in FIG. The liquid may be introduced into the evaporating section 52 via a pipe L2 that connects the lower side of the liquid holding section 4 and the upper side of the evaporating section 52 . As a result, the reaction liquid W retained in the liquid retaining section 4 is collected by the funnel-shaped structure 4a and moved into the evaporating section 52 by gravity. Further, by providing the funnel-shaped structure 4a in the liquid holding part 4 and moving the reaction liquid W through the pipe L2, the opening surface above the evaporating part 52 is narrowed, and the space of the evaporating part 52 is reduced to the liquid holding part. 4, and the reaction liquid W can be smoothly moved through the pipe L2. As a result, the heating efficiency (vaporization efficiency) in the evaporating section 52 can be increased, and the energy consumption associated with the movement of the reaction liquid W can be reduced.
A valve V4 may be provided on the pipe L2 in order to completely separate the space of the evaporating section 52 from the liquid holding section 4. FIG. At this time, the valve V4 may be appropriately opened manually by the operator. It is good also as what controls to carry out. It should be noted that the types of parameters to be input to the control section related to the opening of the valve V4 are not particularly limited. For example, the measured values of a thermometer and a pressure gauge provided in the main body of the reactor 3 or the heat exchange mechanism 32 may be used.

液体保持部4と蒸発部52の境界構造については、液体保持部4と蒸発部52を分離し、液体保持部4から蒸発部52への反応液Wの移動を重力により行うことができるものであればよく、図1に示すものに限定されない。例えば、液体保持部4における漏斗状構造4aを省略し、単に配管L2により、液体保持部4と蒸発部52を接続するものとしてもよい。これにより、装置構造が簡略化される。 As for the boundary structure between the liquid holding part 4 and the evaporating part 52, the liquid holding part 4 and the evaporating part 52 are separated, and the reaction liquid W can be moved from the liquid holding part 4 to the evaporating part 52 by gravity. It is sufficient if there is, and it is not limited to what is shown in FIG. For example, the funnel-shaped structure 4a in the liquid holding section 4 may be omitted, and the liquid holding section 4 and the evaporating section 52 may simply be connected by the pipe L2. This simplifies the device structure.

[化学蓄熱装置を用いた蓄熱・放熱に係る操作]
図2及び図3に基づき、本実施態様の化学蓄熱装置1Aにおける蓄熱・放熱に係る操作について説明する。なお、本操作に係る説明は、本発明の化学蓄熱材の蓄熱方法に係る説明に相当するものである。
[Operation related to heat storage/radiation using chemical heat storage device]
Based on FIG.2 and FIG.3, operation|movement regarding heat storage and heat dissipation in 1 A of chemical heat storage apparatuses of this embodiment is demonstrated. The description of this operation corresponds to the description of the heat storage method of the chemical heat storage medium of the present invention.

図2及び図3は、本実施態様における化学蓄熱装置1Aにおける流体の物質移動に係る概略説明図である。ここで、図2は、本実施態様における化学蓄熱装置1Aにおける蓄熱時の物質移動に係る概略説明図であり、図3は、本実施態様における化学蓄熱装置1Aにおける放熱時の物質移動に係る概略説明図である。図2及び図3における矢印は、流体が物質移動する方向を示すものである。なお、図2及び図3における化学蓄熱装置1Aの構造は、図1に示した構造と同様であり、各構造についての説明は省略する。 2 and 3 are schematic explanatory diagrams relating to mass transfer of fluid in the chemical heat storage device 1A in this embodiment. Here, FIG. 2 is a schematic explanatory diagram relating to mass transfer during heat storage in the chemical heat storage device 1A in this embodiment, and FIG. 3 is a schematic view relating to mass transfer during heat release in the chemical heat storage device 1A in this embodiment. It is an explanatory diagram. The arrows in FIGS. 2 and 3 indicate the direction of mass transfer of the fluid. The structure of the chemical heat storage device 1A in FIGS. 2 and 3 is the same as the structure shown in FIG. 1, and the description of each structure is omitted.

まず、蓄熱に係る操作について説明する。
図2に示すように、蓄熱時には、反応器3における熱交換機構32に対し、熱供給用の熱媒体を供給する。また、バルブV1を開口し、反応器3と凝縮部51を連通する。これにより、熱交換機構32に供給された熱媒体により化学蓄熱材2が加熱され、蓄熱生成物と生成気体g1に分離して、化学蓄熱材2の反応工程が進行する。
生成気体g1は、連通部6a及びバルブV1を通過し、凝縮部51に移動する。凝縮部51に流入した生成気体g1は冷却され、液体状態の反応液Wを得る凝縮工程が進行する。このとき、凝縮部51では、コンパクトな空間で冷却操作を行うことが可能であり、冷却効率(液化効率)を高めるとともに、エネルギー損失を抑制することができる。また、凝縮部51において生成気体g1が凝縮して液化することで、反応器3の内圧よりも凝縮部51内の圧力が低下するため、生成気体g1は圧力差により凝縮部51内へ容易に移動する。これにより、移動に係るエネルギー消費を低減させることができる。
そして、凝縮部51で得られた反応液Wは、配管L1を介して液体保持部4に移動し、液体保持工程が進行する。このとき、反応液Wは重力により移動するため、移動に係るエネルギー消費を低減させることができる。
このように、反応器3における化学蓄熱材2の反応により生成した生成気体g1を凝縮部51で凝縮して、液化することで反応液Wを得た後、配管L1を介して反応液Wを液体保持部4に移動させることで、蓄熱反応が進行し、化学蓄熱材2への蓄熱が可能となる。
First, an operation related to heat storage will be described.
As shown in FIG. 2 , during heat storage, a heat medium for heat supply is supplied to the heat exchange mechanism 32 in the reactor 3 . Also, the valve V1 is opened to allow communication between the reactor 3 and the condensation section 51 . As a result, the chemical heat storage medium 2 is heated by the heat medium supplied to the heat exchange mechanism 32 and separated into a heat storage product and a generated gas g1, and the reaction process of the chemical heat storage medium 2 proceeds.
The generated gas g1 passes through the communicating portion 6a and the valve V1 and moves to the condensing portion 51. As shown in FIG. The generated gas g1 that has flowed into the condensation section 51 is cooled, and the condensation step of obtaining the reaction liquid W in the liquid state proceeds. At this time, in the condensation section 51, the cooling operation can be performed in a compact space, and the cooling efficiency (liquefaction efficiency) can be improved, and the energy loss can be suppressed. In addition, since the generated gas g1 is condensed and liquefied in the condensation section 51, the pressure in the condensation section 51 becomes lower than the internal pressure of the reactor 3, so the generated gas g1 easily enters the condensation section 51 due to the pressure difference. Moving. As a result, energy consumption associated with movement can be reduced.
Then, the reaction liquid W obtained in the condensing section 51 moves to the liquid holding section 4 through the pipe L1, and the liquid holding step proceeds. At this time, since the reaction liquid W moves by gravity, the energy consumption involved in the movement can be reduced.
In this way, after the reaction liquid W is obtained by condensing and liquefying the generated gas g1 generated by the reaction of the chemical heat storage material 2 in the reactor 3 in the condensation unit 51, the reaction liquid W is supplied through the pipe L1. By moving to the liquid holding part 4 , the heat storage reaction progresses, and heat can be stored in the chemical heat storage material 2 .

なお、蓄熱反応を停止・終了させるタイミングについては特に限定されない。例えば、蓄熱反応が十分進行すると、化学蓄熱材2の反応による生成気体g1の発生が停止する。したがって、反応器3や連通部6a上に流量計や圧力計を設け、生成気体g1の流量や流速が低下あるいはゼロになった時点で蓄熱反応が終了したものとみなし、バルブV1を閉口し、反応器3の加熱を止めて蓄熱反応を終了させる操作を行うことが挙げられる。また、他の例としては、反応器3に温度計を設け、使用した熱媒体に由来する上限温度に達した時点で、蓄熱反応が終了したものとみなし、蓄熱反応を終了させる操作を行うことなどが挙げられる。 The timing of stopping and ending the heat storage reaction is not particularly limited. For example, when the heat storage reaction progresses sufficiently, the generation of the generated gas g1 due to the reaction of the chemical heat storage material 2 stops. Therefore, a flow meter and a pressure gauge are provided on the reactor 3 and the communication part 6a, and when the flow rate and flow velocity of the generated gas g1 decrease or become zero, it is considered that the heat storage reaction is completed, the valve V1 is closed, For example, the heating of the reactor 3 is stopped to terminate the heat storage reaction. As another example, a thermometer is provided in the reactor 3, and when the upper temperature limit derived from the heat medium used is reached, the heat storage reaction is considered to be completed, and an operation to terminate the heat storage reaction is performed. etc.

次に、放熱に係る操作について説明する。
図3に示すように、放熱時には、液体保持工程により液体保持部4内に保持された反応液Wを蒸発部52に供給し、蒸発部52で反応液Wを気化させる手段(本実施態様では加熱装置)を作動させる。これにより、蒸発部52内の反応液Wが気化して、反応気体g2が生成し、蒸発工程が進行する。このとき、反応液Wは、配管L2を介して重力により液体保持部4から蒸発部52に移動するため、移動に係るエネルギー消費を低減させることができる。また、蒸発部52では、コンパクトな空間で加熱操作を行うことが可能であり、加熱効率(気化効率)を高めるとともに、エネルギー損失を抑制することができる。
そして、バルブV2を開口し、反応器3と蒸発部52を連通する。これにより、反応気体g2は、連通部6b及びバルブV2を通過し、反応器3に移動する。このとき、蒸発部52において反応液Wが蒸発して気化することで、反応器3の内圧よりも蒸発部52内の圧力が上昇するため、反応気体g2は圧力差により反応器3内へ容易に移動する。これにより、移動に係るエネルギー消費を低減させることができる。
さらに、反応器3内に流入した反応気体g2は、蓄熱生成物となった化学蓄熱材2と接触して、発熱反応が起こる。この発熱反応で得られた熱を、熱交換機構32を介して熱回収用の熱媒体により熱回収を行い、外部に放熱することで、化学蓄熱装置1Aを熱供給源として用いることができる。
このように、液体保持部4に保持した反応液Wを蒸発部52に供給し、蒸発部52で蒸発させて、気化することで反応気体g2を得た後、連通部6bを介して反応気体g2を反応器3に移動させることで、発熱反応が進行し、外部への放熱が可能となる。
Next, an operation related to heat radiation will be described.
As shown in FIG. 3, at the time of heat radiation, the reaction liquid W held in the liquid holding section 4 by the liquid holding step is supplied to the evaporating section 52, and means for vaporizing the reaction liquid W in the evaporating section 52 (in this embodiment, heating device). As a result, the reaction liquid W in the evaporator 52 is vaporized to generate the reaction gas g2, and the vaporization process proceeds. At this time, the reaction liquid W moves from the liquid holding section 4 to the evaporating section 52 by gravity through the pipe L2, so that the energy consumption associated with the movement can be reduced. Moreover, in the evaporating section 52, the heating operation can be performed in a compact space, so that the heating efficiency (vaporization efficiency) can be increased and the energy loss can be suppressed.
Then, the valve V2 is opened to allow communication between the reactor 3 and the evaporating section 52 . As a result, the reaction gas g2 passes through the communicating portion 6b and the valve V2 and moves to the reactor 3. At this time, the reaction liquid W evaporates and vaporizes in the evaporator 52, and the pressure inside the evaporator 52 rises above the internal pressure of the reactor 3, so the reaction gas g2 easily flows into the reactor 3 due to the pressure difference. move to As a result, energy consumption associated with movement can be reduced.
Furthermore, the reaction gas g2 that has flowed into the reactor 3 contacts with the chemical heat storage material 2, which is a heat storage product, causing an exothermic reaction. The heat obtained by this exothermic reaction is recovered by the heat medium for heat recovery through the heat exchange mechanism 32 and radiated to the outside, so that the chemical heat storage device 1A can be used as a heat supply source.
In this way, the reaction liquid W held in the liquid holding section 4 is supplied to the evaporating section 52, evaporated in the evaporating section 52, and vaporized to obtain the reaction gas g2. By moving g2 to the reactor 3, an exothermic reaction proceeds and heat can be released to the outside.

なお、発熱反応を停止・終了させるタイミングについては特に限定されない。例えば、発熱反応が十分進行すると、化学蓄熱材2の反応による熱の発生が停止する。したがって、反応器3に温度計を設け、使用した熱媒体に由来する下限温度に達した時点で、発熱反応が終了したものとみなし、バルブV2を閉口し、蒸発部52における気化(加熱)を止めて、発熱反応を終了させる操作を行うことなどが挙げられる。 The timing of stopping and ending the exothermic reaction is not particularly limited. For example, when the exothermic reaction progresses sufficiently, the generation of heat due to the reaction of the chemical heat storage material 2 stops. Therefore, a thermometer is provided in the reactor 3, and when the temperature reaches the lower limit temperature derived from the heat medium used, the exothermic reaction is considered to be completed, the valve V2 is closed, and vaporization (heating) in the evaporator 52 is stopped. For example, the operation is stopped to terminate the exothermic reaction.

以上のように、本実施態様における化学蓄熱装置1A及び化学蓄熱材の蓄熱方法により、化学蓄熱材の反応に用いる反応液の保持に係る部分と、反応液に係る凝縮・蒸発を行う部分とを分離することで、反応液に係る凝縮・蒸発において、反応液全体を冷却・加熱する必要がなくなる。これにより、反応液の液化工程及び気化工程におけるエネルギー損失を低減させ、化学蓄熱の反応を有利に進めることが可能となる。
また、特に、化学蓄熱装置1Aの熱交換部が、凝縮部及び蒸発部を独立して備えることで、冷却・加温操作を独立して行うことができ、1カ所で冷却・加温操作を繰り返し行うよりも消費されるエネルギーを少なくすることができる。また、それぞれの操作に必要となる空間をコンパクトにすることが可能となるため、エネルギー損失をより一層抑制することが可能となる。
As described above, according to the chemical heat storage device 1A and the heat storage method of the chemical heat storage material according to the present embodiment, the part related to holding the reaction liquid used in the reaction of the chemical heat storage material and the part performing condensation/evaporation related to the reaction liquid are separated. Separation eliminates the need to cool/heat the entire reaction liquid in the condensation/evaporation of the reaction liquid. This makes it possible to reduce the energy loss in the liquefaction process and the vaporization process of the reaction liquid, and to proceed with the chemical heat storage reaction advantageously.
In particular, since the heat exchange section of the chemical heat storage device 1A is provided with the condenser section and the evaporator section independently, the cooling and heating operations can be performed independently, and the cooling and heating operations can be performed at one place. It consumes less energy than iterating. Moreover, since the space required for each operation can be made compact, energy loss can be further suppressed.

[化学蓄熱装置のその他の態様]
以下に、本発明の化学蓄熱装置の別の態様について例示する。
〔第2の実施態様〕
図4は、本発明の第2の実施態様の化学蓄熱装置1Bの構造を示す概略説明図である。
この化学蓄熱装置1Bは、凝縮部51と液体保持部4の境界構造として、第1の実施態様の化学蓄熱装置1Aにおける漏斗状構造51a及び配管L1に代えて、容器C内に仕切り板51bを設けるものである。なお、第1の実施態様における化学蓄熱装置1Aと同様の構造については説明を省略する。
[Other aspects of the chemical heat storage device]
Another aspect of the chemical heat storage device of the present invention is illustrated below.
[Second embodiment]
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a chemical heat storage device 1B according to the second embodiment of the present invention.
In this chemical heat storage device 1B, as a boundary structure between the condensation section 51 and the liquid holding section 4, a partition plate 51b is provided inside the container C instead of the funnel-shaped structure 51a and the pipe L1 in the chemical heat storage device 1A of the first embodiment. It is to be established. In addition, description is abbreviate|omitted about the structure similar to 1 A of chemical heat storage apparatuses in a 1st embodiment.

本実施態様における仕切り板51bは、1つの容器C内を2つの空間に区画する仕切り部材として機能する。これにより、凝縮部51と液体保持部4を1つの容器C内で分離して設けることが可能となり、装置構造が簡略化される。 The partition plate 51b in this embodiment functions as a partition member that partitions the inside of one container C into two spaces. As a result, the condensation section 51 and the liquid holding section 4 can be separately provided in one container C, thereby simplifying the device structure.

仕切り板51bは、凝縮部51と液体保持部4を分離するとともに、凝縮部51で生成した反応液Wを液体保持部4に移動させる機構を有するものであればよい。
例えば、仕切り板51bとしては、開閉可能な構造やスライド移動が可能な構造とし、凝縮部51と液体保持部4を連通する開口部が定期あるいは不定期に形成されるようにすることが挙げられる。これにより、仕切り板51bにより凝縮部51と液体保持部4の間が区切られている間、凝縮部51では凝縮工程を効率的に進行させることが可能となる。一方、仕切り板51bが定期あるいは不定期に移動して開口部が形成されることで、生成した反応液Wは重力により液体保持部4に移動させることが可能となる。このとき、仕切り板51bにより形成される開口部の大きさについては、容易に変更することが可能となる。したがって、凝縮部51から液体保持部4への反応液Wの移動効率を高めることが容易となる。
The partition plate 51 b may have a mechanism that separates the condensation section 51 and the liquid holding section 4 and moves the reaction liquid W generated in the condensation section 51 to the liquid holding section 4 .
For example, the partition plate 51b may have an openable/closable structure or a slidable structure, and an opening communicating between the condensation section 51 and the liquid holding section 4 may be formed regularly or irregularly. . As a result, while the partition plate 51 b separates the condensation section 51 from the liquid holding section 4 , the condensation process can proceed efficiently in the condensation section 51 . On the other hand, the partition plate 51b moves periodically or irregularly to form an opening, so that the generated reaction liquid W can be moved to the liquid holding section 4 by gravity. At this time, the size of the opening formed by the partition plate 51b can be easily changed. Therefore, it becomes easy to improve the transfer efficiency of the reaction liquid W from the condensation section 51 to the liquid holding section 4 .

また、仕切り板51bの他の例としては、複数の孔を有する構造とすることが挙げられる。これにより、仕切り板51bを移動させる機構を設けることなく、凝縮部51と液体保持部4を1つの容器C内で分離することができるとともに、凝縮部51で生成した反応液Wは仕切り板51bの孔を介し、重力により液体保持部4に連続的に移動させることができる。 Another example of the partition plate 51b is a structure having a plurality of holes. As a result, the condensation section 51 and the liquid holding section 4 can be separated in one container C without providing a mechanism for moving the partition plate 51b, and the reaction liquid W generated in the condensation section 51 is separated from the partition plate 51b. can be continuously moved to the liquid holding portion 4 by gravity through the holes in the .

この化学蓄熱装置1Bによれば、1つの容器C内において、凝縮部51と液体保持部4を簡便な構造で分離させることができ、化学蓄熱装置の省スペース化や低コスト化を図ることが可能となる。 According to this chemical heat storage device 1B, the condensation section 51 and the liquid holding section 4 can be separated in one container C with a simple structure, and space saving and cost reduction of the chemical heat storage device can be achieved. It becomes possible.

〔第3の実施態様〕
図5は、本発明の第3の実施態様の化学蓄熱装置1Cの構造を示す概略説明図である。
この化学蓄熱装置1Cは、第1の実施態様の化学蓄熱装置1Aにおける連通部6a、6bに代えて、三方バルブV5を備えた連通部6cを設けるものである。なお、第1の実施態様における化学蓄熱装置1Aと同様の構造については説明を省略する。
[Third embodiment]
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a chemical heat storage device 1C according to the third embodiment of the present invention.
This chemical heat storage device 1C is provided with a communication portion 6c having a three-way valve V5 instead of the communication portions 6a and 6b in the chemical heat storage device 1A of the first embodiment. In addition, description is abbreviate|omitted about the structure similar to 1 A of chemical heat storage apparatuses in a 1st embodiment.

本実施態様における化学蓄熱装置1Cは、反応器3の上部に設けた1つの開口部31cと、凝縮部51と、蒸発部52とを三方バルブV5を備えた連通部6cにより接続するものである。これにより、蓄熱・放熱に係る操作の切り替えが容易になる。 In the chemical heat storage device 1C of this embodiment, one opening 31c provided in the upper part of the reactor 3, the condenser 51, and the evaporator 52 are connected by a communication part 6c having a three-way valve V5. . This facilitates switching between operations related to heat storage and heat release.

また、図5に示すように、開口部31cと三方バルブV5の間に、バルブV6を設けることで、反応器3と、熱交換部5(及び液体保持部4)とを切り離すことが容易となり、反応器3は、化学蓄熱装置1Cから取り外し可能な構造物とすることができる。反応器3を取り外し可能な構造物とすることにより、化学蓄熱材2を保持する反応器3のみを、放熱が必要な熱需要地に移送することができる。 Further, as shown in FIG. 5, by providing a valve V6 between the opening 31c and the three-way valve V5, it becomes easy to separate the reactor 3 from the heat exchange section 5 (and the liquid holding section 4). , the reactor 3 can be a structure that can be removed from the chemical heat storage device 1C. By making the reactor 3 a detachable structure, only the reactor 3 holding the chemical heat storage material 2 can be transported to a heat demand area where heat dissipation is required.

この化学蓄熱装置1Cによれば、蓄熱・放熱に係る操作の切り替えが容易になる。また、反応器3を化学蓄熱装置1Cから取り外すことが容易となるため、反応器3の熱供給源としての利用価値を高めることが可能となる。 According to this chemical heat storage device 1C, it becomes easy to switch between operations related to heat storage and heat dissipation. In addition, since it becomes easy to remove the reactor 3 from the chemical heat storage device 1C, it is possible to increase the utility value of the reactor 3 as a heat supply source.

なお、上述した実施態様は化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法の一例を示すものである。本発明に係る化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法を変形してもよい。 In addition, the embodiment mentioned above shows an example of the heat storage method of a chemical heat storage apparatus and a chemical heat storage material. The chemical heat storage device and the heat storage method of the chemical heat storage material according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and the chemical heat storage device and chemical heat storage device according to the above-described embodiments are not limited to the scope of the claims. The heat storage method of the heat storage material may be modified.

本発明の化学蓄熱装置及び化学蓄熱材の蓄熱方法は、エンジンなどの駆動機関のほか、工場や燃焼処理を行う設備(ごみ焼却施設等)など、稼働に際して熱の発生を伴う熱源からの排熱(廃熱)を有効利用する手段として好適に利用される。 The chemical heat storage device and the heat storage method of the chemical heat storage material of the present invention are exhaust heat from heat sources that generate heat during operation, such as driving engines such as engines, factories and facilities for combustion treatment (waste incineration facilities, etc.). It is preferably used as means for effectively utilizing (waste heat).

1A,1B,1C…化学蓄熱装置、2…化学蓄熱材、3…反応器、31a,31b,31c…開口部、32…熱交換機構、4…液体保持部、4a…漏斗状構造、5…熱交換部、51…凝縮部、51a…漏斗状構造、51b…仕切り板、52…蒸発部、6,6a,6b,6c…連通部、C…容器、g1…生成気体、g2…反応気体、L1,L2…配管、V1,V2,V3,V4,V5,V6…バルブ、W…反応液 1A, 1B, 1C... chemical heat storage device, 2... chemical heat storage material, 3... reactor, 31a, 31b, 31c... opening, 32... heat exchange mechanism, 4... liquid holding part, 4a... funnel-shaped structure, 5... Heat exchange section 51 Condensing section 51a Funnel-shaped structure 51b Partition plate 52 Evaporating section 6, 6a, 6b, 6c Communicating section C Container g1 Generated gas g2 Reactive gas L1, L2... pipes, V1, V2, V3, V4, V5, V6... valves, W... reaction solution

Claims (5)

内部に化学蓄熱材を保持する反応器と、
前記化学蓄熱材の反応に用いる反応液を保持する液体保持部と、
前記反応液に係る凝縮又は蒸発を行う熱交換部と、を備え、
前記液体保持部と前記熱交換部は分離して設けられるとともに、
前記反応器と前記熱交換部の間の気体の移動が圧力差によるものであり、
前記熱交換部と前記液体保持部の間の液体の移動が重力によるものであることを特徴とする、化学蓄熱装置。
a reactor holding a chemical heat storage material therein;
a liquid holding part holding a reaction liquid used for the reaction of the chemical heat storage material;
A heat exchange unit that condenses or evaporates the reaction liquid,
The liquid holding section and the heat exchange section are provided separately, and
gas transfer between the reactor and the heat exchange section is due to a pressure differential;
A chemical heat storage device, wherein movement of the liquid between the heat exchanging portion and the liquid retaining portion is due to gravity.
前記熱交換部は、凝縮部及び蒸発部を独立して備え、
前記凝縮部、前記液体保持部、前記蒸発部の順に物質移動するように接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の化学蓄熱装置。
The heat exchange section independently includes a condensation section and an evaporation section,
2. The chemical heat storage device according to claim 1, wherein said condensing section, said liquid retaining section, and said evaporating section are connected in this order so as to cause mass transfer.
前記液体保持部と前記熱交換部は、重力方向に積層されており、上から順に前記凝縮部、前記液体保持部、前記蒸発部となるように積層されていることを特徴とする、請求項2に記載の化学蓄熱装置。 The liquid holding section and the heat exchanging section are stacked in the direction of gravity, and are stacked so as to form the condenser section, the liquid holding section, and the evaporating section in this order from the top. 3. The chemical heat storage device according to 2. 反応器の内部に保持された化学蓄熱材に熱を蓄積する化学蓄熱材の蓄熱方法において、
前記化学蓄熱材を反応させる反応工程と、
前記化学蓄熱材の反応に用いる反応液を保持する液体保持工程と、
前記反応液に係る凝縮又は蒸発を行う熱交換工程と、を備え、
前記液体保持工程と前記熱交換工程は分離して行われるとともに、
前記反応工程と前記熱交換工程の間の気体の移動が圧力差によるものであり、
前記熱交換工程と前記液体保持工程の間の液体の移動が重力によるものであることを特徴とする、化学蓄熱材の蓄熱方法。
In a heat storage method for a chemical heat storage material that stores heat in a chemical heat storage material held inside a reactor,
a reaction step of reacting the chemical heat storage material;
a liquid holding step of holding a reaction liquid used for reaction of the chemical heat storage material;
and a heat exchange step of condensing or evaporating the reaction liquid,
The liquid retention step and the heat exchange step are performed separately,
gas transfer between the reaction step and the heat exchange step is due to a pressure difference;
A heat storage method using a chemical heat storage medium, wherein movement of the liquid between the heat exchange step and the liquid holding step is due to gravity.
前記熱交換工程は、前記反応液に係る凝縮工程と前記反応液の蒸発工程が独立して含まれており、
前記凝縮工程、前記液体保持工程、前記蒸発工程の順に物質移動することを特徴とする、請求項4に記載の化学蓄熱材の蓄熱方法。


The heat exchange step independently includes a condensation step related to the reaction liquid and an evaporation step of the reaction liquid,
5. The heat storage method of the chemical heat storage material according to claim 4, wherein mass transfer is performed in the order of said condensation step, said liquid retention step, and said evaporation step.


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