JP6400926B2 - 蓄熱システム - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態に係る蓄熱システムの一例について図1〜図8を用いて説明する。
図2には、第1実施形態の一例としての蓄熱システム10の概略構成が示されている。蓄熱システム10は、蒸発部の一例としての蒸発凝縮器12を備えている。蒸発凝縮器12では、反応媒体の一例としての水Wa(H2O)の凝縮が行われ、さらに、水Wa(H2O)の蒸発が行われるようになっている。
水蒸気流路14は、蒸発凝縮器12から反応器20を構成する容器22に向かって延び、途中の分岐部24で分岐している。そして、分岐部24から分岐した一方の端部15Aが容器22を構成する底壁22A(詳細は後述する)に接続され、分岐した他方の端部15Bが容器22の底板22Aから容器22の内部に進入して容器22の内部に配置されている。
蒸発凝縮器12は、貯留した水Waを蒸発させて反応器20に水蒸気Wbを供給する(水蒸気を生成する)蒸発部、反応器20から導入された水蒸気を凝縮する凝縮部、及び水蒸気が凝縮された水Waを貯留する貯留部としての各機能を兼ね備えている。
反応器20は、図2に示されるように、水蒸気Wbが内部に供給される容器22と、容器22の内部に封入された単位ユニットの一例としての蓄熱ユニット30、32と、を有している。即ち、本実施形態では、一例として、反応器20が2つの単位ユニットを有している。さらに、反応器20は、蓄熱ユニット30、32を拘束する拘束部62を有している。
容器22は、全体が円筒状に形成されており、容器上下方向から見て矩形の底壁22Aと、底壁22Aから容器上下方向の上側に延びる側壁22Bと、容器上下方向に見て円形であり側壁22Bの上端を覆う天井壁22Cと、を有している(図2参照)。
蓄熱ユニット30、32は、図2に示されるように、容器22の内部で容器上下方向に重ねられている。なお、蓄熱ユニット30、32は、同じ構成となっている。このため、蓄熱ユニット30の構成について説明し、蓄熱ユニット32の構成については、蓄熱ユニット30と同じ符号を付与して説明を省略する。また、本実施形態では、一例として、蓄熱ユニット30、32が、容器22の内部において後述する配管57A、57Bによって吊り下げられた状態となっており、容器22の内面とは非接触状態とされている。
流路部36は、図4(A)に示されるように、容器上下方向から見て矩形状の天板37と、天板37に固定される流路部材38と、を有している。流路部材38は、水蒸気Wbが流れる容器奥行方向に延び、容器幅方向に複数並んでいる。
フィルタ39(図2参照)は、板面が容器上下方向を向いた一枚の板状に形成された単体の金属箔で構成され、一例として、ステンレス箔が用いられている。このフィルタ39は、容器上下方向から見て矩形状され、容器上下方向から見て、流路部36の天板37と同様の形状とされている。
蓄熱部42は、容器上下方向から見て矩形状とされ、図5に示されるように、蓄熱材44と、蓄熱材44を拘束する枠部材46とを有している。
この式に蓄熱量Q、発熱量Qを併せて示すと、
CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q
Ca(OH)2 + Q → CaO + H2O
となる。なお、蓄熱材44の1kg当たりの蓄熱容量は、一例として、1.86[MJ/kg]とされている。
熱交換部52は、容器上下方向から見て矩形状とされ、図6(A)に示されるように、容器幅方向及び容器奥行方向に広がる扁平な直方体状の熱媒容器54と、熱媒容器54の内部に収容(固定)された伝熱壁である熱媒流路部材58と、を有している。さらに、熱媒容器54は、容器上下方向の上方が開放されており、熱交換部52は、熱媒容器54の開放口を覆う蓋部材80を有している。
拘束部62は、図7に示されるように、容器上下方向において蓄熱ユニット30、32の上側、下側に配置された拘束部材63、64と、拘束部材63、64を連結するボルト68及びナット69とを有する。なお、拘束部材63と拘束部材64は、一例として、同じ構成であるため、拘束部材63について説明し、拘束部材64の説明を省略する。また、図7では、ボルト68及びナット69を1組のみ示しており、残りの3組のボルト68及びナット69の図示を省略している。
次に、第1実施形態の作用について説明する。
次に、水蒸気流路14等について説明する。
次に、要部構成の作用について説明する。
このように、水蒸気Wbを容器22に供給し始める場合に、容器22の内部で液化した水Waを、多孔質体86、88が保持する。さらに、多孔質体86、88に保持された水Waが、蓄熱材44の水和反応による放熱によって、蒸発し水蒸気Wbとなる。この水蒸気Wbは、蓄熱材44と水和反応する。これにより、水蒸気Wbを容器22に供給し始める場合に、水蒸気Wbが凝縮して液化することで、水蒸気Wbが蓄熱材44と結合する結合効率が低下してしまうことを抑制することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る蓄熱システムの一例について図9に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
12 蒸発凝縮器(蒸発部の一例)
42 蓄熱部
44 蓄熱材
82 供給管
82A 内周壁
82B 外周壁
86 多孔質体(保持部材の一例)
88 多孔質体(保持部材の一例)
96 支持体(保持部材の一例)
98 支持体(保持部材の一例)
Claims (5)
- 気相の反応媒体が内部に供給される容器と、
前記容器の内部に配置され、気相の前記反応媒体と結合して発熱及び前記反応媒体が脱離して蓄熱する蓄熱材を有する蓄熱部と、
液相の反応媒体を蒸発させて気相の反応媒体を前記容器に供給する蒸発部と、
前記蒸発部から前記容器に供給される前記反応媒体が流れ、少なくとも一部が、前記容器の内部に配置された供給管と、
前記供給管において前記容器の内部に配置された部分の内周壁及び外周壁の少なくとも一方に、気相の前記反応媒体が流れる流路の全部を塞ぐことなく取り付けられ、前記容器の内部で凝縮した液相の反応媒体を保持する保持部材と、
を備える蓄熱システム。 - 前記供給管において前記容器の内部に配置された部分の少なくとも一部は、重力方向に延び、
前記保持部材は、前記供給管において重力方向に延びた部分の少なくとも前記内周壁に取り付けられる請求項1に記載の蓄熱システム。 - 前記保持部材は、多孔質体である請求項1又は2に記載の蓄熱システム。
- 前記保持部材は、液相の反応媒体を重力方向の下方から支持する支持体である請求項1又は2に記載の蓄熱システム。
- 前記保持部材が保持した液相の反応媒体を蒸発させる伝熱構造を有する請求項1〜4の何れか1項に記載の蓄熱システム。
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