JP6577414B2 - Heat exchanger and chemical heat pump having the same - Google Patents

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Description

本発明は、熱交換器およびケミカルヒートポンプに関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger and a chemical heat pump.

水酸化カルシウム(Ca(OH)2)と酸化カルシウム(CaO)との間では、Ca(OH)2+104kJ/mol=CaO+H2Oという可逆な化学変化が起こりうる。この化学変化を利用したサイクルによって、熱を貯めたり放出したりする装置として、CaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプが知られている。CaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプの一例が、特開平11−182968号公報(特許文献1)に記載されている。 A reversible chemical change of Ca (OH) 2 +104 kJ / mol = CaO + H 2 O can occur between calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and calcium oxide (CaO). A CaO / Ca (OH) 2 -based chemical heat pump is known as an apparatus for storing and releasing heat by a cycle using this chemical change. An example of a CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-182968 (Patent Document 1).

特許文献1には、中心を通る面で少なくとも2分割可能な円板状のトレイを多段に配置し、上記トレイの中心部に形成した凹部に熱交換用パイプを通し、上記トレイの外周部に形成した複数の凹部にヒータを配設し、上記トレイに熱交換用媒体を充填したケミカルヒートポンプが記載されている。   In Patent Document 1, disk-shaped trays that can be divided into at least two parts on a plane passing through the center are arranged in multiple stages, a heat exchange pipe is passed through a recess formed in the center of the tray, and the outer periphery of the tray is passed through. There is described a chemical heat pump in which a heater is provided in a plurality of formed recesses and the tray is filled with a heat exchange medium.

特開平11−182968号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-182968

特許文献1に記載された構造では、熱交換パイプが中心部に1本しか配置されていないので、熱交換パイプとトレイとが熱接触する面の面積が小さく、交換される熱量が小さい。また、熱交換パイプと熱交換用媒体を収納するトレイとの間では、金属部材の歪みまたは隙間に起因して接触熱抵抗が高くなるので、熱交換効率が低い。   In the structure described in Patent Document 1, since only one heat exchange pipe is arranged at the center, the area of the surface where the heat exchange pipe and the tray are in thermal contact is small, and the amount of heat exchanged is small. Further, between the heat exchange pipe and the tray for storing the heat exchange medium, the contact heat resistance is increased due to distortion or gaps in the metal member, so that the heat exchange efficiency is low.

そこで、本発明は、効率良く熱交換することが可能な熱交換器およびケミカルヒートポンプを提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the heat exchanger and chemical heat pump which can exchange heat efficiently.

上記目的を達成するため、本発明に基づく熱交換器は、上下方向に配列された複数の容器と、上記複数の容器の各々に収容されることで少なくとも一部が露出するように保持される蓄熱材とを備え、上記複数の容器の各々は、上から見たときに上記蓄熱材を収容する空間の最外周を規定する外周壁を有し、上記容器は、上記蓄熱材と熱交換可能なように流体を流すための入口、内部空間および出口を有し、上記内部空間の少なくとも一部は、上記外周壁の厚みの内部に配置されている。   In order to achieve the above object, a heat exchanger according to the present invention is held such that at least a part thereof is exposed by being accommodated in each of the plurality of containers arranged in the vertical direction and the plurality of containers. Each of the plurality of containers has an outer peripheral wall that defines the outermost periphery of the space for accommodating the heat storage material when viewed from above, and the container is capable of heat exchange with the heat storage material. In this way, an inlet, an inner space, and an outlet for flowing a fluid are provided, and at least a part of the inner space is disposed within the thickness of the outer peripheral wall.

本発明によれば、容器の外周壁の内部に配置された内部空間を流体が通過することができるので、効率良く熱交換を行なうことができる。   According to the present invention, since the fluid can pass through the internal space arranged inside the outer peripheral wall of the container, heat exchange can be performed efficiently.

本発明に基づく実施の形態1におけるケミカルヒートポンプの概念図である。It is a conceptual diagram of the chemical heat pump in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1における熱交換器の第1の斜視図である。It is a 1st perspective view of the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1における熱交換器の第2の斜視図である。It is a 2nd perspective view of the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1における熱交換器に備わる容器の断面図である。It is sectional drawing of the container with which the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態1における熱交換器に備わる容器に蓄熱材を収容した状態の断面図である。It is sectional drawing of the state which accommodated the thermal storage material in the container with which the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態1における熱交換器に備わる容器の斜視図である。It is a perspective view of the container with which the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態1の熱交換器における流体の流れの第1の説明図である。It is the 1st explanatory view of the flow of the fluid in the heat exchanger of Embodiment 1 based on the present invention. 本発明に基づく実施の形態1の熱交換器における流体の流れの第2の説明図である。It is the 2nd explanatory view of the flow of the fluid in the heat exchanger of Embodiment 1 based on the present invention. 本発明に基づく実施の形態2における熱交換器に備わる容器に蓄熱材を収容した状態の断面図である。It is sectional drawing of the state which accommodated the thermal storage material in the container with which the heat exchanger in Embodiment 2 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態3における熱交換器の斜視図である。It is a perspective view of the heat exchanger in Embodiment 3 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態3における熱交換器に備わる容器の断面図である。It is sectional drawing of the container with which the heat exchanger in Embodiment 3 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態4における熱交換器に備わる容器の斜視図である。It is a perspective view of the container with which the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態4における熱交換器に備わる容器の平面図である。It is a top view of the container with which the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態5における熱交換器に備わる容器の斜視図である。It is a perspective view of the container with which the heat exchanger in Embodiment 5 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態5における熱交換器に備わる容器の平面図である。It is a top view of the container with which the heat exchanger in Embodiment 5 based on this invention is equipped.

図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。   The dimensional ratios shown in the drawings do not always faithfully represent the actual ones, and the dimensional ratios may be exaggerated for convenience of explanation. In the following description, when referring to a concept above or below, it does not necessarily mean absolute above or below, but may mean relative above or below in the illustrated posture. .

(実施の形態1)
(構成)
図1〜図8を参照して、本発明に基づく実施の形態1におけるケミカルヒートポンプについて説明する。本実施の形態におけるケミカルヒートポンプ501を図1に概念的に示す。ケミカルヒートポンプ501は、熱交換器101と、熱交換器101を収容する反応槽401と、貯水槽402と、反応槽401と貯水槽402との間で気体を流通させることができる第2配管403とを備える。熱交換器101の詳細は、後述する。貯水槽402には貯水槽402の外部から導かれるように配管11が配置されている。第2配管403を通じて流通する気体は水蒸気であってよい。第2配管403の途中には弁404が設けられている。第2配管403の途中に真空ポンプ405が接続されている。弁404を開けた状態で真空ポンプ405を作動させることにより反応槽401および貯水槽402の内部を真空引きすることができる。貯水槽402には水14が溜められている。配管11には熱交換のためのオイル13が通る。オイル13によって与えられた熱によって水14の少なくとも一部は水蒸気となる場合があり、その際に弁404が開いていれば、水蒸気は第2配管403を通って反応槽401に移動することができる。反応槽401から第2配管403を通って貯水槽402に到達した水蒸気は配管11のオイル13に熱を与えることによって液化して水14として貯水槽402に溜められる。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIGS. 1-8, the chemical heat pump in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. A chemical heat pump 501 in the present embodiment is conceptually shown in FIG. The chemical heat pump 501 includes a heat exchanger 101, a reaction tank 401 that accommodates the heat exchanger 101, a water tank 402, and a second pipe 403 that can circulate gas between the reaction tank 401 and the water tank 402. With. Details of the heat exchanger 101 will be described later. A pipe 11 is arranged in the water storage tank 402 so as to be guided from the outside of the water storage tank 402. The gas flowing through the second pipe 403 may be water vapor. A valve 404 is provided in the middle of the second pipe 403. A vacuum pump 405 is connected in the middle of the second pipe 403. By operating the vacuum pump 405 with the valve 404 opened, the inside of the reaction tank 401 and the water storage tank 402 can be evacuated. Water 14 is stored in the water storage tank 402. Oil 13 for heat exchange passes through the pipe 11. At least a part of the water 14 may become steam due to the heat given by the oil 13, and if the valve 404 is open at that time, the steam can move to the reaction tank 401 through the second pipe 403. it can. The water vapor reaching the water storage tank 402 from the reaction tank 401 through the second pipe 403 is liquefied by applying heat to the oil 13 in the pipe 11 and stored as water 14 in the water storage tank 402.

熱交換器101には、複数の容器2が含まれる。各容器2には蓄熱材3が収容されている。反応槽401には反応槽401の外部から導かれるように第1配管4が配置されている。図1においては、第1配管4は模式的に示されている。第1配管4は、第1部分41と第2部分42とを含む。   The heat exchanger 101 includes a plurality of containers 2. Each container 2 contains a heat storage material 3. The first pipe 4 is arranged in the reaction tank 401 so as to be guided from the outside of the reaction tank 401. In FIG. 1, the first pipe 4 is schematically shown. The first pipe 4 includes a first portion 41 and a second portion 42.

熱交換器101は、図1に示すように、上下方向に配列された複数の容器2と、複数の容器2の各々に収容されることで少なくとも一部が露出するように保持される蓄熱材3とを備える。容器2はトレイであってよい。容器2に収められている蓄熱材3は、CaOまたはCa(OH)2であってよい。蓄熱材3は、粉末状または粒状であってよい。各容器2において、蓄熱材3の上側は開放されている。 As shown in FIG. 1, the heat exchanger 101 includes a plurality of containers 2 arranged in the vertical direction, and a heat storage material that is held in each of the plurality of containers 2 so as to be exposed at least partially. 3. The container 2 may be a tray. The heat storage material 3 stored in the container 2 may be CaO or Ca (OH) 2 . The heat storage material 3 may be powdered or granular. In each container 2, the upper side of the heat storage material 3 is open.

熱交換器101を単独で取り出した斜視図を図2に示す。容器2は、上から見たときに正方形となるトレイであってよい。図2では、説明の便宜のために容器2内の蓄熱材3を図示省略しており、容器2が空であるように表示されているが、実際には、各容器2内には蓄熱材3が収容されている。   The perspective view which took out the heat exchanger 101 independently is shown in FIG. The container 2 may be a tray that is square when viewed from above. In FIG. 2, for convenience of explanation, the heat storage material 3 in the container 2 is not shown, and the container 2 is displayed as being empty. 3 is housed.

複数の容器2の各々は、上から見たときに蓄熱材3を収容する空間8の最外周を規定する外周壁5を有する。容器2は、第1フィン7を備えていてもよい。第1フィン7は外周壁5とつながっている。空間8は第1フィン7によって複数の小空間に分割されていてもよい。   Each of the plurality of containers 2 has an outer peripheral wall 5 that defines the outermost periphery of the space 8 that accommodates the heat storage material 3 when viewed from above. The container 2 may include first fins 7. The first fin 7 is connected to the outer peripheral wall 5. The space 8 may be divided into a plurality of small spaces by the first fin 7.

熱交換器101は、支え板15を備える。支え板15は、複数の容器2に対して一方の側から一括して当接するように取り付けられている。支え板15は、複数の容器2の各々の支持のため、および容器2間の熱分布の均一化を図るために、熱交換器101に属する全ての容器2に対して当接するように取り付けられていてもよい。図2に示すように、熱交換器101は、脚16を備えていてもよい。脚16は、熱交換器101の姿勢を安定させるためのものである。脚16は、第1配管4と同様の部材によって形成されていてよい。熱交換器101を異なる向きから見た斜視図を図3に示す。   The heat exchanger 101 includes a support plate 15. The support plate 15 is attached so as to come into contact with the plurality of containers 2 collectively from one side. The support plate 15 is attached so as to abut against all the containers 2 belonging to the heat exchanger 101 in order to support each of the plurality of containers 2 and to make the heat distribution between the containers 2 uniform. It may be. As shown in FIG. 2, the heat exchanger 101 may include legs 16. The legs 16 are for stabilizing the posture of the heat exchanger 101. The leg 16 may be formed of the same member as the first pipe 4. The perspective view which looked at the heat exchanger 101 from the different direction is shown in FIG.

ここで示す例では、集合体1に含まれる複数の容器2は、上下方向にそれぞれ互いに離隔しつつ上下方向に配列されているが、複数の容器2の各々が離隔していることは必須ではない。集合体1は、たとえば配列されている複数の容器2のうち互いに隣接する容器2同士が部分的に接触している構成であってもよい。   In the example shown here, the plurality of containers 2 included in the assembly 1 are arranged in the vertical direction while being spaced apart from each other in the vertical direction. However, it is essential that the plurality of containers 2 are spaced from each other. Absent. The assembly 1 may have a configuration in which, for example, adjacent containers 2 among a plurality of arranged containers 2 are partially in contact with each other.

熱交換器101に備わる複数の容器2のうちの1つを取り出したところの断面図を図4に示す。容器2は、空間8の下端を規定する板として底板18を備える。外周壁5は、厚みTを有する。外周壁5は、内部空間5nを有する。内部空間5nの少なくとも一部は、外周壁5の厚みTの内部に配置されている。底板18と第1フィン7と外周壁5とは、互いに溶接されている。容器2に蓄熱材3を収容した状態での断面図を図5に示す。図5に示した例では、蓄熱材3の上面は、第1フィン7の上端より高くなっているが、第1フィン7の上端より低くてもよく、第1フィン7の上端と同じ高さであってもよい。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of one of the plurality of containers 2 provided in the heat exchanger 101. The container 2 includes a bottom plate 18 as a plate that defines the lower end of the space 8. The outer peripheral wall 5 has a thickness T. The outer peripheral wall 5 has an internal space 5n. At least a part of the internal space 5n is disposed inside the thickness T of the outer peripheral wall 5. The bottom plate 18, the first fin 7, and the outer peripheral wall 5 are welded to each other. FIG. 5 shows a cross-sectional view in a state where the heat storage material 3 is accommodated in the container 2. In the example shown in FIG. 5, the upper surface of the heat storage material 3 is higher than the upper end of the first fin 7, but may be lower than the upper end of the first fin 7 and the same height as the upper end of the first fin 7. It may be.

図6に示すように、容器2は、蓄熱材3と熱交換可能なように流体12を流すための入口2aおよび出口2bを有する。流体12は外周壁5の内部空間5nを通過することができる。図6に示した例では、容器2は、外周壁5の上面に入口2aを有する。容器2は、外周壁5の下面に出口2bを有する。内部空間5nは環状であってもよいが、環状でなくてもよい。外周壁5は内部に壁19を備えていてもよい。図6に示した例では、入口2aと出口2bとが近接しているが、壁19が入口2aと出口2bとを隔てている。壁19によって仕切られることによって、内部空間5nは完全な環状ではない構造となっている。入口2aから外周壁5の内部へと流入した流体12は、壁19を通過することはできず、迂回するように外周壁5の内部を通った後で出口2bを通って外周壁5から出ることができる。   As shown in FIG. 6, the container 2 has an inlet 2 a and an outlet 2 b for flowing a fluid 12 so that heat exchange with the heat storage material 3 is possible. The fluid 12 can pass through the internal space 5 n of the outer peripheral wall 5. In the example shown in FIG. 6, the container 2 has an inlet 2 a on the upper surface of the outer peripheral wall 5. The container 2 has an outlet 2 b on the lower surface of the outer peripheral wall 5. The internal space 5n may be annular, but may not be annular. The outer peripheral wall 5 may have a wall 19 inside. In the example shown in FIG. 6, the inlet 2a and the outlet 2b are close to each other, but the wall 19 separates the inlet 2a and the outlet 2b. By being partitioned by the wall 19, the internal space 5n has a non-circular structure. The fluid 12 that has flowed into the outer peripheral wall 5 from the inlet 2a cannot pass through the wall 19, passes through the outer peripheral wall 5 to bypass, and then exits the outer peripheral wall 5 through the outlet 2b. be able to.

熱交換器101の一部に注目し、流体12の流れを矢印で示したものを図7に示す。流体12は、第1配管4の第1部分41によって、最も上にある容器2の外周壁5へと導かれる。流体12は、最も上にある容器2において外周壁5に沿って1周した後、接続部17を通って上から2番目の容器2の外周壁5へと導かれる。流体12は、この容器2において先ほどとは逆向きに1周した後、接続部17を通って上から3番目の容器2の外周壁5へと導かれる。   FIG. 7 shows the flow of the fluid 12 indicated by arrows with a focus on a part of the heat exchanger 101. The fluid 12 is guided to the outer peripheral wall 5 of the uppermost container 2 by the first portion 41 of the first pipe 4. The fluid 12 makes one round along the outer peripheral wall 5 in the uppermost container 2, and then is guided to the outer peripheral wall 5 of the second container 2 from the top through the connection portion 17. The fluid 12 makes one round in the opposite direction to the previous direction in the container 2, and then is guided to the outer peripheral wall 5 of the third container 2 from the top through the connection portion 17.

熱交換器101の一部を図7とは異なる向きから見たところを図8に示す。流体12は、1つの容器2の外周壁5内を流れ終えた後で、その1つ下の容器2の外周壁5に移り、その容器2の外周壁5において流れる。これが繰り返される。流体12は、最も下にある容器2において外周壁5に沿って1周した後、第2部分42を通って熱交換器101から排出される。   FIG. 8 shows a part of the heat exchanger 101 viewed from a direction different from that in FIG. After the fluid 12 finishes flowing in the outer peripheral wall 5 of one container 2, the fluid 12 moves to the outer peripheral wall 5 of the next lower container 2 and flows in the outer peripheral wall 5 of the container 2. This is repeated. The fluid 12 makes one round along the outer peripheral wall 5 in the lowermost container 2, and then is discharged from the heat exchanger 101 through the second portion 42.

(作用・効果)
本実施の形態では、容器2の外周壁5の内部に配置された内部空間15nを流体12が通過することができる。これは、熱交換のための配管の少なくとも一部が容器2の外周壁5として設けられているに等しい。したがって、本実施の形態における熱交換器101では、効率良く熱交換を行なうことができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the fluid 12 can pass through the internal space 15n disposed inside the outer peripheral wall 5 of the container 2. This is equivalent to that at least a part of the pipe for heat exchange is provided as the outer peripheral wall 5 of the container 2. Therefore, heat exchange can be performed efficiently in heat exchanger 101 in the present embodiment.

(実施の形態2)
(構成)
図9を参照して、本発明に基づく実施の形態2における熱交換器について説明する。本実施の形態における熱交換器の構成は、実施の形態1で述べた熱交換器101と同様であるが、容器の構成が以下のとおり異なる。本実施の形態における熱交換器は、容器2に代えて容器2hを備える。実施の形態1における熱交換器101が複数の容器2を備えていたのと同様に、本実施の形態における熱交換器は、上下方向に配列された複数の容器2hを備えている。容器2hに蓄熱材3が収容された状態の断面図を図9に示す。容器2hにおいては、底板が二重構造になっている。内部空間5nは、部分5naと部分5nbとを含む。
(Embodiment 2)
(Constitution)
With reference to FIG. 9, the heat exchanger in Embodiment 2 based on this invention is demonstrated. The configuration of the heat exchanger in the present embodiment is the same as that of the heat exchanger 101 described in the first embodiment, but the configuration of the container is different as follows. The heat exchanger in the present embodiment includes a container 2h instead of the container 2. Similarly to the heat exchanger 101 according to the first embodiment including the plurality of containers 2, the heat exchanger according to the present embodiment includes a plurality of containers 2h arranged in the vertical direction. FIG. 9 shows a cross-sectional view of the state in which the heat storage material 3 is accommodated in the container 2h. In the container 2h, the bottom plate has a double structure. The internal space 5n includes a portion 5na and a portion 5nb.

複数の容器2hの各々は、蓄熱材3に当接して蓄熱材3を下から支持する内底板18aと、内底板18aから離隔して内底板18aより下方に位置する外底板18bとを含む。内部空間5nの一部である部分5naは、内底板18aと外底板18bとの間に配置されている。部分5naは、蓄熱材3に対して下側に位置し、部分5nbは、蓄熱材3に対して側方に位置する。流体12は、部分5naと部分5nbとのいずれの内部も流れることができる。   Each of the plurality of containers 2h includes an inner bottom plate 18a that contacts the heat storage material 3 and supports the heat storage material 3 from below, and an outer bottom plate 18b that is spaced apart from the inner bottom plate 18a and positioned below the inner bottom plate 18a. The portion 5na, which is a part of the internal space 5n, is disposed between the inner bottom plate 18a and the outer bottom plate 18b. The part 5na is located on the lower side with respect to the heat storage material 3, and the part 5nb is located on the side with respect to the heat storage material 3. The fluid 12 can flow inside either the portion 5na or the portion 5nb.

(作用・効果)
本実施の形態では、容器2hの底板が二重構造となっていることにより、流体12は、内底板18aと外底板18bとの間も流れることができるので、蓄熱材3に対して外周壁5の側から熱交換するだけでなく、下側から熱交換をすることも可能となる。したがって、効率良く熱交換を行なうことができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, since the bottom plate of the container 2h has a double structure, the fluid 12 can also flow between the inner bottom plate 18a and the outer bottom plate 18b. In addition to exchanging heat from the side of 5, it is also possible to exchange heat from below. Therefore, heat exchange can be performed efficiently.

(実施の形態3)
(構成)
図10〜図11を参照して、本発明に基づく実施の形態3における熱交換器について説明する。実施の形態1,2では、熱交換器に含まれる容器が、上から見て角張った正方形状となるような外周壁を備える構成を示したが、本実施の形態では、外周壁の形状が異なる。本実施の形態における熱交換器102は、図10に示すような容器2iを備える。容器2iにおいては、外周壁5は上から見て角を丸くした正方形状となっている。図10では、説明の便宜のために容器2i内の蓄熱材3を図示省略しており、容器2iが空であるように表示されているが、実際には、各容器2i内には蓄熱材3が収容されている。容器2iの断面図を図11に示す。実施の形態1,2の容器2では、外周壁5の断面が長方形となっていたが、本実施の形態における容器2iでは、外周壁5の断面はほぼ円形となっている。外周壁5の断面の内部は、内部空間5nとなっている。内部空間5nには流体12が通ることができる。
(Embodiment 3)
(Constitution)
With reference to FIGS. 10-11, the heat exchanger in Embodiment 3 based on this invention is demonstrated. In the first and second embodiments, the container included in the heat exchanger has a configuration including an outer peripheral wall that is square when viewed from above, but in this embodiment, the shape of the outer peripheral wall is Different. The heat exchanger 102 in the present embodiment includes a container 2i as shown in FIG. In the container 2i, the outer peripheral wall 5 has a square shape with rounded corners when viewed from above. In FIG. 10, for convenience of explanation, the heat storage material 3 in the container 2i is not shown, and the container 2i is displayed as empty, but actually, the heat storage material is in each container 2i. 3 is housed. A cross-sectional view of the container 2i is shown in FIG. In the container 2 of the first and second embodiments, the outer peripheral wall 5 has a rectangular cross section, but in the container 2i in the present embodiment, the outer peripheral wall 5 has a substantially circular cross section. The inside of the cross section of the outer peripheral wall 5 is an internal space 5n. The fluid 12 can pass through the internal space 5n.

(作用・効果)
本実施の形態では、熱交換のための配管の少なくとも一部が容器2iの外周壁5となっているので、効率良く熱交換を行なうことができる。外周壁5の内部空間5nの断面が円形であるので、熱交換のための流体12を流す際の抵抗を低減することができる。したがって、熱交換媒体の流量を大きく設定することができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, since at least a part of the piping for heat exchange is the outer peripheral wall 5 of the container 2i, heat exchange can be performed efficiently. Since the cross section of the inner space 5n of the outer peripheral wall 5 is circular, it is possible to reduce the resistance when the fluid 12 for heat exchange flows. Therefore, the flow rate of the heat exchange medium can be set large.

(実施の形態4)
(構成)
図12〜図13を参照して、本発明に基づく実施の形態4における熱交換器について説明する。この熱交換器は、上下方向に配列された複数の容器2jを備える。容器2jの斜視図を図12に示す。容器2jの平面図を図13に示す。
(Embodiment 4)
(Constitution)
With reference to FIGS. 12-13, the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention is demonstrated. This heat exchanger includes a plurality of containers 2j arranged in the vertical direction. A perspective view of the container 2j is shown in FIG. A plan view of the container 2j is shown in FIG.

本実施の形態で示したように、複数の容器2jの各々は、上から見たとき外周壁5の第1部位から前記空間8を横切って前記外周壁の第2部位につながる第1フィン7を備える。図12および図13に示した例では、第1フィン7は、容器2jの中心を通る放射状に設けられているが、このような配置に限らない。第1フィン7は、容器2jの中心を通るとは限らない。   As shown in the present embodiment, each of the plurality of containers 2j has a first fin 7 connected to the second part of the outer peripheral wall from the first part of the outer peripheral wall 5 across the space 8 when viewed from above. Is provided. In the example shown in FIGS. 12 and 13, the first fins 7 are provided in a radial shape passing through the center of the container 2 j, but are not limited to such an arrangement. The first fin 7 does not necessarily pass through the center of the container 2j.

(作用・効果)
本実施の形態では、第1フィン7と蓄熱材3との間でも熱交換をすることが可能となるので、熱交換の効率を上げることができる。第1フィン7の上下方向の寸法は、空間8を完全に区切る程度の大きさであってもよいが、空間8の上下方向の寸法より小さくてもよい。第1フィン7の両側にある蓄熱材3は、第1フィン7によって完全に分断されてもよい。第1フィン7の両側にある蓄熱材3は、第1フィン7の上、下または上下両方においてつながっていてもよい。
(Action / Effect)
In the present embodiment, heat exchange can be performed even between the first fins 7 and the heat storage material 3, so that the efficiency of heat exchange can be increased. The dimension of the first fin 7 in the vertical direction may be a size that completely divides the space 8, but may be smaller than the vertical dimension of the space 8. The heat storage material 3 on both sides of the first fin 7 may be completely divided by the first fin 7. The heat storage materials 3 on both sides of the first fin 7 may be connected both above, below, and above and below the first fin 7.

(実施の形態5)
(構成)
図14〜図15を参照して、本発明に基づく実施の形態5における熱交換器について説明する。この熱交換器は、上下方向に配列された複数の容器2kを備える。容器2kの斜視図を図14に示す。容器2kの平面図を図15に示す。
(Embodiment 5)
(Constitution)
With reference to FIGS. 14-15, the heat exchanger in Embodiment 5 based on this invention is demonstrated. This heat exchanger includes a plurality of containers 2k arranged in the vertical direction. A perspective view of the container 2k is shown in FIG. A plan view of the container 2k is shown in FIG.

容器2kは、実施の形態4で示した容器2jと同様の構成を備えているが、以下の点で異なる。複数の容器2kの各々は、上から見たとき外周壁5から空間8の途中まで延在する第2フィン9を備える。第2フィン9の上下方向の寸法は、第1フィン7と同じであってもよく、第1フィン7より大きくても小さくてもよい。   The container 2k has the same configuration as the container 2j shown in the fourth embodiment, but differs in the following points. Each of the plurality of containers 2k includes second fins 9 extending from the outer peripheral wall 5 to the middle of the space 8 when viewed from above. The vertical dimension of the second fin 9 may be the same as that of the first fin 7, and may be larger or smaller than the first fin 7.

(作用・効果)
本実施の形態における熱交換器の容器2jでは、第1フィン7の他に第2フィン9を備えているので、領域Aのように周囲の第1フィン7からも外周壁5からも遠い領域においても第2フィン9を用いて効率良く熱交換することができる。
(Action / Effect)
In the heat exchanger vessel 2j according to the present embodiment, since the second fin 9 is provided in addition to the first fin 7, the region far from the surrounding first fin 7 and the outer peripheral wall 5 as in the region A. In this case, heat can be efficiently exchanged using the second fins 9.

上記実施の形態のいずれにもいえることであるが、蓄熱材3は、粉末状または粒状であることが好ましい。蓄熱材3は、CaOまたはCa(OH)2を主材料とすることが好ましい。 As in any of the above embodiments, the heat storage material 3 is preferably in the form of powder or granules. The heat storage material 3 preferably contains CaO or Ca (OH) 2 as a main material.

実施の形態1においては熱交換器101を備えるケミカルヒートポンプ501を示したが、同様に、他の実施の形態における熱交換器を備えるケミカルヒートポンプも考えられる。   Although the chemical heat pump 501 including the heat exchanger 101 is shown in the first embodiment, similarly, the chemical heat pump including the heat exchanger according to another embodiment is also conceivable.

これまでの実施の形態では、熱交換器は、上下方向に並ぶように配置された複数の容器を備えるものとして説明してきたが、複数の容器は他の配置であってもよい。上下方向以外に並んでいてもよい。熱交換器が備える容器の数は1であってもよい。   In the embodiments so far, the heat exchanger has been described as including a plurality of containers arranged in the vertical direction, but the plurality of containers may be in other arrangements. They may be arranged in directions other than the vertical direction. The number of containers provided in the heat exchanger may be one.

なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
In addition, you may employ | adopt combining suitably two or more among the said embodiment.
In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

2,2i,2j,2k 容器、2a 入口、2b 出口、3 蓄熱材、4 第1配管、5 外周壁、7 第1フィン、8 (蓄熱材を収容する)空間、12 流体、15 支え板、16 脚、17 接続部、18 底板、18a 内底板、18b 外底板、19 壁、41 第1部分、42 第2部分、101,102 熱交換器、401 反応槽、402 貯水槽、403 第2配管、404 弁、405 真空ポンプ、501 ケミカルヒートポンプ。   2, 2 i, 2 j, 2 k container, 2 a inlet, 2 b outlet, 3 heat storage material, 4 first piping, 5 outer peripheral wall, 7 first fin, 8 space (contains heat storage material), 12 fluid, 15 support plate, 16 legs, 17 connecting parts, 18 bottom plate, 18a inner bottom plate, 18b outer bottom plate, 19 walls, 41 first part, 42 second part, 101, 102 heat exchanger, 401 reaction tank, 402 water storage tank, 403 second piping 404 valve, 405 vacuum pump, 501 chemical heat pump.

Claims (7)

上下方向に配列された複数の容器と、
前記複数の容器の各々に収容されることで少なくとも一部が露出するように保持される蓄熱材とを備え、
前記複数の容器の各々は、上から見たときに前記蓄熱材を収容する空間の最外周を規定する外周壁を有し、
前記容器は、前記蓄熱材と熱交換可能なように流体を流すための入口、内部空間および出口を有し、
前記内部空間の少なくとも一部は、前記外周壁の厚みの内部に配置されている、熱交換器。
A plurality of containers arranged vertically, and
A heat storage material that is held so as to be exposed at least in part by being accommodated in each of the plurality of containers,
Each of the plurality of containers has an outer peripheral wall that defines an outermost periphery of a space that houses the heat storage material when viewed from above,
The container has an inlet for flowing a fluid so as to exchange heat with the heat storage material, an inner space, and an outlet.
At least a part of the internal space is a heat exchanger disposed inside the thickness of the outer peripheral wall.
前記複数の容器の各々は、前記蓄熱材に当接して前記蓄熱材を下から支持する内底板と、前記内底板から離隔して前記内底板より下方に位置する外底板とを含み、前記内部空間の一部は、前記内底板と前記外底板との間に配置されている、請求項1に記載の熱交換器。   Each of the plurality of containers includes an inner bottom plate that contacts the heat storage material and supports the heat storage material from below, and an outer bottom plate that is spaced apart from the inner bottom plate and positioned below the inner bottom plate. The heat exchanger according to claim 1, wherein a part of the space is disposed between the inner bottom plate and the outer bottom plate. 前記複数の容器の各々は、上から見たとき前記外周壁の第1部位から前記空間を横切って前記外周壁の第2部位につながる第1フィンを備える、請求項1または2に記載の熱交換器。   3. The heat according to claim 1, wherein each of the plurality of containers includes a first fin that extends from the first portion of the outer peripheral wall to the second portion of the outer peripheral wall across the space when viewed from above. Exchanger. 前記複数の容器の各々は、上から見たとき前記外周壁から前記空間の途中まで延在する第2フィンを備える、請求項1から3のいずれかに記載の熱交換器。   4. The heat exchanger according to claim 1, wherein each of the plurality of containers includes a second fin extending from the outer peripheral wall to the middle of the space when viewed from above. 前記蓄熱材は、粉末状または粒状である、請求項1から4のいずれかに記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat storage material is powdery or granular. 前記蓄熱材は、CaOまたはCa(OH)2を主材料とする、請求項1から5のいずれかに記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat storage material contains CaO or Ca (OH) 2 as a main material. 請求項1から6のいずれかに記載の熱交換器と、
前記熱交換器を収容する反応槽と、
貯水槽と、
前記反応槽と前記貯水槽との間で気体を流通させることができる第2配管とを備える、ケミカルヒートポンプ。
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 6;
A reaction vessel containing the heat exchanger;
A water tank,
A chemical heat pump comprising: a second pipe through which a gas can flow between the reaction tank and the water storage tank.
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