JP6597222B2 - Chemical heat storage reactor, chemical heat storage system, and method of manufacturing chemical heat storage reactor - Google Patents
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Description
本発明は、化学蓄熱反応器、化学蓄熱システム及び化学蓄熱反応器の製造方法に関する。 The present invention relates to a chemical heat storage reactor, a chemical heat storage system, and a method for manufacturing a chemical heat storage reactor.
特許文献1には、蓄熱材層、反応媒体拡散層、及び熱交換部が積層されることで積層体が形成され、この積層体が、積層方向の両側から一対のエンドプレートによって挟まれ、拘束された構造の化学蓄熱反応器が記載されている。
In
特許文献1に記載の構成では、具体的には、一方のエンドブレードの四隅部分と他方のエンドプレートの四隅部分とを、ボルトを介して連結させることで、蓄熱材層、反応媒体拡散層、及び熱交換部を拘束する拘束力が生じている。
Specifically, in the configuration described in
特許文献1に記載の構成では、積層体に対する拘束力を高くするためには、エンドプレートを大型化する必要があり、熱容量が大きくなる。エンドプレートの熱容量が大きいと、エンドプレートに吸収される熱も多くなってしまうため、改善の余地がある。
In the configuration described in
本願の目的は、蓄熱材層の膨張を抑制しつつ、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの熱容量を小さくすることである。 The object of the present application is to reduce the heat capacities of the chemical heat storage reactor and the chemical heat storage system while suppressing the expansion of the heat storage material layer.
第一の態様では、反応媒体との結合により発熱し反応媒体の脱離により蓄熱する蓄熱材成形体が拘束枠の内部に配置された蓄熱材層と、前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層へ供給される又は前記蓄熱材層から排出される前記反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記反応媒体拡散層とは反対側で前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層への熱供給及び前記蓄熱材層からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を備えた積層体と、前記積層体が収容され前記積層体の各外面を覆って前記積層体を拘束する拘束部材と、を有する。 In the first aspect, a heat storage material layer in which a heat storage material molded body that generates heat by coupling with the reaction medium and stores heat by desorption of the reaction medium is disposed inside the restraint frame, and is stacked on the heat storage material layer and the heat storage material A reaction medium diffusion layer through which the reaction medium supplied to or discharged from the heat storage material layer flows, and heat supply to the heat storage material layer laminated on the heat storage material layer on the opposite side of the reaction medium diffusion layer And a heat exchanger that performs at least one of the heat recovery from the heat storage material layer, and a restraining member that contains the laminate and covers each outer surface of the laminate and restrains the laminate And having.
この化学蓄熱反応器では、反応媒体拡散層が蓄熱材層に積層され、熱交換部が、蓄熱材層において反応媒体拡散層とは反対側に積層されている。蓄熱材層は、反応媒体と結合することで発熱し、反応媒体が脱離して蓄熱する。 In this chemical heat storage reactor, the reaction medium diffusion layer is stacked on the heat storage material layer, and the heat exchange part is stacked on the opposite side of the heat storage material layer from the reaction medium diffusion layer. The heat storage material layer generates heat by being combined with the reaction medium, and the reaction medium is desorbed to store heat.
蓄熱材層は発熱時(反応媒体との結合時)に膨張しようとするが、蓄熱体成形体は拘束枠の内部に配置されている。また、積層体は、拘束部材に収容されており、蓄熱材層の膨張を抑制できる。拘束部材は、積層体の各外面を覆って、積層体との間の隙間が少ない状態で積層体を拘束しており、積層体からの力が分散して作用する。拘束部材の強度を過渡に高くする必要がなく、拘束部材の熱容量が小さい。 The heat storage material layer tends to expand during heat generation (when combined with the reaction medium), but the heat storage body molded body is disposed inside the restraint frame. Moreover, the laminated body is accommodated in the restraining member and can suppress the expansion of the heat storage material layer. The restraining member covers each outer surface of the laminate and restrains the laminate in a state where there are few gaps between the laminate, and the force from the laminate acts in a dispersed manner. There is no need to transiently increase the strength of the restraining member, and the heat capacity of the restraining member is small.
このように、拘束部材が、積層体の外面を覆って接触し、積層体を拘束する構造を採ることで、化学蓄熱反応器の熱容量の小さい構成が実現できる。 Thus, a structure with a small heat capacity of the chemical heat storage reactor can be realized by adopting a structure in which the restraining member covers and contacts the outer surface of the laminate and restrains the laminate.
第二の態様では、第一の態様において、前記積層体が直方体状である。 In a 2nd aspect, the said laminated body is a rectangular parallelepiped shape in a 1st aspect.
直方体状の積層体に対し、拘束部材により、互いに直交する3方向(幅方向、奥行方向及び高さ方向)で挟み込むように拘束することが可能である。 It is possible to restrain a rectangular parallelepiped laminated body so as to be sandwiched in three directions (width direction, depth direction, and height direction) orthogonal to each other by a restraining member.
第三の態様では、第一の態様において、前記拘束部材が、対向する2面を含む少なくとも4面の拘束面で前記積層体を拘束する拘束籠体と、前記拘束籠体において前記拘束面がない面を覆って前記拘束籠体に取り付けられ前記拘束籠体に収容された前記積層体を固定する固定部材と、を有する。 According to a third aspect, in the first aspect, the restraining member includes a restraining housing that restrains the stacked body with at least four restraining surfaces including two opposing surfaces, and the restraining surface of the restraining housing includes the restraining surface. A fixing member that covers the non-covered surface and is attached to the restraining housing and fixes the laminated body housed in the restraining housing.
したがって、拘束籠体において拘束面の無い面から積層体を内部に挿入し、拘束面が無い面を固定部材で覆うことで、拘束籠体内に積層体を固定できる。 Therefore, the laminate can be fixed in the restraint housing by inserting the laminate into the restraint housing from the surface without the restraint surface and covering the surface without the restraint surface with the fixing member.
第四の態様では、第三の態様において、前記拘束面が、前記積層体における積層方向の両端面で前記積層体を拘束している。 In a fourth aspect, in the third aspect, the constraining surface constrains the stacked body at both end surfaces in the stacking direction of the stacked body.
積層体は積層方向に大きく膨張しやすい。拘束面は、前記積層体を積層方向の両端面で拘束しているので、積層体の膨張を効果的に抑制できる。 The laminate tends to expand greatly in the stacking direction. Since the constraining surface constrains the stacked body at both end surfaces in the stacking direction, expansion of the stacked body can be effectively suppressed.
第五の態様では、第四の態様において、前記拘束籠体に設けられ前記拘束籠体の内部と外部とで気体を流通可能とする流通部を有する。 In a 5th aspect, it has a distribution | circulation part which is provided in the said restraint housing and can distribute | circulate gas between the inside and the exterior of the said restraint housing in a 4th aspect.
流通部により、反応媒体としての気体を拘束籠体の内部に流入させたり、拘束籠体の外部に流出させたりできる。 With the flow part, the gas as the reaction medium can flow into the inside of the restraining housing or out of the restraining housing.
第六の態様では、第五の態様において、前記流通部が、前記積層体の反応媒体出入面との対向面にのみ設けられる。 In a sixth aspect, in the fifth aspect, the flow section is provided only on a surface facing the reaction medium entrance / exit surface of the laminate.
積層体において反応媒体出入面との対向面以外には流通部が形成されていないので、拘束籠体の強度が高い。 In the laminated body, since the flow part is not formed except the surface facing the reaction medium entrance / exit surface, the strength of the restraining housing is high.
第七の態様では、第二〜第六のいずれか1つの態様において、前記拘束籠体を部分的に中空とする中空部が形成される。 In a seventh aspect, in any one of the second to sixth aspects, a hollow portion is formed in which the restraining housing is partially hollow.
中空部を形成することで、拘束籠体の軽量化を図ることができる。中空部としては、たとえば、拘束籠体の面が板状である場合は、内部をくり抜いた構造や、板厚方向に貫通孔を形成した構造が含まれる。拘束籠体の面を柵状あるいは格子状に形成した場合は、柵や格子の間の部分が中空部である。 By forming the hollow portion, it is possible to reduce the weight of the restraining housing. Examples of the hollow portion include a structure in which the inside of the restraining housing is plate-shaped and a through-hole is formed in the plate thickness direction. When the surface of the restraining housing is formed in a fence shape or a lattice shape, a portion between the fence and the lattice is a hollow portion.
第八の態様では、第七の態様において、複数の前記積層体が積層され、複数の前記積層体ごとに、前記拘束籠体に収容されている。 In an eighth aspect, in the seventh aspect, a plurality of the stacked bodies are stacked, and the plurality of stacked bodies are accommodated in the restraining housing.
積層体ごとに拘束籠体に収容することで、蓄熱材層の膨張をより効果的に抑制できる。 The expansion of the heat storage material layer can be more effectively suppressed by accommodating each laminated body in the restraining housing.
第九の態様では、第一〜第八のいずれか1つの態様に記載の化学蓄熱反応器と、前記化学蓄熱反応器の前記反応媒体拡散層への前記反応媒体の供給及び前記反応媒体拡散層からの前記反応媒体の受け取りのうち少なくとも一方を行う蒸発凝縮器と、を有する。 In a ninth aspect, the chemical heat storage reactor according to any one of the first to eighth aspects, the supply of the reaction medium to the reaction medium diffusion layer of the chemical heat storage reactor, and the reaction medium diffusion layer An evaporative condenser that performs at least one of receiving the reaction medium from
蒸発凝縮器により、化学蓄熱反応器の反応媒体拡散層への反応媒体の供給及び反応媒体拡散層からの反応媒体の受け取りの少なくとも一方を行うことで、蓄熱体層に対する反応媒体の授受を行うことができる。 The reaction medium is transferred to the heat storage layer by at least one of supplying the reaction medium to the reaction medium diffusion layer of the chemical heat storage reactor and receiving the reaction medium from the reaction medium diffusion layer by the evaporative condenser. Can do.
第一〜第八のいずれか1つの態様の化学蓄熱反応器を有するので、蓄熱材層の膨張を抑制しつつ、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの熱容量を小さくできる。 Since the chemical heat storage reactor according to any one of the first to eighth aspects is included, the heat capacity of the chemical heat storage reactor and the chemical heat storage system can be reduced while suppressing the expansion of the heat storage material layer.
第十の態様では、反応媒体との結合により発熱し反応媒体の脱離により蓄熱する蓄熱材成形体が拘束枠の内部に配置された蓄熱材層と、前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層へ供給される又は前記蓄熱材層から排出される前記反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記反応媒体拡散層とは反対側で前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層への熱供給及び前記蓄熱材層からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を備えた積層体を、対向する2面を含む少なくとも4面の拘束面を有する拘束籠体に収容して前記拘束面で前記積層体を拘束し、前記拘束籠体において前記拘束面がない面を固定部材で覆って前記固定部材を前記拘束籠体に取り付け、前記拘束籠体に収容された前記積層体を固定する。 In a tenth aspect, a heat storage material layer that is heated by coupling with the reaction medium and stores heat by desorption of the reaction medium is disposed inside the restraint frame, and the heat storage material is laminated on the heat storage material layer. A reaction medium diffusion layer through which the reaction medium supplied to or discharged from the heat storage material layer flows, and heat supply to the heat storage material layer laminated on the heat storage material layer on the opposite side of the reaction medium diffusion layer And a heat exchanging part that performs at least one of the heat recovery from the heat storage material layer is housed in a restraint housing having at least four restraint surfaces including two opposing faces, and the restraint The laminate is constrained by a surface, a surface of the restraint housing having no restraint surface is covered with a fixing member, the fixing member is attached to the restraint housing, and the laminate housed in the restraint housing is fixed. To do.
積層体を拘束籠体に収容すると、拘束籠体の拘束面が積層体に対向する(好ましくは接触する)ので、積層体を構成する各層のズレを抑制できる。 When the laminated body is accommodated in the restraining housing, the restraining surface of the restraining housing faces (preferably contacts) the laminated body, so that deviation of each layer constituting the laminated body can be suppressed.
第十一の態様では、第十の態様において、前記拘束籠体に対し前記積層体を積層方向と直交する方向に挿入して収容する。 In an eleventh aspect, in the tenth aspect, the stacked body is inserted into and accommodated in the direction perpendicular to the stacking direction with respect to the restraining housing.
積層体を、積層方向と直交する方向で拘束籠体に挿入するので、挿入途中で積層体を構成する各層が積層方向に分離することを抑制できる。 Since the laminated body is inserted into the constraining casing in a direction orthogonal to the laminating direction, it is possible to suppress separation of each layer constituting the laminated body in the laminating direction during insertion.
第十二の態様では、第九又は第十一の態様において、一体成形された板材を折り曲げて前記拘束籠体を形成する。 According to a twelfth aspect, in the ninth or eleventh aspect, the integrally formed plate member is bent to form the restraining casing.
拘束籠体を一体成形された板材で形成するので、部品点数が少なくて済み、拘束籠体の各面を接合する拘束籠体を所定の形状に組み立てる工程も少なくて済む。 Since the restraining housing is formed of an integrally formed plate material, the number of parts can be reduced, and the number of steps for assembling the restraining housing to join each surface of the restraining housing into a predetermined shape can be reduced.
第十三の態様では、第九又は第十一の態様において、別体で成形された板材を接合して前記拘束籠体を形成する。 In a thirteenth aspect, in the ninth or eleventh aspect, a plate member molded separately is joined to form the restraining housing.
別体で形成された板材を接合して拘束籠体を形成するので、形状の自由度が高い。 Since a restraint housing is formed by joining plate members formed separately, the degree of freedom in shape is high.
第十四の態様では、第九〜第十三のいずれか1つの態様において、前記拘束籠体に前記積層体を収容した後に前記蓄熱材成形体を水和させる。 In a fourteenth aspect, in any one of the ninth to thirteenth aspects, the heat storage material molded body is hydrated after the laminated body is accommodated in the restraining casing.
積層体を拘束籠体に挿入することで、短時間で拘束籠体に収容でき、収容後に蓄熱材成形体を水和させるので、蓄熱材成形体の不用意な炭酸化を抑制できる。 By inserting the laminated body into the restraining housing, it can be accommodated in the restraining housing in a short time, and the heat storage material molded body is hydrated after housing, so that inadvertent carbonation of the heat storage material molded body can be suppressed.
本発明では、蓄熱材層の膨張を抑制しつつ、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの熱容量を小さくできる。 In the present invention, the heat capacity of the chemical heat storage reactor and the chemical heat storage system can be reduced while suppressing the expansion of the heat storage material layer.
<第一実施形態> <First embodiment>
本発明の第一実施形態に係る化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの一例について図1〜図12を用いて説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上方向(鉛直方向の上向き)を示し、矢印Wは装置右方向(幅方向の右向き)を示し、矢印Dは装置奥方向(奥行方向の奥向き)を示す。なお、第一実施形態の化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの設置状況では、装置幅方向及び装置奥方向は、水平方向でもある。 An example of the chemical heat storage reactor and the chemical heat storage system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The arrow H shown in the figure indicates the upward direction of the device (upward in the vertical direction), the arrow W indicates the right direction of the device (rightward in the width direction), and the arrow D indicates the depth direction of the device (backward in the depth direction). Show. In addition, in the installation situation of the chemical heat storage reactor and the chemical heat storage system of the first embodiment, the device width direction and the device back direction are also horizontal directions.
〔化学蓄熱システム〕
化学蓄熱システム10は、図1(A)及び(B)に示されるように、蒸発凝縮器12と、化学蓄熱反応器20と、連通路14と、を備えている。
[Chemical heat storage system]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the chemical
〔蒸発凝縮器〕
蒸発凝縮器12は、蒸発部、凝縮部及び貯留部としての機能を備えている。蒸発部は、貯留した水を蒸発させて(水蒸気を生成して)化学蓄熱反応器20に供給する。凝縮部は、化学蓄熱反応器20から受け取った水蒸気を凝縮する。貯留部は、水蒸気が凝縮されて生成された液体の水を貯留する。
[Evaporation condenser]
The
蒸発凝縮器12は、内部に水が貯留される容器16を備えている。容器16内には、水蒸気を凝縮する、又は水を蒸発するのに用いる熱媒流路17の一部が配置されている。さらに、熱媒流路17は、容器16内における少なくとも気相部16Aを含む部分で熱交換を行うように配置されている。そして、凝縮時には低温媒体、蒸発時には中温媒体が、熱媒流路17を流れるようになっている。
The
〔連通路〕
連通路14の一端部は蒸発凝縮器12に接続され、連通路14の他端部は化学蓄熱反応器20に接続されている。連通路14はこのように、蒸発凝縮器12と化学蓄熱反応器20とに接続されることで、蒸発凝縮器12の内部と化学蓄熱反応器20の内部とを連通する通路として機能する。
[Communication passage]
One end of the
連通路14は、蒸発凝縮器12(容器16)と化学蓄熱反応器20(後述する反応容器22)との連通、非連通を切り替えるための開閉弁19を備えている。そして、容器16、反応容器22、連通路14、及び開閉弁19は、互いの接続部位が気密に構成されており、これらの内部空間が予め真空脱気されている。
The
〔反応器〕
化学蓄熱反応器20は、図2に示されるように、反応容器22と蓄熱材反応部30と熱流動部50とを備えている。蓄熱材反応部30は、反応容器22の内部に配置されており、反応媒体との結合により発熱し、反応媒体の脱離により蓄熱する。熱流動部50は、蓄熱材反応部30に積層されており、熱交換部の一例である。そして、蓄熱材反応部30と熱流動部50とを含んで積層体60が構成されている。本実施形態では、積層体60は、後述するように反応容器22内に複数積層されており、積層ユニット90を構成している。
[Reactor]
As shown in FIG. 2, the chemical
[反応容器]
反応容器22は、ステンレス鋼板等により、図3に示されるように、上方側が開放される箱状の本体部材22Aと、この開放部分を閉塞する蓋部材22Bとを備えている。そして、本体部材22Aと蓋部材22Bとが溶接等により固着されることで、本体部材22Aと蓋部材22Bとの間がシールされている。これにより、反応容器22の内部は反応容器22の外部と隔離され、前述したように、反応容器22の内部が真空脱気されている。そして、反応容器22の内部には、積層体60との間に水蒸気が流通可能な反応媒体流動部26が確保されている。
[Reaction vessel]
As shown in FIG. 3, the
[積層体]
積層体60は、図4に示されるように、蓄熱材層32と蓄熱材拘束層34と反応媒体拡散層36とを備えている。蓄熱材拘束層34は、蓄熱材層32に上方側から積層されている。反応媒体拡散層36は、蓄熱材拘束層34に上方側から積層されている。
[Laminate]
As shown in FIG. 4, the
蓄熱材層32、蓄熱材拘束層34、及び反応媒体拡散層36は、装置上下方向から見て同様の矩形状とされている。図5に示されるように、複数(図示の例では3つ)の直方体状の積層体60が、装置上下方向に並んで非接合状態(溶接などで固定されていない状態)で積層された状態で、積層ユニット90が構成されている。この積層ユニット90が、図2に示されるように反応容器22の内部に収容されている。
The heat
[蓄熱材反応部:蓄熱材層]
蓄熱材層32は、図8(A)〜(C)に示されるように、蓄熱材ユニット42と、フレーム部材44とを備えている。蓄熱材ユニット42は、本実施形態では、1つの蓄熱材成形体40から構成されているが、たとえば、幅方向及び奥行方向に分割された複数の蓄熱材成形体40で構成されていてもよい。フレーム部材44は、蓄熱材ユニット42が内部に配置される枠状の部材であり、拘束枠の一例である。
[Heat storage material reaction part: Heat storage material layer]
As shown in FIGS. 8A to 8C, the heat
一例として、蓄熱材成形体40の厚さは30〔mm〕とされ、装置上下方向(板厚方向)から見て、蓄熱材成形体40は、一辺が100〔mm〕の正方形状とされている。
As an example, the thickness of the heat storage material molded
蓄熱材成形体40は、反応媒体との結合により発熱し、反応媒体の脱離により蓄熱する部材である。本実施形態では、蓄熱材成形体40には、一例として、アルカリ土類金属の酸化物の1つである酸化カルシウム(CaO:蓄熱材の一例)の成形体が用いられている。この成形体は、例えば、酸化カルシウム粉体をバインダ(例えば粘土鉱物等)と混練し、焼成することで、略矩形のブロック状に形成されている。
The heat storage material molded
蓄熱材成形体40に対する反応媒体は、本実施形態では水(液体又は気体)である。すなわち、蓄熱材成形体40は、水和に伴って放熱(発熱)し、脱水に伴って蓄熱(吸熱)する。具体的には以下に示す反応で放熱、蓄熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている。
CaO + H2O ⇔ Ca(OH)2
In this embodiment, the reaction medium for the heat storage material molded
CaO + H2O Ca Ca (OH) 2
この式に蓄熱量、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。そして、蓄熱材成形体40発熱時には膨張する。
When the heat storage amount and the heat generation amount Q are shown together in this equation,
CaO + H2O → Ca (OH) 2 + Q
Ca (OH) 2 + Q → CaO + H2O
It becomes. And it expand | swells at the time of heat storage material molded
一例として、蓄熱材成形体40の1kg当たりの蓄熱容量は、1.86[MJ/kg]である。
As an example, the heat storage capacity per kg of the heat storage material molded
本実施形態において、蓄熱材成形体40を構成する蓄熱材の粒径とは、蓄熱材が粉体の場合はその平均粒径、粒状の場合は造粒前の粉体の平均粒径とする。これは、粒が崩壊する場合、前工程の状態に戻ると推定されるためである。
In this embodiment, the particle size of the heat storage material constituting the heat storage material molded
フレーム部材44は、装置上下方向から見て矩形枠状であり、フレーム部材44内に蓄熱材ユニット42(蓄熱材成形体40)が配置されている。これにより、蓄熱材ユニット42における水平方向(板厚方向に対して直交する直交方向、矢印D方向及びW方向)の動きは、フレーム部材44によって拘束される。フレーム部材44の装置上下方向の寸法(厚み寸法)は、水和反応に伴って蓄熱材成形体40が膨張した際の密度が、予め決められた蓄熱材成形体40の設定密度になるように決められている。フレーム部材44は、拘束枠の一例である。
The
[蓄熱材反応部:蓄熱材拘束層]
図4に示される蓄熱材拘束層34は、貫通孔が多数形成されたシート状のエッチングフィルターである。貫通孔の孔径の一例は、φ200〔μm〕である。蓄熱材拘束層34は、反応媒体拡散層36と蓄熱材層32との間に挟まれた状態で配置される。
[Heat storage material reaction part: Heat storage material constrained layer]
The heat storage
蓄熱材拘束層34は、蓄熱材成形体40を構成する蓄熱材の平均粒径より小さいろ過精度を有している。これにより、蓄熱材拘束層34では、蓄熱材成形体40を構成する蓄熱材の平均粒径より小さい流路を水蒸気が通過するのを許容する一方、平均粒径よりも大きい蓄熱材の通過を制限する。
The heat storage
なお、ろ過精度とは、ろ過効率が50〜98%となる粒子径のことであり、ろ過効率とは、ある粒子径の粒子に対する除去効率である。 The filtration accuracy is a particle diameter at which the filtration efficiency is 50 to 98%, and the filtration efficiency is a removal efficiency for particles having a certain particle diameter.
[蓄熱材反応部:反応媒体拡散層]
反応媒体拡散層36は、図9(A)に示されるように、天板37と流路部材38とを備えている。天板37は、本実施形態では、装置上下方向で見て矩形(フレーム部材44と同じ形)の板状部材である。この天板37に、複数の流路部材38が固定されている。流路部材38は、水蒸気が流れる装置幅方向に延び、装置奥行方向に間隔をあけて並んでいる(図9(B)参照)。
[Heat storage material reaction part: Reaction medium diffusion layer]
The reaction
夫々の流路部材38は、図9(B)に示されるように、天板37に対して下方側に配置され、装置幅方向から見て蓄熱材拘束層34(図4参照)側が開放されたU字状である。流路部材38の上壁38Bは天板37の下面に溶接されている。
As shown in FIG. 9B, each
これにより、流路部材38の内側、及び隣り合う流路部材38の間に、蓄熱材層32へ供給される水蒸気、又は蓄熱材層32から排出される水蒸気が装置幅方向(矢印W方向)に沿って流れるようになっている。
Thereby, the water vapor supplied to the heat
〔熱流動部〕
熱流動部50は、図4に示されるように、下方側から蓄熱材反応部30に積層されている。
[Heat flow part]
As shown in FIG. 4, the
熱流動部50は、図10(A)及び(B)に示されるように、装置上下方向から見て矩形状の本体部52を備えている。本体部52の内部には、熱媒体が流れる流路54が、本体部52の側壁に沿って形成されている。流路54の両方の流路端54A、54Bは、本体部52において、手前側を向いた側面52Aで開放されている。一方の流路端54Aと、他方の流路端54Bとは、装置幅方向(矢印W方向)に並んでいる。熱流動部50は熱交換部の一例である。
As shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B), the
〔熱媒体流路〕
熱媒が流れる熱媒体流路70は、図5及び図6に示されるように、一対の配管70A、70Bと、複数の連通部材70Cと、を備えている。配管70A、70Bは、反応容器22を構成する蓋部材22Bを貫通するように装置上下方向に延びている。複数の連通部材70Cは、配管70A、70Bと熱流動部50の流路54とを連通させる。
[Heat medium flow path]
As shown in FIGS. 5 and 6, the heat
具体的には、連通部材70Cが、間隔をあけて配管70A、70Bに取り付けられている。夫々の連通部材70Cは、図示しない固定具を用いて、流路端54A、54Bに取り付けられることで、配管70A、70Bと熱流動部50の流路54とが連通する。
Specifically, the
図1(A)及び(B)に示されるように、反応容器22の外部に配置された熱源94及び熱利用対象物96に、温熱又は冷熱が、配管70A、70Bを通って輸送される。なお、配管70A、70Bの連通先は、切替部材76によって、熱源94及び熱利用対象物96のいずれか一方に切り替えられる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, hot or cold heat is transported to the
〔拘束部材〕
図5及び図6に示されるように、積層ユニット90(複数の積層体60)は、拘束籠体62に収容される。拘束籠体62は、図7に示されるように、積層ユニット90において、手前側の面(前面)を除く5面に接触して積層ユニット90を拘束するように直方体の籠状(箱状)に形成されている。拘束籠体62における手前側の面は開放面62Kである。
[Restraining member]
As shown in FIGS. 5 and 6, the stacked unit 90 (the plurality of stacked bodies 60) is accommodated in the restraining
この拘束籠体62と、後述する固定部材64とで、積層ユニット90を拘束する拘束部材66が構成される。
The restraining
ここで、積層ユニット90において、積層方向の一端(上端)に位置する積層体60Aの上端面は、積層ユニット90の一端面90A(上端面)である。同様に、積層ユニット90において、積層方向の他端(下端)に位置する積層体60Bの下端面は、積層ユニット90の他端面90B(下端面)である。このような積層ユニット90に対し、拘束籠体62は、一端面90Aに面接触する上拘束面62Uと、他端面90Bに面接触する下拘束面62Lとを有する。
Here, in the stacked
上拘束面62Uと下拘束面62Lとは互いに対向している。拘束籠体62の内部に積層ユニット90が収容された状態では、上拘束面62Uと下拘束面62Lとによって、複数の積層体60、特に蓄熱材成形体40が積層方向(上下方向)に拘束されている。
The
積層ユニット90において、積層方向と直交する方向の端面(右端面及び左端面)は、蒸気が出入りする蒸気出入面90Dである。拘束籠体62において、この蒸気出入面90Dに対向する面は、蒸気が流通可能な蒸気流通面62Dである。換言すれば、柵部材62Sの間の空間に、蒸気が流通する流通部68が構成されている。そして、柵部材62Sの間の空間は、中空部であるとも言える。
In the stacking
第一実施形態では、蒸気流通面62Dは、上下方向に延在する複数の柵部材62Sで構成されている。すなわち、複数の柵部材62Sによって、拘束籠体62としての剛性、特に上拘束面62Uと下拘束面62Lとの間隔維持が図られるとともに、柵部材62Sの間において蒸気が流通可能な構造が実現される。
In the first embodiment, the
拘束籠体62はさらに、積層ユニット90の後面に接触する後拘束面62Bを有する。後拘束面62Bも、拘束籠体62において、剛性、特に上拘束面62Uと下拘束面62Lとの間隔維持に寄与する部位である。
The restraining
図5及び図6に示されるように、拘束籠体62内に積層ユニット90が収容された状態で、拘束籠体62の開放面62Kには、固定部材64が取り付けられる。固定部材64は、積層ユニット90の前面に接触し、積層ユニット90を拘束籠体62に固定する。第一実施形態では、固定部材64は、板状に形成されており、配管70A、70Bの間に配置されると共に、連通部材70Cを避ける幅に形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the fixing
第一実施形態では、図7に示されるように、拘束籠体62を構成する上拘束面62U、下拘束面62L、蒸気流通面62D及び後拘束面62Bは、たとえば、それぞれ別体で形成される。そして、これら各面が、溶接、接着等により接合されて、籠状の拘束籠体62が形成される構造を採ることができる。また、後述する第二実施形態と同様に、展開状態でこれらが形成された平面状の板材を折り曲げることが形成してもよい。
In the first embodiment, as shown in FIG. 7, the
(化学蓄熱システムの作用)
次に、化学蓄熱システム10の作用について説明する。
(Operation of chemical heat storage system)
Next, the operation of the chemical
化学蓄熱システム10において、化学蓄熱反応器20に蓄熱された熱を蓄熱材層32から発熱(放熱)させる際には、図1(B)に示されるように、切替部材76により熱媒体流路70の連通先が熱利用対象物96に切り替えられる。さらに、開閉弁19が開弁される。この状態で、蒸発凝縮器12の熱媒流路17に中温媒体を流し、液相部16Bの水を蒸発させる。そして、生成された水蒸気が連通路14内を矢印D方向に移動して、反応容器22内に供給される。
In the chemical
続いて、反応容器22内では、供給された水蒸気が反応媒体流動部26(図2及び図3参照)を通る。そして、図11に示されるように、この水蒸気WGが反応媒体拡散層36を流れる。水蒸気WGが蓄熱材拘束層34を通過して蓄熱材層32と接触することにより、蓄熱材層32の蓄熱材成形体40は、水和反応を生じつつ発熱(放熱)する。この熱は、熱流動部50の流路54内を流れる熱媒体によって、熱利用対象物96に輸送される。
Subsequently, in the
これに対し、化学蓄熱システム10において蓄熱材層32の蓄熱材成形体40に熱を蓄熱させる際には、図1(A)に示されるように、切替部材76により熱媒体流路70の連通先が熱源94に切り替えられる。さらに、開閉弁19が閉弁される。この状態で、熱流動部50の流路54内(図10(A)及び(B)参照)に、熱源94によって加熱された熱媒体が流れる。
On the other hand, when the heat is stored in the heat storage material molded
図11に示されるように、流路54を流れる熱媒体の熱によって蓄熱材成形体40が脱水反応を生じ、この熱が蓄熱材成形体40に蓄熱される。
As shown in FIG. 11, the heat storage material molded
さらに、蓄熱材成形体40から離脱された水蒸気WGは、蓄熱材拘束層34から反応媒体拡散層36に流れ込む。反応媒体拡散層36に流れ込んだ水蒸気WGは、反応媒体流動部26を通り、図1(A)に示されるように、連通路14を矢印E方向に流れて蒸発凝縮器12内に流れ込む。
Further, the water vapor WG separated from the heat storage material molded
そして、蒸発凝縮器12の気相部16Aにおいて、熱媒流路17を流れる冷媒によって水蒸気が冷却され、凝縮された水が容器16の液相部16Bに貯留される。
Then, in the
以上説明した蓄熱材成形体40の蓄熱、放熱について、図12に示す化学蓄熱システム10のサイクル(一例)を参照しつつ補足する。図12には、PT線図に示された圧力平衡点における化学蓄熱システム10のサイクルが示されている。この図において、上側の等圧線が脱水(蓄熱)反応を示し、下側の等圧線が水和(発熱)反応を示している。
It supplements, referring the cycle (an example) of the chemical
このサイクルでは、例えば、蓄熱材成形体40の温度が410℃で蓄熱された場合、水蒸気は、50℃が平衡温度となる。そして、化学蓄熱システム10では、水蒸気は蒸発凝縮器12(図1参照)において熱媒流路17の冷媒との熱交換によって50℃以下に冷却され、凝縮されて水になる。
In this cycle, for example, when the temperature of the heat storage material molded
一方、熱媒流路17に中温媒体を流すことで、蒸気圧の水蒸気が発生する。例えば、図12のサイクルにおいて、5℃で水蒸気を発生させる場合、蓄熱材成形体は315℃で放熱することが解る。このように、内部が真空脱気されている化学蓄熱システム10では、5℃付近の低温熱源から熱を汲み上げて、315℃もの高温を得ることができる。
On the other hand, when an intermediate temperature medium is allowed to flow through the heat
ところで、水蒸気Wが蓄熱材拘束層34を通過して蓄熱材層32と接触するとき、蓄熱材成形体40は、水和反応を生じつつ発熱(放熱)すると共に、膨張しようとする。
By the way, when the water vapor W passes through the heat storage
本実施形態では、図5及び図6に示されるように、積層ユニット90が拘束籠体62に収容されている。拘束籠体62の5つの面が、積層ユニット90に接触しており、積層ユニット90と拘束籠体62との間に無駄な空間(隙間)が生じていない。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
特に、拘束籠体62の上拘束面62Uは積層ユニット90の一端面90Aに、下拘束面62Lは積層ユニット90の他端面90Bに面接触しており、複数の積層体60、特に蓄熱材成形体40が積層方向(上下方向)に拘束されている。これにより、積層体60のそれぞれの蓄熱材成形体40が積層方向(矢印H方向)に膨張することが抑制される。そして、それぞれの蓄熱材層32の間に積層されている各部材についても、蓄熱材成形体40が膨張した際に、積層方向の間隔が変化しまうことが抑制される。なお、積層方向の間隔とは、積層方向のピッチであって、一の部材の中央部と、一の部材の隣りに配置されている部材の中央部との距離である。
In particular, the
特に、本実施形態では、上拘束面62Uが一端面90Aの中心を含む面全体に、下拘束面62Lが他端面90Bの中心を含む面全体にそれぞれ接触しているので、蓄熱材成形体40において最も膨張力が強い部分である中心部分を拘束し、効果的に膨張を抑制できる。
In particular, in the present embodiment, the
しかも、このように、高強度で蓄熱材成形体40の膨張を抑制できるので、蓄熱材成形体40における水(反応媒体)との反応を効果的に生じさせるように化学蓄熱反応器20の設計を行うことができる。
Moreover, since the expansion of the heat storage material molded
上拘束面62Uは、一端面90Aに対し面全体で接触しているので、一端面90Aの一部に局所的に接触する構造と比較して、膨張しようとする蓄熱材成形体40からの力が分散される。同様に、下拘束面62Lは、他端面90Bに対し面全体で接触しており、他端面90Bの一部に局所的に「接触する構造と比較して、膨張しようとする蓄熱材成形体40からの力が分散される。すなわち、上拘束面62U及び下拘束面62Lでは、応力が分散され、応力の不均一性が抑制された状態で、積層ユニット90(積層体60)を拘束する。
Since the
このように、拘束籠体62は、積層ユニット90との間に無駄な空間を生じさせることなく積層ユニット90を拘束でき、しかも、拘束籠体62の強度を過度に高める必要がないので、拘束籠体62の熱容量を小さくすることが可能である。このように、本実施形態では、拘束籠体62として熱容量が小さい構造が実現されている。したがって、化学蓄熱反応器20としても、熱が拘束籠体62に逃げる量が少なくなり、高効率、高性能な化学蓄熱反応器となる。また、拘束籠体62が小型化されることで、化学蓄熱反応器20の軽量化を図ることができる。
As described above, the restraining
第一実施形態では、拘束籠体62の5つの面が一体成形されている。これらの各面を別体で形成した後に接合した構成と比較して、部品点数が少ない。そして、化学蓄熱反応器20を製造する際の作業工程も少なくなる。
In the first embodiment, the five surfaces of the restraining
特に、拘束籠体62が5つの面を備えることで、これら5つの面を用いて積層ユニット90(積層体60)を強く拘束できる。
In particular, since the restraining
拘束籠体62は、柵部材62Sの間の空間として中空部が構成されているので、このような中空部がない構造と比較して、より軽量化が図られている。
Since the
次に、第一実施形態の化学蓄熱反応器の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the chemical heat storage reactor of the first embodiment will be described.
第一実施形態の製造方法では、複数の積層体60を積層して、積層ユニット90を構成する。
In the manufacturing method of the first embodiment, the stacked
この積層ユニット90を、拘束籠体62に挿入する。挿入時には、図7に示されるように、拘束籠体62の開放面62Kから、積層ユニット90における奥側(矢印D方向)に向かって挿入する。この挿入方向は、積層方向(矢印H方向及びその反対)と直交する方向である。積層ユニット90の積層方向には挿入しないので、挿入途中で、積層体60、あるいは、積層体60を構成している各層(蓄熱材層32、蓄熱材拘束層34、反応媒体拡散層36及び熱流動部50が不用意に分離したりずれたりしない。
This
また、積層ユニット90を拘束籠体62に挿入する途中では、積層ユニット90の幅方向の両側面(蒸気出入面90D)が、拘束籠体62の蒸気流通面62Dに接触している。このため、積層ユニット90を拘束籠体62に挿入する途中で、積層体60、あるいは、積層体60を構成している各層(蓄熱材層32、蓄熱材拘束層34、反応媒体拡散層36及び熱流動部50)が幅方向(矢印W方向及びその反対方向)不用意にずれない。
In the middle of inserting the
そして、拘束籠体62内に積層ユニット90が収容された状態で、固定部材64を拘束籠体62に取り付け、積層ユニット90を拘束部材66に固定する。
Then, in a state where the
積層ユニット90が固定された状態で、拘束部材66(積層ユニット90)を反応容器22に収容する。
The restraint member 66 (lamination unit 90) is accommodated in the
積層ユニット90を拘束籠体62に対し開放面62Kから挿入すれば収容できるため、収容に要する時間が短い。実質的に、拘束籠体62に積層ユニット90(積層体60)を収容した後に、蓄熱材成形体40を水和させることになる。短時間で積層ユニット90(積層体60)を拘束籠体62に収容して拘束部材66に固定できるため、拘束籠体62へ積層ユニット90を挿入する際の、水和による蓄熱材成形体40の炭酸化を抑制できる。
Since the stacked
第一実施形態では、拘束籠体62を構成している各面を別体で形成しておき、各面を溶接等により接合することで、所定形状の拘束籠体62を形成できる。拘束籠体62の各面が別体であるので、形状の自由度が高い。
In 1st embodiment, each surface which comprises the
<第二実施形態>
次に、第二実施形態について図13A及び図13Bを用いて説明する。なお、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。また、以下の各実施形態では、積層ユニット90(積層体60)の構成は第一実施形態と同様であるので図示を省略する。また、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの全体的構成も第一実施形態と同様であるので、図示を省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 13A and 13B. In addition, about the same element, member, etc. as 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. Further, in each of the following embodiments, the configuration of the laminated unit 90 (laminated body 60) is the same as that of the first embodiment, and hence illustration is omitted. Moreover, since the whole structure of a chemical thermal storage reactor and a chemical thermal storage system is the same as that of 1st embodiment, illustration is abbreviate | omitted.
第二実施形態では、図13Bに示されるように、拘束籠体262が、所定形状に形成した1枚の板材(展開籠体264)を、所定の折曲線266で折り曲げることで形成される。
In the second embodiment, as shown in FIG. 13B, the constraining
図13Aにも示されるように、拘束籠体262の上拘束面62Uは、幅方向左右に分割された分割面262D、262Eで構成される。分割面262D、262Eの突合辺262Fには、係合部262Kが形成される。係合部262Kを互いに係合させることで、分割面262D、262Eの位置ズレが抑制される。
As shown in FIG. 13A, the upper restraining
なお、分割面262D、262Eは、突合辺262Fにおいて溶接等により接合され、上拘束面62Uが構成される。
The split surfaces 262D and 262E are joined by welding or the like at the
第二実施形態では、このように、1枚の板材で形成した展開籠体264を用いるので、拘束籠体262を構成する部品点数が少なくて済み、また、拘束籠体262を構成する各面を接合する工程(拘束籠体262を形成する工程)が不要である。
In the second embodiment, since the unfolded
そして、拘束籠体を、複数の面の接合構造とするか、もしくは一体的な構造(非接合構想)とするかは、たとえば、内部に収容する積層ユニット90の形状やサイズにより選択できる。このため、効率的に拘束籠体を製造できる。
And it can be selected by the shape and size of the lamination | stacking
<第三実施形態>
次に、第三実施形態について図14を用いて説明する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
第三実施形態の拘束籠体362は、上拘束面62U、下拘束面62L、2つの蒸気流通面62D及び後拘束面62B(第一実施形態として示す図7等参照)がいずれも板状の部材で形成される。
The
蒸気流通面62Dには、前側から、この板材の厚み方向中央をくり抜く空隙部364が形成されており、空隙部364の両側に、内側薄板部366U及び外側薄板部366Sが存在する形状である。
A
内側薄板部366Uには、貫通孔368が形成されている。拘束籠体362内に収容された積層ユニット90(積層体60)に対しては、空隙部364及び貫通孔368を通じて蒸気が流通可能である。すなわち、第三実施形態では、空隙部364及び貫通孔368が形成されることで流通部68が構成されており、蒸気流通面62Dが、蒸気を流通可能にするという作用を奏する構造である。
A through
空隙部364及び貫通孔368はいずれも、拘束籠体362を部分的に中空にしており、中空部の一例である。
Each of the
第三実施形態では、拘束籠体362の5つの面がいずれも板状に形成されているので、拘束籠体362の全体としての強度や形状安定性が高い。
In the third embodiment, since all the five surfaces of the restraining
特に、積層体60の蒸気出入面90Dに対向する面である蒸気流通面62Dにのみに流通部68が形成されており、他の面には流通部68が形成されていない。このため、拘束籠体362の強度が高い。
In particular, the
<第四実施形態>
次に、第四実施形態について図15を用いて説明する。第四実施形態において、第一〜第三実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the same elements and members as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第四実施形態の拘束籠体462は、上拘束面62U、下拘束面62L、2つの蒸気流通面62D及び後拘束面62Bがいずれも板状の部材で形成される。
In the
蒸気流通面62Dだけでなく、上拘束面62U及び下拘束面62Lにも、前側から、これらの板材の厚み方向中央をくり抜く空隙部364が形成されており、空隙部364の両側に、内側薄板部366U及び外側薄板部366Sが存在する形状である。
Not only the
さらに、第四実施形態では、蒸気流通面62Dの内側薄板部366Uだけでなく外側薄板部366Sにも貫通孔368が形成される。そして、外側薄板部366Sの貫通孔368と内側薄板部366Uの貫通孔368とで、流通部68が構成される。
Furthermore, in the fourth embodiment, the through
第四実施形態においても、拘束籠体462の5つの面がいずれも板状に形成されているので、拘束籠体462の全体としての強度や形状安定性が高い。
Also in the fourth embodiment, since all the five surfaces of the restraining
特に、上拘束面62U及び下拘束面62Lにも空隙部364が形成されているので、上拘束面62Uや下拘束面62Lに空隙部364が形成されない構造と比較して、軽量化や低熱容量化を図ることができる。
In particular, since the
そして、第四実施形態においても、積層体60の蒸気出入面90Dに対向する面である蒸気流通面62Dにのみに流通部68が形成されており、他の面には流通部68が形成されていないと言える。このため、拘束籠体462の強度が高い。
Also in the fourth embodiment, the
<第五実施形態>
次に、第五実施形態について図16を用いて説明する。第五実施形態において、第一〜第四実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, elements, members, and the like similar to those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第五実施形態の拘束籠体562は、上拘束面62U、下拘束面62L、2つの蒸気流通面62D及び後拘束面62Bがいずれも板状の部材で形成される。
In the
蒸気流通面62Dだけでなく、上拘束面62U及び下拘束面62Lにも、前側から、これらの板材の厚み方向中央をくり抜く空隙部364が形成されており、空隙部364の両側に、内側薄板部366U及び外側薄板部366Sが存在する形状である。さらに、蒸気流通面62Dの内側薄板部366Uだけでなく外側薄板部366Sにも貫通孔368が形成される。そして、外側薄板部366Sの貫通孔368と内側薄板部366Uの貫通孔368とで、流通部68が構成される。
Not only the
加えて、上拘束面62U及び下拘束面62Lの内側薄板部366U及び外側薄板部366Sにも貫通孔368が形成されている。
In addition, through
第五実施形態においても、拘束籠体562の5つの面がいずれも板状に形成されているので、拘束籠体562の全体としての強度や形状安定性が高い。
Also in the fifth embodiment, since all the five surfaces of the restraining
上拘束面62U及び下拘束面62Lにも空隙部364が形成されているので、軽量化や、低熱容量化を測ることができる。
Since the
第五実施形態では、上拘束面62U及び下拘束面62Lの内側薄板部366U及び外側薄板部366Sにも貫通孔368が形成されている。このため、上拘束面62U及び下拘束面62Lに貫通孔368が形成されていない構成と比較して、軽量化や低熱容量化を図ることができる。
In the fifth embodiment, through
<第六実施形態>
次に、第六実施形態について図17A及び図17Bを用いて説明する。
<Sixth embodiment>
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 17A and 17B.
第六実施形態の拘束籠体662は、上拘束面62U及び下拘束面62Lが格子状の部材で形成される。より具体的には、上拘束面62U及び下拘束面62Lは、幅方向に延在する複数の横桁部材662Yと、奥行方向に延在する複数の縦桁部材662Tとが交差した構造である。なお、第六実施形態では、後拘束面62Bも、柵部材62Sで形成されている。
In the
このように、第六実施形態では、拘束籠体662の5つの面が、格子状又は柵状に形成されている。したがって、拘束籠体のいずれかの面が板状に形成されている構造と比較して、軽量化や低熱容量化を図ることができる。この点で、横桁部材662Yと縦桁部材662Tとで囲まれた空間や、柵部材62Sの間の空間も中空部の一例であると言える。
As described above, in the sixth embodiment, the five surfaces of the restraining
<第七実施形態>
次に、第七実施形態について図18を用いて説明する。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG.
第七実施形態の拘束籠体762は、板状の上拘束面62U及び下拘束面62Lと、柵状の蒸気流通面62Dを有するが、後拘束面62Bは有さず、後面が開放された4面を有する形状である。換言すれば、後側にも開放面62Kが形成された構造である。
The
したがって、第七実施形態では、拘束籠体762の内部に積層ユニット90(積層体60)を収容した状態で、前側の開放面62Kだけでなく、後側の開放面62Kにも、固定部材64(図7参照)が取り付けられることで、積層ユニット90(積層体60)が固定される。
Therefore, in the seventh embodiment, in a state where the laminated unit 90 (laminated body 60) is accommodated in the restraining
第七実施形態では、前側と後側の両方に開放面62Kが形成されているので、拘束籠体762の前後を区別することなく使用できる。
In the seventh embodiment, since the
<第八実施形態>
次に、第八実施形態について図19を用いて説明する。
<Eighth embodiment>
Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG.
第八実施形態の拘束籠体862は、板状の上拘束面62U、下拘束面62L、後拘束面62Bを有するが、柵状の蒸気流通面62Dは幅方向の一方(図19の例では右側)にのみ形成されている。すなわち、幅方向の他方(図19に例では左側)には開放面62Kが形成されている。拘束籠体862の前側も開放面62Kであるので、拘束籠体862は、上拘束面62U、下拘束面62L、後拘束面62B、および1つの蒸気流通面62Dの4面を有する形状である。
The
このように、前側及び幅方向一方側に開放面62Kが形成された拘束籠体862であっても、内部に収容された積層ユニット90(積層体60)を拘束できる。特に、拘束籠体862は、上拘束面62U及び下拘束面62Lを有しているので、積層ユニット90(積層体60)を積層方向に確実に拘束できる。
As described above, even with the restraining
なお、第八実施形態では、前側及び幅方向一方側の開放面62Kにあてがわれるように、たとえば、略L字状に形成された固定部材864を用いれば、収容された積層ユニット90(積層体60)を確実に固定できる。
In the eighth embodiment, for example, if a fixing
<第九実施形態>
次に、第九実施形態について図20を用いて説明する。
<Ninth embodiment>
Next, a ninth embodiment will be described with reference to FIG.
第九実施形態の拘束籠体962は、上下方向の中間位置に仕切面964を有する。仕切面964は、拘束籠体962の内部を、上下2つの空間(収容空間966U、966L)に仕切っている。
The restraining
第九実施形態では、このように、拘束籠体962が上下2つの収容空間966U、966Lを有するので、それぞれの収容空間966U、966Lに、積層ユニット90(積層体60)を収容することができる。
In the ninth embodiment, the constraining
収容空間966U、966Lに収容される対象としては、単体の積層体60(積層ユニット90ではない)であってもよい。特に、それぞれの収容空間966U、966Lに積層体60を単体で収容する構成では、蓄熱材成形体40の膨張をより効果的に抑制できる。
The object accommodated in the
そして、拘束籠体962の収容空間に、収容対象である積層ユニット90(積層体60)を1つ又は複数収容して拘束でき、組み付けに要する時間を短くできる。
In addition, one or a plurality of stacked units 90 (stacked body 60) to be stored can be stored and constrained in the storage space of the
なお、収容空間の数は、図20に示す例では上下2つであるが、3つ以上であってもよい。 The number of accommodation spaces is two in the upper and lower directions in the example shown in FIG. 20, but may be three or more.
仕切面964は、図20では、1枚の板材であるが、仕切面964を上下2枚の板材や、柵状の部材、格子状の部材等で構成してもよい。
In FIG. 20, the
<第十実施形態>
次に、第十実施形態について図21及び図22を用いて説明する。
<Tenth embodiment>
Next, a tenth embodiment will be described with reference to FIGS.
第一〜第九実施形態では、積層ユニット90(積層体60)は直方体状であったのに対し、第十実施形態では、積層ユニット1090(積層体1060)は円柱状である。すなわち、それぞれの積層体1060が円柱状に形成され、この積層体1060が積層されることで、積層ユニット1090も円柱状である。積層ユニット1090の一端面1090Aから、2本の熱媒体流路70A、70Bが上方に向けて延出されている。
In the first to ninth embodiments, the laminated unit 90 (laminated body 60) has a rectangular parallelepiped shape, whereas in the tenth embodiment, the laminated unit 1090 (laminated body 1060) has a cylindrical shape. That is, each
そして、第十実施形態の拘束部材1066は、円柱状の積層ユニット1090(積層体1060)に対応した形状である。
And the restraining
具体的には、拘束部材1066は、下拘束面1062L、柵部材1062S及び上環部材1062Kを備えた拘束籠体1062を有する。下拘束面1062Lは、積層ユニット1090よりもわずかに大径の円板状に形成されており、この下拘束面1062Lの周囲から、柵部材1062Sが周方向に間隔を開けて立設されている。柵部材1062Sの上端には環状の上環部材1062Kが固定されており、柵部材1062Sが互いに平行な状態を維持している。また、柵部材1062Sの間は、蒸気が流通可能な蒸気流通面1062Dである。
Specifically, the restraining
図22に示すように、拘束籠体1062の内部に積層ユニット1090が収容された状態で、積層ユニット1090の一端面1090Aは、拘束籠体1062の上端と同じ高さに位置する。このように拘束籠体1062に収容された積層ユニット1090の一端面1090Aに接触させて、固定部材1064が拘束籠体1062に取り付けられる。固定部材1064は拘束部材1066における上拘束面1062Uでもある。
As shown in FIG. 22, one
固定部材1064は、図22に示す例では、熱媒体流路70A、70Bを避けるように、2本の熱媒体流路70A、70Bの間に配設される幅を有する板状の部材である。固定部材1064は、上環部材1062Kに取り付けられることで、積層ユニット1090の一端面1090Aに接触して積層ユニット1090を拘束する。また、柵部材1062Sは積層ユニット90(積層体60)の周囲を取り囲んで拘束する。
In the example shown in FIG. 22, the fixing
固定部材1064の長手方向の両端面は、上環部材1062Kの外周部分と同一の曲率で湾曲する湾曲面1064Bであり、固定部材1064は、上環部材1062Kに取り付けられると、上環部材1064Kからはみ出さない形状である。
Both end surfaces of the fixing
第十実施形態では、積層ユニット(積層体)が円柱状であるが、この他にも、たとえば多角柱状であってもよいく、積層ユニット(積層体)の形状は特に限定されない。したがって、拘束部材としては、積層ユニット(積層体)の形状に対応して、積層ユニット(積層体)を拘束できればよい。 In the tenth embodiment, the laminated unit (laminated body) has a cylindrical shape, but other than this, for example, it may have a polygonal column shape, and the shape of the laminated unit (laminated body) is not particularly limited. Therefore, the restraining member only needs to be able to restrain the laminated unit (laminate) corresponding to the shape of the laminated unit (laminate).
第一〜第九実施形態のように、直方体の積層ユニット90(積層体60)では、互いに平行な3組の平面を有している。そして、拘束部材によって、互いに直交する3方向(幅方向、奥行方向及び高さ方向)で積層ユニット90(積層体60)を挟み込むように拘束することが可能である。 As in the first to ninth embodiments, the rectangular parallelepiped laminated unit 90 (laminated body 60) has three sets of planes parallel to each other. And it is possible to restrain so that the lamination | stacking unit 90 (laminated body 60) may be pinched | interposed by three directions (width direction, depth direction, and height direction) orthogonal to each other by a restraint member.
上記各実施形態では、拘束籠体に対し、固定部材が取り付けられる構造を挙げているが、たとえば、拘束部材の各面(直方体状であれば5面又は4面)が別体の部材で形成されて接合される構造では、拘束籠体を構成する特定の面の部材を、固定部材とみなしてもよい。たとえば、第一実施形態において、後拘束面62Bを取り外した状態(4面)の拘束籠体62内に積層ユニット90(積層体60)を収容し、その後、固定部材64と後拘束面62Bとを拘束籠体62に取り付けてもよい。この場合、実質的に、後拘束面62Bも固定部材として作用していると言える。拘束籠体62における他の面についても同様である。また、他の実施形態の拘束籠体についても、各面が別体で形成されている構造では、同様のことが言える。
In each of the above embodiments, a structure in which a fixing member is attached to the restraining housing is described. For example, each surface of the restraining member (5 or 4 surfaces if a rectangular parallelepiped shape) is formed of a separate member. In the structure to be joined, a member on a specific surface constituting the restraining housing may be regarded as a fixing member. For example, in the first embodiment, the laminated unit 90 (laminated body 60) is accommodated in the restraining
10 化学蓄熱システム
12 蒸発凝縮器
20 化学蓄熱反応器
26 反応媒体流動部
30 蓄熱材反応部
32 蓄熱材層
34 蓄熱材拘束層
36 反応媒体拡散層
40 蓄熱材成形体
42 蓄熱材ユニット
44 フレーム部材
50 熱流動部
60 積層体
62 拘束籠体
62U 上拘束面
62L 下拘束面
62B 後拘束面
62D 蒸気流通面(対向面)
62K 開放面
64 固定部材
66 拘束部材
68 流通部
90 積層ユニット
90A 一端面
90B 他端面
90D 蒸気出入面
262 拘束籠体
362 拘束籠体
364 空隙部(中空部の一例
368 貫通孔(中空部の一例)
462 拘束籠体
562 拘束籠体
662 拘束籠体
762 拘束籠体
862 拘束籠体
864 固定部材
962 拘束籠体
1060 積層体
1062 拘束籠体
1062D 蒸気流通面
1062L 下拘束面
1062U 上拘束面
1064 固定部材
1066 拘束部材
1090 積層ユニット
1090A 一端面
DESCRIPTION OF
462
Claims (13)
前記積層体が収容され前記積層体の各外面を覆って前記積層体を拘束する拘束部材と、
を有し、
前記拘束部材が、
対向する2面を含む少なくとも4面の拘束面で前記積層体を拘束する拘束籠体と、
前記拘束籠体において前記拘束面がない面を覆って前記拘束籠体に取り付けられ前記拘束籠体に収容された前記積層体を固定する固定部材と、
を有する化学蓄熱反応器。 A heat storage material molded body that generates heat by coupling with the reaction medium and stores heat by desorption of the reaction medium, and is stacked on the heat storage material layer and supplied to the heat storage material layer. A reaction medium diffusion layer through which the reaction medium discharged from the heat storage material layer flows, and a heat supply to the heat storage material layer laminated on the heat storage material layer on the side opposite to the reaction medium diffusion layer and from the heat storage material layer A heat exchanger that performs at least one of the heat recovery of
A restraining member that contains the laminate and covers each outer surface of the laminate and restrains the laminate;
I have a,
The restraining member is
A restraining housing that restrains the laminate with at least four restraining surfaces including two opposing surfaces;
A fixing member that covers a surface of the restraining housing that does not have the restraining surface and that is attached to the restraining housing and fixes the laminated body housed in the restraining housing;
Chemical heat storage reactor to have a.
複数の前記積層体ごとに、前記拘束籠体に収容されている請求項6に記載の化学蓄熱反応器。 A plurality of the laminates are laminated,
The chemical heat storage reactor according to claim 6 , wherein each of the plurality of stacked bodies is accommodated in the restraining housing.
前記化学蓄熱反応器の前記反応媒体拡散層への前記反応媒体の供給及び前記反応媒体拡散層からの前記反応媒体の受け取りのうち少なくとも一方を行う蒸発凝縮器と、
を有する化学蓄熱システム。 The chemical heat storage reactor according to any one of claims 1 to 7 ,
An evaporative condenser that performs at least one of supply of the reaction medium to the reaction medium diffusion layer of the chemical heat storage reactor and reception of the reaction medium from the reaction medium diffusion layer;
Having a chemical heat storage system.
前記拘束籠体において前記拘束面がない面を固定部材で覆って前記固定部材を前記拘束籠体に取り付け、前記拘束籠体に収容された前記積層体を固定する、
化学蓄熱反応器の製造方法。 A heat storage material molded body that generates heat by coupling with the reaction medium and stores heat by desorption of the reaction medium, and is stacked on the heat storage material layer and supplied to the heat storage material layer. A reaction medium diffusion layer through which the reaction medium discharged from the heat storage material layer flows, and a heat supply to the heat storage material layer laminated on the heat storage material layer on the side opposite to the reaction medium diffusion layer and from the heat storage material layer And a heat exchanging part that performs at least one of the heat recovery of the above, and a laminate including at least four constraining surfaces including two opposing surfaces, and the laminate on the constraining surface. Restrained,
A surface having no restraint surface in the restraining housing is covered with a fixing member, the fixing member is attached to the restraining housing, and the laminate housed in the restraining housing is fixed.
A method for producing a chemical heat storage reactor.
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