JP6613931B2 - 反応器本体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、化学反応によって蓄熱する反応器に用いる反応器本体の製造方法に関する。

特許文献１に記載の反応器本体は、蓄熱材層、フィルタ、反応媒体拡散層、及び熱交換部が積層されており、これらが分離しないように拘束部材で拘束されている。
蓄熱材層は、枠状の拘束枠を備えており、この拘束枠の中に蓄熱材成形体が配置されている。蓄熱材成形体は、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、焼成することでブロック状に形成したものであり、内部には、粉体と粉体との間に微小な空隙が形成されているものである。水分は、この微小な空隙を通過して蓄熱材成形内の内部に至り、粉体となっている各々の酸化カルシウムと結合するようになっている。

そして、蓄熱材成形体の酸化カルシウムが水分と結合すると、酸化カルシウムは放熱、即ち発熱する。一方、発熱の終了した蓄熱材成形体を加熱して脱水すると、蓄熱材成形体は脱水に伴って吸熱、即ち蓄熱する。
このように、蓄熱材成形体は、放熱、蓄熱を可逆的に繰り返すことができる。

ところで、酸化カルシウムの粉体は、水との結合により発熱し、水酸化カルシウムとなるのに伴って膨張するので、これに伴って蓄熱材成形体も膨張し、膨張する際に膨張力を生ずるので、蓄熱材層、フィルタ、反応媒体拡散層、及び熱交換部が積層方向に変形しないように拘束部材で拘束する必要がある。
これは、フィルタ、反応媒体拡散層、及び熱交換部等が積層方向に変形し、蓄熱材成形体と熱交換部との間に隙間が生じると、熱交換効率が低下してしまうからである。

特開２０１４−１２６２９３号公報

ところで、蓄熱材成形体は、水和反応時に膨張するが、水和反応と脱水反応とを繰り返すことで、水和反応時の膨張が小さくなる。即ち、蓄熱材成形体は、第１回目の水和反応時において、最も大きな膨張力を発生する。
ここで、反応器本体を製造しようとした場合、蓄熱材と反応媒体との１回目の結合で生ずる最大膨張力によるセットの変形を抑えるためには、拘束部材の拘束力を大きくする必要がある。即ち、拘束部材が大型化してしまう。

本願発明の課題は、大型化を抑えた拘束部材で拘束された反応器本体の製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の反応器本体の製造方法は、反応媒体と結合することで膨張し発熱又は反応媒体が脱離して蓄熱する反応媒体結合前の蓄熱材が拘束枠の内部に配置されている蓄熱材層と、前記蓄熱材層の一方側に配置され、前記蓄熱材へ供給される又は前記蓄熱材から排出される反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記蓄熱材層と前記反応媒体拡散層との間に配置され、前記反応媒体の通過を許容し、前記蓄熱材の通過を阻止する複数の細孔が形成されたフィルタと、前記蓄熱材層において前記フィルタとは反対側に積層され、前記蓄熱材への熱供給及び前記蓄熱材からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を積層してユニットを形成する第１工程と、前記ユニットを複数積層したものを１つのセットとして、前記セットを積層方向に拘束する第１拘束部材を前記セットに装着して反応媒体結合前の前記蓄熱材を有する反応器本体を得る第２工程と、第２拘束部材を、前記反応器本体に装着する第３工程と、前記第２拘束部材が装着された前記反応器本体の前記蓄熱材に反応媒体を付与して前記蓄熱材と前記反応媒体とを結合させると共に、前記第２拘束部材で前記反応器本体を拘束する第４工程と、前記蓄熱材と前記反応媒体とを結合させた後に前記第２拘束部材を取り外して反応媒体結合済みの前記蓄熱材を有する前記反応器本体を得る第５工程と、を有する。

請求項１に記載の反応器本体の製造方法では、第１の工程で、反応媒体と結合することで膨張し発熱又は反応媒体が脱離して蓄熱する反応媒体結合前の蓄熱材が拘束枠の内部に配置されている蓄熱材層と、蓄熱材層の一方側に配置され、蓄熱材へ供給される又は蓄熱材から排出される反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、蓄熱材層と反応媒体拡散層との間に配置され、反応媒体の通過を許容し、蓄熱材の通過を阻止する複数の細孔が形成されたフィルタと、蓄熱材層においてフィルタとは反対側に積層され、蓄熱材への熱供給及び蓄熱材からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を積層してユニットが形成される。

第２工程では、ユニットを複数積層したものを１セットとして、セットを積層方向に拘束する第１拘束部材をセットに装着して反応媒体結合前の蓄熱材を有する反応器本体を得る。第１拘束部材でセットを積層方向に拘束することで、蓄熱材層、反応媒体拡散層、フィルタ、及び熱交換部が密着する。なお、蓄熱材層の蓄熱材は、周囲が拘束枠で囲まれており、更に積層方向の一方側にフィルタが配置され、積層方向の他方側に熱交換部が配置されることで、蓄熱材の全体が拘束枠、フィルタ、及び熱交換部で囲まれる。

第３工程では、第２拘束部材を反応器本体に装着する。これにより、第１拘束部材で拘束されている反応器本体に、第２拘束部材が装着されることになる。

第４工程では、第２拘束部材が装着された反応器本体の蓄熱材に反応媒体を付与して蓄熱材と反応媒体とを結合させる。蓄熱材層の蓄熱材は、この第４工程において初めて反応媒体と結合する。蓄熱材は、反応媒体と結合することで、膨張すると共に発熱する。
蓄熱材層の蓄熱材は、拘束枠の内部に配置されているため、拘束枠の方向への膨張が抑制されているため、拘束枠で拘束されていない方向、即ち、積層方向に膨張しようとする。

しかしながら、蓄熱材層の蓄熱材の積層方向の一方側にフィルタが配置され、積層方向の他方側に熱交換部が配置された状態で、セットが第１の拘束部材、及び第２の拘束部材で二重に拘束されるため、フィルタと熱交換部とで挟まれた蓄熱材の積層方向の膨張と、フィルタ、及び熱交換部の変形は強制的に抑制される。即ち、蓄熱材の膨張力を受けても、セット全体の変形は抑制されることになる。

第５工程では、蓄熱材と反応媒体とを結合させた後に第２拘束部材が取り外され、反応媒体と初めての結合を終えた蓄熱材を有する反応器本体が得られる。

このようにして得られた、反応器本体は、蓄熱材から反応媒体を離脱させること（脱水反応）で蓄熱を行い、蓄熱材に反応媒体と結合させること（水和反応）で発熱を行うことができ、発熱した熱を種々利用することが可能な製品として使用することができる。なお、このようにして製品として使用可能となった反応器本体は、蓄熱材層、反応媒体拡散層、フィルタ、及び熱交換部を積層してなるセットが第１の拘束部材で拘束されているので、蓄熱材層の蓄熱材の膨張が抑制され、セットを構成する各部材の変形も抑制される。

ところで、蓄熱材は、反応媒体と結合させたり、脱離させることで、発熱と蓄熱を行う事ができるが、蓄熱材は、最初に反応媒体を結合させた時の膨張率が最も大きく、その後、反応媒体を離脱させてから２回目の反応媒体との結合を行うと、膨張率が小さくなる。このため、蓄熱材に最初に反応媒体を結合させる際の膨張力が最大の膨張力となる。したがって、第３工程では、最大の膨張力によってセットが変形しないように第１の拘束部材、及び第２の拘束部材でセットを拘束する。

また、蓄熱材は、反応媒体との２回目以降の結合においては、膨張力が小さくなるので、セットは第１の拘束部材のみで拘束していても変形は抑えられる。即ち、請求項１に記載の反応器本体の製造方法で得られた反応器本体は、蓄熱材が反応媒体との結合を１回済ませているので、その後に、発熱、及び蓄熱を繰り返して使用する場合には、第１の拘束部材のみでセットが拘束されていれば事足りる。

仮に、第２の拘束部材を用いず、第１の拘束部材のみを用いて反応器本体を製造しようとした場合、蓄熱材と反応媒体との１回目の結合で生ずる最大膨張力によるセットの変形を抑えるためには、第１の拘束部材の拘束力を大きくする必要がある。即ち、第１の拘束部材が大型化してしまう。

しかしながら、請求項１に記載の反応器本体の製造方法では、最大膨張力を生ずる蓄熱材と反応媒体との１回目の結合時に、第１の拘束部材と第２の拘束部材とでセットを二重に拘束しているので、第２の拘束部材を用いない場合に比較して、第１の拘束部材の強度を低くすることができる。即ち、請求項１に記載の反応器本体の製造方法では、第１の拘束部材を構成する部材の量を減らすことが可能となり、製品となった反応器本体の小型軽量化、熱容量低減、及び製造コストの低減となる。

また、第１の拘束部材を構成する部材の量を減らすことで、反応器本体の熱容量を小さくすることができるので、蓄熱材と反応媒体とが反応する反応時間を短縮することができる。これにより、高性能な反応器本体を実現できる。

なお、第４工程において、蓄熱材と反応媒体とを結合させた後、蓄熱材から反応媒体を離脱させ、更に蓄熱材と反応媒体とを結合させてもよい。即ち、第４工程において、蓄熱材と反応媒体との結合を複数回行ってもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、前記反応器本体の外周を覆うと共に、前記反応媒体が通過する開口部が形成されている。

請求項２に記載の反応器本体の製造方法では、第２拘束部材の拘束材料によって、反応器本体全体を拘束することができる。
また、第２拘束部材は、反応器本体の外周を覆っているが、反応媒体が通過する開口部が形成されているので、第２拘束部材の内側に配置された反応器本体の蓄熱材に対して、開口部を介して反応媒体を供給することができる。
なお、開口部を複数形成することで、第２拘束部材を軽量化することができると共に、第２拘束部材の熱容量を小さくすることができる。これにより、顕熱分を減らすことができ、蓄熱材と反応媒体とが反応する反応時間を短縮することもできる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、内部に中空部を備えている。

請求項３に記載の反応器本体の製造方法では、第２拘束部材が内部に中空部を備えているので、中空部を備えていない第２拘束部材に比較して、軽量化を図ることができると共に、第２拘束部材の熱容量を小さくすることができる。これにより、顕熱分を減らすことができ、蓄熱材と反応媒体とが反応する反応時間を短縮することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向の両端側に配置される第１の棒状部材と、積層方向の一端側の前記第１の棒状部材と積層方向の他端側の前記第１の棒状部材とを連結する第２の棒状部材と、を含んで構成されている。

請求項４に記載の反応器本体の製造方法では、第２拘束部材が、反応器本体の積層方向の両端側に配置される第１の棒状部材と、積層方向の一端側の第１の棒状部材と積層方向の他端側の第１の棒状部材とを連結する第２の棒状部材とで構成されており、一対の第１の棒状部材でセットを積層方向に挟んで拘束することができる。
また、第２拘束部材が、第１の棒状部材と第２の棒状部材で構成されているので、セットの外周を覆うような板状部材で構成した場合に比較して、軽量化を図ることができると共に、第２拘束部材の熱容量を小さくすることができる。これにより、顕熱分を減らすことができ、蓄熱材と反応媒体とが反応する反応時間を短縮することができる。さらに、第２拘束部材を棒状の部材で構成することで、板材で構成する場合に比較して材料を減らすことができ、コストを低減することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、前記反応器本体に対して、着脱可能に設けられている。

請求項５に記載の反応器本体の製造方法では、第２拘束部材が、反応器本体に対して着脱可能となっている。このため、反応器本体から取り外した第２拘束部材を、別の反応器本体に取り付けることができ、第２拘束部材の再使用が可能となる。このため、反応器本体の製造においてコストを低減することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向に分離可能に設けられている。

請求項６に記載の第２拘束部材は、反応器本体の積層方向に分離可能とすることで、反応器本体から着脱することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６何れか１項に記載の反応器本体の製造方法において、前記第３工程では、前記反応器本体の積層方向端部と前記第２拘束部材との間に隙間が設けられている。

第１拘束部材で拘束された反応器本体の膨張を抑えるために第２拘束部材を用いているが、蓄熱材が膨張した際にセットがずれないように拘束できれば、第３工程において反応器本体の積層方向端部と前記第２拘束部材との間に隙間（クリアランス）を設け、第４工程において反応器本体が若干膨張できるようにしてもよい。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、複数の前記反応器本体を拘束する。

請求項８に記載の反応器本体の製造方法では、一つの第２拘束部材で複数の反応器本体を拘束することができるので、一つの反応器本体に対して一つずつ第２拘束部材を用いる場合に比較して、第２拘束部材の使用個数を減らすことができる。これによって、反応器本体の製造においてコストを低減することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向の両端部のみに接触する。

拘束枠が変形しなければ、第２拘束部材は、少なくとも反応器本体を積層方向に拘束できれば良い。したがって、第２拘束部材は、反応器本体の積層方向の両端部のみに接触する構成とすれば良く、第２拘束部材の構成を簡略化することが可能となる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の反応器本体の製造方法において、前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向の一端側に配置される第１部材と、前記反応器本体の積層方向の他端側に配置される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に配置される第３部材とを備え、前記第３部材は、前記第１部材と前記第２部材との何れか一方に固定され、何れか他方に着脱可能に設けられている。

請求項１０に記載の反応器本体の製造方法では、反応器本体の積層方向に配置される第１部材、及び第２部材の何れか一方を着脱可能としているので、取り外し箇所が減り、第２拘束部材を反応器本体に対して簡単に着脱する際の工数を低減することができる。

本発明の反応器本体の製造方法によれば、大型化を抑えた拘束部材で拘束された反応器本体を提供できる。

（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係る化学蓄熱システムを示した構成図である。 第１実施形態に係る反応器を示した斜視図である。 第１実施形態に係る反応器に備えられた積層体を示した分解斜視図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る反応器に備えられた反応媒体拡散層を示した斜視図であり、（Ｂ）は反応媒体拡散層を示した正面図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る反応器に備えられた熱流動部を示した斜視図であり、（Ｂ）は熱流動部を示した平面図である。 第１実施形態に係る反応器本体を示した斜視図である。 （Ａ）は、反応器本体を拘束する第２拘束部材の分解斜視図であり、（Ｂ）は反応器本体を収容した組み立て済みの第２拘束部材を示す斜視図である。 （Ａ）は図７（Ｂ）に示す反応器本体を収容した組み立て済みの第２拘束部材の８（Ａ）−８（Ａ）線断面図であり、（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す反応器本体を収容した組み立て済みの第２拘束部材の８（Ｂ）−８（Ｂ）線断面図である。 反応器本体を収容した組み立て済みの第２拘束部材を収容したタンクを示す斜視図である。 第２の実施形態に係る第２拘束部材に用いる部材を示す斜視図である。 第３の実施形態に係る第２拘束部材を示す斜視図である。 第４の実施形態に係る第２拘束部材を示す斜視図である。 （Ａ）は第５の実施形態に係る第２拘束部材を示す分解斜視図であり、（Ｂ）は反応器本体を収容した組み立て済みの第２拘束部材を示す斜視図である。 （Ａ）は 第６の実施形態に係る第２拘束部材を示す斜視図であり、（Ｂ）は、挟持プレートと支柱との締結部分を拡大した斜視図である。 第７の実施形態に係る第２拘束部材を示す斜視図である。 第８の実施形態に係る第２拘束部材を示す斜視図である。 第９の実施形態に係る第２拘束部材を示す斜視図である。

［第１実施形態］
図１乃至図９にしたがって、化学蓄熱システム１０に用いる本発明の第１実施形態に係る反応器本体２３の製造方法を説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。

（全体構成）
先ず最初に、化学蓄熱システム１０の全体構成を説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る化学蓄熱システム１０は、水の蒸発、水蒸気（反応媒体の一例）Ｗの凝縮が行われる蒸発凝縮器１２と、反応器２０と、蒸発凝縮器１２と反応器２０とを連通する連通路１４とを含んで構成されている。

（蒸発凝縮器）
蒸発凝縮器１２は、貯留した水を蒸発させて反応器２０に供給する（水蒸気Ｗを生成する）蒸発部、反応器２０から受け取った水蒸気Ｗを凝縮する凝縮部、及び水蒸気Ｗが凝縮された水を貯留する貯留部、としての各機能を備えている。

また、蒸発凝縮器１２は、内部に水が貯留される容器１６を備えており、この容器１６内には、水蒸気Ｗ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。

（連通路）
連通路１４は、蒸発凝縮器１２（容器１６）と反応器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。

（反応器２０）
反応器２０は、図２に示すように、反応容器２２と、反応容器２２の内部に収容される後述する本実施形態の製造方法によって製造された反応器本体２３とを含んで構成されている。
反応器本体２３は、発熱又は蓄熱する蓄熱材反応部３０と、蓄熱材反応部３０に積層されている熱交換部の一例としての熱流動部５０と備えている。そして、蓄熱材反応部３０と熱流動部５０とを含んで積層体ユニット６０が構成され、本実施形態では、この積層体ユニット６０が、複数積層（本実施形態では３層積層）されている。本実施形態では、積層体ユニット６０を複数積層したものを積層セット９０と呼び、積層セット９０を第１拘束部材１００で拘束したものを反応器本体２３と呼ぶ。

反応器本体２３を収容する反応容器２２は、直方体状とされ、上方側が開放される箱状の本体部２２Ａと、蓋部材２２Ｂとを備えている。そして、反応容器２２の内部は、水蒸気（反応媒体の一例）が流れる反応媒体流動部２６とされ、前述したように内部が真空脱気されている。

（積層ユニットにおける蓄熱材反応部の全体構成）
図３に示すように、蓄熱材反応部３０は、蓄熱材層３２と、蓄熱材層３２に上方側から積層されるフィルタ３４と、フィルタ３４に上方側から積層される反応媒体拡散層３６とを備えている。

そして、蓄熱材層３２、フィルタ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、本実施形態においては、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）で積層されている（所謂積層構造）。

（蓄熱材反応部の蓄熱材層の構成）
蓄熱材層３２は、複数のブロック状の蓄熱材成形体４０と、蓄熱材成形体４０が内部に配置される枠状の拘束枠の一例としてのフレーム部材４４とを備えている。

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、略矩形ブロック状に形成されている。

ここで、蓄熱材成形体４０は、水和に伴って膨張して放熱（発熱）し、脱水に伴って蓄熱（吸熱）するものであり、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
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。

なお、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］とされている。

また、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。

また、フレーム部材４４は、装置上下方向から見て矩形枠状とされており、蓄熱材成形体４０は、フレーム部材４４内に配置されるようになっている。これにより、蓄熱材成形体４０における水平方向（板厚方向に対して直交する直交方向）の動きは、フレーム部材４４によって拘束されるようになっている。そして。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。

（蓄熱材反応部、フィルタ）
フィルタ３４は、反応媒体拡散層３６と蓄熱材層３２との間に挟まれ、一例としてφ２００〔μｍ〕の微小貫通孔（図示せず）が、フィルタ全面に多数形成されたエッチングフィルターである。

そして、フィルタ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、フィルタ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ようになっている。

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。

（蓄熱材反応部の反応媒体拡散層）
反応媒体拡散層３６は、図４（Ａ）に示すように、矩形状の天板３７と、天板３７に固定される複数の流路部材３８とを備えている。流路部材３８は、水蒸気が流れる装置幅行方向に延び、装置奥行方向に間隔をあけて並んでいる（図４（Ｂ）参照）。

夫々の流路部材３８は、図４（Ｂ）に示すように、天板３７に対して下方側に配置され、装置幅方向から見てフィルタ３４（図３参照）側が開放されたＵ字状とされている。そして、上壁３８Ｂが天板３７の下面に溶接されている。

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の蓄熱材成形体４０へ供給される水蒸気、又は蓄熱材層３２の蓄熱材成形体４０から排出される水蒸気が装置幅方向に沿って流れるようになっている。

（熱流動部）
熱流動部５０は、図３に示すように、下方側から蓄熱材反応部３０に積層されている。熱流動部５０は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、装置上下方向から見て矩形状の本体部５２を備えている。また、本体部５２の内部には、熱媒体が流れる流路５４が、本体部５２の側壁に沿うように形成されている。そして、流路５４の両方の流路端５４Ａ、５４Ｂは、本体部５２において、装置奥行方向の手前側を向いた側面５２Ａで開放されている。また、一方の流路端５４Ａと、他方の流路端５４Ｂとは、装置幅方向に並んでいる。

図６に示すように、蓄熱材反応部３０と熱流動部５０とを含む積層体ユニット６０は、直方体状とされ、反応器２０には、積層体ユニット６０が、積層体ユニット６０の積層方向（本実施形態では装置上下方向）に３個積層されている。そして、本実施形態では、３個の積層体ユニット６０によって積層セット９０が構成されている。

（熱媒体流路）
熱媒が流れる熱媒体流路７０は、装置上下方向に延びる一対の配管７０Ａ、７０Ｂと、配管７０Ａ、７０Ｂと熱流動部５０の流路５４とを連通させる複数の連通部材７０Ｃとを備えている。

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。そして、夫々の連通部材７０Ｃが、図示せぬ固定具を用いて、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とが連通するようになっている。

（第１拘束部材）
図６に示すように、積層セット９０は、積層セット９０を構成する複数の反応媒体拡散層３６、フィルタ３４、蓄熱材層３２、及び熱流動部５０が第１拘束部材１００で拘束されている。
第１拘束部材１００は、積層セット９０を装置上下方向から挟む一対の挟持プレート１０６と、横方向から見て、一対の挟持プレート１０６で挟まれた積層セット９０を囲むように巻回して積層方向に拘束する無端状とされた一対の拘束ベルト１０８、１１０とを含んで構成されている。
拘束ベルト１０８、最上部の挟持プレート１０６の上面、最下部の挟持プレート１０６の下面、積層セット９０の側面に接触している。
また、拘束ベルト１１０は、一方の拘束ベルト１０８と交差するように配置され、積層セット９０の前記一方の拘束ベルト１０８が接触していない方の側面に接触している。
なお、拘束ベルト１０８、１１０は、ステンレススチール等の金属材料で形成されている。

これにより、夫々の蓄熱材層３２の間に積層されている各部材について、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のが抑制されるようになっている。なそ、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。

第１拘束部材１００で積層セット９０を拘束することにより、最も上方側に配置されている蓄熱材層３２と上方側の挟持プレート１０６との間の反応媒体拡散層３６について、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のが抑制されるようになっている。さらに、最も下方側に配置されている蓄熱材層３２と下方側の挟持プレート１０６との間の熱流動部５０について、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のが抑制されるようになっている。

さらに、最も上方側に配置されている蓄熱材層３２と上方側の挟持プレート１０６との間に挟まれている反応媒体拡散層３６は、下面の外周部分が蓄熱材層３２のフレーム部材４４と装置上下方向で接触し、上面が挟持プレート１０６と接触している。このため、蓄熱材成形体４０が膨張した際に、反応媒体拡散層３６と蓄熱材層３２との積層方向の間隔が変化しまうのが抑制されるようになっている。

また、最も上方側に配置されている蓄熱材層３２と上方側から二番目に配置されている蓄熱材層３２と間に挟まれている熱流動部５０及び反応媒体拡散層３６は、上面及び下面の外周部分が蓄熱材層３２のフレーム部材４４と装置上下方向で接触している。このため、蓄熱材成形体４０が膨張した際に、各部材の積層方向の間隔が変化しまうのが抑制されるようになっている。

さらに、上方側から二番目に配置されている蓄熱材層３２と最も下方側に配置されている蓄熱材層３２と間に挟まれている熱流動部５０及び反応媒体拡散層３６は、上面及び下面の外周部分が蓄熱材層３２のフレーム部材４４と装置上下方向で接触している。このため、蓄熱材成形体４０が膨張した際に、各部材の積層方向の間隔が変化しまうのが抑制されるようになっている。

また、最も下方側に配置されている蓄熱材層３２と下方側の挟持プレート１０６との間に挟まれている熱流動部５０は、上面の外周部分が蓄熱材層３２のフレーム部材４４と装置上下方向で接触し、下面が挟持プレート１０６と接触している。このため、蓄熱材成形体４０が膨張した際に、熱流動部５０と蓄熱材層３２との積層方向の間隔が変化しまうのが抑制されるようになっている。

（反応器の製造方法）
上記反応器２０は、以下の工程を経て製造される。
（１）第１工程
第１工程では、反応媒体結合前の蓄熱材成形体４０、即ち、１回も水和反応を生じていない蓄熱材成形体４０がフレーム部材４４の内部に配置されている蓄熱材層３２と、反応媒体拡散層３６と、フィルタ３４と、熱流動部５０とを積層して積層体ユニット６０を構成し、この積層体ユニット６０を複数個、本実施形態では３個積層して積層セット９０を形成する。また、積層セット９０の熱流動部５０に熱媒体流路７０を取り付ける。

（２）第２工程
第２工程では、積層セット９０を第１拘束部材１００で拘束する。より具体的には、
積層セット９０の最上部、および最下部に挟持プレート１０６を配置して拘束ベルト１０８、及び拘束ベルト１１０を順に装着して、積層セット９０を拘束する。
一方の拘束ベルト１０８は、最上部の挟持プレート１０６の上面、最下部の挟持プレート１０６の下面、積層セット９０の側面に接触している。また、他方の拘束ベルト１１０は、一方の拘束ベルト１０８と交差するように配置され、積層セット９０の前記一方の拘束ベルト１０８が接触していない方の側面に接触している。これにより、積層セット９０は、積層方向、及び積層方向と交差する水平方向の動き、即ち、ズレを拘束することができる。
このようにして積層セット９０を第１拘束部材１００で拘束したものが、後に製品となる反応器２０の内部に収容される反応器本体２３となる。

（３）第３工程
第３工程では、積層セット９０を第１拘束部材１００で拘束した製品となる前の反応器本体２３を、図７に示すように、第２拘束部材１１２で拘束する。
第２拘束部材１１２は、底板１１４、天板１１６、一対の第１側板１１８、一対の第２側板１２０、スペーサ１２２を含んで構成されており、底板１１４、天板１１６、一対の第１側板１１８、及び一対の第２側板１２０をボルト１２４で連結することで箱状に形成されるものである。第１拘束部材１００で拘束された製品となる前の反応器本体２３は、この箱状の第２拘束部材１１２に収納されて拘束される。

図８に示すように、第２拘束部材１１２に収納された反応器本体２３は、底板１１４と天板１１６とに接触して上下方向の動きが拘束され、一対の第２側板１２０に装置幅方向（水平方向）の側面が接触して装置幅方向の動きが拘束される。

また、第２拘束部材１１２の内部に配置されるスペーサ１２２は、一方の第１側板１１８と反応器本体２３の連通部材７０Ｃの取り付けられている側の側面との間に配置されており、反応器本体２３は、積層セット９０の一方側がスペーサ１２２に接触し、他方側が他方の第１側板１１８に接触して装置奥行方向（水平方向）方向の動きが拘束される。
なお、第２側板１２０には、スリット状の開口部１２６が形成されており、この開口部１２６を介して第２拘束部材１１２の内部と外部とが連通している。

（４）第４工程
第４工程では、第２拘束部材１１２で拘束された反応器本体２３を、例えば、図９に示すように、タンク１２８に収容し、タンク１２８を密閉して真空状態とした後、蒸発凝縮器１３０から発生させた反応媒体となる水蒸気をタンク１２８内に充填する。タンク１２８内に充填された水蒸気は、第２拘束部材１１２の開口部１２６を介して第２拘束部材１１２の内部に侵入し、反応媒体拡散層３６、及びフィルタ３４を介して反応器本体２３の内部に収容された蓄熱材成形体４０の蓄熱材に結合する。

水蒸気が蓄熱材成形体４０と接触することにより、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、膨張しようとするが、蓄熱材成形体４０は、水平方向の膨張がフレーム部材４４で拘束され、積層方向の膨張が、挟持プレート１０６、反応媒体拡散層３６、フィルタ３４、熱流動部５０等を介して第１拘束部材１００、及び第２拘束部材１１２によって拘束される。即ち、蓄熱材成形体４０は、積層方向に膨張しようとするが、フィルタ３４、及び熱流動部５０に接触するので膨張は抑えられてしまう。

（５）第５工程
第５工程では、第２拘束部材１１２で拘束された反応器本体２３をタンクから取り出し、ボルト１２４を外して第２拘束部材１１２を分解し、反応器本体２３を取り出す。これにより、第１回目の水和反応を終了した蓄熱材を有する反応器本体２３が得られ、該反応器本体２３は、製品として使用するのに好適なものとなる（詳しくは後述する。）。

（６）第６工程
第１回目の水和反応を終了した蓄熱材を有する反応器本体２３は、図２に示すように反応容器２２に収納され、反応容器２２が密閉されて反応器２０の完成となる。

（化学蓄熱システムの作用、効果）
次に、化学蓄熱システム１０の作用、効果について説明する。
化学蓄熱システム１０において反応器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）に示すように、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を開放し、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Ｗ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。

続いて、反応容器２２内では、供給された水蒸気Ｗが反応媒体流動部２６を通り、反応媒体拡散層３６を流れる。そして、水蒸気Ｗがフィルタ３４を通過して蓄熱材層３２の蓄熱材成形体４０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。

一方、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）に示すように、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を開放し、この状態で、熱流動部５０の流路５４内に熱源９４によって加熱された熱媒体が流れる。そして、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。

さらに、蓄熱材成形体４０から離脱された水蒸気Ｗは、フィルタ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Ｗは、反応媒体流動部２６を通り、図１（Ａ）に示すように、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。

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Ｗ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。

本実施形態の積層セット９０は、第１拘束部材１００で拘束されている。これにより、蓄熱材成形体４０が膨張した際に、蓄熱材層３２と蓄熱材層３２との間に積層されている各部材の積層方向の間隔が変化しまうのを抑制することができ、蓄熱材反応部３０と熱流動部５０との間での熱交換効率が低下するのを抑制することができる。

また、挟持プレート１０６と蓄熱材層３２との間の各部材について、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のを抑制することができ、蓄熱材反応部３０と熱流動部５０との間での熱交換効率が低下するのを抑制することができる。

ところで、蓄熱材成形体４０は、水和反応時に膨張するが、水和反応と脱水反応を繰り返すことで、水和反応時の膨張が小さくなる。即ち、蓄熱材成形体４０は、第１回目の水和反応時において、最も大きな膨張力を発生し、２回目以降の膨張力は徐々に低下する。

本実施形態の製造方法によれば、第１回目の水和反応を生じさせる際に、第１拘束部材１００と第２拘束部材１１２とで積層セット９０を二重に拘束しているので、蓄熱材成形体４０の最も大きな膨張力による積層セット９０の変形を抑えることができる。

そして、第１回目の水和反応を生じさせた後の蓄熱材成形体４０は、その後の水和反応時における膨張力が小さくなるので、第１拘束部材１００の拘束だけで積層セット９０の変形を抑えることができ、第２拘束部材１１２は必要なくなる。
したがって、製品として使用する反応器本体２３は、積層セット９０を第１拘束部材１００のみで拘束したものでよくなる。

仮に、第２拘束部材１１２を用いず、第１拘束部材１００のみを用いて積層セット９０を拘束した反応器本体２３を製造しようとした場合、蓄熱材と水蒸気との１回目の結合で生ずる最大膨張力による積層セット９０の変形を抑えるためには、第１拘束部材１００の拘束力を大きくする必要がある。即ち、第１拘束部材１００は、強度の高いものとしなければならない。

しかしながら、本実施形態の製造方法では、最大膨張力を生ずる蓄熱材と水蒸気との１回目の結合時に、第１拘束部材１００と第２拘束部材１１２とで積層セット９０を二重に拘束しているので、第２拘束部材１１２を用いない場合に比較して、第１拘束部材１００の強度を低くすることができる。即ち、第１拘束部材１００を構成する部材の量を減らすことが可能となり、軽量化、及び製造コストの低減となる。

第１拘束部材１００を構成する部材の量を減らすことで、反応器本体２３の熱容量を小さくすることができる。これにより、蓄熱材が発熱したときに、反応器本体２３を短時間で温度上昇させることが可能となる。さらに、蓄熱材から水分を離脱させる場合には、反応器本体２３を加熱する必要があるが、反応器本体２３の熱容量を小さくすることで、少ない熱エネルギーで、短時間に蓄熱材を昇温させること可能となる。
これにより、高性能な反応器本体２３を実現できる。

このようにして製造された本実施形態の反応器２０においては、反応器本体２３の各部材の積層方向の間隔が変化してしまうのが抑制されることで、熱損失を抑制することができるので、化学蓄熱システム１０を効率的な高性能なものとすることができる。

［第２実施形態］
次に、図１０にしたがって、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

図１０には、本実施形態の第２拘束部材１１２（図示せず）に用いる第１側板１１８の材料が示されている。本実施形態の第１側板１１８の材料は、ダンボール状に形成され、内部に複数の中空部１１８Ａが形成されている。なお、底板１１４、天板１１６、第２側板１２０も第１側板１１８と同様の材料が使用される。
本実施形態の第１側板１１８に用いた中空部１１８Ａが形成されている材料は、中空部１１８Ａが形成されていない材料に比較して熱容量を小さくすることができる。このため、顕熱分（第２拘束部材１１２の温度を変化させるために費やす熱量）を減らすことができ、製造時において水和反応の時間を短縮することができる。

［第３実施形態］
次に、図１１にしたがって、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

図１１には、本実施形態の第２拘束部材１１２が示されている。本実施形態の第２拘束部材１１２では、天板１１６、第２側板１２０、底板１１４においても開口部１２６が形成されている。
これにより、本実施形態の第２拘束部材１１２は、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して部材使用量が減り、熱容量を小さくすることができる。このため、顕熱分を減らすことができ、製造時において水和反応の時間を短縮することができる。

［第４実施形態］
次に、図１２にしたがって、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

図１２に示すように、本実施形態の第２拘束部材１１２は、板材に代えて、複数の棒状部材１３２、１３４、１３６、１３８で籠状に形成されている。
これにより、本実施形態の第２拘束部材１１２は、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して部材使用量が減るので、熱容量を小さくすることができる。このため、顕熱分を減らすことができ、製造時において水和反応の時間を短縮することができる。また、本実施形態の第２拘束部材１１２は、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して部材使用量が減るので、コストを低減することが可能となる。

［第５実施形態］
次に、図１３にしたがって、本発明の第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

図１３に示すように、本実施形態の第２拘束部材１１２は、第１実施形態の第２拘束部材１１２を大型化したものであり、一度に複数個、本実施形態では４個の反応器本体２３を拘束することができ、一つの第２拘束部材１１２に一つの反応器本体２３をセットして拘束する場合に比較して、製造工数を低減できる。また、一度に複数の反応器本体２３の水和反応を行うことができ、製造が効率的になる。

［第６実施形態］
次に、図１４にしたがって、本発明の第６実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

蓄熱材成形体４０の第１回目の水和反応時において、蓄熱材成形体４０を水平方向において囲むフレーム部材４４の剛性が高く設定されていて反応器本体２３の水平方向の膨張が抑えられていれば、第２拘束部材１１２は、反応器本体２３の水平方向の拘束はせず、積層方向の拘束のみでもよい。

図１４に示すように、本実施形態の第２拘束部材１１２は、一対の挟持プレート１０６と、一対の挟持プレート１０６同士を連結する４本の支柱１４０とを含んで構成されている。支柱１４０の両端部に形成された螺子孔１４２に、挟持プレート１０６を貫通させたボルト１２４を捩じ込むことで、挟持プレート１０６に支柱１４０を固定している。本実施形態の第２拘束部材１１２では、反応器本体２３は、積層方向両端が挟持プレート１０６に接触して、積層方向のみが拘束されている。

本実施形態の第２拘束部材１１２では、例えば、上側の挟持プレート１０６を外すのみで、反応器本体２３の着脱を簡単に行え、着脱の作業工数を低減できる。

本実施形態の第２拘束部材１１２は、板状の第１側板１１８、及び第２側板１２０に代えて支柱１４０を用いているので、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して、部材使用量が減り、熱容量を小さくすることができる。このため、顕熱分を減らすことができ、製造時において水和反応の時間を短縮することができる。

なお、本実施形態の第２拘束部材１１２では、下側の挟持プレート１０６と支柱１４０の下端とをボルト１２４で締結したが、少なくとも一方の挟持プレート１０６が着脱可能であれば良く、例えば、下側の挟持プレート１０６を支柱１４０の下端に溶接等で接合し、上側の挟持プレート１０６を着脱可能としてもよい。即ち、本実施形態では、第２拘束部材１１２は、反応器本体２３の側面に接触せず、水和反応時に膨張力がかからないので、支柱１４０は固定されていてもよい。この場合、例えば、下側の挟持プレート１０６が本発明の第１部材、上側の挟持プレート１０６が本発明の第２部材、支柱１４０が本発明の第３部材に相当する。なお、上側の挟持プレート１０６を支柱１４０の上端に溶接等で接合し、下側の挟持プレート１０６を着脱可能としてもよい。
また、本実施形態の第２拘束部材１１２は、板材のみで構成する場合に比較して、使用材料が少なくて済み、コストを低減可能となる。

［第７実施形態］
次に、図１５にしたがって、本発明の第７実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

図１５に示すように、本実施形態の第２拘束部材１１２は、一対の挟持プレート１０６と、４本の長尺ボルト１４４とを含んで構成されている。
本実施形態の第２拘束部材１１２は、上側の挟持プレート１０６を貫通させた長尺ボルト１４４を、下側の挟持プレート１０６に形成した螺子孔（図示せず）に捩じ込むことで、一対の挟持プレート１０６で反応器本体２３を挟んで拘束している。本実施形態の第２拘束部材１１２では、反応器本体２３は、積層方向両端が挟持プレート１０６に接触して、積層方向のみが拘束されている。

本実施形態の第２拘束部材１１２は、板状の第１側板１１８、及び第２側板１２０に代えて長尺ボルト１４４を用いているので、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して、熱容量を小さくすることができる。このため、顕熱分を減らすことができ、製造時において水和反応の時間を短縮することができる。
また、本実施形態の第２拘束部材１１２は、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して部材使用量が減るので、コストを低減することが可能となる。

［第８実施形態］
次に、図１６にしたがって、本発明の第７実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

図１６に示すように、本実施形態の第２拘束部材１１２は、第７実施形態の第２拘束部材１１２の挟持プレート１０６を大型化したものであり、一対の挟持プレート１０６で４個の反応器本体２３を拘束しているものである。本実施形態の第２拘束部材１１２においても、第７の実施形態と同様に、反応器本体２３は、積層方向両端が挟持プレート１０６に接触して、積層方向のみが拘束されている。

本実施形態の第２拘束部材１１２によれば、一度に複数個、本実施形態では４個の反応器本体２３を拘束することができ、一つの第２拘束部材１１２に一つの反応器本体２３をセットして拘束する場合に比較して、製造工数を低減できる。また、一度に複数の反応器本体２３の水和反応を行うことができ、効率的である。

さらに、板状の第１側板１１８、及び第２側板１２０に代えて長尺ボルト１４４を用いているので、第１の実施形態の第２拘束部材１１２に比較して、熱容量を小さくすることができる。このため、顕熱分を減らすことができ、製造時において水和反応の時間を短縮することができる。

［第９実施形態］
次に、図１７にしたがって、本発明の第８実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部材等については、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。

前述した第１実施形態〜第８実施形態の第２拘束部材１１２は、外観が略立方体状であったが、第２拘束部材１１２の形状は前述した第１実施形態〜第８実施形態に記載した形状に限らない。
図１７に示すように、本実施形態の第２拘束部材１１２は、円柱状で、内部に立方体形状の凹部１４６が形成された本体部１４８と、凹部１４６を塞ぐ蓋部材１５０を含んで構成されている。なお、水蒸気を通過させるために、本体部１４８には凹部１４６と外部とを連通する開口１５２が形成されている。
反応器本体２３は、凹部１４６に収容され、蓋部材１５０をボルト１２４で本体部１４８に固定することで拘束される。
なお、第２拘束部材１１２の作用効果は、第１の実施形態と同様である。

［その他の実施形態］
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。

第１の実施形態の製造方法では、第３工程において、反応器本体２３に第２拘束部材１１２を取り付けた際に、反応器本体２３の下端部が下側の挟持プレート１０６に接触し、反応器本体２３の上端部が上側の挟持プレート１０６に接触していたが、本発明はこれに限らず、反応器本体２３を製品として使用する際に予め設定した効率が達成できるのであれば、第３工程において、例えば、反応器本体２３の上端部と上側の挟持プレート１０６との間に、若干の隙間を設けることもできる。

反応器本体２３の上端部と上側の挟持プレート１０６との間に隙間を設けると、第１回目の水和反応時において（即ち、第４工程において）、第１拘束部材１００で拘束されている反応器本体２３が積層方向に若干膨張することになるが、反応器本体２３において、積層セット９０が水平方向にずれたり、蓄熱材が漏れ出たりせず、蓄熱材成形体４０が所望の性能（設計時の性能）を得られるのであれば、製造時において、反応器本体２３の上端部と上側の挟持プレート１０６との間に、若干の隙間を設けても良い。

なお、上記実施形態の製造方法では、製品とする反応器本体２３は、水和反応を１回行ったが、反応器本体２３を製品とする場合、水和反応と脱水反応とを交互に行い、水和反応を２回以上行ってもよい。これにより、製品となった反応器本体２３における蓄熱材成形体４０の水和反応時の膨張力を更に低減することができる。

なお、蓄熱材成形体４０は、酸化カルシウムの粉体をバインダと混練して焼成することで形成されており、酸化カルシウムの粉体と粉体との間に微小な空隙が形成されている。ここで、第１回目の水和反応により、酸化カルシウムの粉体が膨張することに伴い、蓄熱材成形体４０が膨張しようとすると共に、粉体と粉体との間の空隙が狭くなる。

粉体と粉体との間の空隙が広い場合には、蓄熱材成形体４０の密度が小さく、粉体と粉体との間の空隙が狭い場合には、蓄熱材成形体４０の密度が大きくなる。また、空隙が広ければ水蒸気が進入しやすく、空隙が狭ければ水蒸気が進入し難くなる。

水和反応時に、蓄熱材成形体４０が膨張しないように拘束すると、粉体が膨張することに伴い空隙が狭くなり、蓄熱材成形体４０の膨張を許容すると、空隙が狭くなる割合が小さくなる。即ち、空隙が狭くなると、水蒸気が通り難くなるため、発熱速度は低下する方向となる。

例えば、最初に蓄熱材層３２を形成する際に、蓄熱材成形体４０の厚みをフレーム部材４４の厚みと同じ厚みにする場合と、蓄熱材成形体４０の厚みをフレーム部材４４の厚みよりも若干薄くする場合とが考えられる。
蓄熱材成形体４０の厚みをフレーム部材４４の厚みと同じ厚みにすると、１回目の水和反応時においては、蓄熱材成形体４０自体は厚み方向の膨張が拘束された状態であり、その状態で酸化カルシウムの粉体が膨張するので、粉体と粉体との間の空隙が狭くなる。
一方、蓄熱材成形体４０の厚みをフレーム部材４４の厚みよりも若干薄くすると、１回目の水和反応時においては、酸化カルシウムの粉体が膨張し、蓄熱材成形体４０自体も厚み方向に若干膨張するので、粉体と粉体との間の空隙が狭くなる割合は、蓄熱材成形体４０の厚みをフレーム部材４４の厚みと同じ厚みにした場合に比較して、小さくなる。即ち、最終的には、蓄熱材成形体４０の厚みをフレーム部材４４の厚みよりも若干薄くした方が空隙は広くなる。
このように、最初に蓄熱材層３２を形成する際に、フレーム部材４４に収容する蓄熱材成形体４０の厚みを調整することで、蓄熱材成形体４０の空隙の広さを調整することができる。

また、反応器本体２３の上端部と上側の挟持プレート１０６との間に隙間（クリアランス）を設けて隙間寸法を調整することでも、蓄熱材成形体４０の空隙の大きさを調整することができる。即ち、反応器本体２３の上端部と上側の挟持プレート１０６との間に隙間（クリアランス）を設けると、隙間を設けない場合に比較して、１回目の水和反応時においては、蓄熱材形成体４０自身を積層方向に若干膨張させることができるので、隙間を設けない場合に比較して、蓄熱材形成体４０の空隙を広くすることができる。また、蓄熱材形成体４０を膨張させることにより、蓄熱材成形体４０の容器内の容量に対する蓄熱密度を調整することができる。

２０ 反応器
２３ 反応器本体
３２ 蓄熱材層
３４ フィルタ
３６ 反応媒体拡散層
４０ 蓄熱材成形体（蓄熱材）
４４ フレーム部材（拘束枠）
５０ 熱流動部（熱交換部の一例）
６０ 積層体ユニット（ユニット）
９０ 積層セット（セット）
１００ 第１拘束部材
１０６ 挟持プレート（第１部材、第２部材）
１１２ 第２拘束部材
１１８Ａ 中空部
１２６ 開口部
１３２ 棒状部材（第１の棒状部材）
１３４ 棒状部材（第１の棒状部材）
１３６ 棒状部材（第２の棒状部材）
１３８ 棒状部材（第１の棒状部材）
１４０ 支柱（第３部材）

Claims (10)

1. 反応媒体と結合することで膨張し発熱又は反応媒体が脱離して蓄熱する反応媒体結合前の蓄熱材が拘束枠の内部に配置されている蓄熱材層と、前記蓄熱材層の一方側に配置され、前記蓄熱材へ供給される又は前記蓄熱材から排出される反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記蓄熱材層と前記反応媒体拡散層との間に配置され、前記反応媒体の通過を許容し、前記蓄熱材の通過を阻止する複数の細孔が形成されたフィルタと、前記蓄熱材層において前記フィルタとは反対側に積層され、前記蓄熱材への熱供給及び前記蓄熱材からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を積層してユニットを形成する第１工程と、
   前記ユニットを複数積層したものを１つのセットとして、前記セットを積層方向に拘束する第１拘束部材を前記セットに装着して反応媒体結合前の前記蓄熱材を有する反応器本体を得る第２工程と、
   第２拘束部材を、前記反応器本体に装着する第３工程と、
   前記第２拘束部材が装着された前記反応器本体の前記蓄熱材に反応媒体を付与して前記蓄熱材と前記反応媒体とを結合させると共に、前記第２拘束部材で前記反応器本体を拘束する第４工程と、
   前記蓄熱材と前記反応媒体とを結合させた後に前記第２拘束部材を取り外して反応媒体結合済みの前記蓄熱材を有する前記反応器本体を得る第５工程と、
   を有する反応器本体の製造方法。
2. 前記第２拘束部材は、前記反応器本体の外周を覆うと共に、前記反応媒体が通過する開口部が形成されている、請求項１に記載の反応器本体の製造方法。
3. 前記第２拘束部材は、内部に中空部を備えている、請求項１に記載の反応器本体の製造方法。
4. 前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向の両端側に配置される第１の棒状部材と、積層方向の一端側の前記第１の棒状部材と積層方向の他端側の前記第１の棒状部材とを連結する第２の棒状部材と、を含んで構成されている、請求項１に記載の反応器本体の製造方法。
5. 前記第２拘束部材は、前記反応器本体に対して、着脱可能に設けられている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の反応器本体の製造方法。
6. 前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向に分離可能に設けられている、請求項５に記載の反応器本体の製造方法。
7. 前記第３工程では、前記反応器本体の積層方向端部と前記第２拘束部材との間に隙間が設けられている、請求項１〜請求項６何れか１項に記載の反応器本体の製造方法。
8. 前記第２拘束部材は、複数の前記反応器本体を拘束する、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の反応器本体の製造方法。
9. 前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向の両端部のみに接触する、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の反応器本体の製造方法。
10. 前記第２拘束部材は、前記反応器本体の積層方向の一端側に配置される第１部材と、前記反応器本体の積層方向の他端側に配置される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に配置される第３部材とを備え、
    前記第３部材は、前記第１部材と前記第２部材との何れか一方に固定され、何れか他方に着脱可能に設けられている、請求項１に記載の反応器本体の製造方法。