JP6627529B2 - 化学蓄熱反応器、及び化学蓄熱システム - Google Patents

Description

本発明は、化学反応によって蓄熱する化学蓄熱反応器、及び化学蓄熱システムに関する。

特許文献１に記載の構成では、蓄熱材を収容した蓄熱材層、フィルタ、反応媒体拡散層、及び熱交換部が積層されることで化学蓄熱反応器の積層体が形成されている。

特開２０１４−１２６２９３号公報

しかし、特許文献１に記載の構成では、蓄熱材層が積層方向と交差する方向にずれた場合、蓄熱材層の粉体化した蓄熱材が漏れ出る虞があった。

本願発明の課題は、化学蓄熱反応器、及び化学蓄熱システムにおいて、蓄熱材層のずれを抑制し、粉体化した蓄熱材が漏れ出ることを抑制することである。

請求項１に記載の化学蓄熱反応器は、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前記拘束枠と接触するように配置され、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、前記拘束枠と接触し、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、前記拘束枠において、前記反応媒体拡散層、前記フィルタ、前記蓄熱材層、及び前記熱交換部を積層している方向に貫通する貫通孔と、積層された前記反応媒体拡散層、前記フィルタ、前記蓄熱材層、及び前記熱交換部の積層方向両側に配置される一対の挟持部材と、一端が前記一対の挟持部材の一方に接続され、他端が前記一対の挟持部材の他方に接続され、中間部が前記貫通孔を貫通して前記蓄熱材層の積層方向と交差する方向の移動を阻止する拘束部材と、を備える。

請求項１に記載の化学蓄熱反応器は、蓄熱材層と、反応媒体拡散層と、フィルタと、熱交換部とを含んで構成されており、蓄熱材層がフィルタと熱交換部との間に配置されている。蓄熱材層は、拘束枠に拘束部材が貫通しているため、積層方向の移動が阻止される。これにより、化学蓄熱反応器は、蓄熱材層が積層方向と交差する方向にずれて蓄熱材が拘束枠の外側へ漏れ出ることが抑制される。
このようにして、蓄熱材層から蓄熱材が漏れ出ることが抑えられるので、高出力、即ち、発熱量の多い高性能な化学蓄熱反応器を維持できる。

また、請求項１に記載の化学蓄熱反応器は、積層された反応媒体拡散層、フィルタ、蓄熱材層、及び熱交換部の積層方向両側に挟持部材が配置され、拘束部材の一端が一対の挟持部材の一方に接続し、拘束部材の他端が一対の挟持部材の他方に接続することで、一対の挟持部材で、反応媒体拡散層、フィルタ、蓄熱材層、及び熱交換部を積層方向に拘束することができる。

これにより、蓄熱材が反応媒体と結合して蓄熱材に膨張力が生じた場合であっても、該膨張力による反応媒体拡散層、フィルタ、蓄熱材層、及び熱交換部の変形を抑えることができる。そして、このように反応媒体拡散層、フィルタ、蓄熱材層、及び熱交換部の変形が抑えられることで、部材間に積層方向の隙間が生じることがなく、蓄熱材が漏れ出ることが抑えられ、高出力、即ち、発熱量の多い化学蓄熱反応器となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の化学蓄熱反応器において、前記挟持部材は、前記拘束部材と固着されている。

請求項２に記載の化学蓄熱反応器では、挟持部材と拘束部材とが固着されているので、挟持部材と拘束部材との接合強度を増すことができる。これにより、反応媒体拡散層、フィルタ、蓄熱材層、及び熱交換部の積層方向の拘束がより確実なものとなり、反応媒体拡散層、フィルタ、蓄熱材層、及び熱交換部の変形をより確実に抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の化学蓄熱反応器において、前記拘束部材は、前記貫通孔に対して積層方向に移動可能に挿入されている。

請求項３に記載の化学蓄熱反応器では、拘束部材は、貫通孔に対して積層方向に移動可能に挿入される構成であるため、蓄熱材層を積層する場合に自由度があり、拘束部材を貫通孔に挿入するだけで容易に組み付けを行うことができる。これにより、製造する際の工数がかからず、製造コストを低減することができる。

請求項４に記載の化学蓄熱システムは、請求項１〜３の何れか１項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反応媒体の供給及び前記反応媒体拡散層からの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。

請求項４に記載の化学蓄熱システムは、請求項１〜３の何れか１項に記載の化学蓄熱反応器を備えているため、蓄熱材層のずれを抑制し、粉体化した蓄熱材が漏れ出ることを抑制することができる。これにより、化学蓄熱システムの熱損失を抑制することができる。

本発明の化学蓄熱反応器、及び化学蓄熱システムによれば、蓄熱材層のずれを抑制し、粉体化した蓄熱材が漏れ出ることを抑制することができる。また、本発明の化学蓄熱システムによれば、熱損失を抑制することができる。

（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蓄熱材層を示した分解斜視図であり、（Ｂ）は蓄熱材層を示した斜視図である。 （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に備えられた積層ユニット等を示した一部を分解した斜視図である。 第１実施形態に係る反応器に備えられた積層ユニット等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ユニット等を示した縦断面図（図８の９−９線断面図）である。 第２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。 第３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。 第４実施形態に係る反応器に備えられた積層ユニット等を示した斜視図である。 第５実施形態に係る反応器に備えられた積層ユニット等を示した一部を分解した斜視図である。 第６実施形態に係る反応器に備えられた積層ユニット等を示した分解斜視図である。

［第１実施形態］
図１乃至図９にしたがって、本発明の第１実施形態に係る化学蓄熱システム１０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）
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、化学蓄熱反応器の一例としての反応器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）
反応器２０は、図２、及び図７に示すように、反応容器２２と、反応容器２２の内部に配置されて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６０が構成され、この積層体６０は、反応容器２２内に複数積層されており、本実施形態では、積層体６０を複数積層したものを積層ユニット９０と呼んでいる。

（反応容器）
図２に示すように、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）
蓄熱材反応部３０は、反応容器２２の内部に封入され、図３に示すように、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、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、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、図３に示すように、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（図４参照）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５（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５（Ｂ）参照）。

夫々の流路部材３８は、図５（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６（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７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６０は、略直方体状とされ、反応器２０には、積層体６０が、積層体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６０によって積層ユニット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、図１、及び図７に示すように、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。

（他の部材）
図７〜図９に示すように、積層ユニット９０は、積層ユニット９０を構成する反応媒体拡散層３６、フィルタ３４、蓄熱材層３２、及び熱流動部５０の装置上下方向（積層方向）、及び水平方向（積層方向と交差する方向）の位置ずれを拘束する位置ずれ抑制機構１９８を備えている。

また、図２に示すように、積層ユニット９０の下側には、積層ユニット９０を下方から支持する円柱状の４個（図２では２個のみ示す）の支持部材７２が設けられている。

（位置ずれ抑制機構）
位置ずれ抑制機構１９８は、蓄熱材層３２の面方向、言い換えれば、積層方向と交差する方向（水平方向）のずれ、即ち、フィルタ３４と熱流動部５０との積層方向と交差する方向の相対的なずれを抑制するものである。図３、図７〜図９に示すように、本実施形態の位置ずれ抑制機構１９８は、積層ユニット９０の積層方向に延びる断面矩形状とされた角柱状の拘束部材２００を４本備えている。拘束部材２００は、金属等の耐熱性の高い部材で形成されている。

図３に示すように、蓄熱材層３２には、フレーム部材４４の四隅付近に拘束部材２００を積層ユニット９０の積層方向に挿通させる貫通孔２０４が形成されており、図３、及び図９に示すように、各拘束部材２００は、各蓄熱材層３２の貫通孔２０４を貫通している。なお、拘束部材２００は、貫通孔２０４に対して積層方向に移動可能に挿入されている。

図７〜図９に示すように、積層ユニット９０の積層方向両側には、矩形の挟持プレート１０６が配置されている。拘束部材２００の長手方向両端には、挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が捩じ込まれる螺子孔（雌螺子）２１４が形成されている。拘束部材２００の上端は上側の挟持プレート１０６の下面に当接しており、該挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が螺子孔２１４に捩じ込まれることで、拘束部材２００が上側の挟持プレート１０６に固定されている。

そして、拘束部材２００の下端は下側の挟持プレート１０６の上面に当接しており、該挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が螺子孔２１４に捩じ込まれることで、拘束部材２００が下側の挟持プレート１０６に固定されている。

積層ユニット９０はこのようにして一対の挟持プレート１０６で積層方向に挟持されており、積層ユニット９０で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。したがって、積層ユニット９０を構成している各部材間に隙間が生じることが抑えられる。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。

さらに、挟持プレート１０６に固定された拘束部材２００が、蓄熱材層３２の貫通孔２０４を積層方向に貫通しているので、各蓄熱材層３２は、拘束部材２００の長手方向と交差する方向である水平方向、言い換えれば、積層方向と交差する方向に相対移動できないように拘束される。

なお、反応媒体拡散層３６、フィルタ３４、及び熱流動部５０は、積層ユニット９０の四隅に配置された拘束部材２００によって装置幅方向（矢印Ｗ方向）から挟持固定されている。

（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。

本実施形態の積層ユニット９０は、一対の挟持プレート１０６で挟持されているため、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。

さらに、積層ユニット９０においては、一対の挟持プレート１０６に固定された拘束部材２００が、蓄熱材層３２のフレーム部材４４に形成された貫通孔２０４を貫通して、各々の蓄熱材層３２の水平方向にずれを抑制しているため、仮に蓄熱材が粉体化しても、蓄熱材層３２の水平方向のずれに起因する蓄熱材の漏れは抑制される。

また、フレーム部材４４に形成された貫通孔２０４に拘束部材２００を貫通させているので、拘束部材２００がフレーム部材４４の補強となる。したがって、フレーム部材４４が蓄熱材成形体４０から膨張力を受けた際、拘束部材２００を貫通させない場合に比較して、フレーム部材４４の水平方向の変形を抑えることができる。

蓄熱材層３２から蓄熱材が漏れ出て、蓄熱材の密度や蓄熱材の量が減ると、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してしまう虞がある。しかしながら、本実施形態のように蓄熱材層３２のずれを抑制して、蓄熱材の漏れを抑制することで、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。

このように、本実施形態の反応器２０において、熱交換効率が低下するのが抑制され、熱損失を抑制することができるので、本実施形態の化学蓄熱システム１０は、効率的な高性能なものとなる。

本実施形態の反応器２０を組み立てる際には、例えば、挟持プレート１０６の上に拘束部材２００を配置して固定した後、熱流動部５０、蓄熱材層３２、フィルタ３４、及び反応媒体拡散層３６を積層し、最後に挟持プレート１０６を載せて拘束部材２００に固定することで、簡単に組み立てを行うことができる。また、蓄熱材層３２の貫通孔２０４に拘束部材２００を挿入するだけで、蓄熱材層３２が水平方向にずれないように蓄熱材層３２を簡単に拘束することができる。

［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、前述した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、前述した実施形態と異なる部分を主に説明する。

第１実施形態の位置ずれ抑制機構１９８では、拘束部材２００を４本用いたが、本実施形態では、図１０に示すように拘束部材２００を２本用いている。蓄熱材層３２のフレーム部材４４には、装置幅方向（矢印Ｗ方向）の両側の辺の長手方向中央部分に、拘束部材２００を挿通させる貫通孔２０４が形成されている。

図示を省略するが、本実施形態においても、拘束部材２００の上端が上側の挟持プレート１０６の下面に当接しており、該挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が螺子孔２１４に捩じ込まれることで、拘束部材２００が上側の挟持プレート１０６に固定されている。

そして、拘束部材２００の下端は下側の挟持プレート１０６の上面に当接しており、該挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が螺子孔２１４に捩じ込まれることで、拘束部材２００が下側の挟持プレート１０６に固定されている。

このように、本実施形態の積層ユニット９０においても、一対の挟持プレート１０６に固定された拘束部材２００が、蓄熱材層３２の貫通孔２０４を貫通しているので、各々の蓄熱材層３２は、水平方向にずれることが抑制される。
なお、作用については、第１実施形態と同様であり、仮に蓄熱材が粉体化しても、蓄熱材層３２のずれに起因する蓄熱材の漏れは抑制される。

［第３実施形態］
次に、図１１にしたがって、本発明の第３実施形態について説明する。なお、前述した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、前述した実施形態と異なる部分を主に説明する。

第１実施形態の位置ずれ抑制機構１９８では、拘束部材２００をフレーム部材４４の四隅付近に配置したが、本実施形態では図１１に示すように、フレーム部材４４の各辺の長手方向中央部分に形成された貫通孔２０４に拘束部材２００が貫通している。

図示を省略するが、本実施形態においても、拘束部材２００の上端が上側の挟持プレート１０６の下面に当接しており、該挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が螺子孔２１４に捩じ込まれることで、拘束部材２００が上側の挟持プレート１０６に固定されている。

そして、拘束部材２００の下端は下側の挟持プレート１０６の上面に当接しており、該挟持プレート１０６に形成された孔２１０を貫通したボルト２１２が螺子孔２１４に捩じ込まれることで、拘束部材２００が下側の挟持プレート１０６に固定されている。

このように、本実施形態においても、一対の挟持プレート１０６に固定された拘束部材２００が、蓄熱材層３２の貫通孔２０４を貫通しているので、各々の蓄熱材層３２は、水平方向にずれることが抑制される。
なお、作用については、第１実施形態と同様であり、仮に蓄熱材が粉体化しても、蓄熱材層３２のずれに起因する蓄熱材の漏れは抑制される。

［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、前述した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、前述した実施形態と異なる部分を主に説明する。

前述した第１実施形態では、ボルト２１２を用いて拘束部材２００を挟持プレート１０６に取り付けたが、本実施形態では、拘束部材２００の下端が下側の挟持プレート１０６に溶接２０６で固着され、拘束部材２００の上端が上側の挟持プレート１０６に溶接２０６で固着されている。これにより、拘束部材２００と下側の挟持プレート１０６との接続部分の接合強度を高めることが出来ると共に、拘束部材２００と上側の挟持プレート１０６との接続部分の接合強度を高めることが出来る。

［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、前述した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、前述した実施形態と異なる部分を主に説明する。

前述した第４実施形態では、拘束部材２００の上端が挟持プレート１０６に溶接されていたが、本実施形態では、拘束部材２００の上端がボルト２１２で固定されているものである。これにより、積層ユニット９０を分解可能としている。

［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、前述した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、前述した実施形態と異なる部分を主に説明する。

第１実施形態では、挟持プレート１０６、積層体６０を構成している蓄熱材層３２、フィルタ３４、反応媒体拡散層３６、及び熱流動部５０の形状が装置上下方向から見て矩形状であったが、本実施形態では、図１４に示すように円形状とされている。

本実施形態の位置ずれ抑制機構１９８は、円柱状の拘束部材２１６を３本備えている。拘束部材２１６の両端には、挟持プレート１０６に固定するためのボルト２１２が捩じ込まれる螺子孔２１８が形成されている。

蓄熱材層３２のフレーム部材４４には、拘束部材２１６を挿入する３個の貫通孔２２０が、周方向に等間隔で形成されている。

本実施形態においても複数の積層体６０を積層しているが、図１４では、代表して一組の積層体６０のみを図示しており、他の積層体６０の図示は省略している。

本実施形態では、３本の拘束部材２１６がフレーム部材４４の貫通孔２２０を貫通しており、これにより、蓄熱材層３２の水平方向のずれが抑制されている。
また、フィルタ３４、反応媒体拡散層３６、及び熱流動部５０の外周部分は、３本の拘束部材２１６に接触しており、フィルタ３４、反応媒体拡散層３６、及び熱流動部５０の水平方向のずれが抑制されている。
なお、本実施形態の作用、効果については、第１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。

１２ 蒸発凝縮器
２０ 反応器（化学蓄熱反応器の一例）
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（拘束枠の一例）
５０ 熱流動部（熱交換部の一例）
１０６ 挟持プレート（挟持部材）
２００ 拘束部材
２０４ 貫通孔
２１６ 拘束部材
２２０ 貫通孔
Ｗ 反応媒体

Claims (4)

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前記拘束枠と接触するように配置され、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、前記拘束枠と接触し、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、
   前記拘束枠において、前記反応媒体拡散層、前記フィルタ、前記蓄熱材層、及び前記熱交換部を積層している方向に貫通する貫通孔と、
   積層された前記反応媒体拡散層、前記フィルタ、前記蓄熱材層、及び前記熱交換部の積層方向両側に配置される一対の挟持部材と、
   一端が前記一対の挟持部材の一方に接続され、他端が前記一対の挟持部材の他方に接続され、中間部が前記貫通孔を貫通して前記蓄熱材層の積層方向と交差する方向の移動を阻止する拘束部材と、
   を備える化学蓄熱反応器。
2. 前記挟持部材は、前記拘束部材と固着されている、請求項１に記載の化学蓄熱反応器。
3. 前記拘束部材は、前記貫通孔に対して積層方向に移動可能に挿入されている、請求項１または請求項２に記載の化学蓄熱反応器。
4. 請求項１〜３の何れか１項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反応媒体の供給及び前記反応媒体拡散層からの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。