JPH05223478A - ケミカル蓄熱装置 - Google Patents

ケミカル蓄熱装置

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JPH05223478A
JPH05223478A JP3070601A JP7060191A JPH05223478A JP H05223478 A JPH05223478 A JP H05223478A JP 3070601 A JP3070601 A JP 3070601A JP 7060191 A JP7060191 A JP 7060191A JP H05223478 A JPH05223478 A JP H05223478A
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JP
Japan
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heat
reaction gas
gas
ammonia
reaction
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JP3070601A
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English (en)
Inventor
Masamichi Toyoyama
正道 豊山
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケミカル蓄熱装置の構造の簡略化と熱交換効
率の向上を図る。 【構成】 粉状蓄熱媒体2と反応ガス5との直接接触を
行わせるようにした蓄熱器24と、反応ガス5と加熱源
3及び熱出力媒体4との熱交換を行う入・出熱用熱交換
器30とを分離して、反応ガス循環流路29により接続
する。これにより構造が簡略化され、熱交換効率も向上
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケミカル蓄熱装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】金属塩化物のアンモニア錯体形成反応の
ような粉状蓄熱媒体と反応ガスとの反応を利用したケミ
カル蓄熱装置が種々考えられている。
【0003】図3は本出願人が既に提案しているケミカ
ル蓄熱装置の一例を示すもので、塩化ニッケルNiCl
2・6NH3、塩化鉄FeCl2・6NH3等の金属塩化物
からなる粉状蓄熱媒体2を収容し、例えば蒸気等による
約200℃の加熱源3と水等による熱出力媒体4を供給
できる様にした固相反応器1を設け、該固相反応器1に
反応ガス(アンモニアガス)5の給排を行う給排流路1
2を介して凝縮器(蒸発器)6を接続し、且つ該凝縮器
(蒸発器)6にアンモニア移送ポンプ7を備えたアンモ
ニア貯液槽8を接続して反応ガス液化貯蔵装置9を構成
する。
【0004】前記凝縮器(蒸発器)6には冷却水10と
廃液11を供給して冷却又は加熱ができるようにしてあ
る。
【0005】又、必要に応じて前記給排流路12には冷
却器13と圧縮機14からなる加圧装置15が設けてあ
る。
【0006】上記固相反応器1の粉状蓄熱媒体2の種
類、又は加熱源3の温度、或いはその両方を選定して、
粉状蓄熱媒体2のアンモニア錯体を加熱して反応ガス5
を離脱する際の給排流路12を介して凝縮器(蒸発器)
6に導かれる反応ガス5の圧力が、水の冷却で液化でき
る圧力、即ち約15Kg/cm2以上になるようにす
る。
【0007】このように粉状蓄熱媒体2のアンモニア錯
体を加熱源3で加熱する際に生じる反応ガス5の圧力
が、水による冷却で液化できる圧力となるよう粉状蓄熱
媒体2の種類と加熱源3の温度を少なくとも一方を選定
すると、前記発生した反応ガス5を水により冷却・液化
して貯蔵することができるので、特別な冷熱源等を必要
とすることがなく、しかも設備を簡略化して操作も容易
にすることができる。
【0008】一方、前記図3のケミカル蓄熱装置及び従
来一般のケミカル蓄熱装置における固相反応器1には、
通常図4に示すようなプレートファン型のものが採用さ
れている。
【0009】即ち、フィン16を隔離板17,18で挾
んで前記加熱源3或いは熱出力媒体4を通す入出熱流路
19を形成すると共に、前記各隔離板17,18の入出
熱流路19の反体側面にハニカム20の一側を孔の方向
が前記各隔離板17,18の面に直交するよう設けて前
記ハニカム20の孔の内部に粉状蓄熱媒体2を充填し、
且つ前記ハニカム20の他側を反応ガス5は通過するこ
とができ前記粉状蓄熱媒体2は通ることができないポー
ラス板とパンチングメタル等からなる粉状保持板21を
一体に備えて熱交換パネル22を構成し、該熱交換パネ
ル22を、相互間に反応ガス流路23を形成するように
複数積層した構成としている。
【0010】固相反応器1の入出熱流路19に高温の加
熱源3が供給されると、隔離板17,18及びハニカム
20に熱が伝えられて粉状蓄熱媒体2が加熱されること
により分解(吸熱)反応が行われ、分離した反応ガス5
は反応ガス流路23及び給排流路12を介して反応ガス
液化貯蔵装置9に送られ、凝縮器(蒸発器)6にて冷却
水10により冷却・液化してアンモニア貯液槽8に貯蔵
される。
【0011】次に、アンモニア移送ポンプ7を作動して
アンモニア貯液槽8の液体のアンモニアを凝縮器(蒸発
器)6に導き、廃液11により気化を行わせて固相反応
器1に送るようにすると反応ガス5と粉状蓄熱媒体2と
は激しく重合(発熱)反応を起こし、この状態において
固相反応器1の入出熱流路19に水等の熱出力媒体4を
供給すると、水は前記反応熱により加熱され蒸気となっ
て出力される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記一般に用
いられているプレートファン型の固相反応器1は、入出
熱流路19を流れる加熱源3又は熱出力媒体4と粉状蓄
熱媒体2との間での熱交換と、反応ガス流路23を介し
て行うハニカム20内に納められた粉状蓄熱媒体2に対
する反応ガス5の授受とを、1つの固相反応器1内で行
うようにしているために、固相反応器1の構造が非常に
複雑となって製作費が高価になると共に、前記入出熱流
路19を流れる加熱源3又は熱出力媒体4と粉状蓄熱媒
体2との間での熱交換が、隔離板17,18及びハニカ
ム20を介して行われる構造であるために伝熱が非常に
悪い問題を有していていた。
【0013】本発明は、上記従来技術のもつ問題点に着
目してなしたもので、粉状蓄熱媒体と反応ガスとの直接
接触を行う蓄熱器と、反応ガスと加熱源及び熱出力媒体
との熱交換を行う入・出熱用熱交換器とを分離して備え
ることにより、構造の簡略化と、熱交換効率の向上を図
ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、粉状蓄熱媒体
を通気可能な保持板によって挾持した蓄熱層の一側面側
にガス入口を介して反応ガスを供給し、他側面側からガ
ス出口を介して反応ガスを導出するようにした蓄熱器
と、前記ガス入口とガス出口との間を接続し途中に循環
ブロワを有した反応ガス循環流路と、該反応ガス循環流
路の前記ガス入口側に備えられ加熱源と熱出力媒体とを
供給して反応ガスとの間で熱交換を行うようにした入・
出熱用熱交換器と、前記反応ガス循環流路の前記ガス出
口側に接続した反応ガス液化貯蔵装置とを設けたことを
特徴とするケミカル蓄熱装置に係るものである。
【0015】
【作用】従って、本発明では、粉状蓄熱媒体と反応ガス
との直接接触を行わせるようにした蓄熱器と、反応ガス
と加熱源及び熱出力媒体との熱交換を行う入、出熱用熱
交換器とを分離して備えているので、構造が簡略化さ
れ、熱交換効率も向上される。
【0016】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
【0017】図1、2は本発明の一例を示すもので、図
中24は複数の蓄熱層25を備え、且つガス入口26と
ガス出口27とを有した蓄熱器であり、該蓄熱器24に
はガス入口26とガス出口27との間を接続し途中に循
環ブロワ28を備えた反応ガス循環流路29が設けてあ
る。
【0018】更に、反応ガス循環流路29の前記ガス入
口26側には、加熱源3と熱出力媒体4とを供給して反
応ガス5との間で熱交換を行うようにした入・出熱用熱
交換器30を配設し、又、前記反応ガス循環流路29の
前記ガス出口27側には前記図3と同様の構成を有した
反応ガス液化貯蔵装置9を接続配置する。
【0019】前記蓄熱器24は、図2に示す如く、粉状
蓄熱媒体2輪保持可能でしかも反応ガス5のみが通過可
能な例えば焼結金属等のポーラス材にて形成された保持
板31,32により前記粉状蓄熱媒体2を挾持するよう
構成した蓄熱層25を、本体ケーシング33内に複数個
所要の間隔で備えており、且つ各蓄熱層25の相互間を
仕切板34で仕切ることにより、保持板31側の導入流
路35と、保持板32側の導出流路36とを形成するよ
うにしている。
【0020】更に、前記本体ケーシング33の一側に前
記導入流路35に連通するガス入口26を取付け、又前
記本体ケーシング33の他側に前記導出流路36に連通
するガス出口27を取付ける。
【0021】加熱源3の熱を蓄熱する場合は、図1に実
線で示すようにして行う。
【0022】即ち、循環ブロワ28を駆動して反応ガス
5を矢印で示すように循環させた状態で加熱源3を入・
出熱用熱交換器30に供給すると、前記反応ガス5は熱
交換によって加熱され、高温となってガス入口26から
蓄熱器24の導入流路35に導入される。
【0023】導入流路35に導入された高温の反応ガス
5は、ポーラス状の保持板31を通って粉状蓄熱媒体2
内を流れることにより直接接触により粉状蓄熱媒体2を
加熱する。
【0024】これにより分解(吸熱)反応が行われ、分
離した反応ガス5は保持板32を通って導出流路36に
流出し、その後反応ガス液化貯蔵装置9の圧縮機14及
び冷却水10が供給された凝縮器(蒸発器)6を介して
アンモニア貯液槽8に液化貯蔵される。又このとき、前
記ガス出口27から導出される反応ガス5の一部が前記
循環ブロワ28に導かれて循環される。
【0025】蓄熱が終了したら、図示しないバルブ等に
より反応ガス液化貯蔵装置9の回路を遮断する。
【0026】又、蓄熱された熱を出力する場合は、図1
中破線で示すようにして行う。
【0027】即ち、反応ガス液化貯蔵装置9のアンモニ
ア移送ポンプ7を作動して、アンモニア貯液槽8の液体
のアンモニアを廃液11が供給されている凝縮器(蒸発
器)6に導いて気化させて反応ガス循環流路29に導く
と共に、循環ブロワ28を介して反応ガス5を蓄熱器2
4に循環させる。
【0028】すると、反応ガス5は粉状蓄熱媒体2部分
を通る際に直接接触して激しく重合(発熱)反応を起こ
し、その反応熱が反応しなかった反応ガス5に伝えられ
て導出流路36を介してガス出口27から反応ガス循環
流路29に導かれて循環される。
【0029】従って、入・出熱用熱交換器30に水等の
熱出力媒体4を供給すると、水は前記加熱されて循環す
る反応ガス5により加熱されて蒸気となって出力され
る。
【0030】尚、本発明は上記実施例にのみ限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】上記した本発明のケミカル蓄熱装置によ
れば、粉状蓄熱媒体と反応ガスとの直接接触を行わせる
ようにした蓄熱器と、反応ガスと加熱源及び熱出力媒体
との熱交換を行う入・出熱用熱交換器とを分離して備え
るようにしたことにより、構造を簡略化することがで
き、熱交換効率も著しく改善できる優れた効果を奏し得
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す全体フローシートであ
る。
【図2】図1における蓄熱器の断面詳細図である。
【図3】本出願人が既に提案したケミカル蓄熱装置の全
体フローシートである。
【図4】図3の固相反応器の断面詳細図である。
【符号の説明】
2 粉状蓄熱媒体 3 加熱源 4 熱出力媒体 5 反応ガス(アンモニアガス) 9 反応ガス液化貯蔵装置 24 蓄熱器 25 蓄熱層 26 ガス入口 27 ガス出口 28 循環ブロワ 29 反応ガス循環流路 30 入・出熱用熱交換器 31 保持板 32 保持板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉状蓄熱媒体を通気可能な保持板によっ
    て挾持した蓄熱層の一側面側にガス入口を介して反応ガ
    スを供給し、他側面側からガス出口を介して反応ガスを
    導出するようにした蓄熱器と、前記ガス入口とガス出口
    との間を接続し途中に循環ブロワを有した反応ガス循環
    流路と、該反応ガス循環流路の前記ガス入口側に備えら
    れ加熱源と熱出力媒体とを供給して反応ガスとの間で熱
    交換を行うようにした入・出熱用熱交換器と、前記反応
    ガス循環流路の前記ガス出口側に接続した反応ガス液化
    貯蔵装置とを設けたことを特徴とするケミカル蓄熱装
    置。
JP3070601A 1991-03-11 1991-03-11 ケミカル蓄熱装置 Pending JPH05223478A (ja)

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