JPH06213529A - ケミカルヒートポンプ - Google Patents
ケミカルヒートポンプInfo
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- JPH06213529A JPH06213529A JP5026207A JP2620793A JPH06213529A JP H06213529 A JPH06213529 A JP H06213529A JP 5026207 A JP5026207 A JP 5026207A JP 2620793 A JP2620793 A JP 2620793A JP H06213529 A JPH06213529 A JP H06213529A
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- magnesium oxide
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】安全且つ安価な物質である酸化マグネシウムを
用いた、高密度蓄熱や熱電併給システムに利用すること
ができるケミカルヒートポンプを提供すること。 【構成】酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化マグ
ネシウムの脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒートポ
ンプであって、前記酸化マグネシウムが、水酸化マグネ
シウムを４５０℃以下でか焼してなることを特徴とする
ケミカルヒートポンプ。
用いた、高密度蓄熱や熱電併給システムに利用すること
ができるケミカルヒートポンプを提供すること。 【構成】酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化マグ
ネシウムの脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒートポ
ンプであって、前記酸化マグネシウムが、水酸化マグネ
シウムを４５０℃以下でか焼してなることを特徴とする
ケミカルヒートポンプ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はケミカルヒートポンプに
関し、特に酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化マ
グネシウムの脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒート
ポンプ（酸化マグネシウム／水反応系のケミカルヒート
ポンプという）に関する。
関し、特に酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化マ
グネシウムの脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒート
ポンプ（酸化マグネシウム／水反応系のケミカルヒート
ポンプという）に関する。
【０００２】
【従来技術】地球資源には限りがあることから、電気エ
ネルギーや熱エネルギーをより有効に利用する、省エネ
ルギー技術の進歩が望まれている。そこで、夜間の余剰
電力を熱エネルギーの形で蓄熱する技術として或いはデ
ィーゼルエンジン等を用いて発電し、該エンジンの発生
する排熱を利用する（このようなシステムを熱電併給シ
ステムという）ことができる技術としてケミカルヒート
ポンプが注目され、種々の提案がなされている。
ネルギーや熱エネルギーをより有効に利用する、省エネ
ルギー技術の進歩が望まれている。そこで、夜間の余剰
電力を熱エネルギーの形で蓄熱する技術として或いはデ
ィーゼルエンジン等を用いて発電し、該エンジンの発生
する排熱を利用する（このようなシステムを熱電併給シ
ステムという）ことができる技術としてケミカルヒート
ポンプが注目され、種々の提案がなされている。
【０００３】本発明の反応系である酸化マグネシウム／
水反応系を用いたケミカルヒートポンプについても、そ
のアイデアは既に提案されている（ジャーナルオブソリ
ドステートケミストリ、第２２巻、５１〜６１頁（１９
７７））。しかしながら、従来においては、酸化マグネ
シウムの水和反応の活性が低く、実用化のための具体的
検討がなされるには至っていなかった。それにもかかわ
らず、酸化マグネシウムが安価である上、これを使用し
た系は安全であるという、酸化マグネシウム／水反応系
のケミカルヒートポンプには、捨て難い利点がある。
水反応系を用いたケミカルヒートポンプについても、そ
のアイデアは既に提案されている（ジャーナルオブソリ
ドステートケミストリ、第２２巻、５１〜６１頁（１９
７７））。しかしながら、従来においては、酸化マグネ
シウムの水和反応の活性が低く、実用化のための具体的
検討がなされるには至っていなかった。それにもかかわ
らず、酸化マグネシウムが安価である上、これを使用し
た系は安全であるという、酸化マグネシウム／水反応系
のケミカルヒートポンプには、捨て難い利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、酸化マグネシウムの水和反応の活性について鋭意研
究した結果、特定の温度で水酸化マグネシウムをか焼す
ることにより脱水反応させて得られる、酸化マグネシウ
ムを用いた場合には、酸化マグネシウムの水和反応の活
性を著しく高くすることができるということを見出し本
発明に到達した。従って、本発明の目的は、安全且つ安
価な物質である酸化マグネシウムを用いた、地球環境に
適合するケミカルヒートポンプを提供することにある。
は、酸化マグネシウムの水和反応の活性について鋭意研
究した結果、特定の温度で水酸化マグネシウムをか焼す
ることにより脱水反応させて得られる、酸化マグネシウ
ムを用いた場合には、酸化マグネシウムの水和反応の活
性を著しく高くすることができるということを見出し本
発明に到達した。従って、本発明の目的は、安全且つ安
価な物質である酸化マグネシウムを用いた、地球環境に
適合するケミカルヒートポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化マグネシウム
の脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒートポンプであ
って、前記酸化マグネシウムが、水酸化マグネシウムを
４５０℃以下でか焼してなることを特徴とするケミカル
ヒートポンプによって達成された。本発明のケミカルヒ
ートポンプに使用する酸化マグネシウムは、高温での発
熱反応活性を高める観点から、水酸化マグネシウムを４
５０℃以下、好ましくは２５０〜４００℃でか焼して得
られる酸化マグネシウムであることが必要である。
酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化マグネシウム
の脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒートポンプであ
って、前記酸化マグネシウムが、水酸化マグネシウムを
４５０℃以下でか焼してなることを特徴とするケミカル
ヒートポンプによって達成された。本発明のケミカルヒ
ートポンプに使用する酸化マグネシウムは、高温での発
熱反応活性を高める観点から、水酸化マグネシウムを４
５０℃以下、好ましくは２５０〜４００℃でか焼して得
られる酸化マグネシウムであることが必要である。
【０００６】水酸化マグネシウムは、通常、固体の酸化
マグネシウムを適当な水溶液に溶解して水和させ、凝集
沈澱させた後水分を除去することによって得ることがで
きる。このような水酸化マグネシウムの粒子は、０．１
μｍの粒子径の小粒子が凝集してなる１０〜３０μｍの
粒子径のものであり、更に該小粒子は約０．０１μｍの
径の微小粒子から形成されてなるものである。従って、
上記の水酸化マグネシウムを４５０℃以下、好ましくは
２５０〜４００℃でか焼すると、前記微小粒子同士の焼
結が起こらないので、得られた酸化マグネシウムは元の
水酸化マグネシウムの粒子構造をそのまゝ維持し、比表
面積が大きく、高温での発熱反応活性が高い酸化マグネ
シウムを得ることができる。
マグネシウムを適当な水溶液に溶解して水和させ、凝集
沈澱させた後水分を除去することによって得ることがで
きる。このような水酸化マグネシウムの粒子は、０．１
μｍの粒子径の小粒子が凝集してなる１０〜３０μｍの
粒子径のものであり、更に該小粒子は約０．０１μｍの
径の微小粒子から形成されてなるものである。従って、
上記の水酸化マグネシウムを４５０℃以下、好ましくは
２５０〜４００℃でか焼すると、前記微小粒子同士の焼
結が起こらないので、得られた酸化マグネシウムは元の
水酸化マグネシウムの粒子構造をそのまゝ維持し、比表
面積が大きく、高温での発熱反応活性が高い酸化マグネ
シウムを得ることができる。
【０００７】これに対し、従来の如く、１，０００℃以
上でか焼した場合には、前記微小粒子や小粒子同士の焼
結が進み、微小粒子や小粒子間に存在していた気固界面
が消失する。このように焼結した粒子を粉砕しても、も
はや０．１μｍ以下の粒子径のものを得ることは困難で
あり、従って、水和反応の活性が高い酸化マグネシウム
を得ることができない。尚、か焼とは、水酸化マグネシ
ウムから脱水により酸化マグネシウムを得るための加熱
工程を意味する。このようにして得られた酸化マグネシ
ウムの水和反応の活性は、従来の酸化マグネシウムの約
１０倍である。
上でか焼した場合には、前記微小粒子や小粒子同士の焼
結が進み、微小粒子や小粒子間に存在していた気固界面
が消失する。このように焼結した粒子を粉砕しても、も
はや０．１μｍ以下の粒子径のものを得ることは困難で
あり、従って、水和反応の活性が高い酸化マグネシウム
を得ることができない。尚、か焼とは、水酸化マグネシ
ウムから脱水により酸化マグネシウムを得るための加熱
工程を意味する。このようにして得られた酸化マグネシ
ウムの水和反応の活性は、従来の酸化マグネシウムの約
１０倍である。
【０００８】酸化マグネシウムの水和反応と水酸化マグ
ネシウムの脱水反応は、下記の反応式で示される。 ＭｇＯ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝Ｍｇ（ＯＨ）2 （ｓ）＋
ΔＨ ΔＨ＝−８１．０２ｋＪ／モル 即ち、酸化マグネシウムの水和反応は発熱反応であり、
水酸化マグネシウムの脱水反応は吸熱反応である。そし
て、この反応は、気体である水蒸気と固体であるマグネ
シウム系との２相系でおこる可逆反応である。従って、
余剰電力や排熱を用いて吸熱反応を行わせることによっ
て、無駄となるはずのエネルギーを熱の形で蓄熱し、必
要なときに逆反応を行わせることにより、有効なエネル
ギーとして利用することができる。
ネシウムの脱水反応は、下記の反応式で示される。 ＭｇＯ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝Ｍｇ（ＯＨ）2 （ｓ）＋
ΔＨ ΔＨ＝−８１．０２ｋＪ／モル 即ち、酸化マグネシウムの水和反応は発熱反応であり、
水酸化マグネシウムの脱水反応は吸熱反応である。そし
て、この反応は、気体である水蒸気と固体であるマグネ
シウム系との２相系でおこる可逆反応である。従って、
余剰電力や排熱を用いて吸熱反応を行わせることによっ
て、無駄となるはずのエネルギーを熱の形で蓄熱し、必
要なときに逆反応を行わせることにより、有効なエネル
ギーとして利用することができる。
【０００９】次に、図に従って本発明のケミカルヒート
ポンプの作動原理について説明する。図１及び図２は、
本発明のケミカルヒートポンプの構成及び作動原理を示
す概略図であり、図１は排熱を吸収させて水酸化マグネ
シウムの脱水反応を起こさせた（前記か焼に相当）蓄熱
状態、図２は酸化マグネシウムの水和反応による発熱、
及び水の蒸発による冷熱を利用する発熱・冷却状態を各
々示している。図において、１は水酸化マグネシウムが
充填された反応容器、２は水蒸気を液化又は蒸発させる
ための水の貯蔵容器、３は圧力調整弁及び４は水蒸気の
流路である。このような構成を組み合わせて行わせるヒ
ートポンプサイクルは、温度Ｔにおける水蒸気の平衡圧
力（Ｐ）との関係を示すＴ−Ｐ線図（図３）によって示
される。
ポンプの作動原理について説明する。図１及び図２は、
本発明のケミカルヒートポンプの構成及び作動原理を示
す概略図であり、図１は排熱を吸収させて水酸化マグネ
シウムの脱水反応を起こさせた（前記か焼に相当）蓄熱
状態、図２は酸化マグネシウムの水和反応による発熱、
及び水の蒸発による冷熱を利用する発熱・冷却状態を各
々示している。図において、１は水酸化マグネシウムが
充填された反応容器、２は水蒸気を液化又は蒸発させる
ための水の貯蔵容器、３は圧力調整弁及び４は水蒸気の
流路である。このような構成を組み合わせて行わせるヒ
ートポンプサイクルは、温度Ｔにおける水蒸気の平衡圧
力（Ｐ）との関係を示すＴ−Ｐ線図（図３）によって示
される。
【００１０】図３において、横軸は絶対温度の逆数、横
軸は圧力（ａｔｍ）の対数を表す。即ち、本発明のケミ
カルヒートポンプは以下の如く、運転される。先ず、夜
間の余剰電力を利用して、或いは温度（ＴH ) の排熱を
利用して反応容器１内の水酸化マグネシウムを加熱し、
高圧力（ＰH ）の水蒸気を放出させる（図３中の（１）
の状態に対応する）。該水蒸気は圧力調整弁３及び水蒸
気流路４を介してＴH より低い温度ＴL で、ＰH より低
い圧力ＰL の貯蔵容器１に導かれ、凝縮し液化して凝縮
熱を放出する。このとき、最高ＴL の熱（ＱL ）を得る
ことができる（図３中の（２）の状態に対応する）。上
記の蓄熱運転を終了させた後、圧力調整弁３を閉じ、前
記の反応容器１をＴM の温度まで冷却すると、内部の水
蒸気圧はＰM まで低下する（図３中の（４）の状態に移
行する）。
軸は圧力（ａｔｍ）の対数を表す。即ち、本発明のケミ
カルヒートポンプは以下の如く、運転される。先ず、夜
間の余剰電力を利用して、或いは温度（ＴH ) の排熱を
利用して反応容器１内の水酸化マグネシウムを加熱し、
高圧力（ＰH ）の水蒸気を放出させる（図３中の（１）
の状態に対応する）。該水蒸気は圧力調整弁３及び水蒸
気流路４を介してＴH より低い温度ＴL で、ＰH より低
い圧力ＰL の貯蔵容器１に導かれ、凝縮し液化して凝縮
熱を放出する。このとき、最高ＴL の熱（ＱL ）を得る
ことができる（図３中の（２）の状態に対応する）。上
記の蓄熱運転を終了させた後、圧力調整弁３を閉じ、前
記の反応容器１をＴM の温度まで冷却すると、内部の水
蒸気圧はＰM まで低下する（図３中の（４）の状態に移
行する）。
【００１１】昼間の電力需要が大きくなったときに、圧
力調整弁３を開くと貯蔵器内の圧力ＰC の水蒸気圧の方
が反応容器内の水蒸気圧ＰM より高いので、水蒸気が反
応容器１に移動して該水蒸気と水酸化マグネシウムとが
水和反応し、温度ＴM で熱（ＱM ）を放熱すると同時
に、貯蔵容器内の水が蒸発するので、蒸発潜熱によって
冷熱（ＱC ）が発生する（図３中の（３）の状態に移行
する）。かかる冷熱は冷に利用することができる。上記
の発熱・冷却運転を終了させた後、圧力調整弁３を閉じ
て１サイクルが終了する。以上のヒートポンプサイクル
は、前記高活性の酸化マグネシウムを使用することによ
って、初めて実用化レベルに達する。
力調整弁３を開くと貯蔵器内の圧力ＰC の水蒸気圧の方
が反応容器内の水蒸気圧ＰM より高いので、水蒸気が反
応容器１に移動して該水蒸気と水酸化マグネシウムとが
水和反応し、温度ＴM で熱（ＱM ）を放熱すると同時
に、貯蔵容器内の水が蒸発するので、蒸発潜熱によって
冷熱（ＱC ）が発生する（図３中の（３）の状態に移行
する）。かかる冷熱は冷に利用することができる。上記
の発熱・冷却運転を終了させた後、圧力調整弁３を閉じ
て１サイクルが終了する。以上のヒートポンプサイクル
は、前記高活性の酸化マグネシウムを使用することによ
って、初めて実用化レベルに達する。
【００１２】本発明においては、上記ＴH は前記か焼温
度に相当し、従って２５０℃〜４５０℃であり、ＴM は
１３０〜１８０℃とすることができる。尚、圧力弁を閉
じておくことにより、気密を保つ限り、蓄熱及び蓄冷す
ることができる。上記の如く、本発明のケミカルヒート
ポンプは、夜間の余剰電力や高温領域の排熱を高密度に
蓄熱したり、熱電併給システムに使用するディーゼルエ
ンジン等の高温の排熱を、温熱及び冷熱として有効に利
用することができる。このような高温の熱エネルギーを
有効に利用することができる本発明のケミカルヒートポ
ンプは、４００℃付近の高品質の排熱を、８０℃程度の
低品質の熱を得るための加熱に使用する従来方法の場合
より、エクセルギー的な観点からも、利用価値が高い。
度に相当し、従って２５０℃〜４５０℃であり、ＴM は
１３０〜１８０℃とすることができる。尚、圧力弁を閉
じておくことにより、気密を保つ限り、蓄熱及び蓄冷す
ることができる。上記の如く、本発明のケミカルヒート
ポンプは、夜間の余剰電力や高温領域の排熱を高密度に
蓄熱したり、熱電併給システムに使用するディーゼルエ
ンジン等の高温の排熱を、温熱及び冷熱として有効に利
用することができる。このような高温の熱エネルギーを
有効に利用することができる本発明のケミカルヒートポ
ンプは、４００℃付近の高品質の排熱を、８０℃程度の
低品質の熱を得るための加熱に使用する従来方法の場合
より、エクセルギー的な観点からも、利用価値が高い。
【００１３】
【発明の効果】本発明のケミカルヒートポンプは、酸化
マグネシウム／水反応系のケミカルヒートポンプである
ので、安全であるのみならず安価である上、熱駆動であ
るので二酸化炭素を排出せず、地球環境適応性が良好で
ある。また、発熱反応活性の高い酸化マグネシウムを使
用しているので、高温度の排熱を高密度に蓄熱すること
ができる上、温熱及び冷熱を同時に利用することもでき
る。
マグネシウム／水反応系のケミカルヒートポンプである
ので、安全であるのみならず安価である上、熱駆動であ
るので二酸化炭素を排出せず、地球環境適応性が良好で
ある。また、発熱反応活性の高い酸化マグネシウムを使
用しているので、高温度の排熱を高密度に蓄熱すること
ができる上、温熱及び冷熱を同時に利用することもでき
る。
【００１４】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。 実施例１．酸化マグネシウムの調製（水酸化マグネシウムのか焼 ） 反応器、気化器及び凝縮器の主要部からなる実験装置
（図４参照）を用い、水酸化マグネシウム１ｇを反応器
中のサンプル台に載せた後、真空ポンプを用いて系内を
減圧し、電気炉を用いて３５０℃で２時間か焼して酸化
マグネシウムとした。酸化マグネシウムヘの転化率は、
約９３％であった。又、得られた酸化マグネシウムを顕
微鏡によって観察したところ、その粒子径は全て１０〜
３０μｍの範囲であった。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。 実施例１．酸化マグネシウムの調製（水酸化マグネシウムのか焼 ） 反応器、気化器及び凝縮器の主要部からなる実験装置
（図４参照）を用い、水酸化マグネシウム１ｇを反応器
中のサンプル台に載せた後、真空ポンプを用いて系内を
減圧し、電気炉を用いて３５０℃で２時間か焼して酸化
マグネシウムとした。酸化マグネシウムヘの転化率は、
約９３％であった。又、得られた酸化マグネシウムを顕
微鏡によって観察したところ、その粒子径は全て１０〜
３０μｍの範囲であった。
【００１５】水和反応 次に、得られた酸化マグネシウムに、気化器から水蒸気
を導き、反応温度が１１０℃、水蒸気温度が９０℃とな
るように水和反応を行わせた。水和反応の進行度を確認
するために、反応器中のサンプル台に載せた酸化マグネ
シウムの重量を経時的に測定し、酸化マグネシウムから
水酸化マグネシウムヘの経時的転化率を測定した。結果
は図５に示した通りである（○印）。
を導き、反応温度が１１０℃、水蒸気温度が９０℃とな
るように水和反応を行わせた。水和反応の進行度を確認
するために、反応器中のサンプル台に載せた酸化マグネ
シウムの重量を経時的に測定し、酸化マグネシウムから
水酸化マグネシウムヘの経時的転化率を測定した。結果
は図５に示した通りである（○印）。
【００１６】比較例１．実施例１で調製した酸化マグネ
シウムに代えて、１，０００℃以上でか焼された、粒子
径が１〜１０μｍの範囲の酸化マグネシウムを使用した
他は、実施例１と全く同様にして水和反応をさせ、実施
例１と同様にして水酸化マグネシウムヘの経時的転化率
を測定した。結果は図５に示した通りである（□印）。
実施例１及び比較例１の結果は、水酸化マグネシウムを
低温でか焼して得られた酸化マグネシウムを用いた本願
発明の場合の方が、水和反応の活性が著しく高いことを
実証するものである。
シウムに代えて、１，０００℃以上でか焼された、粒子
径が１〜１０μｍの範囲の酸化マグネシウムを使用した
他は、実施例１と全く同様にして水和反応をさせ、実施
例１と同様にして水酸化マグネシウムヘの経時的転化率
を測定した。結果は図５に示した通りである（□印）。
実施例１及び比較例１の結果は、水酸化マグネシウムを
低温でか焼して得られた酸化マグネシウムを用いた本願
発明の場合の方が、水和反応の活性が著しく高いことを
実証するものである。
【００１７】実施例２〜４．か焼温度を、各々、２５０
℃、３１０℃及び３３０℃に代えた他は実施例１と全く
同様にして水酸化マグネシクムをか焼した。結果は図６
に示した通りである。尚、図６中には実施例１の結果も
併せて示した。この結果は、２５０℃以下のか焼が有効
ではないこと、及び３５０℃のか焼で十分なことを示す
ものである。
℃、３１０℃及び３３０℃に代えた他は実施例１と全く
同様にして水酸化マグネシクムをか焼した。結果は図６
に示した通りである。尚、図６中には実施例１の結果も
併せて示した。この結果は、２５０℃以下のか焼が有効
ではないこと、及び３５０℃のか焼で十分なことを示す
ものである。
【００１８】実施例６及び７．実施例１で得られた酸化
マグネシウム及び、実施例４のか焼を８時間行って得ら
れた酸化マグネシウムを用い、反応温度が１３０℃で水
蒸気温度が８０℃となるように水和反応条件を変えた他
は、実施例１と全く同様にして水酸化マグネシウムヘの
経時的転化率を測定した。結果は図７に示した通りであ
る。図７から、３５０℃で２時間か焼した場合と、３３
０℃で８時間か焼した場合とでは、得られる酸化マグネ
シウムの水和反応活性に差異がないことが確認された。
マグネシウム及び、実施例４のか焼を８時間行って得ら
れた酸化マグネシウムを用い、反応温度が１３０℃で水
蒸気温度が８０℃となるように水和反応条件を変えた他
は、実施例１と全く同様にして水酸化マグネシウムヘの
経時的転化率を測定した。結果は図７に示した通りであ
る。図７から、３５０℃で２時間か焼した場合と、３３
０℃で８時間か焼した場合とでは、得られる酸化マグネ
シウムの水和反応活性に差異がないことが確認された。
【００１９】実施例８及び９．実施例１で得られた酸化
マグネシウムを用い、水蒸気温度を、各々８０℃及び５
０℃となるように変えた他は、実施例１と全く同様にし
て水和反応を行わせ、実施例１と同様にして水酸化マグ
ネシウムヘの経時的転化率を測定した結果を、実施例１
の場合と共に図８に示した。この結果から、水和反応速
度が水蒸気の温度が高い程大きいことが確認された。
マグネシウムを用い、水蒸気温度を、各々８０℃及び５
０℃となるように変えた他は、実施例１と全く同様にし
て水和反応を行わせ、実施例１と同様にして水酸化マグ
ネシウムヘの経時的転化率を測定した結果を、実施例１
の場合と共に図８に示した。この結果から、水和反応速
度が水蒸気の温度が高い程大きいことが確認された。
【００２０】実施例１０〜１３．実施例１で得られた酸
化マグネシウムを用い、水蒸気温度を８０℃となるよう
に変えると共に、反応温度を、各々、１１０℃、１３０
℃、１６０℃及び１８０℃に変えた他は、実施例１と全
く同様にして水和反応を行わせ、実施例１と同様にして
水酸化マグネシウムヘの経時的転化率を測定した。各結
果は、図９に示した通りである。この結果は、本発明の
ケミカルヒートポンプを使用することにより、８０℃の
水蒸気を用いて１８０℃までの任意の温度の熱を得るこ
とができることを実証するものである。
化マグネシウムを用い、水蒸気温度を８０℃となるよう
に変えると共に、反応温度を、各々、１１０℃、１３０
℃、１６０℃及び１８０℃に変えた他は、実施例１と全
く同様にして水和反応を行わせ、実施例１と同様にして
水酸化マグネシウムヘの経時的転化率を測定した。各結
果は、図９に示した通りである。この結果は、本発明の
ケミカルヒートポンプを使用することにより、８０℃の
水蒸気を用いて１８０℃までの任意の温度の熱を得るこ
とができることを実証するものである。
【００２１】実施例１４〜１７．実施例１で得られた酸
化マグネシウムを用い、水蒸気温度が５０℃となるよう
に変えると共に、反応温度を、各々、１００℃、１１０
℃、１２０℃及び１３０℃に変えた他は、実施例１と全
く同様にして水和反応を行わせ、実施例１と同様にして
水酸化マグネシウムヘの経時的転化率を測定した。結果
は、図１０に示した通りである。この結果は、本発明の
ケミカルヒートポンプを使用することにより、５０℃の
水蒸気を用いて１３０℃までの任意の熱を得ることがで
きることを実証するものである。
化マグネシウムを用い、水蒸気温度が５０℃となるよう
に変えると共に、反応温度を、各々、１００℃、１１０
℃、１２０℃及び１３０℃に変えた他は、実施例１と全
く同様にして水和反応を行わせ、実施例１と同様にして
水酸化マグネシウムヘの経時的転化率を測定した。結果
は、図１０に示した通りである。この結果は、本発明の
ケミカルヒートポンプを使用することにより、５０℃の
水蒸気を用いて１３０℃までの任意の熱を得ることがで
きることを実証するものである。
【００２２】以上の実施例の結果から、水蒸気温度を５
０℃及び８０℃とし、水和反応の温度を変化させた場合
の反応熱を求め、さらに水酸化マグネシウム粉体１ｍ3
当たりの蓄熱量を計算した。結果は、図１１に示した通
りである。また、上記の結果を１．５時間当たりの平均
出力で表した結果を図１２に示した。上記の結果は、本
発明のヒートポンプを用いた場合には、８０℃の水蒸気
によって、１６０℃で４００ＭＪ／ｍ3 の蓄熱量、又は
８０ｋＷ／ｍ3 の熱出力を得ることができることを示す
ものである。この蓄熱量は、水を用いて温度差５０℃で
蓄熱した場合の約に２倍であった。以上の結果は、本発
明の有効性を実証するものである。
０℃及び８０℃とし、水和反応の温度を変化させた場合
の反応熱を求め、さらに水酸化マグネシウム粉体１ｍ3
当たりの蓄熱量を計算した。結果は、図１１に示した通
りである。また、上記の結果を１．５時間当たりの平均
出力で表した結果を図１２に示した。上記の結果は、本
発明のヒートポンプを用いた場合には、８０℃の水蒸気
によって、１６０℃で４００ＭＪ／ｍ3 の蓄熱量、又は
８０ｋＷ／ｍ3 の熱出力を得ることができることを示す
ものである。この蓄熱量は、水を用いて温度差５０℃で
蓄熱した場合の約に２倍であった。以上の結果は、本発
明の有効性を実証するものである。
【図１】本発明のケミカルヒートポンプの構成及び作動
原理を示す概略図である（蓄熱状態）。
原理を示す概略図である（蓄熱状態）。
【図２】本発明のケミカルヒートポンプの構成及び作動
原理を示す概略図である（発熱・冷凍状態）。
原理を示す概略図である（発熱・冷凍状態）。
【図３】本発明のケミカルヒートポンプのサイクルを示
した、温度（Ｔ）に対する水蒸気の平衡圧力（Ｐ）を示
すＴ−Ｐ線図である。
した、温度（Ｔ）に対する水蒸気の平衡圧力（Ｐ）を示
すＴ−Ｐ線図である。
【図４】本発明で使用した実験装置の概略図である。
【図５】実施例１及び比較例１の、水和反応時間に対す
る酸化マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の
変化を示した図である。
る酸化マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の
変化を示した図である。
【図６】実施例２〜５の、脱水反応時間に対する水酸化
マグネシウムの脱水率の変化を示した図である。
マグネシウムの脱水率の変化を示した図である。
【図７】実施例６及び７の、水和反応時間に対する酸化
マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変化を
示した図である。
マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変化を
示した図である。
【図８】実施例８及び９の、水和反応時間に対する酸化
マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変化を
示した図である。
マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変化を
示した図である。
【図９】実施例１０〜１３の、水和反応時間に対する酸
化マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変化
を示した図である。
化マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変化
を示した図である。
【図１０】実施例１４〜１７の、水和反応時間に対する
酸化マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変
化を示した図である。
酸化マグネシウムの水酸化マグネシウムへの転化率の変
化を示した図である。
【図１１】水蒸気温度を５０℃又は８０℃とした場合の
水酸化マグネシウム粉体１ｍ3 当たりの各温度における
蓄熱量を計算した図である。
水酸化マグネシウム粉体１ｍ3 当たりの各温度における
蓄熱量を計算した図である。
【図１２】水蒸気温度を５０℃又は８０℃とした場合の
水酸化マグネシウム粉体１ｍ3 当たりの熱出力を計算し
た図である。
水酸化マグネシウム粉体１ｍ3 当たりの熱出力を計算し
た図である。
１ 水酸化マグネシウムが充填された反応容器 ２ 水蒸気を液化又は蒸発させるための水の貯蔵容器 ３ 圧力調整弁 ４ 水蒸気の流路 ５ 反応容器 ６ 凝縮容器 ７ 気化器 ８ 真空ポンプ ９ サンプル台 １０ 電気炉 １１ バルブ １２ 温度測定用熱電対 １３ 水蒸気用流路管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 理道 東京都目黒区緑が丘３−５−13−201 (72)発明者 渡辺 佳則 神奈川県横浜市瀬谷区下瀬谷３−48−１ (72)発明者 小林 敬 神奈川県横浜市港南区芹が谷１−23−４
Claims (2)
- 【請求項１】酸化マグネシウムの水和発熱反応と水酸化
マグネシウムの脱水吸熱反応とを利用したケミカルヒー
トポンプであって、前記酸化マグネシウムが、水酸化マ
グネシウムを４５０℃以下でか焼してなることを特徴と
するケミカルヒートポンプ。 - 【請求項２】か焼温度が２５０〜４００℃である請求項
１に記載のケミカルヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026207A JP2510120B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | ケミカルヒ―トポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026207A JP2510120B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | ケミカルヒ―トポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213529A true JPH06213529A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2510120B2 JP2510120B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=12187012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5026207A Expired - Lifetime JP2510120B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | ケミカルヒ―トポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510120B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007302844A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | 吸放熱材料、吸放熱材料の製造方法及びこの吸放熱材料を用いたケミカルヒートポンプシステム |
| JP2007309561A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Tokyo Institute Of Technology | ケミカルヒートポンプ |
| JP2009257686A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱システム |
| JP2013113565A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyota Central R&D Labs Inc | ケミカルヒートポンプ |
| JP2017002220A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 国立大学法人東京工業大学 | 化学蓄熱材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5661960B1 (ja) * | 2014-04-30 | 2015-01-28 | 株式会社山陽テクノ | 化学蓄熱材 |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP5026207A patent/JP2510120B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007302844A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | 吸放熱材料、吸放熱材料の製造方法及びこの吸放熱材料を用いたケミカルヒートポンプシステム |
| JP2007309561A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Tokyo Institute Of Technology | ケミカルヒートポンプ |
| JP2009257686A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱システム |
| JP2013113565A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyota Central R&D Labs Inc | ケミカルヒートポンプ |
| JP2017002220A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 国立大学法人東京工業大学 | 化学蓄熱材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2510120B2 (ja) | 1996-06-26 |
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