JPH0633975B2 - 化学蓄熱装置の運転方法 - Google Patents
化学蓄熱装置の運転方法Info
- Publication number
- JPH0633975B2 JPH0633975B2 JP3823190A JP3823190A JPH0633975B2 JP H0633975 B2 JPH0633975 B2 JP H0633975B2 JP 3823190 A JP3823190 A JP 3823190A JP 3823190 A JP3823190 A JP 3823190A JP H0633975 B2 JPH0633975 B2 JP H0633975B2
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- JP
- Japan
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- gas
- reaction material
- reaction
- reactor
- pipe
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-
- Y—GENERAL 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
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は反応材と被反応材を利用した化学蓄熱装置及び
その運転方法に関する。
その運転方法に関する。
従来の装置は特願平１−７８２４４号（特開平２−２５
９３９２号公報参照）に記載のように反応材（生石灰、
ゼオライト）を収納した反応器と、被反応材（水、アル
コール）を収納した容器とを連結パイプにて結合した化
学蓄熱装置において、化学蓄熱装置の一部に反応材とは
反応しない気体を収納した気体収納容器と気体輸送機を
設け、前記気体を化学蓄熱装置内に出し入れして、被反
応材と反応材との反応の停止を可能にし、連結パイプ間
に設けてある従来の高温バルブを不要にしたものであっ
た。
９３９２号公報参照）に記載のように反応材（生石灰、
ゼオライト）を収納した反応器と、被反応材（水、アル
コール）を収納した容器とを連結パイプにて結合した化
学蓄熱装置において、化学蓄熱装置の一部に反応材とは
反応しない気体を収納した気体収納容器と気体輸送機を
設け、前記気体を化学蓄熱装置内に出し入れして、被反
応材と反応材との反応の停止を可能にし、連結パイプ間
に設けてある従来の高温バルブを不要にしたものであっ
た。
上記従来技術は、反応材を再生した後において、長期に
渡って被反応材と反応材との反応を停止するために、反
応材とは反応しない気体を系内に導入して高温バルブを
不要にするものであり、被反応材と反応材との反応の過
程において、反応材間に設けてある熱交換器と反応材と
の伝熱性を高めて、反応材より発生した熱を効率よく熱
交換器に伝えるように配慮はされてていないものであ
る。
渡って被反応材と反応材との反応を停止するために、反
応材とは反応しない気体を系内に導入して高温バルブを
不要にするものであり、被反応材と反応材との反応の過
程において、反応材間に設けてある熱交換器と反応材と
の伝熱性を高めて、反応材より発生した熱を効率よく熱
交換器に伝えるように配慮はされてていないものであ
る。
本発明の目的は、反応時において、反応材と熱交換器間
の伝熱性を高めることを目的としており、反応を停止す
るための、連結パイプ間の高温バルブの有無とは関係な
く利用できるものである。
の伝熱性を高めることを目的としており、反応を停止す
るための、連結パイプ間の高温バルブの有無とは関係な
く利用できるものである。
上記目的を達成するために、本発明は反応器または連結
パイプのうち、いづれか一方または両方に、分岐パイプ
を設け、この分岐パイプの他端側に、反応しない気体を
収納した気体収納器と、気体輸送機（真空ポンプまたは
圧縮機）とを接続し、容器内の被反応材を連結パイプを
通して反応器内の反応材部に導入して反応させている途
中において、被反応材の導入を時々停止した後、気体収
納器より反応材と反応しない気体を、粒状の反応材間に
導入するようにしたものである。
パイプのうち、いづれか一方または両方に、分岐パイプ
を設け、この分岐パイプの他端側に、反応しない気体を
収納した気体収納器と、気体輸送機（真空ポンプまたは
圧縮機）とを接続し、容器内の被反応材を連結パイプを
通して反応器内の反応材部に導入して反応させている途
中において、被反応材の導入を時々停止した後、気体収
納器より反応材と反応しない気体を、粒状の反応材間に
導入するようにしたものである。
反応材と反応しない気体を反応材間に導入しない場合
は、反応材間には被反応材の気体が存在するのみで、粒
子間（反応材間）の熱抵抗は比較的大きく、したがって
反応材で発生した反応熱を効率よく、熱交換器に伝える
ことができなかったが、反応材と反応しない気体を適
宜、間欠的に反応材間に導入することによって、前記熱
抵抗は小さくなる。この場合、前記反応しない気体の熱
伝導率が大きく、また反応材間に導入した時の前記気体
の分圧を高くすると著しく効果が高まる。
は、反応材間には被反応材の気体が存在するのみで、粒
子間（反応材間）の熱抵抗は比較的大きく、したがって
反応材で発生した反応熱を効率よく、熱交換器に伝える
ことができなかったが、反応材と反応しない気体を適
宜、間欠的に反応材間に導入することによって、前記熱
抵抗は小さくなる。この場合、前記反応しない気体の熱
伝導率が大きく、また反応材間に導入した時の前記気体
の分圧を高くすると著しく効果が高まる。
以下本発明の一実施例を、第１図により説明する。反応
材（生石灰、ゼオライトなど）３を収納た反応器１と被
反応材４（水、メターノールなど）を入れた容器２と
は、バルブ８の付いた連結パイプ５によって、図示のよ
うに連結されている。反応材３部には熱交換器６、被反
応材４内には熱交換器７が設けてあるが、これは反応材
３または被反応材４に、熱を与えること、及びそれらよ
り熱を取り出すためのものであある。またこの実施例で
は、反応器１部に分岐パイプ１３を結合し、さらにこの
パイプ１３部に、図示のようにバルブ１１の付いたパイ
プ１４を介して気体輸送機１０を設け、またバルブ１２
の付いたパイプ１５を介して気体収納器９を設けてあ
る。熱交換器７に熱を与えて、被反応材４を気化し、こ
の蒸気（気体）をバルブ８を開くことによって、連結パ
イプ５を通して反応器１内の反応材３部に導入する。こ
の時反応材３は発熱するが、この熱は反応材３の粒子の
接触伝熱によって熱交換器６に到達するので、伝熱性が
著しく悪い。このため、一時的にバルブ８を閉じ、その
後バルブ１２を開いて、気体収納器９内の気体１６（ヘ
リウム、アルゴン等）をパイプ１５、分岐パイプ１３を
介して反応材３の粒子間に導入する。反応材３にて発生
した熱は、この気体１６によって伝熱促進され、効率よ
く熱交換器６に伝わる。気体１６としては熱伝導率が大
きく、またその分圧を高めるほど伝熱性は著しく高ま
る。またこの気体１６は反応材３と反応しないことが必
要である。その後バルブ１２を閉じてバルブ１１を開く
とともに、気体輸送機１０を運搬し、反応材３間に介在
している気体１６を、気体輸送機１０を通してパイプ１
７部より外部へ排出する。その後バルブ１１を閉じた
後、バルブ８を開いて、再び被反応材４の蒸気を反応材
３部へ導入して反応を続ける。このような操快を交互
に、間欠的に行う。
材（生石灰、ゼオライトなど）３を収納た反応器１と被
反応材４（水、メターノールなど）を入れた容器２と
は、バルブ８の付いた連結パイプ５によって、図示のよ
うに連結されている。反応材３部には熱交換器６、被反
応材４内には熱交換器７が設けてあるが、これは反応材
３または被反応材４に、熱を与えること、及びそれらよ
り熱を取り出すためのものであある。またこの実施例で
は、反応器１部に分岐パイプ１３を結合し、さらにこの
パイプ１３部に、図示のようにバルブ１１の付いたパイ
プ１４を介して気体輸送機１０を設け、またバルブ１２
の付いたパイプ１５を介して気体収納器９を設けてあ
る。熱交換器７に熱を与えて、被反応材４を気化し、こ
の蒸気（気体）をバルブ８を開くことによって、連結パ
イプ５を通して反応器１内の反応材３部に導入する。こ
の時反応材３は発熱するが、この熱は反応材３の粒子の
接触伝熱によって熱交換器６に到達するので、伝熱性が
著しく悪い。このため、一時的にバルブ８を閉じ、その
後バルブ１２を開いて、気体収納器９内の気体１６（ヘ
リウム、アルゴン等）をパイプ１５、分岐パイプ１３を
介して反応材３の粒子間に導入する。反応材３にて発生
した熱は、この気体１６によって伝熱促進され、効率よ
く熱交換器６に伝わる。気体１６としては熱伝導率が大
きく、またその分圧を高めるほど伝熱性は著しく高ま
る。またこの気体１６は反応材３と反応しないことが必
要である。その後バルブ１２を閉じてバルブ１１を開く
とともに、気体輸送機１０を運搬し、反応材３間に介在
している気体１６を、気体輸送機１０を通してパイプ１
７部より外部へ排出する。その後バルブ１１を閉じた
後、バルブ８を開いて、再び被反応材４の蒸気を反応材
３部へ導入して反応を続ける。このような操快を交互
に、間欠的に行う。
第２図は、前述の動作をグラフ化し、横軸に時間ｔ、横
軸に気体１６の分圧Ｐをとって操作を模式的に示した図
である。図中Ｒは被反応材４と反応材３との反応時間
帯、またはＧは気体１６を反応材３部へ導入して熱を取
得する伝熱時間帯を示している。第３図は、第２図に対
応して、横軸に時間ｔ、縦軸に反応材３から熱交換器６
への熱伝達率αの変化をとって示した図である。反応器
１内へ導入する気体１６の分圧は、第４図のように鋸波
状であってもよいし、また第５図のように正弦半波状で
あってもよいものである。
軸に気体１６の分圧Ｐをとって操作を模式的に示した図
である。図中Ｒは被反応材４と反応材３との反応時間
帯、またはＧは気体１６を反応材３部へ導入して熱を取
得する伝熱時間帯を示している。第３図は、第２図に対
応して、横軸に時間ｔ、縦軸に反応材３から熱交換器６
への熱伝達率αの変化をとって示した図である。反応器
１内へ導入する気体１６の分圧は、第４図のように鋸波
状であってもよいし、また第５図のように正弦半波状で
あってもよいものである。
第６図は他の実施例を示す図である。本実施例は反応器
１の一部に分岐パイプ１３を設け、バルブ１１を介して
気体輸送機１０を設けて、その吐出側を大気に開放した
ものである。また分岐パイプ１３とは別にパイプ１８を
反応器１に設け、バルブ１９を介して大気に開放してあ
る。反応材３と被反応材４とは反応させた後、バルブ８
を閉じ、その後バルブ１９を開いて空気を反応器１内に
入れて、反応材３と熱交換器６間の伝熱を促進する。バ
ルブ１９の開度を変えて空気の導入量を調節すれば、前
記伝熱促進の度合を変えることもできる。その後バルブ
１９を閉じて、バルブ１１を開いて気体輸送機１０を駆
動して、反応器１内の空気を排出して、バルブ１１を閉
じる。その後バルブ８を開いて、再び反応を行なわせ
る。このような操作を間欠的に繰り返す。この実施例に
おいては、分岐パイプ１３、パイプ１８は連結パイプ５
の一部に設けてもよい。またパイプ１８は分岐パイプ１
３の途中に設けてもよいものである。
１の一部に分岐パイプ１３を設け、バルブ１１を介して
気体輸送機１０を設けて、その吐出側を大気に開放した
ものである。また分岐パイプ１３とは別にパイプ１８を
反応器１に設け、バルブ１９を介して大気に開放してあ
る。反応材３と被反応材４とは反応させた後、バルブ８
を閉じ、その後バルブ１９を開いて空気を反応器１内に
入れて、反応材３と熱交換器６間の伝熱を促進する。バ
ルブ１９の開度を変えて空気の導入量を調節すれば、前
記伝熱促進の度合を変えることもできる。その後バルブ
１９を閉じて、バルブ１１を開いて気体輸送機１０を駆
動して、反応器１内の空気を排出して、バルブ１１を閉
じる。その後バルブ８を開いて、再び反応を行なわせ
る。このような操作を間欠的に繰り返す。この実施例に
おいては、分岐パイプ１３、パイプ１８は連結パイプ５
の一部に設けてもよい。またパイプ１８は分岐パイプ１
３の途中に設けてもよいものである。
第７図は他の実施例を示す図である。本実施例で気体輸
送機１０、気体収納器９の代りに、ピストン２１の付い
たシリンダー２０を利用したものである。図示のように
反応器１の一部に設けた分岐パイプ１３の他端に、ピス
トン２１の付いたシリンダー２０が設けてある。このシ
リンダー２０内部に、伝熱促進用の気体１６が封入して
ある。ピストン２１を動かし、シリンダー２０内の気体
１６を反応器１内に出し入れして、間欠的に伝熱促進を
行う。分岐パイプ１３の一部には、熱交換器２３、２４
を内蔵した冷却器２２を設けてある。熱交換器２３に冷
媒を流して熱交換器２４を冷却する。これは分岐、パイ
プ１３中に侵入してくる被反応材４を、熱交換器２４内
に凝縮させ、この液体をバルブ２６を介して、パイプ２
５より容器２内へ戻すものである。この実施例におい
て、ピストン２１の付いたシリンダー２０部はベローに
代えてもよいものである。
送機１０、気体収納器９の代りに、ピストン２１の付い
たシリンダー２０を利用したものである。図示のように
反応器１の一部に設けた分岐パイプ１３の他端に、ピス
トン２１の付いたシリンダー２０が設けてある。このシ
リンダー２０内部に、伝熱促進用の気体１６が封入して
ある。ピストン２１を動かし、シリンダー２０内の気体
１６を反応器１内に出し入れして、間欠的に伝熱促進を
行う。分岐パイプ１３の一部には、熱交換器２３、２４
を内蔵した冷却器２２を設けてある。熱交換器２３に冷
媒を流して熱交換器２４を冷却する。これは分岐、パイ
プ１３中に侵入してくる被反応材４を、熱交換器２４内
に凝縮させ、この液体をバルブ２６を介して、パイプ２
５より容器２内へ戻すものである。この実施例におい
て、ピストン２１の付いたシリンダー２０部はベローに
代えてもよいものである。
第８図は他の実施例を示す図である。本実施例では反応
器１の一部に設けた分岐パイプ１３の途中に、図示のよ
うにバルブ２７、気体輸送機１０を設け、その他端に気
体収納器９を設けたものである。またこの分岐パイプ１
３とは並列に、バルブ２９の付いたパイプ２８が設けて
ある。バルブ２９、パイプ２８を介して気体収納器９内
の気体１６を反応器１内に導入し、その後バルブ２９を
閉じ、バルブ２７を開き、さらに気体輸送機１０を駆動
して反応器１内へ導入した気体１６を気体収納器９内へ
回収する。気体輸送機１０が可逆性圧縮機の場合は、バ
ルブ２９とパイプ２８は不要となる。
器１の一部に設けた分岐パイプ１３の途中に、図示のよ
うにバルブ２７、気体輸送機１０を設け、その他端に気
体収納器９を設けたものである。またこの分岐パイプ１
３とは並列に、バルブ２９の付いたパイプ２８が設けて
ある。バルブ２９、パイプ２８を介して気体収納器９内
の気体１６を反応器１内に導入し、その後バルブ２９を
閉じ、バルブ２７を開き、さらに気体輸送機１０を駆動
して反応器１内へ導入した気体１６を気体収納器９内へ
回収する。気体輸送機１０が可逆性圧縮機の場合は、バ
ルブ２９とパイプ２８は不要となる。
第９図は他の実施例を示す図である。本実施例ではパイ
プ２８、気体収納器９、パイプ１７、気体輸送機１０、
分岐パイプ１３、反応器１を、図示のように循環器を構
成するように連結し、分岐パイプ１３の途中に熱交換器
２３、２４から成る冷却器２２を設けたものである。ま
たこの実施例では、連結パイプ５部にはバルブ８は設け
てない。熱交換器２４内にて凝縮した被反応材４はパイ
プ２５、バルブ２６を介して容器２へ回収される。
プ２８、気体収納器９、パイプ１７、気体輸送機１０、
分岐パイプ１３、反応器１を、図示のように循環器を構
成するように連結し、分岐パイプ１３の途中に熱交換器
２３、２４から成る冷却器２２を設けたものである。ま
たこの実施例では、連結パイプ５部にはバルブ８は設け
てない。熱交換器２４内にて凝縮した被反応材４はパイ
プ２５、バルブ２６を介して容器２へ回収される。
以上説明したように、本発明によれば、反応材と熱交換
器間の伝熱性が向上し、反応器、熱交換器が小形となる
効果がある。
器間の伝熱性が向上し、反応器、熱交換器が小形となる
効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図の反応器内に導入する気体分圧の時間的変化を示す
図、第３図は第２図に対応した反応材と熱交換器間の熱
伝達率の時間的変化を示す図、第４図、第５図は第２図
とは異なる気体分圧の時間的変化を示す図、第６図から
第９図はそれぞれ他の実施例の構成を示す図である。 符号の説明 １……反応器、２……容器、３……反応材、４……被反
応材、５……連結パイプ、６，７，２３，２４……熱交
換器、８……バルブ、９……気体収納器、１０……気体
輸送機、１１，１２，１９，２６，２７，２９……バル
ブ、１３……分岐パイプ、１４，１５，１７，１８，２
５，２８……パイプ、１６……気体、２２……冷却器、
２０……シリンダー、２１……ピストン
１図の反応器内に導入する気体分圧の時間的変化を示す
図、第３図は第２図に対応した反応材と熱交換器間の熱
伝達率の時間的変化を示す図、第４図、第５図は第２図
とは異なる気体分圧の時間的変化を示す図、第６図から
第９図はそれぞれ他の実施例の構成を示す図である。 符号の説明 １……反応器、２……容器、３……反応材、４……被反
応材、５……連結パイプ、６，７，２３，２４……熱交
換器、８……バルブ、９……気体収納器、１０……気体
輸送機、１１，１２，１９，２６，２７，２９……バル
ブ、１３……分岐パイプ、１４，１５，１７，１８，２
５，２８……パイプ、１６……気体、２２……冷却器、
２０……シリンダー、２１……ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 俊夫 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20―１ 中部電力株式会社技術開発本部電力技術 研究所内 (72)発明者 架谷 昌信 愛知県名古屋市守山区下志段味穴ケ洞2271 ―334 (56)参考文献 特開 平２−259392（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】反応材を収納した反応器と被反応材を収納
した容器とを連結パイプによって連結し、反応器または
連結パイプのうちの少なくとも一方に分岐パイプを設
け、該分岐パイプの他端側にバルブ付きパイプを介して
気体輸送機と気体収納容器を直列的または並列的に接続
し、容器内の被反応材の気体を前記連結パイプを介して
反応器内の反応材部に導入し、その後前記被反応材の気
体の導入を一時的に停止して反応材部に反応材とは反応
し難い気体を気体収納容器より導入し、さらにその後気
体輸送機によって、前記反応し難い気体を反応材部より
排出し、容器内の被反応材の気体を連結パイプを介して
再び反応材部に導入する操作を間欠的に繰返すようにし
た化学蓄熱装置の運転方法。 - 【請求項２】前記気体輸送機は、真空ポンプまたは圧縮
機である請求項１に記載の化学蓄熱装置の運転方法。 - 【請求項３】反応材を収納した反応器と被反応材を収納
した容器とを連結パイプによって連結し、反応器または
連結パイプのうちの少なくとも一方に分岐パイプを設
け、この分岐パイプの他端側に反応材と反応し難い気体
を収納したピストン付きシリンダーまたはベローを設
け、容器内の被反応材の気体を前記連結パイプを介して
反応器内の反応材部に導入し、その後前記被反応材の気
体の導入を一時的に停止して、反応材部に反応材とは反
応し難い気体をピストン付きシリンダーまたはベロー部
より導入し、さらにその後前記ピストン付きシリンダー
またはベロー内に前記反応し難い気体を反応材部より回
収し、容器内の被反応材の気体を連結パイプを介して再
び反応材部に導入する操作を間欠的に繰返すようにした
化学蓄熱装置の運転方法。 - 【請求項４】前記分岐パイプの一部に冷却器を設けた請
求項１から３のいずれかに記載の化学蓄熱装置の運転方
法。 - 【請求項５】反応器内の反応材部に、反応材と反応し難
い気体を導入する速度、及び反応材部より反応し難い気
体を取去る速度を時間的に変えて、反応材と熱交換器間
の熱伝達率を変えるようにした請求項１から４のいずれ
かに記載の化学蓄熱装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823190A JPH0633975B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 化学蓄熱装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823190A JPH0633975B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 化学蓄熱装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03244994A JPH03244994A (ja) | 1991-10-31 |
| JPH0633975B2 true JPH0633975B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=12519531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3823190A Expired - Lifetime JPH0633975B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 化学蓄熱装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633975B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP3823190A patent/JPH0633975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03244994A (ja) | 1991-10-31 |
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