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公開番号2024178762
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023097150
出願日2023-06-13
発明の名称化学蓄熱反応器
出願人日新電機株式会社
代理人個人,個人
主分類F28D 20/00 20060101AFI20241218BHJP(熱交換一般)
要約【課題】化学蓄熱材の水和反応を利用した放熱動作の遅延を抑えることを可能にした化学蓄熱反応器を提供する。
【解決手段】化学蓄熱反応器21は、脱水反応により蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材HMと、化学蓄熱材HMと熱交換可能に設けられる第1熱交換器22と、化学蓄熱材HMと第1熱交換器22とが配置される蓄熱室23aを有する第1容器23とを備える。第1熱交換器22は、複数の流路管FTと、複数の流路管FTの両端部である第1端部FTa及び第2端部FTbのうち、第1端部FTaを連結する第1連結流路管FT1と、第2端部FTbを連結する第2連結流路管FT2とを有する。第1容器23は、第1連結流路管FT1に熱媒体を流入する流入部23bと、第2連結流路管FT2から熱媒体を流出する流出部23cとを有する。化学蓄熱反応器21は、第1熱交換器22から第1容器23に伝熱する伝熱経路部25をさらに備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
脱水反応により蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材と、
前記化学蓄熱材と熱交換可能に設けられる熱交換器と、
前記化学蓄熱材と前記熱交換器とが配置される蓄熱室を有する容器と、を備える化学蓄熱反応器であって、
前記熱交換器は、複数の流路管と、
前記複数の流路管の両端部である第１端部及び第２端部のうち、前記第１端部を連結する第１連結流路管と、
前記第２端部を連結する第２連結流路管と、を有し、
前記容器は、前記第１連結流路管に熱媒体を流入する流入部と、
前記第２連結流路管から前記熱媒体を流出する流出部と、を有し、
前記熱交換器から前記容器に伝熱する伝熱経路部をさらに備える、化学蓄熱反応器。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記伝熱経路部は、前記第２連結流路管の外周面と前記容器の内面とを連結する熱伝導性部材を含む、請求項１に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項３】
前記伝熱経路部は、前記第２連結流路管と前記流出部との間に設けられ、前記第２連結流路管から流出する前記熱媒体を前記容器の内面に沿って流通する伝熱用流路を含む、請求項１に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項４】
前記第２連結流路管に流通する前記熱媒体を前記伝熱用流路に送る第１送液流路と、前記伝熱用流路を流通させずに前記容器外に流出させる第２送液流路とを切り替え可能に構成されている、請求項３に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項５】
前記容器を収容する外側容器と、前記容器と前記外側容器との間の断熱空間部とをさらに備える、請求項１に記載の化学蓄熱反応器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、化学蓄熱反応器に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２に記載されるように、化学蓄熱材と、化学蓄熱材と熱交換可能に設けられる熱交換器と、化学蓄熱材と熱交換器とが配置される蓄熱室を有する容器とを備える化学蓄熱反応器が知られている。化学蓄熱材は、脱水反応により蓄熱する。また、化学蓄熱材は、水和反応により放熱する。特許文献２には、化学蓄熱反応器の容器の内面において生成した結露液が熱交換器に付着することを防止する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１５８２９９号公報
特開２０１７－０１５３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献２に記載されるように、化学蓄熱反応器の容器の内面では、化学蓄熱材と水和反応させるために容器内に供給した水蒸気が凝縮する場合がある。このような水蒸気の凝縮により、化学蓄熱材への水蒸気の供給が妨げられることで、化学蓄熱材の水和反応を利用した放熱動作が遅延するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する化学蓄熱反応器は、脱水反応により蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材と、前記化学蓄熱材と熱交換可能に設けられる熱交換器と、前記化学蓄熱材と前記熱交換器とが配置される蓄熱室を有する容器と、を備える化学蓄熱反応器であって、前記熱交換器は、複数の流路管と、前記複数の流路管の両端部である第１端部及び第２端部のうち、前記第１端部を連結する第１連結流路管と、前記第２端部を連結する第２連結流路管と、を有し、前記容器は、前記第１連結流路管に熱媒体を流入する流入部と、前記第２連結流路管から前記熱媒体を流出する流出部と、を有し、前記熱交換器から前記容器に伝熱する伝熱経路部をさらに備える。
【０００６】
この構成によれば、熱交換器の熱を、伝熱経路部によって容器に伝熱することができる。このため、熱交換器の熱を利用して容器の温度の上昇を促進することができる。これにより、放熱動作において、容器内に水蒸気が供給されたとき、容器の内面における水蒸気の凝縮を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示は、化学蓄熱材の水和反応を利用した放熱動作の遅延を抑えることが可能となる効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態における化学蓄熱システムを示す概略図である。
図２は、化学蓄熱システムの蓄熱動作を説明する概略図である。
図３は、化学蓄熱システムの再生動作を説明する概略図である。
図４は、化学蓄熱システムの第１放熱動作を説明する概略図である。
図５は、化学蓄熱システムの第２放熱動作を説明する概略図である。
図６は、化学蓄熱反応器を示す縦断面図である。
図７は、図６の７－７線に沿った断面図である。
図８は、第２実施形態の化学蓄熱反応器を示す縦断面図である。
図９は、図８の９－９線に沿った断面図である。
図１０は、図８の１０－１０線に沿った断面図である。
図１１は、第３実施形態の化学蓄熱反応器を示す概略図である。
図１２は、第１送液流路の使用状態を示す概略図である。
図１３は、第２送液流路の使用状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、化学蓄熱反応器の第１実施形態について図面を参照して説明する。
まず、化学蓄熱反応器を用いた化学蓄熱システムの構成及び動作について説明する。
【００１０】
＜化学蓄熱システムの全体構成＞
図１に示すように、化学蓄熱システム１１は、化学蓄熱反応器２１と、回収器３１と、復水器４１と、蒸発器５１と、エゼクタＥＪとを備えている。化学蓄熱システム１１は、排熱源ＨＳの熱を蓄熱した後、排熱源ＨＳよりも高い温度の放熱を行うケミカルヒートポンプとして用いることができる。化学蓄熱システム１１は、放熱動作時に水蒸気を加熱対象６１に送ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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