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JP6877205B2 - Heat storage device - Google Patents

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JP6877205B2
JP6877205B2 JP2017062070A JP2017062070A JP6877205B2 JP 6877205 B2 JP6877205 B2 JP 6877205B2 JP 2017062070 A JP2017062070 A JP 2017062070A JP 2017062070 A JP2017062070 A JP 2017062070A JP 6877205 B2 JP6877205 B2 JP 6877205B2
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啓子 近澤
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賢吾 田中
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裕一 木村
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Description

本発明は、蓄熱材 (例えば、化学蓄熱材やゼオライト等)が反応媒体(例えば、水等)と反応して熱を放出し、熱を蓄熱して反応媒体が脱離する(以下、「吸熱」ともいう)作用を利用して、発熱と蓄熱を繰り返すことができる蓄熱装置に関する。 In the present invention, a heat storage material (for example, a chemical heat storage material, zeolite, etc.) reacts with a reaction medium (for example, water, etc.) to release heat, and the heat is stored to desorb the reaction medium (hereinafter, "heat absorption"). It relates to a heat storage device that can repeat heat generation and heat storage by utilizing the action.

近年、工業プラント等における排熱の貯蔵及び利用や、自動車のエンジンや排気から得られる排熱を貯蔵及び利用する蓄熱装置が検討されている。 In recent years, storage and utilization of exhaust heat in industrial plants and the like, and heat storage devices for storing and utilizing exhaust heat obtained from automobile engines and exhaust gas have been studied.

そこで、図5に示すように、粉体の化学蓄熱材62と、化学蓄熱材62に隣接して配置した発泡膨張材63とを含有する化学蓄熱材複合体が内管61と外管67との間に収容され、化学蓄熱材62の蓄熱・放熱に伴う反応物・反応生成物としての水蒸気が流通する反応流路64が、内管61内に構成され、化学蓄熱材62との間で熱交換を行う熱交換媒体であるガス状の流体が流通する熱交換流路66が、外管67と外壁65との間に設けられた蓄熱容器6が、提案されている(特許文献1)。 Therefore, as shown in FIG. 5, the chemical heat storage material composite containing the powder chemical heat storage material 62 and the foam expansion material 63 arranged adjacent to the chemical heat storage material 62 is the inner pipe 61 and the outer pipe 67. A reaction flow path 64, which is accommodated between the two, and through which water vapor as a reaction product / reaction product associated with heat storage / heat dissipation of the chemical heat storage material 62 flows, is formed in the inner pipe 61 and is connected to the chemical heat storage material 62. A heat storage container 6 is proposed in which a heat exchange flow path 66 through which a gaseous fluid, which is a heat exchange medium for heat exchange, flows is provided between an outer tube 67 and an outer wall 65 (Patent Document 1). ..

一方、熱輸送量の向上のため、蓄熱材12の収容された蓄熱容器1に、蓄熱材12の反応媒体として液相の水(熱輸送流体L)を供給する蓄熱装置が提案されている。この蓄熱装置では、供給された水の一部は蓄熱材12と反応して蓄熱材12が発熱し、この熱を水の残部が受熱して気化することで熱輸送媒体として機能している(特許文献2)。 On the other hand, in order to improve the heat transport amount, a heat storage device has been proposed in which liquid phase water (heat transport fluid L) is supplied as a reaction medium of the heat storage material 12 to the heat storage container 1 containing the heat storage material 12. In this heat storage device, a part of the supplied water reacts with the heat storage material 12 to generate heat, and the rest of the water receives the heat and vaporizes it, thereby functioning as a heat transport medium ( Patent Document 2).

しかし、特許文献2の蓄熱装置1のように、蓄熱材12に水を供給する場合、水の蒸発よって蓄熱容器11内の圧力が上昇して、蓄熱容器11内における、気相の作動流体の流通が阻害される場合があった。気相の作動流体の流通が阻害されることで、蓄熱容器11の蓄熱・放熱効率、熱交換媒体の熱輸送効率が低下する場合があるという問題があった。また、蓄熱装置が受熱して蓄熱する際、装置内の圧力が高いと蓄熱材からの反応媒体の離脱が進まず、蓄熱温度が高くなったり、蓄熱が完了するまでの時間が長くなったりするという問題があった。 However, when water is supplied to the heat storage material 12 as in the heat storage device 1 of Patent Document 2, the pressure in the heat storage container 11 rises due to the evaporation of water, and the working fluid of the gas phase in the heat storage container 11 Distribution was sometimes hindered. There is a problem that the heat storage / heat dissipation efficiency of the heat storage container 11 and the heat transport efficiency of the heat exchange medium may decrease due to the obstruction of the flow of the working fluid in the gas phase. In addition, when the heat storage device receives heat and stores heat, if the pressure inside the device is high, the reaction medium does not separate from the heat storage material, the heat storage temperature rises, and the time until heat storage is completed becomes long. There was a problem.

特開2009−228952号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-228952 国際公開第2016/121778号International Publication No. 2016/121778

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、系内における気相の作動流体の圧力上昇を防止することで、蓄熱・放熱効率の低下と熱輸送効率の低下を防止できる蓄熱装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a heat storage device capable of preventing a decrease in heat storage / heat dissipation efficiency and a decrease in heat transport efficiency by preventing a pressure increase in the working fluid of the gas phase in the system. The purpose is to provide.

本発明の態様は、蓄熱材が収容された蓄熱部と、前記蓄熱部と第1の配管系を介して接続された、前記蓄熱材と反応する反応媒体が貯留された反応媒体貯留部と、前記蓄熱部と第2の配管系を介して接続され、且つ前記反応媒体貯留部と第3の配管系を介して接続された熱交換部と、を有し、前記第2の配管系または前記第3の配管系に圧力調整部が設けられている蓄熱装置である。 Aspects of the present invention include a heat storage unit containing a heat storage material, a reaction medium storage unit connected to the heat storage unit via a first piping system, and a reaction medium storage unit that stores a reaction medium that reacts with the heat storage material. It has the heat storage unit and the heat exchange unit connected via the second piping system and the reaction medium storage unit and the heat exchange unit via the third piping system, and has the second piping system or the said. This is a heat storage device in which a pressure adjusting unit is provided in the third piping system.

上記態様では、第1の配管系、第2の配管系及び第3の配管系によって、それぞれ、反応媒体貯留部から蓄熱部へ、蓄熱部から熱交換部へ、熱交換部から反応媒体貯留部へと、流体が循環する循環系が形成されている。 In the above embodiment, the reaction medium storage unit to the heat storage unit, the heat storage unit to the heat exchange unit, and the heat exchange unit to the reaction medium storage unit are used by the first piping system, the second piping system, and the third piping system, respectively. A circulation system in which the fluid circulates is formed.

本発明の態様は、前記圧力調整部が、前記第3の配管系に設けられている蓄熱装置である。 An aspect of the present invention is a heat storage device in which the pressure adjusting unit is provided in the third piping system.

本発明の態様は、前記圧力調整部が、前記蓄熱部内を減圧する減圧手段である蓄熱装置である。 An aspect of the present invention is a heat storage device in which the pressure adjusting unit is a decompression means for depressurizing the inside of the heat storage unit.

本発明の態様は、前記蓄熱部が、管状体と、該管状体に収容された前記蓄熱材と、前記管状体を長軸方向に貫通する流路と、前記蓄熱材と前記流路との間に設けられた拡散層と、を有する蓄熱装置である。 In an aspect of the present invention, the heat storage portion comprises a tubular body, the heat storage material housed in the tubular body, a flow path penetrating the tubular body in the longitudinal direction, and the heat storage material and the flow path. It is a heat storage device having a diffusion layer provided between them.

本発明の態様は、前記蓄熱部と、前記管状体の一方の端部と前記第1の配管系を介して接続された、液相の前記反応媒体が収容された前記反応媒体貯留部と、前記管状体の他方の端部と前記第2の配管系を介して接続され、前記反応媒体貯留部と前記第3の配管系を介して接続された前記熱交換部と、を備えた、循環系を有し、前記循環系が、気密状態であり、脱気されている蓄熱装置である。 Aspects of the present invention include the heat storage unit, the reaction medium storage unit in which the reaction medium of the liquid phase is housed, which is connected to one end of the tubular body via the first piping system. Circulation provided with the other end of the tubular body and the heat exchange section connected via the second piping system and connected via the reaction medium storage section and the third piping system. A heat storage device having a system and the circulation system being airtight and degassed.

本発明の態様は、蓄熱材が収容された蓄熱部と、前記蓄熱部と第1の配管系を介して接続された、前記蓄熱材と反応する反応媒体が貯留された反応媒体貯留部と、前記蓄熱部と第2の配管系を介して接続され、且つ前記反応媒体貯留部と第3の配管系を介して接続された熱交換部と、を有し、前記第2の配管系または前記第3の配管系に圧力調整部が設けられている蓄熱装置を用いた蓄熱システムであって、前記蓄熱部に前記反応媒体が供給されるタイミング、前記蓄熱部が蓄熱するタイミング及び/または前記蓄熱部から熱が放出されるタイミングで、前記圧力調整部が稼働する蓄熱システムである。 Aspects of the present invention include a heat storage unit containing a heat storage material, a reaction medium storage unit connected to the heat storage unit via a first piping system, and a reaction medium storage unit that stores a reaction medium that reacts with the heat storage material. It has the heat storage unit and the heat exchange unit connected via the second piping system and the reaction medium storage unit and the heat exchange unit via the third piping system, and has the second piping system or the said. A heat storage system using a heat storage device provided with a pressure adjusting unit in a third piping system, wherein the reaction medium is supplied to the heat storage unit, the heat storage unit stores heat, and / or the heat storage unit. This is a heat storage system in which the pressure adjusting unit operates at the timing when heat is released from the unit.

本発明の態様によれば、蓄熱部と熱交換部を接続する第2の配管系または熱交換部と反応媒体貯留部を接続する第3の配管系に圧力調整部が設けられていることにより、蓄熱装置の循環系内における気相の作動流体の圧力上昇を防止できる。よって、蓄熱装置の循環系内における気相の作動流体の流通が促進されるので、蓄熱・放熱効率の低下と熱輸送効率の低下を防止できる。 According to the aspect of the present invention, the pressure adjusting unit is provided in the second piping system connecting the heat storage unit and the heat exchange unit or the third piping system connecting the heat exchange unit and the reaction medium storage unit. , It is possible to prevent the pressure rise of the working fluid of the gas phase in the circulation system of the heat storage device. Therefore, since the flow of the working fluid of the gas phase in the circulation system of the heat storage device is promoted, it is possible to prevent a decrease in heat storage / heat dissipation efficiency and a decrease in heat transport efficiency.

本発明の態様によれば、第2の配管系または第3の配管系に圧力調整部が設けられていることにより、蓄熱部に残った余剰の反応媒体を反応媒体貯留部へ円滑に輸送、回収できる。 According to the aspect of the present invention, since the pressure adjusting section is provided in the second piping system or the third piping system, the surplus reaction medium remaining in the heat storage section is smoothly transported to the reaction medium storage section. Can be recovered.

本発明の態様によれば、熱交換部と反応媒体貯留部を接続する第3の配管系に圧力調整部が設けられていることにより、蓄熱部と熱交換部との間における不必要な放熱を防止できるので、熱輸送効率がより向上する。 According to the aspect of the present invention, since the pressure adjusting unit is provided in the third piping system connecting the heat exchange unit and the reaction medium storage unit, unnecessary heat dissipation between the heat storage unit and the heat exchange unit is provided. Therefore, the heat transport efficiency is further improved.

本発明の態様によれば、圧力調整部が蓄熱部内を減圧する減圧手段であることにより、蓄熱材からの反応媒体の脱離が促進されるので、蓄熱材の蓄熱温度を低減でき、また蓄熱材の蓄熱を円滑化できる。また、圧力調整部が蓄熱部内を減圧する減圧手段であることにより、蓄熱装置の起動時に、反応媒体貯留部から蓄熱部の蓄熱材へ円滑に反応媒体を供給できる。 According to the aspect of the present invention, since the pressure adjusting unit is a decompression means for depressurizing the inside of the heat storage unit, the desorption of the reaction medium from the heat storage material is promoted, so that the heat storage temperature of the heat storage material can be reduced and the heat storage material can be reduced. The heat storage of the material can be facilitated. Further, since the pressure adjusting unit is a depressurizing means for reducing the pressure in the heat storage unit, the reaction medium can be smoothly supplied from the reaction medium storage unit to the heat storage material in the heat storage unit when the heat storage device is started.

(a)図は、第1実施形態例に係る蓄熱部の側面断面図、(b)図は図1(a)における蓄熱部のA−A’断面図である。(A) is a side sectional view of the heat storage unit according to the first embodiment, and (b) is a sectional view taken along the line AA'of the heat storage unit in FIG. 1 (a). (a)図は、第2実施形態例に係る蓄熱部の側面断面図、(b)図は図2(a)における蓄熱部のB−B’断面図である。(A) is a side sectional view of the heat storage unit according to the second embodiment, and (b) is a sectional view of the heat storage unit BB'in FIG. 2 (a). 本発明の第1実施形態例に係る蓄熱装置の説明図である。It is explanatory drawing of the heat storage apparatus which concerns on 1st Embodiment example of this invention. 本発明の第2実施形態例に係る蓄熱装置の説明図である。It is explanatory drawing of the heat storage apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来の蓄熱装置の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional heat storage apparatus.

以下に、本発明の実施形態例に係る蓄熱装置について説明する。図3に示すように、本発明の第1実施形態例に係る蓄熱装置100は、蓄熱材としてゼオライト12が収容された蓄熱部2と、蓄熱部2と第1の配管系102を介して接続された、ゼオライト12に吸着される被吸着物(「反応媒体」ともいう。)が貯留された反応媒体貯留部101と、蓄熱部2と第2の配管系104を介して接続され、且つ反応媒体貯留部101と第3の配管系107を介して接続された熱交換部106と、を備えている。従って、蓄熱装置100では、第1の配管系102、第2の配管系104及び第3の配管系107によって、それぞれ、反応媒体貯留部101から蓄熱部2へ、蓄熱部2から熱交換部106へ、熱交換部106から反応媒体貯留部101へと、流体の循環可能な循環系が形成されている。 The heat storage device according to the embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 3, the heat storage device 100 according to the first embodiment of the present invention is connected to the heat storage unit 2 in which zeolite 12 is housed as the heat storage material via the heat storage unit 2 and the first piping system 102. The reaction medium storage unit 101 in which the adsorbed material (also referred to as “reaction medium”) adsorbed on the zeolite 12 is stored is connected to the heat storage unit 2 via the second piping system 104 and reacts. It includes a medium storage unit 101 and a heat exchange unit 106 connected via a third piping system 107. Therefore, in the heat storage device 100, the reaction medium storage unit 101 to the heat storage unit 2 and the heat storage unit 2 to the heat exchange unit 106 are used by the first piping system 102, the second piping system 104, and the third piping system 107, respectively. A circulation system capable of circulating fluid is formed from the heat exchange unit 106 to the reaction medium storage unit 101.

また、第3の配管系107には、圧力調整部110が設けられている。圧力調整部110によって、蓄熱装置100の循環系内の圧力が調整されている。 Further, the third piping system 107 is provided with a pressure adjusting unit 110. The pressure in the circulation system of the heat storage device 100 is adjusted by the pressure adjusting unit 110.

上記した本発明の実施形態例に係る蓄熱装置の説明にあたり、まず、本発明の実施形態例に係る蓄熱装置に用いられる蓄熱部について、図面を用いながら説明する。図1(a)に示すように、第1実施形態例に係る蓄熱部1は、両端部が開口した管状体である筒状体11と、筒状体11の内部に配置されたゼオライト12を備えている。また、蓄熱部1は、ゼオライト12の筒状体11の一方の端部13側に隣接して配置された多孔質体からなる第1の蓋体15と、ゼオライト12の筒状体11の他方の端部14側に隣接して配置された多孔質体からなる第2の蓋体16と、第1の蓋体15と第2の蓋体16との間に、ゼオライト12の内側側面に隣接して配置された、液体を輸送する拡散層である、毛細管構造を有する第1のウィック構造体17を備えている。 In the description of the heat storage device according to the embodiment of the present invention described above, first, the heat storage unit used in the heat storage device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, the heat storage unit 1 according to the first embodiment comprises a tubular body 11 which is a tubular body with both ends open and a zeolite 12 arranged inside the tubular body 11. I have. Further, the heat storage unit 1 includes a first lid 15 made of a porous body arranged adjacent to one end 13 side of the tubular body 11 of the zeolite 12, and the other of the tubular body 11 of the zeolite 12. Adjacent to the inner side surface of the zeolite 12 between the second lid 16 made of a porous body arranged adjacent to the end portion 14 side of the first lid 15 and the second lid 16. A first wick structure 17 having a capillary structure, which is a diffusion layer for transporting a liquid, is provided.

図1(b)に示すように、筒状体11の径方向の断面は円形状である。また、ゼオライト12は、粉体が筒状に成型された態様であり、径方向の断面は円形状である。筒状体11の中心軸と筒状であるゼオライト12の中心軸は、同軸状に配置されている。 As shown in FIG. 1 (b), the radial cross section of the tubular body 11 is circular. Further, the zeolite 12 has a form in which the powder is molded into a tubular shape, and the cross section in the radial direction is circular. The central axis of the tubular body 11 and the central axis of the zeolite 12 which is tubular are arranged coaxially.

第1の蓋体15と第2の蓋体16は、いずれも、中央部に孔部が形成された円形状であり、第1の蓋体15の孔部15’の壁面と第2の蓋体16の孔部16’の壁面は、後述する流路18の壁面の一部であり、流路18の端部を形成してもいる。従って、孔部15’、16’は、流路18の径方向の断面の形状及び寸法に対応した形状及び寸法となっている。 Both the first lid body 15 and the second lid body 16 have a circular shape in which a hole portion is formed in the central portion, and the wall surface of the hole portion 15'of the first lid body 15 and the second lid. The wall surface of the hole portion 16'of the body 16 is a part of the wall surface of the flow path 18 described later, and also forms an end portion of the flow path 18. Therefore, the holes 15'and 16'have shapes and dimensions corresponding to the shape and dimensions of the radial cross section of the flow path 18.

図1(a)、(b)に示すように、蓄熱部1では、第1の蓋体15、第2の蓋体16、第1のウィック構造体17及び筒状体11内面は、それぞれ、対向するゼオライト12の部位と、直接、接している。第1の蓋体15がゼオライト12の一方の端部の端面を覆い、第2の蓋体16がゼオライト12の他方の端部の端面を覆い、第1のウィック構造体17がゼオライト12の内側側面を覆い、筒状体11内面がゼオライト12の外側側面を覆っている。第1の蓋体15、第2の蓋体16は、それぞれ、筒状体11の一方の端部13、他方の端部14よりも内部に収容されている。また、第1のウィック構造体17は、第1の蓋体15表面の孔部15’の周縁部と第2の蓋体16表面の孔部16’の周縁部に、それぞれ、接続されている。具体的には、第1のウィック構造体17の一方の端部が、流路18の開口した一方の端部を形成している孔部15’を有する第1の蓋体15と接し、第1のウィック構造体17の他方の端部が、流路18の開口した他方の端部を形成している孔部16’を有する第2の蓋体16と接している。従って、蓄熱部1では、ゼオライト12は、第1の蓋体15、第2の蓋体16、第1のウィック構造体17及び筒状体11内面に接した状態で被覆されている。 As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), in the heat storage unit 1, the first lid body 15, the second lid body 16, the first wick structure 17, and the inner surface of the tubular body 11 are respectively. It is in direct contact with the site of the opposing zeolite 12. The first lid 15 covers the end face of one end of the zeolite 12, the second lid 16 covers the end face of the other end of the zeolite 12, and the first wick structure 17 is inside the zeolite 12. The side surface is covered, and the inner surface of the tubular body 11 covers the outer side surface of the zeolite 12. The first lid body 15 and the second lid body 16 are housed inside the tubular body 11 more than one end portion 13 and the other end portion 14, respectively. Further, the first wick structure 17 is connected to the peripheral edge of the hole 15'on the surface of the first lid 15 and the peripheral edge of the hole 16'on the surface of the second lid 16, respectively. .. Specifically, one end of the first wick structure 17 comes into contact with the first lid 15 having a hole 15'forming one open end of the flow path 18, and the first The other end of the wick structure 17 of 1 is in contact with a second lid 16 having a hole 16'forming the other open end of the flow path 18. Therefore, in the heat storage unit 1, the zeolite 12 is covered in contact with the inner surface of the first lid 15, the second lid 16, the first wick structure 17, and the tubular body 11.

蓄熱部1では、第1のウィック構造体17の形状は、筒状であり、径方向の断面は円形状である。つまり、第1のウィック構造体17の内側には、筒状体11を長軸方向に貫通する空間部、すなわち、流路18が設けられている。従って、第1のウィック構造体17の内周面が、流路18の壁面となっている。 In the heat storage unit 1, the shape of the first wick structure 17 is tubular, and the cross section in the radial direction is circular. That is, inside the first wick structure 17, a space portion that penetrates the tubular body 11 in the major axis direction, that is, a flow path 18 is provided. Therefore, the inner peripheral surface of the first wick structure 17 is the wall surface of the flow path 18.

ゼオライト12は、第1の蓋体15、第2の蓋体16、第1のウィック構造体17及び筒状体11内面に接した状態で被覆されているので、ゼオライト12の被吸着物として液体を使用しても、成型されたゼオライト12の形状を維持することができる。従って、第1のウィック構造体17は、ゼオライト12の形状の保持部材としても機能する。また、蓄熱装置の作動流体である、液相の熱輸送流体(反応媒体)Lは、その一部が、第1の蓋体15を介して、ゼオライト12の一方の端部へ供給される。さらに、第1のウィック構造体17の有する毛細管力によって、液相の熱輸送流体Lが、ゼオライト12の一方の端部からゼオライト12の内側側面全体へ、円滑に供給される。つまり、第1のウィック構造体17の毛細管力によって、液相の熱輸送流体Lが、第1のウィック構造体17の長手方向に沿って、すなわち、筒状体11の長軸方向に沿って、ゼオライト12の一方の端部から他方の端部まで、円滑かつ確実に拡散される。 Since the zeolite 12 is covered in contact with the inner surface of the first lid 15, the second lid 16, the first wick structure 17, and the tubular body 11, it is a liquid as an adsorbed object of the zeolite 12. Can be used to maintain the shape of the molded zeolite 12. Therefore, the first wick structure 17 also functions as a holding member in the shape of the zeolite 12. A part of the liquid phase heat transport fluid (reaction medium) L, which is the working fluid of the heat storage device, is supplied to one end of the zeolite 12 via the first lid 15. Further, due to the capillary force of the first wick structure 17, the heat transport fluid L of the liquid phase is smoothly supplied from one end of the zeolite 12 to the entire inner side surface of the zeolite 12. That is, due to the capillary force of the first wick structure 17, the heat transport fluid L of the liquid phase is moved along the longitudinal direction of the first wick structure 17, that is, along the major axis direction of the tubular body 11. , Is smoothly and reliably diffused from one end of the zeolite 12 to the other end.

第1のウィック構造体17は、ゼオライト12の内周面と接触しているので、第1のウィック構造体17に吸収された、液相の熱輸送流体Lが、ゼオライト12に速やかに吸着されて、熱Hが放出される。つまり、ゼオライト12は、蓄熱材として機能する。 Since the first wick structure 17 is in contact with the inner peripheral surface of the zeolite 12, the liquid phase heat transport fluid L absorbed by the first wick structure 17 is rapidly adsorbed by the zeolite 12. Heat H is released. That is, the zeolite 12 functions as a heat storage material.

ゼオライト12から放出された熱Hは、流路18の一方の端部から供給された液相の熱輸送流体Lへ移動する。これにより、液相の熱輸送流体Lは、流路18内を一方の端部から他方の端部へ移動する間に液相から気相へ相変化する。流路18内で気化した熱輸送流体(すなわち、気相の熱輸送流体G)は、流路18の他方の端部から蓄熱部1外へ放出され、さらには熱交換部へ熱Hを輸送する。このように、流路18は、気相の熱輸送流体Gの通路として機能する。蓄熱部1では、流路18の径方向の断面は円形状であり、流路18の中心軸は、筒状体11の中心軸と同軸状に配置されている。 The heat H released from the zeolite 12 moves to the heat transport fluid L of the liquid phase supplied from one end of the flow path 18. As a result, the heat transport fluid L in the liquid phase undergoes a phase change from the liquid phase to the gas phase while moving from one end to the other in the flow path 18. The heat transport fluid vaporized in the flow path 18 (that is, the heat transport fluid G in the gas phase) is discharged from the other end of the flow path 18 to the outside of the heat storage section 1, and further transports heat H to the heat exchange section. To do. In this way, the flow path 18 functions as a passage for the heat transport fluid G in the gas phase. In the heat storage unit 1, the radial cross section of the flow path 18 is circular, and the central axis of the flow path 18 is arranged coaxially with the central axis of the tubular body 11.

このように、液相の熱輸送流体Lは、蓄熱材の反応媒体、蓄熱部1では、ゼオライト12の吸熱及び発熱に寄与する被吸着物として機能し、かつゼオライト12に蓄熱された熱を熱交換部へ輸送する熱輸送のための媒体としても機能する。よって、被吸着物の経路と熱輸送流体の経路を、それぞれ、別経路とする必要がなく、配管経路の構造を簡易化できる。また、気相ではなく液相の被吸着物がゼオライトに吸着するので、優れた蓄熱密度を得ることができる。 As described above, the liquid phase heat transport fluid L functions as an object to be adsorbed that contributes to heat absorption and heat generation of the zeolite 12 in the reaction medium of the heat storage material and the heat storage unit 1, and heats the heat stored in the zeolite 12. It also functions as a medium for heat transport to be transported to the exchange section. Therefore, it is not necessary to separate the path of the object to be adsorbed and the path of the heat transport fluid from each other, and the structure of the piping path can be simplified. Further, since the object to be adsorbed in the liquid phase instead of the gas phase is adsorbed on the zeolite, an excellent heat storage density can be obtained.

ゼオライト12としては、例えば、蓄熱温度150℃以上350℃以下のものが、蓄熱部1に収納されている。ゼオライト12が蓄熱部1に用いられることにより、蓄熱部1の配置される環境温度が350℃以下の場合でも、熱を蓄熱部1へ蓄えることができる。従って、酸化カルシウム等の化学蓄熱材を使用した蓄熱装置と比較して、蓄熱部1の設置場所の選択の自由度が向上する。 As the zeolite 12, for example, a zeolite 12 having a heat storage temperature of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower is stored in the heat storage unit 1. By using the zeolite 12 in the heat storage unit 1, heat can be stored in the heat storage unit 1 even when the environmental temperature in which the heat storage unit 1 is arranged is 350 ° C. or lower. Therefore, the degree of freedom in selecting the installation location of the heat storage unit 1 is improved as compared with the heat storage device using a chemical heat storage material such as calcium oxide.

蓄熱部1に収納されるゼオライト12は、下記一般式(1)
Me2/xO・Al・mSiO・nHO (1)
(式中、Meは陽イオン、xはMeの価数、mは2.0以上を意味し、nは、特に限定されず適宜選択されるが、例えば、0〜15が挙げられる。)で表される。一般式(1)中のm(すなわち、シリカアルミナ比)の値は、特に限定されないが、被吸着物として水を用いた場合に、被吸着物のゼオライト12に対する吸着特性が向上して良好な蓄熱密度を得る点から、2.0以上5.0未満(すなわち、親水性ゼオライト)が好ましい。
The zeolite 12 stored in the heat storage unit 1 has the following general formula (1).
Me 2 / x O ・ Al 2 O 3・ mSiO 2・ nH 2 O (1)
(In the formula, Me means a cation, x means a valence of Me, m means 2.0 or more, and n is not particularly limited and is appropriately selected, and examples thereof include 0 to 15.). expressed. The value of m (that is, the silica-alumina ratio) in the general formula (1) is not particularly limited, but when water is used as the adsorbed material, the adsorption characteristics of the adsorbed material on the zeolite 12 are improved, which is good. From the viewpoint of obtaining heat storage density, 2.0 or more and less than 5.0 (that is, hydrophilic zeolite) is preferable.

第1の蓋体15及び第2の蓋体16は、液相の熱輸送流体Lの通過は可能であるが、ゼオライト12は通過しない寸法の貫通孔を有する多孔質体である。多孔質体の貫通孔の寸法(平均口径)は、上記機能を有する寸法であれば特に限定されず、例えば、50マイクロメートル以下である。また、第1の蓋体15及び第2の蓋体16の材質は、特に限定されず、例えば、銅粉等の金属粉の焼結体、金属メッシュ、発泡金属、貫通孔を設けた金属箔、貫通孔を設けた金属板等を挙げることができる。 The first lid 15 and the second lid 16 are porous bodies having through holes having dimensions that allow the heat transport fluid L in the liquid phase to pass through but not the zeolite 12. The size (average diameter) of the through hole of the porous body is not particularly limited as long as it has the above-mentioned function, and is, for example, 50 micrometers or less. The material of the first lid 15 and the second lid 16 is not particularly limited, and for example, a sintered body of a metal powder such as copper powder, a metal mesh, a foamed metal, or a metal foil provided with a through hole. , A metal plate provided with a through hole and the like can be mentioned.

第1のウィック構造体17は、毛細管構造を有する構成であれば特に限定されず、例えば、粉末状の金属材料を焼成することで構築される金属焼結体、金属メッシュ等の部材を挙げることができる。また、第1のウィック構造体17は、蓄熱部1のように、第1の蓋体15及び第2の蓋体16と別体でもよく、第1のウィック構造体17として、銅粉等の金属粉の焼結体や金属メッシュを使用する場合には、第1の蓋体15及び第2の蓋体16と一体としてもよい。 The first wick structure 17 is not particularly limited as long as it has a structure having a capillary structure, and examples thereof include members such as a metal sintered body and a metal mesh constructed by firing a powdery metal material. Can be done. Further, the first wick structure 17 may be separate from the first lid 15 and the second lid 16 like the heat storage unit 1, and the first wick structure 17 may be made of copper powder or the like. When a metal powder sintered body or a metal mesh is used, it may be integrated with the first lid body 15 and the second lid body 16.

筒状体11の材質は、特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等を挙げることができる。液相の熱輸送流体(反応媒体)Lとしては、例えば、水、エタノール等のアルコール、水とアルコールとの混合物等を挙げることができる。 The material of the tubular body 11 is not particularly limited, and examples thereof include copper, aluminum, and stainless steel. Examples of the liquid phase heat transport fluid (reaction medium) L include water, alcohol such as ethanol, and a mixture of water and alcohol.

次に、第2実施形態例に係る蓄熱部について図面を用いながら説明する。なお、第1実施形態例に係る蓄熱部と同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。図2(a)、(b)に示すように、第2実施形態例に係る蓄熱部2では、長軸方向の形状が筒状であり、径方向の断面は円形状である第1のウィック構造体17の内周面に、両端部が開口した管材である内管19が嵌挿されている。従って、第2実施形態例に係る蓄熱部2では、内管19の内面が、流路28の壁面となっている。また、第1のウィック構造体17の内周面と内管19の外面が接触することで、内管19が第1のウィック構造体17と熱的に接続されている。 Next, the heat storage unit according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. The same components as the heat storage unit according to the first embodiment will be described with reference to the same reference numerals. As shown in FIGS. 2A and 2B, in the heat storage unit 2 according to the second embodiment, the first wick has a tubular shape in the long axis direction and a circular cross section in the radial direction. An inner pipe 19 which is a pipe material having both ends open is fitted into the inner peripheral surface of the structure 17. Therefore, in the heat storage unit 2 according to the second embodiment, the inner surface of the inner pipe 19 is the wall surface of the flow path 28. Further, the inner peripheral surface of the first wick structure 17 and the outer surface of the inner tube 19 come into contact with each other, so that the inner tube 19 is thermally connected to the first wick structure 17.

内管19の径方向の断面は円形状であり、内管19の中心軸(すなわち、流路28の中心軸)は、筒状体11の中心軸と同軸状に配置されている。また、内管19の端部は、筒状体11の一方の端部13及び他方の端部14よりも内部に位置している。 The radial cross section of the inner tube 19 is circular, and the central axis of the inner tube 19 (that is, the central axis of the flow path 28) is arranged coaxially with the central axis of the tubular body 11. Further, the end portion of the inner pipe 19 is located inside the one end portion 13 and the other end portion 14 of the tubular body 11.

第2実施形態例に係る蓄熱部2では、第1のウィック構造体17が受熱した熱Hは、内管19を介して、流路28の一方の端部から供給された流路28内の、液相の熱輸送流体Lへ移動する。また、第1のウィック構造体17の内周面に内管19が嵌挿されることにより、第1ウィック構造体17の内側側面が外部環境から保護される。さらに、内管19により、第1ウィック構造体17の形状変化を防止できるので、流路28の形状を確実に維持できる。 In the heat storage unit 2 according to the second embodiment, the heat H received by the first wick structure 17 is received in the flow path 28 supplied from one end of the flow path 28 via the inner pipe 19. , Move to the heat transport fluid L of the liquid phase. Further, by inserting the inner tube 19 into the inner peripheral surface of the first wick structure 17, the inner side surface of the first wick structure 17 is protected from the external environment. Further, since the inner pipe 19 can prevent the shape change of the first wick structure 17, the shape of the flow path 28 can be surely maintained.

内管19の材質は、特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等を挙げることができる。なお、第2実施形態例に係る蓄熱部2は、上記した本発明の第1実施形態例に係る蓄熱装置に用いられている蓄熱部である。 The material of the inner tube 19 is not particularly limited, and examples thereof include copper, aluminum, and stainless steel. The heat storage unit 2 according to the second embodiment is a heat storage unit used in the heat storage device according to the first embodiment of the present invention described above.

次に、上記各実施形態例に係る蓄熱部の動作について説明する。ここでは、第1実施形態例に係る蓄熱部1を例にとって説明する。蓄熱部1を、例えば、熱回収対象である流体(例えば、排ガス)に近接して設置すると、筒状体11の外面が、前記流体から熱を受け、受けた熱を蓄熱部1内へ伝達する。筒状体11の外面を介して前記流体から伝達された熱は、筒状体11の内面と接触することで熱的に接続されているゼオライト12へ伝えられる。ゼオライト12は、前記熱を受熱すると、被吸着物を気体として放出する。 Next, the operation of the heat storage unit according to each of the above embodiments will be described. Here, the heat storage unit 1 according to the first embodiment will be described as an example. When the heat storage unit 1 is installed close to, for example, a fluid (for example, exhaust gas) to be recovered from heat, the outer surface of the tubular body 11 receives heat from the fluid and transfers the received heat into the heat storage unit 1. To do. The heat transferred from the fluid through the outer surface of the tubular body 11 is transferred to the zeolite 12 which is thermally connected by contacting with the inner surface of the tubular body 11. When the zeolite 12 receives the heat, it releases the adsorbed substance as a gas.

一方、蓄熱部1へ供給された液相の熱輸送流体Lが、蓄熱したゼオライト12に吸着されることで、ゼオライト12から熱Hが放出される。 On the other hand, the heat transport fluid L of the liquid phase supplied to the heat storage unit 1 is adsorbed by the heat-stored zeolite 12, and the heat H is released from the zeolite 12.

ゼオライト12から放出された熱Hは、蓄熱部1へ供給された液相の熱輸送流体Lへ、伝えられ、液相の熱輸送流体Lの一部は、液相から気相へ相変化する。流路18内にて液相から相変化した気相の熱輸送流体Gが、該熱Hを輸送する熱媒体、すなわち、熱輸送流体として蓄熱部1から熱交換部へ輸送される。 The heat H released from the zeolite 12 is transferred to the liquid phase heat transport fluid L supplied to the heat storage unit 1, and a part of the liquid phase heat transport fluid L undergoes a phase change from the liquid phase to the gas phase. .. The heat transport fluid G of the gas phase that has undergone a phase change from the liquid phase in the flow path 18 is transported from the heat storage unit 1 to the heat exchange unit as a heat medium that transports the heat H, that is, as a heat transport fluid.

なお、蓄熱部1は、熱回収対象である流体からの熱回収効率を向上させるために、筒状体11の外面に、熱交換手段、例えばフィン等を備えてもよい。 The heat storage unit 1 may be provided with heat exchange means, for example, fins or the like on the outer surface of the tubular body 11 in order to improve the heat recovery efficiency from the fluid to be heat recovered.

次に、本発明の蓄熱装置で使用される蓄熱部の製造方法例を説明する。ここでは、第2実施形態例に係る蓄熱部2を例にして説明する。蓄熱部2の製造方法は、特に限定されないが、例えば、まず、筒状体11の長軸方向に、筒状体11の内面に沿って、筒状にゼオライト12を挿入する。この時、必要に応じて、ゼオライト12の入ったスラリーとして、ゼオライト12の粒子に加えて、バインダや添加剤等を含んだものを用いてもよい。バインダとしては、例えば、粘土系の鉱物(セピオライト、タルクなど)、ビニルアルコール系、(メタ)アクリル系などの有機バインダ、アルミナゾルなどの無機バインダが挙げられる。バインダを使用すると、ゼオライト12の粒子と一緒に残存して固まり得、これら粒子間を相互に接続すると共に蓄熱部2の筒状体11に密着し得るので、ゼオライト12と筒状体11との間において、より高い熱伝達性を得ることができる。添加剤としては、分散剤、粘度調整剤等が挙げられ、既知のものが使用され得る。次に、筒状体11の長軸方向に沿って、内管19を挿入し、内管19の外面とゼオライト12の内周面との間に形成された空隙部に、拡散層である第1のウィック構造体17となる材料(例えば、粉末状の金属材料)を充填する。次に、ゼオライト12の一方の端部側に第1の蓋体15となる材料(例えば、粉末状の金属材料)、ゼオライト12の他方の端部側に第2の蓋体16となる材料(例えば、粉末状の金属材料)を、それぞれ、充填する。上記各材料を充填後、加熱処理して、内側側面部を第1のウィック構造体17に、一方の端部を第1の蓋体に、他方の端部を第2の蓋体に、それぞれ、覆われたゼオライト12を有する蓄熱部2を製造することができる。 Next, an example of a method for manufacturing a heat storage unit used in the heat storage device of the present invention will be described. Here, the heat storage unit 2 according to the second embodiment will be described as an example. The method for manufacturing the heat storage unit 2 is not particularly limited, but for example, first, the zeolite 12 is inserted in a tubular shape along the inner surface of the tubular body 11 in the long axis direction of the tubular body 11. At this time, if necessary, as the slurry containing the zeolite 12, a slurry containing a binder, an additive, or the like in addition to the particles of the zeolite 12 may be used. Examples of the binder include clay-based minerals (sepiolite, talc, etc.), vinyl alcohol-based, (meth) acrylic-based organic binders, and inorganic binders such as alumina sol. When a binder is used, it can remain and solidify together with the particles of the zeolite 12, and these particles can be interconnected and adhere to the tubular body 11 of the heat storage unit 2, so that the zeolite 12 and the tubular body 11 can be brought into close contact with each other. Higher heat transfer can be obtained between them. Examples of the additive include a dispersant, a viscosity modifier, and the like, and known ones can be used. Next, the inner tube 19 is inserted along the long axis direction of the tubular body 11, and a diffusion layer is formed in a gap formed between the outer surface of the inner tube 19 and the inner peripheral surface of the zeolite 12. A material (for example, a powdery metal material) that becomes the wick structure 17 of 1 is filled. Next, a material that becomes the first lid 15 on one end side of the zeolite 12 (for example, a powdery metal material), and a material that becomes the second lid 16 on the other end side of the zeolite 12 (for example, a powdery metal material). For example, powdered metal material) is filled in each. After filling each of the above materials, heat treatment is performed so that the inner side surface portion becomes the first wick structure 17, one end portion becomes the first lid body, and the other end portion becomes the second lid body. , The heat storage unit 2 having the covered zeolite 12 can be manufactured.

なお、必要に応じて、上記のように製造した蓄熱部2を、さらに、扁平加工して、扁平型の蓄熱部としてもよい。 If necessary, the heat storage unit 2 manufactured as described above may be further flattened to form a flat heat storage unit.

また、第1のウィック構造体17を金属メッシュ等で形成する場合には、例えば、筒状体11に芯棒を挿入し、芯棒の外周面に金属メッシュ等を配置、固定して第1のウィック構造体17を形成する。その後、筒状体11の内面と第1のウィック構造体17の外面との間に形成された空隙部にゼオライト12を充填配置することで、蓄熱部2を製造してもよい。 When the first wick structure 17 is formed of a metal mesh or the like, for example, a core rod is inserted into the tubular body 11, and a metal mesh or the like is arranged and fixed on the outer peripheral surface of the core rod, and the first wick structure 17 is formed. Wick structure 17 is formed. After that, the heat storage portion 2 may be manufactured by filling and arranging the zeolite 12 in the gap portion formed between the inner surface of the tubular body 11 and the outer surface of the first wick structure 17.

また、ゼオライト12の表面に拡散層(第1のウィック構造体17)を設ける方法として、例えば以下に示す方法をとることができる。まず、ゼオライト12を、相互に連通する複数の開口部を有する孔部を備えた形状に成形し、前記開口部から成形されたゼオライト12へ、前記孔部の経路に対応した形状を有する芯棒を挿入する。次に、前記芯棒の外面と前記孔部の内面との間に拡散層(第1のウィック構造体17)となる材料(例えば、粉末状の金属材料)を挿入し、前記材料を加熱または焼結する。その後、前記芯棒を引き抜くことで、ゼオライト12表面に拡散層を設けることができる。 Further, as a method of providing the diffusion layer (first wick structure 17) on the surface of the zeolite 12, for example, the following method can be adopted. First, the zeolite 12 is formed into a shape having holes having a plurality of openings communicating with each other, and a core rod having a shape corresponding to the path of the holes is formed from the openings to the zeolite 12 formed. To insert. Next, a material (for example, a powdery metal material) to be a diffusion layer (first wick structure 17) is inserted between the outer surface of the core rod and the inner surface of the hole, and the material is heated or Sinter. Then, by pulling out the core rod, a diffusion layer can be provided on the surface of the zeolite 12.

次に、本発明の蓄熱装置について、図面を用いながら説明する。ここでは、第2実施形態例に係る蓄熱部2を用いた蓄熱装置を例にとって説明する。 Next, the heat storage device of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a heat storage device using the heat storage unit 2 according to the second embodiment will be described as an example.

図3に示すように、本発明の第1実施形態例に係る蓄熱装置100は、蓄熱部2の筒状体11の開口した一方の端部13が、第1の配管系102を介して、被吸着物(反応媒体)として機能する液相の熱輸送流体Lが貯留された反応媒体貯留部101と接続されている。第1の配管系102は、液相の熱輸送流体Lの供給手段である第1のバルブ103を備えている。上記の通り、液相の熱輸送流体Lは、ゼオライト12の蓄熱及び発熱に寄与する被吸着物として機能し、かつ液相から気相へ相変化することにより熱輸送媒体としても機能する。第1のバルブ103を開くことにより、液相の熱輸送流体Lが、反応媒体貯留部101から、筒状体11の開口した一方の端部13を介して、蓄熱部2内、すなわち、第1のウィック構造体17と内管19内部(すなわち、流路28)へ流入する。なお、蓄熱装置100における蓄熱部2の設置数は、1つに限定されず、複数の蓄熱部2がヘッダー部(図示せず)に組み込まれて並列に連結された構成としてもよい。 As shown in FIG. 3, in the heat storage device 100 according to the first embodiment of the present invention, the open end 13 of the tubular body 11 of the heat storage unit 2 is interposed via the first piping system 102. The liquid phase heat transport fluid L that functions as an adsorbed object (reaction medium) is connected to the reaction medium storage unit 101 in which the heat transport fluid L is stored. The first piping system 102 includes a first valve 103 that is a means for supplying the liquid phase heat transport fluid L. As described above, the liquid phase heat transport fluid L functions as an adsorbed substance that contributes to heat storage and heat generation of the zeolite 12, and also functions as a heat transport medium by changing the phase from the liquid phase to the gas phase. By opening the first valve 103, the heat transport fluid L of the liquid phase flows from the reaction medium storage unit 101 through the open end 13 of the tubular body 11 into the heat storage unit 2, that is, the first valve 103. It flows into the wick structure 17 of 1 and the inside of the inner pipe 19 (that is, the flow path 28). The number of heat storage units 2 installed in the heat storage device 100 is not limited to one, and a plurality of heat storage units 2 may be incorporated in a header unit (not shown) and connected in parallel.

第1のウィック構造体17内へ流入した、液相の熱輸送流体Lが、ゼオライト12に吸着されて、熱Hが放出される。一方で、蓄熱部2の流路28へ流入した、液相の熱輸送流体Lが、流路28を一方の端部13側から他方の端部14側へ移動する間に、放出された熱Hを受熱して気化し、気相の熱輸送流体Gとなる。流路28内にて気化した気相の熱輸送流体Gは、筒状体11の開口した他方の端部14から、つまり、蓄熱部2から第2の配管系104へ、熱輸送流体として放出される。 The liquid phase heat transport fluid L flowing into the first wick structure 17 is adsorbed by the zeolite 12, and the heat H is released. On the other hand, the heat released while the liquid phase heat transport fluid L flowing into the flow path 28 of the heat storage unit 2 moves the flow path 28 from one end 13 side to the other end 14 side. It receives heat from H and vaporizes it to become the heat transport fluid G in the gas phase. The heat transport fluid G of the gas phase vaporized in the flow path 28 is discharged as a heat transport fluid from the other end portion 14 of the tubular body 11 opened, that is, from the heat storage portion 2 to the second piping system 104. Will be done.

図3に示すとおり、第1の配管系102には、第1のバルブ103と蓄熱部2との間に、逆流抑制部材として多孔質体である隔壁105が配置されている。隔壁105によって、第1の配管系102は、蓄熱部2側と反応媒体貯留部101側とに分離されている。隔壁105の材料である多孔質体は、液相の熱輸送流体Lが通過できる寸法の貫通孔を有している。よって、第1のバルブ103が開放されると、隔壁105を形成する多孔質体は、液相の熱輸送流体Lに含浸された状態となり、液相の熱輸送流体Lは、反応媒体貯留部101から隔壁105を通過して蓄熱部2へ供給される。また、多孔質体である隔壁105は、気相の熱輸送流体Gの第1の配管系102側への逆流を防止する部材として機能する。 As shown in FIG. 3, in the first piping system 102, a partition wall 105 which is a porous body is arranged between the first valve 103 and the heat storage unit 2 as a backflow suppressing member. The partition wall 105 separates the first piping system 102 into a heat storage unit 2 side and a reaction medium storage unit 101 side. The porous body, which is the material of the partition wall 105, has through holes having dimensions that allow the heat transport fluid L of the liquid phase to pass through. Therefore, when the first valve 103 is opened, the porous body forming the partition wall 105 is impregnated with the heat transport fluid L of the liquid phase, and the heat transport fluid L of the liquid phase is the reaction medium storage unit. It is supplied from 101 through the partition wall 105 to the heat storage unit 2. Further, the partition wall 105, which is a porous body, functions as a member for preventing the backflow of the heat transport fluid G in the gas phase to the first piping system 102 side.

隔壁105を形成する多孔質体の各貫通孔の寸法(平均口径)は、上記機能を有する寸法であれば特に限定されず、例えば、所定の断面において、貫通孔を円形に換算した場合の直径で50マイクロメートル以下である。また、多孔質体の材質は特に限定されず、例えば、第1の蓋体15、第2の蓋体16と同じ材質を挙げることができ、具体的には、例えば、銅粉等の金属粉の焼結体、金属メッシュ、発泡金属、貫通孔を設けた金属箔、貫通孔を設けた金属板等を挙げることができる。 The size (average diameter) of each through hole of the porous body forming the partition wall 105 is not particularly limited as long as it has the above-mentioned function. For example, the diameter when the through hole is converted into a circle in a predetermined cross section. It is less than 50 micrometers. The material of the porous body is not particularly limited, and examples thereof include the same materials as the first lid body 15 and the second lid body 16. Specifically, for example, a metal powder such as copper powder. Examples thereof include a sintered body, a metal mesh, a foamed metal, a metal foil provided with a through hole, and a metal plate provided with a through hole.

また、上記逆流抑制部材は、流路28内における気相の熱輸送流体Gの逆流を防止できる部材であれば、多孔質体である隔壁105に限定されず、例えば、1つの孔部を有する部材や整流板等でもよく、また、弁でもよい。 Further, the backflow suppressing member is not limited to the partition wall 105 which is a porous body as long as it is a member capable of preventing the backflow of the heat transport fluid G of the gas phase in the flow path 28, and has, for example, one hole. It may be a member, a rectifying plate, or the like, or it may be a valve.

図3に示すとおり、蓄熱部2の筒状体11の開口した他方の端部14は、第2の配管系104を介して、熱交換部106(例えば、凝縮器)と接続されている。筒状体11の他方の端部14から第2の配管系104へ放出された気相の熱輸送流体Gは、第2の配管系104中を熱交換部106の方向へ移動していき、熱交換部106へ導入される。熱交換部106は、第2の配管系104から導入された気相の熱輸送流体Gを、例えば、冷却することによって液相へ相変化させる。 As shown in FIG. 3, the other open end 14 of the tubular body 11 of the heat storage unit 2 is connected to the heat exchange unit 106 (for example, a condenser) via the second piping system 104. The gas phase heat transport fluid G discharged from the other end 14 of the tubular body 11 to the second piping system 104 moves in the second piping system 104 in the direction of the heat exchange section 106. It is introduced into the heat exchange unit 106. The heat exchange unit 106 changes the phase of the gas phase heat transport fluid G introduced from the second piping system 104 into a liquid phase by, for example, cooling.

熱交換部106に導入された気相の熱輸送流体Gは、凝縮されて液相に相変化することで、液相の熱輸送流体Lになるとともに、潜熱を放出する。熱交換部106にて放出された潜熱は、熱交換部106と熱的に接続された熱利用先(図示せず)へ輸送される。このように、蓄熱装置100では、ゼオライト12に吸着する媒体(すなわち、被吸着物)を、ゼオライト12から放出された熱を熱交換部106へ輸送する熱輸送流体としても使用している。 The gas phase heat transport fluid G introduced into the heat exchange unit 106 is condensed and phase-changed into a liquid phase to become a liquid phase heat transport fluid L and release latent heat. The latent heat released by the heat exchange unit 106 is transported to a heat utilization destination (not shown) thermally connected to the heat exchange unit 106. As described above, in the heat storage device 100, the medium adsorbed on the zeolite 12 (that is, the object to be adsorbed) is also used as a heat transport fluid for transporting the heat released from the zeolite 12 to the heat exchange unit 106.

さらに、蓄熱装置100は、熱交換部106と反応媒体貯留部101とを接続する第3の配管系107を備えている。第3の配管系107を介して、熱交換部106にて気相から相変化した液相の熱輸送流体Lが、反応媒体貯留部101へ返送される。また、第3の配管系107には、液相の熱輸送流体Lの供給手段である第2のバルブ108が設けられている。 Further, the heat storage device 100 includes a third piping system 107 that connects the heat exchange unit 106 and the reaction medium storage unit 101. The heat transport fluid L of the liquid phase whose phase has changed from the gas phase in the heat exchange unit 106 is returned to the reaction medium storage unit 101 via the third piping system 107. Further, the third piping system 107 is provided with a second valve 108 which is a means for supplying the heat transport fluid L of the liquid phase.

従って、蓄熱装置100には、第1の配管系102、第2の配管系104及び第3の配管系107によって、それぞれ、反応媒体貯留部101から蓄熱部2へ、蓄熱部2から熱交換部106へ、熱交換部106から反応媒体貯留部101へと、作動流体である熱輸送流体が循環する循環系が形成されている。前記循環系は、気密状態であり、かつ脱気されている。つまり、前記循環系は、ループ状のヒートパイプ構造となっている。 Therefore, in the heat storage device 100, the reaction medium storage unit 101 to the heat storage unit 2 and the heat storage unit 2 to the heat exchange unit are provided by the first piping system 102, the second piping system 104, and the third piping system 107, respectively. A circulation system is formed in which the heat transport fluid, which is the working fluid, circulates from the heat exchange unit 106 to the reaction medium storage unit 101. The circulatory system is airtight and degassed. That is, the circulatory system has a loop-shaped heat pipe structure.

また、図3に示すように、蓄熱装置100の第3の配管系107には、圧力調整部110が設けられている。圧力調整部110は、第3の配管系107において蓄熱部2側と反応媒体貯留部101側で圧力を異ならせる機能を有する。ゼオライト12の放熱時、圧力調整部110の蓄熱部2側を減圧することにより、第2の配管系104及び第3の配管系107における熱輸送流体の流通、循環が促進される。すなわち、圧力調整部110が稼働することにより、気相の熱輸送流体G(気相の被吸着物)が、熱交換部106へ円滑に誘導され、気相の熱輸送流体Gの流通、循環が阻害されることによる蓄熱・放熱効率の低下と熱輸送効率の低下を防止できる。 Further, as shown in FIG. 3, the pressure adjusting unit 110 is provided in the third piping system 107 of the heat storage device 100. The pressure adjusting unit 110 has a function of making the pressure different between the heat storage unit 2 side and the reaction medium storage unit 101 side in the third piping system 107. When the zeolite 12 dissipates heat, the pressure on the heat storage section 2 side of the pressure adjusting section 110 is reduced, so that the flow and circulation of the heat transport fluid in the second piping system 104 and the third piping system 107 are promoted. That is, when the pressure adjusting unit 110 operates, the heat transport fluid G (subject to be adsorbed in the gas phase) of the gas phase is smoothly guided to the heat exchange unit 106, and the heat transport fluid G of the gas phase flows and circulates. It is possible to prevent a decrease in heat storage / heat dissipation efficiency and a decrease in heat transport efficiency due to the inhibition.

また、圧力調整部110が蓄熱部2内を減圧することにより、ゼオライト12からの被吸着物の脱離が促進されるので、ゼオライト12の蓄熱温度を低減でき、またゼオライト12の蓄熱時間を短縮することができる。さらに、圧力調整部110が蓄熱部2内を減圧することにより、蓄熱装置100の起動時に、反応媒体貯留部101から蓄熱部2に収容されたゼオライト12へ、円滑に、液相の熱輸送流体Lを供給できる。結果、蓄熱装置100を速やかに起動できる。 Further, since the pressure adjusting unit 110 depressurizes the inside of the heat storage unit 2, the desorption of the adsorbed substance from the zeolite 12 is promoted, so that the heat storage temperature of the zeolite 12 can be reduced and the heat storage time of the zeolite 12 is shortened. can do. Further, the pressure adjusting unit 110 depressurizes the inside of the heat storage unit 2, so that when the heat storage device 100 is started, the heat transport fluid of the liquid phase is smoothly transferred from the reaction medium storage unit 101 to the zeolite 12 housed in the heat storage unit 2. L can be supplied. As a result, the heat storage device 100 can be started quickly.

また、圧力調整部110によって、蓄熱部2に残存した余剰の気相の熱輸送流体Gを、反応媒体貯留部101へ円滑に回収できる。さらに、熱交換部106と反応媒体貯留部101を接続する第3の配管系107に圧力調整部110が設けられていることで、蓄熱部2と熱交換部106との間における不必要な放熱を確実に防止できるので、蓄熱装置100の熱輸送効率がより向上する。 Further, the pressure adjusting unit 110 can smoothly recover the excess gas phase heat transport fluid G remaining in the heat storage unit 2 to the reaction medium storage unit 101. Further, since the pressure adjusting unit 110 is provided in the third piping system 107 connecting the heat exchange unit 106 and the reaction medium storage unit 101, unnecessary heat dissipation between the heat storage unit 2 and the heat exchange unit 106 is provided. Therefore, the heat transport efficiency of the heat storage device 100 is further improved.

圧力調整部110としては、例えば、ポンプ、圧縮機(コンプレッサー)等を挙げることができる。 Examples of the pressure adjusting unit 110 include a pump, a compressor, and the like.

圧力調整部110の上記圧力調整作用や、第1のウィック構造体17の毛細管力や、相対的に高温である蓄熱部2内部と相対的に低温である熱交換部106内部との温度差や、蓄熱部2内部と熱交換部106内部との間における熱輸送流体の蒸気圧差によって、熱輸送流体は、蓄熱装置100の循環系を円滑に循環する。 The pressure adjusting action of the pressure adjusting unit 110, the capillary force of the first wick structure 17, and the temperature difference between the inside of the heat storage unit 2 which is relatively high temperature and the inside of the heat exchange unit 106 which is relatively low temperature. Due to the vapor pressure difference of the heat transport fluid between the inside of the heat storage unit 2 and the inside of the heat exchange unit 106, the heat transport fluid smoothly circulates in the circulation system of the heat storage device 100.

次に、図3の蓄熱装置100の構成要素を用いて、本発明の蓄熱装置の蓄熱システム例を説明する。蓄熱部2の蓄熱時には、蓄熱装置100の第1のバルブ103を閉じ、第2のバルブ108を開けた状態で、蓄熱部2に外部環境から熱を受熱させる。蓄熱部2が外部環境から熱を受熱すると、ゼオライト12が気相の被吸着物を放出する。このとき、圧力調整部110を稼働させて蓄熱部2内部を減圧することで、ゼオライト12からの気相の被吸着物の放出(すなわち、ゼオライト12の蓄熱作用)を促進させる。ゼオライト12から放出された気相の被吸着物は、第2の配管系104、熱交換部106(熱交換部106にて、被吸着物は、気相から液相へ相変化)へ円滑に流通する。そして、液相の被吸着物(すなわち、液相の熱輸送流体L)として、熱交換部106から、第3の配管系107を介して、反応媒体貯留部101へ輸送、貯留される。 Next, an example of the heat storage system of the heat storage device of the present invention will be described using the components of the heat storage device 100 of FIG. When the heat storage unit 2 stores heat, the heat storage unit 2 receives heat from the external environment with the first valve 103 of the heat storage device 100 closed and the second valve 108 open. When the heat storage unit 2 receives heat from the external environment, the zeolite 12 releases the adsorbed substance in the gas phase. At this time, by operating the pressure adjusting unit 110 to reduce the pressure inside the heat storage unit 2, the release of the gas phase adsorbed substance from the zeolite 12 (that is, the heat storage action of the zeolite 12) is promoted. The vapor-phase adsorbed material released from the zeolite 12 smoothly moves to the second piping system 104 and the heat exchange unit 106 (in the heat exchange unit 106, the adsorbed material changes phase from the gas phase to the liquid phase). To circulate. Then, as an object to be adsorbed in the liquid phase (that is, the heat transport fluid L in the liquid phase), it is transported and stored from the heat exchange unit 106 to the reaction medium storage unit 101 via the third piping system 107.

なお、第1のバルブ103は、蓄熱部2が所定の放熱温度に達した時点で閉じられてもよい。また、例えば、蓄熱部2の熱放出の動作後、ゼオライト12の熱放出の開始(又は、第1のバルブ103の開放)から所定時間経過した時、液相の熱輸送流体Lが反応媒体貯留部101へ所定量返送された時、または熱交換部106の放熱量が所定値に達した時等から、第1のバルブ103を閉じるタイミングを判断してもよい。 The first valve 103 may be closed when the heat storage unit 2 reaches a predetermined heat dissipation temperature. Further, for example, when a predetermined time elapses from the start of heat release of the zeolite 12 (or the opening of the first valve 103) after the heat release operation of the heat storage unit 2, the heat transport fluid L of the liquid phase is stored in the reaction medium. The timing of closing the first valve 103 may be determined from the time when a predetermined amount is returned to the unit 101 or when the heat dissipation amount of the heat exchange unit 106 reaches a predetermined value.

蓄熱部2の温度変化を図示しないセンサ等で測定し、蓄熱が完了したと判断された場合には、圧力調整部110の稼働を停止させ、第1のバルブ103だけではなく、第2のバルブ108も閉じて、液相の熱輸送流体(反応媒体)Lを反応媒体貯留部101内に閉じ込めておく。 The temperature change of the heat storage unit 2 is measured by a sensor or the like (not shown), and when it is determined that the heat storage is completed, the operation of the pressure adjusting unit 110 is stopped, and not only the first valve 103 but also the second valve 108 is also closed, and the heat transport fluid (reaction medium) L of the liquid phase is confined in the reaction medium storage unit 101.

なお、第2のバルブ108は、反応媒体貯留部101における液相の熱輸送流体Lの貯留量に応じて閉じられてもよい。液相の熱輸送流体Lの貯留量は、反応媒体貯留部101中の体積を実測してもよく、ゼオライト12の放熱時間や放熱量、反応媒体貯留部101の重さ、熱交換部106の放熱量、熱交換部106からの液相の熱輸送流体Lの排出量等から、判断されてもよい。 The second valve 108 may be closed according to the amount of heat transport fluid L stored in the liquid phase in the reaction medium storage unit 101. The amount of heat transport fluid L stored in the liquid phase may be measured by measuring the volume in the reaction medium storage section 101, such as the heat dissipation time and amount of heat radiation of the zeolite 12, the weight of the reaction medium storage section 101, and the heat exchange section 106. It may be determined from the amount of heat radiated, the amount of heat transport fluid L discharged from the liquid phase from the heat exchange unit 106, and the like.

一方、蓄熱部2から熱交換部106へ、蓄熱部2に蓄えられていた熱を輸送する(蓄熱装置100を起動する)場合には、蓄熱装置100の第1のバルブ103を開けて、液相の熱輸送流体Lを反応媒体貯留部101から蓄熱部2へ供給する。さらに、第2のバルブ108も開けて蓄熱装置100の循環系を開放することで、蓄熱装置100を稼働させる。このとき、第1のバルブ103の開放に先駆けて圧力調整部110を稼働させることで、液相の熱輸送流体Lを反応媒体貯留部101から蓄熱部2へ円滑に供給できる。また、第2のバルブ108の開放後も継続して圧力調整部110を稼動させることで、気相の熱輸送流体Gを蓄熱部2から熱交換器106へ円滑且つ速やかに輸送でき、蓄熱装置100の熱輸送効率が向上する。 On the other hand, when transporting the heat stored in the heat storage unit 2 from the heat storage unit 2 to the heat exchange unit 106 (starting the heat storage device 100), the first valve 103 of the heat storage device 100 is opened to liquid the fluid. The phase heat transport fluid L is supplied from the reaction medium storage unit 101 to the heat storage unit 2. Further, the second valve 108 is also opened to open the circulation system of the heat storage device 100, whereby the heat storage device 100 is operated. At this time, by operating the pressure adjusting unit 110 prior to opening the first valve 103, the heat transport fluid L of the liquid phase can be smoothly supplied from the reaction medium storage unit 101 to the heat storage unit 2. Further, by continuously operating the pressure adjusting unit 110 even after the opening of the second valve 108, the heat transport fluid G of the gas phase can be smoothly and quickly transported from the heat storage unit 2 to the heat exchanger 106, and the heat storage device can be operated. The heat transport efficiency of 100 is improved.

次に、本発明の第2実施形態例に係る蓄熱装置について図面を用いながら説明する。なお、第1実施形態例に係る蓄熱装置と同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, the heat storage device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as the heat storage device according to the first embodiment will be described with reference to the same reference numerals.

第1実施形態例に係る蓄熱装置では、熱交換部106と反応媒体貯留部101とを接続する第3の配管系107に圧力調整部110が配置されていたが、これに代えて、図4に示すように、第2実施形態例に係る蓄熱装置200では、蓄熱部2と熱交換部106とを接続する第2の配管系104に圧力調整部110が配置されている。 In the heat storage device according to the first embodiment, the pressure adjusting unit 110 is arranged in the third piping system 107 that connects the heat exchange unit 106 and the reaction medium storage unit 101, but instead of this, FIG. 4 As shown in the above, in the heat storage device 200 according to the second embodiment, the pressure adjusting unit 110 is arranged in the second piping system 104 that connects the heat storage unit 2 and the heat exchange unit 106.

蓄熱装置200でも、圧力調整部110が稼働することにより、蓄熱装置200の循環系内における気相の熱輸送流体Gの流通、循環が促進される。従って、蓄熱装置200でも、気相の熱輸送流体Gの流通、循環が阻害されることによる蓄熱・放熱効率の低下と熱輸送効率の低下を防止できる。また、蓄熱装置200でも、圧力調整部110が蓄熱部2内を減圧することにより、ゼオライト12からの被吸着物の脱離が促進されるので、ゼオライト12の蓄熱温度を低減でき、またゼオライト12の蓄熱作用を円滑化できる。さらに、圧力調整部110が蓄熱部2内を減圧することにより、蓄熱装置100の起動時に、反応媒体貯留部101から蓄熱部2に収容されたゼオライト12へ、円滑に液相の熱輸送流体Lを供給できる。 In the heat storage device 200 as well, the operation of the pressure adjusting unit 110 promotes the circulation and circulation of the gas phase heat transport fluid G in the circulation system of the heat storage device 200. Therefore, even in the heat storage device 200, it is possible to prevent a decrease in heat storage / heat dissipation efficiency and a decrease in heat transfer efficiency due to obstruction of the flow and circulation of the heat transport fluid G in the gas phase. Further, also in the heat storage device 200, since the pressure adjusting unit 110 depressurizes the inside of the heat storage unit 2 promotes the desorption of the adsorbed substance from the zeolite 12, the heat storage temperature of the zeolite 12 can be reduced, and the zeolite 12 can also be reduced. The heat storage action can be smoothed. Further, the pressure adjusting unit 110 depressurizes the inside of the heat storage unit 2, so that when the heat storage device 100 is started, the liquid phase heat transport fluid L is smoothly transferred from the reaction medium storage unit 101 to the zeolite 12 housed in the heat storage unit 2. Can be supplied.

次に、本発明の蓄熱装置を用いた暖機装置の例について、説明する。例えば、車両に搭載された内燃機関(エンジン等)に接続された排気管に蓄熱装置の蓄熱部を搭載することで、排気管内を流れる排ガスの熱を蓄熱部に蓄熱することができる。蓄熱部の筒状体の外面の少なくとも一部が、排気管内を流れる排ガスと直接接触するように蓄熱部を配置することで、蓄熱部を熱源と熱的に接続することができる。 Next, an example of a warm-up device using the heat storage device of the present invention will be described. For example, by mounting the heat storage unit of the heat storage device on the exhaust pipe connected to the internal combustion engine (engine or the like) mounted on the vehicle, the heat of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe can be stored in the heat storage unit. By arranging the heat storage unit so that at least a part of the outer surface of the tubular body of the heat storage unit is in direct contact with the exhaust gas flowing in the exhaust pipe, the heat storage unit can be thermally connected to the heat source.

蓄熱部に蓄熱された排ガス由来の熱は、蓄熱装置の循環系にて、蓄熱部から熱交換部へ輸送され、さらに、熱交換部から熱利用先である内燃機関の暖機装置へ輸送される。 The heat derived from the exhaust gas stored in the heat storage section is transported from the heat storage section to the heat exchange section in the circulation system of the heat storage device, and further transported from the heat exchange section to the warm-up device of the internal combustion engine which is the heat utilization destination. To.

次に、本発明の他の実施形態例について説明する。第2実施形態例に係る蓄熱部では、第1のウィック構造体は、粉末状の金属材料を焼成することで構築される金属焼結体や金属メッシュ等の部材であったが、これに代えて、内管の外面に形成された毛細管力を有する溝でもよい。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the heat storage unit according to the second embodiment, the first wick structure is a member such as a metal sintered body or a metal mesh constructed by firing a powdered metal material, but instead of this. Alternatively, it may be a groove having a capillary force formed on the outer surface of the inner tube.

上記各実施形態例の蓄熱装置では、蓄熱材としてゼオライトを使用する場合について説明したが、これに限らず、CaO、MgO等、液体の反応媒体(例えば、水)と反応して熱を放出する化学蓄熱材を使用してもよい。 In the heat storage device of each of the above embodiments, the case where zeolite is used as the heat storage material has been described, but the present invention is not limited to this, and heat is released by reacting with a liquid reaction medium (for example, water) such as CaO and MgO. A chemical heat storage material may be used.

また、上記各実施形態例の蓄熱部では、第1のウィック構造体は、粉末状の金属材料を焼成することで構築される金属焼結体や金属メッシュ等の部材であったが、これに代えて、筒状体の内面に形成された毛細管力を有する溝でもよい。また、内管の内面に、毛細管構造を有する第2のウィック構造体を設けてもよい。 Further, in the heat storage section of each of the above embodiments, the first wick structure is a member such as a metal sintered body or a metal mesh constructed by firing a powdered metal material. Alternatively, a groove having a capillary force formed on the inner surface of the tubular body may be used. Further, a second wick structure having a capillary structure may be provided on the inner surface of the inner tube.

上記各実施形態例の蓄熱部では、筒状体の径方向の断面は円形状であったが、該断面の形状は特に限定されず、例えば、上記した扁平型の他、楕円形状、三角形状や四角形状等の多角形状、長円形状、丸角長方形等でもよい。さらに、上記各実施形態例の蓄熱部では、第1の蓋体と第2の蓋体は多孔質体であったが、これに代えて、毛細管構造を有するウィック構造体としてもよい。 In the heat storage portion of each of the above embodiments, the radial cross section of the tubular body is circular, but the shape of the cross section is not particularly limited. For example, in addition to the flat shape described above, an elliptical shape or a triangular shape is formed. It may be a polygonal shape such as a square shape, an ellipse shape, a rounded rectangle, or the like. Further, in the heat storage section of each of the above embodiments, the first lid and the second lid are porous, but instead, a wick structure having a capillary structure may be used.

上記各実施形態例に係る蓄熱部では、孔部を有する第1の蓋体が使用されていたが、これに代えて、孔部を有さない第1の蓋体が使用されてもよい。なお、この場合、内管の長さを、蓄熱部の内管の長さよりも、適宜、短くすることで、孔部を有さない第1の蓋体をゼオライトの筒状体の一方の端部側に隣接して配置することができる。 In the heat storage unit according to each of the above embodiments, the first lid having a hole is used, but instead of this, the first lid having no hole may be used. In this case, the length of the inner tube is appropriately made shorter than the length of the inner tube of the heat storage portion so that the first lid having no pores can be made into one end of the zeolite tubular body. It can be arranged adjacent to the part side.

また、上記各実施形態例の蓄熱部では、第1のウィック構造体の設置数は1つであったが、その設置数は特に限定されず、使用される状況に応じて複数設けてもよい。また、上記各実施形態例の蓄熱部では、第1のウィック構造体の内側に設けられた流路の設置数は1つであったが、その設置数は特に限定されず、使用される状況に応じて複数設けてもよい。また、上記各実施形態例の蓄熱部では、拡散層としてウィック構造体が用いられていたが、これに代えて、ゼオライトの有する細孔構造を用いてもよい。 Further, in the heat storage unit of each of the above-described embodiments, the number of installations of the first wick structure is one, but the number of installations is not particularly limited, and a plurality of first wick structures may be installed depending on the usage situation. .. Further, in the heat storage unit of each of the above-described embodiments, the number of flow paths provided inside the first wick structure is one, but the number of installations is not particularly limited and is used. A plurality may be provided according to the above. Further, in the heat storage section of each of the above-described embodiments, a wick structure is used as the diffusion layer, but instead of this, the pore structure of zeolite may be used.

本発明の蓄熱装置の使用方法は、車両に搭載された内燃機関の暖機装置用以外にも、特に限定されず、例えば、車内の暖房装置用でもよく、また、本発明の蓄熱装置を工業プラントからの排熱の回収・貯蔵・利用に使用してもよい。さらに、本発明の蓄熱装置の他の熱利用先として、例えば、室内暖房、給湯器、乾燥機等を挙げることができる。 The method of using the heat storage device of the present invention is not particularly limited to the warming device of the internal combustion engine mounted on the vehicle, and may be used, for example, for the heating device in the vehicle. It may be used for recovery, storage and utilization of waste heat from a plant. Further, as another heat utilization destination of the heat storage device of the present invention, for example, an indoor heater, a water heater, a dryer and the like can be mentioned.

上記本発明の各実施形態例に係る蓄熱装置では、第2実施形態例に係る蓄熱部を用いたが、これに代えて、他の実施形態例に係る蓄熱部を使用してもよい。 In the heat storage device according to each embodiment of the present invention, the heat storage unit according to the second embodiment is used, but instead of this, the heat storage unit according to another embodiment may be used.

本発明の蓄熱装置は、系内における気相の作動流体の圧力を調整することで、蓄熱・放熱効率の低下と熱輸送効率の低下を防止できるので、広汎な分野で利用可能であり、例えば、車両に搭載して排熱を回収・貯蔵及び利用する分野で、利用価値が高い。 The heat storage device of the present invention can be used in a wide range of fields because it can prevent a decrease in heat storage / heat dissipation efficiency and a decrease in heat transport efficiency by adjusting the pressure of the working fluid of the gas phase in the system, for example. , High utility value in the field of collecting, storing and using exhaust heat by mounting it on a vehicle.

1、2 蓄熱部
12 ゼオライト
100、200 蓄熱装置
101 反応媒体貯留部
106 熱交換部
1, 2 Heat storage unit 12 Zeolite 100, 200 Heat storage device 101 Reaction medium storage unit 106 Heat exchange unit

Claims (4)

蓄熱材が収容された蓄熱部と、前記蓄熱部と第1の配管系を介して接続された、前記蓄熱材と反応する反応媒体が貯留された反応媒体貯留部と、前記蓄熱部と第2の配管系を介して接続され、且つ前記反応媒体貯留部と第3の配管系を介して接続された熱交換部と、を有し、
記第3の配管系に圧力調整部が設けられ、前記圧力調整部が、前記蓄熱部内を減圧する減圧手段である蓄熱装置であり、
前記第1の配管系、前記第2の配管系及び前記第3の配管系によって、前記反応媒体貯留部から前記蓄熱部へ、前記蓄熱部から前記熱交換部へ、前記熱交換部から前記反応媒体貯留部へと、流体の循環可能な循環系が形成されている蓄熱装置。
The heat storage unit containing the heat storage material, the reaction medium storage unit connected to the heat storage unit via the first piping system and storing the reaction medium that reacts with the heat storage material, the heat storage unit and the second It has a heat exchange unit which is connected via the piping system of the above and is connected to the reaction medium storage unit and the third piping system.
Before SL pressure regulator is provided in the third piping system, the pressure adjusting portion is a said heat storage portion is a decompression means for decompressing the heat storage device,
The reaction medium storage section to the heat storage section, the heat storage section to the heat exchange section, and the heat exchange section to the reaction by the first piping system, the second piping system, and the third piping system. A heat storage device in which a circulation system capable of circulating fluid is formed in the medium storage section.
前記蓄熱部が、管状体と、該管状体に収容された前記蓄熱材と、前記管状体を長軸方向に貫通する流路と、前記蓄熱材と前記流路との間に設けられた拡散層と、を有する請求項に記載の蓄熱装置。 Diffusion provided between the tubular body, the heat storage material housed in the tubular body, a flow path penetrating the tubular body in the longitudinal direction, and the heat storage material and the flow path. heat storage device according to claim 1 having a layer, the. 前記蓄熱部と、
前記管状体の一方の端部と前記第1の配管系を介して接続された、液相の前記反応媒体が収容された前記反応媒体貯留部と、
前記管状体の他方の端部と前記第2の配管系を介して接続され、前記反応媒体貯留部と前記第3の配管系を介して接続された前記熱交換部と、
を備えた、循環系を有し、
前記循環系が、気密状態であり、脱気されている請求項に記載の蓄熱装置。
With the heat storage unit
A reaction medium storage portion containing the reaction medium in a liquid phase, which is connected to one end of the tubular body via the first piping system.
The heat exchange section connected to the other end of the tubular body via the second piping system, and connected to the reaction medium storage section and the heat exchange section via the third piping system.
Has a circulatory system,
The heat storage device according to claim 2 , wherein the circulatory system is in an airtight state and is degassed.
蓄熱材が収容された蓄熱部と、前記蓄熱部と第1の配管系を介して接続された、前記蓄熱材と反応する反応媒体が貯留された反応媒体貯留部と、前記蓄熱部と第2の配管系を介して接続され、且つ前記反応媒体貯留部と第3の配管系を介して接続された熱交換部と、を有し、前記第3の配管系に圧力調整部が設けられ、前記圧力調整部が、前記蓄熱部内を減圧する減圧手段である蓄熱装置を用いた蓄熱システムであって、
前記第1の配管系、前記第2の配管系及び前記第3の配管系によって、前記反応媒体貯留部から前記蓄熱部へ、前記蓄熱部から前記熱交換部へ、前記熱交換部から前記反応媒体貯留部へと、流体の循環可能な循環系が形成されており、
前記蓄熱部に前記反応媒体が供給されるタイミング、前記蓄熱部が蓄熱するタイミング及び/または前記蓄熱部から熱が放出されるタイミングで、前記圧力調整部が稼働し、
前記蓄熱部の蓄熱時には、前記第1の配管系に備えられている第1のバルブを閉じ、前記第3の配管系に備えられている第2のバルブを開けた状態で、前記蓄熱部に外部環境から熱を受熱させ、前記圧力調整部を稼働させて前記蓄熱部内部を減圧し、
前記蓄熱部から前記熱交換部へ、前記蓄熱部に蓄えられていた熱を輸送する時には、前記第1のバルブを開けて、前記反応媒体を前記反応媒体貯留部から前記蓄熱部へ供給し、前記第2のバルブも開けて前記循環系を開放することで、前記蓄熱装置を稼働させて、前記第1のバルブの開放に先駆けて前記圧力調整部を稼働する蓄熱システム。
The heat storage unit containing the heat storage material, the reaction medium storage unit connected to the heat storage unit via the first piping system and storing the reaction medium that reacts with the heat storage material, the heat storage unit and the second is connected via a piping system, and has a heat exchange unit connected through the reaction medium reservoir and the third piping system, the pressure adjustment portion is provided in front Symbol third piping system The pressure adjusting unit is a heat storage system using a heat storage device which is a decompression means for depressurizing the inside of the heat storage unit.
The reaction medium storage unit to the heat storage unit, the heat storage unit to the heat exchange unit, and the heat exchange unit to the reaction by the first piping system, the second piping system, and the third piping system. A circulation system in which fluid can be circulated is formed in the medium storage section.
The pressure adjusting unit operates at the timing when the reaction medium is supplied to the heat storage unit, the timing when the heat storage unit stores heat, and / or the timing when heat is released from the heat storage unit.
At the time of heat storage of the heat storage unit, the first valve provided in the first piping system is closed, and the second valve provided in the third piping system is opened in the heat storage unit. Heat is received from the external environment, the pressure adjusting unit is operated to reduce the pressure inside the heat storage unit, and the pressure is reduced.
When transporting the heat stored in the heat storage unit from the heat storage unit to the heat exchange unit, the first valve is opened to supply the reaction medium from the reaction medium storage unit to the heat storage unit. A heat storage system in which the heat storage device is operated by opening the second valve to open the circulation system, and the pressure adjusting unit is operated prior to the opening of the first valve .
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