特許 6809924 排熱利用システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6809924

(24)【登録日】2020年12月14日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】排熱利用システム

(51)【国際特許分類】

   F27D 17/00 20060101AFI20201221BHJP

   F28D 20/00 20060101ALI20201221BHJP

   C21D 1/63 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   F27D17/00 101A

   F28D20/00 G

   C21D1/63

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-18895(P2017-18895)

(22)【出願日】2017年2月3日

(65)【公開番号】特開2018-124042(P2018-124042A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000167200

【氏名又は名称】光洋サーモシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002044

【氏名又は名称】特許業務法人ブライタス

(72)【発明者】

【氏名】竹村 昌展

(72)【発明者】

【氏名】山本 亮介

(72)【発明者】

【氏名】上田 剛志

(72)【発明者】

【氏名】橋本 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 真之佑

【審査官】 河野 一夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１２１７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４８４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１３４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０４１７８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２７Ｄ １７／００

Ｃ２１Ｄ １／６３

Ｆ２８Ｄ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物に所定の熱処理を施すための熱処理部と、
化学反応によって発熱反応を生じるように構成された化学蓄熱材と、
前記熱処理部とは別に設けられた熱源からの熱を前記化学蓄熱材に与えるための熱供給路と、
を備え、
前記化学蓄熱材は、前記熱供給路からの熱伝達による熱エネルギーと、前記発熱反応によって生じた熱エネルギーと、を前記熱処理部に与えるように構成されていることを特徴とする、排熱利用システム。

【請求項2】

請求項１に記載の排熱利用システムであって、
前記化学蓄熱材と前記熱処理部との間に配置される遮断扉をさらに備え、
前記遮断扉は、前記化学蓄熱材と前記熱処理部との間を遮断した状態と、前記化学蓄熱材と前記熱処理部との間の遮断を解除した状態と、を切替可能に構成されていることを特徴とする、排熱利用システム。

【請求項3】

請求項２に記載の排熱利用システムであって、
前記遮断扉は、断熱材を母材として含んでいることを特徴とする、排熱利用システム。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の排熱利用システムであって、
前記発熱反応を発生させる流体を前記化学蓄熱材に供給するための流体供給機構と、
前記遮断扉を駆動するための扉駆動機構と、
前記流体供給機構による前記化学蓄熱材への前記流体の供給、および、前記扉駆動機構による前記遮断扉の駆動を制御する制御部と、
をさらに備えていることを特徴とする、排熱利用システム。

【請求項5】

請求項４に記載の排熱利用システムであって、
前記制御部は、前記流体供給機構が前記流体を前記化学蓄熱材に供給する動作、および、前記扉駆動機構が前記遮断扉を駆動する動作を、異なるタイミングで開始させるように構成されていることを特徴とする、排熱利用システム。

【請求項6】

請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の排熱利用システムであって、
前記熱源は、焼入炉の冷却槽を含み、
前記熱供給路は、前記冷却槽から前記化学蓄熱材へ前記冷却槽の熱を送るように構成されていることを特徴とする、排熱利用システム。

【請求項7】

請求項６に記載の排熱利用システムであって、
前記熱供給路は、前記冷却槽に貯められた冷却用液が通過する液体用通路と、前記冷却槽内の空間内の温められた気体が通過する気体用通路と、を含んでいることを特徴とする、排熱利用システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱処理のための装置に関連して設けられる排熱利用システムに関する。

【背景技術】

【0002】

熱処理の１つとして、焼入処理が挙げられる。焼入処理は、８５０℃程度の高温に加熱された金属製の被処理物を、約１００℃の焼入油に投入することで、当該被処理物を急冷する。焼入処理では、被処理物は、急冷されることで、大量の熱を焼入油に奪われることとなる。その結果、焼入油の温度が上昇する。また、焼入油が貯められている油槽の上部空間の気体の温度も上昇する。そして、焼入油は、一定の温度を維持するために、熱交換器で冷却される。上部空間の高温の気体は、水冷ジャケット（熱交換器）によって冷却されるか、または、廃棄されている。

【0003】

上記の熱交換器が焼入油から奪う熱エネルギーと、油槽の上部空間に生じる気体の熱エネルギーの合計は、例えば、数百ｋｇの金属が約８５０℃から約１００℃付近まで冷却される際に放出する熱エネルギーに相当し、非常に大きい。このような大量の熱エネルギーを有効活用することは、重要である。

【0004】

ところで、熱エネルギーを回収して利用するための構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の構成は、高温の排気ガスを排出する廃熱源と、この廃熱源に連結された連結管を介して廃熱源の排気ガスが供給される熱処理炉と、を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−１４５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、廃熱源からの熱エネルギーを溜めておくことができず、廃熱源からの熱エネルギーは、廃熱源の発熱時にのみ利用できるに過ぎない。その結果、実質的に利用できる廃熱が少なく、また、廃熱を利用するタイミングが制限されてしまう。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みることにより、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる排熱利用システムは、被処理物に所定の熱処理を施すための熱処理部と、化学反応によって発熱反応を生じるように構成された化学蓄熱材と、前記熱処理部とは別に設けられた熱源からの熱を前記化学蓄熱材に与えるための熱供給路と、を備え、前記化学蓄熱材は、前記熱供給路からの熱伝達による熱エネルギーと、前記発熱反応によって生じた熱エネルギーと、を前記熱処理部に与えるように構成されている。

【0009】

この構成によると、熱処理部とは別に設けられた（独立して設けられた）熱源から熱伝達によって与えられた熱を、化学蓄熱材で蓄積できる。このように、化学蓄熱材は、熱源からの熱を熱伝達によって蓄積するとともに、発熱反応に利用できる。これにより、熱源からの排熱をより多く利用できる。また、化学蓄熱材は、発熱反応を生じるタイミングを自由に設定できる。このため、熱源からの排熱が熱伝達によって化学蓄熱材に与えられたタイミングとは別のタイミングで、化学蓄熱材から熱処理部へ熱を伝達できる。これにより、排熱を利用するタイミングを自由に設定できる。以上の次第で、本発明によると、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システムを実現できる。

【0010】

（２）前記排熱利用システムは、前記化学蓄熱材と前記熱処理部との間に配置される遮断扉をさらに備え、前記遮断扉は、前記化学蓄熱材と前記熱処理部との間を遮断した状態と、前記化学蓄熱材と前記熱処理部との間の遮断を解除した状態と、を切替可能に構成されている場合がある。

【0011】

この構成によると、遮断扉による開閉動作によって、化学蓄熱材から熱処理部へ熱を与えるタイミングを自由に設定できる。例えば、化学蓄熱材への蓄熱時には、遮断扉を、化学蓄熱材と熱処理部との間を遮断した遮断状態とすることができる。遮断状態では、熱源からの熱エネルギーが化学蓄熱材に蓄積されている間、化学蓄熱材から熱が熱処理部に逃げてしまうことを抑制できる。これにより、化学蓄熱材により多くの熱エネルギーを蓄積できる。そして、化学蓄熱材から熱処理部へ熱を与える際には、遮断扉を、化学蓄熱材と熱処理部との間の遮断を解除した解除状態にすることができる。これにより、化学蓄熱材に十分な量の熱エネルギーが溜められた後で化学蓄熱材から熱処理部へ熱エネルギーを与えることができる。このように、遮断扉が設けられていることにより、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システムを実現できる。

【0012】

（３）前記遮断扉は、断熱材を母材として含んでいる場合がある。

【0013】

上記の構成によると、化学蓄熱材と熱処理部との間での熱エネルギーの意図しない無駄な移動が生じることを、より確実に抑制できる。

【0014】

（４）前記排熱利用システムは、前記発熱反応を発生させる流体を前記化学蓄熱材に供給するための流体供給機構と、前記遮断扉を駆動するための扉駆動機構と、前記流体供給機構による前記化学蓄熱材への前記流体の供給、および、前記扉駆動機構による前記遮断扉の駆動を制御する制御部と、をさらに備えている場合がある。

【0015】

上記の構成によると、化学蓄熱材が蓄熱する際における遮断扉の配置と、化学蓄熱材が放熱する際における遮断扉の配置のそれぞれについて、制御部による制御を実現できる。これにより、化学蓄熱材の発熱を開始するタイミングと、遮断扉を開ける（遮断状態から解除状態へ移行する）タイミングと、を制御部によって連動させることができる。これにより、化学蓄熱材の熱エネルギーをより効率よく熱処理部に伝達できる。その結果、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システムを実現できる。

【0016】

（５）前記制御部は、前記流体供給機構が前記流体を前記化学蓄熱材に供給する動作、および、前記扉駆動機構が前記遮断扉を駆動する動作を、異なるタイミングで開始させるように構成されている場合がある。

【0017】

上記の構成によると、例えば、流体供給機構が化学蓄熱材への流体の供給を開始することで、化学蓄熱材における発熱反応を開始させることができる。そして、化学蓄熱材での発熱量が十分に大きくなったタイミングで、遮断扉を開けることにより、化学蓄熱材で蓄積された熱エネルギーをより効率よく熱処理部に伝達できる。一方、例えば、化学蓄熱材における発熱反応の開始直後から遮断扉を開けることにより、熱処理部の昇温を化学蓄熱材によってより迅速に行うこともできる。

【0018】

（６）前記熱源は、焼入炉の冷却槽を含み、前記熱供給路は、前記冷却槽から前記化学蓄熱材へ前記冷却槽の熱を送るように構成されている場合がある。

【0019】

上記の構成によると、焼入炉において焼入対象物が冷却槽に投入されることで、焼入対象物から大量の熱エネルギーが冷却槽内に放出される。この大量の熱エネルギーを、化学蓄熱材で効率よく蓄積できる。その結果、より多くの排熱を熱処理部で利用できる。

【0020】

（７）前記熱供給路は、前記冷却槽に貯められた冷却用液が通過する液体用通路と、前記冷却槽内の空間内の温められた気体が通過する気体用通路と、を含んでいる場合がある。

【0021】

上記の構成によると、焼入対象物から冷却用液に放出された大量の熱エネルギーを、液体用通路を通じて化学蓄熱材に与えることができる。さらに、冷却槽内の高温の気体の持つ熱エネルギーを、気体用通路を通じて化学蓄熱材に与えることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によると、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係る排熱利用システムの模式図であり、第１熱処理部および第２熱処理部等については、側面から見た状態を示しており且つ一部を断面で示している。

【図2】排熱利用システムの模式図であり、第１熱処理部および第２熱処理部等については、平面から見た状態を示しており且つ一部を断面で示している。

【図3】排熱利用システムにおける熱処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】遮断扉が開いた状態を示す、排熱利用システムの模式図である。

【図5】排熱利用システムの別の変形例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。

【0025】

図１は、本発明の一実施形態に係る排熱利用システム１の模式図であり、第１熱処理部２および第２熱処理部３等については、側面から見た状態を示しており且つ一部を断面で示している。図２は、排熱利用システム１の模式図であり、第１熱処理部２および第２熱処理部３等については、平面から見た状態を示しており且つ一部を断面で示している。

【0026】

図１および図２を参照して、排熱利用システム１は、第１被処理物１０１の熱処理によって生じた熱エネルギーを排熱として利用しつつ、第２被処理物１０２の熱処理を行うように構成されている。本実施形態では、排熱利用システム１は、第１被処理物１０１に焼入処理を行うとともに、第２被処理物１０２に焼戻処理を行うためのシステムである。本実施形態では、各被処理物１０１，１０２が、歯車、シャフト等の金属部材である形態を例に説明する。

【0027】

排熱利用システム１は、第１熱処理部２と、第２熱処理部３と、蓄熱ユニット４と、制御部５と、を有している。

【0028】

第１熱処理部２は、第１被処理物１０１に熱処理を施すために用いられる。第２熱処理部３は、第２被処理物１０２に熱処理を施すために用いられる。第１被処理物１０１と第２被処理物１０２は、同一部材であってもよい。第１被処理物１０１と第２被処理物１０２とが同一部材の場合、第１被処理物１０１は、第１熱処理部２で熱処理された後、第２被処理物１０２として第２熱処理部３で熱処理を施される。なお、第１被処理物１０１と第２被処理物１０２は、互いに異なる部材であってもよい。

【0029】

第１熱処理部２は、本実施形態では、焼入炉であり、第１被処理物１０１に焼入処理を施すように構成されている。第１被処理物１０１は、予め８５０℃程度に熱せられた状態で、第１熱処理部２に投入されることで急冷される。

【0030】

第１熱処理部２は、第２熱処理部３とは別に設けられた（独立して設けられた）熱源としての冷却槽６を有している。

【0031】

冷却槽６は、例えば、箱形形状に形成されており、底壁６ａと、底壁６ａから上方に延びる側壁６ｂと、側壁６ｂの上部に配置された天壁６ｄと、を有している。

【0032】

冷却槽６には、冷却用液７が溜められている。冷却用液７は、例えば、油である。なお、冷却用液７として、水、ポリマー等、油以外の液体が用いられてもよい。冷却槽６における冷却用液７の液面の高さ位置は、冷却槽６の空間６ｃの上端位置よりも低く設定されている。これにより、冷却槽６内において、冷却用液７の上方に、気体が存在する空間６ｃが存在している。冷却槽６および冷却用液７は、高温の第１被処理物１０１が投入されることで発熱し、熱源として機能する。

【0033】

第２熱処理部３は、本実施形態では、焼戻炉であり、第２被処理物１０２に焼戻処理を施すように構成されている。第２被処理物１０２は、第２熱処理部３において、約１５０℃〜２００℃程度まで加熱されることで、焼戻処理を施される。第２熱処理部３は、第１熱処理部２に隣接して配置されている。第１熱処理部２と第２熱処理部３との距離は、例えば、数ｍ程度に設定される。なお、第１熱処理部２と第２熱処理部３とは、１つの筐体（図示せず）に収容されて１つのユニットを形成していてもよい。

【0034】

第２熱処理部３は、第２被処理物１０２に熱処理を行うための熱処理室８と、台座９と、ヒータ１０と、を有している。

【0035】

熱処理室８は、中空の箱形形状に形成されており、底壁８ａ、底壁８ａの上方に配置された天壁８ｂ、および、底壁８ａと天壁８ｂとの間に延びる側壁８ｃ、を含んでいる。熱処理室８の側壁８ｃには、搬送用扉８ｄが設けられており、この搬送用扉８ｄを通して、第２被処理物１０２を熱処理室８に設けられた第１配置空間１１に出し入れ可能である。

【0036】

第１配置空間１１は、焼戻処理時に上述の温度まで加熱される空間である。第１配置空間１１は、熱処理室８内において第２被処理物１０２を配置するための空間として形成されている。第１配置空間１１には、第２被処理物１０２が載せられる台座９が設置されている。台座９は、例えば、底壁８ａに載せられている。第１配置空間１１の一部に、第２被処理物１０２が配置される。第２被処理物１０２は、台座９に設置されることで、化学蓄熱材２４（詳細は後述）と向かい合う。そして、第２被処理物１０２と化学蓄熱材２４との間に、遮断状態の遮断扉２２（詳細は後述）が配置される。第２被処理物１０２が第１配置空間１１内に配置された状態で、第２被処理物１０２の昇温（加熱）が行われる。

【0037】

本実施形態では、熱処理室８の側壁８ｃは、全体として、平面視で略矩形状に形成されている。この側壁８ｃの一部は、隔壁１３を形成している。隔壁１３は、蓄熱ユニット４の化学蓄熱材２４が設置される第２配置空間１２と、熱処理室８内の第１配置空間１１とを隔離するために設けられている。隔壁１３に、熱伝達用開口部１４が形成されている。熱伝達用開口部１４は、蓄熱ユニット４からの熱が伝えられる部分であり、隔壁１３の一部を貫通するように形成されている。第１配置空間１１内に、ヒータ１０が配置されている。

【0038】

ヒータ１０は、熱処理室８内の第１配置空間１１の雰囲気および第２被処理物１０２を加熱するために設けられている。ヒータ１０として、電熱ヒータ、および、ガスバーナを例示できる。なお、ヒータ１０は、熱処理室８内の温度を所定の温度まで上昇できればよく、具体的な構成は限定されない。ヒータ１０は、例えば棒状に形成されており、平面視で台座９を挟むようにして複数（本実施形態では、６つ）配置されている。上記の構成を有する第２熱処理部３の熱処理室８に、蓄熱ユニット４で溜められた排熱が与えられる。

【0039】

蓄熱ユニット４は、第１熱処理部２の冷却槽６における熱エネルギーを排熱として溜めておくために設けられている。蓄熱ユニット４は、第１熱処理部２および第２熱処理部３に接続されている。

【0040】

蓄熱ユニット４は、蓄熱材室２１と、遮断扉２２と、扉駆動機構２３と、化学蓄熱材２４と、熱反応用流体供給機構２６と、熱供給路２８と、を有している。

【0041】

蓄熱材室２１は、化学蓄熱材２４を収容している。蓄熱材室２１は、中空の箱形形状に形成されており、底壁２１ａ、底壁２１ａの上方に配置された天壁２１ｂ、および、底壁２１ａと天壁２１ｂとの間に延びる側壁２１ｃ、を含んでいる。

【0042】

蓄熱材室２１は、金属および断熱材の少なくとも一方を用いて形成されている。蓄熱材室２１の底壁２１ａ、天壁２１ｂおよび側壁２１ｃは、例えば、鋼材等の板部材で形成された中空の筐体に、断熱材を収容することで形成されている。このような断熱材として、ガラスファイバー、ロックウール、ケイ酸カルシウム、セラミックファイバー、アルミナファイバー等で成形された断熱材を例示できる。

【0043】

側壁２１ｃは、全体として、平面視で例えばＵ字状に形成されており、熱処理室８の隔壁１３と協働して、環状（本実施形態では、四角環状）の壁部を形成している。蓄熱材室２１の底壁２１ａは、熱処理室８の底壁８ａと連続している。蓄熱材室２１の天壁２１ｂは、熱処理室８の天壁８ｂと連続している。このような構成により、蓄熱材室２１内に、第２配置空間１２が設けられている。

【0044】

第２配置空間１２は、化学蓄熱材２４が配置される空間として形成されている。第２配置空間１２は、第１配置空間１１に隣接しており、第１配置空間１１へ直接に熱を伝達することができる。本実施形態では、第１配置空間１１と第２配置空間１２とが直接連続するように配置されていることで、第２配置空間１２から第１配置空間１１への流体の移動のための専用の流体通路を設ける必要が無い。なお、第２配置空間１２からの熱を強制的に第１配置空間１１に伝達するための、ファン等の送風部材が、第１配置空間１１または第２配置空間１２内に設けられていてもよい。

【0045】

蓄熱材室２１（化学蓄熱材２４）と熱処理室８との間に、遮断扉２２が配置されている。

【0046】

遮断扉２２は、化学蓄熱材２４と熱処理室８との間を遮断した遮断状態と、化学蓄熱材２４と熱処理室８との間の遮断を解除した解除状態と、を切替可能に構成されている。換言すれば、遮断扉２２は、第１配置空間１１と第２配置空間１２との間を遮断した遮断状態と、第１配置空間１１と第２配置空間１２との間の遮断を解除した解除状態と、を切替可能に構成されている。遮断扉２２は、金属および断熱材の少なくとも一方を用いて形成されている。遮断扉２２は、例えば、鋼材等の板部材で形成された中空の筐体に、断熱材を母材として収容することで形成されている。このような断熱材として、上述の断熱材を例示できる。遮断扉２２の許容温度は、熱処理室２内の流体の設計上の最高温度より高く設定されている。

【0047】

遮断扉２２は、本実施形態では、垂直に延びている。遮断扉２２は、熱処理室２の隔壁１３に形成された開口部１４に、スライド可能に設置されている。これにより、遮断扉２２は、隔壁１３に対してスライドすることで、遮断状態と解除状態とに切り替わる。図１および図２では、遮断状態が示されている。

【0048】

遮断状態では、遮断扉２２は、熱処理室８の隔壁１３の開口部１４の縁部と全周に亘って接触する位置としての遮断位置Ｐ２１に配置されることで、第１配置空間１１と第２配置空間１２との間を全域に亘って遮断する。これにより、第１配置空間１１と第２配置空間１２との間における、熱および流体の移動が遮断される。遮断扉２２が第１配置空間１１と第２配置空間１２との間を全域に亘って遮断することで、化学蓄熱材２４に意図しない熱反応が生じることをより確実に抑制できる。

【0049】

解除状態では、遮断扉２２は、少なくとも一部が開口部１４から退避した位置Ｐ２２（図４参照）に配置されることで、第１配置空間１１と第２配置空間１２とを連続させる。これにより、流体および熱は、第１配置空間１１と第２配置空間１２との間を移動可能となる。なお、遮断扉２２は、上記の構成に限定されない。例えば、遮断扉２２は、熱処理室２の隔壁１３の開口部１４を覆うように配置され一部に貫通孔部が形成されたベース部材と、このベース部材に支持され前記貫通孔部を開閉するシャッター部材と、を含んでいてもよい。

【0050】

遮断扉２２は、扉駆動機構２３によって駆動される。扉駆動機構２３は、例えば蓄熱材室２１に設置されている。扉駆動機構２３は、例えば、電動モータと、電動モータの回転出力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構等の運動変換機構と、を含んでいる。そして、扉駆動機構２３は、上記電動モータの駆動によって、遮断扉２２を遮断状態の位置Ｐ２１または解除状態の位置Ｐ２２に配置する。なお、扉駆動機構２３は、遮断扉２２を遮断状態の位置Ｐ２１と解除状態の位置Ｐ２２とに変位させることが可能であればよく、具体的な構成は限定されない。

【0051】

化学蓄熱材２４は、蓄熱材室２１の例えば底壁２１ａ上に配置されている。なお、化学蓄熱材２４は、図示しない台座に載せられていてもよい。化学蓄熱材２４は、第２熱処理部３の直ぐ隣に設置されており、伝熱部材を介することなく、直接的に第２被処理物１０２を加熱可能である。本実施形態では、２つの化学蓄熱材２４（２４ａ，２４ｂ）が設けられている。これらの化学蓄熱材２４を総称していう場合、単に化学蓄熱材２４という。化学蓄熱材２４ａ，２４ｂは、互いに隣接して配置されている。

【0052】

化学蓄熱材２４は、流体を曝されることで化学反応によって発熱反応を発生可能な部材である。本実施形態では、化学蓄熱材２４は、熱供給路２８を介した冷却槽６からの熱伝達による熱エネルギーと、発熱反応によって生じた熱エネルギーとを、第２熱処理部３および第２被処理物１０２に与えるように構成されている。各化学蓄熱材２４は、全体として例えば、四角柱のブロック状に形成されている。本実施形態では、各化学蓄熱材２４は、流体との接触面積を可及的に大きくするために、粉末状のままの状態で、対応するケース２５（２５ａ，２５ｂ）に収容されている。各ケース２５は、銅等の熱伝導性に優れた材料を用いて中空の柱状に形成されており、本実施形態では、四角柱状に形成されている。なお、化学蓄熱材２４は、当該化学蓄熱材２４に供給される流体に曝されることが可能に構成されていればよく、具体的な形状は限定されない。

【0053】

化学蓄熱材２４は、発熱反応および吸熱反応を制御するため、雰囲気を調整できるように構成されている。このため、雰囲気の加熱促進時は、化学蓄熱材２４に発熱促進剤が与えられることで発熱反応を生じる。また、化学蓄熱材２４の吸熱促進時には、化学蓄熱材２４に吸熱促進剤が与えられることで吸熱反応が生じる。本実施形態では、発熱促進剤として、水蒸気、もしくは水蒸気を含む空気、Ｎ_２、Ａｒ等のガスを用い、また、吸熱促進剤として、乾燥ガス、例えば水蒸気を含まない乾燥空気、Ｎ_２、Ａｒ等のガスを用いる形態を例に説明するけれども、この通りでなくてもよい。また、発熱促進剤と吸熱促進剤に水蒸気や乾燥ガス以外のものを用いる化学蓄熱材が化学蓄熱材２４として用いられてもよい。

【0054】

化学蓄熱材２４として、酸化マグネシウム／水系のケミカルヒートポンプを例示できる。酸化マグネシウム／水系のケミカルヒートポンプは、以下のような可逆的な化学反応を利用することで、水和発熱反応を行うことが可能であり、また、本実施形態では、脱水吸熱反応可能に構成されている。
ＭｇＯ＋Ｈ_２Ｏ⇔Ｍｇ（ＯＨ）_２ 、 ΔＨ＝−８１．０ｋＪ／モル…（１）

【0055】

上記（１）式中、右方向への反応は酸化マグネシウムの水和発熱反応である。一方、上記（１）式中、左方向への反応は水酸化マグネシウムの脱水吸熱反応である。このように、化学蓄熱材２４は、水酸化マグネシウムの脱水吸熱反応によって熱エネルギーを蓄積できる。そして、化学蓄熱材２４に蓄積された熱エネルギーは、酸化マグネシウムの水和反応によって、熱エネルギーとして第２配置空間１２に放出される。このような原理によって、化学蓄熱材２４は、ケミカルヒートポンプとして機能する。

【0056】

化学蓄熱材２４として、酸化カルシウム／水系のケミカルヒートポンプが用いられてもよい。酸化カルシウム／水系のケミカルヒートポンプは、例えば、以下のような可逆的な化学反応を利用することで、熱反応を生じるように構成されている。
ＣａＯ＋Ｈ_２Ｏ⇔Ｃａ（ＯＨ）_２…（２）

【0057】

また、化学蓄熱材２４として、マグネシウム−ニッケルを用いたケミカルヒートポンプが用いられてもよい。マグネシウム−ニッケルを用いたケミカルヒートポンプは、例えば、以下のような可逆的な化学反応を利用することで、熱反応を生じるように構成されている。
Ｍｇ_０．５Ｎｉ_０．５Ｏ＋Ｈ_２Ｏ⇔Ｍｇ_０．５Ｎｉ_０．５（ＯＨ）_２…（３）

【0058】

また、化学蓄熱材２４として、塩化カルシウム／水系のケミカルヒートポンプが用いられてもよい。塩化カルシウム／水系のケミカルヒートポンプは、例えば、以下のような可逆的な化学反応を利用することで、熱反応を生じるように構成されている。
ＣａＣｌ_２＋ｎＨ_２Ｏ⇔ＣａＣｌ_２・ｎＨ_２Ｏ…（４）

【0059】

化学蓄熱材２４は、発熱時の水蒸気温度と、脱水時の乾燥用ガスの温度とが異なっている。また、水和発熱反応時の化学蓄熱材２４の温度域に対応する水蒸気量または水蒸気分圧と、脱水吸熱反応時の化学蓄熱材２４の温度域に対応する水蒸気量または水蒸気分圧とが、異なっている。

【0060】

化学蓄熱材２４には、熱反応用流体供給機構２６が接続されている。

【0061】

熱反応用流体供給機構２６は、化学蓄熱材２４に水和発熱反応または脱水吸熱反応を生じさせる流体（媒体）を化学蓄熱材２４に供給するために設けられている。化学蓄熱材２４に水和発熱反応を発生させる際、熱反応用流体供給機構２６は、化学蓄熱材２４に水蒸気を供給する。一方、化学蓄熱材２４に脱水吸熱反応を発生させる際、熱反応用流体供給機構２６は、化学蓄熱材２４に乾燥用ガスを供給する。

【0062】

熱反応用流体供給機構２６は、水和発熱反応用ガス路としての水蒸気路２９と、脱水吸熱反応用ガス路としての乾燥用ガス路３０と、これら水蒸気路２９および乾燥用ガス路３０に接続された供給管３１と、を有している。

【0063】

水蒸気路２９は、水蒸気が通過する配管である。水蒸気路２９の一端は、ボイラー等の図示しない水蒸気発生源に接続されており、水蒸気を供給される。水蒸気路２９の他端には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３２が接続されている。

【0064】

乾燥用ガス路３０は、乾燥用ガスが通過する配管である。乾燥用ガス路３０の一端は、乾燥した空気を導入するブロワ（図示せず）に接続されている。このブロワは、乾燥した空気を送風することで、当該乾燥した空気を乾燥用ガスとして乾燥用ガス路３０に送るように構成されている。なお、乾燥用ガス路３０は、乾燥用ガスを収容したガスタンク（図示せず）に接続されていてもよい。乾燥用ガス路３０の他端には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３３が接続されている。

【0065】

供給管３１は、水蒸気または乾燥用ガスを化学蓄熱材２４に導入するために設けられており、蓄熱材室２１の底壁２１ａを貫通している。供給管３１の一端は、２本に分かれており、それぞれ、蓄熱材室２１の外部において、対応する開閉弁３２，３３に接続されている。供給管３１の他端は、２本に分かれており、それぞれ、第２配置空間１２において、対応する化学蓄熱材２４ａ，２４ｂのケース２５ａ，２５ｂの底部に接続されている。これにより、供給管３１内の流体は、ケース２５ａ，２５ｂ内に供給され、対応する化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに曝される。

【0066】

各ケース２５には、ケース２５内の流体を排出するための排出管３９が接続されている。排出管３９は、対応するケース２５ａ，２５ｂの天壁および蓄熱材室２１の天壁２１ｂを貫通するように設けられており、ケース２５ａ，２５ｂ内の流体を蓄熱材室２１の外部に排出する。蓄熱材室２１の外部において、各排出管３９の中間部には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３８が設けられている。上記の構成を有する熱反応用流体供給機構２６に関連して、熱供給路２８が設けられている。

【0067】

熱供給路２８は、第２熱処理部３とは別に設けられた熱源としての第１熱処理部２からの熱を化学蓄熱材２４に与えるために設けられている。熱供給路２８は、第１熱処理部２の冷却槽６に存在する流体を化学蓄熱材２４に向けて送ることで、冷却槽６からの熱を化学蓄熱材２４に送る。そして、熱供給路２８は、冷却槽６から化学蓄熱材２４に送られた流体を再び冷却槽６に戻す。

【0068】

熱供給路２８は、冷却槽６に貯められた冷却用液７が通過する液体用通路４１と、冷却槽６内の空間内の温められた気体（吸熱型炉気等の雰囲気ガス、蒸気等）が通過する気体用通路４５と、を含んでいる。本実施形態では、液体用通路４１は、化学蓄熱材２４ａへ冷却用液７を供給し、気体用通路４５は、化学蓄熱材２４ｂへ冷却槽６内の気体を供給するように構成されている。なお、各通路４１，４５の何れもが、化学蓄熱材２４ａ，２４ｂの双方に流体を供給する構成が採用されてもよい。

【0069】

液体用通路４１は、配管を用いて形成されており、往路４２と、熱伝達部４３と、復路４４と、を有している。

【0070】

往路４２は、冷却槽６内の冷却用液７を冷却槽６から化学蓄熱材２４ａへ向けて送り出すために設けられている。往路４２の一端は、冷却槽６の下部に接続されており、冷却用液７を取り込むように配置されている。冷却槽６および蓄熱材室２１の外部において、往路４２の中間部には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３４が設けられているとともに、液体用ポンプ４９が設けられている。液体用ポンプ４９は、冷却用液７を、往路４２、熱伝達部４３、復路４４を通して冷却槽６に循環させるために設けられている。液体用ポンプ４９は、液体の搬送に適したポンプである。このようなポンプとして、例えば、容積型ポンプ、ターボ型ポンプを例示できる。また、往路４２の中間部は、蓄熱材室２１の側壁２１ｃを貫通している。往路４２の他端は、熱伝達部４３の一端に連続している。

【0071】

熱伝達部４３は、冷却用液７の熱を化学蓄熱材２４ａに伝達するために設けられている。熱伝達部４３の外表面は、化学蓄熱材２４ａに接触するように配置されている。本実施形態では、熱伝達部４３は、化学蓄熱材２４ａ内において螺旋状に延びている。このように、熱伝達部４３は、化学蓄熱材２４ａとの接触面積をより多く構成されていることが好ましい。熱伝達部４３の他端は、復路４４に接続されている。

【0072】

復路４４は、冷却用液７を化学蓄熱材２４ａから冷却槽６へ向けて戻すために設けられている。復路４４の一端は、熱伝達部４３の他端に接続されているとともに、蓄熱材室２１の側壁２１ｃを貫通している。冷却槽６および蓄熱材室２１の外部において、復路４４の中間部には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３５が設けられている。復路４４の他端は、冷却槽６に接続されており、冷却用液７を冷却槽６に戻すように配置されている。

【0073】

気体用通路４５は、配管を用いて形成されており、往路４６と、熱伝達部４７と、復路４８と、を有している。

【0074】

往路４６は、第１被処理物１０１が冷却用液７に投入されることで加熱された冷却槽６内の気体を冷却槽６から化学蓄熱材２４ｂへ向けて送り出すために設けられている。往路４６の一端は、冷却槽６の上部に接続されており、冷却槽６の空間６ｃ内の気体を取り込むように配置されている。冷却槽６および蓄熱材室２１の外部において、往路４６の中間部には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３６が設けられているとともに、気体用ポンプ５０が設けられている。気体用ポンプ５０は、気体を、往路４６、熱伝達部４７、復路４８を通して冷却槽６に循環させるために設けられている。気体用ポンプ５０は、気体の搬送に適したポンプである。このようなポンプとして、例えば、スクロールコンプレッサを例示できる。また、往路４６の中間部は、蓄熱材室２１の側壁２１ｃを貫通しており、熱伝達部４７の一端に連続している。

【0075】

熱伝達部４７は、気体の熱を化学蓄熱材２４ｂに伝達するために設けられている。熱伝達部４７の外表面は、化学蓄熱材２４ｂに接触するように配置されている。本実施形態では、熱伝達部４７は、化学蓄熱材２４ｂ内において螺旋状に延びている。このように、熱伝達部４７は、化学蓄熱材２４ｂとの接触面積をより多く構成されていることが好ましい。熱伝達部４７の他端は、復路４８に接続されている。

【0076】

復路４８は、気体を化学蓄熱材２４ｂから冷却槽６へ向けて戻すために設けられている。復路４８の一端は、熱伝達部４７の他端に接続されているとともに、蓄熱材室２１の側壁２１ｃを貫通している。冷却槽６および蓄熱材室２１の外部において、復路４８の中間部には、電磁弁を用いて形成された開閉弁３７が設けられている。復路４８の他端は、冷却槽６の上部に接続されており、気体を冷却槽６に戻すように配置されている。

【0077】

上記のヒータ１０、扉駆動機構２３、開閉弁３２〜３８、および、ポンプ４９，５０は、制御部５に電気的に接続されており、当該制御部５によって制御される。

【0078】

制御部５は、所定の入力信号に基づいて、所定の出力信号を出力する構成を有し、たとえば、安全プログラマブルコントローラなどを用いて形成することができる。安全プログラマブルコントローラとは、ＪＩＳ（日本工業規格） Ｃ ０５０８−１のＳＩＬ２またはＳＩＬ３の安全機能をもつ公的に認証されたプログラマブルコントローラをいう。なお、制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を含むコンピュータ等を用いて形成されていてもよい。

【0079】

制御部５は、ヒータ１０、扉駆動機構２３、開閉弁３２〜３８、および、ポンプ４９，５０を制御することで、排熱利用システム１における熱処理動作を制御する。その結果、制御部５は、第２熱処理部３の加熱動作、熱反応用流体供給機構２６による化学蓄熱材２４への水蒸気および乾燥用ガスの択一的供給動作、熱供給路２８による冷却槽６から化学蓄熱材２４への排熱伝達、および、扉駆動機構２３による遮断扉２２の駆動を制御する。また、本実施形態では、制御部５は、熱反応用流体供給機構２６が流体を化学蓄熱材２４に供給する動作、および、扉駆動機構２３が遮断扉２２を駆動する動作を、異なるタイミングで開始させる。

【0080】

次に、排熱利用システム１における熱処理動作の一例について説明する。図３は、排熱利用システム１における熱処理動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、フローチャートを参照しながら説明する場合、他の図も適宜参照しながら説明する。

【0081】

排熱利用システム１における熱処理動作が行われていない停止時、制御部５は、全ての開閉弁３２〜３８を閉じるとともに、ポンプ４９，５０およびヒータ１０を停止し、さらに、遮断扉２２が開口部１４を閉じた状態にする。そして、排熱利用システム１における熱処理動作においては、まず、第１熱処理部２の熱が化学蓄熱材２４へ供給される（ステップＳ１）。具体的には、作業者等によって第１被処理物１０１が第１熱処理部２の冷却槽６に投入されることで、冷却槽６内の冷却用液７が第１被処理物１０１を冷却するとともに、第１被処理物１０１から熱を受け取る。即ち、冷却槽６内の冷却用液７が加熱されるとともに冷却槽６の上部の空間６ｃに存在する気体の温度も上昇する。なお、第１熱処理部２の熱が化学蓄熱材２４へ供給される間、第２熱処理部３の熱処理室８内において、１つ前の処理フローで熱処理された第２被処理物１０２の降温動作が行われていてもよい。

【0082】

ステップＳ１において、制御部５は、熱供給路２８における全ての開閉弁３４，３５，３６，３７を開くとともに、液体用ポンプ４９および気体用ポンプ５０を駆動する。これにより、冷却槽６の冷却用液７および気体は、それぞれ、対応する液体用通路４１および気体用通路４５を通って対応する化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに熱を伝達する。これにより、各化学蓄熱材２４ａ，２４ｂが加熱される。

【0083】

次に、制御部５は、ヒータ１０による第２被処理物１０２の加熱を開始させる（ステップＳ２）。これにより、第２熱処理部３の熱処理室８内の第１配置空間１１は、ヒータ１０によって加熱される。ヒータ１０による加熱動作開始の後、または、ヒータ１０による加熱動作開始と同時に、制御部５は、化学蓄熱材２４に水和発熱反応を生じさせるための流体を化学蓄熱材２４に供給させる（ステップＳ３）。具体的には、制御部５は、化学蓄熱材２４ａ，２４ｂの各排出管３９の開閉弁３８を開くとともに、水蒸気路２９の開閉弁３２を開く。これにより、水蒸気は、水蒸気路２９および供給管３１を通って各化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに供給され、これらの化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに曝される。この水蒸気によって、化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに水和発熱反応を生じさせる。

【0084】

そして、化学蓄熱材２４における水和発熱反応の発生から所定時間経過の後、制御部５は、扉駆動機構２３に遮断扉２２を開かせる（ステップＳ４、図４参照）。これにより、冷却槽６からの熱伝達によって化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに貯められた熱と、化学蓄熱材２４ａ，２４ｂの水和発熱反応によって生じた熱は、開口部１４を通して第２熱処理部３の熱処理室８に供給され、熱処理室８内の第１配置空間１１が加熱される。すなわち、ヒータ１０による加熱に加えて、補助熱源としての化学蓄熱材２４ａ，２４ｂからの熱によって、第２被処理物１０２が迅速に加熱される。このような加熱動作によって、第２被処理物１０２が焼戻処理される。

【0085】

そして、化学蓄熱材２４における水和発熱反応の開始後所定時間が経過し、化学蓄熱材２４の発熱反応が低下するか、または、第２被処理物１０２に十分な熱が与えられると、熱反応用流体供給機構２６による化学蓄熱材２４への水蒸気の供給が停止される（ステップＳ５）。具体的には、制御部５は、水蒸気路２９の開閉弁３２を閉じることで、化学蓄熱材２４への水蒸気の供給を停止させる。

【0086】

次に、制御部５は、扉駆動機構２３を駆動させることで、図２に示すように、遮断扉２２を閉じる（ステップＳ６）。これにより、熱処理室８と蓄熱材室２１との間における、熱および流体の移動が遮断される。

【0087】

次に、制御部５は、化学蓄熱材２４に脱水吸熱反応を生じさせるための流体としての乾燥ガスを化学蓄熱材２４に供給する（ステップＳ７）。具体的には、制御部５は、乾燥用ガス路３０の開閉弁３３を開く。これにより、乾燥用ガスは、乾燥用ガス路３０および供給管３１を通って各化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに供給され、これらの化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに曝される。この乾燥用ガスは、化学蓄熱材２４に脱水吸熱反応を生じさせる。これにより、化学蓄熱材２４は、次の水和発熱反応のための準備を行う。なお、化学蓄熱材２４の脱水吸熱反応の後に遮断扉２２が閉じられてもよい。この場合、第２被処理物１０２の加熱後における熱処理室８の降温工程を、化学蓄熱材２４によって促進できる。

【0088】

次に、制御部５は、第２熱処理部３のヒータ１０をオフにするとともに、ポンプ４９，５０を停止し、さらに、熱供給路２８の全ての開閉弁３４〜３７を閉じる（ステップＳ８）。これにより、冷却槽６から化学蓄熱材２４への排熱供給が停止されるとともに、第２熱処理部３における加熱処理が完了する。

【0089】

以上説明したように、排熱利用システム１によると、第２熱処理部３とは別に設けられた（独立して設けられた）熱源としての第１熱処理部２の冷却槽６から熱伝達によって与えられた熱を、化学蓄熱材２４で蓄積できる。このように、化学蓄熱材２４は、冷却槽６からの熱を熱伝達によって蓄積するとともに、水和発熱反応に利用できる。これにより、冷却槽６からの排熱をより多く利用できる。また、化学蓄熱材２４は、熱反応用流体供給機構２６からの流体を曝されるタイミングに応じて水和発熱反応を生じることができるので、水和発熱反応を生じるタイミングを自由に設定できる。このため、冷却槽６からの排熱が熱伝達によって化学蓄熱材２４に与えられたタイミングとは別のタイミングで、化学蓄熱材２４から第２熱処理部３へ熱を伝達できる。これにより、排熱を利用するタイミングを自由に設定できる。以上の次第で、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システム１を実現できる。

【0090】

また、排熱利用システム１によると、化学蓄熱材２４と第２熱処理部３との間に配置される遮断扉２２は、化学蓄熱材２４と第２熱処理部３との間を遮断した遮断状態と、化学蓄熱材２４と第２熱処理部３との間の遮断を解除した解除状態と、を切替可能に構成されている。この構成によると、遮断扉２２による開閉動作によって、化学蓄熱材２４から第２熱処理部３へ熱を与えるタイミングを自由に設定できる。例えば、化学蓄熱材２４への蓄熱時には、遮断扉２２を、化学蓄熱材２４と第２熱処理部３との間を遮断した遮断状態とすることができる。遮断状態では、冷却槽６からの熱エネルギーが化学蓄熱材２４に蓄積されている間、化学蓄熱材２４から熱が第２熱処理部３に逃げてしまうことを抑制できる。これにより、化学蓄熱材２４により多くの熱エネルギーを蓄積できる。そして、化学蓄熱材２４から第２熱処理部３へ熱を与える際には、遮断扉２２を、化学蓄熱材２４と第２熱処理部３との間の遮断を解除した解除状態にすることができる。これにより、化学蓄熱材２４に十分な量の熱エネルギーが溜められた後で化学蓄熱材２４から第２熱処理部３へ熱エネルギーを与えることができる。このように、遮断扉２２が設けられていることにより、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システム１を実現できる。

【0091】

また、排熱利用システム１によると、遮断扉２２は、断熱材を母材として含んでいる。この構成によると、化学蓄熱材２４と第２熱処理部３との間での熱エネルギーの意図しない無駄な移動が生じることを、より確実に抑制できる。

【0092】

また、排熱利用システム１によると、制御部５は、流体供給機構２６による化学蓄熱材２４への流体の供給、および、扉駆動機構２３による遮断扉２２の駆動を制御するように構成されている。この構成によると、化学蓄熱材２４が蓄熱する際における遮断扉２２の配置と、化学蓄熱材２４が放熱する際における遮断扉２２の配置のそれぞれについて、制御部５による制御を実現できる。これにより、化学蓄熱材２４の発熱を開始するタイミングと、遮断扉２２を開ける（遮断状態から解除状態へ移行する）タイミングと、を制御部５によって連動させることができる。これにより、化学蓄熱材２４の熱エネルギーをより効率よく第２熱処理部３に伝達できる。その結果、より多くの排熱を利用できるとともに、排熱を利用するタイミングの自由度の高い排熱利用システム１を実現できる。

【0093】

また、排熱利用システム１によると、制御部５は、流体供給機構２６が流体を化学蓄熱材２４に供給する動作、および、扉駆動機構２３が遮断扉２２を駆動する動作を、異なるタイミングで開始させるように構成されている。この構成によると、例えば、流体供給機構２６が化学蓄熱材２４への流体の供給を開始することで、化学蓄熱材２４における水和発熱反応を開始させることができる。そして、化学蓄熱材２４での発熱量が十分に大きくなったタイミングで、遮断扉２２を開けることにより、化学蓄熱材２４で蓄積された熱エネルギーをより効率よく第２熱処理部３に伝達できる。一方、例えば、化学蓄熱材２４における水和発熱反応の開始直後から遮断扉２２を開けることにより、第２熱処理部３の昇温を化学蓄熱材２４によってより迅速に行うこともできる。

【0094】

また、排熱利用システム１によると、熱供給路２８は、冷却槽６から化学蓄熱材２４へ冷却槽６の熱を送るように構成されている。この構成によると、焼入炉である第１熱処理部２において第１被処理物１０１が冷却槽６に投入されることで、第１被処理物１０１から大量の熱エネルギーが冷却槽６内に放出される。この大量の熱エネルギーを、化学蓄熱材２４で効率よく蓄積できる。その結果、より多くの排熱を第２熱処理部３で利用できる。

【0095】

また、排熱利用システム１によると、冷却槽６に貯められた冷却用液７が通過する液体用通路４１と、冷却槽６内の空間内の温められた気体が通過する気体用通路４５と、が設けられている。この構成によると、第１被処理物１０１から冷却用液７に放出された大量の熱エネルギーを、液体用通路４１を通じて化学蓄熱材２４ａに与えることができる。さらに、冷却槽６内の高温の気体の持つ熱エネルギーを、気体用通路４５を通じて化学蓄熱材２４ｂに与えることができる。

【0096】

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。

【0097】

（１）上述の実施形態では、主に、第１熱処理部２が焼入炉であり、第２熱処理部３が焼戻炉である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、第１熱処理部２に代えて別の第１熱処理部が設けられ、第２熱処理部３に代えて別の第２熱処理部が設けられた排熱利用システムを採用してもよい。この場合、上記別の熱処理部で行われる熱処理の例として、被処理物を乾燥するための乾燥処理を挙げることができ、また、上記別の第２熱処理部で行われる熱処理の例として、洗浄処理を挙げることができる。この場合、上記別の第１熱処理部は、乾燥装置であり、上記別の第２熱処理部は、洗浄機である。そして、乾燥装置からの排熱は、洗浄機の加熱源として利用することができる。なお、上記別の第１熱処理部と上記別の第２熱処理部とは、同じ熱処理を行う装置であってもよい。また、第１熱処理部２と上記別の第２熱処理部とが設けられる構成が採用されてもよい。このような構成として、第１熱処理部２が焼入炉であり、上記別の第２熱処理部が洗浄機である形態を例示できる。また、上記別の第１熱処理部と第２熱処理部３（焼戻炉）とが設けられる構成を採用してもよい。

【0098】

このように、本発明の排熱利用システムは、第１熱処理部２または上記別の第１熱処理部の排熱を利用して第２熱処理部３または上記別の第２熱処理部の熱処理を行う構成であればよく、具体的な熱処理の種類については、限定されない。

【0099】

（２）また、上述の実施形態では、熱供給路２８に液体用通路４１および気体用通路４５が設けられている形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。液体用通路４１および気体用通路４５の何れか一方が省略されてもよい。

【0100】

（３）また、上述の実施形態では、冷却槽６内の流体を、熱供給路２８を通して化学蓄熱材２４に送ることで、冷却槽６の熱を化学蓄熱材２４に与える構成を説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。冷却槽６内の熱を化学蓄熱材２４ａ，２４ｂに与えることが可能な構成であれば、他の構成であってもよい。このような構成の一例として、図５に示すように、熱供給路２８に代えて、熱供給路２８Ａ，２８Ｂを設ける構成を例示できる。

【0101】

熱供給路２８Ａ，２８Ｂは、ヒートパイプである。熱供給路２８Ａの一端は、冷却槽６の下部に接続されており、冷却槽６内の冷却用液７の熱を伝達されるように構成されている。熱供給路２８Ａの他端は、蓄熱材室２１の側壁２１ｃおよびケース２５ａを貫通し、化学蓄熱材２４ａに接触している。これにより、冷却槽６内の冷却液７ａの熱は、熱供給路２８Ａを通して化学蓄熱材２４ａに伝達される。また、熱供給路２８Ｂの一端は、冷却槽６の上部に接続されており、冷却槽６内の気体の熱を伝達されるように構成されている。熱供給路２８Ｂの他端は、蓄熱材室２１の側壁２１ｃおよびケース２５ｂを貫通し、化学蓄熱材２４ｂに接触している。これにより、冷却槽６内の気体の熱は、熱供給路２８Ｂを通して化学蓄熱材２４ｂに伝達される。

【0102】

図５に示す構成では、冷却槽６から化学蓄熱材２４への熱移動に機械的なポンプを設ける必要が無い。

【0103】

（４）また、上述の実施形態において、化学蓄熱材２４に、金属等の比較的大きな比熱を有する部材を熱保持部材として埋設してもよい。熱保持部材は、化学蓄熱材２４を収容する蓄熱材ケース２５に接触するようにして蓄熱材ケース２５の外部に取り付けられてもよい。この熱保持部材は、冷却槽６から伝達された熱エネルギーを物理的に蓄積することで、冷却槽６の排熱をより多く化学蓄熱材２４に伝達する機能を発揮できる。

【0104】

（５）また、上述の実施形態では、２つの化学蓄熱材２４ａ，２４ｂが設けられた形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。化学蓄熱材２４の数は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。

【0105】

（６）以上、本発明の実施形態および変形例について説明したけれども、本発明は、上述した構成の通りでなくてもよい。本発明は、被処理物に所定の熱処理を施すための熱処理部と、化学反応によって発熱反応を生じるように構成された化学蓄熱材と、熱処理部とは別に設けられた熱源からの熱を化学蓄熱材に与えるための熱供給路と、を有していればよく、他の構成は、設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0106】

本発明は、排熱利用システムとして、広く適用することができる。

【符号の説明】

【0107】

１，１Ａ 排熱利用システム
２ 第１熱処理部
３ 第２熱処理部（熱処理部）
５ 制御部
６ 冷却槽（熱源）
７ 冷却用液
２２ 遮断扉
２３ 扉駆動機構
２４ 化学蓄熱材
２６ 熱反応用流体供給機構（流体供給機構）
２８，２８Ａ，２８Ｂ 熱供給路
４１ 液体用通路
４５ 気体用通路
１０２ 第２被処理物（被処理物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】