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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024122024
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】反応器、及び、蓄熱装置
(51)【国際特許分類】
F28D 20/00 20060101AFI20240902BHJP
【ＦＩ】
F28D20/00 G
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023029324
(22)【出願日】2023-02-28
(71)【出願人】
【識別番号】000108764
【氏名又は名称】タテホ化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大塚 泰弘
(72)【発明者】
【氏名】中西 真奈美
(72)【発明者】
【氏名】右田 翼
(57)【要約】
【課題】本発明は、蓄熱材を多く充填しやすく、加熱気体を蓄熱材に十分に接触させやすく、更に、加熱気体の圧力損失を抑制しやすい反応器などを提供する。
【解決手段】本発明は、筐体と、該筐体内に配された蓄熱体とを有する、反応器であって、前記蓄熱体が蓄熱材を含み、前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器などである。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、筐体と、該筐体内に配された蓄熱体とを有する、反応器であって、前記蓄熱体が蓄熱材を含み、前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器などである。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、該筐体内に配された蓄熱体とを有する、反応器であって、
前記蓄熱体が蓄熱材を含み、
前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、
隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、
前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、
前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器。
前記蓄熱体が蓄熱材を含み、
前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、
隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、
前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、
前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器。
【請求項2】
前記流路は、第１の流路であり、
前記筐体は、該筐体内に気体を供給する供給口と、該筐体内の気体を該筐体外に排出する排出口とを有し、
前記供給口から供給された気体が流通できる第２の流路が設けられ、
前記第２の流路を流通した気体が前記第１の流路のそれぞれに供給されるように構成され、
前記第１の流路のそれぞれを流通した気体が流通できる第３の流路が設けられ、
前記第３の流路を流通した気体が前記排出口から前記筐体外に排出されるように構成された、請求項１に記載の反応器。
前記筐体は、該筐体内に気体を供給する供給口と、該筐体内の気体を該筐体外に排出する排出口とを有し、
前記供給口から供給された気体が流通できる第２の流路が設けられ、
前記第２の流路を流通した気体が前記第１の流路のそれぞれに供給されるように構成され、
前記第１の流路のそれぞれを流通した気体が流通できる第３の流路が設けられ、
前記第３の流路を流通した気体が前記排出口から前記筐体外に排出されるように構成された、請求項１に記載の反応器。
【請求項3】
前記収容部どうしでスペーサーを挟むことにより前記流路が設けられた、請求項１又は２に記載の反応器。
【請求項4】
前記スペーサーは、棒、波板、セラミックファイバーボード、多孔質セラミックボード、グラスウールボード、及び、シリカファイバークロスからなる群より選ばれた１種以上のスペーサーである、請求項３に記載の反応器。
【請求項5】
カートリッジである、請求項１又は２に記載の反応器。
【請求項6】
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物である、請求項１又は２に記載の反応器。
【請求項7】
請求項１又は２に記載の反応器と、
前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器に供給する加熱気体供給部とを備える、蓄熱装置。
前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器に供給する加熱気体供給部とを備える、蓄熱装置。
【請求項8】
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物であり、
前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記蓄熱材と前記水蒸気との反応により得られた、加熱された気体を回収することで熱を回収する熱回収部とを更に備える、請求項７に記載の蓄熱装置。
前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記蓄熱材と前記水蒸気との反応により得られた、加熱された気体を回収することで熱を回収する熱回収部とを更に備える、請求項７に記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、反応器、及び、蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、排熱などの熱を蓄える技術が求められている。
熱を蓄える蓄熱法としては、例えば、蓄熱材に水蒸気を吸脱着させる水蒸気吸脱着法等が知られている。
水蒸気吸脱着法に用いられる蓄熱材としては、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムなどが知られている。
蓄熱材は、粒子状（粉状、ペレット状などを含む概念。）で用いられている。
熱を蓄える蓄熱法としては、例えば、蓄熱材に水蒸気を吸脱着させる水蒸気吸脱着法等が知られている。
水蒸気吸脱着法に用いられる蓄熱材としては、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムなどが知られている。
蓄熱材は、粒子状（粉状、ペレット状などを含む概念。）で用いられている。
【0003】
前記水蒸気吸脱着法としては、下記式の可逆反応を利用した方法が知られている。
ＭｇＯ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｍｇ（ＯＨ）２ ΔＨ＝－８１．２ｋＪ／モル
すなわち、水酸化マグネシウムを熱（排熱など）で加熱することにより、酸化マグネシウム（蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材）及び水蒸気を生成する蓄熱反応と、酸化マグネシウム（蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材）及び水蒸気を接触させることにより、水酸化マグネシウム（放熱状態の蓄熱材）及び反応熱を得る発熱反応とを利用した方法が知られている。
ＭｇＯ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｍｇ（ＯＨ）２ ΔＨ＝－８１．２ｋＪ／モル
すなわち、水酸化マグネシウムを熱（排熱など）で加熱することにより、酸化マグネシウム（蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材）及び水蒸気を生成する蓄熱反応と、酸化マグネシウム（蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材）及び水蒸気を接触させることにより、水酸化マグネシウム（放熱状態の蓄熱材）及び反応熱を得る発熱反応とを利用した方法が知られている。
【0004】
蓄熱装置としては、図３に示すように、蓄熱材が充填されたカートリッジ４ａと、カートリッジ４ａが保持される蓄熱材保持部５と、カートリッジ４ａ及び蓄熱材保持部５を収納する蓄熱材容器２とを備えた蓄熱装置１ｂが知られている（例えば、特許文献１）。
前記特許文献１では、前記カートリッジは、袋体又は枠体で構成されている。
前記カートリッジを構成する袋体又は枠体は、流体が通過可能な部材で形成されている。
前記蓄熱装置１ｂでは、供給部７から供給された熱流体Ｆ（加熱気体など）は、カートリッジ４ａ内の蓄熱材と直接接触することにより、熱流体Ｆと蓄熱材とが効率よく熱交換できる。
また、特許文献１には、前記蓄熱材保持部５が、図３のようにトレイ状容器となっていてもよく、また、カートリッジを吊るして保持するものとなっていてもよいことが記載されている。
前記特許文献１では、前記カートリッジは、袋体又は枠体で構成されている。
前記カートリッジを構成する袋体又は枠体は、流体が通過可能な部材で形成されている。
前記蓄熱装置１ｂでは、供給部７から供給された熱流体Ｆ（加熱気体など）は、カートリッジ４ａ内の蓄熱材と直接接触することにより、熱流体Ｆと蓄熱材とが効率よく熱交換できる。
また、特許文献１には、前記蓄熱材保持部５が、図３のようにトレイ状容器となっていてもよく、また、カートリッジを吊るして保持するものとなっていてもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－１５３６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、蓄熱材容器内に多くの熱エネルギーを蓄えるには、蓄熱材容器内に多くの蓄熱材を充填することが好ましい。
しかし、蓄熱材容器内に多くの蓄熱材を充填するために、カートリッジに蓄熱材を多く詰め、且つ、カートリッジで熱流体の流路を塞いでしまうと、蓄熱材が繰り返しの使用により固着した際に、圧力損失が生じてしまう。これに対し、熱流体を十分な流量で蓄熱材容器を圧送しようすると、多くのエネルギーを費やしてしまうことになる。
よって、カートリッジで熱流体の流路を塞がないように、蓄熱材容器内に熱流体の流路を確保することが望ましい。
しかしながら、前記蓄熱材保持部がカートリッジを吊るして保持するものとなっている場合、熱流体Ｆの流路を確保しつつ、蓄熱材容器２内に多くの蓄熱材を充填することが難しい。
しかし、蓄熱材容器内に多くの蓄熱材を充填するために、カートリッジに蓄熱材を多く詰め、且つ、カートリッジで熱流体の流路を塞いでしまうと、蓄熱材が繰り返しの使用により固着した際に、圧力損失が生じてしまう。これに対し、熱流体を十分な流量で蓄熱材容器を圧送しようすると、多くのエネルギーを費やしてしまうことになる。
よって、カートリッジで熱流体の流路を塞がないように、蓄熱材容器内に熱流体の流路を確保することが望ましい。
しかしながら、前記蓄熱材保持部がカートリッジを吊るして保持するものとなっている場合、熱流体Ｆの流路を確保しつつ、蓄熱材容器２内に多くの蓄熱材を充填することが難しい。
【0007】
また、前記蓄熱材保持部がトレイ状容器となっている場合、熱流体が、蓄熱材保持部に邪魔されて、カートリッジ内の蓄熱材に十分に接触できずに、排出部から排出されてしまうという問題がある。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、蓄熱材を多く充填しやすく、加熱気体を蓄熱材に十分に接触させやすく、更に、加熱気体の圧力損失を抑制しやすい反応器、及び、該反応器を備える蓄熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第一は、筐体と、該筐体内に配された蓄熱体とを有する、反応器であって、
前記蓄熱体が蓄熱材を含み、
前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、
隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、
前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、
前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器に関する。
前記蓄熱体が蓄熱材を含み、
前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、
隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、
前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、
前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器に関する。
【0010】
本発明の第二は、前記反応器と、
前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器に供給する加熱気体供給部とを備える、蓄熱装置に関する。
前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器に供給する加熱気体供給部とを備える、蓄熱装置に関する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、蓄熱材を多く充填しやすく、加熱気体を蓄熱材に十分に接触させやすく、更に、加熱気体の圧力損失を抑制しやすい反応器、及び、該反応器を備える蓄熱装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【0014】
まず、本実施形態に係る反応器について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る反応器１は、筐体２と、該筐体２内に配された蓄熱体３とを有する。
前記蓄熱体３は、蓄熱材を含む。
また、本実施形態に係る反応器１は、前記筐体２内に配され、且つ、前記蓄熱体３を収容する収容部４を２つ以上有する。
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配されている。
隣り合う収容部４どうしの間、最上段の収容部４の上、及び、最下段の収容部４の下それぞれには、気体が流通できる流路（以下、「第１の流路５」ともいう。）が設けられている。
前記収容部４は、底壁４ａと、天壁４ｂとを有する。
前記底壁４ａ及び天壁４ｂは、気体が通過可能な部材で形成されている。
図１に示すように、本実施形態に係る反応器１は、筐体２と、該筐体２内に配された蓄熱体３とを有する。
前記蓄熱体３は、蓄熱材を含む。
また、本実施形態に係る反応器１は、前記筐体２内に配され、且つ、前記蓄熱体３を収容する収容部４を２つ以上有する。
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配されている。
隣り合う収容部４どうしの間、最上段の収容部４の上、及び、最下段の収容部４の下それぞれには、気体が流通できる流路（以下、「第１の流路５」ともいう。）が設けられている。
前記収容部４は、底壁４ａと、天壁４ｂとを有する。
前記底壁４ａ及び天壁４ｂは、気体が通過可能な部材で形成されている。
【0015】
本実施形態に係る反応器１は、隣り合う収容部４どうしの間、最上段の収容部４の上、及び、最下段の収容部４の下それぞれには、気体が流通できる第１の流路５が設けられていることにより、各収容部４の上と下には、気体が流通できる第１の流路５がある。また、収容部４の底壁４ａ及び天壁４ｂが、気体が通過可能な部材で形成されていることにより、前記第１の流路に加熱気体を供給することで、加熱気体を収容部４内の蓄熱材３に十分に直接接触させやすくなる。
また、本実施形態に係る反応器１は、２つ以上の前記収容部４は、上下方向に並んで前記筐体２内に配され、上下方向に隣り合う収容部４どうしの間、最上段の収容部４の上、及び、最下段の収容部４の下には、気体が流通できる第１の流路５が設けられていることにより、収容部４と、第１の流路５とが上下方向に交互に配されている。よって、本実施形態に係る反応器１は、気体が流通できる第１の流路を確保しつつ、蓄熱材を多く充填しやすい反応器となる。その結果、本実施形態に係る反応器１は、加熱気体の圧力損失を抑制しつつ、蓄熱材を多く充填しやすい反応器となる。
すなわち、本実施形態によれば、蓄熱材を多く充填しやすく、加熱気体を蓄熱材に十分に接触させやすく、更に、加熱気体の圧力損失を抑制しやすい反応器を提供し得る。
また、本実施形態に係る反応器１は、２つ以上の前記収容部４は、上下方向に並んで前記筐体２内に配され、上下方向に隣り合う収容部４どうしの間、最上段の収容部４の上、及び、最下段の収容部４の下には、気体が流通できる第１の流路５が設けられていることにより、収容部４と、第１の流路５とが上下方向に交互に配されている。よって、本実施形態に係る反応器１は、気体が流通できる第１の流路を確保しつつ、蓄熱材を多く充填しやすい反応器となる。その結果、本実施形態に係る反応器１は、加熱気体の圧力損失を抑制しつつ、蓄熱材を多く充填しやすい反応器となる。
すなわち、本実施形態によれば、蓄熱材を多く充填しやすく、加熱気体を蓄熱材に十分に接触させやすく、更に、加熱気体の圧力損失を抑制しやすい反応器を提供し得る。
【0016】
前記蓄熱材は、アルカリ土類金属の水酸化物及び酸化物による以下の可逆反応を利用した蓄熱材である。なお、以下の反応式では、アルカリ土類金属としてカルシウム又はマグネシウムを用いた場合について示す。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ⇔Ｃａ（ＯＨ）２ △Ｈ＝－１０９．２ｋＪ／モル
ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ⇔Ｍｇ（ＯＨ）２ △Ｈ＝－８１．２ｋＪ／モル
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ⇔Ｃａ（ＯＨ）２ △Ｈ＝－１０９．２ｋＪ／モル
ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ⇔Ｍｇ（ＯＨ）２ △Ｈ＝－８１．２ｋＪ／モル
【0017】
各式中、右方向への反応は酸化カルシウム又は酸化マグネシウムの水和発熱反応である。反対に、左方向への反応は水酸化カルシウム又は水酸化マグネシウムの脱水吸熱反応である。すなわち、蓄熱材は、水酸化カルシウム又は水酸化マグネシウムの脱水反応が進行することによって蓄熱することができ、また、蓄えられた熱エネルギーを、酸化カルシウム又は酸化マグネシウムの水和反応が進行することによって供給することができる。
【0018】
蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材は、アルカリ土類金属の酸化物である。
前記アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。これらを１種のみ含むものであってもよく、２種以上を組み合わせて含むものであっても良い。このうち、カルシウム及び／又はマグネシウムが好ましく、マグネシウムがより好ましい。
アルカリ土類金属の酸化物として、好ましくは、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、マグネシウムとカルシウムの複合酸化物が挙げられ、これらを単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。
前記アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。これらを１種のみ含むものであってもよく、２種以上を組み合わせて含むものであっても良い。このうち、カルシウム及び／又はマグネシウムが好ましく、マグネシウムがより好ましい。
アルカリ土類金属の酸化物として、好ましくは、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、マグネシウムとカルシウムの複合酸化物が挙げられ、これらを単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。
【0019】
なお、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材たるアルカリ土類金属の酸化物は、水和発熱反応により、放熱状態の蓄熱材たるアルカリ土類金属の水酸化物となる。
よって、蓄熱材は、アルカリ土類金属の水酸化物及びアルカリ土類金属の酸化物いずれかを含むものであればよく、双方を含むものであってもよい。言い換えれば、蓄熱材は、アルカリ土類金属の水酸化物及び／又は酸化物である。
よって、蓄熱材は、アルカリ土類金属の水酸化物及びアルカリ土類金属の酸化物いずれかを含むものであればよく、双方を含むものであってもよい。言い換えれば、蓄熱材は、アルカリ土類金属の水酸化物及び／又は酸化物である。
【0020】
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物であることが好ましい。
【0021】
前記蓄熱体３は、蓄熱材が粒子状となったものであってもよい。
なお、本実施形態において、「粒子状」は、細かな粒子の状態たる粉状、粉状よりも粒径が大きい粒子の状態たる顆粒状なども含む概念である。
また、「粒子状」は、棒状（ペレット状）、フレーク状なども含む概念である。
前記蓄熱体３は、粉体状の蓄熱材を成型して得られる蓄熱体であってもよい。
また、前記蓄熱体３は、担体に蓄熱材が担持されたものであってもよい。担体に蓄熱材が担持された蓄熱体３は、粒子状となっていてもよい。
前記担体としては、ゼオライト、炭素化合物、粘土化合物などが挙げられる。
前記蓄熱体３は、粒子状となっていることが好ましい。
なお、本実施形態において、「粒子状」は、細かな粒子の状態たる粉状、粉状よりも粒径が大きい粒子の状態たる顆粒状なども含む概念である。
また、「粒子状」は、棒状（ペレット状）、フレーク状なども含む概念である。
前記蓄熱体３は、粉体状の蓄熱材を成型して得られる蓄熱体であってもよい。
また、前記蓄熱体３は、担体に蓄熱材が担持されたものであってもよい。担体に蓄熱材が担持された蓄熱体３は、粒子状となっていてもよい。
前記担体としては、ゼオライト、炭素化合物、粘土化合物などが挙げられる。
前記蓄熱体３は、粒子状となっていることが好ましい。
【0022】
前記蓄熱体３は、金属の化合物（アルカリ金属の化合物等）を更に有してもよい。
例えば、前記蓄熱体３は、蓄熱材と前記金属の化合物とが粒子状となったものであってもよい。また、前記蓄熱体３は、担体に蓄熱材と前記金属の化合物とが担持されたものであってもよい。
前記蓄熱体３は、斯かる構成となっていることにより、蓄熱反応及び発熱反応の反応効率を高めることができる。
例えば、前記蓄熱体３は、蓄熱材と前記金属の化合物とが粒子状となったものであってもよい。また、前記蓄熱体３は、担体に蓄熱材と前記金属の化合物とが担持されたものであってもよい。
前記蓄熱体３は、斯かる構成となっていることにより、蓄熱反応及び発熱反応の反応効率を高めることができる。
【0023】
前記筐体２は、該筐体２内に気体を供給する供給口２ｄと、該筐体２内の気体を該筐体２外に排出する排出口２ｅとを有する。
【0024】
蓄熱時では、前記供給口２ｄから加熱気体が前記筐体２内に供給されることにより、前記加熱気体が第１の流路５を流通する。
該第１の流路５を流通した加熱気体は、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記底壁４ａを通じて）、前記収容部４内に供給される。
前記収容部４内に供給された加熱気体は、放熱状態の蓄熱材と前記収容部４内で直接接触することにより、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材と、水蒸気と、使用済みの加熱気体とが得られる。
水蒸気と、使用済みの加熱気体とは、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記天壁４ｂを通じて）、前記収容部４から第１の流路５に排出され、そして、前記排出口２ｅから前記筐体２外に排出される。
該第１の流路５を流通した加熱気体は、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記底壁４ａを通じて）、前記収容部４内に供給される。
前記収容部４内に供給された加熱気体は、放熱状態の蓄熱材と前記収容部４内で直接接触することにより、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材と、水蒸気と、使用済みの加熱気体とが得られる。
水蒸気と、使用済みの加熱気体とは、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記天壁４ｂを通じて）、前記収容部４から第１の流路５に排出され、そして、前記排出口２ｅから前記筐体２外に排出される。
【0025】
本実施形態に係る反応器１には、前記供給口２ｄから供給された気体が流通できる第２の流路６が設けられている。
本実施形態に係る反応器１は、前記第２の流路６を流通した気体が前記第１の流路５のそれぞれに供給されるように構成されている。
また、本実施形態に係る反応器１には、前記第１の流路５のそれぞれを流通した気体が流通できる第３の流路７が設けられている。
本実施形態に係る反応器１は、前記第３の流路７を流通した気体が前記排出口２ｅから前記筐体２外に排出されるように構成されている。
本実施形態に係る反応器１は、斯かる構成を有することにより、前記供給口２ｄから加熱気体を供給することで、加熱気体が第１の流路５を流通しやすくなり、その結果、加熱気体を収容部４内の蓄熱材３により一層十分に接触させやすくなる。
本実施形態に係る反応器１は、前記第２の流路６を流通した気体が前記第１の流路５のそれぞれに供給されるように構成されている。
また、本実施形態に係る反応器１には、前記第１の流路５のそれぞれを流通した気体が流通できる第３の流路７が設けられている。
本実施形態に係る反応器１は、前記第３の流路７を流通した気体が前記排出口２ｅから前記筐体２外に排出されるように構成されている。
本実施形態に係る反応器１は、斯かる構成を有することにより、前記供給口２ｄから加熱気体を供給することで、加熱気体が第１の流路５を流通しやすくなり、その結果、加熱気体を収容部４内の蓄熱材３により一層十分に接触させやすくなる。
【0026】
前記筐体２は、底壁２ａと、天壁２ｂと、前記底壁２ａの外周縁部から前記天壁２ｂの外周縁部まで延びる側壁２ｃとを有する。
前筒体２は、直方体状となっている。
前記底壁２ａは、矩形板状となっている。
前記天壁２ｂは、矩形板状となっている。前記天壁２ｂは、平面視において前記底壁２ａと同形状となっている。
前記側壁２ｃは、筒状に形成されている。また、前記側壁２ｃは、平面視において矩形状となっている。すなわち、前記側壁２ｃは、角筒状に形成されている。
前筒体２は、直方体状となっている。
前記底壁２ａは、矩形板状となっている。
前記天壁２ｂは、矩形板状となっている。前記天壁２ｂは、平面視において前記底壁２ａと同形状となっている。
前記側壁２ｃは、筒状に形成されている。また、前記側壁２ｃは、平面視において矩形状となっている。すなわち、前記側壁２ｃは、角筒状に形成されている。
【0027】
前記側壁２ｃは、一辺の側壁２ｃ１と、前記一辺の側壁２ｃ１に対向する他辺の側壁２ｃ２とを有する。
前記供給口２ｄは、前記一辺の側壁２ｃ１に設けられ、前記排出口２ｅは、前記他辺の側壁２ｃ２に設けられている。
図１では、前記供給口２ｄは、前記一辺の側壁２ｃ１の下側に設けられ、前記排出口２ｅは、前記他辺の側壁２ｃ２の上側に設けられている。
なお、前記供給口２ｄは、前記一辺の側壁２ｃ１の上側に設けられ、前記排出口２ｅは、前記他辺の側壁２ｃ２の下側に設けられていてもよい。
前記供給口２ｄは、前記一辺の側壁２ｃ１に設けられ、前記排出口２ｅは、前記他辺の側壁２ｃ２に設けられている。
図１では、前記供給口２ｄは、前記一辺の側壁２ｃ１の下側に設けられ、前記排出口２ｅは、前記他辺の側壁２ｃ２の上側に設けられている。
なお、前記供給口２ｄは、前記一辺の側壁２ｃ１の上側に設けられ、前記排出口２ｅは、前記他辺の側壁２ｃ２の下側に設けられていてもよい。
【0028】
前記筐体２の材質は、蓄熱材の蓄熱時及び放熱時に筐体２にかかる熱及び圧力に耐え得る材質であればよく、例えば、金属、セラミック、樹脂などが挙げられる。
前記金属としては、ニッケル、銅、アルミニウム等が挙げられる。また、前記金属としては、合金も挙げられる。合金としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
前記セラミックは、非金属無機材料である。
前記セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。前記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
前記セラミックは、結晶質のセラミックであってもよい。
前記樹脂としては、耐熱性の観点から、エンジニアリング・プラスチック（「エンプラ」とも呼ばれる。）が好ましい。なお、エンジニアリング・プラスチックは、スーパーエンジニアリング・プラスチック（「スーパーエンプラ」とも呼ばれる。）等も含む概念である。前記エンジニアリング・プラスチックとしては、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
前記金属としては、ニッケル、銅、アルミニウム等が挙げられる。また、前記金属としては、合金も挙げられる。合金としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
前記セラミックは、非金属無機材料である。
前記セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。前記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
前記セラミックは、結晶質のセラミックであってもよい。
前記樹脂としては、耐熱性の観点から、エンジニアリング・プラスチック（「エンプラ」とも呼ばれる。）が好ましい。なお、エンジニアリング・プラスチックは、スーパーエンジニアリング・プラスチック（「スーパーエンプラ」とも呼ばれる。）等も含む概念である。前記エンジニアリング・プラスチックとしては、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【0029】
前記収容部４は、底壁４ａと、天壁４ｂと、前記底壁４ａの外周縁部から前記天壁４ｂの外周縁部まで延びる側壁４ｃとを有する。
前収容部４は、直方体状となっている。
前記底壁４ａは、矩形板状となっている。前記天壁４ｂも、矩形板状となっている。前記天壁４ｂは、平面視において前記底壁４ａと同形状となっている。
前記側壁４ｃは、筒状に形成されている。また、前記側壁４ｃは、平面視において矩形状となっている。すなわち、前記側壁４ｃは、角筒状に形成されている。
前収容部４は、直方体状となっている。
前記底壁４ａは、矩形板状となっている。前記天壁４ｂも、矩形板状となっている。前記天壁４ｂは、平面視において前記底壁４ａと同形状となっている。
前記側壁４ｃは、筒状に形成されている。また、前記側壁４ｃは、平面視において矩形状となっている。すなわち、前記側壁４ｃは、角筒状に形成されている。
【0030】
前記底壁４ａ及び天壁４ｂは、気体が通過可能な部材で形成されている。
また、前記側壁４ｃは、気体が通過可能な部材で形成されていてもよい。
気体が通過可能な部材としては、例えば、多孔板などが挙げられる。
前記多孔板としては、例えば、メッシュ状の板などが挙げられる。
前記メッシュ状の板としては、網などが挙げられる。
また、前記側壁４ｃは、気体が通過可能な部材で形成されていてもよい。
気体が通過可能な部材としては、例えば、多孔板などが挙げられる。
前記多孔板としては、例えば、メッシュ状の板などが挙げられる。
前記メッシュ状の板としては、網などが挙げられる。
【0031】
前記収容部４の材質は、蓄熱材の蓄熱時及び放熱時に収容部４にかかる熱及び圧力に耐え得る材質であればよく、例えば、金属、セラミック、樹脂などが挙げられる。
前記金属としては、ニッケル、銅、アルミニウム等が挙げられる。また、前記金属としては、合金も挙げられる。合金としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
前記セラミックは、非金属無機材料である。
前記セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。前記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
前記セラミックは、結晶質のセラミックであってもよい。
前記樹脂としては、耐熱性の観点から、エンジニアリング・プラスチックが好ましい。なお、エンジニアリング・プラスチックは、スーパーエンジニアリング・プラスチック等も含む概念である。前記エンジニアリング・プラスチックとしては、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
前記金属としては、ニッケル、銅、アルミニウム等が挙げられる。また、前記金属としては、合金も挙げられる。合金としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
前記セラミックは、非金属無機材料である。
前記セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。前記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
前記セラミックは、結晶質のセラミックであってもよい。
前記樹脂としては、耐熱性の観点から、エンジニアリング・プラスチックが好ましい。なお、エンジニアリング・プラスチックは、スーパーエンジニアリング・プラスチック等も含む概念である。前記エンジニアリング・プラスチックとしては、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【0032】
前記第１の流路５では、気体が水平方向に流通する。
【0033】
本実施形態に係る反応器１では、前記収容部４どうしでスペーサー８を挟むことにより前記第１の流路５が設けられていることが好ましい。
また、本実施形態に係る反応器１では、前記筐体２の底壁２ａの上面と、最下段の収容部４の底壁４ａの下面とでスペーサー８を挟むことにより、前記第１の流路５が設けられていることが好ましい。
また、本実施形態に係る反応器１では、前記筐体２の底壁２ａの上面と、最下段の収容部４の底壁４ａの下面とでスペーサー８を挟むことにより、前記第１の流路５が設けられていることが好ましい。
【0034】
前記スペーサー８の材質は、蓄熱材の蓄熱時及び放熱時にスペーサー８にかかる熱及び圧力に耐え得る材質であればよく、例えば、金属、セラミック、樹脂などが挙げられる。
前記金属としては、ニッケル、銅、アルミニウム等が挙げられる。また、前記金属としては、合金も挙げられる。合金としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
前記セラミックは、非金属無機材料である。
前記セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。前記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
前記セラミックは、結晶質のセラミックであってもよい。
前記樹脂としては、耐熱性の観点から、エンジニアリング・プラスチックが好ましい。なお、エンジニアリング・プラスチックは、スーパーエンジニアリング・プラスチック等も含む概念である。前記エンジニアリング・プラスチックとしては、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
前記金属としては、ニッケル、銅、アルミニウム等が挙げられる。また、前記金属としては、合金も挙げられる。合金としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
前記セラミックは、非金属無機材料である。
前記セラミックとしては、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。前記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
前記セラミックは、結晶質のセラミックであってもよい。
前記樹脂としては、耐熱性の観点から、エンジニアリング・プラスチックが好ましい。なお、エンジニアリング・プラスチックは、スーパーエンジニアリング・プラスチック等も含む概念である。前記エンジニアリング・プラスチックとしては、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【0035】
前記スペーサー８は、棒、波板、セラミックファイバーボード、多孔質セラミックボード、グラスウールボード、及び、シリカファイバークロスからなる群より選ばれた１種以上のスペーサーであることが好ましい。
前記波板は、打ち抜き加工されたシート体で形成されていることが好ましい。打ち抜き加工されたシート体としては、パンチングメタルなどが挙げられる。
前記スペーサー８として棒を用いる場合には、前記第１の流路５を流通する気体の流れをスペーサー８で阻害するのを抑制すべく、前記第１の流路５の上流から下流に向けた方向と、前記棒の長手方向とが、略同じ方向となるように、前記棒が配されていることが好ましい。
前記波板は、打ち抜き加工されたシート体で形成されていることが好ましい。打ち抜き加工されたシート体としては、パンチングメタルなどが挙げられる。
前記スペーサー８として棒を用いる場合には、前記第１の流路５を流通する気体の流れをスペーサー８で阻害するのを抑制すべく、前記第１の流路５の上流から下流に向けた方向と、前記棒の長手方向とが、略同じ方向となるように、前記棒が配されていることが好ましい。
【0036】
前記第２の流路６は、前記一辺の側壁２ｃ１と、２つ以上の前記収容部４との間の隙間である。前記第２の流路６では、気体が鉛直方向に流通する。
【0037】
前記第３の流路７は、前記他辺の側壁２ｃ２と、２つ以上の前記収容部４との間の隙間である。前記第３の流路７では、気体が鉛直方向に流通する。
【0038】
本実施形態に係る反応器１は、前記収容部４の一部又は全体を覆って該収容部４を補強する補強部材９を有してもよい。
前記補強部材９としては、例えば、打ち抜き加工されたシート体などが挙げられる。
打ち抜き加工されたシート体としては、パンチングメタルなどが挙げられる。
前記補強部材９としては、例えば、打ち抜き加工されたシート体などが挙げられる。
打ち抜き加工されたシート体としては、パンチングメタルなどが挙げられる。
【0039】
放熱時では、前記供給口２ｄから水蒸気が供給されることにより、前記水蒸気が第１の流路５を流通する。
該第１の流路５を流通した水蒸気は、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記底壁４ａを通じて）、前記収容部４内に供給される。
前記収容部４内に供給された水蒸気は、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材と前記収容部４内で直接接触することにより、放熱状態の蓄熱材と、加熱された気体とが得られる。
加熱された気体は、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記天壁４ｂを通じて）、前記収容部４から第１の流路５に排出され、そして、前記排出口２ｅから前記筐体２外で回収される。
該第１の流路５を流通した水蒸気は、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記底壁４ａを通じて）、前記収容部４内に供給される。
前記収容部４内に供給された水蒸気は、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材と前記収容部４内で直接接触することにより、放熱状態の蓄熱材と、加熱された気体とが得られる。
加熱された気体は、前記底壁４ａ及び／又は前記天壁４ｂを通じて（図１の態様では、前記天壁４ｂを通じて）、前記収容部４から第１の流路５に排出され、そして、前記排出口２ｅから前記筐体２外で回収される。
【0040】
本実施形態に係る反応器１は、後述する蓄熱装置に備えられて用いられる。
本実施形態に係る反応器１は、カートリッジである。すなわち、本実施形態に係る反応器１は、前記蓄熱装置から着脱自在となっている。
本実施形態に係る反応器１は、カートリッジであることにより、蓄熱した場所と異なる場所でも容易に熱エネルギーを得やすくなるという利点を有する。
本実施形態に係る反応器１は、カートリッジである。すなわち、本実施形態に係る反応器１は、前記蓄熱装置から着脱自在となっている。
本実施形態に係る反応器１は、カートリッジであることにより、蓄熱した場所と異なる場所でも容易に熱エネルギーを得やすくなるという利点を有する。
【0041】
次に、本実施形態に係る蓄熱装置について説明する。
図２に示すように、本実施形態に係る蓄熱装置１０は、本実施形態に係る反応器１と、前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器１に供給する加熱気体供給部２０とを備える。
また、本実施形態に係る蓄熱装置１０は、前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給部３０と、前記蓄熱材と前記水蒸気との反応により得られた、加熱された気体を回収することで熱を回収する熱回収部４０とを更に備える。
図２に示すように、本実施形態に係る蓄熱装置１０は、本実施形態に係る反応器１と、前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器１に供給する加熱気体供給部２０とを備える。
また、本実施形態に係る蓄熱装置１０は、前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給部３０と、前記蓄熱材と前記水蒸気との反応により得られた、加熱された気体を回収することで熱を回収する熱回収部４０とを更に備える。
【0042】
蓄熱時には、前記加熱気体供給部２０から加熱気体が前記反応器１に供給されることにより、加熱気体と、放熱状態の蓄熱材とが直接接触し、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材と、水蒸気と、使用ずみの加熱気体とが得られる。
そして、水蒸気と、使用済みの加熱気体とは、前記水蒸気供給部３０に移送される。
そして、水蒸気と、使用済みの加熱気体とは、前記水蒸気供給部３０に移送される。
【0043】
放熱時には、前記水蒸気供給部３０から水蒸気が前記反応器１に供給されることにより、水蒸気と、蓄熱状態（脱水状態）の蓄熱材とが直接接触し、放熱状態の蓄熱材と、加熱された気体とが得られる。
そして、加熱された気体が熱回収部４０に移送される。
そして、加熱された気体が熱回収部４０に移送される。
【0044】
〔開示項目〕
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。
【0045】
〔項目１〕
筐体と、該筐体内に配された蓄熱体とを有する、反応器であって、
前記蓄熱体が蓄熱材を含み、
前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、
隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、
前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、
前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器。
筐体と、該筐体内に配された蓄熱体とを有する、反応器であって、
前記蓄熱体が蓄熱材を含み、
前記筐体内に配され、且つ、前記蓄熱体を収容する収容部を２つ以上有し、
２つ以上の前記収容部が、上下方向に並んで前記筐体内に配され、
隣り合う収容部どうしの間、最上段の収容部の上、及び、最下段の収容部の下それぞれには、気体が流通できる流路が設けられ、
前記収容部は、底壁と、天壁とを有し、
前記底壁及び天壁が、気体が通過可能な部材で形成された、反応器。
【0046】
〔項目２〕
前記流路は、第１の流路であり、
前記筐体は、該筐体内に気体を供給する供給口と、該筐体内の気体を該筐体外に排出する排出口とを有し、
前記供給口から供給された気体が流通できる第２の流路が設けられ、
前記第２の流路を流通した気体が前記第１の流路のそれぞれに供給されるように構成され、
前記第１の流路のそれぞれを流通した気体が流通できる第３の流路が設けられ、
前記第３の流路を流通した気体が前記排出口から前記筐体外に排出されるように構成された、項目１に記載の反応器。
前記流路は、第１の流路であり、
前記筐体は、該筐体内に気体を供給する供給口と、該筐体内の気体を該筐体外に排出する排出口とを有し、
前記供給口から供給された気体が流通できる第２の流路が設けられ、
前記第２の流路を流通した気体が前記第１の流路のそれぞれに供給されるように構成され、
前記第１の流路のそれぞれを流通した気体が流通できる第３の流路が設けられ、
前記第３の流路を流通した気体が前記排出口から前記筐体外に排出されるように構成された、項目１に記載の反応器。
【0047】
〔項目３〕
前記収容部どうしでスペーサーを挟むことにより前記流路が設けられた、項目１又は２に記載の反応器。
前記収容部どうしでスペーサーを挟むことにより前記流路が設けられた、項目１又は２に記載の反応器。
【0048】
〔項目４〕
前記スペーサーは、棒、波板、セラミックファイバーボード、多孔質セラミックボード、グラスウールボード、及び、シリカファイバークロスからなる群より選ばれた１種以上のスペーサーである、項目３に記載の反応器。
前記スペーサーは、棒、波板、セラミックファイバーボード、多孔質セラミックボード、グラスウールボード、及び、シリカファイバークロスからなる群より選ばれた１種以上のスペーサーである、項目３に記載の反応器。
【0049】
〔項目５〕
カートリッジである、項目１～４の何れか１項に記載の反応器。
カートリッジである、項目１～４の何れか１項に記載の反応器。
【0050】
〔項目６〕
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物である、項目１～５の何れか１項に記載の反応器。
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物である、項目１～５の何れか１項に記載の反応器。
【0051】
〔項目７〕
項目１～６の何れか１項に記載の反応器と、
前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器に供給する加熱気体供給部とを備える、蓄熱装置。
項目１～６の何れか１項に記載の反応器と、
前記加熱気体を加圧し、加圧した加熱気体を前記反応器に供給する加熱気体供給部とを備える、蓄熱装置。
【0052】
〔項目８〕
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物であり、
前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記蓄熱材と前記水蒸気との反応により得られた、加熱された気体を回収することで熱を回収する熱回収部とを更に備える、項目７に記載の蓄熱装置。
前記蓄熱材は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び、酸化カルシウムからなる群より選ばれた１種以上の化合物であり、
前記反応器に水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記蓄熱材と前記水蒸気との反応により得られた、加熱された気体を回収することで熱を回収する熱回収部とを更に備える、項目７に記載の蓄熱装置。
【0053】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、上記した作用効果によって限定されるものでもない。さらに、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0054】
１：反応器、２：筐体、２ａ：底壁、２ｂ：天壁、２ｃ：側壁、２ｃ１：一辺の側壁、２ｃ２：他辺の側壁、２ｄ：供給口、２ｅ：排出口、３：蓄熱体、４：収容部、４ａ：底壁、４ｂ：天壁、４ｃ：側壁、５：第１の流路、６：第２の流路、７：第３の流路、８：スペーサー、９：補強部材、
１０：蓄熱装置、２０：加熱気体供給部、３０：水蒸気供給部、４０：熱回収部
１０：蓄熱装置、２０：加熱気体供給部、３０：水蒸気供給部、４０：熱回収部
【図1】
【図2】
【図3】
