特許 7042411 蒸気発生システム

(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】

(24)【登録日】2022-03-17

(45)【発行日】2022-03-28

(54)【発明の名称】蒸気発生システム

(51)【国際特許分類】

   F22B 1/00 20060101AFI20220318BHJP

   F25B 17/08 20060101ALI20220318BHJP

   F28D 20/00 20060101ALI20220318BHJP

【ＦＩ】

F22B1/00

F25B17/08 A

F28D20/00 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018048951

(22)【出願日】2018-03-16

(65)【公開番号】P2019158299

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2021-03-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】可貴 裕和

(72)【発明者】

【氏名】出口 洋成

(72)【発明者】

【氏名】西川 公人

(72)【発明者】

【氏名】緒方 潔

(72)【発明者】

【氏名】小林 敬幸

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１８３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－１４８５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７４４９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ １７／０８

Ｆ２８Ｄ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケミカルヒートポンプとボイラとを備える蒸気発生システムであって、
前記ケミカルヒートポンプは、
脱水反応により蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が収容される反応器と、
前記化学蓄熱材の脱水反応により生じた蒸気を回収する回収部と、
前記化学蓄熱材の水和反応に用いる蒸気を生成する蒸発部と、
前記蒸発部で生成した蒸気を前記反応器に供給するエゼクタと、を備え、
前記蒸気発生システムは、
前記ボイラで発生する蒸気の一部を前記エゼクタに駆動蒸気として供給する駆動蒸気流路と、
前記化学蓄熱材の前記水和反応により生じる熱を前記ボイラに熱輸送する熱輸送部と、を備えることを特徴とする蒸気発生システム。

【請求項2】

前記ケミカルヒートポンプとして、第１ケミカルヒートポンプと第２ケミカルヒートポンプとを備え、
前記熱輸送部は、ヒートパイプであり、
前記ヒートパイプは、前記第１ケミカルヒートポンプの前記反応器から前記ボイラへ熱輸送する第１熱輸送状態と、前記第２ケミカルヒートポンプの前記反応器から前記ボイラへ熱輸送する第２熱輸送状態とを選択的に切替可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生システム。

【請求項3】

前記第１ケミカルヒートポンプの前記回収部及び前記蒸発部、並びに前記第２ケミカルヒートポンプの前記回収部及び前記蒸発部は、互いに独立した回収器と蒸発器とから構成され、
各回収器には、それぞれ対応する反応器内の前記化学蓄熱材の脱水反応で生じた蒸気と水和反応させることが可能であり、かつ前記ボイラの蒸気温度よりも低い温度の排熱を利用して脱水反応させることが可能な回収材が収容されることを特徴とする請求項２に記載の蒸気発生システム。

【請求項4】

前記第１ケミカルヒートポンプの前記回収材の脱水反応により発生させた蒸気を前記第１ケミカルヒートポンプの前記回収器から前記第２ケミカルヒートポンプの前記蒸発器へ供給する第１蒸気供給流路と、
前記第２ケミカルヒートポンプの前記回収材の脱水反応により発生させた蒸気を前記第２ケミカルヒートポンプの前記回収器から前記第１ケミカルヒートポンプの前記蒸発器へ供給する第２蒸気供給流路と、を備え、
前記第１ケミカルヒートポンプの前記蒸発器内、及び前記第２ケミカルヒートポンプの前記蒸発器内において蒸気を凝縮させることを特徴とする請求項３に記載の蒸気発生システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケミカルヒートポンプとボイラとを備える蒸気発生システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されるように、工場等で発生する排熱の再利用に用いることのできる装置として、ケミカルヒートポンプが知られている。一方、工場等では、蒸気を発生するボイラが用いられている。特許文献２には、排熱を利用して得られた低圧蒸気から中圧蒸気を得る蒸気発生システムが開示されている。この蒸気発生システムは、ボイラで発生させた高圧蒸気をエゼクタの駆動蒸気として利用し、エゼクタに低圧蒸気を吸引させることで、中圧蒸気を得るシステムである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開昭６１－１４９０４８号公報

【文献】特開２０１０－２０３７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、ケミカルヒートポンプを用いてボイラを効率的に加熱する蒸気発生システムを見出すことでなされたものである。
本発明の目的は、ケミカルヒートポンプを用いてボイラを加熱する際の外部電力を削減することを可能にした蒸気発生システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する蒸気発生システムは、ケミカルヒートポンプとボイラとを備える蒸気発生システムであって、前記ケミカルヒートポンプは、脱水反応により蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が収容される反応器と、前記化学蓄熱材の脱水反応により生じた蒸気を回収する回収部と、前記化学蓄熱材の水和反応に用いる蒸気を生成する蒸発部と、前記蒸発部で生成した蒸気を前記反応器に供給するエゼクタと、を備え、前記蒸気発生システムは、前記ボイラで発生する蒸気の一部を前記エゼクタに駆動蒸気として供給する駆動蒸気流路と、前記化学蓄熱材の前記水和反応により生じる熱を前記ボイラに熱輸送する熱輸送部と、を備える。

【0006】

この構成によれば、蒸発器で生成する蒸気は、エゼクタで圧縮されるため、蒸発器で生成する蒸気よりも高圧の蒸気を反応器に供給することができる。反応器内では、エゼクタにより圧力が高められた蒸気によって化学蓄熱材の水和反応を効率的に行うことができる。このとき、エゼクタの駆動蒸気として、ボイラで発生する蒸気の一部を用いるため、例えば、外部電力で動作する圧縮機を用いずに、蒸発器で生成する蒸気を圧縮することができる。化学蓄熱材の水和反応により生じた熱は、熱輸送部によりボイラに熱輸送されることで、ボイラを加熱することができる。

【0007】

上記蒸気発生システムにおいて、前記ケミカルヒートポンプとして、第１ケミカルヒートポンプと第２ケミカルヒートポンプとを備え、前記熱輸送部は、ヒートパイプであり、前記ヒートパイプは、前記第１ケミカルヒートポンプの前記反応器から前記ボイラへ熱輸送する第１熱輸送状態と、前記第２ケミカルヒートポンプの前記反応器から前記ボイラへ熱輸送する第２熱輸送状態とを選択的に切替可能に構成されていることが好ましい。

【0008】

この構成によれば、第１ケミカルヒートポンプと第２ケミカルヒートポンプとを交互に放熱動作させることができる。こうした第１ケミカルヒートポンプの放熱動作と第２ケミカルヒートポンプの放熱動作に連動してヒートパイプを第１熱輸送状態と第２熱輸送状態とに切り替えることで、ボイラを連続的に加熱することができる。したがって、ボイラの蒸気をより安定して発生させることができる。また、第１熱輸送部及び第２熱輸送部をヒートパイプから構成することで、例えば、ポンプ等の動力を用いずに熱輸送することができる。

【0009】

上記蒸気発生システムにおいて、前記第１ケミカルヒートポンプの前記回収部及び前記蒸発部、並びに前記第２ケミカルヒートポンプの前記回収部及び前記蒸発部は、互いに独立した回収器と蒸発器とから構成され、各回収器には、それぞれ対応する反応器内の前記化学蓄熱材の脱水反応で生じた蒸気と水和反応させることが可能であり、かつ前記ボイラの蒸気温度よりも低い温度の排熱を利用して脱水反応させることが可能な回収材が収容されることが好ましい。

【0010】

この構成によれば、第１ケミカルヒートポンプにおいて、反応器内において化学蓄熱材の脱水反応で生じた蒸気を回収器で回収することで、化学蓄熱材の脱水反応を容易に進行させることができる。また、第２ケミカルヒートポンプにおいて、反応器内において化学蓄熱材の脱水反応で生じた蒸気を回収器で回収することで、化学蓄熱材の脱水反応を容易に進行させることができる。

【0011】

上記蒸気発生システムにおいて、前記第１ケミカルヒートポンプの前記回収材の脱水反応により発生させた蒸気を前記第１ケミカルヒートポンプの前記回収器から前記第２ケミカルヒートポンプの前記蒸発器へ供給する第１蒸気供給流路と、前記第２ケミカルヒートポンプの前記回収材の脱水反応により発生させた蒸気を前記第２ケミカルヒートポンプの前記回収器から前記第１ケミカルヒートポンプの前記蒸発器へ供給する第２蒸気供給流路と、を備え、前記第１ケミカルヒートポンプの前記蒸発器内、及び前記第２ケミカルヒートポンプの前記蒸発器内において蒸気を凝縮させることが好ましい。

【0012】

この構成によれば、第１ケミカルヒートポンプの蒸発器内、及び第２ケミカルヒートポンプの蒸発器内に蓄えられた水は、それぞれ第１ケミカルヒートポンプの放熱動作時の蒸気の発生、及び第２ケミカルヒートポンプの放熱動作時の蒸気の発生に用いることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ケミカルヒートポンプを用いてボイラを加熱する際の外部電力を削減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態における蒸気発生システムを示す概略図である。

【図2】第１ケミカルヒートポンプが蓄熱動作し、第２ケミカルヒートポンプが放熱動作している状態を示す概略図である。

【図3】第１ケミカルヒートポンプが放熱動作し、第２ケミカルヒートポンプが蓄熱動作している状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、蒸気発生システムの実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、蒸気発生システム１１は、第１ケミカルヒートポンプ１２と、第２ケミカルヒートポンプ１３と、ボイラ１４とを備えている。

【0016】

第１ケミカルヒートポンプ１２は、外部から供給される排熱を蓄熱する蓄熱動作と、蓄熱された熱を外部に放出する放熱動作とを交互に繰り返す装置である。第１ケミカルヒートポンプ１２は、水和反応により放熱する化学蓄熱材ＨＭが収容される第１反応器２１と、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応により生じた蒸気を回収する第１回収器２２とを備えている。第１ケミカルヒートポンプ１２は、化学蓄熱材ＨＭの水和反応に用いる蒸気を生成する第１蒸発器２３と、第１蒸発器２３で生成した蒸気を第１反応器２１に供給する第１エゼクタ２４とをさらに備えている。

【0017】

第１反応器２１内には、外部からの排温水又は冷水が流入される熱交換器が設けられている。化学蓄熱材ＨＭは、熱交換器により加熱又は冷却されるように第１反応器２１内に配置されている。

【0018】

第１反応器２１に収容される化学蓄熱材ＨＭは、第１ケミカルヒートポンプ１２の蓄熱動作時に脱水反応し、第１ケミカルヒートポンプ１２の放熱動作時に水和反応する材料である。化学蓄熱材ＨＭとしては、周知の固体材料を用いることができる。化学蓄熱材ＨＭは、化学蓄熱物質のみから構成してもよいし、粒子状の化学蓄熱物質を水蒸気透過性樹脂等の水蒸気透過性のバインダーで結合した材料であってもよい。化学蓄熱物質としては、例えば、塩化カルシウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。化学蓄熱材ＨＭは、一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。化学蓄熱材ＨＭは、２００℃以上の耐熱性を有していることが好ましい。

【0019】

第１反応器２１と第１回収器２２とは、蓄熱動作時に第１反応器２１内で発生した蒸気を第１回収器２２に送る流路により連結されている。第１回収器２２内には、外部からの排温水又は冷水が流入される熱交換器が設けられている。回収材ＬＭは、熱交換器により加熱又は冷却されるように第１回収器２２内に配置されている。

【0020】

第１回収器２２には、回収材ＬＭが収容されている。回収材ＬＭは、第１反応器２１内の化学蓄熱材ＨＭの脱水反応により生じた蒸気（水）と水和反応させることが可能であり、かつボイラ１４の蒸気温度よりも低い温度の排熱（排温水）で脱水反応させることが可能な材料である。第１回収器２２内の回収材ＬＭが水和反応することで、第１回収器２２内の圧力を低下させることができる。これにより、第１反応器２１内の化学蓄熱材ＨＭから発生する蒸気が比較的低圧（低温）であったとしても、その低圧の蒸気と水和反応可能な回収材ＬＭを用いることで、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応を好適に進行させることができる。

【0021】

回収材ＬＭとしては、周知の固体材料を用いることができる。回収材ＬＭは、水和反応及び脱水反応し得る回収用物質のみから構成してもよいし、粒子状の回収用物質を水蒸気透過性樹脂等の水蒸気透過性のバインダーで結合した材料であってもよい。

【0022】

回収材ＬＭ（回収用物質）としては、例えば、大気圧未満の圧力条件において蒸気が凝縮する温度よりも高い温度で水和反応する物質を好適に用いることができる。これにより、第１ケミカルヒートポンプ１２の操作条件を大気圧未満（減圧下）とし、蒸気を凝縮させることが可能な温度よりも高い温度の冷水を第１回収器２２の熱交換器に供給したとしても、第１回収器２２内で蒸気を回収することが可能となる。なお、第１ケミカルヒートポンプ１２の系内の操作条件を大気圧未満（減圧下）にすることで、第１ケミカルヒートポンプ１２の安全対策費用を削減することが可能となる。

【0023】

ここで、本明細書でいう回収材ＬＭの水和反応は、回収材ＬＭとしての多孔質材料を用いた蒸気（水分）の吸着も含まれる。すなわち、回収材ＬＭの脱水反応は、回収材ＬＭとしての多孔質材料を用いた蒸気（水分）の脱着も含まれる。回収用物質としては、例えば、ゼオライト、水酸化リチウム、硫酸マグネシウム、シュウ化ストロンチウム、活性炭、多孔性金属錯体（ＭＯＦ）等が挙げられる。回収材ＬＭは、一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。回収材ＬＭは、２００℃以上の耐熱性を有していることが好ましい。

【0024】

第１蒸発器２３内には、外部からの排温水又は冷水が流入される熱交換器が設けられている。第１蒸発器２３と第１エゼクタ２４とは、放熱動作時に第１蒸発器２３内で発生した蒸気を第１エゼクタ２４の吸引口に送る流路により連結されている。

【0025】

第２ケミカルヒートポンプ１３についても、第１ケミカルヒートポンプ１２と同様の構成を有している。すなわち、第２ケミカルヒートポンプ１３は、第１反応器２１と同様の構成の第２反応器３１、第１回収器２２と同様の構成の第２回収器３２、第１蒸発器２３と同様の構成の第２蒸発器３３、及び第１エゼクタ２４と同様の構成の第２エゼクタ３４を備えている。

【0026】

蒸気発生システム１１は、ボイラ１４で発生する蒸気の一部を第１エゼクタ２４に駆動蒸気として供給する第１駆動蒸気流路Ｌ１と、第１反応器２１内における化学蓄熱材ＨＭの水和反応により生じる熱をボイラ１４に熱輸送する第１熱輸送部Ｈ１とを備えている。

【0027】

また、蒸気発生システム１１は、ボイラ１４で発生する蒸気の一部を第２エゼクタ３４に駆動蒸気として供給する第２駆動蒸気流路Ｌ２と、第２反応器３１内の化学蓄熱材ＨＭの水和反応により生じる熱をボイラ１４に熱輸送する第２熱輸送部Ｈ２とを備えている。

【0028】

第１駆動蒸気流路Ｌ１と第２駆動蒸気流路Ｌ２とはボイラ１４からの蒸気を交互に流通可能であり、第１エゼクタ２４と第２エゼクタ３４とは交互に駆動される。
本実施形態の第１熱輸送部Ｈ１及び第２熱輸送部Ｈ２は、ヒートパイプから構成されている。ヒートパイプは、第１反応器２１からボイラ１４へ熱輸送する第１熱輸送状態と、第２反応器３１からボイラ１４へ熱輸送する第２熱輸送状態とを選択的に切替可能に構成されている。ヒートパイプとしては、作動液の循環を利用した周知のものを用いることができる。

【0029】

ヒートパイプは、例えば、第１反応器２１内から延在する第１ヒートパイプ部と、第２反応器３１内から延在する第２ヒートパイプ部と、ボイラ１４内から延在する第３ヒートパイプ部とを備えている。第１ヒートパイプ部は、図１に矢印で示すように、往復動することで、第３ヒートパイプ部への熱輸送が可能な状態と、第３ヒートパイプ部への熱輸送が切断された状態とに切替可能に構成されている。第２ヒートパイプ部についても、図１に矢印で示すように、往復動することで、第３ヒートパイプ部への熱輸送が可能な状態と、第３ヒートパイプ部への熱輸送が切断された状態とに切替可能に構成されている。

【0030】

蒸気発生システム１１は、第１ケミカルヒートポンプ１２における回収材ＬＭの脱水反応により発生させた蒸気を第１回収器２２から第２蒸発器３３へ供給する第１蒸気供給流路Ｒ１をさらに備えている。蒸気発生システム１１は、第２ケミカルヒートポンプ１３の回収材ＬＭの脱水反応により発生させた蒸気を第２回収器３２から第１蒸発器２３へ供給する第２蒸気供給流路Ｒ２をさらに備えている。第１蒸発器２３内及び第２蒸発器３３内では、熱交換器に供給される冷水によって蒸気を凝縮させることができる。

【0031】

蒸気発生システム１１の排温水の流路、冷水の流路、及び蒸気の流路には、開閉弁又は流量調整弁等の制御弁が設けられている。第１ケミカルヒートポンプ１２の蓄熱動作と放熱動作、及び第２ケミカルヒートポンプ１３の放熱動作と蓄熱動作は、制御弁の開閉により切り替えることができる。また、蒸気発生システム１１は、配管や容器内の温度や圧力を計測するセンサの検出値に基づいて、流量調整弁の開度を調整してもよい。

【0032】

次に、蒸気発生システム１１の動作について説明する。
図２には、第１ケミカルヒートポンプ１２が蓄熱動作している状態であり、かつ第２ケミカルヒートポンプ１３が放熱動作している状態を簡略化して示している。第１ケミカルヒートポンプ１２の蓄熱動作時には、第１反応器２１内の熱交換器に排温水が供給されることで、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応が行われる。化学蓄熱材ＨＭの脱水反応で発生した蒸気は、第１反応器２１から第１回収器２２へ供給される。また、第１ケミカルヒートポンプ１２の蓄熱動作時には、第１回収器２２内の熱交換器に冷水が供給されることで、回収材ＬＭが冷却される。回収材ＬＭは、第１反応器２１から供給された蒸気と水和反応することで、第１反応器２１内で発生した蒸気を回収する。これにより、第１反応器２１内における化学蓄熱材ＨＭの脱水反応が継続される。

【0033】

第１ケミカルヒートポンプ１２の蓄熱動作時の第１熱輸送部Ｈ１は、切断された状態であり、第２熱輸送部Ｈ２がボイラ１４に接続された第２熱輸送状態とされている。
図３には、第１ケミカルヒートポンプ１２が放熱動作している状態であり、かつ第２ケミカルヒートポンプ１３が蓄熱動作している状態を簡略化して示している。第１ケミカルヒートポンプ１２の放熱動作時には、ボイラ１４で発生する蒸気の一部が第１駆動蒸気流路Ｌ１を通じて第１エゼクタ２４に駆動蒸気として供給される。このとき、第１蒸発器２３内の熱交換器に排温水が供給されることで発生した蒸気は、第１エゼクタ２４に吸引される。第１エゼクタ２４からは、ボイラ１４で発生する蒸気よりも圧力が低く、第１蒸発器２３内で発生した蒸気よりも圧力の高い蒸気が吐出され、この蒸気が第１反応器２１内に供給される。第１反応器２１内では、化学蓄熱材ＨＭの水和反応が行われる。化学蓄熱材ＨＭの水和反応で発生した熱は、第１熱輸送状態の第１熱輸送部Ｈ１（ヒートパイプ）によりボイラ１４へ熱輸送される。

【0034】

また、第１ケミカルヒートポンプ１２の放熱動作時には、第１回収器２２内の熱交換器に排温水が供給されることで、回収材ＬＭの脱水反応が行われる。これにより、回収材ＬＭは、水和反応可能な状態に再生される。回収材ＬＭの脱水反応で発生した蒸気は、第１蒸気供給流路Ｒ１を通じて第２蒸発器３３へ供給される。このとき、第２蒸発器３３内の熱交換器に冷水を供給することで、第２蒸発器３３内に供給された蒸気を凝縮することができる。これにより、第２蒸発器３３内に蓄えられた水は、第２ケミカルヒートポンプ１３の放熱動作時の蒸気の発生に用いることができる。

【0035】

第２ケミカルヒートポンプ１３についても、第１ケミカルヒートポンプ１２と同様に図２に示す放熱動作及び図３に示す蓄熱動作を行うことができる。すなわち、蒸気発生システム１１では、第１ケミカルヒートポンプ１２が蓄熱動作している間に、第２ケミカルヒートポンプ１３を放熱動作させることができる。また、蒸気発生システム１１では、第２ケミカルヒートポンプ１３が蓄熱動作している間に、第１ケミカルヒートポンプ１２を放熱動作させることができる。

【0036】

図２に示すように、第２ケミカルヒートポンプ１３の放熱動作時において、回収材ＬＭの脱水反応で発生した蒸気は、第２蒸気供給流路Ｒ２を通じて第１蒸発器２３へ供給される。このとき、第１蒸発器２３内の熱交換器に冷水を供給することで、第１蒸発器２３内に供給された蒸気を凝縮することができる。これにより、第１蒸発器２３内に蓄えられた水は、第１ケミカルヒートポンプ１２の放熱動作時の蒸気の発生に用いることができる。

【0037】

なお、図２に示すように、本実施形態の蒸気発生システム１１では、排温水を第１反応器２１、第２回収器３２、及び第２蒸発器３３の順に直列的に供給しているが、これに限定されず、排温水を分岐流路により並列的に供給してもよい。また、本実施形態の蒸気発生システム１１では、冷水を第１回収器２２、及び第２蒸発器３３の順に直列的に供給しているが、これに限定されず、冷水を分岐流路により並列的に供給してもよい。このような排温水及び冷水の供給経路は、図３に示す蒸気発生システム１１においても同様に変更することができる。

【0038】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）蒸気発生システム１１は、第１ケミカルヒートポンプ１２とボイラ１４とを備えている。第１ケミカルヒートポンプ１２は、脱水反応により蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材ＨＭが収容される第１反応器２１と、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応により生じた蒸気を回収する第１回収器２２とを備えている。第１ケミカルヒートポンプ１２は、化学蓄熱材ＨＭの水和反応に用いる蒸気を生成する第１蒸発器２３と、第１蒸発器２３で生成した蒸気を第１反応器２１に供給する第１エゼクタ２４とを備えている。蒸気発生システム１１は、ボイラ１４で発生する蒸気の一部を第１エゼクタ２４に駆動蒸気として供給する第１駆動蒸気流路Ｌ１と、化学蓄熱材ＨＭの水和反応により生じる熱をボイラ１４に熱輸送する第１熱輸送部Ｈ１とを備えている。

【0039】

この構成によれば、第１蒸発器２３で生成する蒸気は、第１エゼクタ２４で圧縮されるため、第１蒸発器２３で生成する蒸気よりも高圧の蒸気を第１反応器２１に供給することができる。第１反応器２１内では、第１エゼクタ２４により圧力が高められた蒸気によって化学蓄熱材ＨＭの水和反応を効率的に行うことができる。このとき、第１エゼクタ２４の駆動蒸気として、ボイラ１４で発生する蒸気の一部を用いるため、例えば、外部電力で動作する圧縮機を用いずに、第１蒸発器２３で生成する蒸気を圧縮することができる。化学蓄熱材ＨＭの水和反応により生じた熱は、第１熱輸送部Ｈ１によりボイラ１４に熱輸送されることで、ボイラ１４を加熱することができる。

【0040】

以上のように、圧縮機（第１エゼクタ２４）の動作について外部電力を使用しないため、第１ケミカルヒートポンプ１２を用いてボイラ１４を加熱する際の外部電力を削減することが可能となる。

【0041】

ここで、例えば、１００℃以下の排温水を用いて第１蒸発器２３で蒸気を生成する場合、比較的低圧な蒸気となる。上記構成によれば、比較的低圧な蒸気であっても、第１エゼクタ２４で圧縮された蒸気として第１反応器２１内に供給することができる。このように圧力が高められた蒸気を化学蓄熱材ＨＭと水和反応させることで、第１反応器２１内で発生する熱の温度を容易に高めることができる。第１反応器２１内では、ボイラ１４の熱源として適した１６０℃以上、好ましくは１７０℃以上の熱を発生させることができる。したがって、第１反応器２１内で発生した熱は、ボイラ１４の熱源として有効に利用することができる。このような蒸気発生システム１１は、一般的な工場の設備としての利用価値が極めて高い。

【0042】

なお、本実施形態では、第２ケミカルヒートポンプ１３とボイラ１４との動作についても同様の作用及び効果が得られる。
（２）蒸気発生システム１１は、第１ケミカルヒートポンプ１２と第２ケミカルヒートポンプ１３とを備えている。第１熱輸送部Ｈ１及び第２熱輸送部Ｈ２は、ヒートパイプから構成され、第１ケミカルヒートポンプ１２の反応器からボイラ１４へ熱輸送する第１熱輸送状態と、第２ケミカルヒートポンプ１３の反応器からボイラ１４へ熱輸送する第２熱輸送状態とを選択的に切替可能に構成されている。

【0043】

この場合、第１ケミカルヒートポンプ１２と第２ケミカルヒートポンプ１３とを交互に放熱動作させることができる。こうした第１ケミカルヒートポンプ１２の放熱動作と第２ケミカルヒートポンプ１３の放熱動作に連動してヒートパイプを第１熱輸送状態と第２熱輸送状態とに切り替えることで、ボイラ１４を連続的に加熱することができる。したがって、ボイラ１４の蒸気をより安定して発生させることができる。また、第１熱輸送部Ｈ１及び第２熱輸送部Ｈ２をヒートパイプから構成することで、例えば、ポンプ等の動力を用いずに熱輸送することができる。これにより、蒸気発生装置の電力使用量を削減することができる。

【0044】

（３）第１ケミカルヒートポンプ１２は、互いに独立した第１回収器２２及び第１蒸発器２３を備えている。第２ケミカルヒートポンプ１３は、互いに独立した第２回収器３２及び第２蒸発器３３を備えている。第１回収器２２内及び第２回収器３２内には、回収材ＬＭが収容されている。回収材ＬＭは、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応で生じた蒸気と水和反応させることが可能であり、かつボイラ１４の蒸気温度よりも低い温度の排熱を利用して脱水反応させることが可能な材料である。

【0045】

この場合、第１反応器２１内において化学蓄熱材ＨＭの脱水反応で生じた蒸気を第１回収器２２で回収することで、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応を容易に進行させることができる。また、第２反応器３１内において化学蓄熱材ＨＭの脱水反応で生じた蒸気を第２回収器３２で回収することで、化学蓄熱材ＨＭの脱水反応を容易に進行させることができる。したがって、蓄熱動作を効率的に行うことができる。

【0046】

（４）蒸気発生システム１１は、第１ケミカルヒートポンプ１２における回収材ＬＭの脱水反応により発生させた蒸気を第１回収器２２から第２蒸発器３３へ供給する第１蒸気供給流路Ｒ１を備えている。また、蒸気発生システム１１は、第２ケミカルヒートポンプ１３における回収材ＬＭの脱水反応により発生させた蒸気を第２回収器３２から第１蒸発器２３へ供給する第２蒸気供給流路Ｒ２を備えている。蒸気発生システム１１は、第１蒸発器２３内、及び第２蒸発器３３内で蒸気を凝縮させる構成を有している。

【0047】

この場合、第１蒸発器２３内、及び第２蒸発器３３内に蓄えられた水は、それぞれ第１ケミカルヒートポンプ１２の放熱動作時の蒸気の発生、及び第２ケミカルヒートポンプ１３の放熱動作時の蒸気の発生に用いることができる。

【0048】

（変更例）
上記実施形態を次のように変更してもよい。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0049】

・第１蒸気供給流路Ｒ１及び第２蒸気供給流路Ｒ２の少なくとも一方を省略してもよい。すなわち、第１蒸発器２３及び第２蒸発器３３の少なくとも一方は、回収材ＬＭの脱水反応で発生した蒸気以外の水を用いて蒸気を発生させてもよい。

【0050】

・第１ケミカルヒートポンプ１２における回収材ＬＭを省略するとともに、第１回収器２２と第１蒸発器２３とを一つの回収蒸発器に変更してもよい。このような回収蒸発器は、蒸気を凝縮させることで回収する回収部と、この回収で得られた水を蒸発させる蒸発部と含む。なお、第２ケミカルヒートポンプ１３の第２回収器３２と第２蒸発器３３についても、一つの回収蒸発器に変更することもできる。

【0051】

・第１熱輸送部Ｈ１及び第２熱輸送部Ｈ２の少なくとも一方をヒートパイプ以外の熱輸送部に変更することもできる。ヒートパイプ以外の熱輸送部としては、例えば、熱媒体をポンプで循環させる熱輸送部等が挙げられる。

【0052】

・第１ケミカルヒートポンプ１２及び第２ケミカルヒートポンプ１３のいずれか一方を省略してもよい。
・蒸気発生システム１１は、第３ケミカルヒートポンプをさらに備えていてもよい。

【0053】

・第１エゼクタ２４及び第２エゼクタ３４のいずれか一方を外部電力で作動する圧縮機に変更することもできる。
・第１ケミカルヒートポンプ１２で用いる化学蓄熱材ＨＭと、第２ケミカルヒートポンプ１３で用いる化学蓄熱材ＨＭとは互いに異なる種類であってもよい。

【0054】

・第１ケミカルヒートポンプ１２で用いる回収材ＬＭと、第２ケミカルヒートポンプ１３で用いる回収材ＬＭとは互いに異なる種類であってもよい。
・ボイラ１４は、ガス、電気、又は上記排温水以外の排熱により補助的に加熱するための加熱部を備えていてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１１…蒸気発生システム、１２…第１ケミカルヒートポンプ、１３…第２ケミカルヒートポンプ、１４…ボイラ、２１…第１反応器、２２…第１回収器、２３…第１蒸発器、２４…第１エゼクタ、３１…第２反応器、３２…第２回収器、３３…第２蒸発器、３４…第２エゼクタ、ＨＭ…化学蓄熱材、ＬＭ…回収材、Ｌ１…第１駆動蒸気流路、Ｌ２…第２駆動蒸気流路、Ｈ１…第１熱輸送部、Ｈ２…第２熱輸送部、Ｒ１…第１蒸気供給流路、Ｒ２…第２蒸気供給流路。

【図1】

【図2】

【図3】