特許 7472509 蓄熱体、および、化学蓄熱反応器

(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】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】蓄熱体、および、化学蓄熱反応器

(51)【国際特許分類】

   F28D 20/00 20060101AFI20240416BHJP

【ＦＩ】

F28D20/00 G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020012222

(22)【出願日】2020-01-29

(65)【公開番号】P2021116990

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】山下 真彦

(72)【発明者】

【氏名】望月 美代

(72)【発明者】

【氏名】福井 健二

(72)【発明者】

【氏名】植田 忠伸

(72)【発明者】

【氏名】山内 崇史

【審査官】渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１５０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１５３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１６５３６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０５７２０３３７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１１７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５３０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０５４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄熱体であって、
反応水との反応によって蒸気を生成する柱状の蓄熱材と、
前記蓄熱材を内側に収容する筒状の拘束部材であって、自身の内側面が前記蓄熱材の外側面に沿うように形成されている拘束部材と、
前記蓄熱材と前記拘束部材との間に前記蓄熱材に供給される反応水を流通させる流路を形成する溝部であって、前記蓄熱材の外側面、および、前記拘束部材の内側面の少なくとも一方に形成された溝部と、を備える、
蓄熱体。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄熱体であって、
前記溝部は、
前記拘束部材の内側面に形成されており、
前記拘束部材の軸方向に沿って延設され、前記拘束部材の周方向に沿って複数並んで配置されている、
蓄熱体。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の蓄熱体であって、
前記溝部は、
前記蓄熱材の外側面に形成されており、
前記蓄熱材の軸方向に沿って延設され、前記蓄熱材の周方向に沿って複数並んで配置されている、
蓄熱体。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓄熱体であって、
前記溝部は、
前記拘束部材の内側面に形成されており、
前記拘束部材の周方向に沿って延設され、前記拘束部材の軸方向に沿って複数並んで配置されている、
蓄熱体。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄熱体であって、
前記溝部は、
前記蓄熱材の外側面に形成されており、
前記蓄熱材の周方向に沿って延設され、前記蓄熱材の軸方向に沿って複数並んで配置されている、
蓄熱体。

【請求項6】

化学蓄熱反応器であって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蓄熱体と、
前記蓄熱体が生成する蒸気との反応によって発熱する発熱用蓄熱体と、
前記蓄熱体と前記発熱用蓄熱体を収容する反応容器と、を備える、
化学蓄熱反応器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱体、および、化学蓄熱反応器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水との化学反応によって放熱と蓄熱とを繰り返すことが可能な蓄熱体を備える化学蓄熱反応器が知られている。例えば、特許文献１には、水と反応することで蒸気を生成する下側蓄熱体と、下側蓄熱体の上側に配置され、下側蓄熱体が生成する蒸気との反応によって発熱する上側蓄熱体と、を備える化学蓄熱反応器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１８４１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の下側蓄熱体は、蓄熱材からなる蓄熱成形体と、蓄熱成形体を覆う筒部材を備えており、筒部材には、蓄熱材と反応する反応水を筒部材の内側に流入させるフィルタ部が配置されている。しかしながら、このフィルタ部は、筒部材の一部に配置されているため、フィルタ部を通って筒部材の内側に流入する反応水は、最初に、フィルタ部付近の蓄熱材と反応する。また、フィルタ部から離れた場所にある蓄熱材の反応水との反応は、フィルタ部付近の蓄熱材に比べ遅くなる。このため、水との反応による蓄熱材の膨張が不均一となるため、拘束部材が破損するおそれがある。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、化学蓄熱反応器において、蓄熱材の膨張による拘束部材の破損を抑制する技術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】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、蓄熱体が提供される。この蓄熱体は、反応水との反応によって蒸気を生成する蓄熱材と、前記蓄熱材の外側に配置される筒状の拘束部材と、前記蓄熱材と前記拘束部材との少なくとも一方に形成され、前記蓄熱材と前記拘束部材との間に前記蓄熱材に供給される反応水を流通させる流路を形成する流路形成部と、を備える。

【0008】

この構成によれば、蓄熱材と拘束部材との間には、反応水を流通させる流路が流路形成部によって形成されている。これにより、反応水を蓄熱材の広い範囲に行き渡らせることができるため、蓄熱材の水和反応を蓄熱材の広い範囲で同じようなタイミングで進行させることができる。したがって、水和反応による蓄熱材の膨張が均一になるため、不均一な膨張による拘束部材の破損を抑制することができる。

【0009】

（２）上記形態の蓄熱体において、前記流路形成部は、前記拘束部材の内側面に形成された溝部であり、前記溝部は、前記拘束部材の軸方向に沿って延設され、前記拘束部材の周方向に沿って複数並んで配置されていてもよい。この構成によれば、例えば、拘束部材の軸方向から蓄熱体に供給される反応水は、溝部を流れることで、蓄熱材の反応水が供給された側とは反対側まで流れることができる。これにより、反応水を蓄熱材の軸方向において広い範囲に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材の膨張が均一になり、不均一な膨張による拘束部材の破損を抑制することができる。

【0010】

（３）上記形態の蓄熱体において、前記流路形成部は、前記蓄熱材の外側面に形成された溝部であり、前記溝部は、前記蓄熱材の軸方向に沿って延設され、前記蓄熱材の周方向に沿って複数並んで配置されていてもよい。この構成によれば、蓄熱材の軸方向から蓄熱体に供給される反応水は、溝部を流れることで、蓄熱材の反応水が供給された側とは反対側まで流れることができる。これにより、反応水を蓄熱材の軸方向において広い範囲に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材の膨張が均一になり、不均一な膨張による拘束部材の破損を抑制することができる。

【0011】

（４）上記形態の蓄熱体において、前記流路形成部は、前記拘束部材の内側面に形成された溝部であり、前記溝部は、前記拘束部材の周方向に沿って延設され、前記拘束部材の軸方向に沿って複数並んで配置されてもよい。この構成によれば、例えば、拘束部材の径方向から蓄熱体に供給される反応水は、溝部を流れることで、蓄熱材の反応水が供給された側とは反対側まで流れることができる。これにより、反応水を蓄熱材の周方向において広い範囲に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材の膨張が均一になり、不均一な膨張による拘束部材の破損を抑制することができる。

【0012】

（５）上記形態の蓄熱体において、前記流路形成部は、前記蓄熱材の外側面に形成された溝部であり、前記溝部は、前記蓄熱材の周方向に沿って延設され、前記蓄熱材の軸方向に沿って複数並んで配置されていてもよい。この構成によれば、例えば、蓄熱材の径方向から蓄熱体に供給される反応水は、溝部を流れることで、蓄熱材の反応水が供給された側とは反対側まで流れることができる。これにより、反応水を蓄熱材の周方向において広い範囲に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材の膨張が均一になり、不均一な膨張による拘束部材の破損を抑制することができる。

【0013】

（６）本発明の別の形態によれば、化学蓄熱反応器が提供される。この化学蓄熱反応器は、上述の蓄熱体と、前記蓄熱体が生成する蒸気との反応によって発熱する発熱用蓄熱体と、前記蓄熱体と前記発熱用蓄熱体を収容する反応容器と、を備える。この構成によれば、蓄熱体において、流路形成部が形成する流路によって反応水を蓄熱材の広い範囲に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材の膨張が均一になり、不均一な膨張による拘束部材の破損を抑制することができる。

【0014】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、蓄熱体の製造方法、化学蓄熱反応器の製造方法、蓄熱体の製造をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、コンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等などの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の化学蓄熱装置の模式図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図２のＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】化学蓄熱反応器が備える蒸気生成用蓄熱体の斜視図である。

【図5】蒸気生成用蓄熱体が備える蓄熱材の模式図である。

【図6】蒸気生成用蓄熱体が備える蓄熱材拘束カバーの模式図である。

【図7】化学蓄熱反応器の作用を説明する第１の図である。

【図8】化学蓄熱反応器の作用を説明する第２の図である。

【図9】蒸気生成用蓄熱体の作用を説明する図である。

【図10】第２実施形態の蒸気生成用蓄熱体が備える蓄熱材の模式図である。

【図11】蒸気生成用蓄熱体の作用を説明する図である。

【図12】第３実施形態の蒸気生成用蓄熱体の模式図である。

【図13】化学蓄熱反応器の作用を説明する第１の図である。

【図14】化学蓄熱反応器の作用を説明する第２の図である。

【図15】第４実施形態の蒸気生成用蓄熱体の斜視図である。

【図16】蒸気生成用蓄熱体が備える蓄熱材拘束カバーの模式図である。

【図17】蒸気生成用蓄熱体の作用を説明する第１の図である。

【図18】蒸気生成用蓄熱体の作用を説明する第２の図である。

【図19】第５実施形態の蒸気生成用蓄熱体が備える蓄熱材の模式図である。

【図20】蒸気生成用蓄熱体の作用を説明する第１の図である。

【図21】蒸気生成用蓄熱体の作用を説明する第２の図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の化学蓄熱装置１００の模式図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図であって、化学蓄熱装置１００が備える化学蓄熱反応器１０１における、例えば、水平方向の断面図である。図３は、図２のＢ－Ｂ線断面図であって、化学蓄熱反応器１０１における、例えば、鉛直方向の断面図である。化学蓄熱装置１００は、化学蓄熱反応器１０１での化学反応によって、熱エネルギの放出と貯蔵を繰り返すことが可能である。化学蓄熱装置１００は、図１に示すように、化学蓄熱反応器１０１と、タンク６とを備える。化学蓄熱反応器１０１は、蒸気生成用蓄熱体１と、発熱用蓄熱体９０と、反応容器７とを備える（図２および図３参照）。反応容器７には、蒸気生成用蓄熱体１と発熱用蓄熱体９０とを収容する収容空間８が形成されている。タンク６は、化学蓄熱反応器１０１に供給される反応水と蒸気用水を貯留する。化学蓄熱反応器１０１とタンク６との間には、接続流路５ａとマニホールド５ｂとが配置されている。接続流路５ａは、マニホールド５ｂとタンク６とを接続し、タンク６に貯留されている反応水と蒸気用水をマニホールド５ｂに送る。マニホールド５ｂは、タンク６によって化学蓄熱反応器１０１に供給される反応水と蒸気用水が、化学蓄熱反応器１０１の所定の位置に供給されるように分散させる。なお、図１～３、図７、および、図８に示すｘ軸方向は、蒸気生成用蓄熱体１または発熱用蓄熱体９０が反応容器７内において並べられる方向であり、ｙ軸方向は、蒸気生成用蓄熱体１と発熱用蓄熱体９０とが反応容器７内において並べられる方向であってｘ軸方向に対して垂直な方向である。ｚ軸方向は、ｘ軸方向とｙ軸方向とに垂直な方向である。

【0017】

図４は、化学蓄熱反応器１０１が備える蒸気生成用蓄熱体１の斜視図である。蒸気生成用蓄熱体１は、蓄熱材１０と、蓄熱材拘束カバー２０と、溝部２２を備える。本実施形態では、化学蓄熱反応器１０１は、３本の蒸気生成用蓄熱体１を備える。蒸気生成用蓄熱体１は、タンク６が供給する反応水を用いて、蒸気を生成するための熱を発生する。蒸気生成用蓄熱体１は、特許請求の範囲の「蓄熱体」に相当する。蓄熱材拘束カバー２０は、特許請求の範囲の「拘束部材」に相当する。なお、図４では、溝部２２の形状を認識しやすいように、蓄熱材１０にハッチを施してある。

【0018】

図５は、蒸気生成用蓄熱体１が備える蓄熱材１０の模式図である。図５（ａ）は、蓄熱材１０の斜視図であり、図５（ｂ）は、蒸気生成用蓄熱体１の中心軸Ｃ１とほぼ同軸の蓄熱材１０の中心軸Ｃ１０に沿った方向から蓄熱材１０を視た模式図であり、図５（ｃ）は、蓄熱材１０の中心軸Ｃ１０を含む断面図である。蓄熱材１０は、例えば、アルカリ土類金属の酸化物の一つである酸化カルシウムの成形体である。蓄熱材１０は、酸化カルシウムの粒状物を、例えば、粘土鉱物などのバインダと混練し焼成することで所定の形状となるように成形されている。本実施形態では、蓄熱材１０は、円柱状に形成されている。蓄熱材１０は、式（１）に示す水和反応によって発熱し、式（２）に示す脱水反応によって蓄熱するものであり、発熱と蓄熱とを可逆的に繰り返すことが可能である。
ＣａＯ ＋ Ｈ₂Ｏ →Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋Ｑ１ ・・・（１）
Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋Ｑ２ →ＣａＯ ＋ Ｈ₂Ｏ ・・・（２）
なお、式（１）のＱ１は、水和反応における発熱量を示し、式（２）のＱ２は、脱水反応における蓄熱量を示す。

【0019】

図６は、蒸気生成用蓄熱体１が備える蓄熱材拘束カバー２０の模式図である。図６（ａ）は、蒸気生成用蓄熱体１の中心軸Ｃ１とほぼ同軸の蓄熱材拘束カバー２０の中心軸Ｃ２０に沿った方向から蓄熱材拘束カバー２０を視た図であり、図６（ｂ）は、蓄熱材拘束カバー２０の中心軸Ｃ２０を含む断面図である。図６（ａ）には、説明の便宜上、蓄熱材拘束カバー２０の内側に、蓄熱材１０（図６（ａ）に示す二点鎖線１０）を挿入した状態の断面図を示している。

【0020】

蓄熱材拘束カバー２０は、蓄熱材１０の外側に配置される円筒形状の部材である。蓄熱材拘束カバー２０は、蓄熱材１０の外側面１０ａを覆うように形成されている。蓄熱材拘束カバー２０には、中心軸Ｃ２０に沿って、蓄熱材１０が挿入される貫通孔２１が形成されている。貫通孔２１を形成する蓄熱材拘束カバー２０の内側面２０ａには、複数の溝部２２が配置されている。複数の溝部２２は、蓄熱材拘束カバー２０の中心軸Ｃ２０の方向に沿って延設され、蓄熱材拘束カバー２０の周方向に沿って並んで配置されている。本実施形態では、溝部２２は、蓄熱材拘束カバー２０の内側面２０ａにおいて、図６（ｂ）に示すように蓄熱材拘束カバー２０の両端まで配置されている。図６（ａ）に示すように、貫通孔２１に蓄熱材１０を配置すると、蓄熱材１０の外側面１０ａと溝部２２とによって、反応水が流通可能な流路２２ａが蓄熱材拘束カバー２０の内側に形成される。複数の溝部２２は、特許請求の範囲の「流路形成部」に相当する。蓄熱材拘束カバー２０は、特許請求の範囲の「拘束部材」に相当する。なお、本実施形態では、蓄熱材拘束カバー２０は、円筒形状に形成されているとしたが、断面が矩形の筒状や他の形状であってもよい。

【0021】

発熱用蓄熱体９０は、蓄熱材９１と、蓄熱材拘束カバー９２を備える（図２および図３参照）。本実施形態では、化学蓄熱反応器１０１は、８本の発熱用蓄熱体９０を備える。発熱用蓄熱体９０は、蒸気生成用蓄熱体１の発熱によって生成される蒸気を用いて発熱する。

【0022】

蓄熱材９１は、蒸気生成用蓄熱体１の蓄熱材１０と同様に、アルカリ土類金属の酸化物の一つである酸化カルシウムの成形体である。蓄熱材９１は、酸化カルシウムの粒状物を粘土鉱物などのバインダと混練し焼成することで円柱状に成形されている。

【0023】

蓄熱材拘束カバー９２は、蓄熱材９１の外側に配置される円筒形状の部材であり、発熱用蓄熱体９０の中心軸Ｃ９０に沿って、蓄熱材９１が挿入される貫通孔９３を有する（図２参照）。本実施形態では、蓄熱材拘束カバー９２には、蓄熱材９１を構成する粒状物の通過を制限する一方、蒸気の通過を許容する孔９４が所定の位置に形成されている。

【0024】

本実施形態では、化学蓄熱反応器１０１の収容空間８には、３本の蒸気生成用蓄熱体１のそれぞれの中心軸Ｃ１と、８本の発熱用蓄熱体９０のそれぞれの中心軸Ｃ９０とが、ｚ軸方向に沿うように配置されている（図２参照）。すなわち、蒸気生成用蓄熱体１と発熱用蓄熱体９０とは、３本の蒸気生成用蓄熱体１のそれぞれの中心軸Ｃ１と、８本の発熱用蓄熱体９０のそれぞれの中心軸Ｃ９０とが、ｚ軸に対して略平行な状態で配置されている。このとき、３本の蒸気生成用蓄熱体１は、ｘ軸方向に沿って並ぶように配置されている。３本の蒸気生成用蓄熱体１におけるｙ軸方向のプラス側とマイナス側とのそれぞれには、ｘ軸方向に沿って並ぶように配置されている４本の発熱用蓄熱体９０が配置されている（図２参照）。

【0025】

化学蓄熱反応器１０１では、上述したように、３本の円筒形状の蒸気生成用蓄熱体１と、８本の円筒形状の発熱用蓄熱体９０とを並べることによって、隣り合う蓄熱体の間に、隙間が形成される。本実施形態では、図２に示すように、蒸気生成用蓄熱体１と発熱用蓄熱体９０との間の隙間を、第１の隙間Ｓｐ１とし、蒸気生成用蓄熱体１または発熱用蓄熱体９０と反応容器７との間の隙間を、第２の隙間Ｓｐ２とする。

【0026】

本実施形態では、反応容器７のマニホールド５ｂ側の壁には、複数の貫通孔５ｃ、５ｄが形成されている（図３参照）。貫通孔５ｃ、５ｄのそれぞれには、収容空間８に供給される水が流れる。マニホールド５ｂは、タンク６が供給する反応水を貫通孔５ｃに流し、蒸気用水を貫通孔５ｄに流すように、水の流れを振り分ける。

【0027】

本実施形態では、図３に示すように、収容空間８は、複数の区画部材９ａ、９ｂ、９ｃによって区画されている。区画部材９ａは、反応容器７の内壁と蒸気生成用蓄熱体１のｚ軸方向のプラス側の端部とに接続されている。区画部材９ａによって区画されている収容空間８ａは、貫通孔５ｃと蒸気生成用蓄熱体１の流路２２ａとに連通する。区画部材９ｂは、反応容器７の内壁と蒸気生成用蓄熱体１のｚ軸方向のマイナス側の端部とに接続されている。区画部材９ｂによって区画されている収容空間８ｂは、蒸気生成用蓄熱体１の流路２２ａに連通する。区画部材９ｃは、反応容器７の内壁と発熱用蓄熱体９０のｚ軸方向のプラス側の端部とに接続されている。区画部材９ｃは、区画部材９ａとともに、貫通孔５ｄと第１の隙間Ｓｐ１とに連通する流路８ｃを形成する。

【0028】

図７は、化学蓄熱反応器１０１の作用を説明する第１の図である。図８は、化学蓄熱反応器１０１の作用を説明する第２の図である。次に、化学蓄熱装置１００の放熱作用について説明する。化学蓄熱装置１００が放熱するとき、タンク６から化学蓄熱反応器１０１に、接続流路５ａとマニホールド５ｂを介して、反応水と蒸気用水が供給される。反応水は、貫通孔５ｃを通って、化学蓄熱反応器１０１の収容空間８ａに流入する。蒸気用水は、貫通孔５ｄおよび流路８ｃを通って、第１の隙間Ｓｐ１に流入する。

【0029】

反応水は、収容空間８ａを通って、蒸気生成用蓄熱体１が有する複数の流路２２ａに流入する（図８に示す実線矢印Ｗ１）。流路２２ａを流れる反応水は、蒸気生成用蓄熱体１の蓄熱材１０と水和反応する。反応水と蓄熱材１０とが水和反応すると、蓄熱材１０は発熱する。蓄熱材１０と水和反応することなく蒸気生成用蓄熱体１を抜けた反応水は、収容空間８ｂに滞留するため、反応水が発熱用蓄熱体９０の蓄熱材９１と反応することが抑制される。

【0030】

蓄熱材１０において発生した熱は、第１の隙間Ｓｐ１を流れる蒸気用水（図８に示す実線矢印Ｗ２）を、蓄熱材拘束カバー２０を介して加熱する（図７および図８に示す点線矢印Ｈ１）。蓄熱材１０の熱によって蒸気用水から生成された蒸気は、発熱用蓄熱体９０のｚ軸方向のマイナス側を流れるとき（図８に示す点線矢印Ｖ１）、蓄熱材拘束カバー９２の内側に直接流入する。また、発熱用蓄熱体９０のｚ軸方向のマイナス側を流れるときに蓄熱材拘束カバー９２の内側に直接流入しなかった蒸気は、第２の隙間Ｓｐ２を流れるとき（図８に示す点線矢印Ｖ２）、蓄熱材拘束カバー９２に形成されている孔９４を介して蓄熱材拘束カバー９２の内側に流入する。蓄熱材拘束カバー９２の内側に流入する蒸気は、蓄熱材９１と水和反応することで、蓄熱材９１が発熱する。蓄熱材９１で発生した熱は、反応容器７を介して、化学蓄熱反応器１０１の外部に放出される。

【0031】

図９は、蒸気生成用蓄熱体１の作用を説明する図である。図９には、蒸気生成用蓄熱体１の中心軸Ｃ１を含む断面図が示されている。ここでは、化学蓄熱装置１００が放熱するときの蒸気生成用蓄熱体１の作用について説明する。

【0032】

蒸気生成用蓄熱体１では、図９に示すように、蒸気生成用蓄熱体１の一方の端部Ｅ１１側から反応水が流路２２ａに流入すると（図９に示す実線矢印Ｗ１）、中心軸Ｃ１に沿って、他方の端部Ｅ１２に向かって流れる。蓄熱材１０は、流路２２ａを流れる反応水Ｗ１１と水和反応することで熱を発生する。蓄熱材１０で発生した熱は、蓄熱材拘束カバー２０の外側に放出され（図９に示す点線矢印Ｈ１）、蓄熱材拘束カバー２０の外側を流れる蒸気用水を蒸気にする。蒸気生成用蓄熱体１では、一方の端部Ｅ１１側から流路２２ａに流入する反応水Ｗ１１は、中心軸Ｃ１に沿って形成されている流路２２ａを流れるため、蒸気生成用蓄熱体１の他方の端部Ｅ１２まで到達することができる。すなわち、蓄熱材１０の全体に反応水が行き渡ることとなるため、蓄熱材１０では、全体で水和反応が進行し、蓄熱材１０全体から熱が生成される。このように、蒸気生成用蓄熱体１では、蒸気生成用蓄熱体１の一方の端部を流れる反応水が流路２２ａに流入することで、反応水を蓄熱材１０の全体に行き渡らせることができる。

【0033】

一般的に、水和反応によって熱を発生する蓄熱材を蒸気と反応させる場合、蒸気は蓄熱材の内部において均一に拡散しやすいため、蒸気との水和反応は、蓄熱材の全体で同じようなタイミングで進行しやすく、蓄熱材は、均一に膨張しやすい。一方、蓄熱材を反応水と水和反応させる場合、反応水は蒸気に比べ蓄熱材の内部において拡散しにくいため、蓄熱材は、反応水と反応した部分から膨張する。蓄熱材を蓄熱材拘束カバーで覆った蓄熱体では、蓄熱材拘束カバーの一部に反応水の流入口を設けると、流入口付近の蓄熱材から膨張する。また、上述したように、反応水は拡散しにくいため、流入口から離れた部分まで反応水が到達しにくい。このため、流入口から離れた位置の蓄熱材の水和反応は、流入口付近の蓄熱材の水和反応に比べ反応の進行が遅くなるため、蓄熱材の水和反応による膨張が不均一となってしまい、蓄熱材拘束カバーが破損してしまうおそれがある。

【0034】

以上説明した、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体１によれば、蓄熱材１０の外側面１０ａと蓄熱材拘束カバー２０の内側面２０ａとの間には、反応水を流通させる流路２２ａが溝部２２によって形成されている。これにより、図９に示すように、反応水を蓄熱材１０の全体に行き渡らせることができるため、蓄熱材１０の水和反応を蓄熱材１０の全体で同じようなタイミングで進行させることができる。したがって、水和反応による蓄熱材１０の膨張が均一になるため、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー２０の破損を抑制することができる。

【0035】

また、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体１によれば、蓄熱材拘束カバー２０の内側面２０ａには、複数の溝部２２が配置されている。複数の溝部２２は、蓄熱材拘束カバー２０の中心軸Ｃ２０の方向に沿って延設され、蓄熱材拘束カバー２０の周方向に沿って並んで配置されている。これにより、蒸気生成用蓄熱体１では、一方の端部Ｅ１１側から流路２２ａに流入する反応水Ｗ１１は、中心軸Ｃ１に沿って形成されている流路２２ａを流れるため、反応水Ｗ１１を蓄熱材１０の全体に行き渡らせることができる。したがって、水和反応による蓄熱材１０の膨張が均一になり、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー２０の破損を抑制することができる。

【0036】

また、本実施形態の化学蓄熱反応器１０１によれば、発熱用蓄熱体９０の蓄熱材９１が熱を発生するための蒸気を、蒸気生成用蓄熱体１での反応水と蓄熱材１０との水和反応によって生成する。このとき、反応水は、図８に示すように、反応容器７の内側において、収容空間８ａと、蒸気生成用蓄熱体１の流路２２ａと、収容空間８ｂとしか流れないため、反応水が発熱用蓄熱体９０の蓄熱材９１に直接かかることを抑制することができる。これにより、蓄熱材９１と反応水との接触によって蓄熱材９１が不均一に膨張し、蓄熱材拘束カバー９２が破損することを抑制できる。

【0037】

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態の蒸気生成用蓄熱体２が備える蓄熱材の模式図である。図１１は、蒸気生成用蓄熱体２の作用を説明する図である。第２実施形態の蒸気生成用蓄熱体２は、第１実施形態の蒸気生成用蓄熱体（図４）と比較すると、溝部が配置される部材および流路が形成される方向が異なる。

【0038】

本実施形態の蒸気生成用蓄熱体２は、蓄熱材３０と、蓄熱材拘束カバー４０を備える。蒸気生成用蓄熱体２は、タンク６が供給する反応水を用いて発熱する。蒸気生成用蓄熱体２は、特許請求の範囲の「蓄熱体」に相当する。蓄熱材拘束カバー４０は、特許請求の範囲の「拘束部材」に相当する。

【0039】

蓄熱材３０は、例えば、アルカリ土類金属の酸化物の一つである酸化カルシウムの成形体である。蓄熱材３０は、酸化カルシウムの粒状物を、例えば、粘土鉱物などのバインダと混練し焼成することで所定の形状となるように成形されている。本実施形態では、蓄熱材３０は、円柱形状に形成されている。蓄熱材３０の外側面３０ａには、複数の溝部３２が配置されている。複数の溝部３２は、蒸気生成用蓄熱体２の中心軸Ｃ２とほぼ同軸の蓄熱材３０の中心軸Ｃ３０の方向に沿って延設され、蓄熱材３０の周方向に沿って並んで配置されている。本実施形態では、溝部３２は、蓄熱材３０の外側面３０ａにおいて、図１０（ｂ）に示すように蓄熱材３０の両端まで形成されている。図１０（ａ）に示すように、蓄熱材３０の外側に蓄熱材拘束カバー４０を配置すると、蓄熱材３０の溝部３２と蓄熱材拘束カバー４０の内側面４０ａとによって、反応水が流通可能な流路３２ａが蓄熱材拘束カバー４０の内側に形成される。複数の溝部３２は、特許請求の範囲の「流路形成部」に相当する。

【0040】

蓄熱材拘束カバー４０は、円柱形状の蓄熱材３０の外側に配置される円筒形状の部材である。蓄熱材拘束カバー４０は、蓄熱材３０の外側面３０ａを覆うように形成されている。蓄熱材拘束カバー４０には、蒸気生成用蓄熱体２の中心軸Ｃ２とほぼ同軸の中心軸に沿って、蓄熱材３０が挿入される貫通孔が形成されている。なお、本実施形態では、蓄熱材拘束カバー４０は、円筒形状に形成されているとしたが、蓄熱材３０の形状にあわせて、断面が矩形の筒状や他の形状であってもよい。

【0041】

図１１は、蒸気生成用蓄熱体２の作用を説明する図であって、蒸気生成用蓄熱体２の中心軸Ｃ２を含む断面図である。蒸気生成用蓄熱体２では、図１１に示すように、蒸気生成用蓄熱体２の一方の端部Ｅ２１側から反応水が流路３２ａに流入すると（図１１に示す実線矢印Ｗ１）、中心軸Ｃ２に沿って、他方の端部Ｅ２２に向かって流れる。蓄熱材３０は、流路３２ａを流れる反応水Ｗ１１と水和反応することで熱を発生する。蓄熱材３０で発生した熱は、蓄熱材拘束カバー４０の外側に放出され（図１１に示す点線矢印Ｈ１）、蓄熱材拘束カバー４０の外側を流れる蒸気用水を蒸気にする。蒸気生成用蓄熱体２では、一方の端部Ｅ２１側から流路３２ａに流入する反応水Ｗ１１は、中心軸Ｃ２に沿って形成されている流路３２ａを流れるため、蒸気生成用蓄熱体２の他方の端部Ｅ２２まで到達することができる。すなわち、蓄熱材３０の全体に反応水が行き渡ることとなるため、蓄熱材３０では、全体で水和反応が進行し、蓄熱材３０全体から熱が生成される。このように、蒸気生成用蓄熱体２では、蒸気生成用蓄熱体２の一方の端部を流れる反応水が流路３２ａに流入することで、反応水を蓄熱材３０の全体に行き渡らせることができる。

【0042】

以上説明した、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体２によれば、蓄熱材３０の溝部３２と蓄熱材拘束カバー４０との間には、反応水を流通させる流路３２ａが形成される。これにより、反応水を蓄熱材３０の端まで流すことができるため、蓄熱材３０の水和反応を広範囲で行わせることができる。したがって、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー４０の破損を抑制することができる。

【0043】

また、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体２によれば、蓄熱材３０の外側面３０ａには、複数の溝部３２が配置されている。複数の溝部３２は、蓄熱材３０の中心軸Ｃ３０の方向に沿って延設され、蓄熱材３０の周方向に沿って並んで配置されている。これにより、蓄熱材拘束カバー４０の軸方向から蓄熱材３０に供給される反応水は、溝部３２と蓄熱材拘束カバー４０との間に形成される流路３２ａを流れることで反応水が供給された側とは反対側まで供給される（図１１参照）。したがって、反応水を蓄熱材３０の全体に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材３０の膨張が均一になり、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー４０の破損を抑制することができる。

【0044】

＜第３実施形態＞
図１２は、第３実施形態の蒸気生成用蓄熱体３の模式図である。図１３は、本実施形態における化学蓄熱反応器１０１の作用を説明する第１の図である。図１４は、本実施形態における化学蓄熱反応器１０１の作用を説明する第２の図である。第３実施形態の蒸気生成用蓄熱体３は、第２実施形態の蒸気生成用蓄熱体（図１０）と比較すると、蓄熱材拘束カバーの構成が異なる。

【0045】

本実施形態の蒸気生成用蓄熱体３は、蓄熱材３０と、蓄熱材拘束カバー５０を備える。蒸気生成用蓄熱体３は、タンク６が供給する反応水を用いて発熱する。蒸気生成用蓄熱体３は、特許請求の範囲の「蓄熱体」に相当する。

【0046】

蓄熱材拘束カバー５０は、蓄熱材３０の外側に配置される円筒形状の部材である。蓄熱材拘束カバー５０は、図１２（ａ）に示すように、蓄熱材３０の外側面３０ａを覆うように形成されている。蓄熱材拘束カバー５０には、蒸気生成用蓄熱体３の中心軸Ｃ３とほぼ同軸の中心軸に沿って、蓄熱材３０が挿入される貫通孔５１が形成されている。蓄熱材拘束カバー５０には、所定の位置に、蓄熱材３０を構成する粒状物の通過を制限する一方、反応水の通過を許容する孔５２が形成されている（図１２（ｂ）参照）。すなわち、蓄熱材拘束カバー５０は、孔５２が形成されている孔形成部Ｐ５３と、孔５２が形成されておらず反応水や蒸気の通過を許容しない壁部Ｐ５４とから形成されている。なお、本実施形態では、蓄熱材拘束カバー５０は、円筒形状に形成されているとしたが、蓄熱材３０の形状にあわせて、断面が矩形の筒状や他の形状であってもよい。

【0047】

本実施形態の化学蓄熱反応器１０１では、図１３に示すように、蒸気生成用蓄熱体３と発熱用蓄熱体９０との間の隙間のうち、蒸気生成用蓄熱体３の孔形成部Ｐ５３によって形成される隙間を、第１の隙間Ｓｐ３１とし、蒸気生成用蓄熱体３の壁部Ｐ５４によって形成される隙間を、第２の隙間Ｓｐ３２とする。また、蒸気生成用蓄熱体３または発熱用蓄熱体９０と反応容器７との間の隙間を、第３の隙間Ｓｐ３３とする。

【0048】

本実施形態では、図１４に示すように、収容空間８は、複数の区画部材９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇによって区画されている。区画部材９ｄは、蒸気生成用蓄熱体３の壁部Ｐ５４のｚ軸方向のプラス側と反応容器７の内壁とに接続されており、区画部材９ｅは、蒸気生成用蓄熱体３の壁部Ｐ５４のｚ軸方向のマイナス側と反応容器７の内壁とに接続されている。区画部材９ｆは、発熱用蓄熱体９０における孔９４が形成されていない部位のｚ軸方向のプラス側と反応容器７の内壁とに接続されている。区画部材９ｇは、発熱用蓄熱体９０における孔９４が形成されていない部位のうち第１の隙間Ｓｐ３１を形成する部位のｚ軸方向のマイナス側と、反応容器７の内壁とに接続されている。これにより、図１４に示すように、反応容器７の貫通孔５ｃを流れる反応水は、第１の隙間Ｓｐ３１を流れる一方、第２の隙間Ｓｐ３２に流れなくなるため、反応水が発熱用蓄熱体９０の蓄熱材９１と反応することが抑制される。

【0049】

次に、化学蓄熱装置１００の放熱作用について説明する。化学蓄熱装置１００が放熱するとき、タンク６から化学蓄熱反応器１０１に、接続流路５ａとマニホールド５ｂを介して、反応水と蒸気用水が供給される。

【0050】

タンク６が供給する反応水は、貫通孔５ｃを通って、化学蓄熱反応器１０１の流路８ｄに流入する。化学蓄熱装置１００が最初に放熱するとき、反応水は、流路８ｄを通って、主に、蒸気生成用蓄熱体３が有する複数の流路３２ａに流入する（図１４に示す実線矢印Ｗ１）。流路３２ａを流れる反応水は、蓄熱材３０と水和反応する。これにより、蓄熱材１０は発熱する。なお、流路８ｄにおいて流路３２ａに流入しなかった反応水は、第１の隙間Ｓｐ３１を流れ（図１４に示す実線矢印Ｗ１１）、蒸気生成用蓄熱体３の孔５２を介して、蓄熱材拘束カバー５０の内側に流入し、蓄熱材３０と反応することも可能である（図１４に示す実線矢印Ｗ１２）。蓄熱材３０と水和反応することなく蒸気生成用蓄熱体３のマニホールド５ｂとは反対側まで流れた反応水は、流路８ｅに滞留するため、反応水と発熱用蓄熱体９０の蓄熱材９１との反応は抑制される。

【0051】

タンク６が供給する蒸気用水は、貫通孔５ｄを通って、第２の隙間Ｓｐ３２を流れる。第２の隙間Ｓｐ３２を流れる蒸気用水（図１４に示す実線矢印Ｗ２）は、蒸気生成用蓄熱体３から放出される熱（図１３および図１４に示す点線矢印Ｈ１）によって加熱され、蒸気になる（図１４に示す点線矢印Ｖ１、Ｖ２）。第２の隙間Ｓｐ３２において生成された蒸気は、発熱用蓄熱体９０のｚ軸方向のマイナス側の端部から、または、蓄熱材拘束カバー９２に形成されている孔９４を介して、蓄熱材拘束カバー９２の内側に流入する。蓄熱材拘束カバー９２の内側に流入する蒸気は、蓄熱材９１と水和反応することで、蓄熱材９１が発熱する。蓄熱材９１で発生した熱は、反応容器７を介して、化学蓄熱反応器１０１の外部に放出される。

【0052】

化学蓄熱装置１００が最初に放熱するとき、蓄熱材３０と反応水とが水和反応するとき、蓄熱材３０は膨張するため、流路３２ａがなくなる場合がある。この場合、化学蓄熱装置１００で２回目に放熱するとき、反応水は、主に、第１の隙間Ｓｐ３１を流れることで、蒸気生成用蓄熱体３の孔５２を介して、蓄熱材拘束カバー５０の内側に流入し、蓄熱材３０と反応する。第１の隙間Ｓｐ３１は、反応容器７のマニホールド５ｂ側の端部から、反対側の端部まで形成されているため、反応水は、蓄熱材３０のマニホールド５ｂとは反対側まで供給することができる。

【0053】

以上説明した、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体３によれば、蓄熱材３０に配置されている溝部３２と蓄熱材拘束カバー５０との間には、反応水を流通させる流路３２ａが形成される。これにより、反応水を蓄熱材３０の端まで流すことができるため、蓄熱材３０の水和反応を広範囲で行わせることができる。したがって、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー５０の破損を抑制することができる。

【0054】

また、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体３によれば、化学蓄熱装置１００で２回目に放熱するとき、初回の水和反応によって膨張するために流路３２ａがなくなっている蓄熱材３０に対して、第１の隙間Ｓｐ３１と孔５２を介して、反応水が供給される。これにより、２回目以降の放熱においても、蒸気生成用蓄熱体３の蓄熱材３０は、全域において反応水と水和反応することができるとともに、第２実施形態に比べ蓄熱材３０における水和反応速度を向上することができる。

【0055】

＜第４実施形態＞
図１５は、第４実施形態の蒸気生成用蓄熱体４の斜視図である。図１６は、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体４が備える蓄熱材拘束カバー６０の模式図である。第４実施形態の蒸気生成用蓄熱体４は、第１実施形態の蒸気生成用蓄熱体（図４）と比較すると、流路が形成される方向が異なる。

【0056】

本実施形態の蒸気生成用蓄熱体４は、蓄熱材１０と、蓄熱材拘束カバー６０を備える。蒸気生成用蓄熱体４は、タンク６が供給する反応水を用いて発熱する。蒸気生成用蓄熱体４は、特許請求の範囲の「蓄熱体」に相当する。蒸気生成用蓄熱体４では、蓄熱材１０に形成されている貫通孔６１に挿入されている。

【0057】

図１６（ａ）は、蓄熱材拘束カバー６０の斜視図であり、図１６（ｂ）は、蓄熱材拘束カバー６０の中心軸Ｃ６０に沿った方向から蓄熱材拘束カバー６０を視た図であり、図１６（ｃ）は、蓄熱材拘束カバー６０の中心軸Ｃ６０を含む断面図である。図１６（ｃ）には、説明の便宜上、蓄熱材拘束カバー６０の内側に、蓄熱材１０（図１６（ｃ）に示す二点鎖線１０）を挿入した状態の断面図を示している。

【0058】

蓄熱材拘束カバー６０は、蓄熱材１０の外側に配置される円筒形状の部材である。蓄熱材拘束カバー６０は、蓄熱材１０の外側面１０ａ（図１６（ｃ）参照）を覆うように形成されている。蓄熱材拘束カバー６０には、中心軸Ｃ６０に沿って、貫通孔６１が形成されている。貫通孔６１を形成する蓄熱材拘束カバー６０の内側面６０ａには、複数の溝部６２が配置されている。複数の溝部６２は、蓄熱材拘束カバー６０の周方向に沿って延設され、蓄熱材拘束カバー６０の中心軸Ｃ６０の方向に沿って並んで配置されている。本実施形態では、溝部６２は、蓄熱材拘束カバー６０の内側面６０ａにおいて環状に形成されている。図１６（ｃ）に示すように、貫通孔６１に蓄熱材１０を配置すると、蓄熱材１０の外側面１０ａと溝部６２とによって、反応水が流通可能な流路６２ａが蓄熱材拘束カバー６０の内側に形成される。複数の溝部６２は、特許請求の範囲の「流路形成部」に相当する。蓄熱材拘束カバー６０は、特許請求の範囲の「拘束部材」に相当する。

【0059】

本実施形態では、蓄熱材拘束カバー６０の所定の部位には、孔６３が形成されている。孔６３は、蓄熱材１０を構成する粒状物の通過を制限する一方、反応水の通過を許容する。すなわち、蓄熱材拘束カバー６０は、図１６（ｂ）に示すように、孔６３が形成されている孔形成部Ｐ６３と、反応水や蒸気の通過を許容しない壁部Ｐ６４とによって形成されている。蓄熱材拘束カバー６０における孔形成部Ｐ６３と壁部Ｐ６４との割合は、収容空間８において配置される位置によって異なり、任意に設定することが可能である。具体的には、孔形成部Ｐ６３は、反応水が流れる領域に対応して配置され、壁部Ｐ６４は、蒸気によって発熱する発熱用蓄熱体９０が配置される領域に対応して配置される。なお、本実施形態では、蓄熱材拘束カバー６０は、円筒形状に形成されているとしたが、断面が矩形の筒状や他の形状であってもよい。

【0060】

図１７は、蒸気生成用蓄熱体４の作用を説明する第１の図である。図１８は、蒸気生成用蓄熱体４の作用を説明する第２の図である。図１７には、蒸気生成用蓄熱体４の中心軸Ｃ４を含む断面図が示されており、図１８には、蒸気生成用蓄熱体４の中心軸Ｃ４に垂直な断面図が示されている。ここでは、化学蓄熱装置１００が放熱するときの蒸気生成用蓄熱体４の作用について説明する。

【0061】

蒸気生成用蓄熱体４の孔形成部Ｐ６３の外側を流れる反応水（図１７および図１８の実線矢印Ｗ０）は、孔形成部Ｐ６３の孔６３を介して蓄熱材拘束カバー６０の内側に流入する（図１７および図１８の実線矢印Ｗ１）。蓄熱材拘束カバー６０の内側に流入した反応水は、蓄熱材１０の外側面１０ａと溝部６２とによって形成されている流路６２ａを流れる（図１７の点線矢印Ｗ１２および図１８の実線矢印Ｗ１２）。すなわち、反応水は、溝部６２に沿って蓄熱材拘束カバー６０の内側を流れる。流路６２ａを流れる反応水は、蓄熱材拘束カバー６０において、反応水が蓄熱材拘束カバー６０の内側に流入した位置とは反対側の位置に向かって流れていく間、蓄熱材１０と水和反応する。蓄熱材拘束カバー６０の内側に流入した反応水の量が比較的多いと、反応水の一部は、反応水が蓄熱材拘束カバー６０の内側に流入した位置とは反対側の位置に到達することができるため、蓄熱材１０の全体に反応水が行き渡ることとなる。これにより、蓄熱材１０では、全体において同じようなタイミングで水和反応が進行する。水和反応の進行によって発生する熱は、壁部Ｐ６４を介して蓄熱材拘束カバー６０の外側に放出される（図１７および図１８の点線矢印Ｈ１）。

【0062】

以上説明した、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体４によれば、蓄熱材１０の外側面１０ａと蓄熱材拘束カバー６０の内側面６０ａとの間には、反応水を流通させる流路６２ａが溝部６２によって形成されている。これにより、反応水を蓄熱材１０の全体に行き渡らせることができるため、蓄熱材１０の水和反応を蓄熱材１０の全体で同じようなタイミングで進行させることができる。したがって、水和反応による蓄熱材１０の膨張が均一になるため、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー６０の破損を抑制することができる。

【0063】

また、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体４によれば、複数の溝部６２は、蓄熱材拘束カバー６０の周方向に沿って延設され、蓄熱材拘束カバー６０の中心軸Ｃ６０の方向に沿って並んで配置されている。これにより、蓄熱材拘束カバー６０の外側において中心軸Ｃ４に沿って流れる反応水は、蓄熱材拘束カバー６０の内側において溝部６２を流れることで、反応水が供給された側とは反対側まで流れることができる。したがって、反応水を蓄熱材１０の全体に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材１０の膨張が均一になり、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー６０の破損を抑制することができる。

【0064】

＜第５実施形態＞
図１９は、第５実施形態の蒸気生成用蓄熱体５が備える蓄熱材７０の模式図である。図２０は、蒸気生成用蓄熱体５の作用を説明する第１の図である。図２１は、蒸気生成用蓄熱体５の作用を説明する第２の図である。図２０には、蒸気生成用蓄熱体５の中心軸Ｃ５を含む断面図が示されており、図２１には、蒸気生成用蓄熱体５の中心軸Ｃ５に垂直な断面図が示されている。第５実施形態の蒸気生成用蓄熱体５は、第２実施形態の蒸気生成用蓄熱体２（図１０）と比較すると、流路が形成される方向が異なる。

【0065】

本実施形態の蒸気生成用蓄熱体５は、蓄熱材７０と、蓄熱材拘束カバー４０を備える。蒸気生成用蓄熱体５は、タンク６が供給する反応水を用いて発熱する。蒸気生成用蓄熱体５は、特許請求の範囲の「蓄熱体」に相当する。

【0066】

蓄熱材７０は、例えば、アルカリ土類金属の酸化物の一つである酸化カルシウムの成形体である。蓄熱材７０は、酸化カルシウムの粒状物を、例えば、粘土鉱物などのバインダと混練し焼成することで所定の形状となるように成形されている。本実施形態では、蓄熱材７０は、略円柱形状に形成されている。蓄熱材７０の外側面７０ａには、複数の溝部７２が配置されている。複数の溝部７２は、蓄熱材７０の周方向に沿って延設され、蓄熱材７０の中心軸Ｃ７０に沿って並んで配置されている。本実施形態では、溝部７２は、蓄熱材７０の外側面７０ａにおいて環状に形成されている。複数の溝部７２は、特許請求の範囲の「流路形成部」に相当する。

【0067】

蓄熱材拘束カバー４０は、蓄熱材７０の外側に配置される円筒形状の部材である。蓄熱材拘束カバー４０には、中心軸に沿って、蓄熱材７０が挿入される貫通孔が形成されている。蓄熱材拘束カバー４０には、所定の位置に、蓄熱材７０を構成する粒状物の通過を制限する一方、反応水の通過を許容する孔４２が形成されている（図２０参照）。すなわち、蓄熱材拘束カバー４０は、孔４２が形成されている孔形成部Ｐ４３と、孔４２が形成されておらず反応水や蒸気の通過を許容しない壁部Ｐ４４とか形成されている。蓄熱材７０を蓄熱材拘束カバー４０の貫通孔に挿入すると、蓄熱材拘束カバー４０の貫通孔を形成する内側面４０ａと溝部７２とによって、反応水が流通可能な流路７２ａが蓄熱材拘束カバー４０の内側に形成される（図１９（ｂ）参照）。

【0068】

次に、蒸気生成用蓄熱体５の作用について説明する。蒸気生成用蓄熱体５の孔形成部Ｐ４３の外側を流れる反応水（図２０および図２１の実線矢印Ｗ０）は、孔形成部Ｐ４３の孔４２を介して蓄熱材拘束カバー４０の内側に流入する（図２０および図２１の実線矢印Ｗ１）。蓄熱材拘束カバー４０の内側に流入した反応水は、蓄熱材７０の溝部７２と蓄熱材拘束カバー４０の内側面４０ａとによって形成されている流路７２ａを流れる（図２０の点線矢印Ｗ１２および図２１の実線矢印Ｗ１２）。流路７２ａを流れる反応水は、反応水が蓄熱材拘束カバー４０の内側に流入した位置とは反対側の位置に到達することができるため、蓄熱材７０の全体に反応水が行き渡ることとなる。これにより、蓄熱材７０では、全体において同じようなタイミングで水和反応が進行し、熱が発生する。水和反応の進行によって発生する熱は、壁部Ｐ４４を介して蓄熱材拘束カバー４０の外側に放出される（図２０および図２１の点線矢印Ｈ１）。

【0069】

以上説明した、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体５によれば、蓄熱材７０と蓄熱材拘束カバー４０の内側面４０ａとの間には、反応水を流通させる流路７２ａが溝部７２によって形成されている。これにより、反応水を蓄熱材７０に全体に行き渡らせることができるため、蓄熱材７０の水和反応を蓄熱材７０の全体で同じようなタイミングで行わせることができる。したがって、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー４０の破損を抑制することができる。

【0070】

また、本実施形態の蒸気生成用蓄熱体５によれば、蓄熱材７０の外側面７０ａには、複数の溝部７２が形成されている。複数の溝部７２は、蓄熱材７０の周方向に沿って延設され、蓄熱材７０の中心軸Ｃ７０の方向に沿って並んで配置されている。これにより、蓄熱材７０の径方向から蓄熱材７０に供給される反応水は、溝部７２を流れることで反応水が供給された側とは反対側まで供給される。したがって、反応水を蓄熱材７０の全体に行き渡らせることができるため、水和反応による蓄熱材７０の膨張が均一になり、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバー４０の破損を抑制することができる。

【0071】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0072】

［変形例１］
上述の実施形態では、溝部は、蓄熱体の周方向または軸方向に沿って延設されており、蓄熱体の軸方向または周方向に沿って複数並んで配置されるとした。しかしながら、溝部が延設される方向、および、並んで配置される方向は、これに限定されない。例えば、蓄熱材拘束カバーの内側面や蓄熱材の外側面において、螺旋状に形成されていてもよい。

【0073】

［変形例２］
上述の実施形態では、溝部は、複数配置されるとした。しかしながら、溝部の数は、１つであってもよい。

【0074】

［変形例３］
上述の実施形態で説明した「流路形成部」は、例えば、１つの蒸気生成用蓄熱体において、１つの蓄熱材拘束カバーに、第１実施形態の溝部２２と、第４実施形態の溝部６２とが形成されていてもよい。また、１つの蒸気生成用蓄熱体において、蓄熱材拘束カバーに第１実施形態の溝部２２が形成され、蓄熱材に第５実施形態の溝部７２が形成されていてもよい。これにより、蒸気生成用蓄熱体において、蓄熱材の軸方向および周方向のいずれにも反応水を行き渡らせやすくなるため、蓄熱材の膨張がさらに均一となり、不均一な膨張による蓄熱材拘束カバーの破損をさらに抑制することができる。

【0075】

［変形例４］
第１実施形態および第２実施形態では、溝部は、蓄熱材拘束カバーの内側面または蓄熱材の外側面に、蓄熱材拘束カバーまたは蓄熱材の両端まで形成されるとした。しかしながら、溝部は、両端まででなく、一部に形成されていてもよい。また、第３実施形態および第４実施形態では、溝部は、蓄熱材拘束カバーの内側面または蓄熱材の外側面に、円環状となるように形成されるとした。しかしながら、溝部は、円環状に限定されない。円弧状に形成されていてもよい。

【0076】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0077】

１，２，３，４，５…蒸気生成用蓄熱体
５ａ…接続流路
５ｂ…マニホールド
５ｃ，５ｄ…貫通孔
６…タンク
７…反応容器
８，…収容空間
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ…区画部材
１０，３０，７０，９１…蓄熱材
１０ａ，３０ａ，７０ａ…外側面
２０，４０，５０，６０，９２…蓄熱材拘束カバー
２０ａ，４０ａ，６０ａ…内側面
２１，５１，６１…貫通孔
２２，３２，６２，７２…溝部
２２ａ，３２ａ，６２ａ，７２ａ…流路
２３，４２，５２，６３，９４…孔
９０…発熱用蓄熱体
１００…化学蓄熱装置
１０１…化学蓄熱反応器
Ｐ４３，Ｐ５３，Ｐ６３…孔形成部
Ｐ４４，Ｐ５４，Ｐ６４…壁部
Ｓｐ１，Ｓｐ３１…第１の隙間
Ｓｐ２，Ｓｐ３２…第２の隙間
Ｓｐ３３…第３の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】