化学蓄熱装置
【課題】化学蓄熱材の再生が完了した反応容器に残存する顕熱を回収して、エネルギの利用率を高める。
【解決手段】反応材１６との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで反応材１６が脱離する化学蓄熱材１８を有する第１熱交換部１１及び第１反応容器１２（複数の反応容器）と、反応材１６を貯蔵し、反応容器に対して該反応材１６を供給すると共に、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６を回収する蒸発凝縮器１４と、第１熱交換部１１及び第１反応容器１２（複数の反応容器）の間での熱交換を可能にする第１熱交換部１１と、を備えている。
【解決手段】反応材１６との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで反応材１６が脱離する化学蓄熱材１８を有する第１熱交換部１１及び第１反応容器１２（複数の反応容器）と、反応材１６を貯蔵し、反応容器に対して該反応材１６を供給すると共に、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６を回収する蒸発凝縮器１４と、第１熱交換部１１及び第１反応容器１２（複数の反応容器）の間での熱交換を可能にする第１熱交換部１１と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケミカルヒートポンプ装置として、化学反応物質が密閉された反応容器と、気体及びその液体が貯蔵される貯蔵容器との間を、熱輸送媒体が封入された連通管で接続し、反応容器の水和熱の一部を貯蔵容器に供給して、該貯蔵容器内での液体の蒸発に必要な潜熱を供給する構造が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来例では、気体と反応した化学反応物質（化学蓄熱材）から該気体を離脱させて再生する際の顕熱の利用については、特に考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、化学蓄熱材の再生が完了した反応容器に残存する顕熱を回収して、エネルギの利用率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、前記複数の反応容器同士の間での熱交換を可能にする第１熱交換部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材を加熱することにより該化学蓄熱材から反応材を離脱させること、即ち化学蓄熱材の再生が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第１熱交換部を介して他の反応容器に供給することができる。これにより、該他の反応容器で化学蓄熱材の再生を行う際に該反応容器に供給するエネルギを低減できる。
【０００８】
またすべての反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際には、主に最後に再生が完了した反応容器の顕熱を、第１熱交換部を介して他の反応容器に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に備えた暖気を行うことができる。
【０００９】
このように、本発明によれば、エネルギの利用率を高めることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、を備えている。
【００１１】
請求項２に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第２熱交換部を介して蒸発凝縮器に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に、該反応材の供給源となる蒸発凝縮器を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。
【００１２】
また。ある反応容器における化学蓄熱材と反応材との化学反応が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第２熱交換部を介して蒸発凝縮器に供給することにより、他の反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に蒸発凝縮器を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。
【００１３】
従って、反応容器の顕熱を、より一層有効に利用することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１に記載の化学蓄熱装置において、各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、前記蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、を備えている。
【００１５】
請求項３に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第１熱交換部を介して他の反応容器に供給することにより、該他の反応容器で化学蓄熱材の再生を行う際に該反応容器に供給するエネルギを低減できる。
【００１６】
またすべての反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際には、主に最後に再生が完了した反応容器の顕熱を、第２熱交換部を介して蒸発凝縮器に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に、該反応材の供給源となる蒸発凝縮器を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。
【００１７】
更に、温度測定器により、蒸発凝縮器内の反応材の温度が凍結点を下回らないように制御することにより、該反応材の凍結を抑制して、該反応材と化学蓄熱材とを持続的に反応させ、熱エネルギを安定的に生じさせることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、該蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、前記蒸発凝縮器に設けられた熱回収器と、を備えている。
【００１９】
請求項４に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材と反応材とを化学反応させる際に、蒸発凝縮器内の反応材を蒸発させて反応容器に供給するが、その際の蒸発潜熱に基づく蒸発凝縮器の顕熱（冷熱）を熱回収器により回収して、他の機器の冷却に利用することができる。
【００２０】
ある反応容器における化学蓄熱材と反応材との化学反応が完了した後に、直ちに次の反応容器での化学蓄熱材と反応材との化学反応を開始するのではなく、温度測定器により、蒸発凝縮器内の反応材の温度が、他の機器の冷却に適した温度の上限（上限温度）に達するまで、熱回収器による冷熱の回収を行う。そして蒸発凝縮器内の反応材の温度が上下温度に達したところで、次の反応容器での化学蓄熱材と反応材との化学反応を開始する。このため、蒸発凝縮器からの冷熱回収量を増加させることができる。
【００２１】
また、上記のように、次の反応容器での化学反応の開始を遅らせることにより、該反応容器における過度の化学反応を抑制することができる。これによって、反応容器での化学蓄熱材の再生時に必要となる熱エネルギを抑制することができる。
【００２２】
請求項５の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する反応容器と、前記反応材を貯蔵し、該反応材を蒸発させて前記反応容器に供給する第１蒸発凝縮器と、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を凝縮させて回収する第２蒸発凝縮器と、前記第１蒸発凝縮器と前記第２蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第３熱交換部と、を備えている。
【００２３】
請求項５に記載の化学蓄熱装置では、第１蒸発凝縮器にて反応材を蒸発させて反応容器に供給する際に得られる蒸発潜熱を、第３熱交換部を介して第２蒸発凝縮器に供給して蓄熱しておくことにより、該第２蒸発凝縮器において反応材を凝縮させる際の冷熱源として利用することができる。
【００２４】
また第２蒸発凝縮器において反応材を凝縮させる際の凝縮潜熱を、第３熱交換部を介して第１蒸発凝縮器に供給して蓄熱しておくことにより、該第１蒸発凝縮器において反応材を蒸発させる際の温熱源として利用することができる。
【００２５】
このように、本発明によれば、第１蒸発凝縮器と第２蒸発凝縮器との間で、潜熱を有効利用して、エネルギの利用率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の化学蓄熱装置によれば、化学蓄熱材の再生が完了した反応容器に残存する顕熱を回収して、エネルギの利用率を高めることができる、という優れた効果が得られる。
【００２７】
請求項２に記載の化学蓄熱装置によれば、反応容器の顕熱を、より一層有効に利用することができる、という優れた効果が得られる。
【００２８】
請求項３に記載の化学蓄熱装置によれば、反応材と化学蓄熱材とを持続的に反応させ、反応容器において熱エネルギを安定的に生じさせることができる、という優れた効果が得られる。
【００２９】
請求項４に記載の化学蓄熱装置によれば、蒸発凝縮器からの冷熱回収量を増加させると共に、化学蓄熱材の再生時に必要となる熱エネルギを抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００３０】
請求項５に記載の化学蓄熱装置によれば、第１蒸発凝縮器と第２蒸発凝縮器との間で、潜熱を有効利用して、エネルギの利用率を高めることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１及び図２は、第１実施形態に係り、図１は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図２】各バルブの開閉タイミングと各再生熱源の使用タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器及び第２反応容器の温度変化を示す線図である。
【図３】図３及び図４は、第２実施形態に係り、図３は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図４】水和時における、各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器及び第２反応容器の温度変化を示す線図である。
【図５】脱水時における、各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器及び第２反応容器の温度変化を示す線図である。
【図６】第３実施形態に係る化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図７】図７及び図８は、第４実施形態に係り、図７は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図８】各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器、第２反応容器及び蒸発凝縮器の温度変化を示す線図である。
【図９】図９及び図１０は、第５実施形態に係り、図９は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図１０】各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに蒸発凝縮器における蒸発器及び凝縮器の温度変化を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
【００３３】
［第１実施形態］
図１において、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０は、例えば車両に搭載される蓄熱装置に係り、複数の反応容器の一例たる第１反応容器１２及び第２反応容器２２と、蒸発凝縮器１４と、第１熱交換部１１と、を備えている。
【００３４】
第１反応容器１２及び第２反応容器２２は、反応材１６との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで反応材１６が脱離する化学蓄熱材１８を有している。反応材１６は、例えば水（Ｈ２０）であり、化学蓄熱材１８は、例えばアルカリ土類金属の塩化物である。第１反応容器１２には、熱回収器２４と、第１再生熱源４１と、第１熱交換部１１の熱交換器２６とが設けられている。
【００３５】
熱回収器２４は、化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応により生じる熱エネルギ（顕熱）を回収して、加熱対象となる他の機器（バッテリー等）へ供給可能に構成されている。
【００３６】
第１再生熱源４１は、第１反応容器１２における化学蓄熱材１８の再生時に、該化学蓄熱材１８を加熱して反応材１６を脱離させるためのものである。第１再生熱源４１としては、電気ヒータや、外部の熱源と接続された熱交換器等が用いられる。
【００３７】
同様に、第２反応容器２２は、化学蓄熱材１８を有しており、熱回収器２４と、第２再生熱源４２と、第１熱交換部１１の熱交換器２８とが設けられている。
【００３８】
第２再生熱源４２は、第２反応容器２２における化学蓄熱材１８の再生時に、該化学蓄熱材１８を加熱して反応材１６を脱離させるためのものである。第２再生熱源４２としては、電気ヒータや、外部の熱源と接続された熱交換器等が用いられる。
【００３９】
なお、第１再生熱源４１及び第２再生熱源４２を熱回収器２４と統合し、化学蓄熱材１８の再生時に、エンジン等の熱源から熱回収器２４を介して第１反応容器１２や第２反応容器２２に熱エネルギを供給するようにしてもよい。
【００４０】
蒸発凝縮器１４は、反応材１６を貯蔵し、第１反応容器１２及び第２反応容器２２に対して該反応材１６を供給すると共に、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６を回収するように構成されている。この蒸発凝縮器１４は、バルブ５１を有する連通管３２により第１反応容器１２と接続され、またバルブ５２を有する連通管３４により第２反応容器２２と接続されている。また蒸発凝縮器１４には、該蒸発凝縮器１４で生じた潜熱を外部機器との間で輸送するための熱回収器３６が設けられている。なお、この熱回収器３６を用いない構成としてもよい。
【００４１】
第１熱交換部１１は、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換を可能にする熱交換手段である。この第１熱交換部１１は、例えば、熱交換器２６，２８と、バルブ４４と、ポンプ４６と、熱媒体５４を貯蔵する熱媒体容器４８とを、配管３８により直列に接続することにより構成されている。熱媒体５４は、例えばクーラント液であり、ポンプ４６により配管３８を通じて、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間を循環可能に構成されている。
【００４２】
なお、第１熱交換部１１の構成はこれに限られず、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が可能であればよい。
【００４３】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際の作用について説明する。
【００４４】
図１において、第１熱交換部１１のバルブ４４と、第２反応容器２２側の連通管３４のバルブ５２を閉じた状態で、第１反応容器１２側の連通管３２のバルブ５１を開くと、蒸発凝縮器１４で発生した反応材１６の蒸気（水蒸気）が、該連通管３２を通じて第１反応容器１２内へ移動する。この反応材１６と化学蓄熱材１８とが化学反応（水和反応）することにより、熱エネルギ（顕熱）が生じるので、該熱エネルギを熱回収器２４により回収して、他の機器（バッテリー等）へ供給し、該機器の暖機等を行うことができる。
【００４５】
第２反応容器２２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際の作用も同様である。
【００４６】
次に、第１反応容器１２において反応材１６と結合した化学蓄熱材１８から該反応材１６を脱離（脱水）させて、化学蓄熱材１８を再生する際の作用について説明する。図２の時間と各反応容器の温度との関係を示す線図（以下、単に「線図」という。）において、ＴＲ，ＴＳ，Ｔ１，Ｔ２は、夫々次の温度を意味している。
【００４７】
ＴＲ：化学蓄熱材１８から反応材１６が脱離し始める温度
ＴＳ：外気温
Ｔ１：第１反応容器１２の温度
Ｔ２：第２反応容器２２の温度
【００４８】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）は、図２のタイミングチャートに沿って行われる。初めに、バルブ５２，４４を閉じ、第２再生熱源４２を非作動としておき、バルブ５１を開くと共に第１再生熱源４１を作動させると、該第１再生熱源４１により第１反応容器１２内が加熱され、図２の線図に示されるように、温度Ｔ１が上昇する。この温度Ｔ１が温度ＴＲ以上になると、化学蓄熱材１８と結合していた反応材１６が、該化学蓄熱材１８から脱離し始める。温度Ｔ１を温度ＴＲ以上に維持することにより、反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図２の線図の区間Ａ）。このとき、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６は、連通管３２を通じて蒸発凝縮器１４に戻り、該蒸発凝縮器１４において凝縮されて貯蔵される（図１）。
【００４９】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）が完了した際には、第１再生熱源４１の作動を停止させ、バルブ５１を閉じる。またこれと同時に、バルブ５２，４４を開く。これによって、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が始まる。具体的には、第１反応容器１２に残存する顕熱が、第１熱交換部１１を介して他の反応容器、即ち第２反応容器２２に供給される。これにより、温度Ｔ１が低下し始め、温度ＴＳ付近にあった温度Ｔ２が上昇し始める。この熱交換は、温度Ｔ１，Ｔ２が等しくなるまで継続する（図２の線図の区間Ｂ）。
【００５０】
温度Ｔ１，Ｔ２が等しくなると、熱交換が行われなくなるので、バルブ４４を閉じ、第２再生熱源４２を作動させる。すると、第２再生熱源４２により第２反応容器２２内が加熱されるため、図２の線図に示されるように、温度Ｔ２が更に上昇して行く。一方、温度Ｔ１は徐々に低下して行く。
【００５１】
このように、温度Ｔ１，Ｔ２が等しくなるまで、第２再生熱源４２を作動させないことにより、第２反応容器２２で化学蓄熱材１８の再生を行う際に該第２反応容器２２に供給するエネルギを低減できる。
【００５２】
温度Ｔ２が温度ＴＲ以上になると、化学蓄熱材１８と結合していた反応材１６が、該化学蓄熱材１８から脱離し始める。温度Ｔ２を温度ＴＲ以上に維持することにより、反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図２の線図の区間Ｃ）。このとき、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６は、連通管３４を通じて蒸発凝縮器１４に戻り、該蒸発凝縮器１４において凝縮されて貯蔵される（図１）。
【００５３】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）が完了した際には、第２再生熱源４２の作動を停止させ、バルブ５２を閉じる。またこれと同時にバルブ４４を開く。これによって、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が始まる。具体的には、第２反応容器２２に残存する顕熱が、第１熱交換部１１を介して第１反応容器１２に供給される。これにより、温度Ｔ２が低下し始め、温度Ｔ１が上昇し始める（図２の線図の区間Ｄ）。
【００５４】
即ち、すべての反応容器において化学蓄熱材１８の再生が完了した際には、主に最後に再生が完了した反応容器（第２反応容器２２）の顕熱を、第１熱交換部１１を介して他の反応容器（第１反応容器１２）に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材１８に反応材１６を反応させる際に備えた暖気を行うことができる。
【００５５】
このように、本実施形態によれば、エネルギの利用率を高めることができる。
【００５６】
［第２実施形態］
図３において、本実施形態に係る化学蓄熱装置２０は、第１実施形態における第１熱交換部１１を、第２熱交換部２１に置き換えて構成されている。第２熱交換部２１は、第１反応容器１２と蒸発凝縮器１４との間、及び第２反応容器２２と蒸発凝縮器１４との間での熱交換を夫々可能にする熱交換手段である。
【００５７】
この第２熱交換部２１は、第１反応容器１２側においては、例えば、熱交換器２６，５６と、バルブ４３と、ポンプ４６と、熱媒体容器４８とを、配管３７により直列に接続することにより構成されている。熱媒体５４は、ポンプ４６により配管３７内を循環可能に構成されている。
【００５８】
また第２熱交換部２１は、第２反応容器２２側においては、例えば、熱交換器２８，５８と、バルブ４５と、ポンプ４７と、熱媒体容器４８とを、配管３９により直列に接続することにより構成されている。熱媒体５４は、ポンプ４７により配管３９内を循環可能に構成されている。第２反応容器２２側において、熱媒体５４は、ポンプ４６により配管３９内を循環可能に構成されている。
【００５９】
第２熱交換部２１において、熱交換器５６，５８は蒸発凝縮器１４内に配設されている。
【００６０】
なお、第２熱交換部２１の構成はこれに限られず、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が可能であればよい。
【００６１】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６２】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず、第１反応容器１２及び第２反応容器２２において、化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際の作用について説明する。図４の線図において、温度ＴＥは、他の機器の暖機のための温熱源として使用できる温度の下限を意味している。
【００６３】
化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応（水和反応）は、図４のタイミングチャートに沿って行われる。初めに、バルブ５２を閉じると共に、第２熱交換部２１のバルブ４３，４５を閉じておき、連通管３２のバルブ５１を開くと、蒸発凝縮器１４で発生した反応材１６の蒸気（水蒸気）が、該連通管３２を通じて第１反応容器１２内へ移動する。この反応材１６と化学蓄熱材１８とが化学反応（水和反応）することにより熱エネルギ（顕熱）が生じ、第１反応容器１２の温度Ｔ１が上昇する。この顕熱を熱回収器２４により回収して他の機器（バッテリー等）へ供給し、該機器の暖機等を行うことができる。この水和反応は、化学蓄熱材１８に反応材１６が結合できなくなるまで持続する（図４の線図の区間Ｅ）。
【００６４】
水和反応が完了したタイミングでバルブ５１を閉じるが、熱回収器２４による第１反応容器１２の顕熱の回収は続いているため、温度Ｔ１は低下し始める。この温度Ｔ１が温度ＴＥに近づいたタイミングで、連通管３４のバルブ５２を開く。すると、蒸発凝縮器１４で発生した反応材１６の蒸気（水蒸気）が、該連通管３４を通じて第２反応容器２２内へ移動する。この反応材１６と化学蓄熱材１８とが化学反応（水和反応）することにより熱エネルギ（顕熱）が生じ、第２反応容器２２の温度Ｔ２が上昇する。第２反応容器２２での水和反応は、化学蓄熱材１８に反応材１６が結合できなくなるまで持続する（図４の線図の区間Ｇ）。
【００６５】
区間Ｇにおいて、第１反応容器１２の温度Ｔ１が温度ＴＥまで低下したタイミングで、第２熱交換部２１の第１反応容器１２側のバルブ４３を開く。すると、温度ＴＥを下回った第１反応容器１２の顕熱が、第２熱交換部２１を介して蒸発凝縮器１４に供給される。これにより、該蒸発凝縮器１４での反応材１６の蒸発潜熱を補い、該蒸発を促すことができる。
【００６６】
即ち、図４の線図の区間Ｆにおいては、水和完了後第１反応容器１２に残存する温度ＴＥ以上の顕熱を、熱回収器２４により回収して利用することができ、また、図４の線図の区間Ｇにおいては、更に第１反応容器１２に残存する温度ＴＥ未満の顕熱を、蒸発凝縮器１４の熱源として使用することができる。
【００６７】
第２反応容器２２での水和反応が完了したタイミングでバルブ５２，４３を閉じるが、熱回収器２４による第２反応容器２２の顕熱の回収は続いているため、温度Ｔ２は低下し始める。この温度Ｔ２が温度ＴＥに達するまで、水和反応完了後第２反応容器２２に残存する顕熱を熱回収器２４により回収することができる（図４の線図の区間Ｊ）。
【００６８】
次に、水和反応が完了した化学蓄熱材１８を再生する際の作用について説明する。再生時の基本的な作用は、第１実施形態と同様であるので、異なる部分について説明する。図５の線図において、ＴＢは、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度を示している。
【００６９】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）の際の各バルブの動作は、図５のタイミングチャートに沿って行われる。初めに、バルブ５２，４３を閉じ、バルブ５１を開いて第１反応容器１２での化学蓄熱材１８の再生（脱水）を行う。反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図５の線図の区間Ａ）。
【００７０】
第１反応容器１２での化学蓄熱材１８の再生（脱水）が完了した際には、バルブ５１を閉じると共に、バルブ５２を開く。これにより、第２反応容器２２での化学蓄熱材１８の再生（脱水）を行う。反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図５の線図の区間Ｃ）。
【００７１】
なお、第１反応容器１２と第２反応容器２２の再生タイミングは、同時であってもよい。
【００７２】
すべての反応容器（第１反応容器１２及び第２反応容器２２）において化学蓄熱材１８の再生が完了したタイミングで、バルブ５２を閉じ、バルブ４３，４５を開く。これにより、第１反応容器１２及び第２反応容器２２に残存する顕熱を、第２熱交換部２１を介して蒸発凝縮器１４に供給することができる。これにより、図５の線図に示されるように、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが、第１反応容器１２の温度Ｔ１及び第２反応容器２２の温度Ｔ２と一致するまで上昇して行く。即ち、次回各反応容器において化学蓄熱材１８に反応材１６を反応させる際に、該反応材１６の供給源となる蒸発凝縮器１４を加熱するための熱源として、再生完了後の第１反応容器１２及び第２反応容器２２の顕熱を利用することができる。
【００７３】
従って、本実施形態では、第１熱交換部１１及び第２反応容器２２の顕熱を、より一層有効に利用することができる。
【００７４】
［第３実施形態］
図６において、本実施形態に係る化学蓄熱装置３０は、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせると共に、蒸発凝縮器１４に設けられた温度測定器６２を有して構成されている。
【００７５】
温度測定器６２は、蒸発凝縮器１４に貯蔵された反応材１６の温度を検知可能に構成されており、反応材１６の温度が凍結点を下回らないようにするために用いられる。
【００７６】
配管３７，３９には、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間で熱媒体５４を循環させるためのバイパス管６４が設けられている。このバイパス管６４は、熱交換器２６とバルブ４３との間の部分と、熱交換器２８とバルブ４５との間とに接続されている。バルブ４３，４５を閉じ、バルブ４４を開くことにより、第１実施形態の第１熱交換部１１のように、熱媒体５４を、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間で熱交換を行うことが可能となっている。またバルブ４４を閉じることにより、第２実施形態の第２熱交換部２１のように、第１反応容器１２及び第２反応容器２２と蒸発凝縮器１４との間で熱交換を行うことが可能となっている。
【００７７】
他の部分については、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図６において、本実施形態に係る化学蓄熱装置３０では、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８の再生が完了した際に、バルブ４３，４５を閉じ、バルブ４４を開くことにより、熱媒体５４を、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間で循環させることができる。これにより、第１反応容器１２に残存する顕熱を、第１熱交換部１１を介して第２反応容器２２に供給して、該第２反応容器２２で化学蓄熱材１８の再生を行う際に該第２反応容器２２に供給するエネルギを低減できる。
【００７９】
またすべての反応容器（第１反応容器１２及び第２反応容器２２）において化学蓄熱材１８の再生が完了した際には、バルブ４４を閉じ、バルブ４３，４５を開くことにより、最後に再生が完了した反応容器、例えば主に第２反応容器２２の顕熱を、第２熱交換部２１を介して蒸発凝縮器１４に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材１８に反応材１６を反応させる際に、該反応材１６の供給源となる蒸発凝縮器１４を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。従って、高温から低温まですべての顕熱を利用可能となる。
【００８０】
更に、温度測定器６２により、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度が凍結点を下回らないように制御する。具体的には、反応材１６の温度が凍結点付近になった場合、バルブ５１，５２の一方又は双方を閉じて、第１反応容器１２や第２反応容器２２での水和反応を停止させると共に、バルブ４３，４５を開いて、第１反応容器１２や第２反応容器２２の顕熱で蒸発凝縮器１４を加熱する。これにより、反応材１６の凍結を抑制して、該反応材１６と化学蓄熱材１８とを持続的に反応させ、熱エネルギを安定的に生じさせることができる。
【００８１】
なお、蒸発凝縮器１４を加熱する手段は第２熱交換部２１には限られず、熱回収器３６に接続される熱源（図示せず）や電気ヒータ等の熱源（図示せず）を用いてもよい。
【００８２】
［第４実施形態］
図７において、本実施形態に係る化学蓄熱装置４０は、第１反応容器１２及び第２反応容器２２と、蒸発凝縮器１４と、温度測定器６２と、熱回収器３６とを有して構成されている。
【００８３】
他の部分については、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８４】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図７において、本実施形態に係る化学蓄熱装置４０では、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際に、蒸発凝縮器１４内の反応材１６を蒸発させて該第１反応容器１２に供給するが、その際の蒸発潜熱に基づく蒸発凝縮器１４の顕熱（冷熱）を熱回収器３６により回収して、他の機器の冷却に利用することができる。
【００８５】
化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応（水和反応）は、図８のタイミングチャートに沿って行われる。バルブ５１，５２の開閉タイミングと、第１反応容器１２の温度Ｔ１と第２反応容器２２の温度Ｔ２の変化の関係は、第２実施形態（図４）と概ね同様である。図８の線図において、温度ＴＬは、他の機器の冷却のための冷熱源として使用できる温度の上限を意味している。
【００８６】
本実施形態では、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させている間、及び水和反応が完了してバルブ５１を閉じた後、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが温度ＴＬ未満であるときは、熱回収器３６により、蒸発凝縮器１４の顕熱（反応材１６の蒸発潜熱）を回収して、他の機器の冷却に利用することができる。
【００８７】
即ち、第１反応容器１２における化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応（水和反応）が完了した後に、直ちに第２反応容器２２での化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応を開始するのではなく、温度測定器６２により、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度が、他の機器の冷却に適した温度の上限（上限温度ＴＬ）に達するまで、熱回収器３６による冷熱の回収を行う。
【００８８】
そして、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが温度ＴＬに達したときに、バルブ５２を開いて、第２反応容器２２における化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）を開始する。これにより、再び蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが低下するので、再び熱回収器３６により蒸発凝縮器１４の顕熱（反応材１６の蒸発潜熱）を回収して、他の機器の冷却に利用することができる。このため、蒸発凝縮器１４からの冷熱回収量を増加させることができる。
【００８９】
また、上記のように、第２反応容器２２での化学反応の開始を遅らせることにより、該第２反応容器２２における過度の化学反応を抑制することができる。またこれによって、第２反応容器２２での化学蓄熱材１８の再生時に必要となる熱エネルギを抑制することができる。
【００９０】
［第５実施形態］
図９において、本実施形態に係る化学蓄熱装置５０は、１つの反応容器７０と、第１蒸発凝縮器７１と、第２蒸発凝縮器７２と、第３熱交換部３１とを備えている。
【００９１】
反応容器７０は、反応材１６との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで反応材１６が脱離する化学蓄熱材１８を有している。この反応容器７０には、熱回収器２４と、第１再生熱源４１が設けられている。
【００９２】
第１蒸発凝縮器７１は、反応材１６を貯蔵し、該反応材１６を蒸発させて反応容器７０に供給する蒸発器である。第２蒸発凝縮器７２は、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６を凝縮させて回収する凝縮器である。反応容器７０と、第１蒸発凝縮器７１及び第２蒸発凝縮器７２は、二股状の連通管８４を介して接続されている。連通管８４の第１蒸発凝縮器７１側にはバルブ８１が設けられ、第２蒸発凝縮器７２側にはバルブ８２が設けられている。なお、バルブ８１，８２の代わりに、連通管８４の二股部分に三方弁を設けてもよい。
【００９３】
第３熱交換部３１は、第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間での熱交換を可能にする熱交換手段である。この第３熱交換部３１は、例えば、熱交換器７６，７８と、バルブ７４と、ポンプ８０とを、配管８６により直列に接続することにより構成されている。そして、熱媒体（図示せず）が、ポンプ８０により、配管８６を通じて第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間を循環するようになっている。
【００９４】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１０の線図において、ＴＳ，ＴＥ，ＴＣは、夫々次の温度を意味している。
【００９６】
ＴＳ：外気温
ＴＥ：第１蒸発凝縮器７１の温度
ＴＣ：第２蒸発凝縮器７２の温度
【００９７】
図９，図１０において、本実施形態に係る化学蓄熱装置５０では、反応容器７０において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際に、連通管８４のバルブ８２を閉じた状態で、連通管８４のバルブ８１と、第３熱交換部３１のバルブ７４を開く。これによって、第１蒸発凝縮器７１にて反応材１６を蒸発させて反応容器７０に供給することができる。
【００９８】
このとき、第１蒸発凝縮器７１では、反応材１６の蒸発により蒸発潜熱が生じる。この蒸発潜熱は、第３熱交換部３１を介して第２蒸発凝縮器７２に供給して蓄熱される。換言すれば、図１０の線図に示されるように、蒸発潜熱により第１蒸発凝縮器７１内の反応材１６の温度が低下すると、第３熱交換部３１を介して第２蒸発凝縮器７２の熱が奪われ、該第２蒸発凝縮器７２内の反応材１６の温度も低下する。これにより、第１蒸発凝縮器７１で生じた蒸発潜熱を第２蒸発凝縮器７２に蓄熱することができる。
【００９９】
反応容器７０での水和反応は、化学蓄熱材１８に反応材１６が結合できなくなるまで持続する（図１０の線図の区間Ｋ）。水和反応が完了したタイミングでバルブ８１を閉じるが、第３熱交換部３１による熱交換は継続しているため、第１蒸発凝縮器７１内の反応材１６と、第２蒸発凝縮器７２内の反応材１６の温度が、点ｐ１において等しくなる。ここで第３熱交換部３１のバルブ７４を閉じ、熱交換を一時停止する。
【０１００】
次に、水和反応が完了した化学蓄熱材１８を再生する際には、再び第３熱交換部３１のバルブ７４を開くと共に、連通管８４のバルブ８２を開く。すると、反応容器７０内の化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６が、連通管８４を通じて第２蒸発凝縮器７２に戻り、該第２蒸発凝縮器７２において凝縮されて貯蔵される。この際、第２蒸発凝縮器７２には凝縮潜熱が生じるが、その冷熱源として、上記した水和反応時に第２蒸発凝縮器７２に蓄熱された蒸発潜熱を利用することができる。
【０１０１】
換言すれば、図１０の線図において、化学蓄熱材１８の再生開始時である点ｐ２において、第２蒸発凝縮器７２の温度ＴＣは、外気温ＴＳよりも低くなっているので、その分凝縮潜熱による第２蒸発凝縮器７２の温度上昇を抑制することができる。
【０１０２】
化学蓄熱材１８からの脱水は、反応材１６が該化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、継続する（図１０の線図の区間Ｌ）。化学蓄熱材１８の再生が完了した際にバルブ８２を閉じるが、第３熱交換部３１による熱交換は継続しているため、第１蒸発凝縮器７１内の反応材１６と、第２蒸発凝縮器７２内の反応材１６の温度が、点ｐ３において等しくなる。換言すれば、第２蒸発凝縮器７２で生じた凝縮潜熱が、第３熱交換部３１を介して第１蒸発凝縮器７１に蓄熱される。ここで第３熱交換部３１のバルブ７４を閉じ、熱交換を一時停止する。
【０１０３】
熱需要が生じた際には、再度連通管８４のバルブ８１を開き、反応容器７０において化学蓄熱材１８と反応材１６とを再度化学反応（水和反応）させる（区間Ｍ）。このとき、第１蒸発凝縮器７１には、反応材１６の蒸発潜熱が生じるが、その温熱源として、上記した脱水時に第１蒸発凝縮器７１に蓄熱された凝縮潜熱を利用することができる。
【０１０４】
換言すれば、図１０の線図において、化学蓄熱材１８の水和開始時である点ｐ４において、第１蒸発凝縮器７１の温度ＴＥは、外気温ＴＳよりも高くなっているので、その分蒸発潜熱による第１蒸発凝縮器７１の温度低下を抑制することができる。
【０１０５】
このように、本実施形態によれば、第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間で、潜熱を有効利用して、エネルギの利用率を高めることができる。
【０１０６】
なお、第３熱交換部３１の構成はこれに限られず、第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間での熱交換が可能であればよい。
【０１０７】
［他の実施形態］
複数の反応容器として、第１反応容器１２及び第２反応容器２２を挙げたが、反応容器は３個以上であってもよい。
【０１０８】
また上記実施形態は、適宜組み合わせて用いることが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 化学蓄熱装置
１１ 第１熱交換部
１２ 第１反応容器
１４ 蒸発凝縮器
１６ 反応材
１８ 化学蓄熱材
２０ 化学蓄熱装置
２１ 第２熱交換部
２２ 第２反応容器
３０ 化学蓄熱装置
３１ 第３熱交換部
３６ 熱回収器
４０ 化学蓄熱装置
５０ 化学蓄熱装置
６２ 温度測定器
７０ 反応容器
７１ 第１蒸発凝縮器
７２ 第２蒸発凝縮器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケミカルヒートポンプ装置として、化学反応物質が密閉された反応容器と、気体及びその液体が貯蔵される貯蔵容器との間を、熱輸送媒体が封入された連通管で接続し、反応容器の水和熱の一部を貯蔵容器に供給して、該貯蔵容器内での液体の蒸発に必要な潜熱を供給する構造が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来例では、気体と反応した化学反応物質（化学蓄熱材）から該気体を離脱させて再生する際の顕熱の利用については、特に考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、化学蓄熱材の再生が完了した反応容器に残存する顕熱を回収して、エネルギの利用率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、前記複数の反応容器同士の間での熱交換を可能にする第１熱交換部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材を加熱することにより該化学蓄熱材から反応材を離脱させること、即ち化学蓄熱材の再生が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第１熱交換部を介して他の反応容器に供給することができる。これにより、該他の反応容器で化学蓄熱材の再生を行う際に該反応容器に供給するエネルギを低減できる。
【０００８】
またすべての反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際には、主に最後に再生が完了した反応容器の顕熱を、第１熱交換部を介して他の反応容器に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に備えた暖気を行うことができる。
【０００９】
このように、本発明によれば、エネルギの利用率を高めることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、を備えている。
【００１１】
請求項２に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第２熱交換部を介して蒸発凝縮器に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に、該反応材の供給源となる蒸発凝縮器を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。
【００１２】
また。ある反応容器における化学蓄熱材と反応材との化学反応が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第２熱交換部を介して蒸発凝縮器に供給することにより、他の反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に蒸発凝縮器を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。
【００１３】
従って、反応容器の顕熱を、より一層有効に利用することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１に記載の化学蓄熱装置において、各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、前記蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、を備えている。
【００１５】
請求項３に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際に、該反応容器に残存する顕熱を、第１熱交換部を介して他の反応容器に供給することにより、該他の反応容器で化学蓄熱材の再生を行う際に該反応容器に供給するエネルギを低減できる。
【００１６】
またすべての反応容器において化学蓄熱材の再生が完了した際には、主に最後に再生が完了した反応容器の顕熱を、第２熱交換部を介して蒸発凝縮器に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材に反応材を反応させる際に、該反応材の供給源となる蒸発凝縮器を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。
【００１７】
更に、温度測定器により、蒸発凝縮器内の反応材の温度が凍結点を下回らないように制御することにより、該反応材の凍結を抑制して、該反応材と化学蓄熱材とを持続的に反応させ、熱エネルギを安定的に生じさせることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、該蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、前記蒸発凝縮器に設けられた熱回収器と、を備えている。
【００１９】
請求項４に記載の化学蓄熱装置では、ある反応容器において化学蓄熱材と反応材とを化学反応させる際に、蒸発凝縮器内の反応材を蒸発させて反応容器に供給するが、その際の蒸発潜熱に基づく蒸発凝縮器の顕熱（冷熱）を熱回収器により回収して、他の機器の冷却に利用することができる。
【００２０】
ある反応容器における化学蓄熱材と反応材との化学反応が完了した後に、直ちに次の反応容器での化学蓄熱材と反応材との化学反応を開始するのではなく、温度測定器により、蒸発凝縮器内の反応材の温度が、他の機器の冷却に適した温度の上限（上限温度）に達するまで、熱回収器による冷熱の回収を行う。そして蒸発凝縮器内の反応材の温度が上下温度に達したところで、次の反応容器での化学蓄熱材と反応材との化学反応を開始する。このため、蒸発凝縮器からの冷熱回収量を増加させることができる。
【００２１】
また、上記のように、次の反応容器での化学反応の開始を遅らせることにより、該反応容器における過度の化学反応を抑制することができる。これによって、反応容器での化学蓄熱材の再生時に必要となる熱エネルギを抑制することができる。
【００２２】
請求項５の発明は、反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する反応容器と、前記反応材を貯蔵し、該反応材を蒸発させて前記反応容器に供給する第１蒸発凝縮器と、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を凝縮させて回収する第２蒸発凝縮器と、前記第１蒸発凝縮器と前記第２蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第３熱交換部と、を備えている。
【００２３】
請求項５に記載の化学蓄熱装置では、第１蒸発凝縮器にて反応材を蒸発させて反応容器に供給する際に得られる蒸発潜熱を、第３熱交換部を介して第２蒸発凝縮器に供給して蓄熱しておくことにより、該第２蒸発凝縮器において反応材を凝縮させる際の冷熱源として利用することができる。
【００２４】
また第２蒸発凝縮器において反応材を凝縮させる際の凝縮潜熱を、第３熱交換部を介して第１蒸発凝縮器に供給して蓄熱しておくことにより、該第１蒸発凝縮器において反応材を蒸発させる際の温熱源として利用することができる。
【００２５】
このように、本発明によれば、第１蒸発凝縮器と第２蒸発凝縮器との間で、潜熱を有効利用して、エネルギの利用率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の化学蓄熱装置によれば、化学蓄熱材の再生が完了した反応容器に残存する顕熱を回収して、エネルギの利用率を高めることができる、という優れた効果が得られる。
【００２７】
請求項２に記載の化学蓄熱装置によれば、反応容器の顕熱を、より一層有効に利用することができる、という優れた効果が得られる。
【００２８】
請求項３に記載の化学蓄熱装置によれば、反応材と化学蓄熱材とを持続的に反応させ、反応容器において熱エネルギを安定的に生じさせることができる、という優れた効果が得られる。
【００２９】
請求項４に記載の化学蓄熱装置によれば、蒸発凝縮器からの冷熱回収量を増加させると共に、化学蓄熱材の再生時に必要となる熱エネルギを抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００３０】
請求項５に記載の化学蓄熱装置によれば、第１蒸発凝縮器と第２蒸発凝縮器との間で、潜熱を有効利用して、エネルギの利用率を高めることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１及び図２は、第１実施形態に係り、図１は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図２】各バルブの開閉タイミングと各再生熱源の使用タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器及び第２反応容器の温度変化を示す線図である。
【図３】図３及び図４は、第２実施形態に係り、図３は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図４】水和時における、各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器及び第２反応容器の温度変化を示す線図である。
【図５】脱水時における、各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器及び第２反応容器の温度変化を示す線図である。
【図６】第３実施形態に係る化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図７】図７及び図８は、第４実施形態に係り、図７は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図８】各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに第１反応容器、第２反応容器及び蒸発凝縮器の温度変化を示す線図である。
【図９】図９及び図１０は、第５実施形態に係り、図９は化学蓄熱装置を示す模式図である。
【図１０】各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャート図、並びに蒸発凝縮器における蒸発器及び凝縮器の温度変化を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
【００３３】
［第１実施形態］
図１において、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０は、例えば車両に搭載される蓄熱装置に係り、複数の反応容器の一例たる第１反応容器１２及び第２反応容器２２と、蒸発凝縮器１４と、第１熱交換部１１と、を備えている。
【００３４】
第１反応容器１２及び第２反応容器２２は、反応材１６との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで反応材１６が脱離する化学蓄熱材１８を有している。反応材１６は、例えば水（Ｈ２０）であり、化学蓄熱材１８は、例えばアルカリ土類金属の塩化物である。第１反応容器１２には、熱回収器２４と、第１再生熱源４１と、第１熱交換部１１の熱交換器２６とが設けられている。
【００３５】
熱回収器２４は、化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応により生じる熱エネルギ（顕熱）を回収して、加熱対象となる他の機器（バッテリー等）へ供給可能に構成されている。
【００３６】
第１再生熱源４１は、第１反応容器１２における化学蓄熱材１８の再生時に、該化学蓄熱材１８を加熱して反応材１６を脱離させるためのものである。第１再生熱源４１としては、電気ヒータや、外部の熱源と接続された熱交換器等が用いられる。
【００３７】
同様に、第２反応容器２２は、化学蓄熱材１８を有しており、熱回収器２４と、第２再生熱源４２と、第１熱交換部１１の熱交換器２８とが設けられている。
【００３８】
第２再生熱源４２は、第２反応容器２２における化学蓄熱材１８の再生時に、該化学蓄熱材１８を加熱して反応材１６を脱離させるためのものである。第２再生熱源４２としては、電気ヒータや、外部の熱源と接続された熱交換器等が用いられる。
【００３９】
なお、第１再生熱源４１及び第２再生熱源４２を熱回収器２４と統合し、化学蓄熱材１８の再生時に、エンジン等の熱源から熱回収器２４を介して第１反応容器１２や第２反応容器２２に熱エネルギを供給するようにしてもよい。
【００４０】
蒸発凝縮器１４は、反応材１６を貯蔵し、第１反応容器１２及び第２反応容器２２に対して該反応材１６を供給すると共に、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６を回収するように構成されている。この蒸発凝縮器１４は、バルブ５１を有する連通管３２により第１反応容器１２と接続され、またバルブ５２を有する連通管３４により第２反応容器２２と接続されている。また蒸発凝縮器１４には、該蒸発凝縮器１４で生じた潜熱を外部機器との間で輸送するための熱回収器３６が設けられている。なお、この熱回収器３６を用いない構成としてもよい。
【００４１】
第１熱交換部１１は、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換を可能にする熱交換手段である。この第１熱交換部１１は、例えば、熱交換器２６，２８と、バルブ４４と、ポンプ４６と、熱媒体５４を貯蔵する熱媒体容器４８とを、配管３８により直列に接続することにより構成されている。熱媒体５４は、例えばクーラント液であり、ポンプ４６により配管３８を通じて、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間を循環可能に構成されている。
【００４２】
なお、第１熱交換部１１の構成はこれに限られず、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が可能であればよい。
【００４３】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際の作用について説明する。
【００４４】
図１において、第１熱交換部１１のバルブ４４と、第２反応容器２２側の連通管３４のバルブ５２を閉じた状態で、第１反応容器１２側の連通管３２のバルブ５１を開くと、蒸発凝縮器１４で発生した反応材１６の蒸気（水蒸気）が、該連通管３２を通じて第１反応容器１２内へ移動する。この反応材１６と化学蓄熱材１８とが化学反応（水和反応）することにより、熱エネルギ（顕熱）が生じるので、該熱エネルギを熱回収器２４により回収して、他の機器（バッテリー等）へ供給し、該機器の暖機等を行うことができる。
【００４５】
第２反応容器２２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際の作用も同様である。
【００４６】
次に、第１反応容器１２において反応材１６と結合した化学蓄熱材１８から該反応材１６を脱離（脱水）させて、化学蓄熱材１８を再生する際の作用について説明する。図２の時間と各反応容器の温度との関係を示す線図（以下、単に「線図」という。）において、ＴＲ，ＴＳ，Ｔ１，Ｔ２は、夫々次の温度を意味している。
【００４７】
ＴＲ：化学蓄熱材１８から反応材１６が脱離し始める温度
ＴＳ：外気温
Ｔ１：第１反応容器１２の温度
Ｔ２：第２反応容器２２の温度
【００４８】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）は、図２のタイミングチャートに沿って行われる。初めに、バルブ５２，４４を閉じ、第２再生熱源４２を非作動としておき、バルブ５１を開くと共に第１再生熱源４１を作動させると、該第１再生熱源４１により第１反応容器１２内が加熱され、図２の線図に示されるように、温度Ｔ１が上昇する。この温度Ｔ１が温度ＴＲ以上になると、化学蓄熱材１８と結合していた反応材１６が、該化学蓄熱材１８から脱離し始める。温度Ｔ１を温度ＴＲ以上に維持することにより、反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図２の線図の区間Ａ）。このとき、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６は、連通管３２を通じて蒸発凝縮器１４に戻り、該蒸発凝縮器１４において凝縮されて貯蔵される（図１）。
【００４９】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）が完了した際には、第１再生熱源４１の作動を停止させ、バルブ５１を閉じる。またこれと同時に、バルブ５２，４４を開く。これによって、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が始まる。具体的には、第１反応容器１２に残存する顕熱が、第１熱交換部１１を介して他の反応容器、即ち第２反応容器２２に供給される。これにより、温度Ｔ１が低下し始め、温度ＴＳ付近にあった温度Ｔ２が上昇し始める。この熱交換は、温度Ｔ１，Ｔ２が等しくなるまで継続する（図２の線図の区間Ｂ）。
【００５０】
温度Ｔ１，Ｔ２が等しくなると、熱交換が行われなくなるので、バルブ４４を閉じ、第２再生熱源４２を作動させる。すると、第２再生熱源４２により第２反応容器２２内が加熱されるため、図２の線図に示されるように、温度Ｔ２が更に上昇して行く。一方、温度Ｔ１は徐々に低下して行く。
【００５１】
このように、温度Ｔ１，Ｔ２が等しくなるまで、第２再生熱源４２を作動させないことにより、第２反応容器２２で化学蓄熱材１８の再生を行う際に該第２反応容器２２に供給するエネルギを低減できる。
【００５２】
温度Ｔ２が温度ＴＲ以上になると、化学蓄熱材１８と結合していた反応材１６が、該化学蓄熱材１８から脱離し始める。温度Ｔ２を温度ＴＲ以上に維持することにより、反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図２の線図の区間Ｃ）。このとき、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６は、連通管３４を通じて蒸発凝縮器１４に戻り、該蒸発凝縮器１４において凝縮されて貯蔵される（図１）。
【００５３】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）が完了した際には、第２再生熱源４２の作動を停止させ、バルブ５２を閉じる。またこれと同時にバルブ４４を開く。これによって、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が始まる。具体的には、第２反応容器２２に残存する顕熱が、第１熱交換部１１を介して第１反応容器１２に供給される。これにより、温度Ｔ２が低下し始め、温度Ｔ１が上昇し始める（図２の線図の区間Ｄ）。
【００５４】
即ち、すべての反応容器において化学蓄熱材１８の再生が完了した際には、主に最後に再生が完了した反応容器（第２反応容器２２）の顕熱を、第１熱交換部１１を介して他の反応容器（第１反応容器１２）に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材１８に反応材１６を反応させる際に備えた暖気を行うことができる。
【００５５】
このように、本実施形態によれば、エネルギの利用率を高めることができる。
【００５６】
［第２実施形態］
図３において、本実施形態に係る化学蓄熱装置２０は、第１実施形態における第１熱交換部１１を、第２熱交換部２１に置き換えて構成されている。第２熱交換部２１は、第１反応容器１２と蒸発凝縮器１４との間、及び第２反応容器２２と蒸発凝縮器１４との間での熱交換を夫々可能にする熱交換手段である。
【００５７】
この第２熱交換部２１は、第１反応容器１２側においては、例えば、熱交換器２６，５６と、バルブ４３と、ポンプ４６と、熱媒体容器４８とを、配管３７により直列に接続することにより構成されている。熱媒体５４は、ポンプ４６により配管３７内を循環可能に構成されている。
【００５８】
また第２熱交換部２１は、第２反応容器２２側においては、例えば、熱交換器２８，５８と、バルブ４５と、ポンプ４７と、熱媒体容器４８とを、配管３９により直列に接続することにより構成されている。熱媒体５４は、ポンプ４７により配管３９内を循環可能に構成されている。第２反応容器２２側において、熱媒体５４は、ポンプ４６により配管３９内を循環可能に構成されている。
【００５９】
第２熱交換部２１において、熱交換器５６，５８は蒸発凝縮器１４内に配設されている。
【００６０】
なお、第２熱交換部２１の構成はこれに限られず、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間での熱交換が可能であればよい。
【００６１】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６２】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず、第１反応容器１２及び第２反応容器２２において、化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際の作用について説明する。図４の線図において、温度ＴＥは、他の機器の暖機のための温熱源として使用できる温度の下限を意味している。
【００６３】
化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応（水和反応）は、図４のタイミングチャートに沿って行われる。初めに、バルブ５２を閉じると共に、第２熱交換部２１のバルブ４３，４５を閉じておき、連通管３２のバルブ５１を開くと、蒸発凝縮器１４で発生した反応材１６の蒸気（水蒸気）が、該連通管３２を通じて第１反応容器１２内へ移動する。この反応材１６と化学蓄熱材１８とが化学反応（水和反応）することにより熱エネルギ（顕熱）が生じ、第１反応容器１２の温度Ｔ１が上昇する。この顕熱を熱回収器２４により回収して他の機器（バッテリー等）へ供給し、該機器の暖機等を行うことができる。この水和反応は、化学蓄熱材１８に反応材１６が結合できなくなるまで持続する（図４の線図の区間Ｅ）。
【００６４】
水和反応が完了したタイミングでバルブ５１を閉じるが、熱回収器２４による第１反応容器１２の顕熱の回収は続いているため、温度Ｔ１は低下し始める。この温度Ｔ１が温度ＴＥに近づいたタイミングで、連通管３４のバルブ５２を開く。すると、蒸発凝縮器１４で発生した反応材１６の蒸気（水蒸気）が、該連通管３４を通じて第２反応容器２２内へ移動する。この反応材１６と化学蓄熱材１８とが化学反応（水和反応）することにより熱エネルギ（顕熱）が生じ、第２反応容器２２の温度Ｔ２が上昇する。第２反応容器２２での水和反応は、化学蓄熱材１８に反応材１６が結合できなくなるまで持続する（図４の線図の区間Ｇ）。
【００６５】
区間Ｇにおいて、第１反応容器１２の温度Ｔ１が温度ＴＥまで低下したタイミングで、第２熱交換部２１の第１反応容器１２側のバルブ４３を開く。すると、温度ＴＥを下回った第１反応容器１２の顕熱が、第２熱交換部２１を介して蒸発凝縮器１４に供給される。これにより、該蒸発凝縮器１４での反応材１６の蒸発潜熱を補い、該蒸発を促すことができる。
【００６６】
即ち、図４の線図の区間Ｆにおいては、水和完了後第１反応容器１２に残存する温度ＴＥ以上の顕熱を、熱回収器２４により回収して利用することができ、また、図４の線図の区間Ｇにおいては、更に第１反応容器１２に残存する温度ＴＥ未満の顕熱を、蒸発凝縮器１４の熱源として使用することができる。
【００６７】
第２反応容器２２での水和反応が完了したタイミングでバルブ５２，４３を閉じるが、熱回収器２４による第２反応容器２２の顕熱の回収は続いているため、温度Ｔ２は低下し始める。この温度Ｔ２が温度ＴＥに達するまで、水和反応完了後第２反応容器２２に残存する顕熱を熱回収器２４により回収することができる（図４の線図の区間Ｊ）。
【００６８】
次に、水和反応が完了した化学蓄熱材１８を再生する際の作用について説明する。再生時の基本的な作用は、第１実施形態と同様であるので、異なる部分について説明する。図５の線図において、ＴＢは、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度を示している。
【００６９】
化学蓄熱材１８の再生（脱水）の際の各バルブの動作は、図５のタイミングチャートに沿って行われる。初めに、バルブ５２，４３を閉じ、バルブ５１を開いて第１反応容器１２での化学蓄熱材１８の再生（脱水）を行う。反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図５の線図の区間Ａ）。
【００７０】
第１反応容器１２での化学蓄熱材１８の再生（脱水）が完了した際には、バルブ５１を閉じると共に、バルブ５２を開く。これにより、第２反応容器２２での化学蓄熱材１８の再生（脱水）を行う。反応材１６が化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、脱水が継続する（図５の線図の区間Ｃ）。
【００７１】
なお、第１反応容器１２と第２反応容器２２の再生タイミングは、同時であってもよい。
【００７２】
すべての反応容器（第１反応容器１２及び第２反応容器２２）において化学蓄熱材１８の再生が完了したタイミングで、バルブ５２を閉じ、バルブ４３，４５を開く。これにより、第１反応容器１２及び第２反応容器２２に残存する顕熱を、第２熱交換部２１を介して蒸発凝縮器１４に供給することができる。これにより、図５の線図に示されるように、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが、第１反応容器１２の温度Ｔ１及び第２反応容器２２の温度Ｔ２と一致するまで上昇して行く。即ち、次回各反応容器において化学蓄熱材１８に反応材１６を反応させる際に、該反応材１６の供給源となる蒸発凝縮器１４を加熱するための熱源として、再生完了後の第１反応容器１２及び第２反応容器２２の顕熱を利用することができる。
【００７３】
従って、本実施形態では、第１熱交換部１１及び第２反応容器２２の顕熱を、より一層有効に利用することができる。
【００７４】
［第３実施形態］
図６において、本実施形態に係る化学蓄熱装置３０は、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせると共に、蒸発凝縮器１４に設けられた温度測定器６２を有して構成されている。
【００７５】
温度測定器６２は、蒸発凝縮器１４に貯蔵された反応材１６の温度を検知可能に構成されており、反応材１６の温度が凍結点を下回らないようにするために用いられる。
【００７６】
配管３７，３９には、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間で熱媒体５４を循環させるためのバイパス管６４が設けられている。このバイパス管６４は、熱交換器２６とバルブ４３との間の部分と、熱交換器２８とバルブ４５との間とに接続されている。バルブ４３，４５を閉じ、バルブ４４を開くことにより、第１実施形態の第１熱交換部１１のように、熱媒体５４を、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間で熱交換を行うことが可能となっている。またバルブ４４を閉じることにより、第２実施形態の第２熱交換部２１のように、第１反応容器１２及び第２反応容器２２と蒸発凝縮器１４との間で熱交換を行うことが可能となっている。
【００７７】
他の部分については、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図６において、本実施形態に係る化学蓄熱装置３０では、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８の再生が完了した際に、バルブ４３，４５を閉じ、バルブ４４を開くことにより、熱媒体５４を、第１反応容器１２と第２反応容器２２との間で循環させることができる。これにより、第１反応容器１２に残存する顕熱を、第１熱交換部１１を介して第２反応容器２２に供給して、該第２反応容器２２で化学蓄熱材１８の再生を行う際に該第２反応容器２２に供給するエネルギを低減できる。
【００７９】
またすべての反応容器（第１反応容器１２及び第２反応容器２２）において化学蓄熱材１８の再生が完了した際には、バルブ４４を閉じ、バルブ４３，４５を開くことにより、最後に再生が完了した反応容器、例えば主に第２反応容器２２の顕熱を、第２熱交換部２１を介して蒸発凝縮器１４に供給することができる。これにより、次回各反応容器において化学蓄熱材１８に反応材１６を反応させる際に、該反応材１６の供給源となる蒸発凝縮器１４を加熱するための熱源として、上記顕熱を利用することができる。従って、高温から低温まですべての顕熱を利用可能となる。
【００８０】
更に、温度測定器６２により、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度が凍結点を下回らないように制御する。具体的には、反応材１６の温度が凍結点付近になった場合、バルブ５１，５２の一方又は双方を閉じて、第１反応容器１２や第２反応容器２２での水和反応を停止させると共に、バルブ４３，４５を開いて、第１反応容器１２や第２反応容器２２の顕熱で蒸発凝縮器１４を加熱する。これにより、反応材１６の凍結を抑制して、該反応材１６と化学蓄熱材１８とを持続的に反応させ、熱エネルギを安定的に生じさせることができる。
【００８１】
なお、蒸発凝縮器１４を加熱する手段は第２熱交換部２１には限られず、熱回収器３６に接続される熱源（図示せず）や電気ヒータ等の熱源（図示せず）を用いてもよい。
【００８２】
［第４実施形態］
図７において、本実施形態に係る化学蓄熱装置４０は、第１反応容器１２及び第２反応容器２２と、蒸発凝縮器１４と、温度測定器６２と、熱回収器３６とを有して構成されている。
【００８３】
他の部分については、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８４】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図７において、本実施形態に係る化学蓄熱装置４０では、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際に、蒸発凝縮器１４内の反応材１６を蒸発させて該第１反応容器１２に供給するが、その際の蒸発潜熱に基づく蒸発凝縮器１４の顕熱（冷熱）を熱回収器３６により回収して、他の機器の冷却に利用することができる。
【００８５】
化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応（水和反応）は、図８のタイミングチャートに沿って行われる。バルブ５１，５２の開閉タイミングと、第１反応容器１２の温度Ｔ１と第２反応容器２２の温度Ｔ２の変化の関係は、第２実施形態（図４）と概ね同様である。図８の線図において、温度ＴＬは、他の機器の冷却のための冷熱源として使用できる温度の上限を意味している。
【００８６】
本実施形態では、第１反応容器１２において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させている間、及び水和反応が完了してバルブ５１を閉じた後、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが温度ＴＬ未満であるときは、熱回収器３６により、蒸発凝縮器１４の顕熱（反応材１６の蒸発潜熱）を回収して、他の機器の冷却に利用することができる。
【００８７】
即ち、第１反応容器１２における化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応（水和反応）が完了した後に、直ちに第２反応容器２２での化学蓄熱材１８と反応材１６との化学反応を開始するのではなく、温度測定器６２により、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度が、他の機器の冷却に適した温度の上限（上限温度ＴＬ）に達するまで、熱回収器３６による冷熱の回収を行う。
【００８８】
そして、蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが温度ＴＬに達したときに、バルブ５２を開いて、第２反応容器２２における化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）を開始する。これにより、再び蒸発凝縮器１４内の反応材１６の温度ＴＢが低下するので、再び熱回収器３６により蒸発凝縮器１４の顕熱（反応材１６の蒸発潜熱）を回収して、他の機器の冷却に利用することができる。このため、蒸発凝縮器１４からの冷熱回収量を増加させることができる。
【００８９】
また、上記のように、第２反応容器２２での化学反応の開始を遅らせることにより、該第２反応容器２２における過度の化学反応を抑制することができる。またこれによって、第２反応容器２２での化学蓄熱材１８の再生時に必要となる熱エネルギを抑制することができる。
【００９０】
［第５実施形態］
図９において、本実施形態に係る化学蓄熱装置５０は、１つの反応容器７０と、第１蒸発凝縮器７１と、第２蒸発凝縮器７２と、第３熱交換部３１とを備えている。
【００９１】
反応容器７０は、反応材１６との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで反応材１６が脱離する化学蓄熱材１８を有している。この反応容器７０には、熱回収器２４と、第１再生熱源４１が設けられている。
【００９２】
第１蒸発凝縮器７１は、反応材１６を貯蔵し、該反応材１６を蒸発させて反応容器７０に供給する蒸発器である。第２蒸発凝縮器７２は、化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６を凝縮させて回収する凝縮器である。反応容器７０と、第１蒸発凝縮器７１及び第２蒸発凝縮器７２は、二股状の連通管８４を介して接続されている。連通管８４の第１蒸発凝縮器７１側にはバルブ８１が設けられ、第２蒸発凝縮器７２側にはバルブ８２が設けられている。なお、バルブ８１，８２の代わりに、連通管８４の二股部分に三方弁を設けてもよい。
【００９３】
第３熱交換部３１は、第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間での熱交換を可能にする熱交換手段である。この第３熱交換部３１は、例えば、熱交換器７６，７８と、バルブ７４と、ポンプ８０とを、配管８６により直列に接続することにより構成されている。そして、熱媒体（図示せず）が、ポンプ８０により、配管８６を通じて第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間を循環するようになっている。
【００９４】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１０の線図において、ＴＳ，ＴＥ，ＴＣは、夫々次の温度を意味している。
【００９６】
ＴＳ：外気温
ＴＥ：第１蒸発凝縮器７１の温度
ＴＣ：第２蒸発凝縮器７２の温度
【００９７】
図９，図１０において、本実施形態に係る化学蓄熱装置５０では、反応容器７０において化学蓄熱材１８と反応材１６とを化学反応（水和反応）させる際に、連通管８４のバルブ８２を閉じた状態で、連通管８４のバルブ８１と、第３熱交換部３１のバルブ７４を開く。これによって、第１蒸発凝縮器７１にて反応材１６を蒸発させて反応容器７０に供給することができる。
【００９８】
このとき、第１蒸発凝縮器７１では、反応材１６の蒸発により蒸発潜熱が生じる。この蒸発潜熱は、第３熱交換部３１を介して第２蒸発凝縮器７２に供給して蓄熱される。換言すれば、図１０の線図に示されるように、蒸発潜熱により第１蒸発凝縮器７１内の反応材１６の温度が低下すると、第３熱交換部３１を介して第２蒸発凝縮器７２の熱が奪われ、該第２蒸発凝縮器７２内の反応材１６の温度も低下する。これにより、第１蒸発凝縮器７１で生じた蒸発潜熱を第２蒸発凝縮器７２に蓄熱することができる。
【００９９】
反応容器７０での水和反応は、化学蓄熱材１８に反応材１６が結合できなくなるまで持続する（図１０の線図の区間Ｋ）。水和反応が完了したタイミングでバルブ８１を閉じるが、第３熱交換部３１による熱交換は継続しているため、第１蒸発凝縮器７１内の反応材１６と、第２蒸発凝縮器７２内の反応材１６の温度が、点ｐ１において等しくなる。ここで第３熱交換部３１のバルブ７４を閉じ、熱交換を一時停止する。
【０１００】
次に、水和反応が完了した化学蓄熱材１８を再生する際には、再び第３熱交換部３１のバルブ７４を開くと共に、連通管８４のバルブ８２を開く。すると、反応容器７０内の化学蓄熱材１８から脱離した反応材１６が、連通管８４を通じて第２蒸発凝縮器７２に戻り、該第２蒸発凝縮器７２において凝縮されて貯蔵される。この際、第２蒸発凝縮器７２には凝縮潜熱が生じるが、その冷熱源として、上記した水和反応時に第２蒸発凝縮器７２に蓄熱された蒸発潜熱を利用することができる。
【０１０１】
換言すれば、図１０の線図において、化学蓄熱材１８の再生開始時である点ｐ２において、第２蒸発凝縮器７２の温度ＴＣは、外気温ＴＳよりも低くなっているので、その分凝縮潜熱による第２蒸発凝縮器７２の温度上昇を抑制することができる。
【０１０２】
化学蓄熱材１８からの脱水は、反応材１６が該化学蓄熱材１８から完全に脱離するまで、継続する（図１０の線図の区間Ｌ）。化学蓄熱材１８の再生が完了した際にバルブ８２を閉じるが、第３熱交換部３１による熱交換は継続しているため、第１蒸発凝縮器７１内の反応材１６と、第２蒸発凝縮器７２内の反応材１６の温度が、点ｐ３において等しくなる。換言すれば、第２蒸発凝縮器７２で生じた凝縮潜熱が、第３熱交換部３１を介して第１蒸発凝縮器７１に蓄熱される。ここで第３熱交換部３１のバルブ７４を閉じ、熱交換を一時停止する。
【０１０３】
熱需要が生じた際には、再度連通管８４のバルブ８１を開き、反応容器７０において化学蓄熱材１８と反応材１６とを再度化学反応（水和反応）させる（区間Ｍ）。このとき、第１蒸発凝縮器７１には、反応材１６の蒸発潜熱が生じるが、その温熱源として、上記した脱水時に第１蒸発凝縮器７１に蓄熱された凝縮潜熱を利用することができる。
【０１０４】
換言すれば、図１０の線図において、化学蓄熱材１８の水和開始時である点ｐ４において、第１蒸発凝縮器７１の温度ＴＥは、外気温ＴＳよりも高くなっているので、その分蒸発潜熱による第１蒸発凝縮器７１の温度低下を抑制することができる。
【０１０５】
このように、本実施形態によれば、第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間で、潜熱を有効利用して、エネルギの利用率を高めることができる。
【０１０６】
なお、第３熱交換部３１の構成はこれに限られず、第１蒸発凝縮器７１と第２蒸発凝縮器７２との間での熱交換が可能であればよい。
【０１０７】
［他の実施形態］
複数の反応容器として、第１反応容器１２及び第２反応容器２２を挙げたが、反応容器は３個以上であってもよい。
【０１０８】
また上記実施形態は、適宜組み合わせて用いることが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 化学蓄熱装置
１１ 第１熱交換部
１２ 第１反応容器
１４ 蒸発凝縮器
１６ 反応材
１８ 化学蓄熱材
２０ 化学蓄熱装置
２１ 第２熱交換部
２２ 第２反応容器
３０ 化学蓄熱装置
３１ 第３熱交換部
３６ 熱回収器
４０ 化学蓄熱装置
５０ 化学蓄熱装置
６２ 温度測定器
７０ 反応容器
７１ 第１蒸発凝縮器
７２ 第２蒸発凝縮器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、
前記複数の反応容器同士の間での熱交換を可能にする第１熱交換部と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項２】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、
各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項３】
各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、
前記蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、
を備えた請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、
該蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、
前記蒸発凝縮器に設けられた熱回収器と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項５】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、該反応材を蒸発させて前記反応容器に供給する第１蒸発凝縮器と、
前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を凝縮させて回収する第２蒸発凝縮器と、
前記第１蒸発凝縮器と前記第２蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第３熱交換部と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項１】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、
前記複数の反応容器同士の間での熱交換を可能にする第１熱交換部と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項２】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、
各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項３】
各々の前記反応容器と前記蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第２熱交換部と、
前記蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、
を備えた請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する複数の反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、前記反応容器に対して該反応材を供給すると共に、前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を回収する蒸発凝縮器と、
該蒸発凝縮器に設けられた温度測定器と、
前記蒸発凝縮器に設けられた熱回収器と、
を備えた化学蓄熱装置。
【請求項５】
反応材との化学反応により発熱すると共に、加熱されることで前記反応材が脱離する化学蓄熱材を有する反応容器と、
前記反応材を貯蔵し、該反応材を蒸発させて前記反応容器に供給する第１蒸発凝縮器と、
前記化学蓄熱材から脱離した前記反応材を凝縮させて回収する第２蒸発凝縮器と、
前記第１蒸発凝縮器と前記第２蒸発凝縮器との間での熱交換を可能にする第３熱交換部と、
を備えた化学蓄熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１３５５２（Ｐ２０１３−１１３５５２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２３５０（Ｐ２０１１−２６２３５０）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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