蓄熱器
【課題】化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる蓄熱器を得る。
【解決手段】蓄熱器としての熱交換型蓄熱放熱装置１０は、粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２とが所定の割合で混合されると共に焼結されて成る化学蓄熱材複合物成形体１１と、化学蓄熱材複合物成形体１１を収容した金属製の熱交換器本体１８と、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に熱交換器本体１８の内面との接触面を成すように設けられた銅箔膜３０と、を備えている。
【解決手段】蓄熱器としての熱交換型蓄熱放熱装置１０は、粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２とが所定の割合で混合されると共に焼結されて成る化学蓄熱材複合物成形体１１と、化学蓄熱材複合物成形体１１を収容した金属製の熱交換器本体１８と、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に熱交換器本体１８の内面との接触面を成すように設けられた銅箔膜３０と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱材を成形した化学蓄熱材成形体を含んで構成された蓄熱器、及び蓄熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒径０．３ｍｍ〜４ｍｍの範囲の結晶性の石灰石を８５０℃〜１１００℃の範囲で所定時間加熱した後に、該石灰石を５００℃〜６００℃の範囲で所定時間加熱することで、表面から内部に向かう多数の気孔が形成された生石灰を得る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、内部空間の１０〜６０容量％の割合で粉体化学蓄熱材を収容したカプセルを、反応器又は反応塔に充填する技術が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。さらに、溢汪管を具備した複数の蒸発皿を有する蒸発器と、冷媒液管流器と、凝縮器と、吸着剤容器と、これらを連通する連通管とを有する化学蓄熱型冷凍装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２２５６８６号公報
【特許文献２】特公平６−８０３９５号公報
【特許文献３】特公平６−８０３９４号公報
【特許文献４】特開平７−３３２７８８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、特許文献１に記載のように、それ自体に気孔が形成された生石灰を粉体のまま化学蓄熱材として用いた場合、作動中、水和反応と脱水反応とが繰り返される。このため、この化学蓄熱材の粉体は、体積膨張、収縮の繰り返しによって他の粉体と擦れ合い、微粉化してしまい、蓄熱システムとしての反応性が低下する問題があった。また、特許文献２、３の構成では、カプセルの採用による熱伝導抵抗の増加や接触経路の複雑化によって、化学蓄熱材の発熱反応による熱を効率良く取り出すことができず、さらに蓄熱反応における熱を効率良く供給することができない問題があった。一方、特許文献４の構成は、複数の蒸発皿を用いることで蒸発器での冷媒の蒸発面積を確保することができるものの、熱交換媒体との熱交換面積が少なく、伝熱不足（律速）を起こす原因となる。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる蓄熱器を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る蓄熱器は、少なくとも粉体化学蓄熱材と金属とを備えた化学蓄熱材複合構造体と、前記化学蓄熱材複合構造体を収容可能に構成された容器と、前記化学蓄熱材複合構造体の表面に、前記容器の内面との接触面を成すように設けられた金属層と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の蓄熱器では、粉体化学蓄熱材と金属とを含む化学蓄熱材複合構造体が、金属層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。化学蓄熱材複合構造体は、多孔構造体を成しており、その内部（多孔）を反応物又は反応生成物が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で金属層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内に金属が混合されているので、該化学蓄熱材複合構造体の内部から金属層への伝熱（熱伝導）性が良好である。また、化学蓄熱材複合構造体は、金属層を介して容器と接触するので、これらの間の伝熱性も良好である。
【０００８】
そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体が金属層を介して容器の内面に接触しているため、該金属層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材複合構造体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、金属層と容器内面との滑りによって吸収される。換言すれば、容器に対する化学蓄熱材複合構造体の拘束荷重が緩和される。
【０００９】
このように、請求項１記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明に係る蓄熱器は、請求項１記載の蓄熱器において、前記化学蓄熱材複合構造体は、粉体化学蓄熱材と銅粉とが所定の割合で混合されると共に焼結されて成り、前記容器は、金属製とされ、前記金属層は、銅層とされた。
【００１１】
請求項２記載の蓄熱器は、粉体化学蓄熱材と銅粉とが所定の割合で混合されている化学蓄熱材複合構造体が、銅層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。粉体を成形して成る化学蓄熱材複合構造体は、多孔構造体を成しており、その内部（多孔）を反応物又は反応生成物が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で銅層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内に銅粉が混合されているので、該化学蓄熱材複合構造体の内部から銅層への伝熱（熱伝導）性が良好である。また、化学蓄熱材複合構造体は、銅層を介して金属製の容器と金属接触するので、これらの間の伝熱性も良好である。
そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体が銅層を介して容器の内面に接触しているため、該銅層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材複合構造体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、銅層と容器内面との滑りによって吸収される。換言すれば、容器に対する化学蓄熱材複合構造体の拘束荷重が緩和される。
このように、請求項２記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２記載の蓄熱器において、前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に密着されるように形成されている。
【００１３】
請求項３記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内の銅粉と該化学蓄熱材複合構造体表面の銅層とが密着されているため、化学蓄熱材複合構造体の内部から銅層、容器を介した外部への伝熱性が一層良好となる。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２又は請求項３記載の蓄熱器において、前記銅層は、無加重成膜により前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている。
【００１５】
請求項４記載の蓄熱器では、例えば蒸着等の無加重成膜によって化学蓄熱材複合構造体の表面に銅層が形成（コーティング）されている。これにより、本蓄熱器では、多孔構造の化学蓄熱材複合構造体の表面に平坦な銅層を形成することができる。また、化学蓄熱材複合構造体の銅粉と銅層とを良好に密着させることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２又は請求項３記載の蓄熱器において、前記銅層は、銅箔を前記化学蓄熱材複合構造体の表面に一体焼結によって接合することで形成されている。
【００１７】
請求項５記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体の表面に銅箔を保持し、これらを一体に焼結することで、化学蓄熱材複合構造体の表面に銅層が形成されている。これにより、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体における容器との界面である銅層の平面度、平滑度を確保することができ、容器内面に対する密着度すなわち伝熱性を向上することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明に係る蓄熱器は、請求項５記載の蓄熱器において、前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体と共に８００℃〜９００℃の温度範囲で焼成されることで、該化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に焼結されている。
【００１９】
請求項６記載の蓄熱器では、銅の焼結温度の下限以上の温度範囲である８００℃〜９００℃の温度範囲で焼成することで、銅層が化学蓄熱材構造体の表面に露出された銅粉に焼結されている。このため、化学蓄熱材複合構造体内の銅粉と該化学蓄熱材複合構造体表面の銅箔とが良好に密着され、化学蓄熱材複合構造体の内部から銅層を介した外部（容器）への伝熱性が一層良好となる。
【００２０】
請求項７記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２〜請求項６の何れか１項記載の蓄熱器において、前記粉体化学蓄熱材として、脱水反応に伴い酸化され、水和反応に伴い水酸化される無機化合物であるアルカリ土類金属水酸化物が用いられている。
【００２１】
請求項７記載の蓄熱器では、アルカリ土類金属水酸化物である粉体化学蓄熱材を含む化学蓄熱材複合構造体は、水和反応、脱水（逆水和）反応に伴い体積膨張、収縮を繰り返すが、上記の通り銅層において容器に対し滑ることで、該体積膨張、収縮が吸収される。また、粉体化学蓄熱材として無機化合物を用いるので、蓄熱、放熱反応（水和、脱水）に対する材料安定性が高い。このため、長期に亘り安定した蓄熱効果を得ることができる。
【００２２】
しかも、粉体化学蓄熱材としてアルカリ土類金属水酸化物を用いるため、換言すれば、環境負荷の小さい材料を用いるため、製造、使用、リサイクルを含めた安全性の確保が容易になる。また、化学蓄熱材複合構造体の成形時に水酸化物の状態の粉体化学蓄熱材を出発原料として用いれば、化学蓄熱材複合構造体の成形時に粉体化学蓄熱材と銅粉との混合物を増粘させるためのバインダとして水を用いることが可能になり、さらに比較的低温での焼成が可能になる。
【００２３】
請求項８記載の発明に係る蓄熱器は、蒸気を離脱させることにより吸熱し、蒸気を吸着させることにより発熱する化学蓄熱材と銅粉とを含む多孔質体から成る化学蓄熱材複合構造体が内部に収容された容器と、前記容器と熱的に接触して設けられ、熱交換媒体が通過する流体通路と、を有する蓄熱器であって、前記化学蓄熱材複合構造体の外表面に金属層が形成されており、前記金属層と前記容器の内面とが接触するように前記化学蓄熱材複合構造体を配することを特徴とする。
【００２４】
請求項８記載の蓄熱器では、粉体化学蓄熱材と銅粉とを含む化学蓄熱材複合構造体が、金属層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。化学蓄熱材複合構造体は、多孔質体（多孔構造体）を成しており、その内部（多孔）を蒸気が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で金属層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内に銅粉が混合されているので、該化学蓄熱材複合構造体の内部から金属層への伝熱（熱伝導）性が良好である。また、化学蓄熱材複合構造体は、金属層を介して容器と接触するので、これらの間の伝熱性も良好である。
【００２５】
そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体が金属層を介して容器の内面に接触しているため、該金属層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材複合構造体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、金属層と容器内面との滑りによって吸収される。換言すれば、容器に対する化学蓄熱材複合構造体の拘束荷重が緩和される。
【００２６】
このように、請求項８記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００２７】
上記した蓄熱器に代わる蓄熱器として、粉体化学蓄熱材を成形して成る化学蓄熱材成形体と、前記化学蓄熱材成形体を収容した金属製の容器と、前記化学蓄熱材成形体の表面に、前記容器の内面との接触面を成すように設けられた炭素層と、を備えた構成としても良い。本蓄熱器では、粉体化学蓄熱材を成形して成る化学蓄熱材成形体が、炭素層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。粉体を成形して成る化学蓄熱材成形体は、多孔構造体を成しており、その内部（多孔）を反応物又は反応生成物が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で炭素層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材成形体は、粉体化学蓄熱材に対し高熱伝導率の炭素層を介して金属製の容器と接触するので、炭素層を有しない構成と比較して、これら化学蓄熱材成形体と容器と伝熱性が良好である。そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材成形体が炭素層を介して容器の内面に接触しているため、該炭素層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材成形体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、炭素層と容器内面との滑りによって吸収される。このように、本蓄熱器では、化学蓄熱材成形体の粉体化を抑制することができると共に、化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００２８】
また、上記の蓄熱器において、前記炭素層は、無加重成膜により前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている、構成としても良い。本蓄熱器では、例えば蒸着等の無加重成膜法によって化学蓄熱材成形体の表面に炭素膜が形成（コーティング）されている。これにより、本蓄熱器では、多孔構造の化学蓄熱材複合構造体の表面に平坦度が良好な炭素層を形成することができる。
【００２９】
さらに、上記の各蓄熱器において、ダイヤモンドライクカーボン膜が前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている、構成としても良い。本蓄熱器では、炭素層として表面硬度が高く摺動性の良好なダイヤモンドライクカーボン膜が化学蓄熱材成形体の表面に形成されているため、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材成形体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、炭素層と容器内面との滑り（摺動）によって一層良好に吸収される。
【００３０】
またさらに、上記の各蓄熱器において、前記炭素層は、カーボンブラックを含んで構成されている、構成としても良い。本蓄熱器では、高熱伝導材料であるカーボンブラックが炭素層に含まれているため、化学蓄熱材成形体と容器との伝熱性が向上される。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように本発明に係る蓄熱器は、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の要部を模式的に示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の製造方法を模式的に示す工程説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の要部を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の製造方法を模式的に示す工程説明図である。
【図６】参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置の要部を模式的に示す拡大断面図である。
【図７】参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置の製造方法を模式的に示す工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の第１の実施形態に係る蓄熱器としての熱交換型蓄熱放熱装置１０、及びその製造方法について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００３４】
図２には、熱交換型蓄熱放熱装置１０の概略構成が模式的な斜視図にて示されている。この図に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置１０は、容器としての熱交換器本体１８と、該熱交換器本体１８に設けられた化学蓄熱材複合構造体としての化学蓄熱材複合物成形体１１とを備えている。熱交換器本体１８は、シェル（外壁）２０と、シェル２０内を複数の空間に区画する壁体としての隔壁２２とを有する。
【００３５】
これにより、熱交換器本体１８の内部は、化学蓄熱材複合物成形体１１が収容される化学蓄熱材室としての蓄熱材収容部２４と、該化学蓄熱材複合物成形体１１との間で熱交換を行う熱交換媒体としての流体が流通する流体流路２６とが、隔壁２２を挟んで交互に配置されている。なお、蓄熱材収容部２４と流体流路２６とを共に有する構成を本発明における容器として捉えても良く、流体流路２６が熱的に接触して設けられた蓄熱材収容部２４を本発明における容器として捉えても良い。
【００３６】
この実施形態では、蓄熱材収容部２４、流体流路２６は、それぞれ隔壁２２が長辺とされる扁平矩形状の開口端を有する角柱状空間とされている。この実施形態では、熱交換器本体１８は、蓄熱材収容部２４、流体流路２６が断面の扁平方向に隣接され、かつ該隣接方向の両端に流体流路２６が配置される構成とされている。この実施形態では、熱交換器本体１８は、例えばステンレス鋼やアルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の金属材料にて構成されている。
【００３７】
図２に示される如く、この実施形態における化学蓄熱材複合物成形体１１は、内部に水蒸気流路２８が形成された閉断面構造（偏平した矩形筒形状）とされており、それぞれ独立して対応する蓄熱材収容部２４内に配設されている。化学蓄熱材複合物成形体１１は、蓄熱材収容部２４に対する挿入方向の一方側（例えば重力方向の下側）において、図示しないストッパによって蓄熱材収容部２４からの脱落が防止されている。
【００３８】
そして、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面には、銅箔層３０が略全面に亘って形成されている。化学蓄熱材複合物成形体１１は、金属層である銅層としての銅箔膜３０を介して熱交換器本体１８の内面すなわちシェル２０又は隔壁２２に面接触されている。換言すれば、銅箔膜３０は、化学蓄熱材複合物成形体１１におけるシェル２０又は隔壁２２への接触面（界面）とされている。この実施形態では、銅箔膜３０は、化学蓄熱材複合物成形体１１と熱交換器本体１８（流体流路２６を流れる流体）との間の伝熱面（熱的密着面）、及びシェル２０又は隔壁２２に対する摺動面を成している。
【００３９】
この銅箔膜３０について説明する前に、先ず、化学蓄熱材複合物成形体１１について補足する。図１には、化学蓄熱材複合物成形体１１の一部が模式的な断面図にて示されている。この図に示される如く、化学蓄熱材複合物成形体１１は、多数の粉体化学蓄熱材１２に金属としての銅粉３２が所定の割合で混合されたものが組織化、構造化されたものであって、これら多数の粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２間には細孔１４が形成されている。したがって、この実施形態に係る化学蓄熱材複合物成形体１１は、多孔質構造体（多孔体）として把握され、かつ細孔１４の内面に粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２が露出して構成されているものとして把握されるものである。
【００４０】
この実施形態では、粉体化学蓄熱材１２は、無機化合物としてのアルカリ土類金属水酸化物である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）とされており、脱水に伴って蓄熱（吸熱）し、水和（水酸化カルシウムへの復原）に伴って放熱（発熱）する構成とされている。すなわち、多数の粉体化学蓄熱材１２は、以下に示す反応で蓄熱、放熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている
Ｃａ（ＯＨ）２ ⇔ ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ
【００４１】
この式に蓄熱量、発熱量Ｑを併せて示すと、
Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ Ｑ → ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ
ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ → Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ Ｑ
となる。
【００４２】
この実施形態では、粉体化学蓄熱材１２として、平均粒子径は略８〜１０μｍ（レーザー回析式測定法、島津製作所製ＳＡＬＤ−２０００Ａによる）のものが用いられている。また、この実施形態では、銅粉３２として、平均粒子径が略５〜８μｍのものが用いられている。さらに、この実施形態では、銅粉３２は、３０ｗｔ％の割合で粉体化学蓄熱材１２に混合されている。
【００４３】
以上説明したように金属分である銅粉３２が粉体化学蓄熱材１２に所定割合で混合されて成る化学蓄熱材複合物成形体１１では、高熱伝導率の銅粉３２が内部の伝熱性を向上（改善）させる構成とされている。また、化学蓄熱材複合物成形体１１では、銅粉３２は、表面に銅箔膜３０を保持する機能を果たしている。
【００４４】
この実施形態では、銅箔膜３０は、後述する銅箔４０を化学蓄熱材複合物成形体１１に一体に焼結することで化学蓄熱材複合物成形体１１に密着され、該化学蓄熱材複合物成形体１１におけるシェル２０、隔壁２２との界面を構成している。銅箔膜３０の厚みは数百μｍとされている。
【００４５】
以下、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法を説明する。
【００４６】
図３には、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法が模式的に示されている。熱交換型蓄熱放熱装置１０を製造するにあたっては、先ず、図３に示される材料準備工程である工程Ａで、原料である水酸化物（Ｃａ（ＯＨ）２）の状態の粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２、及びバインダである水Ｗを用意する。次いで、混合工程である工程Ｂで、粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２、水Ｗを混合攪拌容器３４内で混合し、さらに攪拌工程である工程Ｃで、撹拌機３６にて撹拌（混練）する。これにより、形状を保持し得るように増粘化された混合蓄熱材Ｍが得られる。
【００４７】
次いで、成形工程である工程Ｄに移行する。工程Ｄでは、上記の通り撹拌工程で増粘化された混合蓄熱材Ｍを押し出し型３８にて押し出し成形する。これにより、上記混合蓄熱材Ｍは、押し出し型３８の形状に応じた所定形状、すなわち熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４に対応した扁平矩形筒状に形成される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１が成形される。
【００４８】
次いで、工程Ｅで銅粉３２を構成する銅箔４０を用意し、銅箔保持工程である工程Ｆで、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面の略全面に亘り、プレスによって銅箔４０を機械的に保持（仮保持）させる。さらに、焼成工程である工程Ｇで外表面に銅粉３２が付着された化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成炉４２にて焼成する。この際の焼成温度は、８００℃〜９００℃とされる。
【００４９】
この焼成によって、化学蓄熱材複合物成形体１１は、水分が除去されて固化される。また、上記の焼成温度は銅の焼結温度に一致しており、銅箔４０は、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に露出されていた銅粉３２と焼結されることで、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に強固に密着保持される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面には、略全面に亘って銅箔膜３０が形成される。
【００５０】
そして、挿入工程である工程Ｈで、外表面に銅箔膜３０が形成された化学蓄熱材複合物成形体１１を熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４内に挿入（圧挿）する。この際、化学蓄熱材複合物成形体１１は、銅箔膜３０において熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２と摺動しつつ蓄熱材収容部２４に挿入される。仕上げ工程である工程Ｉで仕上げ（例えばストッパの装着等）を行うと、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造が完了する。
【００５１】
次に、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０の作用を説明する。
【００５２】
熱交換型蓄熱放熱装置１０の化学蓄熱材複合物成形体１１に蓄熱する際には、流体流路２６に熱源からの熱媒を流通させる。すると、熱媒からの熱によって化学蓄熱材複合物成形体１１が脱水反応を生じ、この熱が化学蓄熱材複合物成形体１１に蓄熱される。この際、化学蓄熱材複合物成形体１１から脱水された水蒸気は、細孔１４、水蒸気流路２８を通じて放出される。
【００５３】
一方、熱交換型蓄熱放熱装置１０に蓄熱された熱を放熱する際には、熱交換型蓄熱放熱装置１０は、図示しない蒸発器等からの水蒸気が水蒸気流路２８を通じて熱交換型蓄熱放熱装置１０内の化学蓄熱材複合物成形体１１内の細孔１４に供給される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和反応を生じつつ放熱する。この熱は、流体流路２６を流通する熱輸送媒体によって加熱対象に輸送され、加熱対象の加熱に供される。
【００５４】
このように、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２との混合物の成形体である化学蓄熱材複合物成形体１１の多孔性（細孔１４）を利用して、粉体化学蓄熱材１２に対する水蒸気の供給、放出経路の確保と、化学蓄熱材複合物成形体１１全体としての構造化とが両立されている。
【００５５】
また、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１に高熱伝導率の銅粉３２が混合されているため、化学蓄熱材複合物成形体１１内部の伝熱性が良好である。すなわち、蓄熱時の粉体化学蓄熱材１２への熱供給、放熱時の粉体化学蓄熱材１２からの熱回収の効率が向上する。
【００５６】
しかも、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１における熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２との界面が、該シェル２０、隔壁２２と金属接触する銅箔膜３０であるため、熱交換器本体１８に対する熱的密着性が確保される。これにより、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の外部（隔壁２２を介した流体流路２６の流体）に対する熱伝導率も高い。
【００５７】
さらに、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、銅箔膜３０が化学蓄熱材複合物成形体１１の表面側に位置する銅粉３２に密着されているため、化学蓄熱材複合物成形体１１の内外への伝熱性が一層良好である。これらによって熱交換型蓄熱放熱装置１０では、全体として所要の伝熱特性が確保される。
【００５８】
ところで、化学蓄熱材複合物成形体１１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和（放熱）、脱水（蓄熱）に伴って、体積膨張、収縮を繰り返し、化学蓄熱材複合物成形体１１は線膨張係数が異なる熱交換器本体１８に対して相対的に体積膨張、収縮を繰り返すこととなる。
【００５９】
ここで、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１が銅箔膜３０において熱交換器本体１８（シェル２０、隔壁２２）に対し摺動可能に接触している。このため、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の熱交換器本体１８に対する体積膨張、収縮が、銅箔膜３０における化学蓄熱材複合物成形体１１とシェル２０、隔壁２２との摺動によって吸収される。すなわち、熱交換器本体１８に対する化学蓄熱材複合物成形体１１の拘束荷重が緩和される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１の体積膨張、収縮に伴い該化学蓄熱材複合物成形体１１の一部が粉体化することが防止又は効果的に抑制される。
【００６０】
換言すれば、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、銅箔膜３０を設けることで化学蓄熱材複合物成形体１１と熱交換器本体１８との滑りが可能とされているため、粉体化学蓄熱材１２の水和、脱水反応に伴う膨張収縮に対し、熱交換器本体１８の海面との間で発生する熱膨張率の違いによる耐久性の低下を抑制することができる。
【００６１】
以上説明したように、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の粉体化を抑制して耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。一方、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、水蒸気流路２８に面する化学蓄熱材複合物成形体１１の内表面には銅箔膜３０が形成されないので、水蒸気流路２８を通じて粉体化学蓄熱材１２（細孔１４）に対し水蒸気を良好に供給、放出することができる。
【００６２】
また、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、銅箔４０を化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に一体焼結することで銅箔膜３０が形成されている。このため、銅箔膜３０によって化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面の平面度、平滑度が確保され、シェル２０、隔壁２２との良好な面接触が確保される（接触面積が大きい）。これにより、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、全体として一層良好な伝熱特性が確保される。
【００６３】
しかも、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、８００℃〜９００℃の焼成温度で化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成することで、銅箔膜３０が銅粉３２に焼結されている。このため、銅粉３２すなわち化学蓄熱材複合物成形体１１に対する銅箔膜３０の強固な接合性、良好な熱伝導性が担保される。そして、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、粉体化学蓄熱材１２として水酸化カルシウムを用いているため、８００℃以上の温度で化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成しても、化学蓄熱材としての活性が回復される。換言すれば、粉体化学蓄熱材１２として水酸化カルシウムを用いることで、８００℃〜９００℃の焼成温度で化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成して銅箔膜３０を銅粉３２に焼結させる構成が実現された。
【００６４】
さらに、化学蓄熱材複合物成形体１１では、粉体化学蓄熱材１２として無機化合物である水酸化カルシウムを用いているため、蓄熱、放熱反応（水和、脱水）に対する材料安定性が高い。特に、水酸化カルシウムは、例えば水酸化マグネシウム等に対しても可逆性が高い（ほぼ１００％の水和、脱水反応率を有する）ため、長期間に亘り安定した蓄熱効果を得ることができる。また、水酸化カルシウムは、水酸化マグネシウム等に対して不純物に対する感度が低いので、この点でも長期安定運転に寄与する。また特に、粉体化学蓄熱材１２としてアルカリ土類金属化合物である水酸化カルシウムを用いているため、換言すれば、環境負荷の小さい材料を用いるため、化学蓄熱材複合物成形体１１の製造、使用、リサイクルを含めた安全性の確保が容易になる。
【００６５】
さらにここで、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、水酸化物である水酸化カルシウムの粉体を用いて化学蓄熱材複合物成形体１１を製造するため、撹拌工程で粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２との混合物を増粘させるためのバインダとして水を用いることができる。これにより、簡単かつ安価な方法で化学蓄熱材複合物成形体１１を得ることができる。例えば、酸化カルシウムを出発物質とした場合には、該酸化カルシウムは水に反応するために水（水を含む液体）をバインダとして用いることができない。また例えば、炭酸カルシウムを出発原料として粉体化学蓄熱材１２（水酸化カルシウム）を得る場合には、脱炭酸工程で９５０℃〜１０００℃程度の高温焼成が要求される。これに対して熱交換型蓄熱放熱装置１０では、上記の通り水酸化カルシウムを出発原料として化学蓄熱材複合物成形体１１が製造されるため、水をバインダとして粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２の混合物を撹拌することで増粘効果が得られ、成形性が向上する。
【００６６】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。
【００６７】
（第２の実施形態）
図４には、本発明の第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置５０の要部が図１に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置５０は、銅箔膜３０に代えて、金属層である銅層としての銅コーティング膜５２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０とは異なる。
【００６８】
銅コーティング膜５２は、無加重成膜法の１つである蒸着法によって化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に形成されている点で、銅箔４０をプレス（加重）、焼結により密着させて形成された銅箔膜３０とは異なる。このため、銅コーティング膜５２の厚みは、銅箔膜３０と比較して薄く、例えば略数十〜百μｍとされる。以下、熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造方法について、図５を参照しつつ、主に熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法と異なる部分を説明する。
【００６９】
図５に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造方法は、その工程Ａ〜工程Ｄについて熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法における工程Ａ〜工程Ｄと共通する。熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造方法では、工程Ｄの後、焼成工程である工程Ｅで、工程Ｄで成形された化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成炉４２によって焼成する。この場合の焼成温度は、例えば４００〜５００℃とされる。
【００７０】
次いで、蒸着工程である工程Ｆで、真空蒸着装置５４によって化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に銅を蒸着する。この実施形態では、真空蒸着装置５４における蒸着原料である銅を蒸発させるためのヒータとして、例えばレーザアブレーションが用いられている。この工程Ｆにより、外表面の略全面に亘り銅コーティング膜５２が形成された化学蓄熱材複合物成形体１１が得られる。
【００７１】
そして、工程Ｇで必要数だけ揃えられた化学蓄熱材複合物成形体１１を用いて、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法における工程Ｈ、工程Ｉと同様の挿入工程、仕上げ工程を行うことで、熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造が完了する。熱交換型蓄熱放熱装置５０の他の構成、製造方法は、図示しない部分を含め熱交換型蓄熱放熱装置１０の対応する構成、製造方法と同様である。
【００７２】
したがって、第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置５０によっても、化学蓄熱材複合物成形体１１における熱交換器本体１８との界面が銅コーティング膜５２とされているため、銅箔膜３０が銅箔４０より成ることによる効果を除いて、基本的に熱交換型蓄熱放熱装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。すなわち、第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置５０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の粉体化を抑制して耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００７３】
また、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、無加重成膜法である蒸着によって銅コーティング膜５２が形成されるため、多孔体である化学蓄熱材複合物成形体１１の表面にフラットな銅コーティング膜５２を形成することができる。しかも、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、化学蓄熱材複合物成形体１１が銅粉３２を含んで構成されているため、銅粉３２を起点として銅を蒸着させることができ、粉体化学蓄熱材１２を主成分とする該化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に蒸着によって銅コーティング膜５２を形成することができる。
【００７４】
さらに、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、真空蒸着装置５４内の真空、加熱場での表面活性化によって銅粉３２表面の酸化膜が還元されながら、銅蒸気（イオン）が化学蓄熱材複合物成形体１１に蒸着される。このため、高温に加熱することなく、銅粉３２と銅コーティング膜５２とを熱的及び機械的に密着させることができる。したがって、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の内外に対し、熱交換型蓄熱放熱装置１０と同等の伝熱性能を得ることができる。
【００７５】
（参考例）
図６には、参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置６０の要部が図１に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置５０は、化学蓄熱材成形体６１が銅粉３２を有せず、かつ銅箔膜３０に代えて、炭素層、ダイヤモンドライクカーボン膜としてのＤＬＣコーティング膜６２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０とは異なる。
【００７６】
熱交換型蓄熱放熱装置６０を構成する化学蓄熱材成形体６１は、粉体化学蓄熱材１２間に細孔１４が形成された多孔質体である粉体化学蓄熱材１２成形体として構成されている。換言すれば、化学蓄熱材成形体６１は、銅粉３２を有しない点を除き、化学蓄熱材複合物成形体１１と同様に構成されている。
【００７７】
また、熱交換型蓄熱放熱装置６０を構成するＤＬＣコーティング膜６２は、無加重成膜法の１つである蒸着法によって、化学蓄熱材成形体６１の外表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の膜を形成して構成されている。ＤＬＣコーティング膜６２の厚みは、銅箔膜３０と比較して薄く、例えば略数十〜百μｍとされる。さらに、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１におけるＤＬＣコーティング膜６２との境界部（の細孔１４内）に、カーボンブラック層６４が設けられている。この参考例では、ＤＬＣコーティング膜６２とカーボンブラック層６４とで本発明における炭素層が構成されている。
【００７８】
以下、熱交換型蓄熱放熱装置６０の製造方法について、図７を参照しつつ説明する。
【００７９】
熱交換型蓄熱放熱装置６０を製造するにあたっては、先ず、図７に示される材料準備工程である工程Ａで、原料である水酸化物（Ｃａ（ＯＨ）２）の状態の粉体化学蓄熱材１２及びバインダである水Ｗを用意する。次いで、混合工程である工程Ｂで、粉体化学蓄熱材１２、水Ｗを混合攪拌容器３４内で混合し、さらに攪拌工程である工程Ｃで、撹拌機３６にて撹拌（混練）する。これにより、形状を保持し得るように増粘化された混合蓄熱材Ｍが得られる。
【００８０】
次いで、成形工程である工程Ｄに移行する。工程Ｄでは、上記の通り撹拌工程で増粘化された混合蓄熱材Ｍを押し出し型３８にて押し出し成形する。これにより、上記混合蓄熱材Ｍは、押し出し型３８の形状に応じた所定形状、すなわち熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４に対応した扁平矩形筒状に形成される。これにより、化学蓄熱材成形体６１が成形される。
【００８１】
次いで、浸漬工程である工程Ｅで、カーボンブラック槽６６に化学蓄熱材成形体６１を浸漬して該化学蓄熱材成形体６１の表面側にカーボンブラックＣＢを入り込ませる（塗り込む構成としても良い）。この際、水蒸気流路２８内にカーボンブラックＣＢが侵入しないように、適宜マスキングを施す（図示省略）。さらに、焼成工程である工程Ｆで、工程Ｅにて表面側にカーボンブラックＣＢが入り込まされた化学蓄熱材成形体６１を焼成炉４２によって焼成する。この場合の焼成温度は、例えば４００〜６００℃とされる。
【００８２】
次いで、蒸着工程である工程Ｇで、真空蒸着装置６８によって化学蓄熱材成形体６１の外表面にＤＬＣを蒸着する。この参考例では、ＤＬＣは、物理蒸着（ＰＶＤ）の何れによって化学蓄熱材成形体６１の外表面に蒸着される。この工程Ｇにより、外表面の略全面に亘りＤＬＣコーティング膜６２が形成された化学蓄熱材成形体６１が得られる。
【００８３】
そして、工程Ｈで必要数だけ揃えられた化学蓄熱材成形体６１を用いて、挿入工程である工程Ｉで、外表面に銅箔膜３０が形成された化学蓄熱材成形体６１を熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４内に挿入（圧挿）する。この際、化学蓄熱材成形体６１は、銅箔膜３０において熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２と摺動しつつ蓄熱材収容部２４に挿入される。仕上げ工程である工程Ｊで仕上げ（例えばストッパの装着等）を行うと、熱交換型蓄熱放熱装置６０の製造が完了する。
【００８４】
次に、参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置６０の作用効果を説明する。
【００８５】
熱交換型蓄熱放熱装置６０の化学蓄熱材成形体６１に蓄熱する際には、流体流路２６に熱源からの熱媒を流通させる。すると、熱媒からの熱によって化学蓄熱材成形体６１が脱水反応を生じ、この熱が化学蓄熱材成形体６１に蓄熱される。この際、化学蓄熱材成形体６１から脱水された水蒸気は、細孔１４、水蒸気流路２８を通じて排出される。
【００８６】
一方、熱交換型蓄熱放熱装置６０に蓄熱された熱を放熱する際には、熱交換型蓄熱放熱装置６０は、図示しない蒸発器等からの水蒸気が水蒸気流路２８を通じて熱交換型蓄熱放熱装置６０内の化学蓄熱材成形体６１内の細孔１４に供給される。これにより、化学蓄熱材成形体６１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和反応を生じつつ放熱する。この熱は、流体流路２６を流通する熱輸送媒体によって加熱対象に輸送され、加熱対象の加熱に供される。
【００８７】
このように、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、粉体化学蓄熱材１２の成形体である化学蓄熱材成形体６１の多孔性（細孔１４）を利用して、粉体化学蓄熱材１２に対する水蒸気の供給、放出経路の確保と、化学蓄熱材成形体６１全体としての構造化とが両立されている。
【００８８】
また、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１における熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２との界面が、該シェル２０、隔壁２２と面接触すると共に粉体化学蓄熱材１２に対し熱伝導率が高いＤＬＣコーティング膜６２であるため、熱交換器本体１８に対する熱的密着性が確保される。これにより、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１の外部（隔壁２２を介した流体流路２６の流体）に対する熱伝導率も高い。
【００８９】
ところで、化学蓄熱材成形体６１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和（放熱）、脱水（蓄熱）に伴って、体積膨張、収縮を繰り返し、化学蓄熱材成形体６１は線膨張係数が異なる熱交換器本体１８に対して相対的に体積膨張、収縮を繰り返すこととなる。
【００９０】
ここで、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１がＤＬＣコーティング膜６２において熱交換器本体１８（シェル２０、隔壁２２）に対し摺動可能に接触している。このため、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１の熱交換器本体１８に対する体積膨張、収縮がＤＬＣコーティング膜６２における化学蓄熱材成形体６１とシェル２０、隔壁２２との摺動によって吸収される。これにより、化学蓄熱材成形体６１の体積膨張、収縮に伴い該化学蓄熱材成形体６１の一部が粉体化することが防止又は効果的に抑制される。
【００９１】
換言すれば、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、ＤＬＣコーティング膜６２を設けることで化学蓄熱材成形体６１と熱交換器本体１８との滑りが可能とされているため、粉体化学蓄熱材１２の水和、脱水反応に伴う膨張収縮に対し、熱交換器本体１８の海面との間で発生する熱膨張率の違いによる耐久性の低下を抑制することができる。
【００９２】
特に、ＤＬＣコーティング膜６２は、表面硬度が高く、水蒸気の共存下で摺動性が向上する（摺動抵抗が減じられる）特性を有するので、金属製の熱交換器本体１８との高い熱密着性（熱伝導）と良好な滑りとを両立することができる。さらに、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、ダイヤモンドライクカーボンに対しても高熱伝導であるカーボンブラック層６４が設けられているため、化学蓄熱材成形体６１から熱交換器本体１８への熱伝導性が一層向上される。
【００９３】
以上説明したように、参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１の粉体化を抑制して耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。一方、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、水蒸気流路２８に面する化学蓄熱材成形体６１の内表面にはＤＬＣコーティング膜６２が形成されないので、水蒸気流路２８を通じて粉体化学蓄熱材１２（細孔１４）に対し水蒸気を良好に供給、放出することができる。
【００９４】
また、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、無加重成膜法である蒸着によってＤＬＣコーティング膜６２が形成されるため、多孔体である化学蓄熱材成形体６１の表面にフラットなＤＬＣコーティング膜６２を形成することができる。
【００９５】
さらに、熱交換型蓄熱放熱装置６０における粉体化学蓄熱材１２として無機化合物である水酸化カルシウムを用いたことによる作用効果は、熱交換型蓄熱放熱装置１０、熱交換型蓄熱放熱装置５０において粉体化学蓄熱材１２として無機化合物である水酸化カルシウムを用いたことによる作用効果と同様である。
【００９６】
なお、参考例では、ＤＬＣコーティング膜６２及びカーボンブラック層６４が共に設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＤＬＣコーティング膜６２及びカーボンブラック層６４の何れか一方のみを化学蓄熱材成形体６１の外表面に形成しても良い。また、これらＤＬＣコーティング膜６２及びカーボンブラック層６４とは別構造の炭素層を備えた構成としても良い。
【００９７】
また、参考例では、化学蓄熱材成形体６１が粉体化学蓄熱材１２にて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、化学蓄熱材成形体６１が粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２とを所定の割合で混合した成形物である構成としても良い。
【００９８】
なお、上記した各実施形態では、化学蓄熱材複合物成形体１１に混合される金属として銅粉３２、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に形成される金属層として銅箔膜３０、銅コーティング膜５２を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、銅粉に代えてステンレス鋼を含む鉄繊維やアルミニウム繊維等を採用することができ、また、金属層としてもステンレス鋼やアルミニウムを採用することができる。粉体化学蓄熱材１２としてＣａＯＨ系の蓄熱材を採用する場合には、腐食防止の観点からステンレス鋼を採用することができる。また、本発明は、化学蓄熱材複合物成形体１１に混合される金属と、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に形成される金属層とが同種の金属にて構成される例に限られるものではない。
【００９９】
さらに、上記した各実施形態では、化学蓄熱材複合物成形体１１が粉体化学蓄熱材１２、又は粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２との混合物より成る例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、成形体としての強度を確保するための添加物を混合して化学蓄熱材複合物成形体１１を構成しても良い。
【０１００】
またさらに、上記した実施形態では、粉体化学蓄熱材１２として水和系化学蓄熱材である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アルカリ土類金属の無機化合物である水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を粉体化学蓄熱材１２として用いても良い。同様に、アルカリ土類金属の無機化合物であるＢａ（ＯＨ）２やＢａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏを粉体化学蓄熱材１２として用いても良く、アルカリ土類金属以外の無機化合物であるＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ等を粉体化学蓄熱材１２として用いても良い。但し、焼成温度が８００℃〜９００℃となる第１の実施形態においては、粉体化学蓄熱材１２として水酸化カルシウムを用いることが望ましい。
【０１０１】
また、上記した各実施形態では、化学蓄熱材複合物成形体１１が単独で水蒸気流路２８を有する偏平矩形筒状に成形された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、それぞれ平板状に形成された一対の化学蓄熱材複合物成形体１１を共通の蓄熱材収容部２４内に配置し、該化学蓄熱材複合物成形体１１間の空間を水蒸気流路２８とした構成としても良い。
【０１０２】
さらに、上記した各実施形態では、熱交換器本体１８における蓄熱材収容部２４と流体流路２６との開口方向が同じ対向流又は並行流型の構成を例示しているが、例えば、直交流型の熱交換器本体１８を用いて熱交換型蓄熱放熱装置１０、５０、６０を構成しても良い。
【０１０３】
またさらに、上記した各実施形態では、本発明が蓄熱器としての熱交換型蓄熱放熱装置１０、５０、６０に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、金属容器内に化学蓄熱材複合物成形体１１を収容して成る各種形態の蓄熱器に適用可能である。したがって例えば、容器の外周面の一部が蓄熱の熱源又は放熱による加熱対象に直接的に接触される蓄熱器に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 熱交換型蓄熱放熱装置（蓄熱器）
１１ 化学蓄熱材複合物成形体（化学蓄熱材複合構造体）
１２ 粉体化学蓄熱材
１８ 熱交換器本体（容器）
２４ 蓄熱材収容部（容器）
２６ 流体流路
３０ 銅箔膜（銅層）
３２ 銅粉
４０ 銅箔
５０・６０ 熱交換型蓄熱放熱装置（蓄熱器）
５２ 銅コーティング膜（銅層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱材を成形した化学蓄熱材成形体を含んで構成された蓄熱器、及び蓄熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒径０．３ｍｍ〜４ｍｍの範囲の結晶性の石灰石を８５０℃〜１１００℃の範囲で所定時間加熱した後に、該石灰石を５００℃〜６００℃の範囲で所定時間加熱することで、表面から内部に向かう多数の気孔が形成された生石灰を得る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、内部空間の１０〜６０容量％の割合で粉体化学蓄熱材を収容したカプセルを、反応器又は反応塔に充填する技術が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。さらに、溢汪管を具備した複数の蒸発皿を有する蒸発器と、冷媒液管流器と、凝縮器と、吸着剤容器と、これらを連通する連通管とを有する化学蓄熱型冷凍装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２２５６８６号公報
【特許文献２】特公平６−８０３９５号公報
【特許文献３】特公平６−８０３９４号公報
【特許文献４】特開平７−３３２７８８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、特許文献１に記載のように、それ自体に気孔が形成された生石灰を粉体のまま化学蓄熱材として用いた場合、作動中、水和反応と脱水反応とが繰り返される。このため、この化学蓄熱材の粉体は、体積膨張、収縮の繰り返しによって他の粉体と擦れ合い、微粉化してしまい、蓄熱システムとしての反応性が低下する問題があった。また、特許文献２、３の構成では、カプセルの採用による熱伝導抵抗の増加や接触経路の複雑化によって、化学蓄熱材の発熱反応による熱を効率良く取り出すことができず、さらに蓄熱反応における熱を効率良く供給することができない問題があった。一方、特許文献４の構成は、複数の蒸発皿を用いることで蒸発器での冷媒の蒸発面積を確保することができるものの、熱交換媒体との熱交換面積が少なく、伝熱不足（律速）を起こす原因となる。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる蓄熱器を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る蓄熱器は、少なくとも粉体化学蓄熱材と金属とを備えた化学蓄熱材複合構造体と、前記化学蓄熱材複合構造体を収容可能に構成された容器と、前記化学蓄熱材複合構造体の表面に、前記容器の内面との接触面を成すように設けられた金属層と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の蓄熱器では、粉体化学蓄熱材と金属とを含む化学蓄熱材複合構造体が、金属層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。化学蓄熱材複合構造体は、多孔構造体を成しており、その内部（多孔）を反応物又は反応生成物が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で金属層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内に金属が混合されているので、該化学蓄熱材複合構造体の内部から金属層への伝熱（熱伝導）性が良好である。また、化学蓄熱材複合構造体は、金属層を介して容器と接触するので、これらの間の伝熱性も良好である。
【０００８】
そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体が金属層を介して容器の内面に接触しているため、該金属層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材複合構造体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、金属層と容器内面との滑りによって吸収される。換言すれば、容器に対する化学蓄熱材複合構造体の拘束荷重が緩和される。
【０００９】
このように、請求項１記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明に係る蓄熱器は、請求項１記載の蓄熱器において、前記化学蓄熱材複合構造体は、粉体化学蓄熱材と銅粉とが所定の割合で混合されると共に焼結されて成り、前記容器は、金属製とされ、前記金属層は、銅層とされた。
【００１１】
請求項２記載の蓄熱器は、粉体化学蓄熱材と銅粉とが所定の割合で混合されている化学蓄熱材複合構造体が、銅層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。粉体を成形して成る化学蓄熱材複合構造体は、多孔構造体を成しており、その内部（多孔）を反応物又は反応生成物が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で銅層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内に銅粉が混合されているので、該化学蓄熱材複合構造体の内部から銅層への伝熱（熱伝導）性が良好である。また、化学蓄熱材複合構造体は、銅層を介して金属製の容器と金属接触するので、これらの間の伝熱性も良好である。
そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体が銅層を介して容器の内面に接触しているため、該銅層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材複合構造体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、銅層と容器内面との滑りによって吸収される。換言すれば、容器に対する化学蓄熱材複合構造体の拘束荷重が緩和される。
このように、請求項２記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２記載の蓄熱器において、前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に密着されるように形成されている。
【００１３】
請求項３記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内の銅粉と該化学蓄熱材複合構造体表面の銅層とが密着されているため、化学蓄熱材複合構造体の内部から銅層、容器を介した外部への伝熱性が一層良好となる。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２又は請求項３記載の蓄熱器において、前記銅層は、無加重成膜により前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている。
【００１５】
請求項４記載の蓄熱器では、例えば蒸着等の無加重成膜によって化学蓄熱材複合構造体の表面に銅層が形成（コーティング）されている。これにより、本蓄熱器では、多孔構造の化学蓄熱材複合構造体の表面に平坦な銅層を形成することができる。また、化学蓄熱材複合構造体の銅粉と銅層とを良好に密着させることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２又は請求項３記載の蓄熱器において、前記銅層は、銅箔を前記化学蓄熱材複合構造体の表面に一体焼結によって接合することで形成されている。
【００１７】
請求項５記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体の表面に銅箔を保持し、これらを一体に焼結することで、化学蓄熱材複合構造体の表面に銅層が形成されている。これにより、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体における容器との界面である銅層の平面度、平滑度を確保することができ、容器内面に対する密着度すなわち伝熱性を向上することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明に係る蓄熱器は、請求項５記載の蓄熱器において、前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体と共に８００℃〜９００℃の温度範囲で焼成されることで、該化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に焼結されている。
【００１９】
請求項６記載の蓄熱器では、銅の焼結温度の下限以上の温度範囲である８００℃〜９００℃の温度範囲で焼成することで、銅層が化学蓄熱材構造体の表面に露出された銅粉に焼結されている。このため、化学蓄熱材複合構造体内の銅粉と該化学蓄熱材複合構造体表面の銅箔とが良好に密着され、化学蓄熱材複合構造体の内部から銅層を介した外部（容器）への伝熱性が一層良好となる。
【００２０】
請求項７記載の発明に係る蓄熱器は、請求項２〜請求項６の何れか１項記載の蓄熱器において、前記粉体化学蓄熱材として、脱水反応に伴い酸化され、水和反応に伴い水酸化される無機化合物であるアルカリ土類金属水酸化物が用いられている。
【００２１】
請求項７記載の蓄熱器では、アルカリ土類金属水酸化物である粉体化学蓄熱材を含む化学蓄熱材複合構造体は、水和反応、脱水（逆水和）反応に伴い体積膨張、収縮を繰り返すが、上記の通り銅層において容器に対し滑ることで、該体積膨張、収縮が吸収される。また、粉体化学蓄熱材として無機化合物を用いるので、蓄熱、放熱反応（水和、脱水）に対する材料安定性が高い。このため、長期に亘り安定した蓄熱効果を得ることができる。
【００２２】
しかも、粉体化学蓄熱材としてアルカリ土類金属水酸化物を用いるため、換言すれば、環境負荷の小さい材料を用いるため、製造、使用、リサイクルを含めた安全性の確保が容易になる。また、化学蓄熱材複合構造体の成形時に水酸化物の状態の粉体化学蓄熱材を出発原料として用いれば、化学蓄熱材複合構造体の成形時に粉体化学蓄熱材と銅粉との混合物を増粘させるためのバインダとして水を用いることが可能になり、さらに比較的低温での焼成が可能になる。
【００２３】
請求項８記載の発明に係る蓄熱器は、蒸気を離脱させることにより吸熱し、蒸気を吸着させることにより発熱する化学蓄熱材と銅粉とを含む多孔質体から成る化学蓄熱材複合構造体が内部に収容された容器と、前記容器と熱的に接触して設けられ、熱交換媒体が通過する流体通路と、を有する蓄熱器であって、前記化学蓄熱材複合構造体の外表面に金属層が形成されており、前記金属層と前記容器の内面とが接触するように前記化学蓄熱材複合構造体を配することを特徴とする。
【００２４】
請求項８記載の蓄熱器では、粉体化学蓄熱材と銅粉とを含む化学蓄熱材複合構造体が、金属層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。化学蓄熱材複合構造体は、多孔質体（多孔構造体）を成しており、その内部（多孔）を蒸気が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で金属層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体内に銅粉が混合されているので、該化学蓄熱材複合構造体の内部から金属層への伝熱（熱伝導）性が良好である。また、化学蓄熱材複合構造体は、金属層を介して容器と接触するので、これらの間の伝熱性も良好である。
【００２５】
そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体が金属層を介して容器の内面に接触しているため、該金属層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材複合構造体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、金属層と容器内面との滑りによって吸収される。換言すれば、容器に対する化学蓄熱材複合構造体の拘束荷重が緩和される。
【００２６】
このように、請求項８記載の蓄熱器では、化学蓄熱材複合構造体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００２７】
上記した蓄熱器に代わる蓄熱器として、粉体化学蓄熱材を成形して成る化学蓄熱材成形体と、前記化学蓄熱材成形体を収容した金属製の容器と、前記化学蓄熱材成形体の表面に、前記容器の内面との接触面を成すように設けられた炭素層と、を備えた構成としても良い。本蓄熱器では、粉体化学蓄熱材を成形して成る化学蓄熱材成形体が、炭素層を介して容器の内面に接触しつつ該容器内に収容されて構成されている。粉体を成形して成る化学蓄熱材成形体は、多孔構造体を成しており、その内部（多孔）を反応物又は反応生成物が流通することで蓄熱、放熱反応を生じ、この熱は容器との間で炭素層を介して授受される。本蓄熱器では、化学蓄熱材成形体は、粉体化学蓄熱材に対し高熱伝導率の炭素層を介して金属製の容器と接触するので、炭素層を有しない構成と比較して、これら化学蓄熱材成形体と容器と伝熱性が良好である。そして、本蓄熱器では、化学蓄熱材成形体が炭素層を介して容器の内面に接触しているため、該炭素層と容器内面との滑り（摺動）が許容される。このため、本蓄熱器では、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材成形体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、炭素層と容器内面との滑りによって吸収される。このように、本蓄熱器では、化学蓄熱材成形体の粉体化を抑制することができると共に、化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００２８】
また、上記の蓄熱器において、前記炭素層は、無加重成膜により前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている、構成としても良い。本蓄熱器では、例えば蒸着等の無加重成膜法によって化学蓄熱材成形体の表面に炭素膜が形成（コーティング）されている。これにより、本蓄熱器では、多孔構造の化学蓄熱材複合構造体の表面に平坦度が良好な炭素層を形成することができる。
【００２９】
さらに、上記の各蓄熱器において、ダイヤモンドライクカーボン膜が前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている、構成としても良い。本蓄熱器では、炭素層として表面硬度が高く摺動性の良好なダイヤモンドライクカーボン膜が化学蓄熱材成形体の表面に形成されているため、蓄熱、放熱反応に伴う化学蓄熱材成形体の容器に対する相対的な体積膨張、収縮が、炭素層と容器内面との滑り（摺動）によって一層良好に吸収される。
【００３０】
またさらに、上記の各蓄熱器において、前記炭素層は、カーボンブラックを含んで構成されている、構成としても良い。本蓄熱器では、高熱伝導材料であるカーボンブラックが炭素層に含まれているため、化学蓄熱材成形体と容器との伝熱性が向上される。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように本発明に係る蓄熱器は、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体としての耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体又は化学蓄熱材成形体に対する伝熱経路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の要部を模式的に示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の製造方法を模式的に示す工程説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の要部を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置の製造方法を模式的に示す工程説明図である。
【図６】参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置の要部を模式的に示す拡大断面図である。
【図７】参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置の製造方法を模式的に示す工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の第１の実施形態に係る蓄熱器としての熱交換型蓄熱放熱装置１０、及びその製造方法について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００３４】
図２には、熱交換型蓄熱放熱装置１０の概略構成が模式的な斜視図にて示されている。この図に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置１０は、容器としての熱交換器本体１８と、該熱交換器本体１８に設けられた化学蓄熱材複合構造体としての化学蓄熱材複合物成形体１１とを備えている。熱交換器本体１８は、シェル（外壁）２０と、シェル２０内を複数の空間に区画する壁体としての隔壁２２とを有する。
【００３５】
これにより、熱交換器本体１８の内部は、化学蓄熱材複合物成形体１１が収容される化学蓄熱材室としての蓄熱材収容部２４と、該化学蓄熱材複合物成形体１１との間で熱交換を行う熱交換媒体としての流体が流通する流体流路２６とが、隔壁２２を挟んで交互に配置されている。なお、蓄熱材収容部２４と流体流路２６とを共に有する構成を本発明における容器として捉えても良く、流体流路２６が熱的に接触して設けられた蓄熱材収容部２４を本発明における容器として捉えても良い。
【００３６】
この実施形態では、蓄熱材収容部２４、流体流路２６は、それぞれ隔壁２２が長辺とされる扁平矩形状の開口端を有する角柱状空間とされている。この実施形態では、熱交換器本体１８は、蓄熱材収容部２４、流体流路２６が断面の扁平方向に隣接され、かつ該隣接方向の両端に流体流路２６が配置される構成とされている。この実施形態では、熱交換器本体１８は、例えばステンレス鋼やアルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の金属材料にて構成されている。
【００３７】
図２に示される如く、この実施形態における化学蓄熱材複合物成形体１１は、内部に水蒸気流路２８が形成された閉断面構造（偏平した矩形筒形状）とされており、それぞれ独立して対応する蓄熱材収容部２４内に配設されている。化学蓄熱材複合物成形体１１は、蓄熱材収容部２４に対する挿入方向の一方側（例えば重力方向の下側）において、図示しないストッパによって蓄熱材収容部２４からの脱落が防止されている。
【００３８】
そして、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面には、銅箔層３０が略全面に亘って形成されている。化学蓄熱材複合物成形体１１は、金属層である銅層としての銅箔膜３０を介して熱交換器本体１８の内面すなわちシェル２０又は隔壁２２に面接触されている。換言すれば、銅箔膜３０は、化学蓄熱材複合物成形体１１におけるシェル２０又は隔壁２２への接触面（界面）とされている。この実施形態では、銅箔膜３０は、化学蓄熱材複合物成形体１１と熱交換器本体１８（流体流路２６を流れる流体）との間の伝熱面（熱的密着面）、及びシェル２０又は隔壁２２に対する摺動面を成している。
【００３９】
この銅箔膜３０について説明する前に、先ず、化学蓄熱材複合物成形体１１について補足する。図１には、化学蓄熱材複合物成形体１１の一部が模式的な断面図にて示されている。この図に示される如く、化学蓄熱材複合物成形体１１は、多数の粉体化学蓄熱材１２に金属としての銅粉３２が所定の割合で混合されたものが組織化、構造化されたものであって、これら多数の粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２間には細孔１４が形成されている。したがって、この実施形態に係る化学蓄熱材複合物成形体１１は、多孔質構造体（多孔体）として把握され、かつ細孔１４の内面に粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２が露出して構成されているものとして把握されるものである。
【００４０】
この実施形態では、粉体化学蓄熱材１２は、無機化合物としてのアルカリ土類金属水酸化物である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）とされており、脱水に伴って蓄熱（吸熱）し、水和（水酸化カルシウムへの復原）に伴って放熱（発熱）する構成とされている。すなわち、多数の粉体化学蓄熱材１２は、以下に示す反応で蓄熱、放熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている
Ｃａ（ＯＨ）２ ⇔ ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ
【００４１】
この式に蓄熱量、発熱量Ｑを併せて示すと、
Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ Ｑ → ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ
ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ → Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ Ｑ
となる。
【００４２】
この実施形態では、粉体化学蓄熱材１２として、平均粒子径は略８〜１０μｍ（レーザー回析式測定法、島津製作所製ＳＡＬＤ−２０００Ａによる）のものが用いられている。また、この実施形態では、銅粉３２として、平均粒子径が略５〜８μｍのものが用いられている。さらに、この実施形態では、銅粉３２は、３０ｗｔ％の割合で粉体化学蓄熱材１２に混合されている。
【００４３】
以上説明したように金属分である銅粉３２が粉体化学蓄熱材１２に所定割合で混合されて成る化学蓄熱材複合物成形体１１では、高熱伝導率の銅粉３２が内部の伝熱性を向上（改善）させる構成とされている。また、化学蓄熱材複合物成形体１１では、銅粉３２は、表面に銅箔膜３０を保持する機能を果たしている。
【００４４】
この実施形態では、銅箔膜３０は、後述する銅箔４０を化学蓄熱材複合物成形体１１に一体に焼結することで化学蓄熱材複合物成形体１１に密着され、該化学蓄熱材複合物成形体１１におけるシェル２０、隔壁２２との界面を構成している。銅箔膜３０の厚みは数百μｍとされている。
【００４５】
以下、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法を説明する。
【００４６】
図３には、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法が模式的に示されている。熱交換型蓄熱放熱装置１０を製造するにあたっては、先ず、図３に示される材料準備工程である工程Ａで、原料である水酸化物（Ｃａ（ＯＨ）２）の状態の粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２、及びバインダである水Ｗを用意する。次いで、混合工程である工程Ｂで、粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２、水Ｗを混合攪拌容器３４内で混合し、さらに攪拌工程である工程Ｃで、撹拌機３６にて撹拌（混練）する。これにより、形状を保持し得るように増粘化された混合蓄熱材Ｍが得られる。
【００４７】
次いで、成形工程である工程Ｄに移行する。工程Ｄでは、上記の通り撹拌工程で増粘化された混合蓄熱材Ｍを押し出し型３８にて押し出し成形する。これにより、上記混合蓄熱材Ｍは、押し出し型３８の形状に応じた所定形状、すなわち熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４に対応した扁平矩形筒状に形成される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１が成形される。
【００４８】
次いで、工程Ｅで銅粉３２を構成する銅箔４０を用意し、銅箔保持工程である工程Ｆで、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面の略全面に亘り、プレスによって銅箔４０を機械的に保持（仮保持）させる。さらに、焼成工程である工程Ｇで外表面に銅粉３２が付着された化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成炉４２にて焼成する。この際の焼成温度は、８００℃〜９００℃とされる。
【００４９】
この焼成によって、化学蓄熱材複合物成形体１１は、水分が除去されて固化される。また、上記の焼成温度は銅の焼結温度に一致しており、銅箔４０は、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に露出されていた銅粉３２と焼結されることで、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に強固に密着保持される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面には、略全面に亘って銅箔膜３０が形成される。
【００５０】
そして、挿入工程である工程Ｈで、外表面に銅箔膜３０が形成された化学蓄熱材複合物成形体１１を熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４内に挿入（圧挿）する。この際、化学蓄熱材複合物成形体１１は、銅箔膜３０において熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２と摺動しつつ蓄熱材収容部２４に挿入される。仕上げ工程である工程Ｉで仕上げ（例えばストッパの装着等）を行うと、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造が完了する。
【００５１】
次に、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０の作用を説明する。
【００５２】
熱交換型蓄熱放熱装置１０の化学蓄熱材複合物成形体１１に蓄熱する際には、流体流路２６に熱源からの熱媒を流通させる。すると、熱媒からの熱によって化学蓄熱材複合物成形体１１が脱水反応を生じ、この熱が化学蓄熱材複合物成形体１１に蓄熱される。この際、化学蓄熱材複合物成形体１１から脱水された水蒸気は、細孔１４、水蒸気流路２８を通じて放出される。
【００５３】
一方、熱交換型蓄熱放熱装置１０に蓄熱された熱を放熱する際には、熱交換型蓄熱放熱装置１０は、図示しない蒸発器等からの水蒸気が水蒸気流路２８を通じて熱交換型蓄熱放熱装置１０内の化学蓄熱材複合物成形体１１内の細孔１４に供給される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和反応を生じつつ放熱する。この熱は、流体流路２６を流通する熱輸送媒体によって加熱対象に輸送され、加熱対象の加熱に供される。
【００５４】
このように、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２との混合物の成形体である化学蓄熱材複合物成形体１１の多孔性（細孔１４）を利用して、粉体化学蓄熱材１２に対する水蒸気の供給、放出経路の確保と、化学蓄熱材複合物成形体１１全体としての構造化とが両立されている。
【００５５】
また、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１に高熱伝導率の銅粉３２が混合されているため、化学蓄熱材複合物成形体１１内部の伝熱性が良好である。すなわち、蓄熱時の粉体化学蓄熱材１２への熱供給、放熱時の粉体化学蓄熱材１２からの熱回収の効率が向上する。
【００５６】
しかも、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１における熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２との界面が、該シェル２０、隔壁２２と金属接触する銅箔膜３０であるため、熱交換器本体１８に対する熱的密着性が確保される。これにより、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の外部（隔壁２２を介した流体流路２６の流体）に対する熱伝導率も高い。
【００５７】
さらに、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、銅箔膜３０が化学蓄熱材複合物成形体１１の表面側に位置する銅粉３２に密着されているため、化学蓄熱材複合物成形体１１の内外への伝熱性が一層良好である。これらによって熱交換型蓄熱放熱装置１０では、全体として所要の伝熱特性が確保される。
【００５８】
ところで、化学蓄熱材複合物成形体１１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和（放熱）、脱水（蓄熱）に伴って、体積膨張、収縮を繰り返し、化学蓄熱材複合物成形体１１は線膨張係数が異なる熱交換器本体１８に対して相対的に体積膨張、収縮を繰り返すこととなる。
【００５９】
ここで、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１が銅箔膜３０において熱交換器本体１８（シェル２０、隔壁２２）に対し摺動可能に接触している。このため、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の熱交換器本体１８に対する体積膨張、収縮が、銅箔膜３０における化学蓄熱材複合物成形体１１とシェル２０、隔壁２２との摺動によって吸収される。すなわち、熱交換器本体１８に対する化学蓄熱材複合物成形体１１の拘束荷重が緩和される。これにより、化学蓄熱材複合物成形体１１の体積膨張、収縮に伴い該化学蓄熱材複合物成形体１１の一部が粉体化することが防止又は効果的に抑制される。
【００６０】
換言すれば、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、銅箔膜３０を設けることで化学蓄熱材複合物成形体１１と熱交換器本体１８との滑りが可能とされているため、粉体化学蓄熱材１２の水和、脱水反応に伴う膨張収縮に対し、熱交換器本体１８の海面との間で発生する熱膨張率の違いによる耐久性の低下を抑制することができる。
【００６１】
以上説明したように、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の粉体化を抑制して耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。一方、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、水蒸気流路２８に面する化学蓄熱材複合物成形体１１の内表面には銅箔膜３０が形成されないので、水蒸気流路２８を通じて粉体化学蓄熱材１２（細孔１４）に対し水蒸気を良好に供給、放出することができる。
【００６２】
また、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、銅箔４０を化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に一体焼結することで銅箔膜３０が形成されている。このため、銅箔膜３０によって化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面の平面度、平滑度が確保され、シェル２０、隔壁２２との良好な面接触が確保される（接触面積が大きい）。これにより、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、全体として一層良好な伝熱特性が確保される。
【００６３】
しかも、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、８００℃〜９００℃の焼成温度で化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成することで、銅箔膜３０が銅粉３２に焼結されている。このため、銅粉３２すなわち化学蓄熱材複合物成形体１１に対する銅箔膜３０の強固な接合性、良好な熱伝導性が担保される。そして、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、粉体化学蓄熱材１２として水酸化カルシウムを用いているため、８００℃以上の温度で化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成しても、化学蓄熱材としての活性が回復される。換言すれば、粉体化学蓄熱材１２として水酸化カルシウムを用いることで、８００℃〜９００℃の焼成温度で化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成して銅箔膜３０を銅粉３２に焼結させる構成が実現された。
【００６４】
さらに、化学蓄熱材複合物成形体１１では、粉体化学蓄熱材１２として無機化合物である水酸化カルシウムを用いているため、蓄熱、放熱反応（水和、脱水）に対する材料安定性が高い。特に、水酸化カルシウムは、例えば水酸化マグネシウム等に対しても可逆性が高い（ほぼ１００％の水和、脱水反応率を有する）ため、長期間に亘り安定した蓄熱効果を得ることができる。また、水酸化カルシウムは、水酸化マグネシウム等に対して不純物に対する感度が低いので、この点でも長期安定運転に寄与する。また特に、粉体化学蓄熱材１２としてアルカリ土類金属化合物である水酸化カルシウムを用いているため、換言すれば、環境負荷の小さい材料を用いるため、化学蓄熱材複合物成形体１１の製造、使用、リサイクルを含めた安全性の確保が容易になる。
【００６５】
さらにここで、熱交換型蓄熱放熱装置１０では、水酸化物である水酸化カルシウムの粉体を用いて化学蓄熱材複合物成形体１１を製造するため、撹拌工程で粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２との混合物を増粘させるためのバインダとして水を用いることができる。これにより、簡単かつ安価な方法で化学蓄熱材複合物成形体１１を得ることができる。例えば、酸化カルシウムを出発物質とした場合には、該酸化カルシウムは水に反応するために水（水を含む液体）をバインダとして用いることができない。また例えば、炭酸カルシウムを出発原料として粉体化学蓄熱材１２（水酸化カルシウム）を得る場合には、脱炭酸工程で９５０℃〜１０００℃程度の高温焼成が要求される。これに対して熱交換型蓄熱放熱装置１０では、上記の通り水酸化カルシウムを出発原料として化学蓄熱材複合物成形体１１が製造されるため、水をバインダとして粉体化学蓄熱材１２、銅粉３２の混合物を撹拌することで増粘効果が得られ、成形性が向上する。
【００６６】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。
【００６７】
（第２の実施形態）
図４には、本発明の第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置５０の要部が図１に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置５０は、銅箔膜３０に代えて、金属層である銅層としての銅コーティング膜５２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０とは異なる。
【００６８】
銅コーティング膜５２は、無加重成膜法の１つである蒸着法によって化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に形成されている点で、銅箔４０をプレス（加重）、焼結により密着させて形成された銅箔膜３０とは異なる。このため、銅コーティング膜５２の厚みは、銅箔膜３０と比較して薄く、例えば略数十〜百μｍとされる。以下、熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造方法について、図５を参照しつつ、主に熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法と異なる部分を説明する。
【００６９】
図５に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造方法は、その工程Ａ〜工程Ｄについて熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法における工程Ａ〜工程Ｄと共通する。熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造方法では、工程Ｄの後、焼成工程である工程Ｅで、工程Ｄで成形された化学蓄熱材複合物成形体１１を焼成炉４２によって焼成する。この場合の焼成温度は、例えば４００〜５００℃とされる。
【００７０】
次いで、蒸着工程である工程Ｆで、真空蒸着装置５４によって化学蓄熱材複合物成形体１１の外表面に銅を蒸着する。この実施形態では、真空蒸着装置５４における蒸着原料である銅を蒸発させるためのヒータとして、例えばレーザアブレーションが用いられている。この工程Ｆにより、外表面の略全面に亘り銅コーティング膜５２が形成された化学蓄熱材複合物成形体１１が得られる。
【００７１】
そして、工程Ｇで必要数だけ揃えられた化学蓄熱材複合物成形体１１を用いて、熱交換型蓄熱放熱装置１０の製造方法における工程Ｈ、工程Ｉと同様の挿入工程、仕上げ工程を行うことで、熱交換型蓄熱放熱装置５０の製造が完了する。熱交換型蓄熱放熱装置５０の他の構成、製造方法は、図示しない部分を含め熱交換型蓄熱放熱装置１０の対応する構成、製造方法と同様である。
【００７２】
したがって、第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置５０によっても、化学蓄熱材複合物成形体１１における熱交換器本体１８との界面が銅コーティング膜５２とされているため、銅箔膜３０が銅箔４０より成ることによる効果を除いて、基本的に熱交換型蓄熱放熱装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。すなわち、第２の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置５０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の粉体化を抑制して耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。
【００７３】
また、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、無加重成膜法である蒸着によって銅コーティング膜５２が形成されるため、多孔体である化学蓄熱材複合物成形体１１の表面にフラットな銅コーティング膜５２を形成することができる。しかも、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、化学蓄熱材複合物成形体１１が銅粉３２を含んで構成されているため、銅粉３２を起点として銅を蒸着させることができ、粉体化学蓄熱材１２を主成分とする該化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に蒸着によって銅コーティング膜５２を形成することができる。
【００７４】
さらに、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、真空蒸着装置５４内の真空、加熱場での表面活性化によって銅粉３２表面の酸化膜が還元されながら、銅蒸気（イオン）が化学蓄熱材複合物成形体１１に蒸着される。このため、高温に加熱することなく、銅粉３２と銅コーティング膜５２とを熱的及び機械的に密着させることができる。したがって、熱交換型蓄熱放熱装置５０では、化学蓄熱材複合物成形体１１の内外に対し、熱交換型蓄熱放熱装置１０と同等の伝熱性能を得ることができる。
【００７５】
（参考例）
図６には、参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置６０の要部が図１に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、熱交換型蓄熱放熱装置５０は、化学蓄熱材成形体６１が銅粉３２を有せず、かつ銅箔膜３０に代えて、炭素層、ダイヤモンドライクカーボン膜としてのＤＬＣコーティング膜６２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る熱交換型蓄熱放熱装置１０とは異なる。
【００７６】
熱交換型蓄熱放熱装置６０を構成する化学蓄熱材成形体６１は、粉体化学蓄熱材１２間に細孔１４が形成された多孔質体である粉体化学蓄熱材１２成形体として構成されている。換言すれば、化学蓄熱材成形体６１は、銅粉３２を有しない点を除き、化学蓄熱材複合物成形体１１と同様に構成されている。
【００７７】
また、熱交換型蓄熱放熱装置６０を構成するＤＬＣコーティング膜６２は、無加重成膜法の１つである蒸着法によって、化学蓄熱材成形体６１の外表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の膜を形成して構成されている。ＤＬＣコーティング膜６２の厚みは、銅箔膜３０と比較して薄く、例えば略数十〜百μｍとされる。さらに、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１におけるＤＬＣコーティング膜６２との境界部（の細孔１４内）に、カーボンブラック層６４が設けられている。この参考例では、ＤＬＣコーティング膜６２とカーボンブラック層６４とで本発明における炭素層が構成されている。
【００７８】
以下、熱交換型蓄熱放熱装置６０の製造方法について、図７を参照しつつ説明する。
【００７９】
熱交換型蓄熱放熱装置６０を製造するにあたっては、先ず、図７に示される材料準備工程である工程Ａで、原料である水酸化物（Ｃａ（ＯＨ）２）の状態の粉体化学蓄熱材１２及びバインダである水Ｗを用意する。次いで、混合工程である工程Ｂで、粉体化学蓄熱材１２、水Ｗを混合攪拌容器３４内で混合し、さらに攪拌工程である工程Ｃで、撹拌機３６にて撹拌（混練）する。これにより、形状を保持し得るように増粘化された混合蓄熱材Ｍが得られる。
【００８０】
次いで、成形工程である工程Ｄに移行する。工程Ｄでは、上記の通り撹拌工程で増粘化された混合蓄熱材Ｍを押し出し型３８にて押し出し成形する。これにより、上記混合蓄熱材Ｍは、押し出し型３８の形状に応じた所定形状、すなわち熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４に対応した扁平矩形筒状に形成される。これにより、化学蓄熱材成形体６１が成形される。
【００８１】
次いで、浸漬工程である工程Ｅで、カーボンブラック槽６６に化学蓄熱材成形体６１を浸漬して該化学蓄熱材成形体６１の表面側にカーボンブラックＣＢを入り込ませる（塗り込む構成としても良い）。この際、水蒸気流路２８内にカーボンブラックＣＢが侵入しないように、適宜マスキングを施す（図示省略）。さらに、焼成工程である工程Ｆで、工程Ｅにて表面側にカーボンブラックＣＢが入り込まされた化学蓄熱材成形体６１を焼成炉４２によって焼成する。この場合の焼成温度は、例えば４００〜６００℃とされる。
【００８２】
次いで、蒸着工程である工程Ｇで、真空蒸着装置６８によって化学蓄熱材成形体６１の外表面にＤＬＣを蒸着する。この参考例では、ＤＬＣは、物理蒸着（ＰＶＤ）の何れによって化学蓄熱材成形体６１の外表面に蒸着される。この工程Ｇにより、外表面の略全面に亘りＤＬＣコーティング膜６２が形成された化学蓄熱材成形体６１が得られる。
【００８３】
そして、工程Ｈで必要数だけ揃えられた化学蓄熱材成形体６１を用いて、挿入工程である工程Ｉで、外表面に銅箔膜３０が形成された化学蓄熱材成形体６１を熱交換器本体１８の蓄熱材収容部２４内に挿入（圧挿）する。この際、化学蓄熱材成形体６１は、銅箔膜３０において熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２と摺動しつつ蓄熱材収容部２４に挿入される。仕上げ工程である工程Ｊで仕上げ（例えばストッパの装着等）を行うと、熱交換型蓄熱放熱装置６０の製造が完了する。
【００８４】
次に、参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置６０の作用効果を説明する。
【００８５】
熱交換型蓄熱放熱装置６０の化学蓄熱材成形体６１に蓄熱する際には、流体流路２６に熱源からの熱媒を流通させる。すると、熱媒からの熱によって化学蓄熱材成形体６１が脱水反応を生じ、この熱が化学蓄熱材成形体６１に蓄熱される。この際、化学蓄熱材成形体６１から脱水された水蒸気は、細孔１４、水蒸気流路２８を通じて排出される。
【００８６】
一方、熱交換型蓄熱放熱装置６０に蓄熱された熱を放熱する際には、熱交換型蓄熱放熱装置６０は、図示しない蒸発器等からの水蒸気が水蒸気流路２８を通じて熱交換型蓄熱放熱装置６０内の化学蓄熱材成形体６１内の細孔１４に供給される。これにより、化学蓄熱材成形体６１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和反応を生じつつ放熱する。この熱は、流体流路２６を流通する熱輸送媒体によって加熱対象に輸送され、加熱対象の加熱に供される。
【００８７】
このように、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、粉体化学蓄熱材１２の成形体である化学蓄熱材成形体６１の多孔性（細孔１４）を利用して、粉体化学蓄熱材１２に対する水蒸気の供給、放出経路の確保と、化学蓄熱材成形体６１全体としての構造化とが両立されている。
【００８８】
また、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１における熱交換器本体１８のシェル２０、隔壁２２との界面が、該シェル２０、隔壁２２と面接触すると共に粉体化学蓄熱材１２に対し熱伝導率が高いＤＬＣコーティング膜６２であるため、熱交換器本体１８に対する熱的密着性が確保される。これにより、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１の外部（隔壁２２を介した流体流路２６の流体）に対する熱伝導率も高い。
【００８９】
ところで、化学蓄熱材成形体６１を構成する粉体化学蓄熱材１２は、水和（放熱）、脱水（蓄熱）に伴って、体積膨張、収縮を繰り返し、化学蓄熱材成形体６１は線膨張係数が異なる熱交換器本体１８に対して相対的に体積膨張、収縮を繰り返すこととなる。
【００９０】
ここで、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１がＤＬＣコーティング膜６２において熱交換器本体１８（シェル２０、隔壁２２）に対し摺動可能に接触している。このため、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１の熱交換器本体１８に対する体積膨張、収縮がＤＬＣコーティング膜６２における化学蓄熱材成形体６１とシェル２０、隔壁２２との摺動によって吸収される。これにより、化学蓄熱材成形体６１の体積膨張、収縮に伴い該化学蓄熱材成形体６１の一部が粉体化することが防止又は効果的に抑制される。
【００９１】
換言すれば、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、ＤＬＣコーティング膜６２を設けることで化学蓄熱材成形体６１と熱交換器本体１８との滑りが可能とされているため、粉体化学蓄熱材１２の水和、脱水反応に伴う膨張収縮に対し、熱交換器本体１８の海面との間で発生する熱膨張率の違いによる耐久性の低下を抑制することができる。
【００９２】
特に、ＤＬＣコーティング膜６２は、表面硬度が高く、水蒸気の共存下で摺動性が向上する（摺動抵抗が減じられる）特性を有するので、金属製の熱交換器本体１８との高い熱密着性（熱伝導）と良好な滑りとを両立することができる。さらに、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、ダイヤモンドライクカーボンに対しても高熱伝導であるカーボンブラック層６４が設けられているため、化学蓄熱材成形体６１から熱交換器本体１８への熱伝導性が一層向上される。
【００９３】
以上説明したように、参考例に係る熱交換型蓄熱放熱装置６０では、化学蓄熱材成形体６１の粉体化を抑制して耐久性を向上させることができると共に、化学蓄熱材複合構造体に対する伝熱経路を確保することができる。一方、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、水蒸気流路２８に面する化学蓄熱材成形体６１の内表面にはＤＬＣコーティング膜６２が形成されないので、水蒸気流路２８を通じて粉体化学蓄熱材１２（細孔１４）に対し水蒸気を良好に供給、放出することができる。
【００９４】
また、熱交換型蓄熱放熱装置６０では、無加重成膜法である蒸着によってＤＬＣコーティング膜６２が形成されるため、多孔体である化学蓄熱材成形体６１の表面にフラットなＤＬＣコーティング膜６２を形成することができる。
【００９５】
さらに、熱交換型蓄熱放熱装置６０における粉体化学蓄熱材１２として無機化合物である水酸化カルシウムを用いたことによる作用効果は、熱交換型蓄熱放熱装置１０、熱交換型蓄熱放熱装置５０において粉体化学蓄熱材１２として無機化合物である水酸化カルシウムを用いたことによる作用効果と同様である。
【００９６】
なお、参考例では、ＤＬＣコーティング膜６２及びカーボンブラック層６４が共に設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＤＬＣコーティング膜６２及びカーボンブラック層６４の何れか一方のみを化学蓄熱材成形体６１の外表面に形成しても良い。また、これらＤＬＣコーティング膜６２及びカーボンブラック層６４とは別構造の炭素層を備えた構成としても良い。
【００９７】
また、参考例では、化学蓄熱材成形体６１が粉体化学蓄熱材１２にて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、化学蓄熱材成形体６１が粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２とを所定の割合で混合した成形物である構成としても良い。
【００９８】
なお、上記した各実施形態では、化学蓄熱材複合物成形体１１に混合される金属として銅粉３２、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に形成される金属層として銅箔膜３０、銅コーティング膜５２を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、銅粉に代えてステンレス鋼を含む鉄繊維やアルミニウム繊維等を採用することができ、また、金属層としてもステンレス鋼やアルミニウムを採用することができる。粉体化学蓄熱材１２としてＣａＯＨ系の蓄熱材を採用する場合には、腐食防止の観点からステンレス鋼を採用することができる。また、本発明は、化学蓄熱材複合物成形体１１に混合される金属と、化学蓄熱材複合物成形体１１の表面に形成される金属層とが同種の金属にて構成される例に限られるものではない。
【００９９】
さらに、上記した各実施形態では、化学蓄熱材複合物成形体１１が粉体化学蓄熱材１２、又は粉体化学蓄熱材１２と銅粉３２との混合物より成る例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、成形体としての強度を確保するための添加物を混合して化学蓄熱材複合物成形体１１を構成しても良い。
【０１００】
またさらに、上記した実施形態では、粉体化学蓄熱材１２として水和系化学蓄熱材である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アルカリ土類金属の無機化合物である水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を粉体化学蓄熱材１２として用いても良い。同様に、アルカリ土類金属の無機化合物であるＢａ（ＯＨ）２やＢａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏを粉体化学蓄熱材１２として用いても良く、アルカリ土類金属以外の無機化合物であるＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ等を粉体化学蓄熱材１２として用いても良い。但し、焼成温度が８００℃〜９００℃となる第１の実施形態においては、粉体化学蓄熱材１２として水酸化カルシウムを用いることが望ましい。
【０１０１】
また、上記した各実施形態では、化学蓄熱材複合物成形体１１が単独で水蒸気流路２８を有する偏平矩形筒状に成形された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、それぞれ平板状に形成された一対の化学蓄熱材複合物成形体１１を共通の蓄熱材収容部２４内に配置し、該化学蓄熱材複合物成形体１１間の空間を水蒸気流路２８とした構成としても良い。
【０１０２】
さらに、上記した各実施形態では、熱交換器本体１８における蓄熱材収容部２４と流体流路２６との開口方向が同じ対向流又は並行流型の構成を例示しているが、例えば、直交流型の熱交換器本体１８を用いて熱交換型蓄熱放熱装置１０、５０、６０を構成しても良い。
【０１０３】
またさらに、上記した各実施形態では、本発明が蓄熱器としての熱交換型蓄熱放熱装置１０、５０、６０に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、金属容器内に化学蓄熱材複合物成形体１１を収容して成る各種形態の蓄熱器に適用可能である。したがって例えば、容器の外周面の一部が蓄熱の熱源又は放熱による加熱対象に直接的に接触される蓄熱器に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 熱交換型蓄熱放熱装置（蓄熱器）
１１ 化学蓄熱材複合物成形体（化学蓄熱材複合構造体）
１２ 粉体化学蓄熱材
１８ 熱交換器本体（容器）
２４ 蓄熱材収容部（容器）
２６ 流体流路
３０ 銅箔膜（銅層）
３２ 銅粉
４０ 銅箔
５０・６０ 熱交換型蓄熱放熱装置（蓄熱器）
５２ 銅コーティング膜（銅層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも粉体化学蓄熱材と金属とを備えた化学蓄熱材複合構造体と、
前記化学蓄熱材複合構造体を収容可能に構成された容器と、
前記化学蓄熱材複合構造体の表面に、前記容器の内面との接触面を成すように設けられた金属層と、
を備えた蓄熱器。
【請求項２】
前記化学蓄熱材複合構造体は、粉体化学蓄熱材と銅粉とが所定の割合で混合されると共に焼結されて成り、
前記容器は、金属製とされ、
前記金属層は、銅層とされた請求項１記載の蓄熱器。
【請求項３】
前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に密着されるように形成されている請求項２記載の蓄熱器。
【請求項４】
前記銅層は、無加重成膜により前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている請求項２又は請求項３記載の蓄熱器。
【請求項５】
前記銅層は、銅箔を前記化学蓄熱材複合構造体の表面に一体焼結によって接合することで形成されている請求項請求項２又は請求項３記載の蓄熱器。
【請求項６】
前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体と共に８００℃〜９００℃の温度範囲で焼成されることで、該化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に焼結されている請求項５項記載の蓄熱器。
【請求項７】
前記粉体化学蓄熱材として、脱水反応に伴い酸化され、水和反応に伴い水酸化される無機化合物であるアルカリ土類金属水酸化物が用いられている請求項２〜請求項６の何れか１項記載の蓄熱器。
【請求項８】
蒸気を離脱させることにより吸熱し、蒸気を吸着させることにより発熱する化学蓄熱材と銅粉とを含む多孔質体から成る化学蓄熱材複合構造体が内部に収容された容器と、
前記容器と熱的に接触して設けられ、熱交換媒体が通過する流体通路と、
を有する蓄熱器であって、
前記化学蓄熱材複合構造体の外表面に金属層が形成されており、
前記金属層と前記容器の内面とが接触するように前記化学蓄熱材複合構造体を配することを特徴とする蓄熱器。
【請求項１】
少なくとも粉体化学蓄熱材と金属とを備えた化学蓄熱材複合構造体と、
前記化学蓄熱材複合構造体を収容可能に構成された容器と、
前記化学蓄熱材複合構造体の表面に、前記容器の内面との接触面を成すように設けられた金属層と、
を備えた蓄熱器。
【請求項２】
前記化学蓄熱材複合構造体は、粉体化学蓄熱材と銅粉とが所定の割合で混合されると共に焼結されて成り、
前記容器は、金属製とされ、
前記金属層は、銅層とされた請求項１記載の蓄熱器。
【請求項３】
前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に密着されるように形成されている請求項２記載の蓄熱器。
【請求項４】
前記銅層は、無加重成膜により前記化学蓄熱材複合構造体の表面に形成されている請求項２又は請求項３記載の蓄熱器。
【請求項５】
前記銅層は、銅箔を前記化学蓄熱材複合構造体の表面に一体焼結によって接合することで形成されている請求項請求項２又は請求項３記載の蓄熱器。
【請求項６】
前記銅層は、前記化学蓄熱材複合構造体と共に８００℃〜９００℃の温度範囲で焼成されることで、該化学蓄熱材複合構造体の表面に露出した前記銅粉に焼結されている請求項５項記載の蓄熱器。
【請求項７】
前記粉体化学蓄熱材として、脱水反応に伴い酸化され、水和反応に伴い水酸化される無機化合物であるアルカリ土類金属水酸化物が用いられている請求項２〜請求項６の何れか１項記載の蓄熱器。
【請求項８】
蒸気を離脱させることにより吸熱し、蒸気を吸着させることにより発熱する化学蓄熱材と銅粉とを含む多孔質体から成る化学蓄熱材複合構造体が内部に収容された容器と、
前記容器と熱的に接触して設けられ、熱交換媒体が通過する流体通路と、
を有する蓄熱器であって、
前記化学蓄熱材複合構造体の外表面に金属層が形成されており、
前記金属層と前記容器の内面とが接触するように前記化学蓄熱材複合構造体を配することを特徴とする蓄熱器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９６６６１（Ｐ２０１１−１９６６６１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６８８８（Ｐ２０１０−６６８８８）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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)
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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)
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