(57)【要約】【課題】放熱量の向上を図るとともに、蓄熱材と水とを効果的に反応させる。【解決手段】化学蓄熱装置は、蓄熱材８を貯留する蓄熱槽２１と、蓄熱材８と流体との間で熱交換を行うための熱交換器２０とを備えている。蓄熱槽２１内の下部には、蓄熱槽２１内の空間を上側空間３０Ａと下側空間とに仕切る仕切板３１が配置されている。下側空間には供給路２３から水が供給される。熱交換器２０は、上側空間３０Ａ内に複数のフィン６２を有している。仕切板３１には、下側空間に供給された水を上側空間３０Ａに導く噴射口３２が設けられている。各噴射口３２は、当該噴射口３２から噴射される水が水平方向に速度成分を持つ位置に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の脱離によって吸熱し、水との結合によって放熱する蓄熱材を、蓄熱開始時には固相状態で、放熱開始時には固液共存状態または液相状態で貯留する蓄熱槽と、
前記蓄熱槽内の下部に配置された、前記蓄熱槽内の空間を上側空間と下側空間とに仕切る仕切板と、
前記下側空間に水を供給する供給路と、
前記蓄熱材と熱交換を行う流体を流すための流通管であって直線部が水平面上の第１方向に並ぶ形状に形成された流通管、およびこの流通管と組み合わされた、前記上側空間内で水平面上の前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ複数のフィンを有する熱交換器と、を備え、
前記仕切板には、前記下側空間に供給された水を上側空間に導く複数の噴射口が設けられており、前記複数の噴射口のそれぞれは、当該噴射口から噴射される水が水平方向に速度成分を持つ位置に配置されている、化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記複数の噴射口のそれぞれは、前記複数のフィンの間であって隣り合う前記フィンの中心からどちらかのフィン側に寄った位置に配置されている、請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記複数のフィンは、所定ピッチで並んでおり、
前記噴射口の位置は、隣り合う前記フィンの中心から前記所定ピッチの１／８〜３／８だけずれた位置である、請求項２に記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
前記噴射口の位置は、隣り合う前記フィンの中心から前記所定ピッチの１／４だけずれた位置である、請求項３に記載の化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記複数の噴射口は、前記第１方向において前記第１方向に延びる直線上に並んでいる、請求項３または４に記載の化学蓄熱装置。
【請求項６】
前記複数の噴射口のそれぞれは、前記複数のフィンの真下に配置されている、請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項７】
前記複数のフィンのそれぞれには、前記第２方向に張り出す張り出し部が設けられている、請求項６に記載の化学蓄熱装置。
【請求項８】
前記供給路は、前記仕切板に組み込まれた、前記第１方向に並ぶ複数本の供給管を有しており、これらの供給管の前記下側空間に面する部分に、当該供給管から水を流出させる供給口が設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の化学蓄熱装置。
【請求項９】
前記複数本の供給管は、平面視で前記流通管の直線部同士の間に位置している、請求項８に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１０】
前記複数の噴射口のそれぞれは、平面視で前記流通管の直線部と重ならない位置に配置されている、請求項９に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１１】
前記複数の噴射口は、平面視で前記直線部のそれぞれの両脇に配置されている、請求項１０に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１２】
前記複数の噴射口のそれぞれは、前記流通管の直線部の真下に配置されている、請求項９に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１３】
前記複数本の供給管は、前記流通管の直線部の真下に位置しており、前記複数の噴射口のそれぞれは、隣り合う前記供給管の中心からどちらかの供給管側に寄った位置に配置されている、請求項８に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１４】
前記複数の噴射口は、前記複数本の供給管のそれぞれを挟んで対象となる位置に配置されている、請求項１３に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１５】
前記フィンは、前記仕切板上に載置されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１６】
前記蓄熱材は、固相状態で塩化カルシウムの水和物である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の化学蓄熱装置。
【請求項１７】
水蒸気を凝縮させかつ凝縮した水を貯蔵する凝縮器と、
前記蓄熱材が加熱されることによって生じる水蒸気を前記凝縮器に導く還流路と、をさらに備え、
前記供給路は、前記凝縮器内の水を前記下側空間に供給するものである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の化学蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学反応を利用した化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱エネルギーを蓄える蓄熱技術は、省エネルギー技術として有効である。また、近年、ＣＯ2ヒートポンプや燃料電池コージェネレーションシステムを利用した給湯機器が注目されているが、これらの機器を小型化し、設置性の向上を図るために、高密度蓄熱技術の開発が待望されている。
【０００３】
蓄熱技術を大別すると、顕熱蓄熱技術、潜熱蓄熱技術、および化学蓄熱技術に分類される。さらに、化学蓄熱技術は、利用する化学反応によって、吸着系、水素貯蔵合金系、有機反応系、無機反応系などに細分化することができる。
【０００４】
従来の化学反応を利用した化学蓄熱装置として、吸着材を乾燥させることによって蓄熱を行うものが知られている（例えば特許文献１参照）。この種の化学蓄熱装置においては、蓄熱材は以下の２種類の形態で利用される。第１の形態は、蓄熱材を利用して冷熱を得る形態であり、いわゆるデシカント空調と呼ばれる。この第１の形態では、吸着材層に空気を直接通過させ、その結果得られた乾燥空気に加湿することで、調湿冷気を得る。第２の形態は、蓄熱材を利用して温熱を得る形態である。この第２の形態では、吸着材層に加湿空気を直接通過させ、吸着材の水分吸着時に発生する吸着熱により、空気を加熱する。加熱された空気は高温となるので、例えばこの高温の空気を利用して水を加熱し、温水等を得ることができる。なお、この第２の形態では、蓄熱材（吸着材）は固体物であり、この蓄熱材に供給される水分は、水蒸気として供給される。
【０００５】
特許文献２には、固体の無機水和物（例えば塩化カルシウム２水和物）と水蒸気とが反応して固体の無機水和物（例えば塩化カルシウム６水和物）が生成される反応を利用した化学蓄熱技術が開示されている。また、特許文献２には、蓄熱時に発生する水蒸気が凝縮することによって生じる熱（凝縮熱）を、蓄熱の熱源であるヒートポンプに回収することが開示されている。ただし、この場合も、蓄熱材（無機水和物）は固体物であり、この蓄熱材に供給される水分は、水蒸気として供給される。
【０００６】
特許文献３には、固体のアルカリ土類金属酸化物に対して、液体としての水を供給し、密閉容器内でアルカリ土類金属酸化物と水とを反応させる化学発熱装置が開示されている。この装置では、蓄熱材（アルカリ土類金属酸化物）に供給される水分は、液体の水として供給されるが、蓄熱材は固体物である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５５０８８号公報
【特許文献２】特公平７−６７０８号公報
【特許文献３】特開平８−３３７７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、蓄熱材として固体物を使用する場合、蓄熱材の内部に空隙が形成され、空隙の分だけ、単位容積当たりの蓄熱量が減ってしまうという課題がある。そこで、本発明の発明者らは、蓄熱後の蓄熱材を固液共存状態または液相状態とし、放熱時にはその固液共存状態または液相状態の蓄熱材に対して液体の水を供給することを検討した。
【０００９】
ところが、固液共存状態または液相状態の蓄熱材に対して上方から水を散布することとすると、蓄熱材の液表面（蓄熱材と空気との境界面）付近では反応が進むが、蓄熱材は通常は水よりも比重が大きなものであるために蓄熱材の液表面よりも下側には水が十分に供給されず、反応が不十分となる。そのため、蓄熱材に蓄熱した熱が全て放出されずに十分な放熱量が得られにくいという課題がある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固液共存状態または液相状態の蓄熱材に液体の水を供給する化学蓄熱装置において、放熱量の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の発明者らは、放熱工程の際には、蓄熱槽の下側部分から蓄熱槽内へ水を供給することを考え出した。このようにすることにより、水が蓄熱材中を上昇するようになり、固液共存状態または液相状態の蓄熱材と液体の水とを比較的均一に混合させることができ、放熱量の向上を図ることができる。
【００１２】
通常の蓄熱装置では、蓄熱材の蓄熱または放熱に流体が利用され、この流体は、蓄熱槽に設けられた熱交換器によって蓄熱材と熱交換を行う。このような熱交換器としては、蓄熱材との接触面積を大きく確保するために、フィンを備えたものが好ましい。フィンを備えた熱交換器を用いる場合、フィンは通常平板状のものであるため、このフィンを蓄熱槽内に水平面上の所定方向に並ぶように配置すれば、フィンによって蓄熱材の横方向の流動を規制することができる。換言すれば、フィンを、蓄熱材を複数の区域に区分けする隔壁として利用することができる。そして、前記のように、蓄熱槽の下側部分から蓄熱槽内に水を供給する場合は、例えば隣り合うフィン同士の間に水の噴射口を設ければよい。
【００１３】
さらに、発明者らは、鋭意検討の結果、水の噴射口を適切な位置に選定することによって、蓄熱材と水との反応をより促進させることができることを見出した。
【００１４】
本発明は、このような観点からなされたものであり、水の脱離によって吸熱し、水との結合によって放熱する蓄熱材を、蓄熱開始時には固相状態で、放熱開始時には固液共存状態または液相状態で貯留する蓄熱槽と、前記蓄熱槽内の下部に配置された、前記蓄熱槽内の空間を上側空間と下側空間とに仕切る仕切板と、前記下側空間に水を供給する供給路と、前記蓄熱材と熱交換を行う流体を流すための流通管であって直線部が水平面上の第１方向に並ぶ形状に形成された流通管、およびこの流通管と組み合わされた、前記上側空間内で水平面上の前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ複数のフィンを有する熱交換器と、を備え、前記仕切板には、前記下側空間に供給された水を上側空間に導く複数の噴射口が設けられており、前記複数の噴射口のそれぞれは、当該噴射口から噴射される水が水平方向に速度成分を持つ位置に配置されている、化学蓄熱装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放熱工程の際に蓄熱槽内に供給された水が仕切板の噴射口から固液共存状態または液相状態の蓄熱材中を上昇するようになるので、蓄熱材と水とを比較的均一に混合させることができ、放熱量の向上を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、噴射口が噴射口から噴射される水が水平方向に速度成分を持つ位置に配置されているので、蓄熱材と水とを効果的に反応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る化学蓄熱装置の全体構成図
【図２】図１の化学蓄熱装置に用いられる蓄熱器の横断面図
【図３】図２のIII−III線断面図
【図４】（ａ）は図３のIV−IV線に対応する部分的な断面図、（ｂ）は噴射口からの水の流れを矢印で示した図
【図５】蓄熱材の変化を表す相図
【図６】蓄熱工程時の化学蓄熱装置の全体構成図
【図７】放熱工程時の化学蓄熱装置の全体構成図
【図８】塩化カルシウム６水和物の生成率と時間の関係を示すグラフ
【図９】（ａ）は隣り合うフィンの中心に噴射口を配置したときの密度分布の解析結果、（ｂ）は噴射口の位置を隣り合うフィンの中心からフィンのピッチの１／４だけずらしたときの密度分布の解析結果
【図１０】変形例の蓄熱器の縦断面図
【図１１】本発明の第２実施形態に係る化学蓄熱装置に用いられる蓄熱器の横断面図
【図１２】図１１のXII−XII線断面図
【図１３】（ａ）は参考シミュレーションで用いた障害物なしの解析モデルＡ、（ｂ）は参考シミュレーションで用いた障害物設置の解析モデルＢ
【図１４】参考シミュレーションの結果を示すグラフ
【図１５】本発明の第３実施形態に係る化学蓄熱装置に用いられる蓄熱器の横断面図
【図１６】図１５のXVI−XVI線断面図
【図１７】図１６のXVII−XVII線に対応する部分的な断面図
【図１８】本発明の第４実施形態に係る化学蓄熱装置に用いられる蓄熱器の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る化学蓄熱装置５０の構成図である。化学蓄熱装置５０は、ヒートポンプ回路５３と第１熱媒体回路５１と第２熱媒体回路５２と蓄熱回路５４とを備えている。
【００１９】
ヒートポンプ回路５３は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮された冷媒を放熱させるガスクーラ３と、放熱後の冷媒を膨張させる膨張機構４と、膨張後の冷媒を蒸発させる蒸発器５とを備えており、これらの機器が配管によって順にループ状に接続されて構成されている。
【００２０】
ヒートポンプ回路５３に充填される冷媒の種類は特に限定されないが、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素が充填されており、この冷媒は圧縮機２によって超臨界状態にまで圧縮される。ガスクーラ３は、ヒートポンプ回路５３を循環する冷媒と第１熱媒体回路５１を循環する熱媒体（本発明の「流体」に相当）とを熱交換させる熱交換器によって構成されている。膨張機構４は、冷媒を膨張させるものであれば足り、例えば、膨張弁であってもよく、回転式の膨張機等であってもよい。蒸発器５は、ヒートポンプ回路５３を循環する冷媒と外気（空気）および第２熱媒体回路５２を循環する熱媒体とを熱交換させる熱交換器によって構成されている。なお、図１中の符号１は、蒸発器５に外気を供給する送風機を示している。
【００２１】
蓄熱回路５４は、蓄熱槽２１と、凝縮槽２５と、上流端が蓄熱槽２１の上側部分に接続され、下流端が凝縮槽２５の上側部分に接続された還流路２２と、上流端が凝縮槽２５の下側部分に接続され、下流端２３ａが蓄熱槽２１内の下側部分に入り込む供給路２３とを備えている。なお、蓄熱槽２１は、後述する熱交換器２０と共に蓄熱器９を構成し、凝縮槽２５は、後述する冷却部２４と共に凝縮器１０を構成する。
【００２２】
蓄熱槽２１は、断熱性に優れた密閉容器で構成されている。この蓄熱槽２１には、固体の状態だけでなく液体の状態でも水よりも比重の大きな蓄熱材８が貯留されている。本実施形態では、蓄熱材８として塩化カルシウムの水和物が採用されている。塩化カルシウムの水和物は、水が可逆的に脱着するものであり、水の脱離によって吸熱し、水との結合によって放熱する。蓄熱材８としては、水の脱離によって塩化カルシウム４水和物となり、さらに塩化カルシウム２水和物となる塩化カルシウム６水和物が特に好適である。
【００２３】
蓄熱材８は、水の脱離に伴う蓄熱（化学蓄熱）に加え、相変化に伴う蓄熱（潜熱蓄熱）を利用するものであってもよい。潜熱蓄熱を利用するために、蓄熱材８は、１００℃未満の温度で固相状態から液相状態または固液共存状態へと移行することが好ましい。より詳しくは、塩化カルシウム６水和物は、蓄熱前は、図５中に点Ａで示すように常温以下の温度では固相状態であるが、水を脱離させて塩化カルシウム４水和物へと移行させつつ蓄熱すると、蓄熱後は、図５中に点Ｂで示すように塩化カルシウム２水和物と塩化カルシウム水和物融液（塩化カルシウム水溶液）との混合状態（固液共存状態）となる。こうして、蓄熱材８は、顕熱蓄熱に加え、化学蓄熱および潜熱蓄熱により蓄熱する。この蓄熱工程での蓄熱材８の総質量に対する塩化カルシウムの質量の割合（ＣａＣｌ2質量濃度）は、蓄熱開始時には約５０％であり、蓄熱後の放熱開始時には約６２％である。
【００２４】
なお、蓄熱材８は、図５中の点Ａと点Ｂの間で状態変化する必要はなく、例えば、蓄熱後の状態では塩化カルシウム水和物融液単体（液相状態）となり、放熱開始時のＣａＣｌ2質量濃度が約６０％となっていてもよい。また、蓄熱材８は、固相状態で塩化カルシウム６水和物と塩化カルシウム４水和物との混合状態となっていてもよいし（蓄熱開始時のＣａＣｌ2質量濃度が例えば５５％程度）、あるいは蓄熱前に塩化カルシウム６水和物の一部が水に溶解していてもよい。
【００２５】
蓄熱材８が加熱されると、蓄熱材８から水が水蒸気として脱離する。蓄熱材８から脱離した水（水蒸気）は、還流路２２によって蓄熱器９（蓄熱槽２１内）から凝縮器１０（凝縮槽２５内）に導かれ、ここで凝縮されて貯留される。本実施形態では、凝縮槽２５はタンクからなっている。凝縮器１０に貯留された水は、供給路２３によって凝縮器１０（凝縮槽２５内）から蓄熱器９（蓄熱槽２１内）に供給される。供給路２３には、ポンプ１２と、流量計１１と、電磁弁１３とが設けられている。なお、供給路２３の弁は、必ずしも電磁弁１３でなくてもよい。化学蓄熱装置５０には、流量計１１の計測値に基づいて電磁弁１３を制御するコントローラ３５が設けられている。
【００２６】
第１熱媒体回路５１は、蓄熱工程の際には蓄熱材８に熱を供給し、放熱工程の際には蓄熱材８から熱を吸収する熱媒体が流れる回路である。本実施形態では、熱媒体として水が利用される。第１熱媒体回路５１は、第１循環ポンプ１４、第１の三方弁１６、第２の三方弁６、ガスクーラ３、第３の三方弁７、熱交換器２０、および第４の三方弁１７が配管によって順にループ状に接続された主回路５１ａを備えている。熱交換器２０は、蓄熱材８と水との間で熱交換を行うためのものである。また、第１熱媒体回路５１は、第２の三方弁６から主回路５１ａに水を導入する導入路５１ｂと、第３の三方弁７から主回路５１ａの水を導出する導出路５１ｃと、を備えている。導入路５１ｂには、主回路５１ａに向かって水を搬送するポンプ１５が設けられている。さらに、第１熱媒体回路５１には、第１の三方弁１６と第４の三方弁１７とをつなぐ迂回路５１ｄが設けられている。
【００２７】
第２熱媒体回路５２は、蓄熱工程の際に凝縮槽２５内の水蒸気を冷却する熱媒体が循環する回路である。本実施形態では、熱媒体として水が利用される。第２熱媒体回路５２は、第２循環ポンプ１８と、凝縮槽２５内に配置された冷却部２４と、蒸発器５とが配管によって順にループ状に接続されて構成されている。なお、冷却部２４は、凝縮槽２５内の水蒸気を冷却するものであれば足り、必ずしも凝縮槽２５の内部に配置されている必要はない。冷却部２４は凝縮槽２５の外部に設置されていてもよい。
【００２８】
次に、図２および図３を参照して、蓄熱器９について、特に蓄熱槽２１および熱交換器２０ならびに供給路２３の下流端２３ａについて、詳細に説明する。
【００２９】
蓄熱槽２１は、平面視で長方形状をなす上下方向に扁平な直方体容器状をなしている。本明細書では、説明の便宜のために、水平面上における蓄熱槽２１の長手方向（図２中のＸ方向であり、本発明の「第１方向」に相当）を左右方向、水平面上で長手方向と直交する短手方向（図２中のＹ方向であり、本発明の「第２方向」に相当）を前後方向といい、特に、図２中の＋Ｘ方向を右方、−Ｘ方向を左方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。なお、蓄熱槽２１としては、例えば平面視で正方形状をなすものも採用可能である。
【００３０】
蓄熱槽２１内の下部には、当該蓄熱槽２１内の空間を上側空間３０Ａと下側空間３０Ｂとに仕切る仕切板３１が配置されている。すなわち、下側空間３０Ｂは、蓄熱槽２１の底面２１ａから仕切板３１の下面までの空間であり、上側空間３０Ａは、仕切板３１の上面から蓄熱槽２１の天井面２１ｂまでの空間である。
【００３１】
熱交換器２０は、蓄熱材８と熱交換を行う水を流すための流通管６１と、この流通管６１と組み合わされた複数のフィン６２とを有している。
【００３２】
本実施形態の流通管６１は、蛇行しながら蓄熱槽２１における上側空間３０Ａを取り囲む部分を前方および後方から交互に複数回貫通しており、その一端６１ａは第１接続管５１ｅによって第３の三方弁７に接続されており、他端６１ｂは第２接続管５１ｆによって第４の三方弁１７に接続されている。より詳しくは、流通管６１は、蓄熱槽２１の前側側壁２１ｃと後側側壁２１ｄとに跨って前後方向に延びる直線部６１ｃが左右方向に一定のピッチで並ぶ形状に形成されており、直線部６１ｃの端部同士をつなぐ屈曲部６１ｄは、蓄熱槽２１の外側に配置されている。なお、流通管６１は、少なくとも一端６１ａと他端６１ｂが蓄熱槽２１の外側に位置するものであればよく、屈曲部６１ｄが蓄熱槽２１の内側に配置されていてもよい。
【００３３】
フィン６２は、上側空間３０Ａ内で互いに平行に所定のピッチＰ（図４（ａ）参照）で前後方向に並んでいる。この所定のピッチＰは、例えば３〜５ｍｍ程度である。各フィン６２は、前方から見たときに左右方向に延びる短冊状をなしており、その長さは、上側空間３０Ａの左右方向の幅と同じかこれよりも僅かに小さい程度に設定されている。すなわち、フィン６２は、流通管６１の直線部６１ｃを左右方向に連続して跨っていて、蓄熱材８を複数の区域に区分けする隔壁の役割を果たしている。フィン６２の下端部には、仕切板３１から上方に突出する後述する供給管４３の外周面に沿うように円弧状の切り欠き６２ａが形成されていて、フィン６２が仕切板３１上に載置され、フィン６２と仕切板３１とが接触している。また、フィン６２の高さは、放熱開始時の蓄熱材８の液表面８ａがフィン６２の上端と一致する程度に設定されている。
【００３４】
供給路２３の下流端２３ａは、蓄熱槽２１の後方で左右方向に延びるヘッダ４２と、このヘッダ４２から蓄熱槽２１の後側側壁２１ｄを貫通して前方に延びる複数本（図例では６本）の供給管４３を有している。
【００３５】
供給管４３は、平面視で流通管６１の直線部６１ｃ同士の間に位置するように、左右方向に直線部６１ｃのピッチと同一のピッチで並んでいる。本実施形態では、供給管４３は、平面視で流通管６１の直線部６１ｃ同士の間の中央に位置している。供給管４３の高さ位置は、供給管４３と仕切板３１とが水平方向で重なり合う位置に設定されていて、供給管４３が仕切板３１を分断する状態で仕切板３１に組み込まれている。すなわち、供給管４３の仕切板３１から下方に突出する部分が下側空間３０Ｂに面しており、供給管４３の仕切板３１から上方に突出する部分が上側空間３０Ａに面している。
【００３６】
供給管４３には、下側空間３０Ｂに面する部分に、鉛直下向きに開口して供給管４３から水を流出させる供給口４４が前後方向に一定のピッチで設けられている。これにより、供給路２３から下側空間３０Ｂに水が供給されるようになっている。本実施形態では、供給口４４は、平面視で、隣り合うフィン６２同士の間に設けられているとともに、最前方のフィン６２と蓄熱槽２１の前側側壁２１ｃとの間および最後方のフィン６２と蓄熱槽２１の後側側壁２１ｄとの間にも設けられている。なお、供給口４４の数および位置は適宜選定可能である。また、供給口４４を、斜め下向きに開口させるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、仕切板３１には、隣り合うフィン６２同士の間に、下側空間３０Ｂに供給された水を上側空間３０Ａに導く複数の噴射口３２が設けられている。本実施形態では、最前方のフィン６２と蓄熱槽２１の前側側壁２１ｃとの間および最後方のフィン６２と蓄熱槽２１の後側側壁２１ｄとの間にも噴射口３２が設けられている。噴射口３２は、平面視で流通管６１の直線部６１ｃのそれぞれの両脇（両側の近傍位置）に、前後方向に延びる直線上にフィン６２のピッチＰと同一のピッチで並ぶように配置されている。換言すれば、各噴射口３２は、平面視で直線部６１ｃと重ならない位置に配置されている。また、左右方向では、噴射口３２は、左右方向に延びる直線上に並んでいる。すなわち、噴射口３２は、マトリクス状に配置されている。
【００３８】
本実施形態では、隣り合うフィン６２同士の間の噴射口３２は、図４（ａ）に示すように、隣り合うフィン６２の中心ＣＬから後側のフィン６２ｂ側に寄った位置に配置されている。なお、噴射口３２は、前側のフィン６２ａ側に寄った位置に配置されていてもよい。
【００３９】
噴射口３２の位置（正確には噴射口３２の中心位置）は、隣り合うフィン６２の中心ＣＬからフィン６２が並ぶピッチＰの１／８〜３／８だけずれた位置であることが好ましい。中心ＣＬからのずらし量ＬがピッチＰの１／８より小さければ、反応量が中心ＣＬから噴射した場合の反応量とあまり変わらず、中心ＣＬからのずらし量ＬがピッチＰの１／８から大きくなると、反応量はピッチＰの１／４の位置で最大となった後に比較的緩やかに低下し、ずらし量ＬがピッチＰの３／８より大きくなるとフィン６２近傍になるために反応量が急激に低下するようになるからである。このような理由から、より好ましい噴射口３２の位置は、隣り合うフィン６２の中心ＣＬからピッチＰの１／４だけずれた位置である。
【００４０】
次に、化学蓄熱装置５０の動作について説明する。
【００４１】
まず、図６を参照しながら、蓄熱工程について説明する。蓄熱工程では、ヒートポンプ回路５３を熱源として、蓄熱材８に熱を蓄える。
【００４２】
ヒートポンプ回路５３では、圧縮機２から吐出された冷媒がガスクーラ３で放熱し、放熱後の冷媒は膨張機構４で膨張する。膨張後の冷媒は、蒸発器５で蒸発し、圧縮機２に戻る。
【００４３】
第１熱媒体回路５１では、第１循環ポンプ１４が運転を行い、ポンプ１５は運転を停止する。第１循環ポンプ１４から吐出された水は、第１の三方弁１６、第２の三方弁６を順に通過し、ガスクーラ３において加熱される。加熱された水（例えば８０℃程度の水）は、第３の三方弁７を通過した後、熱交換器２０において、蓄熱材８に放熱する。放熱後の水は、第４の三方弁１７を通過し、第１循環ポンプ１４に戻る。
【００４４】
第２熱媒体回路５２では、蒸発器５で冷却された水が第２循環ポンプ１８を通過し、凝縮槽２５の冷却部２４に供給される。冷却部２４に供給された水は、凝縮器１０内の水蒸気を冷却し、水蒸気を凝縮させる。冷却部２４を流出した水は、再び蒸発器５で冷却され、上述の動作を繰り返す。
【００４５】
蓄熱回路５４では、ポンプ１２は運転を行わず、電磁弁１３は閉止される。蓄熱器９においては、熱交換器２０を流れる温水によって、蓄熱材８が加熱される。その結果、蓄熱槽２１内の塩化カルシウム６水和物（蓄熱材）が吸熱することによって塩化カルシウム４水和物となり、蓄熱材８から水が水蒸気として放出される。蓄熱槽２１内で発生した水蒸気は、還流路２２を通って凝縮器１０に供給され、ここで冷却部２４によって冷却されて凝縮する。凝縮した水は、凝縮器１０に溜められる。そして、還流路２２に設けられた図略の弁によって蓄熱槽２１から凝縮器１０への水蒸気の移送量が規制されることにより、蓄熱材８は最終的に塩化カルシウム２水和物と塩化カルシウム水和物融液との混合状態（固液共存状態）となる。なお、還流路２２に真空ポンプを設けて蓄熱器９内を減圧することにより、蓄熱材８から水分を蒸発させ易くするようにしてもよい。
【００４６】
次に、図７を参照しながら、放熱工程について説明する。放熱工程は、蓄熱器９の蓄熱を利用して第１熱媒体回路５１の水を加熱し、その水を給湯等に利用する工程である。
【００４７】
放熱工程では、ヒートポンプ回路５３および第２熱媒体回路５２は運転を行わない。
【００４８】
蓄熱回路５４では、電磁弁１３が開放され、ポンプ１２が駆動する。凝縮器１０内の水は供給路２３から、蓄熱槽２１内の下側空間３０Ｂに供給される。下側空間３０Ｂに供給された水は、噴射口３２から上側空間３０Ａ内に噴射される。噴射された水は、蓄熱材８よりも密度が低いので、蓄熱材８との間の密度差によって上昇する。その結果、噴射された水は、蓄熱材８と反応しながら、蓄熱材８中を上昇していく。このとき、蓄熱材８に含まれる塩化カルシウムと水との水和反応により反応熱が得られる。蓄熱材８中を上昇する水は、上昇に伴って渦を生成する場合があり、その場合、蓄熱材８はこの渦によって攪拌され、水に対してより一層均質に混合しやすくなる。
【００４９】
凝縮器１０から蓄熱槽２１内に供給される水の累積流量は、流量計１１によって計測される。本実施形態では、予め定めた所定量の水が供給される、すなわち流量計１１で計測された累積流量が所定量以上になると、コントローラ３５によって電磁弁１３が閉じられ、蓄熱槽２１に対する水の供給が停止される。ここで、「所定量」とは、前述したように蓄熱材８中の塩化カルシウムが水と反応することによって、蓄熱材８の全量が塩化カルシウム６水和物となる量である。言い換えると、この「所定量」は、放熱開始時の蓄熱材８（図５中の点Ｂの状態の蓄熱材８）を塩化カルシウム４水和物に換算したときに、その塩化カルシウム４水和物と水との化学反応式から決まる量である。すなわち、「所定量」は、蓄熱槽２１に入れられた蓄熱材８の量と上記の化学反応式から予め設定可能である。
【００５０】
第１熱媒体回路５１では、第１循環ポンプ１４は運転を停止し、導入路５１ｂのポンプ１５が駆動する。第１熱媒体回路５１では、ポンプ１５から供給された水は、第２の三方弁６、第１の三方弁１６、迂回路５１ｄ、第４の三方弁１７をこの順に通過し、熱交換器２０に流入する。熱交換器２０に流入した水は、蓄熱材８によって加熱され、温水（例えば９５℃程度の温水）となる。この温水は、熱交換器２０を流出してから第３の三方弁７を通過し、導出路５１ｃに導かれ、その後、給湯水等として利用される。一方、蓄熱材８は、熱交換器２０で水と熱交換することにより冷却され、これにより固相状態の塩化カルシウム６水和物へと戻る。
【００５１】
以上のように、本実施形態の化学蓄熱装置５０では、放熱工程の際に蓄熱槽２１内に供給された水が仕切板３１の噴射口３２から固液共存状態または液相状態の蓄熱材８中を上昇するようになるので、蓄熱材８と水とを比較的均一に混合させることができ、放熱量の向上を図ることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態の化学蓄熱装置５０では、噴射口３２が隣り合うフィン６２の中心ＣＬではなく、その中心ＣＬから後側のフィン６２ｂ側に寄った位置に配置されているので、フィン６２で挟まれた区域内で蓄熱材８が前後方向において非対称の対流を起こすようになる。これにより、噴射口３２から噴射される水に前後方向の速度成分を与えることができ、その結果、蓄熱材８と水とを効果的に反応させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、供給管４３が流通管６１の直線部６１ｃ同士の間の中央に位置しており、各噴射口３２が平面視で直線部６１ｃと重ならない位置に配置されているので、蓄熱材８が左右方向においても各噴射口３２の両側で非対称の対流を起こすようになる。これにより、噴射口３２から噴射される水に左右方向の速度成分をも与えることができ、噴射口３２からの水を三次元的な流れで上昇させることができる。その結果、蓄熱材８と水とをさらに効果的に反応させることができる。
【００５４】
次に、本実施形態の効果のうち噴射口３２の前後方向の配置による効果を確認するために行ったシミュレーションについて説明する。
【００５５】
図８および図９に、汎用熱流体解析ソフト「Ｆｌｕｅｎｔ６．３」で計算された解析結果を示す。隣り合うフィン６２に挟まれる、仕切板３１に面する空間を、噴射口３２の中心および隣り合う噴射口３２の中央で切断し、この空間に塩化カルシウム４水和物を加熱して得た融液（蓄熱材、以下単に「塩化カルシウム４水和物」ともいう。）がフィン６２と同じ高さで満たされているとした。融液は塩化カルシウム２水和物の固体が析出してない液相状態とした。具体的な数値としては、隣り合うフィン６２同士の間の距離を３．３５ｍｍとし（フィン６２を平面的なものと考え、フィン６２のピッチＰは３．３５ｍｍ）、噴射口３２の中心からの奥行き方向（フィン６２に沿う方向）の空間寸法を３．３５ｍｍとし、噴射口３２の直径を０．３ｍｍとした。また、計算開始時の蓄熱材８の高さは１５ｍｍとし、蓄熱材８の高さが２０ｍｍとなるまで、噴射口３２から水を噴射することとした。
【００５６】
計算モデルでは、空気と蓄熱材を区別する混相流モデルはＶＯＦモデルを使用し、塩化カルシウム４水和物、塩化カルシウム６水和物、および水の混合流モデルはＭｉｘｔｕｒｅモデルを使用した。塩化カルシウム４水和物と水との反応モデルは、層流有限速度モデルを使用した。反応速度はアレニウスの式によって定められる。アレニウスの速度式より求められる速度定数ｋは、実験より算出した。流れ解析は、層流モデルを使用し、対流項には２次の風上差分、時間項には完全陰解法を用い、時間刻みごとに収束計算を実施している。また、圧力補間法にはＰＲＥＳＴＯ法を使用、体積分率の離散化にはＱＵＩＣＫ、圧力−速度連成にはＰＩＳＯ法を用いている。
【００５７】
上記の条件の下、噴射口３２の位置を変えた４つのケースで解析を行った。ケース１では、噴射口３２を隣り合うフィン６２の中心ＣＬに配置し、ケース２では、噴射口３２の位置を中心ＣＬからピッチＰの３／８だけずらし、ケース３では、噴射口３２の位置を中心ＣＬからピッチＰの１／４だけずらし、ケース４では、噴射口３２の位置を中心ＣＬからピッチＰの１／８だけずらした。
【００５８】
計算系のメッシュ数に関しては、ケース１では１７，６００メッシュ、ケース２では３９，２００メッシュ、ケース３では４１，２００メッシュ、ケース４では４０，８８０メッシュである。最低メッシュサイズは０．０５ｍｍである。境界条件としては、噴射口３２の中心断面と隣り合う噴射口３２の中央断面の両方で、鏡面境界（対象境界）を使用している。出口境界（蓄熱材と空気との境界）条件は、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｏｕｔｌｅｔ（境界面の圧力をフリーとする条件）を使用し、入口条件は、ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｉｎｌｅｔ（速度を一様に与える条件）を使用した。なお、４つのケースではいずれも８．３９×１０-4［ｍ／ｓｅｃ］の流速で噴射口３２から水を噴射することとしている。
【００５９】
計算は、時間刻みを計算開始時は０．０１ｓｅｃで行い、計算の安定化に伴い、時間刻みを大きくしていった。また、計算時間は、噴射時間を蓄熱材８の高さが２０ｍｍになるまでの実時間である１５分間とし、その後１５分経過するまでの計３０分とした。なお、ケース４については、計算時間を噴射終了までの１５分間とし、後述する３０分経過時の塩化カルシウム６水和物生成率は、噴射終了後の挙動はどのケースでもそれほど差がないため、ケース１〜３のデータから９００秒から１８００秒までの増加量を算出し、その平均値を元にして算出した。
【００６０】
図８は、塩化カルシウム６水和物の生成率を示すグラフである。グラフ中で、実線がケース１（ずらし量Ｌ＝０）の解析結果を示し、破線がケース２（ずらし量Ｌ＝３／８Ｐ）の解析結果を示し、一点鎖線がケース３（ずらし量Ｌ＝１／４Ｐ）の解析結果を示し、二点鎖線がケース４（ずらし量Ｌ＝１／８Ｐ）の解析結果を示す。また、表１に、各ケースにおける３０分経過時の塩化カルシウム６水和物の生成率を示す。
【００６１】
【表１】
2010151435.tif 000003
【００６２】
ケース１では、３０分経過時の塩化カルシウム６水和物の生成率が６５．８％となったのに対し、ケース２では、それが７３．１％に上昇した。さらにケース３では、３０分経過時の塩化カルシウム６水和物の生成率が７５．２％とより上昇した。この理由は、次のように考えられる。
【００６３】
噴射口３２から水が噴射されると、塩化カルシウム４水和物の密度(１５８４ｋｇ／ｍ3)と水の密度（９９８．２ｋｇ／ｍ3）の差から生じる浮力によって、図４（ｂ）に示すように水の上昇流ａが形成される。噴射口３２が隣り合うフィン６２の中心ＣＬからずれた位置にあれば、上昇流ａの前後（図４（ｂ）では左右）に生じる塩化カルシウム４水和物および塩化カルシウム６水和物の下降流ｂ，ｃの運動量が、水の上昇流ａの前後で異なるため、水の上昇流ａは運動量の小さい方の下降流ｃ（噴射口３２のずらし方向と反対側の下降流）に向かって曲げられる。その後、曲げられた水の上昇流ａは、再び浮力により、垂直方向に戻される。その結果、水の上昇流ａは、Ｓ字を描くようになる。このように、水がＳ字を描く流れとなることにより、液表面８ａに到達するまでの経路が長くなり、それに伴い反応時間も長くなって、塩化カルシウム６水和物の生成率が増加する。
【００６４】
また、噴射口３２の位置を３／８Ｐずらす（ケース２）よりも１／４Ｐずらす（ケース３）方が塩化カルシウム６水和物の生成率が向上した理由は、上昇流ａのＳ字を描くような蛇行がフィン６２で阻害されないため、液表面８ａに到達するまでの経路が長くなり、それに伴い反応時間も長くなって、塩化カルシウム６水和物の生成率が増加するためである。
【００６５】
なお、図４（ｂ）では、説明を分かりやすくするために少し誇張して作図しているが、ケース１の解析結果を図９（ａ）に、ケース３の解析結果を図９（ｂ）に、それぞれ密度分布で示す。図９（ａ）では、密度の小さい流れを示す黒い筋が垂直に上昇している。これに対し、図９（ｂ）では、密度の小さい流れを示す黒い筋がＳ字を描くように上昇していることが分かる。
【００６６】
《変形例》
なお、前記実施形態では、ヒートポンプ回路５３における冷媒として二酸化炭素を用いているが、冷媒は二酸化炭素に限定される訳ではない。冷媒として、例えばフロン系の冷媒を用いることも可能である。また、前記実施形態では、第１熱媒体回路５１および第２熱媒体回路５２の熱媒体として水を用いているが、水以外の熱媒体、例えば不凍液、熱媒油等を用いてもよい。熱媒体は、液体に限らず、気体であってもよい。
【００６７】
また、前記実施形態では、蓄熱材８として塩化カルシウムの水和物を使用しているが、蓄熱材８の材料はこれに限定される訳ではない。すなわち、本発明の蓄熱材は、蓄熱開始時に固相状態となり、放熱開始時に固液共存状態または液相状態となるものであればよく、相対湿度に対する吸水量の差が大きい他の材料系のものも好適に利用することができる。例えば、蓄熱材８は、臭化カルシウム６水和物等であってもよい。ただし、蓄熱材８が塩化カルシウムの水和物であれば、安価に大量に入手できるため、製造コストを低減できる。
【００６８】
また、フィン６２は、仕切板３１上に載置されていなくてもよい。例えば、流通管６１の蓄熱槽２１への固定により、フィン６２を仕切板３１から浮かして配置することも可能である。ただし、フィン６２が仕切板３１上に載置されていれば、仕切板３１を介して仕切板３１に面している部分の蓄熱材８を直接的に加熱したり冷却したりすることができる。
【００６９】
また、フィン６２は前後方向（蓄熱槽２１の短手方向）に並んでいる必要はなく、流通管６１を直線部６１ｃが前後方向に並ぶように配置し、フィン６２を左右方向に並べることも可能である。この場合は、前後方向が本発明の「第１方向」に相当し、左右方向が本発明の「第２方向」に相当する。
【００７０】
また、噴射口３２は、左右方向においては直線上に並んでいる必要はなく、例えば、後側のフィン６２ｂ側に寄った噴射口３２と前側のフィン６２ａ側に寄った噴射口３２が交互に並ぶように、千鳥状に配置されていてもよい。
【００７１】
また、供給路２３の下流端２３ａは、仕切板３１に組み込まれている必要はなく、仕切板３１の下方に位置していてもよい。あるいは、供給路２３の下流端２３ａは、蓄熱槽２１内に入り込んでいなくてもよい。例えば、下側空間３０Ｂに開口するように蓄熱槽２１の側面または下面に接続された１本の配管で下流端２３ａが構成されていてもよい。
【００７２】
あるいは、熱交換器２０は、図１０に示すように、流通管６１の上側に第２の流通管６１’を有していてもよい。第２の流通管６１’は、直線部６１ｃ’が左右方向に並ぶ形状に形成されているとともに、その直線部６１ｃ’が断面において流通管６１の直線部６１ｃと千鳥状に並ぶように配置されている。このように、熱交換器２０は、層状に配置された副数本の流通管を有していてもよい。この場合、本発明の「流通管」とは、最も下側の流通管をいう。
【００７３】
また、噴射口３２から噴射される水に左右方向の速度成分を与えなくても、前後方向の速度線分を与えるだけで蓄熱材８と水とを効果的に反応させることができる。例えば、図１８に示すように供給管４３を流通管６１の直線部６１ｃの真下に配置して、各噴射口３２を隣り合う供給管４３の中心ＣＬに配置してもよい。
【００７４】
（第２実施形態）
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態に係る化学蓄熱装置５０Ａを説明する。なお、本実施形態の化学蓄熱装置５０Ａは、蓄熱器９Ａを除いては第１実施形態の化学蓄熱装置５０の構成と同様であるため、蓄熱器９Ａ以外の部分の説明は省略する。また、蓄熱器９Ａにおいても、第１実施形態で用いられた蓄熱器９と同一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００７５】
本実施形態では、噴射口３２から噴射される水に左右方向の速度成分のみを与える構成が採用されている。具体的には、供給管４３が流通管６１の直線部６１ｃ同士の間の中央に位置しており、各噴射口３２が流通管６１の直線部６１ｃの真下に配置されている。また、前後方向においては、各噴射口３２は、隣り合うフィン６２の中心に配置されている。
【００７６】
この構成であれば、図１２中に矢印で示すように、噴射口３２から噴射される水が直線部６１ｃに衝突するため、噴射口３２からの水により大きな左右方向の速度成分を与えることができる。これにより、蓄熱材８と水とを効果的に反応させることができる。
【００７７】
次に、本実施形態の効果を確認するために、第１実施形態で示したシミュレーションと同様にして行った参考シミュレーションについて説明する。参考シミュレーションでは、図１３（ａ）に示すような障害物なしの解析モデルＡと、図１３（ｂ）に示すような障害物設置の解析モデルＢを用いた。共通条件として、３．３５ｍｍの間隔で向かい合う固定壁（フィン）の間に塩化カルシウム４水和物を加熱して得た融液を２０ｍｍの高さまで満たし、その底面の中心から水を噴射することとした。解析モデルＢでは、２つの固定壁の中心の高さ１０ｍｍの位置に、幅１ｍｍ、高さ０．５ｍｍの障害物を設置した。
【００７８】
参考シミュレーションの結果は図１４に示すとおりであった。図１４から、障害物に水を衝突させることにより、塩化カルシウム６水和物がより多く生成されることが分かる。
【００７９】
《変形例》
なお、前記実施形態においても、第１実施形態と同様に、各噴射口３２を隣り合うフィン６２の中心からどちらかのフィン６２側に寄った位置に配置することも可能である。このようにすれば、第１実施形態と同様に、噴射口３２からの水を三次元的な流れで上昇させることができ、蓄熱材８と水とをさらに効果的に反応させることができる。
【００８０】
また、供給管４３は、必ずしも流通管６１の直線部６１ｃ同士の間の中央に位置している必要はなく、その間のどこかに位置していればよい。
【００８１】
さらに、供給管４３が流通管６１の直線部６１ｃ同士の間に位置している場合には、第１実施形態と同様に各噴射口３２を平面視で流通管６１の直線部６１ｃと重ならない位置に配置しても、噴射口３２から噴射される水に左右方向の速度成分を与えることは可能である。
【００８２】
（第３実施形態）
次に、図１５〜図１７を参照して、本発明の第３実施形態に係る化学蓄熱装置５０Ｂを説明する。なお、本実施形態の化学蓄熱装置５０Ｂは、蓄熱器９Ｂを除いては第１実施形態の化学蓄熱装置５０の構成と同様であるため、蓄熱器９Ｂ以外の部分の説明は省略する。また、蓄熱器９Ｂにおいても、第１実施形態で用いられた蓄熱器９と同一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００８３】
本実施形態では、噴射口３２から噴射される水に前後方向および左右方向の速度成分を与える構成が採用されている。具体的には、供給管４３が流通管６１の直線部６１ｃ同士の間の中央に位置しており、各噴射口３２が流通管６１の直線部６１ｃの真下に配置されている。また、前後方向においては、各噴射口３２は、各フィン６２’の真下に配置されている。
【００８４】
さらに、本実施形態では、流通管６１よりも上側に、図１０に示す第１実施形態の変形例と同様の第２の流通管６１’が配置されており、各フィン６２’に、流通管６１と第２の流通管６１’の間に、前後方向に張り出す張り出し部６３が設けられている。
【００８５】
より詳しくは、各フィン６２’は、流通管６１と第２の流通管６１’の間で上下に２分割されており、下側部分６２Ｂの上端部が後方に折り曲げられ、上側部分６２Ａの下端部が前方に折り曲げられている。そして、それらの折り曲げられた部分によって、張り出し部６３が形成されている。
【００８６】
この構成によれば、噴射口３２からの水は、まずフィン６２’の下端部に衝突し、前後方向に振り分けられる。ついで、前後方向に振り分けられた水は、流通管６１に衝突し、左右方向に振り分けられ、さらにその後、張り出し部６３に衝突し、この張り出し部６３を迂回するように流れる。
【００８７】
このように、本実施形態によれば、噴射口３２からの水を三次元的に複雑な流れで上昇させることができ、蓄熱材８と水とを特に効果的に反応させることができる。この効果を確認するために、第１実施形態と同様にしてシミュレーションを行ってみると、本実施形態の構成では３０分経過時の塩化カルシウム６水和物の生成率が７８％になり、第１実施形態のケース３よりも良い結果が得られた。
【００８８】
《変形例》
なお、前記実施形態では、各フィン６２’に張り出し部６３が設けられているが、これを省略することも可能である。このようにしても、噴射口３２からの水はフィン６２’の下端部に衝突するため、噴射口３２から噴射される水に前後方向の速度成分を与えることができる。
【００８９】
また、第１実施形態と同様に、左右方向においては、各噴射口３２を、平面視で流通管６１の直線部６１ｃと重ならないように直線部６１ｃのそれぞれの両脇に配置してもよい。
【００９０】
さらには、例えば、図１８に示すように供給管４３を流通管６１の直線部６１ｃの真下に配置して、各噴射口３２を隣り合う供給管４３の中心ＣＬに配置してもよい。このようにしても、噴射口３２がフィン６２の真下にある限り、噴射口３２から噴射される水に前後方向の速度成分を与えることができる。
【００９１】
（第４実施形態）
次に、図１８を参照して、本発明の第４実施形態に係る化学蓄熱装置５０Ｃを説明する。なお、本実施形態の化学蓄熱装置５０Ｃは、蓄熱器９Ｃを除いては第１実施形態の化学蓄熱装置５０の構成と同様であるため、蓄熱器９Ｃ以外の部分の説明は省略する。また、蓄熱器９Ｃにおいても、第１実施形態で用いられた蓄熱器９と同一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００９２】
本実施形態では、供給管４３が流通管６１の直線部６１ｃの真下に位置しており、各噴射口３２が隣り合う供給管４３の中心ＣＬ’からどちらかの供給管４３側に寄った位置に配置されている。この場合、噴射口３２は、各供給管４３を挟んで左右対称となる位置に配置されていることが好ましい。
【００９３】
本実施形態では、第１実施形態のシミュレーションと同様の結果となることが想定されるため、噴射口３２の位置（正確には噴射口３２の中心位置）は、隣り合う供給管４３の中心ＣＬ’から供給管４３が並ぶピッチＰ’の１／８〜３／８だけずれた位置であることが好ましく、ピッチＰ’の１／４だけずれた位置であることがより好ましい。
【００９４】
この構成によれば、蓄熱材８が隣り合う直線部６１ｃの間で非対称の対流を起こすようになり、噴射口３２から噴射される水に左右方向の速度成分を与えることができる。その結果、蓄熱材８と水とを効果的に反応させることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、噴射口３２の前後方向の位置は隣り合うフィン６２の中心であってもよいが、フィン６２の真下、または隣り合うフィン６２の中心からどちらかのフィン６２側に寄った位置に各噴射口３２が配置されていれば、噴射口３２からの水を三次元的な流れで上昇させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、例えば冷凍、空調、給湯等の各種分野において利用可能な化学蓄熱装置について有用である。
【符号の説明】
【００９７】
８      蓄熱材
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ  蓄熱器
１０    凝縮器
２０    熱交換器
２１    蓄熱槽
２２    還流路
２３    供給路
３０Ａ  上側空間
３０Ｂ  下側空間
３１  仕切板
３２  噴射口
４３  供給管
４４  供給口
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ  化学蓄熱装置
６１  流通管
６１ｃ  直線部
６２，６２’  フィン
６３  張り出し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2010151435.tif 000017
【図１５】
2010151435.tif 000018
【図１６】
2010151435.tif 000019
【図１７】
2010151435.tif 000020
【図１８】
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