(57)【要約】【課題】  内部に高密度に蓄熱部材を充填する。【解決手段】  第１容器と第２容器とが組み合わされて構成された容器体と、前記容器体に内蔵された蓄熱部材とを備えた蓄熱体であって、前記第１容器は、第１開口部と、前記第１開口部を囲む第１側壁部とを有し、前記第２容器は、第２開口部と、前記第２開口部を囲む第２側壁部とを有し、前記第２開口部は前記第１開口部に比べて開口径が小さく、前記第１側壁部の内周面と前記第２側壁部の外周面とが接合層を介して接合されていることを特徴とする蓄熱体を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１容器と第２容器とが組み合わされて構成された容器体と、前記容器体に内蔵された蓄熱部材とを備えた蓄熱体であって、
前記第１容器は、第１開口部と、前記第１開口部を囲む第１側壁部とを有し、
前記第２容器は、第２開口部と、前記第２開口部を囲む第２側壁部とを有し、
前記第２開口部は前記第１開口部に比べて開口径が小さく、前記第１側壁部の内周面と前記第２側壁部の外周面とが接合層を介して接合されていることを特徴とする蓄熱体。
【請求項２】
前記第１側壁部および前記第２側壁部が円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱体。
【請求項３】
前記第２側壁部は、前記第２開口部側の端部を含む一部分に、前記第２開口部側の前記端部に近づくにしたがって外周面が内周面に近づくテーパー領域を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱体。
【請求項４】
前記第１容器および前記第２容器がセラミック焼結体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄熱体。
【請求項５】
前記接合層が、ガラス質セラミックスを主成分とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄熱体。
【請求項６】
前記蓄熱部材は塩化ナトリウムを主成分とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蓄熱体。
【請求項７】
２０℃かつ１気圧における、前記容器体中の前記蓄熱部材の体積充填率が５０％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の蓄熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズや反射板等を用いて太陽光を集光し、集光した部分に集まった熱を利用して発電を行う太陽熱発電システムが提案され、製造が進められている。図７には、下記非特許文献１に紹介されている太陽熱発電システムの一例を示している。図７に示す太陽熱発電システムは、タワー型と呼ばれる形式のシステムの一例であり、その中でも、DSG（Direct Steam Generation）システムと呼ばれる形式のシステムである。図７に示すシステム１００は、太陽光をタワー１０４の上部に向けて反射する、ヘリオスタットとも呼ばれる複数の反射鏡が集まって構成された反射鏡群１０２と、タワー１０４の上端部近傍に設けられた、反射鏡群１０２に反射された太陽光によって熱せられて、その熱によって供給された水を蒸気とする集熱器１０６と、集熱器１０６に水を供給する送水器１０８と、集熱器１０６によって熱せられることで生じた蒸気が送られて、この蒸気によって発電を行う発電部１１０と、発電部１１０において発電に用いられた蒸気を凝縮した後、凝縮によって生成した水を送水器１０８に再び送る復水器１１２とを有する。集熱器１０６は容器状の部材であって、熱容量の比較的大きな後述の蓄熱体が複数配置されており、反射鏡群１０２によって集熱器１０６に集められた太陽光の熱エネルギーは、この蓄熱体に蓄えられる。送水器１０８から集熱器１０６に送られた水は、この蓄熱体の熱エネルギーによって加熱されて蒸気となる。この蒸気は発電部１１０に送られ、発電部１１０が備える例えば発電用のタービン（図示せず）を回転させて発電を行う。
【０００３】
このような太陽熱発電システムでは、熱容量が比較的な大きな蓄熱体に蓄えることができる熱エネルギーを電気エネルギーに変えるシステムであるので、太陽光が直接照射されていない夜間でも、蓄えた熱エネルギーを用いて発電を続けることができる等のメリットがある。多くの熱エネルギーを蓄えるためには、熱容量の比較的大きな蓄熱体をなるべく多く（すなわち高密度に）集熱器１０６に配置しておく必要がある。
【０００４】
蓄熱体は、熱容量の比較的大きな蓄熱部材と、この蓄熱部材が内部に配置された容器体とを備えて構成されている。蓄熱部材としては、安価で熱容量も大きい塩（ＮａＣｌ）がよく用いられている。塩の融点は８００℃と高いが、太陽熱発電システムではこの８００℃を大きく越える温度まで蓄熱体が熱せられる。
【０００５】
図８は、下記特許文献１記載の従来の蓄熱体の一実施形態について説明する断面図である。蓄熱体２００は、底部を有する円筒状の筒体２０２と、筒体２０２の開口端２０２ａと溶接されて筒体２０２の開口を塞いだ蓋体２０４と、筒体２０２の内部に配置された蓄熱部材２１０とを備えている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構、『NEDO再生可能エネルギー技術白書―新たなエネルギー社会の実現に向けて― ５ 太陽熱発電の技術の現状とロードマップ』、［online］、平成22年7月27日、［平成２６年４月２２日検索］、インターネット〈URL: http://www.nedo.go.jp/content/100107273.pdf〉
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２５９５４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
集熱器１０６には、図８に示すような蓄熱体２００が複数配置されている。集熱器１０６でなるべく多くの熱エネルギーを蓄えるためには、熱を蓄える部位となる蓄熱部材２１０を、なるべく多く（すなわち、なるべく高密度に）集熱器１０６内に配置する必要がある。その為には、蓄熱体２００の１つ１つになるべく多くの蓄熱部材２１０を充填しておくことが好ましい。しかし、特許文献１に示すような従来の蓄熱体２００では、蓄熱部材２１０を充分に高密度に充填することが難しかった。例えば塩からなる蓄熱部材２１０は粉状であり、この粉状の蓄熱部材を筒体２０２に注ぐことで、筒体２０２内に蓄熱部材２１０を配置することができる。しかし粉状の蓄熱部材２１０は、１つ１つの粉体同士の間隔が比較的大きく、筒体２０２の開口端２０２ａギリギリまで蓄熱部材２１０（塩）を充填したとしても、筒体２０２内の空間の半分程度が空気となり実際の蓄熱部材２１０の体積は、半分またはそれ以下となることも多かった。この場合、蓄熱体２００の熱容量、ひいては太陽熱発電システム全体の熱容量は比較的小さくなってしまっていた。また、塩等の蓄熱部材２１０が加熱された場合、蓄熱部材２１０の体積膨張にともなって蓄熱体２００の内部の圧力が高くなり、筒体２０２の開口端２０２ａと蓋体２０４との溶接部分が壊れ、蓄熱体２１０が溢れることもあった。本発明は、このような課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、第１容器と第２容器とが組み合わされて構成された容器体と、前記容器体に内蔵された蓄熱部材とを備えた蓄熱体であって、前記第１容器は、第１開口部と、前記第１開口部を囲む第１側壁部とを有し、前記第２容器は、第２開口部と、前記第２開口部を囲む第２側壁部とを有し、前記第２開口部は前記第１開口部に比べて開口径が小さく、前記第１側壁部の内周面と前記第２側壁部の外周面とが接合層を介して接合されていることを特徴とする蓄熱体を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の蓄熱体は、内部に高密度に蓄熱部材を充填することができる。また、蓄熱部材の体積膨張に伴う破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の蓄熱体の一実施形態について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】図１（ｂ）のうち、第１容器と第２容器の接合層を含む領域を拡大した断面図である。
【図３】（ａ）は図２の部分拡大断面図、（ｂ）は接合層１４の断面のＳＥＭ写真である。
【図４】接合層の断面のＣｌ（塩素）をエネルギー分散型マイクロアナライザ（ＥＤＳ）で分析した画像である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す蓄熱体の製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は図１に示す蓄熱体を用いて構成された太陽熱発電システムの一例を示す概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す太陽熱発電システムにおける集熱器の断面図である。
【図７】太陽熱発電システムの一例の概略構成図である。
【図８】従来の蓄熱体の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態の例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の蓄熱体の一実施形態である蓄熱体１について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。図２は、第１容器と第２容器の接合層を含む領域を拡大した断面図である。図３（ａ）は図２の部分拡大断面図、図３（ｂ）は接合層１４の断面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。図４は、接合層の断面のＣｌ（塩素）をエネルギー分散型マイクロアナライザ（ＥＤＳ）で分析した画像である。図４では、Ｃｌの含有割合がより多い領域がより白く示されている。
【００１４】
本実施形態の蓄熱体１は、第１容器１１と第２容器１２とが組み合わされて構成された容器体１０と、容器体１０に内蔵された蓄熱部材２０とを備えている。第１容器１１は、第１開口部１１Ａと、第１開口部１１Ａを囲む第１側壁部１１Ｂとを有し、第２容器１２は、第２開口部１２Ａと、第２開口部１２Ａを囲む第２側壁部１２Ｂとを有し、第２開口部１２Ａは第１開口部１１Ａに比べて開口径が小さく、第２側壁部１２Ａの第２開口部１２Ａの端部側の一部が第１開口部１１Ａに挿通されており、第１側壁部１１Ｂの内周面と第２側壁部１２Ｂの外周面とが接合層１４を介して接合されている。
【００１５】
このように蓄熱体１では、第２開口部１２Ａが第１開口部１１Ａに比べて開口径が小さく、第２側壁部１２Ａの第２開口部１２Ａの端部側の一部が第１開口部１１Ａに挿通されている。この挿通量、すなわち第２側壁部１２Ａと第１側壁部１１Ａとの重なりの程度を調整することで、蓄熱体１の内部空間の大きさを調整することができる。
【００１６】
第１側壁部１１Ｂおよび第２側壁１２Ｂは円筒状である。このように第１側壁部１１Ｂと第２側壁部１２Ｂとが円筒状であるので、例えば蓄熱体１の内部の圧力が高まった場合も、例えば側壁が角柱状だった場合のように、この圧力が角部等に局所的に集中することが抑制されている。また、第１容器１１は略球状の底部１１Ｃを備え、第２容器１２は略球状の底部１２Ｃを備えており、底部にかかる圧力の集中も抑制されている。また、外形状も角部がない状態となっており、複数の蓄熱体１を同じ容器内に複数個ランダムな配置で集積して配置した場合も、各蓄熱体１の外面同士が衝突して生じる破損が抑制されている。また、第２側壁部１２Ｂは、第２開口部１２Ａ側の端部を含む一部分に、第２開口部１２Ａ側の端部に近づくにしたがって外周面が内周面に近づくテーパー領域１２Ｄを含んでいる。
【００１７】
第１容器１１および第２容器１２はセラミック焼結体からなる。セラミックの種類は特に限定されないが、耐熱性と機械的強度が比較的高い材料を主成分とすることが好ましい。セラミックの種類としては例えば、いわゆるアルミナ、ステアタイト、ムライト、フォルステライト、スピネル、コージェライト等が挙げられる。
【００１８】
接合層１４は、セラミックからなる結晶と第１のガラス相とからなるガラス質セラミックスを主成分とすることが好ましい。ガラス質セラミックスを用いることで、蓄熱体１が例えば８００℃を越える高温になった場合でも、第１側壁部１１Ｂと第２側壁部１２Ｂとの接合強度を比較的高く維持し、容器体１０の内部の圧力増加にともなう接合層１４の剥がれも抑制することができる。このようなガラス質セラミックスを主成分とする接合層１４では、セラミックの結晶粒子が接合層１４の骨格部分を形成し、第１のガラス相はセラミック粒子同士を結合させる。隣接するセラミック粒子の間には第１のガラス相および気孔１９が形成される。
【００１９】
接合層１４の骨格部分を形成するセラミック粒子の材質は、アルミナを主成分とすることが好ましい。アルミナ粒子の平均粒径は３〜５０μｍ程度である。アルミナ粒子を結合する第１のガラス相の主成分は、非晶質ガラスまたは結晶質ガラスのいずれでも良い。
【００２０】
蓄熱体１の好ましい実施形態を図２に示す。第１容器１１と第２容器１２は、多数の気孔１９を有する接合層１４によって接合されている。
【００２１】
接合層１４は、表面部１４ａでは、接合層１４に含まれる第１のガラス相よりも融点の低い第２のガラス相が多数の気孔１９に入り込んでいる。なお第２のガラス相は、接合層１４の表面部１４ａ以外の気孔１９すなわち内部１４ｂに形成されている気孔１９内部に入り込んでいても良い。このように第２のガラス相が気孔１９に入りこんでいることで、蓄熱部材２０が容器１０の外へ漏れることを抑制している。
【００２２】
第１容器１１および第２容器１２をセラミック焼結体で構成することで、蓄熱体２００の熱容量は比較的大きくなっている。セラミック焼結体同士を接合する手段として、ガラスを主成分とするガラス相のみで接合する手法もあるが、ガラス相のみではこの接合相が緻密で気孔が少ない状態となり易い。このような緻密なガラス相でセラミック同士を接合した場合は、蓄熱体を例えば８００℃を越える高温に加熱した場合、蓄熱体内の空気の膨張で蓄熱体の内圧が高まっても気体の逃げ場がないので、この内圧によって接合層に比較的大きい応力がかかり易く、長期間の熱衝撃によって、ガラスが疲労破壊を起こすおそれがある。本実施形態の接合層１４は、アルミナを主成分とし、第１のガラス相によってアルミナ粒子同士が結合されて比較的多くの気孔１９が形成されている。蓄熱体１を例えば８００℃を越える高温に加熱しても、蓄熱体１内の空気がこの気孔１９を通過することで内圧が低減するとともに、一部の空気は連通した気孔１９を通って蓄熱体１の外部に逃げるので、蓄熱体１の内圧が必要以上に大きくなり過ぎることが抑制されている。例えば８００℃ほどの高温にすると蓄熱部材２０は溶融し、溶融した蓄熱部材２０も連通した気孔１９に入り込んでくる。接合層１４は少なくとも表面部１４ａの気孔１９に第２のガラス相が入り込んでおり、この第２のガラス相によって表面部１４ａの気孔１９の一部が閉塞されている。蓄熱体１では、内部の気体は外部に逃げ易い一方で、表面部１４ａに第２のガラス相が入り込んでいることで、溶融した蓄熱部材２０が蓄熱体１の外に逃げることが抑制されている。また、接合層１４では、セラミックの結晶粒子が接合層１４の骨格部分を形成しているので、長期間の熱衝撃によって繰り返し熱応力がかかっても、接合層１４は疲労破壊を起こしにくい。図４に示すように、ＮａＣｌの構成元素であるＣｌ（塩素）が多い領域が観察される。この領域は、気孔１９に溶融した蓄熱部材２０（ＮａＣｌ）が入り込んだ領域である。
【００２３】
蓄熱部材２０は塩化ナトリウムを主成分とする。塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を主成分とする塩は比較的安価に大量に調達することができ、熱容量も大きく蓄熱部材２０として好適である。
【００２４】
図５（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す蓄熱体の製造方法の一例を示す概略断面図である。まず、セラミック焼結体からなる第１容器１１と１２第２容器１２とを準備する。第１容器の大きさは、外径１０〜５０ｍｍ、内径８〜４８ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍ程度である。第２容器の外径は第１容器の内径よりも０．３〜２ｍｍ程度小さい。第１容器１１および第２容器１２は例えば、加圧成型によって形成したセラミック生焼結体を焼成して得ることができる。次に図５（ａ）に示すように、第１容器１１の第１開口部１１Ａから粉状の蓄熱部材２０（ＮａＣｌ）を入れ、また第２容器１２の第２開口部１２Ａから粉状の蓄熱部材２０（ＮａＣｌ）を入れる。この段階では、蓄熱部材２０は、第１容器１１の第１開口部１１Ａのエッジ部分１１Ｅまで届くように第１容器１１内全てに充填させ、同様に第２容器１２の第２開口部１２Ａのエッジ部分１２Ｅまで届くように第２容器１２内全てに充填させる。
【００２５】
次に、蓄熱部材２０が充填された状態の第１容器１１と第２容器１２とを、例えば８０
０℃以上に加熱して、塩からなる蓄熱部材２０を溶融させた後に冷却する。加熱前の粉状の蓄熱部材２０は、１つ１つの粉体同士の間隔が比較的大きく、各容器の開口部のエッジ部分まで届くように各容器内全てに充填させても、各容器の空間の半分程度が空気となり実際の蓄熱部材２０の体積は、半分またはそれ以下となっている。加熱することで蓄熱部材の各粉体は液体となって各粉体同士の隙間は無くなり、冷却後の蓄熱部材２０は粉体の集まりではなくバルク状となり、図５（ｂ）に示すように、第１容器１１においてはこのバルク状の蓄熱部材２０の上面（第１上面３１）の位置は、第１容器１１のエッジ部分１１Ｅから離れた位置となっている。同様に第２容器１２において蓄熱部材２０の上面（第１上面３２）の位置は、第２容器１２のエッジ部分１２Ｅから離れた位置となっている。
【００２６】
次に、第２側壁部１２Ｂの第２開口部１２Ａの端部側の一部を第１開口部１１Ａに挿通し、第１側壁部１１Ｂの内周面１６と第２側壁部１２Ｂの外周面１８とを、セラミックからなる結晶と第１のガラス相とからなるガラス質セラミックスを主成分とする接合層１４を介して接合する（図５（ｃ））。第１のガラス層の融点は例えば１３００〜１５００℃であり、蓄熱部材の融点（約８００℃）よりも高い。
【００２７】
第１容器１１において蓄熱部材２０の上面（第１上面３１）の位置は、第１容器１１のエッジ部分１１Ｅから離れた位置となっているので、第２側壁部１２Ａの第２開口部１２Ａの端部側の一部は、このエッジ部分１１Ｅの位置を通り過ぎ、第１容器１１の内部まで侵入させることができる。このように第１容器１１と第２容器１２とを組み合わせることで生じた、第１容器１１と第２容器とで形成された内部空間γの大きさは、蓄熱部材２０の溶融にともなって生じた第１容器１１における空間部分αと、同じく蓄熱部材２０の溶融にともなって生じた第２容器１２における空間部分βとの合計の大きさに比べて小さい。すなわち、図５（ｂ）に示している状態の第１容器１１に単純に蓋をして蓄熱体を構成した場合よりも、同じく図５（ｂ）に示している状態の第２容器１２に単純に蓋をして蓄熱体を構成した場合よりも、本実施形態の第１容器１１と第２容器１２とを組み合わせることで蓄熱部材２０を封止した場合の方が、蓄熱部材２０が配置される空間における蓄熱部材の充填率を大きくすることができる。
【００２８】
また、第２側壁部１２Ｂは、第２開口部１２Ａ側の端部を含む一部分に、第２開口部１２Ａ側の端部に近づくにしたがって外周面が内周面に近づくテーパー領域１２Ｄを含んでいる。図５（ｂ）に示す状態、すなわち、蓄熱部材２０が一旦溶融された後に固化された状態では、溶融している状態での蓄熱部材２０の表面張力により、容器体１内部の蓄熱部材２０の液面が容器体１の内周面に沿って上昇するような形状となることも多い。本実施形態のように第２側壁部１２Ｂがテーパー領域１２Ｄを有することで、第２側壁部１２Ｂの端部が第１上面３１の形状に沿った形状となり、テーパー領域１２Ｄを有さない場合に比べて、第２側壁部１２Ｂと第１開口部１１Ａのより奥の方まで挿通して、第２側壁部１２Ｂと第１側壁部１１Ｂの重なりの程度を比較的大きくすることができる。これにより、空間部分γをより小さくすることができる。なお、容器体１１および容器体１２は、それぞれ一体成形された部材でなくともよく、例えばテーパー領域Ｄに対応する部分を別部材で構成し、複数の部材を組み合わせることで容器体１２を構成してもよい。容器体１の各部材の形状や構成の詳細については、特に限定されない。
【００２９】
次に、接合層１４を介した第１容器１１と第２容器１２との接合について詳述しておく。上述のように第１容器１１と第２容器１２とは、セラミックからなる結晶と第１のガラス相とからなるガラス質セラミックスを主成分とする接合層１４を介して接合される。接合層１４は、接合層用ペーストを溶融した後に冷却して固化させることで形成する。接合層用ペーストは、セラミック粒子と、第１のガラス相の粉体である第１のガラス粒子と、有機化合物と、この有機化合物を溶解している溶媒とからなる。有機化合物と溶媒を除いた接合層用ペーストの組成は、セラミックス粒子としてＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で８０〜９
０質量％含み、さらに第１のガラス粒子の成分としてＳｉをＳｉＯ２換算で５〜１５質量％およびその他の成分としてＢ２Ｏ３、ＮａＯを含有している。第２側壁部１２Ｂの第２開口部１２Ａの端部側の一部を第１開口部１１Ａに挿通するときに、接合層用ペーストを内周面１６と外周面１８の間に介在させる。これにより、端面１５Ａ側だけでなく、内周面１６と外周面１８が対向する領域にも接合層１４を形成させることができる。この後に、接合用ガラスペーストに含まれる溶媒を乾燥させる。
【００３０】
この後に、接合層用ペーストの表面部１４ａに、第２のガラス相の粉体である第２のガラス粒子を主成分とする第２のガラスペーストを塗布する。第２のガラス粒子の主な成分の含有量は、ＡｌがＡｌ２Ｏ３換算で１０〜１０質量％、ＳｉがＳｉＯ２換算で７０〜９０質量％、ＮａがＮａ２Ｏ換算で１〜５質量％である。第２のガラス粒子の融点は９５０〜１０５０℃である。塗布した後、この第２のガラスペーストを乾燥させる。
【００３１】
次に、蓄熱部材２０が入った状態の容器体１０を空気中９００〜１０００℃に加熱した後に冷却する。この加熱によって第１のガラス粒子が溶融して、複数のセラミック粒子間に広がる。加熱後に冷却することで、接合層１４の骨格部分を形成するセラミック粒子が第１のガラス相によって接合された接合層１４が形成される。この接合層１４は、内周面１８と外周面１６との間から端面１５Ａ側まで溢れるように拡がって形成される。これにより、第１容器１１と第２容器１２とが接合層１４によって接合される。この際、接合層１４には多数の気孔１９が形成される。気孔１９が形成されるのは、第１のガラス相が溶融するときに体積収縮が起こって空隙が形成され、この空隙が気孔１９となるためである。この際、表面部１４ａに塗布した第２のガラスペーストも溶融し、接合層１４の表面部１４ａでは、接合層１４に含まれる第１のガラス相よりも融点の低い第２のガラス相が、多数の気孔１９に入り込んだ状態となる。
【００３２】
また、この接合層１４の形成過程では、容器体１０を空気中９５０〜１０５０℃に加熱するので、気孔１９の一部に蓄熱部材２０が浸透する。すなわち、加熱したときに容器体１０の内部の圧力が上昇し、蓄熱部材２０が内部１４ｃから内部１４ｂへ向かって移動する際、接合層１４の気孔１９に蓄熱部材２０の一部が浸透する。
【００３３】
本実施形態の蓄熱体１では、例えば、２０℃かつ１気圧の平均した室内環境状態における、容器体１０の内部の蓄熱部材２０の体積充填率を、例えば５０％以上と従来よりも高くして、熱容量を比較的大きくすることができる。容器体１０の内部の蓄熱部材２０の体積充填率の好ましい範囲は、容器体１０の耐圧性能や想定到達温度などの使用環境、また蓄熱部材２０の種類等の各種条件によって異なるが、本実施形態の蓄熱体１は、第２側壁部１２Ａの第１開口部１１Ａへの挿通量、すなわち第２側壁部１２Ａと第１側壁部１１Ａとの重なりの程度を調整することで、蓄熱体１の内部空間の大きさを調整することができるので、それぞれ異なる様々な条件下で好適に使用することができる。
【００３４】
図６（ａ）は、本実施形態の蓄熱体１を用いて構成される太陽熱発電システムの一例であるシステム５０を示す概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示すシステム５０における集熱器５６の断面図である。システム５０は、DSG（Direct Steam Generation）システムと呼ばれる形式の太陽熱発電システムの一例である。図６（ａ）に示すシステム５０は、太陽光をタワー５４の上部に向けて反射する、ヘリオスタットとも呼ばれる複数の反射鏡群５２と、タワー５４の上端部近傍に設けられた、反射鏡群５２に反射された太陽光によって熱せられて、その熱によって供給された水を蒸気とする集熱器５６と、集熱器５６に水を供給する送水器５８と、集熱器５６によって熱せられることで生じた蒸気が送られて、この蒸気によって発電を行う発電部６０と、発電部６０において発電に用いられた蒸気を凝縮した後、凝縮によって生成し水を送水器５８に再び送る復水器６２とを有する。図６（ｂ）に示すように集熱器５６は容器状の部材であって、蓄熱体１が複数配置されてい
る。反射鏡群５２によって集熱器５６に集められた太陽光の熱エネルギーは、この蓄熱体１に蓄えられる。送水器５８から集熱器５６に送られた水は、この蓄熱体１の熱エネルギーによって加熱されて蒸気となる。この蒸気は発電部６０に送られ、発電部６０が備える例えば発電用のタービン（図示せず）を回転させて発電を行う。
【００３５】
上述のように、第１容器１１と第２容器１２は、外形状も角部がない状態となっており、複数の蓄熱体１を集熱器５６内に複数個ランダムな配置で集積して配置した場合も、各蓄熱体１の外面同士が衝突して生じる破損が抑制されている。システム５０において、蓄熱体１には塩を主成分とする蓄熱部材２０が充分高い密度で封入されており、熱容量が比較的大きい。このため、蓄熱体１を用いたシステム５０では、集熱器５０に比較的大量のエネルギーを蓄えておくことができる。このため、システム５０では、太陽光の照射がほぼ無くなる夜間であっても蓄えた熱エネルギーを使って比較的大量の電気エネルギーを生成（発電）することができる。またシステム５０では、容器体１０の耐圧性能や想定到達温度などの使用環境、また蓄熱部材２０の種類等の各種条件に応じて蓄熱体１の内部空間の大きさが調整されており、内圧上昇による蓄熱体１の破壊等の発生も抑制されている。
【００３６】
以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限定されるものでない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行なってもよいのはもちろんである。
【実施例】
【００３７】
図１に示すような形状の蓄熱体１を作製した。具体的には次の通りである。
【００３８】
第１容器１１として緻密質アルミナ焼結体を準備した。第１容器の大きさは、外径３０ｍｍ、内径２８ｍｍ、長さ２０ｍｍである。第２容器体１２として、緻密質アルミナ焼結体を準備した。第２容器の大きさは外径２７ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２５ｍｍである。蓄熱部材２０であるＮａＣｌの粉末を第１容器１１および第２容器１２に充填した。第１容器１１、第２容器１２をそれぞれ９５０℃に加熱後に冷却することで、蓄熱部材２０であるＮａＣｌを第１容器１１、第２容器１２内で溶融して固化した。
【００３９】
第２側壁部１２Ｂに接合層用ペーストを塗布した状態で、第１容器１１と、第２容器１２を嵌めわせ、乾燥させた。接合層用ペーストの構成成分は、ガラス質セラミックスと、アクリル系有機化合物と溶媒とした。接合層用ペーストに含まれるガラス質セラミックスの主な成分の含有量は、セラミックス粒子としてＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で８５質量％、第１のガラス粒子は、ＳｉをＳｉＯ２換算で１０質量％およびその他の成分としてＢ２Ｏ３、ＮａＯ等を合計５質量％含有するものを用いた。この第１のガラス粒子の融点は１４００℃である。
【００４０】
次に、接合層用ペーストの表面部１４ａに、融点が９８０℃である第２のガラス粒子を含む第２のガラスペーストを塗布した。第２のガラス粒子は、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１５質量％、ＳｉをＳｉＯ２換算で８０質量％、その他の成分としてＮａ２Ｏなどを計５質量％含有するものを用いた。塗布した後にこの第２のガラスペーストを乾燥させた。次に、容器体１０を空気中で１０００℃に加熱した後に冷却して蓄熱体１を得た。
【００４１】
蓄熱体１を観察した結果、蓄熱部材２０の漏れは目視上確認できなかった。蓄熱体１の重量を測定し、この重量を初期重量とした。
【００４２】
次に温度サイクル試験を行った。得られた蓄熱体１を８００℃に加熱し、室温まで冷却した。この加熱および冷却を２回繰り返した。その後、蓄熱部材２０を観察した結果、蓄熱部材２０であるＮａＣｌの漏れは目視上確認できなかった。温度サイクル試験後の蓄熱
体１の重量は、初期重量と比べ測定誤差の範囲内で変化がなく、この温度サイクル試験における蓄熱部材２０の漏洩は確認できなかった。
【符号の説明】
【００４３】
１  蓄熱体
１０  容器体
１１  第１容器
１１Ａ  第１開口部
１１Ｂ  第１側壁部
１２  第２容器
１２  第２開口部
１２Ｂ  第２側壁部
１４  接合層
１４ａ  表面部
１４ｂ、１４ｃ  内部
１５Ａ、１５Ｂ  端面
１６  内周面
１８  外周面
１９  気孔
２０  蓄熱部材
５０  システム
５２  反射鏡群
５４  タワー
５６  集熱器
５８  送水器
６０  発電部
６２  復水器
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図４】
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