(57)【要約】  セラミックスからなる第１容器とセラミックスからなる第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容器と前記第２容器とは接合部材を介して接合されており、前記第１容器は、前記接合部材と当接する表面部分を含む第１当接領域における気孔の体積占有率が、前記第１当接領域と異なる領域の気孔の体積占有率よりも大きく、前記第２容器は、前記接合部材と当接する表面部分を含む第２当接領域における気孔の体積占有率が、前記第２当接領域と異なる領域の気孔の体積占有率よりも大きいことを特徴とする蓄熱体を提供する。
2016068205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる第１容器とセラミックスからなる第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容器と前記第２容器とは接合部材を介して接合されており、
前記第１容器は、前記接合部材と当接する表面部分を含む第１当接領域における気孔の体積占有率が、前記第１当接領域と異なる領域の気孔の体積占有率よりも大きく、
前記第２容器は、前記接合部材と当接する表面部分を含む第２当接領域における気孔の体積占有率が、前記第２当接領域と異なる領域の気孔の体積占有率よりも大きいことを特徴とする蓄熱体。
【請求項２】
前記蓄熱部材は、ＮａＣｌを主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱体。
【請求項３】
前記接合部材は複数の気孔を含み、前記気孔の少なくとも一部が前記内部に露出している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】
前記接合部材は気孔を含み、前記第１当接領域における前記気孔と、前記第２当接領域における前記気孔とが、前記接合部材の前記気孔を介して前記容器体の内部と連通していることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱体。
【請求項５】
前記接合部材は、ＳｉＯ２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】
前記接合部材は、ＳｉＯ２を主成分とし、ＣａＯを含有することを特徴とする請求項５記載の蓄熱体。
【請求項７】
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２側壁部の外周面が前記第１側壁部の内周面に近接するように位置し、前記第１容器１１の内周面と前記第２側壁部の前記端部とが前記接合部材を介して接合されてい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。
【請求項８】
前記第１開口部および前記第２開口部は、円形状であることを特徴とする請求項７に記載の蓄熱体。
【請求項９】
前記第２側壁部は、前記第２開口部の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領域を含んでいる。ことを特徴とする請求項７〜８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利用され始めている。図６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６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６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の上部に設けられた、反射鏡群１０２で反射した太陽光によって熱せられて、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。【０００３】
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。【０００４】
このような太陽熱発電システムでは、蓄熱体に蓄えた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。【０００５】
蓄熱体は、熱容量の比較的大きな蓄熱部材と、この蓄熱部材を収容する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。【０００６】
図７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、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。筒体２０２と蓋体２０４とは溶接により、筒体２０２の開口端２０２ａが塞がれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
【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】
【０００９】
特許文献１に示すような従来の蓄熱体２００では、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、蓄熱部材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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、セラミックスからなる第１容器とセラミックスからなる第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容器と前記第２容器とは接合部材を介して接合されており、前記第１容器は、前記接合部材と当接する表面部分を含む第１当接領域における気孔の体積占有率が、前記第１当接領域と異なる領域の気孔の体積占有率よりも大きく、前記第２容器は、前記接合部材と当接する表面部分を含む第２当接領域における気孔の体積占有率が、前記第２当接領域と異なる領域の気孔の体積占有率よりも大きいことを特徴とする蓄熱体を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蓄熱体は、蓄熱体の内圧の上昇等にともなう破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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容器の接合部を含む領域を拡大した断面図である。
【図３】図２に対応する領域の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であり、（ｂ）は（ａ）に示す領域のＣｌ（塩素）をエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）で分析した画像であり、（ｃ）は（ａ）の一部を拡大した写真画像である。
【図４】（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５】（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６】太陽熱発電システムの一例の概略構成図である。
【図７】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】
【００１３】
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。
【００１４】
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容器とを接合する接合部材を含む領域を拡大した断面図である。図３（ａ）は図２に対応する領域の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す領域のＣｌ（塩素）をエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）で分析した画像であり、図３（ｃ）は図３（ａ）の一部を拡大した写真画像である。図３（ｂ）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。
【００１５】
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とを有する。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１２Ｂの外周面が第１側壁部１１Ｂの内周面に近接するように位置し、第１容器１１の内周面と第２側壁部１２Ｂの端部１２Ｄとにおいて接合部材１４を介して接合されている。なお、上記近接とは接している場合も含む。
【００１６】
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１２Ｂの外周面と第１側壁部１１Ｂの内周面とが近接するように、第１開口部１１Ａに第２容器１２が挿通されている。この挿通量、すなわち第２側壁部１２Ｂと第１側壁部１１Ｂ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。なお、第１容器１１と第２容器１２の組み合わせ方等は、本実施形態に限定されない。例えば、第２開口部１２Ａと第１開口部１１Ａの開口径をほぼ同じとしつつ、第１側壁部１１Ｂの端部と第２側壁部１２Ｂの端部１２Ｄとを接合部材１４を介して接合してもよい。各端部に段差を設けて組み合わせるようなものであってもよい。
【００１７】
図１に示す例において、第１開口部１１Ａおよび第２開口部１２Ａは、円形状である。このように第１開口部１１Ａおよび第２開口部１２Ａが円形状であれば、例えば蓄熱体１の内部の圧力が高まった場合も、例えば開口部が多角形だった場合のように、この圧力が内壁面の角部等に局所的に集中することを抑制できる。
【００１８】
また、図１に示す例において、第１側壁部１１Ｂおよび第２側壁１２Ｂは円筒状である。また、第１容器１１は略半球状の底部１１Ｃを備え、第２容器１２は略半球状の底部１２Ｃを備えている。このような構成であるときには、底部にかかる圧力の集中も抑制できる。図１に示すように、容器体１０の外形状に角部がなければ、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を抑制できる。また、図１および図２においては、第２側壁部１２Ｂの端部１２Ｄとして、第２側壁部１２の外周面側が窪んだ段差を有している例を示している。
【００１９】
第１容器１１および第２容器１２はセラミックスからなる。セラミックス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。セラミックスの種類としては例えば、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。
【００２０】
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とを備える。第１容器１１と第２容器１２とは接合部材１４を介して接合されている。そして、第１容器１１は、接合部材１４と当接する表面部分を含む第１当接領域１１αにおける気孔Ｐ１の体積占有率が、第１当接領域１１αと異なる領域１１βにおける気孔Ｐ１’の体積占有率よりも大きく、第２容器１２は、接合部材１４と当接する表面部分を含む第２当接領域１２αにおける気孔Ｐ２の体積占有率が、第２当接領域１２αと異なる領域１２βの気孔Ｐ２’の体積占有率よりも大きい。
【００２１】
なお第１当接領域１１αとは、第１容器１１の接合部材１４と当接する表面を含む一部の領域であり、接合部材１４と当接する表面から第１容器１１の内部に向けて３００μｍ離れた位置までの領域をいう。同様に第２当接領域１２αとは、第２容器１２の接合部材１４と当接する表面を含む一部の領域であり、接合部材１４と当接する表面から第２容器１２の内部に向けて３００μｍ離れた位置までの領域をいう。例えば、第１当接領域１１αの気孔Ｐ１および第２当接領域１２αの気孔Ｐ２の体積占有率は１０％〜５０％、異なる領域１１βの気孔Ｐ１’、１２βの気孔Ｐ２’の体積占有率は０．５％〜５％程度となっている。
【００２２】
各気孔Ｐ１、Ｐ１’Ｐ２、Ｐ２’の体積占有率は、以下に記載するように、第１容器１１および第２容器１２の断面で確認される各気孔の面積に基いて計測した値を用いればよい。例えば、光学顕微鏡を用いて各視野（第１当接領域１１α、第１当接領域１１αと異なる領域１１β、第２当接領域１２α、第２当接領域１２αと異なる領域１２β）を倍率１００倍にて面積が１１２．５ｍｍ２（例えば、横方向の長さが１２．３８ｍｍ、縦方向の長さが９．０９ｍｍ）となるように観察範囲を設定する。そして、ＣＣＤカメラで各視野の画像を取り込み、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング株式会社製）を用いて、粒子解析という手法で解析する。ここで、この手法の設定条件である粒子の明度、２値化の方法および小図形除去面積をそれぞれ、暗、手動、５μｍとし、画像の明暗を示す指標である敷きい値を、画像内の各点（各ピクセル）が有する明るさを示すヒストグラムのピーク値の０．８８倍に設定する。この設定で各視野についてそれぞれ解析することで、各視野における気孔の面積を求めることができる。この求めた各視野における気孔の面積を、当該視野（観察範囲）の面積で除することにより、各視野における気孔の面積占有率を求めることができる。この面積占有率を、本実施形態においては体積占有率として表している。
【００２３】
第１容器１１において、相対的に第１当接領域１１αにおける気孔Ｐ１の体積占有率が大きく、かつ、第２容器１２において、相対的に第２当接領域１２αにおける気孔Ｐ２の体積占有率大きいことにより、第１当接領域１１αおよび第２当接領域１２αは比較的変形し易い。このため、容器体１０に高温と低温を交互に繰り返す熱サイクルがかかった場合でも、蓄熱部材２０の軟化や膨張による容器体１０の内部圧力の増加にともなう応力を、第１当接領域１１αや第２当接領域１２αの変形によって緩和させることができる。
【００２４】
接合部材１４は、ＳｉＯ２を主成分とする。接合部材１４に主成分として含まれるＳｉＯ２は、例えばアルミナ等のセラミックスに含まれるＳｉＯ２と結合し易く、接合部材１４と第１容器１１の接合強度、および接合部材１４と第２容器１２の接合強度が比較的強くなっている。また、接合部材１４はＳｉＯ２を主成分とし、ＣａＯを含有している。接合部材１４に含まれるＣａＯは、例えばアルミナ等のセラミックスである第１容器１１および第２容器１２それぞれに含まれる、例えばＭｇＯ等の酸化物成分と粒子状化合物を生成しており、接合部材１４と第１容器１１の接合強度、および接合部材１４と第２容器１２との接合強度は比較的強くなっている。
【００２５】
接合部材１４は複数の気孔Ｐ３を含み、この気孔Ｐ３の少なくとも一部が内部（容器体１０の内部）に露出している。蓄熱体１を例えば８００℃を越える高温に加熱しても、膨張した一部の空気が内部に露出した気孔Ｐ３に入りこみ、容器体１０の内圧の上昇が抑制されている。また、一部の空気が、それぞれ連通した気孔Ｐ３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。
【００２６】
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。
【００２７】
接合部材１４は気孔Ｐ３を含み、第１当接領域１１αにおける気孔Ｐ１と、第２当接領域１２αにおける気孔Ｐ２とが、接合部材１４の気孔Ｐ３を介して容器体１０の内部と連通している。
【００２８】
容器体１０では、第１容器１１において、相対的に第１当接領域１１αにおける気孔Ｐ１の体積占有率が大きく、かつ、第２容器１２において、相対的に第２当接領域１２αにおける気孔Ｐ２の体積占有率が大きいので、蓄熱部材２０の構成元素（ＮａＣｌの構成元素）が、接合部材１４の気孔Ｐ３を介してこれら気孔Ｐ１およびＰ２に出入りし易い。例えば蓄熱体１が加熱されて昇温される過程において、容器体１０内の蓄熱部材２０が、接合部材１４の気孔Ｐ３を介して第１当接領域１１αや第２当接領域１２αに入り込むことで、温度上昇にともなう容器体１０内の圧力の過度な上昇が抑制される。この結果、第１当接領域１１αや第２当接領域１２αに、蓄熱部材２０の成分（本実施形態ではＣｌ）を含む粒状部３１が形成される。第１当接領域１１αおよび第２当節領域１２αにＣｌを含む粒状部３１が存在するときには、蓄熱体１が冷却される過程において、粒状部３１のＣｌが容器体１０内に戻るように入っていくので、容器体１０内の圧力が過度に低減することが抑制される。第１当接領域１１αにおける気孔Ｐ１と、第２当接領域１２αにおける気孔Ｐ２とが、接合部材１４の気孔Ｐ３を介して容器体１０の内部と連通していることは、第１当接領域１１αや第２当接領域１２αに、蓄熱部材２０の成分を含む粒状部３１が存在することで確認することができる。例えば本実施形態の粒状部３１は、ＮａＣｌの構成元素である塩素（Ｃｌ）が、接合部材１４の気孔Ｐ３を介してこれら気孔Ｐ１およびＰ２に入って形成されたものである。第１当接領域１１αや第２当接領域１２αに存在する蓄熱部材２０の構成元素は、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いた元素分布測定等によって確認すればよい。
【００２９】
図４（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と第２容器１２とを準備する。第１容器１１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１２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成形体を焼成して得ることができる。次に図４（ａ）に示すように、第１容器１１の第１開口部１１Ａから粒状の蓄熱部材２０（ＮａＣｌ）を入れ、また第２容器１２の第２開口部１２Ａから粒状の蓄熱部材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内に充填し、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に充填する。
【００３０】
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８００℃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。加熱前の粒状の蓄熱部材２０は、１つ１つの粒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２０の各粒体は液体となって各粒体同士の隙間は無くなり、冷却後の蓄熱部材２０は粒体の集まりではなくバルク状となり、図４（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４１）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２上面４２）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。
【００３１】
次に、第２側壁部１２Ｂの外周面と第１側壁部１１Ｂの内周面とが近接するように、第１開口部１１Ａに第２容器１２の第２側壁部１２Ｂを挿通し、第１容器１１の内周面と第２側壁部１２Ｂの端部１２Ｄとにおいて接合部材１４を介して接合する（図４（ｃ））。
【００３２】
図４（ｃ）に示すように、第１容器１１と第２容器１２とを組み合わせることにより、図４（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と比較して、蓄熱部材２０の内容量は同じでありながら、１つの容器で蓄熱体１を構成することができるため、集熱器における収容効率を高めることができる。
【００３３】
また、上述のように第２容器１２の端部１２Ｄは段差を備えており、第１容器１１内の蓄熱部材１２が第１容器１１の内壁に沿って濡れ上がるような液面形状で固まっている場合も、第２容器１２の第２側壁部１２Ｂを第１容器１１の内部に比較的深く挿通させることができるため、蓄熱部材２０の充填率を高めることができる。
【００３４】
次に、接合部材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。第１容器１１と第２容器１２との接合では、第２容器１２の第２側壁部１２Ｂに、接合部材１４の前駆体となる接合用ペーストを塗布する。接合用ペーストは、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。有機化合物と溶媒とを除いた接合用ペーストの組成は、例えば、ＳｉがＳｉＯ２換算で８５〜９５質量％、ＣａがＣａＯ換算で３〜７質量％、ＡｌがＡｌ２Ｏ３換算で０．２〜１．０質量％、ＮａがＮａ２Ｏ換算で０．２〜１．０質量％含んでいるものを用いればよい。第２側壁部１２Ｂにこのような接合用ペーストを塗布した状態で、第１容器１１と第２容器１２とを嵌め合わせ、５００℃で３時間程度の熱処理を行う。この熱処理の際、接合用ペーストに含まれるＣａＯが、第１容器１１および第２容器１２に含まれるＭｇＯ成分およびＳｉＯ２成分等と反応して化合物を形成する。この化合物の形成過程において、第１容器１１や第２容器１２に含まれるＳｉＯ２成分が、接合部材１４に取り込まれるように接合部材１４の方に移動することで、第１容器１１第１当接領域１１αおよび第２容器１２の第２領域１２αにおいて相対的に多くの気孔（気孔Ｐ１や気孔Ｐ２）が形成される。
【００３５】
この後、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。この加熱でも、第１容器１１や第２容器１２に含まれるＳｉＯ２成分が接合部材１４にさらに移動し、第１容器１１の第１当接領域１１αおよび第２容器１２の第２当接領域１２αにさらに多くの気孔が形成される。このような処理を経ることで、接合部材１４と当接する表面部分を含む第１当接領域１１αにおける気孔Ｐ１の体積占有率を、第１当接領域１１αと異なる領域１１βにおける気孔Ｐ１’の体積占有率よりも大きくし、かつ、接合部材１４と当接する表面部分を含む第２当接領域１２αにおける気孔Ｐ２の体積占有率を、第２当接領域１２αと異なる領域１２βの気孔Ｐ２’の体積占有率よりも大きくすることができる。
【００３６】
またこの際、接合部材１４には多数の気孔Ｐ３が形成される。これは、ＳｉＯ２成分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Ｐ３となるためである。また、９００〜１０００℃の加熱によって蓄熱部材２０は溶融して、容器体１０の内部の圧力が上昇する。溶融した蓄熱部材２０は、接合部材１４の気孔Ｐ３を通って、第１容器１１の気孔Ｐ１や第２容器１２の気孔Ｐ２まで入り込むことで、容器体１０内の圧力が低減し、第１当接領域１１αおよび第２当節領域１２αにＣｌを含む粒状部３１が配置される。
【００３７】
図５（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５（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５（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。
【００３８】
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。
【００３９】
上述のように本実施形態の蓄熱体１は、蓄熱体１の内圧の上昇や、蓄熱部材２０の軟化や膨張にともなう接合部材１４の破損が抑制されており、システム５０等に用いて比較的長期間にわたって繰り返し発電を行うことができる。また第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。
【００４０】
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】
【００４１】
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。【００４２】
第１容器１１として緻密質アルミナセラミックスを準備した。第１容器１１の大きさは、外径３０ｍｍ、内径２８ｍｍ、長さ２０ｍｍである。第２容器１２として、緻密質アルミナセラミックスを準備した。第２容器１２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。【００４３】
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。接合層用ペーストは、有機化合物と溶媒とを除いた接合用ペーストの組成が、例えば、ＳｉがＳｉＯ２換算で８５〜９５質量％、ＣａがＣａＯ換算で３〜７質量％、ＡｌがＡｌ２Ｏ３換算で０．２〜１．０質量％、ＮａがＮａ２Ｏ換算で０．２〜１．０質量％含んでいるものを用いた。第２側壁部１２Ｂにこのような接合部用ペーストを塗布した状態で、第１容器１１と、第２容器１２を嵌め合わせ、５００℃で３時間程度の熱処理を行った。この後、容器体１０を空気中９００℃に加熱した後に冷却して蓄熱体１を得た。【００４４】
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。【００４５】
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】
【００４６】
１  蓄熱体
１０  容器体
１１  第１容器
１１α  第１当接領域
１２  第２容器
１２α  第２当接領域
１４  接合部材
Ｐ１、Ｐ１’、Ｐ２、Ｐ２’Ｐ３  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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【国際調査報告】
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