(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応媒体との結合により発熱し反応媒体の脱離により蓄熱する蓄熱材成形体が拘束枠の内部に配置された蓄熱材層と、前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層へ供給される又は前記蓄熱材層から排出される前記反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記反応媒体拡散層とは反対側で前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層への熱供給及び前記蓄熱材層からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を備えた積層体と、
前記積層体における積層方向の一端面において前記一端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される第一拘束部材と、
前記積層体における積層方向の他端面において前記他端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される第二拘束部材と、
前記積層体の積層方向に見た前記積層体の中心で前記積層体を貫通し前記第一拘束部材と前記第二拘束部材とを連結する連結部材と、
を有する化学蓄熱反応器。
【請求項２】
反応媒体との結合により発熱し反応媒体の脱離により蓄熱する蓄熱材成形体が拘束枠の内部に配置された蓄熱材層と、前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層へ供給される又は前記蓄熱材層から排出される前記反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記反応媒体拡散層とは反対側で前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層への熱供給及び前記蓄熱材層からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を備えた積層体と、
前記積層体における積層方向の一端面において前記一端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される第一拘束部材と、
前記積層体における積層方向の他端面において前記他端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される第二拘束部材と、
前記蓄熱材成形体の積層方向に見た前記蓄熱材成形体の中心で前記蓄熱材成形体を貫通し前記第一拘束部材と前記第二拘束部材とを連結する連結部材と、
を有する化学蓄熱反応器。
【請求項３】
複数の前記積層体が積層され、
前記第一拘束部材が複数の前記積層体のうち積層方向の一端側の前記積層体の前記一端面に配置され、
前記第二拘束部材が複数の前記積層体のうち積層方向の他端側の前記積層体の前記他端面に配置される請求項１又は請求項２に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項４】
前記第一拘束部材と前記第二拘束部材のいずれか一方が前記連結部材と一体成形され、
前記第一拘束部材と前記第二拘束部材の他方が固定手段により前記連結部材に固定されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項５】
前記第一拘束部材と前記第二拘束部材の両方が固定手段により前記連結部材に固定されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項６】
前記第一拘束部材が、前記積層体の幅方向又は奥行方向の全域で前記一端面に接触している請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項７】
前記第二拘束部材が、前記積層体の幅方向又は奥行方向の全域で前記他端面に接触している請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項８】
複数の前記連結部材により前記第一拘束部材と前記第二拘束部材とを連結している請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載に化学蓄熱反応器と、
前記化学蓄熱反応器の前記反応媒体拡散層への前記反応媒体の供給及び前記反応媒体拡散層からの前記反応媒体の受け取りのうち少なくとも一方を行う蒸発凝縮器と、
を有する化学蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、蓄熱材層、反応媒体拡散層、及び熱交換部が積層されることで積層体が形成され、この積層体が、積層方向の両側から一対のエンドプレートによって挟まれ、拘束された構造の化学蓄熱反応器が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の構成では、具体的には、一方のエンドブレードの四隅部分と他方のエンドプレートの四隅部分とを、ボルトを介して連結させることで、蓄熱材層、反応媒体拡散層、及び熱交換部を拘束する拘束力が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２６２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の構成では、エンドプレートが積層体の端面に対し全面に渡って接触配置されているので、エンドプレートの熱容量が大きい。エンドプレートの熱容量が大きいと、エンドプレートに吸収される熱も多くなってしまうため、改善の余地がある。
【０００６】
本願の目的は、蓄熱材層の膨張を抑制しつつ、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの熱容量を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一の態様では、反応媒体との結合により発熱し反応媒体の脱離により蓄熱する蓄熱材成形体が拘束枠の内部に配置された蓄熱材層と、前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層へ供給される又は前記蓄熱材層から排出される前記反応媒体が流れる反応媒体拡散層と、前記反応媒体拡散層とは反対側で前記蓄熱材層に積層され前記蓄熱材層への熱供給及び前記蓄熱材層からの熱回収のうち少なくとも一方を行う熱交換部と、を備えた積層体と、前記積層体における積層方向の一端面において前記一端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される第一拘束部材と、前記積層体における積層方向の他端面において前記他端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される第二拘束部材と、前記積層体を貫通し前記第一拘束部材と前記第二拘束部材とを連結する連結部材と、を有する。
【０００８】
この化学蓄熱反応器では、反応媒体拡散層が蓄熱材層に積層され、熱交換部が、蓄熱材層において反応媒体拡散層とは反対側に積層されている。蓄熱材層は、反応媒体と結合することで発熱し、反応媒体が脱離して蓄熱する。
【０００９】
蓄熱材層は発熱時（反応媒体との結合時）に膨張しようとするが、蓄熱体成形体は拘束枠の内部に配置されている。また、積層体の積層方向の一端面に配置された第一拘束部材と、他端面に配置された第二拘束部材とが連結部材によって連結されており、蓄熱材層は積層方向に拘束されている。これにより、蓄熱材層の膨張を抑制できる。
【００１０】
第一拘束部材は、積層体の一端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される。同様に、第二拘束部材は、積層体の他端面の周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置される。したがって、第一拘束部材が一端面の全域を覆っている構成や、第一拘束部材の熱容量が小さい。同様に、第二拘束部材が他端面の全域を覆っている構成と比較して、第二拘束部材の熱容量が小さい。さらに、連結部材は積層体を貫通しているので、積層体の外側に回りこんで第一拘束部材と第二拘束部材とを連結している構成と比較して、連結体の熱容量が小さい。これらにより、化学蓄熱反応器の熱容量も小さい構成が実現できる。
【００１１】
第二の態様では、第一の態様において、複数の前記積層体が積層され、前記第一拘束部材が複数の前記積層体のうち積層方向の一端側の前記積層体の前記一端面に配置され、前記第二拘束部材が複数の前記積層体のうち積層方向の他端側の前記積層体の前記他端面に配置される。
【００１２】
複数の積層体が積層されるので、複数の蓄熱材成形体により、発熱及び蓄熱を行うことができる。
【００１３】
第一拘束部材は、積層方向の一端側の積層体の一端面に配置され、  第二拘束部材は、積層方向の他端側の積層体の他端面に配置される。複数の積層体に対し、第一拘束部材及び第二拘束部材はそれぞれ１つで済むので、化学蓄熱反応器の熱容量を小さくできる。
【００１４】
第三の態様では、第一又は第二の態様において、前記第一拘束部材と前記第二拘束部材のいずれか一方が前記連結部材と一体成形され、前記第一拘束部材と前記第二拘束部材の他方が固定手段により前記連結部材に固定されている。
【００１５】
第一拘束部材と第二拘束部材のいずれか一方が連結部材と一体成形されているので、別体の構成と比較して、高い強度が得られる。
【００１６】
第四の態様では、第一又は第二の態様において、前記第一拘束部材と前記第二拘束部材の両方が固定手段により前記連結部材に固定されている。
【００１７】
すなわち、第一拘束部材と第二拘束部材の両方が、連結部材と別体に成形され、固定手段で固定される構成である。このため、第一拘束部材、第二拘束部材及び連結部材を積層体に装着する作業が容易である。
【００１８】
第五の態様では、第一〜第四のいずれか１つの態様において、前記第一拘束部材が、前記積層体の幅方向又は奥行方向の全域で前記一端面に接触している。
【００１９】
したがって、第一拘束部材が、積層体の幅方向及び奥行方向の一部でのみ一端面に接触している構成と比較して、積層体を拘束する効果が高い。
【００２０】
第六の態様では、第一〜第五のいずれか１つの態様において、前記第二拘束部材が、前記積層体の幅方向又は奥行方向の全域で前記他端面に接触している。
【００２１】
したがって、第二拘束部材が、積層体の幅方向及び奥行方向の一部でのみ一端面に接触している構成と比較して、積層体を拘束する効果が高い。
【００２２】
第七の態様では、第一〜第六のいずれか１つの態様において、前記連結部材が、前記積層体を積層方向の中心で貫通している。
【００２３】
これにより、第一拘束部材が一端面の中心で積層体を拘束し、第二拘束部材が他端面の中心で積層体を拘束する。すなわち、一端面及び他端面の両面で、積層体の膨張が大きい部分を拘束できるので、反応媒体拡散層や熱交換部との間隔が広くあいてしまう事態を抑制でき、化学蓄熱反応器の性能を高く維持できる。
【００２４】
第八の態様では、第一〜第七のいずれか１つの態様において、前記連結部材が、前記蓄熱材成形体を積層方向の中心で貫通している。
【００２５】
これにより、蓄熱材成形体のそれぞれにおいて、膨張が大きい部分を拘束できるので、反応媒体拡散層や熱交換部との間隔が広くあいてしまう事態を抑制でき、化学蓄熱反応器の性能を高く維持できる。
【００２６】
第九の態様では、第一〜第八のいずれか１つの態様において、複数の前記連結部材により前記第一拘束部材と前記第二拘束部材とを連結している。
【００２７】
１つの連結部材で第一拘束部材と第二拘束部材とを連結している構成と比較して、複数の連結部材により、第一拘束部材と第二拘束部材とを強固に連結できる。たとえば、積層体の端面（一端面および他端面）が特定方向に長い形状（長方形や楕円等）であっても、特定方向に複数の連結部材を配置して第一拘束部材と第二拘束部材とを連結することで、積層体の膨張を効果的に抑制できる。
【００２８】
第十の態様では、第一〜第九のいずれか１つの態様の化学蓄熱反応器と、前記化学蓄熱反応器の前記反応媒体拡散層への前記反応媒体の供給及び前記反応媒体拡散層からの前記反応媒体の受け取りのうち少なくとも一方を行う蒸発凝縮器と、を有する。
【００２９】
蒸発凝縮器により、化学蓄熱反応器の反応媒体拡散層への反応媒体の供給及び反応媒体拡散層からの反応媒体の受け取りの少なくとも一方を行うことで、蓄熱体層に対する反応媒体の授受を行うことができる。
【００３０】
第一〜第九のいずれか１つの態様の化学蓄熱反応器を有するので、蓄熱材層の膨張を抑制しつつ、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの熱容量を小さくできる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、蓄熱材層の膨張を抑制しつつ、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの熱容量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）及び（Ｂ）は第一実施形態の化学蓄熱システムを示す構成図である。
【図２】図２は第一実施形態の化学蓄熱反応器を示す斜視図である。
【図３】図３は第一実施形態に係る化学蓄熱反応器を示す分解斜視図である。
【図４】図４は第一実施形態の反応器に備えられる積層体を示す分解斜視図である。
【図５】図５は第一実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図６】図６は第一実施形態に係る化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す断面図である。
【図７】図７は第一実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す分解斜視図である。
【図８】図８は第一実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱層を示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は平面図である。
【図９】図９は第一実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる反応媒体拡散層を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。
【図１０】図１０は第一実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる熱流動部を示し、（Ａ）は一部破断斜視図、（Ｂ）は一部破断平面図である。
【図１１】図１１は第一実施形態の化学蓄熱反応器の蓄熱材反応部を拡大して示す断面図である。
【図１２】図１２は第一実施形態の化学蓄熱反応器に用いられる蓄熱材成形体の反応平衡線及び水の気液平衡線を温度と平衡圧との関係で示すグラフである。
【図１３】図１３は第二実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す分解斜視図である。
【図１４】図１４は第二実施形態に係る化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す断面図である。
【図１５】図１５は第三実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図１６】図１６は第三実施形態に係る化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは第四実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは第四実施形態の第一変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは第四実施形態の第二変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは第四実施形態の第三変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図１８】図１８は第五実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す分解斜視図である。
【図１９】図１９は第五実施形態の第一変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニットを示す平面図である。
【図２０】図２０は第五実施形態の第二変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニットを示す平面図である。
【図２１】図２１は第五実施形態の第三変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニットを示す平面図である。
【図２２】図２２は第六実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱材層を示す平面図である。
【図２３】図２３は第六実施形態の第一変形例の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱材層を示す平面図である。
【図２４】図２４は第六実施形態の第二変形例の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱材層を示す平面図である。
【図２５】図２５は第七実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱材層を示す平面図である。
【図２６】図２６は第七実施形態の第一変形例の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱材層を示す平面図である。
【図２７】図２６は第七実施形態の第二変形例の化学蓄熱反応器に備えられる蓄熱材層を示す平面図である。
【図２８】図２８は第八実施形態の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等を示す斜視図である。
【図２９】図２９は化学蓄熱反応器が反応容器に複数備えられる例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
＜第一実施形態＞
【００３４】
本発明の第一実施形態に係る化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの一例について図１〜図１２を用いて説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上方向（鉛直方向の上向き）を示し、矢印Ｗは装置右方向（幅方向の右向き）を示し、矢印Ｄは装置奥方向（奥行方向の奥向き）を示す。なお、第一実施形態の化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの世知状況では、装置幅方向及び装置奥方向は、水平方向でもある。
【００３５】
〔化学蓄熱システム〕
化学蓄熱システム１０は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、蒸発凝縮器１２と、化学蓄熱反応器２０と、連通路１４と、を備えている。
【００３６】
〔蒸発凝縮器〕
蒸発凝縮器１２は、蒸発部、凝縮部及び貯留部としての機能を備えている。蒸発部は、貯留した水を蒸発させて（水蒸気を生成して）化学蓄熱反応器２０に供給する。凝縮部は、化学蓄熱反応器２０から受け取った水蒸気を凝縮する。貯留部は、水蒸気が凝縮されて生成された液体の水を貯留する。
【００３７】
蒸発凝縮器１２は、内部に水が貯留される容器１６を備えている。容器１６内には、水蒸気を凝縮する、又は水を蒸発するのに用いる熱媒流路１７の一部が配置されている。さらに、熱媒流路１７は、容器１６内における少なくとも気相部１６Ａを含む部分で熱交換を行うように配置されている。そして、凝縮時には低温媒体、蒸発時には中温媒体が、熱媒流路１７を流れるようになっている。
【００３８】
〔連通路〕
連通路１４の一端部は蒸発凝縮器１２に接続され、連通路１４の他端部は化学蓄熱反応器２０に接続されている。連通路１４はこのように、蒸発凝縮器１２と化学蓄熱反応器２０とに接続されることで、蒸発凝縮器１２の内部と化学蓄熱反応器２０の内部とを連通する通路として機能する
【００３９】
連通路１４は、蒸発凝縮器１２（容器１６）と化学蓄熱反応器２０（後述する反応容器２２）との連通、非連通を切り替えるための開閉弁１９を備えている。そして、容器１６、反応容器２２、連通路１４、及び開閉弁１９は、互いの接続部位が気密に構成されており、これらの内部空間が予め真空脱気されている。
【００４０】
〔反応器〕
化学蓄熱反応器２０は、図２に示されるように、反応容器２２と蓄熱材反応部３０と熱流動部５０とを備えている。蓄熱材反応部３０は、反応容器２２の内部に配置されており、反応媒体との結合により発熱し、反応媒体の脱離により蓄熱する。熱流動部５０は、蓄熱材反応部３０に積層されており、熱交換部の一例である。そして、蓄熱材反応部３０と熱流動部５０とを含んで積層体６０が構成されている。本実施形態では、積層体６０は、後述するように反応容器２２内に複数積層されており、積層ユニット９０を構成している。
【００４１】
［反応容器］
反応容器２２は、ステンレス鋼板等により、図３に示されるように、上方側が開放される箱状の本体部材２２Ａと、この開放部分を閉塞する蓋部材２２Ｂとを備えている。そして、本体部材２２Ａと蓋部材２２Ｂとが溶接等により固着されることで、本体部材２２Ａと蓋部材２２Ｂとの間がシールされている。これにより、反応容器２２の内部は反応容器２２の外部と隔離され、前述したように、反応容器２２の内部が真空脱気されている。そして、反応容器２２の内部には、積層体６０との間に水蒸気が流通可能な反応媒体流動部２６が確保されている。
【００４２】
［積層体］
積層体６０は、図４に示されるように、蓄熱材層３２と蓄熱材拘束層３４と反応媒体拡散層３６とを備えている。蓄熱材拘束層３４は、蓄熱材層３２に上方側から積層されている。反応媒体拡散層３６は、蓄熱材拘束層３４に上方側から積層されている。
【００４３】
蓄熱材層３２、蓄熱材拘束層３４、及び反応媒体拡散層３６は、装置上下方向から見て同様の矩形状とされている。図５に示されるように、複数（図示の例では３つ）の直方体状の積層体６０が、装置上下方向に並んで非接合状態（溶接などで固定されていない状態）で積層された状態で、積層ユニット９０が構成されている。この積層ユニット９０が、図２に示されるように反応容器２２の内部に収容されている。
【００４４】
図２及び図３に示されるように、反応容器２２内には、複数（４個、ただし図２では２個、図３では３個のみ示す）の支持部材７２が設けられている。支持部材７２は、積層ユニット９０を下方から支持する円柱状の部材である。
【００４５】
なお、図２９に示されるように、反応容器２２内に、複数の積層ユニット９０が収容されていてもよい。図２９の例では、幅方向及び奥行方向に２つずつ、合計で４つの積層ユニット９０が反応容器２２内に収容されている。
【００４６】
［蓄熱材反応部：蓄熱材層］
蓄熱材層３２は、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、蓄熱材ユニット４２と、フレーム部材４４とを備えている。蓄熱材ユニット４２は、本実施形態では、１つの蓄熱材成形体４０から構成されているが、後述するように、複数の蓄熱材成形体４０で構成されていてもよい。フレーム部材４４は、蓄熱材ユニット４２が内部に配置される枠状の部材であり、拘束枠の一例である。
【００４７】
一例として、蓄熱材成形体４０の厚さは３０〔ｍｍ〕とされ、装置上下方向（板厚方向）から見て、蓄熱材成形体４０は、一辺が１００〔ｍｍ〕の正方形状とされている。
【００４８】
蓄熱材成形体４０は、反応媒体との結合により発熱し、反応媒体の脱離により蓄熱する部材である。本実施形態では、蓄熱材成形体４０には、一例として、アルカリ土類金属の酸化物の１つである酸化カルシウム（ＣａＯ：蓄熱材の一例）の成形体が用いられている。この成形体は、例えば、酸化カルシウム粉体をバインダ（例えば粘土鉱物等）と混練し、焼成することで、略矩形のブロック状に形成されている。
【００４９】
蓄熱材成形体４０に対する反応媒体は、本実施形態では水（液体又は気体）である。すなわち、蓄熱材成形体４０は、水和に伴って放熱（発熱）し、脱水に伴って蓄熱（吸熱）する。具体的には以下に示す反応で放熱、蓄熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている。
ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｃａ（ＯＨ）２
【００５０】
この式に蓄熱量、発熱量Ｑを併せて示すと、
ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  Ｑ
Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  Ｑ  →  ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ
となる。そして、蓄熱材成形体４０発熱時には膨張する。
【００５１】
一例として、蓄熱材成形体４０の１ｋｇ当たりの蓄熱容量は、１．８６［ＭＪ／ｋｇ］である。
【００５２】
本実施形態において、蓄熱材成形体４０を構成する蓄熱材の粒径とは、蓄熱材が粉体の場合はその平均粒径、粒状の場合は造粒前の粉体の平均粒径とする。これは、粒が崩壊する場合、前工程の状態に戻ると推定されるためである。
【００５３】
フレーム部材４４は、装置上下方向から見て矩形枠状であり、フレーム部材４４内に蓄熱材ユニット４２（蓄熱材成形体４０）が配置されている。これにより、蓄熱材ユニット４２における水平方向（板厚方向に対して直交する直交方向、矢印Ｄ方向及びＷ方向）の動きは、フレーム部材４４によって拘束される。フレーム部材４４の装置上下方向の寸法（厚み寸法）は、水和反応に伴って蓄熱材成形体４０が膨張した際の密度が、予め決められた蓄熱材成形体４０の設定密度になるように決められている。フレーム部材４４は、拘束枠の一例である。
【００５４】
［蓄熱材反応部：蓄熱材拘束層］
図４に示される蓄熱材拘束層３４は、貫通孔が多数形成されたシート状のエッチングフィルターである。貫通孔の孔径の一例は、φ２００〔μｍ〕である。蓄熱材拘束層３４は、反応媒体拡散層３６と蓄熱材層３２との間に挟まれた状態で配置される。
【００５５】
蓄熱材拘束層３４は、蓄熱材成形体４０を構成する蓄熱材の平均粒径より小さいろ過精度を有している。これにより、蓄熱材拘束層３４では、蓄熱材成形体４０を構成する蓄熱材の平均粒径より小さい流路を水蒸気が通過するのを許容する一方、平均粒径よりも大きい蓄熱材の通過を制限する。
【００５６】
なお、ろ過精度とは、ろ過効率が５０〜９８％となる粒子径のことであり、ろ過効率とは、ある粒子径の粒子に対する除去効率である。
【００５７】
［蓄熱材反応部：反応媒体拡散層］
反応媒体拡散層３６は、図９（Ａ）に示されるように、天板３７と流路部材３８とを備えている。天板３７は、本実施形態では、装置上下方向で見て矩形（フレーム部材４４と同じ形）の板状部材である。この天板３７に、複数の流路部材３８が固定されている。流路部材３８は、水蒸気が流れる装置幅方向に延び、装置奥行方向に間隔をあけて並んでいる（図９（Ｂ）参照）。
【００５８】
夫々の流路部材３８は、図９（Ｂ）に示されるように、天板３７に対して下方側に配置され、装置幅方向から見て蓄熱材拘束層３４（図４参照）側が開放されたＵ字状である。流路部材３８の上壁３８Ｂは天板３７の下面に溶接されている。
【００５９】
これにより、流路部材３８の内側、及び隣り合う流路部材３８の間に、蓄熱材層３２へ供給される水蒸気、又は蓄熱材層３２から排出される水蒸気が装置幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って流れるようになっている。
【００６０】
〔熱流動部〕
熱流動部５０は、図４に示されるように、下方側から蓄熱材反応部３０に積層されている。
【００６１】
熱流動部５０は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、装置上下方向から見て矩形状の本体部５２を備えている。本体部５２の内部には、熱媒体が流れる流路５４が、本体部５２の側壁に沿って形成されている。流路５４の両方の流路端５４Ａ、５４Ｂは、本体部５２において、手前側を向いた側面５２Ａで開放されている。一方の流路端５４Ａと、他方の流路端５４Ｂとは、装置幅方向（矢印Ｗ方向）に並んでいる。熱流動部５０は熱交換部の一例である。
【００６２】
〔熱媒体流路〕
熱媒が流れる熱媒体流路７０は、図５及び図６に示されるように、一対の配管７０Ａ、７０Ｂと、複数の連通部材７０Ｃと、を備えている。配管７０Ａ、７０Ｂは、反応容器２２を構成する蓋部材２２Ｂを貫通するように装置上下方向に延びている。複数の連通部材７０Ｃは、配管７０Ａ、７０Ｂと熱流動部５０の流路５４とを連通させる。
【００６３】
具体的には、連通部材７０Ｃが、間隔をあけて配管７０Ａ、７０Ｂに取り付けられている。夫々の連通部材７０Ｃは、図示しない固定具を用いて、流路端５４Ａ、５４Ｂに取り付けられることで、配管７０Ａ、７０Ｂと熱流動部５０の流路５４とが連通する。
【００６４】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、反応容器２２の外部に配置された熱源９４及び熱利用対象物９６に、温熱又は冷熱が、配管７０Ａ、７０Ｂを通って輸送される。なお、配管７０Ａ、７０Ｂの連通先は、切替部材７６によって、熱源９４及び熱利用対象物９６のいずれか一方に切り替えられる。
【００６５】
〔拘束部材、連結部材〕
図５及び図６に示されるように、積層ユニット９０（複数の積層体６０）において、積層方向の一端（上端）に位置する積層体６０Ａの上端面は、積層ユニット９０の一端面９０Ａ（上端面）でもある。この一端面９０Ａには、第一拘束部材６２Ａが配置される。
【００６６】
また、積層ユニット９０（複数の積層体６０）において、積層方向の他端（下端）に位置する積層体６０Ｂの下端面は、積層ユニット９０の他端面９０Ｂ（下端面）でもある。この他端面９０Ｂには、第二拘束部材６２Ｂが配置される。以下、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを区別しない場合は、拘束部材６２として説明する。
【００６７】
図７に示す例では、拘束部材６２は、積層方向に見て円形で、且つ所定の厚みを有する円板状の部材である。拘束部材６２の直径Ｄ２は、積層体６０の幅Ｗ１および奥行Ｄ１よりも小さい。そして、拘束部材６２は、積層方向に見て、一端面９０Ａ又は他端面９０Ｂにおける中心部分に配置される。
【００６８】
このため、第一拘束部材６２Ａは、積層方向に見て一端面９０Ａの周縁９３Ａよりも内側に位置しており、周縁９３Ａを避けた位置に配置されている。同様に、第二拘束部材６２Ｂは、積層方向に見て他端面９０Ｂの周縁９３Ｂよりも内側に位置しており、周縁９３Ｂを避けた位置に配置されている。
【００６９】
図４及び図６に示されるように、積層体６０（蓄熱材成形体４０、反応媒体拡散層３６、熱流動部５０、蓄熱材拘束層３４）のそれぞれには、積層方向に貫通する貫通孔６６が形成されている。貫通孔６６の孔径（内径Ｄ３）は、拘束部材６２の直径Ｄ２よりも小さい。貫通孔６６の位置は、積層方向に見て積層体６０の中心部分である。
【００７０】
貫通孔６６には、連結部材６４が挿入されている。連結部材６４は、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを連結している。連結部材６４に長さは、積層ユニット９０の高さ（複数の積層体６０の全体での高さ）と等しい。
【００７１】
したがって、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとが連結部材６４で連結された状態では、複数の積層体６０、特に蓄熱材成形体４０が積層方向（上下方向）に拘束されている。
【００７２】
第一実施形態では、図７に示されるように、第一拘束部材６２Ａと連結部材６４とは一体成形されている。これに対し、第二拘束部材６２Ｂと連結部材６４とは、別体で成形されており、溶接、接着、ねじ込み、カシメ等により固定される構造である。そして、第一拘束部材６２Ａと一体化された連結部材６４を上から積層ユニット９０全体に対し貫通孔６６に挿入し、他端面９０Ｂ側で、連結部材６４の下端に第二拘束部材６２Ｂを固定する。これにより、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを連結部材６４で連結できる。上記した溶接、接着、ねじ込み、カシメ等は固定手段の一例である。カシメの場合は、第二拘束部材６２Ｂにカシメ孔を形成しておき、連結部材６４の下端をカシメ孔に挿入して下側への突出部分を加圧により押し広げればよい。
【００７３】
（化学蓄熱システムの作用）
次に、化学蓄熱システム１０の作用について説明する。
【００７４】
化学蓄熱システム１０において、化学蓄熱反応器２０に蓄熱された熱を蓄熱材層３２から発熱（放熱）させる際には、図１（Ｂ）に示されるように、切替部材７６により熱媒体流路７０の連通先が熱利用対象物９６に切り替えられる。さらに、開閉弁１９が開弁される。この状態で、蒸発凝縮器１２の熱媒流路１７に中温媒体を流し、液相部１６Ｂの水を蒸発させる。そして、生成された水蒸気が連通路１４内を矢印Ｄ方向に移動して、反応容器２２内に供給される。
【００７５】
続いて、反応容器２２内では、供給された水蒸気が反応媒体流動部２６（図２及び図３参照）を通る。そして、図１１に示されるように、この水蒸気ＷＧが反応媒体拡散層３６を流れる。水蒸気ＷＧが蓄熱材拘束層３４を通過して蓄熱材層３２と接触することにより、蓄熱材層３２の蓄熱材成形体４０は、水和反応を生じつつ発熱（放熱）する。この熱は、熱流動部５０の流路５４内を流れる熱媒体によって、熱利用対象物９６に輸送される。
【００７６】
これに対し、化学蓄熱システム１０において蓄熱材層３２の蓄熱材成形体４０に熱を蓄熱させる際には、図１（Ａ）に示されるように、切替部材７６により熱媒体流路７０の連通先が熱源９４に切り替えられる。さらに、開閉弁１９が閉弁される。この状態で、熱流動部５０の流路５４内（図１０（Ａ）及び（Ｂ）参照）に、熱源９４によって加熱された熱媒体が流れる。
【００７７】
図１１に示されるように、流路５４を流れる熱媒体の熱によって蓄熱材成形体４０が脱水反応を生じ、この熱が蓄熱材成形体４０に蓄熱される。
【００７８】
さらに、蓄熱材成形体４０から離脱された水蒸気ＷＧは、蓄熱材拘束層３４から反応媒体拡散層３６に流れ込む。反応媒体拡散層３６に流れ込んだ水蒸気ＷＧは、反応媒体流動部２６を通り、図１（Ａ）に示されるように、連通路１４を矢印Ｅ方向に流れて蒸発凝縮器１２内に流れ込む。
【００７９】
そして、蒸発凝縮器１２の気相部１６Ａにおいて、熱媒流路１７を流れる冷媒によって水蒸気が冷却され、凝縮された水が容器１６の液相部１６Ｂに貯留される。
【００８０】
以上説明した蓄熱材成形体４０の蓄熱、放熱について、図１２に示す化学蓄熱システム１０のサイクル（一例）を参照しつつ補足する。図１２には、ＰＴ線図に示された圧力平衡点における化学蓄熱システム１０のサイクルが示されている。この図において、上側の等圧線が脱水（蓄熱）反応を示し、下側の等圧線が水和（発熱）反応を示している。
【００８１】
このサイクルでは、例えば、蓄熱材成形体４０の温度が４１０℃で蓄熱された場合、水蒸気は、５０℃が平衡温度となる。そして、化学蓄熱システム１０では、水蒸気は蒸発凝縮器１２（図１参照）において熱媒流路１７の冷媒との熱交換によって５０℃以下に冷却され、凝縮されて水になる。
【００８２】
一方、熱媒流路１７に中温媒体を流すことで、蒸気圧の水蒸気が発生する。例えば、図１２のサイクルにおいて、５℃で水蒸気を発生させる場合、蓄熱材成形体は３１５℃で放熱することが解る。このように、内部が真空脱気されている化学蓄熱システム１０では、５℃付近の低温熱源から熱を汲み上げて、３１５℃もの高温を得ることができる。
【００８３】
ところで、水蒸気Ｗが蓄熱材拘束層３４を通過して蓄熱材層３２と接触するとき、蓄熱材成形体４０は、水和反応を生じつつ発熱（放熱）すると共に、膨張する。
【００８４】
本実施形態では、図５及び図６に示されるように、積層ユニット９０の一端面９０Ａの第一拘束部材６２Ａと他端面９０Ｂの第二拘束部材６２Ｂとが連結部材６４で連結されており、積層ユニット９０が積層方向に拘束されている。これにより、積層体６０のそれぞれの蓄熱材成形体４０が積層方向（矢印Ｈ方向）に膨張することが抑制される。そして、それぞれの蓄熱材層３２の間に積層されている各部材についても、蓄熱材成形体４０が膨張した際に、積層方向の間隔が変化しまうのが抑制される。なお、積層方向の間隔とは、積層方向のピッチであって、一の部材の中央部と、一の部材の隣りに配置されている部材の中央部との距離である。
【００８５】
特に、蓄熱材成形体４０は、膨張時に、平面視にて（積層方向に見て）中心部分の膨張量が最も多くなる（上向き及び下向き両方に凸形状となる）ように膨張しようとする。本実施形態では、一端面９０Ａ及び他端面９０Ｂの中心部分に拘束部材６２が位置しているので、蓄熱材成形体４０において最も膨張力が強い部分を拘束し、効果的に膨張を抑制できる。
【００８６】
しかも、このように、高強度で蓄熱材成形体４０の膨張を抑制できるので、蓄熱材成形体４０における水（反応媒体）との反応を効果的に生じさせるように化学蓄熱反応器２０の設計を行うことができる。
【００８７】
第一拘束部材６２Ａは、一端面９０Ａにおいて、周縁９３Ａよりも内側に位置する形状である。換言すれば、たとえば一端面９０Ａの全面を覆う形状の拘束部材と比較して、体積が小さい。すなわち、一端面９０Ａの全面を覆う形状の拘束部材と比較して、第一拘束部材６２Ａの熱量量も小さい。
【００８８】
同様に、第二拘束部材６２Ｂも、他端面９０Ｂにおいて、周縁９３Ｂよりも内側に位置する形状である。他端面９０Ｂの全面を覆う形状の拘束部材６２と比較して、熱容量が小さい。
【００８９】
さらに、連結部材６４は積層体６０（積層ユニット９０）を貫通して第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを連結している。図６から分かるように、連結部材６４は、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを直線状に連結していると言える。したがって、たとえば、積層ユニット９０の外側を回り込む形状の連結部材で第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを連結した構成と比較して、連結部材６４の体積が小さく、連結部材６４の熱容量も小さい。
【００９０】
このように、本実施形態では、第一拘束部材６２Ａ、第二拘束部材６２Ｂ及び連結部材６４について、熱容量が小さい構造が実現されている。したがって、化学蓄熱反応器２０としても、熱が第一拘束部材６２Ａ、第二拘束部材６２Ｂ及び連結部材６４に逃げる量が少なくなり、高効率、高性能な化学蓄熱反応器となる。また、第一拘束部材６２Ａ、第二拘束部材６２Ｂ及び連結部材６４が小型化されることで、化学蓄熱反応器２０の軽量化を図ることができる。
【００９１】
第一実施形態では、第一拘束部材６２Ａと連結部材６４とが一体成形されている。したがって、第一拘束部材６２Ａと連結部材６４とが別体である構成と比較して、部品点数が少ない。また、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとを連結部材６４で連結する際も、第一拘束部材６２Ａと連結部材６４とがあらかじめ一体化されているので、化学蓄熱反応器２０を製造する際の作業工程が少なくなる。
【００９２】
＜第二実施形態＞  
次に、第二実施形態の化学蓄熱反応器について図１３及び図１４を用いて説明する。なお、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
第二実施形態では、第二拘束部材６２Ｂだけでなく、第一拘束部材６２Ａも連結部材６４と別体で形成されている。そして、第一拘束部材６２Ａ及び第二拘束部材６２Ｂが、固定手段によって連結部材６４に固定されている。すなわち、第一拘束部材６２Ａ、第二拘束部材６２Ｂ及び連結部材６４の３つの部材が、それぞれ別体で成形されている。
【００９４】
したがって、第二実施形態では、第一拘束部材６２Ａ及び第二拘束部材６２Ｂを連結部材６４で連結する作業の自由度が高い。たとえば、まず連結部材６４を単独で貫通孔６６に挿入し、その後、連結部材６４の一端（上端）に第一拘束部材６２Ａを、他端（下端）に第二拘束部材６２Ｂをそれぞれ固定手段により固定することも可能である。
【００９５】
＜第三実施形態＞  
次に、第三実施形態の化学蓄熱反応器について図１５及び図１６を用いて説明する。なお、第一実施形態又は第二実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９６】
第三実施形態では、第一拘束部材及び第二拘束部材の形状が第一実施形態及び第二実施形態と異なる。すなわち、第三実施形態の第一拘束部材３６２Ａは、長尺状の中央部３６４Ａと、この中央部３６４Ａの両端から下方へ延出される延出部３６６Ａと、を有する逆Ｕ字状である。中央部３６４Ａは積層ユニット９０の一端面９０Ａに対し奥行方向の全域で接触する。延出部３６６Ａは、積層ユニット９０の側面９０Ｓ（図１５では手前側の側面）に接触する。
【００９７】
第三実施形態の第二拘束部材３６２Ｂは、長尺状の中央部３６４Ｂと、この中央部３６４Ｂの両端から上方へ延出される延出部３６６Ｂとを有するＵ字状である。中央部３６４Ｂは、積層ユニット９０の他端面９０Ｂに対し奥行方向の全域で接触する。延出部３６６Ｂは、積層ユニット９０の側面９０Ｓ（図１５では奥側の側面）に接触する。
【００９８】
延出部３６６Ａの下端と延出部３６６Ｂの上端には、互いに係合する係合部３６８が設けられている。係合部３６８が係合した状態で、延出部３６６Ａと延出部３６６Ｂとが、積層ユニット９０の高さと同じ長さで上下方向に連続する。そして、第一拘束部材３６２Ａと第二拘束部材３６２Ｂとで、積層ユニット９０を拘束する長方形の枠状を成す。
【００９９】
第三実施形態では、このように、積層ユニット９０を奥行方向で取り囲むように拘束することができる。特に、一端面９０Ａ及び他端面９０Ｂでは、奥行方向の全域で積層ユニット９０を拘束できる。
【０１００】
第一拘束部材３６２Ａは、中央部３６４Ａの両端（延出部３６６Ａとの境界）では一端面９０Ａの周縁９３Ａに部分的に接触しているが、両端以外の部位では周縁９３Ａと非接触である。したがって、一端面９０Ａの全面を覆う形状の拘束部材と比較して、熱容量が小さい。第二拘束部材６２Ｂも、中央部３６４Ｂの両端以外の部分では、他端面９０Ｂの周縁９３Ｂと非接触なので、他端面９０Ｂの全面に接触する拘束部材と比較して、熱容量が小さい。
【０１０１】
＜第四実施形態＞  
次に、第四実施形態の化学蓄熱反応器について図１７Ａを用いて説明する。なお、第一実施形態〜第三実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０２】
第四実施形態では、第一拘束部材及び第二拘束部材の形状が第一〜第三実施形態と異なる。すなわち、第四実施形態の第一拘束部材４６２Ａは、積層方向に（上から）見て「＋」形状の中央部４６４Ａと、この中央部４６４Ａの４つの端部から下方へ延出される延出部４６６Ａとを有する形状である。中央部４６４Ａは積層ユニット９０の一端面９０Ａに対し、奥行方向の全域で接触すると共に、幅方向でも全域で接触する。延出部４６６Ａは、積層ユニット９０の側面９０Ｓに接触する。
【０１０３】
第四実施形態の第二拘束部材４６２Ｂは、積層方向に（下から）見て「＋」形状の中央部４６４Ｂと、この中央部４６４Ｂの４つの端部から下方へ延出される延出部４６６Ｂとを有する形状である。中央部４６４Ｂは積層ユニット９０の他端面９０Ｂに対し、奥行方向の全域で接触すると共に、幅方向でも全域で接触する。延出部４６６Ｂは、積層ユニット９０の側面９０Ｓに接触する。
【０１０４】
第四実施形態では、このように、積層ユニット９０を奥行方向及び幅方向で取り囲んで拘束することができる。特に、一端面９０Ａ及び他端面９０Ｂでは、奥行方向及び幅方向の全域で積層ユニット９０を拘束できる。
【０１０５】
第一拘束部材４６２Ａは、中央部４６４Ａの両端以外の部分では周縁９３Ａと非接触なので、一端面９０Ａの全面を覆う形状の拘束部材と比較して、熱容量が小さい。第二拘束部材６２Ｂも、中央部３６４Ｂの両端以外の部分では、他端面９０Ｂの周縁９３Ｂと非接触なので、他端面９０Ｂの全面に接触する拘束部材と比較して、熱容量が小さい。
【０１０６】
第四実施形態において、図１７Ａに示した形状とは異なる形状の第一拘束部材及び第二拘束部材を用いることも可能である。以下に、第四実施形態の第一〜第三変形例として、第一拘束部材及び第二拘束部材の各種形状を示す。
【０１０７】
図１７Ｂには、第四実施形態の第一変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等が示されている。第四実施形態の第一変形例では、第一拘束部材は、積層ユニット９０の一端面９０Ａに面接触する長方形状の拘束板４７２Ａを有する。
【０１０８】
拘束板４７２Ａは、一端面９０Ａよりも小さいサイズであり、周縁９３Ａと非接触である。
【０１０９】
そして、拘束板４７２Ａの各辺からの中央位置から延出部４６６Ａが延出されている。
【０１１０】
第四実施形態の第一変形例においても、拘束板４７２Ａは一端面９０Ａの周縁９３Ａよりも内側に位置しており、周縁９３Ａと非接触である。このため、たとえば、一端面９０Ａに接触して積層ユニット９０を積層方向に拘束する板材が、一端面９０Ａの全面に接触している構造と比較すると、拘束板４７２Ａの熱容量が小さく、第一拘束部材の熱容量も小さい。
【０１１１】
なお、第四実施形態の第一変形例では、第二拘束部材として、他端面９０Ｂに面接触する拘束板を有するが、図１７Ｂでは図示を省略している。他端面９０Ｂ側の拘束板も、周縁９３Ｂには接触しない形状とされる。
【０１１２】
図１７Ｃには、第四実施形態の第二変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等が示されている。第四実施形態の第二変形例では、第一変形例の拘束板４７２Ａに、この板材を板厚方向に貫通する１つ又は複数（図１７Ｃの例では４つ）の貫通孔４７６が形成されている。
【０１１３】
このように、拘束板４７２Ａに貫通孔４７６が形成されることで、拘束板４７２Ａの熱容量をより小さくし、第一拘束部材の熱容量もより小さくすることが可能である。
【０１１４】
第四実施形態の第二変形例においても、第二拘束部材として、貫通孔が形成されると共に他端面９０Ｂに面接触する拘束板を有するが、図１７Ｃでは図示を省略している。他端面９０Ｂ側の拘束板も、周縁９３Ｂには接触しない形状とされる。
【０１１５】
図１７Ｄには、第四実施形態の第三変形例の化学蓄熱反応器に備えられる積層ユニット等が示されている。第四実施形態の第三変形例では、一端面９０Ａよりも小さいサイズの拘束板４８２Ａを有する。この拘束板４８２Ａは、長方形状の枠部４８４Ｇと、この枠部４８４Ｇの内側でメッシュ状に形成されたメッシュ部４８４Ｍを有する。メッシュ部４８４Ｍは格子状の部材である。換言すれば、格子の間に、拘束板４８２Ａを板厚方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。
【０１１６】
このように、拘束板４８２Ａの一部がメッシュ状に形成されることで、拘束板４８２Ａの熱容量をより小さくし、第一拘束部材の熱容量もより小さくすることが可能である。
【０１１７】
第四実施形態の第三変形例においても、第二拘束部材として、メッシュ状に形成されると共に他端面９０Ｂに面接触する拘束板を有するが、図１７Ｄでは図示を省略している。他端面９０Ｂ側の拘束板も、周縁９３Ｂには接触しない形状とされる。
【０１１８】
＜第五実施形態＞  
次に、第五実施形態の化学蓄熱反応器について図１８を用いて説明する。なお、第一実施形態同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１１９】
第五実施形態では、積層体５６０のそれぞれが円柱状に形成されている。積層体５６０は、第一実施形態の積層体６０と同様に、蓄熱材反応部３０と熱流動部５０とが積層されている（図５等参照）。
【０１２０】
そして、円柱状の積層体５６０が積層されて積層ユニット５９０が構成されている。積層体５６０を積層方向に見た中心には、貫通孔６６が形成されている。
【０１２１】
積層ユニット５９０の一端面５９０Ａには第一拘束部材６２Ａが配置され、他端面５９０Ｂには第二拘束部材６２Ｂが配置されている。これらの拘束部材６２の直径Ｄ２は、一端面５９０Ａ及び他端面５９０Ｂの直径よりも小さい。
【０１２２】
貫通孔６６には、連結部材６４が挿入されている。第一実施形態と同様に、連結部材６４によって、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂとが連結されている。
【０１２３】
このように、積層体（積層ユニット）を積層方向に見た形状が円形であっても、拘束部材６２及び連結部材６４により、蓄熱材成形体４０（図１８では図示省略、第一実施形態の図６等参照）の膨張を、特に膨張力が大きな中心部分において効果的に抑制できる。また、拘束部材は、積層ユニット５９０の一端面５９０Ａ及び他端面５９０Ｂの周縁よりも内側に位置しており、熱容量が小さい化学蓄熱反応器を実現できる。
【０１２４】
第五実施形態において、拘束部材や連結部材の構造として、第二実施形態〜第四実施形態に示した構造を適用することも可能である。
【０１２５】
なお、図１９に示される第五実施形態の第一変形例のように、積層方向に見て複数に分割された積層体５６２を組み合わせて、全体として円柱形状の積層ユニット５９０（図１８参照）が構成されてもよい。具体的には、図１９に示される例では、積層方向に見ると、積層体５６２のそれぞれは、中心角が９０度の扇形である。そして、４つの積層体５６２が、並べて配置され、全体として円柱形状をなす。
【０１２６】
このように分割された積層体５６２を用いる場合は、積層体５６２のそれぞれにおける蓄熱材成形体も分割される。そして、図１９に示されるように、積層体５６２のそれぞれの中心に貫通孔６６を形成し、この貫通孔６６に挿入した連結部材で、第一拘束部材と第二拘束部材とを連結する。これにより、それぞれの蓄熱材成形体において膨張力が大きい部分を拘束し、蓄熱材成形体の膨張を効果的に抑制できる。
【０１２７】
積層体の形状としては、さらに、図２０に示される第五実施形態の第二変形例のように、積層方向に見て多角形状（図２０の例では正六角形状）であってもよい。この第二変形例では、積層ユニット５９０としては多角柱形状である。この積層体５６４においても、中心に形成された貫通孔６６に連結部材６４（図１８参照）が貫通され、この連結部材によって、第一拘束部材６２Ａと第二拘束部材６２Ｂ（いずれも図１８参照）が連結される。
【０１２８】
なお、図２１に示される第五実施形態の第三変形例のように、積層方向に見て複数に分割された積層体５６６を組み合わせて、全体として多角柱形状の積層ユニット５９０が構成されてもよい。具体的には、図２１に示される例では、積層方向にみて積層体５６８のそれぞれが、積層方向に見て正三角形状である。そして、６つの積層体５６８が並べて配置され、全体として、六角柱形状をなす。
【０１２９】
このように、積層方向に見て分割された積層体を用いる場合は、分割された積層体のそれぞれの中心に貫通孔６６を形成し、この貫通孔６６に挿入した連結部材で、第一拘束部材と第二拘束部材とを連結する。これにより、それぞれの蓄熱材成形体において膨張力が大きい部分を拘束し、蓄熱材成形体の膨張を効果的に抑制できる。
【０１３０】
＜第六実施形態＞  
次に、第六実施形態の化学蓄熱反応器について図２３を用いて説明する。なお、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第六実施形態では、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの全体的構造は、たとえば、第一実施形態の化学蓄熱反応器２０や化学蓄熱システムと同様の構造を採り得るので、図示による詳細な説明を省略する。
【０１３１】
第六実施形態では、図２２に示されるように、複数の蓄熱材成形体４０により、蓄熱材ユニット４２が構成されている。図２２に示す例では、幅方向及び奥行方向に３つずつ、合計で９つの蓄熱材成形体４０により蓄熱材ユニット４２が構成されている。それぞれの蓄熱材成形体４０は、積層方向に見て正方形であり、蓄熱材ユニット４２も積層方向に見て正方形である。
【０１３２】
このように、複数の蓄熱材成形体４０により蓄熱材ユニット４２が構成された例では、それぞれの蓄熱材成形体４０に貫通孔６６が形成される。そして、貫通孔６６のそれぞれに貫通された連結部材６４により、第一拘束部材６２Ａ及び第二拘束部材６２Ｂが連結される（図２２では図示省略、第一実施形態の図５〜図７等参照）。
【０１３３】
これにより、蓄熱材成形体４０のそれぞれで、発熱時の膨張を抑制できる。特に、それぞれの蓄熱材成形体４０は、中心の位置で大きな膨張力が作用する。したがって、図２２に示されるように、貫通孔６６をそれぞれの蓄熱材成形体４０の中心に形成し、この中心の位置で第一拘束部材６２Ａ及び第二拘束部材６２Ｂにより蓄熱材成形体４０を拘束すれば、蓄熱材成形体４０の膨張を効果的に抑制できる。
【０１３４】
複数の蓄熱材成形体により蓄熱材ユニットを構成する例において、蓄熱材ユニットの構造（形状）は、上記した正方形や、四角形に限定されない。
【０１３５】
図２３に示される第六実施形態の第一変形例では、蓄熱材ユニット４２が積層方向に見て円形である。そして、中心角が９０度の扇形状の蓄熱材成形体４０が４つで、蓄熱材ユニット４２が構成される。
【０１３６】
図２４に示される第六実施形態の第二変形例では、蓄熱材ユニット４２が積層方向に見て正六角形である。そして、正三角形の蓄熱材成形体４０が６つで、蓄熱材ユニット４２が構成される。第六実施形態のいずれの例においても、貫通孔６６をそれぞれの蓄熱材成形体４０の中心に形成し、この中心の位置で第一拘束部材６２Ａ及び第二拘束部材６２Ｂにより蓄熱材成形体４０を拘束すれば、蓄熱材成形体４０の膨張を効果的に抑制できる。
【０１３７】
＜第七実施形態＞  
次に、第七実施形態の化学蓄熱反応器について図２５を用いて説明する。なお、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第七実施形態では、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システムの全体的構造は、たとえば、第一実施形態の化学蓄熱反応器２０と同様の構造を採り得るので、図示による詳細な説明を省略する。
【０１３８】
図２５に示されるように、第七実施形態では、１つの蓄熱材成形体４０により蓄熱材ユニット４２が構成されるが、蓄熱材成形体４０は積層方向に見て長方形状である。そして、蓄熱材成形体４０に２つの貫通孔６６が形成される。図２５に示す例では、長方形状の蓄熱材成形体４０を正方形に近い同一形状の２つの仮想分割体４０Ｐに仮想的に分割し、それぞれの仮想分割体４０Ｐの中心に貫通孔６６が形成される。
【０１３９】
したがって、図２５に示される例では、蓄熱材成形体４０の中心には貫通孔が形成されていないが、中心に対し対称の位置に貫通孔６６が形成されている。このため、蓄熱材成形体４０の中心に大きな膨張力が作用した場合であっても、蓄熱材成形体４０の膨張を効果的に抑制できる。
【０１４０】
図２６には、第七実施形態の第一変形例が示されている。図２６に示される例では、積層方向に見て長方形状の蓄熱材成形体４０を異なる形状（長方形状）の２つの仮想分割体４０Ｌ、４０Ｓに仮想的に分割している。そして、相対的に大きい仮想分割体４０Ｌには、相対的に径の大きい貫通孔６６Ｌが形成され、相対的に小さい仮想分割体４０Ｓには、相対的に径の小さい貫通孔６６Ｓが形成されている。貫通孔６６Ｌには相対的に大径の連結部材が貫通され、この大径の連結部材により、相対的に大型の第一拘束部材と第二拘束部材（いずれも図示省略）が連結される。これに対し、貫通孔６６Ｓには相対的に小径の連結部材が貫通され、この小径の連結部材により、相対的に小型の第一拘束部材と第二拘束部材（いずれも図示省略）が連結される。
【０１４１】
このように、長方形状の蓄熱材成形体４０を仮想的に異なる形状（大きさ）に分割した場合でも、それぞれの形状（大きさ）に合せた連結部材及び拘束部材を用いることで、蓄熱材成形体４０の膨張を効果的に抑制できる。
【０１４２】
図２７には、第七実施形態の第二変形例が示されている。図２７に示される例では、長方形状の蓄熱材成形体４０を正方形に近い同一形状の３つの仮想分割体４０Ｑに仮想的に分割し、それぞれの仮想分割体４０Ｐの中心に貫通孔６６が形成される。
【０１４３】
このように、蓄熱材成形体４０に形成する貫通孔６６の数は特に限定されない。図２７に示されるように、３つあるいはそれ以上の貫通孔６６を形成する場合は、１つの貫通孔６６を蓄熱材成形体４０の中心に形成し、他の貫通孔を、中心の貫通孔６６に対し互いに対称な位置、あるいは均等な位置に形成すればよい。
【０１４４】
＜第八実施形態＞  
次に、第八実施形態の化学蓄熱反応器について図２８を用いて説明する。なお、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１４５】
第八実施形態の化学蓄熱反応器８２０では、図２８に示されるように、積層方向に見て、積層体６０と略同一の形状を有する拘束部材８６２（第一拘束部材８６２Ａ及び第二拘束部材８６２Ｂ）を有する。第八実施形態の拘束部材８６２には、積層ユニット９０の一端面９０Ａ、９０Ｂの特定の辺の一部（たとえば辺９０Ｌの中央部分）から中心に向けて凹む凹部８６８が形成される。すなわち、拘束部材８６２は、この凹部８６８が形成された部分において、一端面９０Ａ（あるいは他端面９０Ｂ）の周縁９３を部分的に避けた位置に配置されていると言える。
【０１４６】
このように、拘束部材は、積層体６０の一端面９０Ａ及び他端面９０Ｂの周縁の少なくとも一部を避けた位置に配置されていれば、周縁の全域にわたって配置される構造と比較して、拘束部材の熱容量が小さくなる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０  化学蓄熱システム
１２  蒸発凝縮器
２０  化学蓄熱反応器
２６  反応媒体流動部
３０  蓄熱材反応部
３２  蓄熱材層
３４  蓄熱材拘束層
３６  反応媒体拡散層
４０  蓄熱材成形体
４２  蓄熱材ユニット
５０  熱流動部
６０  積層体
６２  拘束部材
６２Ａ      第一拘束部材
６２Ｂ      第二拘束部材
６４  連結部材
６６、６６Ｌ、６６Ｓ    貫通孔
９０  積層ユニット
９３  周縁
３６２Ａ    第一拘束部材
３６２Ｂ    第二拘束部材
４６２Ａ    第一拘束部材
４６２Ｂ    第二拘束部材
５６０      積層体
５６２      積層体
５６４      積層体
５６６      積層体
５６８      積層体
５９０      積層ユニット
５９０Ａ    一端面
５９０Ｂ    他端面
８２０      化学蓄熱反応器
８６２      拘束部材
８６２Ａ    第一拘束部材
８６２Ｂ    第二拘束部材
８６８      凹部
【図１】
0006777984.tif 000002
【図２】
0006777984.tif 000003
【図３】
0006777984.tif 000004
【図４】
0006777984.tif 000005
【図５】
0006777984.tif 000006
【図６】
0006777984.tif 000007
【図７】
0006777984.tif 000008
【図８】
0006777984.tif 000009
【図９】
0006777984.tif 000010
【図１０】
0006777984.tif 000011
【図１１】
0006777984.tif 000012
【図１２】
0006777984.tif 000013
【図１３】
0006777984.tif 000014
【図１４】
0006777984.tif 000015
【図１５】
0006777984.tif 000016
【図１６】
0006777984.tif 000017
【図１７Ａ】
0006777984.tif 000018
【図１７Ｂ】
0006777984.tif 000019
【図１７Ｃ】
0006777984.tif 000020
【図１７Ｄ】
0006777984.tif 000021
【図１８】
0006777984.tif 000022
【図１９】
0006777984.tif 000023
【図２０】
0006777984.tif 000024
【図２１】
0006777984.tif 000025
【図２２】
0006777984.tif 000026
【図２３】
0006777984.tif 000027
【図２４】
0006777984.tif 000028
【図２５】
0006777984.tif 000029
【図２６】
0006777984.tif 000030
【図２７】
0006777984.tif 000031
【図２８】
0006777984.tif 000032
【図２９】
0006777984.tif 000033