(57)【要約】【課題】本発明の目的は、特に、腐食性酸性攻撃に関して再生機のサービス寿命を延ばすことにある。【解決手段】本発明は、チャンバー（１４）内に置かれたエネルギー貯蔵媒体（１２）の床（１１）を備える再生機に関する。該チャンバーは、シェル（３４）および前記シェルと前記エネルギー貯蔵媒体との間に、前記エネルギー貯蔵媒体と接触して置かれた保護層（２２）を備えている。該保護層（２２）は最小の厚さが５０ｍｍを超え、酸化物に基づく重量％で例えば、Fe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞８０％、そしてこれら以外の酸化物は１００％に対する補完量である組成を有する保護物質で少なくとも部分的に構成されている。【選択図】図２
2015502517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー（１４）内に置かれたエネルギー貯蔵媒体（１２）の床（１１）を備えた再生機であって、該チャンバー（１４）はシェル（３４）および保護層（２２）を備え、前記保護層（２２）は、前記シェルと前記エネルギー貯蔵媒体との間に、前記エネルギー貯蔵媒体と接触して置かれ、５０ｍｍを超える最小厚さを有し、且つ、酸化物に基づく重量％で以下の組成；
−  Fe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞８０％、および
−  これら以外の酸化物、１００％に対する補完量、
を有する保護物質で少なくとも部分的に構成されている、
上記再生機。
【請求項２】
該保護層の材料、すなわち保護物質の組成が、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞８０％である、請求項１に記載の再生機。
【請求項３】
該保護物質の組成が、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞９０％である、請求項２に記載の再生機。
【請求項４】
該保護物質の組成が、Al２O３＞６０％である、請求項３に記載の再生機。
【請求項５】
該保護物質の組成が、Al２O３＞８５％である、請求項４に記載の再生機。
【請求項６】
該保護物質の組成が、Al２O３＞９５％である、請求項５に記載の再生機。
【請求項７】
該保護物質の組成が、
−  Fe２O３＜２０％、及び/又は、
−  SiO２＜１０％、及び/又は、
−  CaO＜２％、及び/又は、
−  Na２O＋K２O＜０．５％、
である、請求項６に記載の再生機。
【請求項８】
該保護物質の組成が、
−  Fe２O３＜１０％、及び/又は、
−  SiO２＜５％、及び/又は、
−  CaO＜１％、及び/又は、
−  Na２O＋K２O＜０．３％、
である、請求項７に記載の再生機。
【請求項９】
該保護物質の組成が、
−  Fe２O３＜３％、及び/又は、
−  SiO２＜２％、及び/又は、
−  CaO＜０．５％、及び/又は、
−  Na２O＋K２O＜０．２％、
である、請求項８に記載の再生機。
【請求項１０】
該保護物質は、酸化物に基づく重量％でかつ１００％の総計に対して、以下の組成；
−  ２５％＜Fe２O３＜７０％、および
−  ５％＜Al２O３＜３０％、および
−  CaO＜２０％、および
−  TiO２＜２５％、および
−  ３％＜SiO２＜５０％、および
−  Na２O＋K２O＜１０％、および
−  これら以外の酸化物＜５％、
を有する、請求項１に記載の再生機。
【請求項１１】
該保護物質は、以下の組成；
−  Fe２O３＞４０％、及び/又は
−  Al２O３＜２０％、及び/又は
−  CaO＞３％、及び/又は
−  TiO２＞５％、及び/又は
−  SiO２＞５％、及び/又は、SiO２＜２０％、及び/又は
−  Na２O＋K２O＜５％、
を有する、請求項１０に記載の再生機。
【請求項１２】
該保護物質は、アルミナ、ボーキサイト、スピネルMgAl２O４、ムライト、ヒボナイトCaAl１２O１９、チタン酸アルミニウム、およびこれらの組合せから成る群から選択された主たる化合物を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項１３】
該保護物質は、
−  ２０％未満の開孔空隙率、および
−  ５０ＭＰａを超える圧縮強度、および
−  ３５０℃を超える温度耐性
を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項１４】
該保護物質は、
−  １０％未満の開孔空隙率、および
−  ７０ＭＰａを超える圧縮強度、および
−  ７００℃を超える温度耐性
を有する、請求項１３に記載の再生機。
【請求項１５】
該保護物質は、
−  ５％未満の開孔空隙率、および
−  ９０ＭＰａを超える圧縮強度、および
−  ９００℃を超える温度耐性
を有する、請求項１４に記載の再生機。
【請求項１６】
該保護層の最小厚さは１００ｍｍを超える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項１７】
該保護層の最小厚さは１５０ｍｍを超える、請求項１６に記載の再生機。
【請求項１８】
該保護層は孔（２３）を開けられている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項１９】
該保護層は単一片である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項２０】
該シェル（２０）と該保護層（２２）との間に延在している断熱層（２４）を備え、該断熱層の熱抵抗は０．１ｍ２.Ｋ／Ｗより高い、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項２１】
該断熱層の熱抵抗は０．２ｍ２.Ｋ／Ｗより高い、請求項２０に記載の再生機。
【請求項２２】
該断熱層は、断熱材料を備え、
−  該断熱材料の熱伝導率は２Ｗ／ｍ.Ｋ未満であり、及び/又は
−  該断熱材料の機械的圧縮強度は１ＭＰａを超え、及び/又は
−  該断熱材料の５００℃で測定された線形熱膨張係数は０．５％未満である、
請求項２０または２１のどちらか1項に記載の再生機。
【請求項２３】
−  該断熱材料の熱伝導率は１．５Ｗ／ｍ.Ｋ未満であり、及び/又は
−  該断熱材料の機械的圧縮強度は２ＭＰａを超え、及び/又は
−  該断熱材料の５００℃で測定された線形熱膨張係数は０．４％未満である、
請求項２２に記載の再生機。
【請求項２４】
−  該断熱層の機械的圧縮強度は５ＭＰａを超えている、請求項２３に記載の再生機。
【請求項２５】
該断熱層の最小厚さが１５０ｍｍを超えている、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項２６】
該断熱層の最小厚さが３００ｍｍを超えている、請求項２５に記載の再生機。
【請求項２７】
−  該断熱材料のシリカ含有量は５０％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のCaO含有量は1０％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のアルミナ含有量は４０％を超える、
請求項２０〜２６のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項２８】
−  該断熱材料のシリカ含有量は１０％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のCaO含有量は５％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のアルミナ含有量は６０％を超える、
請求項２７に記載の再生機。
【請求項２９】
−  該断熱材料のシリカ含有量は１％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のCaO含有量は２％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のアルミナ含有量は８０％を超える、
請求項２８に記載の再生機。
【請求項３０】
該断熱材料は、コランダム、スピネルMgAl２O４、焼成粘土、ムライト、ヒボナイトCaAl１２O１９、チタン酸アルミニウム、ボーキサイトおよびこれらの組合せから成る群から選択される主な化合物を包含している、請求項２０〜２９のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項３１】
該保護層（２２）と該断熱層（２４）との間に延在している中間層（２６）を備え、該中間層の最大の厚さは１０ｍｍ未満であり、そして該中間層は繊維質物質を含有している、請求項２０〜３０のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項３２】
該中間層は３０％を超えるアルミナ含有量を有している、請求項３１に記載の再生機。
【請求項３３】
該中間層は７０％を超えるアルミナ含有量を有している、請求項３２に記載の再生機。
【請求項３４】
該中間層は９０％を超えるアルミナ含有量を有している、請求項３３に記載の再生機。
【請求項３５】
該中間層は、０．０５ｍ２.Ｋ／Ｗを超える熱抵抗ＲＰＩを有している、請求項３１〜３４のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項３６】
該床の重さは７００トンを超える、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の再生機。
【請求項３７】
熱設備であって、
−  熱エネルギー発生ユニット（４）、および
−  請求項１〜３６のいずれか１項に記載の再生機（１０）、および
−  充填フェーズの間に該熱エネルギー発生ユニットから該再生機へ、そしてその後、前記再生機を通して充填熱伝達流体を循環させる循環デバイス（７）、
を備えている、
上記熱設備。
【請求項３８】
請求項３７に記載の、熱設備を運転する方法であって、
前記熱エネルギー発生ユニット（４）からの熱伝達流体は、前記再生機（１０）内で酸性液体の形に凝縮する工程を含む、
上記熱設備を運転する方法。
【請求項３９】
前記熱エネルギー発生ユニット（４）からの、および該再生機へ入る該熱伝達流体の温度は、１０００℃未満で且つ３５０℃を超える、請求項３７または３８のどちらか１項に記載の、熱設備を運転する方法。
【請求項４０】
前記温度は、８００℃未満で且つ５００℃を超える、請求項３９に記載の、熱設備を運転する方法。
【請求項４１】
該熱エネルギー発生ユニットは圧縮機を備えている、請求項３７〜４０のいずれか１項に記載の、熱設備を運転する方法。
【請求項４２】
前記設備は、熱エネルギー消費ユニット（６）と、放出フェーズの間に前記再生機を通し、且つその後に前記再生機から該熱エネルギー消費ユニットへと放出熱伝達流体を循環させる該循環デバイス（７）とを備えている、請求項３６〜４０のいずれか１項に記載の、熱設備を運転する方法。
【請求項４３】
該熱エネルギー消費ユニットはタービンを備えている、請求項４２に記載の、熱設備を運転する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱再生機およびそのような再生機を備える熱設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー、例えば熱エネルギーの貯蔵は、当該エネルギーの生産と消費を時間的にずらすのに役立つ。
【０００３】
熱エネルギーの貯蔵は、再生可能であるけれども間歇的に生産されるソフトエネルギー、例えば太陽エネルギーを利用するためにも有用である。エネルギー貯蔵は、ピークからずれた時間（その間は電力料金が最低である）とピーク時間（その間は電力料金が最高である）との間の電力価格の差を活用するのにも有用でありうる。例えば、圧縮された空気エネルギーを貯蔵し、貯蔵された熱エネルギーを熱再生機で生成する場合に、電力を消費する圧縮フェーズはピークからずれた時間に最小コストで有利に実行され、一方、電力を生成する膨張フェーズは、グリッド（電力網）内に注入されうる電力を需要に応じて有利な料金で供給するためにピーク時間の間に実行される。
【０００４】
熱エネルギーは、従来、再生機のエネルギー蓄積媒体の充填層、例えば礫岩盤内に貯蔵された。
【０００５】
熱伝達流体の流れと再生機との間の熱交換による貯蔵操作は、充填フェーズと従来呼ばれ、充填の間に再生機に入る熱伝達流体は、充填熱伝達流体と呼ばれる。
【０００６】
熱エネルギーの移動は、これらエネルギー貯蔵媒体の温度の上昇（顕熱蓄熱）及び/又はこれらの媒体の相変化（潜熱蓄熱）を引き起こしうる。
【０００７】
それから、貯蔵された熱エネルギーは、熱伝達流体の流れとエネルギー貯蔵媒体との間の熱交換によって戻すことができる。この操作はこれまで放出フェーズと呼ばれている。放出期間に再生機に入る熱伝達流体は、放出熱伝達流体と呼ばれ、そして充填フェーズの終わりと放出フェーズの始まりの間の経過時間は、貯蔵時間と呼ばれる。
【０００８】
「A review on packed bed solar energy storage systems（充填層太陽エネルギー貯蔵システムに関するレビュー）」 Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010), p 1059-1069は、再生機の分野における先行技術を記載している。
【０００９】
再生機の操作の間に、そして特に、熱伝達流体が湿度の高い空気であるとき、空気中の湿気の凝縮物は、再生機の物質を腐食する。さらに、高圧では空気中に存在する湿気は凝縮し、存在する他の凝縮物または汚染物と混合しうる。後者は酸性水を作ることができ、そしてしたがって腐食的である。これは、２０年を超えるべき、あるいは工業設備における３０年を超えるべきサービス寿命のかなりの低下を引き起こし、そして従って総合コストの増大をもたらす。
【００１０】
したがって、特に腐食性酸性攻撃に関して、特に３５０℃を超えるまたは５００℃を超える操作温度で、特に湿度の高い空気で充填された再生機にとって、再生機のサービス寿命を延ばすという必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、少なくとも部分的に、このような必要性を満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、チャンバー内に置かれたエネルギー貯蔵媒体の床を備える再生機、特に実用的な熱再生機を用いて達成される。該チャンバーは、シェルおよび前記シェルと前記エネルギー貯蔵媒体との間に、前記エネルギー貯蔵媒体と接触して置かれた保護層を備え、該保護層は最小の厚さが５０ｍｍを超え、酸化物に基づく重量％で、例えば以下のような組成、
Fe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞８０％、そして
これら以外の酸化物は１００％に対する補完量である、
を有する保護物質で少なくとも部分的に、好ましくは全体が構成されている。
【００１３】
発明者は、特にエネルギー貯蔵媒体が酸性液体と接触させられるような本発明に従う適用において、本発明に従う再生機がより長いサービス寿命を有することを見出した。
【００１４】
第１の実施態様において、保護層の材料、すなわち保護物質の組成は、好ましくは、
−  Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞８０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＋SiO２＞９０％、及び／又は
−  Al２O３＞６０％、好ましくはAl２O３＞８５％、好ましくはAl２O３＞９５％、及び／又は
−  Fe２O３＜２０％、好ましくはFe２O３＜１０％、好ましくはFe２O３＜３％、及び／又は
−  SiO２＜１０％、好ましくはSiO２＜５％、好ましくはSiO２＜２％、及び／又は
−  CaO＜２％、好ましくはCaO＜１％、好ましくはCaO＜０．５％、及び／又は
−  Na２O＋K２O＜０．５％、好ましくはNa２O＋K２O＜０．３％、好ましくはNa２O＋K２O＜０．２％、
である。
【００１５】
第２の実施態様において、保護物質の組成は、好ましくは、
−  ２５％＜Fe２O３＜７０％、好ましくはFe２O３＞４０％、および
−  ５％＜Al２O３＜３０％、好ましくはAl２O３＜２０％、および
−  CaO＜２０％、好ましくはCaO＞３％、および
−  TiO２＜２５％、好ましくはTiO２＞５％、および
−  ３％＜SiO２＜５０％、好ましくはSiO２＞５％及び／又はSiO２＜２０％、および
−  Na２O＋K２O＜１０％、好ましくはNa２O＋K２O＜５％、および
−  これら以外の酸化物＜５％、好ましくはこれら以外の酸化物＜３％
である。
【００１６】
好ましくは、保護物質は、アルミナ、ボーキサイト、スピネルMgAl２O４、ムライト、ヒボナイトCaAl１２O１９、チタン酸アルミニウム、およびこれらの組合せから成る群から選択された主な化合物を含有する。
【００１７】
さらに好ましくは、保護物質は、
−  ２０％未満の、好ましくは１０％未満の、好ましくは５％未満の開孔空隙率、および
−  ５０ＭＰａを超える、好ましくは７０ＭＰａを超える、好ましくは９０ＭＰａを超える圧縮強度、および
−  ３５０℃を超える、好ましくは７００℃を超える、好ましくは９００℃を超える温度耐性
を有する。
【００１８】
好ましくは、保護層の最小厚さは１００ｍｍを超え、好ましくは１５０ｍｍを超える。
【００１９】
好ましくは、保護層は孔を開けられている。
【００２０】
保護層はさらに、シェル内に該シェルと保護層との間に断熱層を設置するのに役立つ。有利には、断熱層はシェルと同様に保護層によって保護される。それ故に、保護層は断熱層の位置を維持するのに貢献しうる。したがって、断熱層の性質（断熱材料のタイプ、断熱層の厚さ、断熱材料の形状）は、チャンバー内で課せられる歪みに耐える必要性によって左右されない。
【００２１】
チャンバーにとって、保護層と断熱層とを備えることは特に有利であり、これら２つの層は、再生機に対して高い効率および永いサービス寿命を与えることに貢献する。
【００２２】
好ましくは、断熱層はシェルと保護層との間に延在し、該断熱層の熱抵抗は、０．１ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、好ましくは０．２ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、好ましくは０．３ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、好ましくは０．４ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、または１ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、または１．５ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、または２ｍ２.Ｋ／Ｗを超え、または２．２ｍ２.Ｋ／Ｗさえ超える。
【００２３】
断熱層は、断熱材料と呼ばれる材料を含有しまたはそれで構成される。
好ましくは、
−  該断熱材料の熱伝導率は２Ｗ／ｍ.Ｋ未満、好ましくは１．５Ｗ／ｍ.Ｋ未満であり、及び／又は
−  該断熱材料の機械的圧縮強度は１ＭＰａを超え、好ましくは２ＭＰａを超え、好ましくは５ＭＰａを超え、及び／又は
−  該断熱材料の５００℃で測定された線形熱膨張係数は０．５％未満、好ましくは０．４％未満
である。
【００２４】
好ましくは、断熱層の最小の厚さは１５０ｍｍを超え、好ましくは３００ｍｍを超える。
【００２５】
より好ましくは、
−  該断熱材料のシリカ含有量は５０％未満、好ましくは１０％未満、好ましくは１％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のCaO含有量は1０％未満、好ましくは５％未満、好ましくは２％未満であり、及び/又は
−  該断熱材料のアルミナ含有量は４０％を超え、好ましくは６０％を超え、好ましくは８０％を超える。
【００２６】
好ましくは、断熱材料は、コランダム、スピネルMgAl２O４、焼成粘土、ムライト、ヒボナイトCaAl１２O１９、チタン酸アルミニウム、ボーキサイトおよびこれらの組合せから成る群から選択される主な化合物を包含する。
【００２７】
また特に、保護層と断熱層との間に中間層を有することは、滑るのを容易にし、保護層と断熱層との間の熱膨張の違いを吸収するのに有利である。
【００２８】
好ましくは、中間層の最大の厚さは１０ｍｍ未満であり、そして好ましくは繊維物質を包含する、または繊維物質で構成されている。
【００２９】
好ましくは、中間層は、３０％を超える、好ましくは７０％を超える、好ましくは９０％を超えるアルミナ含有量を有する。
【００３０】
好ましくは、中間層は、０．０５ｍ２.Ｋ／Ｗを超える、好ましくは０．１ｍ２.Ｋ／Ｗを超える熱抵抗ＲＰＩを有している。
【００３１】
床の重さは７００トンを超えうる。
【００３２】
本発明はまた、
−  熱エネルギー発生ユニット、例えば、炉、太陽塔、圧縮機、および
−  本発明に従う再生機、および
−  充填フェーズの間に該熱エネルギー発生ユニットから該再生機へ、そしてその後前記再生機を通して、充填熱伝達流体を循環させる循環デバイス
を備える熱設備に関する。
【００３３】
１実施態様において、前記熱エネルギー発生ユニットからの熱伝達流体は、前記再生機内で酸性液体の形に凝縮され、及び／又は１０００℃未満且つ３５０℃を超え、または８００℃未満且つ５００℃を超える温度で該再生機へ入る。
【００３４】
本発明に従う再生機は、これらの条件下に特に適する。
【００３５】
該熱エネルギー発生ユニットは圧縮機を備えうる。
【００３６】
１実施態様において、熱設備はさらに、熱エネルギー消費ユニットと、放出フェーズの間に前記再生機を通し且つその後前記再生機から該熱エネルギー消費ユニットへと放出熱伝達流体を循環させる該循環デバイスとを備える。該熱エネルギー消費ユニットはタービンを備えうる。
【００３７】
本発明はまた、本発明に従う熱設備を運転する方法に関しており、再生機からの熱損失が操作条件下で充填及び放出サイクルの最後で１０％未満、すなわち放出フェーズの最後で再生されたエネルギーが充填フェーズの最後で再生機に注入された総エネルギーの９０％を超えるように、該再生機の断熱層は適合されている。好ましくは、これらの損失は、８％未満、好ましくは５％未満、好ましくは３％未満、好ましくは１％未満であり、好ましくは貯蔵時間は４８時間未満、好ましくは２４時間未満である。
【００３８】
本発明のその他の目的、局面、性質および利点は、説明およびそれに続く実施例および添付の図面の検討に照らしてさらに示されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】充填フェーズの間の本発明に従う熱設備の概略図である。
【図１ｂ】放出フェーズの間の本発明に従う熱設備の概略図である。
【図２】図１における熱設備の再生機の概略図である。
【図３】図２における再生機の側壁の一部分の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
種々の図面において、同一または類似の成分を指示するために同一の参照符号が使用される。
＜定義＞
【００４１】
「熱エネルギー発生ユニット」は、熱エネルギーを発生することを特定に意図されたユニット、太陽塔のようなものだけではなく、操作されたときに熱エネルギーを発生するユニット、例えばコンプレッサ（圧縮機）をも意味する。
【００４２】
用語「熱設備」は、熱エネルギー発生ユニットを備えるどのような設備をも意味するように広い意味にも理解されるべきである。
【００４３】
用語「熱エネルギー消費ユニット」は、熱エネルギーを受け取る能力のある要素を指す。これは特に、該消費ユニットの温度上昇をもたらし（例えば建築物を暖房する場合）、及び/又は機械エネルギーへの変換（例えばガスタービンにおける）をもたらしうる。
【００４４】
本説明において明確性のために、用語「充填熱伝達流体」および用語「放出熱伝達流体」はそれぞれ、充填フェーズの間および放出フェーズの間に再生機内で流れる熱伝達流体を意味する。
【００４５】
エネルギー貯蔵媒体の「床」は、相互の上に少なくとも部分的に重畳されたそのような媒体の集合を意味する。
【００４６】
「プリフォーム」は従来のように、結合剤によって一般に一時的に結合された粒子の集合であって、その微細構造が焼結中に発達するものを意味する。
【００４７】
「焼結」は、熱処理によってプリフォームの粒子が処理されて、上記プリフォームの他の粒子を一緒に結合する母材（マトリックス）を形成するような熱処理を意味する。
【００４８】
明確性のため、用語「赤泥」は、アルミナを製造する方法から得られる液体または糊状の副産物および対応する乾燥製品を意味する。
【００４９】
酸化物含有量は、工業における通常の習慣に従って、最も安定な酸化物の形態で表現された、対応する化学元素の各々に対する総含有量に関係付けされる。
【００５０】
他の指示がなければ、全ての％は、酸化物に基づく重量％である。
【００５１】
「一つを含む」または「一つを備える」は、他に指示がなければ「少なくとも一つを備える」を意味する。
＜熱設備＞
【００５２】
本発明に従う熱設備（２）は、図１に示されたように、熱エネルギー発生ユニット（４）、任意的に熱エネルギー消費ユニット（６）、循環デバイス（７）、任意的に空洞（図示されない）および再生機（１０）を備えている。
【００５３】
熱エネルギー発生ユニット（４）は、熱エネルギーを発生するもの、例えば炉または太陽塔が意図されうる。
【００５４】
上記循環デバイスは、充填フェーズ中、熱エネルギー発生ユニットから再生機へそして次に上記再生機を通過して、充填熱伝達流体を循環させる。
【００５５】
１実施態様において、熱エネルギー発生ユニットは、圧縮機を備え、または圧縮機から構成され、該圧縮機は、例えば焼却プラントまたは発電所、特に、熱力、太陽エネルギー、風エネルギー、水力若しくは潮力による発電所によって機械的にまたは電気的に供給をうける。
【００５６】
気体状の流体の、好ましくは断熱的な圧縮は、その圧力と温度を増すことによって、その中にエネルギーの貯蔵を生じさせる。
【００５７】
圧力の増大によって生じるエネルギーは、圧力をかけられた流体を貯蔵することによって貯えられうる。このエネルギーの再生は、例えばタービン内での、膨張から生じうる。
【００５８】
温度の増加によって生じるエネルギーは、本発明に従う再生機内に貯えられうる。それから、このエネルギーの再生は該再生機との熱交換から生じる。
【００５９】
熱エネルギーは、副産物、すなわちそのようなものとして所望されなかったかも知れないもの、でありうる。
【００６０】
好ましくは、熱エネルギー発生ユニットは、５０ｋＷを超える、若しくは１００ｋＷを超える熱エネルギー、または３００ｋＷさえも超える、若しくは１ＭＷさえ超える、若しくは５ＭＷさえ超える熱エネルギーを発生する。本発明は、事実、特に、高容量の産業設備を意図したものである。
【００６１】
熱エネルギー発生ユニットは、再生機との直接的または間接的な熱交換に適合された熱交換器を備えうる。
【００６２】
好ましくは、本発明に従う熱設備は、熱エネルギー消費ユニット（６）と、放出フェーズ中に上記再生機を通し且つそのあと上記再生機から該熱エネルギー消費ユニットへと放出熱伝達流体を循環させる上記循環デバイスとを備えている。
【００６３】
熱エネルギー消費ユニット（６）は、特に、建物若しくは建物群、貯水池、盆地、電力を発生する発電機と結合されたタービン、または例えば紙パルプ製造設備のような蒸気を消費する産業設備でありうる。
【００６４】
示された実施態様において、熱エネルギー消費ユニット（６）は、再生機（１０）（図１ｂ）から出てくる放出熱伝達流体と、その中で第二の熱伝達流体が流れているところの第二回路（６ｂ）との間の、熱交換に適合された熱交換器（６ａ）を備えている。第二回路は、熱交換器（６ａ）と例えば建物（６ｃ）との間の熱交換を実施するように構成されている。
【００６５】
循環デバイス（７）は、充填熱伝達流体および放出熱伝達流体がそれを通してそれぞれ流れるところの充填回路（７ａ）および放出回路（７ｂ）を備えている。これら充填回路および放出回路はそれぞれ、充填フェーズ中の、熱エネルギー発生ユニット（４）と再生機（１０）との間の熱交換、および放出フェーズ中の、再生機（１０）と熱エネルギー消費ユニット（６）との間の熱交換の実施に役立つ。
【００６６】
循環デバイス（７）は、従来のように、管、バルブ、およびポンプ／送風機／抽出機の集合を備えて、再生機（１０）と
−  充填フェーズ中に熱エネルギー発生ユニットを出る充填熱伝達流体を受け取ることが可能であるように、該熱エネルギー発生ユニットとを（回路（７ａ））、および
−  放出フェーズ中に再生機を出る加熱された放出熱伝達流体が熱エネルギーを熱エネルギー消費ユニットへ移動させうるように、該熱エネルギー消費ユニットとを（回路（７ｂ））、
選択的に連絡させるように制御され、および、
充填熱伝達流体及び/又は放出熱伝達流体の流れを再生機に通すように制御される。
【００６７】
充填フェーズ中に再生機に入る充填熱伝達流体の温度は、好ましくは１０００℃より低く、または８００℃よりも低く、及び/又は好ましくは３５０℃より高く、または５００℃よりも高い。
【００６８】
充填および放出熱伝達流体は、同一タイプであってもなくても構わない。
【００６９】
充填熱伝達流体及び/又は放出熱伝達流体は、気体、例えば空気、水蒸気若しくは熱伝達ガス、または液体、例えば水若しくは熱媒油であってもよい。
【００７０】
１の実施態様において、エネルギー貯蔵媒体は、ｐＨが６未満、５．５未満、５未満、４．５未満、または４未満である酸性液体、特に水性液体と永続的にまたは一時的に接触している。本発明は、事実、特にこれらの条件の下で有利である。
【００７１】
しかし、本発明は、特定の熱伝達流体に限定されるものではない。
【００７２】
好ましくは、特に充填及び放出熱伝達流体が同じタイプのときに、且つ充填熱伝達流体、例えば空気が、圧力の増大、例えば５０バール、１００バール、または１５０バールへの圧力の増大による温度上昇を受けるとき、熱設備は、再生機から冷やされて出てくる充填熱伝達流体を一時的に貯蔵するための空洞を備えうる。空洞の容積は、典型的には20000ｍ３を超え、または100000ｍ３を超える。
【００７３】
空洞は、好ましくは、低い浸透性を有するか、または充填熱伝達流体に対して不浸透でさえある。
【００７４】
図２に詳細に示された再生機（１０）は、チャンバー（１４）内に置かれたエネルギー貯蔵媒体（１２）の床（１１）を備えている。
＜エネルギー貯蔵媒体の床＞
【００７５】
好ましくは、再生機は、実用的な熱再生機であり、すなわち、エネルギー貯蔵媒体の物質並びに充填および放出温度は、熱設備の操作の間にエネルギー貯蔵媒体が固体のままであるように決定される。熱伝達流体の凝縮の確率が最も高いことは、事実、実用的な熱再生機においてである。
【００７６】
好ましくは、エネルギー貯蔵媒体の物質は、特にバイエル（Bayer）法によるアルミナ製造の残留物を含む。上記方法は特に「Les techniques de l’ingenieur」、論文「metallurgie extractive de l’aluminum」reference M2340, editions T.I.,1992年1月10発行（特に、ページM2340-13から始まる6章およびページ2340-15の図７）に記載されている。
【００７７】
好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、当初の供給物の乾燥物に基づく重量％で表現して、１０％を超える、好ましくは３０％を超える、好ましくは５０％を超える、好ましくは６０％を超える、好ましくは７０％を超える、好ましくは８０％を超える、バイエル法の実施から出る赤泥を含む当初の供給物の成形から得られるプリフォームを焼結することによって得られる。上記赤泥は、使用前に、例えば洗浄及び/又は乾燥工程の間に、任意的に転化されてもよい。
【００７８】
好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、酸化物に基づく重量％で且つ総計を１００％として、以下の化学分析を有する；
−  ２５％＜Fe２O３＜７０％、好ましくはFe２O３＜６５％、又はFe２O３＜６０％、及び/又は好ましくはFe２O３＞３０％、好ましくはFe２O３＞３５％、好ましくはFe２O３＞４０％、又はFe２O３＞４５％、又はFe２O３＞５０％、および
−  ５％＜Al２O３＜３０％、好ましくはAl２O３＜２０％、および
−  CaO＜２０％、および
−  TiO２＜２５％、好ましくはTiO２＜２０％、好ましくはTiO２＜１５％、および
−  ３％＜SiO２＜５０％、好ましくはSiO２＜４０％、好ましくはSiO２＜３０％、好ましくはSiO２＜２０％、好ましくはSiO２＜１５％、および
−  Na２O＋K２O＜１０％、又はNa２O＋K２O＜５％、および
−  Fe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞８０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞８５％、又はFe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞９０％、又はFe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞９５％、および
−  これら以外の酸化物、１００％に対する補完量。
【００７９】
好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、９０％を超える、好ましくは９５％を越える、好ましくは９９％を超える酸化物から構成されている。
【００８０】
好ましくは、エネルギー貯蔵媒体は、焼結物質で作られ、該焼結物質は好ましくは、１０００℃と１５００℃の間の温度で、好ましくはこの温度で０．５時間より長い且つ好ましくは１２時間より短い保持時間の間、且つ好ましくは酸化雰囲気内、好ましくは空気内で焼結されたものである。
【００８１】
エネルギー貯蔵媒体（１２）形状および寸法は限定がない。しかし、好ましくは、エネルギー貯蔵媒体の最小寸法は、０．５ｍｍより、又は１ｍｍより、又は５ｍｍより、又は１ｃｍより大きく、及び/又は好ましくは５０ｃｍ未満、好ましくは２５ｃｍ未満、好ましくは２０ｃｍ未満、好ましくは１５ｃｍ未満である。好ましくは、エネルギー貯蔵媒体の最大寸法は、１０ｍ未満、好ましくは５ｍ未満、好ましくは１ｍ未満である。
【００８２】
エネルギー貯蔵媒体（１２）は特に、米国特許第6889963号明細書及び/又は米国特許第6699562号明細書に記載されたような、球、及び/又は粒子、及び/又は中実のレンガ、及び/又は透かしレンガ、及び/又は十字形要素、及び/又は二重十字形要素、及び/又は中実の要素、及び/又は透かし要素の形状を有しうる。
【００８３】
エネルギー貯蔵媒体は、床（１１）を構成するためにチャンバー（１４）内に集合されている。
【００８４】
床は、例えばエネルギー貯蔵媒体を結合することによって組織化され、または組織化されなくてもよい（「バルク」）。例えば、床は、砕かれた物質の山の形状（例えば石ころの山のようにいかなる特定の形状も持たない）を有しうる。
【００８５】
床の高さは、好ましくは１ｍよりも高く、好ましくは５ｍよりも高く、好ましくは１５ｍよりも高く、好ましくは２５ｍよりも高く、又さらに３５ｍよりも高く、又さらに５０ｍよりも高い。
【００８６】
床の重さは、好ましくは７００トンより重く、好ましくは２０００トンより重く、好ましくは４０００トンより重く、好ましくは５０００トンより重く、好ましくは７０００トンより重い。
＜チャンバー＞
【００８７】
チャンバー（１４）は、上部開口部（１６）および下部開口部（１８）を備える。
【００８８】
１の実施態様において、充填フェーズの間に充填熱伝達流体がそれを通して再生機に入るところの再生機の該開口部は、放出フェーズの間に、熱せられた放出熱伝達流体がそれを通して再生機から出て行くところのものである。逆に、放出フェーズの間に、熱せられるべき放出熱伝達流体がそれを通って再生機に入るところの再生機の開口部は、充填フェーズの間に冷却された充填熱伝達流体がそれを通して再生機から出て行くところのものである。
【００８９】
好ましくは、加熱されるべき放出熱伝達流体がそれを通して再生機に入るところの再生機の開口部は、再生機の下部開口部（１８）である。
【００９０】
好ましくは、熱せられた放出熱伝達流体がそれを通して再生機を出るところの再生機の開口部は、再生機の上部開口部（１６）である。
【００９１】
チャンバー（１４）は、従来のように、シェル（２０）を備え、これは従来のように金属製であり、例えばステンレス鋼または炭素鋼で作られている。シェルはまた、天然のまたは人工的に掘られた空洞の壁から成り、任意的に、上記壁を強化するために、及び／又はエネルギー貯蔵媒体と接触する面を平らにするために、内側裏張りを備えている。天然の空洞の壁は特に岩でもよい。好ましくは、チャンバー（１４）は金属シェルを備えている。
【００９２】
冷却システム（図示されていない）は、特にもし再生機が埋められるならば、
シェルの外側に備えられうる。このシステムは、たとえば、空気、または液体、たとえば水を循環しうる。
【００９３】
シェル（２０）は、エネルギー貯蔵媒体と接触している本発明に従う保護層（２２）によって内部的に保護されている。
＜保護層＞
【００９４】
保護層の材料の組成物、すなわち保護物質は、下記の通りである。
−  好ましくは、Fe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞８５％、又はFe２O３＋Al２O３＋CaO＋TiO２＋SiO２＋Na２O＋K２O＞９０％、
−  好ましくは、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞５０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＋SiO２＞６０％、又は、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞７０％、又は、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞８０％、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞９０％、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＞９５％、
−  好ましくは、MgO、P２O５、およびこれらの混合物が、上記以外の酸化物の９０％を超え、又は９５％を超え、又は実質的に１００％を占める。
【００９５】
第１の好ましい実施態様において、
−  Al２O３＞６０％、好ましくはAl２O３＞７０％、好ましくはAl２O３＞８０％、好ましくはAl２O３＞８５％、好ましくはAl２O３＞９０％、又はAl２O３＞９５％、又はAl２O３＞９８％、又はAl２O３＞９９％、
である。有利に、熱伝達媒体内に含まれうる攻撃的な化学物質による攻撃に対する抵抗力および寸法的な安定性は、以下；
−  Fe２O３＜２０％、好ましくはFe２O３＜１５％、好ましくはFe２O３＜１０％、好ましくはFe２O３＜５％、好ましくはFe２O３＜３％、好ましくはFe２O３＜１％、
−  SiO２＜１０％、好ましくはSiO２＜８％、好ましくはSiO２＜７％、好ましくはSiO２＜５％、またSiO２＜４％、またSiO２＜３％、またSiO２＜２％、
によって改良される。有利に、熱伝達流体に含まれうる水蒸気による劣化は、
−  CaO＜２％、好ましくはCaO＜１％、好ましくはCaO＜０．５％によって減少される。有利に、熱伝達流体内に含まれうるCO２とCaOの反応に起因した炭酸化による劣化は、
−  保護物質がCaOを含むセメントに基づく結合を持たないこと、
−  Na２O＋K２O＜０．５％、好ましくはNa２O＋K２O＜０．３％、好ましくはNa２O＋K２O＜０．２％、
によって、減少させられる。有利には、特に熱伝達流体中の水蒸気の存在による、膨張する物質の形成による保護物質の劣化は、これによって減少させられる。
【００９６】
第２の実施態様において、保護物質は以下の任意的特徴の一つ以上を持ちうる。
−  上記保護物質は、酸化物に基づく重量％でかつ１００％の総量に対して、
−  ２５％＜Fe２O３＜７０％、および
−  ５％＜Al２O３＜３０％、および
−  CaO＜２０％、および
−  TiO２＜２５％、および
−  ３％＜SiO２＜５０％、および
−  Na２O＋K２O＜１０％、および
−  これら以外の酸化物＜５％、
である、
の組成を持つ。
−  上記保護物質は、好ましくは３０％を超える、好ましくは３５％を超える、好ましくは４０％を超える、または４５％を超える、または５０％を超える、または６０％を超える、及び/又は好ましくは６５％未満のFe２O３含有量を有する。
−  Fe２O３＋Al２O３＞４０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＞５０％、またはFe２O３＋Al２O３＞６０％、またはFe２O３＋Al２O３＞７０％である；
−  上記保護物質は、好ましくは２５％未満の、好ましくは２０％未満のAl２O３含有量を有している；
−  上記保護物質は、好ましくは３％を超える、または５％を超える、または１０％を超えるCaO含有量を有している；
−  上記保護物質は、好ましくは５％を超える、または１０％を超える、及び/又は好ましくは２０％未満の、好ましくは１５％未満のTiO２含有量を有している；
−  上記保護物質は、好ましくは５％を超える、または８％を超える、及び/又は４０％未満の、好ましくは３０％未満の、好ましくは２０％未満の、好ましくは１５％未満のSiO２含有量を有している；
−  上記保護物質は、好ましくは５％未満のNa２O＋K２O含有量を有している；
−  上記保護物質は、好ましくは３％未満の、または２％未満の「他の酸化物」の含有量を、酸化物に基づく重量％で有している；
−  好ましくは、該保護物質は、重量％で９０％を超える、好ましくは９５％を超える、好ましくは９９％を超える、または実質的に１００％の酸化物より成る。
【００９７】
好ましくは、保護物質の主要な化合物は、アルミナ、特にコランダム、ボーキサイト、スピネルMgAl２O４、ムライト、ヒボナイトCaAl１２O１９、チタン酸アルミニウム、およびこれらの組合せから成る群、好ましくはコランダム、ボーキサイトおよびスピネルMgAl２O４から選択される。
【００９８】
保護物質は好ましくは、２０％未満の、好ましくは１８％未満の、好ましくは１５％未満の、好ましくは１２％未満の、好ましくは１０％未満の、好ましくは８％未満の、好ましくは６％未満の、好ましくは５％未満の、または４％未満の、または３％未満の開孔空隙率を有している。
【００９９】
保護物質は、好ましくは、５０ＭＰａを超える、好ましくは６０ＭＰａを超える、好ましくは７０ＭＰａを超える、または９０ＭＰａを超える圧縮強度を有している。有利には、エネルギー貯蔵媒体による小穴をあけることに対する抵抗は、特にそれらがバルクでおかれたときに、上記によって改善され、そしてその結果、保護層の機械的劣化が減少され、そして再生機のサービス寿命が延ばされる。
【０１００】
保護物質は、好ましくは、充填の間に再生機に入る熱伝達流体の温度を超える温度耐性を有している。好ましくは、保護物質は、３５０℃を超える、５００℃を超える、７００℃を超える、８００℃を超える、９００℃を超える、１０００℃を超える温度耐性を有している。
【０１０１】
当業者なら、どのように開孔空隙率、圧縮強度、温度耐性を変更するかを知っている。
【０１０２】
保護層の最小厚さ、好ましくは平均厚さは、好ましくは７５ｍｍを超え、好ましくは１００ｍｍを超え、好ましくは１５０ｍｍを超え、好ましくは１８０ｍｍを超え、及び/又は好ましくは５００ｍｍ未満、好ましくは４００ｍｍ未満、好ましくは３００ｍｍ未満、好ましくは２５０ｍｍ未満である。
【０１０３】
保護層の厚さと保護物質のタイプは、特に熱伝達流体が空気及び/又は水蒸気であるときに、好ましくは、凝縮等温線が保護層の厚さ内に存在するように適合されている。有利には、水の浸透はそれによって遅らされ、かつ再生機のサービス寿命はそれによって延ばされる。
【０１０４】
保護物質は、融解され、注入されまたは焼結された製品でありうる。保護物質は、特に、好ましくは自己打ち込み性コンクリート、乾いた又は湿った泥レンガでありうる。好ましくは、保護物質はコンクリートである。
【０１０５】
保護物質の成形は、注入、特に振動注入、プレス成形、特に振動プレス成形または静水圧プレス成形、突固め（ラミング：ramming）、押し出し成形、またはこれら周知の技術の組合せから得られうる。好ましくは、保護物質の成形は、振動注入またはプレス成形から得られる。
【０１０６】
保護層は、好ましくは、成形された部分、すなわち「ブロック」の配列で構成され、これらブロックの形は図３に示されものに限定されない。
【０１０７】
例えば、保護層は、相互に重畳されたリング状ブロックのアセンブリの形状を有しうる。
【０１０８】
好ましくは、レンガは、図３に示されたように、例えば、溝を付けられたまたはつばの付けられた端部を備えた、入れ子にしうる相補的形状を有する。
【０１０９】
好ましくは、ブロックは、好ましくは、例えばグラウト材、モルタルまたは泥のような接続材料で接続され、接続技術は当業者には知られている。
【０１１０】
好ましくは、接続材料のアルミナ含有量は、酸化物に基づく重量％で、８０％を超え、好ましくは８５％を超え、好ましくは９０％を超え、または９５％を超える。
【０１１１】
保護層は、特にもし再生機が小さければ、単一片のこともありうる。
【０１１２】
それは、成形から、特に、その場（再生機内で）であるいはその場でなく（再生機内での組み立て前に、保護層またはその成分（ブロック）が成形される）、注入から得られうる。好ましくは、それはその場で成形される。
【０１１３】
好ましくは、保護層は、１０％未満の、好ましくは７％未満の、好ましくは５％未満の、または３％未満の、または２％未満の、または１％未満の水を含んでいる。有利には、再生機の温度上昇はそれによって加速される。
【０１１４】
１の実施態様において、孔（２３）は、好ましくはその厚さの方向に保護層を通りぬける。これら孔は、特に結合部を通してまたはブロックを通して作られうる。例えばドリルであけられたこれら孔は、例えば３ｍｍと１０ｍｍとの間の、例えば５ｍｍの等価直径を有しうる。好ましくは、それらは、例えば各ブロックに１つの孔の割合で、例えば各ブロックの中央に、または所定のメッシュ状、例えば１ｍ辺の四角いメッシュ状に一様に分布せられる。
【０１１５】
有利には、これらの孔は、保護層の両側の圧力を平衡させるのに役立つ。保護層のサービス寿命は、それによって増加させられる。
【０１１６】
別の実施態様において、保護層は、シェルとエネルギー貯蔵媒体との間に不浸透障壁を形成している。
【０１１７】
好ましくは、断熱層（２４）は、シェル（２０）と保護層（２０）との間に延在している。
【０１１８】
断熱層（２４）の熱抵抗（ＲＩ）は、好ましくは０．１ｍ２.Ｋ／Ｗより高く、好ましくは０．２ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高く、好ましくは０．３ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高く、好ましくは０．４ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高く、または１ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高く、または１．５ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高く、または２ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高く、または２．２ｍ２.Ｋ／Ｗよりも高い。
【０１１９】
「断熱材料」と呼ばれる断熱層の物質の熱伝導率は、保護材料のそれよりも好ましくは２０％を超えて低く、好ましくは５０％を超えて低く、または保護材料のそれよりも７０％を超えて低い。好ましくは、それは、２Ｗ／ｍ.Ｋ未満、好ましくは１．５Ｗ／ｍ.Ｋ未満、好ましくは１Ｗ／ｍ.Ｋ未満である。或る特定の実施態様において、断熱材料の熱伝導率は、１Ｗ／ｍ.Ｋと１．５Ｗ／ｍ.Ｋとの間にある。
【０１２０】
断熱層の最小厚さまたは平均厚さは、好ましくは１５０ｍｍを超え、好ましくは２００ｍｍを超え、好ましくは３００ｍｍを超え、好ましくは４００ｍｍを超え、及び／又は６００ｍｍ未満である。
【０１２１】
或る特定の実施態様において、断熱材料の熱伝導率は１Ｗ／ｍ.Ｋと１．５Ｗ／ｍ.Ｋとの間にあり、そして断熱層の平均厚さは１５０ｍｍを超え、好ましくは２００ｍｍを超える。
【０１２２】
或る特定の実施態様において、断熱材料の熱伝導率は１．５Ｗ／ｍ.Ｋと２Ｗ／ｍ.Ｋとの間にあり、そして断熱層の平均厚さは３００ｍｍを超え、好ましくは４００ｍｍを超える。
【０１２３】
好ましくは、断熱材料の機械的圧縮強度は１ＭＰａを超え、好ましくは２ＭＰａを超え、または３ＭＰａを超え、または５ＭＰａをも超える。有利には、断熱層の機械的強度は、それによって再生機の壁の機械的強度に対して貢献している。
【０１２４】
断熱材料の５００℃で測定された線形熱膨張係数は、好ましくは１５．１０−６℃−１未満、好ましくは１０．１０−６℃−１未満、または８．１０−６℃−１未満である。
【０１２５】
当業者は、断熱材料の熱伝導率、機械的圧縮強度および線形熱膨張係数をどのように変更するかを知っている。
【０１２６】
断熱材料は好ましくは、質量で、好ましくは９０％を超える酸化物、好ましくは９５％を超える、好ましくは９９％を超える、好ましくは実質的に１００％の酸化物で構成されている。
【０１２７】
好ましくは、断熱材料はセラミック物質である。好ましくは、断熱材料は、酸化物に基づく重量％で、Fe２O３＋Al２O３＋SiO２＋ZrO２＞6０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＋SiO２＋ZrO２＞７０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＋SiO２＋ZrO２＞８０％、好ましくはFe２O３＋Al２O３＋SiO２＋ZrO２＞９０％、のような化学組成を有している。好ましくは、１００％に対する補完部分は、好ましくはTiO２、CaO、MgO、K２O、Na２O、P２O５、およびこれらの混合物から選択される酸化物で構成される。
【０１２８】
好ましくは、断熱材料のシリカ含有量は、酸化物に基づく重量％で、５０％未満、または４０％未満、または３０％未満、または１０％未満、または１％未満である。有利には、断熱層の厚さ方向に凝縮しがちである攻撃的化学剤、例えば苛性ソーダによる腐食は、それによって減少される。
【０１２９】
好ましくは、断熱材料のCaO含有量は、酸化物に基づく重量％で、１０％未満、好ましくは５％未満、好ましくは２％未満、好ましくは１％未満である。有利には、断熱材料の炭酸化感受性は、それによって減少させられ、そして再生機のサービス寿命はそれによって延ばされる。
【０１３０】
好ましくは、断熱材料のアルミナ含有量は、酸化物に基づく重量％で、４０％を超え、好ましくは５０％を超え、好ましくは６０％を超え、好ましくは６５％を超え、好ましくは７０％を超え、または８０％を超え、または９０％を超える。
【０１３１】
好ましくは、断熱材料の主たる化合物（最も高い重量含有量を有する構成部分）は、コランダム、スピネルMgAl２O４、焼成粘土、ムライト、ヒボナイトCaAl１２O１９、チタン酸アルミニウム、ボーキサイトおよびこれらの組合せから成る群から選択される。
【０１３２】
断熱材料は、融解された、注入された、焼結された物質でありうる。断熱材料は、特にコンクリート、好ましくは自己打ち込み性コンクリート、乾いた又は湿った泥ブロックでありうる。好ましくは、断熱材料はコンクリートである。好ましくは、断熱材料は、突き固めによる乾いた泥ブロックまたは好ましくは自己打ち込み性のコンクリートである。
【０１３３】
断熱材料の成形は、注入から、特に振動注入、プレス成形、特に振動プレス成形、または静水圧プレス成形、突固め、押し出し成形、またはこれら周知の技術の組合せから得られうる。好ましくは、断熱材料の成形は、振動を伴う注入またはプレス成形から得られる。
【０１３４】
断熱層は、好ましくは、成形された部分、すなわち「ブロック」の配列から成り、これらブロックの形状は限定されない。好ましくはブロックは、好ましくは、例えばグラウト材、モルタルまたは泥のような接続材料で接続される。好ましくは、断熱層のブロックの接続部分は、保護層のそれらに対してオフセットにされる。シェルの保護は、それによって改善される。
【０１３５】
断熱層は、特にもし再生機が小さければ、単一片のこともありうる。
【０１３６】
それは、成形から、特に、その場（再生機内で）であるいはその場でなく（再生機内での組み立て前に、保護層またはその成分（ブロック）が成形される）、注入から得られうる。好ましくは、それはその場で成形される。
【０１３７】
好ましくは、断熱層は、１０％未満の、好ましくは７％未満の、好ましくは５％未満の、または３％未満の、または２％未満の、または１％未満の水を含んでいる。有利には、再生機の温度上昇はそれによって加速される。
【０１３８】
好ましくは、中間層（２６）が、保護層（２２）と断熱層（２４）との間に延在している。中間層は、特に充填および放出サイクルの間の保護層と断熱層との間の熱膨張におけるスライドを容易にし、且つ熱膨張の差を引受けることが意図されている。
【０１３９】
好ましくは、それは保護層の外面に平行に、好ましくは図３に示されたように上記外面に接触して延在する。
【０１４０】
中間層は、繊維質材料、特にボール紙及び/又は絡み合った繊維の混合物、好ましくは繊維の混合物を含み、またはそれから成る。繊維混合物は、好ましくは板の形状、及び/又は織られ若しくは不織のシートの形状である。好ましくは、繊維はセラミック繊維である。
【０１４１】
中間層の最大厚さは、好ましくは１０ｍｍ未満、好ましくは８ｍｍ未満、好ましくは６ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満である。
【０１４２】
１実施態様において、中間層は、３０％を超える、好ましくは５０％を超える、好ましくは７０％を超える、好ましくは８０％を超える、好ましくは９０％を超える、好ましくは９５％を超える、好ましくは９９％を超えるアルミナ含有量を有する。
【０１４３】
好ましくは、中間層は、０．０５ｍ２.Ｋ／Ｗを超える、好ましくは０．１ｍ２.Ｋ／Ｗを超える熱抵抗ＲＰＩを有している。
【０１４４】
好ましい実施態様において、断熱層は、保護層が置かれた後に、上記保護層とシェルとの間に残されている空間に充填することによって、その場で準備される。
【０１４５】
好ましくは、中間層は、上記充填の前に、好ましくは保護層に接触してこの空間に置かれる。
【０１４６】
チャンバーの壁は、上部壁（３０）、下部壁（３２）、側壁（３４）から成る。保護層、好ましくは断熱層および好ましくは中間層は、少なくとも側壁（３４）内にまで、好ましくはエネルギー貯蔵媒体の床に向き合う側壁（３４）の少なくとも全部分内にまで延在している。それらはまた、下部壁（３２）内へ及び/又は上部壁（３０）内へ延在しうる。
【０１４７】
特定の実施態様において、再生機は
２０％未満の、好ましくは１８％未満の、好ましくは１５％未満の、好ましくは１２％未満の、好ましくは１０％未満の、好ましくは８％未満の、好ましくは６％未満の、好ましくは５％未満の、または４％未満の、または３％未満の開孔空隙率、および
５０ＭＰａを超える、好ましくは６０ＭＰａを超える、好ましくは７０ＭＰａを超える、または９０ＭＰａを超える圧縮強度、および
３５０℃を超える、好ましくは７００℃を超える、好ましくは９００℃を超える温度耐性、および
０．０１ｍ２.Ｋ／Ｗと０．０５ｍ２.Ｋ／Ｗとの間の熱抵抗ＲＰ
を有する保護層、および
１ＭＰａを超える、好ましくは２ＭＰａを超える、または３ＭＰａ、または５ＭＰａの圧縮強度を有し、および
０．２ｍ２.Ｋ／Ｗを超える、好ましくは０．４３ｍ２.Ｋ／Ｗを超える、または２．２１ｍ２.Ｋ／Ｗを超える熱抵抗ＲＩを有する断熱物質で作られた、
断熱層
を備えている。
【０１４８】
充填と放出のサイクルの最後でのそのような再生機の熱損失は、もしＲ（Ｂ）が０．２０ｍ２.Ｋ／Ｗを超えると、１０％未満であり、もしＲ（Ｂ）が０．４３ｍ２.Ｋ／Ｗを超えると、５％未満であり、もしＲ（Ｂ）が２．２１ｍ２.Ｋ／Ｗを超えると、１％未満である。
＜運転＞
【０１４９】
再生機は、規則的なまたは不規則な「サイクル」の連続を経験する。各サイクルは、充填フェーズ、任意的に待ちフェーズ、その後にくる放出フェーズを含む。規則的なサイクルの期間は、一般的に０．５時間よりも長く、または２時間よりも長く、及び／又は４８時間より短く、または２４時間よりも短い。
【０１５０】
充填フェーズの間、充填熱伝達流体は、好ましくは実質的に一定である温度ＴＣで、そして一般に再生機の上部開口（１６）を介して、再生機に入る。好ましくは、充填熱伝達流体がその充填の間に再生機に入るところの温度ＴＣは、１０００℃未満、または８００℃未満、及び／又は好ましくは３５０℃より高く、または５００℃よりも高い。
【０１５１】
充填熱伝達流体は、それから再生機内のその経路を流れ続け（図１ａの矢印）、その間、該流体が接触しているエネルギー貯蔵媒体を熱する。したがって、充填熱伝達流体の温度は次第に下がる。
【０１５２】
充填熱伝達流体が気体であるとき、その冷却は、特に実用的な熱再生機におけるエネルギー貯蔵媒体の表面での凝縮をもたらしうる。
【０１５３】
高温で、特に上で考察されたような温度では、凝縮物は高い腐食性でありうる。
【０１５４】
放出フェーズの間、放出熱伝達媒体は、好ましくは実質的に一定である温度Ｔdで、一般に再生機の上部開口（１８）を介して再生機へ入る。放出熱伝達媒体は、それから再生機内のその経路を流れ続け（図１ｂの矢印）、その間、該流体が接触しているエネルギー貯蔵媒体を冷却する。したがって、放出熱伝達流体の温度は次第に上がる。
【０１５５】
１実施態様において、再生機の熱損失が、操作状態において充填及び放出サイクルの最後で１０％未満、好ましくは８％未満、好ましくは５％未満、または３％未満、または１％未満であるように、再生機の断熱層は適合されている。
＜実施例＞
【０１５６】
以下の実施例は、説明目的のために用意されたものであり、限定的ものではない。
【０１５７】
見掛け密度および開孔空隙率は、規格ＩＳＯ５０１７に従って決定され、実施例２については乾燥後になされる。
【０１５８】
化学分析は蛍光Ｘ線によって実施される。
【０１５９】
圧縮強度は、標準ＥＮ９９３−５に従って決定される。
【０１６０】
温度耐性は、次の方法：ＩＳＯ １８９３（負荷下での崩壊）によって決定される。
【０１６１】
熱膨張係数は、次の方法：ＥＮ９９３−１９によって決定される。
【０１６２】
保護層の材料および断熱層の材料の熱伝導率は、次の方法：ＩＳＯ８８９４−２によって決定される。
【０１６３】
繊維フェルトの形状における中間層の材料の熱伝導率は、次の標準：ＡＳＴＭ Ｃ−１７７に従って決定される。
【０１６４】
以下の仮定が熱損失を計算するために使用された。
−  長方形の再生機で、一定の断面積を有し、両側４．４３ｍの長さ、２０ｍの高さを有す、
−  充填および放出熱伝達流体：乾燥空気、
−  エネルギー貯蔵媒体の種類および体積：一定、
−  貯蔵されるエネルギーの総量：３．７７*１０１１Ｊ、
−  完全なサイクルの継続時間：２２時間、うち４時間の充填フェーズの総継続時間、１０時間の貯蔵時間、および８時間の放出フェーズの総継続時間を有す、
−  Ｔc：充填フェーズの最後での再生機内の平均温度であり、５５０℃に等しい、
−  Ｔd：放出フェーズの最後での再生機内の平均温度であり、１５０℃に等しい、
−  ５０℃の温度で１００Ｗ／ｍ２Ｋの熱交換係数を有する、水による外側シェルの冷却。
【０１６５】
次の式は、完全な１サイクル、すなわち充填フェーズと放出フェーズの後に、再生機の壁を横切る熱損失の見積もりを与える。
2015502517.tif 000003
この式において、
−  Ｔint(t)：再生機の平均内部温度（絶対温度での）、
−  Ｔext：再生機の外部温度、一定（絶対温度での）、
−  Ｓint：再生機の内部面積（ｍ２で）
−  ｔcycle：完全な１サイクルの継続時間（秒での）
−  ＲＰ：保護層の熱抵抗（ｍ２.Ｋ／Ｗでの）、これは保護層の材料の熱伝導率で割られた保護層の厚さに等しい、
−  ＲＩ：断熱層の熱抵抗（ｍ２.Ｋ／Ｗでの）、これは断熱層の材料の熱伝導率で割られた断熱層の厚さに等しい、
−  ＲＰＩ：中間層の熱抵抗（ｍ２.Ｋ／Ｗでの）、これは中間層の材料の熱伝導率で割られた中間層の厚さに等しい、
−  Ｒｈ：シェルと冷却システムの水との間の熱交換抵抗（ｍ２.Ｋ／Ｗでの）、これは再生機の外面での熱交換係数の逆数に等しい。
【０１６６】
次の式は、充填フェーズの終わりにおける貯蔵されたエネルギーと上記フェーズ中に生じる熱損失との総計に等しい、再生機へ注入された総エネルギーの見積もりを与える。
2015502517.tif 000004
この式において、
−  Ｍ：エネルギー貯蔵媒体の総重量であり、７８５０００ｋｇに等しい、
−  Ｃｐ：エネルギー貯蔵媒体の熱容量であり、１２００Ｊ／ｋｇ.Ｋに等しい、
−  ｔcharge：充填フェーズの継続時間で、１４４００秒に等しい。
【０１６７】
比較のための実施例１は、その側壁がDistrisolによって販売された、Al２O３を７０％含む断熱レンガＲ１３０で構成された一定の厚さ４２０ｍｍを有する断熱層を備える再生機である。
【０１６８】
本発明に従う実施例２は、その側壁が以下のように形成された再生機である。
【０１６９】
保護層は、２００ｍｍの厚さを有し、そしてSavoie Refractairesによって販売されたMonoguard（商標）アルミナコンクリートで構成されている。それは、再生機内に設置される前に、振動注入法によって成形され４００℃で乾燥された１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×２００ｍｍの寸法のブロックの組立から得られる。これらブロックは、セメント３３７（Savoie Refractairesによって販売されたAl２O３を８６％含有セメント）で結合された。
【０１７０】
保護層の外面は、Unifraxによって販売された厚さ６ｍｍのInsulfrax Paper 繊維フェルトの中間層で被覆されている。
【０１７１】
断熱層は、５００ｍｍの厚さを有し、Savoie Refractairesによって販売されたY75LCC自己打ち込み性のコンクリートで構成され、そして再生機シェルと保護層との間に注がれることによって設置され、すなわち後者は型枠として働く。
【０１７２】
本発明に従う実施例３は、その側壁が実施例２の再生機の側壁と同じであり、Insulfrax Paper 繊維フェルトの中間層のない再生機である。
【０１７３】
本発明に従う実施例４は、その側壁が以下のように形成されている再生機である。
【０１７４】
保護層は実施例２のそれと同じであるが、３００ｍｍの厚さを有する。
【０１７５】
断熱層は５００ｍｍの厚さを有し、Saint Gobain Industrie Keramikによって販売されたVK130乾燥耐火混合物で構成され、そして再生機シェルと保護層との間に突き固めによって設置される。
【０１７６】
本発明に従う実施例５は、その側壁が以下のように形成されている再生機である。
【０１７７】
保護層は実施例２のそれと同じであるが、Al２O３を９５％含むPural T アルミナコンクリートで構成されている。
【０１７８】
断熱層は、３００ｍｍの厚さを有し、且つDistrisolによって販売されたAl２O３を７０％含むＲ１３０断熱レンガで構成され、保護層以前に組み立てられ且つセメント３３７で結合される。
【０１７９】
本発明に従う実施例６は、その側壁が以下のように形成されている再生機である。
【０１８０】
保護層は、１５０ｍｍの厚さを有し、且つ９９％を超えるAl２O３を含有する製品であって、Savoie Refractairesによって販売されたAL100で構成されている。それは、セメントで結合された、４００×４００ｍｍ２の断面を有するレンガの組立から得られる。
【０１８１】
保護層の外面は、１．２５ｍｍの厚さの、Zircar APA-2繊維フェルトの中間層によって被覆されている。
【０１８２】
断熱層は、６００ｍｍの厚さを有し、且つSavoie Refractairesによって販売されたY75LCC自己打ち込み性のコンクリートで構成され、再生機シェルと保護層のレンガとの間に注がれることによって設置され、すなわち後者は型枠として働く。
【０１８３】
得られた結果は下の表に与えられる。
【０１８４】
表１において、保護層、中間層および断熱層は、それぞれ「P」「PＩ」「I」によって指示される。
2015502517.tif 000005
【０１８５】
上述した運転条件の下で、本発明に従う再生機は、下の表２に示されたように熱損失を最小化するように働く。
2015502517.tif 000006
【０１８６】
本発明は、勿論、記載され図示され実施例として与えられた実施態様に限定されるものではない。特に、記載されまたは図示された様々な実施態様の組み合わせも、特許請求の範囲に属する。
【０１８７】
本発明は、再生機の形状または寸法によって制限されるものではない。
【０１８８】
最後に、エネルギー貯蔵媒体は、中性または塩基性環境と接触状態にあってもよい。
【符号の説明】
【０１８９】
２      熱設備
４      熱エネルギー発生ユニット
６      熱エネルギー消費ユニット
６ａ    熱交換器
６ｂ    第二回路
７      循環デバイス
７ａ    充填回路
７ｂ    放出回路
１０      再生機
１１      床
１２      エネルギー貯蔵媒体
１４      チャンバー
１６      上部開口部
１８      下部開口部
２０      シェル
２２      保護層
２３      孔
２４      断熱層
２６      中間層
３０      上部壁
３２      下部壁
３４      側壁
【図１ａ】
2015502517.tif 000007
【図１ｂ】
2015502517.tif 000008
【図２】
2015502517.tif 000009
【図３】
2015502517.tif 000010
【国際調査報告】
2015502517.tif 000011
2015502517.tif 000012