(57)【要約】【課題】  放熱用熱媒体を長時間に亘り高温化を図った状態で取り出す。【解決手段】  蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、蓄熱材２を入れた槽内空間８の底部に加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃを、上部寄りに放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを備えた構成とする。蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは直列に接続され、放熱用熱媒体５が順に流通する構成とする。蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃに蓄熱を行うときは、制御装置７により、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃを制御して、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃから順に、設定された高蓄熱状態までの蓄熱を行う。蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃより放熱を行うときは、蓄熱槽１ｃの放熱用伝熱管４ｃに、放熱用熱媒体流通順序が前の蓄熱槽１ａ，１ｂで予め加熱又は予熱された放熱用熱媒体５を流通させることで、最後に放熱用熱媒体５と熱交換する蓄熱槽１ｃを、長時間に亘り高蓄熱状態に保持する。【選択図】図１
2016217664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に入れた蓄熱材と、
前記槽内で、前記蓄熱材よりも低温の放熱用熱媒体を流通させて前記蓄熱材との熱交換を行う放熱用伝熱管と、
前記蓄熱槽に設けられて、前記蓄熱材に対し蓄熱用の加熱を行う加熱手段と、
を有する蓄熱槽を複数備え、
前記複数の蓄熱槽は、前記放熱用伝熱管が、前記放熱用熱媒体が順に流通するよう直列に接続され、
更に、前記複数の蓄熱槽の加熱手段の制御を行う制御装置を備え、
前記制御装置は、前記放熱用伝熱管が直列に接続された前記複数の蓄熱槽に対し蓄熱を行う際に、前記直列に接続された放熱用伝熱管に前記放熱用熱媒体が流通するときの放熱用熱媒体流通順序が最後となる蓄熱槽から、前記放熱用熱媒体流通順序とは逆の順序で、前記複数の蓄熱槽にそれぞれ設定される高蓄熱状態までの蓄熱を個別に行う機能を備えること
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
前記蓄熱材は、前記蓄熱槽の蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じるものとし、
前記各蓄熱槽は、前記蓄熱材を入れた槽内空間の底部側に前記加熱手段を備えると共に、前記槽内空間の上部寄りに前記放熱用伝熱管を備えること
を特徴とする請求項１記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記各蓄熱槽の前記加熱手段は、加熱用熱媒体を流通させる熱媒体流路を備え、該熱媒体流路は、開閉弁を介して加熱用熱媒体供給ラインに接続され、
前記制御装置は、前記各蓄熱槽の前記熱媒体流路ごとの前記開閉弁を個別に開閉操作する機能を備えること
を特徴とする請求項２記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記各蓄熱槽の前記加熱手段は、電気ヒータを備え、
前記制御装置は、前記各蓄熱槽の前記電気ヒータごとの給電と給電停止とを個別に操作する機能を備えること
を特徴とする請求項２記載の蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱の貯蔵に用いる蓄熱システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱発電や、太陽光発電、風力発電等の自然エネルギーを利用した発電設備では、日照条件や気象条件等の変化に起因する出力電力の過渡的な変化を抑制するために、蓄熱システムを備えることが行われている。
【０００３】
この種の蓄熱システムとしては、たとえば、蓄熱槽に、蓄熱温度範囲で固相と液相との相変化を生じる蓄熱材を充填し、この蓄熱材の潜熱を利用して蓄熱を行うことで、蓄熱密度の向上化を図ったものが従来知られている。
【０００４】
更に、蓄熱槽（蓄熱ユニット）を複数組み合わせて使用することがあり、その場合、各蓄熱槽で蓄熱材と水との熱交換を行うようにしてある各蓄熱槽の放熱用の伝熱管が直列に接続されて使用されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
又、蓄熱温度範囲で固相と液相との相変化を生じる蓄熱材としては、たとえば、ＣｓＮＯ３とＮａＮＯ３、ＬｉＮＯ３とＬｉＯＨ、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３、ＫＮＯ３とＮａＮＯ３、ＮａＮＯ３とＲｂＮＯ３、ＬｉＢｒとＬｉＯＨ、ＬｉＢｒとＮａＮＯ３といった組み合わせの２成分系で非共晶の組成の混合塩による蓄熱材を用いることが従来提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４８９８４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／１８５１７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、複数の蓄熱槽を、放熱用の伝熱管を直列に接続して使用する場合、各蓄熱槽の伝熱管に放熱用熱媒体を順次流通させるときの熱媒体流通順序が最初の蓄熱槽は、放熱用伝熱管に、熱媒体供給手段等から供給される初期温度の放熱用熱媒体が流通する。これに対し、熱媒体流通順序が２番目以降の蓄熱槽は、放熱用伝熱管に、熱媒体流通順序が先の蓄熱槽の放熱用伝熱管を通過した後の放熱用熱媒体が流通するようになる。このため、各蓄熱槽より放熱用熱媒体を介して放熱を行うときには、蓄熱槽ごとに、伝熱管を流通する放熱用熱媒体の温度差が異なるため、蓄熱材との熱交換による放熱量に差が生じる。したがって、各蓄熱槽の蓄熱量には、ばらつきが生じることになる。
【０００８】
しかも、従来提案されている、複数の蓄熱槽を直列に接続して用いる場合は、各蓄熱槽の蓄熱量にばらつきが生じた状態から、各蓄熱槽への蓄熱と各蓄熱槽からの放熱とが単に繰り返して行われると、すべての蓄熱槽が、設定されている蓄熱容量の上限と下限との間の蓄熱量になることが懸念されている。
【０００９】
また、蓄熱槽は、蓄熱容量の上限からの蓄熱量の低下に伴って、取り出し可能な放熱用熱媒体の温度が低下する。そのため、たとえ、複数の蓄熱槽の蓄熱量の合計値が一つの蓄熱槽の蓄熱容量の上限に達しているとしても、個々の蓄熱槽が温度低下している状態では、最終的に取り出される放熱用熱媒体の温度は、蓄熱容量が上限の蓄熱量となっている蓄熱槽から取り出される放熱用熱媒体に比して大幅に低下してしまう。
【００１０】
なお、特許文献２には、複数の蓄熱槽を統合して運用する考えは示されていない。
【００１１】
そこで、本発明は、複数の蓄熱槽の蓄熱材と熱交換して最終的に取り出される放熱用熱媒体の温度を、長時間に亘り高温化を図ることができる蓄熱システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するために、槽内に入れた蓄熱材と、前記槽内で、前記蓄熱材よりも低温の放熱用熱媒体を流通させて前記蓄熱材との熱交換を行う放熱用伝熱管と、前記蓄熱槽に設けられて、前記蓄熱材に対し蓄熱用の加熱を行う加熱手段と、を有する蓄熱槽を複数備え、前記複数の蓄熱槽は、前記放熱用伝熱管が、前記放熱用熱媒体が順に流通するよう直列に接続され、更に、前記複数の蓄熱槽の加熱手段の制御を行う制御装置を備え、前記制御装置は、前記放熱用伝熱管が直列に接続された前記複数の蓄熱槽に対し蓄熱を行う際に、前記直列に接続された放熱用伝熱管に前記放熱用熱媒体が流通するときの放熱用熱媒体流通順序が最後となる蓄熱槽から、前記放熱用熱媒体流通順序とは逆の順序で、前記複数の蓄熱槽にそれぞれ設定される高蓄熱状態までの蓄熱を個別に行う機能を備えるものとした構成を有する蓄熱システムとする。
【００１３】
前記蓄熱材は、前記蓄熱槽の蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じるものとし、前記各蓄熱槽は、前記蓄熱材を入れた槽内空間の底部側に前記加熱手段を備えると共に、前記槽内空間の上部寄りに前記放熱用伝熱管を備える構成としてある。
【００１４】
前記各蓄熱槽の前記加熱手段は、加熱用熱媒体を流通させる熱媒体流路を備え、該熱媒体流路は、開閉弁を介して加熱用熱媒体供給ラインに接続され、前記制御装置は、前記各蓄熱槽の前記熱媒体流路ごとの前記開閉弁を個別に開閉操作する機能を備える構成としてある。
【００１５】
前記各蓄熱槽の前記加熱手段は、電気ヒータを備え、前記制御装置は、前記各蓄熱槽の前記電気ヒータごとの給電と給電停止とを個別に操作する機能を備える構成としてある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の蓄熱システムによれば、複数の蓄熱槽の蓄熱材と熱交換して最終的に取り出される放熱用熱媒体の温度を、長時間に亘り高温化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】蓄熱システムの第１実施形態を示す概略切断側面図である。
【図２】第１実施形態における制御装置による蓄熱処理のフロー図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１実施形態の蓄熱システムによる蓄熱時の状態を示す図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１実施形態の蓄熱システムによる放熱時の状態を示す図である。
【図５】蓄熱システムの第２実施形態を示す概略切断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は蓄熱システムの第１実施形態を示す概略切断側面図である。図２は本実施形態における制御装置による蓄熱処理のフロー図である。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施形態の蓄熱システムの蓄熱時の状態を示す図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施形態の蓄熱システムの放熱時の状態を示す図である。
【００２０】
本実施形態の蓄熱システムは、概説すると、図１に示すように、複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃを備えている。図１には、３台の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃとした構成例が示してある。
【００２１】
蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、槽内に入れた蓄熱材２と、槽内の蓄熱材２に対して蓄熱用の加熱を行う加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃと、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃとを備えた構成とされている。
【００２２】
放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、槽内の蓄熱材２よりも低い温度の放熱用熱媒体５を流通させて、この放熱用熱媒体５と槽内の蓄熱材２との熱交換を行わせ、この熱交換によって加熱された放熱用熱媒体５を得るための伝熱管である。
【００２３】
各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが直列に接続されていて、外部の図示しない放熱用熱媒体供給手段より供給される放熱用熱媒体５が、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを、順に流通するようになっている。このように各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに放熱用熱媒体５が流通する順序は、以下、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃについての放熱用熱媒体流通順序という。
【００２４】
本実施形態の蓄熱システムは、更に、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱量を測定する蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃと、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃを統合して制御する制御装置７とを備えた構成とされている。
【００２５】
本実施形態の蓄熱システムでは、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの槽内に入れる蓄熱材２は、たとえば、設定される蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）において固相と液相との間で相変化を生じ、且つ固相の密度が液相の密度よりも大となる蓄熱材２を用いる。図１では、蓄熱材２の固相にハッチングを付して示してある。なお、この蓄熱材２の詳細については後述する。
【００２６】
蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの槽内空間８の容積は、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃに望まれる蓄熱容量と、蓄熱材２の種類等に応じて適宜設定されている。
【００２７】
加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃは、槽内空間８の底部にホットプレート状に設けられている。この加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃは、たとえば、槽内空間８の内底面をフラットな面として形成するためのプレート部材９と、プレート部材９の下側に設けて、加熱用熱媒体１１を流通させる熱媒体流路１０とを備えた構成とされている。
【００２８】
プレート部材９を備える構成とするのは、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの温度低下時に槽内空間８で生じて沈降する蓄熱材２の固相をプレート部材９の上側に分散させて堆積させ、この堆積物の荷重を、プレート部材９の面で分散して受けることが好ましいためである。なお加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃは、プレート部材９の下側に、プレート部材９に作用する堆積物の荷重を、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの下端部となる熱媒体流路１０の下部に伝えて支持させるための上下の柱状や壁状の部材を備えるようにしてもよい。
【００２９】
熱媒体流路１０は、加熱用熱媒体１１の有する熱によりプレート部材９の全面をできるだけ均等に加熱できるように、プレート部材９の面内についての加熱用熱媒体１１の流通経路の配置、形状、流路断面積等が適宜設定されている。なお、図１では、図示する便宜上、熱媒体流路１０は簡略化した記載としてある。したがって、熱媒体流路１０は、流通経路の配置、形状、流路断面積等が図示した以外の任意の設定とされていてもよいことは勿論である。
【００３０】
各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの熱媒体流路１０の入口には、外部の図示しない加熱用熱媒体供給手段より加熱用熱媒体１１を導く加熱用熱媒体供給ライン１２が、個別の開閉弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃを介して並列に接続されている。
【００３１】
又、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの熱媒体流路１０の出口の下流側には、熱媒体流路１０を流通した後の加熱用熱媒体１１を、加熱用熱媒体供給手段へ戻す加熱用熱媒体戻しライン１４が接続されている。更に、加熱用熱媒体供給手段は、太陽熱発電の集熱部のような熱源（図示せず）の熱を加熱用熱媒体１１に与えて加熱するための熱交換部が備えられている。
【００３２】
加熱用熱媒体１１は、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の全域、更には、それよりも高い温度域まで液相となる熱媒体を選定して用いるか、あるいは、スチームを用いるようにすればよい。スチームはその圧力を調整することにより容易に温度調整が可能であることから、加熱用熱媒体１１としてスチームを用いることで、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの温度調整が容易になる。
【００３３】
これにより、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの熱媒体流路１０には、加熱用熱媒体供給手段より、加熱された加熱用熱媒体１１を循環供給することができる。したがって、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃでは、熱媒体流路１０に順次供給される加熱用熱媒体１１の有する熱により、プレート部材９を介して、槽内空間８に入れた蓄熱材２を下方から加熱することができる。
【００３４】
放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、槽内空間８の上部寄り位置に、蓄熱材２に没する配置で設けられている。放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、図示しない支持部材を介して、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの壁面や天井部より支持されている。放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、全体が蓄熱材２に没する範囲で、できるだけ、槽内空間８の上下方向の半分の高さ位置よりも上方に配置されることが好ましい。これは、後述するように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲で凝固して生じる蓄熱材２の固相が液相中で沈降する現象に支障が生じないようにするためである。しかし、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの管路形状や全体のサイズ等に応じて、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下端側に位置する部分が、槽内空間８の上下方向の半分の高さ位置、あるいは、それよりも低い位置に部分的に配置されていてもよいことは勿論である。
【００３５】
各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃは、コネクタや接続管のような接続部材１５を介して順次直列に接続されている。図１では、放熱用伝熱管４ａの下流側端部と、放熱用伝熱管４ｂの上流側端部とが接続され、放熱用伝熱管４ｂの下流側端部と、放熱用伝熱管４ｃの上流側端部とが接続された構成となっている。
【００３６】
各放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃのうち、最も上流側に配置された放熱用伝熱管４ａの上流側端部には、外部の図示しない放熱用熱媒体供給手段より放熱用熱媒体５を導く放熱用熱媒体供給ライン１６が接続されている。又、最も下流側に配置された放熱用伝熱管４ｃの下流側端部には、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通した後の放熱用熱媒体５を、所望の熱負荷（図示せず）へ送る放熱用熱媒体送出ライン１７が接続されている。熱負荷に熱を供給した後の放熱用熱媒体５は、放熱用熱媒体供給手段へ戻すようにしてもよいし、戻さなくてもよい。
【００３７】
放熱用熱媒体５は、液相の熱媒体を選定して用いるか、あるいは、スチームを用いるようにすればよい。又、放熱用熱媒体５として液相の熱媒体を用いて、この液相の放熱用熱媒体５を、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃ内で蒸発させるようにしてもよい。
【００３８】
これにより、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃには、放熱用熱媒体供給手段より放熱用熱媒体５が連続的に供給される。したがって、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５は、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に存在している蓄熱材２との熱交換により順次加熱され、加熱状態で放熱用熱媒体送出ライン１７に回収される放熱用熱媒体５の保有する熱が、熱負荷へ与えられるようになる。
【００３９】
このように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５が、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に存在している蓄熱材２との熱交換により加熱されるときには、蓄熱材２は、相対的に温度低下する。この蓄熱材２の温度低下が、液相と固相との相変化温度で生じると、図１に示すように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲では、蓄熱材２が液相より凝固して固相が生じる。この蓄熱材２の固相は、液相よりも密度が大きいために、液相中を沈降するようになる。
【００４０】
槽内空間８では、その上部寄り位置に放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを設けた構成としてあるので、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に温度低下した蓄熱材２の固相が生じても、この固相は槽内空間８を底部まで沈降して、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上側に堆積される。
【００４１】
したがって、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃでは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲に蓄熱材２の固相が留まることはないため、蓄熱材２と、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５との間の熱伝達の効率が蓄熱材２の固相の存在によって低下することは抑制される。
【００４２】
蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの側壁１８には、図１に示すように、側壁１８の温度を上昇させるための側壁用ヒータ１９が設けられていることが好ましい。
【００４３】
側壁用ヒータ１９は、槽内空間８の下端側から少なくとも槽内空間８の上下方向の半分の高さ位置に達する配置で設けられていることが好ましい。又、側壁用ヒータ１９は、側壁１８の周方向の全周に亘り設けられていることが好ましい。なお、側壁用ヒータ１９は、図１に示すように側壁１８の外面に設ける構成のほか、図示しないが、側壁１８の内面に沿って設けるようにしてもよい。更に、図示しないが、側壁用ヒータ１９は、槽内空間８における蓄熱材２が貯留されている上下方向範囲の全体に亘って設けられていてもよい。
【００４４】
側壁用ヒータ１９は、たとえば、電気ヒータを用いるようにすればよい。あるいは、側壁用ヒータ１９は、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃと同様に、スチームやその他の液相の熱媒体を流通させる熱媒体流路を備えた構成のヒータとしてもよい。
【００４５】
更に、側壁用ヒータ１９は、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃによる蓄熱材２の加熱時、すなわち、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃへの蓄熱時に、側壁用ヒータ１９による側壁１８の加熱も一緒に行うように設定されている。
【００４６】
側壁用ヒータ１９による側壁１８の加熱温度は、蓄熱材２が固相から液相になる温度に設定されていればよい。
【００４７】
これにより、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃによる加熱時には、槽内空間８で加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上側に堆積している蓄熱材２の固相が、下方から加熱されて、先ず、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上面に接している部分から融解して液相となる。
【００４８】
このとき、側壁用ヒータ１９を一緒に運転することにより、側壁１８の内面近傍に存在している蓄熱材２の固相が溶融して、液相になる。このため、蓄熱材２の固相の堆積物は、側壁１８の内面への固着が解消される。更に、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上面に接する部分で生じる蓄熱材２の液相は、側壁１８の内周に沿う位置で流動して、蓄熱材２の固相の堆積物の上方へ移動する。
【００４９】
その結果、槽内空間８では、蓄熱材２の固相の堆積物を、自重により加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上面に押し付けることができ、その際、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上面と堆積物との間に形成される蓄熱材２の液相の層を薄くすることができる。これにより、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃから蓄熱材２の固相への熱伝達の効率を高めることが可能になる。
【００５０】
更に、加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの上面に接する部分に存在している蓄熱材２に、固相から液相への相変化に伴って体積膨張が生じるとしても、その体積変化分は、蓄熱材２の液相の固相上方への移動によって容易に吸収させることができる。したがって、蓄熱材２の加熱時に、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃや側壁１８に対して局所的に過大な圧力が作用する虞は防止される。
【００５１】
更に、不測の事態により、万一、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃ全体が、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）よりも温度低下して、槽内空間８に入れた蓄熱材２がすべて固相になった場合には、側壁用ヒータ１９を運転することにより、蓄熱材２を上下方向の広い範囲で融解させながら、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃ内を昇温させて、蓄熱温度範囲まで復帰させることが可能になる。
【００５２】
次に、蓄熱材２について説明する。
【００５３】
蓄熱材２の保有する熱を、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを流通する放熱用熱媒体５を用いて放熱させる際、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲で凝固する蓄熱材２の固相が放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着すると、蓄熱材２の固相の存在によって伝熱効率が低下する。
【００５４】
このような伝熱効率の低下に対する対策の研究結果として、特許文献２に示されているように、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面へ蓄熱材２の固相が付着し難くなるようにするためには、蓄熱材２として、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最低温度Ｔｍｉｎにおいて固液共存状態となる非共晶組成の２成分混合塩からなるものを用いることが有利であるという知見が得られている。
【００５５】
たとえば、太陽熱発電等の高温のシステムに適用することを想定する場合、蓄熱システムに所望される蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最低温度Ｔｍｉｎは１５０℃以上、好ましくは２００℃以上となる。
【００５６】
そこで、一例として、本実施形態の蓄熱システムにおける蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）は、蓄熱最高温度Ｔｍａｘが４００℃、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎが２５０℃に設定される場合の例を以下に示す。
【００５７】
この条件に好適な蓄熱材２としては、前記特許文献２に示されている２成分系の混合塩の組み合わせのうち、たとえば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）とを、非共晶となる組成で混合した２成分混合塩がある。
【００５８】
この硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合物では、硝酸ナトリウムのモル分率が０．４９となる組成で共晶となるので、この共晶となる組成以外の組成とし、且つ、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃において固液共存状態となるようにする。具体的な組成例としては、硝酸ナトリウムのモル分率が０．７８６（質量分率が０．７５５）となる組成のものを、蓄熱材２として用いる例について説明する。
【００５９】
この蓄熱材２は、蓄熱最高温度Ｔｍａｘである４００℃では、液相のみとなっており、この状態から徐々に冷却されると、２７４℃で固相が生じる。蓄熱材２は、更に冷却されると、固相の割合が徐々に増加しながら蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃まで温度低下する。この冷却の際、蓄熱材２は、最も低温となる放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面で固相を生じ、その固相が放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に沿って成長するが、固相は放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着し難くなっているため、蓄熱材２の流動等によって剥がれ落ちる。なお、蓄熱材２は、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃から更に冷却されると、２３４℃で蓄熱材２全体が固相になる。
【００６０】
したがって、この蓄熱材２を用いた蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎの２５０℃から２７４℃までの温度域では、蓄熱材２の顕熱と、蓄熱材２が固相から融解して液相になるときの潜熱とによって蓄熱が行われ、２７４℃から蓄熱最高温度Ｔｍａｘの４００℃の温度域では、蓄熱材２の顕熱によって蓄熱が行われるようになる。
【００６１】
なお、蓄熱材２としては、前記と同様に蓄熱最高温度Ｔｍａｘが４００℃、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎが２５０℃に設定される場合は、前記特許文献２に示されている２成分系の混合塩の組み合わせのうち、たとえば、ＣｓＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物、ＮａＮＯ３とＲｂＮＯ３の混合物を用いることも可能である。
【００６２】
ＣｓＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物を用いる場合は、ＮａＮＯ３のモル分率を０．９０２（質量分率を０．８０１）とし、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３の混合物を用いる場合は、ＮａＮＯ３のモル分率を０．８７７（質量分率を０．８９８）とし、ＮａＮＯ３とＲｂＮＯ３の混合物を用いる場合は、ＲｂＮＯ３のモル分率を０．１０５（質量分率を０．１６９）とすることにより、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２５０℃において固液共存状態とすることができる。
【００６３】
更に、蓄熱温度範囲（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）の蓄熱最低温度Ｔｍｉｎが２８０℃に設定される場合には、蓄熱材２として、前記特許文献２に示されている２成分系の混合塩の組み合わせのうち、ＬｉＢｒとＮａＮＯ３の混合物を用いることが可能である。この場合は、ＮａＮＯ３のモル分率を０．９６４（質量分率を０．９６３）とすることにより、蓄熱最低温度Ｔｍｉｎである２８０℃において固液共存状態とすることができる。
【００６４】
前記のような非共晶組成の２成分混合塩を蓄熱材２として用いると、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの周囲で凝固して生じた蓄熱材２の固相は、冷却面となる伝熱面である放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に強く付着せず、容易にはがれ落ちるようになる。
【００６５】
これは、凝固しはじめる際に冷却面付近の固相率が局所的に大きくなるため、融点が比較的低い液相を形成している溶融塩が、冷却面と固相との間に入り込みながら凝固が進行するためであると考えられ、非共晶の溶融塩の固液共存領域が温度幅をもって存在することに起因すると考えられる。
【００６６】
したがって、本実施形態の蓄熱システムは、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃ内で、蓄熱材２が液相の状態から徐々に固相が増加するように、すなわち、徐々に温度を低下させるように制御を行うことで、固相となった蓄熱材２が放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に固着（密着）することを、抑制することが可能になる。
【００６７】
各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃには、蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃとして、たとえば、温度測定器が設けられている。温度の測定個所の数は、単数又は複数のいずれであってもよく、又、温度測定個所の配置は、適宜設定してよい。この場合、試験などを行って、蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃによる温度測定結果と、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱量との相関を予め求めておくようにすれば、温度測定結果から蓄熱量を測定（推定）することが可能になる。蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃは、温度測定結果を制御装置７に送るようにしてある。
【００６８】
制御装置７は、蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃからの入力を基に、図２にフロー図を示す蓄熱処理を行う。
【００６９】
制御装置７には、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃが高蓄熱状態であるということの判断基準となる基準値が設定される（ステップＳ１）。たとえば、制御装置７に蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃから温度測定結果が入力される場合は、この基準値は温度の値によって設定しておくことが、入力値と基準値との比較を容易にできる点で好ましい。なお、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの高蓄熱状態とは、蓄熱最高温度Ｔｍａｘとなる蓄熱状態であることが好ましいが、必ずしも蓄熱最高温度Ｔｍａｘとなる蓄熱状態に限定されるものではない。
【００７０】
この状態で、制御装置７は、蓄熱処理を開始する（ステップＳ２）。蓄熱処理を開始すると、制御装置７には、蓄熱量測定手段６ａ，６ｂ，６ｃから温度測定結果が入力される（ステップＳ３）。
【００７１】
この入力が行われると、制御装置７は、先ず、放熱用熱媒体流通順序（ｎ＝１，２，３）が最後（ｎ＝ｎｍａｘ、ここではｎ＝３）の蓄熱槽１ｃを蓄熱対象に選定し（ステップＳ４）、この蓄熱対象とされた蓄熱槽１ｃについて、蓄熱量測定手段６ｃから入力される温度測定結果を設定された基準値と比較して、高蓄熱状態であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００７２】
ステップＳ５にて、蓄熱槽１ｃについての温度測定結果が基準値に達しておらず、蓄熱槽１ｃが高蓄熱状態ではないと判断される場合は、制御装置７は、ステップＳ６に進み、その時点で蓄熱対象となっている蓄熱槽１ｃへの蓄熱を実施する。具体的には、制御装置７は、通常はすべて閉状態とされている開閉弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃについて、図３（ａ）に示すように、蓄熱槽１ｃの開閉弁１３ｃのみを開操作する。なお、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）では、図示する便宜上、開操作された開閉弁１３ｃは白抜きで示し、閉状態の開閉弁１３ａ，１３ｂは黒塗りで示してある（図４（ａ）（ｂ）（ｃ）も同様）。
【００７３】
これにより、蓄熱槽１ｃでは、加熱用熱媒体供給ライン１２を通して導かれる加熱用熱媒体１１が、熱媒体流路１０に流通するようになるため、加熱手段３ｃによる蓄熱材２の加熱が行われて、蓄熱槽１ｃへの蓄熱が開始される。
【００７４】
制御装置７は、ステップＳ６にて蓄熱対象の蓄熱槽１ｃへの蓄熱を開始すると、ステップＳ５へ戻り、蓄熱槽１ｃが高蓄熱状態であると判断されるようになるまで、ステップＳ５とステップＳ６の処理ループを順次繰り返して、蓄熱槽１ｃへの蓄熱を行う。
【００７５】
一方、制御装置７は、ステップＳ４からステップＳ５に最初に進んだ時点で蓄熱槽１ｃが高蓄熱状態であると判断された場合、又は、ステップＳ６による蓄熱処理の結果、ステップＳ５で蓄熱槽１ｃが高蓄熱状態であると判断されるようになった場合は、ステップＳ７に進む。この際、ステップＳ６による蓄熱処理が行われていた場合は、制御装置７は、蓄熱槽１ｃの開閉弁１３ｃを閉操作して、蓄熱槽１ｃの蓄熱処理は停止する。
【００７６】
ステップＳ７では、制御装置７は、その時点で蓄熱対象とされている蓄熱槽１ｃが、放熱用熱媒体流通順序が最初（ｎ＝１）の蓄熱槽であるか否か、すなわち、本実施形態では蓄熱槽１ａであるか否かを判断し、蓄熱対象が放熱用熱媒体流通順序が最初の蓄熱槽１ａでない場合は、ステップＳ８に進む。
【００７７】
ステップＳ８では、制御装置７は、蓄熱対象として、放熱用熱媒体流通順序が一つ前（ｎ＝ｎ−１）の蓄熱槽１ｂを選定する更新を行い、その後、ステップＳ５へ戻る。
【００７８】
これにより、新たに蓄熱対象とされた蓄熱槽１ｂについて、前述したステップＳ５以降の処理が、蓄熱槽１ｃの場合と同様に開始される。なお、このように蓄熱槽１ｂが蓄熱対象となるときには、放熱用熱媒体流通順序が後の蓄熱槽１ｃが高蓄熱状態となっている。
【００７９】
ステップＳ５において、蓄熱量測定手段６ｂから入力される温度測定結果が基準値に達しておらず、蓄熱槽１ｂが高蓄熱状態ではないと判断される場合は、制御装置７は、ステップＳ６に進み、蓄熱槽１ｂへの蓄熱を実施する。具体的には、制御装置７は、図３（ｂ）に示すように、蓄熱槽１ｂの開閉弁１３ｂのみを開操作する。これにより、蓄熱槽１ｂでは、加熱用熱媒体供給ライン１２を通して導かれる加熱用熱媒体１１が、熱媒体流路１０に流通するようになるため、加熱手段３ｂによる蓄熱材２の加熱が行われて、蓄熱槽１ｂへの蓄熱が開始される。
【００８０】
制御装置７は、ステップＳ６にて蓄熱対象の蓄熱槽１ｂへの蓄熱を開始すると、ステップＳ５へ戻り、蓄熱槽１ｂが高蓄熱状態であると判断されるようになるまで、ステップＳ５とステップＳ６の処理ループを順次繰り返して、蓄熱槽１ｂへの蓄熱を行う。
【００８１】
一方、制御装置７は、蓄熱槽１ｂが蓄熱対象とされた後にステップＳ５に最初に進んだ時点、あるいは、ステップＳ６による蓄熱処理の結果のいずれであっても、ステップＳ５にて、蓄熱槽１ｂが高蓄熱状態であると判断された場合は、ステップＳ７に進む。この際、ステップＳ６による蓄熱処理が行われていた場合は、制御装置７は、蓄熱槽１ｂの開閉弁１３ｂを閉操作して、蓄熱槽１ｂの蓄熱処理は停止する。
【００８２】
制御装置７は、ステップＳ７では、その時点で蓄熱対象とされている蓄熱槽１ｂが、放熱用熱媒体流通順序が最初（ｎ＝１）の蓄熱槽１ａではないと判断されるために、ステップＳ８に進む。
【００８３】
ステップＳ８では、制御装置７は、蓄熱対象として、放熱用熱媒体流通順序が一つ前（ｎ＝ｎ−１）の蓄熱槽１ａを選定する更新を行い、その後、ステップＳ５へ戻る。
【００８４】
これにより、新たに蓄熱対象とされた蓄熱槽１ａについて、前述したステップＳ５以降の処理が、蓄熱槽１ｂの場合と同様に開始される。なお、この蓄熱槽１ａが蓄熱対象となるときには、放熱用熱媒体流通順序が後の各蓄熱槽１ｂ，１ｃが高蓄熱状態となっている。
【００８５】
ステップＳ５において、蓄熱量測定手段６ａから入力される温度測定結果が基準値に達しておらず、蓄熱槽１ａが高蓄熱状態ではないと判断される場合は、制御装置７は、ステップＳ６に進み、蓄熱槽１ａへの蓄熱を実施する。具体的には、制御装置７は、図３（ｃ）に示すように、蓄熱槽１ａの開閉弁１３ａのみを開操作する。これにより、蓄熱槽１ａでは、加熱用熱媒体供給ライン１２を通して導かれる加熱用熱媒体１１が、熱媒体流路１０に流通するようになるため、加熱手段３ａによる蓄熱材２の加熱が行われて、蓄熱槽１ａへの蓄熱が開始される。
【００８６】
制御装置７は、ステップＳ６にて蓄熱対象の蓄熱槽１ｂへの蓄熱を開始すると、ステップＳ５へ戻り、蓄熱槽１ａが高蓄熱状態であると判断されるようになるまで、ステップＳ５とステップＳ６の処理ループを順次繰り返して、蓄熱槽１ａへの蓄熱を行う。
【００８７】
一方、制御装置７は、蓄熱槽１ａが蓄熱対象とされた後にステップＳ５に最初に進んだ時点、あるいは、ステップＳ６による蓄熱処理の結果のいずれであっても、ステップＳ５にて、蓄熱対象とされた蓄熱槽１ａが高蓄熱状態であると判断された場合は、ステップＳ７に進む。この際、ステップＳ６による蓄熱処理が行われていた場合は、制御装置７は、蓄熱槽１ａの開閉弁１３ａを閉操作して、蓄熱槽１ａの蓄熱処理は停止する。
【００８８】
制御装置７は、ステップＳ７では、その時点で蓄熱対象とされている蓄熱槽１ａが、放熱用熱媒体流通順序が最初（ｎ＝１）の蓄熱槽１ａであると判断される。この場合、放熱用熱媒体流通順序が最後から最初までのすべての蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃが高蓄熱状態になっているので、制御装置７は、ステップＳ９に進んで、蓄熱処理を終了する。
【００８９】
更に、制御装置７は、図２にフロー図を示した蓄熱処理のいずれの時点であっても、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃからの放熱を行う場合は、放熱開始の時点で蓄熱処理を中断する機能を備えている。その後、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃへの蓄熱処理を再開する場合は、制御装置７は、図２のステップＳ２以降の処理を行う機能を備えている。
【００９０】
これにより、本実施形態の蓄熱システムでは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが直列に接続された複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃに蓄熱を行うときには、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱量にばらつきが生じていても、必ず、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃから、放熱用熱媒体流通順序とは逆の順序に従って、１台ずつ高蓄熱状態となるまでの蓄熱が行われる。
【００９１】
次に、前述のように蓄熱量が制御装置によって統合して制御される複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃから放熱を行う場合について図４（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明する。なお、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）では、制御装置７の記載は省略してある。
【００９２】
先ず、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃが高蓄熱状態で、たとえば、図４（ａ）に示すように、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃが蓄熱最高温度Ｔｍａｘである４００℃の場合は、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃにおける蓄熱材２は、ほとんど液相になっている。この状態で、放熱用熱媒体供給ライン１６から、たとえば、２００℃の放熱用熱媒体５を放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃに供給すると、放熱用熱媒体流通順序が最初の蓄熱槽１ａでは、放熱用熱媒体５の温度が蓄熱材２の温度に比して低いために、両者の温度差の大きさに応じて、蓄熱材２から放熱用熱媒体５への放熱が進む。これにより、放熱用伝熱管４ａを通過した放熱用熱媒体５は、蓄熱槽１ａの４００℃という高い温度の蓄熱材２との熱交換によって、たとえば、３５０℃まで加熱される。この際、蓄熱槽１ａでは、放熱用伝熱管４ａの表面で、放熱用熱媒体５との熱交換によって蓄熱材２が部分的に２７４℃以下に温度低下すると、固相が生じ、その固相は液相中を沈降する。
【００９３】
放熱用伝熱管４ａを通過した放熱用熱媒体５は、その後、放熱用熱媒体流通順序が後の蓄熱槽１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ｂ，４ｃに順次供給される。この際、放熱用熱媒体５は、蓄熱槽１ａで既に３５０℃という高い温度まで加熱されている。そのため、蓄熱槽１ｂ，１ｃでは、放熱用熱媒体５の温度と蓄熱材２の温度との温度差が小さくなるので、蓄熱材２から放熱用熱媒体５に対する放熱の進行は抑えられ、よって、蓄熱槽１ｂ，１ｃでは蓄熱材２の温度低下が抑えられる。
【００９４】
その後、放熱用熱媒体５の供給を継続して行うと、蓄熱槽１ａでは、蓄熱材２の温度が次第に下がり、２７４℃以下になると、図４（ｂ）に示すように、蓄熱材２の固相が次第に増加して堆積する。この状態では、蓄熱槽１ａの放熱用伝熱管４ａを流通する放熱用熱媒体５は、蓄熱槽１ａで蓄熱材２との熱交換により加熱されるとしても、その温度は２７４℃以上にはならない。図４（ｂ）では、たとえば、蓄熱槽１ａの蓄熱材２の温度が２７０℃、放熱用伝熱管４ａを流通した後の放熱用熱媒体５が２３０℃となる状態を示している。
【００９５】
この場合、蓄熱槽１ｂの蓄熱材２は４００℃からの温度低下が抑えられているため、放熱用伝熱管４ｂに供給される放熱用熱媒体５と、蓄熱槽１ｂの蓄熱材２の温度との温度差が大きくなる。そのため、この状態では、放熱用熱媒体５は、放熱用伝熱管４ｂを通過するときに、蓄熱槽１ｂの４００℃という高い温度の蓄熱材２との熱交換が行われて、たとえば、３５０℃まで加熱される。この際、蓄熱槽１ｂでは、放熱用伝熱管４ｂの表面で、放熱用熱媒体５との熱交換によって蓄熱材２が部分的に２７４℃以下に温度低下すると、固相が生じ、その固相は液相中を沈降する。
【００９６】
放熱用伝熱管４ｂを通過した放熱用熱媒体５は、その後、放熱用熱媒体流通順序が次の蓄熱槽１ｃの放熱用伝熱管４ｃに供給される。この際、放熱用熱媒体５は、蓄熱槽１ｂを通過した時点で既に３５０℃という高い温度まで加熱されている。そのため、蓄熱槽１ｃでは、放熱用熱媒体５の温度と蓄熱材２の温度との温度差が小さくなるので、蓄熱材２から放熱用熱媒体５に対する放熱の進行は抑えられ、よって、蓄熱槽１ｃでは蓄熱材２の温度低下が抑えられる。
【００９７】
放熱用熱媒体５の供給を更に継続して行うと、蓄熱槽１ａは、蓄熱材２の温度が更に下がり、図４（ｃ）に示すように、固相率が増大する。又、蓄熱槽１ｂでは、蓄熱材２の温度が次第に下がり、２７４℃以下になると、図４（ｃ）に示すように、蓄熱材２の固相が次第に増加して堆積する。この状態では、蓄熱槽１ａの放熱用伝熱管４ａを流通する放熱用熱媒体５は、蓄熱槽１ａで蓄熱材２との熱交換により加熱されるとしても、その温度は２７４℃以上にはならない。図４（ｃ）では、たとえば、蓄熱槽１ａの蓄熱材２の温度が２５０℃、放熱用伝熱管４ａを流通した後の放熱用熱媒体５が２２０℃、蓄熱槽１ｂの蓄熱材２の温度が２７０℃、放熱用伝熱管４ｂを流通した後の放熱用熱媒体５が２５０℃となる状態を示してある。
【００９８】
この場合であっても、蓄熱槽１ｃの蓄熱材２は４００℃からの温度低下が抑えられているため、蓄熱槽１ｃの放熱用伝熱管４ｃに供給される放熱用熱媒体５と、蓄熱槽１ｃの蓄熱材２の温度との温度差が大きくなる。そのため、この状態では、放熱用熱媒体５は、放熱用伝熱管４ｃを通過するときに、蓄熱槽１ｃの４００℃という高い温度の蓄熱材２との熱交換が行われて、たとえば、３５０℃まで加熱される。この際、蓄熱槽１ｃでは、放熱用伝熱管４ｃの表面で、放熱用熱媒体５との熱交換によって蓄熱材２が部分的に２７４℃以下に温度低下すると、固相が生じ、その固相は液相中を沈降する。
【００９９】
このように、本実施形態の蓄熱システムによれば、複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃのうち、放熱用熱媒体５と蓄熱材２との熱交換による放熱が主として行われる蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃを放熱用熱媒体流通順序が最初のものから順に変えることができる。したがって、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃには、放熱用熱媒体流通順序がより前の蓄熱槽１ａや蓄熱槽１ｂで加熱又は予熱された放熱用熱媒体５が供給されるため、蓄熱槽１ｃは、長時間に亘り、蓄熱材２の放熱を抑えることができて、蓄熱材２の温度が高い高蓄熱状態を保持することができる。
【０１００】
しかも、前述したように、本実施形態の蓄熱システムは、前述した蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃからの放熱処理の任意の時点で蓄熱処理を開始するときには、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃから順に、高蓄熱状態になるまでの蓄熱を行う。このことからも、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃは、蓄熱材２の温度が高い高蓄熱状態を長時間に亘り維持することができる。
【０１０１】
したがって、本実施形態の蓄熱システムによれば、複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱材２と熱交換して最終的に取り出される放熱用熱媒体５の温度を、長時間に亘り高温化を図ることができる。
【０１０２】
又、本実施形態の蓄熱システムは、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱材２の蓄熱のための加熱を行う熱源として、加熱用熱媒体１１を用いるようにしてある。このため、本実施形態の蓄熱システムは、自然エネルギーを利用した発電設備のうち、太陽熱発電のように、自然エネルギーを利用して高温の熱を得る形式の発電設備に適用するのに好適なものとすることができる。
【０１０３】
［第２実施形態］
図５は蓄熱システムの第２実施形態を示す概略切断側面図である。
【０１０４】
なお、図５において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態の蓄熱システムは、図５に示すように、図１に示したと同様の構成において、各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃを、加熱用熱媒体１１を熱源として用いる構成に代えて、電気ヒータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを熱源として用いる構成としたものである。
【０１０６】
そのために、本実施形態における各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃは、槽内空間８の底部に設けられたプレート部材９の下側に、電気ヒータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。電気ヒータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、給電と給電停止とを個別に操作可能な電源装置２１に接続されている。
【０１０７】
更に、制御装置７は、電源装置２１の制御を行う機能を備えている。
【０１０８】
具体的には、制御装置７は、図２にフロー図を示した処理手順と同様の処理手順により蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱処理を行うときに、ステップＳ６での処理のみが、以下のように変更されている。
【０１０９】
すなわち、本実施形態では、制御装置７は、ステップＳ６で、その時点で蓄熱対象に選定されている蓄熱槽１ｃ、蓄熱槽１ｂ又は蓄熱槽１ａに蓄熱を実施するときに、電源装置２１を制御して、蓄熱対象の蓄熱槽１ｃ、蓄熱槽１ｂ又は蓄熱槽１ａの電気ヒータ２０ｃ、電気ヒータ２０ｂ又は電気ヒータ２０ａにのみ給電を行う機能を備えている。
【０１１０】
そのため、本実施形態の蓄熱システムによっても、蓄熱処理を行う場合は、第１実施形態と同様に、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが直列に接続された複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃについて、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃから、放熱用熱媒体流通順序とは逆の順序に従って、１台ずつ高蓄熱状態となるまでの蓄熱を行うことができる。
【０１１１】
本実施形態の蓄熱システムによる放熱処理は、第１実施形態と同様である。
【０１１２】
したがって、本実施形態の蓄熱システムによれば、放熱用熱媒体流通順序が最後の蓄熱槽１ｃは、長時間に亘り、蓄熱材２の放熱を抑えることができて、蓄熱材２の温度が高い高蓄熱状態を保持することができる。よって、本実施形態の蓄熱システムによっても、第１実施形態と同様に、複数の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱材２と熱交換して最終的に取り出される放熱用熱媒体５の温度を、長時間に亘り高温化を図ることができる。
【０１１３】
又、本実施形態の蓄熱システムは、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱材２の蓄熱のための加熱を行う熱源として、電気ヒータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを用いるようにしてある。このため、本実施形態の蓄熱システムは、自然エネルギーを利用した発電設備のうち、太陽光発電や風力発電のように、自然エネルギーを利用して電気を直接発生させる形式の発電設備に適用するのに好適なものとすることができる。
【０１１４】
なお、前記各実施形態の蓄熱システムは、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃに、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に付着する固相の蓄熱材２を剥落させるための固相剥落手段として、特許文献２に示されたと同様の固相剥落手段を備える構成としてもよい。固相剥落手段は、たとえば、循環ポンプで液相の蓄熱材２を流動させることで、固相となった蓄熱材２を放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面から剥落させる形式、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの下方で気泡を生成し、生成した気泡により、固相となった蓄熱材２を放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面から剥落させる形式、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃを通す伝熱管挿通穴が形成されたスライド板や、先端が先細となったスライド部材や、先端にベアリングを設けたスライド部材を、アクチュエータにより放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面に沿わせて往復運動させて、固相となった蓄熱材２を機械的に放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの表面から剥落させる形式等を採用すればよい。
【０１１５】
又、本発明は、前記各実施形態にのみ限定されるものではなく、各図に示した蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの上下寸法や径寸法、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの太さ、その他の各部の寸法は、図示するための便宜上のものであり、実際の寸法を反映したものではない。
【０１１６】
図１、図４では、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃが側壁を貫通するように配置されている構成を示したが、放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの配管経路は任意に設定してよい。
【０１１７】
図１では、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの加熱手段３ａ，３ｂ，３ｃの熱媒体流路１０に外部から加熱用熱媒体供給ライン１２と加熱用熱媒体戻しライン１４を接続した構成を示したが、加熱用熱媒体供給ライン１２と加熱用熱媒体戻しライン１４のいずれか一方又は双方を、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの槽内を通して配置するようにしてもよい。
【０１１８】
蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの槽内空間８の上部寄りにおける放熱用伝熱管４ａ，４ｂ，４ｃの配置は、槽内空間８のサイズや形状等に応じて、図示した以外の任意の配置としてよい。
【０１１９】
蓄熱材２としては、例示した非共晶組成の２成分混合塩からなるものを用いることが好ましいが、蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じるものであり、且つ固相の密度が液相の密度よりも大きいものであれば、単成分の塩（溶融塩）、非共晶組成の３成分以上の混合塩、共晶組成の複数成分の混合塩、その他、塩以外の任意の蓄熱材を用いるようにしてもよい。
【０１２０】
蓄熱温度範囲は、熱源及び熱負荷の種類等に応じて自在に変更してよい。
【０１２１】
蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、蓄熱容量や構成が、必ずしも均一でなくてもよい。各蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの蓄熱温度範囲は、必ずしも均一でなくてもよい。
【０１２２】
蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃは、蓄熱温度範囲で固液の相変化を生じる蓄熱材を入れたものであることが好ましいが、相変化を生じない蓄熱材を入れたものであってもよい。
【０１２３】
本発明の蓄熱システムを構成する複数の蓄熱槽の数は、２台であってもよく、又、４台以上としてもよい。
【０１２４】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２５】
１ａ，１ｂ，１ｃ  蓄熱槽、２  蓄熱材、３ａ，３ｂ，３ｃ  加熱手段、４ａ，４ｂ，４ｃ  放熱用伝熱管、５  放熱用熱媒体、７  制御装置、１０  熱媒体流路、１１  加熱用熱媒体、１２  加熱用熱媒体供給ライン、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  開閉弁、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  電気ヒータ
【図１】
2016217664.tif 000003
【図２】
2016217664.tif 000004
【図３】
2016217664.tif 000005
【図４】
2016217664.tif 000006
【図５】
2016217664.tif 000007