(57)【要約】【課題】時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とする蓄熱システム及びこれを備える乾燥システムにおいて、蓄熱した熱の利用効率を高める。【解決手段】太陽光を集光して流体からなる蓄熱材を加熱する集光加熱器と、当該集光加熱器で加熱された蓄熱材を貯蔵する貯槽と、上記貯槽から上記蓄熱材を受熱部へ送り出す送出装置とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を集光して流体からなる蓄熱材を加熱する集光加熱器と、
当該集光加熱器で加熱された蓄熱材を貯蔵する貯槽と、
前記貯槽から前記蓄熱材を受熱部へ送り出す送出装置と
を備えることを特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
前記受熱部を通過した前記蓄熱材を前記集光加熱器に搬送する搬送手段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】
前記受熱部と前記搬送手段との間に配置されると共に前記受熱部を通過した前記蓄熱材を冷却する冷却部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】
前記貯槽と別体として設けられ、前記蓄熱材を一時的に貯蔵すると共に貯蔵した前記蓄熱材を前記搬送手段に供給可能な第２貯槽と、
前記集光加熱器から排出された前記蓄熱材を前記貯槽と前記第２貯槽とに分けて案内する案内部と
を備えることを特徴とする請求項２または３記載の蓄熱システム。
【請求項５】
前記集光加熱器から排出された前記蓄熱材を前記貯槽と前記受熱部とに分配する分配部を備えることを特徴とする請求項２または３記載の蓄熱システム。
【請求項６】
前記集光加熱器の下方に前記貯槽が配置され、当該貯槽の下方に前記送出装置が配置されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項７】
前記蓄熱材は、顆粒状セラミックスの集合体からなる砂であることを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか一項に記載の蓄熱システムと、
前記受熱部からなり、前記蓄熱材と熱伝達媒体を熱交換することによって前記熱伝達媒体を加熱する熱伝達媒体加熱部と、
当該熱伝達媒体加熱部により加熱された前記熱伝達媒体と被乾燥物とを熱交換することによって前記被乾燥物を乾燥させる乾燥炉と
を備えることを特徴とする乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱システム及び乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、褐炭、バイオマス及びパームかす等の水分を多く含む固体の燃料は、そのまま使用すると含有する水分の影響により着火性や燃焼性が悪いため、天日干し等により乾燥させている。しかしながら、天日干しでは、燃料を載置する広いスペースが必要となると共に、乾燥中における燃料の温度を管理することが困難である。このため、日射による加熱に加えて、空気に触れることにより、酸化して変質するほか、日射の熱に、酸化による発熱が加わり、異常に温度が上昇して自然発火に至る可能性もある。
【０００３】
一方で、人工的に熱風を作り出し、この熱風を用いて燃料の乾燥を行うことが考えられるが、このような熱風の生成には多くの燃料を消費する必要があり、また多くの二酸化炭素を排出する。このため、例えば、特許文献１に示すガス化設備を応用し、太陽光を集光することによって得られた熱で燃料を加熱することにより、燃料を消費することなく乾燥を行うことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２３１８３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、太陽光を利用して燃料を乾燥する方法は、日射があることが前提となり、夜間や曇天等の場合には、燃料の乾燥を行うことができない。このため、時刻や天候に左右されることなく、燃料等の被乾燥物を乾燥可能とすることが望まれている。そこで、例えば特許文献２に示すように、蓄熱体に太陽熱を蓄熱し、蓄熱体に沿って風を流すことによって、夜間等に太陽熱を利用することも考えられる。しかしながら、蓄熱体に蓄熱された熱は、一旦空気等の気体に伝えて輸送しなければならない。このため、特許文献２に示す方法は、熱の輸送効率が悪く、大量の被乾燥物を乾燥させるシステムには向かない。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とする蓄熱システム及びこれを備える乾燥システムにおいて、蓄熱した熱の利用効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００８】
第１の発明は、蓄熱システムにおいて、太陽光を集光して流体からなる蓄熱材を加熱する集光加熱器と、当該集光加熱器で加熱された蓄熱材を貯蔵する貯槽と、上記貯槽から上記蓄熱材を受熱部へ送り出す送出装置とを備えるという構成を採用する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記受熱部を通過した上記蓄熱材を上記集光加熱器に搬送する搬送手段を備えるという構成を採用する。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記受熱部と上記搬送手段との間に配置されると共に上記受熱部を通過した上記蓄熱材を冷却する冷却部を備えるという構成を採用する。
【００１１】
第４の発明は、上記第２または第３の発明において、上記貯槽と別体として設けられ、上記蓄熱材を一時的に貯蔵すると共に貯蔵した上記蓄熱材を上記搬送手段に供給可能な第２貯槽と、上記集光加熱器から排出された上記蓄熱材を上記貯槽と上記第２貯槽とに分けて案内する案内部とを備えるという構成を採用する。
【００１２】
第５の発明は、上記第２または第３の発明において、上記集光加熱器から排出された上記蓄熱材を上記貯槽と上記受熱部とに分配する分配部を備えるという構成を採用する。
【００１３】
第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記集光加熱器の下方に上記貯槽が配置され、当該貯槽の下方に上記送出装置が配置されているという構成を採用する。
【００１４】
第７の発明は、上記第１〜第６いずれかの発明において、上記蓄熱材が、顆粒状セラミックスの集合体からなる砂であるという構成を採用する。
【００１５】
第８の発明は、乾燥システムにおいて、上記第１〜第７いずれかの発明である蓄熱システムと、上記受熱部からなり、上記蓄熱材と熱伝達媒体を熱交換することによって上記熱伝達媒体を加熱する熱伝達媒体加熱部と、当該熱伝達媒体加熱部により加熱された上記熱伝達媒体と被乾燥物とを熱交換することによって上記被乾燥物を乾燥させる乾燥炉とを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蓄熱材に太陽熱を蓄えることができるため、時刻や天候に左右されることなく、夜間や曇天時においても太陽熱が利用可能となる。また、本発明によれば、蓄熱材が流体からなり、蓄熱材そのものを送出装置で送り出すことによって熱の輸送を行う。このため、一旦蓄熱材に蓄えられた熱を他の媒体に移動させて輸送する場合と比較して、極めて効率高く熱を輸送することができる。したがって、本発明によれば、時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とする蓄熱システム及びこれを備える乾燥システムにおいて、蓄熱した熱の利用効率を高めることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態における蓄熱システムの概略構成を示すフロー図である。
【図２】本発明の第１実施形態における蓄熱システムにおける時刻と蓄熱材の温度等との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態における蓄熱システムを備える乾燥システムの概略構成を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２実施形態における蓄熱システムの概略構成を示すフロー図である。
【図５】本発明の第３実施形態における蓄熱システムの概略構成を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る蓄熱システム及び乾燥システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（第１実施形態）
［蓄熱システム］
図１は、本実施形態の蓄熱システム１０の概略構成を示すフロー図である。本実施形態の蓄熱システム１０は、太陽光を集光することによって得られた熱を一定期間蓄え、必要に応じて受熱部１００に対して伝熱するものである。この本実施形態の蓄熱システム１０は、図１に示すように、集光加熱器１１と、蓄熱材案内部１２（案内部）と、蓄熱材貯槽１３（貯槽）と、送出装置１４と、蓄熱材冷却器１５（冷却部）と、排気部１６と、低温蓄熱材貯槽１７（第２貯槽）と、搬送ユニット１８（搬送手段）と、流動化ガス供給装置１９と、制御装置２０とを備えている。
【００２０】
集光加熱器１１は、円筒型集光鏡１１ａと、蓄熱材加熱器１１ｂとを備えている。円筒型集光鏡１１ａは、下部が窄む略円筒形状の鏡であり、上端と下端とが開放されている。この円筒型集光鏡１１ａは、内面が反射面とされており、上端側から入射した太陽光を内面で反射しながら下端側に集光させる。蓄熱材加熱器１１ｂは、円筒型集光鏡１１ａの下端と接続された容器であり、内部に蓄熱材Ｔを貯蔵可能とされている。この蓄熱材加熱器１１ｂでは、円筒型集光鏡１１ａによって集光された太陽光が蓄熱材Ｔに照射されることにより蓄熱材Ｔが加熱される。また、この蓄熱材加熱器１１ｂでは、一端側（図１の搬送ユニット１８側）から新たな蓄熱材Ｔが供給されると、他端側（図１の蓄熱材案内部１２側）から先に溜められていた蓄熱材Ｔが排出される。つまり、このような集光加熱器１１は、円筒型集光鏡１１ａで太陽光を集光し、これによって得られる太陽熱によって蓄熱材加熱器１１ｂで蓄熱材Ｔを加熱する。
【００２１】
本実施形態の蓄熱システム１０においては、蓄熱材Ｔとして顆粒状のセラミックスの集合体からなる砂を用いる。このような蓄熱材Ｔは、太陽熱を顕熱として蓄え、蓄熱した状態で輸送される。このような砂は、周知のように流体として振る舞う性質を有している。つまり、本発明における流体は、このような砂を含む概念である。なお、蓄熱材Ｔとして液体や気体を用いることも可能である。
【００２２】
蓄熱材案内部１２は、案内配管１２ａと、案内板１２ｂとを備えている。案内配管１２ａは、上端が集光加熱器１１の蓄熱材加熱器１１ｂと接続されると共に、下端部が二股に分岐されている。二股に分岐された下端部は、一方が蓄熱材貯槽１３と接続され、他方が蓄熱材冷却器１５と接続されている。案内板１２ｂは、案内配管１２ａの内部であって、二股に分岐される下端部よりも上方に配置されており、水平な軸芯を中心として回動可能とされている。なお、蓄熱材案内部１２は、図１には示していないが、案内板１２ｂを回動する駆動装置を備えている。この駆動装置によって案内板１２ｂは、上方から落下する蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３に向けて案内する姿勢（図１の実線で示す姿勢）及び上方から落下する蓄熱材Ｔを蓄熱材冷却器１５に向けて案内する姿勢（図１の破線で示す姿勢）のいずれかに姿勢設定される。
【００２３】
このような蓄熱材案内部１２は、案内板１２ｂの姿勢によって、集光加熱器１１から排出された蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３と蓄熱材冷却器１５とのいずれかに案内する。なお、案内板１２ｂは、蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３に向けて案内する姿勢と、蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３に向けて案内する姿勢との中間姿勢をとることも可能である。このような場合には、上方から落下される蓄熱材Ｔの一部が蓄熱材貯槽１３に案内され、残りが蓄熱材冷却器１５に案内される。このように、蓄熱材案内部１２は、蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３と蓄熱材冷却器１５とに分けて案内する。
【００２４】
蓄熱材貯槽１３は、開口が設けられた下端に向けて窄む略円筒形状の容器であり、蓄熱材案内部１２の下方に配置されている。この蓄熱材貯槽１３は、断熱層を含む槽壁を有しており、内部から外部へ放熱がされ難い構造とされている。この蓄熱材貯槽１３は、上端が蓄熱材案内部１２の案内配管１２ａと接続されており、案内配管１２ａから供給される蓄熱材Ｔを貯蔵する。なお、蓄熱材Ｔの排出タイミング等を調整するために、蓄熱材貯槽１３の下端の開口を開閉するシャッタ機構を設けても良い。
【００２５】
送出装置１４は、送出配管１４ａと、抽気配管１４ｂと、流量調整バルブ１４ｃとを備えている。送出配管１４ａは、受熱部１００に対して水平方向から接続される直線状の配管である。この送出配管１４ａは、一端側が受熱部１００と接続され、他端側が抽気配管１４ｂと接続されている。また、送出配管１４ａは、他端側が蓄熱材貯槽１３の下部と接続されており、蓄熱材貯槽１３から蓄熱材Ｔが供給される。抽気配管１４ｂは、流動化ガス供給装置１９と送出配管１４ａとを接続する配管であり、流動化ガス供給装置１９から流動化ガスＺａを抽気し、この抽気した流動化ガスＺａを送出配管１４ａに案内する。流量調整バルブ１４ｃは、抽気配管１４ｂの途中部位に設けられており、制御装置２０の制御の下、抽気配管１４ｂにおける流動化ガスＺａの流量を調整する。このような送出装置１４では、蓄熱材貯槽１３から送出配管１４ａに供給された蓄熱材Ｔが、流量調整バルブ１４ｃによって流量が調整された流動化ガスＺａによって流される。これによって、蓄熱材Ｔが受熱部１００に供給される。このとき、受熱部１００に供給される蓄熱材Ｔの量は、送出配管１４ａを流れる流動化ガスＺａの流量によって規定される。例えば、送出配管１４ａを流れる流動化ガスＺａの流量が０である場合には、受熱部１００への蓄熱材Ｔの供給量も０となる。このような送出装置１４は、制御装置２０によって流量調整バルブ１４ｃの開度が調整され、送出配管１４ａに供給される流動化ガスＺａの流量に応じた量の蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３から受熱部１００に送り出す。
【００２６】
なお、受熱部１００は、蓄熱材Ｔに蓄熱された熱を利用するものであれば、どのようなものであっても良い。例えば、後述する乾燥システム１においては、熱伝達媒体Ｘを加熱して蒸気化する蒸発器２と、蒸発器２で生成された蒸気状の熱伝達媒体Ｘを過熱する過熱器８とが受熱部１００に相当する。
【００２７】
蓄熱材冷却器１５は、受熱部１００と接続される容器ており、受熱部１００よりも下方に配置されている。また、蓄熱材冷却器１５は、底部が流動化ガス供給装置１９の供給配管１９ａと接続されており、流動化ガス供給装置１９から流動化ガスＺａが供給される。この蓄熱材冷却器１５では、流動化ガス供給装置１９から供給される流動化ガスＺａによって蓄熱材Ｔが流動され、蓄熱材Ｔと流動化ガスＺａとが熱交換されることによって蓄熱材Ｔが搬送ユニット１８で搬送可能な温度まで冷却される。なお、蓄熱材冷却器１５は、搬送ユニット１８を保護する目的で設けるもので、搬送ユニット１８の許容温度が、受熱部１００より創出される蓄熱材Ｔの温度より十分高い場合は、蓄熱材冷却器１５を省略することができる。
【００２８】
排気部１６は、排気配管１６ａと、熱交換器１６ｂと、回収配管１６ｃとを備えている。排気配管１６ａは、蓄熱材冷却器１５及び受熱部１００の天井部と接続された配管であり、蓄熱材冷却器１５及び受熱部１００から排出される流動化ガスＺａを大気放出する。熱交換器１６ｂは、排気配管１６ａの途中部位に設けられており、外部から供給される熱伝達媒体Ｘと流動化ガスＺａとを熱交換する。このような排気部１６は、大気放出されることになる流動化ガスＺａによって熱伝達媒体Ｘを加熱することによって、流動化ガスＺａの熱を熱伝達媒体Ｘに移して回収する。なお、排気部１６で加熱された熱伝達媒体Ｘは、例えば受熱部１００に供給される。
【００２９】
低温蓄熱材貯槽１７は、開口が設けられた下端に向けて窄む略円筒形状の容器であり、蓄熱材冷却器１５の下方に配置されている。この低温蓄熱材貯槽１７は、上端が蓄熱材冷却器１５と接続されており、蓄熱材冷却器１５から供給される冷却後の蓄熱材Ｔを貯蔵する。また、蓄熱材冷却器１５は、蓄熱材案内部１２の案内配管１２ａとも接続されており、案内配管１２ａから供給される蓄熱材Ｔを受け入れることもできる。例えば日没時刻が近づき、集光加熱器１１において蓄熱材Ｔを十分に加熱することができなくなった場合に、蓄熱材案内部１２の案内板１２ｂの姿勢を変化させることにより案内配管１２ａから蓄熱材Ｔが供給される。このため、蓄熱材冷却器１５に供給される蓄熱材Ｔは、蓄熱材案内部１２の案内配管１２ａからの場合と、受熱部１００からの場合とのいずれの場合であっても、低温蓄熱材貯槽１７が許容する温度まで冷却して低温蓄熱材貯槽１７へ供給する。
【００３０】
また、低温蓄熱材貯槽１７の下端は、搬送ユニット１８と接続されている。このため、低温蓄熱材貯槽１７は、搬送ユニット１８に対して蓄熱材Ｔを供給可能とされている。つまり、低温蓄熱材貯槽１７は、低温の蓄熱材Ｔを一時的に貯蔵すると共に貯蔵した蓄熱材Ｔを搬送ユニット１８に供給可能とされている。なお、蓄熱材Ｔの排出タイミング等を調整するために、低温蓄熱材貯槽１７の下端の開口を開閉するシャッタ機構を設けても良い。
【００３１】
搬送ユニット１８は、コンベア１８ａと、駆動モータ１８ｂと、ホッパ１８ｃとを備えている。コンベア１８ａは、下方から上方に立設されており、低温蓄熱材貯槽１７から排出された蓄熱材Ｔを上方に搬送し、ホッパ１８ｃに供給する。駆動モータ１８ｂは、コンベア１８ａを駆動する動力を生成するものであり、制御装置２０によって制御される。ホッパ１８ｃは、コンベア１８ａから供給される蓄熱材Ｔを一時的に貯蔵し、集光加熱器１１の蓄熱材加熱器１１ｂに供給する。このような搬送ユニット１８は、受熱部１００から排出されると共に蓄熱材冷却器１５及び低温蓄熱材貯槽１７を通過した蓄熱材Ｔを受け取り、集光加熱器１１の蓄熱材加熱器１１ｂに戻す。また、搬送ユニット１８は、蓄熱材案内部１２から直接に低温蓄熱材貯槽１７に供給された蓄熱材Ｔも集光加熱器１１の蓄熱材加熱器１１ｂに戻す。
【００３２】
流動化ガス供給装置１９は、供給配管１９ａと、ブロワ１９ｂとを備えている。供給配管１９ａは、複数に分岐された配管であり、集光加熱器１１の蓄熱材加熱器１１ｂ及び蓄熱材冷却器１５に各々接続されている。また、本実施形態においては、供給配管１９ａは、受熱部１００にも接続されている。この供給配管１９ａは、蓄熱材加熱器１１ｂ、蓄熱材冷却器１５及び受熱部１００の床部に下方から接続されている。また、供給配管１９ａは、接続箇所のそれぞれがさらに多数に分岐され、これによって、蓄熱材過熱器１１ｂ、蓄熱材冷却器１５、受熱部１００のそれぞれ底部における流動化ガスＺａの流れの偏りを抑制し、蓄熱材Ｔが均一に流動化できるよう、工夫がなされている。ブロワ１９ｂは、外部から供給配管１９ａに供給される流動化ガスＺａを蓄熱材加熱器１１ｂ、蓄熱材冷却器１５及び受熱部１００に向けて圧送する。なお、このような流動化ガスＺａとしては、凝縮性を持たない気体であればいずれでもよく、例えば、大気中より吸引した空気でよい。ただし、蓄熱材Ｔとして酸素と反応する可能性のある物質が用いられる場合においては、窒素、その他の不活性ガスが好ましい。また、大気中より吸引した空気を使用する場合においても、温度の低い箇所での結露を防止するため、大気吸引部から各用途箇所へ分配するまでの間に除湿機を備えることが好ましい。
【００３３】
制御装置２０は、本実施形態の蓄熱システム１０の全体を制御するものである。例えば、本実施形態の蓄熱システム１０は、蓄熱材加熱器１１ｂの出口温度を計測する第１温度計２１と、受熱部１００の内部温度を計測する第２温度計２２とを備えている。制御装置２０は、蓄熱材加熱器１１ｂの出口温度に基づき、蓄熱材加熱器１１ｂから排出された蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３及び蓄熱材冷却器１５のいずれに案内するかを判定し、この判定結果に基づいて蓄熱材案内部１２を制御する。例えば、蓄熱材加熱器１１ｂの出口温度が任意に設定する基準値よりも高い場合には、十分に蓄熱材Ｔに蓄熱がされているものとして、蓄熱材Ｔが蓄熱材貯槽１３に案内されるように、蓄熱材案内部１２の案内板１２ｂの姿勢を制御する。また、蓄熱材加熱器１１ｂの出口温度が任意に設定する基準値よりも低い場合には、十分に蓄熱材Ｔに蓄熱がされていないものとして、蓄熱材Ｔが蓄熱材冷却器１５に案内されるように、蓄熱材案内部１２の案内板１２ｂの姿勢を制御する。任意に設定する基準値とは、装置を運転するときの外気温、さらには気温の日変化を考慮して設定する値である。蓄熱材貯槽１３へ供給される蓄熱材Ｔは、必ずしも日中の受熱で得られる最高温度である必要はなく、蓄熱材貯槽１３に蓄えられた熱の総量が、太陽光が得られない夜間の必要熱量をある程度の余裕をもって賄うことができる条件であればよい。また、任意に設定する基準値が、熱伝達媒体Ｘを加熱するに十分な温度を下回っても、蓄熱材貯槽１３内に留まる間に、先に供給された高温の蓄熱材Ｔが持つ熱により、ある程度の温度上昇が見込まれる。したがって、任意に設定する基準値は、装置の特性、および立地する場所の気候などから、経験的に設定することが好ましい。
【００３４】
さらに制御装置２０は、受熱部１００の内部温度に基づき、送出装置１４から受熱部１００に供給する蓄熱材Ｔの量を調整する。制御装置２０は、受熱部１００の内部温度に基づき、受熱部１００に供給するべき蓄熱材Ｔの量を算出し、この算出量に基づいて送出配管１４ａへ供給するべき流動化ガスＺａの流量を決定し、この決定された流量に基づいて流量調整バルブ１４ｃの開度を調整する。例えば、受熱部１００の温度が記憶する基準値よりも高い場合には、送出装置１４から受熱部１００への供給量が減少するように流量調整バルブ１４ｃの開度を調整する。また、受熱部１００の温度が記憶する基準値よりも低い場合には、送出装置１４から受熱部１００への供給量が増加するように流量調整バルブ１４ｃの開度を調整する。
【００３５】
次に、このように構成された本実施形態の蓄熱システム１０の動作について説明する。なお、本実施形態の蓄熱システム１０は、２４時間運転が可能であるが、以下の説明では、日の出時刻を基準として説明を行う。
【００３６】
まず日の出時刻となると、制御装置２０は、搬送ユニット１８の駆動モータ１８ｂを起動し、コンベア１８ａを駆動する。これによって、低温蓄熱材貯槽１７に貯蓄された蓄熱材Ｔがコンベア１８ａによって上方に搬送され、集光加熱器１１の蓄熱材加熱器１１ｂに供給される。蓄熱材加熱器１１ｂの内部では、流動化ガス供給装置１９から供給された流動化ガスＺａによって蓄熱材Ｔが流動されている。新たな蓄熱材Ｔがコンベア１８ａから蓄熱材加熱器１１ｂに供給されると、先に溜っている蓄熱材Ｔが押し出され、蓄熱材案内部１２に落下する。
【００３７】
ここで、日の出時刻から一定の期間においては、太陽光から得られるエネルギが小さく、蓄熱材加熱器１１ｂにおいて蓄熱材Ｔが十分に加熱されない。このため、制御装置２０は、第１温度計２１の計測結果から十分に蓄熱材Ｔに蓄熱がされていないものと判定し、蓄熱材Ｔが蓄熱材冷却器１５に案内されるように、蓄熱材案内部１２の案内板１２ｂの姿勢を制御する。この結果、蓄熱材加熱器１１ｂを通過した蓄熱材Ｔは蓄熱材冷却器１５を経由して低温蓄熱材貯槽１７に戻され、再度、搬送ユニット１８によって蓄熱材加熱器１１ｂに搬送される。つまり、蓄熱材加熱器１１ｂにおいて蓄熱材Ｔが十分に加熱されるまでは、蓄熱材Ｔが蓄熱材貯槽１３に供給されることなく循環され、蓄熱材加熱器１１ｂに繰り返し供給されることによって徐々に昇温される。
【００３８】
日の出時刻から一定の期間が経過すると、太陽光から得られるエネルギが増大し、蓄熱材加熱器１１ｂにおいて蓄熱材Ｔが十分に加熱される。このため、制御装置２０は、第１温度計２１の計測結果から十分に蓄熱材Ｔが蓄熱されたものと判定し、蓄熱材Ｔが蓄熱材貯槽１３に案内されるように、蓄熱材案内部１２の案内板１２ｂの姿勢を制御する。この結果、蓄熱材加熱器１１ｂを通過した蓄熱材Ｔは蓄熱材貯槽１３に供給される。
【００３９】
蓄熱材貯槽１３に貯蔵された蓄熱材Ｔは、送出装置１４によって受熱部１００に送り出される。ここでは、制御装置２０は、第２温度計２２の計測結果に基づいて、受熱部１００の温度が維持されるように、蓄熱材Ｔの供給量を算出し、この算出結果に基づいて流量調整バルブ１４ｃの開度を調整し、これによって送出配管１４ａに供給される流動化ガスＺａの流量を調整する。この結果、必要量の蓄熱材Ｔが送出装置１４から受熱部１００に供給される。
【００４０】
受熱部１００の内部では、流動化ガス供給装置１９から供給された流動化ガスＺａによって蓄熱材Ｔが流動されている。このような受熱部１００に蓄熱材Ｔが供給されると、蓄熱材Ｔと熱伝達媒体Ｘとが熱交換され、これによって熱伝達媒体Ｘが加熱される。熱伝達媒体Ｘとの熱交換によって冷却された蓄熱材Ｔは、新たな蓄熱材Ｔが送出装置１４から供給されることによって押し出され、落下して蓄熱材冷却器１５に供給される。蓄熱材冷却器１５に供給された蓄熱材Ｔは、流動化ガス供給装置１９から蓄熱材冷却器１５に供給される流動化ガスＺａによって冷却され、その後、低温蓄熱材貯槽１７に戻される。
【００４１】
なお、受熱部１００及び蓄熱材冷却器１５から排出される流動化ガスＺａは、排気部１６の排気配管１６ａに案内され、熱交換器１６ｂを通過して大気開放される。熱交換器１６ｂでは熱伝達媒体Ｘが加熱され、その後、例えば受熱部１００に供給される。
【００４２】
また、制御装置２０は、太陽から得られるエネルギが強くなる時刻では、送出装置１４から受熱部１００への蓄熱材Ｔの供給量を上回る量の蓄熱材Ｔが蓄熱材加熱器１１ｂに供給されるよう、コンベア１８ａの輸送速度を高める。これによって、蓄熱材貯槽１３から排出される蓄熱材Ｔよりも蓄熱材貯槽１３に供給される蓄熱材Ｔが多くなり、蓄熱材貯槽１３の蓄熱材Ｔの保有量が増加していく。
【００４３】
そして、日没時刻が近づき、蓄熱材加熱器１１ｂによって十分に蓄熱材Ｔが加熱できなくなると、制御装置２０によって蓄熱材案内部１２の案内板１２ｂの姿勢が変更され、蓄熱材加熱器１１ｂから排出された蓄熱材Ｔが蓄熱材冷却器１５を経由して低温蓄熱材貯槽１７に案内される。その後、コンベア１８ａが停止される。このように、蓄熱材加熱器１１ｂから排出された蓄熱材Ｔが低温蓄熱材貯槽１７に案内される間も、蓄熱材貯槽１３に蓄えられた蓄熱材Ｔが送出装置１４によって受熱部１００に供給される。このため、太陽からのエネルギが得られない時刻であっても、受熱部１００において熱伝達媒体Ｘの加熱を行うことができる。
【００４４】
図２は、本実施形態の蓄熱システム１０において、時刻と第１温度計の温度（蓄熱材加熱器１１ｂの出口温度）との関係を示すグラフである。なお、図２には、搬送ユニット１８の蓄熱材Ｔの輸送量を示すグラフと、太陽から得られるエネルギを示すグラフと、蓄熱材貯槽１３の蓄熱材Ｔの保有量を示すグラフとを重ねて示している。なお、図２に示す例においては、受熱部１００において熱伝達媒体Ｘを蒸気化するために、蓄熱材案内部１２を行う温度が熱伝達媒体Ｘの沸点よりも高い温度に設定されている。
【００４５】
この図に示すように、日の出前の時刻においては蓄熱材貯槽１３に蓄えられた蓄熱材Ｔを用いて熱伝達媒体Ｘの加熱を行うと共に蓄熱材貯槽１３への蓄熱材Ｔの供給が停止されているため、蓄熱材貯槽１３の蓄熱材Ｔの保有量が徐々に減少する。一方、日の出時刻が過ぎ、コンベア１８ａが稼働されると共に蓄熱材加熱器１１ｂにて十分に蓄熱材Ｔが加熱されると、蓄熱材貯槽１３の蓄熱材Ｔの保有量が徐々に増加する。その後、太陽から得られるエネルギの増加に伴ってコンベア１８ａでの輸送量が増大され、蓄熱材貯槽１３の蓄熱材Ｔの保有量が大きく増加する。そして、日没時刻が近くなり、太陽から得られるエネルギが減少すると、蓄熱材加熱器１１ｂを通過した蓄熱材Ｔが蓄熱材冷却器１５を経由して低温蓄熱材貯槽１７に供給され、その後、日の出時刻が過ぎるまでコンベア１８ａが停止されると共に蓄熱材貯槽１３の蓄熱材Ｔの保有量が徐々に減少する。
【００４６】
以上のような本実施形態の蓄熱システム１０によれば、蓄熱材Ｔに太陽熱を蓄えることができるため、時刻や天候に左右されることなく、夜間や曇天時においても太陽熱が利用可能となる。また、本実施形態の蓄熱システム１０によれば、蓄熱材Ｔが流体として振る舞う物質からなり、蓄熱材Ｔそのものを送出装置１４で送り出すことによって熱の輸送を行う。このため、一旦蓄熱材Ｔに蓄えられた熱を他の媒体に移動させて輸送する場合と比較して、極めて効率高く熱を輸送することができる。したがって、本実施形態の蓄熱システム１０によれば、時刻や天候に左右されることなく太陽熱を利用可能とし、さらには蓄熱した熱の利用効率を高めることを可能とする。
【００４７】
また、本実施形態の蓄熱システム１０においては、受熱部１００を通過した蓄熱材Ｔを集光加熱器１１に搬送する搬送ユニット１８を備える。このため、蓄熱材Ｔを循環して再利用することができ、少量の蓄熱材Ｔによって蓄熱システム１０を構成することが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態の蓄熱システム１０においては、受熱部１００と搬送ユニット１８との間に配置されると共に受熱部１００を通過した蓄熱材Ｔを冷却する蓄熱材冷却器１５を備える。このため、搬送ユニット１８に供給される蓄熱材Ｔを十分に低温化させることができ、搬送ユニット１８の耐熱性能を低下させることが可能となる。逆に、搬送ユニット１８の耐熱性能を高め、受熱部１００より送出される蓄熱材Ｔの温度より十分高い耐熱温度とすることで、蓄熱材冷却器１５を省略することも可能である。
【００４９】
また、本実施形態の蓄熱システム１０においては、蓄熱材貯槽１３と別体として設けられ、蓄熱材Ｔを一時的に貯蔵すると共に貯蔵した蓄熱材Ｔを搬送ユニット１８に供給可能な低温蓄熱材貯槽１７と、集光加熱器１１から排出された蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３と蓄熱材冷却器１５を経由して低温蓄熱材貯槽１７とに分けて案内する蓄熱材案内部１２とを備えている。このため、蓄熱材貯槽１３を経由せずに、集光加熱器１１を通過させるように蓄熱材Ｔを循環させることが可能となる。したがって、日の出時刻から間もない時刻において蓄熱材Ｔを上述のように集光加熱器１１を通るように繰り返し循環させることによって、予め蓄熱材Ｔの昇温を図ることができ、その後短時間で蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３に供給可能な温度まで昇温することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態の蓄熱システム１０においては、集光加熱器１１の下方に蓄熱材貯槽１３が配置され、この蓄熱材貯槽１３の下方に送出装置１４が配置され、この送出装置１４の下方に蓄熱材冷却器１５が配置され、この蓄熱材冷却器１５の下方に低温蓄熱材貯槽１７が配置されている。このため、重力を利用して蓄熱材Ｔを落下させながら移動させることができ、エネルギ効率に優れた蓄熱システム１０となる。
【００５１】
また、本実施形態の蓄熱システム１０においては、蓄熱材Ｔとして砂が用いられている。これによって、熱を顕熱として蓄えることができ、蓄熱材Ｔが相転移することがない。したがって、太陽から得られるエネルギの大小にかかわらず、同様に蓄熱材Ｔを搬送することができる。
【００５２】
［乾燥システム］
次に、上述の蓄熱システム１０を有する乾燥システム１について説明する。図３は、本実施形態の乾燥システム１の概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の乾燥システム１は、複数の蒸発器２（熱伝達媒体加熱部）と、蒸気ドラム３と、補助ボイラ４と、乾燥炉５と、乾燥炉流動化ガス供給装置６と、熱伝達媒体循環部７と、過熱器８と、流動化蒸気供給部９と、蓄熱システム１０とを備えている。
【００５３】
蒸発器２は、蓄熱システム１０から供給される熱によって熱伝達媒体Ｘを蒸気化するものであり、上述の受熱部１００に相当する。本実施形態においては熱伝達媒体Ｘとして水を用いており、なお、熱伝達媒体Ｘとしては、水に限られるものではなく、例えば有機溶媒、無機塩類、あるいは金属を用いることも可能である。例えば、有機溶媒を用いる場合には、アルコール類や、沸点が比較的高くかつ常温で液体の油脂類等を用いることができる。また、無機塩類や金属を用いる場合には、流動性を確保するため比較的低温で液体となるものが選択される。
【００５４】
蒸気ドラム３は、蒸発器２によって蒸気化された熱伝達媒体Ｘを一時的に貯留するための容器であり、蒸発器２と乾燥炉５との間に配置されている。また、この蒸気ドラム３は、上部が乾燥炉５と接続されており、底部が熱伝達媒体循環部７と接続されている。このような蒸気ドラム３に熱伝達媒体Ｘが供給されると、蒸気状態の熱伝達媒体Ｘは蒸気ドラム３の上部に溜り、乾燥炉５に向けて送り出される。また、液体状態の熱伝達媒体Ｘは蒸気ドラム３の底部に溜り、熱伝達媒体循環部７に送り出される。
【００５５】
補助ボイラ４は、例えば起動及び停止が容易な汎用ボイラであり、蒸気ドラム３と接続されている。この補助ボイラ４は、蓄熱システム１０での蓄熱量が少なく、蒸発器２における蒸気の生成量が減少した場合に、補助的に熱伝達媒体Ｘを加熱して蒸気を生成し、この蒸気を蒸気ドラム３に供給する。
【００５６】
乾燥炉５は、チャンバ５ａと、チャンバ５ａの内部を水平方向に複数の領域に分割する分割壁５ｂと、チャンバ５ａの内部に挿通される伝熱管５ｃとを備えている。チャンバ５ａは、被乾燥物Ｙが内部に貯留される容器である。このチャンバ５ａでは、外部から被乾燥物Ｙが供給されることにより先に貯留された被乾燥物Ｙの一部が押し出されて排出される。分割壁５ｂは、チャンバ５ａの底部に立設されると共に、壁面同士が対向するように複数設けられている。この分割壁５ｂとして、下部に開口が設けられた第１分割壁５ｂ１と、開口が設けられずかつ第１分割壁５ｂ１よりも背丈の低い第２分割壁５ｂ２とが設けられており、これらが交互にチャンバ５ａ内で配列されている。このような複数の分割壁５ｂによってチャンバ５ａの内部が分割されることにより、被乾燥物Ｙは、図３の矢印に示すように、チャンバ５ａ内を上下に蛇行しながら進行する。伝熱管５ｃは、入口端が蒸気ドラム３と接続され、出口端が熱伝達媒体循環部７と接続されている。この伝熱管５ｃには、チャンバ５ａ内において被乾燥物Ｙと熱交換が行われる熱伝達媒体Ｘが流される。この乾燥炉５では、乾燥炉流動化ガス供給装置６から供給される乾燥炉流動化ガスＺｂによって流動する被乾燥物Ｙと、伝熱管５ｃを流れる熱伝達媒体Ｘとを熱交換することによって被乾燥物Ｙを乾燥させる。
【００５７】
このような乾燥炉５によって乾燥される被乾燥物Ｙは、不図示の微粉炭ボイラ等の燃料として用いられる固体の燃料であり、水分を多く含んでいる（例えば含水率が２０％以上）。このような被乾燥物Ｙとしては、例えば粉体化された褐炭やバイオマスである。なお、チャンバ５ａにおける流動性を高めるため、チャンバ５ａの内部には、このような被乾燥物Ｙの他に砂等の流動媒体を貯留しても良い。この流動媒体は、チャンバ５ａから排出された後に被乾燥物Ｙから分離され、再びチャンバ５ａ内に戻される。
【００５８】
乾燥炉流動化ガス供給装置６は、循環配管６ａと、不活性ガス発生器６ｂと、ブロワ６ｃと、熱交換器６ｄと、冷却器６ｅとを備えている。循環配管６ａは、一端側が多数に分岐されてチャンバ５ａの底部と接続され、他端側がチャンバ５ａの天井部に接続された配管であり、乾燥炉流動化ガスＺｂの流路となる。なお、循環配管６ａの一端側は、分割壁５ｂによって分割されたチャンバ５ａの各領域に対して各分岐端が接続されるようにチャンバ５ａの底部と接続されている。不活性ガス発生器６ｂは、例えば大気から、乾燥炉流動化ガスＺｂとして用いられる窒素ガス（不活性ガス）を生成するものであり、循環配管６ａと接続されている。ブロワ６ｃは循環配管６ａの途中部位に設けられており、乾燥炉流動化ガスＺｂを圧送する。このブロワ６ｃは、チャンバ５ａの底部から上方に向けて乾燥炉流動化ガスＺｂが供給されるよう、循環配管６ａの一端側（チャンバ５ａの底部と接続される側）に向けて乾燥炉流動化ガスＺｂを圧送する。これによって、循環配管６ａの一端側（チャンバ５ａの底部に接続された側）からチャンバ５ａ内に乾燥炉流動化ガスＺｂが供給され、循環配管６ａの他端側（チャンバ５ａの天井部に接続された側）からチャンバ５ａの内部の乾燥炉流動化ガスＺｂが回収される。
【００５９】
熱交換器６ｄは、循環配管６ａの途中部位であって、ブロワ６ｃの下流側に配置されている。この熱交換器６ｄは、熱伝達媒体循環部７が備える後述する返流配管７ａを流れる熱伝達媒体Ｘと、循環配管６ａを流れる乾燥炉流動化ガスＺｂとを熱交換するものである。この熱交換器６ｄにおいて、熱伝達媒体Ｘと乾燥炉流動化ガスＺｂとが熱交換されることによって、乾燥炉５に供給される前に乾燥炉流動化ガスＺｂが加熱され、乾燥炉流動化ガスＺｂによってチャンバ５ａの内部の温度が低下することを防止することができる。
【００６０】
冷却器６ｅは、循環配管６ａの途中部位であって、ブロワ６ｃの上流側に配置されている。この冷却器６ｅは、チャンバ５ａの内部を通過することにより加熱された乾燥炉流動化ガスＺｂに含まれる水分を凝縮して分離するため、乾燥炉流動化ガスＺｂを冷却する。これによって、ブロワ６ｃ等に乾燥した乾燥炉流動化ガスＺｂが供給され、ブロワ６ｃ等において結露が発生することを防止することができる。
【００６１】
このような乾燥炉流動化ガス供給装置６によって、チャンバ５ａの底部から上方に向けて乾燥炉流動化ガスＺｂが供給されることで、チャンバ５ａ内に貯留された被乾燥物Ｙが流動される。これによって、被乾燥物Ｙと熱伝達媒体Ｘとの熱交換が促進され、短時間で被乾燥物Ｙを乾燥することが可能となる。
【００６２】
熱伝達媒体循環部７は、返流配管７ａと、復水器７ｂと、給水ポンプ７ｃと、給水予熱器７ｄと、蒸気ドラム接続配管７ｅとを備えている。返流配管７ａは、乾燥炉５と蒸発器２とを接続し、乾燥炉５から排出された熱伝達媒体Ｘを再び蒸発器２に返流する配管である。この返流配管７ａは、図３に示すように、熱交換器６ｄを通過しており、これによって返流配管７ａを流れる熱伝達媒体Ｘと、循環配管６ａを流れる乾燥炉流動化ガスＺｂとが熱交換され、熱伝達媒体Ｘの熱量が乾燥炉流動化ガスＺｂに伝達される。
【００６３】
復水器７ｂは、返流配管７ａの途中部位であって熱交換器６ｄの下流に配置されており、蒸気である熱伝達媒体Ｘを例えば大気との熱交換により冷却して液化する。給水ポンプ７ｃは、復水器７ｂのさらに下流に配置されており、復水器７ｂによって液化された熱伝達媒体Ｘを蒸発器２に向けて圧送する。給水予熱器７ｄは、給水ポンプ７ｃのさらに下流側に配置されており、給水ポンプ７ｃから吐出された熱伝達媒体Ｘと復水器７ｂの上流側における熱伝達媒体Ｘとを熱交換することにより、蒸発器２に供給される熱伝達媒体Ｘを予熱する。蒸気ドラム接続配管７ｅは、蒸気ドラム３の底部と返流配管７ａとを接続する配管であり、乾燥炉５を通すことなく、蒸気ドラム３の底部に溜った液体の熱伝達媒体Ｘを復水器７ｂの上流側に案内する。なお、給水ポンプ７ｃの上流側には返流配管７ａへ熱伝達媒体Ｘを追加供給するための不図示のポートが設けられており、例えば熱伝達媒体Ｘの減少分を補う等の必要に応じて当該ポートから返流配管７ａに熱伝達媒体Ｘが追加供給される。
【００６４】
過熱器８は、蒸気ドラム３と乾燥炉５との間に配置されている。この過熱器８は、上述の受熱部１００に相当する。この過熱器８は、蒸気ドラム３から乾燥炉５の伝熱管５ｃに供給される熱伝達媒体Ｘを太陽熱によって飽和温度以上（例えば２００℃程度）に昇温する。
【００６５】
流動化蒸気供給部９は、過熱蒸気供給配管９ａと、開閉バルブ９ｂとを備えている。過熱蒸気供給配管９ａは、過熱器８とチャンバ５ａの底部とを繋ぐ配管であり、過熱器８によって過熱された熱伝達媒体Ｘを流動化ガスとしてチャンバ５ａ内に供給する。開閉バルブ９ｂは、過熱蒸気供給配管９ａの途中部位に配置されており、過熱蒸気供給配管９ａによって形成される流路の開閉を行う。
【００６６】
蓄熱システム１０は、日中は太陽熱を蓄熱すると共に蒸発器２及び過熱器８に熱を供給する。また、夜間は、蓄えた熱を蒸発器２及び過熱器８に供給する。これによって、２４時間、蒸発器２において蒸気を生成し、過熱器８において蒸気を過熱することが可能となる。
【００６７】
続いて、このように構成された本実施形態の乾燥システム１の動作について説明を行う。なお、以下の動作説明においては、乾燥炉５のチャンバ５ａに対しては被乾燥物Ｙが連続的に一定量で供給されているものとする。
【００６８】
蒸発器２で生成された蒸気状の熱伝達媒体Ｘは、蒸気ドラム３に供給される。熱伝達媒体Ｘは、蒸気ドラム３において気液分離され、蒸気の熱伝達媒体Ｘが過熱器８でさらに昇温された後、乾燥炉５の伝熱管５ｃに供給される。一方、液体の熱伝達媒体Ｘは、蒸気ドラム接続配管７ｅから熱伝達媒体循環部７に供給され、再び蒸発器２に供給される。なお、蒸気ドラム３から排出された蒸気が飽和温度以上の温度まで過熱されることによって、乾燥炉５における乾燥温度をより高めることができ、短時間で被乾燥物Ｙの乾燥を行うことが可能となる。
【００６９】
また、乾燥炉流動化ガス供給装置６においては、不活性ガス発生器６ｂから循環配管６ａに乾燥炉流動化ガスＺｂ（不活性ガス）が供給され、ブロワ６ｃが駆動されることによって循環配管６ａ内の乾燥炉流動化ガスＺｂが乾燥炉５に向けて圧送される。乾燥炉５に供給される乾燥炉流動化ガスＺｂは、予め熱交換器６ｄにおいて温められた上で、チャンバ５ａの底部からチャンバ５ａの内部に供給される。このようなチャンバ５ａの底部から乾燥炉流動化ガスＺｂが供給されることにより、チャンバ５ａ内の被乾燥物Ｙが流動化される。なお、チャンバ５ａ内の乾燥炉流動化ガスＺｂは、チャンバ５ａの上部から循環配管６ａに回収され、冷却器６ｅにおいて水分が除去された後、再びブロワ６ｃによって圧送される。
【００７０】
また、本実施形態の乾燥システム１においては、過熱された蒸気状の熱伝達媒体Ｘを流動化ガスとして乾燥炉５に供給することもできる。具体的には、開閉バルブ９ｂを開けると、過熱蒸気供給配管９ａを通じて熱伝達媒体Ｘが流動化ガスとしてチャンバ５ａ内に供給される。なお、例えば乾燥システムを一旦停止し、その後再開するときには、チャンバ５ａ内の温度が低くなる。このような場合に熱伝達媒体Ｘを被乾燥物Ｙに直接触れさせると、熱伝達媒体Ｘが凝縮して被乾燥物Ｙの表面が濡れ、被乾燥物Ｙの流動を阻害する。このため、チャンバ５ａ内の温度が低い場合には、乾燥炉流動化ガス供給装置６によって不活性ガスからなる乾燥炉流動化ガスＺｂをチャンバ５ａに供給する。
【００７１】
チャンバ５ａ内に挿通された伝熱管５ｃに供給された熱伝達媒体Ｘが供給されると、伝熱管５ｃの内部の熱伝達媒体Ｘと伝熱管５ｃの外部の被乾燥物Ｙとが熱交換されることによって、被乾燥物Ｙが加熱される。この結果、被乾燥物Ｙに含まれる水分が蒸発し、被乾燥物Ｙが乾燥される。乾燥された被乾燥物Ｙは、連続的にチャンバ５ａに供給される新たな被乾燥物Ｙに押されることによってチャンバ５ａの外部に排出される。なお、被乾燥物Ｙから蒸発した水分は、乾燥炉流動化ガスＺｂと共に循環配管６ａに回収される。
【００７２】
伝熱管５ｃを通過してチャンバ５ａの外部に排出された熱伝達媒体Ｘは、熱伝達媒体循環部７の返流配管７ａに流れ込む。返流配管７ａに流れ込んだ熱伝達媒体Ｘは、熱交換器６ｄを通り、給水予熱器７ｄを通り、復水器７ｂで冷却されることによって液体に戻される。液体となった熱伝達媒体Ｘは、給水ポンプ７ｃによって蒸発器２に向けて圧送される。給水ポンプ７ｃによって圧送される熱伝達媒体Ｘは、給水予熱器７ｄにおいて予熱された後、再び蒸発器２に供給される。
【００７３】
また、補助ボイラ４は、必要に応じて運転される。補助ボイラ４が運転されると、蒸気（熱伝達媒体Ｘ）が生成されて蒸気ドラム３に供給される。このように補助ボイラ４から蒸気ドラム３に供給された蒸気は、蒸発器２から蒸気ドラム３に供給された蒸気（熱伝達媒体Ｘ）と混合されて使用される。
【００７４】
以上のような本実施形態の乾燥システム１によれば、蓄熱システム１０を備えているため、時刻や天候に左右されることなく、２４時間、蒸発器２において蒸気を生成し、過熱器８において蒸気を過熱することが可能となる。このため、２４時間、被乾燥物Ｙの乾燥を行うことが可能となる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００７６】
図４は、本実施形態の蓄熱システム１０Ａの概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の蓄熱システム１０Ａは、上記第１実施形態の低温蓄熱材貯槽１７が備えられておらず、蓄熱材冷却器１５からコンベア１８ａに直接蓄熱材Ｔが供給される。また、蓄熱材案内部１２は、案内板１２ｂの姿勢によって、蓄熱材加熱器１１ｂから供給される蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３と受熱部１００とに分配し、本発明の分配部として機能する。また、搬送ユニット１８は、ホッパ１８ｃに蓄えられた蓄熱材Ｔを蓄熱材加熱器１１ｂに対して定量供給するロータリバルブ１８ｄを備えている。
【００７７】
本実施形態においては、夜間等も常に搬送ユニット１８を駆動し、ロータリバルブ１８ｄによって蓄熱材加熱器１１ｂに対して定量供給する。そして、制御装置２０は、蓄熱材加熱器１１ｂから排出される蓄熱材Ｔの温度（第１温度計２１の計測結果）に応じて、蓄熱材案内部１２を制御することにより、蓄熱材貯槽１３と受熱部１００とに分配する。例えば、蓄熱材Ｔの温度が低い場合には、制御装置２０は、受熱部１００に分配する蓄熱材Ｔの量を減少し、蓄熱材貯槽１３への分配を増大させる。この場合、制御装置２０は、蓄熱材貯槽１３から受熱部１００に供給される蓄熱材Ｔの供給量を増加させる。これによって、蓄熱材貯槽１３の下部に溜った蓄熱材Ｔが多く受熱部１００に供給され、受熱部１００の温度は適温に維持される。
【００７８】
また、例えば、蓄熱材加熱器１１ｂから排出される蓄熱材Ｔの温度が、蓄熱材加熱器１１ｂから排出される蓄熱材Ｔの全量を受熱部１００に供給することによって、受熱部１００が適温となる温度である場合には、制御装置２０は、受熱部１００にのみ蓄熱材Ｔを供給し、蓄熱材貯槽１３への分配を０とする。また、蓄熱材加熱器１１ｂから排出される蓄熱材Ｔの温度が、十分に高い場合には、蓄熱材加熱器１１ｂから排出される蓄熱材Ｔの一部のみを受熱部１００に供給し、残りを蓄熱材貯槽１３に分配する。これによって、蓄熱材貯槽１３に十分に加熱された蓄熱材Ｔが貯蔵される。
【００７９】
なお、上述のように、蓄熱材Ｔの温度が低い時刻（夜間）には、蓄熱材貯槽１３へ十分に加熱されていない蓄熱材Ｔが供給される。このため、十分に加熱された蓄熱材Ｔを多く生成できる日中に、蓄熱材貯槽１３に溜った低温の蓄熱材Ｔを徐々に排出し、蓄熱材Ｔの温度が低い時刻になるまでに蓄熱材貯槽１３の内部を温度の高い蓄熱材Ｔのみとする必要がある。これによって、蓄熱材貯槽１３から排出される蓄熱材Ｔが常に温度の高いものとなるため、夜間においても十分に熱の供給を行うことが可能となる。
【００８０】
このような本実施形態の蓄熱システム１０Ａによれば、蓄熱材加熱器１１ｂから供給される蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３と受熱部１００とに分配する蓄熱材案内部１２を備え、低温蓄熱材貯槽１７を省略するため、小型の設備とすることが可能となる。
【００８１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００８２】
図５は、本実施形態の蓄熱システム１０Ｂの概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の蓄熱システム１０Ｂでは、低温蓄熱材貯槽１７が蓄熱材冷却器１５の上方に配置されている。また、蓄熱材案内部１２と蓄熱材冷却器１５との間に低温蓄熱材貯槽１７が配置され、蓄熱材案内部１２から排出された蓄熱材Ｔが低温蓄熱材貯槽１７を経由して蓄熱材冷却器１５に供給される構成となっている。さらに、低温蓄熱材貯槽１７から排出される蓄熱材Ｔは、蓄熱材冷却器１５を経由してコンベア１８ａに供給される。
【００８３】
このような本実施形態の蓄熱システム１０Ｂにおいては、日没時刻後の蓄熱材加熱器１１ｂから排出される蓄熱材Ｔの温度が低い場合に、受熱部１００から排出された蓄熱材Ｔが、蓄熱材冷却器１５において冷却され、搬送ユニット１８によって持ち上げられ、集光加熱器１１と蓄熱材案内部１２とを通じて低温蓄熱材貯槽１７に蓄えられる。
【００８４】
なお、図５に示す本実施形態の蓄熱システム１０Ｂによると、低温蓄熱材貯槽１７へ供給される蓄熱材Ｔは、蓄熱材冷却器１５を経由せず、蓄熱材案内部１２より直接供給される。そのため、図１に示す第１実施形態の蓄熱システム１０に比べ、ある程度高温の蓄熱材Ｔが供給されることになり、したがって、低温蓄熱材貯槽１７の許容温度は、図１の第１実施形態による蓄熱システム１０と比べて、高い温度に耐える設計とする必要があり、低温蓄熱材貯槽１７単体の製造コストとしては、増加することになる。しかし、システム全体の大きさが小さくなる効果が大きく、全体としては、コスト削減につながることが期待される。なお、立地条件によってもシステム１基の設置コストは影響されるので、これらの条件から総合的に判断して、いずれの実施形態が有利かを判断することになる。
【００８５】
以上のような本実施形態の蓄熱システム１０Ｂによれば、低温蓄熱材貯槽１７が蓄熱材冷却器１５の上方に配置されていることから、蓄熱システム１０Ｂの高さを上記第１実施形態の蓄熱システム１０よりも小さくすることが可能となる。
【００８６】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８７】
例えば、上記実施形態においては、流動化ガスＺａの一部を抽気して蓄熱材Ｔを蓄熱材貯槽１３から送り出す送出装置１４を備える構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、耐熱加工を施したロータリフィーダやスクリュウコンベア等を用いる構成を採用することも可能である。
【００８８】
また、上記実施形態においては、流動化ガスＺａとして、大気中より吸引した空気を採用し、乾燥炉流動化ガスＺｂとして不活性ガスを採用したが、蓄熱システム１０に用いる蓄熱材Ｔとして、酸素と反応する可能性のある物質が用いられる場合においては、流動化ガスＺａとして、乾燥炉流動化ガス供給装置６の不活性ガス発生器６ｂより不活性ガスの供給を受ける構成を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１  乾燥システム
２  蒸発器（受熱部、熱伝達媒体加熱部）
３  蒸気ドラム
４  補助ボイラ
５  乾燥炉
５ａ  チャンバ
５ｂ  分割壁
５ｂ１  割壁
５ｂ２  割壁
５ｃ  伝熱管
６  乾燥炉流動化ガス供給装置
６ａ  循環配管
６ｂ  不活性ガス発生器
６ｃ  ブロワ
６ｄ  熱交換器
６ｅ  冷却器
７  熱伝達媒体循環部
７ａ  返流配管
７ｂ  復水器
７ｃ  給水ポンプ
７ｄ  給水予熱器
７ｅ  蒸気ドラム接続配管
８  過熱器（受熱部）
９  流動化蒸気供給部
９ａ  過熱蒸気供給配管
９ｂ  開閉バルブ
１０  蓄熱システム
１０Ａ  蓄熱システム
１０Ｂ  蓄熱システム
１１  集光加熱器
１１ａ  円筒型集光鏡
１１ｂ  蓄熱材加熱器
１２  蓄熱材案内部（案内部、分配部）
１２ａ  案内配管
１２ｂ  案内板
１３  蓄熱材貯槽（貯槽）
１４  送出装置
１４ａ  送出配管
１４ｂ  抽気配管
１４ｃ  流量調整バルブ
１５  蓄熱材冷却器（冷却部）
１６  排気部
１６ａ  排気配管
１６ｂ  熱交換器
１６ｃ  回収配管
１７  低温蓄熱材貯槽（第２貯槽）
１８  搬送ユニット（搬送手段）
１８ａ  コンベア
１８ｂ  駆動モータ
１８ｃ  ホッパ
１８ｄ  ロータリバルブ
１９  流動化ガス供給装置
１９ａ  供給配管
１９ｂ  ブロワ
２０  制御装置
２１  第１温度計
２２  第２温度計
１００  受熱部
Ｔ  蓄熱材
Ｘ  熱伝達媒体
Ｙ  被乾燥物
Ｚａ  流動化ガス
Ｚｂ  乾燥炉流動化ガス
【図１】
2016211797.tif 000003
【図２】
2016211797.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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