(57)【要約】【課題】複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させて内包させた反応材成型体の製造方法を提案する。【解決手段】作動媒体と反応して蓄熱又は放熱する反応材を成形した反応材成型体の製造方法であって、複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させた状態で前記複数の伝熱促進材を保持した伝熱促進材整列構造を形成する第１の工程と、前記伝熱促進材整列構造を、液体状の反応材が充填された反応材含浸槽の内部に含浸させて伝熱促進材整列反応材を形成する第２の工程と、前記伝熱促進材整列反応材を前記反応材含浸槽の外部に取出し、固化させる第３の工程と、を有する、反応材成型体の製造方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動媒体と反応して蓄熱又は放熱する反応材を成形した反応材成型体の製造方法であって、
複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させた状態で前記複数の伝熱促進材を保持した伝熱促進材整列構造を形成する第１の工程と、
前記伝熱促進材整列構造を、液体状の反応材が充填された反応材含浸槽の内部に含浸させて伝熱促進材整列反応材を形成する第２の工程と、
前記伝熱促進材整列反応材を前記反応材含浸槽の外部に取出し、固化させる第３の工程と、
を有する、反応材成型体の製造方法。
【請求項２】
前記固化させた伝熱促進材整列反応材に含まれる複数の伝熱促進材を切断する方向に該伝熱促進材整列反応材を切り出し、反応材成型体を作成する第４の工程を有する、
請求項１に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材の一端又は両端を、接着剤又は液体状の反応材により保持部材に保持した伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項１又は２に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材の一端又は両端を、複数の把持部材により把持した伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項１又は２に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程は、
前記複数の把持部材の間又は内部に前記反応材の流路を形成した伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項４に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材を帯状に整列させた状態で前記伝熱促進材を保持した伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材を纏め糸で纏めた伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材を補強部材で補強した伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項９】
前記伝熱促進材整列構造に、前記反応材を液体化させるために用いた溶媒に溶解する溶媒を含浸させる第５の工程を有し、
前記第２の工程は、
前記第５の工程の後、前記溶媒が含浸された伝熱促進材整列構造を前記反応材含浸槽の内部に含浸させて伝熱促進材整列反応材を形成する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材を所定の方向に整列させた状態で一本又は複数本の柱状保持部材により一回又は複数回折り返した伝熱促進材整列構造を形成する工程を含む、
請求項１、２、６〜９のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項１１】
前記伝熱促進材整列構造間に前記作動媒体の流路が形成されたユニットを挟み込む第６の工程を有する、
請求項１０に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の工程は、
前記反応材含浸槽の内部を真空引きしながら又は所望の真空状態にした後、若しくは、前記反応材含浸槽の内部のガスを前記反応材を溶かす溶媒のガスで置換しながら又は置換した後、前記反応材含浸槽の内部に前記反応材を充填させ、前記伝熱促進材整列構造を含浸させて伝熱促進材整列反応材を形成する、
請求項１０又は１１に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項１３】
前記一本又は複数本の柱状保持部材は、
前記反応材の材質を含む固体状の反応材で構成される、
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の工程は、
前記複数の伝熱促進材の少なくとも一部を、前記第４の工程にて前記複数の伝熱促進材を切断する方向に対して垂直方向又は斜め方向に整列させた状態で前記複数の伝熱促進材を保持した伝熱促進材整列構造を形成する
請求項２〜１３のいずれか一項に記載の反応材成型体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応材成型体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱装置、ケミカルヒートポンプ、吸着式ヒートポンプ（冷凍機）等、熱源の熱を蓄え、温熱、冷熱、あるいはその両方を放出する機能を有する熱利用装置がある。熱利用装置では、熱を蓄熱する材料（以下、「反応材」とも称する。）との間で熱を効率的に伝熱して、反応材に熱を加える、あるいは反応材から熱を取り出す機構が必要であり、熱交換器がこの機能を担っている。
【０００３】
一般的に、熱利用装置に用いられる熱交換器は、熱媒を流通させるチューブあるいは挟持されたプレートと、伝熱機能を高めるためのフィンなどから構成され、固体状の反応材が、前記チューブ、プレート、あるいはフィンの伝熱面と接触して熱の授受を行う。この反応材と熱交換器の伝熱面との伝熱特性を向上させるための方法の一つとしては、バインダー（あるいは接着伝熱層）により反応材を伝熱面に固着する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また，反応材層内の熱伝導率の向上のため，反応材の内部に粉体状，あるいは繊維状の金属材を混合する技術が提案されている。
【０００５】
また、エチレングリコールなどの固体−液体間の潜熱蓄熱材での利用を念頭に置いた蓄熱システムの伝熱促進の手法として、炭素繊維を２条の芯金の間に並べてねじり、該炭素繊維を連続的に螺旋状に芯金に拘束して螺旋状炭素繊維を形成し、該螺旋状炭素繊維を熱交換器面と接触させて熱伝導向上を図る技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された方法では、伝熱特性を上げるために反応材を熱交換器の伝熱面に固着するため、反応材が経時変化して蓄熱及び放熱機能を失った際、反応材のみを熱交換器から取り外して交換することができず、熱交換器ごと交換しなければならず、ランニングコストが高くなってしまうという課題を有する。
【０００７】
また、特許文献２に開示された蓄熱システムでは、固体−液体間の潜熱蓄熱材の代わりに粉粒状の固体反応材を充填し用いることも可能であるが、熱交換器の伝熱面に対し炭素繊維の伝熱促進効果が有効でない領域が存在すること、および炭素繊維と熱交換器面の接触を保った状態で粉粒状の固体反応材を充填することが構造上容易ではないという課題を有する。
【０００８】
そこで、一側面では、本発明は、複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させて内包させた反応材成型体の製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの案では、作動媒体と反応して蓄熱又は放熱する反応材を成形した反応材成型体の製造方法であって、複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させた状態で前記複数の伝熱促進材を保持した伝熱促進材整列構造を形成する第１の工程と、前記伝熱促進材整列構造を、液体状の反応材が充填された反応材含浸槽の内部に含浸させて伝熱促進材整列反応材を形成する第２の工程と、前記伝熱促進材整列反応材を前記反応材含浸槽の外部に取出し、固化させる第３の工程と、を有する、反応材成型体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
一態様によれば、複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させて内包させることで、伝熱効率の良い反応材成型体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態にかかる反応材成型体の製造工程の一例を示す図。
【図２】第１実施形態にかかる反応材成型体の一例を示す図。
【図３】第１実施形態にかかる蓄放熱ユニットの一例を示す図。
【図４】変形例にかかる反応材成型体の一例を示す図。
【図５】第２実施形態にかかる反応材成型体の製造工程の一例を示す図。
【図６】第２実施形態にかかる反応材成型体の一例を示す図。
【図７】第２実施形態にかかる帯状伝熱促進材束の一例及び変形例を示す図。
【図８】第３実施形態にかかる反応材成型体の製造工程の一例を示す図。
【図９】図８（ｂ）のＣ−Ｃ断面を示す図。
【図１０】変形例にかかる伝熱促進材整列反応材の断面を示す図。
【図１１】第３実施形態にかかる反応材成型体の一例を示す図。
【図１２】変形例にかかる通気構造部材を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１３】
［反応材］
以下に説明する本発明の第１〜第３実施形態では、作動媒体と反応して蓄熱又は放熱する反応材を成形した反応材成型体の製造方法が開示される。反応材としては、蓄熱及び放熱の過程を通して固体の態様を保つ物、液体の態様を保つ物、更には固体と液体との間の相変化を伴う物がある。各実施形態では、「蓄熱及び放熱の過程を通して固体の態様を保つ反応材」を対象とする。
＜第１実施形態＞
［構成］
まず、本発明の第１実施形態に係る反応材成型体３の製造方法について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る反応材成型体３の製造方法の一例を示す。第１実施形態にかかる反応材成型体３の製造で使用される伝熱促進材整列構造２は、伝熱促進材束２０と、一対の伝熱促進材保持構造体２４とを有する。伝熱促進材束２０は、繊維状の伝熱促進材２２を複数本所定の方向に整列させたものである。一対の伝熱促進材保持構造体２４（以下、「保持構造体２４」ともいう。）は、伝熱促進材束２０の両端部を接着し、保持させたものである。
【００１４】
なお、伝熱促進材整列構造２は、伝熱促進材束２０の一端部を保持構造体２４に接着することで伝熱促進材束２０を保持構造体２４に保持させてもよい。Ａは伝熱促進方向を示す。図１には、紙面の右上にて第１実施形態に係る反応材成型体３の製造に使用される反応材含浸槽１０が示されている。反応材含浸槽１０内には、流動状反応材１が充填されている。
【００１５】
［製造工程］
第１実施形態に係る反応材成型体３の製造方法では、次の工程が実行される。
（ａ）第１の工程
第１の工程は、図１（ａ）に示すように、複数の伝熱促進材２２を伝熱促進方向Ａに整列させた状態で伝熱促進材２２を保持した伝熱促進材整列構造２を形成する。なお、複数の伝熱促進材２２の少なくとも一部が伝熱促進方向に整列していればよい。反応材成型体３を切り出したときの切断面の近傍において、複数の伝熱促進材２２が伝熱促進方向Ａに整列していればよい。後述される第２及び第３実施形態において使用される複数の伝熱促進材についても同様である。
（ｂ）第２の工程
次に、第２の工程は、図１（ｂ）に示すように、伝熱促進材整列構造２を、流動状反応材１が充填された反応材含浸槽１０の内部に含浸させて伝熱促進材整列反応材３０を作成する。伝熱促進材整列構造２を反応材含浸槽１０へ沈め、伝熱促進材束２０間の空隙へ流動状反応材１を含浸させ伝熱促進材整列反応材３０を作成する。なお、流動状反応材１は、液体状の反応材の一例であり、液状又はスラリー状であってもよい。
（ｃ）第３の工程
次に、第３の工程は、図１（ｃ）に示すように、伝熱促進材整列反応材３０を反応材含浸槽１０の外部に取出し、固化させる。伝熱促進材整列反応材３０の固化は、乾燥、加熱又は焼成等により実行される。
（ｄ）第４の工程
次に、第４の工程は、図１（ｄ）に示すように、伝熱促進材整列反応材３０を任意の形に切り出すことで反応材成型体３を作成する。この時、伝熱促進材２２の長軸方向（伝熱促進方向Ａ）を断ち切る形で伝熱促進材２２を切断して切り出す。例えば、鋸３１で伝熱促進方向Ａに対して垂直に伝熱促進材２２を切断して図２（ａ）に示す矩形状の反応材成型体３を形成する。ただし、伝熱促進材２２の切断方向は、図１（ｄ）に示すように伝熱促進方向Ａに対して垂直な方向に限らず、伝熱促進方向Ａに対して斜め方向であってもよい。
【００１６】
整列した複数の伝熱促進材２２の切断面が、図３に示す熱交換器５１の熱交換面（伝熱面）Ｅｘに密着するように反応材成型体３を作成することで、伝熱促進材２２による反応材成型体３から反応材成型体３への熱の伝導を高めることができる。以下に詳しく述べる。
【００１７】
（熱交換器への充填）
図２（ａ）に示す反応材成型体３は、反応材成型体３の切断面Ｔｒを熱交換器５１の熱交換面Ｅｘに接触させるように熱交換器５１に充填される。これにより、反応材成型体３と熱交換器５１との間に伝熱促進材２２による良熱伝導の伝熱流路ができるため、効率的な熱交換が可能な蓄放熱ユニット５を作成できる。
【００１８】
また、これによれば、熱交換器５１からの反応材成型体３の交換が容易に行える。図３（ａ）では、熱交換器５１の３つの凹みに、３つの反応材成型体３がそれぞれ挿入される。熱交換器５１には、３つの反応材成型体３の間に熱媒体を通過させる経路５２が設けられている。ただし、熱交換器５１に充填する反応材成型体３の個数や熱媒体を通過させる経路５２の有無や数についてはこれに限られず、様々なバリエーションが可能である。
【００１９】
なお、上記第１の工程は、伝熱促進材整列構造２を形成する第１の工程の一例である。また、上記第２の工程は、伝熱促進材整列反応材３０を形成する第２の工程の一例である。また、上記第３の工程は、伝熱促進材整列反応材３０を固化させる第３の工程の一例である。また、上記第４の工程は、反応材成型体３を作成する第４の工程の一例である。
【００２０】
［各部位の説明］
本実施形態では、伝熱促進材２２の材料としては、カーボン、銅、アルミ、その他の材料が考えられるが、これに限るものではなく、反応材成型体３の伝熱促進方向の所望寸法に対して伝熱経路を形成するのに十分な長さを持った良熱伝導体であればよい。本実施形態では繊維状の伝熱促進材２２を例として挙げたが、伝熱促進材２２は、針状、紐状、薄片短冊状でもよい。伝熱促進材２２は、カーボンファイバーや金属線であってもよい。
【００２１】
保持構造体２４は、たとえば板状の形状を持ち、伝熱促進材束２０を保持できるだけの強度を持つ材質で形成される。カーボン等の金属や樹脂、板紙などの他、硬化させた流動状反応材１あるいは流動状反応材１と同じ固体反応材を主剤とした材質を用いてもよい。本実施形態においては、保持構造体２４の形状は平板状で示したがこれに限らない。例えば図４に示す反応材成型体３の他の例では、伝熱促進材２２の伝熱促進方向Ａが放射状に整列して形成されている。この場合、伝熱促進材２２の一方を曲面状の保持構造体２４ａにし、伝熱促進材２２の他方を棒状や板状の保持構造体２４ｂにする。このように保持構造体２４は、伝熱促進材整列構造２に合わせた形状を選択することができる。図４の例では，保持構造体を除去加工することで伝熱促進材端を露出させ，熱媒配管５３との伝熱を向上させることが望ましい。
【００２２】
保持構造体２４への伝熱促進材２２の保持には、接着剤を用いて接着させるか、あるいは流動状反応材１に伝熱促進材束２０の一端部又は両端部を浸し、硬化させて保持構造体２４へ接着する。接着剤および硬化後の流動状反応材１は、その後に反応材含浸槽１０内に流し入れる流動状反応材１により侵されづらく、少なくとも流動状反応材１の硬化まで伝熱促進材２２を保持できるものを用いる。また、本実施形態では一対の保持構造体２４で保持したが、伝熱促進材２２に十分な剛性があるならば片方の端部を保持せず自由端にし、伝熱促進材束２０を下に垂らす形で反応材含浸槽１０に沈め含浸させてもよい。また、保持構造体２４は後述される第２及び第３実施形態の構造例の保持構造体２４を併用してもよい。なお、本実施形態にかかる保持構造体２４は、接着剤又は液体状の反応材により複数の伝熱促進材２２の一端又は両端を保持する保持部材の一例である。
【００２３】
保持構造体２４は一対でなく複数具備していても良い。この場合、保持構造体２４をたとえば銅やアルミなどの良熱伝導薄板で形成することで、保持構造体２４自体を伝熱フィンとして用いる伝熱流路を持つ反応材成型体３を形成できる。、保持構造体２４自体を伝熱フィンとして用いる一例としては、図３（ｂ）に示すように複数の反応材成型体３間及び端部に保持構造体２４が形成される。保持構造体２４は銅等で形成されているため、各反応材成型体３の伝熱面に存在する多数の伝熱促進材２２により熱が効率よく保持構造体２４に伝えられ、伝熱効率を高めることができる。
【００２４】
反応材含浸槽１０は、伝熱促進材整列構造２を沈めるのに適した幅と奥行きを持つものが望ましい。伝熱促進材整列構造２の占める空間と反応材含浸槽１０との間に隙間があると、その隙間に伝熱促進材２２の充填されていない部分ができてしまい、硬化後の反応材成型体３の切り出し加工の際に除去しなくてはならない部分が発生し、収率が下がるためである。また、硬化後の伝熱促進材整列反応材３０の取り出しを容易にするため、反応材含浸槽１０は分割されたパーツで構成されていてもよい。たとえば反応材含浸槽１０の側面４面と底面１面の５つの部品を組み上げることで反応材含浸槽１０を形成し、伝熱促進材整列反応材３０の硬化後は各部品を取り外すことで伝熱促進材整列反応材３０の取り出しを行ってもよい。反応材含浸槽１０の内壁の素材は、流動状反応材１により変質せず伝熱促進材整列反応材３０が剥離しやすいものが望ましく、たとえばフッ素樹脂で表面を覆われた金属体などで作成される。
【００２５】
また、本実施形態では、反応材含浸槽１０に流動状反応材１を充填したのち、伝熱促進材整列構造２を沈め含浸させたが、あらかじめ反応材含浸槽１０内に伝熱促進材整列構造２を配置し、そこに流動状反応材１を注ぎ込んでもよい。流動状反応材１は、気泡のはらみや注入衝撃による伝熱促進材束２０の破断や偏りを抑制するため、図１の反応材含浸槽１０の底部に設けた注入口１０ａ、あるいは反応材含浸槽１０の底部に導入した図示しない注入管から静かに注入することが望ましい。この場合、反応材含浸槽１０の壁面と保持構造体２４との間隙への流動状反応材１の流入を防ぐため、反応材含浸槽１０の内壁と保持構造体２４とを密着させて作った空間へ流動状反応材１を充填してもよい。
【００２６】
更に、反応材成型体３には作動媒体流路４が設けられてもよい。例えば、作動媒体流路４は、図３（ｂ）に示すように反応材成型体３の切断面Ｔｒ以外の面や、図３（ｃ）に示すように反応材成型体３の切断面Ｔｒを通って対向面を貫通するようにしてもよい。
【００２７】
硬化後の伝熱促進材整列反応材３０に対しドリルなどで穴を開けることにより、反応材成型体３に作動媒体流路４を形成することができる。作動媒体流路４には作動媒体の所定の気体が通過する。
【００２８】
［反応材・流動化・伝熱促進材の例］
反応材としては、活性炭、シリカゲル、ゼオライトなどの吸着材や、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムなどの化学蓄熱材といった、作動媒体気体との気固反応により蓄放熱を行える蓄熱材料を用いることができる。作動媒体気体は、蓄熱材料と反応し発熱する気体であり、例えば蓄熱材料が吸着材であれば、水蒸気や炭酸ガス、メタノール、アンモニアなどが挙げられる。例えば、反応材が石こう（硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）を主成分とする鉱物）の場合、作動媒体は水蒸気を使用することが好ましい。
【００２９】
流動状反応材１は、これら蓄熱材に対し、硬化性を持たせるための、たとえば粘土、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂などのバインダーと、流動性を上げるためのたとえば水、トルエン、メチルエチルケトンなどの溶媒を混合してスラリー状にしたものなどを用いることができる。また、たとえば、塩化カルシウム４水物など、加熱により液化する形態をとる蓄熱材については、加熱により流動状にして用いてもよい。
【００３０】
［効果の例］
以上、第１実施形態に係る反応材成型体３の製造方法について説明した。これによれば、後述される第２及び第３実施形態と比較し、伝熱促進材束２０と保持構造体２４とを直接接着する。このため、後述される第２及び第３実施形態において伝熱促進材束２０を保持する伝熱促進材整列構造２の配置間隔で生じる保持部周辺での伝熱促進材２２の偏りが無い。よって、保持構造体２４により伝熱促進材束２０が保持された部分の周辺においても伝熱促進材２２を均一に分散させて形成することができる。これにより、伝熱促進材束２０が保持された部分の周辺でも伝熱促進材束２０の中央部と同様の伝熱性能を持つ反応材成型体３を作成できる。これにより、本実施形態に係る反応材成型体３の製造方法によれば、他の実施形態と比較して高い収率を持つ反応材成型体３の形成を実現できる。
【００３１】
以上により、伝熱促進材２２が所定の方向に整列して積層された反応材成型体３を簡便に作成することができ、熱交換器５１と反応材成型体３の熱交換が効率よく行える蓄放熱ユニット５を製造することができる。
＜第２実施形態＞
［構成］
次に、本発明の第２実施形態に係る反応材成型体３の製造方法について、図５を参照しながら説明する。第２実施形態にかかる反応材成型体３の製造で使用される伝熱促進材整列構造２は、繊維状の伝熱促進材２２を整列させた帯状伝熱促進材束２１ａと、帯状伝熱促進材束２１ａの両端部を挟持する複数の挟持部材２５を有する。挟持部材２５は、帯状伝熱促進材束２１ａの一端部を挟持してもよい。本実施形態では、対向して配置される複数の挟持部材２５により伝熱促進材整列構造２の保持構造体２４が形成される。本実施形態にかかる挟持部材２５は、複数の伝熱促進材２２の一端又は両端を把持する把持部材の一例である。
【００３２】
また、伝熱促進材整列構造２は、帯状伝熱促進材束２１ａの束帯面方向Ｂに対し垂直な成分を持つ方向に配置された複数本の糸状の補強部材２８と、補強部材２８を保持する複数の補強部材保持機構２９とを有する。
【００３３】
また、第２実施形態に係る反応材成型体３の製造方法では、含浸槽として、流動状反応材１の流動化溶媒１５で充填された溶媒含浸槽１４と、流動状反応材１で充填された反応材含浸槽１０とが使用される。流動化溶媒１５は、反応材を流動化させるために用いた溶媒に溶解する溶媒の一例である。
【００３４】
［製造工程］
第２実施形態に係る反応材成型体３の製造方法では、まず図５に示す構成の伝熱促進材整列構造２を形成する（第１の工程の一例）。
【００３５】
次に、第２実施形態では、伝熱促進材整列構造２を溶媒含浸槽１４内に沈め、帯状伝熱促進材束２１ａの繊維間の空隙へ流動状反応材１の流動化溶媒１５を含浸させ帯状伝熱促進材束２１ａ間の気泡を追い出す（第５の工程の一例）。
【００３６】
その後、第２実施形態では、溶媒含浸槽１４より取出した伝熱促進材整列構造２を反応材含浸槽１０へ沈め、流動状反応材１を含浸させ伝熱促進材整列反応材３０を形成する（第２の工程の一例）。このとき、挟持部材２５間の距離を縮め、帯状伝熱促進材束２１ａの張力を緩和することで、帯状伝熱促進材束２１ａの繊維を流動状反応材１内に分散させ、これにより、より均一な熱伝導構造を作成できる。
【００３７】
その後、第２実施形態では、伝熱促進材整列反応材３０を反応材含浸槽１０より取り出し（第３の工程の一例）、乾燥や加熱などにより硬化させ、任意の形に切り出すことで反応材成型体３を作成する（第４の工程の一例）。
【００３８】
この時、図６に示すように、伝熱促進材２２の長軸方向（伝熱促進方向Ａ）に対して垂直又は斜め方向に帯状伝熱促進材束２１ａを断ち切る形で反応材成型体３を切り出す。切り出された反応材成型体３は、その切断面を熱交換器の伝熱面に接触させるよう熱交換器５１に充填する（図３参照）。これにより、反応材成型体３と熱交換器５１との間に伝熱促進材による良熱伝導の伝熱流路ができ、効率的な熱交換が可能な蓄放熱ユニット５を作成できる。
【００３９】
［各部位の説明］
本実施形態にかかる帯状伝熱促進材束２１ａは、長軸方向（伝熱促進方向Ａ）が任意方向にそろえられた繊維状、針状、紐状、あるいは薄片短冊状の伝熱促進材２２を帯状に整えたものである。図５に示した帯状伝熱促進材束２１ａは、第２実施形態にかかる帯状伝熱促進材束２１の一例である。図７は、第２実施形態にかかる帯状伝熱促進材束２１の一例としての帯状伝熱促進材束２１ａ及びその変形例にかかる帯状伝熱促進材束２１ｂ〜２１ｅを示す。図７（ａ）に示すように、本実施形態にかかる帯状伝熱促進材束２１ａは、伝熱促進方向Ａと束帯面方向Ｂとが同方向になっている。この場合、帯状伝熱促進材束２１ａの両端部に保持構造体２４が配置される。
【００４０】
図７（ｂ）〜図７（ｅ）には、本実施形態にかかる帯状伝熱促進材束２１の変形例が示されている。図７（ｂ）の帯状伝熱促進材束２１ｂでは、伝熱促進材２２が２方向に揃えられた網目状になっている。帯状伝熱促進材束２１ｂの場合、伝熱促進方向Ａと束帯面方向Ｂとは異なる方向になっている。帯状伝熱促進材束２１の側部がほつれてしまう場合，束帯面方向Ｂと平衡方向の保持構造体２４を追加配置しても良いし、纏め糸２３や補強部材２８でほつれやすい側端部を補強しても良い。
【００４１】
本実施形態にかかる帯状伝熱促進材束２１には、必要に応じて同一あるいは別素材の纏め糸２３が編み込まれてもよい。図７（ｃ）の帯状伝熱促進材束２１ｃには、伝熱促進材２２の伝熱促進方向Ａと垂直な方向に纏め糸２３が配置されている。纏め糸２３を用いる場合、保持構造体２４間を結ぶ束帯面方向Ｂに平行でない方向、例えば保持構造体２４に対し水平成分方向にも伝熱促進方向Ａを規定できるようになる。これにより、伝熱促進材整列反応材３０内の伝熱促進材２２による伝熱促進方向Ａを３次元的に設計できる。
【００４２】
図７（ｄ）の帯状伝熱促進材束２１ｄには、伝熱促進材２２と垂直な方向に纏め糸２３が配置されている。図７（ｄ）に示すように、伝熱促進材２２と同一方向に補強部材２８を配置してもよい。これにより、帯状伝熱促進材束２１ｄを補強しながら纏めることができる。
【００４３】
図７（ｂ）の帯状伝熱促進材束２１ｂにかかる伝熱促進材２２が２方向に揃えられているのに対して、図７（ｅ）の帯状伝熱促進材束２１ｅにかかる伝熱促進材２２は１方向にて揃えられた網目状の帯状伝熱促進材束２１が示されている。他方向には補強部材２８が揃えて配置されている。
【００４４】
図７に示す各帯状伝熱促進材束２１ａ〜２１ｅは、第１及び第３実施形態においても使用することができる。一方、本実施形態においても第１実施形態と同様に帯状伝熱促進材束２１を用いず纏め糸２３の含まれていない伝熱促進材束２０を挟持させて本実施形態にかかる伝熱促進材整列構造２を形成してもよい。以下、帯状伝熱促進材束２１ａ〜２１ｅを含めて帯状伝熱促進材束２１と記載する。
【００４５】
伝熱促進材２２の材料としては、カーボン、銅、アルミ、その他の材料が考えられる。ただし、伝熱促進材２２の材料は、これに限るものではなく、反応材成型体３の伝熱促進方向の所望寸法に対して、伝熱経路を形成するに十分な長さを持った、良熱伝導体であればよい。本実施形態では繊維状の伝熱促進材２２を例として挙げたが、針状、紐状、薄片短冊状でもよい。
【００４６】
保持構造体２４は、隣接する板状や柱状の挟持部材２５により伝熱促進材２２の束端部を交互に挟み込み配列させ、両端よりボルトなどの保持機構で挟持させることで構成される。図５に示すように挟持部材２５には、流動状反応材１が通過できる流通孔１１が設けられていてもよい。これにより、流動状反応材１を反応材含浸槽１０に含浸した時に流動状反応材１が帯状伝熱促進材束２１間の空隙に均等に流入しやすくなり、帯状伝熱促進材束２１の破断や偏りを抑制することができる。また、本実施形態では一対の保持構造体２４で帯状伝熱促進材束２１の両端を保持したが、伝熱促進材２２に十分な剛性がある場合には帯状伝熱促進材束２１の片方の端部を保持せず自由端にしてもよい。この場合、束帯面方向Ｂが反応材含浸槽１０を配置した地面に対して鉛直方向になるようにして伝熱促進材整列構造２を反応材含浸槽１０内に沈め含浸させてもよい。また、保持構造体２４は第１及び第３実施形態に開示した保持構造体２４を併用してもよい。
【００４７】
糸状の補強部材２８には、作成される反応材成型体３の強度を高める効果がある。帯状伝熱促進材束２１が長軸方向のみに整列されていると、帯状伝熱促進材束２１内に流動状反応材１が均一に含浸できずに空隙が発生する場合や、帯状伝熱促進材束２１と流動状反応材１との界面の接着強度が不十分な場合が起こりえる。そうすると、帯状伝熱促進材束２１と保持構造体２４との境界面に沿って剥離が起こりやすくなり、反応材成型体３の強度が不十分になる。本実施形態では、帯状伝熱促進材束２１の面に垂直な成分を持つ方向に補強部材２８を配置することにより、帯状伝熱促進材束２１の面に垂直な方向の接着強度を高め、反応材成型体３の強度を高めることができる。この結果、成型時や熱交換器５１への反応材成型体３の装着時の破損を抑制することができる。なお、補強部材２８としては本実施形態のような糸状でなくてもよく、短冊状や板状でもよく、パンチング加工されたものやメッシュ状のものでもよい。補強部材２８の材質は、伝熱促進材だけでなく、たとえば綿や紙、金属、樹脂、セラミクスなどを選択でき、硬化後の反応材と接着性がよいものであればよい。また、多孔質材料等反応材含浸後も内部に気体流路を形成する部材を補強部材２８として封入すれば、作動媒体気体の拡散抵抗を低減し、反応材成型体３の補強効果のみならず、反応材成型体３全体の反応速度を向上させることができる。
【００４８】
伝熱促進材整列構造２に使用される補強部材２８は、図７に示した方向に配置される構成に限られず、複数の伝熱促進材２２に対して該伝熱促進材２２を補強する方向に配置されればよい。
【００４９】
溶媒含浸槽１４で気泡を追い出す流動化溶媒１５は、必ずしも使用する流動状反応材に用いている溶媒である必要はなく、流動状反応材１と混合できればよい。たとえば水を溶媒としている流動状反応材１を用いるときに、溶媒含浸槽１４にてエタノールを帯状伝熱促進材束２１に含浸させてもよい。また、用いる流動状反応材１を溶媒で希釈し粘度を下げ、伝熱促進材束間に含浸しやすくした希釈流動状反応材を用いてもよい。
【００５０】
［効果の例］
以上、第２実施形態に係る反応材成型体３の製造方法について説明した。これによれば、第１実施形態と比較し、帯状伝熱促進材束２１の保持構造体への接着工程が不要になる。これにより、反応材成型体３の製造に要する時間を短縮できる。
【００５１】
また、挟持部材２５により挟み込んだ帯状伝熱促進材束２１間に、挟持部材２５の幅の流動状反応材流路が形成されるため、伝熱促進材２２の流動状反応材１による破断や偏りが抑制される。さらに、本実施形態は、把持部材２５に流動状反応材１が通過できる流通孔１１を設けた。これにより、特に粘度が高い流動状反応材１を用いる場合やカーボンファイバーなど強度の低い伝熱促進材２２を用いた場合においても流動状反応材１が帯状伝熱促進材束２１間の空隙に均等に流入しやすい効果を得ることができる。以上により、伝熱促進材２２が所定の方向に整列して積層した反応材成型体３を簡便に作成することができ、熱交換器５１と反応材成型体３との熱交換が効率よく行える蓄放熱ユニット５を製造することができる。
＜第３実施形態＞
［構成］
次に、本発明の第３実施形態に係る反応材成型体３の製造方法について、図８を参照しながら説明する。第３実施形態にかかる反応材成型体３の製造で使用される伝熱促進材整列構造２は、図８（ａ）に示すように、繊維状の伝熱促進材束２０を整列させた帯状伝熱促進材束２１と、固定具２７と、複数本の柱状保持部材２６を有する。固定具２７は、帯状伝熱促進材束２１の両端部を固定する。複数本の柱状保持部材２６は、帯状伝熱促進材束２１を折り返し支持する。
【００５２】
第３実施形態に係る反応材成型体３の製造方法では、蓋部１２により密閉可能な反応材含浸槽１０が使用される。蓋部１２には、真空ポンプ１７とベントバルブ１９とが接続されている。真空ポンプ１７は、反応材含浸槽１０内を予め定められた圧力にまで減圧し、バルブ１８ａの開閉により反応材含浸槽１０内を所定の真空状態に保持する。また、反応材含浸槽１０内は、ベントバルブ１９の開閉を制御することで大気に開放される。
【００５３】
反応材含浸槽１０には、蓋部１２を介して反応材導入管１６が設けられている。反応材導入管１６には、バルブ１８ｂを介して流動状反応材供給タンク１３が接続されている。
【００５４】
伝熱促進材整列構造２は、複数の伝熱促進材２２を所定の方向に整列させた状態で柱状保持部材２６により一回又は複数回折り返され、固定具２７により固定され、反応材含浸槽１０内に配置される。この状態で、図８（ｂ）に示すように、反応材含浸槽１０内に流動状反応材１が充填された後、帯状伝熱促進材束２１間に短冊状の通気構造部材４０が挿入される。
【００５５】
［製造工程］
第３実施形態に係る反応材成型体３の製造方法は、まず、複数の伝熱促進材２２を整列させた状態で柱状保持部材２６により複数回折り返され、固定具２７により固定された伝熱促進材整列構造２を反応材含浸槽１０内に配置する（第１の工程の一例）。
【００５６】
次に、第３実施形態では、伝熱促進材整列構造２が反応材含浸槽１０内に固定された状態で、吐出口が反応材含浸槽１０の下部付近になるように長さが調整された反応材導入管１６を伝熱促進材２２を破断しないよう挿入する。そして、蓋部１２を閉めることで反応材含浸槽１０を密閉する。
【００５７】
次に、第３実施形態では、真空ポンプ１７により反応材含浸槽１０内を真空状態にして脱気した後、流動状反応材供給タンク１３のバルブ１８ｂを開き、流動状反応材１を反応材含浸槽１０内に導入する（第２の工程の一例）。真空ポンプ１７による脱気は、流動状反応材１を導入しながら行っても導入後に行ってもよい。反応材含浸槽１０内を脱気することにより伝熱促進材束２０間および流動状反応材１中に気泡を生じさせずに流動状反応材１を充填でき、かつ、流動状反応材１の反応材含浸槽１０内への流れ込みを促進させることができる。
【００５８】
流動状反応材１を充填した後、流動状反応材供給タンク１３のバルブ１８ｂを閉じ、真空ポンプ１７で脱気していた場合はバルブ１８ａを閉じて脱気を止め、ベントバルブ１９を開けて反応材含浸槽１０内を大気解放後、蓋１２を開けて反応材導入管１６を引き抜く。その後、流動状反応材１の硬化前に帯状伝熱促進材束２１間に短冊状の通気構造部材４０を挿入し、所望の位置で保持する（第６の工程の一例）。
【００５９】
ここで、流動状反応材１が通気構造部材４０内に含浸し通気流路をふさがないよう粘度を調整するか、流動状反応材１の粘度に合わせて形成された通気構造部材４０を用いる。図９は、図８（ｂ）のＣ−Ｃ断面を示す。本実施形態では、均等に通気構造部材４０が形成されている。
【００６０】
柱状保持部材２６は、流動状反応材１の硬化前に反応材含浸槽１０から引き抜いてもよい。その場合、引き抜いた後の空間は、流動状反応材１を流入して埋めてもいい。柱状保持部材２６は、帯状伝熱促進材束２１を保持させる必要があるならば硬化後まで残したままでもよい。柱状保持部材２６を残した場合では、流動状反応材１の硬化後に柱状保持部材２６を引き抜き、その空隙に流動状反応材１を充填して硬化させ、柱状保持部材２６を引き抜いた後の空隙を埋めてもいい。
【００６１】
その後、伝熱促進材整列反応材３０を反応材含浸槽１０より取り出し、乾燥や加熱などにより固化させ（第３の工程の一例）、任意の形に切り出すことで反応材成型体３を作成する（第４の工程の一例）。この時、図１１に示すように、伝熱促進材２２の伝熱促進方向Ａを断ち切る形で切り出し、この切断面を熱交換面に接触させ熱交換器５１に充填する。これにより、反応材と熱交換器５１との間に伝熱促進材２２による良熱伝導の伝熱流路ができるため、効率的熱交換が可能な蓄放熱ユニット５が作成できる。
【００６２】
［各部位の説明］
伝熱促進材２２および帯状伝熱促進材束２１の材質等については上記第１及び第２実施形態と同様であり、帯状でない伝熱促進材束２０にも利用できる。帯状伝熱促進材束２１を両端で固定する固定具２７は、帯状伝熱促進材束２１を挟持する構造であってもよいし、接着固定や巻きつけ保持する構造でもよい。帯状伝熱促進材束２１は、両端で固定具２７により固定される。
【００６３】
本実施形態では、柱状保持部材２６は両端を固定具２７で保持された帯状伝熱促進材束２１を何度も折り返し支持することで所望の束帯面方向Ｂおよび伝熱促進材長軸Ａを立体的に形成する。柱状保持部材２６で１８０度に何度も折り返せば平行方向に並列した束帯面方向Ｂを構成することができ、また、柱状保持部材２６を図１０に示すように配置すれば、放射状の伝熱促進方向Ａを構成するように伝熱促進材２２を配置することができる。放射状の伝熱促進材２２は、たとえば図４のような形に整形することで熱媒配管５３の周囲に配置し蓄放熱ユニット５を構成することができる。
【００６４】
固定具２７および柱状保持部材２６の素材は帯状伝熱促進材束２１を固定できるだけの強度を持っていればよく、金属や樹脂などの他、流動状反応材１の硬化物など、流動状反応材１と同じ又は流動状反応材１の材質を含む反応材を主剤とした材質で構成してもよい。反応材を主剤とした部材を用いた場合、流動状反応材１の含浸硬化後に固定具２７および柱状保持部材２６を残存させても、固定具２７および柱状保持部材２６が反応材として機能する。このため、柱状保持部材２６付近の成型時の材料ロス、反応材充填密度の低減、あるいは柱状保持部材除去後の空隙部補填工程の増加を回避できる。
【００６５】
また、柱状保持部材２６を流動状反応材の含浸後硬化前に引き抜くことで、引き抜き後の空隙に流動状反応材を流入させ空隙を補填する方法もとれる。この場合、引き抜き後に帯状伝熱促進材束２１にかかった張力を緩和できるため、帯状伝熱促進材束２１の繊維を流動状反応材１内に分散させ、均一な熱伝導構造を実現することができる。保持部材２６を失った帯状伝熱促進材束２１が浮沈し偏らない程度に流動状反応材１の粘度が十分ある場合に有用である。
【００６６】
本実施形態では気泡除去のため真空ポンプ１７により反応材含浸槽１０内を真空引きしたが、真空ポンプ１７による脱気ではなく、ガス置換でも気泡除去効果が得られる。その場合に用いるガスは流動化に用いている流動化溶媒１５の気体あるいは流動化溶媒１５に良く溶け込む気体あるいは反応材と反応する作動媒体気体とし、流動状反応材１の充填前に反応材含浸槽１０内を当該ガスのみで充填する。たとえば流動化溶媒１５が水の場合は、ベントバルブ１９を開きながら別途設けたスチーム導入口よりスチーム導入し、反応材含浸槽内の空気を水蒸気で追い出したのちにベントバルブ１９が閉じられる。これにより、反応材含浸槽内を流動化溶媒１５のガス等の所望のガスで置換し、ここに流動状反応材１を導入することで真空ポンプ脱気と同様の気泡除去効果を得ることができる。
【００６７】
真空ポンプ１７による脱気及び反応材を溶かしている溶媒のガスによる置換は、流動状反応材１を導入しながら行っても導入前に行ってもよい。ただし、流動状反応材１を導入する前に行う方が脱泡効果がより効率的に得られ、より流れ込みを促進させることができるため好ましい。
【００６８】
短冊状の通気構造部材４０は不織布、紙、金属メッシュ、多孔質金属、セラミックスなどを選択できる。通気構造部材４０により反応材成型体３に作動媒体気体の通気構造を作成することができるため、蓄熱及び放熱反応時に作動媒体を反応材内部を速やかに流通させ、反応材の総括の反応速度を向上させることができる。また、反応材が蓄熱及び放熱反応により膨張及び収縮する場合、収縮により伝熱面との接触が不十分になり蓄熱及び放熱反応速度が低下する場合がある。本実施形態によれば、反応材の体積変化に対応して流通部材が収縮及び膨張することにより、反応材成型体３全体としての体積変化を抑制することができ、その結果、伝熱面との接触が保持できる．このため、熱交換器５１との熱授受が速やかに行え、反応速度を向上させることができる。塩化カルシウムや臭化カルシウムなど、蓄放熱運転による膨張収縮が顕著な反応材を用いる場合に適した手法である。
【００６９】
一方、通気構造部材４０の代わりに流動状反応材１の硬化後に除去可能な通気口成型部材を挿入し、貫通孔を形成してもよい。通気口成型部材は硬化後の反応材から引き抜き離形しやすいシリコーンゴムなどが適している。通気構造部材４０及び通気口成型部材は、伝熱促進材整列構造２間に作動媒体の流路が形成されたユニットの一例である。
【００７０】
貫通孔を形成する場合、通気構造部材４０が反応材成型体３内に残存せず、通気構造部材４０分の熱容量を削減できるため、蓄放熱反応時に通気構造部材分４０の顕熱による熱出力への影響が低減できる。上記した反応材膨張収縮に対する体積変化抑制効果はないため、膨張収縮の少ない吸着材や硫酸カルシウムなどの反応材を用いる場合に適している。
【００７１】
なお、図１２（ａ）の纏め糸４１を用いていない通気構造部材４０に対して、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に通気構造部材４０の変形例を示すように、複数の短冊状の通気構造部材４０を纏めるために纏め糸４１を用いてもよい。
【００７２】
［効果の例］
以上、第３実施形態に係る反応材成型体３の製造方法について説明した。これによれば、柱状保持部材２６により帯状伝熱促進材束２１間に流動状反応材１の導入流路ができるため、伝熱促進材２２の流動状反応材１による破断や偏りが抑制される。このため、特に粘度が高い流動状反応材を用いる場合やカーボンファイバーなど強度の低い伝熱促進材２２を用いる場合に適している実施形態である。また、長尺の帯状伝熱促進材束２１を連続的に巻きつけながら伝熱促進材整列構造２を作成できるため、伝熱促進材の切断工程を減らせ、効率よく伝熱促進材整列構造２を作成できる。
【００７３】
上記第１〜第３実施形態にかかる反応材成型体３の製造方法では、製造工程中に伝熱促進材整列反応材３０を加圧しない。これにより、反応材の粒子間に作動媒体気体の流路が形成された反応材成型体３を作成することができ、反応材成型体３全体の反応速度を向上させることができる。その理由を説明する。
【００７４】
反応材成型体３では、反応材成型体３を形成する反応材と反応材に拡散される作動媒体気体とが反応することで、以下の式（１）に示される熱量Ｑ（発熱又は吸熱）が発生する。これにより、反応材を使った蓄熱が可能となる。
Ｒ（反応材）＋Ｇ（作動媒体気体）→Ｒ・Ｇ（反応後の物質）＋Ｑ（発熱又は吸熱）・・（１）
反応材の粒子間には間隙がある。水蒸気等の作動媒体気体は、反応材の粒子間に存在する間隙を流路として流れ、反応材の内部に拡散していく。製造工程中に伝熱促進材整列反応材３０が加圧されていると、反応材の粒子間に存在する間隙がつぶれて、粒子間に形成された作動媒体気体の流路が狭くなり又は閉塞され、作動媒体気体が反応材内に入り込みにくくなる。そうすると、上式（１）による反応が促進されず、反応速度が低下する。そこで、第１〜第３実施形態にかかる反応材成型体３の製造方法では、製造工程中に伝熱促進材整列反応材３０を加圧しない。これにより、反応材成型体３全体の反応速度を向上させることができる。
【００７５】
また、作動媒体流路４は、反応材成型体３の内部への作動媒体気体の拡散抵抗を低減させ、作動媒体気体を応材成型体３内へ拡散しやすくする。これにより、反応材成型体３全体の反応速度を向上させることができる。
【００７６】
さらに、流動状反応材１の流動化溶媒１５が多い程、流動化溶媒１５を気化させて除去した後の反応材成型体３の粒子間の間隙が大きくなる。これによっても、所定以上の作動媒体気体の流路を確保し、これにより、反応材成型体３全体の反応速度を向上させることができる。
【００７７】
（まとめ）
以上、第１〜第３実施形態にかかる反応材成型体３の製造方法について説明した。かかる製造方法によれば、作動媒体との反応によって蓄熱又は放熱の少なくともいずれかを行う反応材を成形した反応材成型体３が作成される。反応材成型体３の製造では、繊維状、針状、紐状、あるいは薄片短冊状の伝熱促進材２２の長軸方向（伝熱促進方向Ａ）を任意方向にそろえ保持した伝熱促進材整列構造２に液状またはスラリー状に流動化された流動状反応材を反応材含浸槽１０内にて含浸させる。これにより、伝熱促進材整列反応材３０が形成される。伝熱促進材整列反応材３０を乾燥や焼成などにより硬化させることで反応材成型体３が作成される。
【００７８】
作成された反応材成型体３は、その内部に任意方向にそろった伝熱経路を形成し、これにより、反応材成型体３の内側と外側の熱の授受を効率的に行うことができる。この反応材成型体３は所望の熱交換器５１に合わせて伝熱促進材２２による伝熱経路をもつように成型加工され、熱交換器５１の伝熱面に対し効果的に伝熱が行われるように熱交換器５１に接触し、充填される。これにより、反応材成型体３と外部熱交換手段である熱交換器５１の伝熱面との間で良好な熱伝達を行える構造を、反応材成型体３を熱交換器５１と容易に分離して着脱できる構成においても実現することができる。この結果、蓄熱及び放熱の過程を通して固体の形態を保つ反応材を用いる熱利用装置において、熱交換器５１からの反応材成型体３の交換を容易に行うことができる。加えて、蓄熱及び放熱過程で、反応材成型体３と熱交換器５１の伝熱を良好に保てる蓄放熱ユニット５を提供することが可能となる。
【００７９】
また、反応材成型体３は、硬化後の伝熱促進材整列反応材３０中の伝熱促進材２２の長軸方向を断ち切る方向に切り出し成型される。これにより、作成された反応材成型体３は、伝熱促進材２２を断ち切った面で熱交換器５１と接触させることで、伝熱促進材２２の伝熱経路の終端部と熱交換器５１の伝熱面とを接触させるあるいは極近づけることができる。この結果、反応材成型体３と熱交換器５１との熱の授受を効率的に行うことができる。
【００８０】
また、反応材成型体３は、伝熱促進材束２０の少なくとも一端を接着剤あるいは硬化保持可能な流動状反応材により伝熱促進材保持構造体２４に固定することで、伝熱促進材２２の長軸方向を任意方向にそろえて構成した伝熱促進材整列構造２を用いて作成できる。かかる伝熱促進材保持構造体２４を用いることであらかじめ伝熱促進材束２０を均等に整列させることができる。このため、反応材含浸後も保持構造体２４間の伝熱促進材２２は均等に分散保持され、作成される反応材成型体３は均等な伝熱性能を得ることができる。また、伝熱促進材束２０を保持構造体２の周辺で帯状に偏らせる必要がないため、反応材成型体３内の全域にわたり伝熱促進材２２をより分散して形成することができる。これにより、反応材成型体３と熱交換器５１との熱交換能力を偏りなく向上させることができる。
【００８１】
また、反応材成型体３は、伝熱促進材束２０の少なくとも一端を挟持部材２５で保持する伝熱促進材保持構造体２４により伝熱促進材２２の長軸方向を任意方向にそろえて構成した伝熱促進材整列構造２を用いて作成できる。かかる伝熱促進材保持構造体２４を用いることであらかじめ伝熱促進材束２０を均等に整列させることができる。このため、反応材含浸後も挟持部材２５間の伝熱促進材２２は均等に分散保持され、作成される反応材成型体３は均等な伝熱性能を得ることができる。
【００８２】
また、挟持部材２５により挟み込んだ伝熱促進材束２０間に流動状反応材の流路ができる。このため、粘度の高い流動状反応材を用いた場合の含浸むらによる充填不良や、カーボンファイバーなど低強度の伝熱促進材２２を用いた場合の流動状反応材１による伝熱促進材２２の破断や偏りが是正される。また、接着工程が不要であるため製造工程の時間を短縮できる。
【００８３】
また、反応材成型体３は、複数の柱状保持部材２６を介して伝熱促進材束２０を１回又は複数回折り返すことで、伝熱促進材２２の長軸方向を任意方向にそろえて構成された伝熱促進材整列構造２を用いて作成できる。かかる伝熱促進材整列構造２では、柱状保持部材２６であらかじめ伝熱促進材束２０を均等に整列させることができる。このため、反応材含浸後も柱状保持部材２６間の伝熱促進材２２は均等に分散保持され、作成される反応材成型体３は均等な伝熱性能を得ることができる。
【００８４】
また、柱状保持部材２６により折り返した伝熱促進材束２０間に流動状反応材１の流路ができる。このため、粘度の高い流動状反応材１を用いた場合の含浸むらによる充填不良や、カーボンファイバーなど低強度の伝熱促進材２２を用いた場合の流動状反応材１による伝熱促進材２２の破断や偏りが是正される。
【００８５】
また、長尺の伝熱促進材束２０を連続的に巻きつけながら伝熱促進材整列構造２を作成できる。このため、伝熱促進材２２の切断、接着、挟持工程を減らせ、ハンドリングよく伝熱促進材整列構造２を作成できる。
【００８６】
また、反応材成型体３は、伝熱促進材２２の長軸方向を任意方向にそろえられた伝熱促進材束２０として、帯状に整えられた帯状伝熱促進材束２１を用いて作成できる。これによれば、線状、あるいは糸束状の伝熱促進材２２を用いるのに比べ、あらかじめ帯状に整えられた帯状伝熱促進材束２１は、伝熱促進材整列構造２への保持工程においてハンドリング良く整列保持させやすい。この結果、より容易に均一な伝熱促進材整列構造２を構成することができる。
【００８７】
また、反応材成型体３は、長軸方向を任意方向にそろえられた繊維状、針状、紐状、あるいは薄片短冊状の伝熱促進材２２に、同一あるいは別素材の纏め糸２３が編みこまれている帯状伝熱促進材束２１を用いて作成できる。これによれば、纏め糸２３により、伝熱促進材束２０が一層まとまり易くなり、ハンドリング性が向上するほか、反応材含浸時に反応材流動化溶媒や液状反応材による表面張力で伝熱促進材２２同士が帯状伝熱促進材束２１の長手方向に収縮することを抑制できる。これにより、伝熱促進材２２は偏りなく均等に分散保持され、作成される反応材成型体３は均等な伝熱性能を得ることができる。
【００８８】
また、纏め糸２３で伝熱促進材２２を纏めることにより、伝熱促進材２２の伝熱方向と伝熱促進材整列構造２の保持部材方向とが平行である必要がなくなるため、伝熱促進方向を任意方向に規定しやすくなる。
【００８９】
また、反応材成型体３は、伝熱促進材束２０の長軸方向に対し垂直な成分を持つ方向に、同一あるいは別素材の補強部材２８を配置した伝熱促進材整列構造２を用いて作成できる。これによれば、作成される反応材成型体３の補強効果が得られる。伝熱促進材束２０が長軸方向のみに整列されていると、伝熱促進材束２０と反応材の界面の接着強度が不十分である場合、界面をきっかけに剥離が起こるなど反応材成型体３の強度が不十分になる場合がある。これに対して、長軸方向に垂直な方向に反応材を良好に保持する補強部材２８を配置することにより、反応材の界面に垂直な方向の接着強度を高め、反応材成型体３の強度を高め、反応材成型体３の成型時や熱交換器５１への導入時の破損を抑制することができる。
【００９０】
また、反応材成型体３は、柱状保持部材２６が、流動状反応材と同じ固体反応材を主剤とした材質で構成される伝熱促進材整列構造２を用いて作成できる。反応材として機能しない保持部材を用いると、流動状反応材１の含浸後や硬化後に引き抜くか残存させる場合、硬化後の反応材成型時は保持部材の周辺を切り落とすか、そのまま空隙あるいは保持部材を残すか、あるいは空隙部に流動状反応材１を補填することになる。この場合、それぞれ上記保持部材付近の成型時材料ロス、反応材充填密度の低減、あるいは保持部材引き抜きによって生じた空隙補填工程の増加が発生してしまい効率が低下する。
【００９１】
これに対して、反応材成型体３は、柱状保持部材２６が、流動状反応材と同じ固体反応材を主剤とした材質で構成される伝熱促進材整列構造２を用いて作成できる。このため、流動状反応材１の含浸硬化後も柱状保持部材２６を残存させても、柱状保持部材２６が反応材として機能する。このため、柱状保持部材２６付近の成型時の材料ロス、反応材充填密度の低減、あるいは柱状保持部材２６の引き抜きによって生じた空隙補填工程の増加を回避できる。伝熱促進材束２０の方向を保ったままにでき、効果的な伝熱促進方向を持たせた反応材成型体を作成できる。ただし、柱状保持部材２６は引き抜くことも可能である。
【００９２】
また、不織布、紙、金属メッシュ、多孔質金属、セラミックスなどの通気構造部材４０を伝熱促進材整列構造２間に挟みこみ、反応材成型体３内に作動媒体気体の通過流路を形成することができる。通気構造部材４０により反応材成型体３に作動媒体気体の通気構造を作成できる。このため、蓄熱及び放熱反応時に作動媒体を反応材内部を速やかに流通させ、反応速度を向上させることができる。また、反応材が蓄熱及び熱反応により膨張・収縮する場合、収縮により伝熱面との接触が不十分になり蓄熱及び放熱反応速度が低下することがある。しかし、上記実施形態かかる製造方法により作成された反応材成型体３は、通気構造部材４０により反応材の体積変化に対応して流通部材が収縮及び膨張することにより、反応材成型体３全体としての体積変化を抑制することができる。この結果、反応材成型体３と熱交換器５１の伝熱面との接触が保持できるため、熱交換器５１との熱授受が速やかに行え、反応速度を向上させることができる。塩化カルシウムや臭化カルシウムなど、蓄放熱運転による膨張収縮が顕著な反応材を用いる場合に適した手法である。
【００９３】
また、上記実施形態かかる製造方法では、通気構造形成型を伝熱促進材整列構造２間に挟みこみ、反応材硬化後に通気構造形成型を取り除くことで反応材成型体内に作動媒体気体の通過流路を形成することができる。これによれば、反応材成型体３に作動媒体気体の通気構造を作成することができるため、蓄熱及び放熱反応時に作動媒体を反応材内部を速やかに流通させ、反応速度を向上させることができる。また、通気構造部材分の顕熱が省かれるため、蓄熱及び放熱運転時に顕熱分の熱のロスがなくなるため熱効率が良くなる。硫酸カルシウムやゼオライトなど、蓄熱及び放熱運転による膨張収縮が顕著でない反応材を用いる場合に適した手法である。
【００９４】
また、上記実施形態かかる製造方法では、反応材を流動化させるために用いた溶媒に溶解する溶媒を予め伝熱促進材束２０に含浸させたのち、流動状反応材を含浸させてもよい。反応材含浸前にあらかじめ伝熱促進材束２０内の気泡を除去することで、伝熱促進材２２間に気泡をはらまず反応材を含浸させやすく、反応材内に伝熱促進材２２が分散した状態になる。このため、反応材と伝熱促進材２２との接触が向上し、その結果、反応材成型体３と熱交換器５１との間の実効的伝熱を向上させることができる。また、溶媒により伝熱促進材束２０をあらかじめ濡らしておくことにより、流動状反応材含浸時に表面張力による影響を低減し、伝熱促進材２２の破断や偏りを防止することができる。
【００９５】
また、上記実施形態かかる製造方法では、反応材含浸槽１０内を密封し陰圧にすることで伝熱促進材束２０間及び流動状反応材内の気泡を除去可能な脱泡機能を具備する反応材含浸槽１０を用いて反応材成型体３を作成できる。これによれば、反応材含浸中あるいは後に伝熱促進材束２０内の気泡を除去することで、伝熱促進材２２間に気泡をはらまず反応材を含浸させやすく、反応材内に伝熱促進材２２が分散した状態になる。このため、反応材と伝熱促進材２２との接触が向上し、結果反応材と熱交換器間の実効的伝熱を向上させることができる。
【００９６】
以上、複数の反応材成型体の製造方法を上記各実施形態により説明したが、本発明にかかる反応材成型体の製造方法は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。また、上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００９７】
例えば、本発明にかかる反応材成型体の製造方法では、第１実施形態において作成した反応材成型体３の製造に際して伝熱促進材２２を補強する方向に補強部材を配置してもよい。
【００９８】
また、本発明にかかる反応材成型体は複数の伝熱促進材の少なくとも一部を所定の方向に整列させて内包する。その際の複数の伝熱促進材の所定の方向は、熱交換器の伝熱面に対して垂直な方向に整列している場合だけでなく、熱交換器の伝熱面に対して斜め方向に整列している場合も含む。
【符号の説明】
【００９９】
１：流動状反応材
２：伝熱促進材整列構造
３：反応材成型体
４：作動媒体流路
５：蓄放熱ユニット
１０：反応材含浸槽
１２：蓋部
１３：動状反応材供給タンク
１４：溶媒含浸槽
１５：流動化溶媒
１６：反応材導入管
１７：真空ポンプ
１８ａ、１８ｂ：バルブ
１９：ベントバルブ
２０：伝熱促進材束
２１：帯状伝熱促進材束
２２：伝熱促進材
２３：纏め糸
２４：伝熱促進材保持構造体（保持構造体）
２５：挟持部材
２６：柱状保持部材
２７：固定具
２８：補強部材
２９：補強部材保持機構
３０：伝熱促進材整列反応材
４０：通気構造部材
４１：纏め糸
５１：熱交換器
Ａ：伝熱促進方向
Ｂ：束帯面方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１００】
【特許文献１】特開平１０−２８６４６０号公報
【特許文献２】特許第３７１５４４０号公報
【特許文献３】特開平４−１４８１９４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図８】
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