(57)【要約】【課題】蓄熱容器内の熱媒体及び熱媒体用の熱交換器を使用せず、小型化・軽量化することにより見掛けの蓄熱密度を大きくできる化学蓄熱反応器を提供する。また、この化学蓄熱反応器を利用して、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現できる熱輸送システムを提供する。【解決手段】正反応により蓄熱し逆反応により放熱する化学蓄熱材と、化学蓄熱材と接触して熱交換するための流体を通過させる流体流路と、化学蓄熱材及び流体流路とを内部に収容する蓄熱容器とを有し、蓄熱段階において、熱供給設備から供給される給熱流体を前記流体流路に導入して化学蓄熱材と接触させることにより正反応を生じさせて蓄熱し、放熱段階において、受熱流体を流体流路に導入して化学蓄熱材と接触させることにより逆反応を生じさせて放熱すると共に、化学蓄熱材が放熱する熱量により受熱流体を加熱して熱需要設備に導出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正反応により蓄熱し逆反応により放熱する化学蓄熱材と、当該化学蓄熱材と接触して熱交換するための流体を通過させる流体流路と、前記化学蓄熱材及び前記流体流路とを内部に収容する蓄熱容器とを有し、
前記化学蓄熱材への蓄熱段階において、熱供給設備から供給される給熱流体を前記流体流路に導入して前記化学蓄熱材と接触させることにより、当該化学蓄熱材の正反応を生じさせて蓄熱し、
前記化学蓄熱材からの放熱段階において、受熱流体を前記流体流路に導入して前記化学蓄熱材と接触させることにより、当該化学蓄熱材の逆反応を生じさせて放熱すると共に、前記化学蓄熱材が放熱する熱量により前記受熱流体を加熱して前記熱需要設備に導出する化学蓄熱反応器。
【請求項２】
前記蓄熱容器は、前記熱供給設備から供給される給熱流体を前記流体流路に導入するための導入口、及び、前記流体流路から前記熱需要設備に前記受熱流体を導出するための導出口として、少なくとも１つの開口部を有していることを特徴とする請求項１に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項３】
前記開口部は、前記化学蓄熱材に蓄熱された熱量を外部に放散しないように熱的に遮断するための蓋部材を具備することを特徴とする請求項２に記載の化学蓄熱反応器。
【請求項４】
前記化学蓄熱材は、脱水反応を正反応として蓄熱し水和反応を逆反応として放熱する化学蓄熱材であって、
前記給熱流体は、前記化学蓄熱材の脱水反応温度以上の高温の流体であって当該化学蓄熱材に接触して脱水反応を生じさせ、
前記受熱流体は、水蒸気又は水分を含有する流体であって前記化学蓄熱材の水和反応に必要な反応水の量又は過剰の水分を含有した状態で当該化学蓄熱材に接触して水和反応を生じさせると共に、
前記化学蓄熱材が水和反応により放熱する熱量により前記受熱流体及び／又は前記過剰の水分を加熱して前記熱需要設備に導出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の化学蓄熱反応器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の化学蓄熱反応器と、熱供給設備と、熱需要設備とを有し、
前記熱供給設備から供給される熱量を前記化学蓄熱反応器に供給して前記化学蓄熱材の正反応により蓄熱し、
蓄熱後の前記化学蓄熱反応器を前記熱供給設備から離隔して保管又は移送し、
保管又は移送後の前記化学蓄熱反応器に蓄熱した熱量を前記化学蓄熱材の逆反応により放熱して前記熱需要設備で利用し、
放熱後の前記化学蓄熱反応器を前記熱需要設備から離隔した前記熱供給設備に移送して再度蓄熱を行うようにした熱輸送システム。
【請求項６】
前記熱供給設備は、放出する熱量を前記化学蓄熱反応器に供給するための外部環境から密閉された熱供給室を備え、
前記熱需要設備は、前記化学蓄熱反応器から放熱される熱量を前記熱需要設備に供給するための外部環境から密閉された熱受容室を備えていることを特徴とする請求項５に記載の熱輸送システム。
【請求項７】
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも内部を外部環境から密閉すると共に移送した前記化学蓄熱反応器を外部環境から内部に収容するための開閉扉を具備することを特徴とする請求項６に記載の熱輸送システム。
【請求項８】
前記熱供給室及び前記熱受容室は、相互間で前記化学蓄熱反応器を移送するための外部環境から密閉された移送通路を備え、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも前記移送通路との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備することを特徴とする請求項６に記載の熱輸送システム。
【請求項９】
前記熱供給室及び前記熱受容室、並びに／又は、前記移送通路は、内部を減圧状態に維持するための減圧機構を具備することを特徴とする請求項７又は８に記載の熱輸送システム。
【請求項１０】
前記熱供給室は、外部環境から密閉された熱供給準備室を備え、
前記熱受容室は、外部環境から密閉された熱受容準備室を備え、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも前記熱供給準備室又は前記熱受容準備室との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備し、
前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室は、いずれも前記化学蓄熱反応器を外部環境から内部に収容するための他の開閉扉を具備することを特徴とする請求項６に記載の熱輸送システム。
【請求項１１】
前記熱供給室は、外部環境から密閉された熱供給準備室を備え、
前記熱受容室は、外部環境から密閉された熱受容準備室を備え、
前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室は、相互間で前記化学蓄熱反応器を移送するための外部環境から密閉された移送往路及び移送復路とを備え、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも前記熱供給準備室又は前記熱受容準備室との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備し、
前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室は、いずれも前記移送往路及び移送復路との間で、それぞれ前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備することを特徴とする請求項６に記載の熱輸送システム。
【請求項１２】
前記熱供給室及び前記熱受容室、前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室、並びに／又は、前記移送往路及び前記移送復路は、内部を減圧状態に維持するための減圧機構を具備することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の熱輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に放出される排熱などの熱エネルギーを化学蓄熱材に蓄熱し、この蓄熱した化学蓄熱材を保管又は熱エネルギーが必要な場所に移送して利用する化学蓄熱反応器及びこれを利用した熱輸送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の枯渇、原子力依存からの脱却、或いは、自然環境の破壊と地球温暖化などの問題が取り上げられ、環境に放出されている熱エネルギーを有効に利用する技術への関心が高まっている。特に、ゴミ焼却施設、発電所、製鉄所、各種工場等から放出される高温の熱エネルギーが利用されないまま多量の廃熱として環境に放出されているのが現状である。これらの環境に放出されている熱エネルギーを回収し、有効に利用することを目的として種々の蓄熱技術が検討されている。
【０００３】
一般に蓄熱技術は、物質の顕熱や潜熱といった熱エネルギーを利用する直接蓄熱と、化学エネルギーを利用する間接蓄熱の２種類に分類される。直接蓄熱における顕熱蓄熱は、物質の温度上昇の形で熱エネルギーを蓄熱する方法であり、蓄熱材の取扱い容易性、装置の簡易性など経済性の点で好ましい方法である。しかし、物質の蓄熱密度が小さく、長距離の移送や長期間の蓄熱では熱損失が大きいという問題がある。また、直接蓄熱における潜熱蓄熱は、物質の溶解、凝固、蒸発、凝縮、昇華などの相変化の形で熱エネルギーを蓄熱する方法であり、顕熱蓄熱に比べれば蓄熱密度が大きく、蓄熱・放熱の温度が一定である。しかし、潜熱蓄熱においても長距離の移送や長期間の蓄熱では熱損失が大きいという問題がある。
【０００４】
一方、間接蓄熱における化学蓄熱は、物質の吸脱着熱、融解熱、希釈熱などの化学反応の形で熱エネルギーを蓄熱する方法であり、顕熱蓄熱や潜熱蓄熱に比べ蓄熱密度が非常に大きくなる。また、化学反応前後の物質が安定であれば、放熱ロスが殆どなく長距離の移送や長期間の蓄熱においても熱損失が生じない。更に、化学蓄熱においては、蓄熱温度と異なる温度、場合によっては蓄熱温度よりも高温で熱エネルギーを放出することのできるケミカルヒートポンプ機能も有している。そこで、化学蓄熱材を収容した蓄熱容器を利用して熱エネルギーを化学物質に変換し、蓄熱した蓄熱容器を長期間保管し或いは遠隔地に安定して移送することにより好適な熱輸送システムが成立する。
【０００５】
一般に、熱エネルギーを放出する熱供給源から蓄熱容器内の蓄熱材への熱エネルギーの移動、及び、蓄熱した蓄熱容器内の蓄熱材から熱需要源への熱エネルギーの移動には、それぞれ熱媒体が循環する熱媒流路を利用する。具体的には、蓄熱容器は、その内部に蓄熱材、熱交換器及び充填された熱媒体を有している。一方、熱供給源及び熱需要源は、それぞれ熱交換器及び熱媒体を充填した熱媒流路を有している。
【０００６】
そこで、蓄熱材への蓄熱段階においては、蓄熱容器の熱媒配管を熱供給源の熱媒流路に接続し、相互に熱媒体を循環させることにより熱供給源の熱エネルギーを蓄熱容器内の蓄熱材に蓄熱する。蓄熱後の蓄熱容器は、熱供給源から切り離して熱需要源へ移送する。次に、蓄熱材からの放熱段階においては、蓄熱容器の熱媒配管を熱需要源の熱媒流路に接続し、相互に熱媒体を循環させることにより蓄熱材から放熱される熱エネルギーを熱需要源に供給する。放熱後の蓄熱容器は、熱需要源から切り離して再度、熱供給源へ移送する。
【０００７】
このような熱輸送システムにおいて、熱供給源と熱需要源との間を移送される蓄熱容器は、その内部に蓄熱材、熱交換器、及び熱媒体を収容する。更に、蓄熱材が化学蓄熱材であって、蓄熱・放熱の化学反応に反応水などが関与する場合には、蓄熱容器の内部に蒸発凝縮器が収容されることがある。従って、蓄熱容器に占める蓄熱材以外の容積が大きくなり、蓄熱容器が大型化して対容量当たりの見掛けの蓄熱密度が小さくなる。また、蓄熱容器に占める蓄熱材以外の重量が重くなり、蓄熱容器が重量化して対重量当たりの見掛けの蓄熱密度が小さくなる。このように、蓄熱容器が大型化・重量化して見掛けの蓄熱密度が小さくなると、熱輸送システムにおける輸送コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、蓄熱容器を小型化・軽量化して見掛けの蓄熱密度を大きくする試みがなされている。例えば、下記特許文献１に係るケミカルヒートポンプコンテナは、化学蓄熱反応器を利用するものである。この発明は、蓄熱材を収容した化学蓄熱反応器と蒸発凝縮器とをコンパクトにまとめて小型化し、車両で搬送できるようにしたものである。また、下記特許文献２に係る熱輸送システム及び熱輸送方法は、化学蓄熱材を利用するものではないが、蓄熱容器の移送時に熱媒体を蓄熱容器から取り出して軽量化し、低コストで移送するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２５８５３号公報
【特許文献２】特開２００８−４５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記特許文献１に係るケミカルヒートポンプコンテナは、蓄熱容器をコンパクトにまとめて小型化するものである。しかし、化学蓄熱反応器の他に溶液を充填した蒸発凝縮器を同時に移送するものであり、軽量化が考慮されておらず小型化にも限界があり、対重量当たりの見掛けの蓄熱密度を大きくすることは難しい。一方、上記特許文献２に係る熱輸送システムは、蓄熱容器内に収容されている熱媒体を蓄熱容器内の貯留容器から取り出して移送するものである。しかし、貯留容器が空となり蓄熱容器は軽量化するが、依然として空となった貯留容器が大きな容積を占め、対容量当たりの見掛けの蓄熱密度を大きくすることは難しい。
【００１１】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処して、蓄熱容器内の熱媒体及び熱媒体用の熱交換器を使用せず、小型化・軽量化することにより見掛けの蓄熱密度を大きくできる化学蓄熱反応器を提供することを目的とする。また、本発明は、この化学蓄熱反応器を利用して、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現できる熱輸送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、化学蓄熱反応器と熱供給源（以下「熱供給設備」という）或いは熱需要源（以下「熱需要設備」という）との間で間接的な熱交換を行う熱媒体を使用せず、化学蓄熱材と熱供給設備から直接供給される給熱流体又は熱需要設備から直接供給される受熱流体との間で直接的な熱交換を行うことのできる化学蓄熱反応器を検討し本発明の完成に至った。
【００１３】
即ち、本発明に係る化学蓄熱反応器は、請求項１の記載によれば、
正反応により蓄熱し逆反応により放熱する化学蓄熱材（１２、２２）と、当該化学蓄熱材と接触して熱交換するための流体（３２、４２、４２ａ）を通過させる流体流路（１３、２３）と、前記化学蓄熱材及び前記流体流路とを内部に収容する蓄熱容器（１１、２１）とを有し、
前記化学蓄熱材への蓄熱段階において、熱供給設備（３０）から供給される給熱流体（３２）を前記流体流路に導入して前記化学蓄熱材と接触させることにより、当該化学蓄熱材の正反応を生じさせて蓄熱し、
前記化学蓄熱材からの放熱段階において、受熱流体（４２）を前記流体流路に導入して前記化学蓄熱材と接触させることにより、当該化学蓄熱材の逆反応を生じさせて放熱すると共に、前記化学蓄熱材が放熱する熱量により前記受熱流体を加熱して前記熱需要設備（４０）に導出する。
【００１４】
また、本発明は、請求項２の記載によると、請求項１に記載の化学蓄熱反応器において、
前記蓄熱容器は、前記熱供給設備から供給される給熱流体（３２）を前記流体流路に導入するための導入口、及び、前記流体流路から前記熱需要設備に前記受熱流体を導出するための導出口として、少なくとも１つの開口部（１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ）を有していることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、請求項３の記載によると、請求項２に記載の化学蓄熱反応器において、
前記開口部は、前記化学蓄熱材に蓄熱された熱量を外部に放散しないように熱的に遮断するための蓋部材（２４ａ、２４ｂ）を具備することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、請求項４の記載によると、請求項１〜３のいずれか１つに記載の化学蓄熱反応器において、
前記化学蓄熱材は、脱水反応を正反応として蓄熱し水和反応を逆反応として放熱する化学蓄熱材であって、
前記給熱流体は、前記化学蓄熱材の脱水反応温度以上の高温の流体であって当該化学蓄熱材に接触して脱水反応を生じさせ、
前記受熱流体は、水蒸気又は水分を含有する流体であって前記化学蓄熱材の水和反応に必要な反応水の量又は過剰の水分を含有した状態で当該化学蓄熱材に接触して水和反応を生じさせると共に、
前記化学蓄熱材が水和反応により放熱する熱量により前記受熱流体及び／又は前記過剰の水分を加熱して前記熱需要設備に導出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る熱輸送システムは、請求項５の記載によれば、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の化学蓄熱反応器（１０、２０）と、熱供給設備（３０）と、熱需要設備（４０）とを有し、
前記熱供給設備から供給される熱量を前記化学蓄熱反応器に供給して前記化学蓄熱材の正反応により蓄熱し、
蓄熱後の前記化学蓄熱反応器を前記熱供給設備から離隔して保管又は移送し、
保管又は移送後の前記化学蓄熱反応器に蓄熱した熱量を前記化学蓄熱材の逆反応により放熱して前記熱需要設備で利用し、
放熱後の前記化学蓄熱反応器を前記熱需要設備から離隔した前記熱供給設備に移送して再度蓄熱を行う。
【００１８】
また、本発明は、請求項６の記載によると、請求項５に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給設備は、放出する熱量を前記化学蓄熱反応器に供給するための外部環境から密閉された熱供給室（３１）を備え、
前記熱需要設備は、前記化学蓄熱反応器から放熱される熱量を前記熱需要設備に供給するための外部環境から密閉された熱受容室（４１）を備えていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、請求項７の記載によると、請求項６に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも内部を外部環境から密閉すると共に移送した前記化学蓄熱反応器を外部環境から内部に収容するための開閉扉（３１ａ、４１ａ）を具備することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、請求項８の記載によると、請求項６に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、相互間で前記化学蓄熱反応器を移送するための外部環境から密閉された移送通路（５１）を備え、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも前記移送通路との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉（３１ａ、４１ａ）を具備することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、請求項９の記載によると、請求項７又は８に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給室及び前記熱受容室、並びに／又は、前記移送通路は、内部を減圧状態に維持するための減圧機構（３４、４４、５２、３４ａ、４４ａ、５２ａ、ＶＰ）を具備することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、請求項１０の記載によると、請求項６に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給室は、外部環境から密閉された熱供給準備室（８３）を備え、
前記熱受容室は、外部環境から密閉された熱受容準備室（８５）を備え、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも前記熱供給準備室又は前記熱受容準備室との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉（３１ａ、４１ａ）を具備し、
前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室は、いずれも前記化学蓄熱反応器を外部環境から内部に収容するための他の開閉扉（８３ａ、８５ａ）を具備することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、請求項１１の記載によると、請求項６に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給室は、外部環境から密閉された熱供給準備室（６３）を備え、
前記熱受容室は、外部環境から密閉された熱受容準備室（６５）を備え、
前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室は、相互間で前記化学蓄熱反応器を移送するための外部環境から密閉された移送往路（６１）及び移送復路（６２）とを備え、
前記熱供給室及び前記熱受容室は、いずれも前記熱供給準備室又は前記熱受容準備室との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉（３１ａ、４１ａ）を具備し、
前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室は、いずれも前記移送往路及び移送復路との間で、それぞれ前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉（６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂ）を具備することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、請求項１２の記載によると、請求項１０又は１１に記載の熱輸送システムにおいて、
前記熱供給室及び前記熱受容室、前記熱供給準備室及び前記熱受容準備室、並びに／又は、前記移送往路及び前記移送復路は、内部を減圧状態に維持するための減圧機構（６４、６６、８４、８６、６４ａ、６６ａ、８４ａ、８６ａ、ＶＰ）を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上記請求項１に記載の構成によれば、化学蓄熱反応器は蓄熱容器を有し、その内部に化学蓄熱材と流体流路とを収容している。化学蓄熱材は、正反応により蓄熱し逆反応により放熱する物質から構成されており、流体流路を通過する流体（給熱流体又は受熱流体）との間で直接的な熱交換をすることができる。すなわち、蓄熱段階においては、化学蓄熱材が熱供給設備から供給される給熱流体と接触して正反応を生じ、熱媒体を利用することなく直接的に蓄熱することができる。一方、放熱段階においては、化学蓄熱材が受熱流体と接触して逆反応を生じ、熱媒体を利用することなく直接的に放熱することができる。この放熱段階においては、化学蓄熱材が放熱する熱量により受熱流体を直接的に加熱して熱需要設備に供給することができる。
【００２６】
よって、上記請求項１に記載の構成によれば、熱媒体及び熱媒体用の熱交換器を使用することがないので、化学蓄熱反応器を小型化・軽量化することができる。このことにより、化学蓄熱反応器の見掛けの蓄熱密度を大きくすることができる。
【００２７】
また、上記請求項２に記載の構成によれば、化学蓄熱反応器の蓄熱容器は、熱供給設備から供給される給熱流体を流体流路に導入するための導入口となる開口部を有している。また、蓄熱容器は、流体流路から熱需要設備に受熱流体を導出するための導出口となる開口部を有している。これらの導入口及び導出口は、１つの開口部からなるものであってもよく、或いは別の開口部からなるものであってもよい。よって、上記請求項２に記載の構成においても、請求項１と同様の作用効果をより具体的に達成することができる。
【００２８】
また、上記請求項３に記載の構成によれば、蓄熱容器が有する開口部は、蓋部材を具備するものであってもよい。この蓋部材は、蓄熱容器を外部環境から熱的に遮断するためのものである。このことにより、移送中の化学蓄熱反応器内の化学蓄熱材に蓄熱された熱量が外部に放散することがない。よって、上記請求項３に記載の構成においても、請求項２と同様の作用効果を達成することができると共に、より効率的な熱輸送を行うことができる。
【００２９】
また、上記請求項４に記載の構成によれば、化学蓄熱材は、脱水反応を正反応として蓄熱し水和反応を逆反応として放熱する化学蓄熱材であってもよい。また、この化学蓄熱材においては、給熱流体は、化学蓄熱材の脱水反応温度以上の高温の流体である。このことにより、給熱流体が接触した化学蓄熱材は、脱水反応を生じて蓄熱する。一方、受熱流体は、水蒸気であってもよく、又は水分を含有する流体であってもよい。この受熱流体は、化学蓄熱材の水和反応に必要な反応水の量を含んでおり、又は反応水の量よりも過剰の水分を含有した状態であってもよい。このことにより、受熱流体が接触した化学蓄熱材は、反応水を得て水和反応を生じて放熱する。このとき、水和反応で放熱する熱量により受熱流体が加熱される。また、受熱流体が含有する過剰の水分が加熱される。このようにして加熱された受熱流体は、熱需要設備に導出されて利用される。よって、上記請求項４に記載の構成においても、請求項１〜３と同様の作用効果をより一層、具体的に達成することができる。
【００３０】
また、上記請求項５に記載の構成によれば、熱輸送システムは、請求項１〜４のいずれか１つに記載の化学蓄熱反応器と、熱供給設備と、熱需要設備とを有している。この熱輸送システムにおいては、まず、化学蓄熱反応器を熱供給設備に接続し、熱供給設備から供給される熱量を化学蓄熱反応器に供給して化学蓄熱材の正反応により蓄熱する。次に、蓄熱後の化学蓄熱反応器を熱供給設備から切り離して、離隔した位置に保管又は移送する。その後、保管又は移送後の化学蓄熱反応器を熱需要設備に接続し、化学蓄熱反応器に蓄熱した熱量を化学蓄熱材の逆反応により放熱して熱需要設備で利用する。次に、放熱後の化学蓄熱反応器を熱需要設備から切り離して、離隔した位置にある熱供給設備に移送して再度蓄熱を行う。
【００３１】
よって、この熱輸送システムにおいては、小型化・軽量化して見掛けの蓄熱密度を大きくした化学蓄熱反応器を利用して、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現することができる。
【００３２】
また、上記請求項６に記載の構成によれば、熱供給設備は、外部環境から密閉された熱供給室を備えていてもよい。この熱供給室は、熱供給設備が放出する熱量を化学蓄熱反応器に供給する。一方、熱需要設備は、外部環境から密閉された熱受容室を備えている。この熱受容室は、化学蓄熱反応器から放熱される熱量を熱需要設備に供給する。このことにより、化学蓄熱反応器と熱供給設備又は熱需要設備との熱交換における熱交換効率が向上する。よって、上記請求項６に記載の構成においても、請求項５と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３３】
また、上記請求項７に記載の構成によれば、熱供給室及び熱受容室は、いずれも内部を外部環境から密閉するための開閉扉を具備していてもよい。この開閉扉は、移送した化学蓄熱反応器を外部環境から内部に収容するために使用される。このことにより、化学蓄熱反応器と熱供給設備又は熱需要設備との熱交換において外部環境に放散される熱量が軽減する。よって、上記請求項７に記載の構成においても、請求項６と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３４】
また、上記請求項８に記載の構成によれば、熱供給室及び熱受容室は、外部環境から密閉された移送通路を備えていてもよい。この移送通路は、熱供給室及び熱受容室の相互間で化学蓄熱反応器を移送するためのものである。このことにより、移送中の化学蓄熱反応器内の化学蓄熱材に蓄熱された熱量が外部に放散することがない。よって、上記請求項８に記載の構成においても、請求項６と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３５】
また、上記請求項９に記載の構成によれば、熱供給室、熱受容室及び移送通路は、それぞれ内部を減圧状態に維持するための減圧機構を具備していてもよい。又は、熱供給室及び熱受容室のみが減圧機構を具備していてもよい。或いは、移送通路のみが減圧機構を具備していてもよい。この減圧機構の作用により、化学蓄熱材の熱交換効率が向上する。よって、上記請求項９に記載の構成においても、請求項７又は８と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３６】
また、上記請求項１０に記載の構成によれば、熱供給室は、外部環境から密閉された熱供給準備室を備えていてもよい。一方、熱受容室は、外部環境から密閉された熱受容準備室を備えていてもよい。また、熱供給室及び熱受容室は、いずれも熱供給準備室又は熱受容準備室との間で化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備している。更に、熱供給準備室及び熱受容準備室は、いずれも化学蓄熱反応器を外部環境から内部に収容するための他の開閉扉を具備している。このことにより、化学蓄熱反応器と熱供給設備又は熱需要設備との熱交換において外部環境に放散される熱量が軽減する。よって、上記請求項１０に記載の構成においても、請求項６と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３７】
また、上記請求項１１に記載の構成によれば、熱供給室は、外部環境から密閉された熱供給準備室を備えていてもよい。一方、熱受容室は、外部環境から密閉された熱受容準備室を備えていてもよい。また、熱供給準備室及び熱受容準備室は、外部環境から密閉された移送往路及び移送復路とを備えていてもよい。この移送往路及び移送復路は、熱供給準備室及び熱受容準備室の相互間で化学蓄熱反応器を移送するためのものである。また、熱供給室及び熱受容室は、いずれも熱供給準備室又は熱受容準備室との間で前記化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備している。更に、熱供給準備室及び熱受容準備室は、いずれも移送往路及び移送復路との間で、それぞれ化学蓄熱反応器を受渡しするための開閉扉を具備している。このことにより、移送中の化学蓄熱反応器内の化学蓄熱材に蓄熱された熱量が外部に放散することがない。よって、上記請求項１１に記載の構成においても、請求項６と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３８】
また、上記請求項１２に記載の構成によれば、熱供給室、熱受容室、熱供給準備室、熱受容準備室、移送往路及び移送復路は、それぞれ内部を減圧状態に維持するための減圧機構を具備していてもよい。又は、熱供給室及び熱受容室のみが減圧機構を具備していてもよい。或いは、熱供給準備室及び熱受容準備室のみが減圧機構を具備していてもよい。或いは、移送往路及び移送復路のみが減圧機構を具備していてもよい。この減圧機構の作用により、化学蓄熱材の熱交換効率が向上する。よって、上記請求項１２に記載の構成においても、請求項１０又は１１と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る化学蓄熱反応器の構成を示す概略図である。（Ａ）は、上面方向から見た横断面図であり、（Ｂ）は、正面方向から見た縦断面図である。
【図２】図１の化学蓄熱反応器が蓋を備えた状態を示す正面方向から見た縦断面図である。
【図３】第１実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。
【図４】第２実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。
【図５】第３実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。
【図６】第４実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明において、熱供給設備とは、化学蓄熱反応器に熱量を放出して熱供給を行う設備、装置或いは施設等を包括していうものとする。また、熱需要設備とは、化学蓄熱反応器から熱量の供給を受けて熱需要を行う設備、装置或いは施設等を包括していうものとする。
【００４１】
本発明において、化学蓄熱材とは、特に限定するものではなく、吸脱着熱、融解熱、希釈熱などの化学反応の形で熱エネルギーを蓄熱する物質を全て包含するものである。なお、本発明においては、化学反応における仮の名称として、化学蓄熱材の吸熱反応を正反応と呼び、化学蓄熱材の発熱反応を逆反応と呼ぶことにする。また、本発明においては、これらの物質の中でも、特に、脱水反応（本発明においては「正反応」と呼ぶ）及び水和反応（本発明においては「逆反応」と呼ぶ）により吸熱及び発熱を生ずる物質を使用することが好ましい。
【００４２】
これらの例としては、水酸化カルシウム系蓄熱材（ＣａＯとＣａ(ＯＨ)２の反応）、水酸化バリウム系蓄熱材（ＢａＯとＢａ(ＯＨ)２の反応）、水酸化マグネシウム系蓄熱材（ＭｇＯとＭｇ(ＯＨ)２の反応）などのアルカリ土類金属の酸化物と水酸化物の反応、及び、水酸化ニッケル系蓄熱材（ＮｉＯとＮｉ(ＯＨ)２の反応）、水酸化コバルト(II)系蓄熱材（ＣｏＯとＣｏ(ＯＨ)２の反応）、水酸化コバルト(III)系蓄熱材（Ｃｏ２Ｏ３とＣｏ(ＯＨ)３の反応）、水酸化銅(II)系蓄熱材（ＣｕＯとＣｕ(ＯＨ)２の反応）などの遷移金属の酸化物と水酸化物の反応、並びに、水酸化アルミニウム系蓄熱材（Ａｌ２Ｏ３とＡｌ(ＯＨ)３の反応）などの典型金属の酸化物と水酸化物の反応などが挙げられる。これらの反応は、いずれか１種を採用してもよく、或いは、２種以上を組み合わせて採用するようにしてもよい。
【００４３】
これらの反応の中でも、水酸化カルシウム系蓄熱材（ＣａＯとＣａ(ＯＨ)２の反応）は、４００℃を超える高温域での蓄熱・放熱の繰り返し操作を安定して行うことができるので、本発明における化学蓄熱材として好適である。一方、マグネシウム系蓄熱材（ＭｇＯとＭｇ(ＯＨ)２の反応）は、カルシウム系蓄熱材よりも低温域での蓄熱・放熱が可能であるので、この蓄熱材も本発明における化学蓄熱材として好適である。
【００４４】
また、本発明において、化学蓄熱材の組成について特に限定するものではなく、上記各化学蓄熱材のみからなるものでもよく、或いは、化学蓄熱材と他の成分との複合体であってもよい。ここで、他の成分としては、例えば、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイト、ハイドロカルマイトなどの層状複水酸化物、表面に水酸基又は酸化物膜を有する伝熱体、粘土、炭素、銅（Ｃｕ）等からなり、その内部に化学蓄熱材を保持することが可能な空隙を持つ籠状物質、及び、上記物質の組み合わせなどであってもよい。
【００４５】
また、本発明において、化学蓄熱材の構造と形状について特に限定するものではなく、上記各化学蓄熱材を含む粉末、化学蓄熱材を含む粉末をプレス成形することにより得られる成形体、或いは、当該成形体を加熱し、粒子を部分的に焼結させた多孔質の焼結体などであってもよい。
【００４６】
また、本発明においては、化学蓄熱材との間で熱交換器を介して間接的に接触し熱移動する物質、所謂、熱媒体を使用するものではない。すなわち、本発明においては、各種シリコーンオイル、流動パラフィン等の飽和炭化水素系オイル、ハロゲン化ビフェニル等の芳香族炭化水素系オイル、グリコール水溶液等の物質を熱媒体として使用するものではない。また、これらの熱媒体に使用される熱交換器を使用するものではない。このことにより、蓄熱容器内に占める熱媒体及び熱媒体用の熱交換器の容積及び重量が削減され、化学蓄熱反応器を小型化・軽量化することができる。
【００４７】
以下、本発明に係る化学蓄熱反応器及びこれを利用した熱輸送システムの各実施形態を図面に従って説明する。なお、本発明は、下記に示す各実施形態に限定されるものではない。
【００４８】
図１は、本発明に係る化学蓄熱反応器の構成を示す概略図である。図１（Ａ）は、化学蓄熱反応器を上面方向から見た横断面図であり、図１（Ｂ）は、化学蓄熱反応器を正面方向から見た縦断面図である。図１において、化学蓄熱反応器１０は、蓄熱容器１１と化学蓄熱材１２と流体流路１３とを有している。蓄熱容器１１の材質と形状は特に限定するものではないが、本実施形態においては、図１に示すように断熱性素材からなる外壁を有する矩形体である。また、蓄熱容器１１の上面及び底面には、内部に収容された化学蓄熱材１２と接触して熱交換するための流体１３ａ（給熱流体・受熱流体）を導入・導出するための開口部１１ａ、１１ｂが設けられている。なお、開口部１１ａ、１１ｂは、解放状態でもよく、或いは、流体１３ａ（給熱流体・受熱流体）を通過させることのできるメッシュ又は多孔板などで覆うようにしてもよい。
【００４９】
化学蓄熱材１２の構造と形状は特に限定するものではないが、本実施形態においては、図１に示すように化学蓄熱材を含む粉末をプレス成形することにより得られる成形体を加熱し、粒子を部分的に焼結させた多孔質の板状焼結体を複数枚採用する。
【００５０】
なお、本実施形態においては、化学蓄熱材１２として熱供給設備が放出する４００℃を超える高温の廃熱（給熱流体）を有効に利用するために水酸化カルシウム系蓄熱材を採用する。水酸化カルシウム系蓄熱材において、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）は、給熱流体が有する熱量Ｑの供給を受けると脱水反応により酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化する。この反応は、吸熱反応であり下記の式（１）、
Ｃａ(ＯＨ)２ → ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ：ΔＨ＝−６３．６kJ/mol・・・（１）
に示すように蓄熱作用として発現する。
【００５１】
一方、酸化カルシウム（ＣａＯ）は、水を供給すると水和反応により水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）となる。この反応は、発熱反応であり下記の式（２）、
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ → Ｃａ(ＯＨ)２：ΔＨ＝＋６３．６kJ/mol・・・（２）
に示すように放熱作用として発現する。
【００５２】
このように本実施形態においては、水酸化カルシウム系蓄熱材を採用することにより可逆的に高温の廃熱を効率よく蓄熱して利用することができる。
【００５３】
ここで、水酸化カルシウム系蓄熱材を採用する際には、脱水反応及び水和反応として水が関与する（上記式（１）及び式（２）参照）。本実施形態においては、装置の構造が比較的簡単で化学蓄熱材１２との水の供給或いは排除が均一に行える水蒸気収脱着法を採用する。この方法においては、脱水反応で発生した水を水蒸気として化学蓄熱材１２から排除する。一方、水和反応に必要な反応水を水蒸気として化学蓄熱材１２に供給する。本実施形態においては、この反応水を含む水蒸気を受熱流体（後述する）として供給する。
【００５４】
流体流路１３は、蓄熱容器１１の上面開口部１１ａから導入された流体１３ａ（給熱流体・受熱流体）が蓄熱容器１１の内部に収容された化学蓄熱材１２と接触して熱交換するための流路であって、熱交換後の流体１３ｂ（給熱流体・受熱流体）は蓄熱容器１１の底面開口部１１ｂから導出される。図１（Ｂ）においては、流体１３ａ、１３ｂ（給熱流体・受熱流体）の流れを矢印で示す。また、図１においては、複数の流体流路１３が複数の化学蓄熱材１２と交互に配設され化学蓄熱材１２と流体１３ａ（給熱流体・受熱流体）との接触面積を大きく確保している。更に、本実施形態においては、図１に示すように化学蓄熱材１２と流体１３ａ（給熱流体・受熱流体）との間の熱交換の効率を向上させるための受熱放熱板１３ｃが流体流路１３に沿って配設されている。
【００５５】
次に、図２は、図１の化学蓄熱反応器が蓋を備えた状態を示す正面断面図である。図２において、化学蓄熱反応器２０は、蓄熱容器２１の上面及び底面に設けられた２つの開口部２１ａ、２１ｂに蓄熱容器２１の内部を外部環境から密閉する２つの蓋２４ａ、２４ｂを備えている。これらの蓋２４ａ、２４ｂは、蓄熱容器２１の外壁と同様に断熱性素材からなる。これらの蓋２４ａ、２４ｂは、化学蓄熱反応器２０への蓄熱工程において解放され、蓄熱した化学蓄熱反応器２０の移送工程において閉鎖される。化学蓄熱反応器２０が蓋２４ａ、２４ｂを備えることにより、密閉された移送通路以外の外部環境においても熱損失の少ない熱輸送が可能となる。
【００５６】
一方、化学蓄熱反応器２０の他の部分の構成と構造は、図１に示す化学蓄熱反応器１０と同様であり、蓄熱容器２１と化学蓄熱材２２と流体流路２３とを有している。蓄熱容器２１は、断熱性素材からなる外壁を有する矩形体である。また、化学蓄熱材２２、流体流路２３、及び受熱放熱板２３ｃの構造と形状は、図１に示す化学蓄熱反応器１０と同様である。
【００５７】
第１実施形態：
本第１実施形態は、図１に示す化学蓄熱反応器１０を利用した熱輸送システムに関するものである。図３は、本第１実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。図３において、熱輸送システム５０は、熱供給設備３０が放出する４００℃を超える高温（本第１実施形態においては、４２６℃とする）の廃熱（給熱流体３２が有する熱量Ｑ）を化学蓄熱反応器１０に蓄熱し、この化学蓄熱反応器１０を熱需要設備４０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給するものである。なお、本第１実施形態においては、熱供給設備３０と熱需要設備４０との距離が比較的近い場合を想定し、化学蓄熱反応器１０の移送に移送通路５１（後述する）を採用する。
【００５８】
図３において、熱供給設備３０は、熱供給設備３０が放出する熱量Ｑを化学蓄熱反応器１０に供給して蓄熱するための熱供給室３１を備えている。一方、熱需要設備４０は、化学蓄熱反応器１０から放出される熱量Ｑを熱需要設備４０に供給するための熱受容室４１を備えている。これらの熱供給室３１及び熱受容室４１は、外部環境から密閉されており、その内部に化学蓄熱反応器１０が脱着可能に設置される。また、熱受容室４１は、化学蓄熱反応器１０に収容された化学蓄熱材１２の水和反応を生じさせるための反応水を含む受熱流体４２（後述する）を水蒸気の状態で供給する水蒸気発生装置４３を備えている。
【００５９】
また、図３において、熱供給室３１と熱受容室４１との間には、これらを連通する移送通路５１が設けられている。この移送通路５１は、熱供給室３１及び熱受容室４１から独立し、且つ外部環境から密閉されている。この移送通路５１の内部を通して化学蓄熱反応器１０が熱供給室３１と熱受容室４１との間を移送される。なお、熱供給室３１と移送通路５１との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉３１ａが設けられている。一方、熱受容室４１と移送通路５１との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉４１ａが設けられている。なお、開閉扉３１ａ、４１ａの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、移送通路５１は、その内部を減圧状態にするための真空配管５２と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管５２には、移送通路５１と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ５２ａが設けられている。
【００６０】
このような構成において、本第１実施形態に係る熱輸送システムにおいては、化学蓄熱反応器１０を移送通路５１から熱供給室３１に搬入する工程（ステップ１）、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器１０に蓄熱する工程（ステップ２）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１から移送通路５１に搬出する工程（ステップ３）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１により移送する工程（ステップ４）、移送後の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１から熱受容室４１に搬入する工程（ステップ５）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程（ステップ６）、放熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１から移送通路５１に搬出する工程（ステップ７）、及び、放熱後の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１により移送する工程（ステップ８）の各工程からなるサイクルを繰り返す。なお、図３は、ステップ２の蓄熱工程が進行している状態を示している。以下、これらの工程について図３を用いて説明する。
【００６１】
≪初期状態≫
初期状態において、蓄熱前（放熱後）の化学蓄熱反応器１０は、移送通路５１の内部で熱供給室３１側に位置している。熱供給室３１の開閉扉３１ａ及び熱受容室４１の開閉扉４１ａは閉鎖されている。真空配管５２の真空バルブ５２ａは閉鎖されており、移送通路５１の内部は減圧状態にある。また、熱供給室３１への給熱流体３２の供給及び熱受容室４１への受熱流体４２の供給は停止している。この状態において、ステップ１〜ステップ８の各工程からなるサイクルを繰り返す。
【００６２】
≪ステップ１≫
ステップ１は、初期状態の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１から熱供給室３１に搬入する工程である。まず、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して移送通路５１内の化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器１０を移送通路５１から熱供給室３１に搬入する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬入機構を採用してもよく或いは手動による搬入を採用してもよい。化学蓄熱反応器１０を搬入後、開閉扉３１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器１０は、熱供給室３１内の定位置に設置されている。
【００６３】
≪ステップ２≫
ステップ２は、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器１０に蓄熱する工程である。この蓄熱工程においては、化学蓄熱反応器１０が熱供給室３１に搬入されて定位置に設置され、熱供給室３１の開閉扉３１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器１０は、開口部１１ａ、１１ｂに蓋を有しておらず開口部１１ａ、１１ｂは解放状態にある。
【００６４】
この状態において、熱供給設備３０から熱供給室３１に向けて給熱流体３２を供給する。なお、本第１実施形態においては、熱供給室３１に供給される給熱流体３２は、二酸化炭素を含有せず熱量Ｑを有する４２６℃の高温空気である。この給熱流体３２は、蓄熱容器１１の開口部１１ａから流体流路１３に導入される。この流体流路１３を通過する給熱流体３２は、化学蓄熱材１２及び受熱放熱板１３ｃの表面と効率的に接触して熱交換を行う。この熱交換により、化学蓄熱材１２の脱水反応が生じて、給熱流体３２が有する熱量Ｑが化学蓄熱材１２に蓄熱される。
【００６５】
このとき、流体流路１３に導入された給熱流体３２は、熱量Ｑを化学蓄熱材１２に与えて低温の空気となると共に、脱水反応で生じた水蒸気を伴って蓄熱容器１１の開口部１１ｂから導出される。ここで、脱水反応で生じた水蒸気を熱供給室３１の内部から排除するための排気設備（図示しない）を設けることが好ましい。このようにして、化学蓄熱反応器１０の化学蓄熱材１２が脱水反応を完了した時点において、化学蓄熱材１２の水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）が酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化してステップ２が終了する。
【００６６】
≪ステップ３≫
ステップ３は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１から移送通路５１に搬出する工程である。まず、蓄熱工程（ステップ２）が終了した後、熱供給設備３０から熱供給室３１への給熱流体３２の供給を停止する。次に、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して熱供給室３１内の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１に搬出する。なお、化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１から移送通路５１に搬出する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬出機構を採用してもよく或いは手動による搬出を採用してもよい。化学蓄熱反応器１０を搬出後、開閉扉３１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、移送通路５１の内部で熱供給室３１側に位置している。
【００６７】
≪ステップ４≫
ステップ４は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１により移送する工程である。まず、移送通路５１が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管５２の真空バルブ５２ａを開放して移送通路５１の内部を減圧する。なお、本第１実施形態においては、化学蓄熱反応器１０の開口部１１ａ、１１ｂに蓋がなく解放状態にあるが、真空ポンプＶＰを作動して移送通路５１の内部を減圧状態にすることにより、化学蓄熱反応器１０内部の空気及び脱水反応で生じた水蒸気が効率的に排除され、移送中の化学蓄熱反応器１０から蓄熱した熱量Ｑが放散されることを防止することができる。
【００６８】
移送通路５１の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ５２ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、移送通路５１の内部で熱供給室３１側から熱受容室４１側に化学蓄熱反応器１０を移送する。なお、移送通路５１の内部で化学蓄熱反応器１０を移送する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の移送機構を採用してもよく或いは手動による移送を採用してもよい。移送後の状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、移送通路５１の内部で熱受容室４１側に位置している。
【００６９】
≪ステップ５≫
ステップ５は、移送後の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１から熱受容室４１に搬入する工程である。まず、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して移送通路５１内の化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器１０を移送通路５１から熱受容室４１に搬入する方法に関しては、上記ステップ１と同様である。化学蓄熱反応器１０を搬入後、開閉扉４１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、熱受容室４１内の定位置に設置されている。
【００７０】
≪ステップ６≫
ステップ６は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程である。この放熱工程においては、熱受容室４１に搬入された化学蓄熱反応器１０が熱受容室４１の定位置に設置され、熱受容室４１の開閉扉４１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器１０は、開口部１１ａ、１１ｂに蓋を有しておらず開口部１１ａ、１１ｂは解放状態にある。
【００７１】
この状態において、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１に向けて受熱流体４２を供給する。本第１実施形態においては、この受熱流体４２は、化学蓄熱材１２の発熱温度以下の低温の水蒸気である。この受熱流体４２は、蓄熱容器１１の開口部１１ａから流体流路１３に導入される。この流体流路１３を通過する受熱流体４２は、化学蓄熱材１２の表面と効率的に接触して水和反応を生じさせる。この水和反応により化学蓄熱材１２からの放熱が生じて、化学蓄熱材１２が蓄熱している熱量Ｑが放熱される。
【００７２】
ここで、水蒸気発生装置４３から放出される受熱流体４２は、化学蓄熱材１２の水和反応に必要な反応水の量を超える過剰の水分を含有している。従って、流体流路１３に導入された受熱流体４２は、水和反応に必要な量の水分を化学蓄熱材１２に与え、過剰の水分に相当する水蒸気として蓄熱容器１１の開口部１１ｂから導出される。
【００７３】
このとき、過剰の水分に相当する水蒸気は、放熱する化学蓄熱材１２及び受熱放熱板１３ｃと効率的に接触し、化学蓄熱材１２の水和反応で放熱される熱量Ｑを吸熱して高温の受熱流体４２ａとなる。この高温の受熱流体４２ａは、蓄熱容器１１の開口部１１ｂから導出され、熱需要設備４０に供給されて利用される。このようにして、化学蓄熱反応器１０の化学蓄熱材１２が水和反応を完了した時点において、化学蓄熱材１２の酸化カルシウム（ＣａＯ）が水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）に変化してステップ６が終了する。
【００７４】
≪ステップ７≫
ステップ７は、放熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１から移送通路５１に搬出する工程である。まず、放熱工程（ステップ６）が終了した後、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１への受熱流体４２の供給を停止する。次に、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して熱受容室４１内の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１に搬出する。なお、化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１から移送通路５１に搬出する方法に関しては、上記ステップ３と同様である。化学蓄熱反応器１０を搬出後、開閉扉４１ａを閉鎖する。この状態において、放熱後の化学蓄熱反応器１０は、移送通路５１の内部で熱受容室４１側に位置している。
【００７５】
≪ステップ８≫
ステップ８は、放熱後の化学蓄熱反応器１０を移送通路５１により移送する工程である。このステップ８は、上記ステップ４と同様の操作をするものである。このステップ８においても、真空ポンプＶＰを作動して移送通路５１の内部を減圧状態にすることが好ましい。真空ポンプＶＰを作動して移送通路５１の内部を減圧状態にすることにより、化学蓄熱反応器１０内部の水蒸気（受熱流体４２の一部）を効率的に排除することができる。移送後の状態において、放熱後の化学蓄熱反応器１０は、移送通路５１の内部で熱供給室３１側に位置しており、上記初期状態に対応する。
【００７６】
このようにして、上記ステップ１〜ステップ８の各工程からなるサイクルを繰り返すことにより、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現することができる。
【００７７】
第２実施形態：
次に、本発明に係る熱輸送システムの第２実施形態を説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と同様に、図１に示す化学蓄熱反応器１０を利用するものである。図４は、本第２実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。図４において、熱輸送システム６０は、上記第１実施形態と同様に、熱供給設備３０が放出する４００℃を超える高温の廃熱（給熱流体が有する熱量Ｑ）を化学蓄熱反応器１０に蓄熱し、この化学蓄熱反応器１０を熱需要設備４０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給するものである。なお、本第２実施形態においては上記第１実施形態と同様に、熱供給設備３０と熱需要設備４０との距離が比較的近い場合を想定し、化学蓄熱反応器１０の移送に移送往路６１及び移送復路６２（後述する）を採用する。
【００７８】
図４において、熱供給設備３０は、熱供給設備３０が放出する熱量Ｑを化学蓄熱反応器１０に供給して蓄熱するための熱供給室３１を備えている。一方、熱需要設備４０は、化学蓄熱反応器１０から放出される熱量Ｑを熱需要設備４０に供給するための熱受容室４１を備えている。これらの熱供給室３１及び熱受容室４１は、外部環境から密閉されており、その内部に化学蓄熱反応器１０が脱着可能に設置される。また、熱受容室４１は、化学蓄熱反応器１０に収容された化学蓄熱材１２の水和反応を生じさせるための反応水を含む受熱流体４２を水蒸気の状態で供給する水蒸気発生装置４３を備えている。
【００７９】
また、図４において、熱供給室３１は、化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１に搬入するための準備室として、熱供給準備室６３を備えている。一方、熱受容室４１は、化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１に搬入するための準備室として、熱受容準備室６５を備えている。これらの熱供給準備室６３及び熱受容準備室６５は、それぞれ熱供給室３１及び熱受容室４１から独立し、且つ外部環境から密閉されている。
【００８０】
また、図４において、熱供給準備室６３と熱受容準備室６５との間には、これらを連通する２つの移送通路として移送往路６１及び移送復路６２が設けられている。これらの移送往路６１及び移送復路６２は、それぞれ熱供給準備室６３及び熱受容準備室６５から独立し、且つ外部環境から密閉されている。この移送往路６１の内部を通して蓄熱後の化学蓄熱反応器１０が熱供給準備室６３から熱受容準備室６５に向けて移送される。一方、移送復路６２の内部を通して放熱後の化学蓄熱反応器１０が熱受容準備室６５から熱供給準備室６３に向けて移送される。
【００８１】
熱供給室３１と熱供給準備室６３との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉３１ａが設けられている。また、熱供給準備室６３と移送往路６１との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉６３ａが設けられている。また、熱供給準備室６３と移送復路６２との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉６３ｂが設けられている。なお、開閉扉３１ａ、６３ａ、６３ｂの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、熱供給準備室６３は、その内部を減圧状態にするための真空配管６４と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管６４には、熱供給準備室６３と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ６４ａが設けられている。
【００８２】
一方、熱受容室４１と熱受容準備室６５との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉４１ａが設けられている。また、熱受容準備室６５と移送往路６１との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉６５ａが設けられている。また、熱受容準備室６５と移送復路６２との間には、化学蓄熱反応器１０を搬出入するための開閉扉６５ｂが設けられている。なお、開閉扉４１ａ、６５ａ、６５ｂの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、熱受容準備室６５は、その内部を減圧状態にするための真空配管６６と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管６６には、熱受容準備室６５と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ６６ａが設けられている。
【００８３】
このような構成において、本第２実施形態に係る熱輸送システムにおいては、化学蓄熱反応器１０を移送復路６２から熱供給準備室６３に搬入する工程（ステップ１１）、化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３から熱供給室３１に搬入する工程（ステップ１２）、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器１０に蓄熱する工程（ステップ１３）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１から熱供給準備室６３に搬出する工程（ステップ１４）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３から移送往路６１に搬出する工程（ステップ１５）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を移送往路６１により移送する工程（ステップ１６）、移送後の化学蓄熱反応器１０を移送往路６１から熱受容準備室６５に搬入する工程（ステップ１７）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５から熱受容室４１に搬入する工程（ステップ１８）、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程（ステップ１９）、放熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１から熱受容準備室６５に搬出する工程（ステップ２０）、放熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５から移送復路６２に搬出する工程（ステップ２１）、及び、放熱後の化学蓄熱反応器１０を移送復路６２により移送する工程（ステップ２２）の各工程からなるサイクルを繰り返す。なお、図４は、ステップ１３の蓄熱工程とステップ１９の放熱工程が同時進行している状態を示している。以下、これらの工程について図４を用いて説明する。
【００８４】
≪初期状態≫
初期状態において、蓄熱前（放熱後）の化学蓄熱反応器１０が移送復路６２に複数個存在している。また、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０が移送往路６１に複数個存在している。一方、熱供給室３１、熱供給準備室６３、熱受容室４１及び熱受容準備室６５は、空室となっている。熱供給室３１の開閉扉３１ａ及び熱供給準備室６３の開閉扉６３ａ、６３ｂは閉鎖されている。また、熱受容室４１の開閉扉４１ａ及び熱受容準備室６５の開閉扉６５ａ、６５ｂは閉鎖されている。真空配管６４、６６の真空バルブ６４ａ、６６ａは閉鎖されており、熱供給準備室６３、移送往路６１、移送復路６２及び熱受容準備室６５の内部は減圧状態にある。また、熱供給室３１への給熱流体３２の供給及び熱受容室４１への受熱流体４２の供給は停止している。この状態において、ステップ１１〜ステップ２２の各工程からなるサイクルを繰り返す。
【００８５】
≪ステップ１１≫
ステップ１１は、初期状態の化学蓄熱反応器１０を移送復路６２から熱供給準備室６３に搬入する工程である。まず、熱供給準備室６３の開閉扉６３ｂを開放して移送復路６２内の先頭にある化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３に搬入する。なお、化学蓄熱反応器１０を移送復路６２から熱供給準備室６３に搬入する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬入機構を採用してもよく或いは手動による搬入を採用してもよい。化学蓄熱反応器１０を搬入後、開閉扉６３ｂを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器１０は、熱供給準備室６３内に位置している。
【００８６】
≪ステップ１２≫
ステップ１２は、化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３から熱供給室３１に搬入する工程である。まず、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して熱供給準備室６３内の化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３から熱供給室３１に搬入する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬入機構を採用してもよく或いは手動による搬入を採用してもよい。化学蓄熱反応器１０を搬入後、開閉扉３１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器１０は、熱供給室３１内の定位置に設置されている。
【００８７】
≪ステップ１３≫
ステップ１３は、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器１０に蓄熱する工程である。この蓄熱工程においては、化学蓄熱反応器１０が熱供給室３１に搬入されて定位置に設置され、熱供給室３１の開閉扉３１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器１０は、開口部１１ａ、１１ｂに蓋を有しておらず開口部１１ａ、１１ｂは解放状態にある。
【００８８】
この状態において、熱供給設備３０から熱供給室３１に向けて給熱流体３２を供給する。熱供給室３１に供給される給熱流体３２は、上記第１実施形態と同様、二酸化炭素を含有せず熱量Ｑを有する４２６℃の高温空気である。この給熱流体３２は、蓄熱容器１１の開口部１１ａから流体流路１３に導入される。この流体流路１３を通過する給熱流体３２は、化学蓄熱材１２及び受熱放熱板１３ｃの表面と効率的に接触して熱交換を行う。この熱交換により、化学蓄熱材１２の脱水反応が生じて、給熱流体３２が有する熱量Ｑが化学蓄熱材１２に蓄熱される。
【００８９】
このとき、流体流路１３に導入された給熱流体３２は、熱量Ｑを化学蓄熱材１２に与えて低温の空気となると共に、脱水反応で生じた水蒸気を伴って蓄熱容器１１の開口部１１ｂから導出される。ここで、脱水反応で生じた水蒸気を熱供給室３１の内部から排除するための排気設備（図示しない）を設けることが好ましい。このようにして、化学蓄熱反応器１０の化学蓄熱材１２が脱水反応を完了した時点において、化学蓄熱材１２の水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）が酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化してステップ１３が終了する。
【００９０】
≪ステップ１４≫
ステップ１４は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１から熱供給準備室６３に搬出する工程である。まず、蓄熱工程（ステップ１３）が終了した後、熱供給設備３０から熱供給室３１への給熱流体３２の供給を停止する。次に、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して熱供給室３１内の化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３に搬出する。このとき、熱供給準備室６３の開閉扉６３ａ、６３ｂは閉鎖されている。なお、化学蓄熱反応器１０を熱供給室３１から熱供給準備室６３に搬出する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬出機構を採用してもよく或いは手動による搬出を採用してもよい。化学蓄熱反応器１０を搬出後、開閉扉３１ａを閉鎖する。
【００９１】
次に、熱供給準備室６３が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管６４の真空バルブ６４ａを開放して熱供給準備室６３の内部を減圧する。なお、本第２実施形態においては、化学蓄熱反応器１０の開口部１１ａ、１１ｂに蓋がなく解放状態にあるが、真空ポンプＶＰを作動して熱供給準備室６３の内部を減圧状態にすることにより、化学蓄熱反応器１０内部の空気及び脱水反応で生じた水蒸気が効率的に排除され、続く移送工程において化学蓄熱反応器１０から蓄熱した熱量Ｑが放散されることを防止することができる。
【００９２】
熱供給準備室６３の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ６４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、減圧状態にある熱供給準備室６３の内部に位置している。
【００９３】
≪ステップ１５≫
ステップ１５は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３から移送往路６１に搬出する工程である。まず、熱供給準備室６３の開閉扉６３ａを開放して熱供給準備室６３内の化学蓄熱反応器１０を移送往路６１に搬出する。なお、化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３から移送往路６１に搬出する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬出機構を採用してもよく或いは手動による搬出を採用してもよい。化学蓄熱反応器１０を搬出後、開閉扉６３ａを閉鎖する。なお、移送往路６１の内部も減圧状態にあり、化学蓄熱反応器１０から蓄熱した熱量Ｑが放散されることを防止することができる。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、移送往路６１の内部で熱供給準備室６３側に位置している。
【００９４】
≪ステップ１６≫
ステップ１６は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を移送往路６１により移送する工程である。この状態において、移送往路６１内には蓄熱後の化学蓄熱反応器１０が複数個存在している。このステップ１６においては、移送往路６１の内部で複数個の化学蓄熱反応器１０を熱供給準備室６３側から熱受容準備室６５側に順次移送する。なお、移送往路６１の内部で化学蓄熱反応器１０を移送する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の移送機構を採用してもよく或いは手動による移送を採用してもよい。移送後の状態において、複数個の化学蓄熱反応器１０のうち先頭の化学蓄熱反応器１０が熱受容準備室６５に到達した時点で移送を停止する。
【００９５】
≪ステップ１７≫
ステップ１７は、移送後の化学蓄熱反応器１０を移送往路６１から熱受容準備室６５に搬入する工程である。まず、熱受容準備室６５の開閉扉６５ａを開放して移送往路６１内の先頭にある化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５に搬入する。なお、化学蓄熱反応器１０を移送往路６１から熱受容準備室６５に搬入する方法に関しては、上記ステップ１１と同様である。化学蓄熱反応器１０を搬入後、開閉扉６５ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、熱受容準備室６５内に位置している。
【００９６】
≪ステップ１８≫
ステップ１８は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５から熱受容室４１に搬入する工程である。まず、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して熱受容準備室６５内の化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５から熱受容室４１に搬入する方法に関しては、上記ステップ１２と同様である。化学蓄熱反応器１０を搬入後、開閉扉４１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、熱受容室４１内の定位置に設置されている。
【００９７】
≪ステップ１９≫
ステップ１９は、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程である。この放熱工程においては、熱受容室４１に搬入された化学蓄熱反応器１０が熱受容室４１の定位置に設置され、熱受容室４１の開閉扉４１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器１０は、開口部１１ａ、１１ｂに蓋を有しておらず開口部１１ａ、１１ｂは解放状態にある。
【００９８】
この状態において、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１に向けて受熱流体４２を供給する。本第２実施形態においては上記第１実施形態と同様、この受熱流体４２は、化学蓄熱材１２の発熱温度以下の低温の水蒸気である。この受熱流体４２は、蓄熱容器１１の開口部１１ａから流体流路１３に導入される。この流体流路１３を通過する受熱流体４２は、化学蓄熱材１２の表面と効率的に接触して水和反応を生じさせる。この水和反応により化学蓄熱材１２からの放熱が生じて、化学蓄熱材１２が蓄熱している熱量Ｑが放熱される。
【００９９】
ここで、水蒸気発生装置４３から放出される受熱流体４２は、化学蓄熱材１２の水和反応に必要な反応水の量を超える過剰の水分を含有している。従って、流体流路１３に導入された受熱流体４２は、水和反応に必要な量の水分を化学蓄熱材１２に与え、過剰の水分に相当する水蒸気として蓄熱容器１１の開口部１１ｂから導出される。
【０１００】
このとき、過剰の水分に相当する水蒸気は、放熱する化学蓄熱材１２及び受熱放熱板１３ｃと効率的に接触し、化学蓄熱材１２の水和反応で放熱される熱量Ｑを吸熱して高温の受熱流体４２ａとなる。この高温の受熱流体４２ａは、蓄熱容器１１の開口部１１ｂから導出され、熱需要設備４０に供給されて利用される。このようにして、化学蓄熱反応器１０の化学蓄熱材１２が水和反応を完了した時点において、化学蓄熱材１２の酸化カルシウム（ＣａＯ）が水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）に変化してステップ１９が終了する。
【０１０１】
≪ステップ２０≫
ステップ２０は、放熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１から熱受容準備室６５に搬出する工程である。まず、放熱工程（ステップ１９）が終了した後、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１への受熱流体４２の供給を停止する。次に、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して熱受容室４１内の化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５に搬出する。このとき、熱受容準備室６５の開閉扉６５ａ、６５ｂは閉鎖されている。なお、化学蓄熱反応器１０を熱受容室４１から熱受容準備室６５に搬出する方法に関しては、上記ステップ１４と同様である。化学蓄熱反応器１０を搬出後、開閉扉４１ａを閉鎖する。
【０１０２】
次に、熱受容準備室６５が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管６６の真空バルブ６６ａを開放して熱受容準備室６５の内部を減圧する。なお、本第２実施形態においては、化学蓄熱反応器１０の開口部１１ａ、１１ｂに蓋がなく解放状態にあるが、真空ポンプＶＰを作動して熱受容準備室６５の内部を減圧状態にすることにより、化学蓄熱反応器１０内部の水蒸気（受熱流体４２の一部）を効率的に排除することができる。
【０１０３】
熱受容準備室６５の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ６６ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器１０は、減圧状態にある熱受容準備室６５の内部に位置している。
【０１０４】
≪ステップ２１≫
ステップ２１は、放熱後の化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５から移送復路６２に搬出する工程である。まず、熱受容準備室６５の開閉扉６５ｂを開放して熱受容準備室６５内の化学蓄熱反応器１０を移送復路６２に搬出する。なお、化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５から移送復路６２に搬出する方法に関しては、上記ステップ１５と同様である。化学蓄熱反応器１０を搬出後、開閉扉６５ｂを閉鎖する。なお、移送復路６２の内部も減圧状態にある。この状態において、放熱後の化学蓄熱反応器１０は、移送復路６２の内部で熱受容準備室６５側に位置している。
【０１０５】
≪ステップ２２≫
ステップ２２は、放熱後の化学蓄熱反応器１０を移送復路６２により移送する工程である。この状態において、移送復路６２内には放熱後の化学蓄熱反応器１０が複数個存在している。このステップ２２においては、移送復路６２の内部で複数個の化学蓄熱反応器１０を熱受容準備室６５側から熱供給準備室６３側に順次移送する。なお、移送復路６２の内部で化学蓄熱反応器１０を移送する方法に関しては、上記ステップ１６と同様である。移送後の状態において、複数個の化学蓄熱反応器１０のうち先頭の化学蓄熱反応器１０が熱供給準備室６３に到達した時点で移送を停止する。移送後の状態において、上記初期状態に対応する。
【０１０６】
このようにして、上記ステップ１１〜ステップ２２の各工程からなるサイクルを繰り返すことにより、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現することができる。また、本第２実施形態においては、移送往路６１及び移送復路６２において、それぞれ複数個の化学蓄熱反応器１０を順次移送することができ、熱輸送の効率が向上する。なお、このサイクルの中で、蓄熱に関するステップ１１〜ステップ１６と放熱に関するステップ１７〜ステップ２２とを並行して同時進行することにより、熱輸送の効率が更に向上する。
【０１０７】
第３実施形態：
次に、本発明に係る熱輸送システムの第３実施形態を説明する。本第３実施形態は、図２に示す化学蓄熱反応器２０を利用するものである。図５は、本第３実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。図５において、熱輸送システム７０は、上記第１実施形態と同様に、熱供給設備３０が放出する４００℃を超える高温の廃熱（給熱流体が有する熱量Ｑ）を化学蓄熱反応器２０に蓄熱し、この化学蓄熱反応器２０を熱需要設備４０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給するものである。なお、本第３実施形態においては上記第１実施形態と異なり、熱供給設備３０と熱需要設備４０との距離が比較的遠い場合を想定し、化学蓄熱反応器２０の移送に上記第１実施形態のような移送通路を採用するものではない。
【０１０８】
図５において、熱供給設備３０は、熱供給設備３０が放出する熱量Ｑを化学蓄熱反応器２０に供給して蓄熱するための熱供給室３１を備えている。熱供給室３１には、化学蓄熱反応器２０を搬出入するための開閉扉３１ａが設けられている。なお、開閉扉３１ａの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、熱供給室３１は、その内部を減圧状態にするための真空配管３４と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管３４には、熱供給室３１と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ３４ａが設けられている。
【０１０９】
一方、熱需要設備４０は、化学蓄熱反応器２０から放出される熱量Ｑを熱需要設備４０に供給するための熱受容室４１を備えている。熱受容室４１には、化学蓄熱反応器２０を搬出入するための開閉扉４１ａが設けられている。なお、開閉扉４１ａの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、熱受容室４１は、化学蓄熱反応器２０に収容された化学蓄熱材２２の水和反応を生じさせるための反応水を含む受熱流体４２を水蒸気の状態で供給する水蒸気発生装置４３を備えている。また、熱受容室４１は、その内部を減圧状態にするための真空配管４４と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管４４には、熱受容室４１と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ４４ａが設けられている。
【０１１０】
また、図５に示すように、本第３実施形態においては上記第１実施形態と異なり、熱供給室３１と熱受容室４１との間に移送通路が設けられていない。従って、本第３実施形態においては、蓄熱した化学蓄熱反応器２０を外部環境を通して移送する。そのため、上述のように、化学蓄熱反応器２０の開口部２１ａ、２１ｂには、外部環境から化学蓄熱反応器２０の内部を密閉して熱量の放散を防止するための蓋２４ａ、２４ｂが設けられている（図２参照）。
【０１１１】
このような構成において、本第３実施形態に係る熱輸送システムにおいては、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給室３１に搬入する工程（ステップ３１）、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器２０に蓄熱する工程（ステップ３２）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１から外部環境に搬出する工程（ステップ３３）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱需要設備４０まで移送する工程（ステップ３４）、移送後の化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱受容室４１に搬入する工程（ステップ３５）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程（ステップ３６）、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１から外部環境に搬出する工程（ステップ３７）、及び、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給設備３０まで移送する工程（ステップ３８）の各工程からなるサイクルを繰り返す。なお、図５は、ステップ３２の蓄熱工程とステップ３６の放熱工程とが同時進行している状態を示している。以下、これらの工程について図３を用いて説明する。
【０１１２】
≪初期状態≫
初期状態において、蓄熱前（放熱後）の化学蓄熱反応器２０は、熱供給室３１及び熱受容室４１の外部環境に複数個存在している。なお、外部環境に存在する化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは、いずれも密閉された状態にあり内部は減圧状態にある。熱供給室３１の開閉扉３１ａ及び熱受容室４１の開閉扉４１ａは閉鎖されている。真空配管３４、４４の真空バルブ３４ａ、４４ａは閉鎖されており、熱供給室３１及び熱受容室４１の内部は減圧状態にある。また、熱供給室３１への給熱流体３２の供給及び熱受容室４１への受熱流体４２の供給は停止している。この状態において、ステップ３１〜ステップ３８の各工程からなるサイクルを繰り返す。
【０１１３】
≪ステップ３１≫
ステップ３１は、初期状態の化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給室３１に搬入する工程である。まず、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して外部環境にある化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給室３１に搬入する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬入機構を採用してもよく或いは手動による搬入を採用してもよい。化学蓄熱反応器２０を搬入後、開閉扉３１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器２０は、熱供給室３１内の定位置に設置されている。
【０１１４】
≪ステップ３２≫
ステップ３２は、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器２０に蓄熱する工程である。この蓄熱工程においては、化学蓄熱反応器２０が熱供給室３１に搬入されて定位置に設置され、熱供給室３１の開閉扉３１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは、いずれも密閉された状態にある。
【０１１５】
ステップ３２においては、まず、熱供給室３１が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管３４の真空バルブ３４ａを開放して熱供給室３１の内部を減圧する。熱供給室３１の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ３４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを開き、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂを解放状態にする。なお、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂの開閉機構は、特に限定するものではなく、駆動による自動開閉であってもよく、或いは手動による開閉操作であってもよい。
【０１１６】
この状態において、熱供給設備３０から熱供給室３１に向けて給熱流体３２を供給する。熱供給室３１に供給される給熱流体３２は、上記第１実施形態と同様、二酸化炭素を含有せず熱量Ｑを有する４２６℃の高温空気である。この給熱流体３２は、蓄熱容器２１の開口部２１ａから流体流路２３に導入される。この流体流路２３を通過する給熱流体３２は、化学蓄熱材２２及び受熱放熱板２３ｃの表面と効率的に接触して熱交換を行う。この熱交換により、化学蓄熱材２２の脱水反応が生じて、給熱流体３２が有する熱量Ｑが化学蓄熱材２２に蓄熱される。
【０１１７】
このとき、流体流路２３に導入された給熱流体３２は、熱量Ｑを化学蓄熱材２２に与えて低温の空気となると共に、脱水反応で生じた水蒸気を伴って蓄熱容器２１の開口部２１ｂから導出される。ここで、脱水反応で生じた水蒸気を熱供給室３１の内部から排除するための排気設備（図示しない）を設けることが好ましい。このようにして、化学蓄熱反応器２０の化学蓄熱材２２が脱水反応を完了した時点において、化学蓄熱材２２の水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）が酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化してステップ３２が終了する。
【０１１８】
≪ステップ３３≫
ステップ３３は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１から外部環境に搬出する工程である。まず、蓄熱工程（ステップ３２）が終了した後、熱供給設備３０から熱供給室３１への給熱流体３２の供給を停止する。次に、熱供給室３１が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管３４の真空バルブ３４ａを開放して熱供給室３１の内部を減圧する。これは、熱供給室３１の内部に残留する空気及び脱水反応で生じた水蒸気を排除するためである。この減圧操作により、化学蓄熱反応器２０内部の空気及び脱水反応で生じた水蒸気が効率的に排除される。次に、熱供給室３１の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ３４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを閉鎖して、蓄熱容器２１の内部を減圧状態で密閉する。
【０１１９】
次に、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して熱供給室３１内の化学蓄熱反応器２０を外部環境に搬出する。なお、化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１から外部環境に搬出する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬出機構を採用してもよく或いは手動による搬出を採用してもよい。化学蓄熱反応器２０を搬出後、開閉扉３１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０は、蓋２４ａ、２４ｂにより内部が密閉された状態で外部環境に存在する。
【０１２０】
≪ステップ３４≫
ステップ３４は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱需要設備４０まで移送する工程である。なお、熱供給設備３０から熱受容設備４０に化学蓄熱反応器２０を移送する手段は、特に限定するものではなく、車両等で移送するようにしてもよい。また、蓄熱した化学蓄熱反応器２０を保管庫に保管しておき、必要に応じて熱需要設備４０に移送するようにしてもよい。また、化学蓄熱反応器２０の内部は蓋２４ａ、２４ｂにより減圧状態を維持しており、移送中或いは保管中の化学蓄熱反応器２０から蓄熱した熱量Ｑが放散されることを防止することができる。
【０１２１】
≪ステップ３５≫
ステップ３５は、移送後の化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱受容室４１に搬入する工程である。まず、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して外部環境にある化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給室３１に搬入する方法に関しては、上記ステップ３１と同様である。化学蓄熱反応器２０を搬入後、開閉扉４１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器２０は、熱受容室４１内の定位置に設置されている。
【０１２２】
≪ステップ３６≫
ステップ３６は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程である。この放熱工程においては、化学蓄熱反応器２０が熱受容室４１に搬入されて定位置に設置され、熱受容室４１の開閉扉４１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは、いずれも密閉された状態にある。
【０１２３】
ステップ３６においては、まず、熱受容室４１が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管４４の真空バルブ４４ａを開放して熱受容室４１の内部を減圧する。熱受容室４１の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ４４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを開き、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂを解放状態にする。
【０１２４】
この状態において、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１に向けて受熱流体４２を供給する。本第３実施形態においては上記第１実施形態と同様、受熱流体４２は、化学蓄熱材２２の発熱温度以下の低温の水蒸気である。この受熱流体４２は、蓄熱容器２１の開口部２１ａから流体流路２３に導入される。この流体流路２３を通過する受熱流体４２は、化学蓄熱材２２の表面と効率的に接触して水和反応を生じさせる。この水和反応により化学蓄熱材２２からの放熱が生じて、化学蓄熱材２２が蓄熱している熱量Ｑが放熱される。
【０１２５】
ここで、水蒸気発生装置４３から放出される受熱流体４２は、化学蓄熱材２２の水和反応に必要な反応水の量を超える過剰の水分を含有している。従って、流体流路２３に導入された受熱流体４２は、水和反応に必要な量の水分を化学蓄熱材２２に与え、過剰の水分に相当する水蒸気として蓄熱容器２１の開口部２１ｂから導出される。
【０１２６】
このとき、過剰の水分に相当する水蒸気は、放熱する化学蓄熱材２２及び受熱放熱板２３ｃと効率的に接触し、化学蓄熱材２２の水和反応で放熱される熱量Ｑを吸熱して高温の受熱流体４２ａとなる。この高温の受熱流体４２ａは、蓄熱容器２１の開口部２１ｂから導出され、熱需要設備４０に供給されて利用される。このようにして、化学蓄熱反応器２０の化学蓄熱材２２が水和反応を完了した時点において、化学蓄熱材２２の酸化カルシウム（ＣａＯ）が水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）に変化してステップ３６が終了する。
【０１２７】
≪ステップ３７≫
ステップ３７は、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１から外部環境に搬出する工程である。まず、放熱工程（ステップ３６）が終了した後、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１への受熱流体４２の供給を停止する。次に、熱受容室４１が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管４４の真空バルブ４４ａを開放して熱受容室４１の内部を減圧する。これは、熱受容室４１の内部に残留する受熱流体４２ａを排除するためである。この減圧操作により、化学蓄熱反応器２０内部の水蒸気（受熱流体４２の一部）を効率的に排除することができる。次に、熱受容室４１の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ４４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを閉鎖して、蓄熱容器２１の内部を減圧状態で密閉する。
【０１２８】
次に、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して熱受容室４１内の化学蓄熱反応器２０を外部環境に搬出する。なお、化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１から外部環境に搬出する方法に関しては、上記ステップ３３と同様である。化学蓄熱反応器２０を搬出後、開閉扉４１ａを閉鎖する。この状態において、放熱後の化学蓄熱反応器２０は、蓋２４ａ、２４ｂにより内部が密閉された状態で外部環境に存在する。
【０１２９】
≪ステップ３８≫
ステップ３８は、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給設備３０まで移送する工程である。このステップ３８は、上記ステップ３４と同様の操作をするものである。このステップ３８においても、化学蓄熱反応器２０の内部は蓋２４ａ、２４ｂにより減圧状態を維持している。移送後の状態において、化学蓄熱反応器２０は上記初期状態に対応する。
【０１３０】
このようにして、上記ステップ３１〜ステップ３８の各工程からなるサイクルを繰り返すことにより、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現することができる。また、本第３実施形態においては、外部環境に複数個の化学蓄熱反応器２０を順次移送することができ、熱輸送の効率が向上する。なお、このサイクルの中で、蓄熱に関するステップ３１〜ステップ３４と放熱に関するステップ３５〜ステップ３８とを並行して同時進行することにより、熱輸送の効率が更に向上する。
【０１３１】
第４実施形態：
次に、本発明に係る熱輸送システムの第４実施形態を説明する。本第４実施形態は、上記第３実施形態と同様に、図２に示す化学蓄熱反応器２０を利用するものである。図６は、本第４実施形態における熱輸送システムの構成概略図である。図６において、熱輸送システム８０は、上記第１実施形態と同様に、熱供給設備３０が放出する４００℃を超える高温の廃熱（給熱流体が有する熱量Ｑ）を化学蓄熱反応器２０に蓄熱し、この化学蓄熱反応器２０を熱需要設備４０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給するものである。なお、本第４実施形態においては上記第３実施形態と同様に、熱供給設備３０と熱需要設備４０との距離が比較的遠い場合を想定し、化学蓄熱反応器２０の移送に上記第１実施形態のような移送通路を採用するものではない。
【０１３２】
図６において、熱供給設備３０は、熱供給設備３０が放出する熱量Ｑを化学蓄熱反応器２０に供給して蓄熱するための熱供給室３１を備えている。一方、熱需要設備４０は、化学蓄熱反応器２０から放出される熱量Ｑを熱需要設備４０に供給するための熱受容室４１を備えている。これらの熱供給室３１及び熱受容室４１は、外部環境から密閉されており、その内部に化学蓄熱反応器２０が脱着可能に設置される。また、熱受容室４１は、化学蓄熱反応器２０に収容された化学蓄熱材２２の水和反応を生じさせるための反応水を含む受熱流体４２を水蒸気の状態で供給する水蒸気発生装置４３を備えている。
【０１３３】
また、図６において、熱供給室３１は、化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１に搬入するための準備室として、熱供給準備室８３を備えている。一方、熱受容室４１は、化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１に搬入するための準備室として、熱受容準備室８５を備えている。これらの熱供給準備室８３及び熱受容準備室８５は、それぞれ熱供給室３１及び熱受容室４１から独立し、且つ外部環境から密閉されている。
【０１３４】
熱供給室３１と熱供給準備室８３との間には、化学蓄熱反応器２０を搬出入するための開閉扉３１ａが設けられている。また、熱供給準備室８３と外部環境との間には、化学蓄熱反応器２０を搬出入するための開閉扉８３ａが設けられている。なお、開閉扉３１ａ、８３ａの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、熱供給準備室８３は、その内部を減圧状態にするための真空配管８４と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管８４には、熱供給準備室８３と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ８４ａが設けられている。
【０１３５】
一方、熱受容室４１と熱受容準備室８５との間には、化学蓄熱反応器２０を搬出入するための開閉扉４１ａが設けられている。また、熱受容準備室８５と外部環境との間には、化学蓄熱反応器２０を搬出入するための開閉扉８５ａが設けられている。なお、開閉扉４１ａ、８５ａの開閉機構は、駆動式を採用してもよく或いは手動式を採用してもよい。また、熱受容準備室８５は、その内部を減圧状態にするための真空配管８６と真空ポンプＶＰ（図示しない）とを備えている。なお、真空配管８６には、熱受容準備室８５と真空ポンプＶＰとの間を遮断する真空バルブ８６ａが設けられている。
【０１３６】
このような構成において、本第４実施形態に係る熱輸送システムにおいては、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給準備室８３に搬入する工程（ステップ４１）、化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３から熱供給室３１に搬入する工程（ステップ４２）、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器２０に蓄熱する工程（ステップ４３）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１から熱供給準備室８３に搬出する工程（ステップ４４）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３から外部環境に搬出する工程（ステップ４５）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱需要設備４０まで移送する工程（ステップ４６）、移送後の化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱受容準備室８５に搬入する工程（ステップ４７）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５から熱受容室４１に搬入する工程（ステップ４８）、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程（ステップ４９）、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１から熱受容準備室８５に搬出する工程（ステップ５０）、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５から外部環境に搬出する工程（ステップ５１）、及び、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給設備３０まで移送する工程（ステップ５２）の各工程からなるサイクルを繰り返す。なお、図６は、ステップ４３の蓄熱工程とステップ４９の放熱工程が同時進行している状態を示している。以下、これらの工程について図６を用いて説明する。
【０１３７】
≪初期状態≫
初期状態において、蓄熱前（放熱後）及び蓄熱後の化学蓄熱反応器２０が外部環境に複数個存在している。なお、外部環境に存在する化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは、いずれも密閉された状態にあり内部は減圧状態にある。一方、熱供給室３１、熱供給準備室８３、熱受容室４１及び熱受容準備室８５は、空室となっている。熱供給室３１の開閉扉３１ａ及び熱供給準備室８３の開閉扉８３ａは閉鎖されている。また、熱受容室４１の開閉扉４１ａ及び熱受容準備室８５の開閉扉８５ａは閉鎖されている。真空配管８４、８６の真空バルブ８４ａ、８６ａは閉鎖されており、熱供給準備室８３及び熱受容準備室８５の内部は減圧状態にある。また、熱供給室３１への給熱流体３２の供給及び熱受容室４１への受熱流体４２の供給は停止している。この状態において、ステップ４１〜ステップ５２の各工程からなるサイクルを繰り返す。
【０１３８】
≪ステップ４１≫
ステップ４１は、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給準備室８３に搬入する工程である。まず、熱供給準備室８３の開閉扉８３ａを開放して外部環境にある化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３に搬入する。なお、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱供給準備室８３に搬入する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬入機構を採用してもよく或いは手動による搬入を採用してもよい。化学蓄熱反応器２０を搬入後、開閉扉８３ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器２０は、熱供給準備室８３内に位置している。
【０１３９】
≪ステップ４２≫
ステップ４２は、化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３から熱供給室３１に搬入する工程である。化学蓄熱反応器２０は、熱供給準備室８３に搬入され、熱供給室３１の開閉扉３１ａ及び熱供給準備室８３の開閉扉８３ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは、いずれも密閉された状態にある。
【０１４０】
ステップ４２においては、まず、熱供給準備室８３が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管８４の真空バルブ８４ａを開放して熱供給準備室８３の内部を減圧する。熱供給準備室８３の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ８４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを開き、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂを解放状態にする。なお、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂの開閉機構は、特に限定するものではなく、駆動による自動開閉であってもよく、或いは手動による開閉操作であってもよい。
【０１４１】
次に、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して熱供給準備室８３にある化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３から熱供給室３１に搬入する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬入機構を採用してもよく或いは手動による搬入を採用してもよい。化学蓄熱反応器２０を搬入後、開閉扉３１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱前の化学蓄熱反応器２０は、熱供給室３１内の定位置に設置されている。
【０１４２】
≪ステップ４３≫
ステップ４３は、熱供給設備３０から発生する熱量Ｑを熱供給室３１に搬入された化学蓄熱反応器２０に蓄熱する工程である。この蓄熱工程においては、化学蓄熱反応器２０が熱供給室３１に搬入されて定位置に設置され、熱供給室３１の開閉扉３１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは開かれており、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂは解放状態にある。
【０１４３】
この状態において、熱供給設備３０から熱供給室３１に向けて給熱流体３２を供給する。熱供給室３１に供給される給熱流体３２は、上記第１実施形態と同様、二酸化炭素を含有せず熱量Ｑを有する４２６℃の高温空気である。この給熱流体３２は、蓄熱容器２１の開口部２１ａから流体流路２３に導入される。この流体流路２３を通過する給熱流体３２は、化学蓄熱材２２及び受熱放熱板２３ｃの表面と効率的に接触して熱交換を行う。この熱交換により、化学蓄熱材２２の脱水反応が生じて、給熱流体３２が有する熱量Ｑが化学蓄熱材２２に蓄熱される。
【０１４４】
このとき、流体流路２３に導入された給熱流体３２は、熱量Ｑを化学蓄熱材２２に与えて低温の空気となると共に、脱水反応で生じた水蒸気を伴って蓄熱容器２１の開口部２１ｂから導出される。ここで、脱水反応で生じた水蒸気を熱供給室３１の内部から排除するための排気設備（図示しない）を設けることが好ましい。このようにして、化学蓄熱反応器２０の化学蓄熱材２２が脱水反応を完了した時点において、化学蓄熱材２２の水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）が酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化してステップ４３が終了する。
【０１４５】
≪ステップ４４≫
ステップ４４は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１から熱供給準備室８３に搬出する工程である。まず、蓄熱工程（ステップ４３）が終了した後、熱供給設備３０から熱供給室３１への給熱流体３２の供給を停止する。次に、熱供給室３１の開閉扉３１ａを開放して熱供給室３１内の化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３に搬出する。このとき、熱供給準備室８３の開閉扉８３ａは閉鎖されている。なお、化学蓄熱反応器２０を熱供給室３１から熱供給準備室８３に搬出する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬出機構を採用してもよく或いは手動による搬出を採用してもよい。化学蓄熱反応器２０を搬出後、開閉扉３１ａを閉鎖する。
【０１４６】
≪ステップ４５≫
ステップ４５は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３から外部環境に搬出する工程である。化学蓄熱反応器２０は、熱供給準備室８３に搬入され、熱供給室３１の開閉扉３１ａ及び熱供給準備室８３の開閉扉８３ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは開かれており、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂは解放状態にある。
【０１４７】
ステップ４５においては、まず、熱供給準備室８３が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管８４の真空バルブ８４ａを開放して熱供給準備室８３の内部を減圧する。この減圧操作により、化学蓄熱反応器２０内部の空気及び脱水反応で生じた水蒸気が効率的に排除され、続く移送工程において化学蓄熱反応器２０から蓄熱した熱量Ｑが放散されることを防止することができる。熱供給準備室８３の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ８４ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを閉鎖して、蓄熱容器２１の内部を減圧状態で密閉する。
【０１４８】
次に、熱供給準備室８３の開閉扉８３ａを開放して熱供給準備室８３内の化学蓄熱反応器２０を外部環境に搬出する。なお、化学蓄熱反応器２０を熱供給準備室８３から外部環境に搬出する方法に関しては、特に限定するものではなく、駆動式の搬出機構を採用してもよく或いは手動による搬出を採用してもよい。化学蓄熱反応器２０を搬出後、開閉扉８３ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０は、蓋２４ａ、２４ｂにより内部が密閉された状態で外部環境に存在する。
【０１４９】
≪ステップ４６≫
ステップ４６は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱需要設備４０まで移送する工程である。なお、熱供給設備３０から熱受容設備４０に化学蓄熱反応器２０を移送する手段は、特に限定するものではなく、車両等で移送するようにしてもよい。また、蓄熱した化学蓄熱反応器２０を保管庫に保管しておき、必要に応じて熱需要設備４０に移送するようにしてもよい。また、化学蓄熱反応器２０の内部は蓋２４ａ、２４ｂにより減圧状態を維持しており、移送中或いは保管中の化学蓄熱反応器２０から蓄熱した熱量Ｑが放散されることを防止することができる。
【０１５０】
≪ステップ４７≫
ステップ４７は、移送後の化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱受容準備室８５に搬入する工程である。まず、熱受容準備室８５の開閉扉８５ａを開放して外部環境にある化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５に搬入する。なお、化学蓄熱反応器２０を外部環境から熱受容準備室８５に搬入する方法に関しては、上記ステップ４１と同様である。化学蓄熱反応器２０を搬入後、開閉扉８５ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０は、熱受容準備室８５内に位置している。
【０１５１】
≪ステップ４８≫
ステップ４８は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５から熱受容室４１に搬入する工程である。化学蓄熱反応器２０は、熱受容準備室８５に搬入され、熱受容室４１の開閉扉４１ａ及び熱受容準備室８５の開閉扉８５ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは、いずれも密閉された状態にある。
【０１５２】
ステップ４８においては、まず、熱受容準備室８５が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管８６の真空バルブ８６ａを開放して熱受容準備室８５の内部を減圧する。熱受容準備室８５の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ８６ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを開き、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂを解放状態にする。なお、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂの開閉機構については、上記ステップ４２と同様である。
【０１５３】
次に、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して熱受容準備室８５にある化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１に搬入する。なお、化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５から熱受容室４１に搬入する方法に関しては、上記ステップ４２と同様である。化学蓄熱反応器２０を搬入後、開閉扉４１ａを閉鎖する。この状態において、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０は、熱受容室４１内の定位置に設置されている。
【０１５４】
≪ステップ４９≫
ステップ４９は、蓄熱後の化学蓄熱反応器２０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備４０に供給する工程である。この放熱工程においては、熱受容室４１に搬入された化学蓄熱反応器２０が熱受容室４１の定位置に設置され、熱受容室４１の開閉扉４１ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは開かれており、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂは解放状態にある。
【０１５５】
この状態において、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１に向けて受熱流体４２を供給する。本第４実施形態においては上記第１実施形態と同様、この受熱流体４２は、化学蓄熱材２２の発熱温度以下の低温の水蒸気である。この受熱流体４２は、蓄熱容器２１の開口部２１ａから流体流路２３に導入される。この流体流路２３を通過する受熱流体４２は、化学蓄熱材２２の表面と効率的に接触して水和反応を生じさせる。この水和反応により化学蓄熱材２２からの放熱が生じて、化学蓄熱材２２が蓄熱している熱量Ｑが放熱される。
【０１５６】
ここで、水蒸気発生装置４３から放出される受熱流体４２は、化学蓄熱材２２の水和反応に必要な反応水の量を超える過剰の水分を含有している。従って、流体流路２３に導入された受熱流体４２は、水和反応に必要な量の水分を化学蓄熱材２２に与え、過剰の水分に相当する水蒸気として蓄熱容器２１の開口部２１ｂから導出される。
【０１５７】
このとき、過剰の水分に相当する水蒸気は、放熱する化学蓄熱材２２及び受熱放熱板２３ｃと効率的に接触し、化学蓄熱材２２の水和反応で放熱される熱量Ｑを吸熱して高温の受熱流体４２ａとなる。この高温の受熱流体４２ａは、蓄熱容器２１の開口部２１ｂから導出され、熱需要設備４０に供給されて利用される。このようにして、化学蓄熱反応器２０の化学蓄熱材２２が水和反応を完了した時点において、化学蓄熱材２２の酸化カルシウム（ＣａＯ）が水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）に変化してステップ４９が終了する。
【０１５８】
≪ステップ５０≫
ステップ５０は、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１から熱受容準備室８５に搬出する工程である。まず、放熱工程（ステップ４９）が終了した後、水蒸気発生装置４３から熱受容室４１への受熱流体４２の供給を停止する。次に、熱受容室４１の開閉扉４１ａを開放して熱受容室４１内の化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５に搬出する。このとき、熱受容準備室８５の開閉扉８５ａは閉鎖されている。なお、化学蓄熱反応器２０を熱受容室４１から熱受容準備室８５に搬出する方法に関しては、上記ステップ４４と同様である。化学蓄熱反応器２０を搬出後、開閉扉４１ａを閉鎖する。
【０１５９】
≪ステップ５１≫
ステップ５１は、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５から外部環境に搬出する工程である。化学蓄熱反応器２０は、熱受容準備室８５に搬入され、熱受容室４１の開閉扉４１ａ及び熱受容準備室８５の開閉扉８５ａが閉鎖されている。また、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂは開かれており、蓄熱容器２１の開口部２１ａ、２１ｂは解放状態にある。
【０１６０】
ステップ５１においては、まず、熱受容準備室８５が備える真空ポンプＶＰを作動し、真空配管８６の真空バルブ８６ａを開放して熱受容準備室８５の内部を減圧する。この減圧操作により、化学蓄熱反応器２０内部の水蒸気（受熱流体４２の一部）を効率的に排除することができる。熱受容準備室８５の内部が設定した減圧度に至った段化で、真空バルブ８６ａを閉鎖して真空ポンプＶＰを停止する。次に、化学蓄熱反応器２０の蓋２４ａ、２４ｂを閉鎖して、蓄熱容器２１の内部を減圧状態で密閉する。
【０１６１】
次に、熱受容準備室８５の開閉扉８５ａを開放して熱受容準備室８５内の化学蓄熱反応器２０を外部環境に搬出する。なお、化学蓄熱反応器２０を熱受容準備室８５から外部環境に搬出する方法に関しては、上記ステップ４５と同様である。化学蓄熱反応器２０を搬出後、開閉扉８５ａを閉鎖する。この状態において、放熱後の化学蓄熱反応器２０は、蓋２４ａ、２４ｂにより内部が密閉された状態で外部環境に存在する。
【０１６２】
≪ステップ５２≫
ステップ５２は、放熱後の化学蓄熱反応器２０を熱供給設備３０まで移送する工程である。このステップ５２は、上記ステップ４６と同様の操作をするものである。このステップ５２においても、化学蓄熱反応器２０の内部は蓋２４ａ、２４ｂにより減圧状態を維持している。移送後の状態において、化学蓄熱反応器２０は上記初期状態に対応する。
【０１６３】
このようにして、上記ステップ４１〜ステップ５２の各工程からなるサイクルを繰り返すことにより、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現することができる。また、本第４実施形態においては、外部環境に複数個の化学蓄熱反応器２０を順次移送することができ、熱輸送の効率が向上する。なお、このサイクルの中で、蓄熱に関するステップ４１〜ステップ４６と放熱に関するステップ４７〜ステップ５２とを並行して同時進行することにより、熱輸送の効率が更に向上する。
【０１６４】
以上説明したように、本発明においては、蓄熱容器内の熱媒体及び熱媒体用の熱交換器を使用せず、小型化・軽量化することにより見掛けの蓄熱密度を大きくできる化学蓄熱反応器を提供することができる。また、この化学蓄熱反応器を利用して、輸送コストを抑え効率的な熱輸送を実現できる熱輸送システムを提供することができる。
【０１６５】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限らず次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記各実施形態においては、いずれも、熱供給設備が放出する廃熱の温度が４００℃を超える高温であり、この高温の廃熱を利用するために化学蓄熱材として水酸化カルシウム系蓄熱材を採用するものであるが、これに限定されるものではなく、熱供給設備が放出する熱量の温度に合わせて化学蓄熱材の種類を適宜選定することにより、様々な温度領域の熱量に対しても本発明を適用することができる。
（２）上記各実施形態においては、各ステップにおいて熱供給室の給熱流体及び熱受容室の受熱流体の供給と停止を繰り返すようにするが、これに限定されるものではなく、給熱流体及び受熱流体を常に流した状態で各ステップを進行するようにしてもよい。
（３）上記各実施形態においては、真空ポンプを利用して減圧状態を構成するが、これに限定されるものではなく、どのような手段により減圧状態を構成するようにしてもよい。例えば、熱受容室における減圧状態は、化学蓄熱材が放熱を完了する直前に水蒸気（受熱流体）の供給を停止し、熱受容室に残留する水蒸気を化学蓄熱材に吸収させることにより熱受容室の内部を減圧状態とするようにしてもよい。
（４）上記第１実施形態においては、移送通路にのみ減圧機構（真空配管）を設けるものであるが、これに限定されるものではなく、熱供給室及び熱受容室にも減圧機構（真空配管）を設けるようにしてもよい。このことにより、各ステップの減圧状態をより高度に管理することができる。
（５）上記第２実施形態においては、熱供給準備室及び熱受容準備室にのみ減圧機構（真空配管）を設けるものであるが、これに限定されるものではなく、移送往路及び移送復路、或いは、熱供給室及び熱受容室にも減圧機構（真空配管）を設けるようにしてもよい。このことにより、各ステップの減圧状態をより高度に管理することができる。
（６）上記第４実施形態においては、熱供給準備室及び熱受容準備室にのみ減圧機構（真空配管）を設けるものであるが、これに限定されるものではなく、熱供給室及び熱受容室にも減圧機構（真空配管）を設けるようにしてもよい。このことにより、各ステップの減圧状態をより高度に管理することができる。
（７）上記各実施形態においては、蓄熱後の化学蓄熱反応器の内部に減圧状態を構成する。この理由の一つには、蓄熱後の化学蓄熱反応器の内部に脱水反応で生じた水蒸気が残留すると、移送時に水和反応が一部生じる恐れがあるからである。これを防止する方法として、上記各実施形態においては真空ポンプを利用するが、これに限定されるものではなく、例えば乾燥空気による置換など、どのような手段により化学蓄熱反応器の内部から水蒸気を排除するようにしてもよい。
（８）上記各実施形態においては、いずれも、上面及び底面に２つの開口部を有する化学蓄熱反応器を採用し、熱供給室及び熱受容室において蓄熱及び放熱を行うものであるが、これに限定されるものではなく、熱供給室及び熱受容室を採用することなく蓄熱容器を密閉構造として接続配管により給熱流体又は受熱流体と配管接続するようにしてもよい。この場合、蓄熱容器の接続配管を封鎖した状態で移送することにより、化学蓄熱反応器内に蓄熱した熱量を外部に放散することなく熱輸送を行うことができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１０、２０…化学蓄熱反応器、
１１、２１…蓄熱容器、１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ…開口部、
１２、２２…化学蓄熱材、
１３、２３…流体流路、１３ａ、１３ｂ…流体、１３ｃ、２３ｃ…受熱放熱板、
２４ａ、２４ｂ…蓋、
３０…熱供給設備、４０…熱需要設備、
３１…熱供給室、４１…熱受容室、
３１ａ、４１ａ、６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂ、８３ａ、８５ａ…開閉扉、
３２…給熱流体、４２、４２ａ…受熱流体、
３４、４４、５２、６４、６６、８４、８６…真空配管、
３４ａ、４４ａ、５２ａ、６４ａ、６６ａ、８４ａ、８６ａ…真空バルブ、
４３…水蒸気発生装置、
５０、６０、７０、８０…熱輸送システム、
５１…移送通路、６１…移送往路、６２…移送復路、
Ｑ…熱量、ＶＰ…真空ポンプ。
【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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