JP6577415B2 - Heat exchanger and chemical heat pump having the same - Google Patents

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Description

本発明は、熱交換器およびケミカルヒートポンプに関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger and a chemical heat pump.

水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）と酸化カルシウム（ＣａＯ）との間では、Ｃａ（ＯＨ）2＋１０４ｋＪ／ｍｏｌ＝ＣａＯ＋Ｈ2Ｏという可逆な化学変化が起こりうる。この化学変化を利用したサイクルによって、熱を貯めたり放出したりする装置として、ＣａＯ／Ｃａ（ＯＨ）2系ケミカルヒートポンプが知られている。ＣａＯ／Ｃａ（ＯＨ）2系ケミカルヒートポンプの一例が、特開平１１−１８２９６８号公報（特許文献１）に記載されている。 A reversible chemical change of Ca (OH) 2 +104 kJ / mol = CaO + H 2 O can occur between calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and calcium oxide (CaO). A CaO / Ca (OH) 2 -based chemical heat pump is known as an apparatus for storing and releasing heat by a cycle using this chemical change. An example of a CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-182968 (Patent Document 1).

特許文献１には、中心を通る面で少なくとも２分割可能な円板状のトレイを多段に配置し、上記トレイの中心部に形成した凹部に熱交換用パイプを通し、上記トレイの外周部に形成した複数の凹部にヒータを配設し、上記トレイに熱交換用媒体を充填したケミカルヒートポンプが記載されている。   In Patent Document 1, disk-shaped trays that can be divided into at least two parts on a plane passing through the center are arranged in multiple stages, a heat exchange pipe is passed through a recess formed in the center of the tray, and the outer periphery of the tray is passed through. There is described a chemical heat pump in which a heater is provided in a plurality of formed recesses and the tray is filled with a heat exchange medium.

特開平１１−１８２９６８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-182968

特許文献１に記載された構造では、熱交換パイプが中心部に１本しか配置されていないので、熱交換パイプとトレイとが熱接触する面の面積が小さく、交換される熱量が小さい。   In the structure described in Patent Document 1, since only one heat exchange pipe is arranged at the center, the area of the surface where the heat exchange pipe and the tray are in thermal contact is small, and the amount of heat exchanged is small.

そこで、本発明は、効率良く熱交換することが可能な熱交換器およびケミカルヒートポンプを提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the heat exchanger and chemical heat pump which can exchange heat efficiently.

上記目的を達成するため、本発明に基づく熱交換器は、上下方向に配列された複数の容器を含む集合体と、上記複数の容器の各々に収容されることで少なくとも一部が露出するように保持される蓄熱材と、上記蓄熱材と流体との間で熱交換が可能なように、上記集合体の近傍に配置された、上記流体を通すための第１配管とを備え、上向きおよび下向きのうちいずれか一方を第１の向きとして他方を第２の向きとすると、上記第１配管は、上記流体が上記集合体に沿って上記第１の向きに流れる第１区間と、上記流体が上記第１区間を通過した後で上記集合体に沿って上記第２の向きに流れる第２区間とを含む。   In order to achieve the above object, a heat exchanger according to the present invention includes an assembly including a plurality of containers arranged in a vertical direction, and at least a part of the assembly is exposed by being accommodated in each of the plurality of containers. And a first pipe for passing the fluid disposed in the vicinity of the assembly so that heat exchange is possible between the heat storage material and the fluid, and upward and Assuming that one of the downward directions is the first direction and the other is the second direction, the first pipe has the first section in which the fluid flows in the first direction along the assembly, and the fluid Includes a second section that flows in the second direction along the aggregate after passing through the first section.

本発明によれば、複数の容器の集合体の近傍において、上下方向に往復するように流体を流しつつ蓄熱材と流体との間で熱交換が可能な構成となっているので、接触面積を大きく確保することができ、効率良く熱交換することが可能となる。   According to the present invention, in the vicinity of the assembly of a plurality of containers, the heat exchange between the heat storage material and the fluid is possible while flowing the fluid so as to reciprocate in the vertical direction. A large amount can be secured, and heat exchange can be performed efficiently.

本発明に基づく実施の形態１におけるケミカルヒートポンプの概念図である。It is a conceptual diagram of the chemical heat pump in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態１における熱交換器に含まれる集合体の概念図である。It is a conceptual diagram of the aggregate | assembly contained in the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態１における熱交換器の第１の斜視図である。It is a 1st perspective view of the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態１における熱交換器の第２の斜視図である。It is a 2nd perspective view of the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態１における熱交換器に含まれる容器の斜視図である。It is a perspective view of the container contained in the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態１における熱交換器に含まれる容器の平面図である。It is a top view of the container contained in the heat exchanger in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態２における熱交換器に含まれる容器の斜視図である。It is a perspective view of the container contained in the heat exchanger in Embodiment 2 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態２における熱交換器に含まれる容器の平面図である。It is a top view of the container contained in the heat exchanger in Embodiment 2 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態３における熱交換器に含まれる第１配管の側面図である。It is a side view of the 1st piping contained in the heat exchanger in Embodiment 3 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態３における熱交換器に含まれる第１配管の下面図である。It is a bottom view of the 1st piping contained in the heat exchanger in Embodiment 3 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態４における熱交換器の第１の斜視図である。It is a 1st perspective view of the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態４における熱交換器の第２の斜視図である。It is a 2nd perspective view of the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態４における熱交換器に含まれる第１配管の斜視図である。It is a perspective view of the 1st piping contained in the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態４における熱交換器に含まれる第１配管の上面図である。It is a top view of the 1st piping contained in the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態５における熱交換器の側面図である。It is a side view of the heat exchanger in Embodiment 5 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態５における熱交換器の下面図である。It is a bottom view of the heat exchanger in Embodiment 5 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態６における熱交換器の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the heat exchanger in Embodiment 6 based on this invention.

図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。   The dimensional ratios shown in the drawings do not always faithfully represent the actual ones, and the dimensional ratios may be exaggerated for convenience of explanation. In the following description, when referring to a concept above or below, it does not necessarily mean absolute above or below, but may mean relative above or below in the illustrated posture. .

（実施の形態１）
（構成）
図１〜図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるケミカルヒートポンプについて説明する。本実施の形態におけるケミカルヒートポンプ５０１を図１に概念的に示す。ケミカルヒートポンプ５０１は、熱交換器１０１と、熱交換器１０１を収容する反応槽４０１と、貯水槽４０２と、反応槽４０１と貯水槽４０２との間で気体を流通させることができる第２配管４０３とを備える。熱交換器１０１の詳細は、後述する。貯水槽４０２には貯水槽４０２の外部から導かれるように配管１１が配置されている。第２配管４０３を通じて流通する気体は水蒸気であってよい。第２配管４０３の途中には弁４０４が設けられている。第２配管４０３の途中に真空ポンプ４０５が接続されている。弁４０４を開けた状態で真空ポンプ４０５を作動させることにより反応槽４０１および貯水槽４０２の内部を真空引きすることができる。貯水槽４０２には水１４が溜められている。配管１１には熱交換のためのオイル１３が通る。オイル１３によって与えられた熱によって水１４の少なくとも一部は水蒸気となる場合があり、その際に弁４０４が開いていれば、水蒸気は第２配管４０３を通って反応槽４０１に移動することができる。反応槽４０１から第２配管４０３を通って貯水槽４０２に到達した水蒸気は配管１１のオイル１３に熱を与えることによって液化して水１４として貯水槽４０２に溜められる。 (Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIGS. 1-6, the chemical heat pump in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. A chemical heat pump 501 in the present embodiment is conceptually shown in FIG. The chemical heat pump 501 includes a heat exchanger 101, a reaction tank 401 that accommodates the heat exchanger 101, a water tank 402, and a second pipe 403 that can circulate gas between the reaction tank 401 and the water tank 402. With. Details of the heat exchanger 101 will be described later. A pipe 11 is arranged in the water storage tank 402 so as to be guided from the outside of the water storage tank 402. The gas flowing through the second pipe 403 may be water vapor. A valve 404 is provided in the middle of the second pipe 403. A vacuum pump 405 is connected in the middle of the second pipe 403. By operating the vacuum pump 405 with the valve 404 opened, the inside of the reaction tank 401 and the water storage tank 402 can be evacuated. Water 14 is stored in the water storage tank 402. Oil 13 for heat exchange passes through the pipe 11. At least a part of the water 14 may become steam due to the heat given by the oil 13, and if the valve 404 is open at that time, the steam can move to the reaction tank 401 through the second pipe 403. it can. The water vapor reaching the water storage tank 402 from the reaction tank 401 through the second pipe 403 is liquefied by applying heat to the oil 13 in the pipe 11 and stored as water 14 in the water storage tank 402.

熱交換器１０１には、複数の容器２が含まれる。各容器２には蓄熱材３が収容されている。反応槽４０１には反応槽４０１の外部から導かれるように第１配管４が配置されている。図１においては、第１配管４は模式的に示されている。説明の便宜のため、図１では、第１配管４はＵ字形状として示されているが、最も基本的な構成としては、このように上下方向に１往復するのみであってもよい。実際には第１配管４は単一のＵ字形状とは限らない。第１配管４は上下方向に複数回往復するものであってもよい。ここでいう「往復」は、上および下のいずれで折り返すものであってもよい。   The heat exchanger 101 includes a plurality of containers 2. Each container 2 contains a heat storage material 3. The first pipe 4 is arranged in the reaction tank 401 so as to be guided from the outside of the reaction tank 401. In FIG. 1, the first pipe 4 is schematically shown. For convenience of explanation, the first pipe 4 is shown as a U-shape in FIG. 1, but the most basic configuration may be such that only one reciprocation in the vertical direction is possible. Actually, the first pipe 4 is not necessarily a single U-shape. The first pipe 4 may reciprocate a plurality of times in the vertical direction. The “reciprocation” referred to here may be turned up or down.

熱交換器１０１から複数の容器２およびこれらに収容された蓄熱材３のみを取り出したところを図２に示す。図２に示すように、複数の容器２は、上下方向に並ぶように多段に配置されてよい。容器２はトレイであってよい。容器２は、上から見たときに円形となるトレイであってよい。集合体１は、複数の容器２を含む。容器２に収められている蓄熱材３は、ＣａＯまたはＣａ（ＯＨ）2であってよい。蓄熱材３は、粉末状または粒状であってよい。各容器２において、蓄熱材３の上側は開放されている。 The place which took out only the some container 2 and the thermal storage material 3 accommodated in these from the heat exchanger 101 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the plurality of containers 2 may be arranged in multiple stages so as to be arranged in the vertical direction. The container 2 may be a tray. The container 2 may be a tray that is circular when viewed from above. The assembly 1 includes a plurality of containers 2. The heat storage material 3 stored in the container 2 may be CaO or Ca (OH) 2 . The heat storage material 3 may be powdered or granular. In each container 2, the upper side of the heat storage material 3 is open.

ケミカルヒートポンプ５０１から熱交換器１０１を単独で取り出したところを図３に示す。図３では、説明の便宜のために容器２内の蓄熱材３を図示省略しており、容器２が空であるように表示されているが、実際には、各容器２内には蓄熱材３が収容されている。熱交換器１０１を斜め下方から見た斜視図を図４に示す。   FIG. 3 shows the heat exchanger 101 taken out from the chemical heat pump 501 alone. In FIG. 3, the heat storage material 3 in the container 2 is omitted for convenience of explanation, and the container 2 is displayed as being empty. 3 is housed. FIG. 4 shows a perspective view of the heat exchanger 101 as viewed from obliquely below.

熱交換器１０１は、上下方向に配列された複数の容器２を含む集合体１と、複数の容器２の各々に収容されることで少なくとも一部が露出するように保持される蓄熱材３と、蓄熱材３と流体１２との間で熱交換が可能なように、集合体１の近傍に配置された、流体１２を通すための第１配管４とを備える。上向きおよび下向きのうちいずれか一方を第１の向き９１として他方を第２の向き９２とすると、第１配管４は、流体１２が集合体１に沿って第１の向き９１に流れる第１区間４１と、流体１２が第１区間４１を通過した後で集合体１に沿って第２の向き９２に流れる第２区間４２とを含む。ここで示す例では、集合体１に含まれる複数の容器２は、上下方向にそれぞれ互いに離隔しつつ上下方向に配列されているが、複数の容器２の各々が離隔していることは必須ではない。集合体１は、たとえば配列されている複数の容器２のうち互いに隣接する容器２同士が部分的に接触している構成であってもよい。   The heat exchanger 101 includes an assembly 1 including a plurality of containers 2 arranged in the vertical direction, and a heat storage material 3 that is held in each of the plurality of containers 2 so as to be exposed at least partially. The first piping 4 for passing the fluid 12 is provided near the assembly 1 so that heat exchange between the heat storage material 3 and the fluid 12 is possible. Assuming that one of the upward and downward directions is the first direction 91 and the other is the second direction 92, the first pipe 4 has a first section in which the fluid 12 flows in the first direction 91 along the assembly 1. 41 and a second section 42 that flows in the second direction 92 along the assembly 1 after the fluid 12 has passed through the first section 41. In the example shown here, the plurality of containers 2 included in the assembly 1 are arranged in the vertical direction while being spaced apart from each other in the vertical direction. However, it is essential that the plurality of containers 2 are spaced from each other. Absent. The assembly 1 may have a configuration in which, for example, adjacent containers 2 among a plurality of arranged containers 2 are partially in contact with each other.

第１区間４１と第２区間４２とは、集合体１の上側で、上折返し部４ｃによって接続されている。第２区間４２とさらに他の区間とは、集合体１の下側で、下折返し部４ｄによって接続されている。ここでは、上向きが第１の向き９１であって、下向きが第２の向き９２であるものとしたが、逆であってもよい。第１配管４は、入口４ａと出口４ｂとを有する。ここで示した例では、流体１２は、第１区間４１では上向きに流れ、第２区間４２では下向きに流れる。   The first section 41 and the second section 42 are connected to each other on the upper side of the assembly 1 by the upper turn-up portion 4c. The second section 42 and another section are connected to each other on the lower side of the assembly 1 by a lower turn-up portion 4d. Here, the upward direction is the first direction 91 and the downward direction is the second direction 92, but the reverse may be possible. The first pipe 4 has an inlet 4a and an outlet 4b. In the example shown here, the fluid 12 flows upward in the first section 41 and flows downward in the second section 42.

容器２を単独で取り出したところを図５に示す。容器２の平面図を図６に示す。
（作用・効果）
本実施の形態では、複数の容器２の集合体１の近傍において、上下方向に往復するように流体１２を流しつつ蓄熱材３と流体１２との間で熱交換が可能な構成となっているので、接触面積を大きく確保することができ、効率良く熱交換することが可能な熱交換器およびケミカルヒートポンプを実現することができる。 The place where the container 2 was taken out alone is shown in FIG. A plan view of the container 2 is shown in FIG.
(Action / Effect)
In the present embodiment, heat exchange is possible between the heat storage material 3 and the fluid 12 while flowing the fluid 12 so as to reciprocate in the vertical direction in the vicinity of the assembly 1 of the plurality of containers 2. Therefore, a large contact area can be secured, and a heat exchanger and a chemical heat pump capable of efficiently exchanging heat can be realized.

本実施の形態で示したように、複数の容器２の各々は、上から見たときに蓄熱材３を収容する空間８の最外周を規定する外周壁５を有することが好ましい。本実施の形態で示したように、外周壁５は、内側に向かって凹む凹部６を有し、第１配管４は、少なくとも一部が凹部６に収容されるように配置されていることが好ましい。この構成を採用することにより、外周壁５と第１配管４との接触面積を大きく確保することができ、熱交換の効率を上げることができる。   As shown in the present embodiment, each of the plurality of containers 2 preferably has an outer peripheral wall 5 that defines the outermost periphery of the space 8 that houses the heat storage material 3 when viewed from above. As shown in the present embodiment, the outer peripheral wall 5 has a recess 6 that is recessed toward the inside, and the first pipe 4 is disposed so that at least a part thereof is accommodated in the recess 6. preferable. By adopting this configuration, a large contact area between the outer peripheral wall 5 and the first pipe 4 can be secured, and the efficiency of heat exchange can be increased.

本実施の形態で示したように、複数の容器２の各々は、上から見たとき外周壁５の第１部位から空間８内を通って外周壁５の第２部位につながる第１フィン７を備えることが好ましい。第１フィン７は、容器２の中心を通るものとは限らない。この構成を採用することにより、第１フィン７と蓄熱材３との間でも熱交換をすることが可能となるので、熱交換の効率を上げることができる。第１フィン７の上下方向の寸法は、空間８を完全に区切る程度の大きさであってもよいが、空間８の上下方向の寸法より小さくてもよい。第１フィン７の両側にある蓄熱材３は、第１フィン７によって完全に分断されてもよい。第１フィン７の両側にある蓄熱材３は、第１フィン７の上、下または上下両方においてつながっていてもよい。   As shown in the present embodiment, each of the plurality of containers 2 has a first fin 7 connected from the first part of the outer peripheral wall 5 to the second part of the outer peripheral wall 5 through the space 8 when viewed from above. It is preferable to provide. The first fin 7 does not necessarily pass through the center of the container 2. By adopting this configuration, heat exchange can be performed between the first fin 7 and the heat storage material 3, so that the efficiency of heat exchange can be increased. The dimension of the first fin 7 in the vertical direction may be a size that completely divides the space 8, but may be smaller than the vertical dimension of the space 8. The heat storage material 3 on both sides of the first fin 7 may be completely divided by the first fin 7. The heat storage materials 3 on both sides of the first fin 7 may be connected both above, below, and above and below the first fin 7.

（実施の形態２）
（構成）
図７〜図８を参照して、本発明に基づく実施の形態２における熱交換器について説明する。この熱交換器の基本的な構成については、実施の形態１で説明した熱交換器１０１と同様であるが、以下の点で異なる。 (Embodiment 2)
(Constitution)
With reference to FIGS. 7-8, the heat exchanger in Embodiment 2 based on this invention is demonstrated. The basic configuration of this heat exchanger is the same as that of the heat exchanger 101 described in the first embodiment, but differs in the following points.

本実施の形態における熱交換器は、容器２に代えて図７に示すような容器２ｉを備える。容器２ｉの平面図を図８に示す。この熱交換器においては、集合体１は複数の容器２ｉを備える。複数の容器２ｉの各々は、上から見たとき外周壁５から空間８の途中まで延在する第２フィン９を備える。第２フィン９の上下方向の寸法は、第１フィン７と同じであってもよく、第１フィン７より大きくても小さくてもよい。   The heat exchanger in the present embodiment includes a container 2i as shown in FIG. A plan view of the container 2i is shown in FIG. In this heat exchanger, the assembly 1 includes a plurality of containers 2i. Each of the plurality of containers 2i includes a second fin 9 extending from the outer peripheral wall 5 to the middle of the space 8 when viewed from above. The vertical dimension of the second fin 9 may be the same as that of the first fin 7, and may be larger or smaller than the first fin 7.

（作用・効果）
本実施の形態における熱交換器の容器２ｉは、第１フィン７の他に第２フィン９を備えているので、領域Ａのように周囲の第１フィン７からも外周壁５からも遠い領域においても第２フィン９を用いて効率良く熱交換することができる。 (Action / Effect)
The heat exchanger vessel 2i in the present embodiment includes the second fins 9 in addition to the first fins 7, and thus is a region far from the surrounding first fins 7 and the outer peripheral wall 5 as in the region A. In this case, heat can be efficiently exchanged using the second fins 9.

（実施の形態３）
（構成）
図９〜図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態３における熱交換器について説明する。本実施の形態における熱交換器の基本的な構成については、実施の形態１で説明した熱交換器１０１と同様であるが、以下の点で異なる。熱交換器１０１と共通する構成については、説明を繰り返さない。 (Embodiment 3)
(Constitution)
With reference to FIGS. 9-10, the heat exchanger in Embodiment 3 based on this invention is demonstrated. The basic configuration of the heat exchanger in the present embodiment is the same as that of the heat exchanger 101 described in the first embodiment, but differs in the following points. The description common to the heat exchanger 101 is not repeated.

本実施の形態における熱交換器に含まれる第１配管４を単独で取り出したところを図９に示す。この第１配管４を下から見たところを図１０に示す。図１０においては、紙面奥に向かう向きが上向きであり、紙面手前に向かう向きが下向きである。ここでは、上向きが第１の向き９１であって、下向きが第２の向き９２であるものとして説明するが、逆であってもよい。   The place which took out the 1st piping 4 contained in the heat exchanger in this Embodiment independently is shown in FIG. The place which looked at this 1st piping 4 from the bottom is shown in FIG. In FIG. 10, the direction toward the back of the paper is upward, and the direction toward the front of the paper is downward. Here, the upward direction is the first direction 91 and the downward direction is the second direction 92, but the reverse may be possible.

この熱交換器においては、第１配管４は、流体１２が第２区間４２を通過した後で集合体１の外周に沿って第１の向き９１に流れる第３区間４３と、流体１２が第３区間４３を通過した後で集合体１の外周に沿って第２の向き９２に流れる第４区間４４と、流体１２が第４区間４４を通過した後で集合体１の外周に沿って第１の向き９１に流れる第５区間４５と、流体１２が第５区間４５を通過した後で集合体１の外周に沿って第２の向き９２に流れる第６区間４６と、流体１２が第６区間４６を通過した後で集合体１の外周に沿って第１の向き９１に流れる第７区間４７と、流体１２が第７区間４７を通過した後で集合体１の外周に沿って第２の向き９２に流れる第８区間とを含む。第１区間４１と第２区間４２とは、集合体１の上側で上折返し部４ｃ１によって接続されている。第２区間４２と第３区間４３とは、集合体１の下側で下折返し部４ｄ１によって接続されている。第３区間４３と第４区間４４とは、集合体１の上側で上折返し部４ｃ２によって接続されている。第４区間４４と第５区間４５とは、集合体１の下側で下折返し部４ｄ２によって接続されている。さらに、上から見たとき、第１区間４１、第２区間４２、第３区間４３、第４区間４４、第５区間４５、第６区間４６、第７区間４７、第８区間４８は、この順序で集合体１を取り囲むように配置されている。言い換えれば、第１配管４の少なくとも８つの区間に注目したときに、これらが集合体１の外周に沿って順々にたどるようにして集合体１を取り囲んでいる。   In this heat exchanger, the first pipe 4 includes a third section 43 that flows in the first direction 91 along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 has passed through the second section 42, and the fluid 12 is the first pipe 4. The fourth section 44 flows in the second direction 92 along the outer periphery of the assembly 1 after passing through the third section 43, and the fourth section 44 along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 passes through the fourth section 44. A fifth section 45 flowing in the first direction 91, a sixth section 46 flowing in the second direction 92 along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 passes through the fifth section 45, and the fluid 12 in the sixth direction A seventh section 47 that flows in the first direction 91 along the outer periphery of the assembly 1 after passing through the section 46, and a second along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 passes through the seventh section 47. And an eighth section flowing in the direction 92. The first section 41 and the second section 42 are connected to each other on the upper side of the assembly 1 by the upper turn-up portion 4c1. The second section 42 and the third section 43 are connected to each other on the lower side of the assembly 1 by a lower turn-up portion 4d1. The third section 43 and the fourth section 44 are connected to each other on the upper side of the assembly 1 by the upper turn-up portion 4c2. The fourth section 44 and the fifth section 45 are connected to each other on the lower side of the assembly 1 by a lower turning portion 4d2. Furthermore, when viewed from above, the first section 41, the second section 42, the third section 43, the fourth section 44, the fifth section 45, the sixth section 46, the seventh section 47, and the eighth section 48 are It arrange | positions so that the aggregate | assembly 1 may be surrounded in order. In other words, when attention is paid to at least eight sections of the first pipe 4, the assembly 1 is surrounded so as to follow the outer periphery of the assembly 1 in order.

（作用・効果）
本実施の形態では、第１配管４は一本で済ませることができるので、第１配管４を流れる際の流体１２の流速を高く維持することができ、熱伝達率を向上させることができる。 (Action / Effect)
In this Embodiment, since the 1st piping 4 can be completed by one, the flow velocity of the fluid 12 at the time of flowing through the 1st piping 4 can be maintained high, and a heat transfer rate can be improved.

（実施の形態４）
（構成）
図１１〜図１４を参照して、本発明に基づく実施の形態４における熱交換器について説明する。本実施の形態における熱交換器１０２を図１１に示す。熱交換器１０２を斜め下から見たところを図１２に示す。熱交換器１０２の基本的な構成については、実施の形態１で説明した熱交換器１０１と同様であるが、以下の点で異なる。熱交換器１０１と共通する構成については、説明を繰り返さない。 (Embodiment 4)
(Constitution)
With reference to FIGS. 11-14, the heat exchanger in Embodiment 4 based on this invention is demonstrated. A heat exchanger 102 in the present embodiment is shown in FIG. FIG. 12 shows the heat exchanger 102 as viewed obliquely from below. The basic configuration of the heat exchanger 102 is the same as that of the heat exchanger 101 described in the first embodiment, but differs in the following points. The description common to the heat exchanger 101 is not repeated.

図１２に示すように、熱交換器１０２においては、第１配管４は集合体１の下側で３つに分岐している。第１配管４の分岐した各々の部分は集合体１の外周に沿って配置されている。第１配管４の分岐した各々の部分は、集合体１の外周近傍において、上下方向に１回以上往復するように配置されている。熱交換器１０２に含まれる第１配管４を単独で取り出したところを図１３に示す。この第１配管４を上から見たところを図１４に示す。図１４においては、紙面手前に向かう向きが上向きであり、紙面奥に向かう向きが下向きである。ここでは、上向きが第１の向き９１であって、下向きが第２の向き９２であるものとしているが、逆であってもよい。   As shown in FIG. 12, in the heat exchanger 102, the first pipe 4 is branched into three on the lower side of the assembly 1. Each branched portion of the first pipe 4 is disposed along the outer periphery of the assembly 1. Each branched portion of the first pipe 4 is arranged so as to reciprocate at least once in the vertical direction in the vicinity of the outer periphery of the assembly 1. The place where the 1st piping 4 contained in the heat exchanger 102 was taken out independently is shown in FIG. FIG. 14 shows the first pipe 4 as viewed from above. In FIG. 14, the direction toward the front of the paper is upward, and the direction toward the back of the paper is downward. Here, the upward direction is the first direction 91 and the downward direction is the second direction 92, but the reverse may be possible.

（作用・効果）
本実施の形態では、第１配管４が分岐していることにより、流体１２は分かれて集合体１の外周の大きく異なる位置にある複数の箇所に並行して流れることができるので、集合体１の外周の大きく異なる複数箇所で同時に並行して熱交換を行なうことができる。したがって、集合体１に収容されている蓄熱材３を効率良く利用することができる。本実施の形態では、容器２の温度分布のばらつきを緩和することができる。 (Action / Effect)
In the present embodiment, since the first pipe 4 is branched, the fluid 12 can be separated and flow in parallel at a plurality of locations at different positions on the outer periphery of the assembly 1. The heat exchange can be performed simultaneously in parallel at a plurality of greatly different outer circumferences. Therefore, the heat storage material 3 accommodated in the assembly 1 can be used efficiently. In the present embodiment, variations in the temperature distribution of the container 2 can be reduced.

（実施の形態５）
（構成）
図１５〜図１６を参照して、本発明に基づく実施の形態５における熱交換器について説明する。本実施の形態における熱交換器の基本的な構成については、実施の形態１で説明した熱交換器１０１と同様であるが、以下の点で異なる。熱交換器１０１と共通する構成については、説明を繰り返さない。 (Embodiment 5)
(Constitution)
With reference to FIGS. 15-16, the heat exchanger in Embodiment 5 based on this invention is demonstrated. The basic configuration of the heat exchanger in the present embodiment is the same as that of the heat exchanger 101 described in the first embodiment, but differs in the following points. The description common to the heat exchanger 101 is not repeated.

本実施の形態における熱交換器に含まれる第１配管４を単独で取り出したところを図１５に示す。この第１配管４を下から見たところを図１６に示す。図１６においては、紙面奥に向かう向きが上向きであり、紙面手前に向かう向きが下向きである。ここでは、上向きが第１の向き９１であって、下向きが第２の向き９２であるものとして説明するが、逆であってもよい。   The place where the 1st piping 4 contained in the heat exchanger in this Embodiment was taken out independently is shown in FIG. FIG. 16 shows the first pipe 4 as viewed from below. In FIG. 16, the direction toward the back of the paper is upward, and the direction toward the front of the paper is downward. Here, the upward direction is the first direction 91 and the downward direction is the second direction 92, but the reverse may be possible.

この熱交換器においては、第１配管４は、流体１２が第２区間４２を通過した後で集合体１の外周に沿って第１の向き９１に流れる第３区間４３と、流体１２が第３区間４３を通過した後で集合体１の外周に沿って第２の向き９２に流れる第４区間４４と、流体１２が第４区間４４を通過した後で集合体１の外周に沿って第１の向き９１に流れる第５区間４５と、流体１２が第５区間４５を通過した後で集合体１の外周に沿って第２の向き９２に流れる第６区間４６と、流体１２が第６区間４６を通過した後で集合体１の外周に沿って第１の向き９１に流れる第７区間４７と、流体１２が第７区間４７を通過した後で集合体１の外周に沿って第２の向き９２に流れる第８区間４８とを含む。さらに、上から見たとき、第１区間４１、第２区間４２、第７区間４７、第８区間４８、第３区間４３、第４区間４４、第５区間４５、第６区間４６は、この順序で集合体１を取り囲むように配置されている。各区間は、集合体１の下側で下折返し部４ｅによってつながっており、下折返し部４ｅ同士は交差している。第１配管４の少なくとも８つの区間に注目したときに、これら８つの区間が集合体１の外周に沿って上下方向に往復する部分と、集合体１の下側の下折返し部４ｅとが組み合わさることによって、第１配管４は集合体１を取り囲んでいる。第１配管４は分岐することなく１本であってよい。   In this heat exchanger, the first pipe 4 includes a third section 43 that flows in the first direction 91 along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 has passed through the second section 42, and the fluid 12 is the first pipe 4. The fourth section 44 flows in the second direction 92 along the outer periphery of the assembly 1 after passing through the third section 43, and the fourth section 44 along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 passes through the fourth section 44. A fifth section 45 flowing in the first direction 91, a sixth section 46 flowing in the second direction 92 along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 passes through the fifth section 45, and the fluid 12 in the sixth direction A seventh section 47 that flows in the first direction 91 along the outer periphery of the assembly 1 after passing through the section 46, and a second along the outer periphery of the assembly 1 after the fluid 12 passes through the seventh section 47. And an eighth section 48 flowing in the direction 92. Furthermore, when viewed from above, the first section 41, the second section 42, the seventh section 47, the eighth section 48, the third section 43, the fourth section 44, the fifth section 45, and the sixth section 46 It arrange | positions so that the aggregate | assembly 1 may be surrounded in order. Each section is connected to the lower side of the assembly 1 by a lower turning portion 4e, and the lower turning portions 4e intersect each other. When attention is paid to at least eight sections of the first pipe 4, a portion in which these eight sections reciprocate in the vertical direction along the outer periphery of the assembly 1 is combined with a lower folded portion 4 e below the assembly 1. Thus, the first pipe 4 surrounds the assembly 1. The first piping 4 may be one without branching.

（作用・効果）
本実施の形態では、第１配管４が交差していることにより、流体１２は集合体１の外周の大きく異なる位置にある複数の箇所に順に流れることができるので、集合体１に収容されている蓄熱材３を効率良く利用することができる。容器２の温度分布のばらつきを緩和することができる。本実施の形態では、第１配管４が分岐することなく１本の配管として構成されている例を示したが、分岐していてその分岐の少なくとも一部が本実施の形態で述べたような構成となっていてもよい。 (Action / Effect)
In the present embodiment, since the first pipe 4 intersects, the fluid 12 can flow in order to a plurality of locations at greatly different positions on the outer periphery of the assembly 1, so that it is accommodated in the assembly 1. The stored heat storage material 3 can be used efficiently. Variations in the temperature distribution of the container 2 can be reduced. In the present embodiment, an example is shown in which the first pipe 4 is configured as one pipe without branching, but at least a part of the branch is as described in the present embodiment. It may be configured.

（実施の形態６）
（構成）
図１７を参照して、本発明に基づく実施の形態６における熱交換器について説明する。本実施の形態における熱交換器の基本的な構成については、実施の形態１で説明した熱交換器１０１と同様であるが、以下の点で異なる。熱交換器１０１と共通する構成については、説明を繰り返さない。 (Embodiment 6)
(Constitution)
With reference to FIG. 17, the heat exchanger in Embodiment 6 based on this invention is demonstrated. The basic configuration of the heat exchanger in the present embodiment is the same as that of the heat exchanger 101 described in the first embodiment, but differs in the following points. The description common to the heat exchanger 101 is not repeated.

本実施の形態における熱交換器の部分拡大断面図を図１７に示す。本実施の形態における熱交換器では、複数の容器２の各々と、第１配管４とは、炭素シート１０を介して接している。第１配管４の中を流体１２が通過する。流体１２と蓄熱材３との間で熱交換が行なわれる。容器２の外周壁５と第１配管４との間に炭素シート１０が挟み込まれている。炭素シート１０は弾性を有するものであってよい。炭素シート１０は市販のものを利用することができる。   FIG. 17 shows a partially enlarged cross-sectional view of the heat exchanger in the present embodiment. In the heat exchanger in the present embodiment, each of the plurality of containers 2 is in contact with the first pipe 4 via the carbon sheet 10. The fluid 12 passes through the first pipe 4. Heat exchange is performed between the fluid 12 and the heat storage material 3. A carbon sheet 10 is sandwiched between the outer peripheral wall 5 of the container 2 and the first pipe 4. The carbon sheet 10 may have elasticity. A commercially available carbon sheet 10 can be used.

（作用・効果）
熱交換器を組み立てる際には、容器２と第１配管４とが互いに直接接するように配置してもよいが、その場合、押し付け圧力、部材のわずかな歪み、表面粗さ、硬度などの影響で容器２と第１配管４との界面に細かい空隙が生じてしまい、その結果、実質的に十分な接触とならずに熱伝達効率が低くなる場合がある。しかし、本実施の形態では、両者の間に炭素シート１０を挟むことで細かい空隙がない状態とすることができる。その結果、容器２と第１配管４との間を、熱伝達の観点から実質的に十分に接触しているのと同等の状態とすることができ、熱交換効率を向上することができる。 (Action / Effect)
When assembling the heat exchanger, the container 2 and the first pipe 4 may be arranged so as to be in direct contact with each other, but in that case, the influence of pressing pressure, slight distortion of the member, surface roughness, hardness, etc. As a result, a fine gap is generated at the interface between the container 2 and the first pipe 4, and as a result, the heat transfer efficiency may be lowered without a substantially sufficient contact. However, in this Embodiment, it can be set as the state without a fine space | gap by inserting the carbon sheet 10 between both. As a result, the container 2 and the first pipe 4 can be brought into a state that is substantially equivalent from the viewpoint of heat transfer, and the heat exchange efficiency can be improved.

上記実施の形態のいずれにもいえることであるが、蓄熱材３は、粉末状または粒状であることが好ましい。蓄熱材３は、ＣａＯまたはＣａ（ＯＨ）2を主材料とすることが好ましい。 As in any of the above embodiments, the heat storage material 3 is preferably in the form of powder or granules. The heat storage material 3 preferably contains CaO or Ca (OH) 2 as a main material.

（実施の形態７）
（構成）
実施の形態１では熱交換器１０１を備えるケミカルヒートポンプ５０１について説明したが、他の実施の形態で説明した熱交換器を備えるケミカルヒートポンプも考えられる。ケミカルヒートポンプは、これまでの実施の形態のいずれかで述べた熱交換器と、この熱交換器を収容する反応槽４０１と、貯水槽４０２と、反応槽４０１と貯水槽４０１との間で気体を流通させることができる第２配管４０３とを備える。熱交換器以外の構成は、実施の形態１で述べたケミカルヒートポンプ５０１と同様であってよい。 (Embodiment 7)
(Constitution)
In the first embodiment, the chemical heat pump 501 including the heat exchanger 101 has been described. However, a chemical heat pump including the heat exchanger described in the other embodiments is also conceivable. The chemical heat pump is a gas exchange between the heat exchanger described in any of the above embodiments, the reaction tank 401 that accommodates the heat exchanger, the water tank 402, and the reaction tank 401 and the water tank 401. 2nd piping 403 which can be distributed. The configuration other than the heat exchanger may be the same as that of the chemical heat pump 501 described in the first embodiment.

（作用・効果）
本実施の形態では、効率良く熱交換することが可能なケミカルヒートポンプを実現することができる。 (Action / Effect)
In the present embodiment, a chemical heat pump capable of efficiently exchanging heat can be realized.

なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, you may employ | adopt combining suitably two or more among the said embodiment.
In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 集合体、２，２ｉ 容器、３ 蓄熱材、４ 第１配管、４ａ 入口、４ｂ 出口、４ｃ，４ｃ１，４ｃ２ 上折返し部、４ｄ，４ｄ１，４ｄ２，４ｅ 下折返し部、５ 外周壁、６ 凹み、７ 第１フィン、８ （蓄熱材を収容する）空間、９ 第２フィン、１０ 炭素シート、１１ （蒸発および凝縮のための）配管、１２ 流体、１３ オイル、１４ 水、４１ 第１区間、４２ 第２区間、４３ 第３区間、４４ 第４区間、４５ 第５区間、４６ 第６区間、４７ 第７区間、４８ 第８区間、９１ 第１の向き、９２ 第２の向き、１０１，１０２ 熱交換器、４０１ 反応槽、４０２ 貯水槽、４０３ 第２配管、４０４ 弁、４０５ 真空ポンプ、５０１ ケミカルヒートポンプ。   1 assembly, 2, 2i container, 3 heat storage material, 4 first piping, 4a inlet, 4b outlet, 4c, 4c1, 4c2 upper folded part, 4d, 4d1, 4d2, 4e lower folded part, 5 outer peripheral wall, 6 dent , 7 1st fin, 8 (accommodates heat storage material), 9 2nd fin, 10 carbon sheet, 11 piping (for evaporation and condensation), 12 fluid, 13 oil, 14 water, 41 1st section, 42 2nd section, 43 3rd section, 44 4th section, 45 5th section, 46 6th section, 47 7th section, 48 8th section, 91 1st direction, 92 2nd direction, 101, 102 Heat exchanger, 401 reaction tank, 402 water storage tank, 403 second piping, 404 valve, 405 vacuum pump, 501 chemical heat pump.

Claims (11)

上下方向に配列された複数の容器を含む集合体と、
前記複数の容器の各々に収容されることで少なくとも一部が露出するように保持される蓄熱材と、
前記蓄熱材と流体との間で熱交換が可能なように、前記集合体の近傍に配置された、前記流体を通すための第１配管とを備え、
上向きおよび下向きのうちいずれか一方を第１の向きとして他方を第２の向きとすると、
前記第１配管は、前記流体が前記集合体に沿って前記第１の向きに流れる第１区間と、前記流体が前記第１区間を通過した後で前記集合体に沿って前記第２の向きに流れる第２区間とを含む、熱交換器。 An assembly including a plurality of containers arranged in a vertical direction;
A heat storage material that is held so as to be exposed at least in part by being accommodated in each of the plurality of containers; and
A first pipe for passing the fluid, disposed near the assembly so as to allow heat exchange between the heat storage material and the fluid;
If one of the upward and downward directions is the first direction and the other is the second direction,
The first pipe includes a first section in which the fluid flows along the aggregate in the first direction, and the second direction along the aggregate after the fluid passes through the first section. And a second section flowing through the heat exchanger. 前記複数の容器の各々は、上から見たときに前記蓄熱材を収容する空間の最外周を規定する外周壁を有する、請求項１に記載の熱交換器。   2. The heat exchanger according to claim 1, wherein each of the plurality of containers has an outer peripheral wall that defines an outermost periphery of a space accommodating the heat storage material when viewed from above. 前記外周壁は、内側に向かって凹む凹部を有し、前記第１配管は、少なくとも一部が前記凹部に収容されるように配置されている、請求項２に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 2, wherein the outer peripheral wall has a concave portion that is recessed inward, and the first pipe is disposed so that at least a part thereof is accommodated in the concave portion. 前記複数の容器の各々は、上から見たとき前記外周壁の第１部位から前記空間内を通って前記外周壁の第２部位につながる第１フィンを備える、請求項２または３に記載の熱交換器。   Each of these containers is provided with the 1st fin connected to the 2nd site | part of the said outer peripheral wall through the said space from the 1st site | part of the said outer peripheral wall when it sees from the top. Heat exchanger. 前記複数の容器の各々は、上から見たとき前記外周壁から前記空間の途中まで延在する第２フィンを備える、請求項２から４のいずれかに記載の熱交換器。   5. The heat exchanger according to claim 2, wherein each of the plurality of containers includes a second fin that extends from the outer peripheral wall to the middle of the space when viewed from above. 前記複数の容器の各々と、前記第１配管とは、炭素シートを介して接している、請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器。   6. The heat exchanger according to claim 1, wherein each of the plurality of containers is in contact with the first pipe via a carbon sheet. 前記第１配管は、前記流体が前記第２区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第１の向きに流れる第３区間と、前記流体が前記第３区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第２の向きに流れる第４区間と、前記流体が前記第４区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第１の向きに流れる第５区間と、前記流体が前記第５区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第２の向きに流れる第６区間と、前記流体が前記第６区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第１の向きに流れる第７区間と、前記流体が前記第７区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第２の向きに流れる第８区間とを含み、上から見たとき、前記第１区間、前記第２区間、前記第３区間、前記第４区間、前記第５区間、前記第６区間、前記第７区間、前記第８区間は、この順序で前記集合体を取り囲むように配置されている、請求項１から６のいずれかに記載の熱交換器。   The first pipe includes a third section that flows in the first direction along the outer periphery of the assembly after the fluid has passed through the second section, and after the fluid has passed through the third section. A fourth section flowing in the second direction along the outer periphery of the assembly, and a fifth section flowing in the first direction along the outer periphery of the assembly after the fluid passes through the fourth section And a sixth section in which the fluid flows in the second direction along the outer periphery of the assembly after passing through the fifth section; and the fluid after the fluid passes through the sixth section. A seventh section that flows in the first direction along the outer periphery, and an eighth section in which the fluid flows in the second direction along the outer periphery of the assembly after passing through the seventh section; When viewed from above, the first section, the second section, the third section, the fourth section, the fifth section During the sixth period, the seventh period, the eighth period, the heat exchanger according to any one of which is disposed to surround the assembly in this order, from the claims 1-6. 前記第１配管は、前記流体が前記第２区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第１の向きに流れる第３区間と、前記流体が前記第３区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第２の向きに流れる第４区間と、前記流体が前記第４区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第１の向きに流れる第５区間と、前記流体が前記第５区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第２の向きに流れる第６区間と、前記流体が前記第６区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第１の向きに流れる第７区間と、前記流体が前記第７区間を通過した後で前記集合体の外周に沿って前記第２の向きに流れる第８区間とを含み、上から見たとき、前記第１区間、前記第２区間、前記第７区間、前記第８区間、前記第３区間、前記第４区間、前記第５区間、前記第６区間は、この順序で前記集合体を取り囲むように配置されている、請求項１から６のいずれかに記載の熱交換器。   The first pipe includes a third section that flows in the first direction along the outer periphery of the assembly after the fluid has passed through the second section, and after the fluid has passed through the third section. A fourth section flowing in the second direction along the outer periphery of the assembly, and a fifth section flowing in the first direction along the outer periphery of the assembly after the fluid passes through the fourth section And a sixth section in which the fluid flows in the second direction along the outer periphery of the assembly after passing through the fifth section; and the fluid after the fluid passes through the sixth section. A seventh section that flows in the first direction along the outer periphery, and an eighth section in which the fluid flows in the second direction along the outer periphery of the assembly after passing through the seventh section; When viewed from above, the first section, the second section, the seventh section, the eighth section, the third section During the fourth period, the fifth period, the sixth period, the heat exchanger according to any one of which is disposed to surround the assembly in this order, from the claims 1-6. 前記蓄熱材は、粉末状または粒状である、請求項１から８のいずれかに記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat storage material is powdery or granular. 前記蓄熱材は、ＣａＯまたはＣａ（ＯＨ）2を主材料とする、請求項１から９のいずれかに記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 9, wherein the heat storage material contains CaO or Ca (OH) 2 as a main material. 請求項１から１０のいずれかに記載の熱交換器と、
前記熱交換器を収容する反応槽と、
貯水槽と、
前記反応槽と前記貯水槽との間で気体を流通させることができる第２配管とを備える、ケミカルヒートポンプ。 A heat exchanger according to any one of claims 1 to 10,
A reaction vessel containing the heat exchanger;
A water tank,
A chemical heat pump comprising: a second pipe through which a gas can flow between the reaction tank and the water storage tank.
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