| 【発明の名称】 |
ガス吸脱着反応装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐藤 幸雄
【氏名】竹田 晴信
【氏名】野家 和雄
【氏名】河合 政征
【氏名】河原崎 芳徳
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| 【要約】 |
【課題】ガス吸脱着反応装置における熱交換効率を向上させて装置の処理効率を改善する。
【解決手段】容器１内に、水素吸蔵合金ＭＨを収めた収容室１１を配置し、収容室に連結したガス移動路１１を容器外部に伸張させる。容器１内には、内空間を可変容の複数領域に仕切る１以上の可動仕切壁１５、１６を配置し、可動仕切壁１５、１６の移動によって、水素吸蔵合金が異なる仕切領域に含まれるように仕切位置を変える。容器には、仕切領域と容器外部との間で熱媒体の導入、排出を行う熱媒出入口１１３、１１４、１１５をそれぞれ設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 容器内に、ガス吸脱着反応材料を含むガス吸脱着反応材料収容体が配置されているとともに、該収容体に連結されたガス移動路が容器外部に伸張しており、さらに上記容器内には、容器内空間を可変容積の複数の仕切領域に仕切る１以上の可動仕切壁が配置されており、該可動仕切壁は、その移動に伴って、上記ガス吸脱着反応材料が実質的に異なる仕切領域に含まれるように仕切位置を変えることができ、さらに容器には、上記の仕切領域と容器外部との間で熱媒体の導入、排出が行われる熱媒出入口が設けられていることを特徴とするガス吸脱着反応装置【請求項２】 可動仕切壁は、該仕切壁によって仕切られた領域同士の内圧差によって移動することを特徴とする請求項１記載のガス吸脱着反応装置【請求項３】 可動仕切壁は、ガス吸脱着反応材料収容体が貫通しているとともに該隔離室の貫通方向に沿って移動可能とされており、該可動仕切壁と上記収容体との貫通部が摺動可能にシールされていることを特徴とする請求項１または２に記載のガス吸脱着反応装置 |
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水素吸蔵合金等のガス吸脱着反応を利用したガス吸脱着反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガス吸脱着反応を利用したガス吸脱着反応装置では、加熱、冷却によってガスの吸放出を行うものが知られており、図１０にこのガス吸脱着反応装置の一例を示す。図に示されたガス吸脱着反応装置３０は、対になる反応容器３１、３２を有しており、該反応容器３１、３２内にガス吸脱着反応材料を収容する収容室３３、３４が設けられている。該収容室３３、３４は周囲と隔離した状態で設けられており、その一部に連結したガス移動管３５、３６が容器外部に伸張している。なお、この例では、ガス吸脱着反応材料として水素吸蔵合金ＭＨがそれぞれ収容室３３、３４内に収容されている。また上記容器３１、３２には、三方弁３７ａ、３８ａ、３９ａ、ポンプ３７ｂ、３８ｂ、３９ｂを介して高温の熱媒を収容する加熱熱媒タンク３７と、低温の熱媒を収容する冷却熱媒タンク３８と、顕熱回収タンク３９とが接続されており、上記三方弁３７ａ〜３９ａおよびポンプ３７ｂ〜３９ｂの切り換えによって各タンク３７、３８、３９のいずれかが選択的に容器３１、３２に接続される。この装置での使用法を説明すると、三方弁３７ａ〜３９ａの切換操作、ポンプ３７ｂ〜３９ｂのＯＮ−ＯＦＦ、流量制御によって、反応容器３１、３２に高温・低温の熱媒体を交互に送り込み、互いの水素吸蔵合金に対する加熱・冷却を繰返して水素の吸放出を繰り返して行うとともに、加熱、冷却の間に、反応容器３１、３２内の顕熱を回収するために、容器内の熱媒を一旦顕熱回収タンク３９に収容して、これを他方の容器に供給して熱の有効利用を図っている。これらの行程における容器温度の時間変化を図１１に示す。すなわち、上記行程では、それぞれの容器ごとに、加熱→顕熱回収→冷却→顕熱回収→…が繰返されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来の反応装置では、加熱←→冷却の繰返しの際に、反応側からみれば本来必要のない容器や配管系の加熱・冷却も行われるため、その顕熱変化分の無駄なエネルギーが消費される。したがって、加熱←→冷却の変化に必要な時間も多くかかり、サイクル時間も長くなるため、システムとしての処理能力が十分発揮できない。また、加熱、冷却、顕熱回収等の熱媒が、その切替時に一部混合してしまうため、エネルギロスが生じる。さらに、弁の数も多くなり、制御も複雑になるため、多くの初期投資やメンテナンスに関わるコストや手間を要するという問題がある。
【０００４】本願発明は上記事情を背景としてなされたものであり、エネルギロスが小さくて、短いサイクルで効率的にガス吸脱着反応を行わせることができ、また、装置構造の簡略化が可能であるガス吸脱着反応装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本願発明のガス吸脱着反応装置のうち第１の発明は、容器内に、ガス吸脱着反応材料を含むガス吸脱着反応材料収容体が配置されているとともに、該収容体に連結されたガス移動路が容器外部に伸張しており、さらに上記容器内には、容器内空間を可変容積の複数の仕切領域に仕切る１以上の可動仕切壁が配置されており、該可動仕切壁は、その移動に伴って、上記ガス吸脱着反応材料が実質的に異なる仕切領域に含まれるように仕切位置を変えることができ、さらに容器には、上記の仕切領域と容器外部との間で熱媒体の導入、排出が行われる熱媒出入口が設けられていることを特徴とする。
【０００６】第２の発明のガス吸脱着反応装置は第１の発明において、可動仕切壁が、該仕切壁によって仕切られた領域同士の内圧差によって移動することを特徴とする。
【０００７】第３の発明のガス吸脱着反応装置は、第１または第２の発明において、可動仕切壁は、ガス吸脱着反応収容体が貫通しているとともに該収容体の貫通方向に沿って移動可能とされており、該可動仕切壁と収容体との貫通部が摺動可能にシールされていることを特徴とする。
【０００８】本願発明は、ガスの吸・脱着反応を利用してガスの貯蔵や移動を行ったり、あるいはその作用を利用して熱エネルギの貯蔵や移動を行うシステムや加熱または冷却装置等等に利用することができる。ただし、本願発明としては、ガスの吸・脱着反応を可逆的に行うものであれば、その用途は特に限定されない。本願発明においてガス吸脱着反応を起こさせる材料としては、代表的には水素吸蔵合金を挙げることができるが、要は、ガスの吸蔵、脱着を可逆的に行うことができる材料であればよい。例えば吸着剤としてガスの吸着、離脱を行ったり、化学反応によってガスの吸収、放出を行ったりするものを使用することができる。すなわち、上記ガス吸蔵にはガス吸着やガス吸収が含まれ、ガス脱着にはガス離脱やガス放出が含まれる。上記材料としては吸着、離脱を行う材料として活性炭、カーボンファイバー、ゼオライト、シリカ、アルミナ等を挙げることができ、また反応によって水素ガスの吸収、放出を行う材料として上記水素吸蔵合金を挙げることができる。該水素吸蔵合金は排熱や自然エネルギ等を利用して効率的に水素の吸放出を行うことができるという利点を有している。
【０００９】本願発明の装置では、任意形状の容器を反応容器として備えており、通常は、熱媒を収容するために、熱媒体出入口やガス移動路を除いて密閉された形状を有している。容器の形状は上記したように任意の形状を選択することができるが、通常は、スペース効率の点から箱形や筒型の形状が選定される。さらに、上記容器内には、前記したガス吸脱着反応材料を含むガス吸脱着反応材料収容体が配置される。この収容体は、通常は、周囲と隔離された空間を有する収容室内にガス吸脱着反応材料を収容した構成を有しているが、本願発明としてはこれに限定されるものではなく、ガス吸脱着反応材料で一体に形成したようなものでもよい。要は、ガス吸脱着反応材料が定形性を有する状態で保持されているものであればよい。また該収容体の形状、配置、数は適宜選定することができるが、後述する可動仕切壁の移動が可能であって、その移動に伴う仕切位置の変更によってガス吸脱着反応材料の所属領域が変わることが必要である。例えば、可動仕切壁を収容体が貫通し、この貫通方向に沿って可動仕切壁が移動するものが挙げられる。なお、通常は、収容体は容器内で固定された状態にあるが、可動仕切壁の移動に連動する等して収容体自体が位置を変えるものであってもよい。また、収容体にはガス移動路が連結されており、該移動路は容器の外部に伸張して容器外部と収容体との間でガスの移動を可能にしている。
【００１０】さらに、容器内に配置される可動仕切壁は、容器内空間を仕切るように１または２以上が配置される。その配置に際しては、移動に伴って、上記したガス吸脱着反応材料が実質的に、異なる領域に含まれる状態に変わるように仕切位置を変えて移動できるものでなければならない。この「実質的に」とは、全てのガス吸脱着反応材料が所属領域を変えないとしても、大半が所属領域が変えるような状態を含むことを意味している。なお、仕切壁は、単独で空間を仕切るものであってもよいが、ベローズシリンダ等の伸縮自在な覆材で仕切領域を覆うように、仕切壁と容器内壁との間に設けて領域を確実に仕切るものであってもよい。
【００１１】可動仕切壁は上記したように、仕切位置を変えるように移動するので、その移動のために駆動力が必要である。本願発明としては駆動力を発生させる駆動源は特に限定されず、外部油圧、モータ等を利用して移動させてもよいが、仕切られた領域間の内圧差によって移動させるのが望ましい。この内圧差を利用して仕切壁を移動可能とすれば、仕切領域で導入、排出される熱媒を利用して内圧差を生じさせることができ、これにより特別な駆動源を用意したり、駆動制御することが不要になるので、装置の構造の簡略化、低コスト化が可能になる。上記内圧差は、仕切領域への熱媒の供給、圧送や仕切領域からの熱媒の排出、吸引等により発生させることができ、これらを単独または組み合わせて行うことができる。また、可動仕切壁によって仕切られる領域に、所望時に熱媒が出入りできるように、容器に熱媒出入口を設ける。この出入口はそれぞれの領域に対応して設けるのが望ましい。なお、各出入口は、常時、上記領域と連通しているように設けられていることは必ずしも必要ではなく、可動仕切壁の移動に伴って、少なくとも必要なとき（該領域への熱媒の流入または該領域からの熱媒の流出）に所定の領域と熱媒出入口とが連通するものであればよい。該熱媒出入口には、必要に応じて外部の熱媒供給源や熱媒貯蔵施設等が接続される。
【００１２】本願発明では、容器内のガス吸脱着反応材料を所定の熱媒との間で熱交換させる際には、可動仕切壁を移動させて該熱媒に対応する仕切領域にガス吸脱着反応材料が含まれるように仕切位置を変えるとともに、この領域に容器外部から熱媒出入口を通して必要な熱媒を導入する。これによりガス吸脱着反応材料が、間接的または直接的に該熱媒に晒される。このとき、熱媒が高温である場合には熱がガス吸脱着反応材料に伝達され、通常はガス吸脱着反応材料に吸着されていたガスが放出され、ガス移動路を通して外部に取り出される。一方、他の領域に熱媒が収容されている場合には、上記可動仕切壁の移動に伴って、通常は熱媒出入口を通してこの熱媒が外部に排出される。
【００１３】これに対し、ガス吸脱着反応材料を他の熱媒との間で熱交換させたい場合には、可動仕切壁を移動させて該熱媒に対応する他の仕切領域にガス吸脱着反応材料が含まれるように仕切位置を変えるとともに、この領域に他の熱媒を導入する。これによりガス吸脱着反応材料が他の熱媒に晒されて熱交換される。このとき、熱媒が低温である場合には、通常は、ガス移動路を通して隔離室内に導入されたガスが次第にガス吸脱着反応材料に吸着される。また、通常は、前記した領域から高温の熱媒が排出される。上記においては、熱媒の導入、排出によって生じる領域間の内圧差によって可動仕切壁を移動させるのが望ましい。このとき熱媒をポンプ等で圧送したり、吸引したりすることにより、速やかに内圧差を発生させて可動仕切壁を移動させることができる。なお。熱媒の供給側と排出側とで同時にポンプ等を用いて圧力を発生させてもよく、供給側と排出側の一方側でのみ強制的に圧力を発生させるものであってもよい。
【００１４】上記のようにガス吸脱着反応材料の加熱、冷却、すなわち２つの温度域での温度調整を目的とする場合には、１枚の可動仕切壁の設置によっても上記の動作を得ることができる。一方、３つ以上の温度域での温度調整や、上記の加熱、冷却以外に、ガス吸脱着反応材料収容体の顕熱回収を目的とする等の場合には、可動仕切壁を２以上を設けることにより、所定の温度領域に温度調整を行うためや顕熱回収のための仕切領域を確保して、この領域にガス吸脱着反応材料が含まれるように仕切位置を変える。このようにして温度調整や顕熱回収を行えば、他の熱媒との混合が避けられるので、ガス吸脱着反応材料収容体の顕熱が確実かつ効率的に回収される。また、上記の加熱、冷却の行程においても、熱媒が移動する配管の独立性を保つことができ、また反応容器内での熱媒同士の混合をなくすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図１〜図９に基づき説明する。ガス吸脱着反応装置は、図１に示すように対となる円筒形の反応容器１、２を有しており、該反応容器１、２は、図２〜５に示すように同一構造を有している。なお、図２〜４は、後述する可動仕切壁による仕切位置が異なるものを示しており、図２は反応容器内に加熱熱媒が導入された状態を示し、図３は反応容器内に冷却熱媒が導入された状態を示し、図４は反応容器内に顕熱回収熱媒が導入された状態を示している。以下、具体的に説明する。反応容器１、２は、いずれも有底の円筒形を有し、該容器１内にはガス吸脱着反応材料を収容する小円筒形の収容室１１…１１、２１…２１が９０度間隔で配置、固定されており、該収容室１１…１１、２１…２１は周囲とは隔離された状態にある。各収容室１１、２１の一端にはガス移動路として水素移動管１２、２２が連結されており、該水素移動管１２、２２は容器１、２の外部に伸びている。上記収容室１１、２１の両端部には断熱材１３、２３が充填されており、その間に、ガス吸脱着反応材料として粉末状の水素吸蔵合金ＭＨが収納されてガス吸脱着反応材料収容体が構成されている。なお、水素移動管１２、２２と収容室１１、２１との連結部には通気性のある封止材１４、２４が配置されて、水素吸蔵合金ＭＨの外部への脱落を防止している。
【００１６】また、上記反応容器１、２内には、円筒型周面を有する円板型の可動仕切壁１５、１６および可動仕切壁２５、２６が容器軸方向と直交して配置されており、該可動仕切壁１５、１６、２５、２６を上記した収容室１１、２１が貫通している。各仕切壁は、該収容室との貫通部が摺動可能にシールされているとともに、円筒型周面が容器１、２の内壁に摺動可能に接しており、容器の軸方向に移動することができる。また、各仕切壁１５、１６、２５、２６の背面側（仕切壁同士の対峙面と反対側面）には、仕切壁周縁部に沿って円筒状のベローズシリンダ１７、１８、２７、２８の一端が固定されており、該ベローズシリンダの他端側は、容器１、２の平底板１１０、１１１、２１０、２１１の内壁に固定されている。これらの可動仕切壁１５または２５と、各仕切壁に固定されたベローズシリンダ１７または２７と、このベローズシリンダが固定されている底板１１０または２１０とによってそれぞれ可変容積の加熱熱媒用仕切領域ＡＨが形成されており、可動仕切壁１６または２６と各仕切壁に固定されたベローズシリンダ１８または２８と、このベローズシリンダが固定されている底板１１１または２１１とによってそれぞれ可変容積の冷却熱媒用仕切領域ＡＬが形成されている。また、２つの仕切壁１５、１６の対向面と容器１の筒部壁１１２の内面とによって、また２つの仕切壁２５、２６の対向面と容器２の筒部壁２１２の内面とによってそれぞれ同じく顕熱回収熱媒用仕切領域ＡＳが形成されている。
【００１７】また、上記各底板１１０、２１０、１１１、２１１および筒部壁１１２、２１２には、各領域に連通する熱媒出入口が形成されており、具体的には、底板１１０、２１０に高温熱媒出入口１１３、２１３が形成され、底板１１１、２１１に低温熱媒出入口１１４、２１４が形成され、筒部壁１１２、２１２に顕熱回収熱媒出入口１１５、２１５が形成されている。さらに図１に示すように、上記した加熱熱媒出入口１１３、２１３は、三方弁３を介して、加熱熱媒タンク６および高温熱媒ポンプ６ａに接続され、冷却熱媒出入口１１４、２１４は、三方弁４を介して、冷却熱媒タンク７および冷却熱媒ポンプ７ａに接続され、顕熱回収熱媒出入口１１５、２１５は、三方弁５を介して、顕熱回収熱媒タンク８および顕熱回収熱媒ポンプ８ａに接続されている。
【００１８】次に、上記装置の動作について説明する。初期時に、反応容器１内の水素吸蔵合金ＭＨに水素が吸蔵され、反応容器２内の水素吸蔵合金ＭＨには水素が吸蔵されていない状態にあり、各反応容器１、２では、図４に示すように、顕熱回収のために各可動仕切壁が容器底板側に後退して内部空間が仕切領域ＡＳで占められているものとする。上記の状態で三方弁３を制御して加熱熱媒タンク６および加熱熱媒ポンプ６ａ側と反応容器１側の加熱熱媒出入口１１３、１１３を連通させるとともに、加熱熱媒ポンプ６ａを作動させ、加熱熱媒を加熱熱媒出入口１１３の一方から仕切領域ＡＨ内に継続的に圧送する。この圧送により、可動仕切壁１５が前進（底板１１０から離隔する方向に移動）して仕切領域ＡＨが次第に容積を増して拡がり、一方、顕熱回収熱媒を収容していた仕切領域ＡＳは次第に容積を減少させる。この容積の減少に伴って顕熱回収熱媒は顕熱回収熱媒出入口１１５を通して反応容器１内から排出され、顕熱回収熱媒タンク８へと移送される。
【００１９】また仕切領域ＡＨへの加熱熱媒の流入が次第に増大すると、可動仕切壁１５は、前方にある可動仕切壁１６に近接して、図２に示すように、遂には前進限界に達して停止し、引き続き導入される加熱熱媒は、他方の加熱熱媒出入口１１３から排出されて加熱熱媒タンク６へと移動する。このようにして加熱熱媒はタンク６と仕切領域ＡＨとの間で循環する。上記のように可動仕切板１５が前進端にまで移動した状態では、収容室１１に収容されている水素吸蔵合金ＭＨは、仕切領域ＡＨ内に含まれており、上記加熱熱媒に晒されて効率的に加熱される。この加熱により収容室１１内では水素吸蔵合金ＭＨにおいて吸熱反応が生じて水素の放出が起こり、この水素は、封止材１４を通過後、水素移動管１２を通して外部に取り出される。
【００２０】一方、反応容器２側では、上記と同様に初期時には図４に示すように、顕熱回収のために各可動仕切壁が容器底板側に後退して内部空間が仕切領域ＡＳで占められているものとする。上記の状態で三方弁４を制御して冷却熱媒タンク７および冷却熱媒ポンプ７ａ側と反応容器２側の加熱熱媒出入口２１３、２１３を連通させるとともに、冷却熱媒ポンプ７ａを作動させ、冷却熱媒を冷却熱媒出入口２１３の一方から仕切領域ＡＬ内に継続的に圧送する。この圧送により、可動仕切壁２６が前進（底板１１１から離隔する方向に移動）して仕切領域ＡＬが次第に容積を増し、一方、顕熱回収熱媒を収容していた仕切領域ＡＳは次第に容積を減少させる。この容積の減少に伴って顕熱回収熱媒は反応容器２内から顕熱回収熱媒出入口２１５を通して排出され、顕熱回収タンク８へと移送される。仕切領域ＡＬへの加熱熱媒の流入が次第に増大すると、可動仕切壁２６は前方にある可動仕切壁２５に近接して、図３に示すように、遂には前進限界に達して停止し、引き続き導入される冷却熱媒は、他方の冷却熱媒出入口２１３から排出されて、冷却熱媒タンク７と仕切領域ＡＬとの間で循環する。上記のように可動仕切板２６が前進端にまで移動した状態では、収容室２１に収容されている水素吸蔵合金ＭＨは、仕切領域ＡＬ内に含まれており、上記冷却熱媒に晒されて効率的に冷却されて発熱反応が起こる。この冷却とともに水素移動管２２を通して水素を収容室２１内に導入すると、上記水素吸蔵合金ＭＨに吸蔵される。上記のように、図１に示す行程では、反応容器１で水素が放出され、反応容器２において水素が吸蔵される。
【００２１】上記した水素の吸蔵、放出が完了した後は、図６に示すように、ガス吸脱着反応収容体における顕熱を回収する。すなわち、加熱熱媒ポンプ６ａ、冷却熱媒ポンプ７ａの作動を停止させて仕切領域ＡＨおよびＡＬでの内圧を減少させるとともに、三方弁５を操作して、可動仕切壁１５、１６および可動仕切壁２５、２６の対向位置付近の熱媒出入口１１５、２１５を顕熱回収用ポンプ８ａと連通させ、ポンプ８ａを動作させる。これにより、顕熱回収熱媒タンク８内に収容されていた顕熱回収熱媒が可動仕切壁１５、１６間および可動仕切壁２５、２６間に圧送され、前進していた可動仕切壁１５および２６が後退して、仕切領域ＡＳが次第に拡がる。可動仕切壁１５、２６は、図４に示すように後退して底板１１０および底板２１１側で停止する。一方、仕切領域ＡＳ内に圧送された顕熱回収熱媒は、収容室１１、２１を覆って収容室１１、２１との間で熱の授受を行って顕熱の回収を行い、その後、該熱媒は、他方側の顕熱回収熱媒出入口１１５、２１５から排出されて顕熱回収熱媒タンク８に戻り、該タンク８と仕切領域ＡＳとの間で循環して顕熱を効率的に回収する。
【００２２】上記により顕熱の回収を終了した後は、図１の状態とは逆に、図７に示すように、反応容器１で水素を吸蔵させ、反応容器２で水素を放出させる。すなわち、図１とは逆に三方弁３、４を制御して加熱熱媒タンク６および加熱熱媒ポンプ６ａ側と反応容器２側の加熱熱媒出入口２１３、２１３を連通させ、冷却熱媒タンク７および冷却熱媒ポンプ７ａ側と反応容器１側の冷却熱媒出入口１１４、１１４を連通させ、加熱熱媒ポンプ６ａおよび冷却熱媒ポンプ７ａを作動させる。これにより、反応容器１側では、冷却熱媒が冷却熱媒出入口１１４の一方から仕切領域ＡＬ内に継続的に圧送され、反応容器２側では、加熱熱媒が加熱熱媒出入口２１３、２１３の一方から仕切領域ＡＨ内に継続的に圧送され、それぞれの可動仕切壁１６、２５が前進（底板から離隔する方向）して、それぞれ仕切領域ＡＬ、ＡＨが次第に容積を増し、顕熱回収熱媒を収容していた仕切領域ＡＳは次第に容積を減少させる。この容積の減少に伴って顕熱回収熱媒は熱媒出入口１１５、２１５を通して反応容器１、２外に排出され、顕熱回収タンク８へと移送される。反応容器１では、上記冷却熱媒の導入および可動仕切壁１６の前進によって収容室１１内の水素吸蔵合金ＭＨが冷却され、発熱反応によって水素移動管１２から供給される水素を該合金に吸蔵する。一方、反応容器２では、上記加熱熱媒の導入および可動仕切壁２５の前進によって収容室２１内の水素が加熱され、吸熱反応によって合金に吸蔵されていた水素を放出し、水素移動管２２を通して外部に移動させる。
【００２３】上記により、水素の吸蔵、放出を完了した後は、上記で説明したのと同様に、図８に示すように反応容器内の顕熱回収を行う。なお、この顕熱回収においては、三方弁５を操作して、可動仕切壁１５、１６間および可動仕切壁２５、２６間に熱媒が供給されるように、図６とは異なる顕熱回収熱媒出入口１１５、２１５とポンプ８ａと連通させて熱媒を圧送し、仕切領域ＡＳを拡げて顕熱回収を行う。以上で説明した、加熱→顕熱回収→冷却→顕熱回収を反応容器１、２で交互に繰り返すことにより、継続的に水素の吸蔵、放出を行うことができる。上記の行程では、種類の異なる熱媒が配管等を通して混合されることがなく、効率的に熱交換を行うことができるので、図９に示すように反応容器温度が短時間で変化して効率的な処理を行うことができる。また、複雑な弁操作も必要ないので、低コストで運用することができる。また上記実施形態に示すように、高温又は低温の熱媒を可動仕切壁とベローズシリンダ等の覆材に囲まれた空間に収容することにより、反応容器胴体に熱が移動しにくく、容器による顕熱ロスが小さい効果がある。したがってベローズシリンダ等の覆材の側面は、反応容器胴体の内壁に密着又は接触しないように配置するのが望ましい。
【００２４】なお、上記実施形態では、対となる反応容器を有する装置について説明したが、反応容器の数は一つでも、また、２以上の任意の数でもよく、その数は特に限定されない。また、２以上の反応容器を有するものにおいては、上記実施形態のように、反応容器の全てでガス吸脱着反応材料として同種の材料を使用することは必要ではなく、反応容器ごとに種別の異なるガス吸脱着反応材料を使用するものであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス吸脱着反応装置によれば、反応容器内に、ガス吸脱着反応材料を含むガス吸脱着反応材料収容体を配置するとともに、該収容体に連結されたガス移動路を容器外部に伸張させ、上記容器内には、容器内空間を可変容積の複数の仕切領域に仕切る１以上の可動仕切壁を配置しており、該可動仕切壁は、その移動に伴って、上記ガス吸脱着反応材料が実質的に異なる仕切領域に含まれるように仕切位置を変えることができ、さらに容器には、上記の仕切領域と容器外部との間で熱媒体の導入、排出が行われる熱媒出入口を設けているので、加熱、顕熱回収、冷却等の各行程で、容器や配管が独立して、切替時に熱媒が混合することがないため、その顕熱変化分の無駄なエネルギー消費を無くすことができ、したがって、温度変化に必要な時間も短くなり、サイクル時間も短くできるため、システムとしての処理能力を最大限に発揮できる。さらに弁数も少なくでき、制御も単純になるため、初期投資や保守のコスト、手間を削減できる。
【００２６】また、可動仕切壁を、該仕切壁によって仕切られた領域同士の内圧差によって移動させるものとすれば、熱媒の圧力によって容易に仕切壁を移動させることができるので、特別な駆動源を必要とすることがなく、装置構造の簡略化、低コスト化が可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２１５
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
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| 【出願日】 |
平成１１年３月５日（１９９９．３．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１９２６
【弁理士】
【氏名又は名称】横井 幸喜
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２５７９８１（Ｐ２０００−２５７９８１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２２日（２０００．９．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−５８４２６ |
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