[發明專利]化學蓄熱器

有效

• 申請號: 201110070287.1
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102200347A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 三枝弘
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F24J1/00
• 分類號: F24J1/00;F24J2/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉建

技術領域

本發明涉及一種化學蓄熱器，其利用物質的反應熱以提取熱并執行高溫分解(pyrolysis)以儲存熱量。

背景技術

例如，與USP5127470相應的JP-B2-8-6608中描述了一種從熱組件中回收廢熱的熱回收裝置。在所述的熱回收裝置中，第一化學蓄熱器中的反應材料由從熱組件中排出的高溫廢氣加熱以排放反應后的材料，而且，作為加熱反應材料的結果所獲得的氣體可以在熱交換器中熱回收。其后，第二化學蓄熱器中反應后的材料被加熱并蒸發，從而導致在第二化學蓄熱器中與反應材料反應。此外，通過使水經過將反應后的材料保持在第一化學蓄熱器中的容器并進一步使水經過將反應材料保持在第二化學蓄熱器中的容器以產生高溫蒸汽來提取輸出。

在所述熱回收裝置中，有可能根據需求適當地提取輸出。此外，有可能獲取溫度高于來自熱組件的廢氣的溫度的蒸汽。

然而，從熱力發動機中所獲得的特定數量或更多的廢熱(外部熱)需要始終存在以根據需要適當地提取輸出。因為這個原因，如果這種熱回收裝置應用于熱量波動的系統，在所述系統中從熱力發動機獲得的熱量隨著時間減少，則有可能第一化學蓄熱器中的反應材料不能釋放反應后的材料，原因在于熱量不足。因此，當所述的熱回收裝置應用于利用來自涉及熱量波動的熱組件的廢熱系統時，可能產生不能建立熱回收操作的問題。

發明內容

考慮到前述問題，本發明的一個目的在于提供一種用于儲存外部熱的化學蓄熱器，其能夠產生溫度高于外部熱的熱，即便在放熱模式下不存在外部熱。

在根據第一方面的化學蓄熱器中，提供M級儲熱單元，其中M為不少于2的整數。各個級儲熱單元具有容納第一反應物的反應器，容納第二反應物的容器，以及將反應器和容器彼此連接的連接通道。連接通道將來自容器的第二反應物引導至反應器以使得第一反應物和第二反應物彼此反應從而在反應器中產生化合物。反應器容納用于通過反應系統外部所產生的外部熱來加熱化合物的再生熱交換器。連接通道設有打開/關閉構件。連接通道通過打開/關閉構件打開和關閉。冷凝部分被構造成當各個儲熱單元的反應器中的化合物被分解成第一反應物和第二反應物時對所產生的氣態第二反應物進行冷凝。第M級儲熱單元的反應器與待加熱物體熱連接。第N-1級儲熱單元的反應器與第N級儲熱單元的容器熱連接，其中N為等于或大于2且等于或小于M的整數。

在此結構中，在各個儲熱單元中，在容器中加熱的第二反應物通過連接通道流入反應器中。第二反應物與第一反應物在反應器中反應以產生化合物。在此反應中，產生反應熱。

第N-1級儲熱單元的反應器與第N級儲熱單元的容器熱連接。因此，此時，第N-1級儲熱單元的反應器中所產生的反應熱被傳送至第N級儲熱單元的容器中。接著，容納在第N級儲熱單元的容器中的第二反應物通過從第N-1級儲熱單元的反應器中所傳送的熱被加熱。

如上所述，第N-1級儲熱單元的反應器中所產生的反應熱被傳送至第N級儲熱單元的容器中。由上述熱進行加熱的第二反應物流入第N級儲熱單元的反應器中并與第一反應物再次反應以產生反應熱。第M級儲熱單元即最后一級儲熱單元的反應器與待加熱物體熱連接。因此，物體可以通過在各個儲熱單元中溫度上升并且溫度高于外部熱的熱被加熱。

在此放熱模式中，在放熱期間，即便不存在外部熱，仍然可以輸出溫度高于外部熱的熱。

在根據第二方面的化學蓄熱器中，第一級儲熱單元的容器與第一級儲熱單元的反應器熱連接。

在此結構中，容納在第一級儲熱單元的容器中的第二反應物通過第一級儲熱單元的反應器中所產生的部分反應熱被加熱。因此，不必要單獨地提供用于加熱第二反應物的加熱源。因此，根據第一方面的化學蓄熱器的優勢能夠通過簡單的構造獲得。由于在放熱期間完全不需要外部加熱源，根據第二方面的化學蓄熱器可應用在各種系統中。

在根據第三方面的化學蓄熱器中，第一級儲熱單元的容器與第二級儲熱單元的容器熱連接。

在此結構中，容納在第一級儲熱單元的容器中的第二反應物通過傳送至第二級儲熱單元的容器的部分熱被加熱。因此，不需要單獨地提供用于加熱第二反應物的加熱源。因此，根據第一方面的化學蓄熱器的優勢能夠通過簡單的構造獲得。由于在放熱期間完全不需要外部加熱源，根據第三方面的化學蓄熱器可應用在各種系統中。

在根據第四方面的化學蓄熱器中，第一級儲熱單元的容器與溫度低于外部熱的加熱源熱連接。

在此結構中，容納在第一級儲熱單元的容器中的第二反應物通過來自加熱源的熱被加熱。因此，根據第一方面的化學蓄熱器的優勢更易于實現。