JPS613952A - 光エネルギ−貯蔵化合物による蓄熱装置 - Google Patents
光エネルギ−貯蔵化合物による蓄熱装置Info
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- JPS613952A JPS613952A JP59123859A JP12385984A JPS613952A JP S613952 A JPS613952 A JP S613952A JP 59123859 A JP59123859 A JP 59123859A JP 12385984 A JP12385984 A JP 12385984A JP S613952 A JPS613952 A JP S613952A
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- Japan
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- heat
- compound
- photo
- light energy
- aqueous solution
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/10—Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光エネルギー貯蔵化合物による蓄熱装置に関
し、とくに非対流層を有する蓄熱プールを用いた光エネ
ルギー貯蔵化合物による蓄熱装置に関する。
し、とくに非対流層を有する蓄熱プールを用いた光エネ
ルギー貯蔵化合物による蓄熱装置に関する。
従来の技術
近年、省エネルギーを目的とする太陽熱の直接利用及び
太陽熱発電に関する研究開発が広く行なわれ、とくに日
射の変動に対処するため太陽光エネルギーの貯蔵に対す
る関心が増大している。太陽光エネルギーを−Ｈ電気エ
ネルギーに変換した後これを蓄電池に貯蔵する方法が考
えられるが、この方法には、相当規模の蓄電池を要する
こと、蓄電池の自己放電が避は難いこと、貯蔵されたエ
ネルギーを他の形態のエネルギーとして使用する場合に
は変換損失の重複が避けられないこと等の欠点がある。
太陽熱発電に関する研究開発が広く行なわれ、とくに日
射の変動に対処するため太陽光エネルギーの貯蔵に対す
る関心が増大している。太陽光エネルギーを−Ｈ電気エ
ネルギーに変換した後これを蓄電池に貯蔵する方法が考
えられるが、この方法には、相当規模の蓄電池を要する
こと、蓄電池の自己放電が避は難いこと、貯蔵されたエ
ネルギーを他の形態のエネルギーとして使用する場合に
は変換損失の重複が避けられないこと等の欠点がある。
太陽光エネルギーを熱容量の大きい蓄熱体に貯えること
も考えらるが、この場合にも蓄熱体の規模が大きくなる
こと及び長時間に亘る蓄熱の際の熱損失が避は難いこと
等の欠点がある。
も考えらるが、この場合にも蓄熱体の規模が大きくなる
こと及び長時間に亘る蓄熱の際の熱損失が避は難いこと
等の欠点がある。
従来技術の上記欠点を解決するものとして１本発明者は
、内部異性化反応を生ずる光エネルＭ−貯蔵化合物に注
目した。この化合物の一例は、雑誌「エネルギー」昭和
５６年６月号第９１−９３頁の記事１本出願人等の特−
昭５９−３７３１５号その他の文献に記載されたノルボ
ルナジェンである。ノルボルナジェンは、大、Ｓ光エネ
ルギーを吸収してその原子価異性体たるりγドリシクラ
ンとなる原子価異性体化反応をし、クアドリシクランは
、安定なイリ物であって半永久的に蓄熱すやことが可能
であるのみでなくごく微量の銀等の触媒との接触により
予熱してノルボルナジェンに戻る。即ち、ノルボルナジ
ェンは、クアドリシクランとの可逆的原子価異性化反応
により蓄熱及び放熱を安定的に繰返す三とができる光エ
ネ′ルギー貯蔵化合物である。さらに、上記雑誌「エネ
ルギー」記事によれば、ノルボルナジェンは、９２ ｃ
ａｌ／ｇの割合でエネルギーを貯える能力を有する。ノ
ルデルナシエン、！Ｌびその誘導体の一般式を （１）
式に、クアドリシクラン及びその誘導体の一般式を （
２）式に示す。
、内部異性化反応を生ずる光エネルＭ−貯蔵化合物に注
目した。この化合物の一例は、雑誌「エネルギー」昭和
５６年６月号第９１−９３頁の記事１本出願人等の特−
昭５９−３７３１５号その他の文献に記載されたノルボ
ルナジェンである。ノルボルナジェンは、大、Ｓ光エネ
ルギーを吸収してその原子価異性体たるりγドリシクラ
ンとなる原子価異性体化反応をし、クアドリシクランは
、安定なイリ物であって半永久的に蓄熱すやことが可能
であるのみでなくごく微量の銀等の触媒との接触により
予熱してノルボルナジェンに戻る。即ち、ノルボルナジ
ェンは、クアドリシクランとの可逆的原子価異性化反応
により蓄熱及び放熱を安定的に繰返す三とができる光エ
ネ′ルギー貯蔵化合物である。さらに、上記雑誌「エネ
ルギー」記事によれば、ノルボルナジェンは、９２ ｃ
ａｌ／ｇの割合でエネルギーを貯える能力を有する。ノ
ルデルナシエン、！Ｌびその誘導体の一般式を （１）
式に、クアドリシクラン及びその誘導体の一般式を （
２）式に示す。
Ｒ，Ｒ。
［式中、ＲＩ ＋ Ｒ２＋ Ｒａ’＋ Ｒａ ＋ Ｒ５
及びＲ６は水素原子、低級アルキル基又はアリ−・ ル
基を表わし、Ｒ７及びＲ８は水素原子、基−ＣＮ又は基
−ＣＯＯＲ９（ここにＲ９は低級７゛ ルキル基を表わ
す、）を表わす。］［１式沖Ｒ，ｌ ＋ Ｒ’ｌ！
＋Ｒ２＋Ｒ４、Ｒ５、Ｒ，＋Ｒ１及びＲ８は（１）にお
ける対応記号と同じ、−意味を有する。］ 光エネルギー貯蔵化合物としては、ノルボルナジェンの
ほかアセチルイン？ゴ等数種の化合物が知られている。
及びＲ６は水素原子、低級アルキル基又はアリ−・ ル
基を表わし、Ｒ７及びＲ８は水素原子、基−ＣＮ又は基
−ＣＯＯＲ９（ここにＲ９は低級７゛ ルキル基を表わ
す、）を表わす。］［１式沖Ｒ，ｌ ＋ Ｒ’ｌ！
＋Ｒ２＋Ｒ４、Ｒ５、Ｒ，＋Ｒ１及びＲ８は（１）にお
ける対応記号と同じ、−意味を有する。］ 光エネルギー貯蔵化合物としては、ノルボルナジェンの
ほかアセチルイン？ゴ等数種の化合物が知られている。
これらの化合物は、太陽光エネルギーに曝される′と上
記原子価異性体化反”応などの吸エネ゛ルギー形の可逆
性内部異性化反応により。
記原子価異性体化反”応などの吸エネ゛ルギー形の可逆
性内部異性化反応により。
上記原子価異性体などの高歪化合物となって光エネルギ
ーを貯え、その高歪化合物が銀、フタロシアニン金属錯
体、ポルフィリン金属錯体などの歪取り触媒との接触に
より発熱反応を経て元の光エネルギー貯綽化合物に戻る
際に前記貯えられたエネルギーを放出する。従って、原
理的には、前記高歪化合物に貯えられたエネルギ、−を
、前記発熱反応によって回収する１ことにより、暖房用
の熱源又は発電用フレオンタービン、の熱源等の熱源と
して利用することが考えられる。
ーを貯え、その高歪化合物が銀、フタロシアニン金属錯
体、ポルフィリン金属錯体などの歪取り触媒との接触に
より発熱反応を経て元の光エネルギー貯綽化合物に戻る
際に前記貯えられたエネルギーを放出する。従って、原
理的には、前記高歪化合物に貯えられたエネルギ、−を
、前記発熱反応によって回収する１ことにより、暖房用
の熱源又は発電用フレオンタービン、の熱源等の熱源と
して利用することが考えられる。
しかし、この原理を実用化しようとすると５例えば、光
エネルギー貯蔵化合物としてノルボルナジェンの５０％
水溶液を考慮する場合、上記雑誌「エネルギー」記事に
よれば回収熱の密度は約４６ ｃａｌ／ｇと予想され、
発電用輸入石油類の約８、、５００ ｃａ、ｊ／ｇ以上
と捗較する。ζ余りにも熱密度が低い。技術開発にさ？
て上部の回収熱密度が将来若干改善されても、上記熱暉
としての利用の実用化場当って光エネルギー貯蔵化合物
水溶液槽や熱交換器などの設備が大形化するものと予想
される。 ・ − 発明が解決しようとする問題点 従って、本発明が解決しようとする問題点は、太陽光照
射により光エネルギー貯蔵化合物を内部異性化した高歪
化合物から熱を回収する場合に、回収される熱の密度が
低い点に蔦る。
エネルギー貯蔵化合物としてノルボルナジェンの５０％
水溶液を考慮する場合、上記雑誌「エネルギー」記事に
よれば回収熱の密度は約４６ ｃａｌ／ｇと予想され、
発電用輸入石油類の約８、、５００ ｃａ、ｊ／ｇ以上
と捗較する。ζ余りにも熱密度が低い。技術開発にさ？
て上部の回収熱密度が将来若干改善されても、上記熱暉
としての利用の実用化場当って光エネルギー貯蔵化合物
水溶液槽や熱交換器などの設備が大形化するものと予想
される。 ・ − 発明が解決しようとする問題点 従って、本発明が解決しようとする問題点は、太陽光照
射により光エネルギー貯蔵化合物を内部異性化した高歪
化合物から熱を回収する場合に、回収される熱の密度が
低い点に蔦る。
」１立１豊登まｊ犬差４１焉
上記問題点を解決するため１本発明による光エネル午−
貯蔵化會物にキる蓄熱装置は、光エネルギー貯蔵化合物
の定濃度水溶液層とその水溶液の上方に形成された非対
流層とを有する蓄熱プール、前郷定濃度水溶液層に触媒
コラムを介して連通された熱交換器、及び前記定濃度水
溶液の流路に配置された循環ポンプ装置の結合からなる
手段を用いる。
貯蔵化會物にキる蓄熱装置は、光エネルギー貯蔵化合物
の定濃度水溶液層とその水溶液の上方に形成された非対
流層とを有する蓄熱プール、前郷定濃度水溶液層に触媒
コラムを介して連通された熱交換器、及び前記定濃度水
溶液の流路に配置された循環ポンプ装置の結合からなる
手段を用いる。
粗月
前記蓄熱プールの非対流層は・その下部が！濃度高密度
でありその上部が低濃度低密度である構成を有し、太陽
光エネルギーの照射を受けてもその上下密度差のために
対流を起こさず、さらに高濃度の下部溶液から放射され
る熱線を低濃度の上部溶畔が反射する。この現象は・、
濃度差温室効果又は塩田効果として知られている。
でありその上部が低濃度低密度である構成を有し、太陽
光エネルギーの照射を受けてもその上下密度差のために
対流を起こさず、さらに高濃度の下部溶液から放射され
る熱線を低濃度の上部溶畔が反射する。この現象は・、
濃度差温室効果又は塩田効果として知られている。
この非対流層の下に光エネルギー貯蔵化合物の定濃度水
溶液層を形成してなる蓄熱プールに太陽光エネルギーが
照射されると、蓄熱プールの底層部に到達した紫ｉ線・
可視光線等により、光エネルギー貯蔵化合物の前記定濃
度水溶液層において前記内部異性化反応が進行すると同
時に前記定濃度水溶液層が加熱されその温度が上昇する
。しかも、温度上昇した前記定濃度水溶液層から放射さ
れる熱線が前記非対流層から反射されるので、光エネル
ギー貯蔵化合物の前記定濃度水溶液層は効率よく加熱さ
れる。一般に、溶媒が高温である程溶質が溶は易いので
、前記蓄熱プールの上層と下層との間の濃度勾配と温度
勾配とが同時に維持される。
溶液層を形成してなる蓄熱プールに太陽光エネルギーが
照射されると、蓄熱プールの底層部に到達した紫ｉ線・
可視光線等により、光エネルギー貯蔵化合物の前記定濃
度水溶液層において前記内部異性化反応が進行すると同
時に前記定濃度水溶液層が加熱されその温度が上昇する
。しかも、温度上昇した前記定濃度水溶液層から放射さ
れる熱線が前記非対流層から反射されるので、光エネル
ギー貯蔵化合物の前記定濃度水溶液層は効率よく加熱さ
れる。一般に、溶媒が高温である程溶質が溶は易いので
、前記蓄熱プールの上層と下層との間の濃度勾配と温度
勾配とが同時に維持される。
従って、前記循環ポンプにより前記触媒コラムを介して
前記熱交換器へ送られる前記光エネルギー貯蔵化合物水
溶液は、単に高歪化合物からの発熱形内部異性化反応に
よる回収熱だけでなく、前記濃度差温室効果による温度
上昇に見合った回収熱をもフレオン等の熱媒体に与える
。即ち１本発明によれば、光エネルギー貯蔵化合物から
回収さ、れる熱の密度が、前記高歪化合物９発熱形内部
異性化反応の反応熱のみの密度から、同反応熱と前記濃
度差温室効果による温度上昇に見合った回収熱との和の
密度まで改善される。
前記熱交換器へ送られる前記光エネルギー貯蔵化合物水
溶液は、単に高歪化合物からの発熱形内部異性化反応に
よる回収熱だけでなく、前記濃度差温室効果による温度
上昇に見合った回収熱をもフレオン等の熱媒体に与える
。即ち１本発明によれば、光エネルギー貯蔵化合物から
回収さ、れる熱の密度が、前記高歪化合物９発熱形内部
異性化反応の反応熱のみの密度から、同反応熱と前記濃
度差温室効果による温度上昇に見合った回収熱との和の
密度まで改善される。
Ｋ層重
第１図を参照して、本発明の一実施例を説明する。蓄熱
プール１は、底部に形成された光エネルギー貯蔵化合物
の定濃度水溶液層２、及びその上の非対流層３を有する
。非対流Ｎ２は、上記の様に、その下部が高濃度高密度
でありその上部が低濃度低密度である構成を有する。前
記定濃度水溶液層２の一端４には、弁５を介して循環ポ
ンプ６が接続される。この循環ポンプ６は、前記一端４
から吸込んだ水溶液を、触媒７からなる触媒コラム８及
び熱交換器９を介して前記定濃度水溶液層２の他端１０
へ送出することにより、光エネルギー貯蔵化合物の定濃
度水溶液を前記蓄熱プールｌと前記熱交換器９との間に
矢印Ａで示される様に循環させる。
プール１は、底部に形成された光エネルギー貯蔵化合物
の定濃度水溶液層２、及びその上の非対流層３を有する
。非対流Ｎ２は、上記の様に、その下部が高濃度高密度
でありその上部が低濃度低密度である構成を有する。前
記定濃度水溶液層２の一端４には、弁５を介して循環ポ
ンプ６が接続される。この循環ポンプ６は、前記一端４
から吸込んだ水溶液を、触媒７からなる触媒コラム８及
び熱交換器９を介して前記定濃度水溶液層２の他端１０
へ送出することにより、光エネルギー貯蔵化合物の定濃
度水溶液を前記蓄熱プールｌと前記熱交換器９との間に
矢印Ａで示される様に循環させる。
熱交換器９は、フレオン等の熱媒体に対する熱・媒体ポ
ンプ１１及び弁１２を有し、前記光エネルギー貯蔵化合
物の定濃度水溶液がその人口９ａからその出口９ｂまで
進行する間に、前記水溶液の熱をフレオン等の熱媒体に
回収する。
ンプ１１及び弁１２を有し、前記光エネルギー貯蔵化合
物の定濃度水溶液がその人口９ａからその出口９ｂまで
進行する間に、前記水溶液の熱をフレオン等の熱媒体に
回収する。
必要に応じ、第１図に点線で示される分離・添加槽１３
を循環ポンプ６と触媒コラム７との間に配置し、この槽
１３において吸熱後の高歪化合物を分離抽出しつつ吸熱
前の光エネルギー貯蔵化合物を添加して高歪化合物を本
発明装置外に蓄積するか、又は別途蓄積した吸熱後の高
歪化合物をこの槽１３に添加して別途蓄積された熱を回
収することもできる。
を循環ポンプ６と触媒コラム７との間に配置し、この槽
１３において吸熱後の高歪化合物を分離抽出しつつ吸熱
前の光エネルギー貯蔵化合物を添加して高歪化合物を本
発明装置外に蓄積するか、又は別途蓄積した吸熱後の高
歪化合物をこの槽１３に添加して別途蓄積された熱を回
収することもできる。
図示実施例の作用を説明するに、本発明者は、非対流層
３を有する蓄熱ブーツ古の底部における光エネルギー貯
蔵化合物の定濃度水溶液層２の鯨度が、東京付近におい
ても５０℃に達すること′を実験により見出した。熱交
換器９により５０℃の水溶液温度を２０℃まで下降させ
ることができる場合には、この水溶液から回収される顕
熱の密度は３０ ｃａｌ／ｇとなる。このとき、光エネ
ルギー貯蔵化合物の５０％水溶液に含まれる吸熱後の高
歪化合物から前記発熱形内部異性化反応により回収され
る熱の密度が前記の様に４６ｃａｌ／ｇであるとすると
、この光エネルギー貯蔵化合物５０％水溶液から回収さ
れる熱密度は４６ ｃａｌ／ｇから７６ ｃａｌ／ｇへ
約６５％改善される。
３を有する蓄熱ブーツ古の底部における光エネルギー貯
蔵化合物の定濃度水溶液層２の鯨度が、東京付近におい
ても５０℃に達すること′を実験により見出した。熱交
換器９により５０℃の水溶液温度を２０℃まで下降させ
ることができる場合には、この水溶液から回収される顕
熱の密度は３０ ｃａｌ／ｇとなる。このとき、光エネ
ルギー貯蔵化合物の５０％水溶液に含まれる吸熱後の高
歪化合物から前記発熱形内部異性化反応により回収され
る熱の密度が前記の様に４６ｃａｌ／ｇであるとすると
、この光エネルギー貯蔵化合物５０％水溶液から回収さ
れる熱密度は４６ ｃａｌ／ｇから７６ ｃａｌ／ｇへ
約６５％改善される。
発明の詳細
な説明した如く、本発明による光エネルギー貯蔵化合物
による蓄熱装置は、濃度差温室効果を有する蓄熱プール
において光エネルギー貯蔵化合物を太陽光エネルギーの
照射に曝すので、光エネルギー貯蔵化合物により回収さ
れる熱密度が、単なる前記光エネルギー貯蔵化合物の発
熱形内部異性化反応の反応熱の密度から、同反応熱と前
記蓄熱プールにお４＋る温度上昇に見合った回収熱との
和の密度に改善される顕著な効果を奏する。
による蓄熱装置は、濃度差温室効果を有する蓄熱プール
において光エネルギー貯蔵化合物を太陽光エネルギーの
照射に曝すので、光エネルギー貯蔵化合物により回収さ
れる熱密度が、単なる前記光エネルギー貯蔵化合物の発
熱形内部異性化反応の反応熱の密度から、同反応熱と前
記蓄熱プールにお４＋る温度上昇に見合った回収熱との
和の密度に改善される顕著な効果を奏する。
第１図は本発明の″光エネルギー貯蔵化合物による蓄熱
装置の説明図である。 １・・・蓄熱プール、２・・・定濃度水溶液層、３・・
・非対流層、４・・・一端、５．１２・・・弁、６・・
・循環ポンプ、７・・・触媒、８・・・触媒コラム、９
・・・熱交換器、ｌＯ・・・他端、１１・・・熱媒体ポ
ンプ。
装置の説明図である。 １・・・蓄熱プール、２・・・定濃度水溶液層、３・・
・非対流層、４・・・一端、５．１２・・・弁、６・・
・循環ポンプ、７・・・触媒、８・・・触媒コラム、９
・・・熱交換器、ｌＯ・・・他端、１１・・・熱媒体ポ
ンプ。
Claims (1)
- 光エネルギー貯蔵化合物の定濃度水溶液層とその水溶液
の上方に形成された非対流層とを有する蓄熱プール、前
記定濃度水溶液層に触媒コラムを介して連通された熱交
換器、並びに前記定濃度水溶液の流路に設けられた循環
ポンプ装置を備えてなる光エネルギー貯蔵化合物による
蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123859A JPS613952A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 光エネルギ−貯蔵化合物による蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123859A JPS613952A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 光エネルギ−貯蔵化合物による蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613952A true JPS613952A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14871156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123859A Pending JPS613952A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 光エネルギ−貯蔵化合物による蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613952A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62220665A (ja) * | 1986-03-22 | 1987-09-28 | 石川島播磨重工業株式会社 | 可動観覧席 |
| US5353752A (en) * | 1992-08-31 | 1994-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake system for internal combustion engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5866753A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-21 | Dainippon Ink & Chem Inc | 太陽光エネルギ−コレクタ− |
| JPS5960148A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ソ−ラ−ポンドの集熱装置 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59123859A patent/JPS613952A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5866753A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-21 | Dainippon Ink & Chem Inc | 太陽光エネルギ−コレクタ− |
| JPS5960148A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ソ−ラ−ポンドの集熱装置 |
Cited By (2)
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| JPS62220665A (ja) * | 1986-03-22 | 1987-09-28 | 石川島播磨重工業株式会社 | 可動観覧席 |
| US5353752A (en) * | 1992-08-31 | 1994-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake system for internal combustion engine |
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