JPH0351987B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0351987B2 JPH0351987B2 JP58178429A JP17842983A JPH0351987B2 JP H0351987 B2 JPH0351987 B2 JP H0351987B2 JP 58178429 A JP58178429 A JP 58178429A JP 17842983 A JP17842983 A JP 17842983A JP H0351987 B2 JPH0351987 B2 JP H0351987B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- cooling
- cooling device
- hydrogen
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
本発明は、複数の水素吸蔵合金間の吸熱発熱サ
イクルを利用した冷却装置に関するものである。 ある種の金属水素化物が水素を吸蔵、放出を可
逆的に行い、その際発熱、吸熱することは知られ
ている。この場合の反応は次式によつて表わされ
る。 MH(m+n)MHm+n/2H2±ΔH ただし、Mは水素を吸蔵しうる金属、n、mは
吸蔵される水素原子の数、ΔHは反応熱である。 このような水素を吸蔵しうる金属水素化物の例
としては、ランタン−ニツケル水素化物、ミツシ
ユメタル−ニツケル水素化物、バナジウム−ニオ
ブ水素化物、鉄−チタン水素化物、チタン−マン
ガン水素化物、ランタン−コバルト水素化物、マ
グネシウム−銅水素化物、マグネシウム−ニツケ
ル水素化物などを挙げることができる。 これらの金属水素化物は、それぞれ異なつた温
度−水素圧平衡を有するので、これらの複数を組
み合わせて両者の間で水素の授受を可逆的に行わ
せ、その際に伴う吸熱、発熱を利用して、冷房や
暖房を行うことが提案されている。 第1図は、金属水素化物AとBに関する温度−
水素圧平衡状態を示すグラフであるが、このよう
な金属水素化物AとBとをそれぞれ別々の熱交換
器に充てんして両者を水素導管で連結し、Aを温
度Tl、Bを温度Tmに保つと水素がAから放出さ
れてBに吸収されるとともにAは熱Q1を吸収す
る。水素がBに完全に吸収されたところで、Bの
温度をTmからTkに上げ、AをTmに上げると、
今度はBから水素が放出され、これがAに流れて
吸収される。このような操作を繰り返すことによ
り、加熱、冷却を同期的に得ることができる。 このような原理を利用したものとして、第2図
にその概要を示す形式の冷暖房装置が提案されて
いる(特公昭58−19955号公報)。 この装置は、内部に水素吸蔵合金を封入した容
器イ,ロとハ,ニを管で連通し、容器イ,ハには
ヒーターホ、放熱フアンヘ、容器ロ,ニには冷却
水管ト、放熱フアンチをそれぞれ設けてなるもの
であつて、先ずヒーターホを介して容器イを加熱
して容器内の圧力を上昇させると水素が放出さ
れ、同時に容器ロには水素が吸蔵される。この場
合、容器ロは冷却水管ト及びフアンチで冷却され
ている。このようにして容器イ内の水素が全て容
器ロ内に移つたならば、フアンヘで冷却し、同時
に容器ハ,ニへの切り換えを行つて、同様の操作
を繰り返す。このように2組の装置を交互に使用
して冷房又は暖房を行うことができる。 しかしながら、このような装置においては、単
に対をなす2つの容器間の水素の移動を繰り返し
て生じる放熱、吸熱を利用して、冷房若しくは暖
房の状態を生じさせるだけであるから、適切な冷
房又は暖房を行うには、水素吸蔵合金の種類や組
合せに制限がある上に、操作の制御も非常にむず
かしく、実用化するには、なお多くの解決しなけ
ればならない問題点が存在する。 本発明者らは、このような従来の装置がもつ問
題点を克服し、容易に実用に供しうる水素吸蔵合
金を利用した冷却装置を開発すべく鋭意研究を重
ねた結果、2系統の放熱、吸熱システムを組み合
わせ、それぞれをダンパーにより切換え可能にす
ることによりその目的を達成しうることを見出
し、本発明をなすに至つた。 すなわち、本発明は、各容器である熱交換器を
相互に貫通して、加熱あるいは放熱を行わせる一
連の空気管を配設し、この一連の管路に数個のダ
ンパーを設けて加熱、冷却を相互に調整させ、さ
らに水素吸蔵合金を多孔質金属体を用い、これを
フイルターと組み合わせて効率的な熱交換が行わ
れるようにして、上記装置の欠点を除去したもの
である。 この発明の実施例を図面について説明すると、
全体は第3図に示すようにそれぞれ2種類の水素
吸蔵合金を収容した2個一組の熱交換器の2組
A,B,C,Dを各組別に水素配管1,2で接続
して配設するとともに、これら熱交換器A,B,
C,Dを各貫通する空気管路3a,3b,3c,
3dをそれぞれ設け、空気管路3a,3cは、基
端を管4,5で相互に連結して、その一方4に高
温空気を送る加熱空気管6を接続し、他端は大気
に通ずる開放端7,7に形成する。また空気管路
3b,3dは、基端を管8,9で連繋し、その一
方8に冷却すべき室内に連なる空気管10を接続
し、他端は管11,12で連結して、その一方1
1を冷却空気管13、他方を放熱空気管14に接
続する。さらに管5,9を立管15で接続して、
これに放熱空気管16を接続する。そして、各管
4,5,8,9,11,12にはそれぞれ空気管
路寄りに流路開閉用のダンパーa1,a2,c1,c2,
b1,b2,b3,b4,d1,d2,d3,d4を各介設する。 上記装置中、熱交換器A,B,C,Dは第4図
に示すように内部にセラミツク等の多孔質管より
なるフイルター管17を囲んで多孔質金属体及び
微粉状水素吸蔵合金を充てんしたステンレス鋼製
のフイン付チユーブ18を外箱19中に18本束ね
て収容した構造である。水素吸蔵合金としては、
従来知られているものの中任意に選択使用しうる
が、前記Th=150±30℃、Tm=25±10℃、Tl=
5±10℃における平衡値を考慮すると、一般式 MmNi(5-x)A(x) ……() (ただしMmはミツシユメタル、AはFe又はAl、
xは0.1〜1の数) で示される化合物の中から選ばれた2種を組み合
わせて用いるのが好ましい。この化合物はAが
Feの場合はx=0.1〜1.0、AがAlの場合はx=
0.1〜0.5の範囲が特に好ましい。 この場合一般式()中のMmは、La20〜50
モル%、Ce2〜40モル%残りがPr及びNdから構
成されているのが望ましい。 そして、この水素吸蔵合金としては1Kg当り毎
時50kcal以上のものを選ぶのが有利である。 他方、多孔質金属体としては、アルミニウム発
泡体又は銅発泡体、特に気孔率90%以上のものが
好適である。 前記のフイルター管17は、水素配管1,2に
連結され、水素の導入、排出がこれを介して行わ
れるようになつている。 また、熱交換器は、第4図のようにフイン付チ
ユーブを並列的に束ねた構造のみでなく、これを
直列的に連結した構造、あるいは並列と直列とを
組み合わせた構造等任意の構造にすることができ
る。 また各ダンパーa1a2…d3,d4は、付設された電
動機構(図示せず)により電磁弁と同様に外部か
ら制御することができる。 この発明は上記の構成であつて、冷却空気管1
3を冷却すべき所要の室内Rに導入接続するとと
もに冷却空気管10を室内の排気口Rに接続し、
かつ放熱空気管14,16を放熱フアンによる放
熱口Fに、また高温空気管6を適宜の送風加熱器
Hに各接続して、送風加熱器Hを介して各熱交換
器A・Cを加熱し、放熱フアンによる放熱空気を
各熱交換器A,B,C,Dに送つて冷却させるも
のであつて、各ダンパーa1a2…d3,d4を下表のよ
うに開閉操作して、熱交換器のA,B,C,Dの
各組を一方を冷房、他方を再生として交互に繰り
返すことにより連続的に冷却を行うことができ
る。
イクルを利用した冷却装置に関するものである。 ある種の金属水素化物が水素を吸蔵、放出を可
逆的に行い、その際発熱、吸熱することは知られ
ている。この場合の反応は次式によつて表わされ
る。 MH(m+n)MHm+n/2H2±ΔH ただし、Mは水素を吸蔵しうる金属、n、mは
吸蔵される水素原子の数、ΔHは反応熱である。 このような水素を吸蔵しうる金属水素化物の例
としては、ランタン−ニツケル水素化物、ミツシ
ユメタル−ニツケル水素化物、バナジウム−ニオ
ブ水素化物、鉄−チタン水素化物、チタン−マン
ガン水素化物、ランタン−コバルト水素化物、マ
グネシウム−銅水素化物、マグネシウム−ニツケ
ル水素化物などを挙げることができる。 これらの金属水素化物は、それぞれ異なつた温
度−水素圧平衡を有するので、これらの複数を組
み合わせて両者の間で水素の授受を可逆的に行わ
せ、その際に伴う吸熱、発熱を利用して、冷房や
暖房を行うことが提案されている。 第1図は、金属水素化物AとBに関する温度−
水素圧平衡状態を示すグラフであるが、このよう
な金属水素化物AとBとをそれぞれ別々の熱交換
器に充てんして両者を水素導管で連結し、Aを温
度Tl、Bを温度Tmに保つと水素がAから放出さ
れてBに吸収されるとともにAは熱Q1を吸収す
る。水素がBに完全に吸収されたところで、Bの
温度をTmからTkに上げ、AをTmに上げると、
今度はBから水素が放出され、これがAに流れて
吸収される。このような操作を繰り返すことによ
り、加熱、冷却を同期的に得ることができる。 このような原理を利用したものとして、第2図
にその概要を示す形式の冷暖房装置が提案されて
いる(特公昭58−19955号公報)。 この装置は、内部に水素吸蔵合金を封入した容
器イ,ロとハ,ニを管で連通し、容器イ,ハには
ヒーターホ、放熱フアンヘ、容器ロ,ニには冷却
水管ト、放熱フアンチをそれぞれ設けてなるもの
であつて、先ずヒーターホを介して容器イを加熱
して容器内の圧力を上昇させると水素が放出さ
れ、同時に容器ロには水素が吸蔵される。この場
合、容器ロは冷却水管ト及びフアンチで冷却され
ている。このようにして容器イ内の水素が全て容
器ロ内に移つたならば、フアンヘで冷却し、同時
に容器ハ,ニへの切り換えを行つて、同様の操作
を繰り返す。このように2組の装置を交互に使用
して冷房又は暖房を行うことができる。 しかしながら、このような装置においては、単
に対をなす2つの容器間の水素の移動を繰り返し
て生じる放熱、吸熱を利用して、冷房若しくは暖
房の状態を生じさせるだけであるから、適切な冷
房又は暖房を行うには、水素吸蔵合金の種類や組
合せに制限がある上に、操作の制御も非常にむず
かしく、実用化するには、なお多くの解決しなけ
ればならない問題点が存在する。 本発明者らは、このような従来の装置がもつ問
題点を克服し、容易に実用に供しうる水素吸蔵合
金を利用した冷却装置を開発すべく鋭意研究を重
ねた結果、2系統の放熱、吸熱システムを組み合
わせ、それぞれをダンパーにより切換え可能にす
ることによりその目的を達成しうることを見出
し、本発明をなすに至つた。 すなわち、本発明は、各容器である熱交換器を
相互に貫通して、加熱あるいは放熱を行わせる一
連の空気管を配設し、この一連の管路に数個のダ
ンパーを設けて加熱、冷却を相互に調整させ、さ
らに水素吸蔵合金を多孔質金属体を用い、これを
フイルターと組み合わせて効率的な熱交換が行わ
れるようにして、上記装置の欠点を除去したもの
である。 この発明の実施例を図面について説明すると、
全体は第3図に示すようにそれぞれ2種類の水素
吸蔵合金を収容した2個一組の熱交換器の2組
A,B,C,Dを各組別に水素配管1,2で接続
して配設するとともに、これら熱交換器A,B,
C,Dを各貫通する空気管路3a,3b,3c,
3dをそれぞれ設け、空気管路3a,3cは、基
端を管4,5で相互に連結して、その一方4に高
温空気を送る加熱空気管6を接続し、他端は大気
に通ずる開放端7,7に形成する。また空気管路
3b,3dは、基端を管8,9で連繋し、その一
方8に冷却すべき室内に連なる空気管10を接続
し、他端は管11,12で連結して、その一方1
1を冷却空気管13、他方を放熱空気管14に接
続する。さらに管5,9を立管15で接続して、
これに放熱空気管16を接続する。そして、各管
4,5,8,9,11,12にはそれぞれ空気管
路寄りに流路開閉用のダンパーa1,a2,c1,c2,
b1,b2,b3,b4,d1,d2,d3,d4を各介設する。 上記装置中、熱交換器A,B,C,Dは第4図
に示すように内部にセラミツク等の多孔質管より
なるフイルター管17を囲んで多孔質金属体及び
微粉状水素吸蔵合金を充てんしたステンレス鋼製
のフイン付チユーブ18を外箱19中に18本束ね
て収容した構造である。水素吸蔵合金としては、
従来知られているものの中任意に選択使用しうる
が、前記Th=150±30℃、Tm=25±10℃、Tl=
5±10℃における平衡値を考慮すると、一般式 MmNi(5-x)A(x) ……() (ただしMmはミツシユメタル、AはFe又はAl、
xは0.1〜1の数) で示される化合物の中から選ばれた2種を組み合
わせて用いるのが好ましい。この化合物はAが
Feの場合はx=0.1〜1.0、AがAlの場合はx=
0.1〜0.5の範囲が特に好ましい。 この場合一般式()中のMmは、La20〜50
モル%、Ce2〜40モル%残りがPr及びNdから構
成されているのが望ましい。 そして、この水素吸蔵合金としては1Kg当り毎
時50kcal以上のものを選ぶのが有利である。 他方、多孔質金属体としては、アルミニウム発
泡体又は銅発泡体、特に気孔率90%以上のものが
好適である。 前記のフイルター管17は、水素配管1,2に
連結され、水素の導入、排出がこれを介して行わ
れるようになつている。 また、熱交換器は、第4図のようにフイン付チ
ユーブを並列的に束ねた構造のみでなく、これを
直列的に連結した構造、あるいは並列と直列とを
組み合わせた構造等任意の構造にすることができ
る。 また各ダンパーa1a2…d3,d4は、付設された電
動機構(図示せず)により電磁弁と同様に外部か
ら制御することができる。 この発明は上記の構成であつて、冷却空気管1
3を冷却すべき所要の室内Rに導入接続するとと
もに冷却空気管10を室内の排気口Rに接続し、
かつ放熱空気管14,16を放熱フアンによる放
熱口Fに、また高温空気管6を適宜の送風加熱器
Hに各接続して、送風加熱器Hを介して各熱交換
器A・Cを加熱し、放熱フアンによる放熱空気を
各熱交換器A,B,C,Dに送つて冷却させるも
のであつて、各ダンパーa1a2…d3,d4を下表のよ
うに開閉操作して、熱交換器のA,B,C,Dの
各組を一方を冷房、他方を再生として交互に繰り
返すことにより連続的に冷却を行うことができ
る。
【表】
×は閉
つまり、連続的に給送される高温空気及び放熱
フアンによる送風を各ダンパーを上記の順序で切
換えることにより、各熱交換器を所要の状態に作
動させるものであつて、これら各ダンパーの切換
は手動でもよいが、タイマーを介してプログラム
制御により自動的に行うことも容易である。 本発明は以上説明したように、交換器中の水素
の流れが円滑に行われ、しかも水素配管系の圧力
を無用に高くする必要がないので、高圧を考慮す
る必要がなくコストを低減し、またダンパーを介
して遠隔制御により空気温度の調整が自在であ
り、さらに熱交換器の構造を、アルミニウム発泡
体等の多孔質金属体で微粒状の水素吸蔵合金を被
包させたものをフイルターを介してフインチユー
ブに収めたため、吸蔵合金は表面積が大であるに
も拘らず流動せず効率的である等、多くの利点が
ある。 そして、本発明装置を室内冷却用に用いる場合
には、高温空気の入口温度を150℃±30℃程度、
冷却空気の入口温度が15〜35℃、出口温度が入口
温度よりも10〜15℃程度低くなるように、また1
サイクル時間が8〜20分程度になるように設計す
るのがよい。
つまり、連続的に給送される高温空気及び放熱
フアンによる送風を各ダンパーを上記の順序で切
換えることにより、各熱交換器を所要の状態に作
動させるものであつて、これら各ダンパーの切換
は手動でもよいが、タイマーを介してプログラム
制御により自動的に行うことも容易である。 本発明は以上説明したように、交換器中の水素
の流れが円滑に行われ、しかも水素配管系の圧力
を無用に高くする必要がないので、高圧を考慮す
る必要がなくコストを低減し、またダンパーを介
して遠隔制御により空気温度の調整が自在であ
り、さらに熱交換器の構造を、アルミニウム発泡
体等の多孔質金属体で微粒状の水素吸蔵合金を被
包させたものをフイルターを介してフインチユー
ブに収めたため、吸蔵合金は表面積が大であるに
も拘らず流動せず効率的である等、多くの利点が
ある。 そして、本発明装置を室内冷却用に用いる場合
には、高温空気の入口温度を150℃±30℃程度、
冷却空気の入口温度が15〜35℃、出口温度が入口
温度よりも10〜15℃程度低くなるように、また1
サイクル時間が8〜20分程度になるように設計す
るのがよい。
第1図は金属水素化物の吸熱量と発熱量との関
係を示す特性図、第2図は従来の装置の一例を示
す説明図、第3図はこの発明の実施例を示す全体
説明図、第4図は熱交換器の要部を示す断面図で
ある。 A,B,C,D……熱交換器、3a,3b,3
c,3d……空気管路、6……加熱空気管、7…
…開放端、10……室内空気管、13……冷却空
気管、14,16……放熱空気管、a1,a2,c1,
c2,b1,b2,b3,b4,d1,d2,d3,d4……ダンパ
ー、17……フイルター、18……フイン付チユ
ーブ、19……外箱。
係を示す特性図、第2図は従来の装置の一例を示
す説明図、第3図はこの発明の実施例を示す全体
説明図、第4図は熱交換器の要部を示す断面図で
ある。 A,B,C,D……熱交換器、3a,3b,3
c,3d……空気管路、6……加熱空気管、7…
…開放端、10……室内空気管、13……冷却空
気管、14,16……放熱空気管、a1,a2,c1,
c2,b1,b2,b3,b4,d1,d2,d3,d4……ダンパ
ー、17……フイルター、18……フイン付チユ
ーブ、19……外箱。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 内部にそれぞれ異なつた組成の水素吸蔵合金
を封入した2個一組の熱交換器を交互に加熱、冷
却して得られる冷気を利用する形式の冷却装置に
おいて、各熱交換器の構造をその細孔内に微粉状
水素吸蔵合金を充てんした多孔質金属体中に水素
配管に連結したフイルター管を通したフイン付チ
ユーブの集合体としたものとするとともに、各熱
交換器を貫通する空気管路を設け、各空気管路の
一端を相互に連結して高温空気、放熱空気、冷却
空気の各流入管を各部にダンパーを配設して接続
し、同じく各空気管路の他端を相互に連結して放
熱空気、冷却空気の各排出管を各部にダンパーを
配設して接続し、かつ各ダンパーの開閉を遠隔操
作可能にしたことを特徴とする冷却装置。 2 水素吸蔵合金として、一般式 MmNi(5-x)A(x) (ただし、Mmはミツシユメタル、AはFe又は
Al、xは0.1〜1.0の数である) で示される化合物の中から選ばれた2種を用いる
特許請求の範囲第1項記載の冷却装置。 3 MmがLa20〜50モル%、Ceが2〜40モル%、
残りがPrとNdである特許請求の範囲第2項記載
の冷却装置。 4 多孔質金属体がアルミニウム発泡体他は銅発
泡体である特許請求の範囲第1項記載の冷却装
置。 5 高温空気の入口温度を150±30℃とする特許
請求の範囲第1項記載の冷却装置。 6 冷却空気の入口温度を15〜35℃、出口温度を
入口温度よりも10〜15℃低い温度とする特許請求
の範囲第1項記載の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17842983A JPS6069465A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17842983A JPS6069465A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069465A JPS6069465A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0351987B2 true JPH0351987B2 (ja) | 1991-08-08 |
Family
ID=16048350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17842983A Granted JPS6069465A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069465A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878030A (ja) * | 1981-10-31 | 1983-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和装置 |
| JPS58148369A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-03 | 東芝住宅産業株式会社 | 太陽熱利用冷凍装置 |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP17842983A patent/JPS6069465A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6069465A (ja) | 1985-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1123293A (en) | Reaction heat storage method for hydride tanks | |
| US4548044A (en) | Metal hydride container and metal hydride heat storage system | |
| JPH0351987B2 (ja) | ||
| JPS6329183B2 (ja) | ||
| JPS621188B2 (ja) | ||
| JPS634111B2 (ja) | ||
| JPS6241138B2 (ja) | ||
| JPS5819956B2 (ja) | 金属水素化合物を用いた冷房装置 | |
| JPH02259374A (ja) | 金属水素化物利用の冷却装置 | |
| JP2627332B2 (ja) | 冷却室装置 | |
| JP2642830B2 (ja) | 冷房装置 | |
| JPS58164994A (ja) | 金属水素化物容器 | |
| JPS6132554B2 (ja) | ||
| JPS58156192A (ja) | 固体、気体可逆反応物質による熱移動装置 | |
| JP3133442B2 (ja) | 金属水素化物を利用した熱駆動型冷熱発生方法および装置 | |
| JPH06235560A (ja) | 水素吸蔵合金利用移動体 | |
| JP3133440B2 (ja) | 金属水素化物を利用した熱駆動型冷熱発生方法及び装置 | |
| JPH06194077A (ja) | 熱交換装置 | |
| JPH02306068A (ja) | 金属水素化物を用いた車用冷却装置 | |
| JPS6033239B2 (ja) | 携帯用加熱冷却装置 | |
| JPH0573984B2 (ja) | ||
| JPS61134551A (ja) | 金属水素化物ヒ−トポンプ装置 | |
| JPH04369360A (ja) | 水素吸蔵合金を備えた熱交換装置 | |
| JPH056120B2 (ja) | ||
| JPS6329184B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |