JPH0361106B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0361106B2 JPH0361106B2 JP61046516A JP4651686A JPH0361106B2 JP H0361106 B2 JPH0361106 B2 JP H0361106B2 JP 61046516 A JP61046516 A JP 61046516A JP 4651686 A JP4651686 A JP 4651686A JP H0361106 B2 JPH0361106 B2 JP H0361106B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal hydride
- gas
- temperature
- hydrogen
- working
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は工場廃熱等によつて駆動される間欠作
動式ヒートポンプ装置に関するものである。
動式ヒートポンプ装置に関するものである。
一般に間欠作動式ヒートポンプ用作動物質とし
てゼオライトあるいは金属水素化物等が用いら
れ、これらの作動物質と反応する作動気体は前者
に対しては水、後者に対しては水素が相当する。
ここでは金属水素化物を用いた間欠作動式ヒート
ポンプ装置の従来例について説明する。
てゼオライトあるいは金属水素化物等が用いら
れ、これらの作動物質と反応する作動気体は前者
に対しては水、後者に対しては水素が相当する。
ここでは金属水素化物を用いた間欠作動式ヒート
ポンプ装置の従来例について説明する。
TiMn系合金に代表される金属水素化物はある
温度・圧力条件のもとで水素ガスを吸蔵して発熱
反応を行ない、別の温度・圧力条件のもとでは水
素ガスを放出して吸熱反応を行なう。金属水素化
物の上記の特性を利用して金属水素化物が水素と
反応する際の反応熱を適当な熱媒により熱交換す
ることによつて外部に取り出し、温熱発生時には
暖房給湯用として、冷熱発生時には冷房用として
利用することができる。駆動用熱源として高温の
工場廃ガスを用いた間欠作動式ヒートポンプ装置
の従来の構成例を第２図に示す。
温度・圧力条件のもとで水素ガスを吸蔵して発熱
反応を行ない、別の温度・圧力条件のもとでは水
素ガスを放出して吸熱反応を行なう。金属水素化
物の上記の特性を利用して金属水素化物が水素と
反応する際の反応熱を適当な熱媒により熱交換す
ることによつて外部に取り出し、温熱発生時には
暖房給湯用として、冷熱発生時には冷房用として
利用することができる。駆動用熱源として高温の
工場廃ガスを用いた間欠作動式ヒートポンプ装置
の従来の構成例を第２図に示す。
２つの異なる水素吸蔵平衡圧を有する金属水素
化物１（MH1と呼ぶ）及び金属水素化物２
（MH2）は第２図に示すように金属水素化物収容
容器３および４内に充てんされており、特に金属
水素化物収容容器３は複数の管状の容器に分割さ
れている。金属水素化物３および４は水素導管５
によつて連通しており、前記導管５の途中にバル
ブ６が設けられている。複数に分割された金属水
素化物収容容器３は高温ガス通路７内に設置され
ており高温ガス８により加熱されるようになつて
いる。
化物１（MH1と呼ぶ）及び金属水素化物２
（MH2）は第２図に示すように金属水素化物収容
容器３および４内に充てんされており、特に金属
水素化物収容容器３は複数の管状の容器に分割さ
れている。金属水素化物３および４は水素導管５
によつて連通しており、前記導管５の途中にバル
ブ６が設けられている。複数に分割された金属水
素化物収容容器３は高温ガス通路７内に設置され
ており高温ガス８により加熱されるようになつて
いる。
金属水素化物収容容器４には熱媒体流路９が設
けられ金属水素化物が水素を吸蔵解離する際の反
応熱を熱交換により熱媒体に伝達するように構成
されている。
けられ金属水素化物が水素を吸蔵解離する際の反
応熱を熱交換により熱媒体に伝達するように構成
されている。
今、MH1からMH2へ水素を移動させる場合を
考える。水素移動開始前にはMH1はMH2よりも
水素の吸蔵量が多い状態にある。高温ガス８によ
りMH1は高温に加熱され水素平衡圧力が一方の
MH2より高くなりバルブ６を開けることによつ
て水素はMH1からMH2へ移動する。このとき
MH2は水素を吸蔵するため発熱反応を起こし発
生した熱は熱媒体により外部へ取りだされる。こ
こで金属水素化物収容容器３が高温ガス８より加
熱される際高温ガス８に最も近接した最前列の
MH1の温度が最も高く、高温ガス８の流動方向
に従つてMH1との熱交換により高温ガス８の温
度が低下するとともにまた温度の低下により高温
ガスの流速が減少するため熱伝達率も低下するた
め、後列にいくに従つてMH1の加熱される温度
は低くなる。このようにMH1の温度に均一性が
得られず温度分布を有するときには水素解離平衡
圧にも高低差が生じ、バルブ６をあけてMH1か
らMH2へ水素を移動させた場合、水素の移動は
圧力差で起こるため水素解離平衡圧の高い部分
（温度の高い部分）のMH1からの水素移動量が最
も多く、水素解離平衡圧の低い部分（温度の低い
部分）のMH1からの水素移動量が最も少なくな
る。つまり分割された金属水素化物収容容器３に
MH1を等分に充てんしても、加熱温度の不均一
性により水素移動量が異なり合金の利用度に差が
生じて温度の低い部分のMH1は利用度が悪いと
いう欠点があつた。
考える。水素移動開始前にはMH1はMH2よりも
水素の吸蔵量が多い状態にある。高温ガス８によ
りMH1は高温に加熱され水素平衡圧力が一方の
MH2より高くなりバルブ６を開けることによつ
て水素はMH1からMH2へ移動する。このとき
MH2は水素を吸蔵するため発熱反応を起こし発
生した熱は熱媒体により外部へ取りだされる。こ
こで金属水素化物収容容器３が高温ガス８より加
熱される際高温ガス８に最も近接した最前列の
MH1の温度が最も高く、高温ガス８の流動方向
に従つてMH1との熱交換により高温ガス８の温
度が低下するとともにまた温度の低下により高温
ガスの流速が減少するため熱伝達率も低下するた
め、後列にいくに従つてMH1の加熱される温度
は低くなる。このようにMH1の温度に均一性が
得られず温度分布を有するときには水素解離平衡
圧にも高低差が生じ、バルブ６をあけてMH1か
らMH2へ水素を移動させた場合、水素の移動は
圧力差で起こるため水素解離平衡圧の高い部分
（温度の高い部分）のMH1からの水素移動量が最
も多く、水素解離平衡圧の低い部分（温度の低い
部分）のMH1からの水素移動量が最も少なくな
る。つまり分割された金属水素化物収容容器３に
MH1を等分に充てんしても、加熱温度の不均一
性により水素移動量が異なり合金の利用度に差が
生じて温度の低い部分のMH1は利用度が悪いと
いう欠点があつた。
この欠点は他の作動物質例えばゼオライトにお
いても同様である。
いても同様である。
発明が解決しようとする問題点
以上述べたように高温ガスによつて複数に分割
された作動物質収容容器を加熱するとき、作動物
質の各収容容器間に温度分布が生じる。温度が低
い部分の作動物質はその作動気体に対する解離平
衡圧が低くなり、対になつた他の収容容器へ作動
気体を移動させる場合、作動気体の移動量は温度
の高い部分の作動物質に較べて少なくなり、作動
物質としての利用度が悪くなるという欠点があつ
た。
された作動物質収容容器を加熱するとき、作動物
質の各収容容器間に温度分布が生じる。温度が低
い部分の作動物質はその作動気体に対する解離平
衡圧が低くなり、対になつた他の収容容器へ作動
気体を移動させる場合、作動気体の移動量は温度
の高い部分の作動物質に較べて少なくなり、作動
物質としての利用度が悪くなるという欠点があつ
た。
問題点を解決するための手段
本発明は以上のように、作動物質あるいは作動
気体を収容した複数の容器を互いに連通させ、相
互に作動気体の移動を行なわせて作動物質が作動
気体と反応する際の反応熱を暖房給湯（あるいは
冷房）に利用する間欠作動式ヒートポンプ装置の
少くとも一方の作動物質収容容器が複数の容器に
分割されて高温ガスの通路内に設置され高温ガス
により加熱されて作動気体を放出する際に、作動
物質収容容器の各伝熱面積を不均一にするもので
ある。
気体を収容した複数の容器を互いに連通させ、相
互に作動気体の移動を行なわせて作動物質が作動
気体と反応する際の反応熱を暖房給湯（あるいは
冷房）に利用する間欠作動式ヒートポンプ装置の
少くとも一方の作動物質収容容器が複数の容器に
分割されて高温ガスの通路内に設置され高温ガス
により加熱されて作動気体を放出する際に、作動
物質収容容器の各伝熱面積を不均一にするもので
ある。
作 用
本発明は上記した構成により高温ガスによつて
複数に分割された作動物質収容容器を加熱して、
作動気体を放出させる際、各収容容器の温度分布
を均一にして作動気体放出量を一定にすることが
でき、作動物質の利用率の均一化が図れる。
複数に分割された作動物質収容容器を加熱して、
作動気体を放出させる際、各収容容器の温度分布
を均一にして作動気体放出量を一定にすることが
でき、作動物質の利用率の均一化が図れる。
実施例
以下本発明の一実施例を添付図面にもとずいて
説明する。第１図は本発明の一実施例の金属水素
化物を用いた間欠作動式ヒートポンプ装置の構成
図である。
説明する。第１図は本発明の一実施例の金属水素
化物を用いた間欠作動式ヒートポンプ装置の構成
図である。
金属水素化物１（MH1）は多数に分割された
管状の金属水素化物収容容器３に等量づつ充てん
されている。金属水素化物２（MH2）は金属水
素化物収容容器４に充てんされている。管状の金
属水素化物収容容器３の端部にはそれぞれ水素ガ
スが流出入するための配管が接続されており、そ
れらが集合して最終的に一本の水素導管５を形成
している。金属水素化物収容容器４は水素導管５
によつて金属水素化物収容容器３と連通してい
る。水素導管５の途中にはバルブ６が設けられて
いる。多数の管状の金属水素化物収容容器３は高
温ガス通路７に設置され、高温気体ガス８より加
熱されるように構成されている。４列目以降の金
属水素化物収容容器３には伝熱面積拡大手段とし
て円形のフインが外周にとりつけられている。ま
た後列にいく程フイン外周が大きくなり伝熱面積
は増大している。
管状の金属水素化物収容容器３に等量づつ充てん
されている。金属水素化物２（MH2）は金属水
素化物収容容器４に充てんされている。管状の金
属水素化物収容容器３の端部にはそれぞれ水素ガ
スが流出入するための配管が接続されており、そ
れらが集合して最終的に一本の水素導管５を形成
している。金属水素化物収容容器４は水素導管５
によつて金属水素化物収容容器３と連通してい
る。水素導管５の途中にはバルブ６が設けられて
いる。多数の管状の金属水素化物収容容器３は高
温ガス通路７に設置され、高温気体ガス８より加
熱されるように構成されている。４列目以降の金
属水素化物収容容器３には伝熱面積拡大手段とし
て円形のフインが外周にとりつけられている。ま
た後列にいく程フイン外周が大きくなり伝熱面積
は増大している。
金属水素化物収容容器４には熱媒体流路９が設
けられ、金属水素化物２が水素を吸蔵あるいは解
離する際の反応熱を熱媒体に伝達し外部に取り出
せるように構成されている。
けられ、金属水素化物２が水素を吸蔵あるいは解
離する際の反応熱を熱媒体に伝達し外部に取り出
せるように構成されている。
上記した構成の冷暖房給湯装置において金属水
素化物１（MH1）から金属水素化物２（MH2）
へ水素を移動させてMH2が水素を吸蔵する際の
反応熱を熱媒体流路９内の熱媒体に伝達し外部に
取り出して暖房あるいは給湯として利用しようと
する場合を考える。金属水素化物１より水素を放
出させるために多数に分割された金属水素化物収
容容器３は高温ガス８により加熱されるが、高温
ガス８の流入側３列までの金属水素化物収容容器
３は伝熱面積拡大手段を施こしていない裸管状態
であるので、高温ガス８の温度は高く、ガス流速
も早いにもかかわらず伝熱面積が小さいため金属
水素化物１の温度はあまりあがらない。ところ
が、高温ガス８の流出側の４列目以降は伝熱面積
拡大手段を施こしているため、高温ガス８の温度
及びガス流速は前列までの熱伝達によつて低下し
ているものの、高温ガス８からの熱伝達が、拡大
された伝熱面積を介して行なわれ、金属水素化物
１の温度は前列までのものと変わらない。とく
に、金属水素化物収容容器の４列目以降高温ガス
８の流出側に向かうに従つてフイン外周が増大し
伝熱面積は高温ガス８の温度及びガス流速の低下
に反比例して増大しているので、全体的に金属水
素化物１の温度は均一に加熱されることになる。
素化物１（MH1）から金属水素化物２（MH2）
へ水素を移動させてMH2が水素を吸蔵する際の
反応熱を熱媒体流路９内の熱媒体に伝達し外部に
取り出して暖房あるいは給湯として利用しようと
する場合を考える。金属水素化物１より水素を放
出させるために多数に分割された金属水素化物収
容容器３は高温ガス８により加熱されるが、高温
ガス８の流入側３列までの金属水素化物収容容器
３は伝熱面積拡大手段を施こしていない裸管状態
であるので、高温ガス８の温度は高く、ガス流速
も早いにもかかわらず伝熱面積が小さいため金属
水素化物１の温度はあまりあがらない。ところ
が、高温ガス８の流出側の４列目以降は伝熱面積
拡大手段を施こしているため、高温ガス８の温度
及びガス流速は前列までの熱伝達によつて低下し
ているものの、高温ガス８からの熱伝達が、拡大
された伝熱面積を介して行なわれ、金属水素化物
１の温度は前列までのものと変わらない。とく
に、金属水素化物収容容器の４列目以降高温ガス
８の流出側に向かうに従つてフイン外周が増大し
伝熱面積は高温ガス８の温度及びガス流速の低下
に反比例して増大しているので、全体的に金属水
素化物１の温度は均一に加熱されることになる。
従つてバルブ６を開けて水素ガスを金属水素化
物２へ向かつて放出させる場合、多数に分割され
た金属水素化物１の温度が均一であるため水素平
衡圧力も均一となり、全ての分割された金属水素
化物収容容器３から等量ずつの水素が放出される
ことになる。つまり分割された金属水素化物収容
容器３の各分割要素において、内部に充てんされ
た金属水素化物１の水素吸蔵放出能力を均一に利
用することができるのである。
物２へ向かつて放出させる場合、多数に分割され
た金属水素化物１の温度が均一であるため水素平
衡圧力も均一となり、全ての分割された金属水素
化物収容容器３から等量ずつの水素が放出される
ことになる。つまり分割された金属水素化物収容
容器３の各分割要素において、内部に充てんされ
た金属水素化物１の水素吸蔵放出能力を均一に利
用することができるのである。
本実施例においては金属水素化物収容容器３の
４列目から伝熱面積拡大手段を施こしたが、第１
列目から伝熱面積拡大手段を施こし、後列にいく
程伝熱面積を増大していくことによつて、さらに
均一な加熱温度を得ることも可能である。
４列目から伝熱面積拡大手段を施こしたが、第１
列目から伝熱面積拡大手段を施こし、後列にいく
程伝熱面積を増大していくことによつて、さらに
均一な加熱温度を得ることも可能である。
伝熱面積拡大手段としては本実施例のような円
形状のフインの他、角形あるいはその他の形状で
もよく、フイン面の形状についてもルーバ、スリ
ツトその他のあらゆる形状のものが適用できる。
また本実施例ではフイン面が高温ガスの流動方向
に平行であるが、流動方向に直角な金属水素化物
収容容器の長手方向に延びたフインでもよい。
形状のフインの他、角形あるいはその他の形状で
もよく、フイン面の形状についてもルーバ、スリ
ツトその他のあらゆる形状のものが適用できる。
また本実施例ではフイン面が高温ガスの流動方向
に平行であるが、流動方向に直角な金属水素化物
収容容器の長手方向に延びたフインでもよい。
以上、金属水素化物を用いた間欠作動式ヒート
ポンプ装置についてその実施例を説明したが、他
の作動物質例えばゼオライト等に対しても同様に
実施できる。
ポンプ装置についてその実施例を説明したが、他
の作動物質例えばゼオライト等に対しても同様に
実施できる。
発明の効果
以上のように本発明においては分割された作動
物質収容容器内の作動物質の温度を均一に上昇さ
せることができる。
物質収容容器内の作動物質の温度を均一に上昇さ
せることができる。
第１図は本発明の一実施例における金属水素化
物利用間欠作動式ヒートポンプ装置の原理図、第
２図は従来の間欠作動式ヒートポンプ装置の原理
図である。 １，２……金属水素化物、３，４……金属水素
化物収容容器、５……水素導管、７……高温ガス
通路、８……高温ガス、９……熱媒体流路。
物利用間欠作動式ヒートポンプ装置の原理図、第
２図は従来の間欠作動式ヒートポンプ装置の原理
図である。 １，２……金属水素化物、３，４……金属水素
化物収容容器、５……水素導管、７……高温ガス
通路、８……高温ガス、９……熱媒体流路。
Claims (1)
- １ 作動物質あるいは前記作動物質と反応する作
動気体を収容した複数の容器を互いに連通させ、
相互に作動気体の移動を行なわせて作動物質が作
動気体と反応する際の反応熱を暖房給湯（あるい
は冷房）に利用する間欠作動式ヒートポンプ装置
の少くとも一方の作動物質収容容器が複数の容器
に分割されて高温ガスの通路内に設置され、前記
高温ガスによる加熱を受ける場合に、複数に分割
された作動物質収容容器の各伝熱面積は、高温ガ
スの流動する方向の上流側より下流側を大きくし
たことを特徴とする間欠作動式ヒートポンプ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61046516A JPS62202970A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61046516A JPS62202970A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202970A JPS62202970A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0361106B2 true JPH0361106B2 (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=12749435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61046516A Granted JPS62202970A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62202970A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4838195B2 (ja) * | 2007-05-16 | 2011-12-14 | ヤマハ発動機株式会社 | 半田供給装置、表面実装機 |
-
1986
- 1986-03-04 JP JP61046516A patent/JPS62202970A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202970A (ja) | 1987-09-07 |
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