JPH0414259B2 - - Google Patents
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- JPH0414259B2 JPH0414259B2 JP61046515A JP4651586A JPH0414259B2 JP H0414259 B2 JPH0414259 B2 JP H0414259B2 JP 61046515 A JP61046515 A JP 61046515A JP 4651586 A JP4651586 A JP 4651586A JP H0414259 B2 JPH0414259 B2 JP H0414259B2
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Classifications
-
- 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
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- 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
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- 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。
従来の技術
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１および２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１および２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。
おいても同様である。
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
の高い部分の作動気体に較べて少なくなり、作動
気体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
の高い部分の作動気体に較べて少なくなり、作動
気体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
本発明は上記問題点を作動物質が複数の容器に
分割されて高温ガスの通路内に設置され加熱を受
ける場合に高温ガスの流動方向に対して前面に位
置する作動物質収容容器の前面に、高温ガスの流
動をさまたげる遮蔽体を設けることにより解決し
ようとするものである。
分割されて高温ガスの通路内に設置され加熱を受
ける場合に高温ガスの流動方向に対して前面に位
置する作動物質収容容器の前面に、高温ガスの流
動をさまたげる遮蔽体を設けることにより解決し
ようとするものである。
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づいて
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。
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。金属水素化物収
容容器３の高温ガス８に対向して前２列について
は高温ガスの流動をさまたげる板状の遮蔽体１０
が設けられている。
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。金属水素化物収
容容器３の高温ガス８に対向して前２列について
は高温ガスの流動をさまたげる板状の遮蔽体１０
が設けられている。
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。
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。
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。
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、最前列及び次の列の金
属水素化物収容容器は遮蔽体１０が存在するた
め、高温ガス８による加熱を充分に受けられな
い。従つて高温ガス８の温度が高く、しかも流速
も早いにもかかわらず、金属水素化物１の温度は
あまりあがらない。ところが、金属水素化物収容
容器３の３列目以降は遮蔽体１０が設けられてい
ないため高温ガス８と接触する面積が大きくな
り、充分加熱を受けることが可能になり、高温ガ
スの温度及び流速は前列までの熱伝達によつて低
下しているものの、金属水素化物１の温度は前列
までと変わらず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。
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、最前列及び次の列の金
属水素化物収容容器は遮蔽体１０が存在するた
め、高温ガス８による加熱を充分に受けられな
い。従つて高温ガス８の温度が高く、しかも流速
も早いにもかかわらず、金属水素化物１の温度は
あまりあがらない。ところが、金属水素化物収容
容器３の３列目以降は遮蔽体１０が設けられてい
ないため高温ガス８と接触する面積が大きくな
り、充分加熱を受けることが可能になり、高温ガ
スの温度及び流速は前列までの熱伝達によつて低
下しているものの、金属水素化物１の温度は前列
までと変わらず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。
ここでは、遮蔽体として板状のものを示したが
形状は板状に限らず、円柱状、網状、断面が湾曲
した板状等、高温ガスの流動がさまたげられるも
のなら何でもよい。材質についても、高温ガスの
温度に対して耐熱性のあるものならば、金属、セ
ラミツク、ガラス等、何でもよい。
形状は板状に限らず、円柱状、網状、断面が湾曲
した板状等、高温ガスの流動がさまたげられるも
のなら何でもよい。材質についても、高温ガスの
温度に対して耐熱性のあるものならば、金属、セ
ラミツク、ガラス等、何でもよい。
また遮蔽体の大きさ、設ける位置については、
金属水素化物の温度分布に応じて、変化あるいは
選択することは云うまでもない。
金属水素化物の温度分布に応じて、変化あるいは
選択することは云うまでもない。
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
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高温ガスの
流動方向に対して前面に位置する作動物質収容容
器の前面に高温ガスの流動をさまたげる遮蔽体を
設けることにより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。その結果、他の収容容器へ作動気体を移動さ
せる際に分割された作動物質収容容器から等量づ
つの作動気体が放出されることになり、作動物質
の利用率の均一化が図れる。
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高温ガスの
流動方向に対して前面に位置する作動物質収容容
器の前面に高温ガスの流動をさまたげる遮蔽体を
設けることにより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。その結果、他の収容容器へ作動気体を移動さ
せる際に分割された作動物質収容容器から等量づ
つの作動気体が放出されることになり、作動物質
の利用率の均一化が図れる。
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 作動物質また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または冷房に
利用する間欠作動式ヒートポンプ装置の少なくと
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、高温ガスの流動方向
に対して前面に位置する作動物質収容容器の前面
に高温ガスの流動をさまたげる遮蔽体を設けた間
欠作動式ヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61046515A JPS62202969A (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 |
|---|---|---|---|
| JP61046515A JPS62202969A (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 |
|---|---|
| JPS62202969A JPS62202969A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0414259B2 true JPH0414259B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=12749404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61046515A Granted JPS62202969A (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) | JPS62202969A (ja) |
-
1986
- 1986-03-04 JP JP61046515A patent/JPS62202969A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202969A (ja) | 1987-09-07 |
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