JPH0419457B2 - - Google Patents
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- JPH0419457B2 JPH0419457B2 JP58126501A JP12650183A JPH0419457B2 JP H0419457 B2 JPH0419457 B2 JP H0419457B2 JP 58126501 A JP58126501 A JP 58126501A JP 12650183 A JP12650183 A JP 12650183A JP H0419457 B2 JPH0419457 B2 JP H0419457B2
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- metal hydride
- pressure side
- heat
- low
- hot water
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
- F25B17/12—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type using desorption of hydrogen from a hydride
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
-
- 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
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は金属水素化物と水素ガスとの可逆的な
結合と解離にともなう熱の出入りを利用した給湯
器に関し、給湯はもちろんのこと、家庭暖房用あ
るいは産業用など、広く熱を利用する分野全般に
利用できるものである。
結合と解離にともなう熱の出入りを利用した給湯
器に関し、給湯はもちろんのこと、家庭暖房用あ
るいは産業用など、広く熱を利用する分野全般に
利用できるものである。
従来例の構成とその問題点
従来、電気、ガス、石油などを燃料とする各種
の給湯器が広く実用化されている。たとえば、75
℃程度の給湯のためのボイラー、暖房用ボイラ
ー、発電用ボイラーなど、各種用途、燃料に応じ
て開発されている。これらは比較的安価で、しか
も便利であるが、燃料の高価格時代とともに熱効
率の向上が今後ますます要求される。しかしなが
ら、たとえば燃焼などによつて与えられた熱量の
約90％が有効な熱量として利用できるのみであ
り、従来技術では、100％以上はあり得なかつた。
の給湯器が広く実用化されている。たとえば、75
℃程度の給湯のためのボイラー、暖房用ボイラ
ー、発電用ボイラーなど、各種用途、燃料に応じ
て開発されている。これらは比較的安価で、しか
も便利であるが、燃料の高価格時代とともに熱効
率の向上が今後ますます要求される。しかしなが
ら、たとえば燃焼などによつて与えられた熱量の
約90％が有効な熱量として利用できるのみであ
り、従来技術では、100％以上はあり得なかつた。
一方、最近、電動圧縮式や吸収式などのヒート
ポンプ技術も進んで利用されるようになつた。こ
れらを用いれば、外気熱や地熱などの比較的低温
の熱源から熱をくみ上げ、比較的高温の熱とする
ことによつて、利用価値を高め、有効熱量の増加
が可能となつて、上記の効率が理論上、100％以
上となり得る。ところが、上記のような電動圧縮
式やエンジン圧縮式ヒートポンプ、または連続式
の吸収式ヒートポンプは熱媒や吸収液を循環させ
るため、ポンプや制御装置が複雑、高価となり、
また圧縮式では、騒音があるなどの欠点が残され
ている。
ポンプ技術も進んで利用されるようになつた。こ
れらを用いれば、外気熱や地熱などの比較的低温
の熱源から熱をくみ上げ、比較的高温の熱とする
ことによつて、利用価値を高め、有効熱量の増加
が可能となつて、上記の効率が理論上、100％以
上となり得る。ところが、上記のような電動圧縮
式やエンジン圧縮式ヒートポンプ、または連続式
の吸収式ヒートポンプは熱媒や吸収液を循環させ
るため、ポンプや制御装置が複雑、高価となり、
また圧縮式では、騒音があるなどの欠点が残され
ている。
そこで、上記の欠点を改善するために、本発明
者らは先に構造が比較的簡単で、加えた熱量以上
の有効熱量が得られ、省エネルギー型である金属
水素化物を用いたヒートポンプを提案している。
従来の装置は第４図に示すように、容器２３に低
圧側金属水素化物２４を入れ、容器２５に高圧側
金属水素化物２６を入れており、これら容器２
３，２５の内部にはそれぞれ熱交換器２７，２８
が配設され、熱媒体として水が流れる。貯湯槽２
９中に熱交換器３０を設け、熱媒体は３方切換弁
３１，３１′によつて熱交換器２７から熱交換器
３０に流れる場合と、熱交換器２８から熱交換器
３０に流れる場合とを間欠的に切換えられる。ポ
ンプ３２は熱媒体を輸送するものである。容器２
３には都市ガス３３を熱源とするバーナ３４を設
け、低圧側金属水素化物２４を180℃に間欠的に
加熱するようにしている。
者らは先に構造が比較的簡単で、加えた熱量以上
の有効熱量が得られ、省エネルギー型である金属
水素化物を用いたヒートポンプを提案している。
従来の装置は第４図に示すように、容器２３に低
圧側金属水素化物２４を入れ、容器２５に高圧側
金属水素化物２６を入れており、これら容器２
３，２５の内部にはそれぞれ熱交換器２７，２８
が配設され、熱媒体として水が流れる。貯湯槽２
９中に熱交換器３０を設け、熱媒体は３方切換弁
３１，３１′によつて熱交換器２７から熱交換器
３０に流れる場合と、熱交換器２８から熱交換器
３０に流れる場合とを間欠的に切換えられる。ポ
ンプ３２は熱媒体を輸送するものである。容器２
３には都市ガス３３を熱源とするバーナ３４を設
け、低圧側金属水素化物２４を180℃に間欠的に
加熱するようにしている。
上記構成において動作を説明すると、バーナ３
４によつて低圧側金属水素化物２４を180℃に加
熱する。その結果、容器２３内の圧力が上昇し、
容器１内の水素は水素移動管３５を通つて高圧側
金属水素化物２６へ流れ込む。高圧側金属水素化
物２６は水素を吸うと発熱して熱交換器２８内の
熱媒体を加熱し、ポンプ３２により熱媒体を輸送
して貯湯槽２９中の水を加熱する。すべての水素
が低圧側金属水素化物２４より高圧側金属水素化
物２６へ流れ込むと発熱は終了し、低圧側金属水
素化物２４はバーナ３４を止めることにより常温
に戻り、高圧側金属水素化物２６を常温に戻る。
そこで、容器２４と２５の圧が逆転すれば水素は
低圧側金属水素化物２４へ流れ込み、水素を吸つ
た低圧側金属水素化物２４は加熱され、同時に３
方弁３１，３１′を切換えることによつて熱交換
器２７内の熱媒体は熱交換器３０に輸送されて貯
湯槽２９の水を加熱する。このとき、水素を放出
している高圧側金属水素化物２６は約10℃まで冷
やされるが、フアン３６を回転させて10℃に保つ
ようにしている。すべての水素が高圧側金属水素
化物２６より低圧側金属水素化物２４に流れ込む
と、バーナ３４により低圧側金属水素化物２４を
加熱するプロセスがスタートし、１サイクルが完
了する。
４によつて低圧側金属水素化物２４を180℃に加
熱する。その結果、容器２３内の圧力が上昇し、
容器１内の水素は水素移動管３５を通つて高圧側
金属水素化物２６へ流れ込む。高圧側金属水素化
物２６は水素を吸うと発熱して熱交換器２８内の
熱媒体を加熱し、ポンプ３２により熱媒体を輸送
して貯湯槽２９中の水を加熱する。すべての水素
が低圧側金属水素化物２４より高圧側金属水素化
物２６へ流れ込むと発熱は終了し、低圧側金属水
素化物２４はバーナ３４を止めることにより常温
に戻り、高圧側金属水素化物２６を常温に戻る。
そこで、容器２４と２５の圧が逆転すれば水素は
低圧側金属水素化物２４へ流れ込み、水素を吸つ
た低圧側金属水素化物２４は加熱され、同時に３
方弁３１，３１′を切換えることによつて熱交換
器２７内の熱媒体は熱交換器３０に輸送されて貯
湯槽２９の水を加熱する。このとき、水素を放出
している高圧側金属水素化物２６は約10℃まで冷
やされるが、フアン３６を回転させて10℃に保つ
ようにしている。すべての水素が高圧側金属水素
化物２６より低圧側金属水素化物２４に流れ込む
と、バーナ３４により低圧側金属水素化物２４を
加熱するプロセスがスタートし、１サイクルが完
了する。
しかし、従来のこの装置は、金属水素化物の反
応熱を給湯に利用するための熱伝達用熱媒系統が
低圧側金属水素化物用と、高圧側金属水素化物用
とが共通であり、熱媒体とし、一般には給湯用の
水、そのものを用いていた。このため高温（例え
ば、180℃）まで加熱する低圧側熱媒体は高温の
水蒸気となり、高圧なため、機械的衝撃と高圧破
壊の危険性を伴なうと共に、熱交換効率も低かつ
た。そして、弁の切換えによつて、低圧側と高圧
側を選択するため、出湯温度の差が大きく、著し
い脈流となるばかりか、弁などの故障も多かつ
た。
応熱を給湯に利用するための熱伝達用熱媒系統が
低圧側金属水素化物用と、高圧側金属水素化物用
とが共通であり、熱媒体とし、一般には給湯用の
水、そのものを用いていた。このため高温（例え
ば、180℃）まで加熱する低圧側熱媒体は高温の
水蒸気となり、高圧なため、機械的衝撃と高圧破
壊の危険性を伴なうと共に、熱交換効率も低かつ
た。そして、弁の切換えによつて、低圧側と高圧
側を選択するため、出湯温度の差が大きく、著し
い脈流となるばかりか、弁などの故障も多かつ
た。
発明の目的
本発明の目的は、平衡圧の異なる金属水素化物
毎に各々別個の熱媒体系路を配備することによつ
て、金属水素化物利用ヒートポンプ式給湯器の前
記問題点を解決し、安全で、長寿命、熱利用効率
の高い給湯器を提供することである。
毎に各々別個の熱媒体系路を配備することによつ
て、金属水素化物利用ヒートポンプ式給湯器の前
記問題点を解決し、安全で、長寿命、熱利用効率
の高い給湯器を提供することである。
発明の構成
本発明は低圧側金属水素化物が封入された容器
と、高圧側金属水素化物が封入された容器と、前
記２種類の容器間を相互に連通する手段と、低圧
側金属水素化物を間欠的に加熱する手段と、貯湯
槽と、前記各容器と前記貯湯槽間を熱的に結合す
る２系統の熱媒回路を具備し、前記低圧側金属水
素化物が封入された容器と前記貯湯槽間を結ぶ低
圧側熱媒回路と、前記高圧側金属水素化物が封入
された容器と前記貯湯槽間を結ぶ高圧側熱媒回路
とを相互に熱的に交わることなく独立した回路構
成としたものであり、低圧側金属水素化物を加熱
しているときは、高圧側金属水素化物で発生する
水素吸熱により、高圧側金属水素化物と貯湯槽と
を熱結合する熱媒回路を通して貯湯槽内の水を加
熱し、低圧側金属水素化物の加熱を中断している
ときは、低圧側金属水素化物の水素吸収熱および
その顕熱を利用して低圧側金属水素化物と貯湯槽
とを熱結合する熱媒回路を通して貯湯槽内の水を
加熱する。したがつて、各熱媒回路には温度に応
じた最適の熱媒体を使用できる。
と、高圧側金属水素化物が封入された容器と、前
記２種類の容器間を相互に連通する手段と、低圧
側金属水素化物を間欠的に加熱する手段と、貯湯
槽と、前記各容器と前記貯湯槽間を熱的に結合す
る２系統の熱媒回路を具備し、前記低圧側金属水
素化物が封入された容器と前記貯湯槽間を結ぶ低
圧側熱媒回路と、前記高圧側金属水素化物が封入
された容器と前記貯湯槽間を結ぶ高圧側熱媒回路
とを相互に熱的に交わることなく独立した回路構
成としたものであり、低圧側金属水素化物を加熱
しているときは、高圧側金属水素化物で発生する
水素吸熱により、高圧側金属水素化物と貯湯槽と
を熱結合する熱媒回路を通して貯湯槽内の水を加
熱し、低圧側金属水素化物の加熱を中断している
ときは、低圧側金属水素化物の水素吸収熱および
その顕熱を利用して低圧側金属水素化物と貯湯槽
とを熱結合する熱媒回路を通して貯湯槽内の水を
加熱する。したがつて、各熱媒回路には温度に応
じた最適の熱媒体を使用できる。
実施例の説明
第１図はガスバーナを熱源とし、２種類の金属
水素化物を用いた給湯器の一実施例の断面概略図
を示す。図中１は、低圧側金属水素化物２とし
て、Ti0.3、Zr0.7、Mn1.2、Cr0.6、Co0.2を約1.8Kg
入れた金属水素化物容器であり、３は高圧側金属
水素化物（M2H）４として、Ti0.6、Zr0.4、Mn1.2
Cr0.4、Co0.2を約3.8Kg入れた金属水素化物容器で
ある。これら容器１および２の内部には、それぞ
れ熱交換器１２および１３が配設され、熱交換器
１２の中には高温用熱媒体としてのシリコーンオ
イル１４が、熱交換器１３の中には低温用熱媒体
としての水１５が各々流れる。シリコーンオイル
１４の流路は、３方切換弁８と８′によつて、加
熱槽６側と貯湯槽７側に間欠的に切換えられる。
加熱槽６には、都市ガス１６を熱源として、バー
ナ５によつて、間欠的あるいは連続的に、約180°
に加熱されたオイルが満たされ、このオイルによ
つて、低圧側金属水素化物２を間欠的に加熱して
いる。１０，１１は共に熱媒体循環用ポンプであ
り、ポンプ１０は、加熱槽６あるいは貯湯槽７へ
熱媒体を輸送しまたポンプ１１は高圧用金属水素
化物が発熱反応を行なつている時のみ、貯湯槽７
へ熱媒体を輸送する。金属水素化物容器１と３中
の水素は低圧側金属水素化物の温度の上下に対応
して、可逆的に水素移動管９を通つて移動する。
またフアン２１は、水素が高圧側金属水素化物４
から低圧側金属水素化物２へ移動する際にのみ動
作し、水素化物４の吸熱効果による温度の低下を
抑製している。また２２，２２′は多孔質フイル
ターで、金属水素化物粉末が流失するのを防止し
ている。１７と１８は共に貯湯槽７中に設けられ
た熱交換器で市水導入口１９から入つた水を交互
に加熱する働きをしている。このように導入され
た市水は、主として２種類の金属水素化物によ
り、交互に加熱されて約75℃の湯となり、２系統
の独立した熱媒伝達系によつて、輸送され、貯湯
槽７に貯湯され、必要時に温水供給口２０から外
部へ供給される。
水素化物を用いた給湯器の一実施例の断面概略図
を示す。図中１は、低圧側金属水素化物２とし
て、Ti0.3、Zr0.7、Mn1.2、Cr0.6、Co0.2を約1.8Kg
入れた金属水素化物容器であり、３は高圧側金属
水素化物（M2H）４として、Ti0.6、Zr0.4、Mn1.2
Cr0.4、Co0.2を約3.8Kg入れた金属水素化物容器で
ある。これら容器１および２の内部には、それぞ
れ熱交換器１２および１３が配設され、熱交換器
１２の中には高温用熱媒体としてのシリコーンオ
イル１４が、熱交換器１３の中には低温用熱媒体
としての水１５が各々流れる。シリコーンオイル
１４の流路は、３方切換弁８と８′によつて、加
熱槽６側と貯湯槽７側に間欠的に切換えられる。
加熱槽６には、都市ガス１６を熱源として、バー
ナ５によつて、間欠的あるいは連続的に、約180°
に加熱されたオイルが満たされ、このオイルによ
つて、低圧側金属水素化物２を間欠的に加熱して
いる。１０，１１は共に熱媒体循環用ポンプであ
り、ポンプ１０は、加熱槽６あるいは貯湯槽７へ
熱媒体を輸送しまたポンプ１１は高圧用金属水素
化物が発熱反応を行なつている時のみ、貯湯槽７
へ熱媒体を輸送する。金属水素化物容器１と３中
の水素は低圧側金属水素化物の温度の上下に対応
して、可逆的に水素移動管９を通つて移動する。
またフアン２１は、水素が高圧側金属水素化物４
から低圧側金属水素化物２へ移動する際にのみ動
作し、水素化物４の吸熱効果による温度の低下を
抑製している。また２２，２２′は多孔質フイル
ターで、金属水素化物粉末が流失するのを防止し
ている。１７と１８は共に貯湯槽７中に設けられ
た熱交換器で市水導入口１９から入つた水を交互
に加熱する働きをしている。このように導入され
た市水は、主として２種類の金属水素化物によ
り、交互に加熱されて約75℃の湯となり、２系統
の独立した熱媒伝達系によつて、輸送され、貯湯
槽７に貯湯され、必要時に温水供給口２０から外
部へ供給される。
第２図は、第１図に示した実施例の金属水素化
物の作動状態を示した水素圧−温度線図であり、
バーナから180℃の熱を供給し、低圧側金属水素
化物M1Hと高圧側金属水素化物M2Hから約75℃
の温水を連続的に得る反応を示している。すなわ
ち、バーナ５によて加熱された高温側熱媒体はポ
ンプ１０を通り、低圧側金属水素化物M1Hを180
℃に加熱する。常温（25℃）では約0.4気圧であ
つた容器１内の低圧側金属水素化物M1Hは加熱
されることによつて第２図の特性図にしたがつて
圧力が上昇し、約11気圧で平衡に達する。このた
め、容器１内の水素は水素移動管９を通り、常温
（25℃）で約1.8気圧の高圧側金属水素化物M2H
へ流れ込む。高圧側金属水素化物M2Hは水素を
吸うと発熱し、熱交換器１３より貯湯槽７への熱
出力と平衡に達して75℃で水素を吸いつづける。
すべての水素が低圧側金属水素化物M1Hから高
圧側金属水素化物M2Hへ流れ込むと、発熱は終
了し常温へ戻る。また、加熱を止めた低圧側金属
水素化物M1Hも常温へ戻つてくる。そこで、容
器１，３内の圧力が逆転し、容器３の方が高くな
ると、高圧側金属水素化物M2Hから低圧側水素
化物M1Hへ水素が流れ込み、水素を吸つた低圧
側金属水素化物M1Hは75℃まで加熱され、熱交
換器１２より貯水槽７へ熱出力を出す。水素を放
出している高圧側金属水素化物M2Hは10℃まで
冷やされ、フアン２１の送風によつて10℃に保た
れる。すべての水素が低圧側金属水素化物M1H
に流れ込むと、最初のように低圧側金属水素化物
M1Hをバーナ５で180℃まで加熱するプロセスが
スタートし、１サイクルが完了する。
物の作動状態を示した水素圧−温度線図であり、
バーナから180℃の熱を供給し、低圧側金属水素
化物M1Hと高圧側金属水素化物M2Hから約75℃
の温水を連続的に得る反応を示している。すなわ
ち、バーナ５によて加熱された高温側熱媒体はポ
ンプ１０を通り、低圧側金属水素化物M1Hを180
℃に加熱する。常温（25℃）では約0.4気圧であ
つた容器１内の低圧側金属水素化物M1Hは加熱
されることによつて第２図の特性図にしたがつて
圧力が上昇し、約11気圧で平衡に達する。このた
め、容器１内の水素は水素移動管９を通り、常温
（25℃）で約1.8気圧の高圧側金属水素化物M2H
へ流れ込む。高圧側金属水素化物M2Hは水素を
吸うと発熱し、熱交換器１３より貯湯槽７への熱
出力と平衡に達して75℃で水素を吸いつづける。
すべての水素が低圧側金属水素化物M1Hから高
圧側金属水素化物M2Hへ流れ込むと、発熱は終
了し常温へ戻る。また、加熱を止めた低圧側金属
水素化物M1Hも常温へ戻つてくる。そこで、容
器１，３内の圧力が逆転し、容器３の方が高くな
ると、高圧側金属水素化物M2Hから低圧側水素
化物M1Hへ水素が流れ込み、水素を吸つた低圧
側金属水素化物M1Hは75℃まで加熱され、熱交
換器１２より貯水槽７へ熱出力を出す。水素を放
出している高圧側金属水素化物M2Hは10℃まで
冷やされ、フアン２１の送風によつて10℃に保た
れる。すべての水素が低圧側金属水素化物M1H
に流れ込むと、最初のように低圧側金属水素化物
M1Hをバーナ５で180℃まで加熱するプロセスが
スタートし、１サイクルが完了する。
また、第３図は、本実施例の各部の運転モード
の一例を示した図である。第３図において、時間
０分でバーナ５を点火すると、低圧側金属水素化
物M1Hが常温（25℃）から180℃まで加熱され、
０〜0.5分の間水素を放出する。最初常温（25℃）
にあつた高圧側金属水素化物M2Hは水素を吸収
し、発熱して75℃になり熱出力を出す。つぎに、
時間0.5分でバーナ５を消火し、フアン２１を回
転させると、高圧側金属水素化物M2Hは75℃か
ら常温へ低下し、低圧側金属水素化物M1Hは180
℃から常温へ低下する。この温度低下の過程で容
器１の圧力が容器３の圧力より低下すると、水素
は低圧側金属水素化物M1Hに流れ込み、低圧側
金属水素化物M1Hは水素を吸収し、75℃に加熱
されて熱出力を出す。高圧側金属水素化物M2H
は水素放出によつて10℃に冷却されるが、フアン
２１の回転によつて10℃以下に冷却されないよう
にする。時間１分で、すべての水素が低圧側金属
水素化物M1Hに流れ込むと、バーナ５を再点火
してフアン２１を停止し、以降上記と同じ動作を
くり返す。ガスバーナの燃焼は約30秒間隔であ
り、180／ｈの連続給湯で20℃の水が何度まで
上昇するかを調べた結果、図のように低圧側金属
水素化物側と高圧金属水素化物側とを交互に切換
えることにより、約75℃の湯が連続的に得られ
た。
の一例を示した図である。第３図において、時間
０分でバーナ５を点火すると、低圧側金属水素化
物M1Hが常温（25℃）から180℃まで加熱され、
０〜0.5分の間水素を放出する。最初常温（25℃）
にあつた高圧側金属水素化物M2Hは水素を吸収
し、発熱して75℃になり熱出力を出す。つぎに、
時間0.5分でバーナ５を消火し、フアン２１を回
転させると、高圧側金属水素化物M2Hは75℃か
ら常温へ低下し、低圧側金属水素化物M1Hは180
℃から常温へ低下する。この温度低下の過程で容
器１の圧力が容器３の圧力より低下すると、水素
は低圧側金属水素化物M1Hに流れ込み、低圧側
金属水素化物M1Hは水素を吸収し、75℃に加熱
されて熱出力を出す。高圧側金属水素化物M2H
は水素放出によつて10℃に冷却されるが、フアン
２１の回転によつて10℃以下に冷却されないよう
にする。時間１分で、すべての水素が低圧側金属
水素化物M1Hに流れ込むと、バーナ５を再点火
してフアン２１を停止し、以降上記と同じ動作を
くり返す。ガスバーナの燃焼は約30秒間隔であ
り、180／ｈの連続給湯で20℃の水が何度まで
上昇するかを調べた結果、図のように低圧側金属
水素化物側と高圧金属水素化物側とを交互に切換
えることにより、約75℃の湯が連続的に得られ
た。
熱交換器１７によつて最高約75℃の熱が、ま
た、熱交換器１８によつて、最高180℃の熱が供
給されるが、第１図の如く貯湯槽を設ければこの
温度差は実用上問題ではない。
た、熱交換器１８によつて、最高180℃の熱が供
給されるが、第１図の如く貯湯槽を設ければこの
温度差は実用上問題ではない。
本発明は、実施例に示したように、低圧側金属
水素化物と、高圧側金属水素化物とで、別個の熱
媒体伝送系路を採用しているため、従来のものの
ように、給湯に使用する水自体の温度が上下する
ことはなく、あるいは水が沸騰して高圧、高温の
水蒸気となることもない。また、熱媒体環境用ポ
ンプ、配管および３方切換弁などの温度変化も、
従来と比較して大幅に小さくなつているため、安
全性や信頼性の点で著しく特性が向上した。
水素化物と、高圧側金属水素化物とで、別個の熱
媒体伝送系路を採用しているため、従来のものの
ように、給湯に使用する水自体の温度が上下する
ことはなく、あるいは水が沸騰して高圧、高温の
水蒸気となることもない。また、熱媒体環境用ポ
ンプ、配管および３方切換弁などの温度変化も、
従来と比較して大幅に小さくなつているため、安
全性や信頼性の点で著しく特性が向上した。
本給湯器を約1000時間繰返して使用した場合の
性能比較において、本発明は熱媒伝達経路におい
て、ほとんど故障が見られず給湯能力も低下せ
ず、長寿命化が達成できたが、従来のものは熱媒
体のもれや、ポンプの作動不能など、故障が発生
した。また、燃焼させた都市ガスの総発熱量に対
して、給湯として利用できる熱量の比（COP）
は約1.3となり、従来の装置より約10％向上し、
省エネルギーが達成された。
性能比較において、本発明は熱媒伝達経路におい
て、ほとんど故障が見られず給湯能力も低下せ
ず、長寿命化が達成できたが、従来のものは熱媒
体のもれや、ポンプの作動不能など、故障が発生
した。また、燃焼させた都市ガスの総発熱量に対
して、給湯として利用できる熱量の比（COP）
は約1.3となり、従来の装置より約10％向上し、
省エネルギーが達成された。
また、前記実施例では、低圧側と高圧側各１種
計２種の金属水素化物を各々１個の容器に入れて
使用したが、低圧側２種、高圧側２種計４個で作
動させたり、あるいは中間の水素圧を有する第３
の種類の金属水素化物を使用し、低圧側と中間圧
側、中間圧側と高圧側を前記２種類の場合と同様
に作動させ、これらを組合せた金属水素化物ヒー
トポンプ式給湯器も、本発明の展開として当然効
果大なるものである。また、貯湯槽において加熱
された湯を直接あるいは間接的に用いて暖房する
こともできる。
計２種の金属水素化物を各々１個の容器に入れて
使用したが、低圧側２種、高圧側２種計４個で作
動させたり、あるいは中間の水素圧を有する第３
の種類の金属水素化物を使用し、低圧側と中間圧
側、中間圧側と高圧側を前記２種類の場合と同様
に作動させ、これらを組合せた金属水素化物ヒー
トポンプ式給湯器も、本発明の展開として当然効
果大なるものである。また、貯湯槽において加熱
された湯を直接あるいは間接的に用いて暖房する
こともできる。
発明の効果
以上のように本発明は、低圧側金属水素化物が
封入された容器と貯湯槽間を結ぶ低圧側熱媒回路
と、高圧金属水素化物が封入された容器と貯湯槽
間を結ぶ高圧側熱媒回路とを相互に交わることな
く独立した回路構成としたから、各熱媒回路には
温度に応じた最適の熱媒体を使用でき、しかも低
圧側金属水素化物側の熱媒回路の温度変化中は常
温から180℃までであり、高圧側金属水素化物側
の熱媒回路の温度変化幅は10℃から75℃であつ
て、従来例に比べて個々の熱媒回路の温度変化幅
が小さく、また圧力差が小さく、熱媒体のガス化
も起こらない。従つて (1) 装置を構成している各部の部品に故障が少な
く、システムとして長寿命である。
封入された容器と貯湯槽間を結ぶ低圧側熱媒回路
と、高圧金属水素化物が封入された容器と貯湯槽
間を結ぶ高圧側熱媒回路とを相互に交わることな
く独立した回路構成としたから、各熱媒回路には
温度に応じた最適の熱媒体を使用でき、しかも低
圧側金属水素化物側の熱媒回路の温度変化中は常
温から180℃までであり、高圧側金属水素化物側
の熱媒回路の温度変化幅は10℃から75℃であつ
て、従来例に比べて個々の熱媒回路の温度変化幅
が小さく、また圧力差が小さく、熱媒体のガス化
も起こらない。従つて (1) 装置を構成している各部の部品に故障が少な
く、システムとして長寿命である。
(2) 安全性が高い。
(3) 熱伝達効率が高く、高い給湯能力が得られ
る。
る。
(4) 成績係数が大きい。
第１図は本発明給湯器の一実施例の断面概略
図、第２図は第１図給湯器の金属水素化物の作動
状態を示した水素圧−温度線図、第３図は第１図
の実施例の各部の運転モード図、第４図は従来の
給湯器の断面概略図である。 １……容器、２……低圧側金属水素化物、３…
…容器、４……高圧側金属水素化物、６……加熱
槽、７……貯湯槽、９……水素移動管、１２，１
３，１７，１８……熱交換器、１４……高温用熱
媒体としてのシリコンオイル、１５……低温用熱
媒体としての水。
図、第２図は第１図給湯器の金属水素化物の作動
状態を示した水素圧−温度線図、第３図は第１図
の実施例の各部の運転モード図、第４図は従来の
給湯器の断面概略図である。 １……容器、２……低圧側金属水素化物、３…
…容器、４……高圧側金属水素化物、６……加熱
槽、７……貯湯槽、９……水素移動管、１２，１
３，１７，１８……熱交換器、１４……高温用熱
媒体としてのシリコンオイル、１５……低温用熱
媒体としての水。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 低圧側金属水素化物が封入された容器と、高
圧側金属水素化物が封入された容器と、前記２種
類の容器間を相互に連通する手段と、低圧側金属
水素化物を間欠的に加熱する手段と、貯湯槽と、
前記各容器と前記貯湯槽間を熱的に結合する２系
統の熱媒回路を具備し、前記低圧側金属水素化物
が封入された容器と前記貯湯間を結ぶ低圧側熱媒
回路と、前記高圧側金属水素化物が封入された容
器と前記貯湯槽間を結ぶ高圧側熱媒回路とを相互
に熱的に交わることなく独立した回路構成とする
ことを特徴とする給湯器。 ２ 相互に独立した熱媒回路に流れる熱媒体が異
なる物質からなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の給湯器。 ３ 高圧側金属水素化物用の熱媒回路に流れる熱
媒体が水であることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の給湯器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126501A JPS6017660A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 給湯器 |
| US06/612,784 US4589479A (en) | 1983-05-23 | 1984-05-22 | Hot water supply unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126501A JPS6017660A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 給湯器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017660A JPS6017660A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0419457B2 true JPH0419457B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=14936767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126501A Granted JPS6017660A (ja) | 1983-05-23 | 1983-07-12 | 給湯器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017660A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4939223A (en) * | 1988-10-05 | 1990-07-03 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Silicon-modified polyimides |
| KR100386470B1 (ko) * | 2000-10-20 | 2003-06-02 | 한국에너지기술연구원 | 수소저장합금을 이용한 지중난방 장치 |
| EP1804100B1 (en) * | 2005-12-30 | 2018-02-21 | Datalogic IP TECH S.r.l. | Device and method for focusing a laser light beam |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP58126501A patent/JPS6017660A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017660A (ja) | 1985-01-29 |
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