JPH0436081B2 - - Google Patents

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JPH0436081B2
JPH0436081B2 JP60010775A JP1077585A JPH0436081B2 JP H0436081 B2 JPH0436081 B2 JP H0436081B2 JP 60010775 A JP60010775 A JP 60010775A JP 1077585 A JP1077585 A JP 1077585A JP H0436081 B2 JPH0436081 B2 JP H0436081B2
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JP
Japan
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metal hydride
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heat transfer
holder
hydrogen
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Masayuki Kurooka
Kenji Nasako
Naojiro Pponda
Takashi Sakai
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/0005Reversible storage of hydrogen, e.g. by hydrogen getters or electrodes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は水素貯蔵器、蓄熱器、ヒートポンプ等
に好適な金属水素化物容器に関する。
(ロ) 従来の技術 金属水素化物は大量の水素ガスを吸収、放出す
る能力を有し、その水素ガスの吸収、放出の際に
は、かなりの熱量を放出、吸収することが知られ
ている。これらの性質を利用して現在、金属水素
化物の蓄熱器や水素貯蔵器等への適用が盛んに試
みられている。尚、金属水素化物は脱水素化して
金属となるが、この場合も含めて本明細書中では
金属水素化物と称する。
この場合、金属水素化物は水素圧力下での反応
が進められることから耐圧容器が必要となる。ま
た、金属水素化物の特性用効率を上げるには容器
全体の顕熱による熱損失を抑制する必要がある。
これらの点を考慮して、従来、例えば特開昭58
―90号公報に見られるように、耐圧容器内部に断
熱材層を形成し、その内部に金属水素化物を熱交
換用流体管と共に収納するようにしたものが提案
されている。
しかしながら、一般に金属水素化物は水素の吸
収、放出を繰り返すうちに微粉化し、最終的には
数ミクロンの粉末になる。このため、上記従来の
容器構造によると、金属水素化物の粉末の一部が
断熱材層の間隙に飛散侵入し、設計通りの熱交換
効率が得られなくなる。また、一般に金属水素化
物は熱伝導率が小さいため、伝熱促進を図るため
の伝熱フインを設けることが必要となるが、上記
従来構造のものに複雑な形状の伝熱フインを設け
ると、金属水素化物を容器内部に均一に分配収納
することが困難になる欠点があつた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記従来技術の欠点を除き、熱交換効
率の優れた金属水素化物容器を提供することを目
的とする。
(ニ) 問題点を解決するための手段 このため本発明は、耐圧容器内に水素流路を介
在させて金属水素化物を保持する保持体を設け水
素流路への金属水素化物粉末の飛散を防止すると
共に、前記金属水素化物保持体上面には金属水素
化物投入口を設け、容器内部の熱媒経路に取り付
けた伝熱フイン間に金属水素化物を均一に分配収
納し得るようにしたことを特徴としている。
(ホ) 作用 金属水素化物保持体を設け、金属水素化物を伝
熱フイン付き伝熱管と共にその内部に納めること
により、金属水素化物の飛散を防止することがで
きると共に、伝熱管を流れる熱媒と金属水素化物
との間の熱伝達は伝熱フインを介して円滑に行な
われる。また、耐圧容器と金属水素化物保持体と
の間は水素流路が存在することにより耐圧容器へ
の熱流出が防止され、容器による顕熱損失が抑制
される。また、金属水素化物は保持体上面に設け
た投入口より保持体内部に伝熱フインの存在にも
拘わらず均一に収納することができる。
(ヘ) 実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例に係る金属水素化物
容器の断面図を示したもので、1は耐圧容器であ
る。この耐圧容器1は金属水素化物2を収納する
容器本体部11と蓋部12とから成り、そのフラ
ンジ部11a,12aをボルト3、ナツト4で接
合することにより、内部を気密、耐圧的に保持し
ている。その耐圧容器1の本体側端面11bと蓋
部12のほぼ中央部を気密に貫通して熱媒を流す
伝熱管5が配設されると共に、更に蓋部12には
水素ガスを供給、排出する水素出入導管6が形成
されている。
耐圧容器1内部には水素流路7が形成されてお
り、その内側に金属水素化物2が伝熱フイン8と
共に金属水素化物保持体9によつて伝熱管5の周
囲に保持されている。
第2図a〜cは、それぞれ上記金属水素化物保
持体9の平面図、正面図、右側面図を示したもの
で、金属水素化物保持体9は金属水素化物2を保
持する本体部9aと蓋部9bより成り、本体部9
aは、例えば金属水素化物保持体9の直径10cm、
長さ1m規模の場合、厚み1mm程度のステンレス
板で形成され、その円筒面上には金属水素化物投
入口10が設けられる。但し、この金属水素化物
投入口10は後述するように金属水素化物保持体
9内に金属水素化物2を投入充填後閉鎖される。
蓋部9bは水素を通すが金属水素化物は通し得な
いフイルタ板で構成される。なお、この場合、本
体部9aの端面9cもフイルタ板で構成しても良
く、更に、本体部9aを含めて全体をフイルタ板
で構成しても良い。
以上の構成で、金属水素化物容器を組み立てる
場合は、先ず、伝熱管5に例えばアルミ合金製の
伝熱フイン8を溶接する。この伝熱フイン8は、
中心部に伝熱管5の外径寸法に対応する穴を設け
て円板状に形成しておき、これを伝熱管5に通
し、一定間隔に配置した上溶接することにより、
簡単に配置、形成することができる。
次に、端面9cの中心部に伝熱フイン8と同様
の穴を有する保持体9の本体部9aを伝熱管5に
通すと同時に、その反対側からは保持体9の蓋部
9bを伝熱管5に通し、内部に伝熱フイン8を収
容した状態で、本体部側面9c、蓋部9b、伝熱
管5間の接合部を溶接し、保持体9を形成する。
その保持体9の本体部9aの円筒面上に設けら
れる金属水素化物投入口10から金属水素化物2
を各伝熱フイン8間に均一に入れる。金属水素化
物2を収納後は金属水素化物の保持を完全にする
ため、金属水素化物投入口10を閉塞する。
次に、伝熱管5上に保持体9を形成するのと同
じ要領で、耐圧容器1の本体部11と蓋部12と
を互いに伝熱管5に反対方向から通す。そのフラ
ンジ部11a,12aをボルト3、ナツト4で締
め付け接合すると共に、容器本体側端面11b、
蓋部12と伝熱管5との間を溶接等で接合するこ
とにより金属水素化物容器を組み立てることがで
きる。
尚、金属水素化物2は水素ガスの吸収、放出を
繰り返すうち次第に微粉化して熱交換効率が低下
して来るので、金属水素化物2の交換等を行なう
ため、金属水素化物容器を分解したい場合は、上
述した組み立ての場合と逆の手法で簡単に分解で
きることは言う迄もない。
次に、以上のようにして組み立てられた金属水
素化物容器の熱交換作用について説明する。即
ち、畜熱時、伝熱管5を流れる熱媒からの熱は、
伝熱フイン8を介して金属水素化物2に均一に伝
達される。この熱媒からの給熱により、金属水素
化物2は脱水素化し、元の金属に戻る。また、発
生する水素ガスは保持体9のフイルタ部を介して
水素流路7から水素出入導管6へと取り出され、
図示せぬ水素ボンベへ貯えられる。一方、放熱
時、水素出入導管6から水素流路7を経て保持体
9のフイルタ部を介して供給される水素ガスは、
金属水素化物2と結合して熱を発生する。この発
生した熱は伝熱フイン8を介して伝熱管5から熱
媒へと伝達され外部に取り出され利用される。
このように本実施例の金属水素化物容器におい
ては、金属水素化物2は保持体9により保持され
て耐圧容器1内に収納される。これにより、金属
水素化物2の水素流路7への飛散が防止されると
共に、伝熱管5を流れる熱媒と金属水素化物2と
の間の熱伝達は伝熱フイン8を介して円滑に行な
われる。また、水素流路7の存在により保持体9
から耐圧容器1への熱流出が防止され、容器によ
る顕熱損失が抑制される。しかも、金属水素化物
2は保持体9の円筒面に設けた金属水素化物投入
口10より保持体9内部の伝熱フイン8間に均一
に分配収納され、金属水素化物の水素化、脱水素
化が効率良く行なわれる。この結果、熱交換効率
が従来のものに比べて格段に向上する。
第3図は本発明の他の実施例を示したもので、
図中、第1図と同一符号は同一または相当部分を
示す。第3図の構成で第1図と異なる点は水素流
路7を水素は通すが金属水素化物は通し得ない断
熱材70で充填した点および保持体9の円筒面上
に設けた投入口10をその断熱材70で閉塞する
ようにした点である。
この実施例のように耐圧容器1と保持体9間に
断熱材70を介在させることにより、保持体9内
から耐圧容器1への熱流出がより完全に防止さ
れ、容器による顕熱損失を先の実施例の場合より
も小さく抑えることができる。また、保持体9の
円筒面上に設けた投入口10を断熱材70で塞ぐ
ことにより、先の実施例のように投入口10を閉
鎖する加工工程を省略することができる。しか
し、保持体9内の金属水素化物2への水素ガスの
供給、排出の点では先の実施例の方が効率が良い
と言える。その他の作用効果は、先の実施例と同
等である。
(ト) 発明の効果 以上のように本発明によれば、金属水素化物保
持体を設け、その内部に伝熱フインと共に金属水
素化物を収納保持するようにしたので、金属水素
化物の飛散を防止することができると同時に、金
属水素化物はその保持体の円筒表面に投入口を設
けて、そこから内部に入れ収納保持するようにし
たので、保持体内部の伝熱フイン間に均一に分配
収納され、極めて熱交換効率の優れた金属水素化
物容器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る金属水素化物
容器の断面図、第2図は金属水素化物保持体の構
成図で、aはその平面図、bはその正面図、cは
その右側面図、第3図は本発明の他の実施例に係
る金属水素化物容器の断面図である。 1……耐圧容器、2……金属水素化物、3……
ボルト、4……ナツト、5……伝熱管、6……水
素出入導管、7……水素流路、8……伝熱フイ
ン、9……保持体、10……投入口、70……断
熱材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 伝熱管と水素出入導管とを備える耐圧容器内
    部に前記伝熱管と共にその周囲に金属水素化物を
    収納して成る金属水素化物容器において、前記伝
    熱管は前記耐圧容器を気密に貫通して設けると共
    に、その伝熱管の耐圧容器内に存在する部分に伝
    熱フインを取り付け、その外側を水素は通すが金
    属水素化物は通し得ない円筒フイルタで被覆して
    金属水素化物保持体を形成し、その表面に投入口
    を設けて内部の伝熱フイン間に金属水素化物を収
    納すると共に、前記金属水素化物保持体と耐圧容
    器との間には空間を設けてそこを水素流路とする
    ことを特徴とする金属水素化物容器。 2 特許請求の範囲第1項記載において、前記空
    間に水素は通すが金属水素化物は通し得ない断熱
    材を介在せしめ、この断熱材によつて前記投入口
    を閉塞してなることを特徴とする金属水素化物容
    器。
JP60010775A 1985-01-25 1985-01-25 金属水素化物容器 Granted JPS61171998A (ja)

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