JPH0646154B2 - 金属水素化物利用冷暖房給湯装置 - Google Patents
金属水素化物利用冷暖房給湯装置Info
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- JPH0646154B2 JPH0646154B2 JP60247418A JP24741885A JPH0646154B2 JP H0646154 B2 JPH0646154 B2 JP H0646154B2 JP 60247418 A JP60247418 A JP 60247418A JP 24741885 A JP24741885 A JP 24741885A JP H0646154 B2 JPH0646154 B2 JP H0646154B2
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- hydrogen
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- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 title claims description 63
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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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り駆動される金属水素化物を利
用した冷暖房給湯装置に関するものである。
用した冷暖房給湯装置に関するものである。
従来の技術 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って外部に取り出し、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業廃
ガスを用いた冷暖房給湯装置の従来の構成例を第２図に
示す。
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って外部に取り出し、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業廃
ガスを用いた冷暖房給湯装置の従来の構成例を第２図に
示す。
同図に示すように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）及び金属水化物２（Ｍ
Ｈ２）は、金属水素化物収容容器３および４内に充填さ
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によって連通しており、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っている。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。
金属水素化物１（ＭＨ１と呼ぶ）及び金属水化物２（Ｍ
Ｈ２）は、金属水素化物収容容器３および４内に充填さ
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によって連通しており、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っている。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。
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を開けることによって水素はＭＨ１からＭ
Ｈ２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Ｍ
Ｈ１の温度が最も高く、高温ガス８の流動方向に従って
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し、後列にいくに従ってＭＨ１の
加熱される温度は低くなる。
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を開けることによって水素はＭＨ１からＭ
Ｈ２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Ｍ
Ｈ１の温度が最も高く、高温ガス８の流動方向に従って
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し、後列にいくに従ってＭＨ１の
加熱される温度は低くなる。
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って、複数に分割された
金属水素化物収容容器を加熱するとき、金属水素化物の
各収容容器間に温度分布が生じる。温度が低い部分の金
属水素化物はその水素解離平衡圧が低くなり、対になっ
た他の金属水素化物収容容器へ水素を移動させる場合、
水素移動量は温度の高い部分の金属水素化物に較べて少
なくなり、金属水素化物としての利用が悪くなるという
問題点があった。
金属水素化物収容容器を加熱するとき、金属水素化物の
各収容容器間に温度分布が生じる。温度が低い部分の金
属水素化物はその水素解離平衡圧が低くなり、対になっ
た他の金属水素化物収容容器へ水素を移動させる場合、
水素移動量は温度の高い部分の金属水素化物に較べて少
なくなり、金属水素化物としての利用が悪くなるという
問題点があった。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、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
高温ガスの通路断面積を、金属水素化物収容容器の設置
された範囲内において、高温ガスの流動方向に従って縮
小するものである。
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
高温ガスの通路断面積を、金属水素化物収容容器の設置
された範囲内において、高温ガスの流動方向に従って縮
小するものである。
作用 本発明は上記構成により、高温ガスによって複数に分割
された金属水素化物収容容器を加熱して、水素を放出さ
せる際、各収容容器の温度分布を均一にして水素放出量
を一定にすることができ、合金の利用率の均一化が図れ
る。
された金属水素化物収容容器を加熱して、水素を放出さ
せる際、各収容容器の温度分布を均一にして水素放出量
を一定にすることができ、合金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を示した冷暖房給湯装置
の構成図である。
る。第１図は本発明の一実施例を示した冷暖房給湯装置
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に等量づつ充填されている。金属
水素化物２（ＭＨ２）は金属水素化物収容容器４に充填
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
っ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。
高温ガス通路７は、高温ガス８の流動する方向にその流
路断面積が縮小している。また管状に分割された金属水
素化物収容容器３は高温ガス８の流動方向に直角の方向
の配列ピッチが、高温ガス８の流動する方向に徐々に間
隔がせばまっている。また同様に高温ガス８の流動方向
の配列ピッチも徐々に間隔がせばまっている。
属水素化物収容容器３に等量づつ充填されている。金属
水素化物２（ＭＨ２）は金属水素化物収容容器４に充填
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
っ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。
高温ガス通路７は、高温ガス８の流動する方向にその流
路断面積が縮小している。また管状に分割された金属水
素化物収容容器３は高温ガス８の流動方向に直角の方向
の配列ピッチが、高温ガス８の流動する方向に徐々に間
隔がせばまっている。また同様に高温ガス８の流動方向
の配列ピッチも徐々に間隔がせばまっている。
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。
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、
金属水素化物収容容器３の高温ガス８流入側の部分は、
配列ピッチ及び流路７の断面積が広いため、高温ガス８
の流速が低く、熱伝達率も低くなり、高温ガス８の温度
は高いものの、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の流出側に向かうに従って配列
ピッチ及び流路７の断面積は小さくなっていくため、前
段までの熱伝達によって高温ガス８の温度は下がってい
るものの、高温ガス８の流速は早くなっており、従って
熱伝達率も高くなるため、金属水素化物１の温度は前段
までのものと変わらず、全体に金属水素化物１の温度は
均一に加熱されることになる。
（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、
金属水素化物収容容器３の高温ガス８流入側の部分は、
配列ピッチ及び流路７の断面積が広いため、高温ガス８
の流速が低く、熱伝達率も低くなり、高温ガス８の温度
は高いものの、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の流出側に向かうに従って配列
ピッチ及び流路７の断面積は小さくなっていくため、前
段までの熱伝達によって高温ガス８の温度は下がってい
るものの、高温ガス８の流速は早くなっており、従って
熱伝達率も高くなるため、金属水素化物１の温度は前段
までのものと変わらず、全体に金属水素化物１の温度は
均一に加熱されることになる。
従ってバルブ６を開けて水素ガスを金属水素化物２へ向
かって放出させる場合、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
に充填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。
かって放出させる場合、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
に充填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。
発明の効果 本発明は、以上説明から明らかなように、水素吸蔵平衡
圧の異なる２種の金属水素化物を内蔵した一対の金属水
素化物収容容器を互いに連通させて相互に水素の移動を
行なわせて金属水素化物が水素を吸蔵あるいは放出する
際の反応熱を暖房給湯あるいは冷房に利用する構成と
し、一方の金属水素化物収容容器を複数に分割して高温
ガスの通路内に設置し、この高温ガスの通路断面積を、
高温ガスの流動方向に従って縮小するように構成するこ
とにより、分割された金属水素化物収容容器内の金属水
素化物の温度を均一に上昇させることができる。その結
果、対になった他の金属水素化物収容容器へ水素を移動
させる際に分割された各金属水素化物収容容器から等量
づつの水素ガスが放出されることになり、合金の利用率
の均一化が図れる。
圧の異なる２種の金属水素化物を内蔵した一対の金属水
素化物収容容器を互いに連通させて相互に水素の移動を
行なわせて金属水素化物が水素を吸蔵あるいは放出する
際の反応熱を暖房給湯あるいは冷房に利用する構成と
し、一方の金属水素化物収容容器を複数に分割して高温
ガスの通路内に設置し、この高温ガスの通路断面積を、
高温ガスの流動方向に従って縮小するように構成するこ
とにより、分割された金属水素化物収容容器内の金属水
素化物の温度を均一に上昇させることができる。その結
果、対になった他の金属水素化物収容容器へ水素を移動
させる際に分割された各金属水素化物収容容器から等量
づつの水素ガスが放出されることになり、合金の利用率
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冷
暖房給湯装置の構成図、第２図は従来の冷暖房給湯装置
の構成図である。 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。
暖房給湯装置の構成図、第２図は従来の冷暖房給湯装置
の構成図である。 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 (2)
- 【請求項１】水素吸蔵平衡圧の異なる２種の金属水素化
物を内蔵した一対の金属水素化物収容容器を互いに連通
させ、相互に水素の移動を行なわせて金属水素化物が水
素を吸蔵あるいは解離する際の反応熱を暖房給湯あるい
は冷房に利用する構成とし、少くとも一方の金属水素化
物収容容器を複数の容器に分割して高温ガスの通路内に
設置し、前記高温ガスの流路断面積を、前記金属水素化
物収容容器の設置された範囲内において、前記高温ガス
の流動方向に従って縮小する構成とした金属水素化物利
用冷暖房給湯装置。 - 【請求項２】複数に分割された金属水素化物収容容器の
高温ガスの流動方向に対して直交する方向の配列ピッチ
が前記高温ガスの流動方向に従って減少する構成とした
特許請求の範囲第１項記載の金属水素化物利用冷暖房給
湯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60247418A JPH0646154B2 (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 金属水素化物利用冷暖房給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60247418A JPH0646154B2 (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 金属水素化物利用冷暖房給湯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62106291A JPS62106291A (ja) | 1987-05-16 |
| JPH0646154B2 true JPH0646154B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=17163139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60247418A Expired - Lifetime JPH0646154B2 (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 金属水素化物利用冷暖房給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646154B2 (ja) |
-
1985
- 1985-11-05 JP JP60247418A patent/JPH0646154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62106291A (ja) | 1987-05-16 |
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