JPH0712768U - 水素吸蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で小型化でき、且つ高い強度を有
する熱交換効率の良い水素吸蔵装置の提供。 【構成】 この水素吸蔵装置は、熱交換媒体が流通する
チューブ１０にプレートフィン９群を取り付けて全体を
矩形に形成した熱交換コア３が、水素の流出入口１３を
有する矩形の容器２内に収容されると共に、前記プレー
トフィン９群の少なくとも一部の先端部が前記容器２に
固定され、前記プレートフィン９群の間に水素吸蔵部材
１２が配置されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は水素吸蔵装置に関し、特に構造が簡単で小型化でき且つ高い強度を有 する水素吸蔵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に水素をエネルギー源または熱の貯蔵用に利用するために、特定の合金を 水素吸蔵部材として使用することが行われている。そのような水素吸蔵用の合金 としては、例えばＴｉ_1.2 Ｃｒ_1.2 Ｍｎ_0.8 のようなチタン系、ＬａＮｉ₅ 、Ｍ ｍＮｉ_4.5 Ｍｎ_0.5 のような稀土類系、Ｍｇ₂ ＬａＮｉのようなマグネシウム系 の種々のものが知られている。 これら水素吸蔵部材として使用される合金は、通常粉末の形で耐圧容器内に収 容され、その温度を変化することにより水素の吸蔵または放出を行うように操作 される。すなわち水素吸蔵部材の温度を低下することにより水素を吸蔵させ、逆 に上昇することにより吸蔵した水素を放出させることができる。

【０００３】 従来提案されている水素吸蔵装置は、コルゲート体（波板）を一対の板材間に 挟持した矩形のハニカム体を複数段積み重ね、それを矩形の容器内に収容したも のである。このハニカム体のそれぞれの段間にはスペーサとして複数の棒状体が 配置されており、それら棒状体の長手方向は一段置きに直交方向とされて、それ らによって形成される空間を利用して一段置きに水素の流通路と熱交換媒体の流 通路が交互に設けられている。そして容器の両サイドに設けられた熱交換媒体の タンクの一方から熱交換媒体が容器内に供給され、他方のタンクへ排出されるよ うになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の水素吸蔵装置は外部に少なくとも三つのタンクを設ける ため構造が複雑になり、装置が大きくなるという問題があった。また、熱交換媒 体のシールを確実にするための特別な工夫を必要とするという問題もあった。 そこで本考案は、かかる従来の水素吸蔵装置における問題点を解決するための 新しい水素吸蔵装置の提供を課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前記課題を達成するための本考案の水素吸蔵装置は、熱交換媒体が流通するチ ューブにプレートフィン群を取り付けて全体を矩形に形成した熱交換器コアが、 水素の流出入口を有する矩形の容器内に収容されると共に、前記プレートフィン 群の少なくとも一部の先端部が前記容器に固定され、前記プレートフィン群の間 に水素吸蔵部材が配置されていることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案の水素吸蔵装置は、容器内に収容した熱交換器コアのプレートフィン群 間に水素吸蔵部材を配置した構造であるので、装置が簡単で小型化できる。また 、プレートフィン群の少なくとも一部の先端部が前記容器に固定されているので 、容器と熱交換器コアとが一体化され強度の高い装置とすることができる。 さらに、外部配管から熱交換器コアのチューブに熱交換媒体を流すだけで、プ レートフィン群間に配置された水素吸蔵部材と高い効率で熱交換することができ る。また、熱交換媒体は容器内に直接流入せずにチューブ内を流通するだけであ るため、容器内での特別なシールの工夫を必要としない。

【０００７】

【実施例】

次に図面により本考案の実施例を説明する。 図１は本考案の水素吸蔵装置の一例であって、一部を破断して示した斜視図で あり、図２はその平面図、図３はその一部破断側面図である。これらの図におい て、水素吸蔵装置１は矩形の容器２とそれに収容された熱交換器コア３から構成 されている。容器２は上板４、底板５、左右の側板６、および円弧状の前後の側 板７を有している。 容器２はアルミニュームまたはその合金からなり、その表面にろう材が被覆さ れたものが用いられる。

【０００８】 熱交換器コア３は熱交換媒体の供給ヘッダ８と、該供給ヘッダ８に一端部が接 続され且つプレートフィン９群を貫通する複数のＵ字状のチューブ１０と、各Ｕ 字状チューブ１０の開口間を連結して全体を蛇行状に形成するＵベンド管とを有 する。該チューブ１０の終端開口は熱交換媒体の排出ヘッダ１１に接続されてい る。各プレートフィン９とチューブ１０はアルミニウムまたはその合金により作 られ、これら各プレートフィン９はチューブ１０にろう付けまたは、チューブの 内面側からの拡管により固着されている。 このように配列されたチューブ１０の外周に前記のように多数のプレートフィ ン９が所定間隔で軸線方向に沿って並列して設けられ、全体として矩形の形状を 有する熱交換器コア３が形成されている。

【０００９】 熱交換器コア３の各プレートフィン９の上下左右の寸法は、容器２の上板４と 底板５の内部間隔、および左右の側板６の内部間隔とほぼ等しくされている。そ してこのような熱交換器コア３を容器２内に収容したとき、図３に示すように容 器２の内部空間が熱交換器コア３によりほぼ満たされるような関係になっている 。すなわち、熱交換器コア３の上下左右寸法となる各プレートフィン９の上下左 右の先端部が、容器２の上板４と底板５および側板６間に接触するようになって おり、また前後の側板７により形成される円弧状の内部空間の一方に、供給ヘッ ダ８と排出ヘッダ１１が収容され、他方にチューブ１０の折り返し部が収容され ている。このように容器２の内部空間を効率良く利用して熱交換器コア３を収容 しているので装置は極めて小型軽量化されている。

【００１０】 本考案においては水素ガスの吸蔵放出に伴う熱膨張による応力発生、その他の 応力に対し、容器２および熱交換器コア３等が十分耐え得るように、その強度を 高める工夫がなされている。すなわち、熱交換器コア３の各プレートフィン９の 上下の先端部がろう付け等により、容器２の上板４および底板５に固定されてい る。それによって熱交換器コア３と容器２とは、互いに連結されて強固に一体化 される。図４に各プレートフィン９と上板４のろう付け部分IVを拡大して示す。 この固定は全てのプレートフィン９の上下先端縁および側部について行うこと が好ましいが、所定の部分のみもしくは所定の間隔で部分的もしくは間欠的に行 ってもよい。さらに本実施例においては、プレートフィン９に複数のチューブ１ ０が貫通して固着されているので、それら両者間も強固に一体化されている。

【００１１】 各プレートフィン９間には水素吸蔵合金のような水素吸蔵部材１２が充填配置 されるが、この水素吸蔵部材１２は反応性および比表面積を大きくとれること、 プレートフィン９間への充填性等から粉末状のものが用いられる。 さらに容器２の前後の側板７の一方には水素ガスの流出入口１３が設けられ、 該流出入口１３に配管１４が接続されている。水素ガスはこの流出入口１３を通 して容器２に流通されるが、容器２内はプレートフィン９群により仕切られてい るので、容器２内の水素ガス流通を確保するために、各プレートフィン９の上部 には複数の切欠部１５が設けられている。

【００１２】 次に、上記のように水素吸蔵装置１を組み立てるには、先ず熱交換器コア３を 組み立て、その周囲を囲むように容器２の各部材を組み付ける。次いで、その組 み立て体を高温の真空炉内に挿入し、容器内面等に被覆されたろう材を溶融させ る。そしてそのろう材を固化することにより、容器とプレートフィンの端縁との 間をろう付け固定すると共に、容器を気密に構成する。

【００１３】 なお、チューブ１０と各プレートフィン９の固定をろう付けにより同時に行う こともできる。 水素吸蔵部材１２の充填は熱交換器コア３を容器２へ組み込む際に行ってもよ いが、もし該組み込み後に行う場合は、容器２の少なくとも一方の側板６は外し た状態で組み込み、水素吸蔵部材１２の充填をしてからそれを取り付けるように すればよい。 また、上記の例では容器２の水素ガスの流出入用として単一の流出入口１３を 設けているが、流入用と流出用の口を別個独立に設けてもよい。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は以下のような効果を奏する。 （１）容器内に収容した熱交換器コアのプレートフィン群間に水素吸蔵部材を配 置した構造であるので、装置が簡単になり小型化できる。 （２）プレートフィン群の少なくとも一部の先端部が前記容器に固定されている ので、容器と熱交換器コアが一体化され強度の高い装置とすることができる。 （３）外部配管から熱交換器コアのチューブに熱交換媒体を流すだけで、プレー トフィン群間に配置された水素吸蔵部材と高い効率で熱交換することができる。 （４）熱交換媒体は容器内に直接流入せずチューブ内を流通するだけであるため 、容器内での特別なシールの工夫を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の水素吸蔵装置の一部を破断して示した
斜視図。

【図２】同平面図。

【図３】同一部破断側面図。

【図４】図３のIV部分の拡大図。

【符号の説明】 １ 水素吸蔵装置 ２ 容器 ３ 熱交換器コア ４ 上板 ５ 底板 ６ 側板 ７ 側板 ８ 供給ヘッダ ９ プレートフィン １０ チューブ １１ 排出ヘッダ １２ 水素吸蔵部材 １３ 流出入口 １４ 配管 １５ 切欠部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換媒体が流通するチューブ１０にプ
   レートフィン９群を取り付けて全体を矩形に形成した熱
   交換器コア３が、水素の流出入口１３を有する矩形の容
   器２内に収容されると共に、前記プレートフィン９群の
   少なくとも一部の先端部が前記容器２に固定され、前記
   プレートフィン９群の間に水素吸蔵部材１２が配置され
   ていることを特徴とする水素吸蔵装置。