JPS6020089A - 給湯器 - Google Patents
給湯器Info
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- JPS6020089A JPS6020089A JP58128303A JP12830383A JPS6020089A JP S6020089 A JPS6020089 A JP S6020089A JP 58128303 A JP58128303 A JP 58128303A JP 12830383 A JP12830383 A JP 12830383A JP S6020089 A JPS6020089 A JP S6020089A
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- heat
- hydrogen
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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／ζ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。
離にともなう熱の出入りを利用し／ζ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
だめのボイラー、暖房用ボイラー。
が広く実用化されている。たとえば７５℃程度の給湯の
だめのボイラー、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って
与えられた熱量の約９０％か有効な熱量として利用でき
るのみであり、従来技術では、ｉｏｏ％以上はあり得な
かった。
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って
与えられた熱量の約９０％か有効な熱量として利用でき
るのみであり、従来技術では、ｉｏｏ％以上はあり得な
かった。
一方、最近、電動圧縮式や吸収式なとのヒートポング技
術も進んで利用されるようになった。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」：って、利用価値を
高め、有効熱量の増加かり能となって、上記の効率が理
論」二、ｉｏｏ％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、ポンプや制御装置か複雑、高価となり、寸／こ圧
縮式では騒音があるなどの欠点が残されている。
術も進んで利用されるようになった。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」：って、利用価値を
高め、有効熱量の増加かり能となって、上記の効率が理
論」二、ｉｏｏ％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、ポンプや制御装置か複雑、高価となり、寸／こ圧
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。ただ、この型は、装置の心臓部
である金属水素化物として高価なＬａＮｉ５などの稀土
類系合金水素化物を用いていた。これは利用可能な移動
水素量が少なく、反応速度も遅いため、ある一定の能力
を得るためには、多量の材料と大きな熱動換器が必要で
あるから、装置全体表して大型となり、高価であった。
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。ただ、この型は、装置の心臓部
である金属水素化物として高価なＬａＮｉ５などの稀土
類系合金水素化物を用いていた。これは利用可能な移動
水素量が少なく、反応速度も遅いため、ある一定の能力
を得るためには、多量の材料と大きな熱動換器が必要で
あるから、装置全体表して大型となり、高価であった。
寸だ、従来のものは、経済性を考慮して少量におさえよ
うとすれば、低圧側金属水素化物を約２００℃以上に加
熱しなければならず、水素平衡圧も１０気圧以上に上昇
するだめ、システムとしての安全性や信頼性の点でも問
題があった。
うとすれば、低圧側金属水素化物を約２００℃以上に加
熱しなければならず、水素平衡圧も１０気圧以上に上昇
するだめ、システムとしての安全性や信頼性の点でも問
題があった。
発明の目的
本発明は、金属水素化物利用ヒートポンプ式給湯器に最
適な金属尿素化物を用いることによって前記従来装置に
おける安全性、信頼性、経済性などの問題点を解決し、
省エネルギー性が高く小型低価格で、安全性の面でも優
れた金属水素化物利用給湯器を提供するものである。
適な金属尿素化物を用いることによって前記従来装置に
おける安全性、信頼性、経済性などの問題点を解決し、
省エネルギー性が高く小型低価格で、安全性の面でも優
れた金属水素化物利用給湯器を提供するものである。
発明の構成
、本発明は、金属水素化物を封入され、互いに水素平衡
圧の異なる容器と、前記容器を相互に連結する手段と、
低平衡圧側金属水素化物を間けつ的に加熱する手段と、
前記容器と貯湯槽間を熱結合さぜる熱媒回路を設け、前
記容器の一方に少なくともＣ１４型ラーバス相構造を有
するＴｉとＭｎを含有する金属水素化物を用いた給湯器
である。
圧の異なる容器と、前記容器を相互に連結する手段と、
低平衡圧側金属水素化物を間けつ的に加熱する手段と、
前記容器と貯湯槽間を熱結合さぜる熱媒回路を設け、前
記容器の一方に少なくともＣ１４型ラーバス相構造を有
するＴｉとＭｎを含有する金属水素化物を用いた給湯器
である。
実施例の説明
金属水素化物と水素ガスとの反応は、可逆的であり、反
応に（ｄ大量の熱の出入りが伴ない、熱の授受によって
平衡が容易に移動することはよく知られている。本発明
者らは、先にこの反応熱を利用した金属水素化物ヒート
ポンプ式給湯器を提案し／Ｃが、実験を重ねた結果、金
属水素化物として、安価で、水素利用量が大きく、反応
速度が大きく、低圧力で安全なＣ１４型ラーバス相構造
を有するＴｉとＭｎを含有した合金の水素化物を用いた
ヒートポンプ式給湯器が、非常に優れた特長を有するこ
とを見出した。
応に（ｄ大量の熱の出入りが伴ない、熱の授受によって
平衡が容易に移動することはよく知られている。本発明
者らは、先にこの反応熱を利用した金属水素化物ヒート
ポンプ式給湯器を提案し／Ｃが、実験を重ねた結果、金
属水素化物として、安価で、水素利用量が大きく、反応
速度が大きく、低圧力で安全なＣ１４型ラーバス相構造
を有するＴｉとＭｎを含有した合金の水素化物を用いた
ヒートポンプ式給湯器が、非常に優れた特長を有するこ
とを見出した。
本発明は、このように、ヒートポンプ式給湯器として最
適な金属水素化物の水素吸収、放出反応に伴なう反応熱
を利用するもので、反応速度が大きく、熱交換部の熱伝
導が高く、従って、／ステムとして高い給湯能力を有す
る給湯器が可能である。さらに、給湯温度は７５℃と高
く、従来のヒートポンプでは６０°Ｃまでであシ、従っ
て利用可能分野が広いといえる。轟然２本願は省エネル
ギー性を重大の特長としたものであシ、空気熱源からの
熱も奪うため、熱効率１００％以上であって低平衡圧側
の顕熱も利用するため、従来のものより熱利用率は高い
。作用例の実例を記せは、例えば、バ〜すの燃焼を間欠
的に行ない、燃焼時には加熱されていない高平衡圧側の
金属水素化物容器中で発生する水素吸収熱を利用し、燃
焼を中断した時は、加熱側の金属水素化物と容器の顕熱
および水素ガスが再び戻ってきて、低平衡圧側に吸収さ
れることによる水素吸収熱を利用し、従って加熱は間欠
であるが、得られる給湯は、約７５℃で連続的であって
、燃料の大幅な減少が可能となる。
適な金属水素化物の水素吸収、放出反応に伴なう反応熱
を利用するもので、反応速度が大きく、熱交換部の熱伝
導が高く、従って、／ステムとして高い給湯能力を有す
る給湯器が可能である。さらに、給湯温度は７５℃と高
く、従来のヒートポンプでは６０°Ｃまでであシ、従っ
て利用可能分野が広いといえる。轟然２本願は省エネル
ギー性を重大の特長としたものであシ、空気熱源からの
熱も奪うため、熱効率１００％以上であって低平衡圧側
の顕熱も利用するため、従来のものより熱利用率は高い
。作用例の実例を記せは、例えば、バ〜すの燃焼を間欠
的に行ない、燃焼時には加熱されていない高平衡圧側の
金属水素化物容器中で発生する水素吸収熱を利用し、燃
焼を中断した時は、加熱側の金属水素化物と容器の顕熱
および水素ガスが再び戻ってきて、低平衡圧側に吸収さ
れることによる水素吸収熱を利用し、従って加熱は間欠
であるが、得られる給湯は、約７５℃で連続的であって
、燃料の大幅な減少が可能となる。
次の具体的実施例について説明する。第１図ａは、本発
明に使用する金属水素化物の一例として示した低圧−用
と高圧用の２種類の金属水素化物の水素平衡圧−水素化
物組成等温線図であり、低圧用金属水素化物Ｍ１ＨはＴ
ｉ。、３ＺｒＯ，、Ｍｎ１．２−Ｃｒ０．６ＣＯｏ、２
Ｈ３，１で高圧用金属水素化物Ｍ２ＨはＴ Ｉ ｏ 、
ｅ Ｚ ｒｏ 、４’ｈｌｒｌｏ 、４Ｃｒｏ 、４
ＣＬｌｏ 、２Ｈ２、ｓである・寸／と第１図すは従来
使用していた稀土類系合金水素化物の水素平衡圧−水素
化物組成等温線図である。い丑、外気温１０℃の時に、
低圧側金属水素化物を１ｓｏ”Ｃまて加熱し、７５°Ｃ
の温水を連続的に取出す場合を考えれば、その時の動作
状態は、第１図のようになる。同図に見られるように発
熱能力や必要々合金量に大きく影響を与える有効利用可
能水素量は、水素原子／合金原子の比で本願使用材料は
約０．８であるのに対し、従来のものは約０，３５であ
って、従って本願は同量の金属水素化物を使用しても、
約２，３倍も大きい発熱量を得ることが出来る。しかも
同重量なる価格も１／３以下となる。この理由は本願月
利が水素吸収圧と水素放出圧の差、すなわちヒステリシ
スが著しく小さく、そして水素平衡圧の平坦性が良好で
あってしかも、低圧側Ｍ１Ｈと高圧側Ｍ２Ｈの組合ぜが
ヒートポンプ式給湯器として最適であるからである。
明に使用する金属水素化物の一例として示した低圧−用
と高圧用の２種類の金属水素化物の水素平衡圧−水素化
物組成等温線図であり、低圧用金属水素化物Ｍ１ＨはＴ
ｉ。、３ＺｒＯ，、Ｍｎ１．２−Ｃｒ０．６ＣＯｏ、２
Ｈ３，１で高圧用金属水素化物Ｍ２ＨはＴ Ｉ ｏ 、
ｅ Ｚ ｒｏ 、４’ｈｌｒｌｏ 、４Ｃｒｏ 、４
ＣＬｌｏ 、２Ｈ２、ｓである・寸／と第１図すは従来
使用していた稀土類系合金水素化物の水素平衡圧−水素
化物組成等温線図である。い丑、外気温１０℃の時に、
低圧側金属水素化物を１ｓｏ”Ｃまて加熱し、７５°Ｃ
の温水を連続的に取出す場合を考えれば、その時の動作
状態は、第１図のようになる。同図に見られるように発
熱能力や必要々合金量に大きく影響を与える有効利用可
能水素量は、水素原子／合金原子の比で本願使用材料は
約０．８であるのに対し、従来のものは約０，３５であ
って、従って本願は同量の金属水素化物を使用しても、
約２，３倍も大きい発熱量を得ることが出来る。しかも
同重量なる価格も１／３以下となる。この理由は本願月
利が水素吸収圧と水素放出圧の差、すなわちヒステリシ
スが著しく小さく、そして水素平衡圧の平坦性が良好で
あってしかも、低圧側Ｍ１Ｈと高圧側Ｍ２Ｈの組合ぜが
ヒートポンプ式給湯器として最適であるからである。
丑だ、第１図ａに見られるように、低平衡圧側金属水素
化物の７５℃における水素平衡圧が１気圧以下であり、
かつ高平衡圧側金属水素化物の７５℃における水素放出
平衡圧が１気圧以上である組合せは、装置として反応速
度が速く、しかも金属水素化物容器の削正性の点で、特
に望ましい組合せである。更に、前記のような好ましい
組合せは本願合金において低圧側に含有するＺｒのＴｉ
に対する割合が、高圧側に含有するＺｒのＴｉに対する
割合よシも太きいものを選択的に用いた場合に、容易に
放遂げることが出来る。
化物の７５℃における水素平衡圧が１気圧以下であり、
かつ高平衡圧側金属水素化物の７５℃における水素放出
平衡圧が１気圧以上である組合せは、装置として反応速
度が速く、しかも金属水素化物容器の削正性の点で、特
に望ましい組合せである。更に、前記のような好ましい
組合せは本願合金において低圧側に含有するＺｒのＴｉ
に対する割合が、高圧側に含有するＺｒのＴｉに対する
割合よシも太きいものを選択的に用いた場合に、容易に
放遂げることが出来る。
第２図に、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｍ（Ｍ＝Ｃｏ 、
Ｃｕ 、Ｎｉ 、Ｆｅ 、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ ）５元系合
金水素化物Ａと、従来の補止類系合金Ｂの２０°Ｃにお
ける水素吸収反応速度の一例を比較（−で示す。同図に
見られるように、発明の実施例に使用し／と材料の反応
速度は５００〜６００ｍ１／ｇ 、ｍｉｎで従来物より
５倍以上速く従って単位時間当りの発熱能力は５倍以上
も大きい。
Ｃｕ 、Ｎｉ 、Ｆｅ 、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ ）５元系合
金水素化物Ａと、従来の補止類系合金Ｂの２０°Ｃにお
ける水素吸収反応速度の一例を比較（−で示す。同図に
見られるように、発明の実施例に使用し／と材料の反応
速度は５００〜６００ｍ１／ｇ 、ｍｉｎで従来物より
５倍以上速く従って単位時間当りの発熱能力は５倍以上
も大きい。
以」二のようにＣ１４型ラーバス相を有し、少々くとも
Ｔ１とＭｎを含有する合金、好゛ましくはＴｉとＺｒと
Ｍｎ、よシ好寸しくはＴｉとＺｒとＭｎとＣｒとを含有
した合金は、ヒートポンプ式給湯器として必要な特性を
ほとんど具備し、よってこ才１を用いたヒートポンプ式
給湯器は従来品と比べ、使い良さ、性能２価格などの点
で、著しく優れた性能を有する。
Ｔ１とＭｎを含有する合金、好゛ましくはＴｉとＺｒと
Ｍｎ、よシ好寸しくはＴｉとＺｒとＭｎとＣｒとを含有
した合金は、ヒートポンプ式給湯器として必要な特性を
ほとんど具備し、よってこ才１を用いたヒートポンプ式
給湯器は従来品と比べ、使い良さ、性能２価格などの点
で、著しく優れた性能を有する。
第３図に、ガスバ・−すを熱源とし、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（ＭｌＨ）２としてＴ １
ｏ 、 ｓ Ｚ ｒ ｏ 、 −ｒ Ｍｒｌｌ、 ２
Ｃｒ ｏ 、 ｅ Ｃｏｏ 、２を約１．ｓＫｇ入れ／
ζ金属水素化物容器であシ、３は高圧側金属水素化物（
Ｍ２Ｈ）４として、Ｔ １ ｏ 、６Ｚ ｒ ｏ 、４
． Ｍｎ １ 、２ Ｃｒ ｏ 、４ Ｃｏｏ 、 ２
を約３．８に９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の中にはシリコーンオ
イル１４が、熱交換器１３の中には水１５が、各々熱媒
体として流れる。シリコーンオイル１４の流路は、３方
切換弁８と８′によって、加熱槽６側と貯湯槽７側に間
欠的に切換えられる。力ｎ熱槽６には、都市ガス１６を
熱源とし、バーナ６によって、間欠的あるいは連続的に
、約１８００に加熱されたオイルが満たされ、このオイ
ルによって、低圧側金属水素化物２を間欠的に加熱して
いる。
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（ＭｌＨ）２としてＴ １
ｏ 、 ｓ Ｚ ｒ ｏ 、 −ｒ Ｍｒｌｌ、 ２
Ｃｒ ｏ 、 ｅ Ｃｏｏ 、２を約１．ｓＫｇ入れ／
ζ金属水素化物容器であシ、３は高圧側金属水素化物（
Ｍ２Ｈ）４として、Ｔ １ ｏ 、６Ｚ ｒ ｏ 、４
． Ｍｎ １ 、２ Ｃｒ ｏ 、４ Ｃｏｏ 、 ２
を約３．８に９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の中にはシリコーンオ
イル１４が、熱交換器１３の中には水１５が、各々熱媒
体として流れる。シリコーンオイル１４の流路は、３方
切換弁８と８′によって、加熱槽６側と貯湯槽７側に間
欠的に切換えられる。力ｎ熱槽６には、都市ガス１６を
熱源とし、バーナ６によって、間欠的あるいは連続的に
、約１８００に加熱されたオイルが満たされ、このオイ
ルによって、低圧側金属水素化物２を間欠的に加熱して
いる。
１０．１１は共に熱媒体環境用ポンプであり、ポンプ１
０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ってい
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を通って移動する。
０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ってい
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を通って移動する。
丑たファン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制している。また２
２．２２’は多孔質フィルターで、金属水素化物粉末が
流失するのを防止している。
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制している。また２
２．２２’は多孔質フィルターで、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１コ１９から入っ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
湯となって貯湯され、必要時に、温水供給口２０から、
外部へ供給される。
市水導入１コ１９から入っ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
湯となって貯湯され、必要時に、温水供給口２０から、
外部へ供給される。
なお、第３図においては貯湯槽に熱交換器を２個用いて
いるが２つの容器に共通の熱交換を用いることもできる
。
いるが２つの容器に共通の熱交換を用いることもできる
。
第４図は、第３図で示したシステム図中で使用した金属
水素化物の作動状態を示した水素圧〜温度線図である。
水素化物の作動状態を示した水素圧〜温度線図である。
バーナから１８０°Ｃの熱を供給し、低圧側金属水素化
物（ＭｌＨ）と高圧側金属水素化物（Ｍ２Ｒ）から、約
７５℃の温水を連続的に得る反応を示している。
物（ＭｌＨ）と高圧側金属水素化物（Ｍ２Ｒ）から、約
７５℃の温水を連続的に得る反応を示している。
第５図は、本実施例の各部の運転モ・−ドの一例を示し
た図である。ガスバーナの燃焼は約３０％低下であシ、
１８０ ｌ／ｈの連続給湯で２０℃の水が何度まで上昇
するかを調べた。結果は、図のように低圧金属水素化物
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°Ｃの湯が連続的に得られた。なお、熱交換器
部１７と１８の温度は脈動し、この上下温度差は加熱槽
の温度、装置の熱容量、熱効換能力、流水量、金属水素
化物の量と種類、反応速度などシステム全体で決定され
る。しかし、実用上、この温度の上下は、貯湯槽７によ
って、均一化されるから、問題ではなく温水供給口２０
からは均一な約７５℃の湯が連続的に取り出せた。
た図である。ガスバーナの燃焼は約３０％低下であシ、
１８０ ｌ／ｈの連続給湯で２０℃の水が何度まで上昇
するかを調べた。結果は、図のように低圧金属水素化物
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°Ｃの湯が連続的に得られた。なお、熱交換器
部１７と１８の温度は脈動し、この上下温度差は加熱槽
の温度、装置の熱容量、熱効換能力、流水量、金属水素
化物の量と種類、反応速度などシステム全体で決定され
る。しかし、実用上、この温度の上下は、貯湯槽７によ
って、均一化されるから、問題ではなく温水供給口２０
からは均一な約７５℃の湯が連続的に取り出せた。
本実施例では、金属水素化物の全量が約５．６Ｋｇ、金
属水素化物容器１と３の容積が各々５６０ ｃｃと６２
０ ｃｃであシ、非常に小型化が達成できた。
属水素化物容器１と３の容積が各々５６０ ｃｃと６２
０ ｃｃであシ、非常に小型化が達成できた。
本実施例では、ＴｉとＭｎを含有するＣ１４型ラーバス
相合金水素化物を用いたため、金属水素化物の全量が約
ｓ、ｓｘｇと少なく、従来品と比べ約１／４となシ、ま
た、金属水素化物容器１と３の容積が各々５６０ ｃｃ
と６２０ ｃｃであり、非常に小型化が達成できた。さ
らに、本給湯器を約１０００時間繰返し使用した場合の
性能比較において、本発明は金属水素化物の性能にほと
んど劣化が見られず、給湯能力も低下しなかったが、従
来の稀土類合金等を使用したものは、給湯能力が約３０
％低下した。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との比（ＣＯＰ）は、
約１．２となシ、通常のガスボイラーの成績係数（Ｃｏ
ｐ、）が約０．８であるので、１．５倍の省エネルギー
が達成された。
相合金水素化物を用いたため、金属水素化物の全量が約
ｓ、ｓｘｇと少なく、従来品と比べ約１／４となシ、ま
た、金属水素化物容器１と３の容積が各々５６０ ｃｃ
と６２０ ｃｃであり、非常に小型化が達成できた。さ
らに、本給湯器を約１０００時間繰返し使用した場合の
性能比較において、本発明は金属水素化物の性能にほと
んど劣化が見られず、給湯能力も低下しなかったが、従
来の稀土類合金等を使用したものは、給湯能力が約３０
％低下した。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との比（ＣＯＰ）は、
約１．２となシ、通常のガスボイラーの成績係数（Ｃｏ
ｐ、）が約０．８であるので、１．５倍の省エネルギー
が達成された。
次表に、６方晶系Ｃ１４型ラーバス相を有するＴｉ−Ｍ
ｎ系合金水素化物を用いた場合の給湯器の性能を、従来
の代表的な合金の水素化物と比較して示す。なお、性能
評価の項目としては、加えた熱エネルギーに対する給湯
能力の比（ｃｏｐ）、使用しなければならない合金のＭ
量比、および使用した合金の価格比を、同一の給湯能力
を得る場合という条件で示した。
ｎ系合金水素化物を用いた場合の給湯器の性能を、従来
の代表的な合金の水素化物と比較して示す。なお、性能
評価の項目としては、加えた熱エネルギーに対する給湯
能力の比（ｃｏｐ）、使用しなければならない合金のＭ
量比、および使用した合金の価格比を、同一の給湯能力
を得る場合という条件で示した。
上表のように、本願合金系が給湯器として最適である理
由は、他の系に比べ ■ 給湯器の作用温度（約７６〜１８０℃）域で、水素
化−脱水素化の反応速度が速い。
由は、他の系に比べ ■ 給湯器の作用温度（約７６〜１８０℃）域で、水素
化−脱水素化の反応速度が速い。
■ 水素化物の水素圧−組成等温線が平坦である。
■ 上記等温線の水素吸収と水素放出のヒステリシスが
小さい。
小さい。
■ 給湯器の作用温度（約７５〜１８０’Ｃ）が、利用
できる水素量が大きい。
できる水素量が大きい。
■ 原材料価格が最も安い。
ことなどによる。
前記実施例では、低圧側と高圧側各１種計２種類の金属
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個、高圧側２個、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、これらを組合せだ金属水素化物
ヒートボング式給ａ器も、本願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。
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個、高圧側２個、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、これらを組合せだ金属水素化物
ヒートボング式給ａ器も、本願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従来のものと比べ受入れた熱量以
上の有効熱量がより高効率で得られるので、極めて省エ
ネルギー性の高い給湯器であり、有効利用水素量が大き
く、反応速度が大きい金属水素化物を使用しているため
小型軽量で簡単な構造となり、信頼性も高く、かつ極め
て経済的である。また、高温でも比較的低い水素圧で作
動するため安全性が高く、さらに可動部が少ないため、
音の静か、な給湯器である。
上の有効熱量がより高効率で得られるので、極めて省エ
ネルギー性の高い給湯器であり、有効利用水素量が大き
く、反応速度が大きい金属水素化物を使用しているため
小型軽量で簡単な構造となり、信頼性も高く、かつ極め
て経済的である。また、高温でも比較的低い水素圧で作
動するため安全性が高く、さらに可動部が少ないため、
音の静か、な給湯器である。
第１図ａは本発明の一実施例の給湯器に使用した金属水
素化物の水素平衡圧−水素化物組成等温線図、第１図す
は従来の給湯器に使用していた金属水素化物の水素平衡
圧−水素化物組成等温線図、第２図は本発明の給湯器に
使用する金属水素化物の２０°Ｃにおける水素吸収速度
を従来のものと比較して示した図、第３図は本発明の一
実施例の給湯器の断面概略図、第４図は第３図に示す給
湯器における金属水素化物の作動状態を示した水素圧一
温度線図、第５図は第３図に示す給湯器の各部の運転モ
ード図である。 ２・・・・・低圧側金属水素化物、４・・・・・・高圧
側金属水素化物、６・・・・・・加熱槽、了・・・・・
・貯湯槽、１２゜１３．１７．１８・・・・・・熱交換
器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｏ
ｏ、５ ／、０ 材厚Ｖ合を分子 第２図 汗逼暗開（栃 第４図 一温渡（讐 ２．２ ２．４ ２．１ ２．８ ３．０ ３．２ ３
．４ ３．６ ．３．８逼、曳 ７０００７丁（Ｋ）
→ 第５図 ？！出力
素化物の水素平衡圧−水素化物組成等温線図、第１図す
は従来の給湯器に使用していた金属水素化物の水素平衡
圧−水素化物組成等温線図、第２図は本発明の給湯器に
使用する金属水素化物の２０°Ｃにおける水素吸収速度
を従来のものと比較して示した図、第３図は本発明の一
実施例の給湯器の断面概略図、第４図は第３図に示す給
湯器における金属水素化物の作動状態を示した水素圧一
温度線図、第５図は第３図に示す給湯器の各部の運転モ
ード図である。 ２・・・・・低圧側金属水素化物、４・・・・・・高圧
側金属水素化物、６・・・・・・加熱槽、了・・・・・
・貯湯槽、１２゜１３．１７．１８・・・・・・熱交換
器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｏ
ｏ、５ ／、０ 材厚Ｖ合を分子 第２図 汗逼暗開（栃 第４図 一温渡（讐 ２．２ ２．４ ２．１ ２．８ ３．０ ３．２ ３
．４ ３．６ ．３．８逼、曳 ７０００７丁（Ｋ）
→ 第５図 ？！出力
Claims (4)
- （１）水素平衡圧の異なる金属水素化物を内蔵した複数
個の容器を相互に連結管で結合し、外部熱源を使って、
低平衡圧側金属水素化物を間欠的に加熱し、その結果放
出される水素を高平衡圧側金属水素化物に移送して吸収
させ、この時の水素吸収反応熱と、非加熱時には前記低
平衡圧側金属水素化物の顕熱と高平衡圧側金属水素化物
から逆移送される水素の低平衡圧側金属水素化物での水
素吸収反応熱とを交互に利用する金属水素化物ヒートポ
ンプを形成し、前記金属水素化物の少々くとも一つがＴ
１およびＭｎを含有する６方晶系Ｃ１４型ラーバス相の
結晶構造を有する合金の水素化物であることを特徴とす
る給湯器。 - （２）低平衡圧側金属水素化物の７５ ”Ｃにおける水
素吸収平衡圧が１気圧以下であシ、かつ高平衡圧側金属
水素化物の７５°Ｃにおける水素放出平衡圧が１気圧以
上であ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）前記金属水素化物が少なくともＴｉとＺｒを含有
す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。 - （４）低平衡圧側金属水素化物に含有するＺｒのＴｉに
対する割合が高平衡圧側金属水素化物に含有するＺｒの
Ｔｉに対する割合よりも大きいことを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の給湯器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128303A JPS6020089A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP58128303A JPS6020089A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 給湯器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020089A true JPS6020089A (ja) | 1985-02-01 |
| JPH0412379B2 JPH0412379B2 (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=14981444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58128303A Granted JPS6020089A (ja) | 1983-05-23 | 1983-07-13 | 給湯器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020089A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004016982A3 (en) * | 2002-08-14 | 2004-08-12 | Texaco Ovonic Hydrogen Systems | Onboard hydrogen storage unit with heat transfer system for use in a hydrogen powered vehicle |
| CN100570243C (zh) | 2008-06-10 | 2009-12-16 | 金继伟 | 采用贮液加热筒的吸附制冷器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5615772A (en) * | 1979-06-21 | 1981-02-16 | Ogasaka Ski Seisakusho | Ski and its manufacture |
| JPS57115655A (en) * | 1981-01-06 | 1982-07-19 | Sekisui Chemical Co Ltd | Heat pump apparatus |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP58128303A patent/JPS6020089A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5615772A (en) * | 1979-06-21 | 1981-02-16 | Ogasaka Ski Seisakusho | Ski and its manufacture |
| JPS57115655A (en) * | 1981-01-06 | 1982-07-19 | Sekisui Chemical Co Ltd | Heat pump apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004016982A3 (en) * | 2002-08-14 | 2004-08-12 | Texaco Ovonic Hydrogen Systems | Onboard hydrogen storage unit with heat transfer system for use in a hydrogen powered vehicle |
| US6918430B2 (en) * | 2002-08-14 | 2005-07-19 | Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc | Onboard hydrogen storage unit with heat transfer system for use in a hydrogen powered vehicle |
| CN100359279C (zh) * | 2002-08-14 | 2008-01-02 | 特克萨科双向氢系统有限责任公司 | 在氢动力车辆中使用的具有热传递系统的车载储氢单元 |
| CN100570243C (zh) | 2008-06-10 | 2009-12-16 | 金继伟 | 采用贮液加热筒的吸附制冷器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412379B2 (ja) | 1992-03-04 |
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