JPS602241B2 - 金属水素化物装置 - Google Patents
金属水素化物装置Info
- Publication number
- JPS602241B2 JPS602241B2 JP55185356A JP18535680A JPS602241B2 JP S602241 B2 JPS602241 B2 JP S602241B2 JP 55185356 A JP55185356 A JP 55185356A JP 18535680 A JP18535680 A JP 18535680A JP S602241 B2 JPS602241 B2 JP S602241B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- metal hydride
- temperature
- heat
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属水素化物装置に関する。
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して金属水素
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に吸熱
的に水素を放出することが知られている。
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に吸熱
的に水素を放出することが知られている。
近年、このような金属水素化物の特性を利用したヒート
ポンプ等、種々の金属水素化物装置が提案されているが
、従釆の金属水素化物装置は異なる平衡分解特性を有す
る第一の金属水素化物Ｍ，日と第二の金属水素化物他日
を第１図及び第２図に示すようにそれぞれ密閉容器１及
び２に充填すると共に、通常、弁５を備えた遼遠管６に
て一つの容器を蓮通し、同様にＭ，日及びＭ２日をそれ
ぞれ充填した密封容器３及び４を薫遠瞥７にて蓬通して
構成されている。
ポンプ等、種々の金属水素化物装置が提案されているが
、従釆の金属水素化物装置は異なる平衡分解特性を有す
る第一の金属水素化物Ｍ，日と第二の金属水素化物他日
を第１図及び第２図に示すようにそれぞれ密閉容器１及
び２に充填すると共に、通常、弁５を備えた遼遠管６に
て一つの容器を蓮通し、同様にＭ，日及びＭ２日をそれ
ぞれ充填した密封容器３及び４を薫遠瞥７にて蓬通して
構成されている。
この袋瞳を例えば冷房菱魔として作動させるには、第１
の容器１のＭ，日（以下（Ｍ，Ｈ），と略記する。他の
容器の金属水素化物についても同じ。）は、容器内に導
いた熱交換器８にて温度ＴＨに加熱されて水素を放出し
（点Ａ）、この水素は連導管６を経て第２の容器に送ら
れ、ここで（他日）２が容器内に導いた熱交換機９にて
温度Ｔ一に冷却されつつ、発熱的に吸蔵する（点８）。
次に、熱交換器８及び９に供給される熱交換用熱嫌が切
換えられ、（Ｍ，Ｈ），が温度ＴＮに冷却されると（点
○）、（Ｍ，Ｈ），と（舷Ｈ）２との間の平衡分解圧の
差により、（Ｍ２Ｈ）２ は水素を吸熱的に放出し、温
度Ｔしに至って熱交換器９内の熱煤から熱を奪う（点Ｃ
）。一方、（Ｍ２Ｈ）２が放出した水素は（Ｍ，Ｈ），
が発熱的に吸蔵する。この際、（Ｍ，Ｈ），は熱交換器
８により温度ＴＮに冷却されている。再び熱交換器８及
び９に供封篤する熱媒を切換え、（Ｍ，Ｈ），を温度Ｔ
一に加熱し、（Ｍ２Ｈ）２を温度Ｔ一に戻して新しいサ
イクルを開始させる。（Ｍ，Ｈ）３及び（他日）４につ
いて上記サイクルを半サイクル遅れで行なわせれば、第
２及び第４の容器２及び４から出力を交互に得ることが
できる。上託した点Ａから点８への水素移動の駆動力は
（Ｍ，Ｈ），と（他日）２との間の温度差に基づく平衡
分解圧の差であるが、（Ｍ，Ｈ），は水素放出に際して
吸熱し、一方、（Ｍ２Ｈ）２は水素吸蔵に際して発熱す
る。
の容器１のＭ，日（以下（Ｍ，Ｈ），と略記する。他の
容器の金属水素化物についても同じ。）は、容器内に導
いた熱交換器８にて温度ＴＨに加熱されて水素を放出し
（点Ａ）、この水素は連導管６を経て第２の容器に送ら
れ、ここで（他日）２が容器内に導いた熱交換機９にて
温度Ｔ一に冷却されつつ、発熱的に吸蔵する（点８）。
次に、熱交換器８及び９に供給される熱交換用熱嫌が切
換えられ、（Ｍ，Ｈ），が温度ＴＮに冷却されると（点
○）、（Ｍ，Ｈ），と（舷Ｈ）２との間の平衡分解圧の
差により、（Ｍ２Ｈ）２ は水素を吸熱的に放出し、温
度Ｔしに至って熱交換器９内の熱煤から熱を奪う（点Ｃ
）。一方、（Ｍ２Ｈ）２が放出した水素は（Ｍ，Ｈ），
が発熱的に吸蔵する。この際、（Ｍ，Ｈ），は熱交換器
８により温度ＴＮに冷却されている。再び熱交換器８及
び９に供封篤する熱媒を切換え、（Ｍ，Ｈ），を温度Ｔ
一に加熱し、（Ｍ２Ｈ）２を温度Ｔ一に戻して新しいサ
イクルを開始させる。（Ｍ，Ｈ）３及び（他日）４につ
いて上記サイクルを半サイクル遅れで行なわせれば、第
２及び第４の容器２及び４から出力を交互に得ることが
できる。上託した点Ａから点８への水素移動の駆動力は
（Ｍ，Ｈ），と（他日）２との間の温度差に基づく平衡
分解圧の差であるが、（Ｍ，Ｈ），は水素放出に際して
吸熱し、一方、（Ｍ２Ｈ）２は水素吸蔵に際して発熱す
る。
従って、第３図に示すように、第１の容器１の熱交換器
８にはＭ，日を温度ＴＨに加熱するために高温の熱蝶が
供給されるのであるが、（Ｍ，Ｈ），の吸熱反応により
容器の入口から出口に向って温度が低下し、従って、容
器１内において熱交換器の下流側のＭ，日は温度ＴＨよ
り低い温度ＴＨ′に加熱されることとなる。同様に、第
２の容器２の熱交換器９には（Ｍ２Ｈ）２ を温度Ｔ一
に冷却するために低温の熱媒が供給されるが、（Ｍ２Ｈ
）２の発熱反応によって、熱煤は容器の入口から出口に
向って温度が上昇し、従って、容器２内において熱交換
器の下流側の仏日は温度ＴＮ′に至ることとなる。
８にはＭ，日を温度ＴＨに加熱するために高温の熱蝶が
供給されるのであるが、（Ｍ，Ｈ），の吸熱反応により
容器の入口から出口に向って温度が低下し、従って、容
器１内において熱交換器の下流側のＭ，日は温度ＴＨよ
り低い温度ＴＨ′に加熱されることとなる。同様に、第
２の容器２の熱交換器９には（Ｍ２Ｈ）２ を温度Ｔ一
に冷却するために低温の熱媒が供給されるが、（Ｍ２Ｈ
）２の発熱反応によって、熱煤は容器の入口から出口に
向って温度が上昇し、従って、容器２内において熱交換
器の下流側の仏日は温度ＴＮ′に至ることとなる。
このようにして、熱交換器の下流側の各金属水素化物の
間の温度差、すなわち平衡分解圧差が小さくなり、点Ａ
から点Ｂへの水素移動の速度が小さくなる。場合によっ
ては部分的に水素移動が停止する。このことは装置の単
位時間当りの出力が小さいことを意味する。特に、従来
の金属水素化物装置では、単位時間当りに要求される出
力を得ることができる金属水素化物の全量を各単一の容
器に充填するため、容器内における金属水素化物の反応
の不均一性が著しい。なお、点○から点Ｃへの水素移動
の際にも反応の不均一性が生じ、また、熱交換器が図示
した内部熱交換器だけでなく、外部熱交換器の場合も同
様であることは明らかであろう。
間の温度差、すなわち平衡分解圧差が小さくなり、点Ａ
から点Ｂへの水素移動の速度が小さくなる。場合によっ
ては部分的に水素移動が停止する。このことは装置の単
位時間当りの出力が小さいことを意味する。特に、従来
の金属水素化物装置では、単位時間当りに要求される出
力を得ることができる金属水素化物の全量を各単一の容
器に充填するため、容器内における金属水素化物の反応
の不均一性が著しい。なお、点○から点Ｃへの水素移動
の際にも反応の不均一性が生じ、また、熱交換器が図示
した内部熱交換器だけでなく、外部熱交換器の場合も同
様であることは明らかであろう。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
って、金属水素化物の水素の吸蔵放出反応が均一に行な
われ、装置の単位時間当りの出力が改善された金属水素
化物装置を提供することを目的とする。
って、金属水素化物の水素の吸蔵放出反応が均一に行な
われ、装置の単位時間当りの出力が改善された金属水素
化物装置を提供することを目的とする。
本発明の金属水素化物装置は、第一の熱媒容器に位置す
る第一の部屋に第一の金属水素化物が充填され、第二の
熱媒容器に位置する第二の部屋に第二の金属水素化物が
充填され、第一と第二の部屋が、水素は透過するが、金
属水素化物は透過しないように蓮通されている複数の密
閉容器を有し、一方の熱嬢容器においてこの容器の軸方
向に流れる熱蝶の上流側に位置する密封容器が他方の熱
媒容器においてこの容器の鞠方向に流れる熱煤の下流側
に位置するように上記複数の密封容器が各熱嫌容器に設
けられていることを特徴とするものである。
る第一の部屋に第一の金属水素化物が充填され、第二の
熱媒容器に位置する第二の部屋に第二の金属水素化物が
充填され、第一と第二の部屋が、水素は透過するが、金
属水素化物は透過しないように蓮通されている複数の密
閉容器を有し、一方の熱嬢容器においてこの容器の軸方
向に流れる熱蝶の上流側に位置する密封容器が他方の熱
媒容器においてこの容器の鞠方向に流れる熱煤の下流側
に位置するように上記複数の密封容器が各熱嫌容器に設
けられていることを特徴とするものである。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。
第４図は本発明の金属水素化物装置の一実施例を示す。
第一の熱煤容器１１は例えば筒状又は箱状の容器であっ
て、鞠方向の両端に熱嬢の入口１２及び出口１３を有す
る。第二の熱煤容器１４も同様に熱媒の入口１５及び出
口１６を有する。これら各容器の中に複数の密封容器１
７ａ，１７ｂ、・・・が設けられ、各密封容器は熱煤容
器の間に隔膜１８によって第一の部屋１９と第二の部屋
２０１こ区画され、金属水素イ臼物‘ま透過しないが、
水素は透過し得るように遮断される。隔膜としては例え
ば金属暁結多孔体、樹脂シート多孔体、金属金網等が用
いられる。部屋１９にはＭ，日が、また、部屋２０には
Ｍ２日が充填されている。上記に代えて、天然ゴム、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、シリコン樹脂等のように
金属水素化物に結着性を有し、かつ、水素透過性の大き
い結着剤中に金属水素化物を分散、固定し、例えば柱状
の成形物として密封容器に収容すれば、隔膜を用いるこ
となく、部屋１９にＭ，ｆｌを配し、部屋２０に舷日を
配して、水素のみを部屋間で移動させることができる。
本発明においては、第一の熱煤容器の熱煤と第二の熱媒
容器の熱蝶とは相互に向流をなす。すなわち、一方の熱
煤容器において熱煤の上流側に位置する密封容器は他方
の熱煤容器において熱蝶の下流側に位置する。従って、
本発明によれば、Ｍ，日を温度ＴＨに加熱するために温
度Ｔ，の熱媒を第一の熱媒容器の入口から導入すると共
に、他日を温度ＴＮに冷却するために温度Ｔ２の熱煤を
第二の熱媒容器の入口から導入すると、模式的に第５図
に示すように、Ｍ，日の水素放出に伴う吸熱によって熱
煤下流側に向って温度が低下し、従って、Ｍ，日の加熱
される温度も熱煤下流側に向って低下するが、一方、舷
日の水素吸蔵に伴う発熱によって、熱煤は下流側に向っ
て温度が上昇し、従って、昇する。
第一の熱煤容器１１は例えば筒状又は箱状の容器であっ
て、鞠方向の両端に熱嬢の入口１２及び出口１３を有す
る。第二の熱煤容器１４も同様に熱媒の入口１５及び出
口１６を有する。これら各容器の中に複数の密封容器１
７ａ，１７ｂ、・・・が設けられ、各密封容器は熱煤容
器の間に隔膜１８によって第一の部屋１９と第二の部屋
２０１こ区画され、金属水素イ臼物‘ま透過しないが、
水素は透過し得るように遮断される。隔膜としては例え
ば金属暁結多孔体、樹脂シート多孔体、金属金網等が用
いられる。部屋１９にはＭ，日が、また、部屋２０には
Ｍ２日が充填されている。上記に代えて、天然ゴム、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、シリコン樹脂等のように
金属水素化物に結着性を有し、かつ、水素透過性の大き
い結着剤中に金属水素化物を分散、固定し、例えば柱状
の成形物として密封容器に収容すれば、隔膜を用いるこ
となく、部屋１９にＭ，ｆｌを配し、部屋２０に舷日を
配して、水素のみを部屋間で移動させることができる。
本発明においては、第一の熱煤容器の熱煤と第二の熱媒
容器の熱蝶とは相互に向流をなす。すなわち、一方の熱
煤容器において熱煤の上流側に位置する密封容器は他方
の熱煤容器において熱蝶の下流側に位置する。従って、
本発明によれば、Ｍ，日を温度ＴＨに加熱するために温
度Ｔ，の熱媒を第一の熱媒容器の入口から導入すると共
に、他日を温度ＴＮに冷却するために温度Ｔ２の熱煤を
第二の熱媒容器の入口から導入すると、模式的に第５図
に示すように、Ｍ，日の水素放出に伴う吸熱によって熱
煤下流側に向って温度が低下し、従って、Ｍ，日の加熱
される温度も熱煤下流側に向って低下するが、一方、舷
日の水素吸蔵に伴う発熱によって、熱煤は下流側に向っ
て温度が上昇し、従って、昇する。
従って、各密封容器において第一の部屋のＭ，日と第二
の部屋のＭ２日との間の温度差は、密封容器の位置にか
かわらず、ほぼ一定（ＴＨ−ＴＮ′又はＴＨ′−ＴＭ）
であり、各密封容器において金属水素化物は速やかに、
かつほぼ均一に反応する。第一の熱煤容器に温度Ｔ２の
熱煤を供給してＭ，日を温度ＴＭに冷却すると共に、第
二の熱線容器に冷却負荷と熱交換するための温度Ｔ３の
熱煤を供給し、Ｍ２日の水素放出の際の吸熱を利用して
、冷却負荷用熱蝶を温度ＴＬに冷却する場合も同様であ
る。
の部屋のＭ２日との間の温度差は、密封容器の位置にか
かわらず、ほぼ一定（ＴＨ−ＴＮ′又はＴＨ′−ＴＭ）
であり、各密封容器において金属水素化物は速やかに、
かつほぼ均一に反応する。第一の熱煤容器に温度Ｔ２の
熱煤を供給してＭ，日を温度ＴＭに冷却すると共に、第
二の熱線容器に冷却負荷と熱交換するための温度Ｔ３の
熱煤を供給し、Ｍ２日の水素放出の際の吸熱を利用して
、冷却負荷用熱蝶を温度ＴＬに冷却する場合も同様であ
る。
温度ＴＭの熱煤は熱媒容器中で下流側に向って温度が上
昇するが、一方、冷却負荷用熱煤は熱煤容器において下
流側に向って温度が低下するので、各密封容器において
第一の部屋と第二の部屋との間の温度差はほぼ一定（Ｔ
Ｎ−ＴＬ′又はＴＭ′−ＴＬ）保たれる。なお、本発明
においては、第一の部屋と第二の部屋との間に蓮通管が
介在してもよく、この場合、例えば各部屋と蓮通管の間
に隔膜が設けられる。
昇するが、一方、冷却負荷用熱煤は熱煤容器において下
流側に向って温度が低下するので、各密封容器において
第一の部屋と第二の部屋との間の温度差はほぼ一定（Ｔ
Ｎ−ＴＬ′又はＴＭ′−ＴＬ）保たれる。なお、本発明
においては、第一の部屋と第二の部屋との間に蓮通管が
介在してもよく、この場合、例えば各部屋と蓮通管の間
に隔膜が設けられる。
第４図に示した装置は第２図に示した装置の容器１と容
器２とからなる装置に相当する。
器２とからなる装置に相当する。
従って、第４図に示した装置の一対を用い、前記したよ
うに金属水素化物にサイクル作動させることにより出力
が連続した冷房装置を得る。以上のように本発明の装置
によれば、各密閉客器の第一及び第二の部屋にそれぞれ
充填されたＭ，日及びＭ２日は、熱煤容器における密封
容器の位置にかかわらず、ほぼ等しい温度差を有するよ
うに加熱又は冷却されるから、すべての密封容器におい
て金属水素化物の水素吸蔵放出反応が均一にかつ迅速に
行なわれ、この結果、従来の装置と同一量の金属水素化
物を用いれば、装置の単位時間当りの出力を大きくする
ことができる。
うに金属水素化物にサイクル作動させることにより出力
が連続した冷房装置を得る。以上のように本発明の装置
によれば、各密閉客器の第一及び第二の部屋にそれぞれ
充填されたＭ，日及びＭ２日は、熱煤容器における密封
容器の位置にかかわらず、ほぼ等しい温度差を有するよ
うに加熱又は冷却されるから、すべての密封容器におい
て金属水素化物の水素吸蔵放出反応が均一にかつ迅速に
行なわれ、この結果、従来の装置と同一量の金属水素化
物を用いれば、装置の単位時間当りの出力を大きくする
ことができる。
換言すれば、装置の騒動力となる熱煤容器に供Ｖ給する
熱媒間の温度差が小さくても装置の運転を行なうことが
でき、運転の能率が向上する。また、従釆の袋贋と同じ
出力を得るためには、より少量の金属水素化物で足り、
装置を小型化することができる。図面の樋単な説明 第１図は平衡分解圧特性の異なる金属水素化物を用いた
冷房装置の作動を説明するためのサイクル線図、第２図
は従釆の金属水素化物装置の略断面図、第３図は第２図
の菱瞳における熱交換器内の温度分布図、第４図は本発
鯛の金属水素化物菱魔の断面図、第５図は本発明の装置
における金属水素化物の温度分布図である。
熱媒間の温度差が小さくても装置の運転を行なうことが
でき、運転の能率が向上する。また、従釆の袋贋と同じ
出力を得るためには、より少量の金属水素化物で足り、
装置を小型化することができる。図面の樋単な説明 第１図は平衡分解圧特性の異なる金属水素化物を用いた
冷房装置の作動を説明するためのサイクル線図、第２図
は従釆の金属水素化物装置の略断面図、第３図は第２図
の菱瞳における熱交換器内の温度分布図、第４図は本発
鯛の金属水素化物菱魔の断面図、第５図は本発明の装置
における金属水素化物の温度分布図である。
１１・・・・・・第一の熱媒容器、１２・・…・熱煤入
口、１３・・・・・・熱煤出口、１４・…・・第二の熱
煤容器、１５・・・・・・熱煤入口、１６・・・・・・
熱煤出口、１７・・・・・・密閉容器、１８…・・・隔
膿、１９・・・・・・第一の部屋、２０・・…・第二の
部屋。
口、１３・・・・・・熱煤出口、１４・…・・第二の熱
煤容器、１５・・・・・・熱煤入口、１６・・・・・・
熱煤出口、１７・・・・・・密閉容器、１８…・・・隔
膿、１９・・・・・・第一の部屋、２０・・…・第二の
部屋。
第１図
第２図
第３図
第４図
第５図
Claims (1)
- １ 第一の熱媒容器に位置する第一の部屋に第一の金属
水素化物が充填され、第二の熱媒容器に位置する第二の
部屋に第二の金属水素化物が充填され、第一と第二の部
屋が水素は透過するが、金属水素化物は透過しないよう
に連通されている複数の密閉容器を有し、一方の熱媒容
器においてこの容器の軸方向に流れる熱媒の上流側に位
置する密封容器が他方の熱媒容器においてこの容器の軸
方向に流れる熱媒の下流側に位置するように上記複数の
密封容器が各熱媒容器に設けられていることを特徴とす
る金属水素化物装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55185356A JPS602241B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | 金属水素化物装置 |
| US06/333,680 US4422500A (en) | 1980-12-29 | 1981-12-23 | Metal hydride heat pump |
| EP81110803A EP0055855A3 (en) | 1980-12-29 | 1981-12-28 | Metal hydride heat pump |
| EP85109046A EP0168062B1 (en) | 1980-12-29 | 1981-12-28 | Metal hydride heat pump assembly |
| DE8585109046T DE3177111D1 (en) | 1980-12-29 | 1981-12-28 | Metal hydride heat pump assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55185356A JPS602241B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | 金属水素化物装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57111201A JPS57111201A (en) | 1982-07-10 |
| JPS602241B2 true JPS602241B2 (ja) | 1985-01-21 |
Family
ID=16169349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55185356A Expired JPS602241B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | 金属水素化物装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS602241B2 (ja) |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP55185356A patent/JPS602241B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57111201A (en) | 1982-07-10 |
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