JPS6069465A - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

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JPS6069465A
JPS6069465A JP17842983A JP17842983A JPS6069465A JP S6069465 A JPS6069465 A JP S6069465A JP 17842983 A JP17842983 A JP 17842983A JP 17842983 A JP17842983 A JP 17842983A JP S6069465 A JPS6069465 A JP S6069465A
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air
cooling
cooling device
temperature
heat
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JP17842983A
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精二郎 須田
豊 松原
雅樹 内田
今野 尚雄
駒崎 良夫
笹井 興士
マンフレツド ナゲール
速水 昇
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Achilles Corp
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Achilles Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の水素吸蔵合金間の吸熱発熱すイクルを
利用した冷却装置に関するものである。
ある種の金属水素化物が水素を吸蔵、放出を可逆的に行
い、その際発熱、吸熱することは知られている。この場
合の反応は次式によって表わされる。
MH(m+n) MHm+−1(2±ΔHま ただし、Mは水素を吸蔵しうる金属、n1mは吸蔵され
る水素原子の数、ΔHは反応熱である。
このような水素を吸蔵しうる金属水素化物の例としては
、ランタン−ニッケル水素化物、ミソシュメタル−ニッ
ケル水素化物、バナジウム−ニオブ水素化物、鉄−チタ
ン水素化物、チタン−マンガン水素化物、ランタン−コ
バルト水素化物、マグネシウム−銅水素化物、マグネシ
ウム−ニッケル水素化物などを挙げることができる。
これらの金属水素化物は、それぞれ異々つだ温度−水素
圧平衡を有するので、これらの複数を組み合わせて両者
の間で水素の授受を可逆的に行わせ、その際に伴う吸熱
、発熱を利用して、冷房や暖房を行うことが提案されて
いる。
第1図は、金属水素化物AとBに関する温度〜水素圧平
衡状態を示すグラフであるが、このような金属水素化物
A、!:Bとをそれぞれ別々の熱交換器に充てんして両
者を水素導管で連結し、Aを温度Tt、Bを温度Tmに
保つと水素がAから放出されてBK吸収されるとともに
Aは熱Qlを吸収する。
水素がBに完全に吸収されたところで、Bの温度をTm
からTkに上げ、AをTmに上げると、今度ldBから
水素が放出され、これがAに流れて吸収される。このよ
うな操作を繰り返すことにより、加熱、冷却を同期的に
得ることができる。。
このような原理を利用したものとして、第2図にその概
要を示す形式の冷暖房装置が提案されている(特公昭5
8−19955号公報)、。
この装置は、内部に水素吸蔵合金を」・、1人した容器
(イ)、(ロ)と(/つ、に)を管で連通し、容器(イ
)、0つにはヒーター(ホ)、放熱ファン(へ)、容器
(→、に)には冷却水管(ト)、放熱ファン(イ)をそ
れぞれ設けてなるものであって、先ずヒーター(ホ)を
介して容器(イ)を加熱して容器内の圧力を上昇させる
と水素が放出され、同時に容器(ロ)には水素が吸蔵さ
れる。この場合、容器(ロ)は冷却水管(υ及びファン
(力で冷却されている。このようにして容器(イ)内の
水素が全て容器(ロ)内に移ったならば、ファン(へ)
で冷却し、同時に容器0つ、に)への切り換えを行って
、同様の操作を繰り返す。このように2組の装置を交互
に使用して冷房又は暖房を行うことができる。
しかしながら、このような装置においては、単に対をな
す2つの容器間の水素の移動を繰り返して生じる放熱、
吸熱を利用して、冷房若しくは暖房の状態を生じさせる
だけであるから、適切な冷房又は暖房を行うには、水素
吸蔵合金の種類や組合せに制限がある上に、操作の制御
も非常にむずかしく、実用化するには、なお多くの解決
しなければなら々い問題点が存在する。
本発明者らは、このような従来の装置がもつ問題点を克
服し、容易に実用に供しうる水素吸蔵合金を利用した冷
却装置を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、2系統の放
熱、吸熱システムを組み合わせ、それぞれをダンパーに
より切換えOf能にすることによりその目的を達成しう
ろことを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、各容器である熱交換器を相互に貫
通して、加熱あるいは放熱を行わせる一連の空気管を配
設し、この一連の管路に数個のダンパーを設けて加熱、
冷却を相互に調整させ、さらに水素吸蔵合金を多孔質金
属体を用い、これをフィルターと組み合わせて効率的な
熱交換が行われるようにして、上記装置の欠点を除去し
たものである。
この発明の実施例を図面について説明すると、全体は第
3図に示すようにそれぞれ2独類の水素吸蔵合金を収容
した2個一組の熱交換器の2組A・B、C−Dを各組別
に水素配管1.2で接続して配設するとともに、これら
熱交換器A−B−C・Dを各貫通する空気管路3a・3
b・3c・3dをそれぞれ設け、空気管路3a、3cは
、基端を管4,5で相互に連結して、その一方4に高温
空気を送る加熱空気管6を接続し、他端は大気に通ずる
開放端7.7に形成する。また空気管路31)、 3d
は、基端を管8.9で連繋し、その一方8に冷却すべき
室内に連なる空気管10を接続し、他端は管11.12
で連結して、その一方11を冷却空気管13、他方を放
熱空気管14に接続する。さらに管5.9を立管15で
接続して、これに放熱空気管16を接続する。そして、
各管4.5.8.9゜11.12にはそれぞれ空気管路
寄シに流路開閉用のダ7A−al 、a2.Cl 、c
2.b、 、b2.b3゜b4. d、 、 d2. 
d3 、 d4 を各介設する。
上記装置中、熱交換器A−B、C−Dは第4図に示すよ
うに内部にセラミック等の多孔質管よシなるフィルター
17を囲んで多孔質金属体及び微粉状水素吸蔵合金を充
てんしたステンレス鋼製のフィン付チューブ18を外箱
19中に18本束ねて収容した構造である。水素吸蔵合
金としては、従来知られているものの中任意に選択使用
しうるが、前記Th = 150±30℃、Tm−25
±10℃。
Tt=5±10℃における平衡値を考慮すると、一般式 %式%() (ただしMmはミツツユメタル、AはFe又はAt。
Xは0.1〜1の数) で示される化合物の中から選ばれた2種を組み合わせて
用いるのが好捷しい。この化合物はAがFeの場合はx
=0.1〜1.0、AかAtの場合はX=O,1〜0.
5の範囲が特に好ましい。
この場合一般式(+)中のMmは、La 20〜50モ
ル%、Ce2〜40モル%残シがPr及びNdから構成
されているのが望ましい。
そして、この水素吸蔵合金としてはl Kg当シ毎時5
0kai以上のものを選ぶのが有利である。
他方、多孔質金属体としては、アルミニウム発泡体又は
銅発泡体、特に気孔率90%以上のものが好適である。
また、熱交換器は、第4図のようにフィン付チューブを
並列的に束ねた構造のみでなく、これを直列的に連結し
た構造、あるいは並列と直列とを組み合わせた構造等任
意の構造にすることができる。
また各ダンパーal a2・・・d3・d4は、付設さ
れた電動機構(図示せず)にょシミ整弁と同様に外部か
ら制御することができる。
この発明は上記の構成であって、冷却空気管13を冷却
すべき所要の室内Rに導入接続するとともに冷却空気管
1oを室内の排気口Rに接続し、かつ放熱空気管14.
16を放熱ファンによる放熱口Fに、1だ高温空気管6
を適宜の送風加熱器Hに各接続して、送風加熱器Hを介
して各熱交換器A−Cを加熱し、放熱ファンによる放熱
空気を各熱交換器A、B、C,Dに送って冷却させるも
のであって、各ダンパーala2・・・d3・d4を下
表のように開閉操作して、熱交換器のA−B、C・Dの
各組を一方を冷房、他方を再生として交互に繰シ返すこ
とにより連続的に冷却を行うことができる。
つまシ、連続的に給送される高温空気及び放熱ファンに
よる送風を各ダンパーを上記の順序で切換えることによ
り、各熱交換器を所要の状態に作動させるものであって
、これら各ダンパーの切換は手動でもよいが、タイマー
を介してプログラム制御により自動的に行うことも容易
である。
本発明は以上説明したように、交換器中の水素の流れが
円滑に行われ、しかも水素配管系の圧力を無用に高くす
る必要がないので、高圧を考慮する必要がなくコストを
低減し、またダンパーを介して遠隔制御によシ空気温度
の調整が自在であり、さらに熱交換器の構造を、アルミ
ニウム発泡体等の多孔質金属体で微粒状の水素吸蔵合金
を被包させたものをフィルターを介してフィンチューブ
に収めたため、吸蔵合金は表面積が犬であるにも拘らず
流動せず効率的である等、多くの利点がある。
そして、本発明装置を室内冷却用に用いる場合には、高
温空気の入口温度を150℃±30℃程度、冷却空気の
入口温度が15〜35℃、出口温度が入口温度よりも1
0〜15℃程度低くなるように、寸だ1サイクル時間が
8〜20分程度になるように設計するのがよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は金属水素化物の吸熱量と発熱量との関係を示す
特性図、第2図は従来の装置4の一例を示す説明図、第
3図はこの発明の実施例を示す全体説明図、第4図は熱
交換器の要部を示す断面図である。 A’、 B 、 C、])・熱交換器 3a、3b、3c、36 空気管路 6 加熱空気管 7 開放端 10 室内空気管 13 冷却空気管 ]4.16 放熱空気管 al、a2.c、、c2.bI、b2.b3.b4.d
、、、t12.d3d4 ダンパー 17−フィルター 18 フィン刊チューブ 19 外箱 特許出願人 須 1)精工部 (ほか1名)代理人 阿
 形 リ]

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内部にそれぞれ異なった組成の水素吸蔵合金を封入
    した2個一組の熱交換器を交互に加熱、冷却して得られ
    る冷気を利用する形式の冷却装置において、各熱交換器
    をその細孔内に微粉状、 水素吸蔵合金を充てんした多
    孔質金属体中にフィルター管を通したフィン伺チューブ
    の集合体とした構造のものとするとともに、各熱交換器
    を貫通する空気管路を設け、各空気管路の一端を相互に
    連結して高温空気、放熱空気、冷却空気の各流入管を各
    部にダンパーを配設して接続し、同じく各空気管路の他
    端を相互に連結して放熱空気、冷却空気の各排出管を各
    部にダンパーを配設して接続し、かつ各ダンパーの開閉
    を遠隔操作可能にしたことを特徴とする冷却装置。 2 水素吸蔵合金として、一般式 %式%() (ただしMmはミソ/ユメタル、AはFe又はAt、x
    ido、1〜1.0の数である) で示される化合物の中から選ばれた2種を用いる特許請
    求の範囲第1項記載の冷却装装置。 3 MmがLa20〜50モル%、Ceが2〜40モル
    %、残りがPrとNdである特許請求の範囲第2項記載
    の冷却装置。 4 多孔質金属体がアルミニウム発泡体又は銅発泡体で
    ある特許請求の範囲第1項記載の冷却装置。 5 高温空気の入口温度を150℃±30℃とする特許
    請求の範囲第1項記載の冷却装置i’1′、。 6 冷却空気の入口温度を15〜35℃、出口温度を入
    口温度よりも10〜15℃低い温度とする特許請求の範
    囲第1項記載の冷却装置。
JP17842983A 1983-09-27 1983-09-27 冷却装置 Granted JPS6069465A (ja)

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JP17842983A JPS6069465A (ja) 1983-09-27 1983-09-27 冷却装置

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JPS6069465A true JPS6069465A (ja) 1985-04-20
JPH0351987B2 JPH0351987B2 (ja) 1991-08-08

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5878030A (ja) * 1981-10-31 1983-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和装置
JPS58148369A (ja) * 1982-02-26 1983-09-03 東芝住宅産業株式会社 太陽熱利用冷凍装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5878030A (ja) * 1981-10-31 1983-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和装置
JPS58148369A (ja) * 1982-02-26 1983-09-03 東芝住宅産業株式会社 太陽熱利用冷凍装置

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