JPS61190261A - 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式冷房・冷凍装置 - Google Patents
水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式冷房・冷凍装置Info
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- JPS61190261A JPS61190261A JP60028338A JP2833885A JPS61190261A JP S61190261 A JPS61190261 A JP S61190261A JP 60028338 A JP60028338 A JP 60028338A JP 2833885 A JP2833885 A JP 2833885A JP S61190261 A JPS61190261 A JP S61190261A
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- 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
- 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、水素貯蔵合金が水素を吸収または放出する際
の反応熱をヒートノソイブにて熱輸送を行う水素貯蔵合
金を利用したヒートパイプ式冷房・冷凍装置に関する。
の反応熱をヒートノソイブにて熱輸送を行う水素貯蔵合
金を利用したヒートパイプ式冷房・冷凍装置に関する。
（従来の技術）
はぼ等しい水素平衡圧の下で高温度を示す高温側水素貯
蔵合金Ｍと、低温度を示す低温側水素貯蔵合金Ｍ′とを
それぞれ別個の反応槽に充填し、両反応槽を水素流通路
で連絡し、両反応槽へ熱媒体を供給して、該両合金Ｍ、
Ｖに水素の吸収又は放出を交互にさせて、両反応槽間で
水素を移動させると共に、水素の吸収または放出の際の
反応熱を利用することが行なわれている。
蔵合金Ｍと、低温度を示す低温側水素貯蔵合金Ｍ′とを
それぞれ別個の反応槽に充填し、両反応槽を水素流通路
で連絡し、両反応槽へ熱媒体を供給して、該両合金Ｍ、
Ｖに水素の吸収又は放出を交互にさせて、両反応槽間で
水素を移動させると共に、水素の吸収または放出の際の
反応熱を利用することが行なわれている。
従来例として、第４図に、水素貯蔵合金が水素を放出す
る際の吸熱反応を冷房・冷凍装置の熱交換器の熱媒体の
冷却に利用した概略図を示す。
る際の吸熱反応を冷房・冷凍装置の熱交換器の熱媒体の
冷却に利用した概略図を示す。
】１け高温側反応槽であり、高温側水素貯蔵合金Ｍを内
蔵する。１２は低温側反応槽であり、低温側水素貯蔵合
金Ｍ′を内蔵している。１３は内核反応槽１１．１２を
連絡して気体水素を流通させる水素流通路である。１４
は高熱源であり、高温側水素貯蔵合金Ｍを加熱する熱交
換手段１５にポンプＰ１４およびバルブ■Ｉ４を介して
接続している。１７は、低熱源であり、低温側水素貯蔵
合金Ｍ′を冷却する熱交換手段１８にポンプＰ１．およ
びバルブＶＩｇを介して接続し、更に低熱源１７は％両
温側水素貯蔵合金Ｍを冷却する熱交換手段１６にポンプ
Ｐ′１７およびバルブＶ１６ を介して接続している。
蔵する。１２は低温側反応槽であり、低温側水素貯蔵合
金Ｍ′を内蔵している。１３は内核反応槽１１．１２を
連絡して気体水素を流通させる水素流通路である。１４
は高熱源であり、高温側水素貯蔵合金Ｍを加熱する熱交
換手段１５にポンプＰ１４およびバルブ■Ｉ４を介して
接続している。１７は、低熱源であり、低温側水素貯蔵
合金Ｍ′を冷却する熱交換手段１８にポンプＰ１．およ
びバルブＶＩｇを介して接続し、更に低熱源１７は％両
温側水素貯蔵合金Ｍを冷却する熱交換手段１６にポンプ
Ｐ′１７およびバルブＶ１６ を介して接続している。
】９は、冷房・冷凍装置の熱交換器であり、低温側反応
槽１２からの熱交換手段２０にポンプＰ、。
槽１２からの熱交換手段２０にポンプＰ、。
およびバルブ■１゜を介して接続している。
かかる装置の作動について、第６図のヒートポンプの圧
力一温度特性線図に基づいて説明する。
力一温度特性線図に基づいて説明する。
同図の縦軸は水素圧Ｐを、横軸は水素の絶対温度をＴと
してその逆数値降を示す６ 同図において、点（ｒ）は、高温側水素貯蔵合金Ｍが水
素を充分に吸収して、高温側反応槽１１内には気体水素
は極めて少い状態を示す。ここでバルブ”１４のみを開
としてポンプＰ１４を駆動し、高熱源１４よシ熱媒体を
熱交換手段１５に供給して高温側水素貯蔵合金Ｍを加熱
すると該合金Ｍより水素を放出して水素圧Ｐおよび水素
温度Ｔが上昇してＢ行程を経て水素温度Ｔが高熱源温度
ＴＨＥはぼ等しい点（Ｃ１に至る。点（（ロ）は、高温
側水素貯蔵合金Ｍの放出になる気体水素が水素流通路１
３を経て低温側反応槽１２に至り、低温側水素貯蔵合金
Ｍ′が水素を吸収し始めた状態を示す。この時点で両バ
ルブｖｉｌｌ ＊ ＶｔＯは閉、バルブＶ１４を開のま
まとして、高温側水素貯蔵合金Ｍへの加熱を継続し、バ
ルブｖ１８ を開として低温側水素貯蔵合金Ｍ′の水素
吸収による発熱を奪いながら水素の吸収がほぼ平衡圧で
なされ、水素温度Ｔは次第に低下し、Ｃ行程（再生過程
）を経て低熱源１７の温度ＴＭにほぼ等しい点（−うに
至る。
してその逆数値降を示す６ 同図において、点（ｒ）は、高温側水素貯蔵合金Ｍが水
素を充分に吸収して、高温側反応槽１１内には気体水素
は極めて少い状態を示す。ここでバルブ”１４のみを開
としてポンプＰ１４を駆動し、高熱源１４よシ熱媒体を
熱交換手段１５に供給して高温側水素貯蔵合金Ｍを加熱
すると該合金Ｍより水素を放出して水素圧Ｐおよび水素
温度Ｔが上昇してＢ行程を経て水素温度Ｔが高熱源温度
ＴＨＥはぼ等しい点（Ｃ１に至る。点（（ロ）は、高温
側水素貯蔵合金Ｍの放出になる気体水素が水素流通路１
３を経て低温側反応槽１２に至り、低温側水素貯蔵合金
Ｍ′が水素を吸収し始めた状態を示す。この時点で両バ
ルブｖｉｌｌ ＊ ＶｔＯは閉、バルブＶ１４を開のま
まとして、高温側水素貯蔵合金Ｍへの加熱を継続し、バ
ルブｖ１８ を開として低温側水素貯蔵合金Ｍ′の水素
吸収による発熱を奪いながら水素の吸収がほぼ平衡圧で
なされ、水素温度Ｔは次第に低下し、Ｃ行程（再生過程
）を経て低熱源１７の温度ＴＭにほぼ等しい点（−うに
至る。
この時点で、）々ルゾＶ、、 、 Ｖ、、を閉、ノ々ル
プｖ１６を開として低熱源１７よりポンプＰ′１．にて
高温側反応槽１】に熱媒体を供給して、高温側水素貯蔵
合金Ｍを冷却し、低温側水素貯蔵合金Ｍ′から放出する
水素を高温側水素貯蔵合金Ｍに吸収させると。
プｖ１６を開として低熱源１７よりポンプＰ′１．にて
高温側反応槽１】に熱媒体を供給して、高温側水素貯蔵
合金Ｍを冷却し、低温側水素貯蔵合金Ｍ′から放出する
水素を高温側水素貯蔵合金Ｍに吸収させると。
水素圧Ｐ、水素源！Ｔは共に次第に低下してＤ行程を経
て点に）に至る。この間に、バルブＶｌ１１ を開とし
、ポンプｐｔｏを駆動して熱交換手段２０に熱媒体を流
して低温となった熱媒体を冷房・冷凍装置の熱交換器１
９に供給する。
て点に）に至る。この間に、バルブＶｌ１１ を開とし
、ポンプｐｔｏを駆動して熱交換手段２０に熱媒体を流
して低温となった熱媒体を冷房・冷凍装置の熱交換器１
９に供給する。
引き続いて、バルブｖ１４ ＋ ｖｉｌｌは閉、バルブ
■１゜。
■１゜。
Ｖｔａは開のままとし、高温側水素貯蔵合金Ｍを冷却し
て水素を吸収させ、低温側水素貯蔵合金Ｍ′から水素を
放出させ、放出による吸熱反応によって冷房・冷凍装置
へ供給する熱媒体を冷却し、Ａ行程（冷却行程）を経て
高温側水素貯蔵合金Ｍが充分に水素を吸収して水素温度
Ｔが低熱源１７の温度ＴＭ に１１ぼ等しい点（イ）に
至って−サイクルを終了する、 第７図は、サイクル時間中の熱交換手段２０の出口の熱
媒体の一例としての冷水の温度変化を各行程を付記して
示したものであり、縦軸に冷水温度を、横軸に時間を示
し、ｔは−サイクル時間である。現実に、低温側水素貯
蔵合金Ｍ′の吸熱反応により低温となった冷水を冷房・
冷凍装置の熱交換器１９に利用できるのはＤ行程とへ行
程の低熱源１７の温度Ｔｙ より低い部分からである
、（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の反応槽としては、顕熱利用型熱交換器
が使用され、例えば第５図に示すようなシェルアンドチ
ューブ型熱交換器である。熱媒体は、入口１０３から入
ってチューブ１０２を通過し、その間にシェル１０１内
に内蔵された水素貯蔵合金部と熱交換して出口１０４か
ら排出され、熱交換器の作動は顕熱利用となる。なお、
１０５は水素出入口である。このために次のような問題
点かある。
て水素を吸収させ、低温側水素貯蔵合金Ｍ′から水素を
放出させ、放出による吸熱反応によって冷房・冷凍装置
へ供給する熱媒体を冷却し、Ａ行程（冷却行程）を経て
高温側水素貯蔵合金Ｍが充分に水素を吸収して水素温度
Ｔが低熱源１７の温度ＴＭ に１１ぼ等しい点（イ）に
至って−サイクルを終了する、 第７図は、サイクル時間中の熱交換手段２０の出口の熱
媒体の一例としての冷水の温度変化を各行程を付記して
示したものであり、縦軸に冷水温度を、横軸に時間を示
し、ｔは−サイクル時間である。現実に、低温側水素貯
蔵合金Ｍ′の吸熱反応により低温となった冷水を冷房・
冷凍装置の熱交換器１９に利用できるのはＤ行程とへ行
程の低熱源１７の温度Ｔｙ より低い部分からである
、（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の反応槽としては、顕熱利用型熱交換器
が使用され、例えば第５図に示すようなシェルアンドチ
ューブ型熱交換器である。熱媒体は、入口１０３から入
ってチューブ１０２を通過し、その間にシェル１０１内
に内蔵された水素貯蔵合金部と熱交換して出口１０４か
ら排出され、熱交換器の作動は顕熱利用となる。なお、
１０５は水素出入口である。このために次のような問題
点かある。
（１） 顕熱利用であるから、熱媒体側の熱伝達率の
向上には限界があシ、水素貯蔵合金と熱媒体との熱交換
量には限界がある。
向上には限界があシ、水素貯蔵合金と熱媒体との熱交換
量には限界がある。
（２） 従って、サイクル時間が長くなり単位時間光
りに熱負荷に供給される冷房・冷凍熱量が少ない。
りに熱負荷に供給される冷房・冷凍熱量が少ない。
（３） 成績係数（熱媒体が冷房・冷凍装置から奪っ
た熱量／水素貯蔵合金に与えられた熱量）か比較的小さ
いために冷房・冷凍装置の熱交換器の熱媒体から奪う熱
量を確保するために必要な水素貯蔵合金を多量に要し、
冷房・冷凍装置の製造費か高くなる。
た熱量／水素貯蔵合金に与えられた熱量）か比較的小さ
いために冷房・冷凍装置の熱交換器の熱媒体から奪う熱
量を確保するために必要な水素貯蔵合金を多量に要し、
冷房・冷凍装置の製造費か高くなる。
（問題点を解決するための手段）
本発明になる水素貯蔵合金を利用したヒートパイプ式冷
房・冷凍装置は、下記のように構成されている。
房・冷凍装置は、下記のように構成されている。
低温側反応槽に、低温側水素貯蔵合金を充填した合金充
填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒
体室をポンプおよびバルブを設けて低熱源に接続する熱
媒体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室と
の間にヒートパイプを配置し、高温側反応槽に、高温側
水素貯蔵合金を充填した合金充填室と、合金充填室と区
画した熱媒体室とを設け、熱媒体室を、ポンプおよびバ
ルブを設けて高熱源および低熱源に、接続する熱媒体循
環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との間に
ヒートパイプを配置し、前記両合金充填室を水素流通路
で接続し、かつ低温側反応槽の熱媒体室を、ノ々ルプお
よびポンプを設けた熱媒体循環路にて冷房装置または冷
凍装置の熱交換器に接続した、水素貯蔵合金を利用した
ヒートパイプ式冷房・冷凍装置である。
填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒
体室をポンプおよびバルブを設けて低熱源に接続する熱
媒体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室と
の間にヒートパイプを配置し、高温側反応槽に、高温側
水素貯蔵合金を充填した合金充填室と、合金充填室と区
画した熱媒体室とを設け、熱媒体室を、ポンプおよびバ
ルブを設けて高熱源および低熱源に、接続する熱媒体循
環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との間に
ヒートパイプを配置し、前記両合金充填室を水素流通路
で接続し、かつ低温側反応槽の熱媒体室を、ノ々ルプお
よびポンプを設けた熱媒体循環路にて冷房装置または冷
凍装置の熱交換器に接続した、水素貯蔵合金を利用した
ヒートパイプ式冷房・冷凍装置である。
更には、前記装置の高熱源に太陽熱を利用して、高熱源
として熱媒体のストレージタンクを設け、該ストレージ
タンクを太陽熱コレクターに熱媒体循環路にて接続し、
太陽熱コレクターの出口付近とストレージタンクとに温
度センサを設け、該両温度センサからの電気信号値を比
較して熱媒体循環路を流通する熱媒体の流量制御を行う
と共に該ストレージタンクの熱媒体を加熱する補助熱源
を設けである。
として熱媒体のストレージタンクを設け、該ストレージ
タンクを太陽熱コレクターに熱媒体循環路にて接続し、
太陽熱コレクターの出口付近とストレージタンクとに温
度センサを設け、該両温度センサからの電気信号値を比
較して熱媒体循環路を流通する熱媒体の流量制御を行う
と共に該ストレージタンクの熱媒体を加熱する補助熱源
を設けである。
（作 用）
本発明になる水素貯蔵合金を利用したヒートパイプ式冷
房・冷凍装置は下記のように作用する、高温側反応槽内
の高温側水素貯蔵合金に充分に水素を吸収させておき、
高温側反応槽の熱媒体室に高熱源から熱媒体を送り、ヒ
ートパイプを介して高温側水素貯蔵合金を加熱して水素
を放出させ、該気体水素を水素流通路を経て低温側反応
槽の合金充填室へ送り、低熱源により冷却されるヒート
パイプにて低温側水素貯蔵合金が水素吸収時に出す反応
熱を吸熱して低温側水素貯蔵合金に水素を充分に吸収さ
せる。
房・冷凍装置は下記のように作用する、高温側反応槽内
の高温側水素貯蔵合金に充分に水素を吸収させておき、
高温側反応槽の熱媒体室に高熱源から熱媒体を送り、ヒ
ートパイプを介して高温側水素貯蔵合金を加熱して水素
を放出させ、該気体水素を水素流通路を経て低温側反応
槽の合金充填室へ送り、低熱源により冷却されるヒート
パイプにて低温側水素貯蔵合金が水素吸収時に出す反応
熱を吸熱して低温側水素貯蔵合金に水素を充分に吸収さ
せる。
次いで、高温側反応槽の熱媒体室を低熱源に接続し、ヒ
ートパイプにて高温側水素貯蔵合金を冷却し、低温側水
素貯蔵合金が放出する水素を高温側水素貯蔵、合金に吸
収させ、低温側水素貯蔵合金の水素放出による吸熱反応
を利用して、冷房・冷凍装置の熱交換器の熱媒体を冷却
する。
ートパイプにて高温側水素貯蔵合金を冷却し、低温側水
素貯蔵合金が放出する水素を高温側水素貯蔵、合金に吸
収させ、低温側水素貯蔵合金の水素放出による吸熱反応
を利用して、冷房・冷凍装置の熱交換器の熱媒体を冷却
する。
このようにして、水素を高温側水素貯蔵合金と低温側水
素貯蔵合金との間を交互に移動させて、低温側水素貯蔵
合金の水素放出に伴う吸熱反応を継続させて、冷房・冷
凍装置の熱交換器の熱媒体を冷却させる。
素貯蔵合金との間を交互に移動させて、低温側水素貯蔵
合金の水素放出に伴う吸熱反応を継続させて、冷房・冷
凍装置の熱交換器の熱媒体を冷却させる。
更に、上記のような水素貯蔵合金を利用したヒートノソ
イプ式冷房・冷凍装置において、ストレージタンク内の
熱媒体の温度と太陽熱コレクターの出口の熱媒体の温度
とを温度センサで測定して電気信号を発信させ、ストレ
ージタンク内の熱媒体の温度が太陽熱コレクターの出口
温度よシ低い場合には熱媒体を環流させ、温度が逆の場
合は環流を停止させ、またストレージタンク内の熱媒体
の温度が所定温度よシ低い場合には補助熱源にて熱媒体
を加熱してストレージタンク内の熱媒体の温度を所定に
保持して高熱源として機能させる。
イプ式冷房・冷凍装置において、ストレージタンク内の
熱媒体の温度と太陽熱コレクターの出口の熱媒体の温度
とを温度センサで測定して電気信号を発信させ、ストレ
ージタンク内の熱媒体の温度が太陽熱コレクターの出口
温度よシ低い場合には熱媒体を環流させ、温度が逆の場
合は環流を停止させ、またストレージタンク内の熱媒体
の温度が所定温度よシ低い場合には補助熱源にて熱媒体
を加熱してストレージタンク内の熱媒体の温度を所定に
保持して高熱源として機能させる。
（実施例）
本発明に係る水素貯蔵合金を利用したヒート・ソイプ式
冷房・冷凍装置の第一実施例を第１図、２図に基づいて
説明する。
冷房・冷凍装置の第一実施例を第１図、２図に基づいて
説明する。
第１図において、ＩＦｉ高温側反応槽であシ、仕切板１
ｃにて高温側水素貯蔵合金Ｍを収容する合金充填室】ａ
と熱媒体室１ｂに区画されて一定の温度範囲で作動する
作動流体を内蔵する複数個のヒートパイプ】０を配置し
である。２は低温側反応槽であり、仕切板２ｃにて低温
側水素貯蔵合金Ｍ′を収容する合金充填室２ａと熱媒体
室２ｂに区画されて一定の温度範囲で作動する作動流体
を内蔵するヒートノぐイブ１０′を配置しである。なお
、それぞれの合金充填室１ａと熱媒体室１ｂおよび合金
充填室２ａと熱媒体室２ｂとを２枚の仕切板にて区画分
離して、この間の両ヒートパイプ１０゜１０′の外周を
断熱材で包被してもよい。
ｃにて高温側水素貯蔵合金Ｍを収容する合金充填室】ａ
と熱媒体室１ｂに区画されて一定の温度範囲で作動する
作動流体を内蔵する複数個のヒートパイプ】０を配置し
である。２は低温側反応槽であり、仕切板２ｃにて低温
側水素貯蔵合金Ｍ′を収容する合金充填室２ａと熱媒体
室２ｂに区画されて一定の温度範囲で作動する作動流体
を内蔵するヒートノぐイブ１０′を配置しである。なお
、それぞれの合金充填室１ａと熱媒体室１ｂおよび合金
充填室２ａと熱媒体室２ｂとを２枚の仕切板にて区画分
離して、この間の両ヒートパイプ１０゜１０′の外周を
断熱材で包被してもよい。
４は高熱源であり、ポンプＰ４およびノ々ルプＶ、を介
在して低高温往き回路Ｌ４にて熱媒体室１ｂに接続し、
バルブｖ６を介在させて低高温帰り回路Ｌｌ。
在して低高温往き回路Ｌ４にて熱媒体室１ｂに接続し、
バルブｖ６を介在させて低高温帰り回路Ｌｌ。
を構成している。
７は、低熱稼であり 、＋ｆンゾＰ７およびバルブｖ７
を介在させて低温往き回路Ｌγにて熱媒体室２ｂに接続
し、かつバルブｖ３を介在きせて低温帰り回路
Ｌ′、に接続している。更に、低熱の７は、バルブｖ８
を介在させて低高温往き回路Ｌ４にて熱媒体室１ｂに接
続し、かつ・々ルプｖ４を介在させて低高温帰り回路Ｌ
ｌ、に接続しているー ９は、冷房・冷凍装置の熱交換器であり、低温往き回路
り、のバルブＶ、より熱媒体室２ｂ側の分岐管にてノル
ゾ■、およびポンプＰ９ を介在させて該回路り、に接
続し、かつノ々ルプｖ１を介在させて低温帰り回路Ｌ／
、 に接続している。
を介在させて低温往き回路Ｌγにて熱媒体室２ｂに接続
し、かつバルブｖ３を介在きせて低温帰り回路
Ｌ′、に接続している。更に、低熱の７は、バルブｖ８
を介在させて低高温往き回路Ｌ４にて熱媒体室１ｂに接
続し、かつ・々ルプｖ４を介在させて低高温帰り回路Ｌ
ｌ、に接続しているー ９は、冷房・冷凍装置の熱交換器であり、低温往き回路
り、のバルブＶ、より熱媒体室２ｂ側の分岐管にてノル
ゾ■、およびポンプＰ９ を介在させて該回路り、に接
続し、かつノ々ルプｖ１を介在させて低温帰り回路Ｌ／
、 に接続している。
々お、両ノ々ルプｖｌ ＋ ｖ３け仮想線で示す三方切
換弁Ｖ１３に、両バルブ■４ ＋ ■６は同じく三方切
換弁Ｖ４６に、両バルブ■７．■８は同じく三方切換弁
ｖ、８にそれぞれ置き替えてもよい。
換弁Ｖ１３に、両バルブ■４ ＋ ■６は同じく三方切
換弁Ｖ４６に、両バルブ■７．■８は同じく三方切換弁
ｖ、８にそれぞれ置き替えてもよい。
次に作用について説明する。
いま、高温側水素貯蔵合金Ｍが水素を充分に吸収して合
金充填室ｌａ内には気体水素が極めて少い状態で、水素
温度Ｔは低熱源温度Ｔｙにほぼ等しい第６図の点（ハ）
の状態にある。ここで両ノ々ルプｖ、。
金充填室ｌａ内には気体水素が極めて少い状態で、水素
温度Ｔは低熱源温度Ｔｙにほぼ等しい第６図の点（ハ）
の状態にある。ここで両ノ々ルプｖ、。
Ｖ６を開とし、その他のノζルゾを閉とし、ポンプＰ４
を駆動して従高温往き回路Ｌ４．熱媒体室１ｂおよび低
高温帰り回路Ｌ′４に高温の熱媒体を循環させると、ヒ
ートパイプ１０の熱媒体室ｌｂ側が蒸発部となって作動
流体は気化し、合金充填室】ａ側が凝縮部と左って高温
側水素貯蔵合金Ｍを加熱して水素を放出させ、水素圧力
Ｐ、水素温度Ｔ共に上昇してＢ行程を経て点（時に至る
。この間に発生した気体水素は、水素流通路３を経て低
温側反応槽２に至り、低温側水素貯蔵合金Ｍ′は水素を
吸収し始める。ここで両）々ルブ■！ｌ ＋ ｖｌｌを
開のままとし、かつ両ノ々ルプＶ３．Ｖ、を開とし、そ
の他のバルブは閉として、低熱源７を熱媒体室２ｂに接
続してポンプＰフを駆動する。はぼ平衡圧で水素を吸収
し始めた低温側水素貯蔵合金Ｍ′の反応熱は２ヒートパ
イゾ１０’の合金充填室２ａ側が蒸発部となシ、作動流
体にて熱媒体室２ ｂ イｌｔ＋＋に運ばれて熱媒体に
熱を奪われて、低温側水素貯蔵合金Ｍ′は水素吸収を継
続し、Ｃ行程（再生行程）ｆ経て水素を吸収して水素温
度Ｔがほぼ低熱源温度ＴＭに等しい点ｅつに至る。ここ
で、各バルブｖ３．Ｖ６．■３．Ｖフを閉とし、かつ各
バルブ■１．■２．■４．■８を開として低熱源７を熱
媒体室１ｂに接続し、ポンプＰ、を駆動してヒートパイ
プ１０の熱媒体室Ｊｂ側を凝縮部とじて高温側水素貯蔵
合金Ｍを冷却し、低温側水素貯蔵合金Ｍ／から放出され
る水素を高温側水素貯蔵合金Ｍに吸収させる。かくして
、低温側水素貯蔵合金Ｍ′の水素放出に伴う吸熱反応に
てヒートパイプ１０’の合金充填室側２ａを凝縮部とし
て熱媒体室２ｂを冷却する。水素温度Ｔが、冷房・冷凍
装置の熱媒体の所定温度となった際にポンプＰ、を駆動
して、冷房・冷凍装置の熱交換器９に低温となった熱媒
体を送って冷房または冷凍に利用する。かくしてＤ行程
を経て点に）に至る。
を駆動して従高温往き回路Ｌ４．熱媒体室１ｂおよび低
高温帰り回路Ｌ′４に高温の熱媒体を循環させると、ヒ
ートパイプ１０の熱媒体室ｌｂ側が蒸発部となって作動
流体は気化し、合金充填室】ａ側が凝縮部と左って高温
側水素貯蔵合金Ｍを加熱して水素を放出させ、水素圧力
Ｐ、水素温度Ｔ共に上昇してＢ行程を経て点（時に至る
。この間に発生した気体水素は、水素流通路３を経て低
温側反応槽２に至り、低温側水素貯蔵合金Ｍ′は水素を
吸収し始める。ここで両）々ルブ■！ｌ ＋ ｖｌｌを
開のままとし、かつ両ノ々ルプＶ３．Ｖ、を開とし、そ
の他のバルブは閉として、低熱源７を熱媒体室２ｂに接
続してポンプＰフを駆動する。はぼ平衡圧で水素を吸収
し始めた低温側水素貯蔵合金Ｍ′の反応熱は２ヒートパ
イゾ１０’の合金充填室２ａ側が蒸発部となシ、作動流
体にて熱媒体室２ ｂ イｌｔ＋＋に運ばれて熱媒体に
熱を奪われて、低温側水素貯蔵合金Ｍ′は水素吸収を継
続し、Ｃ行程（再生行程）ｆ経て水素を吸収して水素温
度Ｔがほぼ低熱源温度ＴＭに等しい点ｅつに至る。ここ
で、各バルブｖ３．Ｖ６．■３．Ｖフを閉とし、かつ各
バルブ■１．■２．■４．■８を開として低熱源７を熱
媒体室１ｂに接続し、ポンプＰ、を駆動してヒートパイ
プ１０の熱媒体室Ｊｂ側を凝縮部とじて高温側水素貯蔵
合金Ｍを冷却し、低温側水素貯蔵合金Ｍ／から放出され
る水素を高温側水素貯蔵合金Ｍに吸収させる。かくして
、低温側水素貯蔵合金Ｍ′の水素放出に伴う吸熱反応に
てヒートパイプ１０’の合金充填室側２ａを凝縮部とし
て熱媒体室２ｂを冷却する。水素温度Ｔが、冷房・冷凍
装置の熱媒体の所定温度となった際にポンプＰ、を駆動
して、冷房・冷凍装置の熱交換器９に低温となった熱媒
体を送って冷房または冷凍に利用する。かくしてＤ行程
を経て点に）に至る。
更に引き続いて、各バルブ”！ ｔ ｖ２ ＋ ｖ、
Ｉ ｖ、を開のままとし、その他のバルブは閉として低
熱源７の熱媒体で高温側反応槽の熱媒体室１ｂを冷却し
てヒートパイプ１０の熱媒体室ｌｂ側を凝縮部として高
温側水素貯蔵合金Ｍの水素吸収による発熱を奪い、低温
側水素貯蔵合金Ｍ′の水素放出による吸熱反応にて熱媒
体を冷却し、ポンプＰ、の駆動によって低温となった熱
媒体を引き続いて冷房・冷凍装置の熱交換器９へ送る。
Ｉ ｖ、を開のままとし、その他のバルブは閉として低
熱源７の熱媒体で高温側反応槽の熱媒体室１ｂを冷却し
てヒートパイプ１０の熱媒体室ｌｂ側を凝縮部として高
温側水素貯蔵合金Ｍの水素吸収による発熱を奪い、低温
側水素貯蔵合金Ｍ′の水素放出による吸熱反応にて熱媒
体を冷却し、ポンプＰ、の駆動によって低温となった熱
媒体を引き続いて冷房・冷凍装置の熱交換器９へ送る。
かくして、低温側水素貯蔵合金Ｍ′から放出された気体
水素をほぼ平衡圧にて水素流通路３を経て高温側水素貯
蔵合金Ｍが吸収し、へ行程を経て、水素温度Ｔがほぼ低
熱源温度ＴＭに等しい点（イ）に至って−サイクルを光
子する。
水素をほぼ平衡圧にて水素流通路３を経て高温側水素貯
蔵合金Ｍが吸収し、へ行程を経て、水素温度Ｔがほぼ低
熱源温度ＴＭに等しい点（イ）に至って−サイクルを光
子する。
第２図に、本発明において高・低温側反応槽１゜２とし
て使用される潜熱利用型反応槽を具体化した一例を示す
。５１は反応槽の胴体であって、仕切板５２にて水素貯
蔵合金Ｍ。を収容する合金充填室５１ａと熱媒体室５１
ｂに区画されてヒートパイプ５０を内蔵しである。５３
は外部からの熱媒体の入口、５４は同出口、５５は水素
出入口である。
て使用される潜熱利用型反応槽を具体化した一例を示す
。５１は反応槽の胴体であって、仕切板５２にて水素貯
蔵合金Ｍ。を収容する合金充填室５１ａと熱媒体室５１
ｂに区画されてヒートパイプ５０を内蔵しである。５３
は外部からの熱媒体の入口、５４は同出口、５５は水素
出入口である。
次に第２実施例について第３図に基づいて説明する。第
１笑施例の尚熱源４に主として太陽熱を利用する場合で
ある。第１実施例と同符号は同一部分を示し、説明を省
略する。
１笑施例の尚熱源４に主として太陽熱を利用する場合で
ある。第１実施例と同符号は同一部分を示し、説明を省
略する。
４′は熱媒体、例えば温水を収容したストレージタンク
であり、第１実施例の高熱源４に該当する。
であり、第１実施例の高熱源４に該当する。
４’ａは太陽熱コレクターであり、ポンプＰ４’ａｆ介
在する往き回路Ｌ４’ａおよび帰り回路Ｌ／ ４ ／２
にてストレージタンク４′に接続してストレージタ
ンク４′内の熱媒体を循環させて加熱し得る。４’ ｃ
はストレージタンク４内の熱媒体の温度センサであり、
４’ｄは太陽熱コレクター４’ ａの出口の熱媒体の温
度センサである。（ｅは比較器であり、温度センサ４’
ｅの電気信号と温度センサ４′ｄからの電気信号とを比
較して、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴの
値が、太陽熱コレクター４’ ａの出口の熱媒体の温度
θＣの値より大きい場合にはポンプＰ４Ｉａの駆動を停
止する信号をポンプＰ４ｔａの電源制御部に送り、逆の
場合にはポンプｐ４ｔａを駆動する信号を送ってポンプ
Ｐａ’ａ’；：’駆動制御する。なお、ポンプｐ４ｔａ
の駆動制御に替えて、往き回路Ｌ４ｔａの？ンプＰ４ｔ
ａの出口側と帰り回路Ｌｊ４１ａ 間に熱媒体の短絡
回路を設け、該短絡回路と両回路Ｌ４ｔＢ、Ｌ’４’ａ
とをそれぞれ三方切換弁にて接続し、該両バルブの開閉
制御とすることもできる。
在する往き回路Ｌ４’ａおよび帰り回路Ｌ／ ４ ／２
にてストレージタンク４′に接続してストレージタ
ンク４′内の熱媒体を循環させて加熱し得る。４’ ｃ
はストレージタンク４内の熱媒体の温度センサであり、
４’ｄは太陽熱コレクター４’ ａの出口の熱媒体の温
度センサである。（ｅは比較器であり、温度センサ４’
ｅの電気信号と温度センサ４′ｄからの電気信号とを比
較して、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴの
値が、太陽熱コレクター４’ ａの出口の熱媒体の温度
θＣの値より大きい場合にはポンプＰ４Ｉａの駆動を停
止する信号をポンプＰ４ｔａの電源制御部に送り、逆の
場合にはポンプｐ４ｔａを駆動する信号を送ってポンプ
Ｐａ’ａ’；：’駆動制御する。なお、ポンプｐ４ｔａ
の駆動制御に替えて、往き回路Ｌ４ｔａの？ンプＰ４ｔ
ａの出口側と帰り回路Ｌｊ４１ａ 間に熱媒体の短絡
回路を設け、該短絡回路と両回路Ｌ４ｔＢ、Ｌ’４’ａ
とをそれぞれ三方切換弁にて接続し、該両バルブの開閉
制御とすることもできる。
４′ｂは、電気ヒータ、排熱源等の補助熱源であり、デ
ンジＰａ１ｂｆ介在させてストレージタンク４′内の熱
媒体を加熱する加熱回路Ｌ４１ｂに接続している。
ンジＰａ１ｂｆ介在させてストレージタンク４′内の熱
媒体を加熱する加熱回路Ｌ４１ｂに接続している。
なお、補助熱源４’ ｂ ’）ボイラーとして熱媒体を
直接加熱することもできる。４’ ｆは温度リレーであ
り、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴか所定
温度以下となった場合に温度センサ４’ ｃからの電気
信号にてポンプＰａ’ｂ’Ｅ駆動させる。なお、ポンプ
Ｐ４／ｂの駆動制御に替えて加熱回路Ｌ４ｇ、に短絡回
路および三方切換弁を設け、ポンプｐ４ｔｂは常時駆動
として該三方切換弁の開閉を温度センサ４’ｃからの電
気信号にて制御することもできる。
直接加熱することもできる。４’ ｆは温度リレーであ
り、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴか所定
温度以下となった場合に温度センサ４’ ｃからの電気
信号にてポンプＰａ’ｂ’Ｅ駆動させる。なお、ポンプ
Ｐ４／ｂの駆動制御に替えて加熱回路Ｌ４ｇ、に短絡回
路および三方切換弁を設け、ポンプｐ４ｔｂは常時駆動
として該三方切換弁の開閉を温度センサ４’ｃからの電
気信号にて制御することもできる。
従って、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴは
、太陽熱コレクター４′’ａまたは補助熱源４’ｂの加
熱によって所定の温度に保持されて、第１実施例におけ
る高熱＃ｔ４の代替えとして実施に供せられる。
、太陽熱コレクター４′’ａまたは補助熱源４’ｂの加
熱によって所定の温度に保持されて、第１実施例におけ
る高熱＃ｔ４の代替えとして実施に供せられる。
なお、複数個の本装置を並列に配置して、一つの冷房・
冷凍装置の熱交換器に熱媒体を供給してもよく、才た、
一つの本装置で得られた低温の熱媒体を他の本装置の低
熱源となるように直列に配置して使用してもよい。
冷凍装置の熱交換器に熱媒体を供給してもよく、才た、
一つの本装置で得られた低温の熱媒体を他の本装置の低
熱源となるように直列に配置して使用してもよい。
（発明の効果）
以上の説明から理解されるように、この発明によれは下
記の効果を有する。
記の効果を有する。
（１）反応槽内の水素貯蔵合金の反応熱と熱媒体との熱
交換がヒートパイプによる潜熱利用でなされるので、従
来の頭熱利用に比して熱交換量を大巾に増大できる。
交換がヒートパイプによる潜熱利用でなされるので、従
来の頭熱利用に比して熱交換量を大巾に増大できる。
（２）サイクル時間が短縮され、冷房・冷凍装置の熱交
換器の熱媒体から奮う単位時間当たりの熱量を大巾に増
大できる。
換器の熱媒体から奮う単位時間当たりの熱量を大巾に増
大できる。
（３）成績係数が大となり、所定の冷房・冷凍熱量を得
るために必要な水素貯蔵合金量が減少し、該合金の費用
を低減できる。
るために必要な水素貯蔵合金量が減少し、該合金の費用
を低減できる。
（４） 太陽熱を利用することによって、高熱源の電
力費または燃料費を節約できる。
力費または燃料費を節約できる。
第１図は、本発明に係る水素貯蔵合金を利用したヒート
パイプ式冷房・冷凍装置の第１実施例の機器配置を示す
図、第２図は、同装置に使用される反応槽の一部を切開
した斜視図、第３図は、本発明に係る水素貯蔵合金を利
用したヒートパイプ式冷房・冷凍装置の第２実施例の機
器配置を示す図、第４図は、従来の水素貯蔵合金を利用
したヒートパイプ式冷房φ冷凍装置の機器配置を示す図
、第５図は、従来の反応槽の一部断面図、第６図は、水
素貯蔵合金の水垢吸収、放出によるヒートポンプの圧カ
一温度特性佛図、第７図は、低温側反応槽の熱交換手段
の出口の熱媒体の温度一時間特性を示す線図である。 １：高温側反応槽、１ａ：合金充填室、１ｂ：熱媒体室
、ＩＣ：仕切板、２：低温側反応槽、２ａ：合金充填室
、２ｂ：熱媒体室、２Ｃ：仕切板、３：水素流通路、４
：高熱源、４′＝（高熱源に該尚する）ストレージタン
ク、４′ａ ：太陽熱コレクター、４’ｂ：補助熱源、
４’ｃ 、 ４’ｄ ：温度センサ、４′ｅ：比較器、
４′ｆ：温度リレー、７：低熱源、９：冷房・冷凍装置
の熱交換器、１０．１０’：ヒートパイプ、Ｍ：高温側
水素貯蔵合金、Ｍ′：低温側水素貯蔵合金、Ｌ４：低高
温往き回路（熱媒体循環路）、Ｌ’４：低范１図 第５図 第６図 第７図 時叩
パイプ式冷房・冷凍装置の第１実施例の機器配置を示す
図、第２図は、同装置に使用される反応槽の一部を切開
した斜視図、第３図は、本発明に係る水素貯蔵合金を利
用したヒートパイプ式冷房・冷凍装置の第２実施例の機
器配置を示す図、第４図は、従来の水素貯蔵合金を利用
したヒートパイプ式冷房φ冷凍装置の機器配置を示す図
、第５図は、従来の反応槽の一部断面図、第６図は、水
素貯蔵合金の水垢吸収、放出によるヒートポンプの圧カ
一温度特性佛図、第７図は、低温側反応槽の熱交換手段
の出口の熱媒体の温度一時間特性を示す線図である。 １：高温側反応槽、１ａ：合金充填室、１ｂ：熱媒体室
、ＩＣ：仕切板、２：低温側反応槽、２ａ：合金充填室
、２ｂ：熱媒体室、２Ｃ：仕切板、３：水素流通路、４
：高熱源、４′＝（高熱源に該尚する）ストレージタン
ク、４′ａ ：太陽熱コレクター、４’ｂ：補助熱源、
４’ｃ 、 ４’ｄ ：温度センサ、４′ｅ：比較器、
４′ｆ：温度リレー、７：低熱源、９：冷房・冷凍装置
の熱交換器、１０．１０’：ヒートパイプ、Ｍ：高温側
水素貯蔵合金、Ｍ′：低温側水素貯蔵合金、Ｌ４：低高
温往き回路（熱媒体循環路）、Ｌ’４：低范１図 第５図 第６図 第７図 時叩
Claims (2)
- （１）低温側反応槽に、低温側水素貯蔵合金を充填した
合金充填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け
、熱媒体室をポンプおよびバルブを設けて低熱源に接続
する熱媒体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒
体室との間にヒートパイプを配置し、高温側反応槽に、
高温側水素貯蔵合金を充填した合金充填室と、合金充填
室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒体室を、ポンプお
よびバルブを設けて高熱源および低熱源に接続する熱媒
体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との
間にヒートパイプを配置し、前記両合金充填室を水素流
通路で接続し、かつ低温側反応槽の熱媒体室を、バルブ
およびポンプを設けた熱媒体循環路にて冷房装置または
冷凍装置の熱交換器に接続したことを特徴とする水素貯
蔵合金を利用したヒートパイプ式冷房・冷凍装置。 - （２）低温側反応槽に、低温側水素貯蔵合金を充填した
合金充填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け
、熱媒体室をポンプおよびバルブを設けて低熱源に接続
する熱媒体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒
体室との間にヒートパイプを配置し、高温側反応槽に、
高温側水素貯蔵合金を充填した合金充填室と、合金充填
室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒体室を、ポンプお
よびバルブを設けて高熱源および低熱源に接続する熱媒
体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との
間にヒートパイプを配置し、前記両合金充填室を水素流
通路で接続し、かつ低温側反応槽の熱媒体室を、バルブ
およびポンプを設けた熱媒体循環路にて冷房装置または
冷凍装置の熱交換器に接続した水素貯蔵合金を利用した
ヒートパイプ式冷房・冷凍装置において、高熱源として
熱媒体のストレージタンクを設け、該ストレージタンク
を太陽熱コレクターに熱媒体循環路にて接続し、太陽熱
コレクターの出口付近とストレージタンクとに温度セン
サを設け、該両温度センサからの電気信号値を比較して
熱媒体循環路を流通する熱媒体の流量制御を行うと共に
該ストレージタンクの熱媒体を加熱する補助熱源を設け
たことを特徴とする水素貯蔵合金を利用したヒートパイ
プ式冷房・冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028338A JPS61190261A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式冷房・冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028338A JPS61190261A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式冷房・冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190261A true JPS61190261A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12245817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028338A Pending JPS61190261A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式冷房・冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190261A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246170A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | 三洋電機株式会社 | 熱輸送装置 |
| JPH02150676A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Fujikura Ltd | 水素吸蔵合金を用いた加熱冷却システム |
| JP2002543360A (ja) * | 1999-02-26 | 2002-12-17 | テンプラ テクノロジー，インコーポレーテッド | ヒートシンク材料の調製 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60028338A patent/JPS61190261A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246170A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | 三洋電機株式会社 | 熱輸送装置 |
| JPH02150676A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Fujikura Ltd | 水素吸蔵合金を用いた加熱冷却システム |
| JP2002543360A (ja) * | 1999-02-26 | 2002-12-17 | テンプラ テクノロジー，インコーポレーテッド | ヒートシンク材料の調製 |
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