JPS61197899A - 金属水素化物容器 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は金属水素化物を利用して熱の貯蔵、取り出しを
行なうに好適な金属水素化物容器に関する。

（ロ）従来の技術 ある種の金属あるいは合金は水素と可逆的に反応するが
、この際に生じる反応熱を蓄熱等に利用しようという試
みが現在盤んになされ、熱交換機能を備えた金属水素化
物容器の各種提案が行なわれている。

しかし、従来のこの種の金属水素化物容器は。

例えば、特開昭５８−４７９８９号公報の従来例に見ら
れるように、金属水素化物の充填されている耐圧容器と
熱交換器を別々に設け、その間をヒートパイプで接続す
るなど構造が複雑になる上、金属水素化物と耐圧容器が
直に接触するため耐圧容器を通しての熱損失が大きくな
る。また、金属水素化物とヒートパイプ間の熱伝達を良
くするためヒートパイプにその長手方向に垂直なフィン
を取り付けているが、水素ガスの吸収、放出を繰り返す
ことにより金属水素化物が微粉化したとき、そのフィン
と金属水素化物との接触が減少して熱交換機能が低下す
る欠点があった。

一方、このような欠点を除くため、前記公報には、容器
外側にヒートパイプを配置し、その内側に金属水素化物
を充填して水素の吸収、放出を行なわせ、更に、前記ヒ
ートパイプの外側に熱交換器を取り付けて熱の貯蔵、取
り出しを行なう容器構成例についての提案がなされてい
るが、金属水素化物容器をこのように構成した場合には
耐圧容器本体による顕熱損失が大きくなる欠点があった
。

また、いずれの場合もヒートパイプを介して金属水素化
物と熱媒との間の熱交換を行なっているため、その分だ
け伝熱抵抗が増し畑熱損失が生じる上、伝熱速度が低下
する欠点もあった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は耐圧容器による顕熱損失を減少させると共に、
金属水素化物と熱媒との間の伝熱状態を改善して熱交換
効率の良い金属水素化物容器を提供することを目的とす
る。

（ニ）問題点を解決するための手段 このため本発明は、熱媒管が気密に貫通する円筒容器内
部に、その軸方向に沿って伝熱フィンを配設すると共に
、金属水素化物を収納し、更にその円筒容器端部には水
素を通過させるフィルター付き水素導管を取り付けて熱
交換器を構成し、この熱交換器を断熱性の優れた被膜で
表面をコーティングした断熱材で覆って耐圧容器内に設
置し。

その耐圧容器両端部より断熱性の優れた材質の接続継手
を介して熱媒管と水素導管を外部へ連通させるようにし
たことを特徴としている。

（ホ）作用 熱の再生時に金属水素化物より熱媒管に伝えられた反応
熱は、熱媒管が耐圧容器と断熱されているため、耐圧容
器に伝導することなく熱媒に効率良く伝わり外部に取り
出される。また、熱交換器を包む断熱材中への水素の混
入が断熱材表面の被膜により抑制されるため、熱交換器
本体表面より耐圧容器への水素による伝熱が防止され、
熱損失が著しく減少する。

（へ）実施例 以下１図面に示す実施例について、更に詳細に説明する
。

各図は本発明の一実施例に係る金属水素化物容器の構成
図を示したもので、第１図はその側面図。

第２図は正面断面図、第３図は側面断面図である。

これらの図に示すように１本実施例の金属水素化物容器
は、耐圧容器１内部に断熱材２を介して熱交換容器３を
収容して成る。その熱交換容器３は、金属水素化物４を
収納する円筒容器５に熱媒管６が貫通配置されると共に
、水素導管７が取り付けられて成り、円筒容器５内部に
は金属水素化物４を密封するため、円筒容器５と水素導
管７の間および円筒容器５と熱媒管６の間には、シール
部材８および９が介挿される。

即ち、このシール部材８は、外周面にネジ溝が刻設され
た例えばステンレス類の円筒体より成り。

その内周面には予め水素導管７が固着される。この水素
導管７付きシール部材８を円筒容器５の端面に予め形成
されたネジ穴にネジ込む。これにより、水素導管７を円
筒容器５に気密に取り付けることができる。なお、水素
導管７の先端部には水素は通し得るが金属水素化物粉体
は通し得ないフィルター７ａが形成されている。

一方、シール部材９は、シール部材８と同様その外周面
にはネジ溝が刻設されると共に、その内周面は軸方向先
端に向って心持ち広がるテーパー状に形成されている。

このシール部材９を取り付ける熱媒管６の部分も、シー
ル扉材９の内周面のテーパー形状に対応して心持ち円筒
容器５内部に向って広がるテーパー状に形成されている
。従って。

円筒容器５の端面吊央部に□予め形成されているネジ穴
に熱−管６を通し、その熱媒管６にシール部材９を通し
て上記ネジ穴にシール部材９をネジ込んで行けば、熱媒
管６とシール部材９の間はそのテーパー形状の接合によ
り気密に固着され１円筒容器５とシール部材９の間は螺
合により気密が保たれる。

このように、シール部材８および９を介して水素導管７
および熱媒管６が気菌に取り付けられた円筒容器５の内
部には金属水素化物４が収納されるが。

この金属水素化物４と熱媒管６との間の熱伝導を改善す
るために、熱媒′管６の軸方向に沿って熱媒管６から円
筒容ｉ５に放射状に複数枚の伝熱フィン１０が配設され
ている。

一方、耐圧容器１側にはその内部に配設される熱媒管６
および水素導管７を外部配管６′および７′と接続する
ため、継手１１．１２が設けられる。この継手１１は内
外周両面にネジ溝が刻設される一方。

継手１２は外周面のみネジ溝が形成され、内周面には外
部配管６’　、７’の先端部分が内周面軸方向途中まで
挿入固定されている。

これらの継手を用いて熱媒管６．水素導管７と外部配管
６’　、７’　とを接続するには、耐圧容器１の端面１
ａおよび蓋板１ｂの所定の位置に形成された各ネジ穴に
夫々先ず継手１１をネジ込み固定する。次いで、外部配
管６’　、？’　を固着した継手１２を継手１１の内側
にネジ込む。これにより、耐圧容器１と継手１１の間お
よび継手１１と継手１２の間は螺合により気密が保たれ
る。このとき気密を更により完全なものにしたいと思え
ば、継手１１のフランジ部と耐圧容器１との間、および
、継手１１．１２のフランジ間に弾性材でできたオーリ
ング１３を介在させれば良い。また、各継手１２と外部
配管６’　、７’の間は、前以って行なわれる固着加工
により、更に、熱媒管６．水素導管７と継手１２の間は
前述した熱媒管６とシール部材９間の接合の場合と同じ
要領で気密保持構造が形成される。

ここで、継手を１１４２の２重構造にしているのは熱媒
管６．水素導管７と耐圧容器１間の断熱性を良くするた
めで、継手１１を金属製に、また、継手１２をテフロン
あるいは焼成したセラミックス製の断熱性の優れた材質
で形成することが好ましいが、継手１１と１２の材質を
その反対に用いて構成しても良い。

このようにして熱的にほぼ完全に外気と遮断され、耐圧
容器１内部に密封される熱交換容器３は。

耐圧容器１内部における断熱性を向上するため、耐圧容
器ｌと熱交換容器３間に介在させる断熱材２は、表面が
水素を透過し難く、しかも断熱性に優れた被膜でコーテ
ィングされている。更に全体は耐圧容器ｌの本体部と蓋
板１ｂのフランジ接合により内部が密封されて金属水素
化物が構成される。

以上の構成で、蓄熱時、外部配管６′から熱媒管６を流
れる熱媒からの熱は、熱媒管６の表面および伝熱フィン
１０を介して金属水素化物４に均一に伝達される。この
とき、熱媒から耐圧容器１への熱伝導は、断熱性の継手
１２により阻止されて熱交換容器３へ熱損失無く伝導さ
れ、金属水素化物４へ効率良く給熱される。この熱媒か
らの給熱により金属水素化物４は脱水素化して元の金属
に戻る。

また１発生した水素ガスはフィルター７８を介して水素
導管７から外部配管７′へと取り出され、図示せぬ水素
ボンベへ貯えられる。一方、放熱時、外部配管７′から
水素導管７を通りフィルター７ａを介して供給される水
素ガスは、金属水素化物４と給金して熱を発生する。こ
の発生した熱は断熱材２によって耐圧容器１への伝熱が
阻止され、全て伝熱フィン１０および熱媒管６の表面か
らその内部を流れる熱媒へと伝達され、効率良く外部配
管６′へ取り出され利用される。

このように、本実施例においては、円筒容器５にはシー
ル部材８，９を介在させて水素導管７．熱媒管６を配設
したので１円筒容器５内部が気密に保たれ、円筒容器５
からの水素ガスの洩れが防止される。また、断熱材２の
表面を水素が透過し難く。

断熱性の優れた被膜でコーティングしたので、たとえ円
筒容器５から水素ガスが洩れたとしてもその周囲の極く
僅かな範囲、ｆｆｌに止まり、水素ガスを介しての熱損
失も未然に防止さ扛効率の良い熱交換が期待できる。ま
た、熱媒流路と耐圧容器ｌとの間および水素流路と耐圧
容器１との間には継手１１．１２を介在させたため、耐
圧容器１内部の気密が保たれると共に、熱媒管６あるい
は水素導管７から耐圧容器ｌへの熱損失も著しく減少し
、極めて熱効率の良い金属水素化物容器が得られる。

（ト）発明の効果 以上のように本発明によれば、熱媒流路および水素流路
から耐圧容器への伝熱が抑制され、同時に水素ガスによ
る熱交換容器本体より耐圧容器への伝熱も抑制されるた
め、耐圧容器による顕熱損失を著しく減少させることが
でき、熱交換効率の優れた金属水素化物容器が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る金属水素化物容器の側
面図、第２図はその正面Ａ−＾断面図、第３図はその側
面断面図である６ １・・・耐圧容器、　ｌａ・・・端面、１ｂ・・・蓋板
。 ２・・・断熱材、３・・・熱交換容器、４・・・金属水
素化物、５・・・円筒容器、６・・・熱媒管。 ６’　、７’　　・・・外部配管、７・・・水素導管、
　７ａ・・・　フィルター、８，９・・・シール部材、
１０・・・伝熱フィン。 １１．１２・・・継手、１３・・・オーリング。 Ｓ２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱媒管が気密に貫通する円筒容器内部に、その軸方向に
   沿って伝熱フィンを配設すると共に、金属水素化物を収
   納し、更にその円筒容器端部には水素を通過させるフィ
   ルター付き水素導管を取り付けて熱交換器を構成し、こ
   の熱交換器を断熱性の優れた被膜で表面をコーディング
   した断熱材で覆って耐圧容器内に設置し、その耐圧容器
   両端部より断熱性に優れた材質の接続継手を介して熱媒
   管と水素導管を外部へ導出させて成ることを特徴とする
   金属水素化物容器。