JPS6158667B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6158667B2 JPS6158667B2 JP55168662A JP16866280A JPS6158667B2 JP S6158667 B2 JPS6158667 B2 JP S6158667B2 JP 55168662 A JP55168662 A JP 55168662A JP 16866280 A JP16866280 A JP 16866280A JP S6158667 B2 JPS6158667 B2 JP S6158667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- hydrogen
- tape
- metal hydride
- temperature
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエネルギー変換装置に関し、詳細には
金属水素化物による水素の吸蔵放出反応を利用し
て水素流を形成し、この水素流の有する流れエネ
ルギーを機械エネルギーに変換する装置に関す
る。
金属水素化物による水素の吸蔵放出反応を利用し
て水素流を形成し、この水素流の有する流れエネ
ルギーを機械エネルギーに変換する装置に関す
る。
ある種の金属や合金が速やかに発熱的に水素を
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。このような金属水素化物の平衡
分解圧Pは一般に温度の函数であつて、第1図に
示すように温度Tが高い程、平衡分解圧も大き
い。
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。このような金属水素化物の平衡
分解圧Pは一般に温度の函数であつて、第1図に
示すように温度Tが高い程、平衡分解圧も大き
い。
近年、金属水素化物のこのような特性を利用し
た種々のエネルギー変換装置が提案されている
が、多くは二種以上の金属水素化物をそれぞれ熱
交換器をなす密閉容器に充填し、一方の熱交換器
を加熱して金属水素化物から水素を放出させると
共に、この水素を冷却した他方の熱交換器に導
き、他方の金属水素化物に吸蔵させる動作を各熱
交換器に交互に繰返させ、バツチ方式にて水素流
を得ている。従つて、このような装置において
は、各熱交換器を交互に加熱又は冷却するために
切換え可能な複雑な熱媒回路とそのための制御機
構を要すると共に、熱媒回路自体が熱容量を有す
るために熱媒回路に温度の異なる熱媒を流通させ
る際の熱損失も無視できない。
た種々のエネルギー変換装置が提案されている
が、多くは二種以上の金属水素化物をそれぞれ熱
交換器をなす密閉容器に充填し、一方の熱交換器
を加熱して金属水素化物から水素を放出させると
共に、この水素を冷却した他方の熱交換器に導
き、他方の金属水素化物に吸蔵させる動作を各熱
交換器に交互に繰返させ、バツチ方式にて水素流
を得ている。従つて、このような装置において
は、各熱交換器を交互に加熱又は冷却するために
切換え可能な複雑な熱媒回路とそのための制御機
構を要すると共に、熱媒回路自体が熱容量を有す
るために熱媒回路に温度の異なる熱媒を流通させ
る際の熱損失も無視できない。
本発明は上記の問題を解決するためになされた
ものであつて、金属水素化物を連続して移送し、
この移送の過程で熱交換部を通過させて熱交換す
ることにより、本質的に連続して動作させること
ができ、従つて、複雑な熱媒回路や制御機構を何
ら要しないエネルギー変換装置を提供することを
目的とする。
ものであつて、金属水素化物を連続して移送し、
この移送の過程で熱交換部を通過させて熱交換す
ることにより、本質的に連続して動作させること
ができ、従つて、複雑な熱媒回路や制御機構を何
ら要しないエネルギー変換装置を提供することを
目的とする。
本発明のエネルギー変換装置は、密閉容器内に
隔壁にて区画形成された第一室及び第二室と、金
属水素化物を担持し、第一室及び第二室内にそれ
ぞれ配設されたロール間を隔壁を貫通して連続し
て往復走行されるテープと、第一室においてロー
ルを介してテープを冷却する低温熱媒と、第二室
においてロールを介してテープを加熱する高温熱
媒と、第一室と第二室との間をエキスパンダを介
して連通させる水素管とを有し、第二室において
金属水素化物から高い圧力で水素を放出させ、水
素管により第一室に導いて金属水素化物に低い圧
力で吸蔵させると共にエキスパンダを動作させ
て、水素の流れエネルギーを機械エネルギーに変
換するようにしたことを特徴とするものであり、
さらに本発明による他のエネルギー変換装置は、
第一室と第二室との間に中間室が設けられ、第一
室と中間室との間で第一の金属水素化物を担持す
る第一のテープが走行され、中間室と第二室との
間で平衡分解圧特性が第一の金属水素化物よりも
低温領域にある第二の金属水素化物を担持する第
二のテープが走行され、第一の金属水素化物に第
一室において低い圧力で水素を吸蔵させ、中間室
にて加熱して放出させると共に、第二の金属水素
化物に中間室にて冷却して吸蔵させ、第二室にお
いて高い圧力で放出させ、このようにしてより高
圧の水素を第一室で得るように構成されている。
隔壁にて区画形成された第一室及び第二室と、金
属水素化物を担持し、第一室及び第二室内にそれ
ぞれ配設されたロール間を隔壁を貫通して連続し
て往復走行されるテープと、第一室においてロー
ルを介してテープを冷却する低温熱媒と、第二室
においてロールを介してテープを加熱する高温熱
媒と、第一室と第二室との間をエキスパンダを介
して連通させる水素管とを有し、第二室において
金属水素化物から高い圧力で水素を放出させ、水
素管により第一室に導いて金属水素化物に低い圧
力で吸蔵させると共にエキスパンダを動作させ
て、水素の流れエネルギーを機械エネルギーに変
換するようにしたことを特徴とするものであり、
さらに本発明による他のエネルギー変換装置は、
第一室と第二室との間に中間室が設けられ、第一
室と中間室との間で第一の金属水素化物を担持す
る第一のテープが走行され、中間室と第二室との
間で平衡分解圧特性が第一の金属水素化物よりも
低温領域にある第二の金属水素化物を担持する第
二のテープが走行され、第一の金属水素化物に第
一室において低い圧力で水素を吸蔵させ、中間室
にて加熱して放出させると共に、第二の金属水素
化物に中間室にて冷却して吸蔵させ、第二室にお
いて高い圧力で放出させ、このようにしてより高
圧の水素を第一室で得るように構成されている。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説
明する。
明する。
第2図は本発明のエネルギー変換装置の一実施
例を示し、密閉容器1は隔壁2によつて第一室3
と第二室4とに区画され、第一室には低温ロール
5が、第二室には高温ロール6がそれぞれ配設さ
れ、それぞれ低温熱媒7及び高温熱媒8に熱交換
し得るように熱的に接続されていると共に、低温
ロールと高温ロールとの間には金属水素化物MH
を担持したテープ(以下、単にテープという。)
9が無端回転ベルト状に巻掛けられて、隔壁に設
けられた適宜のシール手段によつて気密を実質的
に保ちつつ、隔壁を貫通し、一定方向に走行駆動
される。
例を示し、密閉容器1は隔壁2によつて第一室3
と第二室4とに区画され、第一室には低温ロール
5が、第二室には高温ロール6がそれぞれ配設さ
れ、それぞれ低温熱媒7及び高温熱媒8に熱交換
し得るように熱的に接続されていると共に、低温
ロールと高温ロールとの間には金属水素化物MH
を担持したテープ(以下、単にテープという。)
9が無端回転ベルト状に巻掛けられて、隔壁に設
けられた適宜のシール手段によつて気密を実質的
に保ちつつ、隔壁を貫通し、一定方向に走行駆動
される。
また、第一室と第二室の間は水素管10にてエ
キスパンダ11を介して連結される。エキスパン
ダとは流体の有する流れエネルギーを機械エネル
ギーに変換する装置であつて、例えば往復動機関
やタービンをいう。普通、エキスパンダには更に
発電機12等の上記機械エネルギーを他の形態に
変換する装置が接続される。
キスパンダ11を介して連結される。エキスパン
ダとは流体の有する流れエネルギーを機械エネル
ギーに変換する装置であつて、例えば往復動機関
やタービンをいう。普通、エキスパンダには更に
発電機12等の上記機械エネルギーを他の形態に
変換する装置が接続される。
低温ロールの温度をTL、高温ロールの温度を
THとし、上記のエネルギー変換装置の動作を第
1図に基づいて説明する。低圧室においてテープ
に支持されたMHは低温ロールにより温度TLに
冷却されつつ、発熱的に水素を吸蔵し、次に第二
室に入つてMHは高温ロールにより温度THに加
熱されつつ、吸熱的に高い圧力で水素を放出す
る。このようにしてMHは第一室において低圧の
水素を吸蔵し、第二室にて高圧の水素を放出する
から、この放出された水素は水素管によりエキス
パンダに供給され、ここで水素の有する流れエネ
ルギーが機械エネルギーに変換され、一方、水素
は低圧となつて第二室に循環される。
THとし、上記のエネルギー変換装置の動作を第
1図に基づいて説明する。低圧室においてテープ
に支持されたMHは低温ロールにより温度TLに
冷却されつつ、発熱的に水素を吸蔵し、次に第二
室に入つてMHは高温ロールにより温度THに加
熱されつつ、吸熱的に高い圧力で水素を放出す
る。このようにしてMHは第一室において低圧の
水素を吸蔵し、第二室にて高圧の水素を放出する
から、この放出された水素は水素管によりエキス
パンダに供給され、ここで水素の有する流れエネ
ルギーが機械エネルギーに変換され、一方、水素
は低圧となつて第二室に循環される。
第3図は本発明による別のエネルギー変換装置
の一実施例を示し密封容器1は隔壁2にて第一室
3、中間室13及び第二室4とに区画されてい
る。第一室に配した低温ロール5と中間室に配し
た高温ロール14との間に第一の金属水素化物
M1Hを担持した回転ベルト状の第一のテープ1
5が巻掛けられ、隔壁に設けられ適宜のシール手
段によつて気密を実質的に保ちつつ、隔壁を貫通
し、一定の方向に走行駆動される。上記低温ロー
ル5は低温熱媒7に、上記高温ロール14は高温
熱媒8にそれぞれ熱交換し得るように熱的に接続
されている。また、第4図に示すように、平衡分
解圧特性がM1Hよりも低温領域にある第二の金
属水素化物M2Hを担持した第二のテープ16
が、中間室に配した低温ロール17と第二室に配
した高温ロール6との間に巻掛けられて、前記と
同様に隔壁を貫通して、中間室と第二室との間を
連続して往復走行される。この低温ロール17は
低温熱媒7に、高温ロール6は高温熱媒8に熱交
換し得るように接続されている。すなわち、第二
室と第一室との間に中間室が設けられ、この中間
室に異なる平衡分解圧特性を有する金属水素化物
が異なる温度で支持されるように配されている。
の一実施例を示し密封容器1は隔壁2にて第一室
3、中間室13及び第二室4とに区画されてい
る。第一室に配した低温ロール5と中間室に配し
た高温ロール14との間に第一の金属水素化物
M1Hを担持した回転ベルト状の第一のテープ1
5が巻掛けられ、隔壁に設けられ適宜のシール手
段によつて気密を実質的に保ちつつ、隔壁を貫通
し、一定の方向に走行駆動される。上記低温ロー
ル5は低温熱媒7に、上記高温ロール14は高温
熱媒8にそれぞれ熱交換し得るように熱的に接続
されている。また、第4図に示すように、平衡分
解圧特性がM1Hよりも低温領域にある第二の金
属水素化物M2Hを担持した第二のテープ16
が、中間室に配した低温ロール17と第二室に配
した高温ロール6との間に巻掛けられて、前記と
同様に隔壁を貫通して、中間室と第二室との間を
連続して往復走行される。この低温ロール17は
低温熱媒7に、高温ロール6は高温熱媒8に熱交
換し得るように接続されている。すなわち、第二
室と第一室との間に中間室が設けられ、この中間
室に異なる平衡分解圧特性を有する金属水素化物
が異なる温度で支持されるように配されている。
中間室の高温ロール14は第二室の高温ロール
6と共通の高温熱媒に、中間室の低温ロール14
は第一室の低温ロール5と共通の低温熱媒にそれ
ぞれ熱的に接続されているが、後に説明する動作
から容易に理解できるように、中間室における高
温ロール14が低温ロール17よりも高い温度に
維持されればよく、それぞれ高温熱媒8及び低温
熱媒7に接続される必要はない。
6と共通の高温熱媒に、中間室の低温ロール14
は第一室の低温ロール5と共通の低温熱媒にそれ
ぞれ熱的に接続されているが、後に説明する動作
から容易に理解できるように、中間室における高
温ロール14が低温ロール17よりも高い温度に
維持されればよく、それぞれ高温熱媒8及び低温
熱媒7に接続される必要はない。
この装置の動作を第4図のサイクル線図に基づ
いて説明する。先ず、第一室において、M1Hは
温度TLの低温ロール5により冷却され、点Aの
状態で水素を吸蔵し、中間室において高温ロール
14によつて温度THに加熱され、点Bの状態で
水素を吸熱的に放出する。この水素は低温ロール
17により温度TLに冷却されているM2Hに点C
の状態で吸蔵され、M2Hは第二室において温度
THに加熱され、点Dの状態で高圧の水素を放出
する。すなわち、第一室で低い圧力で吸蔵された
水素は、中間室において二種の金属水素化物間で
授受され、第二室で高圧の水素として放出され
る。
いて説明する。先ず、第一室において、M1Hは
温度TLの低温ロール5により冷却され、点Aの
状態で水素を吸蔵し、中間室において高温ロール
14によつて温度THに加熱され、点Bの状態で
水素を吸熱的に放出する。この水素は低温ロール
17により温度TLに冷却されているM2Hに点C
の状態で吸蔵され、M2Hは第二室において温度
THに加熱され、点Dの状態で高圧の水素を放出
する。すなわち、第一室で低い圧力で吸蔵された
水素は、中間室において二種の金属水素化物間で
授受され、第二室で高圧の水素として放出され
る。
従つて、前記と同様に第二室にて高圧で放出さ
れた水素は水素管10を低圧室に移送される過程
でエキスパンダ11を動作させる。
れた水素は水素管10を低圧室に移送される過程
でエキスパンダ11を動作させる。
また、本発明においては、中間室は直列に複数
室設けられていてもよい。一般的には第5図に示
すように、第一室3から第二室4に向つて順に数
nの中間室C1,C2,…………,Cnが設けられた
場合、M1HテープとM2Hテープとの間に金属水
素化物A1,A2,…………,An−1をそれぞれ担
持した数(n−1)の中間テープが隣接する中間
室の間で回転ベルト状に走行される。ここに、各
金属水素化物は、平衡分解圧特性がM1H,A1,
…………Ai,…………,An−1,M2Hの順に低
温領域にあるように選ばれ、第一室から数えて第
1番目の中間室C1においては、A1テープがよい
低い温度に、Ai−1テープがより高い温度に保
たれて、テープ間で水素の授受が行なわれる。な
お、熱媒の種類を少なくするためには、中間室
CiにおけるAiテープをすべて温度TLの低温熱媒
に、また、Ai−1テープをすべて温度THの高温
熱媒に熱的に接続すればよい。このようにして、
第6図に示すように、AからB,Cを経てDに至
る水素昇圧のジグザグの段階がふえ、より高圧の
水素を金属水素化物M2Hから得ることができ
る、より高出力の機械エネルギーを得ることがで
きる。
室設けられていてもよい。一般的には第5図に示
すように、第一室3から第二室4に向つて順に数
nの中間室C1,C2,…………,Cnが設けられた
場合、M1HテープとM2Hテープとの間に金属水
素化物A1,A2,…………,An−1をそれぞれ担
持した数(n−1)の中間テープが隣接する中間
室の間で回転ベルト状に走行される。ここに、各
金属水素化物は、平衡分解圧特性がM1H,A1,
…………Ai,…………,An−1,M2Hの順に低
温領域にあるように選ばれ、第一室から数えて第
1番目の中間室C1においては、A1テープがよい
低い温度に、Ai−1テープがより高い温度に保
たれて、テープ間で水素の授受が行なわれる。な
お、熱媒の種類を少なくするためには、中間室
CiにおけるAiテープをすべて温度TLの低温熱媒
に、また、Ai−1テープをすべて温度THの高温
熱媒に熱的に接続すればよい。このようにして、
第6図に示すように、AからB,Cを経てDに至
る水素昇圧のジグザグの段階がふえ、より高圧の
水素を金属水素化物M2Hから得ることができ
る、より高出力の機械エネルギーを得ることがで
きる。
なお、金属水素化物をテープに担持させるに
は、金属水素化物の水素の吸蔵、放出を阻害しな
い限りはどのような方法によつてもよいが、例え
ば磁気テープのように基材フイルム上に金属水素
化物を塗布してもよく、あるいはシリコンゴムフ
イルム中に分散させてもよい。
は、金属水素化物の水素の吸蔵、放出を阻害しな
い限りはどのような方法によつてもよいが、例え
ば磁気テープのように基材フイルム上に金属水素
化物を塗布してもよく、あるいはシリコンゴムフ
イルム中に分散させてもよい。
本発明の装置によれば、以上のように、金属水
素化物はベルト状のテープに担持され、第一室と
第二室との間を連続して往復走行され、この本質
的に連続した作動によつて連続かつ安定した水素
流を得ることができ、この水素流によつて連続し
た電気エネルギー等を得ることができる。従つ
て、また、従来の金属水素化物を充填した熱交換
器を用いる装置においては、熱源を切換えて熱交
換器が交互に加熱、冷却する必要があるのと異な
り、熱源又は熱媒を常時一定の温度に保てばよい
ので、複雑な熱媒回路やこのための制御装置を要
せず、装置機構を簡単化し得て、その効率が高
い。
素化物はベルト状のテープに担持され、第一室と
第二室との間を連続して往復走行され、この本質
的に連続した作動によつて連続かつ安定した水素
流を得ることができ、この水素流によつて連続し
た電気エネルギー等を得ることができる。従つ
て、また、従来の金属水素化物を充填した熱交換
器を用いる装置においては、熱源を切換えて熱交
換器が交互に加熱、冷却する必要があるのと異な
り、熱源又は熱媒を常時一定の温度に保てばよい
ので、複雑な熱媒回路やこのための制御装置を要
せず、装置機構を簡単化し得て、その効率が高
い。
平衡分解圧特性が異なる第一、第二の金属水素
化物とを用い、第一の金属水素化物が担持された
ベルト状のテープが第一室と中間室との間を連続
して走行され、第二の金属水素化物が担持された
ベルト状のテープが中間室と第二室との間を連続
して走行される多段式とすれば、より高圧の水素
を第二の金属水素化物から得ることができ、より
高出力の機械エネルギーを得ることができる。
化物とを用い、第一の金属水素化物が担持された
ベルト状のテープが第一室と中間室との間を連続
して走行され、第二の金属水素化物が担持された
ベルト状のテープが中間室と第二室との間を連続
して走行される多段式とすれば、より高圧の水素
を第二の金属水素化物から得ることができ、より
高出力の機械エネルギーを得ることができる。
第1図は金属水素化物の一般的な平衡分解圧特
性を示すグラフ、第2図は本発明のエネルギー変
換装置の一実施例を示す概略図、第3図は本発明
による別のエネルギー装置の一実施例を示す概略
図、第4図は第3図の装置の動作を説明するサイ
クル線図、第5図はさらに別の実施例を示す概略
図、第6図は第5図の装置の動作を説明するため
のサイクル図である。 1……密封容器、2……隔壁、3……第一室、
4……第二室、5,17……低温ロール、6,1
4……高温ロール、7……低温熱媒、8……高温
熱媒、9,15,16……金属水素化物テープ、
10……水素管、11……エキスパンダ、12…
…発電機、13……中間室。
性を示すグラフ、第2図は本発明のエネルギー変
換装置の一実施例を示す概略図、第3図は本発明
による別のエネルギー装置の一実施例を示す概略
図、第4図は第3図の装置の動作を説明するサイ
クル線図、第5図はさらに別の実施例を示す概略
図、第6図は第5図の装置の動作を説明するため
のサイクル図である。 1……密封容器、2……隔壁、3……第一室、
4……第二室、5,17……低温ロール、6,1
4……高温ロール、7……低温熱媒、8……高温
熱媒、9,15,16……金属水素化物テープ、
10……水素管、11……エキスパンダ、12…
…発電機、13……中間室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 密閉容器内に隔壁にて区画形成された第一室
及び第二室と、金属水素化物を担持し、第一室及
び第二室内にそれぞれ配設されたロール間を隔壁
を貫通して連続して往復走行されるテープと、第
一室内においてロールを介してテープを冷却する
低温熱媒と、第二室内においてロールを介してテ
ープを加熱する高温熱媒と、第一室と第二室との
間をエキスパンダを介して連通させる水素管とを
有し、第一室において金属水素化物から高い圧力
で水素を放出させ、水素管により第一室に導いて
金属水素化物に低い圧力で吸蔵させると共に、エ
キスパンダを動作させて水素の流れエネルギーを
機械エネルギーに変換するようにしたことを特徴
とするエネルギー変換装置。 2 密閉容器内に隔壁にて区画形成された第一
室、中間室及び第二室と、第一に金属水素化物を
担持し、第一室及び中間室内にそれぞれ配設され
たロール間を隔壁を貫通して連続して往復走行さ
れる第一のテープと、平衡分解圧特性が第一の金
属水素化物よりも低温領域にある第二の金属水素
化物を担持し、中間室及び第二室内にそれぞれ配
設されたロール間を隔壁を貫通して連続して往復
走行される第二のテープと、第一室内においてロ
ールを介してテープを冷却する低温熱媒と、第二
室内においてロールを介してテープを加熱する高
温熱媒と、中間室内においてそれぞれロールを介
して第一のテープを加熱し、第二のテープを冷却
するための低温熱媒及び高温熱媒と、第一室と第
二室との間をエキスパンダを介して連通させる水
素管とを有し、第一の金属水素化物に第一室にお
いて低い圧力で水素を吸蔵させ、中間室にて加熱
して放出させると共に、第二の金属水素化物に中
間室にて冷却して吸蔵させ、第二室において高い
圧力で放出させ、水素管により第一室に導くと共
に、エキスパンダを動作させて水素の流れエネル
ギーを機械エネルギーに変換するようにしたこと
を特徴とするエネルギー変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55168662A JPS5793690A (en) | 1980-11-29 | 1980-11-29 | Energy converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55168662A JPS5793690A (en) | 1980-11-29 | 1980-11-29 | Energy converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5793690A JPS5793690A (en) | 1982-06-10 |
| JPS6158667B2 true JPS6158667B2 (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=15872170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55168662A Granted JPS5793690A (en) | 1980-11-29 | 1980-11-29 | Energy converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5793690A (ja) |
-
1980
- 1980-11-29 JP JP55168662A patent/JPS5793690A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5793690A (en) | 1982-06-10 |
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