JPS62202971A - 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 - Google Patents
間欠作動式ヒ−トポンプ装置Info
- Publication number
- JPS62202971A JPS62202971A JP61046517A JP4651786A JPS62202971A JP S62202971 A JPS62202971 A JP S62202971A JP 61046517 A JP61046517 A JP 61046517A JP 4651786 A JP4651786 A JP 4651786A JP S62202971 A JPS62202971 A JP S62202971A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- working
- gas
- pump device
- hydrogen
- metal hydride
- 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.)
- Granted
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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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
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
本発明は工場廃熱等によって駆動される間欠作動式ヒー
トポンプ装置に関するものである。
トポンプ装置に関するものである。
従来の技術
一般に間欠作動式ヒートポンプ用作動物質としてゼオラ
イトあるいは金属水素化物等が用いられ、これらの作動
物質と反応する作動気体は前者に対しては水、後者に対
しては水素が相当する。ここでは金属水素化物を用いた
間欠作動式ヒートポンプ装置の従来例について説明する
。
イトあるいは金属水素化物等が用いられ、これらの作動
物質と反応する作動気体は前者に対しては水、後者に対
しては水素が相当する。ここでは金属水素化物を用いた
間欠作動式ヒートポンプ装置の従来例について説明する
。
ＴｉＭｎ系合金に代表される金属水素化物はある温度圧
力条件のもとて水素ガスを吸蔵して発熱反一応を行ない
、別の温度、圧力条件のもとでは水素ガスを放出して吸
熱反応を行なう。金属水素化物の上記の特性を利用して
金属水素化物が水素と反応する際の反応熱を適当な熱媒
により熱交換することによって外部に取り出し、温熱発
生時には暖ｍ給湯用として、冷熱発生時には冷房用とし
て利用することができる。駆動用熱源として高温の工場
廃ガスを用いた間欠作動式ヒートポンプ装置の従来の構
成例を第２図に示す。
力条件のもとて水素ガスを吸蔵して発熱反一応を行ない
、別の温度、圧力条件のもとでは水素ガスを放出して吸
熱反応を行なう。金属水素化物の上記の特性を利用して
金属水素化物が水素と反応する際の反応熱を適当な熱媒
により熱交換することによって外部に取り出し、温熱発
生時には暖ｍ給湯用として、冷熱発生時には冷房用とし
て利用することができる。駆動用熱源として高温の工場
廃ガスを用いた間欠作動式ヒートポンプ装置の従来の構
成例を第２図に示す。
２つの異なる水素吸蔵平衡圧を有する金属水素化物１（
ＭＨ，と呼ぶ）及び金属水素化物２（ＭＨ２）は第２図
に示すように金属水素化物収容容器３および４内に充て
んされており、特に金属水素化物収容容器３は複数の管
状の容器に分割されている。
ＭＨ，と呼ぶ）及び金属水素化物２（ＭＨ２）は第２図
に示すように金属水素化物収容容器３および４内に充て
んされており、特に金属水素化物収容容器３は複数の管
状の容器に分割されている。
金属水素化物１および２は水素導管６によって連通して
お）、前記導管６の途中にバルブ６が設けられている。
お）、前記導管６の途中にバルブ６が設けられている。
複数に分割された金属水素化物収容容器３は高温ガス通
路７内に設置されており高温ガス８により加熱されるよ
うになっている。金属水素化物収容容器４には熱媒体流
路９が設けられ金属水素化物が水素を吸蔵解離する際の
反応熱を熱交換により熱媒体に伝達するように構成され
ている。
路７内に設置されており高温ガス８により加熱されるよ
うになっている。金属水素化物収容容器４には熱媒体流
路９が設けられ金属水素化物が水素を吸蔵解離する際の
反応熱を熱交換により熱媒体に伝達するように構成され
ている。
今、ＭＨ４からＭＨ２へ水素を移動させる場合を考える
。水素移動開始前にはＭＨｌばＭＨ２よりも水素の汲蔵
量が多い状態にある。高温ガス８によりＭＨ，は高温に
加熱され水素平衡圧力が一方のＭＨ２よシ高くなりバル
ブ６を開けることによって水素はＭＨ，からＭＨ２へ移
動する。このとき、ＭＨ２は水素を吸蔵するため発熱反
応を起こし発生した熱は熱媒体により外部へ取りだされ
る。ここで金属水素化物収容容器３が高温ガス８より加
熱される際高温ガス８に最も近接した最前列のＭＨ，の
温度が最も高く、高温ガス８の流動方向に従ってＭＨ４
との熱交換により高温ガス８の温度が低下するとともに
、また温度の低下により高温ガスの流速が減少するため
熱伝達率も低下するため後列にいくに従ってＭＨｌの加
熱される温度は低くなる。このようにＭＨｌの温度に均
一性が得られず、温度分布を有するときには水素解離平
衡圧にも高低差が生じ、バルブ６をあけてＭＨ４からＭ
Ｈ２へ水素を移動させた場合、水素の移動は圧力差で起
こるだめ、水素解離平衡圧の高い部分（温度の高い部分
）のＭＨ，からの水素移動量が最も多く、水素解離平衡
圧の低い部分（温度の低い部分）のＭＨ，からの水素移
動量が最も少なくなる。つまり、分割された金属水素化
物収容容器３にＭＨ，を等分に充てんしても、加熱温度
の不均一性によシ水素移動盪が異なシ、合金の利用度に
差が生じて温度の低い部分のＭＨ，は利用度が悪いとい
う欠点があった。
。水素移動開始前にはＭＨｌばＭＨ２よりも水素の汲蔵
量が多い状態にある。高温ガス８によりＭＨ，は高温に
加熱され水素平衡圧力が一方のＭＨ２よシ高くなりバル
ブ６を開けることによって水素はＭＨ，からＭＨ２へ移
動する。このとき、ＭＨ２は水素を吸蔵するため発熱反
応を起こし発生した熱は熱媒体により外部へ取りだされ
る。ここで金属水素化物収容容器３が高温ガス８より加
熱される際高温ガス８に最も近接した最前列のＭＨ，の
温度が最も高く、高温ガス８の流動方向に従ってＭＨ４
との熱交換により高温ガス８の温度が低下するとともに
、また温度の低下により高温ガスの流速が減少するため
熱伝達率も低下するため後列にいくに従ってＭＨｌの加
熱される温度は低くなる。このようにＭＨｌの温度に均
一性が得られず、温度分布を有するときには水素解離平
衡圧にも高低差が生じ、バルブ６をあけてＭＨ４からＭ
Ｈ２へ水素を移動させた場合、水素の移動は圧力差で起
こるだめ、水素解離平衡圧の高い部分（温度の高い部分
）のＭＨ，からの水素移動量が最も多く、水素解離平衡
圧の低い部分（温度の低い部分）のＭＨ，からの水素移
動量が最も少なくなる。つまり、分割された金属水素化
物収容容器３にＭＨ，を等分に充てんしても、加熱温度
の不均一性によシ水素移動盪が異なシ、合金の利用度に
差が生じて温度の低い部分のＭＨ，は利用度が悪いとい
う欠点があった。
この欠点は他の作動物質、例えばゼオライトにおいても
同様である。
同様である。
発明が解決しようとする問題点
以上述べたように高温ガスによって複数に分割された作
動物質収容容器を加熱するとき、作動物質の各収容容器
間に温度分布が生じる。温度が低い部分の作動物質はそ
の作動気体に対する解離平衡圧う；低くなシ、対になっ
た他の収容容器へ作動気体を移動させる場合、作動気体
の移動量は温度の高い部分の作動物質に較べて少なくな
シ、作動物質としての利用度が悪くなるという欠点があ
った。
動物質収容容器を加熱するとき、作動物質の各収容容器
間に温度分布が生じる。温度が低い部分の作動物質はそ
の作動気体に対する解離平衡圧う；低くなシ、対になっ
た他の収容容器へ作動気体を移動させる場合、作動気体
の移動量は温度の高い部分の作動物質に較べて少なくな
シ、作動物質としての利用度が悪くなるという欠点があ
った。
問題点を解決するだめの手段
本発明は以上のように、作動物質あるいは作動気体を収
容した複数の容器を互いに連通させ、相互に作動気体の
移動を行なわせて作動物質が作動気体と反応する際の反
応熱を暖房給湯（あるいは冷房）に利用する間欠作動式
ヒートポンプ装置の少くとも一方の作動物質収容容器が
複数の容器に分割されて、高温ガスの通路内に設置され
、高温ガスによシ加熱されて作動気体を放出する際に、
作動物質収容容器の配列が高温ガスの流動方向に従って
たとえば、とばん目配列から千鳥配列へ移行すること等
により、前記容器の配列を不均一にすることにより解決
しようとするものである。
容した複数の容器を互いに連通させ、相互に作動気体の
移動を行なわせて作動物質が作動気体と反応する際の反
応熱を暖房給湯（あるいは冷房）に利用する間欠作動式
ヒートポンプ装置の少くとも一方の作動物質収容容器が
複数の容器に分割されて、高温ガスの通路内に設置され
、高温ガスによシ加熱されて作動気体を放出する際に、
作動物質収容容器の配列が高温ガスの流動方向に従って
たとえば、とばん目配列から千鳥配列へ移行すること等
により、前記容器の配列を不均一にすることにより解決
しようとするものである。
作用
本発明は上記した構成により高温ガスによって複数に分
割された作動物質収容容器を加熱して、作動気体を放出
させる際、各収容容器の温度分布を均一にして作動気体
放出量を一定にすることができ、作動物質の利用率の均
一化が図れる。
割された作動物質収容容器を加熱して、作動気体を放出
させる際、各収容容器の温度分布を均一にして作動気体
放出量を一定にすることができ、作動物質の利用率の均
一化が図れる。
実施例
以下本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図は本発明の一実施例の金属水素化物を用いた間
欠作動式ヒートポンプ装置の構成図である。
。第１図は本発明の一実施例の金属水素化物を用いた間
欠作動式ヒートポンプ装置の構成図である。
金属水素化物１（ＭＨｌ）は多数に分割された管状の金
属水素化物収容容器３に等量づつ充てんされている。金
属水素化物２（ＭＨ２）は金属水素化物収容容器４に充
てんされている。管状の金属水素化物収容容器３の端部
にはそれぞれ水素ガスが流出入するための配管が接続さ
れておシ、それらが集合して、最終的に一本の水素導管
６を形成している。金属水素化物収容容器４は水素導管
５によって金属水素化物収容容器３と連通している。水
素導管６の途中にはパルプ６が設けられている。
属水素化物収容容器３に等量づつ充てんされている。金
属水素化物２（ＭＨ２）は金属水素化物収容容器４に充
てんされている。管状の金属水素化物収容容器３の端部
にはそれぞれ水素ガスが流出入するための配管が接続さ
れておシ、それらが集合して、最終的に一本の水素導管
６を形成している。金属水素化物収容容器４は水素導管
５によって金属水素化物収容容器３と連通している。水
素導管６の途中にはパルプ６が設けられている。
多数の管状の金属水素化物収容容器３は、高温ガス通路
７に設置され、高温気体ガス８よシ加熱されるように構
成されている。金属水素化物収容容器３の配列は、高温
気体ガスの流動する方向に従ってとばん目配列から千鳥
配列へ連続的に移行している。
７に設置され、高温気体ガス８よシ加熱されるように構
成されている。金属水素化物収容容器３の配列は、高温
気体ガスの流動する方向に従ってとばん目配列から千鳥
配列へ連続的に移行している。
金属水素化物収容容器４には、熱媒体流路９が設けられ
、金属水素化物２が水素を吸蔵あるいは解離する際の反
応熱を熱媒体に伝達し外部に取り出せるように構成され
ている。
、金属水素化物２が水素を吸蔵あるいは解離する際の反
応熱を熱媒体に伝達し外部に取り出せるように構成され
ている。
上記した構成の間欠作動式ヒートポンプ装置において金
属水素化物１（ＭＨ，）から金属水素化物２（ＭＨ２）
へ水素を移動させてＭｌ（２が水素を吸蔵する際の反応
熱を熱媒体流路９内の熱媒体に伝達し外部に取り出して
暖房あるいは給湯として利用しようとする場合を考える
。
属水素化物１（ＭＨ，）から金属水素化物２（ＭＨ２）
へ水素を移動させてＭｌ（２が水素を吸蔵する際の反応
熱を熱媒体流路９内の熱媒体に伝達し外部に取り出して
暖房あるいは給湯として利用しようとする場合を考える
。
金属水素化物１より水素を放出させるために、多数に分
割された金属水素化物収容容器３は高温ガス８によシ加
熱されるが、金属水素化物収容容器３の高温ガス８の流
入側の部分は後列の容器が前列の容器の影になるために
ガス側熱伝達率が悪いとばん目配列になっており、高温
ガス８の温度は高いものの金属水素化物１の温度はあま
りあがらない。ところが、高温ガスの流出側に向かうに
従って収容容器３の配列は千鳥配列となりガス側熱伝達
率が高くなるため、前列までの熱伝達によって高温ガス
８の温度は下がっているものの、金属水素化物１の温度
は前列までのものとかわらず、全体的に金属水素化物１
の温度は均一に加熱されることになる。
割された金属水素化物収容容器３は高温ガス８によシ加
熱されるが、金属水素化物収容容器３の高温ガス８の流
入側の部分は後列の容器が前列の容器の影になるために
ガス側熱伝達率が悪いとばん目配列になっており、高温
ガス８の温度は高いものの金属水素化物１の温度はあま
りあがらない。ところが、高温ガスの流出側に向かうに
従って収容容器３の配列は千鳥配列となりガス側熱伝達
率が高くなるため、前列までの熱伝達によって高温ガス
８の温度は下がっているものの、金属水素化物１の温度
は前列までのものとかわらず、全体的に金属水素化物１
の温度は均一に加熱されることになる。
従ってパルプ６を開けて水素ガスを金属水素化物２へ向
かって放出させる場合、多数に分割された金属水素化物
１の温度が均一であるため水素平衡圧力も均一となり、
全ての分割された金属水素化物収容容器３からほぼ等量
ずつの水素が放出されることになる。つまり分割された
金属水素化物収容容器３の各分割要素において内部に充
てんされた金属水素化物１の水素吸蔵放出能力を均一に
利用することができるのである。
かって放出させる場合、多数に分割された金属水素化物
１の温度が均一であるため水素平衡圧力も均一となり、
全ての分割された金属水素化物収容容器３からほぼ等量
ずつの水素が放出されることになる。つまり分割された
金属水素化物収容容器３の各分割要素において内部に充
てんされた金属水素化物１の水素吸蔵放出能力を均一に
利用することができるのである。
以上、金属水素化物を用いた間欠作動式ヒートポンプ装
置についてその実施例を説明したが、他の作動物質、例
えばゼオライト等に対しても同様に実施できる。
置についてその実施例を説明したが、他の作動物質、例
えばゼオライト等に対しても同様に実施できる。
発明の効果
以上のように本発明は、高温ガス流中に配した分割され
た作動物質の温度を均一に上昇させることができる。
た作動物質の温度を均一に上昇させることができる。
第１図は本発明の一実施例における金属水素化物利用間
欠作動式ヒートポンプ装置の原理図、第２図は従来の間
欠作動式ヒートポンプ装置の原理図である。 １．２・・・・・・金属水素化物、３．４・・・・・・
金属水素化物収容容器、６・・・・・・水素導管、７・
・・・・・高温ガス通路、８・・・・・・高温ガス、９
・・・・・・熱媒体流路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１．
２−−一金属水素化物 ３．４−−一会眉水素化物Ｒ容客量 ５− 水素導管 ６− バルブ ７− 高温ガス透纂 ８− 高温力ス 第１図 第２図
欠作動式ヒートポンプ装置の原理図、第２図は従来の間
欠作動式ヒートポンプ装置の原理図である。 １．２・・・・・・金属水素化物、３．４・・・・・・
金属水素化物収容容器、６・・・・・・水素導管、７・
・・・・・高温ガス通路、８・・・・・・高温ガス、９
・・・・・・熱媒体流路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１．
２−−一金属水素化物 ３．４−−一会眉水素化物Ｒ容客量 ５− 水素導管 ６− バルブ ７− 高温ガス透纂 ８− 高温力ス 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）作動物質あるいは前記作動物質と反応する作動気
体を収容した複数の容器を互いに連通させ、相互に作動
気体の移動を行なわせて作動物質が作動気体と反応する
際の反応熱を暖房給湯（あるいは冷房）に利用する間欠
作動式ヒートポンプ装置の少くとも一方の作動物質収容
容器が複数の容器に分割されて高温ガスの通路内に設置
され、前記高温ガスによる加熱を受ける場合に、高温ガ
スの流動方向に直角方向の前記作動物質収容容器の配列
ピッチが不均一な間欠作動式ヒートポンプ装置。 - （２）高温ガスの通路内における作動物質収容容器の配
列が、少くともごばん目配列部分を有した千鳥配列であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の間欠作
動式ヒートポンプ装置。 - （３）高温ガスの流動方向に従って、作動物質収容容器
の配列がごばん目配列から千鳥配列へ移行することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の間欠作動式ヒート
ポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61046517A JPS62202971A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61046517A JPS62202971A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202971A true JPS62202971A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0414260B2 JPH0414260B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=12749463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61046517A Granted JPS62202971A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62202971A (ja) |
-
1986
- 1986-03-04 JP JP61046517A patent/JPS62202971A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414260B2 (ja) | 1992-03-12 |
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