JPS6326832B2 - - Google Patents
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- JPS6326832B2 JPS6326832B2 JP19793681A JP19793681A JPS6326832B2 JP S6326832 B2 JPS6326832 B2 JP S6326832B2 JP 19793681 A JP19793681 A JP 19793681A JP 19793681 A JP19793681 A JP 19793681A JP S6326832 B2 JPS6326832 B2 JP S6326832B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属水素化物を利用したヒートポンプ
装置に関する。
装置に関する。
ある種の金属や合金が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
ており、近年、このような金属水素化物の特性を
利用した種々のヒートポンプ装置が提案されてい
る。
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
ており、近年、このような金属水素化物の特性を
利用した種々のヒートポンプ装置が提案されてい
る。
このようなヒートポンプ装置は従来、原理的に
は金属水素化物を熱交換器を兼ねる二つの密閉容
器に充填し、一方の金属水素化物に吸熱的に水素
を放出させ、この水素を他方の金属水素化物に発
熱的に吸蔵させることにより冷熱出力又は温熱出
力を得、上記の過程を金属水素化物について交互
に行なうように構成されている。
は金属水素化物を熱交換器を兼ねる二つの密閉容
器に充填し、一方の金属水素化物に吸熱的に水素
を放出させ、この水素を他方の金属水素化物に発
熱的に吸蔵させることにより冷熱出力又は温熱出
力を得、上記の過程を金属水素化物について交互
に行なうように構成されている。
即ち、第１図は従来のヒートポンプ装置におい
て冷熱出力又は温熱出力を得るための第１種サイ
クルを示し、第１の金属水素化物M1Hを高温TH
において加熱して水素を放出させ（点Ａ）、作動
温度領域では同一温度で高い平衡分解圧Ｐを有す
る第２の金属水素化物M2Hを中温TM（＜TH）に
保ちつつ、その平衡分解圧を温度THにおける
M1Hよりも小さくしてM1Hとの間に差圧を生ぜ
しめ、M1Hが放出した水素をこの差圧を利用し
てM2Hに発熱的に吸蔵させる（点Ｂ）。次に
M1Hを温度TMに保つと共に、M2Hを低温TL（＜
TM）に保ち、温度TLのM2Hの平衡分解圧を温度
TMのM1Hのそれよりも大きくして、M2Hから吸
熱的に水素を放出させ（点Ｄ）、この水素をM1H
に発熱的に吸蔵させる（点Ｃ）。M1Hを再び温度
THに加熱し、M2Hを温度TMに保てば１サイクル
が完了する。このサイクルにおいて、点Ａに駆動
熱源から駆動エネルギーを与え、点Ｂ及び点Ｃを
大気や水を熱媒とする熱交換器と接続し、点Ｄを
冷水のような冷熱媒に接続することにより、この
冷熱媒から冷熱出力を得ることができる。
て冷熱出力又は温熱出力を得るための第１種サイ
クルを示し、第１の金属水素化物M1Hを高温TH
において加熱して水素を放出させ（点Ａ）、作動
温度領域では同一温度で高い平衡分解圧Ｐを有す
る第２の金属水素化物M2Hを中温TM（＜TH）に
保ちつつ、その平衡分解圧を温度THにおける
M1Hよりも小さくしてM1Hとの間に差圧を生ぜ
しめ、M1Hが放出した水素をこの差圧を利用し
てM2Hに発熱的に吸蔵させる（点Ｂ）。次に
M1Hを温度TMに保つと共に、M2Hを低温TL（＜
TM）に保ち、温度TLのM2Hの平衡分解圧を温度
TMのM1Hのそれよりも大きくして、M2Hから吸
熱的に水素を放出させ（点Ｄ）、この水素をM1H
に発熱的に吸蔵させる（点Ｃ）。M1Hを再び温度
THに加熱し、M2Hを温度TMに保てば１サイクル
が完了する。このサイクルにおいて、点Ａに駆動
熱源から駆動エネルギーを与え、点Ｂ及び点Ｃを
大気や水を熱媒とする熱交換器と接続し、点Ｄを
冷水のような冷熱媒に接続することにより、この
冷熱媒から冷熱出力を得ることができる。
一方、点Ａを駆動熱源に接続し、点Ｄを水のよ
うな熱媒と接続することにより、点Ｂ及び点Ｃに
おいて熱媒から温熱出力を得ることができる。
うな熱媒と接続することにより、点Ｂ及び点Ｃに
おいて熱媒から温熱出力を得ることができる。
第２図は従来の第２種サイクルを示し、点Ａ及
び点Ｄを駆動熱源に接続することにより点Ｃから
温熱出力を得る。点Ｂでの温熱出力は通常、系外
に放散する。
び点Ｄを駆動熱源に接続することにより点Ｃから
温熱出力を得る。点Ｂでの温熱出力は通常、系外
に放散する。
従つて、M1HとM2Hをそれぞれ充填した熱交
換器対を用いて上記したようなサイクルを行なわ
せて連続した出力を得るためには、上記熱交換器
対を２対以上組合せ、それぞれ相互に異なる位相
でサイクルを行なわせる必要があり、この結果、
金属水素化物の反応熱の一部が常に上記のサイク
ルの過程で熱交換器自体の加熱冷却に消費される
ので、成績係数が小さくならざるを得ないほか、
装置構成が複雑化、大型化する問題がある。
換器対を用いて上記したようなサイクルを行なわ
せて連続した出力を得るためには、上記熱交換器
対を２対以上組合せ、それぞれ相互に異なる位相
でサイクルを行なわせる必要があり、この結果、
金属水素化物の反応熱の一部が常に上記のサイク
ルの過程で熱交換器自体の加熱冷却に消費される
ので、成績係数が小さくならざるを得ないほか、
装置構成が複雑化、大型化する問題がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、
装置の成績係数を小さくする上記した熱交換器自
体の加熱冷却サイクルを不必要として、装置構成
を著しく簡単化すると共に、高い成績係数によつ
て安定して本質的に連続した出力を得ることがで
きる金属水素化物ヒートポンプ装置を提供するこ
とを目的とし、特に上記第１種サイクルによつて
冷熱又は温熱出力を取得するためのヒートポンプ
装置と、第２種サイクルによつて温熱又は冷熱出
力を取得するためのヒートポンプ装置を提供する
ことを目的とする。
装置の成績係数を小さくする上記した熱交換器自
体の加熱冷却サイクルを不必要として、装置構成
を著しく簡単化すると共に、高い成績係数によつ
て安定して本質的に連続した出力を得ることがで
きる金属水素化物ヒートポンプ装置を提供するこ
とを目的とし、特に上記第１種サイクルによつて
冷熱又は温熱出力を取得するためのヒートポンプ
装置と、第２種サイクルによつて温熱又は冷熱出
力を取得するためのヒートポンプ装置を提供する
ことを目的とする。
本発明により、第１種サイクルによつて冷熱又
は温熱出力を取得するためのヒートポンプ装置
は、 (a) 密閉容器内に隔壁にて区画形成された高圧
室、低圧室及び１以上の中圧室と、 (b) 高圧室と低圧室の間及び各中圧室と低圧室の
間で第１の金属水素化物と作動温度領域で第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する
第２の金属水素化物をそれぞれ担持し、回転ベ
ルト状に連続走行されるテープ対と、 (c) 高圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された高温
熱媒と、 (d) 高圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第１
の中温熱媒と、 (e) 中圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第２
の中温熱媒と、 (f) 上記第１の中温熱媒と第２の中温熱媒を熱的
に接続する熱回路と、 (g) 中圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第３
の中温熱媒と、 (h) 低圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された低温
熱媒と、 (i) 低圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第４
の中温熱媒 とを有し、高圧室において高温熱媒により第１の
金属水素化物を加熱して水素を放出させ、この水
素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ、こ
こに生じる反応熱を上記熱回路により中圧室の第
１の金属水素化物に伝えて、中圧室においてこの
第１の金属水素化物から水素を放出させ、この水
素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させると
共に、低圧室において各テープ対の間で第２の金
属水素化物から吸熱的に水素を放出させ、この水
素を第１の金属水素化物に発熱的に吸蔵させて、
上記低温熱媒から冷熱出力を得るか、又は上記第
３の中温熱媒及び／若しくは第４の中温熱媒から
温熱出力を得るようにしたことを特徴とするもの
である。
は温熱出力を取得するためのヒートポンプ装置
は、 (a) 密閉容器内に隔壁にて区画形成された高圧
室、低圧室及び１以上の中圧室と、 (b) 高圧室と低圧室の間及び各中圧室と低圧室の
間で第１の金属水素化物と作動温度領域で第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する
第２の金属水素化物をそれぞれ担持し、回転ベ
ルト状に連続走行されるテープ対と、 (c) 高圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された高温
熱媒と、 (d) 高圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第１
の中温熱媒と、 (e) 中圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第２
の中温熱媒と、 (f) 上記第１の中温熱媒と第２の中温熱媒を熱的
に接続する熱回路と、 (g) 中圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第３
の中温熱媒と、 (h) 低圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された低温
熱媒と、 (i) 低圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第４
の中温熱媒 とを有し、高圧室において高温熱媒により第１の
金属水素化物を加熱して水素を放出させ、この水
素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ、こ
こに生じる反応熱を上記熱回路により中圧室の第
１の金属水素化物に伝えて、中圧室においてこの
第１の金属水素化物から水素を放出させ、この水
素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させると
共に、低圧室において各テープ対の間で第２の金
属水素化物から吸熱的に水素を放出させ、この水
素を第１の金属水素化物に発熱的に吸蔵させて、
上記低温熱媒から冷熱出力を得るか、又は上記第
３の中温熱媒及び／若しくは第４の中温熱媒から
温熱出力を得るようにしたことを特徴とするもの
である。
本発明により、第２種サイクルによつて温熱又
は冷熱出力を取得するためのヒートポンプ装置
は、 (a) 密閉容器内に隔壁にて区画形成された高圧
室、低圧室及び１以上の中圧室と、 (b) 高圧室と低圧室の間及び各中圧室と低圧室の
間で第１の金属水素化物と作動温度領域で第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する
第２の金属水素化物をそれぞれ担持し、回転ベ
ルト状に連続走行されるテープ対と、 (c) 中圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第１
の中温熱媒と、 (d) 中圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第２
の中温熱媒と、 (e) 低圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第３
の中温熱媒と、 (f) 上記第２の中温熱媒と第３の中温熱媒を熱的
に接続する熱回路と、 (g) 高圧室において第２の金属水素化物を担持し
た各テープに熱交換可能に熱的に接続された第
４の中温熱媒と、 (h) 高圧室において第１の金属水素化物を担持し
た各テープに熱交換可能に熱的に接続された高
温熱媒 とを有し、中圧室において第１の中温熱媒により
第１の金属水素化物を加熱して水素を放出させ、
この水素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ
せ、ここに生じる反応熱を上記熱回路により低圧
室の第１の金属水素化物に伝えて、低圧室におい
てこの第１の金属水素化物から水素を放出させ、
この水素を第２の金属水素化物に吸蔵させると共
に、高圧室において各テープ対の間で第２の金属
水素化物から水素を放出させ、この水素を第１の
金属水素化物に発熱的に吸蔵させて、上記高温熱
媒から温熱出力を得るか、又は上記第１の中温熱
媒及び／又は第４の中温熱媒から冷熱出力を得る
ようにしたことを特徴とするものである。
は冷熱出力を取得するためのヒートポンプ装置
は、 (a) 密閉容器内に隔壁にて区画形成された高圧
室、低圧室及び１以上の中圧室と、 (b) 高圧室と低圧室の間及び各中圧室と低圧室の
間で第１の金属水素化物と作動温度領域で第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する
第２の金属水素化物をそれぞれ担持し、回転ベ
ルト状に連続走行されるテープ対と、 (c) 中圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第１
の中温熱媒と、 (d) 中圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第２
の中温熱媒と、 (e) 低圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第３
の中温熱媒と、 (f) 上記第２の中温熱媒と第３の中温熱媒を熱的
に接続する熱回路と、 (g) 高圧室において第２の金属水素化物を担持し
た各テープに熱交換可能に熱的に接続された第
４の中温熱媒と、 (h) 高圧室において第１の金属水素化物を担持し
た各テープに熱交換可能に熱的に接続された高
温熱媒 とを有し、中圧室において第１の中温熱媒により
第１の金属水素化物を加熱して水素を放出させ、
この水素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ
せ、ここに生じる反応熱を上記熱回路により低圧
室の第１の金属水素化物に伝えて、低圧室におい
てこの第１の金属水素化物から水素を放出させ、
この水素を第２の金属水素化物に吸蔵させると共
に、高圧室において各テープ対の間で第２の金属
水素化物から水素を放出させ、この水素を第１の
金属水素化物に発熱的に吸蔵させて、上記高温熱
媒から温熱出力を得るか、又は上記第１の中温熱
媒及び／又は第４の中温熱媒から冷熱出力を得る
ようにしたことを特徴とするものである。
以下に実施例を示す図面によつて本発明を説明
する。
する。
第３図は二重効用型ヒートポンプ装置を示す。
耐圧密閉容器１は隔壁２及び３にて高圧室４、低
圧室５及び中圧室６にこの順に区画されている。
高圧室に配した温度T1の高温ロール１１と低圧
室に配した温度T3lの中温ロール１３との間には
第１の金属水素化物M1Hを担持した回転ベルト
状の第１のテープ７が巻掛けられ、隔壁２に設け
た適宜のシール手段によつて両室間の気密を保ち
つつ、隔壁を貫通し、一定の方向に連続して走行
駆動される。各ロールは所定の温度に保つために
適宜の熱媒に熱交換可能に熱的に接続されている
（図示せず）。第１のテープ７は低圧室で熱交換ロ
ール２０に接触せしめられており、高圧室で加熱
された第１のテープ７は低圧室に入つてこの熱交
換ロール２０により予冷されて後、中温ロール１
３に到達する。中温ロール１３で冷却された第１
のテープ７は高圧室に入つて熱交換ロール１９に
接触せしめられる。この熱交換ロール１９は上記
熱交換ロール２０に例えばヒートパイプ等により
熱的に接続されて、第１のテープ７を予熱する。
耐圧密閉容器１は隔壁２及び３にて高圧室４、低
圧室５及び中圧室６にこの順に区画されている。
高圧室に配した温度T1の高温ロール１１と低圧
室に配した温度T3lの中温ロール１３との間には
第１の金属水素化物M1Hを担持した回転ベルト
状の第１のテープ７が巻掛けられ、隔壁２に設け
た適宜のシール手段によつて両室間の気密を保ち
つつ、隔壁を貫通し、一定の方向に連続して走行
駆動される。各ロールは所定の温度に保つために
適宜の熱媒に熱交換可能に熱的に接続されている
（図示せず）。第１のテープ７は低圧室で熱交換ロ
ール２０に接触せしめられており、高圧室で加熱
された第１のテープ７は低圧室に入つてこの熱交
換ロール２０により予冷されて後、中温ロール１
３に到達する。中温ロール１３で冷却された第１
のテープ７は高圧室に入つて熱交換ロール１９に
接触せしめられる。この熱交換ロール１９は上記
熱交換ロール２０に例えばヒートパイプ等により
熱的に接続されて、第１のテープ７を予熱する。
高圧室には別に温度T2kの中温ロール１２が配
され、低圧室に配した温度T4の低温ロール１４
との間に第２の金属水素化物M2Hを担持した第
２のテープ９が前記同様に巻掛けられて、一定方
向に連続して走行駆動される。第２のテープ９は
熱的に接続した熱交換ロール２１及び２２にて予
熱又は予冷される。
され、低圧室に配した温度T4の低温ロール１４
との間に第２の金属水素化物M2Hを担持した第
２のテープ９が前記同様に巻掛けられて、一定方
向に連続して走行駆動される。第２のテープ９は
熱的に接続した熱交換ロール２１及び２２にて予
熱又は予冷される。
上記において、第４図に示すように、M2Hは
作動温度領域（Ｔ、絶対温度）では同一温度にお
いてM1Hよりも高い平衡分解圧（Ｐ）を有する
が、温度T1のM1Hが温度T2kのM2Hよりも高い
平衡分解圧を有し、かつ温度T4のM2Hが温度T3l
のM1Hよりも高い平衡分解圧を有し、しかもT1
＞T2k＞T3l＞T4なるように各温度が選ばれる。
このようにして、M1HとM2Hをそれぞれ担持し
た第１と第２のテープ対は、後述するように高圧
室と低圧室との間を走行して、Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｆ→
Ａのサイクルを行なう。
作動温度領域（Ｔ、絶対温度）では同一温度にお
いてM1Hよりも高い平衡分解圧（Ｐ）を有する
が、温度T1のM1Hが温度T2kのM2Hよりも高い
平衡分解圧を有し、かつ温度T4のM2Hが温度T3l
のM1Hよりも高い平衡分解圧を有し、しかもT1
＞T2k＞T3l＞T4なるように各温度が選ばれる。
このようにして、M1HとM2Hをそれぞれ担持し
た第１と第２のテープ対は、後述するように高圧
室と低圧室との間を走行して、Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｆ→
Ａのサイクルを行なう。
同様に低圧室には温度T3lの別の中温ロール１
５が配され、中圧室に配した温度T2lの中温ロー
ル１７との間でM1Hを担持した第３のテープ８
が走行駆動されている。上記中温ロール１７は前
記中温ロール１２とヒートパイプ等の熱回路２７
により熱的に接続されており、後述するように第
２のテープ９が高圧室において水素を吸蔵する際
に発生する熱を中圧室の中温ロール１７に伝え
る。また、低圧室に配した温度T4の低温ロール
１６と中圧室に配した温度T3kの中温ロール１８
との間でM2Hを担持した第４のテープ１０が走
行駆動されており、これらテープはそれぞれ熱交
換ロール２３及び２５にて予熱され、熱交換ロー
ル２４及び２６にて予冷される。各テープの予冷
予熱のための熱交換ロールは熱的に接続されてい
ることは前記と同様である。ここに、各熱交換ロ
ールの温度は第４図に示すように、温度T2lの
M1Hが温度T3kのM2Hよりも高い平衡分解圧を
有し、かつT2l＞（T3k，T3l）＞T4なるように選ば
れる。温度T2kとT2lは熱回路２７により接続され
ているため、T2kT2lである。このようにして、
M1HとM2Hをそれぞれ担持した第３と第４のテ
ープ対は、後述するようにＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃの
サイクルを行なう。
５が配され、中圧室に配した温度T2lの中温ロー
ル１７との間でM1Hを担持した第３のテープ８
が走行駆動されている。上記中温ロール１７は前
記中温ロール１２とヒートパイプ等の熱回路２７
により熱的に接続されており、後述するように第
２のテープ９が高圧室において水素を吸蔵する際
に発生する熱を中圧室の中温ロール１７に伝え
る。また、低圧室に配した温度T4の低温ロール
１６と中圧室に配した温度T3kの中温ロール１８
との間でM2Hを担持した第４のテープ１０が走
行駆動されており、これらテープはそれぞれ熱交
換ロール２３及び２５にて予熱され、熱交換ロー
ル２４及び２６にて予冷される。各テープの予冷
予熱のための熱交換ロールは熱的に接続されてい
ることは前記と同様である。ここに、各熱交換ロ
ールの温度は第４図に示すように、温度T2lの
M1Hが温度T3kのM2Hよりも高い平衡分解圧を
有し、かつT2l＞（T3k，T3l）＞T4なるように選ば
れる。温度T2kとT2lは熱回路２７により接続され
ているため、T2kT2lである。このようにして、
M1HとM2Hをそれぞれ担持した第３と第４のテ
ープ対は、後述するようにＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃの
サイクルを行なう。
上記の装置の作動を第４図に示す第１種サイク
ル線図によつて、先ず冷熱出力を得る場合につい
て説明する。第４図に示す温度は上に説明したと
おりであるから、第１のテープ７のM1Hは高圧
室において駆動熱源である熱交換ロール１１によ
り温度T1に加熱されて水素を放出し（点Ａ）、こ
の水素は高圧室内で温度T2kに保たれた第２のテ
ープ９のM2Hに吸蔵される（点Ｂ）。この吸蔵時
に生じる熱量は熱回路２７により中圧室の第３の
テープ８のM1Hに供給される。これは第４図に
おいては点Ｂから点Ｃへの熱移動として表わされ
る。高圧室の第１のテープ７は上記の水素の放出
後、低圧室に入つて温度T3lに冷却され、一方、
高圧室の第２のテープ９は上記の水素の吸蔵後、
低圧室に入り、第１のテープ７のM1Hの平衡分
解圧との差圧により温度T4で吸熱的に水素を放
出し（点Ｅ）、この水素は第１のテープ７のM1H
により吸蔵される（点Ｆ）。点ＥにおけるM2Hの
吸熱反応により、熱交換ロール１４は温度T4に
おいて冷熱出力を得る。なお、点Ｆにおいて
M1Hが生じる反応熱は熱交換ロール１３により
系外に発散される。
ル線図によつて、先ず冷熱出力を得る場合につい
て説明する。第４図に示す温度は上に説明したと
おりであるから、第１のテープ７のM1Hは高圧
室において駆動熱源である熱交換ロール１１によ
り温度T1に加熱されて水素を放出し（点Ａ）、こ
の水素は高圧室内で温度T2kに保たれた第２のテ
ープ９のM2Hに吸蔵される（点Ｂ）。この吸蔵時
に生じる熱量は熱回路２７により中圧室の第３の
テープ８のM1Hに供給される。これは第４図に
おいては点Ｂから点Ｃへの熱移動として表わされ
る。高圧室の第１のテープ７は上記の水素の放出
後、低圧室に入つて温度T3lに冷却され、一方、
高圧室の第２のテープ９は上記の水素の吸蔵後、
低圧室に入り、第１のテープ７のM1Hの平衡分
解圧との差圧により温度T4で吸熱的に水素を放
出し（点Ｅ）、この水素は第１のテープ７のM1H
により吸蔵される（点Ｆ）。点ＥにおけるM2Hの
吸熱反応により、熱交換ロール１４は温度T4に
おいて冷熱出力を得る。なお、点Ｆにおいて
M1Hが生じる反応熱は熱交換ロール１３により
系外に発散される。
このように第１のテープ７のM1Hは第４図に
おいて点Ａ及び点Ｆ間を往復し、第２のテープ９
のM2Hは点Ｂ及び点Ｅ間を往復し、相互に水素
の吸蔵放出を行なう。即ち、このテープ対はＡ→
Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ａのサイクルを行なう。
おいて点Ａ及び点Ｆ間を往復し、第２のテープ９
のM2Hは点Ｂ及び点Ｅ間を往復し、相互に水素
の吸蔵放出を行なう。即ち、このテープ対はＡ→
Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ａのサイクルを行なう。
次に、前記したように、中圧室の熱交換ロール
１７は熱回路２７により熱の供給を受けて第３の
テープ８のM1Hを温度T2lに加熱し、水素を放出
させる（点Ｃ）。この水素は中圧室において温度
T3kの第４のテープのM2Hに吸蔵され（点Ｄ）、
この際の反応熱は熱交換ロール１８により系外に
放散される。第４のテープ１０は上記の水素吸蔵
後、低圧室に入つて、温度T3lに保たれた第３の
テープ８のM1Hの平衡分解圧との差圧により吸
熱的に水素を放出し（点Ｆ）、この水素は第３の
テープ８のM1Hに吸蔵される（点Ｆ）。即ち、点
Ｅにおいて熱交換ロール１６は温度T4で冷熱出
力を得る。
１７は熱回路２７により熱の供給を受けて第３の
テープ８のM1Hを温度T2lに加熱し、水素を放出
させる（点Ｃ）。この水素は中圧室において温度
T3kの第４のテープのM2Hに吸蔵され（点Ｄ）、
この際の反応熱は熱交換ロール１８により系外に
放散される。第４のテープ１０は上記の水素吸蔵
後、低圧室に入つて、温度T3lに保たれた第３の
テープ８のM1Hの平衡分解圧との差圧により吸
熱的に水素を放出し（点Ｆ）、この水素は第３の
テープ８のM1Hに吸蔵される（点Ｆ）。即ち、点
Ｅにおいて熱交換ロール１６は温度T4で冷熱出
力を得る。
このように第３のテープ８は第２図において点
Ｃ及び点Ｆ間を往復し、第４のテープ１０は点Ｄ
及び点Ｅ間を往復し、相互に水素の吸蔵放出を行
なう。即ち、このテープ対はＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃ
のサイクルを行なう。
Ｃ及び点Ｆ間を往復し、第４のテープ１０は点Ｄ
及び点Ｅ間を往復し、相互に水素の吸蔵放出を行
なう。即ち、このテープ対はＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃ
のサイクルを行なう。
第４図に示す第１種サイクル線図によつて第１
種温熱出力を得る場合には、温度T1の熱源によ
り第１のテープ７のM1Hを高圧室で温度T1に加
熱し（点Ａ）、点Ｄ及び点ＦにおけるM1H及び
M2Hの水素吸蔵に伴う反応熱を温熱出力として
得、点Ｅにおいて温度T4の熱源からM1H及び
M2Hに水素を放出させるための所要熱量を供給
する。
種温熱出力を得る場合には、温度T1の熱源によ
り第１のテープ７のM1Hを高圧室で温度T1に加
熱し（点Ａ）、点Ｄ及び点ＦにおけるM1H及び
M2Hの水素吸蔵に伴う反応熱を温熱出力として
得、点Ｅにおいて温度T4の熱源からM1H及び
M2Hに水素を放出させるための所要熱量を供給
する。
以上のように本発明のヒートポンプ装置におい
ては、第１のテープ７のM1Hと第２のテープの
M2Hを用い、温度T1の駆動熱源によりＡ→Ｂ→
Ｅ→Ｆ→Ａのサイクルを行なわせると共に、上記
サイクルの点Ｂでの発生熱量を駆動熱源として点
Ｃに供給し、第３のテープ８のM1Hと第４のテ
ープ１０のM2HにＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイク
ルを行なわせるから、作動に要するエネルギー量
が節減され、装置の成績係数が向上する。
ては、第１のテープ７のM1Hと第２のテープの
M2Hを用い、温度T1の駆動熱源によりＡ→Ｂ→
Ｅ→Ｆ→Ａのサイクルを行なわせると共に、上記
サイクルの点Ｂでの発生熱量を駆動熱源として点
Ｃに供給し、第３のテープ８のM1Hと第４のテ
ープ１０のM2HにＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイク
ルを行なわせるから、作動に要するエネルギー量
が節減され、装置の成績係数が向上する。
上記のようなヒートポンプ装置において、金属
水素化物を担持したテープ自体の加熱冷却に伴う
顕熱損失を無視すると、その成績係数は次のよう
に計算される。
水素化物を担持したテープ自体の加熱冷却に伴う
顕熱損失を無視すると、その成績係数は次のよう
に計算される。
M1H及びM2Hの水素１モルの吸蔵放出に伴う
反応熱をそれぞれΔH1及びΔH2とし、第１のテ
ープと第２のテープの間でそれぞれ１モルの水素
の吸蔵放出があつた場合を考える。Ａ→Ｂ→Ｅ→
Ｆ→Ａのサイクルにおいて、熱量の入力は点Ａに
おいてΔH1、点ＥにおいてΔH2であり、熱量の
出力は点ＢにおいてΔH2、点ＦにおいてΔH1で
あるが、点Ｂでの発生熱量は損失なしに点Ｃに供
給されるとする。そこで、Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃの
サイクルにおいては、点ＣでM1Hが放出する水
素はΔH2／ΔH1モルであるから、出力は点Ｄに
おいて（ΔH2／ΔH1）ΔH2＝ΔH2 2／ΔH1、点Ｆ
において（ΔH2／ΔH1）ΔH1＝ΔH2、入力は点
Ｅにおいて（ΔH2／ΔH1）ΔH2＝ΔH2 2／ΔH1で
ある。
反応熱をそれぞれΔH1及びΔH2とし、第１のテ
ープと第２のテープの間でそれぞれ１モルの水素
の吸蔵放出があつた場合を考える。Ａ→Ｂ→Ｅ→
Ｆ→Ａのサイクルにおいて、熱量の入力は点Ａに
おいてΔH1、点ＥにおいてΔH2であり、熱量の
出力は点ＢにおいてΔH2、点ＦにおいてΔH1で
あるが、点Ｂでの発生熱量は損失なしに点Ｃに供
給されるとする。そこで、Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃの
サイクルにおいては、点ＣでM1Hが放出する水
素はΔH2／ΔH1モルであるから、出力は点Ｄに
おいて（ΔH2／ΔH1）ΔH2＝ΔH2 2／ΔH1、点Ｆ
において（ΔH2／ΔH1）ΔH1＝ΔH2、入力は点
Ｅにおいて（ΔH2／ΔH1）ΔH2＝ΔH2 2／ΔH1で
ある。
従つて、冷熱出力を得る場合の成績係数
COP1c2は（点Ｅで得る冷熱出力／点Ａにおける
入力）で与えられるから、 COP1c2＝ΔH2＋（ΔH2 2／ΔH1）／ΔH1 ＝ΔH2（ΔH1＋ΔH2）／ΔH1 2 ……(1) であり、また、温熱出力を得る場合の成績係数
COP1h2は（点Ｄ及び点Ｆで得る温熱出力／点Ａ
における入力）で与えられるから、 COP1h2＝ΔH1＋ΔH2＋（ΔH2 2／ΔH1）／ΔH1 ＝１＋COP1c2 ……(2) である。
COP1c2は（点Ｅで得る冷熱出力／点Ａにおける
入力）で与えられるから、 COP1c2＝ΔH2＋（ΔH2 2／ΔH1）／ΔH1 ＝ΔH2（ΔH1＋ΔH2）／ΔH1 2 ……(1) であり、また、温熱出力を得る場合の成績係数
COP1h2は（点Ｄ及び点Ｆで得る温熱出力／点Ａ
における入力）で与えられるから、 COP1h2＝ΔH1＋ΔH2＋（ΔH2 2／ΔH1）／ΔH1 ＝１＋COP1c2 ……(2) である。
なお、本発明においては低圧室５を隔壁３０に
て圧力の異なる２室に分割することができる。従
つて、熱交換ロール１３と１５とを、また熱交換
ロール１４と１６とを異なる温度に設定すること
ができる。そこで、熱交換ロール１３を第４図に
示すように温度T6に設定し、熱交換ロール１４
を温度T7に設定し、第１のテープ７及び第２の
テープ９にＡ→Ｂ→Ｉ→Ｊ→Ａのサイクルを行な
わせ、第３のテープ８及び第４のテープ１０にＣ
→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイクルを行なわせることに
より、異なる温度で出力を得ることができる。即
ち、冷熱出力の場合、温度T4及びT7の温度で、
また、温熱出力の場合、温度T3l及びT6の温度で
それぞれ出力を得ることができる。
て圧力の異なる２室に分割することができる。従
つて、熱交換ロール１３と１５とを、また熱交換
ロール１４と１６とを異なる温度に設定すること
ができる。そこで、熱交換ロール１３を第４図に
示すように温度T6に設定し、熱交換ロール１４
を温度T7に設定し、第１のテープ７及び第２の
テープ９にＡ→Ｂ→Ｉ→Ｊ→Ａのサイクルを行な
わせ、第３のテープ８及び第４のテープ１０にＣ
→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイクルを行なわせることに
より、異なる温度で出力を得ることができる。即
ち、冷熱出力の場合、温度T4及びT7の温度で、
また、温熱出力の場合、温度T3l及びT6の温度で
それぞれ出力を得ることができる。
なお、隔壁３０の有無にかかわらず、温度T3k
とT3lとは同一でも異なつていてもよい。
とT3lとは同一でも異なつていてもよい。
第５図は三重効用型ヒートポンプ装置を示し、
第６図はその第１種サイクル線図である。この装
置においては、密閉容器１は隔壁２，３及び２９
により高圧室４、２つの中圧室６ａ及び６ｂ、並
びに低圧室５に区画されている。しかし、第５図
を第３図と比較すれば明らかなように、第５図の
装置は第３図の装置に高圧室４を設けると共に、
第３図における高圧室４を中圧室６ａに、第３図
における中圧室６を中圧室６ｂとすることによつ
て形成されている。一般に高圧室、中圧室及び低
圧室は、区画室内の金属水素化物の作動水素圧の
高低により区別されるにすぎないから、作動水素
圧の最も高い区画室を高圧室、最も低い区画室を
低圧室と呼び、その中間の区画室を作動水素圧の
高い区画室から順に第１中圧室、第２中圧室とい
うように呼べば、本発明の装置は、一般に高圧室
と低圧室の間、及び各中圧室と低圧室の間に
M1HとM2Hをそれぞれ担持したテープ対を回転
ベルト状に連続走行させ、各区画室においてテー
プ対の間で水素移動させると共に、高圧室の
M2Hと第１中圧室のM1Hとを熱的に接続し、第
１中圧室のM2Hと第２中圧室のM1Hとを熱的に
接続し、このようにして中圧室におけるM1Hの
水素吸蔵のための熱源として、その前の高圧室又
は中圧室のM2Hの水素吸蔵に伴う発熱を利用す
るものであり、低圧室においては各テープ対の間
でM2HからM1Hへ水素移動が行なわれる。
第６図はその第１種サイクル線図である。この装
置においては、密閉容器１は隔壁２，３及び２９
により高圧室４、２つの中圧室６ａ及び６ｂ、並
びに低圧室５に区画されている。しかし、第５図
を第３図と比較すれば明らかなように、第５図の
装置は第３図の装置に高圧室４を設けると共に、
第３図における高圧室４を中圧室６ａに、第３図
における中圧室６を中圧室６ｂとすることによつ
て形成されている。一般に高圧室、中圧室及び低
圧室は、区画室内の金属水素化物の作動水素圧の
高低により区別されるにすぎないから、作動水素
圧の最も高い区画室を高圧室、最も低い区画室を
低圧室と呼び、その中間の区画室を作動水素圧の
高い区画室から順に第１中圧室、第２中圧室とい
うように呼べば、本発明の装置は、一般に高圧室
と低圧室の間、及び各中圧室と低圧室の間に
M1HとM2Hをそれぞれ担持したテープ対を回転
ベルト状に連続走行させ、各区画室においてテー
プ対の間で水素移動させると共に、高圧室の
M2Hと第１中圧室のM1Hとを熱的に接続し、第
１中圧室のM2Hと第２中圧室のM1Hとを熱的に
接続し、このようにして中圧室におけるM1Hの
水素吸蔵のための熱源として、その前の高圧室又
は中圧室のM2Hの水素吸蔵に伴う発熱を利用す
るものであり、低圧室においては各テープ対の間
でM2HからM1Hへ水素移動が行なわれる。
従つて、第５図に示す三重効用型装置において
は、高圧室に配した熱交換ロール４０と低圧室に
配した熱交換ロール４３との間にM1Hを担持し
た第５のテープ４４が走行され、高圧室に配した
熱交換ロール４１と低圧室に配した熱交換ロール
４２との間にM2Hを担持した第６のテープ４５
が走行され、更に、高圧室においてM2Hと熱交
換するロール４１にヒートパイプ等適宜の熱回路
２８により第１中圧室６ａのM1Hのための熱交
換ロール１１が接続されている。熱交換ロール１
２と熱交換ロール１７を接続する熱回路２７を含
め、第１及び第２中圧室と低圧室との間のテープ
構成は前記と同じである。なお、各テープを予冷
予熱するためのロールは図示を省略してある。
は、高圧室に配した熱交換ロール４０と低圧室に
配した熱交換ロール４３との間にM1Hを担持し
た第５のテープ４４が走行され、高圧室に配した
熱交換ロール４１と低圧室に配した熱交換ロール
４２との間にM2Hを担持した第６のテープ４５
が走行され、更に、高圧室においてM2Hと熱交
換するロール４１にヒートパイプ等適宜の熱回路
２８により第１中圧室６ａのM1Hのための熱交
換ロール１１が接続されている。熱交換ロール１
２と熱交換ロール１７を接続する熱回路２７を含
め、第１及び第２中圧室と低圧室との間のテープ
構成は前記と同じである。なお、各テープを予冷
予熱するためのロールは図示を省略してある。
第６図は上記三重効用型装置の作動を示すため
の第１種サイクル線図である。第５図において各
熱交換ロールに付記したアルフアベツトは第６図
のサイクル線図の各点に対応し、高圧室において
第５のテープ４４の熱交換ロール４０からM1H
に駆動エネルギーが入力され、温度T1において
M1Hに水素を放出させ（点Ｇ）、この水素を第６
のテープ４５のM2Hに温度T2kで発熱的に吸蔵さ
せる（点Ｈ）。この熱は熱回路２８により第１の
中圧室６ａにおける第１のテープ７のM1Hに与
えられ、M1Hから水素を放出させる（点Ａ）。第
５のテープ４４のM1Hは上記の水素放出後、低
圧室に入つて温度T4lに保たれ、第６のテープ４
５のM2Hは上記の水素吸蔵後、低圧室に入つて
温度T5の熱媒に接続され、平衡分解圧の差圧に
よりM2Hは吸熱的に水素を放出し（点Ｅ）、
M1Hがこの水素を発熱的に吸蔵する（点Ｆ）。第
１及び第２の中圧室と低圧室との間を走行する各
テープ対の水素移動は、第６図を第４図と比較す
れば明らかなように全く等価である。従つて、こ
の装置において第５と第６のテープ対はＧ→Ｈ→
Ｅ→Ｆ→Ｇのサイクルを行ない、第１と第２のテ
ープ対はＡ→Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ａのサイクルを行な
い、また、第３と第４のテープはＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ
→Ａのサイクルを行ない、このようにして点Ｅよ
り冷熱出力を得ることができ、又は点Ｄ及び点Ｆ
より温熱出力を得ることができる。
の第１種サイクル線図である。第５図において各
熱交換ロールに付記したアルフアベツトは第６図
のサイクル線図の各点に対応し、高圧室において
第５のテープ４４の熱交換ロール４０からM1H
に駆動エネルギーが入力され、温度T1において
M1Hに水素を放出させ（点Ｇ）、この水素を第６
のテープ４５のM2Hに温度T2kで発熱的に吸蔵さ
せる（点Ｈ）。この熱は熱回路２８により第１の
中圧室６ａにおける第１のテープ７のM1Hに与
えられ、M1Hから水素を放出させる（点Ａ）。第
５のテープ４４のM1Hは上記の水素放出後、低
圧室に入つて温度T4lに保たれ、第６のテープ４
５のM2Hは上記の水素吸蔵後、低圧室に入つて
温度T5の熱媒に接続され、平衡分解圧の差圧に
よりM2Hは吸熱的に水素を放出し（点Ｅ）、
M1Hがこの水素を発熱的に吸蔵する（点Ｆ）。第
１及び第２の中圧室と低圧室との間を走行する各
テープ対の水素移動は、第６図を第４図と比較す
れば明らかなように全く等価である。従つて、こ
の装置において第５と第６のテープ対はＧ→Ｈ→
Ｅ→Ｆ→Ｇのサイクルを行ない、第１と第２のテ
ープ対はＡ→Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ａのサイクルを行な
い、また、第３と第４のテープはＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ
→Ａのサイクルを行ない、このようにして点Ｅよ
り冷熱出力を得ることができ、又は点Ｄ及び点Ｆ
より温熱出力を得ることができる。
この三重効用型装置により冷熱出力を得る場合
の成績係数は、次のようにして求められる。
の成績係数は、次のようにして求められる。
前記したと同様に点Ｇから点Ｈへの水素移動量
を１モルとすると、点ＨにおいてΔH2の熱量が
生じ、これが点Ａに与えられるので、点Ａから点
Ｂへの水素移動量はΔH2／ΔH1モルである。そ
こで、点Ｂでは（ΔH2／ΔH1）ΔH2＝ΔH2 2／
ΔH1の熱量が生じ、この熱量は熱回路２７によ
り点Ｃに損失なく供給されるとすると、点Ｃから
点Ｄへの水素移動量は（ΔH2／ΔH1）ΔH2／
ΔH1モル＝ΔH2 2／ΔH1 2モルである。この水素移
動により点Ｄでは（ΔH2 2／ΔH1 2）ΔH2＝
ΔH2 3／ΔH1 2の熱量が生じる。
を１モルとすると、点ＨにおいてΔH2の熱量が
生じ、これが点Ａに与えられるので、点Ａから点
Ｂへの水素移動量はΔH2／ΔH1モルである。そ
こで、点Ｂでは（ΔH2／ΔH1）ΔH2＝ΔH2 2／
ΔH1の熱量が生じ、この熱量は熱回路２７によ
り点Ｃに損失なく供給されるとすると、点Ｃから
点Ｄへの水素移動量は（ΔH2／ΔH1）ΔH2／
ΔH1モル＝ΔH2 2／ΔH1 2モルである。この水素移
動により点Ｄでは（ΔH2 2／ΔH1 2）ΔH2＝
ΔH2 3／ΔH1 2の熱量が生じる。
次に、第５と第６のテープによるＧ→Ｈ→Ｅ→
Ｆ→Ｇのサイクルにおいては、点ＧにΔH1を入
力することにより、点ＥにおいてΔH2の冷熱出
力を得る。第１と第２のテープによるＡ→Ｂ→Ｅ
→Ｆ→Ａのサイクルにおいては、点Ｅと点Ｆ間の
水素移動量が上記の如くΔH2／ΔH1モルである
から、点Ｅにおける冷熱出力は（ΔH2／ΔH1）
ΔH2＝ΔH2 2／ΔH1である。また、第３と第４の
テープによるＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイクルにお
いては、点ＥとＦ間の水素移動量が上記の如く
ΔH2 2／ΔH1 2モルであるから、点Ｅにおいて
（ΔH2 2／ΔH1 2）ΔH2＝ΔH2 3／ΔH1 2の冷熱出力
を得る。
Ｆ→Ｇのサイクルにおいては、点ＧにΔH1を入
力することにより、点ＥにおいてΔH2の冷熱出
力を得る。第１と第２のテープによるＡ→Ｂ→Ｅ
→Ｆ→Ａのサイクルにおいては、点Ｅと点Ｆ間の
水素移動量が上記の如くΔH2／ΔH1モルである
から、点Ｅにおける冷熱出力は（ΔH2／ΔH1）
ΔH2＝ΔH2 2／ΔH1である。また、第３と第４の
テープによるＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイクルにお
いては、点ＥとＦ間の水素移動量が上記の如く
ΔH2 2／ΔH1 2モルであるから、点Ｅにおいて
（ΔH2 2／ΔH1 2）ΔH2＝ΔH2 3／ΔH1 2の冷熱出力
を得る。
従つて、この成績係数COP1c3は
COP1c3
＝ΔH2＋ΔH2 2／ΔH1＋ΔH2 3／ΔH1 2／ΔH1
＝ΔH2（１＋ΔH2／ΔH1＋ΔH2 2／ΔH1 2）／ΔH1
……(3)
また、温熱出力を得る場合の成績係数COP1h3
は、点ＧにΔH1を入力し、点Ｄ及びＦで温熱出
力を得るから、同様に COP1h3＝ ΔH1＋ΔH2＋ΔH2 2／ΔH1＋ΔH2 3／ΔH1 2／ΔH1 ＝１＋COP1c3 ……(4) である。
は、点ＧにΔH1を入力し、点Ｄ及びＦで温熱出
力を得るから、同様に COP1h3＝ ΔH1＋ΔH2＋ΔH2 2／ΔH1＋ΔH2 3／ΔH1 2／ΔH1 ＝１＋COP1c3 ……(4) である。
なお、図示しないが、低圧室を隔壁で区画し、
サイクルを行なう各テープ対をそれぞれ異なる温
度に置くことにより、異なる温度で冷熱又は温熱
出力を得ることができることは前述したと同様で
ある。
サイクルを行なう各テープ対をそれぞれ異なる温
度に置くことにより、異なる温度で冷熱又は温熱
出力を得ることができることは前述したと同様で
ある。
次に、第３図の装置によつて第２種サイクルに
より温熱又は冷熱出力を得る場合を第７図に示す
第２種サイクル線図によつて説明する。第７図を
第４図と比較すれば明らかなように、点Ａへの駆
動エネルギーの入力、点Ａから点Ｂへの水素移
動、点Ｂから点Ｃへの熱伝達、及び点Ｃから点Ｄ
への水素移動は両サイクルにおいて等価であり、
第７図のサイクル線図においては、点Ｅから点Ｆ
への水素移動が第４図の場合と異なつて高温高圧
側で行なわれており、この水素移動を利用して点
Ｆから温熱出力を得る。従つて、第７図のサイク
ルを行なわせるには、第３図中に各熱交換ロール
について付記したアルフアベツトによつて、第７
図に示すように第１種サイクルの場合とは異なる
温度に設定すると共に、点Ｅ及び点Ｆの温度を有
する熱交換ロールと高圧室５′、点Ａ及び点Ｂの
温度を有する熱交換ロールを中圧室４′、また、
点Ｃ及びＤの温度を有する熱交換ロールを低圧室
６′に配設すればよい。
より温熱又は冷熱出力を得る場合を第７図に示す
第２種サイクル線図によつて説明する。第７図を
第４図と比較すれば明らかなように、点Ａへの駆
動エネルギーの入力、点Ａから点Ｂへの水素移
動、点Ｂから点Ｃへの熱伝達、及び点Ｃから点Ｄ
への水素移動は両サイクルにおいて等価であり、
第７図のサイクル線図においては、点Ｅから点Ｆ
への水素移動が第４図の場合と異なつて高温高圧
側で行なわれており、この水素移動を利用して点
Ｆから温熱出力を得る。従つて、第７図のサイク
ルを行なわせるには、第３図中に各熱交換ロール
について付記したアルフアベツトによつて、第７
図に示すように第１種サイクルの場合とは異なる
温度に設定すると共に、点Ｅ及び点Ｆの温度を有
する熱交換ロールと高圧室５′、点Ａ及び点Ｂの
温度を有する熱交換ロールを中圧室４′、また、
点Ｃ及びＤの温度を有する熱交換ロールを低圧室
６′に配設すればよい。
この装置の成績係数は次のようにして求められ
る。第１と第２のテープ対が行なうＡ→Ｂ→Ｅ→
Ｆ→Ａのサイクルにおいて、テープ間に１モルの
水素移動量を考えると、入力は点Ａにおいて
ΔH1、点ＥにおいてΔH2であり、出力は点Ａに
おいてΔH1である。また、第３と第４のテープ
対が行なうＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイクルにおい
て、点Ｃには熱回路２７によりΔH2の熱量が与
えられるとすれば、第３と第４のテープの間の水
素移動量はそれぞれ（ΔH2／ΔH1）モルである
から、入力は点Ｅにおいて（ΔH2／ΔH1）ΔH2
＝ΔH2 2／ΔH1であり、出力は点Ｆにおいて
（ΔH2／ΔH1）ΔH1＝ΔH2である。
る。第１と第２のテープ対が行なうＡ→Ｂ→Ｅ→
Ｆ→Ａのサイクルにおいて、テープ間に１モルの
水素移動量を考えると、入力は点Ａにおいて
ΔH1、点ＥにおいてΔH2であり、出力は点Ａに
おいてΔH1である。また、第３と第４のテープ
対が行なうＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃのサイクルにおい
て、点Ｃには熱回路２７によりΔH2の熱量が与
えられるとすれば、第３と第４のテープの間の水
素移動量はそれぞれ（ΔH2／ΔH1）モルである
から、入力は点Ｅにおいて（ΔH2／ΔH1）ΔH2
＝ΔH2 2／ΔH1であり、出力は点Ｆにおいて
（ΔH2／ΔH1）ΔH1＝ΔH2である。
従つて、温熱出力を得る場合の成績係数は
COP2h2＝ΔH1＋ΔH2／ΔH1＋ΔH2＋ΔH2 2／ΔH1
＝ΔH1（ΔH1＋ΔH2）／ΔH1 2＋ΔH1ΔH2＋
ΔH2 2……(5) である。
ΔH2 2……(5) である。
また、冷熱出力を得る場合の成績係数は、同様
にして COP2c2＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH2 2／ΔH1／ΔH2 2／ΔH1 ＝ΔH1 2ΔH1ΔH2＋ΔH2 2／ΔH2 2 ……(6) である。
にして COP2c2＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH2 2／ΔH1／ΔH2 2／ΔH1 ＝ΔH1 2ΔH1ΔH2＋ΔH2 2／ΔH2 2 ……(6) である。
この第２種サイクルの場合も、中圧室を２以上
設けると共に、順次、より高圧の中圧室において
M2Hが水素を吸蔵する際の発熱をより低圧の中
圧室にいてM1Hが水素を放出するための熱源と
して与えることにより、三重効用以上の装置を構
成することができることは明らかであろう。
設けると共に、順次、より高圧の中圧室において
M2Hが水素を吸蔵する際の発熱をより低圧の中
圧室にいてM1Hが水素を放出するための熱源と
して与えることにより、三重効用以上の装置を構
成することができることは明らかであろう。
以上のように本発明のヒートポンプ装置によれ
ば、異なる平衡分解圧特性を有する金属水素化物
を担持したテープ対を作動圧力の異なる区画室間
で一定速度で走行させることによりサイクルを行
なわせるから、従来の装置のように金属水素化物
を充填した熱交換器自体の加熱冷却に消費される
熱損失がないうえに、安定して本質的に連続した
出力を得ることができる。更に、入力側のテープ
対において金属水素化物が水素を吸蔵する際に生
じる熱を別のテープ対の駆動エネルギーとして用
い、また、必要に応じてこのテープ対での発生熱
を更に別のテープ対の駆動エネルギーとして用い
る多重効用型であるから、装置成績係数が著しく
高まる。
ば、異なる平衡分解圧特性を有する金属水素化物
を担持したテープ対を作動圧力の異なる区画室間
で一定速度で走行させることによりサイクルを行
なわせるから、従来の装置のように金属水素化物
を充填した熱交換器自体の加熱冷却に消費される
熱損失がないうえに、安定して本質的に連続した
出力を得ることができる。更に、入力側のテープ
対において金属水素化物が水素を吸蔵する際に生
じる熱を別のテープ対の駆動エネルギーとして用
い、また、必要に応じてこのテープ対での発生熱
を更に別のテープ対の駆動エネルギーとして用い
る多重効用型であるから、装置成績係数が著しく
高まる。
第１図は従来のヒートポンプ装置における第１
種サイクル線図を示し、第２図は第２種サイクル
線図を示す。第３図は本発明の二重効用型ヒート
ポンプ装置を示し、第４図はその作動を説明する
ための第１種サイクル線図を示す。第５図は本発
明の三重効用型ヒートポンプ装置を示し、第６図
はその作動を説明するための第１種サイクル線図
である。第７図は本発明の二重効用型ヒートポン
プ装置の作動を説明するための第２種サイクル線
図である。 １……密閉容器、２，３，２９……隔壁、４…
…第１種サイクルにおける高圧室、４′……第２
種サイクルにおける中圧室、５……第１種サイク
ルにおける低圧室、５′……第２種サイクルにお
ける高圧室、６，６ａ，６ｂ……第１種サイクル
における中圧室、６′……第２種サイクルにおけ
る低圧室、７，８，４４……第１の金属水素化物
を担持するテープ、９，１０，４５……第２の金
属水素化物を担持するテープ、２７，２８……熱
回路。
種サイクル線図を示し、第２図は第２種サイクル
線図を示す。第３図は本発明の二重効用型ヒート
ポンプ装置を示し、第４図はその作動を説明する
ための第１種サイクル線図を示す。第５図は本発
明の三重効用型ヒートポンプ装置を示し、第６図
はその作動を説明するための第１種サイクル線図
である。第７図は本発明の二重効用型ヒートポン
プ装置の作動を説明するための第２種サイクル線
図である。 １……密閉容器、２，３，２９……隔壁、４…
…第１種サイクルにおける高圧室、４′……第２
種サイクルにおける中圧室、５……第１種サイク
ルにおける低圧室、５′……第２種サイクルにお
ける高圧室、６，６ａ，６ｂ……第１種サイクル
における中圧室、６′……第２種サイクルにおけ
る低圧室、７，８，４４……第１の金属水素化物
を担持するテープ、９，１０，４５……第２の金
属水素化物を担持するテープ、２７，２８……熱
回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) 密閉容器内に隔壁にて区画形成された高
圧室、低圧室及び１以上の中圧室と、 (b) 高圧室と低圧室の間及び各中圧室と低圧室の
間で第１の金属水素化物と作動温度領域で第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する
第２の金属水素化物をそれぞれ担持し、回転ベ
ルト状に連続走行されるテープ対と、 (c) 高圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された高温
熱媒と、 (d) 高圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第１
の中温熱媒と、 (e) 中圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第２
の中温熱媒と、 (f) 上記第１の中温熱媒と第２の中温熱媒を熱的
に接続する熱回路と、 (g) 中圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第３
の中温熱媒と、 (h) 低圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された低温
熱媒と、 (i) 低圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第４
の中温熱媒。 とを有し、高圧室において高温熱媒により第１の
金属水素化物を加熱して水素を放出させ、この水
素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ、こ
こに生じる反応熱を上記熱回路により中圧室の第
１の金属水素化物に伝えて、中圧室においてこの
第１の金属水素化物から水素を放出させ、この水
素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させると
共に、低圧室において各テープ対の間で第２の金
属水素化物から吸熱的に水素を放出させ、この水
素を第１の金属水素化物に発熱的に吸蔵させて、
上記低温熱媒から冷熱出力を得るか、又は上記第
３の中温熱媒及び／若しくは第４の中温熱媒から
温熱出力を得るようにしたことを特徴とするヒー
トポンプ装置。 ２ (a) 密閉容器内に隔壁にて区画形成された高
圧室、低圧室及び１以上の中圧室と、 (b) 高圧室と低圧室の間及び各中圧室と低圧室の
間で第１の金属水素化物と作動温度領域で第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する
第２の金属水素化物をそれぞれ担持し、回転ベ
ルト状に連続走行されるテープ対と、 (c) 中圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第１
の中温熱媒と、 (d) 中圧室において第２の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第２
の中温熱媒と、 (e) 低圧室において第１の金属水素化物を担持し
たテープと熱交換可能に熱的に接続された第３
の中温熱媒と、 (f) 上記第２の中温熱媒と第３の中温熱媒を熱的
に接続する熱回路と、 (g) 高圧室において第２の金属水素化物を担持し
た各テープに熱交換可能に熱的に接続された第
４の中温熱媒と、 (h) 高圧室において第１の金属水素化物を担持し
た各テープに熱交換可能に熱的に接続された高
温熱媒。 とを有し、中圧室において第１の中温熱媒により
第１の金属水素化物を加熱して水素を放出させ、
この水素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ
せ、ここに生じる反応熱を上記熱回路により低圧
室の第１の金属水素化物に伝えて、低圧室におい
てこの第１の金属水素化物から水素を放出させこ
の水素を第２の金属水素化物に吸蔵させると共
に、高圧室において各テープ対の間で第２の金属
水素化物から水素を放出させ、この水素を第１の
金属水素化物に発熱的に吸蔵させて、上記高温熱
媒から温熱出力を得るか、又は上記第１の中温熱
媒及び／又は第４の中温熱媒から冷熱出力を得る
ようにしたことを特徴とするヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19793681A JPS5899663A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19793681A JPS5899663A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | ヒ−トポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5899663A JPS5899663A (ja) | 1983-06-14 |
| JPS6326832B2 true JPS6326832B2 (ja) | 1988-05-31 |
Family
ID=16382751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19793681A Granted JPS5899663A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5899663A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01169233U (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-29 |
-
1981
- 1981-12-08 JP JP19793681A patent/JPS5899663A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01169233U (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5899663A (ja) | 1983-06-14 |
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