JPS635658B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS635658B2 JPS635658B2 JP21006882A JP21006882A JPS635658B2 JP S635658 B2 JPS635658 B2 JP S635658B2 JP 21006882 A JP21006882 A JP 21006882A JP 21006882 A JP21006882 A JP 21006882A JP S635658 B2 JPS635658 B2 JP S635658B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- hydrogen
- sealed container
- metal hydride
- medium
- 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
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はヒートポンプ装置に関し、詳しくは、
金属水素化物を用いるヒートポンプ装置に関す
る。
金属水素化物を用いるヒートポンプ装置に関す
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、これらの金属水素化物の特性を利
用したヒートポンプ装置が種々提案されている。
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、これらの金属水素化物の特性を利
用したヒートポンプ装置が種々提案されている。
従来、提案されているこれらヒートポンプ装置
の多くは、水素の平衡分解圧の異なる金属水素化
物をそれぞれ熱交換器をなす密閉容器に充填し、
一方の熱交換器内の金属水素化物から吸熱的に水
素を放出させると共に、この水素を他方の熱交換
器に導き、この熱交換器内の金属水素化物に発熱
的に吸蔵させる動作を各熱交換器について交互に
繰返させて、各熱交換器から金属水素化物の発熱
又は吸熱に伴う熱出力を取出している。
の多くは、水素の平衡分解圧の異なる金属水素化
物をそれぞれ熱交換器をなす密閉容器に充填し、
一方の熱交換器内の金属水素化物から吸熱的に水
素を放出させると共に、この水素を他方の熱交換
器に導き、この熱交換器内の金属水素化物に発熱
的に吸蔵させる動作を各熱交換器について交互に
繰返させて、各熱交換器から金属水素化物の発熱
又は吸熱に伴う熱出力を取出している。
従つて、このようなヒートポンプ装置において
は、熱出力を一定のレベルで連続して得ることが
できず、脈動的にしか得られない問題がある。更
に、金属水素化物に上記のような反応を交互に行
なわせるために、各熱交換器を複雑な熱媒回路で
接続し、弁操作によつて熱媒回路を切換えて、各
熱交換器を交互に加熱又は冷却するために、装置
が信頼性に乏しいうえに、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
交互に流通させる際の熱損失も無視し得ず、装置
の成績係数が低い。
は、熱出力を一定のレベルで連続して得ることが
できず、脈動的にしか得られない問題がある。更
に、金属水素化物に上記のような反応を交互に行
なわせるために、各熱交換器を複雑な熱媒回路で
接続し、弁操作によつて熱媒回路を切換えて、各
熱交換器を交互に加熱又は冷却するために、装置
が信頼性に乏しいうえに、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
交互に流通させる際の熱損失も無視し得ず、装置
の成績係数が低い。
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、作動温度領域において異なる水素
平衡分解圧を有する金属水素化物を充填した一対
の密閉容器からなる作動対を所定温度の熱媒が流
通する各熱媒室に循環して走行させることによ
り、一定のレベルの熱出力を連続的に安定して得
ることができると共に、複雑な熱媒回路やそのた
めの制御機構が不要であり、また、熱媒回路にお
ける熱損失がないために成績係数の高いヒートポ
ンプ装置を提供することを目的とする。
ものであつて、作動温度領域において異なる水素
平衡分解圧を有する金属水素化物を充填した一対
の密閉容器からなる作動対を所定温度の熱媒が流
通する各熱媒室に循環して走行させることによ
り、一定のレベルの熱出力を連続的に安定して得
ることができると共に、複雑な熱媒回路やそのた
めの制御機構が不要であり、また、熱媒回路にお
ける熱損失がないために成績係数の高いヒートポ
ンプ装置を提供することを目的とする。
本発明のヒートポンプ装置は、作動温度領域に
おいて水素の平衡分解圧が異なる第１及び第２の
金属水素化物を用い、第１の金属水素化物から水
素を吸熱的に放出させ、この水素を第２の金属水
素化物に発熱的に吸蔵させ、次に、この第２の金
属水素化物から水素を吸熱的に放出させ、この水
素を前記第１の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ
るようにしたヒートポンプ装置において、第１の
金属水素化物を充填した第１の密閉容器と第２の
金属水素化物を充填した第２の密閉容器とを連通
管にて接続連通して作動対となし、この作動対の
多数を第１の密閉容器が相互に隣接し、第２の密
閉容器が相互に隣接するように相互に平行に、且
つ、各作動対がその走行方向と直角の方向に延び
るように無端の回転走行部材上に固定し、上記走
行部材と共に循環して走行させると共に、各作動
対において第１の密閉容器が高温熱媒室にあると
きに第２の密閉容器が中温熱媒室にあり、次い
で、第１の密閉容器が中温熱媒室にあるときに第
２の密閉容器が低温熱媒室にあるように各熱媒室
を配設してなることを特徴とするものである。
おいて水素の平衡分解圧が異なる第１及び第２の
金属水素化物を用い、第１の金属水素化物から水
素を吸熱的に放出させ、この水素を第２の金属水
素化物に発熱的に吸蔵させ、次に、この第２の金
属水素化物から水素を吸熱的に放出させ、この水
素を前記第１の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ
るようにしたヒートポンプ装置において、第１の
金属水素化物を充填した第１の密閉容器と第２の
金属水素化物を充填した第２の密閉容器とを連通
管にて接続連通して作動対となし、この作動対の
多数を第１の密閉容器が相互に隣接し、第２の密
閉容器が相互に隣接するように相互に平行に、且
つ、各作動対がその走行方向と直角の方向に延び
るように無端の回転走行部材上に固定し、上記走
行部材と共に循環して走行させると共に、各作動
対において第１の密閉容器が高温熱媒室にあると
きに第２の密閉容器が中温熱媒室にあり、次い
で、第１の密閉容器が中温熱媒室にあるときに第
２の密閉容器が低温熱媒室にあるように各熱媒室
を配設してなる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基づいて本発明のヒ
ートポンプ装置を説明する。
ートポンプ装置を説明する。
第１図は本発明のヒートポンプ装置における作
動対とこれを走行させるための無端走行部材を示
し、第１の密閉容器１ａに第１の金属水素化物
（以下、MH１と称する。）が充填され、第２の密
閉容器１ｂには、作動温度領域においてMH１よ
りも水素平衡分解圧の高い第２の金属水素化物
（以下、MH２と称する。）が充填され、これら二
つの密閉容器が水素連通管２により接続連通され
て作動対３を構成している。好ましくは、各密閉
容器の外側表面には後述する熱媒室における熱媒
との熱交換を容易にするためにフイン（図示せ
ず）が配設されている。
動対とこれを走行させるための無端走行部材を示
し、第１の密閉容器１ａに第１の金属水素化物
（以下、MH１と称する。）が充填され、第２の密
閉容器１ｂには、作動温度領域においてMH１よ
りも水素平衡分解圧の高い第２の金属水素化物
（以下、MH２と称する。）が充填され、これら二
つの密閉容器が水素連通管２により接続連通され
て作動対３を構成している。好ましくは、各密閉
容器の外側表面には後述する熱媒室における熱媒
との熱交換を容易にするためにフイン（図示せ
ず）が配設されている。
本発明のヒートポンプ装置においては、このよ
うな作動対が無端の回転走行部材４上に第１の密
閉容器が相互に隣接すると共に、第２の密閉容器
が相互に隣接するように多数が平行に、且つ、各
作動対が上記走行部材の走行方向に直角方向に延
びるように固定され、走行部材と共に循環して走
行される。図示した実施例においては、走行部材
４はベルト若しくは紐であつて、各密閉容器は一
又は複数のベルトに固定され、各ベルトは、密閉
容器の下半を受け入れる切欠き５を有する一対の
駆動歯車６間に架設されて、歯車により所定方向
に走行される。但し、走行部材は上記例示に限定
されず、作動対を上記のように固定すると共に、
循環して走行させ得る限りは任意の手段であつて
よい。
うな作動対が無端の回転走行部材４上に第１の密
閉容器が相互に隣接すると共に、第２の密閉容器
が相互に隣接するように多数が平行に、且つ、各
作動対が上記走行部材の走行方向に直角方向に延
びるように固定され、走行部材と共に循環して走
行される。図示した実施例においては、走行部材
４はベルト若しくは紐であつて、各密閉容器は一
又は複数のベルトに固定され、各ベルトは、密閉
容器の下半を受け入れる切欠き５を有する一対の
駆動歯車６間に架設されて、歯車により所定方向
に走行される。但し、走行部材は上記例示に限定
されず、作動対を上記のように固定すると共に、
循環して走行させ得る限りは任意の手段であつて
よい。
第２図は本発明のヒートポンプ装置の概念図を
示し、上記作動対３及び走行部材４は容器７内に
収容されている。この容器は走行部材の走行方向
に沿つて延びる第１の隔壁８によつて区画され、
更に、この隔壁と直角方向に延びる第２の隔壁９
によつて区画されて、四つの熱媒室を有するよう
に形成されている。これら熱媒室は金属水素化物
を充填した密閉容器と熱交換する熱媒を流通させ
るもので、第１の密閉容器１ａが所定方向に走行
する間に交互にその中を通過するように、高温熱
媒室１０と中温熱媒室１１とが隣接して配設され
ていると共に、上記第１の密閉容器が上記高温熱
媒室にあるときに第２の密閉容器１ｂが中温熱媒
室１２にあり、第１の密閉容器が上記中温熱媒室
１１にあるときに第２の密閉容器が低温熱媒室１
３にあるように、中温熱媒室１２と低温熱媒室１
３が相互に隣接して配設されていると共に、高温
熱媒室１０と第２の密閉容器側の中温熱媒室１２
とが隣接し、且つ、第１の密閉容器側の中温熱媒
室１１と低温熱媒室１３とが隣接するように配設
されている。
示し、上記作動対３及び走行部材４は容器７内に
収容されている。この容器は走行部材の走行方向
に沿つて延びる第１の隔壁８によつて区画され、
更に、この隔壁と直角方向に延びる第２の隔壁９
によつて区画されて、四つの熱媒室を有するよう
に形成されている。これら熱媒室は金属水素化物
を充填した密閉容器と熱交換する熱媒を流通させ
るもので、第１の密閉容器１ａが所定方向に走行
する間に交互にその中を通過するように、高温熱
媒室１０と中温熱媒室１１とが隣接して配設され
ていると共に、上記第１の密閉容器が上記高温熱
媒室にあるときに第２の密閉容器１ｂが中温熱媒
室１２にあり、第１の密閉容器が上記中温熱媒室
１１にあるときに第２の密閉容器が低温熱媒室１
３にあるように、中温熱媒室１２と低温熱媒室１
３が相互に隣接して配設されていると共に、高温
熱媒室１０と第２の密閉容器側の中温熱媒室１２
とが隣接し、且つ、第１の密閉容器側の中温熱媒
室１１と低温熱媒室１３とが隣接するように配設
されている。
本発明のヒートポンプ装置においては、各熱媒
室は、走行部材及びこれに固定された作動対の走
行を妨げないように可及的に気密に保たれ、気体
熱媒としては、例えば、加熱空気や冷却空気が好
ましく用いられる。また、熱媒室間での気体熱媒
の移動を防ぐために、各熱媒室には実質的に等し
い圧力で気体熱媒が供給されるのが好ましい。
室は、走行部材及びこれに固定された作動対の走
行を妨げないように可及的に気密に保たれ、気体
熱媒としては、例えば、加熱空気や冷却空気が好
ましく用いられる。また、熱媒室間での気体熱媒
の移動を防ぐために、各熱媒室には実質的に等し
い圧力で気体熱媒が供給されるのが好ましい。
上記した装置の作動を第３図に示す所謂右回り
サイクル線図に基づいて説明する。
サイクル線図に基づいて説明する。
一つの作動対において、第１の密閉容器が高温
熱媒室にあり、第２の密閉容器が中温熱媒室にあ
るとき、第１の密閉容器中のMH１は温度THの
高温熱媒により加熱されて水素を放出し（点Ａ）、
この水素は水素平衡分解圧の差によつて連通管を
経て第２の密閉容器に移動し、ここで中温熱媒に
より温度TMに保たれたMH２がこの水素を発熱
的に吸蔵する（点Ｂ）。次に、この作動対が走行
して第１の密閉容器が中温熱媒室に入り、第２の
密閉容器が低温熱媒室に入ると、MH１が中温熱
媒により温度TMに冷却され（点Ｄ）、一方、
MH２は吸熱的に水素を放出して、温度TLの低
温熱媒から熱を奪う（点Ｃ）と共に、この水素を
温度TMのMH１が発熱的に吸蔵する。従つて、
低温熱媒から冷熱出力を得ることができる。ま
た、各作動対において金属水素化物の発熱的な水
素吸蔵反応から温熱出力を得ることもできる。
熱媒室にあり、第２の密閉容器が中温熱媒室にあ
るとき、第１の密閉容器中のMH１は温度THの
高温熱媒により加熱されて水素を放出し（点Ａ）、
この水素は水素平衡分解圧の差によつて連通管を
経て第２の密閉容器に移動し、ここで中温熱媒に
より温度TMに保たれたMH２がこの水素を発熱
的に吸蔵する（点Ｂ）。次に、この作動対が走行
して第１の密閉容器が中温熱媒室に入り、第２の
密閉容器が低温熱媒室に入ると、MH１が中温熱
媒により温度TMに冷却され（点Ｄ）、一方、
MH２は吸熱的に水素を放出して、温度TLの低
温熱媒から熱を奪う（点Ｃ）と共に、この水素を
温度TMのMH１が発熱的に吸蔵する。従つて、
低温熱媒から冷熱出力を得ることができる。ま
た、各作動対において金属水素化物の発熱的な水
素吸蔵反応から温熱出力を得ることもできる。
一方、当初に第１の密閉容器が中温熱媒室にあ
り、第２の密閉容器が低温熱媒室にある作動対
は、上記の作動対より半サイクル遅れで同じ反応
を行なう。
り、第２の密閉容器が低温熱媒室にある作動対
は、上記の作動対より半サイクル遅れで同じ反応
を行なう。
従つて、本発明のヒートポンプ装置によれば、
例えば、高温熱媒を駆動熱源として低温熱媒から
連続して一定のレベルで冷熱出力を得ることがで
きる。尚、実施例においては、二つの中温熱媒の
温度はいずれも同じTMであるが、これらが異な
る温度を有してもよいのは明らかであろう。
例えば、高温熱媒を駆動熱源として低温熱媒から
連続して一定のレベルで冷熱出力を得ることがで
きる。尚、実施例においては、二つの中温熱媒の
温度はいずれも同じTMであるが、これらが異な
る温度を有してもよいのは明らかであろう。
また、第４図は所謂左回りサイクルによるヒー
トポンプ装置の作動を示すが、所定温度における
MH１とMH２との間の水素移動が逆方向である
以外は上記と同じであり、このようなサイクルに
より、例えば、中温熱媒を駆動熱源として高温熱
源から温度THの温熱出力を一定のレベルで連続
的に得ることができる。
トポンプ装置の作動を示すが、所定温度における
MH１とMH２との間の水素移動が逆方向である
以外は上記と同じであり、このようなサイクルに
より、例えば、中温熱媒を駆動熱源として高温熱
源から温度THの温熱出力を一定のレベルで連続
的に得ることができる。
以上のように、本発明のヒートポンプ装置によ
れば、各作動対における密閉容器を加熱又は冷却
し、作動対から出力を得るにあたつて、所定温度
の熱媒が流通する熱媒室に作動対を循環して走行
させ、このようにして熱媒と熱交換させるので、
従来の熱媒回路を切り換えて、金属水素化物を充
填した密閉容器と熱交換させる装置と異なり、所
定の熱媒から一定の出力が安定且つ連続して得る
ことができるのみならず、複雑な熱媒回路やその
ための制御機構を要しないので、作動が簡単であ
る。また、熱媒室には常に同じ温度の熱媒が流通
されており、熱媒室自体の加熱冷却による熱損失
がないので、装置の成績係数も高い。
れば、各作動対における密閉容器を加熱又は冷却
し、作動対から出力を得るにあたつて、所定温度
の熱媒が流通する熱媒室に作動対を循環して走行
させ、このようにして熱媒と熱交換させるので、
従来の熱媒回路を切り換えて、金属水素化物を充
填した密閉容器と熱交換させる装置と異なり、所
定の熱媒から一定の出力が安定且つ連続して得る
ことができるのみならず、複雑な熱媒回路やその
ための制御機構を要しないので、作動が簡単であ
る。また、熱媒室には常に同じ温度の熱媒が流通
されており、熱媒室自体の加熱冷却による熱損失
がないので、装置の成績係数も高い。
第１図は本発明のヒートポンプ装置の要部斜視
図、第２図は本発明のヒートポンプ装置の概念
図、第３図及び第４図は本発明の装置の作動を示
すサイクル線図の一例である。 １ａ……第１の密閉容器、１ｂ……第２の密閉
容器、２……連通管、３……作動対、４……走行
部材、１０……高温熱媒室、１１，１２……中温
熱媒室、１３……低温熱媒室。
図、第２図は本発明のヒートポンプ装置の概念
図、第３図及び第４図は本発明の装置の作動を示
すサイクル線図の一例である。 １ａ……第１の密閉容器、１ｂ……第２の密閉
容器、２……連通管、３……作動対、４……走行
部材、１０……高温熱媒室、１１，１２……中温
熱媒室、１３……低温熱媒室。
Claims (1)
- １ 作動温度領域において水素の平衡分解圧が異
なる第１及び第２の金属水素化物を用い、第１の
金属水素化物から水素を吸熱的に放出させ、この
水素を第２の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ、
次に、この第２の金属水素化物から水素を吸熱的
に放出させ、この水素を前記第１の金属水素化物
に発熱的に吸蔵させるようにしたヒートポンプ装
置において、第１の金属水素化物を充填した第１
の密閉容器と第２の金属水素化物を充填した第２
の密閉容器とを連通管にて接続連通して作動対と
なし、この作動対の多数を第１の密閉容器が相互
に隣接し、第２の密閉容器が相互に隣接するよう
に相互に平行に、且つ、各作動対がその走行方向
と直角の方向に延びるように無端の回転走行部材
上に固定し、上記走行部材と共に循環して走行さ
せると共に、各作動対において第１の密閉容器が
高温熱媒室にあるときに第２の密閉容器が中温熱
媒室にあり、次いで、第１の密閉容器が中温熱媒
室にあるときに第２の密閉容器が低温熱媒室にあ
るように各熱媒室を配設してなることを特徴とす
るヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21006882A JPS59100371A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21006882A JPS59100371A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | ヒ−トポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100371A JPS59100371A (ja) | 1984-06-09 |
| JPS635658B2 true JPS635658B2 (ja) | 1988-02-04 |
Family
ID=16583283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21006882A Granted JPS59100371A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100371A (ja) |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP21006882A patent/JPS59100371A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59100371A (ja) | 1984-06-09 |
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