CN1755298A - 利用氢气储存合金的制冷热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调，更详细的说，本发明利用氢气储存合金的制冷热装置，包含以下几个制冷热装置：利用氢气储存合金与氢气反应发生的吸热放热作用，冷却周围的空气或加热周围的空气的一对反应机；一端连接在一个反应机，另一端连接在另一个反应机，做氢气通路作用的流路管；设置在流路管，从各反应机中可有选择性的进行氢气传送的泵；从室外或室内引导氢气的吸入及排出的流路管；把通过流路管流动的空气强制送风的送风装置；划分各反应机所在空间，并通过空气流路管流入及排出的空气的流动方向，可选择的通过反应机，使向室内或室外的引导空气流动的引导装置；形成组成部分的外观，并从外部环境保护各组成部分的壳体。

Description

利用氢气储存合金的制冷热装置

技术领域

本发明涉及空调，更详细的说，特别是随着利用氢气和氢气储存合金之间相互关系反应的吸/放热，产生为了使周边空气冷却/加热的冷气/热气的系统，从而能够省去室外机的空调器的发明。

背景技术

一般，利用氢气储存合金氢气吸收氢气时产生的放热反应，放出氢气时产生吸热反应的特性，和氢气储存容量大的特性，可用于热抽滤氢气储存装置等利用领域中。

但是，以往技术中利用氢气储存合金的制品，都只是单纯的概念的提出，没有形成过考虑氢气储存合金特性的具体体系的体现。

这里，为了体现利用氢气储存合金的制品，只有利用好形成这制品的各组成部分和相互关系才能获得最高效率。但因没能利用好，才出现过度的费用或制品体积大等原因，没能得到好评。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而提出的，是在通常做制冷热作用的制品中，适当利用氢气储存合金的技术提供形成全体体系单纯化的制冷热装置为目的的。

根据为了达到上述目的的本发明的形态，利用氢气储存合金的制冷热装置包含以下几个部分所构成：容纳随着氢气的吸脱而发生的吸热反应及放热反应的交替，冷却或加热周围空气的氢气储存合金形成的一对反应机；一端连在一个反应机，另一端连在另一个反应机，做氢气流通作用的流路管；设在氢气流路管，从各反应机做有选择的氢气传送作用的泵；从室外或室内做引导空气吸入及排出作用的流路管；把通过空气流路管流动的空气强制送风的送风装置；可选择的划分各反应机及各送风装置所在空间，并决定通过空气流路管流入及排出的空气的流动方向，可选择的通过各反应机，使向室内或室外流动的引导装置；形成组成部分的外观，并从外部环境保护各组成部分的壳体。

发明的效果：如上所述，本发明的制冷热装置单纯的只把形成空气流入管的排管设在室内或室外，从而能够省去室外机的空调器的发明。

又，本发明制冷热装置利用氢气与氢气储存合金之间的相关关系，因随快速的热反应进行的空气冷却和加热可提高制冷热效果。

附图说明：

图1及图2是涉及本发明第1实施例的利用氢气储存合金的制冷热装置的构成图。

图3是涉及本发明第1实施例的控制冷热装置里的空气流动的视图。

图4及图5是涉及本发明第2实施例的利用氢气储存合金的制冷热装置的构成图。

图6及图7是涉及本发明第3实施例的利用氢气储存合金的制冷热装置的构成图。

图8是构成本发明制冷热装置旋转装置的另一个形态视图。

图9及图10是涉及本发明第4实施例的利用氢气储存合金的制冷热装置的构成图。

图11是涉及本发明第4实施例的利用氢气储存合金的制冷热装置的构成图。

图12是图9的I-I线截面图。

图13是图9的II-II线截面图。

附图的主要部分符号的说明：

111，112：反应机                    120：氢气流路管

130：泵                             150：送风装置

160：控制空气流动的装置             170：壳体

181，182，183，184：流路开闭开关    190：罩盖

具体实施方式

以下是参照图1至图13对涉及本发明的各实施例的更具体的说明。

首先，本发明的利用氢气储存合金的制冷热装置第一实施例如图1及图2所示，包含以下几大部分构成：一对反应机(111，112)；氢气流动的氢气流路管120；为强制传送氢气而产生传送力的泵130；引导空气流动的空气流路管，和把空气强制送风的送风装置150；引导空气流动的装置160；形成各组成部分外观的壳体170；控制各组成部分的运行的微机(附图中略)。

构成本发明的制冷热装置各反应机(111，112)容纳随着氢气吸脱而产生的吸热及放热反应的交替，使冷却或加热周围空气的氢气储存合金，构成通常的制冷热装置的热交换机，并设置在壳机170内空间上相互对应状态。

构成本发明制冷热装置的氢气流路管120的一端连接在一个反应机111，另一端连在另一个反应机112，作为各反应机之间氢气流动通路作用而构成。

构成本发明制冷热装置的泵130，设置在氢气流路管，把在一个反应机111的氢气强制传送到另一个反应机112，作为传送作用而构成，可构成通常的压缩机等挤压机。

构成本发明制冷热装置的空气流路管是由以下几部分所构成：引导从室内吸入的吸入空气的流动的一对室内侧空气吸入流路管(以下称，“第1室内侧空气吸入流路管”及“第2室内侧空气吸入流路管”)(141，142)；引导从室外吸入的吸入空气流动的一对室外侧空气吸入流路管(以下称，“第1室外侧空气吸入流路管”及“第2室外侧空气吸入流入管”)(143，144)；使通过各空气吸入流路管(141，142，143，144)吸入壳体170内的空气从室内或室外排出的，引导排出空气流动的室内侧空气导出流路管145及室外侧空气导出流路管146。

这时，各个室内侧空气吸入流路管(141，142)或室外侧空气吸入流路管(143，144)，可分支单一管也可构成各个个别化的管。

然后，各空气吸入流路管(141，142，143，144)连通壳体170的外侧的一端，可从室内或室外吸入空气，而另一端连通各反应机(111，112)所在空间，可使吸入的空气通过各反应机(111，112)。

与此同时，各空气导出流路管(145，146)通过各反应器(111，112)，使完成热交换的空气从壳体170的外部的室内或室外侧引导而设置。

构成本发明制冷热装置的送风装置150，各设在室内侧空气流路管145的空气流入侧和室外侧空气导出流路管146的空气流入侧形成的空间上，使空气强制送风的作用而构成。

这样的送风装置可成为通常的轴流扇或热风扇(sirocco fan)等横流扇，也可设在不是上述位置的空气吸入流路管(141，142，143，144)和个反应机(111，112)之间。

构成本发明制冷热装置的空气流动引导装置160是，由图3所示全局性的形成圆筒形并向两侧面的各反应机(111，112)所在侧开口的滚筒部161，和为了可选择的旋转滚筒部为目的的旋转装置162而形成。

这时，滚筒部161的内部设有中央为基准划分两端内部空间的隔板163，各空间所在圆周面的所定部位使向相互相反的方向各形成，为了滚筒部161内所对应的空间流入的空气从室内侧空气导出流路管145或室外侧空气导出流路管146排出为目的的导出孔164a164b。这样的滚筒部161设置在各反应机(111，112)及室内/室外侧空气导出流路管(145，146)所在空间之间，做有选择的划分各空间通过空气吸入流路管(141，142，143，144)流入，并通过特定的反应机完成热交换的空气，可从这设在反应机之间的方向的空气导出，流路管(145，146)有选择的导出作用。

然后，旋转装置162通过托架165固定在壳体170内，并由构成滚筒部161的隔板163的中央轴结合，传送驱动力为目的的马达构成。

所以，决定所示结构的本发明制冷热装置的运转过程中，通过装置的构成更详细地说明室内侧制冷热装置的运转过程。

首先，微机(附图中略)控制泵开始形成驱动，氢气流路管120的内部由泵130的驱动产生的传送力。

这样产生的传送力能把在一个反应机(以下称，“第1反应机”)内的氢气传送到另一个反应机(以下称，“第2反应机”)，在此过程中第一反应机111的氢气储存合金随着氢气的放出发生吸热反应，而第2反应机112的氢气储存合金随着氢气流入发生放热反应。

与此同时，各送风装置150也随着微机的控制开始形成驱动，把室内及室外的空气强制送出，使通过个反应机(111，112)而形成热交换。

另外，构成这时空气流动引导装置160的滚筒部161，受微机的控制，随着旋转装置162的驱动而转动，并在如图1所示第1反应机111所在侧的空间形成的导出孔(以下称，“第1导出孔”)164a使向室内侧空气导出流路管145，而第2反应机112所在侧的空间形成的导出孔(以下称，“第2导出孔”)164b使向室外侧空气导出流路管146。

跟着，各空气吸入流路管(141，142，143，144)中，通过第1室内侧空气吸入流路管141及第1室外侧空气吸入流路管143吸入的室内及室外的空气，通过第1反应机进行热交换被冷却，被冷却的空气通过滚筒部162的第1导出孔164a从室内侧空气导出流路管145排出。

与此同时，通过第2室内侧空气吸入流路管142及第2室外侧空气吸入流路管144吸入的室内及室外的空气，通过第2反应机112进行热交换被加热，这被加热的空气通过滚筒部161的第2导出口164b从室外侧空气导出流路管排出。

在这状态下，过了所定的设定时间，微机控制滚筒部的旋转装置如图2所示，把滚筒部161旋转180度的同时，控制泵130吸入第2反应机内的氢气后，传送到第1反应机111。

与此第1反应机111的氢气储存合金随着氢气流入进行放热反应，第2反应机的氢气储存合金随着氢气放出进行吸热反应，通过第1室内侧空气吸入流路管141及第1室外侧空气吸入流路管143吸入的室内及室外空气，通过第1反应机111进行热交换被加热的同时，通过第2室外侧空气吸入流路管144吸入的室内及室外空气通过第2反应机进行热交换被冷却。

又，此时构成空气流动引导装置160的滚筒部161随着旋转装置162的驱动而转动，使向第1导出孔164a的室内侧空气导出流路管146的同时，第2导出孔164b使向室内侧空气导出流路管146，通过第1反应机111被加热的空气通过第1导出孔164a由室外侧空气导出流路管146向室外排出，而通过第2反应机112被冷却的空气通过第2导出孔164b由室内侧空气导出流路管45向室内排出。

如上所述过程中，因受微机的控制，随着泵力的反转，滚筒部161随之旋转所定时间，虽然是指第1反应机111或第2反应机112内的氢气大部分被放出到吸热反应渐渐变弱的时间，但考虑到构成整个反应机(111，112)的氢气储存合金可能因过度放热，寿命减少的原因，所以指使各反应机(111，112)工作到过度放热之前更为合适。

然后，使用者进行中断命令之前，各过程反复地进行，并通过此过程持续制冷热状态。

如果为了室内制热，使用者进行制热操作，微机就同时进行各其他组成部分的控制，只改变形成在滚筒部161的各导出孔(164a，164b)的方向与制冷运转时相反，或控制泵使各反应机(111，112)之间流动的氢气传送方向与制冷时相反方向就可以。更详细的运转过程在此省略。

即，本发明的第2实施例中提供为了提高制冷效率或制热效率，使室内侧空气一直只向室内流动，室外侧空气一直只向室外侧流动的构成。

这里，如图4及图5所示，各空气流路管(141，142，143，144)的内侧设置可选择的对对应的流路管进行开闭的开闭瓣(181，182，183，184)。

即，如图4所示，制冷热运转时，通过第1反应机进行吸热反应时控制为设置在第1室内侧空气吸入流路管141及第2室外侧空气吸入流路管144内的各流路开闭瓣(181，184)处在开放的状态，设置在第1室外侧空气吸入流路管143及第2室内侧空气吸入流路管142内的各流路开闭瓣(183，182)处在闭锁的状态。

相反，如附图5所示，通过第2反应机进行吸热反应时控制为设置在第1室内侧空气吸入流路管141及第2室外侧空气吸入流路管144内的各流路开闭(181，184)处在闭锁的状态，设置在第1室外侧空气吸入流路管143及第2室内侧空气吸入流路管142内的各流路开闭瓣(183，182)处在开放的状态，冷却空气继续维持冷却状态，向室内导出，使之能提高室内制冷效率。

不仅如此，各反应机(111，112)和滚筒部161的棱侧圆周面之间再设置罩盖，使封闭反应机(111，112)所在空间及滚筒部161所在空间之间发生的所定缝隙，更能得到防止流动空气的流出的效果。

即，本发明的第3实施例中提供如图示空气引导装置260的图6及图7构成滚筒部(261a，261b)，为同时转动这各滚筒部(261a，261b)两轴，设置马达为旋转装置262的构成。

此时，滚筒部(261a，261b)随着一侧面向一个反应机(111，112)开口，另一个侧面形成闭锁的圆筒形，圆周面所定部位设有为排出其内部流入的空气的导出孔(264a，264b)而构成。

然后，旋转装置262被各滚筒部(261a，261b)之间托架265所固定，并各在各滚筒部(261a，261b)闭锁的一侧面构成轴结合状态。

这样的构成是为了使旋转装置的马达的设置更为便利的设置，与性能无大关系，其运转过程如图6图7所示，这与上述的实施例中和空气流动引导装置同时进行。在这里省略其详细地说明。

但是，旋转装置不光是与上述本发明第1实施例及第2实施例相同的构成，也可如附图8所示滚筒部361的外侧(或内侧)圆周面所定部位形成齿轮状槽361a，马达362的轴362a与齿轮状槽齿轮结合，利用齿轮的转动而转动滚筒部361构成。还有，这样的齿轮转动有可使马达设在必要的位置，可提高构成的便利性的优点。

即，本发明的第4实施例中提供构成其他实施例的控制途径的各空气吸入流路管，把空气流路管与各空气导出流路管构成一体化，能适用于窗口式空调器等形象构造的构成。

为此，本发明形成如图9及图10所示，随着壳体470两端开口，利用其内侧的划分板划分471上侧及下侧等两侧的构造，壳体的开口的两端各与室内室外连通。

这时，壳体两端中向室内连通的一端的上部层或下部层设在内侧空气导出部441及室内侧空气吸入部442，另一端的上层部或下层部设在室外侧空气导出部443及室外侧空气吸入部444，各空气导出部(441，443)上设置使壳体470内的空气流动向室内及室外导出的传送送风力的送风装置。

但是，不一定必须只是上述构成，也可根据送风装置所在的位置，及送风力传送的方向，把各空气导出部(441，443)和空气吸入部(442，443)设为相反。

然后，壳体470内的各部分中与开口的两端垂直的壳体内的侧部中，设置一对相对应的反应机(411，412)，使各反应机(411，412)所在的壳体470内的侧部所定空间与壳体的下部层及上部层相互连通形成所定空间。

与此同时，壳体470内中央部分的各反应机(411，412)之间设置闭锁各反应机相互间空间，并其轴方向向各反应机(411，412)的滚筒部。

这时，滚筒部461的内侧设置如图11所示的横向方向形成的隔板463，外再轴方向附加设置另有用途的隔板466。隔板466滚筒部461设在壳体470内时，把隔板设置位置与壳体的隔板对应同一高度的状态，并设置形成在各滚筒部的各导出孔(464a，464b)的中央部分为基准滚筒部461的内部，使隔板466为基准划分为两侧。

然后，滚筒部461其外侧(或内侧)圆周面所定部位形成的齿轮槽461a通过齿轮驱动形成转动，这时为齿轮转动的马达固定在滚筒部461的外侧部中，不影响滚筒部旋转的壳体470内棱部位。

以下，如上述对构成本发明第4实施例的制冷热装置运转过程中是对制冷热过程的简单说明。

首先，随着受微机控制的泵的驱动一个反应机(以下称，“第1反应机”)411内的氢气被传送到另一个反应机(以下称，“第2反应机”)412，第1反应机411的氢气储存合金随着氢气的放出发生吸热反应，而第2反应机412的氢气储存合金随着氢气的流入发生放热反应。

又，这时滚筒部461受微机的控制的马达462的驱动而旋转，第1反应机411所在侧空间形成的导出孔(以下称，“第1导出孔”)464a下部与室内侧空气吸入部442形成连通状态的同时，第一导出孔464a上部室内侧与空气导出部441形成连通状态，第2反应机412所在侧空间形成的导出孔(以下称，“第2导出孔”)464b下部与室内侧空气吸入部444形成连通状态的同时，上述第一道出孔464b上部室内侧与空气导出部443形成连通状态。

与此同时，各送风装置150受微机的控制开始驱动，通过室内侧空气吸入部442吸入室内空气后，通过室内侧导出孔441把上述吸入的室内侧空气导出，通过室外侧空气吸入部444吸入室外空气之后，通过室外侧空气导出部443把吸入的空气导出。

这时，通过室内侧空气吸入部442壳体470内吸入的空气通过第1导出孔464a中图面上位置在纵向隔板466的下部侧开口部位流入滚筒部461内侧，通过其侧部所在的第1反应机411进行热交换被冷却，在这种状态下，从壳体470内上层流动，重新流入滚筒部461内侧，通过位置在第1道出孔464a中图面上纵向隔板466的上部侧的开口部位461向外侧导出后，通过送风装置450经过室内侧空气导出部441向室内导出。

相反，通过室外侧空气吸入部444壳体470内吸入的空气，通过第2导出孔464b中图面上位置在纵向隔板466的下部侧的开口部位向滚筒部461内侧流入，通过其侧部所在的第2反应机412进行热交换被加热，在这种状态下，从壳体470内上层流动，重新流入滚筒部461内侧，通过位置在第2导出孔464b中图面上纵向隔板466的上部侧的开口部位461向外侧导出后，通过送风装置450经过室内侧空气导出部443向室外导出。

在这种状态下，过所定的设定时间，微机控制转动滚筒部461的马达462如所示图10旋转滚筒部(461)180度的同时，控制使在第2反应机412中的氢气传送到第1反应机411中。

与此同时，通过第1反应机411完成热交换的加热空气通过滚筒部461的第1导出孔464a中纵向隔板466的上部侧开口部位，流入室外侧空气导出部443向室外导出，经过第2反应机412完成热交换的冷却空气，通过滚筒部461的第2导出孔464b中纵向隔板的上部侧开口部位，从室内侧空气导出部441流出向室内导出。

上述过程到通过微机下达终止运转命令之前，可反复进行持续室内制冷热的操作。

即，如前述各实施例的发明不是只适用于空调，也可适用于热过滤和冷却机的发明。

Claims (19)

1、一种利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是包含如下部件构成：利用随着氢气储存合金和氢气的反应所进行的吸热及放热作用冷却或加热周围空气的一对反应机；一端连接反应机，另一端连接另一个反应机做氢气通路作用的流路管；连在流路管从各反应机中可有选择的进行氢气传送的泵；从室外或室内引导氢气的吸入及导出的流路管；把通过流路管流动的空气强制送风的送风装置；划分各反应机所在空间，并通过空气流路管流入及排出的空气的流动方向可选择的，通过反应机使向室内或室外的引导空气流动的引导装置；形成上述组成部分的外观，并从外部环境保护各组成部分的壳体。

2、根据权利要求1所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是各反应机设置在壳体内所定空间上相互对应的状态，空气流动引导设置在各反应机和室内侧或者室外侧进行空气导出的空气流路管之间。

3、根据权利要求1所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是包含以下空气流路管，包括如下部分：吸入室外空气引导使之通过各反应机流动的一对室外侧空气吸入流路管；吸入室内空气引导使之通过各反应机流动的一对室内侧空气吸入流路管；引导通过各反应机的空气使向室外侧导出的室外侧空气导出流路管；引导通过各反应机的空气使向室内侧导出的室内侧空气导出流路管。

4、根据权利要求3所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是一对室外侧空气吸入流路管或一对室内侧空气吸入流路管是分支单一管而形成的空气流路管。

5、根据权利要求3所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是送风装置设在室外侧空气导出流路管和室内侧空气导出流路管所在的侧。

6、根据权利要求3所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是送风装置各设在各空气吸入流路管各反应机之间。

7、根据权利要求3所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是设置为各空气流路管内部所对应的流路的开闭的流路开闭瓣。

8、根据权利要求1所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是包含以下空气流动引导装置构成，具有如下结构：两侧面形成开口的圆筒形，开口的部位向各反应机所在轴设置，设置其内侧的中央侧为基准，相互划分两端空间的隔板，为排出由各空间所在的圆周面所定部位，对应空间流入的空气为目的，导出孔相反方向形成的滚筒部；可选择的转动滚筒部，使滚筒部的各导出孔交替向室内侧室外侧形成的滚筒部；旋转装置固定在壳体内的托架。

9、根据权利要求8所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是用传达旋转装置驱动力的马达构成，其马达与隔板中央轴结合。

10、根据权利要求8所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是用传达旋转装置驱动力的马达构成，马达的轴与这轴结合的滚筒部所定部位形成齿轮结合，相互间的驱动使通过齿轮驱动传达设置。

11、根据权利要求1所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是包含以下空气流动引导装置构成，具有如下结构：一个侧面随着向一个反应机另一面形成闭锁的圆筒形，圆周面的所定部位为了排出其内部流入的空气各形成导出孔的一对滚筒；可选择的转动滚筒部，使滚筒部的各导出孔交替向室内侧或者室外侧的旋转装置；支持旋转装置，固定在壳体内的托架。

12、根据权利要求11所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是因旋转装置位置在各滚筒部之间的状态，各滚筒部与闭锁的一个侧面轴结合传达两侧马达的驱动力构成。

13、根据权利要求11所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是用传达旋转装置驱动力的马达构成，马达的轴与这轴结合的滚筒部所定部位形成齿轮结合，相互间的驱动使通过齿轮驱动传达设置。

14、根据权利要求8或者11所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是各反应机和滚筒部开口部位之间，包含形成闭锁相互发生的间隙的罩盖。

15、一种利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是包含如下结构：两端向室内或者室外开口，其内部中相互划分为上部及下部空间的壳体；与壳体开口的两端垂直方向的壳体内两侧部相互对应设置，并利用随氢气储存合金和氢气反应的吸热及放热作用冷却或加热周围空气的一对反应机；一端连接反应机，另一端连接另一个反应机做氢气通路作用的流路管；设置在氢气流路管，从各反应机中可有选择的进行氢气传送的泵；设在壳体的两端的连通室内及室外的开口部位，把室内及室外空气强制送风的送风装置；设在各反应机及壳体内的两端之间可选择的开放或闭锁使空气的流动方向可选择的，通过各反应机决定向室内或室外的空气流动的引导装置。

16、根据权利要求15所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是送风装置设在壳体的开口部位中室内或室外侧的形成的空气导出的部位。

17、根据权利要求15所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是包含以下空气流动引导装置构成，具有如下结构：两侧面形成开口的圆筒形，开口的部位使向各反应机所在轴设置，设置其内侧的中央部分相互划分两端空间的隔板，各空间所在的圆周面所定部位形成由对应的空间的空气流入或空气导出为目的的，一对共同使向相互相反方向，设有由各共同的中央为基准，由轴方向划分被隔板划分的两端空间为上层和下层空间的纵向隔板的滚筒部；为排出由各空间所在的圆周面所定部位对应空间流入的空气为目的导出孔相反方向形成的滚筒部；可选择的转动上述滚筒部，使上述滚筒部的各导出孔交替使向壳体开口的两端的旋转装置；支持旋转装置，固定在壳内的托架。

18、根据权利要求15所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是用传送旋转装置驱动力的马达构成，马达的轴与这轴结合的滚筒部所定部位形成齿轮结合，相互间的驱动使通过齿轮驱动传送设置。

19、根据权利要求15所述的利用氢气储存合金的制冷热装置，其特征是各反应机和滚筒部开口部位之间，包含形成闭锁相互发生的间隙的罩盖。

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