JP2001208444A - Heat utilization system utilizing hydrogen absorption alloy - Google Patents

Heat utilization system utilizing hydrogen absorption alloy

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JP2001208444A
JP2001208444A JP2000330691A JP2000330691A JP2001208444A JP 2001208444 A JP2001208444 A JP 2001208444A JP 2000330691 A JP2000330691 A JP 2000330691A JP 2000330691 A JP2000330691 A JP 2000330691A JP 2001208444 A JP2001208444 A JP 2001208444A
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JP
Japan
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hydrogen
heat
cell
alloy
pipe
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JP2000330691A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Maruhashi
勤 丸橋
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Rinnai Corp
Original Assignee
Rinnai Corp
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Publication date
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    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve prior art techniques wherein hydrogen released from a hydrogen occluding alloy is in the prior art adapted to be occluded into a hydrogen occluding alloy of a cell part after passing through a hydrogen path from a cell part thereof, so that the hydrogen passes through a long movement distance which might cause severe pressure loss and deterioration of performance, and further the prior art suffers a complicated cell structure. SOLUTION: A cell S includes a cylindrical stick pipe 1, a pipe filter 2 capable of direct passage of hydrogen, a separator 3 for dividing a space between the stick pipe 1 and the pipe filter 2 to three cell parts S1, S2, and S3 for encapsulating high, middle, and low temperature alloys (HM, MM, LM), and fins each being inserted into the cell parts S1, S2, and S3. A freezing cycle is adapted such that many cells S constitute one cell group, and a plurality of cell groups constitute a two stage cycle. The cell S has a simplified structure and is easy to manufacture. Further, it has a structure where hydrogen moves through the pipe filter 2, so that a movement distance of the hydrogen is short with pressure loss reduced and with performance improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金の水
素の吸蔵と放出とを繰り返して行わせ、水素の放出時に
生じる吸熱作用を利用して冷熱出力を得る、あるいは水
素の吸蔵時に生じる放熱作用を利用して熱出力を得る水
素吸蔵合金を利用した熱利用システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen storage alloy which repeatedly absorbs and desorbs hydrogen to obtain a cold output by utilizing an endothermic effect generated at the time of releasing hydrogen, or to radiate heat at the time of storing hydrogen. The present invention relates to a heat utilization system using a hydrogen storage alloy that obtains a heat output by utilizing an action.

【0002】[0002]

【従来の技術】水素吸蔵合金を利用した熱利用システム
として、特開昭10−220908号公報に開示された
技術が知られている。例えば、この公報に開示されるセ
ルは、図13に示すように、同一平衡水素圧で水素平衡
温度が異なる高温、低温度水素吸蔵合金(以下、高温、
低温合金)をそれぞれ封入する独立したセルパート(第
1、第2容器J1、J2)を備え、各容器の一辺側を水
素通路で連通した構造を採用したものである。
2. Description of the Related Art As a heat utilization system using a hydrogen storage alloy, a technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-220908 is known. For example, as shown in FIG. 13, a cell disclosed in this publication has a high-temperature, low-temperature hydrogen storage alloy (hereinafter, referred to as a high-temperature,
Independent cell parts (first and second containers J1 and J2) each of which is filled with a low-temperature alloy), and a structure in which one side of each container is communicated with a hydrogen passage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、公報で示し
たような従来の構造では、例えば第1容器J1内の水素
が第2容器J2に移動する例において、第1容器J1内
のA部で放出された水素は、矢印Bで示すように、長い
経路を通って第2容器J2へ導かれることになる。特
に、第1容器J1の内部には比較的多くの水素吸蔵合金
が充填されているため、水素移動のための圧力損失が大
きく、結果的に単位時間当りの水素移動量が少なくなっ
てしまう。
However, in the conventional structure as disclosed in the gazette, for example, in the case where hydrogen in the first container J1 moves to the second container J2, in the portion A in the first container J1. The released hydrogen is guided to the second container J2 through a long path as shown by the arrow B. In particular, since the inside of the first container J1 is filled with a relatively large amount of hydrogen storage alloy, the pressure loss for hydrogen transfer is large, and as a result, the amount of hydrogen transfer per unit time is reduced.

【0004】また、従来のセルは、1つのセルパートに
おける熱の温度変化が大きく(例えば温度変化幅が6
°)、それに対応して水素吸蔵合金の温度変化幅も大き
い。このため、1つのセルパートの内部に温度分布が形
成され、それに従い水素圧の圧力分布が大きくなる。こ
のような温度変化と圧力変化とにより各セルパート間で
の水素移動速度が劣化してしまう不具合が生じる。さら
に、従来のセルは、構造が複雑であり、製造コストを下
げるために、簡素な構造が望まれていた。
Further, in the conventional cell, the temperature change of heat in one cell part is large (for example, the temperature change width is 6).
°), and the temperature change width of the hydrogen storage alloy is correspondingly large. For this reason, a temperature distribution is formed inside one cell part, and the pressure distribution of the hydrogen pressure increases accordingly. Such a temperature change and a pressure change cause a problem that the hydrogen transfer speed between the cell parts is deteriorated. Further, the conventional cell has a complicated structure, and a simple structure has been desired in order to reduce the manufacturing cost.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は簡素な構造で、且つ単位時間当り
の水素移動量を多くすることのできる水素吸蔵合金を利
用した熱利用システムの提供にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object the use of heat utilizing a hydrogen storage alloy having a simple structure and capable of increasing the amount of hydrogen transfer per unit time. In providing the system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】〔請求項1の手段〕水素
吸蔵合金を利用した熱利用システムは、水素吸蔵合金の
水素の放出時の吸熱、あるいは水素の吸蔵時の放熱を利
用したものであって、水素吸蔵合金を封入するセルは、
筒状のスティックパイプと、このスティックパイプ内に
挿入された水素が素通りできるパイプフィルタと、前記
スティックパイプと前記パイプフィルタとの間の長手方
向に封入される同一平衡水素圧で水素平衡温度が異なる
水素吸蔵合金をそれぞれ別々に封入するための仕切壁で
あるセパレータとから構成されるスティック状のもので
あり、前記スティック状のセルが多数用いられたことを
特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A heat utilization system using a hydrogen storage alloy utilizes heat absorption at the time of release of hydrogen or heat release at the time of hydrogen storage of the hydrogen storage alloy. Then, the cell that encloses the hydrogen storage alloy
A cylindrical stick pipe, a pipe filter through which hydrogen inserted in the stick pipe can pass, and a hydrogen equilibrium temperature different at the same equilibrium hydrogen pressure sealed in the longitudinal direction between the stick pipe and the pipe filter A stick-like structure comprising a separator as a partition wall for separately enclosing the hydrogen storage alloy, wherein a large number of the stick-like cells are used.

【0007】〔請求項2の手段〕請求項1の水素吸蔵合
金を利用した熱利用システムにおいて、前記スティック
パイプは、多数が一体に設けられていることを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the heat utilization system using a hydrogen storage alloy according to the first aspect, a large number of the stick pipes are provided integrally.

【0008】〔請求項3の手段〕請求項1または請求項
2の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムにおいて、
前記セルは、前記スティックパイプと前記パイプフィル
タとの間に、内側と外側との間で水素移動が可能な熱伝
導性材のフィンを備えることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the heat utilization system using the hydrogen storage alloy according to the first or second aspect,
The cell may include a fin of a heat conductive material capable of moving hydrogen between an inside and an outside between the stick pipe and the pipe filter.

【0009】[0009]

【発明の作用および効果】〔請求項1の作用および効
果〕水素吸蔵合金を封入するセルは、筒状のスティック
パイプと、このスティックパイプ内に挿入されたパイプ
フィルタと、種類の異なる水素吸蔵合金を区画するセパ
レータとから構成される単純なスティック状のものであ
るため、セルの製造コストを下げることができる。水素
吸蔵合金を封入するセルのスティックパイプは、耐圧性
の確保が容易なパイプ構造であるため、薄肉化が可能で
あり、熱容量を低減でき、熱交換効率を向上させること
ができる。同一のスティックパイプ内で水素移動が成さ
れる構造であるため、セルパート間の水素の漏れの可能
性が容易に抑えられる。
The cell for enclosing the hydrogen storage alloy is a cylindrical stick pipe, a pipe filter inserted in the stick pipe, and a different type of hydrogen storage alloy. Since it is a simple stick-shaped member composed of a separator for partitioning the cells, the manufacturing cost of the cell can be reduced. Since the stick pipe of the cell in which the hydrogen storage alloy is sealed has a pipe structure in which the pressure resistance can be easily secured, the thickness can be reduced, the heat capacity can be reduced, and the heat exchange efficiency can be improved. Since the structure is such that hydrogen transfer is performed in the same stick pipe, the possibility of hydrogen leakage between cell parts can be easily suppressed.

【0010】スティック状のセルが多数用いられるもの
であるため、1つのセル当りに充填される水素吸蔵合金
の充填量が減り、結果的に熱媒体と熱交換して素早く温
度変化できる。また、1つのセルパート(セパレータで
区切られた部分のセル)における温度変化が小さくな
り、それに対応して水素吸蔵合金の温度変化幅も小さく
なる。このため、1つのセルパートの内部に温度分布が
形成されにくく、それに従い水素圧の圧力分布が形成さ
れにくい。このような温度変化と圧力変化が生じないた
め、各セルパート間での水素移動速度の劣化を防ぐこと
ができる。
Since a large number of stick-shaped cells are used, the amount of hydrogen storage alloy charged per cell is reduced, and as a result, the temperature can be changed quickly by heat exchange with the heat medium. In addition, the temperature change in one cell part (the cell of the part separated by the separator) is reduced, and the temperature change width of the hydrogen storage alloy is correspondingly reduced. Therefore, a temperature distribution is not easily formed inside one cell part, and a pressure distribution of hydrogen pressure is hardly formed accordingly. Since such a temperature change and a pressure change do not occur, it is possible to prevent the hydrogen transfer speed between the cell parts from deteriorating.

【0011】さらに、スティックパイプの内部にパイプ
フィルタを配置した構造であるため、スティックパイプ
の内部においてパイプフィルタによってスムーズに水素
が移動でき、結果的にセルの内部におけるセルパート間
においてスムーズに水素の吸蔵や放出を行うことができ
る。
Furthermore, since the pipe filter is disposed inside the stick pipe, hydrogen can be smoothly moved by the pipe filter inside the stick pipe, and as a result, hydrogen can be smoothly absorbed between cell parts inside the cell. Or release can be performed.

【0012】〔請求項2の作用および効果〕多数のステ
ィックパイプを一体に設けることにより、スティックパ
イプが単体でバラバラな場合に比較して組付け性が向上
するため、製造コストを抑えることができる。
According to the second aspect of the present invention, by integrally providing a large number of stick pipes, assemblability is improved as compared with a case where the stick pipes are individually scattered, so that manufacturing costs can be reduced. .

【0013】〔請求項3の作用および効果〕水素吸蔵合
金が封入されるスティックパイプとパイプフィルタとの
間に熱伝導性材のフィンが配置されることにより、ステ
ィックパイプ内における水素吸蔵合金の熱の伝わりが良
くなる。これによってセルパート内における水素吸蔵合
金の熱の分布がさらに良くなり、セルパート間での水素
移動速度の劣化を防ぐことができる。
According to a third aspect of the present invention, a fin made of a heat conductive material is disposed between the stick pipe in which the hydrogen storage alloy is sealed and the pipe filter, so that the heat of the hydrogen storage alloy in the stick pipe is increased. Is better communicated. As a result, the heat distribution of the hydrogen storage alloy in the cell parts is further improved, and deterioration of the hydrogen transfer rate between the cell parts can be prevented.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、3つの実
施例および変形例に基づき説明する。 〔第1実施例〕第1実施例を図1〜図7を用いて説明す
る。なお、図1はセルの断面図、図2はセルの外観を示
す斜視図、図3は熱交換ユニット内における熱媒体の流
れを示す説明図、図4は多数のセルを使用した熱交換ユ
ニットの要部斜視図、図5は熱交換ユニットの斜視図で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on three examples and modifications. [First Embodiment] A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional view of the cell, FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the cell, FIG. 3 is an explanatory view showing the flow of a heat medium in the heat exchange unit, and FIG. 4 is a heat exchange unit using a large number of cells. 5 is a perspective view of the heat exchange unit.

【0015】スティック形状に設けられたセルSは(図
1、図2参照)、図3に示すように熱媒体が流れる熱媒
体通路T内に多数並べられて使用されるものであり、例
えば冷房装置として使用する場合は、セルSの内部に封
入した水素吸蔵合金の水素放出作用によって生じた吸熱
によって、熱媒体通路T内を流れる冷熱出力用熱媒体
(例えば、水)を冷却し、その冷却された冷熱出力用熱
媒体で室内に吹き出される空気を冷却して室内を冷房す
るものである。
The cells S provided in a stick shape (see FIGS. 1 and 2) are used by being arranged in a large number in a heat medium passage T through which a heat medium flows as shown in FIG. When used as an apparatus, a heat medium for cooling output (for example, water) flowing in the heat medium passage T is cooled by heat absorption generated by the hydrogen releasing action of the hydrogen storage alloy sealed in the cell S, and the cooling is performed. This cools the room by cooling the air blown into the room by the heat medium for cooling output.

【0016】この実施例では、2段サイクルを示すもの
であり、熱媒体通路Tの連通によって構成されるセルグ
ループGが少なくとも3つ用いられるものである。つま
り、水素駆動を行うセルグループGと、第1冷熱出力を
行うセルグループGと、第2冷熱出力を行うセルグルー
プGとが用いられるものである。なお、連続出力を得る
場合は、3つのセルグループGよりなる冷凍サイクルを
複数用いることによって構成できる。つまり、3つのセ
ルグループGの整数倍のセルグループGを用いることに
よって連続出力を得ることができる。
In this embodiment, a two-stage cycle is shown, in which at least three cell groups G formed by communicating the heat medium passages T are used. That is, a cell group G that performs hydrogen driving, a cell group G that performs the first cooling and heating output, and a cell group G that performs the second cooling and heating output are used. In addition, when obtaining a continuous output, it can be configured by using a plurality of refrigeration cycles including three cell groups G. That is, continuous output can be obtained by using a cell group G that is an integral multiple of the three cell groups G.

【0017】2段サイクルを構成するものでは、1つの
セルSの内部には水素平衡圧力が異なる3種の水素吸蔵
合金が封入される。この3種の水素吸蔵合金は、高温合
金HM(同一平衡水素圧で水素平衡温度が最も高い高温
度水素吸蔵合金の粉末)と、中温合金MM(中温度水素
吸蔵合金の粉末)と、低温合金LM(同一平衡水素圧で
水素平衡温度が最も低い低温度水素吸蔵合金の粉末)と
に分類されるものであり、図1に示すように、1つのス
ティック状セルSの内部に、長手方向に沿ってそれぞれ
別々に封入されるものである。つまり、セルSの内部に
は、高温合金HMが封入される第1セルパートS1 と、
中温合金MMが封入された第2セルパートS2 と、低温
合金LMが封入された第3セルパートS3 とが設けられ
る。なお、各合金種の関係を図7のPT冷凍サイクル線
図を用いて説明すると、水素吸蔵合金の特性が、相対的
に高温側(図示左側)にあるのが高温合金HM、低温側
(図示右側)にあるのが低温合金LM、両者の中間にあ
るのが中温合金MMである。
In a two-stage cycle, one cell S is filled with three kinds of hydrogen storage alloys having different hydrogen equilibrium pressures. The three types of hydrogen storage alloys are a high-temperature alloy HM (a powder of a high-temperature hydrogen storage alloy having the highest hydrogen equilibrium temperature at the same equilibrium hydrogen pressure), a medium-temperature alloy MM (a powder of a medium-temperature hydrogen storage alloy), and a low-temperature alloy MM. LM (low-temperature hydrogen-absorbing alloy powder having the lowest hydrogen equilibrium temperature at the same equilibrium hydrogen pressure). As shown in FIG. Along with each other. That is, inside the cell S, the first cell part S1 in which the high-temperature alloy HM is sealed,
A second cell part S2 in which a middle temperature alloy MM is sealed and a third cell part S3 in which a low temperature alloy LM is sealed are provided. The relationship between the alloy types will be described with reference to the PT refrigeration cycle diagram in FIG. 7. The characteristics of the hydrogen storage alloy are relatively high on the high-temperature side (left side in the figure) and high-temperature alloy HM and low-temperature side (shown in the figure). On the right side) is the low temperature alloy LM, and between the two is the medium temperature alloy MM.

【0018】セルSは、図1に示すように、筒状のステ
ィックパイプ1と、このスティックパイプ1内に挿入さ
れた水素が素通りできるパイプフィルタ2と、スティッ
クパイプ1とパイプフィルタ2との間に封入される高
温、中温、低温合金HM、MM、LMをそれぞれ別々に
封入するための仕切壁であるセパレータ3とから構成さ
れるスティック状のものであり、両端は蓋材4あるいは
塑性加工等によって気密に閉塞されるものである。ま
た、スティックパイプ1とパイプフィルタ2との間に
は、内側と外側との間で水素移動が可能な熱伝導性材よ
りなる筒状のフィン5が配置されている。
As shown in FIG. 1, the cell S includes a cylindrical stick pipe 1, a pipe filter 2 through which hydrogen inserted in the stick pipe 1 can pass, and a pipe S between the stick pipe 1 and the pipe filter 2. And a separator 3 which is a partition wall for separately enclosing the high-, medium-, and low-temperature alloys HM, MM, and LM that are enclosed in a box. It is airtightly closed by. Further, between the stick pipe 1 and the pipe filter 2, a cylindrical fin 5 made of a heat conductive material capable of moving hydrogen between the inside and the outside is arranged.

【0019】スティックパイプ1は、セルSの外殻を構
成するものであり、ステンレス、アルミニウム、銅な
ど、耐圧性、熱伝導性、耐久性、加工性などに優れた材
料によって構成される円筒パイプよりなる。なお、ステ
ィックパイプ1の表面に凹凸を設けて熱媒体や水素吸蔵
合金との接触面積を増大させて伝熱性能を向上させるよ
うに設けても良く、ロール成形や液圧成形等によって作
製される。
The stick pipe 1 constitutes the outer shell of the cell S, and is a cylindrical pipe made of a material having excellent pressure resistance, heat conductivity, durability, workability, etc., such as stainless steel, aluminum, and copper. Consisting of In addition, the surface of the stick pipe 1 may be provided with irregularities to increase the contact area with a heat medium or a hydrogen storage alloy to improve the heat transfer performance, and may be manufactured by roll forming, hydraulic forming, or the like. .

【0020】パイプフィルタ2は、スティックパイプ1
内において水素の移動を自由にするものであり、スティ
ックパイプ1の全長に亘って配置されている。パイプフ
ィルタ2は、水素が素通りできるパイプ状のフィルタで
あり、パイプに形成された多数の微小穴によって水素が
素通りでき、且つ水素吸蔵合金がパイプ内に進入するの
を阻止するように設けられている。この微小穴を有する
パイプフィルタ2は、金属パイプ(ステンレス、アルミ
ニウム、銅など)にエッチング処理して形成されたもの
などを用いている。なお、スティックパイプ1に対する
パイプフィルタ2の位置決めは、セパレータ3によって
なされる。
The pipe filter 2 includes a stick pipe 1
The movement of hydrogen in the inside is free, and is disposed over the entire length of the stick pipe 1. The pipe filter 2 is a pipe-shaped filter through which hydrogen can pass. The pipe filter 2 is provided so that hydrogen can pass through a large number of minute holes formed in the pipe and that the hydrogen storage alloy is prevented from entering the pipe. I have. As the pipe filter 2 having the minute holes, a filter formed by etching a metal pipe (such as stainless steel, aluminum, or copper) is used. The position of the pipe filter 2 with respect to the stick pipe 1 is determined by the separator 3.

【0021】セパレータ3は、スティックパイプ1とパ
イプフィルタ2との間に形成される容積部分を3つのセ
ルパートS1 、S2 、S3 に仕切るものであり、この3
つのセルパートS1 、S2 、S3 には、上述したように
高温、中温、低温合金HM、MM、LMがそれぞれ別々
に封入される。このセパレータ3は、熱の遮断に優れる
樹脂(例えば、ナイロン等)によるものであり、この実
施例ではスティックパイプ1とパイプフィルタ2との間
にフィン5が配置されるため、このフィン5の両端に樹
脂製のセパレータ3が配置される。
The separator 3 divides a volume formed between the stick pipe 1 and the pipe filter 2 into three cell parts S1, S2, S3.
As described above, high-, medium-, and low-temperature alloys HM, MM, and LM are separately sealed in the three cell parts S1, S2, and S3. The separator 3 is made of a resin (for example, nylon or the like) which is excellent in blocking heat. In this embodiment, since the fins 5 are disposed between the stick pipe 1 and the pipe filter 2, both ends of the fins 5 are provided. , A resin separator 3 is disposed.

【0022】フィン5は、各セルパートS1 、S2 、S
3 内において熱の伝わりを良くするためのものであり、
フィン5を挿入することにより、各セルパートS1 、S
2 、S3 内における高温、中温、低温合金HM、MM、
LMの熱ムラが抑えられる。このフィン5も円筒パイプ
形状を呈するものであり、水素吸蔵合金とパイプフィル
タ2との間における水素の流れを阻害しないように配慮
する必要から、例えば打抜き穴を多数形成した金属薄板
(ステンレス、アルミニウム、銅など)を筒状に形成し
たものである。なお、フィン5を放射状に形成して内外
方向の熱の伝達改善に用いても有効である。また、放射
状のフィン5の外周端を、スティックパイプ1にろう付
けや圧入し、熱の伝導性を高めるのも有効であり、アル
ミニウム材を利用した場合では、押し出し成形等によ
り、スティックパイプ1とフィン5とを一体化して熱の
伝導性を高めるのも効果が大きい。
The fins 5 are composed of the respective cell parts S1, S2, S
3 to improve the heat transfer within
By inserting the fin 5, each cell part S1, S
2. High, medium and low temperature alloys HM, MM,
Thermal unevenness of the LM can be suppressed. The fin 5 also has a cylindrical pipe shape, and it is necessary to take care not to hinder the flow of hydrogen between the hydrogen storage alloy and the pipe filter 2. For example, a metal thin plate (stainless steel, aluminum , Copper, etc.) in a cylindrical shape. It is also effective to form the fins 5 radially to improve the heat transfer in the inward and outward directions. It is also effective to braze or press-fit the outer peripheral end of the radial fins 5 into the stick pipe 1 to increase the heat conductivity. In the case of using an aluminum material, it is effective to extrude the stick pipe 1 by extrusion molding or the like. It is also effective to integrate the fins 5 to increase the heat conductivity.

【0023】2段サイクルを構成する熱交換ユニット6
は、図3〜図5に示すものであり、熱媒体の切り替えに
よって、高温合金HMから低温合金LMへ水素を移動さ
せる水素駆動部αと、低温合金LMから中温合金MMへ
水素を移動させる第1冷熱出力部βと、中温合金MMか
ら高温合金HMへ水素を移動させる第2冷熱出力部γと
を順次切り替えるものである(符号図6参照)。
Heat exchange unit 6 constituting a two-stage cycle
Is a hydrogen drive unit α that moves hydrogen from the high-temperature alloy HM to the low-temperature alloy LM by switching the heat medium, and a hydrogen drive unit α that moves hydrogen from the low-temperature alloy LM to the medium-temperature alloy MM. The first cooling output section β and the second cooling output section γ for transferring hydrogen from the middle alloy MM to the high alloy HM are sequentially switched (see FIG. 6).

【0024】水素駆動部αは、加熱用熱媒体と高温合金
HMとを熱交換して高温合金HMを加熱するとともに、
冷却用熱媒体と低温合金LMとを熱交換して低温合金L
Mを冷却することで、高温合金HMから低温合金LMへ
水素を移動させるものである。この時、中温合金MMは
抑制用熱媒体と熱交換されるものではあるが、その中温
合金MMを収容する合金収容室の内圧は上昇し、中温合
金MMが水素を放出するように設定されている。
The hydrogen drive unit α heats the high-temperature alloy HM by exchanging heat between the heating heat medium and the high-temperature alloy HM,
The heat exchange between the cooling heat medium and the low-temperature alloy LM is performed to exchange the low-temperature alloy L
By cooling M, hydrogen moves from the high-temperature alloy HM to the low-temperature alloy LM. At this time, the intermediate-temperature alloy MM exchanges heat with the suppression heat medium, but the internal pressure of the alloy storage chamber for accommodating the intermediate-temperature alloy MM rises, and the intermediate-temperature alloy MM is set to release hydrogen. I have.

【0025】第1冷熱出力部βは、冷却用熱媒体と中温
合金MMとを熱交換して中温合金MMを冷却すること
で、低温合金LMから中温合金MMへ水素を移動させる
ものである。この時、高温合金HMは抑制用熱媒体と熱
交換されて、高温合金HMの水素の吸蔵と放出とが抑制
される。また、この時、低温合金LMは、室内空気を冷
房して冷熱が奪われた冷熱出力用熱媒体と熱交換される
が、その冷熱出力用熱媒体の温度(例えば10℃くら
い)では、低温合金LMは水素を放出するように設けら
れている。
The first cold heat output section β is for transferring hydrogen from the low temperature alloy LM to the medium temperature alloy MM by exchanging heat between the cooling heat medium and the medium temperature alloy MM to cool the medium temperature alloy MM. At this time, the high-temperature alloy HM is heat-exchanged with the suppression heat medium, so that the high-temperature alloy HM is prevented from absorbing and releasing hydrogen. At this time, the low-temperature alloy LM exchanges heat with the heating medium for cooling output from which the indoor air has been cooled to remove the cooling heat, but at a temperature of the heating medium for cooling output (for example, about 10 ° C.), the low-temperature alloy LM has a low temperature. The alloy LM is provided to release hydrogen.

【0026】第2冷熱出力部γは、冷却用熱媒体と高温
合金HMとを熱交換して高温合金HMを冷却すること
で、中温合金MMと低温合金LMから高温合金HMへ水
素を移動させるものである。この時、中温合金MMおよ
び低温合金LMは、室内空気を冷房して冷熱が奪われた
冷熱出力用熱媒体と熱交換されるが、その冷熱出力用熱
媒体の温度(例えば13℃くらい)では、低温合金LM
は水素を放出するように設けられている。
The second cooling / heating output section γ transfers hydrogen from the medium temperature alloy MM and the low temperature alloy LM to the high temperature alloy HM by exchanging heat between the cooling heat medium and the high temperature alloy HM to cool the high temperature alloy HM. Things. At this time, the medium-temperature alloy MM and the low-temperature alloy LM exchange heat with the heating medium for cooling output from which the indoor air is cooled to remove the cooling heat, but at the temperature of the heating medium for cooling output (for example, about 13 ° C.). , Low temperature alloy LM
Is provided to release hydrogen.

【0027】ここで、第1、第2冷熱出力部β、γで低
温合金LMおよび中温合金MMに熱交換される冷熱出力
用熱媒体は、低温合金LMおよび中温合金MMが水素を
放出する際に熱が奪われて冷房に適した低温(約7℃)
になる。上記で示した加熱用熱媒体は、図示しない加熱
手段(例えば、燃焼装置)によって加熱されるものであ
る。抑制用熱媒体は、加熱用熱媒体の一部が使用される
ものである。冷却用熱媒体は、外気と熱交換されて冷却
された熱媒体を使用するものであり、例えばクーリング
タワー等を使用して、外気中に熱媒体の一部を蒸発させ
ることによって冷却したものを使用するものである。
Here, the heat medium for cooling output which is exchanged with the low temperature alloy LM and the medium temperature alloy MM in the first and second cold output sections β and γ is used when the low temperature alloy LM and the medium temperature alloy MM release hydrogen. Low heat (about 7 ° C) suitable for cooling
become. The heating medium for heating described above is heated by a heating means (for example, a combustion device) not shown. The heat medium for suppression uses a part of the heat medium for heating. The heat medium for cooling uses a heat medium cooled by heat exchange with the outside air.For example, a heat medium cooled by evaporating a part of the heat medium into the outside air using a cooling tower or the like is used. Is what you do.

【0028】上記で示した水素駆動部α、第1冷熱出力
部β、第2冷熱出力部γは、各セルパートS1 、S2 、
S3 ごとにおける水素吸蔵合金(高温合金HM、中温合
金MM、低温合金LM)と熱交換される熱媒体を切り替
えることによって実行されるものであり、熱媒体の切り
替えは、図示しない分配器によって成される。つまり、
この図示しない分配器によって、3つ以上のセルグルー
プGは、水素駆動部α→第1冷熱出力部β→第2冷熱出
力部γの順で切り替えられる。
The hydrogen drive unit α, the first cooling / heating output unit β, and the second cooling / heating output unit γ described above include the respective cell parts S 1, S 2,
This is executed by switching the heat medium exchanged with the hydrogen storage alloy (high-temperature alloy HM, medium-temperature alloy MM, low-temperature alloy LM) in each S3, and the heat medium is switched by a distributor (not shown). You. That is,
The three or more cell groups G are switched by the distributor (not shown) in the order of the hydrogen drive unit α → the first cooling output unit β → the second cooling output unit γ.

【0029】各セルグループGは、上述したように、熱
媒体通路Tの連通によって構成される。この実施例にお
ける熱媒体通路Tは、この熱媒体通路Tを構成する樹脂
製のブロックケース7の前面から熱媒体を供給し、再び
ブロックケース7の前面から熱媒体を排出するものであ
り、各熱媒体通路Tはブロックケース7の背面側でUタ
ーンするように設けられている。ブロックケース7は、
水素駆動部αを実行するための熱媒体通路Tと、第1冷
熱出力部βを実行するための熱媒体通路Tと、第2冷熱
出力部γを実行するための熱媒体通路Tとを形成するも
のであり、Uターン形状を呈するそれぞれの熱媒体通路
Tには、図3、図4に示すようにセルグループGを構成
する多数(例えば38本)のセルSが挿通配置される。
Each cell group G is constituted by the communication of the heat medium passages T as described above. The heat medium passage T in this embodiment supplies the heat medium from the front surface of the resin block case 7 constituting the heat medium passage T and discharges the heat medium again from the front surface of the block case 7. The heat medium passage T is provided so as to make a U-turn on the back side of the block case 7. Block case 7
A heat medium passage T for executing the hydrogen drive unit α, a heat medium passage T for executing the first cold heat output unit β, and a heat medium passage T for executing the second cold heat output unit γ are formed. In each of the heat medium passages T having a U-turn shape, a large number (for example, 38) of cells S constituting a cell group G are inserted and arranged as shown in FIGS.

【0030】なお、この実施例の熱媒体通路Tは、各実
行部(水素駆動部α、第1冷熱出力部β、第2冷熱出力
部γ)毎に直列に流れるように設けているが、圧力損失
の軽減等の目的のために並列に流れるように設けたり、
部分的に並列に流れるように設けても良い。また、この
実施例では、各セルSは熱媒体通路Tにおける熱媒体の
流れ方向に対して直交するように配置されるものである
が、熱媒体の流れ方向に対して斜めに配置したり、熱媒
体の流れ方向に沿うように配置しても良い。
The heat medium passage T of this embodiment is provided so as to flow in series for each execution section (hydrogen driving section α, first cooling output section β, second cooling output section γ). It is provided to flow in parallel for the purpose of reducing pressure loss, etc.
You may provide so that it may flow partially in parallel. Further, in this embodiment, the cells S are arranged so as to be orthogonal to the flow direction of the heat medium in the heat medium passage T, but may be arranged obliquely to the flow direction of the heat medium, You may arrange | position so that it may follow the flow direction of a heat medium.

【0031】各熱媒体通路Tへの熱媒体の供給は、図6
に示すようになされる。各熱媒体通路Tには、それぞれ
38本のセルSが配置されている。このため、加熱水
は、例えば、95℃で供給され、熱交換後92℃で排出
される。この加熱水は、水素駆動部αにおいて直列に配
置された38個の第1セルパートS1 と次々と熱交換さ
れるものであり、第1セルパートS1 の1個当りの温度
変化幅は0.079°と小さい{(95℃−92℃)/
38個}。
The supply of the heat medium to each heat medium passage T is shown in FIG.
Is performed as shown in FIG. In each of the heat medium passages T, 38 cells S are arranged. For this reason, the heating water is supplied at, for example, 95 ° C., and is discharged at 92 ° C. after heat exchange. This heated water is heat-exchanged one after another with the 38 first cell parts S1 arranged in series in the hydrogen driving unit α, and the temperature change width per one of the first cell parts S1 is 0.079 °. And small Δ (95 ° C-92 ° C) /
38 pieces.

【0032】また、放熱水は、例えば、32℃で供給さ
れ、熱交換後35℃で排出される。この放熱水は、第2
冷熱出力部γにおいて直列に配置された38個の第1セ
ルパートS1 と次々と熱交換された後に、第1冷熱出力
部βにおいて直列に配置された38個の第2セルパート
S2 と次々と熱交換され、さらに水素駆動部αにおいて
直列に配置された38個の第3セルパートS3 と次々と
熱交換されるものであり、第1〜第3セルパートS1 〜
S3 の各1個当りの温度変化幅は0.026°と小さい
{(35℃−32℃)/114個}。
The facility water is supplied, for example, at 32 ° C., and is discharged at 35 ° C. after heat exchange. This facility water is
After the heat exchange with the 38 first cell parts S1 arranged in series at the cooling output unit γ, the heat exchange with the 38 second cell parts S2 arranged in series at the first cooling output unit β successively. Further, the heat is exchanged one after another with the 38 third cell parts S3 arranged in series in the hydrogen driving unit α, and the first to third cell parts S1 to S3
The temperature change width of each S3 is as small as 0.026 ° ((35 ° C.-32 ° C.) / 114 pieces).

【0033】さらに、冷熱出力水は、例えば、13℃で
供給され、熱交換後7℃で排出される。この冷熱出力水
は、第2冷熱出力部γにおいて直列に配置された38個
の第2セルパートS2 と次々と熱交換された後に、第1
冷熱出力部βにおいて直列に配置された38個の第3セ
ルパートS3 と次々と熱交換されるものであり、第2、
第3セルパートS2 、S3 の各1個当りの温度変化幅は
0.079°と小さい{(13℃−7℃)/76個}。
Further, the cold output water is supplied, for example, at 13 ° C., and is discharged at 7 ° C. after heat exchange. This cold-heat output water is heat-exchanged one after another with 38 second cell parts S2 arranged in series in the second cold-heat output section γ,
The heat is exchanged one after another with the 38 third cell parts S3 arranged in series in the cold heat output section β.
The temperature change width per each of the third cell parts S2 and S3 is as small as 0.079 ° ((13 ° C-7 ° C) / 76 cells).

【0034】次に、水素駆動部α、第1冷熱出力部β、
第2冷熱出力部γの各作動を数値を用いた一例を用いて
説明する。水素駆動部αに切り替えられたセルグループ
Gは、高温合金HMが加熱用熱媒体と熱交換され、中温
合金MMが抑制用熱媒体と熱交換され、低温合金LMが
放熱用熱媒体と熱交換される。高温合金HMが加熱用熱
媒体(95℃)と熱交換されることにより、高温合金H
Mを収容する合金収容室の内圧が上昇し、高温合金HM
が水素を放出する。中温合金MMが抑制用熱媒体(65
℃)と熱交換されることにより、中温合金MMを収容す
る合金収容室の内圧が上昇し、中温合金MMが水素を放
出する。低温合金LMが放熱用熱媒体(33℃)と熱交
換されることにより、低温合金LMを収容する合金収容
室の内圧が下がり、低温合金LMが水素を吸蔵する。
Next, a hydrogen drive unit α, a first cooling / heating output unit β,
Each operation of the second cooling output unit γ will be described using an example using numerical values. In the cell group G switched to the hydrogen drive unit α, the high-temperature alloy HM exchanges heat with the heating heat medium, the medium-temperature alloy MM exchanges heat with the suppression heat medium, and the low-temperature alloy LM exchanges heat with the heat dissipation medium. Is done. The high-temperature alloy HM is heat-exchanged with a heating medium (95 ° C.) so that the high-temperature alloy H
The internal pressure of the alloy storage chamber for storing M
Releases hydrogen. The medium temperature alloy MM is used as a heat medium for suppression (65
C), the internal pressure of the alloy storage chamber that stores the intermediate temperature alloy MM increases, and the intermediate temperature alloy MM releases hydrogen. When the low-temperature alloy LM is heat-exchanged with the heat-dissipating heat medium (33 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber that stores the low-temperature alloy LM decreases, and the low-temperature alloy LM stores hydrogen.

【0035】このように、高温合金HMが加熱用熱媒体
と熱交換され、中温合金MMが抑制用熱媒体と熱交換さ
れ、低温合金LMが放熱用熱媒体と熱交換されることに
より、高温合金HMの合金収容室内が92℃:約1.9
MPa、中温合金MMの合金収容室内が65℃:約1.
9MPa、低温合金LMの合金収容室内が33℃:約
1.8MPaとなり、高温合金HMが水素を放出(図7
の)するとともに、中温合金MMも少量の水素を放出
(図7の’)し、低温合金LMは高温、中温合金H
M、MMから放出された水素を吸蔵する(図7の)。
そして、水素駆動部αが実行されたセルグループGは、
分配器によって第1冷熱出力部βへ切り替えられる。
As described above, the high-temperature alloy HM is heat-exchanged with the heating heat medium, the medium-temperature alloy MM is heat-exchanged with the suppression heat medium, and the low-temperature alloy LM is heat-exchanged with the heat-dissipation heat medium. 92 ° C. in the alloy housing chamber for alloy HM: about 1.9
65 ° C. in the alloy chamber of the MP, medium temperature alloy MM: about 1.
9 MPa, the temperature of the low-temperature alloy LM alloy storage chamber is 33 ° C .: about 1.8 MPa, and the high-temperature alloy HM releases hydrogen (FIG. 7).
), The medium-temperature alloy MM also releases a small amount of hydrogen ('in FIG. 7), and the low-temperature alloy LM outputs the high-temperature, medium-temperature alloy H
It absorbs hydrogen released from M and MM (FIG. 7).
Then, the cell group G in which the hydrogen driving unit α has been executed is
It is switched to the first cooling / heating output section β by the distributor.

【0036】第1冷熱出力部βに切り替えられたセルグ
ループGは、高温合金HMが抑制用熱媒体と熱交換さ
れ、中温合金MMが放熱用熱媒体と熱交換され、低温合
金LMが冷熱出力用熱媒体と熱交換される。高温合金H
Mが抑制用熱媒体(65℃)と熱交換されることによ
り、高温合金HMを収容する合金収容室の内圧が高温合
金HMが水素の吸蔵および放出を行わない圧力に設定さ
れる。中温合金MMが放熱用熱媒体(34℃)と熱交換
されることにより、中温合金MMを収容する合金収容室
の内圧が下がり、中温合金MMが水素を吸蔵し、低温合
金LMが水素を放出する。低温合金LMが水素を放出す
るため、低温合金LMの合金収容室内で吸熱が生じ、低
温合金LMと熱交換された冷熱出力用熱媒体が例えば7
℃に冷やされる。なお、低温合金LMは、室内空気へ吹
き出される空気と熱交換して温度上昇した冷熱出力用熱
媒体の温度が例えば10℃くらいでは、低温合金LMを
収容する合金収容室の内圧が中温合金MMを収容する合
金収容室の内圧より高くなるように設けられている。
In the cell group G switched to the first cooling / heating section β, the high-temperature alloy HM exchanges heat with the suppressing heat medium, the medium-temperature alloy MM exchanges heat with the heat-dissipating heating medium, and the low-temperature alloy LM changes the cooling output. Heat exchange with the heat carrier. High temperature alloy H
By performing heat exchange of M with the heat medium for suppression (65 ° C.), the internal pressure of the alloy accommodating chamber accommodating the high-temperature alloy HM is set to a pressure at which the high-temperature alloy HM does not occlude and release hydrogen. The heat exchange of the medium temperature alloy MM with the heat medium for heat dissipation (34 ° C.) lowers the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the medium temperature alloy MM, the medium temperature alloy MM absorbs hydrogen, and the low temperature alloy LM releases hydrogen. I do. Since the low-temperature alloy LM emits hydrogen, heat is absorbed in the alloy accommodating chamber of the low-temperature alloy LM.
Cool to ° C. The low-temperature alloy LM exchanges heat with the air blown into the room air, and when the temperature of the heat medium for cooling output whose temperature rises is, for example, about 10 ° C., the internal pressure of the alloy accommodating chamber for accommodating the low-temperature alloy LM is increased to the middle temperature It is provided so that it may become higher than the internal pressure of the alloy accommodation room which accommodates MM.

【0037】このように、高温合金HMが抑制用熱媒体
と熱交換され、中温合金MMが放熱用熱媒体と熱交換さ
れ、低温合金LMが冷熱出力用熱媒体と熱交換されるこ
とにより、高温合金HMの合金収容室内が65℃:約
0.6MPa、中温合金MMの合金収容室内が34℃:
約0.5MPa、低温合金LMの合金収容室内が7℃:
約0.55MPaとなり、低温合金LMが水素を放出
(図7の)し、中温合金MMが水素を吸蔵(図7の
)する。低温合金LMが水素を放出する際、吸熱作用
により低温合金LMと熱交換される冷熱出力用熱媒体か
ら熱を奪い冷熱出力用熱媒体の温度を低下させる。な
お、高温合金HMは、抑制用熱媒体と熱交換されて水素
の吸蔵および放出は行わない。そして、第1冷熱出力部
βが実行されたセルグループGは、分配器によって第2
冷熱出力部γへ切り替えられる。
As described above, the high-temperature alloy HM exchanges heat with the suppression heat medium, the medium-temperature alloy MM exchanges heat with the heat radiation medium, and the low-temperature alloy LM exchanges heat with the heat output medium. 65 ° C. in the alloy chamber of the high-temperature alloy HM: about 0.6 MPa, and 34 ° C. in the alloy chamber of the medium-temperature alloy MM:
Approximately 0.5 MPa, the temperature of the low-temperature alloy LM alloy chamber is 7 ° C .:
At about 0.55 MPa, the low temperature alloy LM releases hydrogen (FIG. 7), and the medium temperature alloy MM stores hydrogen (FIG. 7). When the low-temperature alloy LM releases hydrogen, heat is taken from the heat medium for cold output that is heat-exchanged with the low-temperature alloy LM due to an endothermic effect to lower the temperature of the heat medium for cold output. The high-temperature alloy HM exchanges heat with the suppression heat medium and does not store or release hydrogen. Then, the cell group G in which the first cooling / heating section β has been executed is divided into the second group by the distributor.
The mode is switched to the cooling output section γ.

【0038】第2冷熱出力部γに切り替えられたセルグ
ループGは、高温合金HMが放熱用熱媒体と熱交換さ
れ、中温合金MMおよび低温合金LMが冷熱出力用熱媒
体と熱交換される。高温合金HMが放熱用熱媒体(35
℃)と熱交換されることにより、高温合金HMを収容す
る合金収容室の内圧が下がり、高温合金HMが水素を吸
蔵する。中温合金MMおよび低温合金LMが水素を放出
するため、中温合金MMおよび低温合金LMの合金収容
室内で吸熱が生じ、中温合金MMおよび低温合金LMと
熱交換された冷熱出力用熱媒体が例えば10℃に冷やさ
れる。なお、中温合金MMも、冷熱出力用熱媒体が13
℃くらいでは、中温合金MMを収容する合金収容室の内
圧が高温合金HMを収容する合金収容室の内圧より高く
なるように設けられている。
In the cell group G switched to the second cooling output section γ, the high-temperature alloy HM exchanges heat with the heat-dissipating heat medium, and the medium-temperature alloy MM and low-temperature alloy LM exchange heat with the cooling-output heat medium. The high-temperature alloy HM is a heat medium for heat dissipation (35
C), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the high-temperature alloy HM decreases, and the high-temperature alloy HM stores hydrogen. Since the middle-temperature alloy MM and the low-temperature alloy LM release hydrogen, heat is absorbed in the alloy storage chamber of the middle-temperature alloy MM and the low-temperature alloy LM, and the heat medium for cooling output that is heat-exchanged with the middle-temperature alloy MM and the low-temperature alloy LM is, for example, 10%. Cool to ° C. Note that the medium temperature alloy MM also has a heat output medium
At about ° C., the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the medium temperature alloy MM is provided to be higher than the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the high temperature alloy HM.

【0039】このように、高温合金HMが放熱用熱媒体
と熱交換されることにより、高温合金HMの合金収容室
内が35℃:約0.12MPa、中温合金MMの合金収
容室内が10℃:約0.16MPa、低温合金LMの合
金収容室内が7℃:約0.55MPaとなり、中温合金
MMが水素を放出(図7の)するとともに、低温合金
LMも水素を放出(図7の’)し、高温合金HMが水
素を吸蔵する(図7の)。中温合金MMおよび低温合
金LMが水素を放出する際、吸熱作用により中温合金M
Mおよび低温合金LMと熱交換される冷熱出力用熱媒体
から熱を奪い冷熱出力用熱媒体の温度を低下させる。そ
して、第2冷熱出力部γが実行されたセルグループG
は、分配器によって水素駆動部αへ切り替えられる。
As described above, the high-temperature alloy HM is heat-exchanged with the heat-radiating heat medium, so that the temperature of the alloy housing chamber of the high-temperature alloy HM is about 0.12 MPa and the temperature of the alloy housing chamber of the medium-temperature alloy MM is 10 ° C .: About 0.16 MPa, the temperature of the low-temperature alloy LM alloy chamber is 7 ° C .: about 0.55 MPa. The medium-temperature alloy MM releases hydrogen (FIG. 7), and the low-temperature alloy LM also releases hydrogen (′ in FIG. 7). Then, the high-temperature alloy HM stores hydrogen (FIG. 7). When the middle temperature alloy MM and the low temperature alloy LM release hydrogen, the middle temperature alloy M
Heat is taken from the heat medium for cold output that is exchanged with M and the low-temperature alloy LM to lower the temperature of the heat medium for cold output. Then, the cell group G in which the second cooling / heating output section γ is executed
Is switched to the hydrogen drive unit α by the distributor.

【0040】なお、第1、第2冷熱出力部γで低温合金
LMおよび中温合金MMが水素を放出する際に熱が奪わ
れて低温になった冷熱出力用熱媒体は、図示しない室内
空調機の室内熱交換器に供給されて、室内に吹き出され
る空気と熱交換されて室内を冷房する。
When the low-temperature alloy LM and the medium-temperature alloy MM release hydrogen in the first and second cold-output sections γ, heat is taken away and the low-temperature heat medium for low-temperature output is supplied to an indoor air conditioner (not shown). Is supplied to the indoor heat exchanger and heat exchanges with air blown into the room to cool the room.

【0041】〔実施例の効果〕セルSは、筒状のスティ
ックパイプ1と、このスティックパイプ1内に挿入され
たパイプフィルタ2と、種類の異なる水素吸蔵合金を区
画するセパレータ3とから構成される単純なスティック
状のものであるため、従来の技術に比較してセルSの製
造コストを下げることができる。また、セルSの部品点
数が少なく、各部品の形状も単純であるため、組付け工
程数が少なく、生産性に優れる。また、セルSを製造す
る生産機械も小型化、単純化できるため、機械化による
自動組付けを実施し易い。
[Effects of Embodiment] The cell S is composed of a cylindrical stick pipe 1, a pipe filter 2 inserted in the stick pipe 1, and a separator 3 for partitioning different kinds of hydrogen storage alloys. Since it has a simple stick shape, the manufacturing cost of the cell S can be reduced as compared with the conventional technique. In addition, since the number of parts of the cell S is small and the shape of each part is simple, the number of assembly steps is small and the productivity is excellent. In addition, since the production machine for manufacturing the cell S can be reduced in size and simplified, automatic assembly by mechanization can be easily performed.

【0042】1本のセルSにおける水素吸蔵合金の充填
量が少なく、水素吸蔵合金の充填性を高めることがで
き、信頼性を高めることができる。また、水素吸蔵合金
の活性化における真空度合を高めることが容易になると
ともに、充填水素の供給圧等も高めることができ、水素
吸蔵合金の性能を高く引き出すことができる。セルSに
おける漏れ防止や耐圧確保のための部品は、スティック
パイプ1の端部のみであり、また封止部の構造が単純で
接合長が短いため、高い信頼性を得ることができる。
The filling amount of the hydrogen storage alloy in one cell S is small, the filling property of the hydrogen storage alloy can be improved, and the reliability can be improved. In addition, the degree of vacuum in activating the hydrogen storage alloy can be easily increased, and the supply pressure of the filled hydrogen can be increased, so that the performance of the hydrogen storage alloy can be brought out to a high level. Parts for preventing leakage and ensuring pressure resistance in the cell S are only at the end of the stick pipe 1, and since the structure of the sealing portion is simple and the joining length is short, high reliability can be obtained.

【0043】水素吸蔵合金を封入するセルSの外殻とな
るスティックパイプ1は、耐圧性の確保が容易な円筒パ
イプであるため、薄肉化が可能であり、熱容量を低減で
き、熱交換効率を向上させることができる。同一のステ
ィックパイプ1内で水素移動が成される構造であるた
め、各セルパートS1 〜S3 間の水素の漏れの可能性が
容易に抑えられる。
The stick pipe 1, which is the outer shell of the cell S in which the hydrogen storage alloy is sealed, is a cylindrical pipe with which pressure resistance can be easily ensured, so that the thickness can be reduced, the heat capacity can be reduced, and the heat exchange efficiency can be reduced. Can be improved. Since the structure is such that hydrogen transfer is performed in the same stick pipe 1, the possibility of hydrogen leakage between the cell parts S1 to S3 can be easily suppressed.

【0044】スティック状のセルSが多数用いられるも
のであるため、1つのセルS当りに充填される水素吸蔵
合金の充填量が減り、結果的に熱媒体と熱交換して素早
く温度変化できる。各セルパートS1 〜S3 毎における
温度変化が小さいため、それに対応して水素吸蔵合金の
温度変化幅も小さくなる。このため、各セルパートS1
〜S3 毎の温度分布が形成されにくく、それに従い水素
圧の圧力分布が形成されにくい。このような温度変化と
圧力変化が生じないため、各セルパートS1 〜S3 間で
の水素移動速度の劣化を防ぐことができる。
Since a large number of stick-shaped cells S are used, the amount of hydrogen storage alloy filled per cell S is reduced, and as a result, the temperature can be changed quickly by heat exchange with the heat medium. Since the temperature change in each of the cell parts S1 to S3 is small, the temperature change width of the hydrogen storage alloy is correspondingly small. Therefore, each cell part S1
It is difficult to form a temperature distribution for every S3 to S3, and accordingly, it is difficult to form a hydrogen pressure distribution. Since such a temperature change and a pressure change do not occur, it is possible to prevent the hydrogen transfer speed between the cell parts S1 to S3 from deteriorating.

【0045】スティックパイプ1の内部にパイプフィル
タ2を配置した構造であるため、スティックパイプ1の
内部においてパイプフィルタ2によってスムーズに水素
が移動でき、結果的にセルSの内部における各セルパー
トS1 〜S3 間においてスムーズに水素の吸蔵や放出を
行うことができる。スティックパイプ1とパイプフィル
タ2との間に熱伝導性材のフィン5が配置されるため、
スティックパイプ1内における水素吸蔵合金の熱のまわ
りが良くなる。これによって各セルパートS1 〜S3 内
における水素吸蔵合金の熱の分布がさらに良くなり、各
セルパートS1 〜S3 間での水素移動速度の劣化を防ぐ
ことができる。
Since the pipe filter 2 is arranged inside the stick pipe 1, hydrogen can be smoothly moved by the pipe filter 2 inside the stick pipe 1, and as a result, each of the cell parts S1 to S3 inside the cell S It is possible to smoothly store and release hydrogen between them. Since the fins 5 of the heat conductive material are arranged between the stick pipe 1 and the pipe filter 2,
Heat around the hydrogen storage alloy in the stick pipe 1 is improved. As a result, the heat distribution of the hydrogen storage alloy in each of the cell parts S1 to S3 is further improved, and the deterioration of the hydrogen transfer speed between the cell parts S1 to S3 can be prevented.

【0046】多数のセルSが用いられるものであるた
め、例え一部のセルSに水素漏れ等が発生しても、大き
な性能の劣化を招く不具合がない。また、補修に関し
て、漏れの発生したセルSのみを交換すればよく、補修
に要するコストを抑えることができる。
Since a large number of cells S are used, even if hydrogen leakage or the like occurs in some of the cells S, there is no problem that large performance degradation is caused. Further, for repair, only the cell S in which leakage has occurred need be replaced, and the cost required for repair can be suppressed.

【0047】〔第2実施例〕第2実施例を図8〜図10
を用いて説明する。なお、図8は1つのセルグループG
を示す熱交換ユニット6の要部斜視図、図9は熱交換ユ
ニット6の斜視図、図10はセルSの外観を示す斜視図
である。
[Second Embodiment] FIGS. 8 to 10 show the second embodiment.
This will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows one cell group G
9 is a perspective view of a main part of the heat exchange unit 6, FIG. 9 is a perspective view of the heat exchange unit 6, and FIG.

【0048】この実施例は、ブロックケース7をセルグ
ループG毎に分割して設け、その分割ケース7aごとに
セルグループGを組付け(図8参照)、それを図9に示
すように積層して熱交換ユニット6を構成したものであ
る。なお、熱交換ユニット6の天板7bと底板7cは、
積層された分割ケース7aを挟み込むための板であり、
この実施例では複数のボルト7dによって積層された各
分割ケース7aを挟み込む構造を採用している。
In this embodiment, a block case 7 is provided for each cell group G, and a cell group G is assembled for each of the divided cases 7a (see FIG. 8), which are stacked as shown in FIG. Thus, the heat exchange unit 6 is constituted. The top plate 7b and the bottom plate 7c of the heat exchange unit 6 are
A plate for sandwiching the laminated divided cases 7a,
In this embodiment, a structure is employed in which each of the divided cases 7a stacked by a plurality of bolts 7d is sandwiched.

【0049】また、この実施例では、図8に示すよう
に、各セルSは熱媒体の流れ方向に対して斜めに配置し
た例を示すものである。さらに、この実施例では、図1
0に示すように、スティックパイプ1におけるセルパー
トS1 、S2 、S3 の分割部分に窪み1aを設けたもの
である。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, each cell S is arranged at an angle to the flow direction of the heat medium. Further, in this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 2, the stick pipe 1 is provided with a depression 1a in the divided part of the cell parts S1, S2, S3.

【0050】〔第3実施例〕第3実施例を図11、図1
2を用いて説明する。なお、図11は1つのセルグルー
プGの斜視図、図12は図11のセルグループGを蓋材
4側から見た図である。
Third Embodiment FIGS. 11 and 1 show the third embodiment.
2 will be described. FIG. 11 is a perspective view of one cell group G, and FIG. 12 is a view of the cell group G of FIG.

【0051】上記の各実施例では、多数のスティックパ
イプ1が独立したものであったが、図11、図12に示
すように多数のスティックパイプ1を一体化して設けて
も良い。多数のスティックパイプ1を一体化する技術と
して、アルミニウムやアルミニウム合金等を押し出し成
形する技術を用いても良い。なお、多数のスティックパ
イプ1は外形的に集合して一体化したものではあるが、
水素吸蔵合金、パイプフィルタ2、セパレータ3等が配
置される内部空間はそれぞれ独立したものである。
In each of the above embodiments, a large number of stick pipes 1 are independent, but a large number of stick pipes 1 may be provided integrally as shown in FIGS. As a technique for integrating a large number of stick pipes 1, a technique for extruding aluminum, an aluminum alloy, or the like may be used. In addition, although many stick pipes 1 are externally assembled and integrated,
The internal spaces in which the hydrogen storage alloy, the pipe filter 2, the separator 3 and the like are arranged are independent of each other.

【0052】この第3実施例のように、多数のスティッ
クパイプ1を一体化することにより、スティックパイプ
1が単体でバラバラな場合(例えば、第1、第2実施
例)に比較して、熱交換ユニット6等への組付け性が向
上する。このように、生産性が向上するため、製造コス
トが抑えられる。なお、この第3実施例のスティックパ
イプ1の表面に、多数の凹凸を設けて熱媒体との接触面
積を増大させても良い。この第3実施例では、多数のス
ティックパイプ1が一体化されているため、スティック
パイプ1の表面に多数の凹凸を容易に形成することがで
きる。
By integrating a large number of stick pipes 1 as in the third embodiment, compared with a case in which the stick pipes 1 are individually scattered (for example, the first and second embodiments), the heat pipes 1 and 2 are different in size. The assemblability to the replacement unit 6 and the like is improved. As described above, since the productivity is improved, the manufacturing cost is suppressed. The surface of the stick pipe 1 of the third embodiment may be provided with a number of irregularities to increase the contact area with the heat medium. In the third embodiment, since many stick pipes 1 are integrated, many irregularities can be easily formed on the surface of the stick pipe 1.

【0053】〔変形例〕上記の第1、第2実施例では独
立した多数のスティックパイプ1を集合させて用いた
が、独立した多数のスティックパイプ1を密着配置して
も良い。上記の実施例では、スティックパイプ1が円筒
形状を呈する例を示したが、円筒以外の形状であっても
良い。すなわち、例えば外形形状が断面矩形形状であっ
ても良い。もちろん、その場合は、内部空間も断面矩形
形状であっても良い。この変形例を第3実施例に適用す
ると、例えば多数のスティックパイプ1が一体化された
ものの外形形状が、プレート形状を呈する場合であって
も良い。
[Modification] In the above-described first and second embodiments, a large number of independent stick pipes 1 are assembled and used, but a large number of independent stick pipes 1 may be closely arranged. In the above embodiment, the example in which the stick pipe 1 has a cylindrical shape has been described, but the stick pipe 1 may have a shape other than a cylinder. That is, for example, the outer shape may be a rectangular cross section. Of course, in that case, the internal space may also have a rectangular cross section. When this modified example is applied to the third embodiment, for example, a case in which a large number of stick pipes 1 are integrated, but the external shape may be a plate shape may be adopted.

【0054】上記の実施例では、セルグループGを固定
し、熱媒体を分配器で切り替えて供給する例を示した
が、例えば分配器をセルグループGと一体化し、セルグ
ループG内で分配器を回転させたり、分配器の周囲でセ
ルグループGを回転させたり、分配器の内部でセルグル
ープGを回転させるなど、他の手段で各セルグループG
に供給される熱媒体を切り替えても良い。
In the above embodiment, an example has been shown in which the cell group G is fixed and the heat medium is switched and supplied by the distributor. For example, the distributor is integrated with the cell group G, and the distributor is disposed within the cell group G. , The cell group G is rotated around the distributor, or the cell group G is rotated inside the distributor.
May be switched.

【0055】上記の実施例では、室内を冷房する例を示
したが、冷熱出力用の熱媒体で冷蔵運転や冷凍運転に用
いるなど、他の冷却装置として用いても良い。上記の実
施例では、室内を冷房する例を示したが、冷暖房装置に
適用しても良い。具体的な一例を示すと、燃焼装置で加
熱された加熱用熱媒体を室内空調機の室内熱交換器に導
いて室内暖房を行うように設けても良い。また、燃焼装
置で加熱された加熱用熱媒体を床暖房マット、浴室乾燥
機などに接続し、加熱用熱媒体の供給によって床暖房、
浴室暖房などを行うように設けても良い。
In the above embodiment, an example in which the room is cooled is shown. However, the cooling device may be used as another cooling device such as a cooling medium or a freezing operation using a heat medium for cooling output. In the above embodiment, an example in which the room is cooled is described, but the invention may be applied to a cooling and heating device. As a specific example, the heating medium for heating heated by the combustion device may be guided to an indoor heat exchanger of an indoor air conditioner to perform indoor heating. In addition, the heating medium for heating heated by the combustion device is connected to a floor heating mat, a bathroom dryer, etc., and floor heating is performed by supplying the heating medium for heating.
It may be provided to heat the bathroom.

【0056】上記の実施例では、各熱媒体の一例として
水を用いたが、不凍液やオイルなど他の液体の熱媒体を
用いても良いし、空気など気体の熱媒体を用いても良
い。上記の実施例では、2段サイクルを例に示したが、
1段あるいは3段以上のサイクルに本発明を適用しても
良い。
In the above embodiment, water is used as an example of each heat medium. However, another heat medium such as antifreeze or oil may be used, or a gas heat medium such as air may be used. In the above embodiment, a two-stage cycle has been described as an example.
The present invention may be applied to one or three or more cycles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】セルの断面図である(第1実施例)。FIG. 1 is a sectional view of a cell (first embodiment).

【図2】セルの外観を示す斜視図である(第1実施
例)。
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a cell (first embodiment).

【図3】熱交換ユニット内を示す説明図である(第1実
施例)。
FIG. 3 is an explanatory view showing the inside of a heat exchange unit (first embodiment).

【図4】熱交換ユニットの要部斜視図である(第1実施
例)。
FIG. 4 is a perspective view of a main part of the heat exchange unit (first embodiment).

【図5】熱交換ユニットの斜視図である(第1実施
例)。
FIG. 5 is a perspective view of a heat exchange unit (first embodiment).

【図6】熱媒体の流れ経路を示す説明図である(第1実
施例)。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a flow path of a heat medium (first embodiment).

【図7】PT冷凍サイクル線図である(第1実施例)。FIG. 7 is a PT refrigeration cycle diagram (first embodiment).

【図8】熱交換ユニットの要部斜視図である(第2実施
例)。
FIG. 8 is a perspective view of a main part of a heat exchange unit (second embodiment).

【図9】熱交換ユニットの斜視図である(第2実施
例)。
FIG. 9 is a perspective view of a heat exchange unit (second embodiment).

【図10】セルの外観を示す斜視図である(第2実施
例)。
FIG. 10 is a perspective view showing an appearance of a cell (second embodiment).

【図11】セルグループの斜視図である(第3実施
例)。
FIG. 11 is a perspective view of a cell group (third embodiment).

【図12】セルグループを蓋材側から見た図である(第
3実施例)。
FIG. 12 is a view of a cell group as viewed from a lid member side (third embodiment).

【図13】水素の移動を示すセルの概略図である(従来
例)。
FIG. 13 is a schematic view of a cell showing the movement of hydrogen (conventional example).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

HM 高温合金(高温水素吸蔵合金) MM 中温合金(中温水素吸蔵合金) LM 低温合金(低温水素吸蔵合金) S セル 1 スティックパイプ 2 パイプフィルタ 3 セパレータ(仕切壁) 5 フィン HM High temperature alloy (High temperature hydrogen storage alloy) MM Medium temperature alloy (Medium temperature hydrogen storage alloy) LM Low temperature alloy (Low temperature hydrogen storage alloy) S Cell 1 Stick pipe 2 Pipe filter 3 Separator (partition wall) 5 Fin

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水素吸蔵合金の水素の放出時の吸熱、ある
いは水素の吸蔵時の放熱を利用した水素吸蔵合金を利用
した熱利用システムであって、 水素吸蔵合金を封入するセルは、筒状のスティックパイ
プと、このスティックパイプ内に挿入された水素が素通
りできるパイプフィルタと、前記スティックパイプと前
記パイプフィルタとの間の長手方向に封入される同一平
衡水素圧で水素平衡温度が異なる水素吸蔵合金をそれぞ
れ別々に封入するための仕切壁であるセパレータとから
構成されるスティック状のものであり、 前記スティック状のセルが多数用いられたことを特徴と
する水素吸蔵合金を利用した熱利用システム。
1. A heat utilization system using a hydrogen storage alloy that utilizes heat absorption when releasing hydrogen from a hydrogen storage alloy or heat release when storing hydrogen, wherein a cell for enclosing the hydrogen storage alloy has a cylindrical shape. A stick pipe, a pipe filter through which hydrogen inserted in the stick pipe can pass, and a hydrogen storage element having a different hydrogen equilibrium temperature at the same equilibrium hydrogen pressure sealed in the longitudinal direction between the stick pipe and the pipe filter. A heat-utilizing system using a hydrogen storage alloy, wherein the heat-generating system is a stick-shaped one comprising a partition wall for separately enclosing the alloys and a separator, wherein a large number of the stick-shaped cells are used. .
【請求項2】請求項1の水素吸蔵合金を利用した熱利用
システムにおいて、 前記スティックパイプは、多数が一体に設けられている
ことを特徴とする水素吸蔵合金を利用した熱利用システ
ム。
2. The heat utilization system using a hydrogen storage alloy according to claim 1, wherein a large number of said stick pipes are provided integrally.
【請求項3】請求項1または請求項2の水素吸蔵合金を
利用した熱利用システムにおいて、 前記セルは、前記スティックパイプと前記パイプフィル
タとの間に、内側と外側との間で水素移動が可能な熱伝
導性材のフィンを備えることを特徴とする水素吸蔵合金
を利用した熱利用システム。
3. The heat utilization system using a hydrogen storage alloy according to claim 1 or 2, wherein the cell moves hydrogen between an inside and an outside between the stick pipe and the pipe filter. A heat utilization system using a hydrogen storage alloy, comprising a fin of a possible heat conductive material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE112008001029T5 (en) 2007-06-06 2010-02-04 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Hydrogen gas storage device
US8287629B2 (en) 2007-06-06 2012-10-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen gas storage device

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