JP2001248795A

JP2001248795A - 水素吸蔵合金タンク

Info

Publication number: JP2001248795A
Application number: JP2000061965A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Fujita; 勝義藤田; Hideto Kubo; 秀人久保; Takashi Fuji; 敬司藤; Hiroyuki Mitsui; 宏之三井; Shinichi Towata; 真一砥綿; Kazuhiko Ito; 一彦伊東
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2001-09-14
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: JP4574783B2; US20010035281A1; US6997242B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で、水素吸蔵合金（ＭＨ）の充填
密度を高くでき、しかも、伝熱用のフィンがなくてもＭ
Ｈに対する伝熱性能が同等以上にする。【解決手段】ＭＨタンク１は、ケースの本体５内に収
容された複数のＭＨ成形体３及び複数の熱交換ユニット
とを備えている。ＭＨ成形体３はＭＨ粉末を良熱伝導材
粉末と混合して板状に形成され、突条３ａが当接するよ
うに組み合わされている。熱交換ユニットの上流側及び
下流側伝熱管７ａ，７ｂが突条３ａの両側においてＭＨ
成形体３に挟持された状態で配置されて、水素吸蔵・放
出ユニット10が構成されている。各ＭＨ成形体３と本体
５との間に主流路11が設けられ、隣接する各水素吸蔵・
放出ユニット10間及び水素吸蔵・放出ユニット10と本体
５の上下両内面との間にフィルタ12が介装されている。
フィルタ12は主流路11から分岐された水素ガスの流路13
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水素吸蔵合金タンク
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水素エネルギーは太陽熱エネルギーと並
んでクリーンエネルギーとして注目されている。水素の
貯蔵、輸送の方法として、ある温度、圧力の条件のもと
で水素を吸蔵して水素化物になり、必要時に別の温度、
圧力の条件のもとで水素を放出する「水素吸蔵合金（以
下、ＭＨという）」といわれる金属の利用が着目されて
いる。そして、水素の供給をＭＨを使用して行う水素エ
ンジンや燃料電池自動車、あるいはＭＨが水素を吸蔵・
放出するときの発熱・吸熱を利用するヒートポンプ等の
研究が行われている。

【０００３】ＭＨの水素の放出及び吸蔵を円滑に行わせ
るためには、ＭＨタンクに熱交換器を備えることが望ま
しい。例えば、特開平６−１９３９９６号公報には、Ｍ
Ｈ粉末を用いたＭＨタンクとして、図８に示すように、
内ケース５１内に、熱媒管５２の周囲に多数のフィン５
３を備えた熱交換器５４を収容するとともに、フィン５
３の間にＭＨ粉末（図示せず）を充填したものが開示さ
れている。そして、水素配管５５を介して内ケース５１
への水素ガスの供給、あるいは内ケース５１からの水素
ガスの放出が行われる。

【０００４】また、特開平９−１４２８０１号公報に
は、図９に示すように、容器５６内に複数のＭＨ成形体
５７を、各隣接するＭＨ成形体５７間に水素ガス透過性
のシート５８を配備した状態で収容したＭＨタンクが開
示されている。ＭＨ成形体５７はＭＨ粉末と結着材（フ
ッ素樹脂）とを混合して圧縮成形することにより形成さ
れている。シート５８はＭＨ成形体５７の一方の端部か
ら他方の端部にわたって配備され、水素ガスの流路とな
る。シート５８は容器５６の水素ガス出入口５９に連通
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−１９３９９
６号公報に開示されたＭＨタンクでは、ＭＨ粉末をＭＨ
タンクに充填するため、充填に時間を要する。また、多
数のフィン５３を備えているため構造が複雑で製作性が
悪いだけでなく、ＭＨ粉末を均一に充填するのが困難に
なるとともに、ＭＨ粉末が微粉化して部分的な圧密化が
生じて水素吸放出の反応性が悪くなるため、充填量を大
きくできない。さらに、ＭＨは水素を吸蔵すると膨張す
るため、部分的な圧密化が生じるとＭＨタンクに大きな
応力が加わり、耐久性が悪くなる。

【０００６】一方、特開平９−１４２８０１号公報に開
示されたＭＨタンクでは、ＭＨ成形体５７を使用するた
め、ＭＨ粉末を使用する構成に比較して、ＭＨ粉末の充
填困難性や部分的な圧密化の発生が防止される。しか
し、特開平９−１４２８０１号公報には、ＭＨタンクに
対する水素ガスの充填あるいは放出の際にＭＨ成形体を
加熱したり冷却することに関しては何ら記載がない。

【０００７】ＭＨから放出される水素ガスを水素エンジ
ンあるいは燃料電池の燃料とするためには、ＭＨが収容
されたＭＨタンクからエンジンが要求する量の水素を確
実に供給する必要がある。ＭＨの水素吸蔵は発熱反応で
あり、放出は吸熱反応である。従って、水素ガスの吸蔵
及び放出を円滑に行うためには、水素ガスの吸蔵時（充
填時）には冷却し、放出時には加熱が必要となる。特開
平９−１４２８０１号公報に開示されたＭＨタンクで
は、容器５６を外側から加熱あるいは冷却して対応する
ことになる。しかし、外側から容器５６を加熱してＭＨ
成形体５７の加熱あるいは冷却するのは効率が悪く、加
熱及び冷却用の装備を含めたＭＨタンクの単位体積当た
りに充填可能な水素量が少なくなる。

【０００８】また、ＭＨタンクを水素エンジンあるいは
燃料電池自動車の燃料タンクとした場合、走行距離の延
長や燃費の向上のためには、ＭＨタンクの単位体積当た
りに充填可能な水素量を増やすことが要求される。

【０００９】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は構造が簡単で、ＭＨの充填密度
を高くでき、しかも、伝熱用のフィンがなくてもＭＨに
対する伝熱性能が同等以上となる水素吸蔵合金タンクを
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、外部から熱媒を供給し
てタンク内部に充填されているＭＨと熱交換を行うこと
により、水素を吸蔵、放出させるＭＨタンクにおいて、
ＭＨ粉末だけで成形、又は良熱伝導材と混合して成形し
たＭＨ成形体と、熱媒を前記ＭＨ成形体の近傍に案内す
る伝熱管とを互いに接触する状態でケース内に収容し、
少なくとも前記ＭＨ成形体の前記伝熱管との接触面と反
対側の面に水素ガスの流路を設けた。

【００１１】従って、この発明では、伝熱管はフィンを
備えず、その表面からＭＨ成形体との間で熱交換が行わ
れる。ＭＨ成形体で吸蔵、放出される水素ガスは、少な
くとも伝熱管との接触面と反対側の面に設けられた流路
を介してＭＨタンク内と外部との間を移動する。ＭＨ成
形体は熱伝導率がＭＨ粉末をそのまま充填した場合に比
較して大きくなり、伝熱管がフィンを備えずにＭＨ成形
体との接触面積が少なくても、フィンを設けてＭＨ粉末
を充填した場合と同等以上の伝熱性能を確保できる。熱
伝導率の向上により、単位時間当たりの水素の吸蔵、放
出量が大きくなる。伝熱管にフィンが不要なため伝熱管
の形状が単純になり、ＭＨタンク内にＭＨ成形体を伝熱
管と接触した状態で収容（充填）するのが簡単になる。
また、ＭＨ粉末の成形・焼結によるＭＨの充填密度の向
上により、単位体積当たりの水素貯蔵量が向上する。

【００１２】請求項２に記載の発明では、前記ＭＨ成形
体は板状に形成され、その一方の側に扁平に形成された
前記伝熱管が配置され、他方の側に前記流路が配置され
ている。従って、この発明では、ＭＨ成形体及び伝熱管
の形状がより単純になるとともに、伝熱管との接触面積
及び流路との接触面積が大きくなる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、前記ＭＨ成形
体は複数設けられ、前記流路は前記ケースの水素ガス出
入口に連通する水素ガスの主流路から分岐された状態で
形成されている。従って、この発明では、ケース内を流
れる水素ガスの流路全体が占める体積をさほど大きくせ
ずに、複数のＭＨ成形体での水素ガスの吸蔵、放出が効
率良く行われる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１（ａ）、
図３及び図４に示すように、ＭＨタンク１は、ケース２
と、ケース２内に収容された複数（この実施の形態では
６個）のＭＨ成形体３及び複数（この実施の形態では３
個）の熱交換ユニット４とを備えている。なお、図１
（ａ）における上側をＭＨタンク１の上側とし、図３及
び図４の左側を前側とする。

【００１５】ケース２はＭＨ成形体３及び熱交換ユニッ
ト４を収容する本体５と、複数の熱交換ユニット４に熱
媒（水、オイル、エンジンクーラント等）を供給するヘ
ッダ６とを備えている。本体５は一端が前壁５ａで閉塞
された四角筒状に形成されるとともに、開口側が蓋部５
ｂで閉鎖されている。ヘッダ６は有底四角筒体の開口側
端部を前壁５ａの外側周縁に固着した状態に設けられて
いる。ヘッダ６は２個の室６ａ，６ｂに区画され、各室
６ａ，６ｂは図示しない熱媒配管にパイプを介して接続
され、熱媒が一方の室６ａから供給されて他方の室６ｂ
から排出されるようになっている。

【００１６】各熱交換ユニット４はケース２の幅の半分
以下の幅で扁平に形成された上流側伝熱管７ａ及び下流
側伝熱管７ｂと、両伝熱管７ａ，７ｂを連結する連結管
８とで構成されている。両伝熱管７ａ，７ｂ及び連結管
８は同じ厚みに形成され、両伝熱管７ａ，７ｂはそれぞ
れケース２の中心を含み鉛直方向に延びる仮想平面を挟
んで両側に水平状態で対称に配置されている。図１
（ａ）及び図２に示すように、両伝熱管７ａ，７ｂは多
数の独立した小流路７ｃが左右方向に一列に並んだ状態
に形成されている。図３に示すように、各連結管８はそ
れぞれ対応する両伝熱管７ａ，７ｂと同じ高さにおいて
本体５の蓋部５ｂにブラケット９を介して固定されてい
る。上流側伝熱管７ａ及び下流側伝熱管７ｂは第１端部
が前壁５ａに形成された孔を貫通してそれぞれ室６ａ，
６ｂ内に突出する状態に配置され、第２端部が連結管８
に接続されている。即ち、各熱交換ユニット４は、熱媒
が室６ａ→上流側伝熱管７ａ→連結管８→下流側伝熱管
７ｂ→室６ｂの順に流れるように構成されている。

【００１７】ＭＨ成形体３はＭＨ粉末を良熱伝導材の粉
末（この実施の形態では銅粉末）と混合し、板状にプレ
ス成形した後、焼結することにより形成されている。各
ＭＨ成形体３は断面がほぼ長方形状に形成されるととも
に、左右方向の中央部に両伝熱管７ａ，７ｂの厚さの１
／２の高さの突条３ａが形成されている。そして、２個
のＭＨ成形体３は突条３ａが当接するように組み合わさ
れ、突条３ａを挟んで両伝熱管７ａ，７ｂが配置されて
いる。即ち、両伝熱管７ａ，７ｂは上面が上側のＭＨ成
形体３に接触し、下面が下側のＭＨ成形体３に接触した
状態で配置され、上下一組のＭＨ成形体３と、両伝熱管
７ａ，７ｂと、連結管８とで一つの水素吸蔵・放出ユニ
ット１０が形成されている。

【００１８】各ＭＨ成形体３は伝熱管７ａ，７ｂと接触
する側と反対側の一方の角部、この実施の形態では図１
（ａ）において左側の角部が切り落とされて、本体５と
の間に主流路１１を構成する空間が設けられている。そ
して、その空間に断面がほぼ三角形状をなし、スリット
を有するパイプＰを配設して主流路１１が形成されてい
る。なお、パイプＰは図１（ｂ）の部分拡大図にのみ図
示されている。また、隣接する各水素吸蔵・放出ユニッ
ト１０間及び水素吸蔵・放出ユニット１０と本体５の上
下両内面との間にフィルタ１２が介装されている。フィ
ルタ１２は各ＭＨ成形体３の伝熱管７ａ，７ｂと反対側
の面と対応する箇所に、主流路１１から分岐された水素
ガスの流路１３を形成する。流路１３はパイプＰのスリ
ットと対向している。なお、各水素吸蔵・放出ユニット
１０の両側面と本体５との間には、各ユニット１０が膨
張した際にユニット１０及び本体５に過大な応力が作用
するのを防止するため、隙間が設けられている。

【００１９】ＭＨタンク１にはケース２に対する水素ガ
スの出入口としてのパイプ１４が設けられている。パイ
プ１４はヘッダ６を貫通するとともに第１端部が本体５
の前壁５ａを貫通するように配設されている。

【００２０】次に前記ＭＨタンク１の組立工程を説明す
る。先ず、パイプ１４が装備されたヘッダ６を本体５に
溶接で固着する。次に、本体５内にフィルタ１２及びユ
ニット１０を下側から順次、伝熱管７ａ，７ｂの端部を
前壁５ａの孔に貫通させて組み付ける。次に蓋部５ｂを
ブラケット９が連結管８に嵌合する状態で組み付け、溶
接で固着する。

【００２１】次に前記のように構成されたＭＨタンク１
の作用を説明する。ＭＨタンク１を例えば、燃料電池搭
載電気自動車に使用する場合、直接水素ガスを燃料とし
てＭＨタンク１のみを搭載する場合と、メタノールを燃
料とし、メタノール改質器でメタノールから生成した水
素を一時貯蔵するバッファとしてメタノール改質器とと
もに搭載する場合とがある。ここでは、ＭＨタンク１の
みを搭載する場合を例に説明する。

【００２２】燃料極で水素ガスが使用されると、パイプ
１４を介してＭＨタンク１から水素ガスが放出されて燃
料極に供給される。ＭＨタンク１内から水素ガスが放出
されると、ＭＨ成形体３の水素吸蔵・放出反応が放出側
へ移動してＭＨ成形体３から水素ガスが放出される。水
素の放出は吸熱反応であるので、水素の放出に必要な熱
が熱媒により供給されないと、ＭＨは自身の顕熱を消費
して水素を放出するためその温度が低下する。ＭＨの温
度が低下すると水素放出の反応速度が低下する。しか
し、ヘッダ６の室６ａに所定温度の熱媒が供給され、各
熱交換ユニット４の上流側伝熱管７ａ→連結管８→下流
側伝熱管７ｂ→室６ｂの順に熱媒が流れ、ＭＨ成形体３
が予め設定された温度に加熱されて、水素放出の反応が
円滑に進行する。放出された水素はＭＨ成形体３内の微
細な空隙を経て流路１３に至り、主流路１１を経てパイ
プ１４からＭＨタンク１の外部へ放出され、燃料極へと
供給される。熱媒の温度によりＭＨ成形体３からの水素
放出反応の速度が調整され、ＭＨ成形体３が燃料電池で
必要な水素ガス量に対応した水素放出反応状態となる所
定温度となるように、熱媒の温度あるいは流量が調整さ
れる。

【００２３】水素が放出されたＭＨタンク１に再び水素
ガスを充填、即ちＭＨ成形体３に水素ガスを吸蔵させる
場合は、パイプ１４からＭＨタンク１に水素ガスを供給
する。ＭＨタンク１内に供給された水素ガスは、主流路
１１から分岐して各水素吸蔵・放出ユニット１０の上下
両側に配置された流路１３を経てＭＨ成形体３内に侵入
し、ＭＨと反応して水素化物となってＭＨ成形体３に吸
蔵される。

【００２４】水素の吸蔵反応は発熱反応であるので、水
素の吸蔵反応で発生した熱を除去しないと吸蔵反応が円
滑に進行しない。水素ガスを充填する際は、ヘッダ６に
は低温の熱媒が供給され、ＭＨ成形体３で発生した熱は
各熱交換ユニット４の伝熱管７ａ，７ｂを流れる熱媒に
よってＭＨタンク１外に運搬される。従って、ＭＨ成形
体３の温度が水素の吸蔵反応が円滑に進行する温度に保
持され、水素ガスの吸蔵が効率よく行われる。

【００２５】ＭＨが粉末の状態で充填された場合、その
熱伝導率は木材やレンガ並みの低さであるため、ＭＨを
粉末状態で充填して使用する場合は、伝熱用のフィンが
ないと熱交換器の伝熱性能が実用には不充分となる。し
かし、ＭＨ成形体３の熱伝導率がＭＨを粉末状態で充填
した場合に比較して大幅に（数倍〜数十倍）向上し、伝
熱管がフィンを装備しなくてもフィンを装備してＭＨ粉
末を充填した場合と同等以上の伝熱性能が得られる。図
４に示すように、ＭＨ粉末だけ（Ｃｕ０ｗｔ％）で成形
焼結した場合でも、熱伝導率はＭＨ粉末の状態で充填し
た場合の数倍となり、Ｃｕ５０ｗｔ％の場合は数十倍と
なった。従って、ＭＨ成形体３の銅の混合量を要求性能
（単位体積当たりの水素吸蔵量）に応じて設定すること
で、適正な水素吸蔵量のＭＨ成形体３が得られる。

【００２６】ＭＨ成形体３内を移動する際の水素ガスの
圧力損失を少なくすることが、ＭＨ成形体３における水
素吸蔵・放出反応の速度低下を防止して、ＭＨ成形体３
に対する単位時間当たりの水素吸蔵量を大きく、あるい
はＭＨ成形体３からの単位時間当たりの水素放出量を大
きくするために重要となる。図６に示すように、成形体
抵抗と成形体の厚みとの関係は、厚みの増大に伴って成
形体抵抗が大きくなる。即ち、ＭＨ成形体３の厚みが薄
い方が水素ガスの透過効率は高く、ＭＨ成形体３の単位
時間当たりの水素の吸蔵・放出量は大きくなる。しか
し、ＭＨ成形体３を薄くすると、ＭＨタンク１内に収容
するＭＨ成形体３の数が多くなり、流路１３が占める体
積の割合が多くなり、ＭＨタンク１におけるＭＨ成形体
３の割合が少なくなる。従って、両者の兼ね合いからＭ
Ｈ成形体３の厚みと枚数が決定される。ＭＨ成形体３の
厚みは１０ｍｍ以下でよい。

【００２７】この実施の形態では以下の効果を有する。（１）ＭＨ粉末を成形したＭＨ成形体３と、伝熱管７
ａ，７ｂとを互いに接触する状態でケース２内に収容
し、ＭＨ成形体３の伝熱管７ａ，７ｂとの接触面と反対
側の面に水素ガスの流路１３を設けた。従って、構造が
簡単で、ＭＨの充填密度を高くでき、しかも、伝熱用の
フィンがなくてもＭＨに対する伝熱性能がＭＨ粉末を充
填して伝熱用のフィンを設ける場合と同等以上となる。
その結果、ＭＨを限られた空間内に高密度充填すること
で、体積当たりの水素ガス貯蔵量が増大し、燃料電池自
動車に応用した際、一度の水素ガス充填での走行距離延
長が可能となる。

【００２８】（２）ＭＨ成形体３をＭＨ粉末と良熱伝
導材（例えば銅）とを混合して成形したので、ＭＨ成形
体３の熱伝導率が大幅に向上して伝熱管７ａ，７ｂから
の伝熱効率が向上し、ＭＨタンク１からの水素ガスの放
出時におけるＭＨ成形体３の水素放出反応と、ＭＨタン
ク１への水素ガスの充填時におけるＭＨ成形体３の水素
吸蔵反応とがより効率よく行われる。その結果、単位時
間当たりの水素ガスの吸蔵・放出量を多くできる。

【００２９】（３）ＭＨ成形体３は板状に形成され、
その一方の側に扁平に形成された伝熱管７ａ，７ｂが配
置され、他方の側に流路１３が配置されている。従っ
て、ＭＨ成形体３及び伝熱管７ａ，７ｂの形状がより単
純になって製作性が向上するとともに、伝熱管７ａ，７
ｂとの接触面積及び流路１３との接触面積が大きくな
り、ＭＨタンク１の単位時間当たりの水素ガス吸蔵・放
出量をより高めることが可能になる。

【００３０】（４）ＭＨ成形体３は複数設けられ、流
路１３は主流路１１から分岐された状態で形成されてい
る。従って、ケース２内を流れる水素ガスの流路全体が
占める体積をさほど大きくせずに、水素充填時における
ＭＨ成形体３の圧損を少なくでき、ＭＨ成形体３への水
素ガスの吸蔵が効率良く行われる。

【００３１】（５）各ＭＨ成形体３の一方の角部が切
り落とされて、本体５との間に主流路１１が設けられて
いる。従って、ＭＨタンク１内に収容された各ＭＨ成形
体３の両伝熱管７ａ，７ｂと対向する面と反対側の面と
対応する箇所の流路１３が分岐される主流路１１を簡単
に形成できる。

【００３２】（６）水素吸蔵・放出ユニット１０間及
び水素吸蔵・放出ユニット１０と本体５の上下両内面と
の間に介装されたフィルタ１２によって主流路１１から
分岐された流路１３が形成されている。従って、ＭＨ成
形体３が水素の吸蔵・放出を繰り返すことにより膨張し
ても、流路１３が塞がれずに水素ガスの流路を確実に確
保できる。また、ＭＨ成形体３を構成するＭＨからＭＨ
の微粉末が生じても、フィルタ１２で捕捉されてＭＨタ
ンク１外に排出されるのが防止される。

【００３３】（７）各水素吸蔵・放出ユニット１０を
構成する一組のＭＨ成形体３は、その中央に形成された
突条３ａ同士が当接された状態で、両伝熱管７ａ，７ｂ
を挟持するように組み付けられている。従って、各水素
吸蔵・放出ユニット１０の組付けが簡単になる。

【００３４】（８）主流路１１がパイプＰで構成され
ているため、単に空間を形成して主流路１１を構成した
場合と異なり、ＭＨ成形体３が膨張しても流路がつぶれ
る虞がなく、主流路１１が確実に確保される。

【００３５】（９）連結管８の厚みが両伝熱管７ａ，
７ｂと同じに形成されているため、本体５の開口部側か
らＭＨ成形体３を充填することが可能になる。なお、実
施の形態は前記に限定されるものでなく、例えば、次の
ように具体化してもよい。

【００３６】○ 各水素吸蔵・放出ユニット１０毎に上
流側伝熱管７ａ及び下流側伝熱管７ｂを設けずに、図７
（ａ）に示すように、各ユニット１０毎に伝熱管１５を
１本設ける。そして、ＭＨタンク１のケース２の前後両
側にヘッダ６を設けて、熱媒をＭＨタンク１の第１端部
から第２端部へ向かって流れるように構成する。この場
合、ＭＨ成形体３の形状がより単純になるとともに、熱
交換ユニット４の構造がより簡単になる。

【００３７】○ 各伝熱管７ａ，７ｂ，１５は多数の独
立した小流路７ｃ，１５ａが左右方向に一列に並んだ状
態に形成されたものに限らず、偏平な一つの流路を有す
るパイプであってもよい。

【００３８】○ 連結管８の厚みを両各伝熱管７ａ，７
ｂの厚みより大きくしてもよい。 ○ 主流路１１をパイプＰを設けずに、ＭＨ成形体３と
本体の壁面とで囲繞された空間だけで構成してもよい。

【００３９】○ ＭＨタンク１内に収容される各水素吸
蔵・放出ユニット１０の数は３個に限らず、４個以上あ
るいは２個以下であってもよい。 ○ ＭＨタンク１内に収容されるＭＨ成形体３及び伝熱
管７ａ，７ｂ，１５を、２個のＭＨ成形体３で伝熱管７
ａ，７ｂ，１５を挟持したユニットとして収容する構成
に限らず、扁平なＭＨ成形体３と伝熱管７ａ，７ｂ，１
５を交互に積層配置してもよい。

【００４０】○ ＭＨタンク１内に収容されるＭＨ成形
体及び伝熱管は扁平な形状に限らず、例えば図７（ｂ）
に示すように、複数のほぼ三角柱状のＭＨ成形体１６を
六角筒状の本体５内にフィルタ１２を介して隣接する状
態で収容し、本体５の中央及び角部に主流路１１を設け
てもよい。そして、ＭＨ成形体１６に形成した貫通孔に
伝熱管１７を配置する。本体５及びＭＨ成形体１６の断
面形状は六角形や三角形成に限らず、四角形等の多角形
や円形あるいは楕円形成であってもよく、伝熱管１７も
断面円形に限らずＭＨ成形体１６と相似形としてもよ
い。この場合も各ＭＨ成形体１６が伝熱管１７と接触す
る面から流路１３までの距離が短くなり、圧損が少なく
なって水素ガスのＭＨ成形体１６に対する吸蔵が効率良
く行われる。

【００４１】○ フィルタ１２を各ＭＨ成形体３及びＭ
Ｈ成形体１６の表面と対応する位置に配設する代わり
に、ＭＨ成形体の微粒子がＭＨタンク１の外部に輸送さ
れるのを防止するため、パイプ１４の基端にフィルタを
設けてもよい。この場合、フィルタ１２に代えて、隣接
するＭＨ成形体３，１６間あるいはＭＨ成形体３，１６
と本体５との間に流路１３を確保するスペーサを配置す
る。

【００４２】○ ＭＨタンク１は燃料電池搭載電気自動
車に使用する場合に限らず、水素エンジンの水素源やヒ
ートポンプ等に適用してもよい。前記実施の形態から把
握できる請求項記載以外の技術的思想（発明）につい
て、以下にその効果とともに記載する。

【００４３】（１）請求項２又は請求項３に記載の発
明において、２個のＭＨ成形体の間に扁平な伝熱管が挟
持されて一つの水素吸蔵・放出ユニットが構成されてい
る。この場合、ケース内へのＭＨ成形体及び伝熱管の組
み付けが簡単になる。

【００４４】（２）請求項１〜請求項３及び（１）の
いずれか一項に記載の発明において、前記ＭＨ成形体は
ＭＨ粉末と良熱伝導材とを混合して成形されている。こ
の場合、ＭＨ成形体の熱伝導率が大幅に向上し、ＭＨタ
ンクからの水素ガスの放出時におけるＭＨ成形体の水素
放出反応と、ＭＨタンクへの水素ガスの充填時における
ＭＨ成形体の水素吸蔵反応とがより効率よく行われる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項３
に記載の発明によれば、構造が簡単で、ＭＨの充填密度
を高くでき、しかも、伝熱用のフィンがなくてもＭＨに
対する伝熱性能が同等以上となる。

【００４６】請求項２に記載の発明では、ＭＨ成形体及
び伝熱管の形状がより単純になるとともに、伝熱管との
接触面積及び流路との接触面積が大きくできる。請求項
３に記載の発明では、ケース内を流れる水素ガスの流路
全体が占める体積をさほど大きくせずに、複数のＭＨ成
形体での水素ガスの吸蔵、放出が効率良く行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は一実施の形態のＭＨタンクの図３の
Ｉ−Ｉ線断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。

【図２】水素吸蔵・放出ユニットの概略斜視図。

【図３】ＭＨタンクの概略断面図。

【図４】図３のIV−IV線断面図。

【図５】ＭＨ成形体の熱伝導率と銅の含有率との関係
を示すグラフ。

【図６】ＭＨ成形体の厚みと成形体抵抗との関係を示
すグラフ。

【図７】別の実施の形態のＭＨタンクの概略断面図。

【図８】従来技術のＭＨタンクの概略断面図。

【図９】別の従来技術のＭＨタンクの一部破断正面
図。

【符号の説明】

１…ＭＨ（水素吸蔵合金）タンク、２…ケース、３…Ｍ
Ｈ成形体、７ａ…上流側伝熱管、７ｂ…下流側伝熱管、
１１…主流路、１３…流路、１４…出入口としてのパイ
プ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保秀人愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者藤敬司愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者三井宏之愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者砥綿真一愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者伊東一彦愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内Ｆターム(参考） 3D038 CA00 CB01 CC00 3L093 NN05 RR01 5H027 BA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から熱媒を供給してタンク内部に充
填されている水素吸蔵合金と熱交換を行うことにより、
水素を吸蔵、放出させる水素吸蔵合金タンクにおいて、水素吸蔵合金粉末だけで成形、又は良熱伝導材と混合し
て成形した水素吸蔵合金成形体と、熱媒を前記水素吸蔵
合金成形体の近傍に案内する伝熱管とを互いに接触する
状態でケース内に収容し、少なくとも前記水素吸蔵合金
成形体の前記伝熱管との接触面と反対側の面に水素ガス
の流路を設けた水素吸蔵合金タンク。
【請求項２】前記水素吸蔵合金成形体は板状に形成さ
れ、その一方の側に扁平に形成された前記伝熱管が配置
され、他方の側に前記流路が配置されている請求項１に
記載の水素吸蔵合金タンク。
【請求項３】前記水素吸蔵合金成形体は複数設けら
れ、前記流路は前記ケースの水素ガス出入口に連通する
水素ガスの主流路から分岐された状態で形成されている
請求項１又は請求項２に記載の水素吸蔵合金タンク。