JP2002250593A - 水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器 - Google Patents
水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素吸蔵合金活性化のための水素吸・放出サ
イクルにおける水素吸蔵合金中のブリッジの形成を抑制
できる水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器の提供。 【解決手段】 （１）水素吸蔵合金貯蔵タンクの熱交換
器１０において、吸蔵合金のブリッジ形成方向１６に対
して柔となる波形状を有するフィン１２を設けた水素吸
蔵合金貯蔵タンク用熱交換器１０。（２）隣接するフィ
ン１２同士が接している水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交
換器１０。
イクルにおける水素吸蔵合金中のブリッジの形成を抑制
できる水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器の提供。 【解決手段】 （１）水素吸蔵合金貯蔵タンクの熱交換
器１０において、吸蔵合金のブリッジ形成方向１６に対
して柔となる波形状を有するフィン１２を設けた水素吸
蔵合金貯蔵タンク用熱交換器１０。（２）隣接するフィ
ン１２同士が接している水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交
換器１０。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金貯蔵
タンク用熱交換器に関する。
タンク用熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池に燃料である水素を供給する一
方法として、水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器（以
下、単にタンクともいう）に貯蔵された水素吸蔵合金に
吸蔵した水素を放出させて燃料電池に供給する方法があ
る。水素吸蔵合金はタンク充填時、空気中に晒され酸化
劣化するため、充填直後の水素吸・放出特性は低下して
いる。タンクに充填された水素吸蔵合金を活性化させる
ために、車両へ搭載する前に、水素吸蔵合金に水素吸・
放出サイクルを行わせる。従来、特開平１１−３０３９
７号に開示されたものに類似の水素吸蔵合金貯蔵タンク
用熱交換器、たとえば図３、図４に示す水素吸蔵合金貯
蔵タンク用熱交換器に、粒径が５００〜１０００μｍの
水素吸蔵合金を入れて、水素の吸・放出を行わせる。図
３、図４中、１はタンク容器、２はフィン、３は熱媒
管、４は水素吸・排出用の焼結フィルター、であり、水
素吸蔵合金５が入れられている。フィン２は波状で、各
山の頂部および各谷の底部にて、熱媒管３にロー付け等
により接合されている。この水素の吸・放出において、
水素吸蔵時に水素吸蔵合金が膨張するとともに、水素吸
蔵合金粒子がブリッジを形成してつっぱり合い、タンク
容器をフィンの山と谷を結ぶ方向（図３、図４の上下方
向）と直交する方向（図３、図４の横方向）に変形（図
４でＡがＢのように変形）させるため、タンク容器に張
りつけた歪ゲージの歪を測定しながら許容値を越えない
ようにして、水素の吸・放出を実行している。水素吸蔵
合金のブリッジは、水素吸・放出サイクルを繰り返して
いる間に水素吸蔵合金が微粉化して解消する。ブリッジ
が取れない場合は、タンクに振動を与える。水素吸蔵合
金の微粉化により新生面が現れ、水素吸蔵合金は活性化
する。活性化が完了するのに、通常、１タンクにつき３
０サイクル程度の水素の吸・放出サイクルが必要で、時
間がかかり、日に２〜３タンク程度しか処理できない。
方法として、水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器（以
下、単にタンクともいう）に貯蔵された水素吸蔵合金に
吸蔵した水素を放出させて燃料電池に供給する方法があ
る。水素吸蔵合金はタンク充填時、空気中に晒され酸化
劣化するため、充填直後の水素吸・放出特性は低下して
いる。タンクに充填された水素吸蔵合金を活性化させる
ために、車両へ搭載する前に、水素吸蔵合金に水素吸・
放出サイクルを行わせる。従来、特開平１１−３０３９
７号に開示されたものに類似の水素吸蔵合金貯蔵タンク
用熱交換器、たとえば図３、図４に示す水素吸蔵合金貯
蔵タンク用熱交換器に、粒径が５００〜１０００μｍの
水素吸蔵合金を入れて、水素の吸・放出を行わせる。図
３、図４中、１はタンク容器、２はフィン、３は熱媒
管、４は水素吸・排出用の焼結フィルター、であり、水
素吸蔵合金５が入れられている。フィン２は波状で、各
山の頂部および各谷の底部にて、熱媒管３にロー付け等
により接合されている。この水素の吸・放出において、
水素吸蔵時に水素吸蔵合金が膨張するとともに、水素吸
蔵合金粒子がブリッジを形成してつっぱり合い、タンク
容器をフィンの山と谷を結ぶ方向（図３、図４の上下方
向）と直交する方向（図３、図４の横方向）に変形（図
４でＡがＢのように変形）させるため、タンク容器に張
りつけた歪ゲージの歪を測定しながら許容値を越えない
ようにして、水素の吸・放出を実行している。水素吸蔵
合金のブリッジは、水素吸・放出サイクルを繰り返して
いる間に水素吸蔵合金が微粉化して解消する。ブリッジ
が取れない場合は、タンクに振動を与える。水素吸蔵合
金の微粉化により新生面が現れ、水素吸蔵合金は活性化
する。活性化が完了するのに、通常、１タンクにつき３
０サイクル程度の水素の吸・放出サイクルが必要で、時
間がかかり、日に２〜３タンク程度しか処理できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の水素吸蔵合金を
活性化させるための水素の吸・放出サイクルにおいて、
水素吸蔵合金のブリッジが容易には取れなく、活性化に
要する時間が長くなる。タンクに振動を与えても解消さ
れない。とくに水素の吸・放出の初期のサイクルにおい
ては、水素吸蔵合金がブリッジを形成しやすく水素吸蔵
合金が水素を吸収した時のタンク容器の歪が大きくな
り、１サイクルにおける吸蔵水素量を少なくしなければ
ならず、それだけ吸・放出サイクル数が増え、活性化時
間を長くしている。本発明の目的は、水素吸蔵合金活性
化のための水素吸・放出サイクルにおける水素吸蔵合金
中のブリッジの形成を抑制できる水素吸蔵合金貯蔵タン
ク用熱交換器を提供することにある。
活性化させるための水素の吸・放出サイクルにおいて、
水素吸蔵合金のブリッジが容易には取れなく、活性化に
要する時間が長くなる。タンクに振動を与えても解消さ
れない。とくに水素の吸・放出の初期のサイクルにおい
ては、水素吸蔵合金がブリッジを形成しやすく水素吸蔵
合金が水素を吸収した時のタンク容器の歪が大きくな
り、１サイクルにおける吸蔵水素量を少なくしなければ
ならず、それだけ吸・放出サイクル数が増え、活性化時
間を長くしている。本発明の目的は、水素吸蔵合金活性
化のための水素吸・放出サイクルにおける水素吸蔵合金
中のブリッジの形成を抑制できる水素吸蔵合金貯蔵タン
ク用熱交換器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） 水素吸蔵合金貯蔵タンクの熱交換器において、
吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して柔となる波形状を
有するフィンを設けたことを特徴とする水素吸蔵合金貯
蔵タンク用熱交換器。 （２） 隣接するフィン同士が接している（１）記載の
水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器。
明はつぎの通りである。 （１） 水素吸蔵合金貯蔵タンクの熱交換器において、
吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して柔となる波形状を
有するフィンを設けたことを特徴とする水素吸蔵合金貯
蔵タンク用熱交換器。 （２） 隣接するフィン同士が接している（１）記載の
水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器。
【０００５】上記（１）の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱
交換器では、吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して柔と
なる波形状を有するフィンを設けたので、水素吸蔵合金
活性化のための水素吸・放出サイクル中に水素吸蔵合金
にブリッジが形成されようとしても、ブリッジから力を
受けてフィンが変形して動き、ブリッジをつっぱらせる
ことができなくなり、かつ形成されようとするブリッジ
を壊し、ブリッジの成長、形成が抑制される。これによ
って、タンク容器の変形が抑制され、初期のサイクルで
も多量の水素を吸・排出させることができ、活性化サイ
クル数を低減でき、活性化時間を短縮できる。上記
（２）の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器では、隣接
するフィン同士が接しているので、隣接フィンの動きに
よっても、フィンが動くので、ブリッジが成長しにく
く、ブリッジの形成をさらに抑制できる。
交換器では、吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して柔と
なる波形状を有するフィンを設けたので、水素吸蔵合金
活性化のための水素吸・放出サイクル中に水素吸蔵合金
にブリッジが形成されようとしても、ブリッジから力を
受けてフィンが変形して動き、ブリッジをつっぱらせる
ことができなくなり、かつ形成されようとするブリッジ
を壊し、ブリッジの成長、形成が抑制される。これによ
って、タンク容器の変形が抑制され、初期のサイクルで
も多量の水素を吸・排出させることができ、活性化サイ
クル数を低減でき、活性化時間を短縮できる。上記
（２）の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器では、隣接
するフィン同士が接しているので、隣接フィンの動きに
よっても、フィンが動くので、ブリッジが成長しにく
く、ブリッジの形成をさらに抑制できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の水素吸蔵合金貯
蔵タンク用熱交換器を図１、図２を参照して、説明す
る。図１、図２において、本発明実施例の水素吸蔵合金
貯蔵タンク用熱交換器１０は、タンク容器１１と、フィ
ン１２と、熱媒管１３と、焼結フィルター（水素通路）
１４と、からなり、水素吸蔵合金１５が入れられてい
る。タンク容器１１は直方体状の容器からなる。
蔵タンク用熱交換器を図１、図２を参照して、説明す
る。図１、図２において、本発明実施例の水素吸蔵合金
貯蔵タンク用熱交換器１０は、タンク容器１１と、フィ
ン１２と、熱媒管１３と、焼結フィルター（水素通路）
１４と、からなり、水素吸蔵合金１５が入れられてい
る。タンク容器１１は直方体状の容器からなる。
【０００７】フィン１２は、波状の薄板で、水素吸蔵合
金１５のブリッジ形成方向（図１、図２において、横方
向、矢印１６で示す方向）に対して柔となる波形状を有
する。フィン１２は従来のフィンと直交する方向に波う
つ。フィン１２は、波の頂部１２ａを結ぶ方向（一方の
頂部を山とし他方の頂部を谷と呼ぶと山の頂部と谷の底
部とを結ぶ方向）を図１、図２の横方向にして、熱媒管
１３の間に配置され、上端、下端で熱媒管１３にロー付
け等により接合されている（１２ｂは接合点を示す）。
フィン１２の波形状は、１つのフィン１２につき、接合
点１２ｂの間に、複数（図示例では４つ）の自由に変位
可能な頂部１２ａを有する。フィン１２の途中部位は上
下方向は動きが束縛されるが、横方向は水素吸蔵合金１
５のブリッジから力が加わると動く。これによって、フ
ィン１２は横方向に柔となり、水素吸蔵合金１５のブリ
ッジ形成方向１６に対しても柔となる。フィン１２は隣
接するフィンと波の頂部１２ａにて接触している。ただ
し、接触部で、隣接フィン１２は互いに接合されてはい
ない。
金１５のブリッジ形成方向（図１、図２において、横方
向、矢印１６で示す方向）に対して柔となる波形状を有
する。フィン１２は従来のフィンと直交する方向に波う
つ。フィン１２は、波の頂部１２ａを結ぶ方向（一方の
頂部を山とし他方の頂部を谷と呼ぶと山の頂部と谷の底
部とを結ぶ方向）を図１、図２の横方向にして、熱媒管
１３の間に配置され、上端、下端で熱媒管１３にロー付
け等により接合されている（１２ｂは接合点を示す）。
フィン１２の波形状は、１つのフィン１２につき、接合
点１２ｂの間に、複数（図示例では４つ）の自由に変位
可能な頂部１２ａを有する。フィン１２の途中部位は上
下方向は動きが束縛されるが、横方向は水素吸蔵合金１
５のブリッジから力が加わると動く。これによって、フ
ィン１２は横方向に柔となり、水素吸蔵合金１５のブリ
ッジ形成方向１６に対しても柔となる。フィン１２は隣
接するフィンと波の頂部１２ａにて接触している。ただ
し、接触部で、隣接フィン１２は互いに接合されてはい
ない。
【０００８】水素吸蔵合金１５が水素を吸蔵する時は水
素吸蔵合金１５は低温に保持され、水素吸蔵合金１５が
水素を放出する時は水素吸蔵合金１５は温間に保持され
る。このために、水素吸蔵合金貯蔵タンクには熱媒管１
３が配置され、熱交換器として構成されている。熱媒管
１３の中には、温度を高、低に制御された熱媒（ＬＬ
Ｃ）が流される。ただし、水素吸蔵合金１５とはシール
されている。タンク容器１１内の水素吸蔵合金１５への
水素の供給、水素吸蔵合金１５から放出された水素のタ
ンク容器１１内からの取り出しは、焼結フィルター（水
素通路）１４を通して行われる。焼結フィルターは気体
透過性を有する。
素吸蔵合金１５は低温に保持され、水素吸蔵合金１５が
水素を放出する時は水素吸蔵合金１５は温間に保持され
る。このために、水素吸蔵合金貯蔵タンクには熱媒管１
３が配置され、熱交換器として構成されている。熱媒管
１３の中には、温度を高、低に制御された熱媒（ＬＬ
Ｃ）が流される。ただし、水素吸蔵合金１５とはシール
されている。タンク容器１１内の水素吸蔵合金１５への
水素の供給、水素吸蔵合金１５から放出された水素のタ
ンク容器１１内からの取り出しは、焼結フィルター（水
素通路）１４を通して行われる。焼結フィルターは気体
透過性を有する。
【０００９】つぎに、作用を説明する。図２において、
フィン間部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、水素吸蔵合金１５
にブリッジが発生した場合、それぞれのフィン１２に
は、図２中、横方向の力が作用する。この横要綱の力に
より、ブリッジ形成方向に柔とされたフィン１２は横方
向に動く（ずれる）。フィン１２がずれることにより、
ブリッジはつっぱりの基点を失い、つっぱりが崩れ、崩
壊し、微粉化する。
フィン間部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、水素吸蔵合金１５
にブリッジが発生した場合、それぞれのフィン１２に
は、図２中、横方向の力が作用する。この横要綱の力に
より、ブリッジ形成方向に柔とされたフィン１２は横方
向に動く（ずれる）。フィン１２がずれることにより、
ブリッジはつっぱりの基点を失い、つっぱりが崩れ、崩
壊し、微粉化する。
【００１０】ブリッジのつっぱりがあると、タンク容器
１１はブリッジから力を受けて大きく変形し、その歪を
許容値内に維持するためには、水素吸蔵、放出サイクル
における水素吸蔵量を少量としなければならないが、本
発明ではブリッジが形成されようとしても崩壊しやす
く、ブリッジが成長しにくいので、ブリッジのつっぱり
によるタンク容器１１の歪が抑制され、水素吸蔵、放出
サイクルにおける水素吸蔵量を従来に比べて大量とする
ことができる。これによって、水素吸蔵、放出サイクル
数が低減し、水素吸蔵合金を従来に比べて少ない水素吸
蔵、放出サイクル数で、したがって従来に比べて短時間
で活性化することができる。
１１はブリッジから力を受けて大きく変形し、その歪を
許容値内に維持するためには、水素吸蔵、放出サイクル
における水素吸蔵量を少量としなければならないが、本
発明ではブリッジが形成されようとしても崩壊しやす
く、ブリッジが成長しにくいので、ブリッジのつっぱり
によるタンク容器１１の歪が抑制され、水素吸蔵、放出
サイクルにおける水素吸蔵量を従来に比べて大量とする
ことができる。これによって、水素吸蔵、放出サイクル
数が低減し、水素吸蔵合金を従来に比べて少ない水素吸
蔵、放出サイクル数で、したがって従来に比べて短時間
で活性化することができる。
【００１１】また、隣接するフィン１２を頂部１２にお
いて互いに接触させた場合は、隣接フィン１２が動いて
もその動きを受けたフィン１２も動くので、ブリッジの
形成が隣接フィン１２を接触させない場合に比べてより
一層抑制され、かつ１つのフィン１２の動きに連動して
つぎつぎとフィン１２が動くためタンク容器１１内の全
ての部位でブリッジの形成が抑制されるようになる。
いて互いに接触させた場合は、隣接フィン１２が動いて
もその動きを受けたフィン１２も動くので、ブリッジの
形成が隣接フィン１２を接触させない場合に比べてより
一層抑制され、かつ１つのフィン１２の動きに連動して
つぎつぎとフィン１２が動くためタンク容器１１内の全
ての部位でブリッジの形成が抑制されるようになる。
【００１２】
【発明の効果】請求項１の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱
交換器によれば、吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して
柔となる波形状を有するフィンを設けたので、水素吸蔵
合金活性化のための水素吸・放出サイクル中にブリッジ
から力を受けるとフィンが変形して動き、ブリッジの成
長、形成を抑制することができる。これによって、タン
ク容器の変形が抑制され、活性化サイクル数を低減で
き、活性化時間を短縮できる。請求項２の水素吸蔵合金
貯蔵タンク用熱交換器によれば、隣接するフィン同士が
接しているので、隣接フィンの動きによっても、フィン
が動くので、ブリッジが成長しにくくなる。
交換器によれば、吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して
柔となる波形状を有するフィンを設けたので、水素吸蔵
合金活性化のための水素吸・放出サイクル中にブリッジ
から力を受けるとフィンが変形して動き、ブリッジの成
長、形成を抑制することができる。これによって、タン
ク容器の変形が抑制され、活性化サイクル数を低減で
き、活性化時間を短縮できる。請求項２の水素吸蔵合金
貯蔵タンク用熱交換器によれば、隣接するフィン同士が
接しているので、隣接フィンの動きによっても、フィン
が動くので、ブリッジが成長しにくくなる。
【図１】本発明実施例の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交
換器の全体断面図である。
換器の全体断面図である。
【図２】本発明実施例の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交
換器の一部の拡大断面図である。
換器の一部の拡大断面図である。
【図３】従来の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器の全
体断面図である。
体断面図である。
【図４】従来の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器の一
部の拡大断面図である。
部の拡大断面図である。
１０ 水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器 １１ タンク容器 １２ フィン １２ａ 頂部 １２ｂ 接合点 １３ 熱媒管 １４ 焼結フィルター（水素通路） １５ 水素吸蔵合金 １６ ブリッジ形成方向
Claims (2)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金貯蔵タンクの熱交換器にお
いて、吸蔵合金のブリッジ形成方向に対して柔となる波
形状を有するフィンを設けたことを特徴とする水素吸蔵
合金貯蔵タンク用熱交換器。 - 【請求項２】 隣接するフィン同士が接している請求項
１記載の水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001049757A JP2002250593A (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001049757A JP2002250593A (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002250593A true JP2002250593A (ja) | 2002-09-06 |
Family
ID=18910817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001049757A Pending JP2002250593A (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 水素吸蔵合金貯蔵タンク用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002250593A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062874A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Microsoft Corp | 音声認識で機能強化された発信者識別 |
| EP1635109A1 (en) | 2004-09-14 | 2006-03-15 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Hydrogen storage tank |
| US10780409B2 (en) | 2017-12-04 | 2020-09-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Solid-gas reaction substance-filled reactor and method for manufacturing the same |
-
2001
- 2001-02-26 JP JP2001049757A patent/JP2002250593A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062874A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Microsoft Corp | 音声認識で機能強化された発信者識別 |
| EP1635109A1 (en) | 2004-09-14 | 2006-03-15 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Hydrogen storage tank |
| US7431151B2 (en) | 2004-09-14 | 2008-10-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Hydrogen storage tank |
| US10780409B2 (en) | 2017-12-04 | 2020-09-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Solid-gas reaction substance-filled reactor and method for manufacturing the same |
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