JP2002340430A - 水素吸蔵合金容器 - Google Patents
水素吸蔵合金容器Info
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素吸蔵合金容器の熱媒移動管の膨張、収
縮により生じる管の損傷を防止する。 【解決手段】 水素吸蔵合金５が収容され、内部熱媒
移動管２の端部開口部２ａと外部熱媒移動管１７、１８
の端部開口部１７ａ、１８ｂとを接続した水素吸蔵合金
容器において、内部熱媒移動管２、外部熱媒移動管１
７、１８の一方または両方に屈曲形状１７０、１８０を
付与する。外部熱媒移動管１７、１８は、疲労強度が高
く、熱伝導性が低い材料で構成するのが望ましい。 【効果】 熱媒の加熱と冷却による熱媒移動管の膨
張と収縮の繰り返し寸法変化が、屈曲形状での曲げ変形
によって吸収され、熱媒移動管のつぶれ変形や部材破壊
を回避できる。外部熱媒移動管を、疲労強度の高い材料
で構成すれば、上記回避が一層確実になる。また、熱伝
導性が低い材料で構成すれば、水素吸蔵合金容器の効率
が向上する。
縮により生じる管の損傷を防止する。 【解決手段】 水素吸蔵合金５が収容され、内部熱媒
移動管２の端部開口部２ａと外部熱媒移動管１７、１８
の端部開口部１７ａ、１８ｂとを接続した水素吸蔵合金
容器において、内部熱媒移動管２、外部熱媒移動管１
７、１８の一方または両方に屈曲形状１７０、１８０を
付与する。外部熱媒移動管１７、１８は、疲労強度が高
く、熱伝導性が低い材料で構成するのが望ましい。 【効果】 熱媒の加熱と冷却による熱媒移動管の膨
張と収縮の繰り返し寸法変化が、屈曲形状での曲げ変形
によって吸収され、熱媒移動管のつぶれ変形や部材破壊
を回避できる。外部熱媒移動管を、疲労強度の高い材料
で構成すれば、上記回避が一層確実になる。また、熱伝
導性が低い材料で構成すれば、水素吸蔵合金容器の効率
が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金を収
容して、熱媒と水素吸蔵合金との間での熱の授受と、水
素吸蔵合金での水素の吸放出がなされる水素吸蔵合金容
器に関するものである。
容して、熱媒と水素吸蔵合金との間での熱の授受と、水
素吸蔵合金での水素の吸放出がなされる水素吸蔵合金容
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金を収容して水素を吸放出さ
せる容器は、熱媒が移動する熱媒移動管を水素吸蔵合金
間に配置しておき、この熱媒移動管に高温の熱媒と低温
の熱媒とを交互に流して水素吸蔵合金を加熱、冷却させ
ることによって、水素が放出、吸収される性質を利用し
た、水素貯蔵タンク、水素精製装置、等に使用される。
また、逆に水素を放出、吸収させると吸熱、発熱する性
質を利用して、その熱を熱媒移動管を流れる熱媒に伝え
て熱を取り出す、ヒートポンプ、冷凍機、等にも使用さ
れる。
せる容器は、熱媒が移動する熱媒移動管を水素吸蔵合金
間に配置しておき、この熱媒移動管に高温の熱媒と低温
の熱媒とを交互に流して水素吸蔵合金を加熱、冷却させ
ることによって、水素が放出、吸収される性質を利用し
た、水素貯蔵タンク、水素精製装置、等に使用される。
また、逆に水素を放出、吸収させると吸熱、発熱する性
質を利用して、その熱を熱媒移動管を流れる熱媒に伝え
て熱を取り出す、ヒートポンプ、冷凍機、等にも使用さ
れる。
【０００３】図３に、従来の水素吸蔵合金容器の例を示
す。水素吸蔵合金容器は、図３に示すように容器シェル
１を有しており、該容器シェル１内に熱媒が通る伝熱チ
ューブ２が内部熱媒移動管として配設されている。該伝
熱チューブ２は、開口部を有する端部側がチューブシー
ト３で固定され、折り返し部である他端部側がエンドプ
レート４で束ねられて固定されている。前記チューブシ
ート３とエンドプレート４との間の容器シェル１内に
は、粒あるいは粉状の水素吸蔵合金５が収容されてい
る。また、伝熱チューブ２の外壁には、該チューブ２と
水素吸蔵合金５との伝熱性を高めるために多数のフィン
６が固定されている。さらに容器シェル１は伝熱チュー
ブ２の開口部側にシェルヘッド９を有しており、該シェ
ルヘッド９には、水素吸蔵合金を加熱、冷却したり、吸
熱、発熱した合金から熱を伝えたりするための熱媒を外
部から容器に送り込むための熱媒流入管７と、その熱媒
を容器から外部に排出するための熱媒流出管８が外部熱
媒移動管として挿入されており、該シェルヘッド９内
で、該熱媒流入管７の端部開口部７ａと前記伝熱チュー
ブ２の端部開口部２ａ、熱媒流出管８の端部開口部８ｂ
と伝熱チューブ２の端部開口部２ｂとが接続されてい
る。
す。水素吸蔵合金容器は、図３に示すように容器シェル
１を有しており、該容器シェル１内に熱媒が通る伝熱チ
ューブ２が内部熱媒移動管として配設されている。該伝
熱チューブ２は、開口部を有する端部側がチューブシー
ト３で固定され、折り返し部である他端部側がエンドプ
レート４で束ねられて固定されている。前記チューブシ
ート３とエンドプレート４との間の容器シェル１内に
は、粒あるいは粉状の水素吸蔵合金５が収容されてい
る。また、伝熱チューブ２の外壁には、該チューブ２と
水素吸蔵合金５との伝熱性を高めるために多数のフィン
６が固定されている。さらに容器シェル１は伝熱チュー
ブ２の開口部側にシェルヘッド９を有しており、該シェ
ルヘッド９には、水素吸蔵合金を加熱、冷却したり、吸
熱、発熱した合金から熱を伝えたりするための熱媒を外
部から容器に送り込むための熱媒流入管７と、その熱媒
を容器から外部に排出するための熱媒流出管８が外部熱
媒移動管として挿入されており、該シェルヘッド９内
で、該熱媒流入管７の端部開口部７ａと前記伝熱チュー
ブ２の端部開口部２ａ、熱媒流出管８の端部開口部８ｂ
と伝熱チューブ２の端部開口部２ｂとが接続されてい
る。
【０００４】図４は、上記熱媒流入管７および熱媒流出
管８と、伝熱チューブ２との接続部分を示す拡大図であ
り、伝熱チューブ２の開口端部２ａ、２ｂが熱媒流入管
７、熱媒流出管８の開口端部７ａ、８ｂの内側になるよ
うに嵌入され、溶接やロウ接等により固定されている。
また、この図とは逆に、熱媒流入管７、熱媒流出管８の
開口端部７ａ、８ｂを、伝熱チューブ２の開口端部２
ａ、２ｂの内側に嵌入する場合もある。図５は、特開平
６−１９３９９６号公報に示された接続構造のうち熱媒
の流入側を示すものであり、熱媒流入管７の開口端部７
ａと伝熱チューブ２の開口端部２ａとの接続部分の内側
に、円筒状補強材であるパイプ１０が挿入・固定されて
いる。
管８と、伝熱チューブ２との接続部分を示す拡大図であ
り、伝熱チューブ２の開口端部２ａ、２ｂが熱媒流入管
７、熱媒流出管８の開口端部７ａ、８ｂの内側になるよ
うに嵌入され、溶接やロウ接等により固定されている。
また、この図とは逆に、熱媒流入管７、熱媒流出管８の
開口端部７ａ、８ｂを、伝熱チューブ２の開口端部２
ａ、２ｂの内側に嵌入する場合もある。図５は、特開平
６−１９３９９６号公報に示された接続構造のうち熱媒
の流入側を示すものであり、熱媒流入管７の開口端部７
ａと伝熱チューブ２の開口端部２ａとの接続部分の内側
に、円筒状補強材であるパイプ１０が挿入・固定されて
いる。
【０００５】次に上記水素吸蔵合金容器の作用について
説明する。図３において、熱媒は熱媒流入管７を通って
伝熱チューブ２に送られると、熱媒温度が水素吸蔵合金
５の温度よりも高い場合は、熱媒の持つ熱が伝熱チュー
ブ２を介して水素吸蔵合金５に伝わる。すると水素吸蔵
合金５は、温度上昇に伴い水素を放出する。また、熱媒
温度が水素吸蔵合金５の温度よりも低い場合は、水素吸
蔵合金５の持つ熱が伝熱チューブ２を介して熱媒に伝わ
る。すると水素吸蔵合金５は、温度降下に伴い水素を吸
収する。一方、水素吸蔵合金５から水素が放出状態にあ
る場合は吸熱反応となり、水素吸蔵合金５の温度が下が
って、熱媒の持つ熱が伝熱チューブ２を介して水素吸蔵
合金５に伝わり、熱媒の温度が下がる。また、水素吸蔵
合金５へ水素が吸収される状態にある場合は放熱反応と
なり、水素吸蔵合金５の温度が上がって、その熱が伝熱
チューブ２を介して熱媒に伝わり、熱媒温度が上がる。
この際、熱媒流入管７および熱媒流出管８と伝熱チュー
ブ２とは熱媒によって加熱と冷却を受け、それに伴って
膨張と収縮の寸法変化が起こる。
説明する。図３において、熱媒は熱媒流入管７を通って
伝熱チューブ２に送られると、熱媒温度が水素吸蔵合金
５の温度よりも高い場合は、熱媒の持つ熱が伝熱チュー
ブ２を介して水素吸蔵合金５に伝わる。すると水素吸蔵
合金５は、温度上昇に伴い水素を放出する。また、熱媒
温度が水素吸蔵合金５の温度よりも低い場合は、水素吸
蔵合金５の持つ熱が伝熱チューブ２を介して熱媒に伝わ
る。すると水素吸蔵合金５は、温度降下に伴い水素を吸
収する。一方、水素吸蔵合金５から水素が放出状態にあ
る場合は吸熱反応となり、水素吸蔵合金５の温度が下が
って、熱媒の持つ熱が伝熱チューブ２を介して水素吸蔵
合金５に伝わり、熱媒の温度が下がる。また、水素吸蔵
合金５へ水素が吸収される状態にある場合は放熱反応と
なり、水素吸蔵合金５の温度が上がって、その熱が伝熱
チューブ２を介して熱媒に伝わり、熱媒温度が上がる。
この際、熱媒流入管７および熱媒流出管８と伝熱チュー
ブ２とは熱媒によって加熱と冷却を受け、それに伴って
膨張と収縮の寸法変化が起こる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の容器構
造では、熱媒流入管７、熱媒流出管８、伝熱チューブ２
は熱媒によって加熱と冷却を受け、それに伴って膨張と
収縮の寸法変化が起こると、図４に示すようにフィンの
配置がとぎれる部分２０や接合部分の根本部２１、２
２、断面変化の始まる部分２３に応力が集中し、歪が発
生して、それが繰り返されると、伝熱チューブ２や熱媒
流入管７、熱媒流出管８において断面形状のつぶれ変形
や極端な場合には部材の破壊に至ることもある。
造では、熱媒流入管７、熱媒流出管８、伝熱チューブ２
は熱媒によって加熱と冷却を受け、それに伴って膨張と
収縮の寸法変化が起こると、図４に示すようにフィンの
配置がとぎれる部分２０や接合部分の根本部２１、２
２、断面変化の始まる部分２３に応力が集中し、歪が発
生して、それが繰り返されると、伝熱チューブ２や熱媒
流入管７、熱媒流出管８において断面形状のつぶれ変形
や極端な場合には部材の破壊に至ることもある。
【０００７】また、図５の例ではその歪を抑えるために
前述したように補強材としてパイプ１０を配置している
が、結局は必ず接合部の根本部分２４ができるため、変
形や破壊の危険性の完全回避は難しい。また、この例で
はパイプ１０と熱媒流入管７／熱媒流出管８、伝熱チュ
ーブ２との接合部が、管の奥に設けられているため、接
合作業がやりにくく、コスト高や長い作業時間、品質管
理が難しいといった問題も避けられない。
前述したように補強材としてパイプ１０を配置している
が、結局は必ず接合部の根本部分２４ができるため、変
形や破壊の危険性の完全回避は難しい。また、この例で
はパイプ１０と熱媒流入管７／熱媒流出管８、伝熱チュ
ーブ２との接合部が、管の奥に設けられているため、接
合作業がやりにくく、コスト高や長い作業時間、品質管
理が難しいといった問題も避けられない。
【０００８】本発明は、上記のような従来の水素吸蔵合
金容器の課題を解決するためになされたもので、伝熱チ
ューブの熱膨張／収縮を吸収する構造を設けることによ
り、熱媒の加熱と冷却によるチューブの膨張と収縮の寸
法変化によるつぶれ変形や部材破壊を回避しながら、熱
効率の良い水素吸蔵合金容器とすることを目的としてい
る。
金容器の課題を解決するためになされたもので、伝熱チ
ューブの熱膨張／収縮を吸収する構造を設けることによ
り、熱媒の加熱と冷却によるチューブの膨張と収縮の寸
法変化によるつぶれ変形や部材破壊を回避しながら、熱
効率の良い水素吸蔵合金容器とすることを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の水素吸蔵合金容器のうち請求項１に記載の発明
は、水素吸蔵合金と該合金間に配設された内部熱媒移動
管とが収容され、前記内部熱媒移動管の端部開口部と容
器外部に伸長する外部熱媒移動管の端部開口部とが接続
された水素吸蔵合金容器において、前記両端部開口部の
接続部分周辺にあって非拘束状態で変形可能な内部熱媒
移動管および外部熱媒移動管の一方または両方に屈曲形
状が付与されていることを特徴とする。
本発明の水素吸蔵合金容器のうち請求項１に記載の発明
は、水素吸蔵合金と該合金間に配設された内部熱媒移動
管とが収容され、前記内部熱媒移動管の端部開口部と容
器外部に伸長する外部熱媒移動管の端部開口部とが接続
された水素吸蔵合金容器において、前記両端部開口部の
接続部分周辺にあって非拘束状態で変形可能な内部熱媒
移動管および外部熱媒移動管の一方または両方に屈曲形
状が付与されていることを特徴とする。
【００１０】請求項２に記載の水素吸蔵合金容器の発明
は、請求項１記載の発明において、前記屈曲形状は少な
くとも外部熱媒移動管に設けられており、該外部熱媒移
動管は、疲労強度が高い材質からなることを特徴とす
る。
は、請求項１記載の発明において、前記屈曲形状は少な
くとも外部熱媒移動管に設けられており、該外部熱媒移
動管は、疲労強度が高い材質からなることを特徴とす
る。
【００１１】請求項３に記載の水素吸蔵合金容器の発明
は、請求項１または２に記載の発明において、前記屈曲
形状は少なくとも外部熱媒移動管に設けられており、該
外部熱媒移動管は、熱伝導性が低い材質からなることを
特徴とする。
は、請求項１または２に記載の発明において、前記屈曲
形状は少なくとも外部熱媒移動管に設けられており、該
外部熱媒移動管は、熱伝導性が低い材質からなることを
特徴とする。
【００１２】すなわち、本発明によれば、伝熱チューブ
の熱膨張／収縮の寸法変化は、変形可能で非拘束の状態
にある内部熱媒移動管または外部熱媒移動管のいずれか
の屈曲形状部分で曲げ変形することによって吸収され
る。これにより伝熱チューブや熱媒移動管のつぶれ変形
や部材破壊が回避される。
の熱膨張／収縮の寸法変化は、変形可能で非拘束の状態
にある内部熱媒移動管または外部熱媒移動管のいずれか
の屈曲形状部分で曲げ変形することによって吸収され
る。これにより伝熱チューブや熱媒移動管のつぶれ変形
や部材破壊が回避される。
【００１３】なお、上記屈曲形状は接続部分周辺にあ
る。これは、内部熱媒移動管の膨張、収縮の応力が最も
集中しやすいのが開口部同士の接続部分であり、この応
力を効果的に解消するためには、接続部分にできるだけ
近い位置で屈曲形状を付与するのが望ましい。なお、こ
の屈曲形状の付与を接続部分からどの程度離れた位置で
行うかは任意であり、本発明としては特に限定されな
い。ただし、非拘束で変形可能な範囲に限定される。こ
の範囲は、通常、接続部分に近いところに限られる。
る。これは、内部熱媒移動管の膨張、収縮の応力が最も
集中しやすいのが開口部同士の接続部分であり、この応
力を効果的に解消するためには、接続部分にできるだけ
近い位置で屈曲形状を付与するのが望ましい。なお、こ
の屈曲形状の付与を接続部分からどの程度離れた位置で
行うかは任意であり、本発明としては特に限定されな
い。ただし、非拘束で変形可能な範囲に限定される。こ
の範囲は、通常、接続部分に近いところに限られる。
【００１４】非拘束状態で変形可能とは、屈曲形状部分
での曲げ変形が可能なように、これが不可である直接に
拘束された状態にないことを意味している。なお、付与
される屈曲形状は特に限定されるものではなく、屈曲部
分を含むものであればよく、内部熱媒移動管の膨張、収
縮の変形力の全部または一部を屈曲形状部分で曲げ変形
によって吸収できるものであればよい。
での曲げ変形が可能なように、これが不可である直接に
拘束された状態にないことを意味している。なお、付与
される屈曲形状は特に限定されるものではなく、屈曲部
分を含むものであればよく、内部熱媒移動管の膨張、収
縮の変形力の全部または一部を屈曲形状部分で曲げ変形
によって吸収できるものであればよい。
【００１５】また、屈曲形状が少なくとも外部熱媒移動
管に設けられている場合、該外部熱媒移動管に疲労強度
が高い材質を用いれば、熱媒移動管のつぶれ変形、部材
破壊がより確実に防止される。さらに、屈曲形状が少な
くとも外部熱媒移動管に設けられている場合、該外部熱
媒移動管に熱伝導性が低い材質を用いれば、水素吸蔵合
金容器の熱効率の向上が可能となる。上記の疲労強度や
熱伝導性は、内部熱媒移動管との相対的な比較におい
て、高低をいうことができる。これら特性が上記を満た
すものとしては、伝熱チューブが銅製である場合に、ス
テンレス鋼、チタン合金等を挙げることができる。
管に設けられている場合、該外部熱媒移動管に疲労強度
が高い材質を用いれば、熱媒移動管のつぶれ変形、部材
破壊がより確実に防止される。さらに、屈曲形状が少な
くとも外部熱媒移動管に設けられている場合、該外部熱
媒移動管に熱伝導性が低い材質を用いれば、水素吸蔵合
金容器の熱効率の向上が可能となる。上記の疲労強度や
熱伝導性は、内部熱媒移動管との相対的な比較におい
て、高低をいうことができる。これら特性が上記を満た
すものとしては、伝熱チューブが銅製である場合に、ス
テンレス鋼、チタン合金等を挙げることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を図
１、２に基づいて説明する。なお、従来の容器と同様の
構造については同一の符号を付している。図１に本発明
の容器の全体構造図、図２に内部熱媒移動管と外部熱媒
移動管の接合部分周辺の拡大図を示す。該容器では、容
器シェル１を有し、該容器シェル１内に熱媒が通る銅管
製の伝熱チューブ２が内部熱媒移動管として配設されて
いる。伝熱チューブ２は、開口部を有する端部側がチュ
ーブシート３で固定され、折り返し部である他端部側が
エンドプレート４で固定されている。前記チューブシー
ト３とエンドプレート４との間に、粒あるいは粉状の水
素吸蔵合金５が収容されており、前記伝熱チューブ２の
外壁には多数のフィン６が固定されている。
１、２に基づいて説明する。なお、従来の容器と同様の
構造については同一の符号を付している。図１に本発明
の容器の全体構造図、図２に内部熱媒移動管と外部熱媒
移動管の接合部分周辺の拡大図を示す。該容器では、容
器シェル１を有し、該容器シェル１内に熱媒が通る銅管
製の伝熱チューブ２が内部熱媒移動管として配設されて
いる。伝熱チューブ２は、開口部を有する端部側がチュ
ーブシート３で固定され、折り返し部である他端部側が
エンドプレート４で固定されている。前記チューブシー
ト３とエンドプレート４との間に、粒あるいは粉状の水
素吸蔵合金５が収容されており、前記伝熱チューブ２の
外壁には多数のフィン６が固定されている。
【００１７】シェルヘッド９には、熱媒流入管１７と熱
媒流出管１８が外部熱媒移動管として外側から挿入され
ており、シェルヘッド９内で、該熱媒流入管１７の端部
開口部１７ａが前記伝熱チューブ２の端部開口部２ａに
外嵌され、熱媒流出管１８の端部開口部１８ｂが前記伝
熱チューブ２の端部開口部２ｂに外嵌され、溶接やロウ
接等により接続されている。上記熱媒流入管１７と熱媒
流出管１８は、伝熱チューブ２に比較して疲労強度が高
く、熱伝導性の低い、ステンレス鋼やチタン合金により
構成されている。
媒流出管１８が外部熱媒移動管として外側から挿入され
ており、シェルヘッド９内で、該熱媒流入管１７の端部
開口部１７ａが前記伝熱チューブ２の端部開口部２ａに
外嵌され、熱媒流出管１８の端部開口部１８ｂが前記伝
熱チューブ２の端部開口部２ｂに外嵌され、溶接やロウ
接等により接続されている。上記熱媒流入管１７と熱媒
流出管１８は、伝熱チューブ２に比較して疲労強度が高
く、熱伝導性の低い、ステンレス鋼やチタン合金により
構成されている。
【００１８】また、上記熱媒流入管１７と熱媒流出管１
８は、図２に特に詳細に示すように、シェルヘッド９内
において逆向きの９０度エルボが連なる屈曲形状の屈曲
部１７０、１８０が付与されている。この屈曲形状部分
は、シェルヘッド９の壁部と、チューブシート３の間に
あって、非拘束の状態にあり、曲げ変形が可能な状態に
ある。
８は、図２に特に詳細に示すように、シェルヘッド９内
において逆向きの９０度エルボが連なる屈曲形状の屈曲
部１７０、１８０が付与されている。この屈曲形状部分
は、シェルヘッド９の壁部と、チューブシート３の間に
あって、非拘束の状態にあり、曲げ変形が可能な状態に
ある。
【００１９】次に、上記水素吸蔵合金容器の作用につい
て説明する。熱媒は熱媒流入管１７を通って開口端部１
７ａ、開口端部２ａから伝熱チューブ２に送られると、
熱媒温度が水素吸蔵合金５の温度よりも高い場合は、熱
媒の持つ熱が伝熱チューブ２を介して水素吸蔵合金５に
伝わる。すると水素吸蔵合金５は温度上昇に伴い水素を
放出する。また、熱媒温度が水素吸蔵合金５の温度より
も低い場合は、水素吸蔵合金５の持つ熱が伝熱チューブ
２を介して熱媒に伝わる。すると水素吸蔵合金５は、温
度降下に伴い水素を吸収する。
て説明する。熱媒は熱媒流入管１７を通って開口端部１
７ａ、開口端部２ａから伝熱チューブ２に送られると、
熱媒温度が水素吸蔵合金５の温度よりも高い場合は、熱
媒の持つ熱が伝熱チューブ２を介して水素吸蔵合金５に
伝わる。すると水素吸蔵合金５は温度上昇に伴い水素を
放出する。また、熱媒温度が水素吸蔵合金５の温度より
も低い場合は、水素吸蔵合金５の持つ熱が伝熱チューブ
２を介して熱媒に伝わる。すると水素吸蔵合金５は、温
度降下に伴い水素を吸収する。
【００２０】その他の動作例として、水素吸蔵合金５か
ら水素が放出状態にある場合は吸熱反応となり、水素吸
蔵合金５の温度が下がって、熱媒の持つ熱が伝熱チュー
ブ２を介して水素吸蔵合金５に伝わり、熱媒の温度が下
がる。また、水素吸蔵合金５へ水素が吸収される状態に
ある場合は放熱反応となり、水素吸蔵合金５の温度が上
がって、その熱が伝熱チューブ２を介して熱媒に伝わ
り、熱媒温度が上がる。上記のように水素吸蔵合金容器
は、熱を利用した水素の吸放出や水素の吸放出を利用し
た熱の移動に利用される。伝熱チューブ２を通った熱媒
は、開口端部２ｂ、開口端部１８ｂから熱媒流出管１８
へと送られる。
ら水素が放出状態にある場合は吸熱反応となり、水素吸
蔵合金５の温度が下がって、熱媒の持つ熱が伝熱チュー
ブ２を介して水素吸蔵合金５に伝わり、熱媒の温度が下
がる。また、水素吸蔵合金５へ水素が吸収される状態に
ある場合は放熱反応となり、水素吸蔵合金５の温度が上
がって、その熱が伝熱チューブ２を介して熱媒に伝わ
り、熱媒温度が上がる。上記のように水素吸蔵合金容器
は、熱を利用した水素の吸放出や水素の吸放出を利用し
た熱の移動に利用される。伝熱チューブ２を通った熱媒
は、開口端部２ｂ、開口端部１８ｂから熱媒流出管１８
へと送られる。
【００２１】上記作用の際、熱媒流入管１７と熱媒流出
管１８、伝熱チューブ２は熱媒によって加熱と冷却を受
け、それに伴って膨張と収縮の寸法変化が起こる。そし
てその寸法変化は、熱媒流入管１７と熱媒流出管１８に
設けられた屈曲部１７０、１８０が変形屈曲部（図２で
は変形屈曲部１７０ａのみ図示）となるように変形する
ことによって吸収される。特に、熱媒流入管１７と熱媒
流出管１８とは、疲労強度の高い材質で構成されている
ので、上記変形を繰り返し受けても損傷を受けにくい。
さらに、熱媒流入管１７と熱媒流出管１８には、熱伝導
性が低い材質を用いているので、熱媒からシェルヘッド
９や容器シェル１に逃げる熱ロスが少なくなり、熱交換
効率が向上する。
管１８、伝熱チューブ２は熱媒によって加熱と冷却を受
け、それに伴って膨張と収縮の寸法変化が起こる。そし
てその寸法変化は、熱媒流入管１７と熱媒流出管１８に
設けられた屈曲部１７０、１８０が変形屈曲部（図２で
は変形屈曲部１７０ａのみ図示）となるように変形する
ことによって吸収される。特に、熱媒流入管１７と熱媒
流出管１８とは、疲労強度の高い材質で構成されている
ので、上記変形を繰り返し受けても損傷を受けにくい。
さらに、熱媒流入管１７と熱媒流出管１８には、熱伝導
性が低い材質を用いているので、熱媒からシェルヘッド
９や容器シェル１に逃げる熱ロスが少なくなり、熱交換
効率が向上する。
【００２２】なお、上記実施形態では、外部熱媒移動管
である熱媒流入管１７および熱媒流出管１８に、屈曲部
１７０、１８０を設けたが、本発明としては、内部熱媒
移動管である伝熱チューブに屈曲部を設けることも可能
である。但し、伝熱チューブ２の機械的強度や疲労強度
が弱い場合は伝熱チューブ２側をストレートにして、外
部熱媒移動管側に屈曲形状を付与するのが望ましい。
である熱媒流入管１７および熱媒流出管１８に、屈曲部
１７０、１８０を設けたが、本発明としては、内部熱媒
移動管である伝熱チューブに屈曲部を設けることも可能
である。但し、伝熱チューブ２の機械的強度や疲労強度
が弱い場合は伝熱チューブ２側をストレートにして、外
部熱媒移動管側に屈曲形状を付与するのが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の水素吸蔵合金容
器によれば、水素吸蔵合金と該合金間に配設された内部
熱媒移動管とを収容し、前記内部熱媒移動管の端部開口
部と容器外部に伸長する外部熱媒移動管の端部開口部と
を接続した水素吸蔵合金容器において、前記両端部開口
部の接続部分周辺にあって非拘束状態で変形可能な内部
熱媒移動管および外部熱媒移動管の一方または両方に屈
曲形状を付与しているので、熱媒の加熱と冷却による熱
媒移動管の膨張と収縮の繰り返し寸法変化による熱媒移
動管のつぶれ変形や部材破壊を回避できる。
器によれば、水素吸蔵合金と該合金間に配設された内部
熱媒移動管とを収容し、前記内部熱媒移動管の端部開口
部と容器外部に伸長する外部熱媒移動管の端部開口部と
を接続した水素吸蔵合金容器において、前記両端部開口
部の接続部分周辺にあって非拘束状態で変形可能な内部
熱媒移動管および外部熱媒移動管の一方または両方に屈
曲形状を付与しているので、熱媒の加熱と冷却による熱
媒移動管の膨張と収縮の繰り返し寸法変化による熱媒移
動管のつぶれ変形や部材破壊を回避できる。
【００２４】また、外部熱媒移動管に上記屈曲形状を付
与するとともに、該移動管を疲労強度が高い材質で構成
すれば、上記寸法変化による熱媒移動管の耐久性が一層
向上する。さらに外部熱媒移動管に上記屈曲形状を付与
するとともに、該移動管を熱伝導性の低い材質で構成す
れば、熱媒からシェルヘッドや容器シェルに逃げる熱ロ
スが少なくなり、水素吸蔵合金容器としての熱効率が向
上する。また、構成部品数が少なく接合構造も簡単であ
るため、ロウ接や溶接等の接合作業が楽にでき、製造コ
ストが安価にでき、また品質の安定性も向上するという
効果が得られる。
与するとともに、該移動管を疲労強度が高い材質で構成
すれば、上記寸法変化による熱媒移動管の耐久性が一層
向上する。さらに外部熱媒移動管に上記屈曲形状を付与
するとともに、該移動管を熱伝導性の低い材質で構成す
れば、熱媒からシェルヘッドや容器シェルに逃げる熱ロ
スが少なくなり、水素吸蔵合金容器としての熱効率が向
上する。また、構成部品数が少なく接合構造も簡単であ
るため、ロウ接や溶接等の接合作業が楽にでき、製造コ
ストが安価にでき、また品質の安定性も向上するという
効果が得られる。
【図１】 本発明の一実施形態の水素吸蔵合金容器を示
す正面断面図である。
す正面断面図である。
【図２】 同じく熱媒移動管の接合部分付近を示す拡大
正面断面図である。
正面断面図である。
【図３】 従来の水素吸蔵合金容器を示す正面断面図で
ある。
ある。
【図４】 同じく熱媒移動管の接合部分付近を示す拡大
正面断面図である。
正面断面図である。
【図５】 熱媒移動管の接合部分を改良した従来の水素
吸蔵合金容器の接合部分付近を示す拡大正面断面図であ
る。
吸蔵合金容器の接合部分付近を示す拡大正面断面図であ
る。
１ 容器シェル ２ 伝熱チューブ ２ａ 開口端部 ５ 水素吸蔵合金 ６ フィン １７ 熱媒流入管 １７ａ 開口端部 １７０ 屈曲部 １８ 熱媒流出管 １８ｂ 開口端部 １８０ 屈曲部
フロントページの続き (72)発明者 河合 政征 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 佐藤 将一 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 大脇 康志 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 Ｆターム(参考） 3E072 EA10 GA30 3L093 NN05 RR01 RR02 RR03 4G040 AA16 AA24
Claims (3)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金と該合金間に配設された内
部熱媒移動管とが収容され、前記内部熱媒移動管の端部
開口部と容器外部に伸長する外部熱媒移動管の端部開口
部とが接続された水素吸蔵合金容器において、前記両端
部開口部の接続部分周辺にあって非拘束状態で変形可能
な内部熱媒移動管および外部熱媒移動管の一方または両
方に屈曲形状が付与されていることを特徴とする水素吸
蔵合金容器。 - 【請求項２】 前記屈曲形状は少なくとも外部熱媒移動
管に設けられており、該外部熱媒移動管は、疲労強度が
高い材質からなることを特徴とする請求項１記載の水素
吸蔵合金容器。 - 【請求項３】 前記屈曲形状は少なくとも外部熱媒移動
管に設けられており、該外部熱媒移動管は、熱伝導性が
低い材質からなることを特徴とする請求項１または２に
記載の水素吸蔵合金容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145433A JP4435445B2 (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 水素吸蔵合金容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145433A JP4435445B2 (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 水素吸蔵合金容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002340430A true JP2002340430A (ja) | 2002-11-27 |
| JP4435445B2 JP4435445B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=18991246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001145433A Expired - Fee Related JP4435445B2 (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 水素吸蔵合金容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4435445B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004354039A (ja) * | 2003-05-08 | 2004-12-16 | Toyota Industries Corp | 高圧タンク |
| US7418782B2 (en) | 2003-03-25 | 2008-09-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a gas storage tank |
| US7537748B2 (en) | 2003-08-11 | 2009-05-26 | National University Corporation, Hiroshima University | Hydrogen storage matter and manufacturing method and apparatus for the same |
| JP2015140906A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | カヤバ工業株式会社 | 熱交換器及び水素貯蔵装置 |
| CN114508695A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-05-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种内热式抗膨胀金属储氢装置 |
-
2001
- 2001-05-15 JP JP2001145433A patent/JP4435445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7418782B2 (en) | 2003-03-25 | 2008-09-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a gas storage tank |
| US7946446B2 (en) | 2003-03-25 | 2011-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas storage tank and method of manufacturing the same |
| JP2004354039A (ja) * | 2003-05-08 | 2004-12-16 | Toyota Industries Corp | 高圧タンク |
| JP4511851B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2010-07-28 | 株式会社豊田自動織機 | 高圧タンク及びその製造方法 |
| US7537748B2 (en) | 2003-08-11 | 2009-05-26 | National University Corporation, Hiroshima University | Hydrogen storage matter and manufacturing method and apparatus for the same |
| JP2015140906A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | カヤバ工業株式会社 | 熱交換器及び水素貯蔵装置 |
| CN114508695A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-05-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种内热式抗膨胀金属储氢装置 |
| CN114508695B (zh) * | 2022-01-19 | 2024-05-24 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种内热式抗膨胀金属储氢装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4435445B2 (ja) | 2010-03-17 |
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