JP2840464B2 - 熱駆動冷熱発生装置 - Google Patents
熱駆動冷熱発生装置Info
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- JP2840464B2 JP2840464B2 JP932391A JP932391A JP2840464B2 JP 2840464 B2 JP2840464 B2 JP 2840464B2 JP 932391 A JP932391 A JP 932391A JP 932391 A JP932391 A JP 932391A JP 2840464 B2 JP2840464 B2 JP 2840464B2
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- Japan
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- metal hydride
- heat
- hydrogen
- cold
- metal
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属水素化物を利用し
た熱駆動型冷熱発生装置に関するものである。
た熱駆動型冷熱発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸
蔵して金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に水素を放出することが知られている。（金属
水素化物は脱水素化すると金属になるが、この場合も含
めて、金属水素化物ということにする。）近年この金属
水素化物の特性を利用して冷熱や温熱を得るためのシス
テムが、例えば特公昭６３−４１１１号に提案されてい
る。
蔵して金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に水素を放出することが知られている。（金属
水素化物は脱水素化すると金属になるが、この場合も含
めて、金属水素化物ということにする。）近年この金属
水素化物の特性を利用して冷熱や温熱を得るためのシス
テムが、例えば特公昭６３−４１１１号に提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の方式では冷暖房に使用する場合、春、秋時はシ
ステムを有効に利用できないという問題点があった。
た従来の方式では冷暖房に使用する場合、春、秋時はシ
ステムを有効に利用できないという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような点に
鑑みて為されたものであって、平衡水素圧力が高い第１
の金属水素化物と平衡水素圧力が低い第２の金属水素化
物を用い、この第２の金属水素化物を加熱するととも
に、それによって発生した水素を第１の金属水素化物に
吸収させた後、前記第１の金属水素化物からの水素放出
により冷熱を取り出す熱吸放出機構を複数有した熱駆動
型冷熱発生装置において、前記第１の金属水素化物から
の水素の放出時に冷熱を取り出す冷熱取り出し手段と、
上記複数の第２の金属水素化物間に具備され、これら第
２の金属水素化物間での水素移動により駆動されるター
ビンを備えた発電手段と、を設けている。
鑑みて為されたものであって、平衡水素圧力が高い第１
の金属水素化物と平衡水素圧力が低い第２の金属水素化
物を用い、この第２の金属水素化物を加熱するととも
に、それによって発生した水素を第１の金属水素化物に
吸収させた後、前記第１の金属水素化物からの水素放出
により冷熱を取り出す熱吸放出機構を複数有した熱駆動
型冷熱発生装置において、前記第１の金属水素化物から
の水素の放出時に冷熱を取り出す冷熱取り出し手段と、
上記複数の第２の金属水素化物間に具備され、これら第
２の金属水素化物間での水素移動により駆動されるター
ビンを備えた発電手段と、を設けている。
【０００５】
【作用】本発明では、複数の第２の金属水素化物を用
い、一方を加熱、他方の金属水素化物を冷却し、この間
に設置したガスタービンを両金属水素化物間の水素の移
動により回し、発電するので、本装置を冷暖房に使用し
ない場合でも、それに応じてタービンの軸仕事が行え、
発電できるので、年間を通じて、効率よくシステムが利
用できる。
い、一方を加熱、他方の金属水素化物を冷却し、この間
に設置したガスタービンを両金属水素化物間の水素の移
動により回し、発電するので、本装置を冷暖房に使用し
ない場合でも、それに応じてタービンの軸仕事が行え、
発電できるので、年間を通じて、効率よくシステムが利
用できる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明冷熱発生装置の一実施例を示す
ブロック図であり、１、２はこのシステムの作動温度範
囲において、水素平衡圧力が高いＬａＮｉ5系の金属水
素 化物ＭＨ1を収納した容器、３、４はこのシステムの
作動温度範囲において水素 平衡圧力が低いＭｍＮｉ5系
の金属水素化物ＭＨ2を収納した容器である。これらの
容器１，２には、３方弁５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、及び
管体６ａ、６ｂにより構成される切り替え手段７を介し
て加熱部９と放熱部１０とに交互に接続される。さらに
容器３，４には、３方弁５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ及び管
体６ｃ、６ｄにより構成される切り替え手段８を介して
放熱部１０と冷却負荷１１とが交互に接続される。又、
前記加熱部９はボイラ等からなり、オイル等からなる熱
媒を加熱して、前記３方弁５ａ〜ｄの切り換えにより金
属水素化物収納容器１または２に熱交換的に送り込む。
それとは逆に放熱部１０は金属水素化物収納容器１，２
に熱交換的に接続される。さらに、３方弁５ｅ〜ｈの切
り換えにより金属水素化物容器３、４と、放熱部１０、
冷却負荷１１は熱交換的に接続される。この時の熱媒体
は例えばアルコール等を使用すればよい。
ブロック図であり、１、２はこのシステムの作動温度範
囲において、水素平衡圧力が高いＬａＮｉ5系の金属水
素 化物ＭＨ1を収納した容器、３、４はこのシステムの
作動温度範囲において水素 平衡圧力が低いＭｍＮｉ5系
の金属水素化物ＭＨ2を収納した容器である。これらの
容器１，２には、３方弁５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、及び
管体６ａ、６ｂにより構成される切り替え手段７を介し
て加熱部９と放熱部１０とに交互に接続される。さらに
容器３，４には、３方弁５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ及び管
体６ｃ、６ｄにより構成される切り替え手段８を介して
放熱部１０と冷却負荷１１とが交互に接続される。又、
前記加熱部９はボイラ等からなり、オイル等からなる熱
媒を加熱して、前記３方弁５ａ〜ｄの切り換えにより金
属水素化物収納容器１または２に熱交換的に送り込む。
それとは逆に放熱部１０は金属水素化物収納容器１，２
に熱交換的に接続される。さらに、３方弁５ｅ〜ｈの切
り換えにより金属水素化物容器３、４と、放熱部１０、
冷却負荷１１は熱交換的に接続される。この時の熱媒体
は例えばアルコール等を使用すればよい。
【０００７】また、容器１，３及び容器２，４はそれぞ
れ水素導管１２及び１３により接続されている。さら
に、この管とは別に容器１，２間にガス三方弁１４、１
５を介して、ガスタービン１７、発電機１８が接続され
ている。こうした装置において前述の加熱部９、切り換
え部７，８の３方弁５ａ〜５ｈは制御部１９により一元
的に制御される。
れ水素導管１２及び１３により接続されている。さら
に、この管とは別に容器１，２間にガス三方弁１４、１
５を介して、ガスタービン１７、発電機１８が接続され
ている。こうした装置において前述の加熱部９、切り換
え部７，８の３方弁５ａ〜５ｈは制御部１９により一元
的に制御される。
【０００８】図２に本発明に使用されるＬａＮｉ5系金
属水素化物、ＭｍＮｉ5系金属水素化物の温度と圧力の
特性図を示す。図１及び図２を用いて動作を説明する。
属水素化物、ＭｍＮｉ5系金属水素化物の温度と圧力の
特性図を示す。図１及び図２を用いて動作を説明する。
【０００９】最初、加熱部９をボイラにより加熱し、加
熱された熱媒オイルを収納容器１に熱交換的に取り込
む。そして、この容器１内の金属水素化物は加熱され、
図２のＳＡ状態に示す用に、容器１内で水素は高温高圧
（１０ａｔｍ）となる。これにより、収納容器３の金属
水素化物に発熱的に吸蔵される（ＳＢ状態）。このサイ
クルを第１サイクルとする。
熱された熱媒オイルを収納容器１に熱交換的に取り込
む。そして、この容器１内の金属水素化物は加熱され、
図２のＳＡ状態に示す用に、容器１内で水素は高温高圧
（１０ａｔｍ）となる。これにより、収納容器３の金属
水素化物に発熱的に吸蔵される（ＳＢ状態）。このサイ
クルを第１サイクルとする。
【００１０】一方、放熱器１０により常温に保持されて
いる金属水素化物ＭＨ2の収納容器 ２内は常温低圧の状
態にあり、また、水素が吸蔵されている金属水素化物Ｍ
Ｈ1 の収納容器４内は常温で高圧の状態になっている。
このため、収納容器４から収納容器２に水素導管１３を
通って水素が流れ、収納容器４の金属水素化物ＭＨ1 か
ら水素が吸熱的に発生する。この水素は、収納容器２の
金属水素化物ＭＨ2に は発熱的に吸蔵される。従って、
制御部１９が３方弁５ｅ〜５ｈを切り換えることによ
り、冷却負荷１１と収納容器４とを熱交換的に接続し
て、収納容器４の金属水素化物ＭＨ1の吸熱現象によっ
て発生する冷熱が冷却負荷１１に供給される。この時、
金属水素化物ＭＨ1を収納した収納容器４内は状態ＳＣ
よりも高圧の 状態ＳＤに保持され、金属水素化物ＭＨ2
を収納した容器２は状態ＳＣに保持さ れる。この状態
は金属水素化物ＭＨ1からの水素放出がほぼ終了するま
で継続す る。このサイクルを第２サイクルとする。
いる金属水素化物ＭＨ2の収納容器 ２内は常温低圧の状
態にあり、また、水素が吸蔵されている金属水素化物Ｍ
Ｈ1 の収納容器４内は常温で高圧の状態になっている。
このため、収納容器４から収納容器２に水素導管１３を
通って水素が流れ、収納容器４の金属水素化物ＭＨ1 か
ら水素が吸熱的に発生する。この水素は、収納容器２の
金属水素化物ＭＨ2に は発熱的に吸蔵される。従って、
制御部１９が３方弁５ｅ〜５ｈを切り換えることによ
り、冷却負荷１１と収納容器４とを熱交換的に接続し
て、収納容器４の金属水素化物ＭＨ1の吸熱現象によっ
て発生する冷熱が冷却負荷１１に供給される。この時、
金属水素化物ＭＨ1を収納した収納容器４内は状態ＳＣ
よりも高圧の 状態ＳＤに保持され、金属水素化物ＭＨ2
を収納した容器２は状態ＳＣに保持さ れる。この状態
は金属水素化物ＭＨ1からの水素放出がほぼ終了するま
で継続す る。このサイクルを第２サイクルとする。
【００１１】こうしたサイクルが終了した後、切り換え
手段７，８により、３方弁５ａ〜ｈを切り換えて、容器
１を放熱部１０に、容器２を加熱部９に、容器３を冷却
負荷１１に、容器４を放熱部１０に熱交換的に接続し、
前述と同様な第１，２サイクルを繰り返すことで連続的
に冷熱が得られる。
手段７，８により、３方弁５ａ〜ｈを切り換えて、容器
１を放熱部１０に、容器２を加熱部９に、容器３を冷却
負荷１１に、容器４を放熱部１０に熱交換的に接続し、
前述と同様な第１，２サイクルを繰り返すことで連続的
に冷熱が得られる。
【００１２】また、冷熱を得ない時（冷房を使用しない
時）、は容器３，４の金属水素化物は使用せず、容器
１，２の金属水素化物のみを使用する。この運転方法に
ついて述べる。
時）、は容器３，４の金属水素化物は使用せず、容器
１，２の金属水素化物のみを使用する。この運転方法に
ついて述べる。
【００１３】この時、容器１，３間及び容器２，４間の
水素移動は開閉弁１６ａ，ｂにより止められ、容器１，
２の金属水素化物の一方を高温高圧に、他方を冷却し、
常温低圧にし、この間の水素移動により（ＳＡ状態から
ＳＣ状態へ）ガスタービン１７を駆動させ、発電機１８
により発電を行う。この過程を切り換え手段７及びガス
３方弁１４，１５を切り換えることにより、連続的に発
電を行う。
水素移動は開閉弁１６ａ，ｂにより止められ、容器１，
２の金属水素化物の一方を高温高圧に、他方を冷却し、
常温低圧にし、この間の水素移動により（ＳＡ状態から
ＳＣ状態へ）ガスタービン１７を駆動させ、発電機１８
により発電を行う。この過程を切り換え手段７及びガス
３方弁１４，１５を切り換えることにより、連続的に発
電を行う。
【００１４】
【発明の効果】本発明はこのような点に鑑みて為された
ものであって、平衡水素圧力が高い第１の金属水素化物
と平衡水素圧力が低い第２の金属水素化物を用い、この
第２の金属水素化物を加熱するとともに、それによって
発生した水素を第１の金属水素化物に吸収させた後、前
記第１の金属水素化物からの水素放出により冷熱を取り
出す熱吸放出機構を複数有した熱駆動型冷熱発生装置に
おいて、前記第１の金属水素化物からの水素の放出時に
冷熱を取り出す冷熱取り出し手段と、上記複数の第２の
金属水素化物間に具備され、これら第２の金属水素化物
間での水素移動により駆動されるタービンを備えた発電
手段と、を設けているので、装置を冷暖房に使用しない
時期であっても、複数の第２の金属水素化物を用い、一
方を加熱、他方の金属水素化物を冷却し、この間に設置
したガスタービンを両金属水素化物間の水素の移動によ
りタービンを回し、発電でき、装置の効率的な利用が図
れる。
ものであって、平衡水素圧力が高い第１の金属水素化物
と平衡水素圧力が低い第２の金属水素化物を用い、この
第２の金属水素化物を加熱するとともに、それによって
発生した水素を第１の金属水素化物に吸収させた後、前
記第１の金属水素化物からの水素放出により冷熱を取り
出す熱吸放出機構を複数有した熱駆動型冷熱発生装置に
おいて、前記第１の金属水素化物からの水素の放出時に
冷熱を取り出す冷熱取り出し手段と、上記複数の第２の
金属水素化物間に具備され、これら第２の金属水素化物
間での水素移動により駆動されるタービンを備えた発電
手段と、を設けているので、装置を冷暖房に使用しない
時期であっても、複数の第２の金属水素化物を用い、一
方を加熱、他方の金属水素化物を冷却し、この間に設置
したガスタービンを両金属水素化物間の水素の移動によ
りタービンを回し、発電でき、装置の効率的な利用が図
れる。
【図１】本発明の熱駆動冷熱発生装置の一実施例の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明に用いられる金属水素化物における水素
ガスの吸収、放出特性図である。
ガスの吸収、放出特性図である。
１ 金属水素化物容器 ２ 金属水素化物容器 ３ 金属水素化物容器 ４ 金属水素化物容器 ５ａ ３方弁 ５ｂ ３方弁 ５ｃ ３方弁 ５ｄ ３方弁 ５ｅ ３方弁 ５ｆ ３方弁 ５ｇ ３方弁 ５ｈ ３方弁 ６ａ 管体 ６ｂ 管体 ６ｃ 管体 ６ｄ 管体 ７ 切り換え手段 ８ 切り換え手段 ９ 加熱部 １０ 放熱部 １１ 冷却負荷 １２ 水素導管 １３ 水素導管 １４ ガス３方弁 １５ ガス３方弁 １６ａ 開閉弁 １６ｂ 開閉弁 １７ ガスタービン １８ 発電機 １９ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大隅 正人 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−224445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−306367（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25B 17/12
Claims (1)
- 【請求項１】 平衡水素圧力が高い第１の金属水素化物
と平衡水素圧力が低い第２の金属水素化物を用い、この
第２の金属水素化物を加熱するとともに、それによって
発生した水素を第１の金属水素化物に吸収させた後、前
記第１の金属水素化物からの水素放出により冷熱を取り
出す熱吸放出機構を複数有した熱駆動型冷熱発生装置に
おいて、前記第１の金属水素化物からの水素の放出時に
冷熱を取り出す冷熱取り出し手段と、上記複数の第２の
金属水素化物間に具備され、これら第２の金属水素化物
間での水素移動により駆動されるタービンを備えた発電
手段と、を設けてなることを特徴とした熱駆動型冷熱発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP932391A JP2840464B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 熱駆動冷熱発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP932391A JP2840464B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 熱駆動冷熱発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04244561A JPH04244561A (ja) | 1992-09-01 |
| JP2840464B2 true JP2840464B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=11717267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP932391A Expired - Lifetime JP2840464B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 熱駆動冷熱発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2840464B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9146141B2 (en) * | 2009-09-23 | 2015-09-29 | The Boeing Company | Pneumatic energy harvesting and monitoring |
-
1991
- 1991-01-29 JP JP932391A patent/JP2840464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04244561A (ja) | 1992-09-01 |
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