JP3239032B2 - Metal hydride heat exchanger - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は金属水素化物利用熱交
換器に関し、特にたとえば水素平衡圧力の異なる２種類
の金属水素化物の水素放出／吸蔵に伴う可逆的な吸熱／
放熱現象を利用する、熱交換器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal hydride utilizing heat exchanger, and more particularly, to a reversible heat absorbing / exchanging method for releasing / occluding hydrogen of two kinds of metal hydrides having different hydrogen equilibrium pressures.
The present invention relates to a heat exchanger using a heat radiation phenomenon.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属水素化物は水素の吸蔵／放出反応に
伴って膨張／圧縮を繰り返す。このため、金属水素化物
が充填されている容器内部では、金属水素化物の膨張に
伴って圧力が上昇するとともに、反応熱によって温度が
上昇する。これによって、金属水素化物が互いに固結
し、焼結状態になるため、水素吸蔵／放出に対して活性
な金属表面の面積が減少するとともに、反応時の水素の
円滑な流れが阻害され、水素吸蔵／放出の反応速度が低
下する。また、金属水素化物自身が変性するため、水素
吸蔵量が低下する。係る点を考慮した従来の熱交換器の
一例が、昭和６４年１月２６日に出願公開された特開昭
６４−２４００１号〔Ｃ０１Ｂ ３／００，Ｂ２２Ｆ
１／０２〕に開示されている。この従来技術は、金属水
素化物の表面に酸化処理を施すことによって、金属水素
化物の固結を防止しようとするものである。2. Description of the Related Art Metal hydrides repeatedly expand and compress in accordance with hydrogen storage / release reactions. For this reason, inside the container filled with the metal hydride, the pressure increases with the expansion of the metal hydride, and the temperature rises due to the heat of reaction. As a result, the metal hydrides solidify with each other and become sintered, so that the area of the metal surface active for hydrogen absorption / desorption is reduced, and the smooth flow of hydrogen during the reaction is hindered. The reaction rate of occlusion / release is reduced. Further, since the metal hydride itself is denatured, the hydrogen storage amount decreases. An example of a conventional heat exchanger taking this point into consideration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-24001 [C01B 3/00, B22F, published on Jan. 26, 1988.
1/02]. This prior art is intended to prevent the solidification of the metal hydride by subjecting the surface of the metal hydride to an oxidation treatment.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来技術では、長期間使用するうちに金属水素化物表面の
酸化物が剥がれてしまい、金属水素化物の固結（スウェ
リング）が生じ、熱交換効率が低下する恐れがある。そ
れゆえに、この発明の主たる目的は、長期間の使用によ
っても熱交換効率が低下することのない、金属水素化物
利用熱交換器を提供することである。However, in such a conventional technique, the oxide on the surface of the metal hydride is peeled off after a long period of use, and consolidation (swelling) of the metal hydride occurs, and heat Exchange efficiency may be reduced. Therefore, a main object of the present invention is to provide a metal hydride utilizing heat exchanger in which the heat exchange efficiency does not decrease even after long-term use.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、水素平衡
圧力の異なる２種類の金属水素化物の水素放出／吸蔵に
伴う可逆的な吸熱／放熱現象を利用する熱交換器におい
て、充填容器内に金属水素化物とともに−７０℃〜＋２
３０℃における耐圧性が１２ｋｇ／ｍｍ 2 以上である弾
性粒体を収容したことを特徴とする、熱交換器である。
第２の発明は、水素平衡圧力の異なる２種類の金属水素
化物の水素放出／吸蔵に伴う可逆的な吸熱／放熱現象を
利用する熱交換器において、充填容器内に前記金属水素
化物とともに粒径が前記金属水素化物よりも小さい酸化
物粒体を収容したことを特徴とする、熱交換器である。
第３の発明は、水素平衡圧力の異なる２種類の金属水素
化物が長手方向に区分されて充填された容器を長手方向
において設定された加熱ゾーン，放熱ゾーンおよび吸熱
ゾーンの間で移動させることによって熱交換する熱交換
器において、容器に回転を付与する回転付与手段をさら
に備えることを特徴とする、熱交換器である。A first aspect of the present invention relates to a heat exchanger utilizing a reversible heat absorption / dissipation phenomenon accompanying hydrogen release / occlusion of two kinds of metal hydrides having different hydrogen equilibrium pressures. -70 ° C to +2 with metal hydride inside
A bullet with a pressure resistance of 12 kg / mm 2 or more at 30 ° C.
A heat exchanger characterized by containing a granular material .
The second invention relates to two types of metal hydrogen having different hydrogen equilibrium pressures.
Reversible heat absorption / dissipation phenomena caused by hydrogen release / occlusion
In the heat exchanger to be used, the metal hydrogen
Oxidation with a smaller particle size than the metal hydride
It is a heat exchanger characterized by accommodating particles.
According to a third aspect of the present invention, a container filled with two kinds of metal hydrides having different hydrogen equilibrium pressures divided in the longitudinal direction is moved between a heating zone, a heat radiation zone, and a heat absorption zone set in the longitudinal direction. A heat exchanger for performing heat exchange, further comprising rotation imparting means for imparting rotation to the container.
【０００５】[0005]
【作用】第１の発明では、金属水素化物が充填された容
器に、たとえば弾性粒体や酸化物粒体のような固結防止
粒体が混入される。水素吸蔵に伴って金属水素化物が膨
張したとき、固結防止粒体によって金属水素化物どうし
の圧接ないし衝突が緩和される。According to the first aspect of the invention, an anti-caking particle such as an elastic particle or an oxide particle is mixed into a container filled with a metal hydride. When the metal hydride expands with the occlusion of hydrogen, the anti-caking particles alleviate the pressure contact or collision between the metal hydrides.
【０００６】第２の発明では、たとえば金属水素化物が
充填された容器が加熱ゾーン，放熱ゾーンおよび吸熱ゾ
ーンの間を移動する際、当該容器が回転付与手段によっ
て回転する。これによって、容器内部では金属水素化物
が常に攪拌される。In the second invention, for example, when a container filled with metal hydride moves between the heating zone, the heat radiation zone and the heat absorption zone, the container is rotated by the rotation applying means. Thus, the metal hydride is constantly stirred inside the container.
【０００７】[0007]
【発明の効果】第１の発明によれば、金属水素化物と固
結防止粒体との混合物が容器に収容されるので、長期間
の使用によっても金属水素化物が固結することはない。
スウェリングが防止できる。第２の発明によれば、金属
水素化物が充填された容器が回転することによって、金
属水素化物が常に攪拌されるので、長期間の使用によっ
ても金属水素化物が固結することはない。スウェリング
が防止できる。According to the first aspect of the present invention, since the mixture of the metal hydride and the anti-caking particles is contained in the container, the metal hydride does not solidify even after long-term use.
Swelling can be prevented. According to the second invention, the metal hydride is constantly stirred by rotating the container filled with the metal hydride, so that the metal hydride does not solidify even after long-term use. Swelling can be prevented.
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
【０００９】[0009]
【実施例】図１を参照して、この実施例の熱交換器１０
は、良熱伝導材料で形成されたケース１２を含む。ケー
ス１２は、長さ方向において、図１の左から順に吸熱ゾ
ーン１４，放熱ゾーン１６および加熱ゾーン１８に区画
される。また、ケース１２の内部には、金属水素化物充
填容器（以下、単に「ＭＨ容器」という）２０をその長
さ方向に移動可能に挿入するためのスペース２２が長さ
方向に延びて複数（この実施例では６つ）形成されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG.
Includes a case 12 formed of a good heat conductive material. The case 12 is divided into a heat absorbing zone 14, a heat radiating zone 16 and a heating zone 18 in order from the left in FIG. Further, inside the case 12, a plurality of spaces 22 (e.g., a space 22) for inserting a metal hydride filled container (hereinafter, simply referred to as an “MH container”) 20 movably in the length direction extend in the length direction. In the embodiment, six) are formed.
【００１０】ＭＨ容器２０は、たとえば図２に示すよう
に、良熱伝導材料で円筒状に形成される。このＭＨ容器
２０内には、異なる温度−平衡圧特性をもつ２種類（１
対）の金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２が長さ方向に区
分して充填されるとともに、シリコン樹脂の粒体（以
下、「シリコン粒」という。）２１が金属水素化物ＭＨ
１およびＭＨ２に混入される。金属水素化物ＭＨ１およ
びＭＨ２はそれぞれ、高温用および低温用として用いら
れる。金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２は、それぞれ、
たとえばＭｍＮｉ5 系およびＬａＮｉ5 系のものであ
り、断熱材２４によって隔離されるとともに、それぞ
れ、断熱材２６ａおよび２６ｂによって容器２０内に密
封される。また、金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２の間
では、断熱材２４に含まれる水素フィルタ（図示せず）
を介して水素が移動できる。そして、金属水素化物から
水素を放出する過程では吸熱し、水素を吸蔵する過程で
は放熱する。また、シリコン粒２１は、この実施例で
は、金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２よりも直径が大き
い中空球形であり、図３に示すように変形できる程度の
弾性を有する。なお、−７０℃〜＋２３０℃における耐
圧性は１２〜１３kg／mm2 である。As shown in FIG. 2, the MH container 20 is formed of a good heat conductive material in a cylindrical shape. The MH container 20 has two types (1) having different temperature-equilibrium pressure characteristics.
The metal hydrides MH1 and MH2 of the pair) are separately filled in the length direction, and particles of silicon resin (hereinafter, referred to as “silicon particles”) 21 are filled with the metal hydride MH.
1 and MH2. Metal hydrides MH1 and MH2 are used for high and low temperatures, respectively. The metal hydrides MH1 and MH2 are each
For example, MmNi 5 type and LaNi 5 type are isolated by a heat insulating material 24 and sealed in the container 20 by heat insulating materials 26a and 26b, respectively. Further, between the metal hydrides MH1 and MH2, a hydrogen filter (not shown) included in the heat insulating material 24
Can transfer hydrogen through. Then, heat is absorbed in the process of releasing hydrogen from the metal hydride, and heat is released in the process of storing hydrogen. Further, in this embodiment, the silicon particles 21 are hollow spheres having a diameter larger than that of the metal hydrides MH1 and MH2, and have such elasticity as to be deformable as shown in FIG. The pressure resistance at -70 ° C to + 230 ° C is 12 to 13 kg / mm 2 .
【００１１】このようなＭＨ容器２０が、スペース２２
の各々に挿入される。すなわち、図１で説明すると、各
スペース２２にそれぞれ挿入されるＭＨ容器２０は、後
述する冷熱発生工程時には、ケース１２の冷却ゾーン１
４および放熱ゾーン１６にまたがって配置され、後述す
る再生工程時には、ケース１２の放熱ゾーン１６および
加熱ゾーン１８にまたがって配置される。なお、各ＭＨ
容器２０は、図１においては、左側に金属水素化物ＭＨ
２が、右側に金属水素化物ＭＨ１がそれぞれくるように
配置される。これらのＭＨ容器２０は、モータ等を含む
駆動機構（図示せず）によってスペース２２内を長さ方
向に往復移動する。[0011] Such an MH container 20 is
Inserted into each of the. That is, referring to FIG. 1, the MH container 20 inserted into each of the spaces 22 is provided with a cooling zone 1
4 and the heat radiating zone 16, and are disposed astride the heat radiating zone 16 and the heating zone 18 of the case 12 at the time of a regenerating process described later. In addition, each MH
The container 20 has a metal hydride MH on the left side in FIG.
2 are arranged such that the metal hydride MH1 comes to the right. These MH containers 20 reciprocate in the length direction in the space 22 by a driving mechanism (not shown) including a motor and the like.
【００１２】なお、吸熱ゾーン１４には、冷却負荷（こ
の実施例では被冷却水）とＭＨ容器２０（冷熱発生側）
との熱交換を効率良く行わせるためのフィン２８が形成
される。また、放熱ゾーン１６には、ＭＨ容器２０から
周囲媒体（この実施例では空気）へ効率良く放熱を行わ
せるためのフィン３０が形成される。そして、放熱ゾー
ン１６には、周囲媒体（空気）への放熱を促進するファ
ン（図示せず）が配置される。The heat absorbing zone 14 includes a cooling load (water to be cooled in this embodiment) and an MH container 20 (cooling heat generation side).
Fins 28 are formed for efficiently exchanging heat with the fins. Further, fins 30 for efficiently radiating heat from the MH container 20 to the surrounding medium (air in this embodiment) are formed in the heat radiation zone 16. In the heat radiation zone 16, a fan (not shown) for promoting heat radiation to the surrounding medium (air) is arranged.
【００１３】加熱ゾーン１８は断熱材３２によってその
外周が覆われ、かつ加熱ゾーン１８と放熱ゾーン１６と
が断熱される。そして、断熱材３２の内周面にたとえば
伝熱セメントなどの良熱伝導部材３４が埋め込まれてい
て、さらに、その良熱伝導部材３４に全てのスペース２
２すなわちＭＨ容器２０を囲繞するようにヒータ３６が
埋め込まれていることである。ヒータ３６は、たとえば
ニクロム線などの発熱体を含む。再生工程において、こ
の発熱体に電流を流すことによってヒータ３６が発熱
し、ＭＨ容器２０を加熱することができる。このときヒ
ータ３６を良熱伝導部材３４に埋め込むことによって、
ヒータ３６とスペース２２内のＭＨ容器２０とが良熱伝
導部材３４によって密に熱結合する。なお、加熱ゾーン
１８内のスペース２２は互いに断熱材３８によって仕切
られており、熱的に独立している。The outer periphery of the heating zone 18 is covered with a heat insulating material 32, and the heating zone 18 and the heat radiating zone 16 are insulated. A good heat conducting member 34 such as a heat transfer cement is embedded in the inner peripheral surface of the heat insulating material 32.
2, that is, the heater 36 is embedded so as to surround the MH container 20. The heater 36 includes a heating element such as a nichrome wire. In the regeneration step, the heater 36 generates heat by passing a current through the heating element, and the MH container 20 can be heated. At this time, by embedding the heater 36 in the good heat conducting member 34,
The heater 36 and the MH container 20 in the space 22 are tightly thermally coupled by the good heat conducting member 34. The space 22 in the heating zone 18 is separated from each other by a heat insulating material 38 and is thermally independent.
【００１４】なお、ケース１２の吸熱ゾーン１４には、
図示しないが冷水流路が形成され、その冷水流路に被冷
却水を流すことによって、冷水流路を流れる被冷却水を
ＭＨ容器２０の吸熱作用で冷却することができる。この
実施例の熱交換器１０の一般的な運転方法について述べ
る。冷熱発生工程 金属水素化物ＭＨ２が水素を吸蔵し、金属水素化物ＭＨ
１が水素を解離した状態にあるＭＨ容器２０を、金属水
素化物ＭＨ２側が吸熱ゾーン１４に、金属水素化物ＭＨ
１側が放熱ゾーン１６に対応するように配置する。この
とき、両金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２の平衡圧力差
によって、金属水素化物ＭＨ２は水素を放出して吸熱反
応を起こし、上述のように被冷却水を冷却する。また、
金属水素化物ＭＨ１は水素を吸収し発熱するが、ファン
（図示せず）によって周囲媒体である空気へ放熱する。In the heat absorbing zone 14 of the case 12,
Although not shown, a chilled water flow path is formed, and the chilled water flowing through the chilled water flow path can be cooled by the endothermic action of the MH container 20 by flowing the chilled water through the chilled water flow path. A general operation method of the heat exchanger 10 of this embodiment will be described. Cold heat generation step Metal hydride MH2 absorbs hydrogen, and metal hydride MH
1 is placed in the endothermic zone 14 on the side of the metal hydride MH2, and the metal hydride MH
It is arranged so that one side corresponds to the heat radiation zone 16. At this time, the metal hydride MH2 releases hydrogen to cause an endothermic reaction due to the equilibrium pressure difference between the two metal hydrides MH1 and MH2, and cools the water to be cooled as described above. Also,
The metal hydride MH1 absorbs hydrogen and generates heat, but radiates heat to air as a surrounding medium by a fan (not shown).
【００１５】再生工程 次に、水素を吸収した金属水素化物ＭＨ１が加熱ゾーン
１８に、水素を解離した金属水素化物ＭＨ２が放熱ゾー
ン１６に対応するように、駆動機構（図示せず）を用い
てＭＨ容器２０を移動させる。その後、加熱ゾーン１８
に設けられているヒータ３４によって金属水素化物ＭＨ
２とＭＨ１との平衡圧力が逆転するまで、金属水素化物
ＭＨ１を加熱して水素を放出し、金属水素化物ＭＨ２を
初めの水素吸蔵状態に戻す。また、このとき、金属水素
化物ＭＨ２は水素を吸収して発熱するが、その熱は放熱
ゾーン１６で周囲媒体である空気に放熱される。 Regeneration Step Next, a driving mechanism (not shown) is used so that the metal hydride MH1 having absorbed hydrogen corresponds to the heating zone 18 and the metal hydride MH2 having dissociated hydrogen corresponds to the heat radiation zone 16. The MH container 20 is moved. Then, heating zone 18
Metal hydride MH by the heater 34 provided in the
Until the equilibrium pressure between 2 and MH1 is reversed, the metal hydride MH1 is heated to release hydrogen, and the metal hydride MH2 is returned to the original hydrogen storage state. At this time, the metal hydride MH2 absorbs hydrogen and generates heat, and the heat is radiated in the radiating zone 16 to the air as the surrounding medium.
【００１６】この冷熱発生工程と再生工程との２つの工
程を繰り返すことによって、熱交換器１０を用いてたと
えばＭＨ冷却器を構成することができる。また、この実
施例のように、ＭＨ容器２０を複数本用いてそれぞれ交
互に冷熱発生工程と再生工程とを行わせれば、連続的な
冷熱取得が可能となる。この実施例によれば、図４に示
すように、水素吸蔵に伴って金属水素化物ＭＨ１または
ＭＨ２が膨張したとき、シリコン粒２１が変形すること
によって、膨張による金属水素化物ＭＨ１またはＭＨ２
どうしの圧接ないし衝突が緩和されるため、長期間の使
用によっても金属水素化物ＭＨ１またはＭＨ２が固結す
ることはない。By repeating the two steps of the cold heat generation step and the regeneration step, for example, an MH cooler can be configured using the heat exchanger 10. Also, as in this embodiment, if a plurality of MH containers 20 are used to alternately perform the cold heat generation step and the regeneration step, it is possible to continuously obtain cold heat. According to this embodiment, as shown in FIG. 4, when the metal hydride MH1 or MH2 expands due to hydrogen occlusion, the silicon particles 21 are deformed, thereby causing the metal hydride MH1 or MH2 to expand.
Since the pressure contact or collision between them is reduced, the metal hydride MH1 or MH2 does not solidify even after long-term use.
【００１７】なお、この実施例では金属水素化物ＭＨ１
およびＭＨ２に中空シリコン粒を混入するようにした
が、中実シリコン粒でもよく、弾性材料からなる粒体で
あれば任意の材料のものを固結防止粒体として用いるこ
とができる。図５の他の実施例の熱交換器１０は、図１
に示す熱交換器１０とほぼ同様であるため、同一ないし
類似の部分については同一の参照番号を付すことによっ
て、その重複する説明を省略する。この実施例では、図
５に示すように、ＭＨ容器２０内には、金属水素化物Ｍ
Ｈ１およびＭＨ２とともにＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）の粒
体４０を混入する。この酸化物粒体４０の直径は金属水
素化物ＭＨ１およびＭＨ２粒子よりも小さい。たとえ
ば、金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２粒子の直径が１０
-3μｍ程度であるのに対し、酸化物粒子４０の直径は
７．７×１０-4〜８．１×１０-4μｍ程度である。さら
に、酸化物粒体４０のｍｐは２０５０℃である。In this embodiment, the metal hydride MH1
Although the hollow silicon particles are mixed with the MH2 and the MH2, solid silicon particles may be used, and any material made of an elastic material may be used as the anti-consolidation particle. The heat exchanger 10 of another embodiment of FIG.
Since the heat exchanger 10 is substantially the same as the heat exchanger 10 shown in FIG. 1, the same or similar parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the metal hydride M
With H1 and MH2 incorporating Al 2 O 3 grains 40 (alumina). The diameter of the oxide particles 40 is smaller than the metal hydride MH1 and MH2 particles. For example, if the diameter of the metal hydride MH1 and MH2 particles is 10
The diameter of the oxide particles 40 is about 7.7 × 10 −4 to 8.1 × 10 −4 μm while the diameter is about −3 μm. Further, the mp of the oxide particles 40 is 2050 ° C.
【００１８】この実施例によれば、金属水素化物ＭＨ１
およびＭＨ２よりも直径が小さい酸化物粒体をＭＨ容器
２０に混入させることによって、図６に示すように金属
水素化物ＭＨ１およびＭＨ２粒子間に酸化物粒体４０が
入り込む。これによって、長期にわたって金属水素化物
ＭＨ１およびＭＨ２の固結化を防止することができる。According to this embodiment, the metal hydride MH1
By mixing oxide particles smaller in diameter than MH2 and MH2 into MH container 20, oxide particles 40 enter between metal hydride MH1 and MH2 particles as shown in FIG. Thereby, solidification of metal hydrides MH1 and MH2 can be prevented for a long time.
【００１９】なお、この実施例では、酸化物粒体として
アルミナを用いたが、他のセラミック酸化物からなる粒
体が用いられてもよく、また酸化物粒体として表面エネ
ルギの小さいものを選択すればより効果的である。図７
を参照して、その他の実施例の熱交換器１０は、熱交換
の原理に関しては図１に示す熱交換器１０と同様である
ため、異なる点についてのみ説明する。吸熱ゾーン１４
には冷水槽４２が配置され、加熱ゾーン１８には加熱槽
４４が配置される。冷水槽４２および加熱槽４４のそれ
ぞれには、ＭＨ容器駆動回路４６および４８が設けら
れ、これによってＭＨ容器２０ａおよび２０ｂが吸熱ゾ
ーン１４，放熱ゾーン１６および加熱ゾーン１８の間を
往復移動する。In this embodiment, alumina was used as the oxide particles, but particles made of other ceramic oxides may be used, and oxide particles having a small surface energy are selected. It will be more effective. FIG.
, The heat exchanger 10 of the other embodiment is the same as the heat exchanger 10 shown in FIG. Endothermic zone 14
, A cooling water tank 42 is arranged, and a heating tank 44 is arranged in the heating zone 18. MH container drive circuits 46 and 48 are provided in the cold water tank 42 and the heating tank 44, respectively, whereby the MH containers 20a and 20b reciprocate between the heat absorption zone 14, the heat radiation zone 16 and the heating zone 18.
【００２０】より詳しく説明すると、ＭＨ容器駆動回路
４６と４８とのそれぞれは、モータ５０ａおよび５０ｂ
によって回転するクラッチ５２ａおよび５２ｂとモータ
５０ｃおよび５０ｄによって回転するクラッチ５２ｃお
よび５２ｄとを含む。一方、ＭＨ容器２０ａおよび２０
ｂについては、その内部構成はＭＨ容器２０と同様で、
左側に金属水素化物ＭＨ２が充填され、右側に金属水素
化物ＭＨ１が充填されるが、表面には螺旋突条５４ａお
よび５４ｂが形成され、さらにＭＨ容器２０ａと２０ｂ
との長さ方向両端に、シャフト５６ａおよび５６ｂとシ
ャフト５６ｃおよび５６ｄとが取り付けられる。他方、
冷水槽４２に形成された凹部５８ａおよび５８ｂの内周
面には、それぞれ螺旋条溝６０ａおよび６０ｂが形成さ
れ、加熱槽４４に形成された凹部５８ｃおよび５８ｄの
内周面には、螺旋条溝６０ｃおよび６０ｄが形成され
る。More specifically, each of the MH container drive circuits 46 and 48 includes a motor 50a and a motor 50b.
And the clutches 52c and 52d rotated by the motors 50c and 50d. On the other hand, the MH containers 20a and 20
Regarding b, the internal configuration is the same as that of the MH container 20,
The left side is filled with the metal hydride MH2, and the right side is filled with the metal hydride MH1, but spiral ridges 54a and 54b are formed on the surface, and the MH containers 20a and 20b
Shafts 56a and 56b and shafts 56c and 56d are attached to both ends in the longitudinal direction of the shaft. On the other hand,
Spiral grooves 60a and 60b are formed on the inner peripheral surfaces of the concave portions 58a and 58b formed in the cold water tank 42, respectively, and spiral groove grooves are formed on the inner peripheral surfaces of the concave portions 58c and 58d formed on the heating tank 44. 60c and 60d are formed.
【００２１】この実施例において、モータ５０ａおよび
５０ｃによってクラッチ５２ａおよび５２ｃが同方向に
回転すると、シャフト５６ｂがクラッチ５２ｃと嵌合し
ているときはクラッチ５２ｃによってＭＨ容器２０ａが
回転し、シャフト５６ａがクラッチ５２ａと嵌合してい
るときはクラッチ５２ａによってＭＨ容器２０ａが回転
する。ＭＨ容器２０ａが回転すると、螺旋条溝６０ａお
よび６０ｃと螺旋突条５４ａとの協働によってＭＨ容器
２０ａが吸熱ゾーン１４，放熱ゾーン１６および加熱ゾ
ーン１８の間を往復移動する。ＭＨ容器２０ｂもＭＨ容
器２０ａと同様に、クラッチ５２ｂおよび５２ｄが回転
することによって、螺旋突条５８ｂおよび５８ｄと螺旋
突条５４ｂとの協働によって吸熱ゾーン１４，放熱ゾー
ン１６および加熱ゾーン１８の間を往復移動する。これ
によって、ＭＨ容器２０ａおよび２０ｂのそれぞれに充
填された金属水素化物ＭＨ１およびＭＨ２が攪拌され
る。なお、モータ５０ａ〜５０ｄは、定期的にクラッチ
５２ａ〜５２ｄ、すなわち容器２０ａおよび２０ｂの回
転方向を切り換えることはもちろんである。なお、好ま
しい例では、ＭＨ容器２０ａおよび２０ｂが１方向に対
して回転を開始したときと停止したときとでは、回転方
向に対して位相が９０°ずれた状態となる。In this embodiment, when the clutches 52a and 52c rotate in the same direction by the motors 50a and 50c, when the shaft 56b is engaged with the clutch 52c, the MH container 20a rotates by the clutch 52c and the shaft 56a When engaged with the clutch 52a, the MH container 20a is rotated by the clutch 52a. When the MH container 20a rotates, the MH container 20a reciprocates between the heat absorption zone 14, the heat radiation zone 16 and the heating zone 18 by cooperation of the spiral grooves 60a and 60c and the spiral ridge 54a. Similarly to the MH container 20a, the MH container 20b rotates between the heat absorbing zone 14, the heat releasing zone 16, and the heating zone 18 by the rotation of the clutches 52b and 52d and the cooperation of the spiral ridges 58b and 58d and the spiral ridge 54b. To reciprocate. Thereby, the metal hydrides MH1 and MH2 filled in the MH containers 20a and 20b, respectively, are stirred. Of course, the motors 50a to 50d periodically switch the rotation directions of the clutches 52a to 52d, that is, the containers 20a and 20b. In a preferred example, when the MH containers 20a and 20b start rotating in one direction and when they stop, the phases are shifted by 90 ° with respect to the rotating direction.
【００２２】この実施例によれば、ＭＨ容器２０ａおよ
び２０ｂが吸熱ゾーン１４，放熱ゾーン１６および加熱
ゾーン１８の間を往復移動する際、ＭＨ容器２０ａおよ
び２０ｂが回転することによって金属水素化物ＭＨ１お
よびＭＨ２が攪拌されるので、長期間の使用に伴う金属
水素化物の固結を防止することができる。According to this embodiment, when the MH vessels 20a and 20b reciprocate between the heat absorption zone 14, the heat radiation zone 16 and the heating zone 18, the metal hydrides MH1 and MH1 are rotated by rotating the MH vessels 20a and 20b. Since the MH2 is stirred, solidification of the metal hydride associated with long-term use can be prevented.
【図１】この発明の一実施例を示す正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図２】この実施例のＭＨ容器を示す図解図である。FIG. 2 is an illustrative view showing an MH container of this embodiment.
【図３】図１実施例の動作の一部を示す図解図である。FIG. 3 is an illustrative view showing one portion of an operation of the embodiment in FIG. 1;
【図４】図１実施例の動作の一部を示す図解図である。FIG. 4 is an illustrative view showing one portion of an operation of the embodiment in FIG. 1;
【図５】この発明の他の実施例に用いるＭＨ容器を示す
図解図である。FIG. 5 is an illustrative view showing an MH container used in another embodiment of the present invention;
【図６】図５実施例の動作の一部を示す図解図である。FIG. 6 is an illustrative view showing one portion of an operation of the embodiment in FIG. 5;
【図７】この発明の他の実施例を示す図解図である。FIG. 7 is an illustrative view showing another embodiment of the present invention;
１０ …熱交換器 １４ …吸熱ゾーン １６ …放熱ゾーン １８ …加熱ゾーン ２０，２０ａ，２０ｂ …ＭＨ容器 ２１ …シリコン ４０ …酸化粒体 ５２ａ〜５２ｄ …クラッチ ５４ａ，５４ｂ …螺旋突条 ６０ａ〜６０ｄ …螺旋条溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Heat exchanger 14 ... Heat absorption zone 16 ... Heat release zone 18 ... Heating zone 20, 20a, 20b ... MH container 21 ... Silicon 40 ... Oxidized granular material 52a-52d ... Clutch 54a, 54b ... Spiral protrusion 60a-60d ... Spiral Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 幸治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 広 直樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 名迫 賢二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−88404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−92670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−24001（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 17/12 C01B 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Koji Akashi, 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Naoki Hiro 2-5-2-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Nasako 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-2-88404 (JP, A) JP-A-57-92670 (JP, A) JP-A-64-24001 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F25B 17/12 C01B 3/00
Claims (5)
物の水素放出／吸蔵に伴う可逆的な吸熱／放熱現象を利
用する熱交換器において、 充填容器内に前記金属水素化物とともに−７０℃〜＋２
３０℃における耐圧性が１２ｋｇ／ｍｍ 2 以上である弾
性粒体を収容したことを特徴とする、熱交換器。1. A heat exchanger utilizing a reversible heat absorption / dissipation phenomenon caused by hydrogen release / occlusion of two kinds of metal hydrides having different hydrogen equilibrium pressures, wherein -70 ° C. together with the metal hydride is placed in a filling container. ~ + 2
A bullet with a pressure resistance of 12 kg / mm 2 or more at 30 ° C.
A heat exchanger containing a granular material .
求項１記載の熱交換器。 2. The method according to claim 1, wherein the elastic particles are made of silicone resin.
The heat exchanger according to claim 1.
りも大きい、請求項１または２記載の熱交換器。 3. The size of said elastic particles is smaller than that of said metal hydride.
The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is larger than the heat exchanger.
物の水素放出／吸蔵に伴う可逆的な吸熱／放熱現象を利
用する熱交換器において、 充填容器内に前記金属水素化物とともに粒径が前記金属
水素化物よりも小さい酸化物粒体を収容したことを特徴
とする、熱交換器。 4. Two types of metal hydrogenation having different hydrogen equilibrium pressures
Of reversible heat absorption / dissipation phenomena caused by hydrogen release / occlusion of materials.
In the heat exchanger to be used, the metal hydride and the metal
Characterized by containing oxide particles smaller than hydride
And a heat exchanger.
物が長手方向に区分されて充填された容器を前記長手方
向において設定された加熱ゾーン，放熱ゾーンおよび吸
熱ゾーンの間で移動させることによって熱交換する熱交
換器において、 前記容器に回転を付与する回転付与手段をさらに備える
ことを特徴とする、熱交換器。5. A container in which two kinds of metal hydrides having different hydrogen equilibrium pressures are longitudinally divided and filled are moved between a heating zone, a heat radiation zone and a heat absorption zone set in the longitudinal direction. A heat exchanger for performing heat exchange, further comprising rotation applying means for applying rotation to the container.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32231694A JP3239032B2 (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Metal hydride heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32231694A JP3239032B2 (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Metal hydride heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178468A JPH08178468A (en) | 1996-07-12 |
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ID=18142275
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3239032B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7885407B2 (en) | 2003-09-19 | 2011-02-08 | Sony Corporation | Transmitting apparatus, receiving apparatus, and data transmission system |
| JP2011137546A (en) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Asia Pacific Fuel Cell Technology Ltd | Gas supply management system for storage tank and method of management therefor |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32231694A patent/JP3239032B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7885407B2 (en) | 2003-09-19 | 2011-02-08 | Sony Corporation | Transmitting apparatus, receiving apparatus, and data transmission system |
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