JP3459498B2 - 熱交換装置 - Google Patents
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- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、水素吸蔵金属材料が
水素を吸収して金属水素化物になる際の発熱反応や、こ
の金属水素化物が水素を放出して水素吸蔵金属材料に戻
る際の吸熱反応を利用して熱交換を行なう熱交換装置に
関するものである。
水素を吸収して金属水素化物になる際の発熱反応や、こ
の金属水素化物が水素を放出して水素吸蔵金属材料に戻
る際の吸熱反応を利用して熱交換を行なう熱交換装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、フロンガス等によるオゾン層の破
壊等が問題となり、地球環境保全の立場からフロンガス
等を使用したコンプレッサー式の熱交換装置の使用が次
第に規制されるようになった。このため、近年において
は、上記のような方式とは異なる様々な方式の熱交換装
置が開発されてきた。
壊等が問題となり、地球環境保全の立場からフロンガス
等を使用したコンプレッサー式の熱交換装置の使用が次
第に規制されるようになった。このため、近年において
は、上記のような方式とは異なる様々な方式の熱交換装
置が開発されてきた。
【０００３】そして、このような熱交換装置の一つとし
て、水素吸蔵金属材料に水素が吸収されて水素吸蔵金属
材料が金属水素化物になる際の発熱反応や、この金属水
素化物から水素が放出されて金属水素化物が水素吸蔵金
属材料に戻る際の吸熱反応を利用して熱交換を行なうよ
うにした水素吸蔵金属材料収容式の熱交換装置が開発さ
れた。
て、水素吸蔵金属材料に水素が吸収されて水素吸蔵金属
材料が金属水素化物になる際の発熱反応や、この金属水
素化物から水素が放出されて金属水素化物が水素吸蔵金
属材料に戻る際の吸熱反応を利用して熱交換を行なうよ
うにした水素吸蔵金属材料収容式の熱交換装置が開発さ
れた。
【０００４】また、このような熱交換装置において十分
な熱交換を行なうため、使用する水素吸蔵金属材料につ
いても様々な研究が行なわれた。ここで、このような水
素吸蔵金属材料としては、使用温度レベルに応じて適当
な平衡水素圧力をもつこと、プラトー領域の傾きやヒス
テリシスが小さくて可逆性に優れていること、有効水素
吸収量が大きいこと、反応速度が大きいこと、水素の吸
収放出のサイクル寿命に優れていること等の特性をもつ
ものが好ましいとされ、このような特性を有する水素吸
蔵金属材料として希土類元素を含む水素吸蔵合金が開発
され、さらに０．１〜１ＭＰａの圧力範囲において、室
温付近で水素の吸収放出を行なう低温用の水素吸蔵合金
や、１００〜２００℃の中高温レベルで水素の吸収放出
を行なう中高温用の水素吸蔵合金が開発された。
な熱交換を行なうため、使用する水素吸蔵金属材料につ
いても様々な研究が行なわれた。ここで、このような水
素吸蔵金属材料としては、使用温度レベルに応じて適当
な平衡水素圧力をもつこと、プラトー領域の傾きやヒス
テリシスが小さくて可逆性に優れていること、有効水素
吸収量が大きいこと、反応速度が大きいこと、水素の吸
収放出のサイクル寿命に優れていること等の特性をもつ
ものが好ましいとされ、このような特性を有する水素吸
蔵金属材料として希土類元素を含む水素吸蔵合金が開発
され、さらに０．１〜１ＭＰａの圧力範囲において、室
温付近で水素の吸収放出を行なう低温用の水素吸蔵合金
や、１００〜２００℃の中高温レベルで水素の吸収放出
を行なう中高温用の水素吸蔵合金が開発された。
【０００５】また、上記のような水素吸蔵金属材料を用
いた熱交換装置としては、特公昭５８−１９９５５号公
報等に示されるようなものが知られていた。ここで、こ
のような熱交換装置においては、一般に図１に示すよう
に、平衡水素圧力が異なる中高温用と低温用の２種類の
水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２を用い、これらの水素吸蔵
金属材料Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ別の圧力容器１内に収容
させ、何れか一方の圧力容器１内に水素を供給して、上
記の水素吸蔵金属材料Ｍ１或はＭ２に水素を吸収させて
金属水素化物Ｍ１Ｈ或はＭ２Ｈの状態にし、各圧力容器
１間に水素を移動させる水素案内管２を設け、この水素
案内管２を通して水素を各圧力容器１間で移動させるよ
うにすると共に、各圧力容器１の周囲に熱交換を効果的
に行なうための熱交換用フィン３を設けるようにしてい
た。
いた熱交換装置としては、特公昭５８−１９９５５号公
報等に示されるようなものが知られていた。ここで、こ
のような熱交換装置においては、一般に図１に示すよう
に、平衡水素圧力が異なる中高温用と低温用の２種類の
水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２を用い、これらの水素吸蔵
金属材料Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ別の圧力容器１内に収容
させ、何れか一方の圧力容器１内に水素を供給して、上
記の水素吸蔵金属材料Ｍ１或はＭ２に水素を吸収させて
金属水素化物Ｍ１Ｈ或はＭ２Ｈの状態にし、各圧力容器
１間に水素を移動させる水素案内管２を設け、この水素
案内管２を通して水素を各圧力容器１間で移動させるよ
うにすると共に、各圧力容器１の周囲に熱交換を効果的
に行なうための熱交換用フィン３を設けるようにしてい
た。
【０００６】そして、このような熱交換装置を使用して
熱交換を行なうにあたっては、それぞれの圧力容器１を
加熱あるいは冷却させて、水素を水素案内管２を通して
各圧力容器１間で移動させるようにし、水素を吸収した
金属水素化物Ｍ１Ｈ或いはＭ２Ｈが水素を放出して水素
吸蔵金属材料Ｍ１或いはＭ２になる場合の吸熱反応や、
水素吸蔵金属材料Ｍ１或いはＭ２が水素を吸収して金属
水素化物Ｍ１Ｈ或いはＭ２Ｈになる場合の発熱反応によ
ってそれぞれの圧力容器１自体を冷却或は加熱させ、各
圧力容器１の周囲に設けられた熱交換用フィン３を介し
て熱交換を行なうようにしていた。
熱交換を行なうにあたっては、それぞれの圧力容器１を
加熱あるいは冷却させて、水素を水素案内管２を通して
各圧力容器１間で移動させるようにし、水素を吸収した
金属水素化物Ｍ１Ｈ或いはＭ２Ｈが水素を放出して水素
吸蔵金属材料Ｍ１或いはＭ２になる場合の吸熱反応や、
水素吸蔵金属材料Ｍ１或いはＭ２が水素を吸収して金属
水素化物Ｍ１Ｈ或いはＭ２Ｈになる場合の発熱反応によ
ってそれぞれの圧力容器１自体を冷却或は加熱させ、各
圧力容器１の周囲に設けられた熱交換用フィン３を介し
て熱交換を行なうようにしていた。
【０００７】また、上記のように圧力容器１自体を冷却
或は加熱させて熱交換を行なう他に、図２に示すよう
に、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が収容される圧力容器
１内に熱交換用フィン３と共に熱交換用媒体を通す媒体
管４を設け、上記のように水素を吸収した金属水素化物
Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈが水素を放出して水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２になる際の吸熱反応や、水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２が水素を吸収して金属水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈ
になる際の発熱反応により、上記の熱交換用フィン３を
介して熱交換用媒体を冷却或は加熱させて熱交換を行な
うようにした熱交換装置も存在した。
或は加熱させて熱交換を行なう他に、図２に示すよう
に、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が収容される圧力容器
１内に熱交換用フィン３と共に熱交換用媒体を通す媒体
管４を設け、上記のように水素を吸収した金属水素化物
Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈが水素を放出して水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２になる際の吸熱反応や、水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２が水素を吸収して金属水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈ
になる際の発熱反応により、上記の熱交換用フィン３を
介して熱交換用媒体を冷却或は加熱させて熱交換を行な
うようにした熱交換装置も存在した。
【０００８】ここで、上記のような熱交換装置において
は、いずれも金属水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈが水素を放出
して水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２になる際の吸熱反応
や、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が水素を吸収して金属
水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈになる際の発熱反応によって熱
交換用フィン３が冷却されたり加熱されたりした。この
ため、各圧力容器１内における水素吸蔵金属材料Ｍ１，
Ｍ２において吸熱と発熱とが切り替わる度に、この熱交
換用フィン３における熱が損失され、いわゆる顕熱損失
が大きくなって熱交換装置における熱交換効率が低下す
るという問題があった。
は、いずれも金属水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈが水素を放出
して水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２になる際の吸熱反応
や、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が水素を吸収して金属
水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈになる際の発熱反応によって熱
交換用フィン３が冷却されたり加熱されたりした。この
ため、各圧力容器１内における水素吸蔵金属材料Ｍ１，
Ｍ２において吸熱と発熱とが切り替わる度に、この熱交
換用フィン３における熱が損失され、いわゆる顕熱損失
が大きくなって熱交換装置における熱交換効率が低下す
るという問題があった。
【０００９】また、上記のような熱交換装置において
は、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が水素を吸収するとそ
の体積が膨張する一方、このように水素を吸収した金属
水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈが水素を放出するとその体積が
収縮し、このような操作が何度も繰り返して熱交換が行
なわれると、次第に水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が微粉
化し、このように微粉化した水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ
２が圧力容器１の底部に蓄積して、圧力容器１の底部に
おける水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２の密度が次第に高く
なった。
は、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が水素を吸収するとそ
の体積が膨張する一方、このように水素を吸収した金属
水素化物Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈが水素を放出するとその体積が
収縮し、このような操作が何度も繰り返して熱交換が行
なわれると、次第に水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が微粉
化し、このように微粉化した水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ
２が圧力容器１の底部に蓄積して、圧力容器１の底部に
おける水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２の密度が次第に高く
なった。
【００１０】このため、上記のような熱交換装置におい
ては、何度も繰り返して熱交換を行なうと、水素吸蔵金
属材料Ｍ１，Ｍ２が水素を吸収して金属水素化物Ｍ１
Ｈ，Ｍ２Ｈになった場合における体積膨張がその密度が
高くなった圧力容器１の底部において次第に大きくな
り、圧力容器１の底部における内部応力が増加して、圧
力容器１の底部が次第に変形し、極端な場合にはこの圧
力容器１が破壊するという問題があった。
ては、何度も繰り返して熱交換を行なうと、水素吸蔵金
属材料Ｍ１，Ｍ２が水素を吸収して金属水素化物Ｍ１
Ｈ，Ｍ２Ｈになった場合における体積膨張がその密度が
高くなった圧力容器１の底部において次第に大きくな
り、圧力容器１の底部における内部応力が増加して、圧
力容器１の底部が次第に変形し、極端な場合にはこの圧
力容器１が破壊するという問題があった。
【００１１】また、上記のような熱交換装置において
は、中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２をそれぞれ別の圧力容器１内に収容させ、それ
ぞれの圧力容器１を個々に適当なタイミングで加熱或い
は冷却させて、水素を水素案内管２を通して各圧力容器
１間で移動させるようにしていたため、その制御が面倒
であると共に装置が大型化し、さらにランニングコスト
も高く付く等の問題があった。
は、中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２をそれぞれ別の圧力容器１内に収容させ、それ
ぞれの圧力容器１を個々に適当なタイミングで加熱或い
は冷却させて、水素を水素案内管２を通して各圧力容器
１間で移動させるようにしていたため、その制御が面倒
であると共に装置が大型化し、さらにランニングコスト
も高く付く等の問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、水素吸蔵
金属材料が水素を吸収して金属水素化物になる際の発熱
反応や、この金属水素化物が水素を放出して水素吸蔵金
属材料に戻る際の吸熱反応を利用して熱交換を行なう熱
交換装置における上記のような様々な問題を解決するこ
とを課題とするものである。
金属材料が水素を吸収して金属水素化物になる際の発熱
反応や、この金属水素化物が水素を放出して水素吸蔵金
属材料に戻る際の吸熱反応を利用して熱交換を行なう熱
交換装置における上記のような様々な問題を解決するこ
とを課題とするものである。
【００１３】そこで、本出願人は、先の出願（特願平６
−１０４６９１号）において、第１収容部と第２収容部
とが水素通路を介して連通された圧力容器の第１収容部
内に中高温用の水素吸蔵金属材料を収容させると共に第
２収容部内に低温用の水素吸蔵金属材料を収容させて、
この圧力容器内に所定量の水素を供給し、この圧力容器
を加熱する加熱部と、圧力容器の熱を放熱させる放熱部
と、圧力容器に熱を吸収させる吸熱部とが設けられた案
内部内において、この圧力容器を往復移動させ、上記の
中高温用の水素吸蔵金属材料が収容された第１収容部を
放熱部と加熱部との間で往復移動させると共に、低温用
の水素吸蔵金属材料が収容された第２収容部を上記吸熱
部と放熱部との間で往復移動させるようにした熱交換装
置を開示した。
−１０４６９１号）において、第１収容部と第２収容部
とが水素通路を介して連通された圧力容器の第１収容部
内に中高温用の水素吸蔵金属材料を収容させると共に第
２収容部内に低温用の水素吸蔵金属材料を収容させて、
この圧力容器内に所定量の水素を供給し、この圧力容器
を加熱する加熱部と、圧力容器の熱を放熱させる放熱部
と、圧力容器に熱を吸収させる吸熱部とが設けられた案
内部内において、この圧力容器を往復移動させ、上記の
中高温用の水素吸蔵金属材料が収容された第１収容部を
放熱部と加熱部との間で往復移動させると共に、低温用
の水素吸蔵金属材料が収容された第２収容部を上記吸熱
部と放熱部との間で往復移動させるようにした熱交換装
置を開示した。
【００１４】そして、このような熱交換装置において
は、熱交換用フィンを圧力容器自体に設けずに、案内部
における放熱部や吸熱部に設けることができ、従来の熱
交換装置のように、各圧力容器において吸熱と発熱とが
切り替わる度に、この熱交換用フィンにおける熱が損失
されるということがなく、顕熱損失が少なくなって効率
のよい熱交換が行なえると共に、圧力容器を加熱したり
冷却したりする制御も簡単に行なえようになり、また装
置を小型化させたり、ランニングコストを安くすること
もでき、さらに各水素吸蔵金属材料が微粉化した場合で
あっても、微粉化された各水素吸蔵金属材料が圧力容器
内で掻き混ぜられて、圧力容器の底部に溜るということ
が少なく、各水素吸蔵金属材料が水素を吸収して膨張し
た際に圧力容器の底部が変形するということが少なくな
った。
は、熱交換用フィンを圧力容器自体に設けずに、案内部
における放熱部や吸熱部に設けることができ、従来の熱
交換装置のように、各圧力容器において吸熱と発熱とが
切り替わる度に、この熱交換用フィンにおける熱が損失
されるということがなく、顕熱損失が少なくなって効率
のよい熱交換が行なえると共に、圧力容器を加熱したり
冷却したりする制御も簡単に行なえようになり、また装
置を小型化させたり、ランニングコストを安くすること
もでき、さらに各水素吸蔵金属材料が微粉化した場合で
あっても、微粉化された各水素吸蔵金属材料が圧力容器
内で掻き混ぜられて、圧力容器の底部に溜るということ
が少なく、各水素吸蔵金属材料が水素を吸収して膨張し
た際に圧力容器の底部が変形するということが少なくな
った。
【００１５】ここで、上記のような熱交換装置におい
て、案内部における上記の放熱部や吸熱部において放熱
や吸熱がより効率よく行なわれるようにするには、圧力
容器を上記の案内部に密接させることが必要になった。
しかし、このように圧力容器を案内部に密接させた場
合、圧力容器を案内部内で移動させる際の摩擦抵抗が大
きくなり、圧力容器を移動させるのに大きな動力が必要
になる等の問題があった。
て、案内部における上記の放熱部や吸熱部において放熱
や吸熱がより効率よく行なわれるようにするには、圧力
容器を上記の案内部に密接させることが必要になった。
しかし、このように圧力容器を案内部に密接させた場
合、圧力容器を案内部内で移動させる際の摩擦抵抗が大
きくなり、圧力容器を移動させるのに大きな動力が必要
になる等の問題があった。
【００１６】このため、この発明においては、従来の熱
交換装置における前記のような様々な問題を解決すると
共に、先の出願に示した熱交換装置において、案内部に
おける放熱部や吸熱部において放熱や吸熱がより効率よ
く行なえるようにし、このようにした場合においても、
圧力容器を案内部内で移動させる際の摩擦抵抗も少なく
て、圧力容器の移動がスムーズに行なえるようにするこ
とを課題とするものである。
交換装置における前記のような様々な問題を解決すると
共に、先の出願に示した熱交換装置において、案内部に
おける放熱部や吸熱部において放熱や吸熱がより効率よ
く行なえるようにし、このようにした場合においても、
圧力容器を案内部内で移動させる際の摩擦抵抗も少なく
て、圧力容器の移動がスムーズに行なえるようにするこ
とを課題とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決するため、平衡水素圧力が異なる
中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料を用い、
第１収容部と第２収容部とが水素通路を介して連通され
た圧力容器における第１収容部内に中高温用の水素吸蔵
金属材料を収容させると共に第２収容部内に低温用の水
素吸蔵金属材料を収容させて、この圧力容器内に所定量
の水素を供給し、この圧力容器を往復移動させる案内部
に沿って圧力容器を加熱する加熱部と圧力容器の熱を放
熱させる放熱部と圧力容器に熱を吸収させる吸熱部とを
設け、上記の圧力容器を移動手段によって案内部内で往
復移動させ、中高温用の水素吸蔵金属材料が収容された
第１収容部を上記放熱部と加熱部との間で往復移動させ
ると共に、低温用の水素吸蔵金属材料が収容された第２
収容部を上記吸熱部と放熱部との間で往復移動させる熱
交換装置において、上記の圧力容器を案内部に密接させ
る一方、この圧力容器の移動時には、隙間形成手段によ
ってこの圧力容器と案内部との間に隙間を設けるように
したのである。
記のような課題を解決するため、平衡水素圧力が異なる
中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料を用い、
第１収容部と第２収容部とが水素通路を介して連通され
た圧力容器における第１収容部内に中高温用の水素吸蔵
金属材料を収容させると共に第２収容部内に低温用の水
素吸蔵金属材料を収容させて、この圧力容器内に所定量
の水素を供給し、この圧力容器を往復移動させる案内部
に沿って圧力容器を加熱する加熱部と圧力容器の熱を放
熱させる放熱部と圧力容器に熱を吸収させる吸熱部とを
設け、上記の圧力容器を移動手段によって案内部内で往
復移動させ、中高温用の水素吸蔵金属材料が収容された
第１収容部を上記放熱部と加熱部との間で往復移動させ
ると共に、低温用の水素吸蔵金属材料が収容された第２
収容部を上記吸熱部と放熱部との間で往復移動させる熱
交換装置において、上記の圧力容器を案内部に密接させ
る一方、この圧力容器の移動時には、隙間形成手段によ
ってこの圧力容器と案内部との間に隙間を設けるように
したのである。
【００１８】ここで、上記のように圧力容器の移動時
に、隙間形成手段によってこの圧力容器と案内部との間
に隙間を設けるにあたっては、例えば、圧力容器を往復
移動させる案内部を分離可能に設けると共に、上記の隙
間形成手段として、電磁石を上記の案内路と間隔を介し
て設け、圧力容器の移動時に、この電磁石によって上記
案内部の一方を引き付けて案内部を分離させ、これによ
り圧力容器と案内部との間に隙間を設けるようにするこ
とができる。
に、隙間形成手段によってこの圧力容器と案内部との間
に隙間を設けるにあたっては、例えば、圧力容器を往復
移動させる案内部を分離可能に設けると共に、上記の隙
間形成手段として、電磁石を上記の案内路と間隔を介し
て設け、圧力容器の移動時に、この電磁石によって上記
案内部の一方を引き付けて案内部を分離させ、これによ
り圧力容器と案内部との間に隙間を設けるようにするこ
とができる。
【００１９】
【作用】この発明における熱交換装置においては、上記
のように中高温用の水素吸蔵金属材料が第１収容部に収
容されると共に低温用の水素吸蔵金属材料が第２収容部
に収容された圧力容器を案内部に密接させる一方、この
圧力容器を移動手段により案内部に沿って移動させる場
合には、隙間形成手段によってこの圧力容器と案内部と
の間に隙間を設けるようにしたため、この圧力容器と案
内部との間の摩擦抵抗が少なくなって、案内部内におけ
る圧力容器の移動がスムーズに行なえるようになる。
のように中高温用の水素吸蔵金属材料が第１収容部に収
容されると共に低温用の水素吸蔵金属材料が第２収容部
に収容された圧力容器を案内部に密接させる一方、この
圧力容器を移動手段により案内部に沿って移動させる場
合には、隙間形成手段によってこの圧力容器と案内部と
の間に隙間を設けるようにしたため、この圧力容器と案
内部との間の摩擦抵抗が少なくなって、案内部内におけ
る圧力容器の移動がスムーズに行なえるようになる。
【００２０】そして、上記のように圧力容器を移動手段
により案内部に沿って移動させ、中高温用の水素吸蔵金
属材料が収容された第１収容部を装置本体の放熱部と加
熱部との間で往復移動させると共に、低温用水素吸蔵金
属材料が収容された第２収容部を装置本体の吸熱部と放
熱部との間で往復移動させるようにする。
により案内部に沿って移動させ、中高温用の水素吸蔵金
属材料が収容された第１収容部を装置本体の放熱部と加
熱部との間で往復移動させると共に、低温用水素吸蔵金
属材料が収容された第２収容部を装置本体の吸熱部と放
熱部との間で往復移動させるようにする。
【００２１】ここで、例えば、第１収容部に収容された
中高温用の水素吸蔵金属材料に水素が吸収されて金属水
素化物になっている状態で、この圧力容器を移動手段に
より案内部に沿って移動させ、上記の第１収容部を加熱
部に導くと共に、低温用の水素吸蔵金属材料が収容され
た第２収容部を放熱部に導くと、第１収容部が加熱部に
おいて加熱され、上記の金属水素化物が水素を放出して
水素吸蔵金属材料に戻ると共に、このように放出された
水素が第１収容部から水素通路を通して第２収容部に供
給され、第２収容部に収容された低温用の水素吸蔵金属
材料がこの水素を吸収して金属水素化物になると共に発
熱し、この熱が放熱部において放熱されるようになる。
中高温用の水素吸蔵金属材料に水素が吸収されて金属水
素化物になっている状態で、この圧力容器を移動手段に
より案内部に沿って移動させ、上記の第１収容部を加熱
部に導くと共に、低温用の水素吸蔵金属材料が収容され
た第２収容部を放熱部に導くと、第１収容部が加熱部に
おいて加熱され、上記の金属水素化物が水素を放出して
水素吸蔵金属材料に戻ると共に、このように放出された
水素が第１収容部から水素通路を通して第２収容部に供
給され、第２収容部に収容された低温用の水素吸蔵金属
材料がこの水素を吸収して金属水素化物になると共に発
熱し、この熱が放熱部において放熱されるようになる。
【００２２】また、このように第２収容部における低温
用の水素吸蔵金属材料が水素を吸収して金属水素化物に
なった状態で、圧力容器を移動手段により案内部に沿っ
て上記の場合と逆の方向に移動させ、第１収容部を加熱
部から放熱部に導くと共に、第２収容部を放熱部から吸
熱部に導くと、加熱された第１収容部が放熱部において
放熱して次第に冷え、上記の水素吸蔵金属材料間におけ
る平衡水素圧力の差によって水素が第２収容部から水素
通路を通して第１収容部に吸引されるようになる。
用の水素吸蔵金属材料が水素を吸収して金属水素化物に
なった状態で、圧力容器を移動手段により案内部に沿っ
て上記の場合と逆の方向に移動させ、第１収容部を加熱
部から放熱部に導くと共に、第２収容部を放熱部から吸
熱部に導くと、加熱された第１収容部が放熱部において
放熱して次第に冷え、上記の水素吸蔵金属材料間におけ
る平衡水素圧力の差によって水素が第２収容部から水素
通路を通して第１収容部に吸引されるようになる。
【００２３】そして、第２収容部における金属水素化物
が、吸熱部において吸熱しながら水素を放出して水素吸
蔵金属材料に戻る一方、このように放出された水素が第
２収容部から水素通路を通して第１収容部に供給され、
第１収容部に収容された中高温用の水素吸蔵金属材料が
放熱部において放熱しながらこの水素を吸収して金属水
素化物になる。
が、吸熱部において吸熱しながら水素を放出して水素吸
蔵金属材料に戻る一方、このように放出された水素が第
２収容部から水素通路を通して第１収容部に供給され、
第１収容部に収容された中高温用の水素吸蔵金属材料が
放熱部において放熱しながらこの水素を吸収して金属水
素化物になる。
【００２４】このように、この発明における熱交換装置
においては、中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属
材料をそれぞれ圧力容器の第１収容部と第２収容部とに
収容させ、この圧力容器を上記のように加熱部と放熱部
と吸熱部とが設けられた案内部に沿って往復移動させ、
圧力容器内の各水素吸蔵金属材料における加熱，放熱，
吸熱を装置本体の加熱部と放熱部と吸熱部とで行なうた
め、熱交換用フィンを上記の放熱部や吸熱部に設けるこ
とができ、熱交換用フィンを圧力容器自体に設けた従来
の熱交換装置のように、各圧力容器において吸熱と発熱
とが切り替わる度に、この熱交換用フィンにおける熱が
損失されるということがなく、顕熱損失が少なくなって
効率のよい熱交換が行なえるようになる。また、上記圧
力容器の移動時以外は、この圧力容器を案内部に密接さ
せるため、上記の放熱部や吸熱部における放熱や吸熱が
より効率よく行なわれる。
においては、中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属
材料をそれぞれ圧力容器の第１収容部と第２収容部とに
収容させ、この圧力容器を上記のように加熱部と放熱部
と吸熱部とが設けられた案内部に沿って往復移動させ、
圧力容器内の各水素吸蔵金属材料における加熱，放熱，
吸熱を装置本体の加熱部と放熱部と吸熱部とで行なうた
め、熱交換用フィンを上記の放熱部や吸熱部に設けるこ
とができ、熱交換用フィンを圧力容器自体に設けた従来
の熱交換装置のように、各圧力容器において吸熱と発熱
とが切り替わる度に、この熱交換用フィンにおける熱が
損失されるということがなく、顕熱損失が少なくなって
効率のよい熱交換が行なえるようになる。また、上記圧
力容器の移動時以外は、この圧力容器を案内部に密接さ
せるため、上記の放熱部や吸熱部における放熱や吸熱が
より効率よく行なわれる。
【００２５】また、この発明の熱交換装置においては、
中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料を１つの
圧力容器内に収容させると共に、この圧力容器を案内部
に沿って往復移動させて、水素を中高温用と低温用の２
種類の水素吸蔵金属材料の間で移動させるため、中高温
用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料をそれぞれ別の
圧力容器内に収容させて各圧力容器をそれぞれ適当なタ
イミングで加熱させたり冷却させたりする従来の熱交換
装置に比べて、装置を小型化できると共にその制御も容
易に行なえ、ランニングコストも安くなる。
中高温用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料を１つの
圧力容器内に収容させると共に、この圧力容器を案内部
に沿って往復移動させて、水素を中高温用と低温用の２
種類の水素吸蔵金属材料の間で移動させるため、中高温
用と低温用の２種類の水素吸蔵金属材料をそれぞれ別の
圧力容器内に収容させて各圧力容器をそれぞれ適当なタ
イミングで加熱させたり冷却させたりする従来の熱交換
装置に比べて、装置を小型化できると共にその制御も容
易に行なえ、ランニングコストも安くなる。
【００２６】さらに、上記のように圧力容器を往復移動
させると、これによって圧力容器の第１及び第２収容部
に収容された各水素吸蔵金属材料がある程度掻き混ぜら
れ、各水素吸蔵金属材料における水素の吸収及び放出が
スムーズに行なわれて、各水素吸蔵金属材料における発
熱，吸熱が効率よく行なわれるようになると共に、水素
の吸収，放出によって各水素吸蔵金属材料が微粉化した
場合であっても、微粉化された各水素吸蔵金属材料が圧
力容器内で掻き混ぜられ、圧力容器の底部に溜って密度
が増すということが少なく、各水素吸蔵金属材料が水素
を吸収して膨張した際に圧力容器の底部が変形するとい
うことが少なくなる。
させると、これによって圧力容器の第１及び第２収容部
に収容された各水素吸蔵金属材料がある程度掻き混ぜら
れ、各水素吸蔵金属材料における水素の吸収及び放出が
スムーズに行なわれて、各水素吸蔵金属材料における発
熱，吸熱が効率よく行なわれるようになると共に、水素
の吸収，放出によって各水素吸蔵金属材料が微粉化した
場合であっても、微粉化された各水素吸蔵金属材料が圧
力容器内で掻き混ぜられ、圧力容器の底部に溜って密度
が増すということが少なく、各水素吸蔵金属材料が水素
を吸収して膨張した際に圧力容器の底部が変形するとい
うことが少なくなる。
【００２７】
【実施例】以下、この発明の実施例に係る熱交換装置を
添付図面に基づいて具体的に説明する。
添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２８】この実施例の熱交換装置においては、図３
に示すように、金属製で細長い中空状になった圧力容器
１０の内部において、その長手方向両端部及び中央部に
それぞれ断熱材１１を設け、この中央部における断熱材
１１によって第１収容部１２と第２収容部１３とを分離
させると共に、第１収容部１２と第２収容部１３との間
において水素を移動させる水素通路１４を設けるように
した。ここで、水素通路１４を設けるにあたっては、水
素を通すが水素吸蔵金属材料の粉体を通さない通気フィ
ルター１４を中央部の断熱材１１を通して第１収容部１
２から第２収容部１３にわたるように設けた。
に示すように、金属製で細長い中空状になった圧力容器
１０の内部において、その長手方向両端部及び中央部に
それぞれ断熱材１１を設け、この中央部における断熱材
１１によって第１収容部１２と第２収容部１３とを分離
させると共に、第１収容部１２と第２収容部１３との間
において水素を移動させる水素通路１４を設けるように
した。ここで、水素通路１４を設けるにあたっては、水
素を通すが水素吸蔵金属材料の粉体を通さない通気フィ
ルター１４を中央部の断熱材１１を通して第１収容部１
２から第２収容部１３にわたるように設けた。
【００２９】そして、平衡水素圧力が異なる中高温用と
低温用の２種類の水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２をこの圧
力容器１０内に収容させるにあたっては、同図に示す圧
力容器１０において、左側に位置する第１収容部１２に
中高温用の水素吸蔵金属材料Ｍ１を、右側に位置する第
２収容部１３に低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ２を収容さ
せ、この状態で第１収容部１２と第２収容部１３の何れ
かに水素を供給し、上記２種類の何れか一方の水素吸蔵
金属材料Ｍ１或はＭ２に水素を吸収させて金属水素化物
Ｍ１Ｈ或はＭ２Ｈの状態にした。
低温用の２種類の水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２をこの圧
力容器１０内に収容させるにあたっては、同図に示す圧
力容器１０において、左側に位置する第１収容部１２に
中高温用の水素吸蔵金属材料Ｍ１を、右側に位置する第
２収容部１３に低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ２を収容さ
せ、この状態で第１収容部１２と第２収容部１３の何れ
かに水素を供給し、上記２種類の何れか一方の水素吸蔵
金属材料Ｍ１或はＭ２に水素を吸収させて金属水素化物
Ｍ１Ｈ或はＭ２Ｈの状態にした。
【００３０】また、この実施例の熱交換装置において
は、図４〜図７に示すように、上記の圧力容器１０をそ
の長手方向に沿って移動させる一対の案内部２１ａ，２
１ｂを上，下に所要間隔を介して設けると共に、これら
の案内部２１ａ，２１ｂに沿って、圧力容器１０を加熱
する加熱部２２と、圧力容器１０の熱を放熱させる放熱
部２３と、圧力容器１０に熱を吸収させる吸熱部２４と
を設け、各案内部２１ａ，２１ｂ内にそれぞれ圧力容器
１０を移動可能に収容させた。
は、図４〜図７に示すように、上記の圧力容器１０をそ
の長手方向に沿って移動させる一対の案内部２１ａ，２
１ｂを上，下に所要間隔を介して設けると共に、これら
の案内部２１ａ，２１ｂに沿って、圧力容器１０を加熱
する加熱部２２と、圧力容器１０の熱を放熱させる放熱
部２３と、圧力容器１０に熱を吸収させる吸熱部２４と
を設け、各案内部２１ａ，２１ｂ内にそれぞれ圧力容器
１０を移動可能に収容させた。
【００３１】ここで、上記の各案内部２１ａ，２１ｂ内
にそれぞれ圧力容器１０を収容させるにあたっては、そ
れぞれの案内部２１ａ，２１ｂ内に収容させる圧力容器
１０の位置をずらせ、例えば図４に示すように、上方の
案内部２１ａ内においては、圧力容器１０における第１
収容部１２を放熱部２３に、第２収容部１３を吸熱部２
４に位置させる一方、下方の案内部２１ｂ内において
は、圧力容器１０における第１収容部１２を加熱部２２
に、第２収容部１３を放熱部２３に位置させるように
し、各案内部２１ａ，２１ｂ内にそれぞれ圧力容器１０
を密接させて収容させるようにした。
にそれぞれ圧力容器１０を収容させるにあたっては、そ
れぞれの案内部２１ａ，２１ｂ内に収容させる圧力容器
１０の位置をずらせ、例えば図４に示すように、上方の
案内部２１ａ内においては、圧力容器１０における第１
収容部１２を放熱部２３に、第２収容部１３を吸熱部２
４に位置させる一方、下方の案内部２１ｂ内において
は、圧力容器１０における第１収容部１２を加熱部２２
に、第２収容部１３を放熱部２３に位置させるように
し、各案内部２１ａ，２１ｂ内にそれぞれ圧力容器１０
を密接させて収容させるようにした。
【００３２】また、上記の各案内部２１ａ，２１ｂにお
ける放熱部２３と吸熱部２４とにおいては、それぞれ熱
交換が効率よく行なわれるようにするため、多数の熱交
換用フィン２６を設け、また各案内部２１ａ，２１ｂに
おける加熱部２２においては、各圧力容器１０を加熱さ
せるため、その周囲にヒーター２２ａを設けるようにし
た。
ける放熱部２３と吸熱部２４とにおいては、それぞれ熱
交換が効率よく行なわれるようにするため、多数の熱交
換用フィン２６を設け、また各案内部２１ａ，２１ｂに
おける加熱部２２においては、各圧力容器１０を加熱さ
せるため、その周囲にヒーター２２ａを設けるようにし
た。
【００３３】そして、上記のように各案内部２１ａ，２
１ｂ内に収容された各圧力容器１０をそれぞれ移動手段
３０により各案内部２１ａ，２１ｂに沿って往復移動さ
せるにあたり、この実施例においては、上記の案内部２
１ａ，２１ｂの両側に、それぞれプーリー３１を案内部
２１ａ，２１ｂ間にまたがるように配し、各プーリー３
１に巻き掛けた各ベルト３２の端部をそれぞれ圧力容器
１０の両側の端部に取り付けるようにした。
１ｂ内に収容された各圧力容器１０をそれぞれ移動手段
３０により各案内部２１ａ，２１ｂに沿って往復移動さ
せるにあたり、この実施例においては、上記の案内部２
１ａ，２１ｂの両側に、それぞれプーリー３１を案内部
２１ａ，２１ｂ間にまたがるように配し、各プーリー３
１に巻き掛けた各ベルト３２の端部をそれぞれ圧力容器
１０の両側の端部に取り付けるようにした。
【００３４】そして、モータ（図示せず）により上記の
プーリー３１を回転させて、各圧力容器１０を各案内部
２１ａ，２１ｂに沿って逆方向に移動させるようにし、
またこのプーリー３１の回転方向を切り換え、各圧力容
器１０を各案内部２１ａ，２１ｂに沿って往復移動さ
せ、各圧力容器１０において、中高温用の水素吸蔵金属
材料Ｍ１が収容された第１収容部１２を上記の放熱部２
３と加熱部２２との間で往復移動させると共に、低温用
の水素吸蔵金属材料Ｍ２が収容された第２収容部１３を
上記の吸熱部２４と放熱部２３との間で往復移動させる
ようにした。
プーリー３１を回転させて、各圧力容器１０を各案内部
２１ａ，２１ｂに沿って逆方向に移動させるようにし、
またこのプーリー３１の回転方向を切り換え、各圧力容
器１０を各案内部２１ａ，２１ｂに沿って往復移動さ
せ、各圧力容器１０において、中高温用の水素吸蔵金属
材料Ｍ１が収容された第１収容部１２を上記の放熱部２
３と加熱部２２との間で往復移動させると共に、低温用
の水素吸蔵金属材料Ｍ２が収容された第２収容部１３を
上記の吸熱部２４と放熱部２３との間で往復移動させる
ようにした。
【００３５】また、上記のように各案内部２１ａ，２１
ｂ内にそれぞれ密接された状態で収容された各圧力容器
１０を移動させる際に、隙間形成手段４０によって各圧
力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設
けるにあたり、この実施例の熱交換装置においては、図
４〜図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記の各案内部
２１ａ，２１ｂをそれぞれ上下に分離可能に設けると共
に、各案内部２１ａ，２１ｂにおいて熱交換用フィン２
６が設けられた各放熱部２３の上方にそれぞれ電磁石４
１を配し、この電磁石４１と熱交換用フィン２６との間
にそれぞれバネ４２を設けるようにした。
ｂ内にそれぞれ密接された状態で収容された各圧力容器
１０を移動させる際に、隙間形成手段４０によって各圧
力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設
けるにあたり、この実施例の熱交換装置においては、図
４〜図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記の各案内部
２１ａ，２１ｂをそれぞれ上下に分離可能に設けると共
に、各案内部２１ａ，２１ｂにおいて熱交換用フィン２
６が設けられた各放熱部２３の上方にそれぞれ電磁石４
１を配し、この電磁石４１と熱交換用フィン２６との間
にそれぞれバネ４２を設けるようにした。
【００３６】そして、図４及び図６に示すように、上記
の各圧力容器１０を移動させない場合には、図８の
（Ａ）に示すように、上記の電磁石４１を作動させず、
上記の各バネ４２によって各熱交換用フィン２６を圧力
容器１０側に付勢し、各圧力容器１０を各案内部２１
ａ，２１ｂに密接させるようにした。一方、図５及び図
７に示すように、各圧力容器１０を各案内部２１ａ，２
１ｂに沿って移動させる場合には、図８の（Ｂ）に示す
ように、上記の各電磁石４１を作動させ、上記の各バネ
４２に抗して各熱交換用フィン２６を各電磁石４１に引
き付け、各圧力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂとの
間に隙間を設けるようにした。
の各圧力容器１０を移動させない場合には、図８の
（Ａ）に示すように、上記の電磁石４１を作動させず、
上記の各バネ４２によって各熱交換用フィン２６を圧力
容器１０側に付勢し、各圧力容器１０を各案内部２１
ａ，２１ｂに密接させるようにした。一方、図５及び図
７に示すように、各圧力容器１０を各案内部２１ａ，２
１ｂに沿って移動させる場合には、図８の（Ｂ）に示す
ように、上記の各電磁石４１を作動させ、上記の各バネ
４２に抗して各熱交換用フィン２６を各電磁石４１に引
き付け、各圧力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂとの
間に隙間を設けるようにした。
【００３７】次に、この実施例における熱交換装置によ
って熱交換を行なう場合について具体的に説明する。
って熱交換を行なう場合について具体的に説明する。
【００３８】先ず、前記のように各案内部２１ａ，２１
ｂ内にそれぞれ圧力容器１０を収容させた後、上記のよ
うに各電磁石４１を作動させて、各圧力容器１０と各案
内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設け、この状態で各
圧力容器１０をそれぞれの案内部２１ａ，２１ｂに沿っ
て移動させ、図４に示すように、上方の案内部２１ａ内
において、圧力容器１０の第１収容部１２を放熱部２３
の位置に導くと共に、第２収容部１３を吸熱部２４の位
置に導く一方、下方の案内部２１ｂ内において、圧力容
器１０の第１収容部１２を加熱部２２の位置に導くと共
に、第２収容部１３を放熱部２３の位置に導き、上記電
磁石４１を停止させて、各圧力容器１０を各案内部２１
ａ，２１ｂに密接させた場合について説明する。
ｂ内にそれぞれ圧力容器１０を収容させた後、上記のよ
うに各電磁石４１を作動させて、各圧力容器１０と各案
内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設け、この状態で各
圧力容器１０をそれぞれの案内部２１ａ，２１ｂに沿っ
て移動させ、図４に示すように、上方の案内部２１ａ内
において、圧力容器１０の第１収容部１２を放熱部２３
の位置に導くと共に、第２収容部１３を吸熱部２４の位
置に導く一方、下方の案内部２１ｂ内において、圧力容
器１０の第１収容部１２を加熱部２２の位置に導くと共
に、第２収容部１３を放熱部２３の位置に導き、上記電
磁石４１を停止させて、各圧力容器１０を各案内部２１
ａ，２１ｂに密接させた場合について説明する。
【００３９】この場合、上方の案内部２１ａ内における
圧力容器１０においては、吸熱部２４の位置に導かれた
第２収容部１３内における低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ
２が水素を吸収した金属水素化物Ｍ２Ｈの状態になって
おり、上記のように放熱部２３に導かれた第１収容部１
２が放熱して次第に冷えると、水素吸蔵金属材料Ｍ１，
Ｍ２間における平衡水素圧力の差によって、吸熱部２４
に位置する第２収容部１３内における金属水素化物Ｍ２
Ｈが吸熱しながら水素を放出して水素吸蔵金属材料Ｍ２
に戻り、この第２収容部１３と密接した吸熱部２４にお
ける熱交換用フィン２６を介して周囲が冷却される一
方、このように金属水素化物Ｍ２Ｈから放出された水素
が第２収容部１３から水素通路１４を通して第１収容部
１２に供給され、第１収容部１２に収容された中高温用
の水素吸蔵金属材料Ｍ１が発熱しながらこの水素を吸収
して金属水素化物Ｍ１Ｈになり、この熱が第１収容部１
２と密接した放熱部２３における熱交換用フィン２６を
介して周囲に放熱されるようになった。
圧力容器１０においては、吸熱部２４の位置に導かれた
第２収容部１３内における低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ
２が水素を吸収した金属水素化物Ｍ２Ｈの状態になって
おり、上記のように放熱部２３に導かれた第１収容部１
２が放熱して次第に冷えると、水素吸蔵金属材料Ｍ１，
Ｍ２間における平衡水素圧力の差によって、吸熱部２４
に位置する第２収容部１３内における金属水素化物Ｍ２
Ｈが吸熱しながら水素を放出して水素吸蔵金属材料Ｍ２
に戻り、この第２収容部１３と密接した吸熱部２４にお
ける熱交換用フィン２６を介して周囲が冷却される一
方、このように金属水素化物Ｍ２Ｈから放出された水素
が第２収容部１３から水素通路１４を通して第１収容部
１２に供給され、第１収容部１２に収容された中高温用
の水素吸蔵金属材料Ｍ１が発熱しながらこの水素を吸収
して金属水素化物Ｍ１Ｈになり、この熱が第１収容部１
２と密接した放熱部２３における熱交換用フィン２６を
介して周囲に放熱されるようになった。
【００４０】一方、下方の案内部２１ｂ内における圧力
容器１０においては、加熱部２２の位置に導かれた第１
収容部１２内における中高温用の水素吸蔵金属材料Ｍ１
が水素を吸収した金属水素化物Ｍ１Ｈの状態になってお
り、この第１収容部１２が加熱部２２において加熱され
ると、この第１収容部１２における金属水素化物Ｍ１Ｈ
が水素を放出して水素吸蔵金属材料Ｍ１に戻ると共に、
このように放出された水素が第１収容部１２から水素通
路１４を通して第２収容部１３に供給され、第２収容部
１３に収容された低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ２が発熱
しながらこの水素を吸収して金属水素化物Ｍ２Ｈにな
り、この熱がこの第２収容部１３に密接した放熱部２３
における熱交換用フィン２６を介して周囲に放熱される
ようになった。
容器１０においては、加熱部２２の位置に導かれた第１
収容部１２内における中高温用の水素吸蔵金属材料Ｍ１
が水素を吸収した金属水素化物Ｍ１Ｈの状態になってお
り、この第１収容部１２が加熱部２２において加熱され
ると、この第１収容部１２における金属水素化物Ｍ１Ｈ
が水素を放出して水素吸蔵金属材料Ｍ１に戻ると共に、
このように放出された水素が第１収容部１２から水素通
路１４を通して第２収容部１３に供給され、第２収容部
１３に収容された低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ２が発熱
しながらこの水素を吸収して金属水素化物Ｍ２Ｈにな
り、この熱がこの第２収容部１３に密接した放熱部２３
における熱交換用フィン２６を介して周囲に放熱される
ようになった。
【００４１】上記のように、上方の案内部２１ａにおけ
る吸熱部２４において吸熱を行なってその周囲を冷却さ
せると共に放熱部２３において放熱を行なうと共に、下
方の案内部２１ｂにおける放熱部２３において放熱を行
なった後は、図５に示すように、上記の各電磁石４１を
作動させて、各圧力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂ
との間に隙間を設け、この状態で上記のプーリー３１を
回転させ、上方の案内部２１ａ内における圧力容器１０
を加熱部２２側に移動させる一方、下方の案内部２１ｂ
内における圧力容器１０を吸熱部２４側に移動させるよ
うにした。
る吸熱部２４において吸熱を行なってその周囲を冷却さ
せると共に放熱部２３において放熱を行なうと共に、下
方の案内部２１ｂにおける放熱部２３において放熱を行
なった後は、図５に示すように、上記の各電磁石４１を
作動させて、各圧力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂ
との間に隙間を設け、この状態で上記のプーリー３１を
回転させ、上方の案内部２１ａ内における圧力容器１０
を加熱部２２側に移動させる一方、下方の案内部２１ｂ
内における圧力容器１０を吸熱部２４側に移動させるよ
うにした。
【００４２】そして、図６に示すように、上方の案内部
２１ａ内において、圧力容器１０の第１収容部１２が加
熱部２２の位置に導かれると共に、第２収容部１３が放
熱部２３の位置に導かれる一方、下方の案内部２１ｂ内
において、圧力容器１０の第１収容部１２が放熱部２３
の位置に導かれると共に、第２収容部１３が吸熱部２４
の位置に導かれると、上記電磁石４１を停止させて、各
圧力容器１０を各案内部２１ａ，２１ｂに密接させるよ
うにした。
２１ａ内において、圧力容器１０の第１収容部１２が加
熱部２２の位置に導かれると共に、第２収容部１３が放
熱部２３の位置に導かれる一方、下方の案内部２１ｂ内
において、圧力容器１０の第１収容部１２が放熱部２３
の位置に導かれると共に、第２収容部１３が吸熱部２４
の位置に導かれると、上記電磁石４１を停止させて、各
圧力容器１０を各案内部２１ａ，２１ｂに密接させるよ
うにした。
【００４３】このようにすると、上方の案内部２１ａ内
における圧力容器１０と下方の案内部２１ｂ内における
圧力容器１０とが前記の場合とは逆になり、上方の案内
部２１ａ内における圧力容器１０においては、加熱部２
２に位置する第１収容部１２に収容された金属水素化物
Ｍ１Ｈから水素が放出されて放熱部２３に位置する第２
収容部１３に収容された低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ２
に吸収され、第２収容部１３が放熱部２３において放熱
する一方、下方の案内部２１ｂ内における圧力容器１０
においては、吸熱部２４に位置する第２収容部１３に収
容された金属水素化物Ｍ２Ｈから水素が放出されて放熱
部２３に位置する第１収容部１２に収容された中高温用
の水素吸蔵金属材料Ｍ１に吸収され、第２収容部１３が
吸熱部２４において吸熱すると共に第１収容部１２が放
熱部２３において放熱するようになった。
における圧力容器１０と下方の案内部２１ｂ内における
圧力容器１０とが前記の場合とは逆になり、上方の案内
部２１ａ内における圧力容器１０においては、加熱部２
２に位置する第１収容部１２に収容された金属水素化物
Ｍ１Ｈから水素が放出されて放熱部２３に位置する第２
収容部１３に収容された低温用の水素吸蔵金属材料Ｍ２
に吸収され、第２収容部１３が放熱部２３において放熱
する一方、下方の案内部２１ｂ内における圧力容器１０
においては、吸熱部２４に位置する第２収容部１３に収
容された金属水素化物Ｍ２Ｈから水素が放出されて放熱
部２３に位置する第１収容部１２に収容された中高温用
の水素吸蔵金属材料Ｍ１に吸収され、第２収容部１３が
吸熱部２４において吸熱すると共に第１収容部１２が放
熱部２３において放熱するようになった。
【００４４】また、このようにして上方の案内部２１ａ
内における放熱部２３で放熱を行なう一方、下方の案内
部２１ｂ内における吸熱部２４で吸熱を行なって周囲を
冷却すると共に放熱部２３で放熱を行なった後は、図７
に示すように、上記の各電磁石４１を作動させて、各圧
力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設
け、上記のプーリー３１を回転させて、上方の案内部２
１ａ内における圧力容器１０を吸熱部２４側に移動させ
る一方、下方の案内部２１ｂ内における圧力容器１０を
加熱部２２側に移動させるようにし、各圧力容器１０を
前記の図４に示す位置に戻すようにした。
内における放熱部２３で放熱を行なう一方、下方の案内
部２１ｂ内における吸熱部２４で吸熱を行なって周囲を
冷却すると共に放熱部２３で放熱を行なった後は、図７
に示すように、上記の各電磁石４１を作動させて、各圧
力容器１０と各案内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設
け、上記のプーリー３１を回転させて、上方の案内部２
１ａ内における圧力容器１０を吸熱部２４側に移動させ
る一方、下方の案内部２１ｂ内における圧力容器１０を
加熱部２２側に移動させるようにし、各圧力容器１０を
前記の図４に示す位置に戻すようにした。
【００４５】ここで、各案内部２１ａ，２１ｂ内におい
てそれぞれ圧力容器１０を移動させるにあたり、上記の
ように各電磁石４１を作動させて、各圧力容器１０と各
案内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設けるようにする
と、小さな動力で各圧力容器１０をスムーズに移動させ
ることができた。
てそれぞれ圧力容器１０を移動させるにあたり、上記の
ように各電磁石４１を作動させて、各圧力容器１０と各
案内部２１ａ，２１ｂとの間に隙間を設けるようにする
と、小さな動力で各圧力容器１０をスムーズに移動させ
ることができた。
【００４６】また、上記のように各圧力容器１０を各案
内部２１ａ，２１ｂ内において往復移動させ、各圧力容
器１０に収容された水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２におけ
る放熱を放熱部２３で、吸熱を吸熱部２４で行なうよう
にすると、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２において放熱と
吸熱とが切り替わった場合においても、常に放熱部２３
では放熱が、吸熱部２４では吸熱が行なわれ、この放熱
部２３や吸熱部２４に設けられた熱交換用フィン２６に
おいて熱が損失されるということがなく、効率のよい熱
交換が行なえるようになり、さらに放熱部２３や吸熱部
２４における熱交換用フィン２６が圧力容器１０に密接
した状態で放熱や吸熱が行なわれるため、熱交換効率が
さらに向上した。
内部２１ａ，２１ｂ内において往復移動させ、各圧力容
器１０に収容された水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２におけ
る放熱を放熱部２３で、吸熱を吸熱部２４で行なうよう
にすると、水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２において放熱と
吸熱とが切り替わった場合においても、常に放熱部２３
では放熱が、吸熱部２４では吸熱が行なわれ、この放熱
部２３や吸熱部２４に設けられた熱交換用フィン２６に
おいて熱が損失されるということがなく、効率のよい熱
交換が行なえるようになり、さらに放熱部２３や吸熱部
２４における熱交換用フィン２６が圧力容器１０に密接
した状態で放熱や吸熱が行なわれるため、熱交換効率が
さらに向上した。
【００４７】また、上記のように圧力容器１０を往復移
動させると、これによって圧力容器１０の各収容部１
２，１３に収容された各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が
掻き混ぜられ、各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２における
水素の吸収及び放出がスムーズになってその発熱や吸熱
が効率よく行なわれるようになり、さらに、このように
各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が掻き混ぜられると、水
素の吸収及び放出によって各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ
２が微粉化した場合であっても、微粉化された各水素吸
蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が圧力容器１０の底部に溜って密
度が増すということが少なく、各水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２が水素を吸収して膨張しても圧力容器１０の底
部が変形するということが少なくなった。
動させると、これによって圧力容器１０の各収容部１
２，１３に収容された各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が
掻き混ぜられ、各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２における
水素の吸収及び放出がスムーズになってその発熱や吸熱
が効率よく行なわれるようになり、さらに、このように
各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が掻き混ぜられると、水
素の吸収及び放出によって各水素吸蔵金属材料Ｍ１，Ｍ
２が微粉化した場合であっても、微粉化された各水素吸
蔵金属材料Ｍ１，Ｍ２が圧力容器１０の底部に溜って密
度が増すということが少なく、各水素吸蔵金属材料Ｍ
１，Ｍ２が水素を吸収して膨張しても圧力容器１０の底
部が変形するということが少なくなった。
【００４８】加えて、この実施例の熱交換装置において
は、上記のように上，下一対になった案内部２１ａ，２
１ｂ内において各圧力容器１０における位置を加熱部２
２と放熱部２３と吸熱部２４との間で入れ替えるように
して移動させ、放熱部２３や吸熱部２４において常に放
熱や吸熱が行なわれるようにしたため、放熱や吸熱によ
る熱交換を連続して行なえるようになった。
は、上記のように上，下一対になった案内部２１ａ，２
１ｂ内において各圧力容器１０における位置を加熱部２
２と放熱部２３と吸熱部２４との間で入れ替えるように
して移動させ、放熱部２３や吸熱部２４において常に放
熱や吸熱が行なわれるようにしたため、放熱や吸熱によ
る熱交換を連続して行なえるようになった。
【００４９】なお、この実施例においては、上，下一対
の案内部２１ａ，２１ｂ内において各圧力容器１０を移
動させるようにしただけであるが、さらに多くの対にな
った案内部２１ａ，２１ｂを形成し、各案内部２１ａ，
２１ｂ内において上記のように各圧力容器１０を移動さ
せて熱交換を行なうようにしてもよい。なお、この場
合、装置本体２０における加熱部２２と放熱部２３と吸
熱部２４とを共通させることができ、装置を小型化でき
ると共に、ランニングコストも安くなる。
の案内部２１ａ，２１ｂ内において各圧力容器１０を移
動させるようにしただけであるが、さらに多くの対にな
った案内部２１ａ，２１ｂを形成し、各案内部２１ａ，
２１ｂ内において上記のように各圧力容器１０を移動さ
せて熱交換を行なうようにしてもよい。なお、この場
合、装置本体２０における加熱部２２と放熱部２３と吸
熱部２４とを共通させることができ、装置を小型化でき
ると共に、ランニングコストも安くなる。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
熱交換装置においては、中高温用と低温用の２種類の水
素吸蔵金属材料をそれぞれ圧力容器の第１収容部と第２
収容部に収容させ、この圧力容器を加熱部と放熱部と吸
熱部とが設けられた案内部に沿って往復移動させ、圧力
容器内の各水素吸蔵金属材料における加熱，放熱，吸熱
を案内部における加熱部と放熱部と吸熱部とで行なうよ
うにしたため、熱交換用フィンを圧力容器自体に設けた
従来の熱交換装置のように、各水素吸蔵金属材料におい
て吸熱と発熱とが切り替わる度に、この熱交換用フィン
等における熱が損失されるということがなく、顕熱損失
が少なくなって効率のよい熱交換が行なえるようにな
り、また加熱，放熱時においては圧力容器を案内部に密
接させるようにしたため、熱交換効率がさらに向上し
た。
熱交換装置においては、中高温用と低温用の２種類の水
素吸蔵金属材料をそれぞれ圧力容器の第１収容部と第２
収容部に収容させ、この圧力容器を加熱部と放熱部と吸
熱部とが設けられた案内部に沿って往復移動させ、圧力
容器内の各水素吸蔵金属材料における加熱，放熱，吸熱
を案内部における加熱部と放熱部と吸熱部とで行なうよ
うにしたため、熱交換用フィンを圧力容器自体に設けた
従来の熱交換装置のように、各水素吸蔵金属材料におい
て吸熱と発熱とが切り替わる度に、この熱交換用フィン
等における熱が損失されるということがなく、顕熱損失
が少なくなって効率のよい熱交換が行なえるようにな
り、また加熱，放熱時においては圧力容器を案内部に密
接させるようにしたため、熱交換効率がさらに向上し
た。
【００５１】また、この発明の熱交換装置においては、
上記のように２種類の水素吸蔵金属材料を１つの圧力容
器ないに収容させ、この圧力容器を案内部に沿って往復
移動させるだけであるため、中高温用と低温用の２種類
の水素吸蔵金属材料をそれぞれ別の圧力容器内に収容さ
せて各圧力容器をそれぞれ適当なタイミングで加熱させ
たり冷却させたりする従来の熱交換装置に比べて、装置
を小型化できると共にその制御も容易に行なえ、ランニ
ングコストが安くなると共に、圧力容器の移動時に収容
された各水素吸蔵金属材料がある程度掻き混ぜられ、各
水素吸蔵金属材料における水素の吸収及び放出がスムー
ズに行なわれ、各水素吸蔵金属材料における発熱，吸熱
が効率よく行なわれるようになると共に、水素の吸収，
放出によって各水素吸蔵金属材料が微粉化した場合であ
っても、微粉化された各水素吸蔵金属材料が圧力容器の
底部に溜るのが抑制され、各水素吸蔵金属材料が水素を
吸収して膨張した際に圧力容器の底部が変形したり、破
壊されたりするということがなくなった。
上記のように２種類の水素吸蔵金属材料を１つの圧力容
器ないに収容させ、この圧力容器を案内部に沿って往復
移動させるだけであるため、中高温用と低温用の２種類
の水素吸蔵金属材料をそれぞれ別の圧力容器内に収容さ
せて各圧力容器をそれぞれ適当なタイミングで加熱させ
たり冷却させたりする従来の熱交換装置に比べて、装置
を小型化できると共にその制御も容易に行なえ、ランニ
ングコストが安くなると共に、圧力容器の移動時に収容
された各水素吸蔵金属材料がある程度掻き混ぜられ、各
水素吸蔵金属材料における水素の吸収及び放出がスムー
ズに行なわれ、各水素吸蔵金属材料における発熱，吸熱
が効率よく行なわれるようになると共に、水素の吸収，
放出によって各水素吸蔵金属材料が微粉化した場合であ
っても、微粉化された各水素吸蔵金属材料が圧力容器の
底部に溜るのが抑制され、各水素吸蔵金属材料が水素を
吸収して膨張した際に圧力容器の底部が変形したり、破
壊されたりするということがなくなった。
【００５２】さらに、この発明の熱交換装置において、
上記のように圧力容器を案内部に沿って移動させるにあ
たり、隙間形成手段によってこの圧力容器と案内部との
間に隙間を設けるようにしたため、圧力容器を小さな動
力でスムーズに移動させることができ、ランニングコス
トがさらに安くなる等の効果がある。
上記のように圧力容器を案内部に沿って移動させるにあ
たり、隙間形成手段によってこの圧力容器と案内部との
間に隙間を設けるようにしたため、圧力容器を小さな動
力でスムーズに移動させることができ、ランニングコス
トがさらに安くなる等の効果がある。
【図１】従来の熱交換装置の概略断面図である。
【図２】従来の熱交換装置において、熱交換用媒体を通
す媒体管を設けた圧力容器の状態を示した概略断面図で
ある。
す媒体管を設けた圧力容器の状態を示した概略断面図で
ある。
【図３】この発明の実施例における熱交換装置において
使用した圧力容器の概略断面図である。
使用した圧力容器の概略断面図である。
【図４】同実施例における熱交換装置において、上記の
圧力容器を上，下一対の案内部内にそれぞれ位置をずら
せて収容させた状態を示した概略説明図である。
圧力容器を上，下一対の案内部内にそれぞれ位置をずら
せて収容させた状態を示した概略説明図である。
【図５】同実施例の熱交換装置において、上，下一対の
案内部内に収容された各圧力容器を移動させる状態を示
した概略説明図である。
案内部内に収容された各圧力容器を移動させる状態を示
した概略説明図である。
【図６】同実施例の熱交換装置において、上，下一対の
案内部内に収容された各圧力容器を移動させて位置を変
更させた状態を示した概略説明図である。
案内部内に収容された各圧力容器を移動させて位置を変
更させた状態を示した概略説明図である。
【図７】同実施例の熱交換装置において、上，下一対の
案内部内に収容された各圧力容器を移動させて元の位置
に戻す途中の状態を示した概略説明図である。
案内部内に収容された各圧力容器を移動させて元の位置
に戻す途中の状態を示した概略説明図である。
【図８】同実施例の熱交換装置において、上，下一対の
案内部内において各圧力容器を各案内部に密接させた状
態及び各圧力容器と各案内部との間に隙間を設けた状態
を示した概略説明図である。
案内部内において各圧力容器を各案内部に密接させた状
態及び各圧力容器と各案内部との間に隙間を設けた状態
を示した概略説明図である。
１０ 圧力容器
１２ 第１収容部
１３ 第２収容部
１４ 水素通路（水素通気フィルター）
２１ａ，２１ｂ 案内部
２２ 加熱部
２３ 放熱部
２４ 吸熱部
３０ 移動手段
４０ 隙間形成手段
４１ 電磁石
Ｍ１ 中高温用の水素吸蔵金属材料
Ｍ２ 低温用の水素吸蔵金属材料
Ｍ１Ｈ，Ｍ２Ｈ 金属水素化物
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−99170（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−92670（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−286793（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 17/12
F28D 20/00
Claims (2)
- 【請求項１】 平衡水素圧力が異なる中高温用と低温用
の２種類の水素吸蔵金属材料を用い、第１収容部と第２
収容部とが水素通路を介して連通された圧力容器におけ
る第１収容部内に中高温用の水素吸蔵金属材料を収容さ
せると共に第２収容部内に低温用の水素吸蔵金属材料を
収容させて、この圧力容器内に所定量の水素を供給し、
この圧力容器を往復移動させる案内部に沿って圧力容器
を加熱する加熱部と圧力容器の熱を放熱させる放熱部と
圧力容器に熱を吸収させる吸熱部とを設け、上記の圧力
容器を移動手段によって案内部内で往復移動させ、中高
温用の水素吸蔵金属材料が収容された第１収容部を上記
放熱部と加熱部との間で往復移動させると共に、低温用
の水素吸蔵金属材料が収容された第２収容部を上記吸熱
部と放熱部との間で往復移動させる熱交換装置であっ
て、上記の圧力容器を案内部に密接させる一方、この圧
力容器の移動時には、隙間形成手段によってこの圧力容
器と案内部との間に隙間を設けるようにしたことを特徴
とする熱交換装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載した熱交換装置におい
て、圧力容器を往復移動させる案内部を分離可能に設け
ると共に、上記の隙間形成手段として、電磁石を上記の
案内路と間隔を介して設け、圧力容器の移動時に、この
電磁石により案内部を分離させて、圧力容器と案内部と
の間に隙間を設けるようにしたことを特徴とする熱交換
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15233595A JP3459498B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 熱交換装置 |
| US08/547,118 US5676202A (en) | 1994-12-22 | 1995-10-23 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15233595A JP3459498B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 熱交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320190A JPH08320190A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3459498B2 true JP3459498B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=15538298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15233595A Expired - Fee Related JP3459498B2 (ja) | 1994-12-22 | 1995-05-26 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3459498B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102322529B1 (ko) * | 2021-05-25 | 2021-11-09 | 김규정 | 열원 공급 장치 및 공기조화 시스템 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5850233B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2016-02-03 | アイシン精機株式会社 | 化学蓄熱装置 |
| JP2017037890A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社フジクラ | レーザシステム及びレーザ装置の冷却方法 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP15233595A patent/JP3459498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102322529B1 (ko) * | 2021-05-25 | 2021-11-09 | 김규정 | 열원 공급 장치 및 공기조화 시스템 |
| WO2022250232A1 (ko) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 김규정 | 열원 공급 장치 및 공기조화 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08320190A (ja) | 1996-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |