JP3583185B2 - 水素吸蔵合金利用冷熱発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水素吸蔵合金利用冷熱発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置として、例えば特開平５−１５７３９８号公報に開示されるものがある。この水素吸蔵合金利用冷熱発生装置は、熱媒を選択的に供給する熱媒体通路が付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器の所定の２個同士を、バルブを介在する水素管によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器の熱媒体通路を３方切替弁を介して熱源又は冷熱源に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器の熱媒体通路を冷熱源、他の熱媒体通路又は被冷却部に選択的に接続可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【０００３】
しかしながら、この従来の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置にあつては、次の技術的課題を有する。
（１）対をなす水素吸蔵合金収容容器の間では、単に水素が流通するのみであり、加熱源によつて加熱される一方の水素吸蔵合金収容容器内の水素吸蔵合金から放出される高温の水素が、そのまま他方の水素吸蔵合金収容容器内に流入することとなる。このため、他方の水素吸蔵合金収容容器内の水素吸蔵合金の温度上昇を生じ、水素の吸蔵効率に劣る。
【０００４】
（２）同じ組の低温側又は高温側の水素吸蔵合金収容容器同士の間では、熱交換による顕熱回収を行わないので、第１冷凍工程と第２冷凍工程の切り換えに際し、低温側又は高温側の水素吸蔵合金収容容器の温度変化にエネルギーを浪費する。従つて、効率に劣る。
【０００５】
（３）２組の水素吸蔵合金収容容器を配置して順次の温度低下を図るものであるが、各組の温度に応じた適正な低温用熱媒体の使用がなされていない。このため、管路抵抗、ポンプの駆動力等の低減を図りつつ、低温用熱媒体によつて所定の冷熱を取り出すことができない。
【０００６】
（４）冷熱を得るための低温用熱媒体を貯溜するタンクを備えない。このため、水素吸蔵合金収容容器から取り出された冷熱が、不均一な温度のままで冷凍庫等に供給されることとなる。その結果、冷凍庫等の被冷却部に対して高度の温度制御を行うことができない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、請求項１の発明の構成は、熱媒を選択的に供給する熱媒体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａが付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の所定の２個同士を、バルブ１２，１４，１６，１８を介在する水素管２１，２２，２３，２４によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７の各熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａを熱源４０又は冷熱源４１に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８の各熱媒体通路２ａ，４ａ，６ａ，８ａに低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
各対の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２を一対形成し、各対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の間に蓄熱装置１２０を介在させ、蓄熱装置１２０を介して一対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の間で熱交換を行わせることを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【０００８】
請求項２の発明の構成は、熱媒を選択的に供給する熱媒体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａが付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の所定の２個同士を、バルブ１２，１４，１６，１８を介在する水素管２１，２２，２３，２４によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７の各熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａを熱源４０又は冷熱源４１に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８の各熱媒体通路２ａ，４ａ，６ａ，８ａに低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
各対の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２をそれぞれ一対形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７から他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８に向けて水素を流す水素管２１，２２，２３，２４に、水素を冷却するガス用クーラ１１，１３，１５，１７を設け、少なくとも各組で循環使用される低温用熱媒体の昇温を抑制させることを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【０００９】
請求項３の発明の構成は、熱媒を選択的に供給する熱媒体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａが付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の所定の２個同士を、バルブ１２，１４，１６，１８を介在する水素管２１，２２，２３，２４によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７の各熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａを熱源４０又は冷熱源４１に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８の各熱媒体通路２ａ，４ａ，６ａ，８ａに低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
第１組の熱媒体通路２ａ，４ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とし、該第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、一方の第１低温用熱媒体を、第１組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａに選択的に供給し、他方の第１低温用熱媒体を、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに選択的に供給すると共に、第２組の熱媒体通路６ａ，８ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とは異種の第２低温用熱媒体とし、該第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、一方の第２低温用熱媒体を、第２組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに選択的に供給し、他方の第２低温用熱媒体を、第２組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器８，６の熱媒体通路８ａ，６ａに選択的に供給し、かつ、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに供給する第１低温用熱媒体と水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに供給する第２低温用熱媒体との間で熱交換させる熱交換器７０を配置することを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１０】
請求項４の発明の構成は、他方の第２低温用熱媒体を貯溜する第３タンク６０を設けることを特徴とする請求項３の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１１】
請求項５の発明の構成は、熱媒を選択的に供給する熱媒体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａが付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の所定の２個同士を、バルブ１２，１４，１６，１８を介在する水素管２１，２２，２３，２４によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７の各熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａを熱源４０又は冷熱源４１に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８の各熱媒体通路２ａ，４ａ，６ａ，８ａに低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
各組の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８の熱媒体通路２ａ，４ａ、６ａ，８ａ同士を接続する顕熱回収回路８５，８６を設け、該顕熱回収回路８５，８６に低温用熱媒体を通すことにより各組の低温側毎に顕熱を回収し、
水素管２１，２２，２３，２４に、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７から他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８に向けて流れる水素を冷却するガス用クーラ１１，１３，１５，１７を設け、
第１組の熱媒体通路２ａ，４ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とし、該第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、第２タンク５１に貯溜する一方の第１低温用熱媒体を、第１組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａに選択的に供給し、第１タンク５０に貯溜する他方の第１低温用熱媒体を、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに選択的に供給すると共に、第２組の熱媒体通路６ａ，８ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とは異種の第２低温用熱媒体とし、該第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、第４タンク６１に貯溜する一方の第２低温用熱媒体を、第２組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに選択的に供給し、第３タンク６０に貯溜する他方の第２低温用熱媒体を、第２組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器８，６の熱媒体通路８ａ，６ａに選択的に供給し、かつ、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに供給する第１低温用熱媒体と水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに供給する第２低温用熱媒体との間で熱交換させる熱交換器７０を配置することを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１２】
請求項６の発明の構成は、各組の高温側の水素吸蔵合金収容容器１，３、５，７の熱媒体通路１ａ，３ａ、５ａ，７ａ同士を接続する高温側顕熱回収回路９４，９５を設け、熱媒を該高温側顕熱回収回路９４，９５内で循環させることにより各組の高温側毎に顕熱を回収することを特徴とする請求項１，２，３，４又は５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１３】
請求項７の発明の構成は、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８の熱媒体通路２ａ，４ａ、６ａ，８ａ同士を接続する顕熱回収回路８５，８６に、成層型蓄熱槽９０，９１、９２，９３を設けることを特徴とする請求項５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１４】
請求項８の発明の構成は、各対の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２を一対形成し、一方の水素管２６，２８，３０，３２に、高温側に向けて水素を送る容器用ポンプ１１０を設けることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１５】
請求項９の発明の構成は、各対の水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２を一対形成し、各対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の間に蓄熱装置１２０を介在させ、蓄熱装置１２０を介して一対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の間で熱交換を行わせることを特徴とする請求項３，４又は５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置である。
【００１６】
【作用】
請求項１の発明によれば、蓄熱装置１２０を介して一対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の間で熱交換を行わせる。しかして、冷凍工程に際し、水素の回収を行う各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８に流入する水素の温度低下が効果的になされると共に、水素の回収を行う各対の高温側の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７に流入する水素の温度上昇が効果的になされる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、冷凍工程において、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７から他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８に向けて水素管２１，２２，２３，２４を流れる水素が、それぞれガス用クーラ１１，１３，１５，１７によつて冷却される。しかして、各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８において冷凍工程の効率が向上する。
【００１８】
請求項３の発明によれば、第１組の熱媒体通路２ａ，４ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とし、該第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、一方の第１低温用熱媒体を、第１組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａに選択的に供給し、他方の第１低温用熱媒体を、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに選択的に供給する。しかして、同種の第１低温用熱媒体同士の混合による弊害を恐れることなく、水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａに選択的に供給することができる。また、第２組の熱媒体通路６ａ，８ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とは異種の第２低温用熱媒体とし、該第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、一方の第２低温用熱媒体を、第２組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに選択的に供給し、他方の第２低温用熱媒体を、第２組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器８，６の熱媒体通路８ａ，６ａに選択的に供給する。しかして、同種の第２低温用熱媒体同士の混合による弊害を恐れることなく、水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに選択的に供給することができる。
【００１９】
そして、異種の第１，２組の低温用熱媒体、具体的には第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに供給する第１低温用熱媒体と水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに供給する第２低温用熱媒体とを熱交換器７０によつて熱交換させる。しかして、第１，２組における管路抵抗、ポンプの駆動力等の低減を図りつつ、異種の低温用熱媒体の混合を防止しながら所定の冷熱の取り出しがなされる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、第２組の冷熱の取り出しを行う第２低温用熱媒体を第３タンク６０に貯溜させるので、第３タンク６０に貯溜されて温度が均一化された第２低温用熱媒体によつて冷熱の取り出しを行うことができる。その結果、冷凍庫等からなる被冷却部の冷凍が安定的になされる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８の熱媒体通路２ａ，４ａ、６ａ，８ａ同士を接続する顕熱回収回路８５，８６を設け、水素管２１，２２，２３，２４に、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７から他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８に向けて流れる水素を冷却するガス用クーラ１１，１３，１５，１７を設けたので、顕熱回収回路８５，８６の作用と上記請求項２の発明の作用が融合して得られる。顕熱回収回路８５，８６を設ければ、第１組の低温側にある顕熱回収回路８５及び第２組の低温側にある顕熱回収回路８６を使用して、顕熱回収工程が行われる。すなわち、第１組の低温側では、顕熱回収回路８５内に予め充填してある低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路２ａ，４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２，４内の温度の均一化を図る。この作業は、水素吸蔵合金収容容器２内が例えば２５℃から７℃に低下し、水素吸蔵合金収容容器４内が例えば−２０℃から−２℃に上昇する程度に行えばよい。また、第２組の低温側では、顕熱回収回路８６内に予め充填してある低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路６ａ，８ａを通じて水素吸蔵合金収容容器６，８内の温度の均一化を図る。この作業は、水素吸蔵合金収容容器６内が例えば−１０℃から−２６℃に低下し、水素吸蔵合金収容容器８内が例えば−５０℃から−３４℃に上昇する程度に行えばよい。同様に水素吸蔵合金収容容器４内を降温させ、水素吸蔵合金収容容器２内を昇温させ、また、水素吸蔵合金収容容器８内を降温させ、水素吸蔵合金収容容器６内を昇温させることができる。かくして、各組の低温側の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８において顕熱が回収され、その後に行う冷凍工程の効率が向上する。
【００２２】
加えて、第１組の熱媒体通路２ａ，４ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とし、第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、第２タンク５１に貯溜する一方の第１低温用熱媒体を、第１組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａに選択的に供給し、第１タンク５０に貯溜する他方の第１低温用熱媒体を、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに選択的に供給すると共に、第２組の熱媒体通路６ａ，８ａに供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とは異種の第２低温用熱媒体とし、該第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、第４タンク６１に貯溜する一方の第２低温用熱媒体を、第２組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに選択的に供給し、第３タンク６０に貯溜する他方の第２低温用熱媒体を、第２組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器８，６の熱媒体通路８ａ，６ａに選択的に供給し、かつ、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器４，２の熱媒体通路４ａ，２ａに供給する第１低温用熱媒体と水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａに供給する第２低温用熱媒体との間で熱交換させる熱交換器７０を配置する。
【００２３】
しかして、請求項３，４と同様の作用が得られる他、第１組の熱媒体通路２ａ，４ａに適正温度の第１低温用熱媒体を選択的に供給することが可能であると共に、第２組の熱媒体通路６ａ，８ａに適正温度の第２低温用熱媒体を選択的に供給することが可能である。加えて、熱交換器７０によつて、所定の第１低温用熱媒体と第２低温用熱媒体との間で熱交換させるので、適正温度を与えた第１低温用熱媒体と第２低温用熱媒体との混合を防止して、管路抵抗、ポンプの駆動力等の低減を図りつつ、２種の低温用熱媒体によつて所定温度の冷熱を効果的に取り出すことができる。その結果、各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８において、冷凍工程の効率が著しく向上する。
【００２４】
請求項６の発明によれば、各組の高温側の水素吸蔵合金収容容器１，３、５，７の熱媒体通路１ａ，３ａ、５ａ，７ａ同士を接続する高温側顕熱回収回路９４，９５を設け、各組の高温側毎に顕熱を回収するので、冷凍工程の効率を向上させることが可能である。
【００２５】
請求項７の発明によれば、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８の熱媒体通路２ａ，４ａ、６ａ，８ａ同士を接続する顕熱回収回路８５，８６に、成層型蓄熱槽９０，９１、９２，９３を設けるので、冷凍工程への切替えに先立ち、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４、６，８内の温度をより適正な温度に予め昇降変更することが可能になる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、各対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の一方に、高温側に向けて水素を送る容器用ポンプ１１０を設ける。このため、冷熱の取り出しを行う各対の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８において、水素放出が効果的になされ、冷凍工程の効率が向上する。
【００２７】
請求項９の発明によれば、蓄熱装置１２０を介して一対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２の間で熱交換を行わせる。しかして、冷凍工程に際し、水素の回収を行う各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８に流入する水素の温度低下が効果的になされると共に、水素の回収を行う各対の高温側の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７に流入する水素の温度上昇が効果的になされる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１〜図６は、本発明の１実施例に係る水素吸蔵合金利用冷熱発生装置を示す。水素吸蔵合金利用冷熱発生装置は、図１に示すように蒸気、冷却水等の熱媒（冷媒を含む。以下同じ）の循環部Ｘ、水素の吸放出部Ｙ及び熱媒である低温用熱媒体の循環部Ｚを備える。ここで、低温用熱媒体は、塩化カルシウム水溶液、フロリナート等である。水素の吸放出部Ｙは、第１対〜第４対をなす水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８を有する。各対をなす水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８同士は、それぞれの対が水素ガス用クーラ１１，１３，１５，１７及びバルブ１２，１４，１６，１８を介在する水素管２１，２２，２３，２４によつて連通されると共に、バルブ２５，２７，２９，３１を介在する水素管２６，２８，３０，３２によつても連通されている。水素ガス用クーラ１１，１３，１５，１７は、対をなす一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７に発生する高温の水素ガスを冷却して、他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８に導入する機能を有する。
【００２９】
各水素吸蔵合金収容容器１，２，３，４，５，６，７，８には、それぞれ熱交換用の熱媒体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａが付属されている。各対の一方の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７の熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａは、後記する熱源４０又は冷熱源４１に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８の熱媒体通路２ａ，４ａ，６ａ，８ａは、後記する低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、第１，２対が第１組を構成し、該第３，４対が第２組を構成している。この高温側にある水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７内には、水素平衡圧力が最低の水素吸蔵合金、具体的にはＴｉ_０．３Ｚｒ_０．７Ｃｒ_１．７Ｆｅ_０．４Ｍｒ_０．４Ｃｕ_０．２ を収容し、低温側の内、第１組にある水素吸蔵合金収容容器２，４内には、水素平衡圧力が中間の水素吸蔵合金、具体的にはＴｉ_０．６５Ｚｒ_０．３５Ｃｒ_１．２Ｆｅ_０．３Ｍｒ_０．４Ｎｉ_０．１ Ｃｕ_０．１ を収容し、低温側の内、第２組にある水素吸蔵合金収容容器６，８内には、水素平衡圧力が最高の水素吸蔵合金、具体的にはＴｉ_０．７Ｚｒ_０．３Ｃｒ_１．０Ｆｅ_０．３Ｍｒ_０．４Ｎｉ_０．３ Ｃｕ_０．１ を収容している。
【００３０】
また、第１組の低温側にある水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａ同士及び第２組の低温側にある水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａ同士は、それぞれ顕熱回収回路８５，８６によつて接続させる。中温系となる第１組の低温側にある熱媒体通路２ａ，４ａを接続させる顕熱回収回路８５は、熱媒体通路２ａの下流側のバルブ３２及び熱媒体通路２ａ，４ａの各上流側のバルブ３３，３４並びにポンプ３５を介在している。低温系となる第２組の低温側にある熱媒体通路６ａ，８ａを接続させる顕熱回収回路８６は、熱媒体通路６ａの下流側のバルブ３６及び熱媒体通路６ａ，８ａの各上流側のバルブ３７，３８並びにポンプ３９を介在している。
【００３１】
熱媒の循環部Ｘは、ガスボイラー等からなり、高温（１５０℃）の加熱蒸気を高温熱媒として出す熱源４０と、クーリングタワー等からなり、ほぼ常温（３２℃）の水をほぼ常温熱媒として出す冷熱源４１とを備え、それぞれバルブ４２ａ〜４２ｅ，４３ａ〜４３ｅ，４４ａ〜４４ｅ，４５ａ〜４５ｅの切換え操作により、高温側の所定の水素吸蔵合金収容容器１，３，５，７の熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａに高温熱媒又はほぼ常温熱媒を選択的に供給することができる。熱源４０からの熱媒は、バルブ４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ及び４２ｄ，４３ｄ，４４ｄ，４５ｄの開閉操作により、熱媒体通路１ａ，３ａ，５ａ，７ａを適宜に通過した後、ドレイン回路１９ａから外部にドレインされ、また、冷熱源４１からの熱媒は、バルブ４５ｂ，４４ｂ，４３ｂ，４２ｂ及び４５ｃ，４４ｃ，４３ｃ，４２ｃの開閉操作により、循環使用される。なお、冷熱源４１からの熱媒は、バルブ４５ｅ，４４ｅ，４３ｅ，４２ｅの開閉操作により、ベント回路１９ｂから外部に放出させることもできる。
【００３２】
低温用熱媒体の循環部Ｚは、第１冷熱（−１７℃）状態の第１低温用熱媒体を貯める第１タンク５０と、第１低温用熱媒体を貯溜する第２タンク５１とを備え、混合を生ずる第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させてある。第１タンク５０の第１低温用熱媒体は、バルブ５２ａ，５２ｂ又は５３ａ，５３ｂの開閉操作を行うと共にポンプ５７の駆動により、第１組の低温側にある各水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａのいずれか一方に切換え供給され、循環使用される。第１タンク５０は、循環する第１低温用熱媒体を貯溜かつ混合させ、均一温度（−１７℃程度）の第１低温用熱媒体を得る機能を有する。第２タンク５１の第１低温用熱媒体は、バルブ５５ａ，５６ａ又は５５ｂ，５６ｂの開閉操作を行うと共にポンプ５４の駆動により、各水素吸蔵合金収容容器２，４の熱媒体通路２ａ，４ａの他方に切換え供給され、循環使用される。５９は、低温用熱媒体用温度調節器であり、第２タンク５１から流出して他方の熱媒体通路２ａ，４ａに供給される第１低温用熱媒体の温度を常温（２５℃よりも若干低温）に調節する機能を有する。
【００３３】
更に、低温用熱媒体の循環部Ｚは、第２冷熱（−４５℃）状態の第２低温用熱媒体を貯める第３タンク６０と、第２低温用熱媒体を貯溜する第４タンク６１とを備え、混合を生ずる第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させてある。第３タンク６０の第２低温用熱媒体は、バルブ６３ａ，６４ａ又は６３ｂ，６４ｂの開閉操作を行うと共にポンプ６７の駆動により、第２組の低温側にある各水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａのいずれか一方に切換え供給され、循環使用される。第３タンク６０は、第２低温用熱媒体を貯溜かつ混合させ、均一温度（−４５℃）の第２低温用熱媒体を得る機能を有する。また、第４タンク６１の第２低温用熱媒体は、バルブ６５ａ，６６ａ又は６５ｂ，６６ｂの開閉操作を行うと共にポンプ６４の駆動により、各水素吸蔵合金収容容器６，８の熱媒体通路６ａ，８ａの他方に切換え供給され、循環使用される。
【００３４】
熱交換器７０は、第１低温用熱媒体と第２低温用熱媒体との間で熱交換を行わせる。熱交換器７０は、第２組の低温側にある熱媒体通路６ａ及び８ａの上流側であつて、第４タンク６１に付属するポンプ６４とバルブ６５ａ，６５ｂとの間に介装され、第１組の低温側にある熱媒体通路２ａ又は４ａのいずれか一方を通つて第１冷熱（−１７℃）状態となつた第１低温用熱媒体がポンプ５８によつて送り込まれ、熱媒体通路６ａ又は８ａのいずれか一方に供給される前の第２低温用熱媒体を第１冷熱（−１７℃）に近い程度にまで冷却する。ここで、第１低温用熱媒体と第２低温用熱媒体とは、異種の低温用熱媒体によつて構成し、効率化を図る。すなわち、低温用熱媒体の粘性を調節して管路抵抗を削減し、ポンプ５４，５７，５８、６４，６７，７３の負荷を低減させつつ熱移動を効果的に行わせる。実際には、低温用熱媒体として例えば塩化カルシウム水溶液を使用する場合は、水溶液の濃度を変えて異種の低温用熱媒体とすればよい。
【００３５】
この第３タンク６０に貯めた第２冷熱（−４５℃）状態の第２低温用熱媒体は、冷凍庫等からなる被冷却部７２の冷凍用に供される。すなわち、ポンプ７３によつて送られる第２低温用熱媒体は、被冷却部７２内のフィンコイルユニット型等の熱交換器７４を通り、被冷却部７２内の冷凍に供される。８０は、ヒータを内蔵したタンクであり、ポンプ８１の駆動によつてヒータによつて適当に昇温させた第２低温用熱媒体を被冷却部７２内の熱交換器７４に供給し、昇温させることによつて熱交換器７４に付着した霜を除去する。
【００３６】
次に、上記実施例の作用について説明する。
先ず、第１サイクルとしての第１冷凍工程について図２，図６を参照して説明する。
バルブ４２ａ，４４ａ，４２ｄ，４４ｄを開いて第１，３対の一方（高温側）の水素吸蔵合金収容容器１，５の熱媒体通路１ａ，５ａに高温熱媒を通して水素吸蔵合金収容容器１，５内の水素吸蔵合金を共に加熱（１５０℃）すると共に、バルブ４３ｃ，４５ｃ，４３ｂ，４５ｂを開いて第２，４対の一方（高温側）の水素吸蔵合金収容容器３，７の熱媒体通路３ａ，７ａにほぼ常温熱媒（３２℃）を通して水素吸蔵合金収容容器３，７内の水素吸蔵合金を共に冷却（３５℃）する。
【００３７】
次に、第１，３対の各水素管２１，２３のバルブ１２，１６を次第に開けば、水素吸蔵合金収容容器１，５内で加熱されて放出された水素ガスが、ガス用クーラ１１，１５を通つて冷却されながら水素吸蔵合金収容容器２，６内に入り、水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵される。ガス用クーラ１１，１５は、水素管２１，２３を通る水素を冷却し、水素吸蔵合金収容容器１，５内での加熱状態のままで水素吸蔵合金収容容器２，６内に入ることを防止し、水素吸蔵合金収容容器２，６の内部ひいては熱媒体通路２ａ，６ａを流れる第１，第２低温用熱媒体の昇温を抑制する。これにより、水素吸蔵合金収容容器２，６での水素吸蔵が安定的かつ良好になされるようになると共に、顕熱回収工程を経た後に個別に混合を生ずる第１，第２低温用熱媒体の昇温が抑制される。かくして、予め冷却されていた水素吸蔵合金収容容器２，６内が所定の温度上昇をする。
【００３８】
これにより、予め水素吸蔵状態にある水素吸蔵合金収容容器１，５内が、図６にＡで示すように高温（１５０℃）かつ高圧になると共に、予め水素が放出された状態にある第２，４対の一方の水素吸蔵合金収容容器３，７内が、図６にＢで示すように冷熱源４１のほぼ常温熱媒（３２℃）よりも若干高温のほぼ常温（３５℃）かつ低圧になる。また、予め水素が放出された状態にある第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器２内が、図６にＣで示すようにほぼ常温（２５℃）かつＡよりも低圧になる。予め水素が放出された状態にある第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器６内の水素吸蔵合金は、比較的低温（−１０℃）でＡよりも若干低圧（Ｅ）状態になる。
【００３９】
一方、第２，４対の各水素管２８，３２のバルブ２７，３１を次第に開けば、水素吸蔵合金収容容器３，７内が３５℃に冷却されているので、予め水素が吸蔵された状態にある水素吸蔵合金収容容器４，８内で水素ガスが放出されて水素吸蔵合金収容容器３，７内に入り、水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵される。かくして、水素吸蔵合金収容容器４，８内が温度低下する。これにより、水素吸蔵合金収容容器４内は、比較的低圧状態ではあるが、比較的低温（−２０℃）でＢよりも若干高圧（Ｄ）状態になる。また、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８内の水素吸蔵合金は低温（−５０℃）でＢよりも高圧（Ｆ）状態になる。
【００４０】
このようにして水素吸蔵合金収容容器２内がほぼ常温（２５℃）になり、水素吸蔵合金収容容器６内が所定の冷却温度（−１０℃）になり、水素吸蔵合金収容容器４内が比較的低温（−２０℃）になり、水素吸蔵合金収容容器８内が低温（−５０℃）になつたなら、バルブ５５ａ，５６ａ、６５ａ，６６ａ、５３ａ，５３ｂ、６３ｂ，６４ｂを開き、かつ、ポンプ５４，６４，５７，５８，６７をそれぞれ駆動する。これにより、水素吸蔵合金収容容器２，６での水素回収が継続的に行われ、水素吸蔵合金収容容器４，８での冷熱の取り出しが継続的に行われるようになる。
【００４１】
バルブ５５ａ，５６ａを開き、かつ、ポンプ５４を駆動すれば、水素吸蔵合金収容容器１内の水素吸蔵合金が加熱されて放出された水素ガスが、ガス用クーラ１１を通つて冷却されながら水素吸蔵合金収容容器２内に入り、水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵される（Ａ−Ｃ）。その際、第２タンク５１の第１低温用熱媒体が低温用熱媒体用温度調節器５９を通つて若干冷却されて、第１対の他方（低温側）の水素吸蔵合金収容容器２の熱媒体通路２ａに通されて、水素吸蔵合金収容容器２内の水素吸蔵合金がほぼ常温（２５℃）に維持される。
このようにして、水素吸蔵合金収容容器２内に生じた熱が第１低温用熱媒体によつて吸熱されながら、水素吸蔵合金収容容器２内の水素吸蔵合金に水素が吸蔵回収される。
【００４２】
バルブ５３ａ，５３ｂを開き、かつ、ポンプ５７を駆動すれば、第２対の一方の水素吸蔵合金収容容器３内の水素吸蔵合金が冷却されながら水素の吸蔵を行い、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４内の水素吸蔵合金が水素放出によつて温度低下して比較的低温（−２０℃）にあるので、水素吸蔵合金収容容器４の熱媒体通路４ａに通された第１低温用熱媒体が第１冷熱（−１７℃）状態となつて第１タンク５０に貯溜される。このようにして水素吸蔵合金収容容器４内から放出された水素は、バルブ２７を開いた水素管２８を通つて第２対の一方の水素吸蔵合金収容容器３内の水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵回収される（Ｄ−Ｂ）。この発生熱は冷熱源４１で放熱される。
【００４３】
また、バルブ６５ａ，６６ａを開き、かつ、ポンプ６４を駆動すれば、第３対の一方の水素吸蔵合金収容容器５内の水素吸蔵合金が加熱されて放出された水素ガスが、ガス用クーラ１５を通つて冷却されながら水素吸蔵合金収容容器６内に入り、水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵される（Ａ−Ｅ）。その際、第４タンク６１の第２低温用熱媒体が熱交換器７０を経て第３対の他方（低温側）の水素吸蔵合金収容容器６の熱媒体通路６ａに通され、水素吸蔵合金収容容器６内に生じた熱が第２低温用熱媒体によつて吸熱されながら、水素吸蔵合金収容容器６内の水素吸蔵合金に水素が吸蔵回収される。第４タンク６１の第２低温用熱媒体が熱交換器７０を通ることにより、第４タンク６１側の第２低温用熱媒体が、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器４の熱媒体通路４ａを通つて第１冷熱（−１７℃）状態となつた第１低温用熱媒体と熱交換されて冷却されるので、水素吸蔵合金収容容器６内の温度上昇が抑制され、−１０℃に維持される。
【００４４】
更に、バルブ６３ｂ，６４ｂを開き、かつ、ポンプ６７を駆動すれば、第４対の一方の水素吸蔵合金収容容器７内の水素吸蔵合金が冷却されながら水素の吸蔵を行い、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器８内の水素吸蔵合金が水素放出によつて温度低下する傾向にあるので、水素吸蔵合金収容容器８の熱媒体通路８ａに通された第２低温用熱媒体が第２冷熱（−４５℃）状態となつて第２タンク６０に貯溜される。このようにして水素吸蔵合金収容容器８内から放出された水素は、バルブ３１を開いた水素管３２を通つて第４対の一方の水素吸蔵合金収容容器７内の水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵回収される（Ｆ−Ｂ）。この発生熱は冷熱源４１で放熱される。
【００４５】
水素吸蔵合金収容容器８の熱媒体通路８ａを通つて−４５℃に冷却された第２低温用熱媒体は、ポンプ７３の駆動により、被冷却部７２の熱交換器７４に供給される。しかして、熱媒体通路８ａに入る第２低温用熱媒体は、第３タンク６０に貯溜されて均一温度に保たれた状態で送り込まれるので、熱媒体通路８ａを出て直接又は第３タンク６０に貯溜された後に熱交換器７４に供給された際、均一温度を良好に維持している。更に、ポンプ６７の停止時にあつても、ポンプ７３の駆動によつて第３タンク６０に貯溜された第２低温用熱媒体が熱交換器７４に供給されるので、被冷却部７２の冷凍作業を中断させる必要がなくなる。
【００４６】
第２サイクルとしての顕熱回収工程について図３を参照して説明する。
第１組の低温側にある顕熱回収回路８５及び第２組の低温側にある顕熱回収回路８６を使用して、顕熱回収工程が行われる。すなわち、第１組の低温側では、バルブ３２，３３，３４を開くと共にポンプ３５を駆動し、顕熱回収回路８５内に予め充填してある第１低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路２ａ，４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２，４内の温度の均一化を図る。この作業は、図３に示すように水素吸蔵合金収容容器２内が２５℃から７℃に低下し、水素吸蔵合金収容容器４内が−２０℃から−２℃に上昇する程度に行えばよい。また、第２組の低温側では、バルブ３６，３７，３８を開くと共にポンプ３９を駆動し、顕熱回収回路８６内に予め充填してある第２低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路６ａ，８ａを通じて水素吸蔵合金収容容器６，８内の温度の均一化を図る。この作業は、図３に示すように水素吸蔵合金収容容器６内が−１０℃から−２６℃に低下し、水素吸蔵合金収容容器８内が−５０℃から−３４℃に上昇する程度に行えばよい。
【００４７】
一方、バルブ４２ｂ，４２ｃ，４３ａ，４３ｄ，４４ｂ，４４ｃ，４５ａ及び４５ｄを開き、水素吸蔵合金収容容器１，５の熱媒体通路１ａ，５ａを冷熱源４１に接続させて内部の水素吸蔵合金を３５℃程度に降温させると共に、水素吸蔵合金収容容器３，７の熱媒体通路３ａ，７ａを熱源４０に接続させて内部の水素吸蔵合金を１５０℃程度に昇温させる。これにより、加熱を受ける水素吸蔵合金収容容器３，７内が図６のＡになり、冷却を受ける水素吸蔵合金収容容器１，５内がＢになる。しかして、顕熱回収工程を行うことにより、各水素吸蔵合金収容容器１，２，３，４，５，６，７，８が、それぞれ次の冷凍工程により適した温度に変更される。顕熱回収工程の終了後は、ポンプ３５，３９を停止し、バルブ３２，３３，３４，３６，３７，３８を閉じる。
【００４８】
第３サイクルとしての冷凍工程について図４を参照して説明する。
第３サイクルの冷凍工程では、第１対〜第４対をなす水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８において、第１サイクルの冷凍工程と逆向きに水素を流通させる。すなわち、前記顕熱回収工程と同様に水素吸蔵合金収容容器３及び７内の水素吸蔵合金を１５０℃に加熱すると共に、水素吸蔵合金収容容器１及び５内の水素吸蔵合金を３２℃に冷却する。そして、図４に示すように水素管２６のバルブ２５を開くことにより、水素吸蔵合金収容容器２内がＤに、水素管２２のバルブ１４を開くことにより、水素吸蔵合金収容容器４内がＣに、水素管３０のバルブ２９を開くことにより、水素吸蔵合金収容容器６内がＦに、水素管２４のバルブ１８を開くことにより、水素吸蔵合金収容容器８内がＥになる。
【００４９】
この状態からバルブ５５ｂ，５６ｂ，６５ｂ，６６ｂを開けば、水素吸蔵合金収容容器３及び７の加熱によつて放出される水素ガスが水素吸蔵合金収容容器４及び８に流入し、水素吸蔵合金収容容器４及び８において水素の回収がなされる。水素吸蔵合金収容容器４では、水素吸蔵に伴つて発熱作用を生ずるが、第２タンク５１の第１低温用熱媒体が低温用熱媒体用温度調節器５９を通つて熱媒体通路４ａに供給されているので、約２５℃に維持される。同時に、水素吸蔵合金収容容器８の水素吸蔵合金は、熱交換器７０によつて冷却された第２低温用熱媒体の熱媒体通路８ａへの供給により、約−１０℃に維持される。
【００５０】
一方、水素吸蔵合金収容容器１及び５内の水素吸蔵合金が３２℃に冷却され、水素吸蔵合金収容容器２内が−２０℃に冷却され、水素吸蔵合金収容容器６内が−５０℃に冷却された状態で、バルブ５２ａ、５２ｂ、６３ａ、６４ａを開けば、水素吸蔵合金収容容器２及び６において水素の放出がなされる。水素吸蔵合金収容容器２内の水素吸蔵合金から水素ガスが放出され、水素吸蔵合金収容容器１内の水素吸蔵合金に吸蔵回収される。これにより、水素吸蔵合金収容容器２の熱媒体通路２ａを流れる第２低温用熱媒体が−２０℃程度に冷却維持される。また、水素吸蔵合金収容容器６内の水素吸蔵合金から水素ガスが放出され、水素吸蔵合金収容容器５内の水素吸蔵合金に吸蔵回収される。これにより、第１サイクルとしての冷凍工程と同様に、水素吸蔵合金収容容器６の熱媒体通路６ａを流れる第２低温用熱媒体が−５０℃程度に冷却維持される。熱媒体通路６ａを通つて約−５０℃に冷却された第２低温用熱媒体は、約−４５℃で被冷却部７２の熱交換器７４に供給される。
【００５１】
第４サイクルとして行う再度の顕熱回収工程について図５を参照して説明する。
バルブ４２ａ，４２ｄ，４４ａ及び４４ｄを開いて水素吸蔵合金収容容器１及び５内の水素吸蔵合金を１５０℃に加熱すると共に、バルブ４３ｂ，４３ｃ，４５ｂ及び４５ｃを開いて、水素吸蔵合金収容容器３及び７内の水素吸蔵合金を３２℃に冷却する。一方、バルブ３２，３３，３４を開くと共に、ポンプ３５を駆動し、第１組の低温側の水素吸蔵合金収容容器２及び４において第１低温用熱媒体を循環させ、図５に示すように水素吸蔵合金収容容器４を７℃に降温させ、水素吸蔵合金収容容器２を−２℃に昇温させる。また、バルブ３６，３７，３８を開くと共に、ポンプ３９を駆動し、第２組の低温側の水素吸蔵合金収容容器６及び８において第２低温用熱媒体を循環させ、水素吸蔵合金収容容器６を−３４℃に昇温させ、水素吸蔵合金収容容器８を−２６℃に降温させる。しかして、顕熱回収工程を行うことにより、各水素吸蔵合金収容容器１，２，３，４，５，６，７，８内の水素吸蔵合金が、それぞれ次の冷凍工程により適した温度に変更される。顕熱回収工程の終了後は、ポンプ３５，３９を停止し、バルブ３２，３３，３４，３６，３７，３８を閉じる。
【００５２】
このようにして、上記１〜４サイクルを繰り返し実行することにより、第３タンク６０内、ひいては被冷却部７２内が冷凍温度（−４５℃）に良好に維持される。
【００５３】
被冷却部７２の熱交換器７４に霜が付着した場合には、デフロスト工程を行う。すなわち、ヒータ内装のタンク８０内の第２低温用熱媒体を適当に昇温させ、この第２低温用熱媒体をポンプ８１の駆動によつて被冷却部７２内の熱交換器７４に供給し、昇温させることによつて熱交換器７４に付着した霜を除去する。
【００５４】
図７には他の構造例を示す。先ず、各顕熱回収回路８５，８６にそれぞれ１個の成層型蓄熱槽９０，９２を設けると共に、各組の高温側の水素吸蔵合金収容容器１，３、５，７の熱媒体通路１ａ，３ａ、５ａ，７ａ同士を接続する高温側顕熱回収回路９４，９５をそれぞれ設ける場合について説明する。各顕熱回収回路８５，８６の成層型蓄熱槽９０，９２は、各熱媒体通路２ａ，６ａの下流側であつてバルブ３２，３４、３６，３８の間に配置してある。
【００５５】
成層型蓄熱槽９０，９２は、それぞれ内部が熱伝達率の小さな部材からなる多数の仕切りによつて区画されて自然対流が抑制される構造を有し、各顕熱回収回路８５，８６は各成層型蓄熱槽９０，９２の上部及び下部にそれぞれ接続されている。従つて、各成層型蓄熱槽９０，９２に蓄積された第１，２低温用熱媒体の温度分布が自然対流によつて均一になることが防止され、温度変化を生じながら送り込まれた第１，２低温用熱媒体がそのままの温度分布で蓄積される。
【００５６】
いま、高温の水素吸蔵合金収容容器２，６の熱媒体通路２ａ，６ａを通つた第１，２低温用熱媒体が各成層型蓄熱槽９０，９２に蓄積される場合には、図８に示すように最初に熱媒体通路２ａ，６ａから送り出される第１，２低温用熱媒体は高温Ｔｒ_１ にあり、時間の経過に伴つて水素吸蔵合金収容容器２，６内が次第に降温し、各成層型蓄熱槽９０，９２に下部から送り込まれる第１，２低温用熱媒体も次第に降温する。かくして、最初に各成層型蓄熱槽９０，９２の下部から送り込まれ、上方に押し上げられた第１，２低温用熱媒体ほど温度が高く、後から流入してきた第１，２低温用熱媒体の温度（Ｔｒ_３ ）が低いこととなり、高さに応じて図８に実線Ａで示す温度勾配が生ずる。
【００５７】
逆に、低温の水素吸蔵合金収容容器２，６の熱媒体通路２ａ，６ａを通つた第１，２低温用熱媒体が各成層型蓄熱槽９０，９２に蓄積される場合には、図９に示すように最初に熱媒体通路２ａ，６ａから送り出される第１，２低温用熱媒体は低温Ｔｒ_４ にあり、時間の経過に伴つて水素吸蔵合金収容容器２，６内が次第に昇温し、各成層型蓄熱槽９０，９２に下部から送り込まれる第１，２低温用熱媒体も次第に昇温する。かくして、最初に各成層型蓄熱槽９０，９２の下部から送り込まれ、上方に押し上げられた第１，２低温用熱媒体ほど温度が低く、後から流入してきた第１，２低温用熱媒体の温度（Ｔｒ_２ ）が高いこととなり、高さに応じて図９に実線Ｂで示す温度勾配が生ずる。なお、温度Ｔｒ_１ 〜Ｔｒ_４ は、それぞれ熱媒体通路２ａ，６ａに応じた温度である。
【００５８】
しかして、この第１組の低温側にある顕熱回収回路８５によれば、第２サイクルとしての顕熱回収工程に際し、バルブ３２，３３，３４を開くと共にポンプ３５を駆動し、顕熱回収回路８５内に予め充填してある第１低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路２ａ，４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２，４内の温度の昇降変更を図る。これにより、成層型蓄熱槽９０では、熱媒体通路２ａを通つた最高温度２５℃の高温の第１低温用熱媒体が下部から入つて次第に蓄熱され、充満されていた第１低温用熱媒体が上端部から押し出される。成層型蓄熱槽９０から押し出された第１低温用熱媒体は、熱媒体通路４ａを通つて水素吸蔵合金収容容器４内の昇温に供される。図８に斜線で示す部分が成層型蓄熱槽９０内に回収された熱量になる。このようにして、顕熱回収を効果的に行うことができる。
【００５９】
また、第４サイクルとしての顕熱回収工程に際しては、バルブ３２，３３，３４を開くと共にポンプ３５を駆動し、顕熱回収回路８５内に予め充填してある第１低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路２ａ，４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２，４内の温度の昇降変更を図る。これにより、−２０℃の低温の水素吸蔵合金収容容器２内の第１低温用熱媒体が成層型蓄熱槽９０の下部から入り次第に蓄熱され、充満されていた第１低温用熱媒体が上端部から押し出される。成層型蓄熱槽９０から押し出された第１低温用熱媒体は、熱媒体通路４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器４内の降温に利用される。図９に斜線で示す部分が回収された熱量になる。このようにして、顕熱回収を効果的に行うことができる。
【００６０】
同様に、第２組の低温側にある顕熱回収回路８６においても、成層型蓄熱槽９２に熱量を回収しながら、−５０℃の第２低温用熱媒体と−１０℃の第２低温用熱媒体との間で温度の昇降変更を行うことができる。
【００６１】
また、図７に示すように各組の高温側の水素吸蔵合金収容容器１，３、５，７の熱媒体通路１ａ，３ａ、５ａ，７ａ同士を接続する高温側顕熱回収回路９４，９５をそれぞれ設ければ、第２，４サイクルとして行う顕熱回収工程において、成層型蓄熱槽９０，９２を具えない各顕熱回収回路８５，８６と同様に、温度の均一化を図ることができる。すなわち、第１組の高温側では、バルブ１２１，１２２，１２３を開くと共にポンプ９７を駆動し、顕熱回収回路９４内に予め充填されている熱媒を循環させ、熱媒体通路１ａ，３ａを通じて水素吸蔵合金収容容器１，３内の温度の均一化を図ることができる。同様に、第２組の高温側では、バルブ９８，９９，１００を開くと共にポンプ１０１を駆動し、顕熱回収回路９５内に予め充填されている熱媒を循環させ、熱媒体通路５ａ，７ａを通じて水素吸蔵合金収容容器５，７内の温度の均一化を図ることができる。高温側顕熱回収回路９４，９５を設ける場合には、熱源４０及び冷熱源４１からの熱媒は、同質化させることが望ましい。
【００６２】
また、図７に示すように蓄熱槽９０，９２に加えて、蓄熱槽９１，９３を設けることもできる。蓄熱槽９１，９３は、前記蓄熱槽９０，９２と同様の構造を有し、図８，図９に示す特性を有している。この場合、各顕熱回収回路８５，８６の成層型蓄熱槽９１，９３は、各熱媒体通路４ａ，８ａの下流側であつてバルブ３３ａ，３３、３７ａ，３７の間に配置してある。新たに設けたバルブ３３ａ，３７ａは、第１冷凍工程及び第２冷凍工程に際して、各水素吸蔵合金収容容器４，８に供給される第１，２低温用熱媒体と成層型蓄熱槽９１，９３内の第１，２低温用熱媒体との混合を防止する機能がある。
【００６３】
顕熱回収回路８５に成層型蓄熱槽９１を設ければ、第２サイクルとしての顕熱回収工程に際し、バルブ３２，３３，３３ａ，３４を開くと共にポンプ３５を駆動し、顕熱回収回路８５内に予め充填してある第１低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路２ａ，４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２，４内の温度の昇降変更を図る。これにより、成層型蓄熱槽９０の作用に加え、成層型蓄熱槽９１では、熱媒体通路４ａを通つた最低温度−２０℃の低温の第１低温用熱媒体が下部から入り次第に蓄熱され、充満されていた第１低温用熱媒体が上端部から押し出される。成層型蓄熱槽９１から押し出された第１低温用熱媒体は、熱媒体通路２ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２内の降温に利用される。
【００６４】
また、第４サイクルとしての顕熱回収工程に際しては、バルブ３２，３３，３３ａ，３４を開くと共にポンプ３５を駆動し、顕熱回収回路８５内に予め充填してある第１低温用熱媒体を循環させ、熱媒体通路２ａ，４ａを通じて水素吸蔵合金収容容器２，４内の温度の昇降変更を図る。これにより、成層型蓄熱槽９０の作用に加え、成層型蓄熱槽９１では、熱媒体通路４ａを通つた最高温度２５℃の高温の第１低温用熱媒体が下部から入つて次第に蓄熱され、充満されていた第１低温用熱媒体が上端部から押し出される。成層型蓄熱槽９１から押し出された第１低温用熱媒体は、熱媒体通路２ａを通つて水素吸蔵合金収容容器２内の昇温に供される。
【００６５】
同様に、第２組の低温側にある顕熱回収回路８６においても、成層型蓄熱槽９２，９３を機能させながら、−５０℃の第２低温用熱媒体と−１０℃の第２低温用熱媒体との間で温度の昇降変更を行うことができる。しかして、各成層型蓄熱槽９０，９１，９２，９３は、水素吸蔵合金収容容器２，４，６，８内の温度の昇降変更を効率的に得るのに必要な量の第１，２低温用熱媒体が貯溜される容積を与えることが望まれる。
【００６６】
図１０には、第１対の水素吸蔵合金収容容器１，２を接続する一対の水素管２１，２６の一方、具体的には水素が高温側に向けて流通する水素管２６に、高温側に向けて水素を送る容器用ポンプ１１０を設けた構造例を示す。この構造例によれば、図４に示す第３サイクルとしての冷凍工程において、水素吸蔵合金収容容器１が３２℃の熱媒で冷却された状態でバルブ２５を開くと共にバルブ５２ａ、５２ｂを開けば、水素吸蔵合金収容容器２内の水素吸蔵合金から水素が放出され、水素吸蔵合金収容容器１内の水素吸蔵合金に水素が吸蔵回収される。その際、容器用ポンプ１１０を駆動すれば、水素吸蔵合金収容容器２内の水素が水素吸蔵合金収容容器１内に強制的に送り込まれる。このため、水素吸蔵合金収容容器２内が減圧されて水素放出が促され、また、水素吸蔵合金収容容器１内で水素吸蔵が促される。その結果、熱媒体通路２ａの冷却状態が早期かつ良好に得られることとなる。
【００６７】
他の対をなす水素吸蔵合金収容容器３，４、５，６、７，８の水素が高温側に向けて流通する各水素管２８，３０，３２に、同様に高温側に向けて水素を送る容器用ポンプ１１０を設けることにより、各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器４、６、８において水素放出が促され、熱媒体通路４ａ、６ａ、８ａの冷却状態が早期かつ良好に得られることとなる。
【００６８】
更に、図１１に示すように第１対の水素吸蔵合金収容容器１，２を接続する一対の水素管２１，２６の間に蓄熱装置１２０を介在させ、蓄熱装置１２０を介して一対の水素管２１，２６の間で熱交換を行わせることができる。この構造例によれば、第１サイクルとしての第１冷凍工程において、１５０℃に加熱される高温側の水素吸蔵合金収容容器１から放出される水素が、蓄熱装置１２０に予め蓄えられている低温の熱媒によつて冷却され、低温側の水素吸蔵合金収容容器２に流入する。その結果、低温側の水素吸蔵合金収容容器２内の昇温が抑制され、水素吸蔵合金収容容器２での水素吸蔵が安定的かつ良好になされるようになると共に、顕熱回収工程を経た後に混合を生ずる第１低温用熱媒体の昇温が抑制される。その際、蓄熱装置１２０の熱媒が昇温されて高温になる。
【００６９】
また、第３サイクルとしての第２冷凍工程において、−２０℃に冷却される低温側の水素吸蔵合金収容容器２から放出される水素が、蓄熱装置１２０に予め蓄えられている高温の熱媒によつて加熱され、高温側の水素吸蔵合金収容容器２に流入する。その結果、高温側の水素吸蔵合金収容容器１内の降温が抑制され、水素吸蔵合金収容容器１での水素吸蔵が安定的かつ良好になされるようになる。その際、蓄熱装置１２０の熱媒が冷却されて低温になる。
【００７０】
他の対をなす水素吸蔵合金収容容器３，４、５，６、７，８を接続する一対の水素管２２，２８、２３，３０、２４，３２の間にも同様に蓄熱装置１２０を介在させ、蓄熱装置１２０を介して一対の水素管２２，２８、２３，３０、２４，３２の間で熱交換を行わせることもできる。これにより、他の対をなす水素吸蔵合金収容容器３，４、５，６、７，８の間で、水素吸蔵が安定的かつ良好になされるようになる。なお、蓄熱装置１２０を設ける場合には、各ガス用クーラ１１，１３，１５，１７を省略することができる。従つて、一対の水素管２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２を、いずれか一方の水素管２１，２２，２３，２４又は２６，２８，３０，３２のみによつて構成することも可能である。
【００７１】
図１２には、低温用熱媒体の循環部Ｚ’の他の構造例を示す。この低温用熱媒体の循環部Ｚ’では、熱交換器７０を省略してあり、熱交換器７０の省略に伴つて熱交換器７０に付属するポンプ６４及び第４タンク６１も省略してある。従つて、第１低温用熱媒体及び第２低温用熱媒体は、同種の低温用熱媒体によつて構成される。しかして、ポンプ５８を駆動すれば、第１組の低温側にある熱媒体通路２ａ又は４ａのいずれか一方を通つて第１冷熱（−１７℃）状態となつた低温用熱媒体は、熱交換器７０において熱交換されることなく、バルブ６５ａ，６６ａ又は６５ｂ，６６ｂの開閉操作によつてそのまま熱媒体通路６ａ又は８ａのいずれか一方に供給される。
【００７２】
この低温用熱媒体の循環部Ｚ’によれば、第１サイクルとしての第１冷凍工程において、第３対の一方の水素吸蔵合金収容容器５内の水素吸蔵合金が加熱されて放出された水素ガスが、ガス用クーラ１５を通つて冷却されながら水素吸蔵合金収容容器６内に入り、水素吸蔵合金に発熱を生じながら吸蔵される。その際、バルブ６５ａ，６６ａを開き、かつ、ポンプ５８を駆動すれば、第１タンク５０の低温用熱媒体が第３対の他方（低温側）の水素吸蔵合金収容容器６の熱媒体通路６ａに直接通され、水素吸蔵合金収容容器６内に生じた熱が低温用熱媒体によつて吸熱されながら、水素吸蔵合金収容容器６内の水素吸蔵合金に水素が吸蔵回収される。なお、水素吸蔵合金収容容器８の熱媒体通路８ａを通つて−４０〜−４５℃程度に冷却された低温用熱媒体が、ポンプ７３の駆動によつて被冷却部７２の熱交換器７４に供給されることは上記実施例と実質的に同様である。
【００７３】
このように、この構造例に係る低温用熱媒体の循環部Ｚ’によれば、低温用熱媒体を第１，２組で共用することになるので、第１，２組それぞれでの低温用熱媒体の最適化を図ることは難しくなるが、熱交換器７０、ポンプ６４及び第４タンク６１の省略により、熱交換器７０による熱交換ロス及びポンプ６４からの発熱が生じず、これらによる熱損失が生じなくなるので、水素吸蔵合金利用冷熱発生装置の全体としての熱損失を最小限に抑えることができる。
【００７４】
なお、この構造例に係る低温用熱媒体の循環部Ｚ’によつても第２，第４サイクルとしての顕熱回収工程は同様になされ得る。また、第３サイクルとしての冷凍工程は、第１対〜第４対をなす水素吸蔵合金収容容器１，２、３，４、５，６、７，８において、第１サイクルの冷凍工程と逆向きに水素を流通させて行われ、第１サイクルとしての冷凍工程と実質的に同様の作用となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係る水素吸蔵合金利用冷熱発生装置によれば、次の効果を奏することができる。
請求項１の発明によれば、蓄熱装置を介して一対の水素管の間で熱交換を行わせるので、各対の水素吸蔵合金収容容器内の温度変動の抑制が効果的になされる。その結果、各対の水素吸蔵合金収容容器を安定的に作動させて、高度の冷熱を発生させることができる。
【００７６】
請求項２の発明によれば、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器から他方の水素吸蔵合金収容容器に向けて流れる水素がそれぞれガス用クーラによつて冷却されるので、他方の水素吸蔵合金収容容器での水素吸蔵が安定的かつ良好になされるようになると共に、混合を生ずる低温用熱媒体の昇温が抑制され、各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器において冷凍工程の効率が向上する。その結果、高度の冷熱を発生させることができる。
【００７７】
請求項３の発明によれば、第１，２組の低温用熱媒体を異種の低温用熱媒体とし、これらを熱交換器によつて熱交換させるので、第１，２組における管路抵抗、ポンプの駆動力等の低減を図りつつ、混合を防止した異種の低温用熱媒体によつて所定温度の冷熱の取り出しが効果的になされる。
【００７８】
請求項４の発明によれば、第２組の冷熱の取り出しを行う第２低温用熱媒体を第３タンクに貯溜させるので、第３タンクに貯溜されて温度が均一化された第２低温用熱媒体によつて冷熱の使用をすることができる。その結果、冷凍庫等からなる被冷却部の冷凍が安定的になされる。
【００７９】
請求項５の発明によれば、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器の熱媒体通路同士を接続する顕熱回収回路を設け、各組の低温側の水素吸蔵合金収容容器において顕熱が回収されるので、省エネルギーを図りつつ、早期に次の冷凍工程に移行することが可能になる。その結果、次の冷凍工程の効率を向上させて、高度の冷熱を発生させることができる。また、水素管に、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器から他方の水素吸蔵合金収容容器に向けて流れる水素を冷却するガス用クーラを設け、異種の低温用熱媒体を熱交換させる熱交換器を配置し、第２組の冷熱の取り出しを行う第２低温用熱媒体を第３タンクに貯溜させたので、上記請求項２〜４の発明の効果が融合して得られる。
【００８０】
加えて、第１低温用熱媒体を２個の第１，２タンクに貯溜させ、第２低温用熱媒体を２個の第３，４タンクに貯溜させたので、他方の水素吸蔵合金収容容器の熱媒体通路に適正温度の低温用熱媒体を選択的に供給することが可能であり、熱交換器によつて所定の第１，２低温用熱媒体を熱交換させることとも相まつて、各対の低温側の水素吸蔵合金収容容器において、冷凍工程の効率が著しく向上する。
【００８１】
請求項６の発明によれば、各組の高温側の水素吸蔵合金収容容器の熱媒体通路同士を接続する高温側顕熱回収回路を設け、各組の高温側毎に顕熱を回収するので、省エネルギーを図りつつ、その後の冷凍工程の効率を向上させることが可能である。その結果、高度の冷熱を発生させることができる。
【００８２】
請求項７の発明によれば、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器の熱媒体通路同士を接続する顕熱回収回路に、成層型蓄熱槽を設けるので、冷凍工程への切替えに先立ち、各組の他方の水素吸蔵合金収容容器内の温度をより適正な温度に予め昇降変更することが可能になる。その結果、高度の冷熱を発生させることができる。
【００８３】
請求項８の発明によれば、各対の水素管の一方に、高温側に向けて水素を送る容器用ポンプを設けるので、冷熱の取り出しを行う各対の水素吸蔵合金収容容器において、水素放出が効果的になされる。その結果、高度の冷熱を発生させることができる。
【００８４】
請求項９の発明によれば、蓄熱装置を介して一対の水素管の間で熱交換を行わせるので、各対の水素吸蔵合金収容容器内の温度変動の抑制が効果的になされる。その結果、各対の水素吸蔵合金収容容器を安定的に作動させて、高度の冷熱を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係る水素吸蔵合金利用冷熱発生装置を示すブロック図。
【図２】同じく作用説明図。
【図３】同じく作用説明図。
【図４】同じく作用説明図。
【図５】同じく作用説明図。
【図６】同じく水素吸蔵合金の水素圧力−温度平衡特性を示す線図。
【図７】他の構造例に係る水素吸蔵合金利用冷熱発生装置の要部を示すブロック図。
【図８】成層型蓄熱槽の熱媒温度−蓄熱槽高さ特性を示す線図。
【図９】成層型蓄熱槽の熱媒温度−蓄熱槽高さ特性を示す線図。
【図１０】他の構造例に係る水素吸蔵合金利用冷熱発生装置の要部を示すブロック図。
【図１１】他の構造例に係る水素吸蔵合金利用冷熱発生装置の要部を示すブロック図。
【図１２】他の構造例に係る低温用熱媒体の循環部を備える水素吸蔵合金利用冷熱発生装置を示すブロック図。
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６，７，８：水素吸蔵合金収容容器、１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ：熱媒体通路、１１，１３，１５，１７：ガス用クーラ、１２，１４，１６，１８：バルブ、２１，２２，２３，２４，２６，２８，３０，３２：水素管、４０：熱源、４１：冷熱源、５０：第１タンク、５１：第２タンク、６０：第３タンク、６１：第４タンク、７０：熱交換器、７２：被冷却部、７４：熱交換器、８５，８６：顕熱回収回路、９０，９１，９２，９３：成層型蓄熱槽、９４，９５：高温側顕熱回収回路、１１０：容器用ポンプ、１２０：蓄熱装置。

Claims (9)

1. 熱媒を選択的に供給する熱媒体通路（１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ）が付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の所定の２個同士を、バルブ（１２，１４，１６，１８）を介在する水素管（２１，２２，２３，２４）によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器（１，３，５，７）の各熱媒体通路（１ａ，３ａ，５ａ，７ａ）を熱源（４０）又は冷熱源（４１）に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４，６，８）の各熱媒体通路（２ａ，４ａ，６ａ，８ａ）に低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
   各対の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）を一対形成し、各対の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）の間に蓄熱装置（１２０）を介在させ、蓄熱装置（１２０）を介して一対の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）の間で熱交換を行わせることを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
2. 熱媒を選択的に供給する熱媒体通路（１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ）が付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の所定の２個同士を、バルブ（１２，１４，１６，１８）を介在する水素管（２１，２２，２３，２４）によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器（１，３，５，７）の各熱媒体通路（１ａ，３ａ，５ａ，７ａ）を熱源（４０）又は冷熱源（４１）に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４，６，８）の各熱媒体通路（２ａ，４ａ，６ａ，８ａ）に低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
   各対の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）をそれぞれ一対形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器（１，３，５，７）から他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４、６，８）に向けて水素を流す水素管（２１，２２，２３，２４）に、水素を冷却するガス用クーラ（１１，１３，１５，１７）を設け、少なくとも各組で循環使用される低温用熱媒体の昇温を抑制させることを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
3. 熱媒を選択的に供給する熱媒体通路（１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ）が付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の所定の２個同士を、バルブ（１２，１４，１６，１８）を介在する水素管（２１，２２，２３，２４）によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器（１，３，５，７）の各熱媒体通路（１ａ，３ａ，５ａ，７ａ）を熱源（４０）又は冷熱源（４１）に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４，６，８）の各熱媒体通路（２ａ，４ａ，６ａ，８ａ）に低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
   第１組の熱媒体通路（２ａ，４ａ）に供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とし、該第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、一方の第１低温用熱媒体を、第１組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器（２，４）の熱媒体通路（２ａ，４ａ）に選択的に供給し、他方の第１低温用熱媒体を、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器（４，２）の熱媒体通路（４ａ，２ａ）に選択的に供給すると共に、第２組の熱媒体通路（６ａ，８ａ）に供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とは異種の第２低温用熱媒体とし、該第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、一方の第２低温用熱媒体を、第２組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器（６，８）の熱媒体通路（６ａ，８ａ）に選択的に供給し、他方の第２低温用熱媒体を、第２組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器（８，６）の熱媒体通路（８ａ，６ａ）に選択的に供給し、かつ、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器（４，２）の熱媒体通路（４ａ，２ａ）に供給する第１低温用熱媒体と水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器（６，８）の熱媒体通路（６ａ，８ａ）に供給する第２低温用熱媒体との間で熱交換させる熱交換器（７０）を配置することを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
4. 他方の第２低温用熱媒体を貯溜する第３タンク（６０）を設けることを特徴とする請求項３の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
5. 熱媒を選択的に供給する熱媒体通路（１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ）が付属され、水素吸蔵合金を収容する偶数個の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の所定の２個同士を、バルブ（１２，１４，１６，１８）を介在する水素管（２１，２２，２３，２４）によつて連通させて第１〜４対を形成し、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器（１，３，５，７）の各熱媒体通路（１ａ，３ａ，５ａ，７ａ）を熱源（４０）又は冷熱源（４１）に選択的に接続可能として高温側とし、各対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４，６，８）の各熱媒体通路（２ａ，４ａ，６ａ，８ａ）に低温用熱媒体を供給可能として低温側とし、該第１，２対を第１組、該第３，４対を第２組とすると共に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素を回収して蓄え、第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で取り出した冷熱を冷却に使用して第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素を回収して蓄える第１冷凍工程と、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に第２対の他方の水素吸蔵合金収容容器（４）で水素を回収して蓄え、第３対の他方の水素吸蔵合金収容容器（６）で水素放出による冷熱の取り出しを行つている間に、第１対の他方の水素吸蔵合金収容容器（２）で取り出した冷熱を冷却に使用して第４対の他方の水素吸蔵合金収容容器（８）で水素を回収して蓄える第２冷凍工程とを交互に繰り返すことにより、連続して冷熱を取り出す水素吸蔵合金利用冷熱発生装置であつて、
   各組の他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４、６，８）の熱媒体通路（２ａ，４ａ、６ａ，８ａ）同士を接続する顕熱回収回路（８５，８６）を設け、該顕熱回４回路（８５，８６）に低温用熱媒体を通すことにより各組の低温側毎に顕熱を回収し、
   水素管（２１，２２，２３，２４）に、各対の一方の水素吸蔵合金収容容器（１，３，５，７）から他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４、６，８）に向けて流れる水素を冷却するガス用クーラ（１１，１３，１５，１７）を設け、
   第１組の熱媒体通路（２ａ，４ａ）に供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とし、該第１低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、第２タンク（５１）に貯溜する一方の第１低温用熱媒体を、第１組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器（２，４）の熱媒体通路（２ａ，４ａ）に選択的に供給し、第１タンク（５０）に貯溜する他方の第１低温用熱媒体を、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器（４，２）の熱媒体通路（４ａ，２ａ）に選択的に供給すると共に、第２組の熱媒体通路（６ａ，８ａ）に供給される低温用熱媒体を第１低温用熱媒体とは異種の第２低温用熱媒体とし、該第２低温用熱媒体を２箇所に貯溜させ、第４タンク（６１）に貯溜する一方の第２低温用熱媒体を、第２組の水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器（６，８）の熱媒体通路（６ａ，８ａ）に選択的に供給し、第３タンク（６０）に貯溜する他方の第２低温用熱媒体を、第２組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器（８，６）の熱媒体通路（８ａ，６ａ）に選択的に供給し、かつ、第１組の冷熱の取り出しを行う水素吸蔵合金収容容器（４，２）の熱媒体通路（４ａ，２ａ）に供給する第１低温用熱媒体と水素の回収を行う水素吸蔵合金収容容器（６，８）の熱媒体通路（６ａ，８ａ）に供給する第２低温用熱媒体との間で熱交換させる熱交換器（７０）を配置することを特徴とする水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
6. 各組の高温側の水素吸蔵合金収容容器（１，３、５，７）の熱媒体通路（１ａ，３ａ、５ａ，７ａ）同士を接続する高温側顕熱回収回路（９４，９５）を設け、熱媒を該高温側顕熱回収回路（９４，９５）内で循環させることにより各組の高温側毎に顕熱を回収することを特徴とする請求項１，２，３，４又は５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
7. 各組の他方の水素吸蔵合金収容容器（２，４、６，８）の熱媒体通路（２ａ，４ａ、６ａ，８ａ）同士を接続する顕熱回収回路（８５，８６）に、成層型蓄熱槽（９０，９１、９２，９３）を設けることを特徴とする請求項５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
8. 各対の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）を一対形成し、一方の水素管（２６，２８，３０，３２）に、高温側に向けて水素を送る容器用ポンプ（１１０）を設けることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。
9. 各対の水素吸蔵合金収容容器（１，２、３，４、５，６、７，８）の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）を一対形成し、各対の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）の間に蓄熱装置（１２０）を介在させ、蓄熱装置（１２０）を介して一対の水素管（２１，２６、２２，２８、２３，３０、２４，３２）の間で熱交換を行わせることを特徴とする請求項３，４又は５の水素吸蔵合金利用冷熱発生装置。

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