JP3694571B2 - 水素吸蔵合金を使用した冷却システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素吸蔵合金を使用した冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シェル＆チューブタイプの熱交換器を用いた水素吸蔵合金を使用した冷却システムが知られている。
この冷却システムは、多数の切り替えバルブを使用する為、作動音が耳ざわりであるとともに、切り替えバルブが故障する確率が高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、発明者らは、水素吸蔵合金を封入した、１片〜３片からなる中空板状のセルを回転軸に対して放射状となる様に配設したセル集合体とし、１片が集合した第１段を内包する第１熱交換槽、２片が集合した第２段を内包する第２熱交換槽、及び３片が集合した第３段を内包する第３熱交換槽からなる熱交換液槽とを備えたセル回転式の冷却システムを考案した。
しかし、熱交換液槽内において各循環路内を循環する熱媒体を、ポンプの吐出側から各熱交換槽、更に各区域に接続した場合、加熱用熱媒体と、放熱用熱媒体と、冷熱出力用熱媒体の各ポンプは、夫々の循環系に対応して吐出圧が大きく異なり、供給される各槽各区域内の熱媒体の圧力も異なるので、各熱交換槽の各区域間のシールを堅固にしても隣の区域との熱媒体の差圧から熱媒体が漏れ易く、混じり合う不具合が発生し易い。
【０００４】
各系の熱媒体が混じり合うと、エネルギー効率が悪化するとともに、冷房能力が低下する。
尚、シールを強化すれば熱媒体の混じり合いは少なくなるが、シールが大掛かりになるとともに、熱交換液槽の大型化を招く。
本発明の目的は、熱交換液槽内において、各循環路内を循環する熱媒体の混じり合いを防止できる、水素吸蔵合金を使用した冷却システムの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、本発明は、以下の構成を採用した。
同一平衡水素圧で水素平衡温度が最も高い高温度水素吸蔵合金（ＨＭ）を封入した第１片（Ｓ１）、水素平衡温度が中温度の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）を封入した第２片（Ｓ２）、水素平衡温度が最も低い低温度水素吸蔵合金（ＬＭ）を封入した第３片（Ｓ３）及び各片内の室間を連通する水素移動路（Ｓ４）を有するセルを、回転軸（８０）に対して放射状となる様に配設したセル集合体（８）と、前記セル集合体（８）のうち、第１片（Ｓ１ ) が集合した第１段（８１）を内包する第１熱交換槽（６１）、第２片（Ｓ２ ) が集合した第２段（８２）を内包する第２熱交換槽（６２）、及び第３片（Ｓ３ ) が集合した第３段（８３）を内包する第３熱交換槽（６３）からなり、各熱交換槽を回転軸方向に、加熱用の熱媒体が出入りし前記第１片（Ｓ１）と熱交換する加熱域（α１）、昇圧用の熱媒体が出入りし前記第２片（Ｓ２）と熱交換する第１昇圧域（α２）、及び放熱用の熱媒体が出入りし前記第３片（Ｓ３）と熱交換する第１放熱域（α３）を有する水素駆動部（α）と、昇圧用の熱媒体が出入りし第１片（Ｓ１）と熱交換する第２昇圧域（β１）、放熱用の熱媒体が出入りし前記第２片（Ｓ２）と熱交換する第２放熱域（β２）、及び冷熱出力用の熱媒体が出入りし前記第３片（Ｓ３）と熱交換する第１冷熱出力域（β３）を有する第１冷熱出力部（β）と、放熱用の熱媒体が出入りし前記第１片（Ｓ１）と熱交換する第３放熱域（γ１）、及び冷熱出力用の熱媒体が出入りし前記第２片（Ｓ２）と熱交換する第２冷熱出力域（γ２）を有する第２冷熱出力部（γ）とに区分した熱交換液槽（６）とを具備した水素吸蔵合金を使用した冷却システムにおいて、加熱用の熱媒体、昇圧用の熱媒体、冷熱出力用の熱媒体、及び放熱用の熱媒体を循環させる為の循環ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の吸込口を、前記熱交換槽（６）の排出側に接続して各区域内の熱媒体圧力を同程度の低圧にして各熱媒体の循環を行う。
【０００７】
【作用及び発明の効果】
〔請求項１について〕
セル集合体（８；第１、２、３段）は、回転軸（８０）の回転により、回転軸方向に水素駆動部（α）、第１冷熱出力部（β）及び第２冷熱出力部（γ）に区分された熱交換槽（６）内で回転｛α→β→γ｝する。
【００１１】
水素駆動部（α）に位置する（又は進入した）セルは、第１片（Ｓ１）が加熱域（α１）において加熱用の熱媒体に晒され、第３片（Ｓ３）が第１放熱域（α３）において放熱用の熱媒体に晒される。
すると、第１片（Ｓ１）内の高温度水素吸蔵合金（ＨＭ）が加熱され、第３片（Ｓ３）内の低温度水素吸蔵合金（ＬＭ）が放熱されるので、第１片（Ｓ１）内の高温度水素吸蔵合金（ＨＭ）から水素が放出され、水素移動路（Ｓ４）を通って第３片（Ｓ３）内に移動し、低温度水素吸蔵合金（ＬＭ）が水素を吸蔵する。
尚、第２片（Ｓ２）は、第１昇圧域（α２）において昇圧用の熱媒体に晒されるが、第２片（Ｓ２）内の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）は水素の吸蔵／放出を行わない｛第２片（Ｓ２）内の圧力が水素を吸蔵しない圧力に昇圧している為｝。
【００１２】
第１冷熱出力部（β）に位置する（又は進入した）セルは、第２片（Ｓ２）が第２放熱域（β２）において放熱用の熱媒体に晒され、第３片（Ｓ３）が第１冷熱出力域（β３）において冷熱出力用の熱媒体に晒される。
【００１３】
すると、第２片（Ｓ２）が放熱するので第２片（Ｓ２）内の圧力が下がり、第２片（Ｓ２）内の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）が水素を吸蔵し、第３片（Ｓ３）内の低温度水素吸蔵合金（ＬＭ）が水素を放出する。低温度水素吸蔵合金（ＬＭ）が水素を放出する際に冷熱出力用の熱媒体を冷却する。
【００１４】
この時、第１片（Ｓ１）は、第２昇圧域（β１）において昇圧用の熱媒体に晒され、第１片（Ｓ１）内の高温度水素吸蔵合金（ＨＭ）は水素の吸蔵／放出を行わない｛第１片（Ｓ１）内の圧力が水素を吸蔵しない圧力に昇圧している為｝。
【００１５】
第２冷熱出力部（γ）に位置する（又は進入した）セルは、第１片（Ｓ１）が第３放熱域（γ１）において放熱用の熱媒体に晒され、第２片（Ｓ２）が第２冷熱出力域（γ２）において冷熱出力用の熱媒体に晒される。
【００１６】
すると、第１片（Ｓ１）が放熱するので第１片（Ｓ１）内の圧力が下がり、第１片（Ｓ１）内の高温度水素吸蔵合金（ＨＭ）が水素を吸蔵し、第１片（Ｓ１）内の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）が水素を吸蔵し、第２片（Ｓ２）内の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）が水素を放出する。
【００１７】
中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）が水素を放出する際、冷熱出力用の熱媒体を冷却する。
この結果、第２片（Ｓ２）から第１片（Ｓ１）へ水素が移動するとともに、第２片（Ｓ２）の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）が水素の放出を行って冷熱出力が発生する。
【００１８】
加熱用の熱媒体、昇圧用の熱媒体、冷熱出力用の熱媒体、及び放熱用の熱媒体を循環させる為の循環ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の各吸込口を、熱交換液槽（６）の排出側に接続して各区域内の熱媒体圧力を同程度の低圧にして各熱媒体の循環を行っている。
これにより、各熱交換槽（６１、６２、６３）における、各域｛加熱域、昇圧域、冷熱出力域、放熱域｝の水圧を、略等しく且つ低くすることができる。
【００１９】
よって、各熱交換槽（６１、６２、６３）における、各域間のシールが簡略なものであっても、加熱用の熱媒体、昇圧用の熱媒体、及び冷熱出力用の熱媒体の各熱交換槽内（６１、６２、６３）での混じり合いを防止できる。 故に、冷房能力に優れる（エネルギー効率に優れる為）とともに、熱交換液槽（６）を小型化できる（各域間のシールを大袈裟にする必要がない為）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例（請求項１に対応）を、図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示す如く、家庭用冷房システムＡは、大凡、電気的に制御を行う制御器１、水素吸蔵合金を加熱するヒートポンプサイクル２、水素吸蔵合金を加熱する為の温水を作り出す燃焼装置３及び水素吸蔵合金を放熱させる放熱水を冷却する冷却塔４とを備えた室外機５と、水素吸蔵合金の水素放出作用（吸熱）により冷却した冷水を用いて室内を冷房する複数（本実施例では３基）の室内機５０とにより構成される。
【００２１】
〔セル集合体８の説明〕
図５に示すセル集合体８（ステンレスや銅など）は、第１片Ｓ１、第２片Ｓ２、第３片Ｓ３（全て中空板状）及び各片を連結する棒状の連結部Ｓ５｛各片内の空間を連通する水素移動路Ｓ４を有する｝からなるセル（図３参照）を、放射状を呈する様に回転軸８０に３段に配設したものである。
回転軸８０は、シール材及び支持部材を介して熱交換水槽６に回転自在に支持され、図示しないセル移動手段（図示せず）により低速回転する。
【００２２】
第１片Ｓ１の空間には、同一平衡水素圧下で水素平衡温度が最も高い粉末状の高温度水素吸蔵合金（以下、高温合金ＨＭと略す）が封入されている。
第２片Ｓ２の空間には、同一平衡水素圧下で水素平衡温度が中程度の粉末状の中温度水素吸蔵合金（以下、中温合金ＭＭと略す）が封入されている。
第３片Ｓ３の空間には、所定温度（同一温度）下で水素平衡温度が最も低い粉末状の低温度水素吸蔵合金（以下、低温合金ＬＭと略す）が封入されている。
【００２３】
各セルは、以下の工程により製造される。
各片内の空間へ水素吸蔵合金を充填→真空引き→活性化処理→溶接等により密封
【００２４】
第１片Ｓ１、第２片Ｓ２及び第３片Ｓ３の夫々は、一方の面が凸状に湾曲し、他方の面が凹状に湾曲している。この様にしたことにより、真空引き時の低圧下や水素充填時の高圧下において、対向する面に引っ張り応力と圧縮応力がかかるので各空間の変形が小さく抑えられ、耐圧性の向上を図っている。
【００２５】
〔熱交換水槽６の説明〕
図４に示す熱交換水槽６は、図５に示すセル集合体８の第１段８１を内包する第１熱交換槽６１、セル集合体８の第２段８２を内包する第２熱交換槽６２及びセル集合体８の第３段８３を内包する第３熱交換槽６３からなる。
【００２６】
この熱交換水槽６は、図２に示す様に、加熱用の温水（例えば８０℃）が出入りし第１片Ｓ１と熱交換する加熱域α１、昇圧用の温水（例えば５６℃）が出入りし第２片Ｓ２と熱交換する第１昇圧域α２及び放熱用の温水（例えば２８℃）が出入りし第３片Ｓ３と熱交換する第１放熱域α３を有する水素駆動部αと、昇圧用の温水（例えば５８℃）が出入りし第１片Ｓ１と熱交換する第２昇圧域β１、放熱用の温水（例えば２８℃）が出入りし第２片Ｓ２と熱交換する第２放熱域β２及び冷熱出力用の冷水（例えば１３℃）が出入りし第３片Ｓ３と熱交換する第１冷熱出力域β３を有する第１冷熱出力部βと、放熱用の温水（例えば２８℃）が出入りし第１片Ｓ１と熱交換する第３放熱域γ１、冷熱出力用の冷水（例えば１３℃）が出入りし第２片Ｓ２と熱交換する第２冷熱出力域γ２及び不問域γ３を有する第２冷熱出力部γとに区分される。尚、熱交換水槽６は、図４に示す分割体を接合して形成される。
【００２７】
上記第１、２、３熱交換槽内における各域（以下に示す）は、セルの先端面と各熱交換槽の内壁から内方に突出する区画壁｛例えば、第１熱交換槽６１では第１片Ｓ１の先端面８０１と区画壁６１１、６１２、６１３｝とが接することにより略水密的に区画されている。
第１熱交換槽…加熱域α１- 第２昇圧域β１- 第３放熱域γ１
第２熱交換槽…第１昇圧域α２- 第２放熱域β２- 第２冷熱出力域γ２
第３熱交換槽…第１放熱域α３- 第１冷熱出力域β３- 不問域γ３
【００２８】
〔昇圧水循環路９（主にヒートポンプサイクル２）の説明〕
昇圧水循環路９は、昇圧水循環ポンプＰ２（本発明の第２循環ポンプ）→第２昇圧域β１→第１昇圧域α２→昇圧水循環ポンプＰ２…と接続してなり、昇圧用の温水を循環させている。
尚、昇圧水は、加熱域α１で温度上昇した第１片Ｓ１及び第１熱交換槽６１からの顕熱の伝熱により温度上昇した温水を用いたものであり、ヒートポンプサイクル２の作動中において、第２昇圧域β１の昇圧水の温度は例えば５８℃程度であり、第１昇圧域α２の昇圧水の温度は例えば５６℃程度である。
【００２９】
〔加熱水循環路１４（主にガス燃焼装置３）の説明〕
３は燃料であるガスを燃焼させて熱を発生させ、発生した熱によって加熱水を加熱するガス燃焼装置であり、ガスの燃焼を行うガスバーナ１０、ガスの供給を行う、ガス量調節弁２１及びガス開閉弁２２を備えたガス供給回路１１、ガスバーナ１０へ燃焼用空気を供給する燃焼ファン１２、及びガスの燃焼熱と加熱水とを熱交換する加熱用熱交換器１３等により構成される。
そして、ガスバーナ１０による加熱により８０℃程度に昇温した加熱水は、加熱水循環ポンプＰ１（本発明の第１循環ポンプ）を備えた加熱水循環路１４を介して加熱域α１に供給される。
【００３０】
尚、本実施例では、加熱水循環ポンプＰ１と昇圧水循環ポンプＰ２とを、同一のモータにより回転するタンデムポンプ（１台）で構成している。この為、燃焼装置３から加熱水がヒートポンプサイクル２に供給される際には、昇圧水も昇圧水循環路９内を循環する。
【００３１】
〔冷熱出力水循環路１７（主に室内機５０）の説明〕
室内機５０は、冷房を行う室内に設置され、室内熱交換器１５及び室内ファン１６を備える。
室内熱交換器１５には、第１冷熱出力域β３及び第２冷熱出力域γ２から供給される冷熱出力水を循環させる冷熱出力水循環路１７が接続され、この冷熱出力水循環路１７の途中（室外機５内）に冷熱出力水を循環させる冷熱出力水ポンプＰ３が配設されている。
【００３２】
〔放熱水循環路１８（主に冷却塔４）の説明〕
冷却塔４（蒸発形）は放熱水を上方から下方へ流すことにより外気と熱交換するとともに、一部を蒸発させて放熱水の冷却を行う。そして、冷却された放熱水は、放熱水循環路１８中に配設した放熱水循環ポンプＰ４により、第１放熱域α３→第２放熱域β２→第３放熱域γ１に供給される。
又、冷却塔４は、放熱水の蒸発及び冷却の促進を行う為、放熱ファン（図示せず）を備えている。尚、冷却塔４は密閉形でも良い。
【００３３】
〔各循環路に設けられたシスターンの説明〕
上記加熱水循環路１４、冷熱出力水循環路１７及び放熱水循環路１８は、夫々、シスターンＴ１、Ｔ２、Ｔ３を備えており、シスターンＴ１、Ｔ２、Ｔ３内の水位が所定水位以下に低下すると、それぞれに設けられた給水バルブＴ４、Ｔ５、Ｔ６が開き、給水管１９から供給される水道水をシスターンＴ１、Ｔ２、Ｔ３内に補充する様に設けられている。
又、ヒートポンプサイクル２に発生したドレン水を排水管２０から排水する為にヒートポンプサイクル２の下部にドレンパンＰを配置している。尚、冷却塔４で溢れた水も排水管２０から排水できる様にドレンパンが設けられている。
【００３４】
〔制御器１の説明〕
制御器１は、室内機５０側に設けられたコントローラ（図示せず）からの操作指示や、複数設けられた各センサの入力信号に応じて、加熱水循環ポンプＰ１、昇圧水循環ポンプＰ２、冷熱出力水ポンプＰ３、放熱水循環ポンプＰ４、給水バルブＴ４、Ｔ５、Ｔ６、冷却塔４の放熱ファンなど、燃焼装置３の電気部品（燃焼ファン１２、ガス量調節弁２１、ガス開閉弁２２、点火装置）を制御するとともに、室内機５０に室内ファン１６の作動指示を与える。
【００３５】
制御器１による冷房運転の作動を、図６のＰＴ冷凍サイクル線図を参照して説明する。
冷房運転が室内機５０のコントローラによって指示されると、制御器１によって、燃焼装置３、セル移動手段、放熱ファン及び加熱水循環ポンプＰ１、昇圧水循環ポンプＰ２、冷熱出力水ポンプＰ３及び放熱水循環ポンプＰ４が作動するとともに、冷房が指示された室内機５０が室内ファン１６を作動させる。
【００３６】
セル駆動手段（図示せず）により、セル集合体８がゆっくり、連続回転する。これにより、セルは、水素駆動部α→第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γの順に移動する。
水素駆動部αを移動するセルＳは、図２の“α”に示す様に、第１片Ｓ１が 加熱域α１で加熱水（約８０℃）に触れ、第２片Ｓ２が第１昇圧域α２で昇温水（約５６℃）に晒され、第３片Ｓ３が第１放熱域α３の放熱水（約２８℃）に晒される。
【００３７】
この結果、第１片Ｓ１内が８０℃：１ＭＰａ、第２片Ｓ２内が５６℃：１．０ＭＰａ、第３片Ｓ３内が２８℃：０．９ＭＰａとなる。
この時、第１片Ｓ１が８０℃に加熱（図６の▲１▼）され、第３片Ｓ３が２８℃に冷却（図６の▲２▼）されることにより、第１片Ｓ１の高温合金ＨＭが水素を放出し、第３片Ｓ３の低温合金ＬＭが水素を吸蔵する。尚、第２片Ｓ２は昇圧水によって加熱された内圧が高く、第２片Ｓ２の中温合金ＭＭは水素の吸蔵を行わない。そして、水素駆動部αを通過したセルＳは、その後、第１冷熱出力部βへ移動する。
【００３８】
第１冷熱出力部βを移動するセルＳは、図２の“β”に示す様に、第１片Ｓ１が第２昇圧域β１で昇圧水（約５８℃）に晒され、第２片Ｓ２が第２放熱域β２で放熱水（約２８℃）に晒され、第３片Ｓ３が第１冷熱出力域β３の冷熱出力水に晒される。
この結果、第１片Ｓ１内が５８℃：０．５ＭＰａ、第２片Ｓ２内が２８℃：０．４ＭＰａ、第３片Ｓ３が１３℃：０．５ＭＰａとなる。
【００３９】
この時、第２片Ｓ２が２８℃に冷却されて内圧が低下するため、第３片Ｓ３の低温合金ＬＭが水素を放出し（図６の▲３▼）、第２片Ｓ２の中温合金ＭＭが水素を吸蔵する（図６の▲４▼）。
第３片Ｓ３の低温合金ＬＭが水素を放出する際、吸熱作用が発生し、第３片Ｓ２に晒される冷熱出力水から熱を奪う。この結果、第３片Ｓ３の冷熱出力水の温度が低下する（例えば１３℃→１０℃）。尚、第１片Ｓ１は昇圧水によって加熱されて内圧が高く、第１室Ｓ１の高温合金ＨＭは水素の吸蔵を行わない。
【００４０】
そして、第１冷熱出力部βを通過したセルＳは、その後、第２冷熱出力部γへ移動する。
第２冷熱出力部γを移動するセルＳは、図１の“γ”に示す様に第１片Ｓ１が第３放熱域γ１で放熱水（約２８℃）に晒され、第２片Ｓ２が第２冷熱出力域γ２の冷熱出力水に晒され、第３片Ｓ３が不問域γ３の熱媒体（水）に晒される。この結果、第１片Ｓ１内が２８℃：０．１ＭＰａ、第２片Ｓ２内が１３℃：０．２ＭＰａ、第３片Ｓ３内は不問状態となる。
【００４１】
この時、第１片Ｓ１が２８℃に冷却された内圧が低下するため、第２片Ｓ２ の中温合金ＭＭが水素を放出し（図６の▲５▼）、第１片Ｓ１の高温合金ＨＭが水素を吸蔵する（図６の▲６▼）。
第２片Ｓ２の中温合金ＭＭが水素を放出する際、吸熱作用が発生し、第２片Ｓ２に晒される冷熱出力水から熱を奪う。この結果、第２片Ｓ２の冷熱出力水の温度が低下する（例えば１３℃→１０℃）。尚、第３片Ｓ３の温度は無関係で、第３片Ｓ３の低温合金ＬＭは水素の吸蔵を行わない。
そして、第２冷熱出力部γを通過したセルＳは、その後、水素駆動部αへ移動する。
尚、ヒートポンプサイクル２の第１冷熱出力域β３及び第２冷熱出力域γ２で熱を奪われた冷熱出力水は、冷熱出力水循環路１７を介して室内機５０の室内熱交換器１５に供給され、室内に吹き出される空気と熱交換して室内を冷房する。
【００４２】
〔家庭用冷房システムＡの利点について〕
加熱用の温水は、加熱水循環ポンプＰ１→加熱用熱交換器１３→加熱域α１→加熱水循環ポンプＰ１…と加熱水循環路１４内を循環する。
加熱水循環ポンプＰ１から排出された温水は、加熱用熱交換器１３を通過した後に加熱域α１内へ流入するので加熱域α１内の水圧は低い。
【００４３】
第１昇圧域α２- 第２昇圧域β１間に配設した昇圧水循環ポンプＰ２により、第２昇圧域β１→第１昇圧域α２→昇圧水循環ポンプＰ２…と昇圧水循環路９内を昇圧水が循環する。尚、昇圧水循環ポンプＰ２の出力は小さいので、第２昇圧域β１及び第１昇圧域α２内の水圧は低い。
【００４４】
冷熱出力用の冷水は、冷熱出力水ポンプＰ３→室内熱交換器１５→第２冷熱出力域γ２及び第１冷熱出力域β３→冷熱出力水ポンプＰ３…と冷熱出力水循環路１７内を循環する。
冷熱出力水ポンプＰ３から排出された温水は、室内熱交換器１５を通過した後に第２冷熱出力域γ２及び第１冷熱出力域β３内へ流入するので、第２冷熱出力域γ２及び第１冷熱出力域β３内の水圧は低い。
【００４５】
放熱用の温水は、放熱水循環ポンプＰ４→冷却塔４→第１、第２、第３放熱域α３、β２、γ１→放熱水循環ポンプＰ４…と放熱水循環路１８内を循環する。
放熱水循環ポンプＰ４から排出された温水は、冷却塔４を通過した後に第１、第２、第３放熱域α３、β２、γ１内へ流入するので、第１、第２、第３放熱域α３、β２、γ１内の水圧は低い。
【００４６】
つまり、以下に示す第１、２、３熱交換槽６１、６２、６３内における、各域間の水圧を、略等しく且つ低くすることができる。
第１、２、３熱交換槽内における各域（以下に示す）は、セルの先端面と各熱交換槽の内壁から内方に突出する区画壁｛例えば、第１熱交換槽６１では第１片Ｓ１の先端面８０１と区画壁６１１、６１２、６１３｝とが接することにより略水密的に区画されている。
第１熱交換槽６１…加熱域α１- 第２昇圧域β１- 第３放熱域γ１
第２熱交換槽６２…第１昇圧域α２- 第２放熱域β２- 第２冷熱出力域γ２
第３熱交換槽６３…第１放熱域α３- 第１冷熱出力域β３- 不問域γ３
【００４７】
よって、第１、２、３熱交換槽６１、６２、６３内における、上記各域間のシール（セルの先端面- 区画壁）が簡単なものであるにも関わらず、加熱用の温水、昇圧用の温水、冷熱出力用の冷水及び放熱用の温水の第１、第２、第３熱交換槽６１、６２、６３内での混じり合いを防止できる。
故に、冷房能力に優れる（エネルギー効率に優れる為）とともに、熱交換水槽６が小容積であるので室外機５の小形化が図れる。
【００４８】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．水素吸蔵合金を使用した冷房システムは、暖房も可能な家庭用空調システムＢ（図７に示す）の様な構成であっても良い。
家庭用空調システムＢ（第２実施例）は、上記の実施例で示した冷房運転の実施に加え、暖房運転時に、燃焼装置３で加熱された加熱水を室内機５０の熱交換器１５に導いて室内暖房を行うもので、第１実施例で示した加熱水循環路１４と冷熱出力水循環路１７とを接続し、その接続部分に流路切替用の３つの切り替えバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３（冷房⇔暖房の切り替えバルブ）を設けたものである。更に、図８に示す様に、室内機５０の他、床暖房マットや浴室乾燥機等を接続して、加熱水も供給によって床暖房や浴室暖房を行う構成でも良い｛家庭用空調システムＣ（第３実施例）｝。
又、この様な複数の端末機を接続する構成（マルチ運転）で無く、単一の端末機を接続する構成（例えばルームエアコン）でも良い。
【００４９】
ｂ．加熱水循環ポンプＰ１と昇圧水循環ポンプＰ２とを別個のポンプで構成しても良い。
ｃ．上記の実施例では２段式で説明したが、１段や３段以上でも良い。
ｄ．上記の実施例では冷房で説明したが、冷房、冷凍運転に用いても良い。
ｅ．上記の実施例では、加熱様の熱媒体（実施例中では加熱水）を加熱する加熱手段としてガスを燃焼するガス燃焼装置を用いたが、石油を燃焼する石油燃焼装置等、他の燃焼装置を用いても良いし、内燃機関の排熱によって加熱用の熱媒体を加熱する加熱手段や、電気ヒータを用いた加熱手段など、他の加熱手段を用いても良い。尚、内燃機関の排熱を利用する際には車両に用いることができる。
【００５０】
ｆ．上記の実施例では、熱媒体の一例として水道水を用いたが、不凍液やオイル等、他の熱媒体を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る家庭用冷房システムの概略構成図である。
【図２】熱交換水槽の断面図である。
【図３】セルの斜視図である。
【図４】熱交換水槽の斜視図である。
【図５】セル集合体の斜視図である。
【図６】ＰＴ冷凍サイクル線図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る家庭用空調システムの概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る家庭用空調システムの概略構成図である。
【符号の説明】
α 水素駆動部
α１ 加熱域
α２ 第１昇圧域
α３ 第１放熱域
β 第１冷熱出力部
β１ 第２昇圧域
β２ 第２放熱域
β３ 第１冷熱出力域
γ 第２冷熱出力部
γ１ 第３放熱域
γ２ 第２冷熱出力域
ＨＭ 高温合金（高温度水素吸蔵合金）
ＭＭ 中温合金（中温度水素吸蔵合金）
ＬＭ 低温合金（低温度水素吸蔵合金）
Ｓ１ 第１片
Ｓ２ 第２片
Ｓ３ 第３片
Ｓ４ 水素移動路
Ｐ１ 加熱水循環ポンプ（第１循環ポンプ）
Ｐ２ 昇圧水循環ポンプ（第２循環ポンプ）
Ｐ３ 冷熱出力水ポンプ（第３循環ポンプ）
Ｐ４ 放熱水循環ポンプ（第４循環ポンプ）
４ 冷却塔
８ セル集合体
９ 昇圧水循環路
１３ 加熱用熱交換器
１４ 加熱水循環路
１５ 室内熱交換器
１７ 冷熱出力水循環路
１８ 放熱水循環路
６１ 第１熱交換槽
６２ 第２熱交換槽
６３ 第３熱交換槽
８０ 回転軸
８１ 第１段
８２ 第２段
８３ 第３段

Claims (1)

1. 同一平衡水素圧で水素平衡温度が最も高い高温度水素吸蔵合金（ＨＭ）を封入した第１片（Ｓ１）、水素平衡温度が中温度の中温度水素吸蔵合金（ＭＭ）を封入した第２片（Ｓ２）、水素平衡温度が最も低い低温度水素吸蔵合金（ＬＭ）を封入した第３片（Ｓ３）及び各片内の室間を連通する水素移動路（Ｓ４）を有するセルを、回転軸（８０）に対して放射状となる様に配設したセル集合体（８）と、
   前記セル集合体（８）のうち、第１片（Ｓ１ ) が集合した第１段（８１）を内包する第１熱交換槽（６１）、第２片（Ｓ２ ) が集合した第２段（８２）を内包する第２熱交換槽（６２）、及び第３片（Ｓ３ ) が集合した第３段（８３）を内包する第３熱交換槽（６３）からなり、各熱交換槽を回転軸方向に、
   加熱用の熱媒体が出入りし前記第１片（Ｓ１）と熱交換する加熱域（α１）、昇圧用の熱媒体が出入りし前記第２片（Ｓ２）と熱交換する第１昇圧域（α２）、及び放熱用の熱媒体が出入りし前記第３片（Ｓ３）と熱交換する第１放熱域（α３）を有する水素駆動部（α）と、
   昇圧用の熱媒体が出入りし第１片（Ｓ１）と熱交換する第２昇圧域（β１）、放熱用の熱媒体が出入りし前記第２片（Ｓ２）と熱交換する第２放熱域（β２）、及び冷熱出力用の熱媒体が出入りし前記第３片（Ｓ３）と熱交換する第１冷熱出力域（β３）を有する第１冷熱出力部（β）と、
   放熱用の熱媒体が出入りし前記第１片（Ｓ１）と熱交換する第３放熱域（γ１）、及び冷熱出力用の熱媒体が出入りし前記第２片（Ｓ２）と熱交換する第２冷熱出力域（γ２）を有する第２冷熱出力部（γ）とに区分した熱交換液槽（６）とを具備した水素吸蔵合金を使用した冷却システムにおいて、
   加熱用の熱媒体、昇圧用の熱媒体、冷熱出力用の熱媒体、及び放熱用の熱媒体を循環させる為の循環ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の吸込口を、前記熱交換槽（６）の排出側に接続して各区域内の熱媒体圧力を同程度の低圧にして各熱媒体の循環を行うことを特徴とする水素吸蔵合金を使用した冷却システム。

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