JP3921032B2 - Heat utilization system using hydrogen storage alloy - Google Patents

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    • Y02B30/62—Absorption based systems

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素吸蔵合金の水素の吸蔵と放出とを繰り返して行わせて、水素の放出時に生じる吸熱作用を利用して冷熱を得る、あるいは水素の吸蔵時に生じる放熱作用を利用して温熱を得る水素吸蔵合金を利用した熱利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素吸蔵合金を利用した熱利用システム（例えば、冷却装置）は、水素吸蔵合金を加熱するための加熱用熱媒体（以下、加熱水とする）、水素吸蔵合金を冷却するための冷却用熱媒体（以下、放熱水とする）、水素吸蔵合金によって冷却される冷熱出力用熱媒体（以下、冷熱出力水とする）、水素吸蔵合金の水素吸蔵および水素放出を抑制するための抑制用熱媒体（以下、抑制水）など、複数の熱媒体を切り替えて、水素吸蔵合金と熱交換している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱媒体を切り替えて熱交換器に供給する熱媒体切替手段として、図１（ａ）に示すように、往復動切替弁体１００の移動位置に応じて、第１ポート１０１から供給される熱媒体を、Ａ、Ｂ、Ｃのいずれかの第２ポート１０２に切り替える熱媒体切替弁を用いることを考察した場合、熱媒体供給側の第１ポート１０１と、熱媒体排出側の第２ポート１０２とが、往復動切替弁体１００の１ストローク移動分内で一致するように設けたとする。すると、図１（ａ）に示すように、例えば、第２ポート１０２のＡを選択した状態では、選択されていない第２ポート１０２のＢ、Ｃにおいて熱媒体のリークが発生してしまう｛図１（ｂ）、（ｃ）参照｝。
【０００４】
そこで、図１（ｄ）、（ｅ）に示すように、第１ポート１０１と第２ポート１０２とを、往復動切替弁体１００の１ストローク移動分以上ずらすことにより、熱媒体のリークを防ぐことができる。
しかし、上記図１（ａ）タイプでは、往復動切替弁体１００の弁長が往復動切替弁体１００の１１ストローク分であったものが、図１（ｄ）タイプでは、往復動切替弁体１００の弁長が往復動切替弁体１００の１３ストローク分になり、長くなってしまう。なお、この明細書中に示す１ストローク分とは、複数段階に切り替わる往復動切替弁体１００の１段のストローク長を示すものとする。
【０００５】
このように往復動切替弁体１００の弁長が長くなると、熱媒体切替手段の体格が大きくなってしまう。
また、往復動切替弁体１００の周囲に装着されるシール材１０３の数を減らして往復動切替弁体１００の移動抵抗を小さくする要求がある。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、熱媒体切替弁における往復動切替弁体の弁長を短縮するとともに、シール材の数を少なくして往復動切替弁体の移動抵抗を低減させて、往復動切替弁体が選択していないポートにおける熱媒体のリークを防ぐことのできる水素吸蔵合金を利用した熱利用システムの提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、上記の目的を達成するために、次の技術的手段を採用した。
（請求項１の手段）
水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、水素吸蔵合金と熱媒体の熱交換を行う複数の熱交換器と、
温度の異なる熱媒体を前記複数の熱交換器に切り替えて供給する熱媒体切替手段と、を備え、
熱媒体と熱交換して水素吸蔵合金の水素の吸蔵と放出とを行わせ、水素の放出時に生じる吸熱作用や水素の吸蔵時に生じる放熱作用を利用して冷熱や温熱を得るものであって、
前記熱媒体切替手段は、１つあるいは複数の第１ポート、および複数の第２ポートを備えるバルブボディと、このバルブボディ内でストローク移動して、前記第１ポートと前記第２ポートの連通状態の切り替えを行う往復動切替弁体と、を備える熱媒体切替弁を備え、
前記バルブボディは、前記第１ポートと前記第２ポートとが、前記往復動切替弁体の１ストローク移動分以上ずれた位置に配置され、
前記往復動切替弁体は、内部に熱媒体を流す中空部が設けられたことを特徴とする。
【０００８】
（請求項２の手段）
請求項１の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、
前記往復動切替弁体の移動時に、前記熱媒体切替弁によって切り替えられる熱媒体の流れを停止させる停止手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
（請求項３の手段）
請求項２の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムにおいて、
前記停止手段は、熱媒体の流れを停止させる時期、あるいは熱媒体の流れを再開させる時期を、熱媒体の種類等に応じて決定するように設けられたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用および効果】
（請求項１の作用および効果）
熱媒体切替弁を構成するバルブボディの第１ポートと第２ポートとは、往復動切替弁体の１ストローク移動分以上ずれて配置されることにより、往復動切替弁体によって選択されていない第１ポートと第２ポートとの間における熱媒体のリークを防ぐことができる。
また、往復動切替弁体の内部に熱媒体を流す中空部が設けられたことにより、往復動切替弁体によって選択されている第１ポートと第２ポートとの間において、中空部がバイパスの役割を果たすため、往復動切替弁体の弁長を短縮することができる。
さらに、往復動切替弁体の中空部がバイパス機能を果たすことにより、シール材の数を少なくすることができ、往復動切替弁体の移動抵抗を低減させることができる。
【００１１】
（請求項２の作用および効果）
往復動切替弁体の移動時、熱媒体切替弁によって切り替えられる熱媒体の流れが停止手段によって停止されるため、往復動切替弁体の移動中において、往復動切替弁体によって切り替えられる熱媒体が、第１ポートと第２ポートとの間でリークするのを防ぐことができる。このため、往復動切替弁体の弁長を短縮できるとともに、シール材の数も少なくできる。
【００１２】
（請求項３の作用および効果）
停止手段が熱媒体の流れを停止させる時期、あるいは熱媒体の流れを再開させる時期を決定するものであるため、複数種類の熱媒体の切り替えを行う際、水素吸蔵合金間の水素移動を効率的に行わせるために、複数種類の熱媒体の供給タイミングを変えるいわゆる位相制御を、停止手段によって容易に実施できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例および変形例に基づき説明する。
〔実施例の構成〕
この実施例を図１〜図１６を用いて説明する。水素平衡温度が異なる複数種（この実施例では３種）の水素吸蔵合金が封入されたセルＳは、図２に示すように薄型に設けられて、図３に示すように積層されて使用されるものであり、例えば冷房装置として使用する場合は、セルＳの内部に封入した水素吸蔵合金の水素放出作用によって生じた吸熱によって、セルＳに沿って流れる冷熱出力用熱媒体（例えば、水）を冷却し、その冷却された冷熱出力用熱媒体で室内に吹き出される空気を冷却して室内を冷房するものである。
【００１４】
この実施例では、２段サイクルを示すものであり、薄型に設けられたセルＳの積層体グループＧが、連続した出力を出すために３つ用いられる。つまり、水素駆動を行う積層体グループＧと、第１冷熱出力を行う積層体グループＧと、第２冷熱出力を行う積層体グループＧとが用いられるものであり、水素駆動部α→第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γが順次繰り返して実行されることで、連続した出力が得られる。そして、３つの積層体グループＧは、図４に示す第１〜第３熱交換ユニット１ａ〜１ｃ内にそれぞれ組み込まれるものである。
【００１５】
２段サイクルを構成するセルＳは、１つのセルＳの内部に水素平衡温度が異なる３種の水素吸蔵合金が封入される。この３種の水素吸蔵合金は、高温合金ＨＭ（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の粉末）と、中温合金ＭＭ（中温度水素吸蔵合金の粉末）と、低温合金ＬＭ（同一平衡水素圧で水素平衡温度が最も低い低温度水素吸蔵合金の粉末）とに分類されるものであり、図２に示すように、１つの薄型のセルＳ内に３つの層に分かれて封入される。つまり、セルＳの内部には、高温合金ＨＭによる第１の層Ｓ1 と、中温合金ＭＭによる第２の層Ｓ2 と、低温合金ＬＭによる第３の層Ｓ3 とが設けられる。
なお、各合金種の関係を図５のＰＴ冷凍サイクル線図を用いて説明すると、水素吸蔵合金の特性が、相対的に高温側（図示左側）にあるのが高温合金ＨＭ、低温側（図示右側）にあるのが低温合金ＬＭ、両者の中間にあるのが中温合金ＭＭである。
【００１６】
１つのセルＳの内部の３つの層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 は、図２に示すように、仕切手段２によって仕切られている。この仕切手段２は、各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 間の水素移動を可能とし、且つ各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 間の水素吸蔵合金の移動を阻止するものである。この実施例の仕切手段２は、各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 に亘って配置されたパイプフィルタ３が複数貫通配置されるものであり、このパイプフィルタ３によって各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 間の水素移動を可能にしている。このパイプフィルタ３は、セルＳの内部の全域にほぼムラなく配置されている。パイプフィルタ３は、水素が素通りできるパイプ状のフィルタであり、パイプに形成された多数の微小穴によって水素が素通りでき、且つ水素吸蔵合金がパイプ内に進入するのを阻止するように設けられている。この微小穴は、金属パイプにエッチング処理して形成されたものである。
【００１７】
セルＳは、プレス成形された一対のプレートをろう付けや溶接等により接合して構成されるものであり、セルＳの内部には上述のように３つの層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 に分けられた水素吸蔵合金（高温合金ＨＭ、中温合金ＭＭ、低温合金ＬＭ）を収容する３つの合金収容室が形成され、各合金収容室の表面には熱媒体が流れる熱媒体通路が形成される。この熱媒体通路は、各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の水素吸蔵合金毎に対応し、独立して熱媒体を流すように設けられるものである。言い換えると、それぞれの熱交換ユニット１ａ〜１ｃの内部は、各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 毎に区切られて熱媒体が流れるように設けられている。
【００１８】
つまり、各熱交換ユニット１ａ〜１ｃは、高温合金ＨＭと熱媒体とを熱交換する高温合金熱交換器Ｓａと、中温合金ＭＭと熱媒体とを熱交換する中温合金熱交換器Ｓｂと、低温合金ＬＭと熱媒体とを熱交換する低温合金熱交換器Ｓｃとから構成されるものである。そして、この実施例では３つの熱交換ユニット１ａ〜１ｃが用いられるため、高温合金熱交換器Ｓａ、中温合金熱交換器Ｓｂ、低温合金熱交換器Ｓｃがそれぞれ３つづつ、合計９つの熱交換器が用いられるものである。
【００１９】
なお、合金収容室を形成する部分のプレートは、波状に形成されており、熱媒体と水素吸蔵合金との熱交換効率を向上するように設けられている。また、各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 を仕切る仕切手段２は、貫通配置されたパイプフィルタ３に帯状に形成されており、その帯状部分には、各層の熱の伝達を抑制するための断熱穴２ａが形成されている。
【００２０】
２段サイクルは、高温合金ＨＭから低温合金ＬＭへ水素を移動させる水素駆動部αと、低温合金ＬＭから中温合金ＭＭへ水素を移動させる第１冷熱出力部βと、中温合金ＭＭから高温合金ＨＭへ水素を移動させる第２冷熱出力部γとから構成される。
【００２１】
水素駆動部αは、高温合金熱交換器Ｓａへ加熱水（水素吸蔵合金を加熱して水素を放出させるための加熱用熱媒体の一例）を流して加熱水と高温合金ＨＭとを熱交換して高温合金ＨＭを加熱するとともに、低温合金熱交換器Ｓｃへ放熱水（水素吸蔵合金を冷却して水素を吸蔵させるための放熱用熱媒体の一例）を流して放熱水と低温合金ＬＭとを熱交換して低温合金ＬＭを冷却することで、高温合金ＨＭから低温合金ＬＭへ水素を移動させるものである。この時、中温合金熱交換器Ｓｂへ抑制用熱媒体を流して中温合金ＭＭと抑制水（水素吸蔵合金の水素の吸蔵および放出を抑制するための抑制用熱媒体の一例）とを熱交換させて、その中温合金ＭＭを収容する合金収容室の内圧を上昇させ、中温合金ＭＭが水素を放出するように設定されている。
【００２２】
第１冷熱出力部βは、中温合金熱交換器Ｓｂへ放熱水を流して放熱水と中温合金ＭＭとを熱交換して中温合金ＭＭを冷却することで、低温合金ＬＭから中温合金ＭＭへ水素を移動させるものである。この時、高温合金熱交換器Ｓａへ抑制水を流して高温合金ＨＭと抑制水とを熱交換させて、高温合金ＨＭの水素の吸蔵と放出とを抑制する。また、この時、低温合金熱交換器Ｓｃへ冷熱出力水（水素吸蔵合金が水素を放出する際に生じる吸熱作用を利用して冷熱を得るための冷熱出力用熱媒体の一例）を流すことで低温合金ＬＭは室内空気を冷房して冷熱が奪われた冷熱出力水と熱交換されるが、その冷熱出力水の温度（例えば１０℃〜１３℃くらい）では、低温合金ＬＭは水素を放出するように設けられている。
【００２３】
第２冷熱出力部γは、高温合金熱交換器Ｓａへ放熱水を流して放熱水と高温合金ＨＭとを熱交換して高温合金ＨＭを冷却することで、中温合金ＭＭと低温合金ＬＭから高温合金ＨＭへ水素を移動させるものである。この時、低温合金熱交換器Ｓｃおよび中温合金熱交換器Ｓｂへ冷熱出力水を流すことで中温合金ＭＭおよび低温合金ＬＭは室内空気を冷房して冷熱が奪われた冷熱出力水と熱交換されるが、その冷熱出力水の温度（例えば７℃〜１３℃くらい）では、中温合金ＭＭおよび低温合金ＬＭは水素を放出するように設けられている。
【００２４】
ここで、第１、第２冷熱出力部β、γで低温合金ＬＭおよび中温合金ＭＭに熱交換される冷熱出力水は、低温合金ＬＭおよび中温合金ＭＭが水素を放出する際に熱が奪われて冷房に適した低温になる。
上記で示した加熱水は、図示しない加熱手段（例えば、燃焼装置）によって加熱されるものである。
抑制水は、加熱水の一部を用いたものである（図６の熱媒体回路図参照）。
放熱水は、外気と熱交換されて冷却されるものであり、例えばクーリングタワー等の放熱器を使用して放熱水を冷却するように設けられている。
【００２５】
上記で示した水素駆動部α、第１冷熱出力部β、第２冷熱出力部γは、各層Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の水素吸蔵合金（高温合金ＨＭ、中温合金ＭＭ、低温合金ＬＭ）と熱交換される熱媒体を切り替えることによって実行されるものであり、熱媒体の切り替えは、図４に示す熱媒体切替手段５によって成される。つまり、この熱媒体切替手段５による熱媒体の切り替えによって、３つの積層体グループＧが水素駆動部α→第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γをそれぞれ１段づつずらして実行するように設けられている。
【００２６】
この熱媒体切替手段５の構造を図１および図７〜図１５を用いて説明する。
熱媒体切替手段５は、温度の異なる各熱媒体（加熱水、放熱水、抑制水、冷熱出力水）と、各熱交換器（高温合金熱交換器Ｓａ、中温合金熱交換器Ｓｂ、低温合金熱交換器Ｓｃ）とを個別に対応させた冷媒個別対応択一弁タイプのものである。
【００２７】
この冷媒個別対応択一弁タイプは、第１〜第３熱交換ユニット１ａ〜１ｃにおけるそれぞれの高温合金熱交換器Ｓａに対して熱媒体の切り替えを行う高温合金用切替ユニット５ａと、第１〜第３熱交換ユニット１ａ〜１ｃにおけるそれぞれの中温合金熱交換器Ｓｂに対して熱媒体の切り替えを行う中温合金用切替ユニット５ｂと、第１〜第３熱交換ユニット１ａ〜１ｃにおけるそれぞれの低温合金熱交換器Ｓｃに対して熱媒体の切り替えを行う低温合金用切替ユニット５ｃとを備える。
【００２８】
高温合金用切替ユニット５ａは、第１熱交換ユニット１ａの高温合金熱交換器Ｓａ、第２熱交換ユニット１ｂの高温合金熱交換器Ｓａ、第３熱交換ユニット１ｃの高温合金熱交換器Ｓａに対して熱媒体の切り替えを行うものであり、各熱交換器の両側に、加熱水切替用のａタイプ弁１１、抑制水切替用のｂタイプ弁１２、放熱水切替用のｃタイプ弁１３がそれぞれ配置される。なお、このａ、ｂ、ｃタイプ弁１１、１２、１３は、熱媒体切替弁に相当するものである。
なお、ａタイプ弁１１は、図７（ａ）に示すものであり、ｂタイプ弁１２は、図７（ｂ）に示すものであり、ｃタイプ弁１３は、図７（ｃ）に示すものであり、以下にその構造を説明する。
【００２９】
ａタイプ弁１１は、図１（ｆ）、図７（ａ）に示すように、ａタイプバルブボディ１４と、内部に熱媒体を流す中空部９が設けられ、その周囲に複数のシール材（Ｏリング）１０が装着されたａタイプ中空弁１５とから構成される。なお、このａタイプ中空弁１５および後述するｂ、ｃタイプ中空弁２０、２５は、往復動切替弁体に相当するものである。
ａタイプバルブボディ１４は、加熱水循環経路１６（図６参照）に接続される図８（ａ−１）に示す２つの外部加熱水分配・収集用の第１ポート１７と、高温合金熱交換器Ｓａ側に接続される図８（ａ−３）に示す３つのセル側加熱水供給・排出用の第２ポート１８とを備えるものであり、第１ポート１７と第２ポート１８とは、ａタイプ中空弁１５の１ストローク移動分以上ずれた位置に設けられている。
ａタイプ中空弁１５は、図８（ａ−２）に示すものであり、ａタイプバルブボディ１４内で３つの停止位置のいずれかに停止して、第１ポート１７と第２ポート１８の連通の切り替えを、内部の中空部９を介して行うものである。
【００３０】
具体的には、第１停止位置では図９（ａ−１）に示すように第１熱交換ユニット１ａの高温合金熱交換器Ｓａへ加熱水の供給（あるいは排出）を行い、第２停止位置（中間停止位置）では図９（ａ−２）に示すように第３熱交換ユニット１ｃの高温合金熱交換器Ｓａへ加熱水の供給（あるいは排出）を行い、第３停止位置では図９（ａ−３）に示すように第２熱交換ユニット１ｂの高温合金熱交換器Ｓａへ加熱水の供給（あるいは排出）を行うものである。
【００３１】
ｂタイプ弁１２は、図７（ｂ）に示すように、ｂタイプバルブボディ１９と、内部に熱媒体を流す中空部９が設けられ、その周囲に複数のシール材（Ｏリング）１０が装着されたｂタイプ中空弁２０とから構成される。
ｂタイプバルブボディ１９は、抑制水循環経路１６ａ（図６参照）に接続される図８（ｂ−１）に示す２つの外部抑制水分配・収集用の第１ポート２２と、高温合金熱交換器Ｓａ側に接続される図８（ｂ−３）に示す３つのセル側抑制水供給・排出用の第２ポート２３とを備えるものであり、第１ポート２２と第２ポート２３とは、ｂタイプ中空弁２０の１ストローク移動分以上ずれた位置に設けられている。
ｂタイプ中空弁２０は、図８（ｂ−２）に示すものであり、ｂタイプバルブボディ１９内で３つの停止位置のいずれかに停止して、第１ポート２２と第２ポート２３の連通の切り替えを、内部の中空部９を介して行うものである。
【００３２】
具体的には、第１停止位置では図９（ｂ−１）に示すように第２熱交換ユニット１ｂの高温合金熱交換器Ｓａへ抑制水の供給（あるいは排出）を行い、第２停止位置では図９（ｂ−２）に示すように第１熱交換ユニット１ａの高温合金熱交換器Ｓａへ抑制水の供給（あるいは排出）を行い、第３停止位置では図９（ｂ−３）に示すように第３熱交換ユニット１ｃの高温合金熱交換器Ｓａへ抑制水の供給（あるいは排出）を行うものである。
【００３３】
ｃタイプ弁１３は、図７（ｃ）に示すように、ｃタイプバルブボディ２４と、内部に熱媒体を流す中空部９が設けられ、その周囲に複数のシール材（Ｏリング）１０が装着されたｃタイプ中空弁２５とから構成される。
ｃタイプバルブボディ２４は、放熱水循環経路２１（図６参照）に接続される図８（ｃ−１）に示す２つの外部放熱水分配・収集用の第１ポート２６と、高温合金熱交換器Ｓａ側に接続される図８（ｃ−３）に示す３つのセル側放熱水供給・排出用の第２ポート２７とを備えるものであり、第１ポート２６と第２ポート２７とは、ｃタイプ中空弁２５の１ストローク移動分以上ずれた位置に設けられている。
ｃタイプ中空弁２５は、図８（ｃ−２）に示すものであり、ｃタイプバルブボディ２４内で３つの停止位置のいずれかに停止して、第１ポート２６と、第２ポート２７の連通の切り替えを、内部の中空部９を介して行うものである。
【００３４】
具体的には、第１停止位置では図９（ｃ−１）に示すように第３熱交換ユニット１ｃの高温合金熱交換器Ｓａへ放熱水の供給（あるいは排出）を行い、第２停止位置では図９（ｃ−２）に示すように第２熱交換ユニット１ｂの高温合金熱交換器Ｓａへ放熱水の供給（あるいは排出）を行い、第３停止位置では図９（ｃ−３）に示すように第１熱交換ユニット１ａの高温合金熱交換器Ｓａへ放熱水の供給（あるいは排出）を行うものである。
【００３５】
中温合金用切替ユニット５ｂは、上述した高温合金用切替ユニット５ａと同じ構造のものであり、高温合金用切替ユニット５ａで切り替えた熱媒体が加熱水・抑制水・放熱水であったものを、抑制水・放熱水・冷熱出力水に置き換えたものである。
【００３６】
低温合金用切替ユニット５ｃも、上述した高温合金用切替ユニット５ａと同じ構造のものであり、高温合金用切替ユニット５ａで切り替えた熱媒体が加熱水・抑制水・放熱水であったものを、放熱水・冷熱出力水・戻り冷熱出力水に置き換えたものである。
なお、この戻り冷熱出力水とは、図６に示すように、第２冷熱出力部γの低温合金ＬＭと熱交換される冷熱出力水であり、第１冷熱出力部βの低温合金ＬＭおよび第２冷熱出力部γの中温合金ＭＭと熱交換される冷熱出力水に対して区別したものである。
【００３７】
上記に示した高温合金用切替ユニット５ａ、中温合金用切替ユニット５ｂ、低温合金用切替ユニット５ｃにおける各ａタイプ弁１１、ｂタイプ弁１２、ｃタイプ弁１３が、第１停止位置→第２停止位置→第３停止位置を繰り返す。
この時、第１停止位置では、第１熱交換ユニット１ａが水素駆動部α、第２熱交換ユニット１ｂが第１冷熱出力部β、第３熱交換ユニット１ｃが第２冷熱出力部γを行う。
第２停止位置では、第１熱交換ユニット１ａが第１冷熱出力部β、第２熱交換ユニット１ｂが第２冷熱出力部γ、第３熱交換ユニット１ｃが水素駆動部αを行う。
第３停止位置では、第１熱交換ユニット１ａが第２冷熱出力部γ、第２熱交換ユニット１ｂが水素駆動部α、第３熱交換ユニット１ｃが第１冷熱出力部βを行う。
【００３８】
この第１停止位置→第２停止位置→第３停止位置における各熱交換ユニット１ａ〜１ｃの状態および使用される熱媒体の種類の関係を、図１０（ａ）、（ｂ）に示す。
【００３９】
この実施例に使用される熱媒体切替弁（ａ、ｂ、ｃタイプ弁１１、１２、１３）は、温度の異なる熱媒体にそれぞれ対応して複数設けられている。そして、それぞれの熱媒体切替弁は、切り替えられることによって複数の熱交換器へ熱媒体を切り替えて供給する。このため、図１１、図１２に示すように、高温合金熱交換器Ｓａに対し、加熱水を切り替えるａタイプ弁１１がセル入口側とセル出口側とで２組、抑制水を切り替えるｂタイプ弁１２がセル入口側とセル出口側とで２組、放熱水を切り替えるｃタイプ弁１３がセル入口側とセル出口側とで２組が用いられている。また、中温合金熱交換器Ｓｂに対しては、抑制水を切り替えるａタイプ弁１１がセル入口側とセル出口側とで２組、放熱水を切り替えるｂタイプ弁１２がセル入口側とセル出口側とで２組、冷熱出力水を切り替えるｃタイプ弁１３がセル入口側とセル出口側とで２組が用いられている。さらに、低温合金熱交換器Ｓｃに対しては、放熱水を切り替えるａタイプ弁１１がセル入口側とセル出口側とで２組、冷熱出力水を切り替えるｂタイプ弁１２がセル入口側とセル出口側とで２組、戻り冷熱出力水を切り替えるｃタイプ弁１３がセル入口側とセル出口側とで２組が用いられている。つまり、熱媒体切替弁の数は、合計１８組用いられている。
【００４０】
上述したように、ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５は、それぞれ第１、第２、第３停止位置の３つの位置に停止するように設けられている。
ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５は、それぞれ放熱水の流体圧によって駆動されるものであり、それぞれを中間位置（第２停止位置）に停止させるため、それぞれに親弁３０が配置されている（図１３参照）。なお、放熱水は、各熱交換ユニット１ａ〜１ｃと、図示しない放熱器とを循環するものであり、図１４に示す放熱水循環経路２１に配置された放熱水循環ポンプＰにより駆動されるものである。
【００４１】
ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５を第１、第２、第３停止位置の３つの位置に停止させる手段を図１４を用いて説明する。なお、ここでは、ａ、ｂ、ｃタイプ中空弁１５、２０、２５を１つのモデル弁（以下、往復動切替弁体３１）として説明し、ａ、ｂ、ｃタイプバルブボディ１４、１９、２４を１つのバルブボディ３２として説明する。そして、ａ、ｂ、ｃタイプ弁１１、１２、１３を１つの熱媒体切替弁２９として説明するものである。
往復動切替弁体３１を第１、第２、第３停止位置の３つの位置に停止させるために、往復動切替弁体３１の一端側（図示上側）には、往復動切替弁体３１より大径の親弁３０が配置されている。
【００４２】
親弁３０および往復動切替弁体３１を収容するバルブボディ３２には、往復動切替弁体３１の下端に連通する下端ポート３２ａ、親弁３０の下端（往復動切替弁体３１の上端でもある）に連通する中間ポート３２ｂ、親弁３０の上端に連通する上端ポート３２ｃが設けられており、下端ポート３２ａ、中間ポート３２ｂ、上端ポート３２ｃに対する放熱水の供給および排出状態によって、図１５に示すように、親弁３０の停止位置および往復動切替弁体３１の停止位置が決定される。
つまり、往復動切替弁体３１の反親弁３０側のバルブボディ内と、親弁３０の往復動切替弁体３１側のバルブボディ３２内と、親弁３０の反往復動切替弁体３１側のバルブボディ３２内とにおける流体の圧力差により、往復動切替弁体３１を、第１、第２、第３停止位置の３つの停止位置に設定するように設けられている。
【００４３】
下端ポート３２ａには、親弁３０の往復動切替弁体３１側のバルブボディ３２内の圧力を正圧と負圧とに切り替える下端電磁弁３３が接続されている。この下端電磁弁３３は、通電OFF で下端ポート３２ａを放熱水循環ポンプＰの吸引側（負圧側）に接続し、通電ONで下端ポート３２ａを放熱水循環ポンプＰの吐出側（正圧側）に接続するものであって、バネ３３ａによって復帰する電磁ソレノイド３３ｂと、バネ３３ａおよび電磁ソレノイド３３ｂによってスライドする正負切替弁３３ｃとから構成される。
【００４４】
中間ポート３２ｂには、親弁３０の往復動切替弁体３１側のバルブボディ３２内の圧力を正圧と負圧とに切り替える中間電磁弁３４が接続されている。この中間電磁弁３４は、通電OFF で中間ポート３２ｂを放熱水循環ポンプＰの吐出側（正圧側）に接続し、通電ONで中間ポート３２ｂを放熱水循環ポンプＰの吸引側（負圧側）に接続するものであって、バネ３４ａによって復帰する電磁ソレノイド３４ｂと、バネ３４ａおよび電磁ソレノイド３４ｂによってスライドする正負切替弁３４ｃとから構成される。
【００４５】
上端ポート３２ｃには、親弁３０の反往復動切替弁体３１側のバルブボディ内の圧力を正圧と負圧とに切り替える上端電磁弁３５が接続されている。この上端電磁弁３５は、通電OFF で上端ポート３２ｃを放熱水循環ポンプＰの吸引側（負圧側）に接続し、通電ONで上端ポート３２ｃを放熱水循環ポンプＰの吐出側（正圧側）に接続するものであって、バネ３５ａによって復帰する電磁ソレノイド３５ｂと、バネ３５ａおよび電磁ソレノイド３５ｂによってスライドする正負切替弁３５ｃとから構成される。
【００４６】
具体的な往復動切替弁体３１の駆動を図１５を参照して説明する。
下端電磁弁３３をOFF 、中間電磁弁３４をOFF 、上端電磁弁３５をOFF することにより、下端ポート３２ａが放熱水循環ポンプＰの負圧側に接続され、中間ポート３２ｂが放熱水循環ポンプＰの正圧側に接続され、上端ポート３２ｃが放熱水循環ポンプＰの負圧側に接続される。これにより、往復動切替弁体３１が下側へ駆動されて第１停止位置に停止する｛図１５（ａ）参照｝。
【００４７】
下端電磁弁３３をON、中間電磁弁３４をON、上端電磁弁３５をONすることにより、下端ポート３２ａが放熱水循環ポンプＰの正圧側に接続され、中間ポート３２ｂが放熱水循環ポンプＰの負圧側に接続され、上端ポート３２ｃが放熱水循環ポンプＰの正圧側に接続される。これにより、往復動切替弁体３１が上側へ駆動されるが、駆動力の大きい親弁３０が下側に駆動されて停止するため、往復動切替弁体３１は親弁３０に規制されて中間位置（第２停止位置）で停止する｛図１５（ｂ）参照｝。
【００４８】
下端電磁弁３３をON、中間電磁弁３４をON、上端電磁弁３５をOFF することにより、上記の第２停止位置の状態から上端ポート３２ｃのみが放熱水循環ポンプＰの負圧側に接続される。これにより、駆動力の大きい親弁３０が上側に駆動されて停止するため、往復動切替弁体３１がさらに上側へ駆動されて、第３停止位置で停止する｛図１５（ｃ）参照｝。
【００４９】
続いて、下端電磁弁３３をOFF 、中間電磁弁３４をON、上端電磁弁３５をONすることにより、上端ポート３２ｃが放熱水循環ポンプＰの正圧側に接続され、下端ポート３２ａ、中間ポート３２ｂが放熱水循環ポンプＰの負圧側に接続される。これにより、駆動力の大きい親弁３０が下側に駆動されて往復動切替弁体３１を下側（中間位置）に押し戻す｛図１５（ｄ）参照｝。
その後、上記の接続を繰り返すことで、往復動切替弁体３１が第１停止位置→第２停止位置→第３停止位置を順次繰り返す。なお、下端電磁弁３３、中間電磁弁３４、上端電磁弁３５の通電は、図示しない制御装置により、上述した接続が得られるように通電制御される。
【００５０】
一方、図１６に示すように、加熱水循環経路１６、放熱水循環経路２１、冷熱出力水循環経路３７のそれぞれには、上述した往復動切替弁体３１が、停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）から次の停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）に移動する際に、熱媒体切替弁２９によって切り替えられる熱媒体の流れを停止させる停止弁３６（停止手段に相当する）が配置されている。このように、往復動切替弁体３１が、停止位置から次の停止位置へ移動する際に、熱媒体の流れが停止されることによって、往復動切替弁体３１の移動中、往復動切替弁体３１によって切り替えられる熱媒体が、熱媒体切替弁２９において混流するのを阻止するものである。
【００５１】
また、各停止弁３６は、熱媒体の切り替えを行う際、合金間の水素移動を効率的に行わせるために、複数種類の熱媒体の供給タイミングを変える、いわゆる位相制御にも用いられるものである。
具体的には、停止弁３６によって、熱媒体の流れを停止させる時期、あるいは熱媒体の流れを再開させる時期を熱媒体の種類等に応じてずらすように設定されるものであり、この実施例では水素吸蔵用の放熱水を他の熱媒体よりも先に供給を開始して吸蔵状態にしておき、少し遅れて水素放出用の熱媒体（加熱水や冷熱出力水）を供給して水素の移動速度を速める吸蔵優先位相制御を行うものである。なお、水素放出用の熱媒体（加熱水や冷熱出力水）を他の熱媒体よりも先に供給を開始して放出状態にしておき、少し遅れて水素吸蔵用の熱媒体（放熱水）を供給して水素の移動速度を速める放出優先位相制御を行うように設けても良い。この実施例に示すように、位相制御を各往復動切替弁体３１の切り替えによって行うのではなく、加熱水循環経路１６、放熱水循環経路２１、冷熱出力水循環経路３７のそれぞれに設けられた停止弁３６によってまとめて行えるため、位相制御を容易に実施することができる。
【００５２】
停止弁３６は、図１６に示すように、熱媒体循環経路（加熱水循環経路１６、放熱水循環経路２１、冷熱出力水循環経路３７）の連通あるいは遮断を行う遮断弁体３６ａと、この遮断弁体３６ａの一端に配置された弁体復帰用のバネ３６ｂと、遮断弁体３６ａを駆動するための駆動手段３８とから構成される。
【００５３】
この駆動手段３８は、遮断弁体３６ａの他端側（復帰用のバネ３６ｂとは逆側）に放熱水の正圧（放熱水循環ポンプＰの下流側圧力）を印加することで、遮断弁体３６ａを駆動して停止弁３６を作動させるものであり、正圧と排圧とを切り替える正排切替弁体３８ａと、この正排切替弁体３８ａを駆動する電磁ソレノイド３８ｂとから構成される。
【００５４】
この電磁ソレノイド３８ｂは、図示しない制御装置によって通電制御されるものであり、この電磁ソレノイド３８ｂの通電時期によって、熱媒体切替弁２９の切り替え時に熱媒体の流れを停止させるとともに、位相制御を実施するものであるため、位相制御における位相角を容易に変更することができる。
【００５５】
なお、この実施例では、電磁ソレノイド３８ｂの作動によって遮断弁体３６ａを間接的に駆動する例を示したが、図１７に示すように、遮断弁体３６ａを電磁ソレノイド３８ｂで直接的に駆動するように構成しても良い。
また、サイクルの運転状態に応じて電磁ソレノイド３８ｂの通電時期を制御装置によって変化させることにより、位相角を適切に変化させて効率を向上させても良い。
【００５６】
次に、熱媒体切替手段５の切り替え作動を説明する。
１８個の往復動切替弁体３１（６本のａタイプ中空弁１５、６本のｂタイプ中空弁２０、６本のｃタイプ中空弁２５）が第１停止位置に設定された状態では、上述したように、第１熱交換ユニット１ａが水素駆動部αに設定され、第２熱交換ユニット１ｂが第１冷熱出力部βに設定され、第３熱交換ユニット１ｃが第２冷熱出力部γに設定される。
次に、１８個の往復動切替弁体３１が第２停止位置に設定された状態では、第１熱交換ユニット１ａが第１冷熱出力部βに設定され、第２熱交換ユニット１ｂが第２冷熱出力部γに設定され、第３熱交換ユニット１ｃが水素駆動部αに設定される。
次に、１８個の往復動切替弁体３１が第３停止位置に設定された状態では、第１熱交換ユニット１ａが第２冷熱出力部γに設定され、第２熱交換ユニット１ｂが水素駆動部αに設定され、第３熱交換ユニット１ｃが第１冷熱出力部βに設定される。
【００５７】
つまり、１８個の往復動切替弁体３１が第１→第２→第３停止位置に順次切り替わることにより、第１熱交換ユニット１ａが水素駆動部α→第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γに順次切り替わり、第２熱交換ユニット１ｂが第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γ→水素駆動部αに順次切り替わり、第３熱交換ユニット１ｃが第２冷熱出力部γ→水素駆動部α→第１冷熱出力部βに順次切り替わるものである。
【００５８】
次に、水素駆動部α、第１冷熱出力部β、第２冷熱出力部γの各作動を数値（図６参照）を用いた一例と、図５に示すＰＴ冷凍サイクル線図を用いて説明する。
水素駆動部αに切り替えられた積層体グループＧは、高温合金ＨＭが加熱水と熱交換され、中温合金ＭＭが抑制水と熱交換され、低温合金ＬＭが放熱水と熱交換される。
高温合金ＨＭが加熱水（９５℃）と熱交換されることにより、高温合金ＨＭを収容する合金収容室の内圧が上昇し、高温合金ＨＭが水素を放出（図５の▲１▼）する。
中温合金ＭＭが抑制水（６５℃）と熱交換されることにより、中温合金ＭＭを収容する合金収容室の内圧が上昇し、中温合金ＭＭが水素を放出（図５の▲１▼’）する。
低温合金ＬＭが放熱水（３２℃）と熱交換されることにより、低温合金ＬＭを収容する合金収容室の内圧が下がり、低温合金ＬＭが水素を吸蔵（図５の▲２▼）する。
そして、水素駆動部αが実行された積層体グループＧは、熱媒体切替手段５によって第１冷熱出力部βへ切り替えられる。
【００５９】
第１冷熱出力部βに切り替えられた積層体グループＧは、高温合金ＨＭが抑制水と熱交換され、中温合金ＭＭが放熱水と熱交換され、低温合金ＬＭが冷熱出力水と熱交換される。
高温合金ＨＭが抑制水（６５℃）と熱交換されることにより、高温合金ＨＭを収容する合金収容室の内圧が高温合金ＨＭが水素の吸蔵および放出を行わない圧力に設定される。
中温合金ＭＭが放熱水（３３℃）と熱交換されることにより、中温合金ＭＭを収容する合金収容室の内圧が下がり、中温合金ＭＭが水素を吸蔵（図５の▲４▼）し、低温合金ＬＭが水素を放出（図５の▲３▼）する。
低温合金ＬＭが水素を放出するため、低温合金ＬＭの合金収容室内で吸熱が生じ、低温合金ＬＭと熱交換された冷熱出力水が例えば７℃に冷やされる。なお、低温合金ＬＭは、第２冷熱出力部γで冷却された冷熱出力水の温度（例えば１０℃くらい）では、低温合金ＬＭを収容する合金収容室の内圧が中温合金ＭＭを収容する合金収容室の内圧より高くなるように設けられている。
そして、第１冷熱出力部βが実行された積層体グループＧは、熱媒体切替手段５によって第２冷熱出力部γへ切り替えられる。
【００６０】
第２冷熱出力部γに切り替えられた積層体グループＧは、高温合金ＨＭが放熱水と熱交換され、中温合金ＭＭおよび低温合金ＬＭが冷熱出力水と熱交換される。
高温合金ＨＭが放熱水（３５℃）と熱交換されることにより、高温合金ＨＭを収容する合金収容室の内圧が下がり、高温合金ＨＭが水素を吸蔵（図５の▲６▼）する。
中温合金ＭＭが水素を放出（図５の▲５▼）するとともに、低温合金ＬＭも水素を放出（図５の▲３▼’）するため、中温合金ＭＭおよび低温合金ＬＭの合金収容室内で吸熱が生じ、中温合金ＭＭおよび低温合金ＬＭと熱交換された冷熱出力水が例えば１０℃に冷やされる。なお、中温合金ＭＭは、室内空気と熱交換して温度上昇した冷熱出力水の温度が１３℃くらいでは、中温合金ＭＭを収容する合金収容室の内圧が高温合金ＨＭを収容する合金収容室の内圧より高くなるように設けられている。
そして、第２冷熱出力部γが実行された積層体グループＧは、熱媒体切替手段５によって水素駆動部αへ切り替えられる。
【００６１】
なお、第１、第２冷熱出力部β、γで低温合金ＬＭおよび中温合金ＭＭが水素を放出する際に熱が奪われて低温（７℃）になった冷熱出力水は、図示しない室内空調機の室内熱交換器に供給されて、室内に吹き出される空気と熱交換されて室内を冷房する。
【００６２】
〔実施例の効果〕
往復動切替弁であるａタイプ弁１１を構成するａタイプバルブボディ１４は、２つの第１ポート１７と、３つの第２ポート１８が、ａタイプ中空弁１５の１ストローク移動分以上ずれた位置に設けられている。このため、ａタイプ中空弁１５によって連通が選択されていない第１ポート１７と第２ポート１８との間における熱媒体のリークを防ぐことができる。
また、ａタイプ中空弁１５は、３つの停止位置のいずれかに停止して、第１ポート１７と、第２ポート１８の連通の切り替えを、内部の中空部９を介して行うものである。この中空部９が、ａタイプ中空弁１５によって連通が選択されている第１ポート１７と第２ポート１８との間においてバイパスの役割を果たすため、ａタイプ中空弁１５の弁長を短縮することができる。
さらに、ａタイプ中空弁１５が、停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）から次の停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）に移動する際、停止弁３６が熱媒体の流れを停止させるため、ａタイプ中空弁１５の移動中、ａタイプ中空弁１５によって切り替えられる熱媒体が、ａタイプ弁１１において混流しない。
【００６３】
また、ｂタイプ弁１２を構成するｂタイプバルブボディ１９は、２つの第１ポート２２と、３つの第２ポート２３が、ｂタイプ中空弁２０の１ストローク移動分以上ずれた位置に設けられている。このため、ｂタイプ中空弁２０によって連通が選択されていない第１ポート２２と第２ポート２３との間における熱媒体のリークを防ぐことができる。
また、ｂタイプ中空弁２０は、３つの停止位置のいずれかに停止して、第１ポート２２と第２ポート２３の連通の切り替えを、内部の中空部９を介して行うものである。この中空部９が、ｂタイプ中空弁２０によって連通が選択されている第１ポート２２と第２ポート２３との間においてバイパスの役割を果たすため、ｂタイプ中空弁２０の弁長を短縮することができる。
さらに、ｂタイプ中空弁２０が、停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）から次の停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）に移動する際、停止弁３６が熱媒体の流れを停止させるため、ｂタイプ中空弁２０の移動中、ｂタイプ中空弁２０によって切り替えられる熱媒体が、ｂタイプ弁１２において混流しない。
【００６４】
さらに、ｃタイプ弁１３を構成するｃタイプバルブボディ２４は、２つの第１ポート２６と、３つの第２ポート２７が、ｃタイプ中空弁２５の１ストローク移動分以上ずれた位置に設けられている。このため、ｃタイプ中空弁２５によって連通が選択されていない第１ポート２６と第２ポート２７との間における熱媒体のリークを防ぐことができる。
また、ｃタイプ中空弁２５は、３つの停止位置のいずれかに停止して、第１ポート２６と第２ポート２７の連通の切り替えを、内部の中空部９を介して行うものである。この中空部９が、ｃタイプ中空弁２５によって連通が選択されている第１ポート２６と第２ポート２７との間においてバイパスの役割を果たすため、ｃタイプ中空弁２５の弁長を短縮することができる。
さらに、ｃタイプ中空弁２５が、停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）から次の停止位置（第１、第２、第３停止位置のいずれか）に移動する際、停止弁３６が熱媒体の流れを停止させるため、ｃタイプ中空弁２５の移動中、ｃタイプ中空弁２５によって切り替えられる熱媒体が、ｃタイプ弁１３において混流しない。
【００６５】
上述したように、ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５のそれぞれに中空部９を設けるとともに、ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５の移動時に、停止弁３６が熱媒体の流れを停止することにより、ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５の各弁長を、１１ストローク分に短縮できるとともに、シール材１０の数を８つに少なくすることができる。
【００６６】
ここで、この実施例では、ａタイプ中空弁１５、ｂタイプ中空弁２０、ｃタイプ中空弁２５がそれぞれ６本づつ、合計１８本が用いられているため、熱媒体切替手段５を小型、軽量化できる。
また、各ａタイプ中空弁１５、各ｂタイプ中空弁２０、各ｃタイプ中空弁２５のシール材１０の数が８つと少ないため、シール材１０による移動抵抗を小さく抑えることができ、放熱水の圧力によって、各ａタイプ中空弁１５、各ｂタイプ中空弁２０、各ｃタイプ中空弁２５をスムーズ、且つ確実に切り替えることができる。
【００６７】
〔変形例〕
上記の実施例では、抑制用熱媒体（抑制水）、放熱用熱媒体（放熱水）、冷熱出力用熱媒体（冷熱出力水）を各熱交換器に対して直列供給する例を示したが、図１８に示すように並列供給するように設けても良いし、直列供給を行う部分と並列供給を行う部分とを混在して用いても良い。
なお、直列供給と並列供給の変更は、バルブボディ３２側における熱媒体の接続回路の変更によって行うことができる。全て直列供給の場合におけるバルブボディ３２側の熱媒体接続回路の一例を図１９に示し、全て並列供給の場合におけるバルブボディ３２側の熱媒体接続回路の一例を図２０に示す。
【００６８】
上記の実施例では、熱媒体切替弁２９の往復動切替弁体３１、停止弁３６の遮断弁体３６ａを駆動する熱媒体の一例として、放熱用熱媒体（放熱水）を用いた例を示したが、加熱用熱媒体（加熱水）や冷熱出力用熱媒体（冷熱出力水）を用いても良い。
【００６９】
上記の実施例では、熱媒体切替手段５の一例として、各熱媒体（加熱水、放熱水、抑制水、冷熱出力水）と、各熱交換器（高温合金熱交換器Ｓａ、中温合金熱交換器Ｓｂ、低温合金熱交換器Ｓｃ）とを個別に対応させた冷媒個別対応択一弁タイプの例を示したが、各熱交換器（高温合金熱交換器Ｓａ、中温合金熱交換器Ｓｂ、低温合金熱交換器Ｓｃ）に対応して熱媒体を切り替える部分セル対応切替弁タイプや、各熱交換ユニット毎（第１〜第３熱交換ユニット１ａ〜１ｃ毎）に対応して熱媒体を切り替える出力セル対応切替弁タイプに本発明を適用しても良い。
【００７０】
ここで、部分セル対応切替弁タイプ（２段サイクル）における往復動切替弁体（中空弁）の停止位置に対する熱媒体の供給切替状態を図２１に示す。また、部分セル対応切替弁タイプ（２段サイクル）における往復動切替弁のイメージを図２２に示す。
また、出力セル対応切替弁タイプ（２段サイクル）における往復動切替弁体（中空弁）の停止位置に対する熱媒体の供給切替状態を図２３に示す。また、出力セル対応切替弁タイプ（２段サイクル）における往復動切替弁のイメージを図２４に示す。
【００７１】
上記の実施例では、室内を冷房する例を示したが、冷熱出力用熱媒体で冷蔵運転や冷凍運転に用いるなど、他の冷却装置として用いても良い。
上記の実施例では、室内を冷房する例を示したが、冷暖房装置に適用しても良い。具体的な一例を示すと、燃焼装置で加熱された加熱水を室内空調機の室内熱交換器に導いて室内暖房を行うように設けても良い。また、燃焼装置で加熱された加熱水を床暖房マット、浴室乾燥機などに接続し、加熱水の供給によって床暖房、浴室暖房などを行うように設けても良い。
【００７２】
上記の実施例では、１サイクルで２段の冷熱出力を得る２段サイクルに本発明を適用した例を示したが、１段サイクルや、３段以上のサイクルに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、各熱媒体の一例として水を用いたが、不凍液やオイルなど他の液体の熱媒体を用いても良いし、空気、蒸気、ガスなど気体性の熱媒体を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】往復動切替弁の比較説明図である（実施例および比較例）。
【図２】セルの要部断面斜視図である（実施例）。
【図３】積層されたセルを示す斜視図である（実施例）。
【図４】熱交換ユニットおよび熱媒体切替手段を示す斜視図である（実施例）。
【図５】ＰＴ冷凍サイクル線図である（実施例）。
【図６】熱媒体の流れを示す説明図である（実施例）。
【図７】冷媒個別対応択一弁タイプにおける往復動切替弁のイメージ図である（実施例）。
【図８】ポートと切替弁体の説明図である（実施例）。
【図９】ポートと切替弁体を組み合わせた説明図である（実施例）。
【図１０】停止位置に対する熱媒体の供給状態を表で示した図である（実施例）。
【図１１】停止位置に対する熱媒体の供給状態を示した図である（実施例）。
【図１２】停止位置に対する熱媒体の供給状態を示した図である（実施例）。
【図１３】親弁と切替弁体の駆動説明図である（実施例）。
【図１４】親弁と切替弁体の説明図である（実施例）。
【図１５】切替弁体の駆動回路を示す図である（実施例）。
【図１６】熱媒体の循環経路に配置された停止弁を示す図である（実施例）。
【図１７】停止弁の概略図である（変形例）。
【図１８】並列接続された熱媒体の流れを示す説明図である（変形例）。
【図１９】バルブボディ側における熱媒体の接続状態を示す図である（変形例）。
【図２０】バルブボディ側における熱媒体の接続状態を示す図である（変形例）。
【図２１】停止位置に対する熱媒体の供給状態を表で示した図である（変形例）。
【図２２】部分セル対応切替弁タイプにおける往復動切替弁のイメージ図である（変形例）。
【図２３】停止位置に対する熱媒体の供給状態を表で示した図である（変形例）。
【図２４】出力セル対応切替弁タイプにおける往復動切替弁のイメージ図である（変形例）。
【符号の説明】
ＨＭ 高温合金（高温水素吸蔵合金）
ＭＭ 中温合金（中温水素吸蔵合金）
ＬＭ 低温合金（低温水素吸蔵合金）
Ｓ セル
Ｓａ 高温合金熱交換器
Ｓｂ 中温合金熱交換器
Ｓｃ 低温合金熱交換器
５ 熱媒体切替手段
９ 中空部
１０ シール材
１１ ａタイプ弁（熱媒体切替弁）
１２ ｂタイプ弁（熱媒体切替弁）
１３ ｃタイプ弁（熱媒体切替弁）
１５ ａタイプ中空弁（往復動切替弁体）
２０ ｂタイプ中空弁（往復動切替弁体）
２５ ｃタイプ中空弁（往復動切替弁体）
２９ 熱媒体切替弁
３１ 往復動切替弁体
３６ 停止弁（停止手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention repeatedly stores and releases hydrogen in a hydrogen storage alloy to obtain cold using the endothermic effect that occurs during the release of hydrogen, or uses the heat dissipation effect that occurs during the storage of hydrogen to generate warm heat. The present invention relates to a heat utilization system using the obtained hydrogen storage alloy.
[0002]
[Prior art]
A heat utilization system (for example, a cooling device) using a hydrogen storage alloy includes a heating heat medium (hereinafter referred to as heating water) for heating the hydrogen storage alloy, and a cooling heat medium for cooling the hydrogen storage alloy. (Hereinafter referred to as facility water), a cooling medium for cooling output cooled by a hydrogen storage alloy (hereinafter referred to as cooling output water), a suppression heating medium for suppressing hydrogen storage and release of hydrogen in the hydrogen storage alloy ( Hereinafter, heat exchange with a hydrogen storage alloy is performed by switching a plurality of heat media such as suppression water.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a heat medium switching means for switching the heat medium and supplying it to the heat exchanger, as shown in FIG. 1A, the heat medium supplied from the first port 101 according to the movement position of the reciprocating switching valve body 100 , The first port 101 on the heat medium supply side, the second port 102 on the heat medium discharge side, and the like. Are provided so as to coincide with each other within one stroke movement of the reciprocating switching valve body 100. Then, as shown in FIG. 1A, for example, when A of the second port 102 is selected, the heat medium leaks at B and C of the second port 102 that are not selected {FIG. 1 (b), see (c)}.
[0004]
Therefore, as shown in FIGS. 1D and 1E, the first port 101 and the second port 102 are shifted by one stroke or more of the reciprocating switching valve body 100 to prevent the heat medium from leaking. be able to.
However, in the above FIG. 1 (a) type, the valve length of the reciprocating switching valve body 100 is 11 strokes of the reciprocating switching valve body 100, but in the FIG. 1 (d) type, the reciprocating switching valve body is. The valve length of 100 becomes 13 strokes of the reciprocating motion switching valve body 100, and becomes longer. The one stroke shown in this specification indicates the stroke length of one stage of the reciprocating switching valve body 100 that switches to a plurality of stages.
[0005]
Thus, when the valve length of the reciprocating switching valve body 100 becomes long, the size of the heat medium switching means becomes large.
In addition, there is a demand for reducing the movement resistance of the reciprocating motion switching valve body 100 by reducing the number of sealing materials 103 mounted around the reciprocating motion switching valve body 100.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the valve length of the reciprocating switching valve body in the heat medium switching valve and to reduce the number of sealing materials, thereby reciprocating switching valve body. Is provided with a heat utilization system using a hydrogen-occlusion alloy that can prevent the heat medium from leaking at a port that is not selected by the reciprocating switching valve body.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The heat utilization system using the hydrogen storage alloy of the present invention employs the following technical means in order to achieve the above object.
(Means of Claim 1)
A heat utilization system using a hydrogen storage alloy includes a plurality of heat exchangers for performing heat exchange between the hydrogen storage alloy and the heat medium,
Heat medium switching means for switching and supplying the heat medium having different temperatures to the plurality of heat exchangers,
Heat exchange with the heat medium causes the hydrogen storage alloy to store and release hydrogen, and obtains cold and warm using the heat absorption effect that occurs when hydrogen is released and the heat release effect that occurs when hydrogen is stored,
The heat medium switching means includes a valve body having one or a plurality of first ports and a plurality of second ports, and a stroke movement in the valve body, so that the first port and the second port are in communication with each other. A reciprocating switching valve body that performs switching of
The valve body is disposed at a position where the first port and the second port are shifted by one stroke or more of the reciprocating switching valve body,
The reciprocating switching valve body is characterized in that a hollow portion through which a heat medium flows is provided.
[0008]
(Means of Claim 2)
A heat utilization system using the hydrogen storage alloy according to claim 1,
A stop means for stopping the flow of the heat medium switched by the heat medium switching valve when the reciprocating switching valve body moves is provided.
[0009]
(Means of claim 3)
In the heat utilization system using the hydrogen storage alloy according to claim 2,
The stop means is provided so as to determine when to stop the flow of the heat medium or when to restart the flow of the heat medium according to the type of the heat medium.
[0010]
Operation and effect of the invention
(Operation and effect of claim 1)
The first port and the second port of the valve body constituting the heat medium switching valve are arranged so as not to be selected by the reciprocating switching valve body by being displaced by one stroke or more of the reciprocating switching valve body. The leakage of the heat medium between the 1 port and the 2nd port can be prevented.
Further, since the hollow portion for flowing the heat medium is provided inside the reciprocating switching valve body, the hollow portion is bypassed between the first port and the second port selected by the reciprocating switching valve body. Since it plays a role, the valve length of the reciprocating switching valve body can be shortened.
Furthermore, since the hollow part of the reciprocating switching valve body fulfills a bypass function, the number of sealing materials can be reduced, and the movement resistance of the reciprocating switching valve body can be reduced.
[0011]
(Operation and effect of claim 2)
When the reciprocating switching valve body moves, the flow of the heat medium switched by the heat medium switching valve is stopped by the stopping means, so that the heat medium switched by the reciprocating switching valve body during the movement of the reciprocating switching valve body is , Leakage between the first port and the second port can be prevented. For this reason, while being able to shorten the valve length of a reciprocation switching valve body, the number of sealing materials can also be reduced.
[0012]
(Operation and effect of claim 3)
Since the stop means determines when to stop the flow of the heat medium or when to restart the flow of the heat medium, when switching between multiple types of heat medium, the hydrogen transfer between the hydrogen storage alloys is efficient. Therefore, so-called phase control for changing the supply timing of the plurality of types of heat medium can be easily performed by the stopping means.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples and modifications.
[Configuration of Example]
This embodiment will be described with reference to FIGS. A cell S in which a plurality of types (three types in this embodiment) of hydrogen storage alloys having different hydrogen equilibrium temperatures are enclosed is used as thin as shown in FIG. 2 and stacked as shown in FIG. For example, when used as a cooling device, a heat medium for cooling output (for example, water) that flows along the cell S due to heat absorption generated by the hydrogen releasing action of the hydrogen storage alloy enclosed in the cell S. And the air blown into the room is cooled with the cooled cooling medium for cooling output to cool the room.
[0014]
In this embodiment, a two-stage cycle is shown, and three stacked body groups G of cells S provided in a thin shape are used to output a continuous output. That is, the stacked body group G that performs the hydrogen drive, the stacked body group G that performs the first cooling output, and the stacked body group G that performs the second cooling output are used, and the hydrogen driving unit α → the first cooling heat. The output unit β → the second cooling output unit γ is repeatedly executed in sequence, so that a continuous output is obtained. And the three laminated body groups G are each incorporated in the 1st-3rd heat exchange unit 1a-1c shown in FIG.
[0015]
In the cell S constituting the two-stage cycle, three types of hydrogen storage alloys having different hydrogen equilibrium temperatures are enclosed in one cell S. These three kinds of hydrogen storage alloys are high temperature alloy HM (powder of high temperature hydrogen storage alloy having the same equilibrium hydrogen pressure and the highest hydrogen equilibrium temperature), medium temperature alloy MM (powder of medium temperature hydrogen storage alloy), and low temperature alloy. It is classified as LM (low temperature hydrogen storage alloy powder with the same equilibrium hydrogen pressure and the lowest hydrogen equilibrium temperature), and is divided into three layers in one thin cell S as shown in FIG. And enclosed. That is, inside the cell S, a first layer S1 made of the high temperature alloy HM, a second layer S2 made of the medium temperature alloy MM, and a third layer S3 made of the low temperature alloy LM are provided.
The relationship between the alloy types will be described with reference to the PT refrigeration cycle diagram of FIG. 5. The characteristics of the hydrogen storage alloy are relatively high temperature side (left side in the drawing), high temperature alloy HM, low temperature side (shown in the drawing). On the right) is the low temperature alloy LM, and in the middle is the intermediate temperature alloy MM.
[0016]
The three layers S1, S2, S3 inside one cell S are partitioned by partition means 2, as shown in FIG. This partition means 2 enables hydrogen movement between the layers S1, S2 and S3 and prevents movement of the hydrogen storage alloy between the layers S1, S2 and S3. In the partitioning means 2 of this embodiment, a plurality of pipe filters 3 arranged through the layers S1, S2, and S3 are arranged to pass through, and the pipe filter 3 allows hydrogen movement between the layers S1, S2, and S3. It is possible. The pipe filter 3 is arranged almost uniformly throughout the entire area of the cell S. The pipe filter 3 is a pipe-shaped filter through which hydrogen can pass, and is provided so that hydrogen can pass through by a large number of minute holes formed in the pipe and the hydrogen storage alloy is prevented from entering the pipe. Yes. These micro holes are formed by etching a metal pipe.
[0017]
The cell S is configured by joining a pair of press-molded plates by brazing, welding, or the like, and the cell S is divided into three layers S1, S2, and S3 as described above. Three alloy storage chambers for storing the hydrogen storage alloy (high temperature alloy HM, medium temperature alloy MM, low temperature alloy LM) are formed, and a heat medium passage through which a heat medium flows is formed on the surface of each alloy storage chamber. This heat medium passage corresponds to each of the hydrogen storage alloys of the respective layers S1, S2, and S3, and is provided so that the heat medium flows independently. In other words, the inside of each of the heat exchange units 1a to 1c is provided so that the heat medium flows by being divided into the respective layers S1, S2, and S3.
[0018]
That is, each of the heat exchange units 1a to 1c includes a high temperature alloy heat exchanger Sa that exchanges heat between the high temperature alloy HM and the heat medium, a medium temperature alloy heat exchanger Sb that exchanges heat between the medium temperature alloy MM and the heat medium, and a low temperature. It is comprised from the low temperature alloy heat exchanger Sc which heat-exchanges the alloy LM and a heat medium. In this embodiment, since three heat exchange units 1a to 1c are used, nine high-temperature alloy heat exchangers Sa, three medium-temperature alloy heat exchangers Sb, and three low-temperature alloy heat exchangers Sc each have a total of nine heat exchanges. A vessel is used.
[0019]
In addition, the plate of the part which forms an alloy storage chamber is formed in the wave shape, and is provided so that the heat exchange efficiency of a thermal medium and a hydrogen storage alloy may be improved. The partition means 2 for partitioning each layer S1, S2, S3 is formed in a strip shape in the pipe filter 3 arranged in a penetrating manner, and a heat insulating hole 2a for suppressing heat transfer of each layer is formed in the strip portion. Is formed.
[0020]
The two-stage cycle includes a hydrogen drive unit α that moves hydrogen from the high temperature alloy HM to the low temperature alloy LM, a first cold output unit β that moves hydrogen from the low temperature alloy LM to the medium temperature alloy MM, and a high temperature alloy HM from the medium temperature alloy MM. It is comprised from the 2nd cold-power output part (gamma) which moves hydrogen to the.
[0021]
The hydrogen drive unit α exchanges heat between the heated water and the high temperature alloy HM by flowing heated water (an example of a heating heat medium for heating the hydrogen storage alloy to release hydrogen) to the high temperature alloy heat exchanger Sa. The high temperature alloy HM is heated, and the facility water (an example of a heat dissipation heat medium for cooling the hydrogen storage alloy and storing hydrogen) is allowed to flow to the low temperature alloy heat exchanger Sc to supply the facility water and the low temperature alloy LM. By transferring heat and cooling the low temperature alloy LM, hydrogen is transferred from the high temperature alloy HM to the low temperature alloy LM. At this time, the suppression heat medium is allowed to flow through the intermediate temperature alloy heat exchanger Sb to exchange heat between the intermediate temperature alloy MM and the suppression water (an example of the suppression heat medium for suppressing hydrogen storage and release of the hydrogen storage alloy). Thus, the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the intermediate temperature alloy MM is increased so that the intermediate temperature alloy MM releases hydrogen.
[0022]
The first cold output unit β flows hydrogen water from the low-temperature alloy LM to the medium-temperature alloy MM by flowing the facility water to the medium-temperature alloy heat exchanger Sb and exchanging heat between the facility water and the medium-temperature alloy MM to cool the medium-temperature alloy MM. Is to move. At this time, the suppression water is supplied to the high temperature alloy heat exchanger Sa to exchange heat between the high temperature alloy HM and the suppression water, thereby suppressing the storage and release of hydrogen in the high temperature alloy HM. Also, at this time, by flowing cold output water (an example of a heat output medium for obtaining cold using the endothermic action generated when the hydrogen storage alloy releases hydrogen) to the low temperature alloy heat exchanger Sc. The low temperature alloy LM is heat-exchanged with the cold output water from which the indoor air has been cooled by cooling the room air, but at the temperature of the cold output water (for example, about 10 ° C. to 13 ° C.), the low temperature alloy LM releases hydrogen. It is provided as follows.
[0023]
The second cold heat output unit γ flows the high-temperature alloy heat exchanger Sa to flow the facility water and heat-exchanges the facility water and the high-temperature alloy HM to cool the high-temperature alloy HM. Hydrogen is transferred to the alloy HM. At this time, by flowing cold output water to the low temperature alloy heat exchanger Sc and the intermediate temperature alloy heat exchanger Sb, the medium temperature alloy MM and the low temperature alloy LM are heat exchanged with the cold output water from which the cold has been taken by cooling the indoor air. However, the intermediate temperature alloy MM and the low temperature alloy LM are provided so as to release hydrogen at the temperature of the cold output water (for example, about 7 ° C. to 13 ° C.).
[0024]
Here, the cold heat output water heat-exchanged to the low temperature alloy LM and the intermediate temperature alloy MM by the first and second cold output portions β and γ is deprived of heat when the low temperature alloy LM and the intermediate temperature alloy MM release hydrogen. And low temperature suitable for cooling.
The heated water shown above is heated by a heating means (for example, a combustion device) not shown.
The suppression water uses a part of the heating water (see the heat medium circuit diagram of FIG. 6).
The facility water is cooled by exchanging heat with the outside air, and is provided so as to cool the facility water using a radiator such as a cooling tower.
[0025]
The hydrogen driving unit α, the first cooling output unit β, and the second cooling output unit γ described above exchange heat with the hydrogen storage alloys (high temperature alloy HM, medium temperature alloy MM, low temperature alloy LM) of each layer S1, S2, and S3. The heat medium is switched by the heat medium switching means 5 shown in FIG. 4. That is, by switching the heat medium by the heat medium switching means 5, the three stacked body groups G execute the hydrogen driving unit α → the first cold output unit β → the second cold output unit γ by shifting one stage at a time. Is provided.
[0026]
The structure of the heat medium switching means 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 7 to 15.
The heat medium switching means 5 includes each heat medium (heating water, facility water, suppression water, cold output water) having different temperatures, and each heat exchanger (high temperature alloy heat exchanger Sa, medium temperature alloy heat exchanger Sb, low temperature alloy). This is a refrigerant individual alternative valve type that individually corresponds to the heat exchanger Sc).
[0027]
This refrigerant individual alternative valve type includes a high temperature alloy switching unit 5a for switching the heat medium to each of the high temperature alloy heat exchangers Sa in the first to third heat exchange units 1a to 1c, The medium temperature alloy switching unit 5b for switching the heat medium to each medium temperature alloy heat exchanger Sb in the third heat exchange units 1a to 1c, and the low temperature alloys in the first to third heat exchange units 1a to 1c. A low-temperature alloy switching unit 5c that switches the heat medium to the heat exchanger Sc.
[0028]
The high temperature alloy switching unit 5a includes a high temperature alloy heat exchanger Sa of the first heat exchange unit 1a, a high temperature alloy heat exchanger Sa of the second heat exchange unit 1b, and a high temperature alloy heat exchanger Sa of the third heat exchange unit 1c. On the other hand, a heat type switching a-type valve 11, a suppression water switching b-type valve 12, and a facility water switching c-type valve 13 are provided on both sides of each heat exchanger. Each is arranged. The a, b, and c type valves 11, 12, and 13 correspond to heat medium switching valves.
The a type valve 11 is as shown in FIG. 7 (a), the b type valve 12 is as shown in FIG. 7 (b), and the c type valve 13 is as shown in FIG. 7 (c). The structure will be described below.
[0029]
As shown in FIGS. 1 (f) and 7 (a), the a-type valve 11 is provided with an a-type valve body 14 and a hollow portion 9 through which a heat medium flows, and a plurality of sealing materials ( An a-type hollow valve 15 to which an O-ring 10 is attached. The a-type hollow valve 15 and the later-described b and c-type hollow valves 20 and 25 correspond to reciprocating switching valve bodies.
The a-type valve body 14 includes two external heating water distribution / collection first ports 17 shown in FIG. 8 (a-1) connected to the heating water circulation path 16 (see FIG. 6), and a high temperature alloy heat exchanger. The second port 18 for supplying / discharging the three cell-side heated water shown in FIG. 8 (a-3) connected to the Sa side is provided. The first port 17 and the second port 18 are: The type hollow valve 15 is provided at a position shifted by one stroke or more.
The a-type hollow valve 15 is shown in FIG. 8 (a-2). The a-type hollow valve 15 stops at any one of the three stop positions in the a-type valve body 14, and the first port 17 and the second port 18 communicate with each other. Is switched through the internal hollow portion 9.
[0030]
Specifically, at the first stop position, as shown in FIG. 9 (a-1), the heating water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the first heat exchange unit 1a, and the second stop position. At the (intermediate stop position), as shown in FIG. 9 (a-2), the heating water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the third heat exchange unit 1c, and at the third stop position, FIG. As shown in a-3), the heating water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the second heat exchange unit 1b.
[0031]
As shown in FIG. 7B, the b-type valve 12 is provided with a b-type valve body 19 and a hollow portion 9 through which a heat medium flows, and a plurality of sealing materials (O-rings) 10 are mounted around it. B-type hollow valve 20 formed.
The b-type valve body 19 includes two first ports 22 for distributing / collecting external control water shown in FIG. 8 (b-1) connected to the control water circulation path 16a (see FIG. 6), and a high temperature alloy heat exchanger. The second port 23 for supplying / discharging the three cell-side suppression waters shown in FIG. 8 (b-3) connected to the Sa side is provided. The first port 22 and the second port 23 are b The type hollow valve 20 is provided at a position shifted by one stroke or more.
The b-type hollow valve 20 is shown in FIG. 8B-2, and stops at any one of the three stop positions in the b-type valve body 19 so that the first port 22 and the second port 23 communicate with each other. Is switched through the internal hollow portion 9.
[0032]
Specifically, at the first stop position, as shown in FIG. 9 (b-1), the suppression water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the second heat exchange unit 1b, and the second stop position. Then, as shown in FIG. 9 (b-2), the suppression water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the first heat exchange unit 1a, and the third stop position is as shown in FIG. 9 (b-3). As shown, the suppression water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the third heat exchange unit 1c.
[0033]
As shown in FIG. 7 (c), the c-type valve 13 is provided with a c-type valve body 24 and a hollow portion 9 through which a heat medium flows, and a plurality of sealing materials (O-rings) 10 are mounted around the c-type valve body 24. C-type hollow valve 25.
The c-type valve body 24 includes two external ports for distributing and collecting the external facility water as shown in FIG. 8 (c-1) connected to the facility water circulation path 21 (see FIG. 6), and a high temperature alloy heat exchanger. The second port 27 for supplying and discharging the facility-side facility water shown in FIG. 8 (c-3) connected to the Sa side is provided. The first port 26 and the second port 27 are c The type hollow valve 25 is provided at a position shifted by one stroke or more.
The c-type hollow valve 25 is shown in FIG. 8C-2, and stops at one of the three stop positions in the c-type valve body 24, so that the first port 26 and the second port 27 The communication is switched through the hollow portion 9 inside.
[0034]
Specifically, at the first stop position, as shown in FIG. 9 (c-1), the facility water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the third heat exchange unit 1c, and the second stop position. Then, as shown in FIG. 9 (c-2), the facility water is supplied (or discharged) to the high-temperature alloy heat exchanger Sa of the second heat exchange unit 1b, and in the third stop position, the flow is changed to FIG. 9 (c-3). As shown, the facility water is supplied (or discharged) to the high temperature alloy heat exchanger Sa of the first heat exchange unit 1a.
[0035]
The medium temperature alloy switching unit 5b has the same structure as the high temperature alloy switching unit 5a described above, and the heat medium switched by the high temperature alloy switching unit 5a is heated water, suppression water, or facility water. It is replaced with restrained water, facility water, and cold output water.
[0036]
The low temperature alloy switching unit 5c has the same structure as the high temperature alloy switching unit 5a described above, and the heat medium switched by the high temperature alloy switching unit 5a is heated water, suppression water, or facility water. It is replaced with facility water, cold output water, and return cold output water.
As shown in FIG. 6, the return cold output water is cold output water that exchanges heat with the low temperature alloy LM of the second cold output unit γ, and the low temperature alloy LM and the first low temperature alloy LM of the first cold output unit β. 2 The cooling output part γ is distinguished from the cooling output water that is heat-exchanged with the medium temperature alloy MM.
[0037]
The a-type valve 11, the b-type valve 12, and the c-type valve 13 in the high temperature alloy switching unit 5a, the medium temperature alloy switching unit 5b, and the low temperature alloy switching unit 5c shown above are in the first stop position → the second stop. Repeat position → third stop position.
At this time, in the first stop position, the first heat exchange unit 1a performs the hydrogen drive unit α, the second heat exchange unit 1b performs the first cold output unit β, and the third heat exchange unit 1c performs the second cold output unit γ. .
At the second stop position, the first heat exchange unit 1a performs the first cold output unit β, the second heat exchange unit 1b performs the second cold output unit γ, and the third heat exchange unit 1c performs the hydrogen drive unit α.
At the third stop position, the first heat exchange unit 1a performs the second cooling output unit γ, the second heat exchange unit 1b performs the hydrogen drive unit α, and the third heat exchange unit 1c performs the first cooling output unit β.
[0038]
FIGS. 10A and 10B show the relationship between the state of the heat exchange units 1a to 1c and the type of heat medium used in the first stop position → second stop position → third stop position.
[0039]
A plurality of heat medium switching valves (a, b, c type valves 11, 12, 13) used in this embodiment are provided corresponding to the heat mediums having different temperatures. And each heat medium switching valve switches and supplies a heat medium to a some heat exchanger by being switched. For this reason, as shown in FIGS. 11 and 12, for the high temperature alloy heat exchanger Sa, there are two a type valves 11 for switching the heating water, b type valves for switching the suppression water on the cell inlet side and the cell outlet side. Two sets of 12 are used on the cell inlet side and the cell outlet side, and two sets of c type valves 13 for switching the facility water are used on the cell inlet side and the cell outlet side. In addition, for the medium temperature alloy heat exchanger Sb, two sets of a type valves 11 for switching the suppression water are provided on the cell inlet side and the cell outlet side, and b type valves 12 for switching the facility water are provided on the cell inlet side and the cell outlet side. And two sets of c type valves 13 for switching the cold output water are used on the cell inlet side and the cell outlet side. Furthermore, for the low temperature alloy heat exchanger Sc, two sets of a type valves 11 for switching the facility water are provided on the cell inlet side and the cell outlet side, and b type valves 12 for switching the cold output water are provided on the cell inlet side and the cell outlet. Two sets are used on the side, and two sets of c type valves 13 for switching the return cold output water are used on the cell inlet side and the cell outlet side. That is, a total of 18 sets of heat medium switching valves are used.
[0040]
As described above, the a-type hollow valve 15, the b-type hollow valve 20, and the c-type hollow valve 25 are provided so as to stop at three positions of the first, second, and third stop positions, respectively.
The a-type hollow valve 15, the b-type hollow valve 20, and the c-type hollow valve 25 are each driven by the fluid pressure of the facility water, and are stopped at the intermediate position (second stop position). A parent valve 30 is arranged (see FIG. 13). The facility water circulates through the heat exchange units 1a to 1c and a radiator (not shown), and is driven by a facility water circulation pump P disposed in the facility water circulation path 21 shown in FIG. .
[0041]
Means for stopping the a-type hollow valve 15, the b-type hollow valve 20, and the c-type hollow valve 25 at three positions of the first, second, and third stop positions will be described with reference to FIG. Here, the a, b, c type hollow valves 15, 20, 25 are described as one model valve (hereinafter, reciprocating switching valve body 31), and the a, b, c type valve bodies 14, 19, 24 are described. Is described as one valve body 32. The a, b, and c type valves 11, 12, and 13 are described as one heat medium switching valve 29.
In order to stop the reciprocating switching valve body 31 at the three positions of the first, second, and third stop positions, the reciprocating switching valve body 31 is connected to one end side (the upper side in the drawing) of the reciprocating switching valve body 31. A large-diameter parent valve 30 is arranged.
[0042]
The valve body 32 that accommodates the parent valve 30 and the reciprocating switching valve body 31 includes a lower end port 32a that communicates with the lower end of the reciprocating switching valve body 31, and a lower end of the parent valve 30 (also an upper end of the reciprocating switching valve body 31). ) And an upper end port 32c communicating with the upper end of the parent valve 30 are shown in FIG. 15 depending on the supply and discharge states of the facility water to the lower end port 32a, the intermediate port 32b, and the upper end port 32c. As described above, the stop position of the parent valve 30 and the stop position of the reciprocating switching valve body 31 are determined.
That is, the inside of the valve body on the anti-parent valve 30 side of the reciprocating switching valve body 31, the inside of the valve body 32 on the reciprocating switching valve body 31 side of the parent valve 30, and the anti-reciprocating switching valve body 31 side of the parent valve 30. The reciprocating switching valve body 31 is provided at three stop positions of the first, second, and third stop positions due to the pressure difference of the fluid in the valve body 32.
[0043]
A lower end solenoid valve 33 that switches the pressure in the valve body 32 on the reciprocation switching valve body 31 side of the parent valve 30 between a positive pressure and a negative pressure is connected to the lower end port 32a. The lower end solenoid valve 33 connects the lower end port 32a to the suction side (negative pressure side) of the facility water circulation pump P when energization is OFF, and connects the lower end port 32a to the discharge side (positive pressure side) of the facility water circulation pump P when energization is ON. The electromagnetic solenoid 33b is returned by the spring 33a, and the positive / negative switching valve 33c is slid by the spring 33a and the electromagnetic solenoid 33b.
[0044]
An intermediate solenoid valve 34 for switching the pressure in the valve body 32 on the reciprocation switching valve body 31 side of the parent valve 30 between positive pressure and negative pressure is connected to the intermediate port 32b. The intermediate solenoid valve 34 connects the intermediate port 32b to the discharge side (positive pressure side) of the facility water circulation pump P when energization is OFF, and connects the intermediate port 32b to the suction side (negative pressure side) of the facility water circulation pump P when energization is ON. The electromagnetic solenoid 34b is returned by a spring 34a, and the positive / negative switching valve 34c is slid by the spring 34a and the electromagnetic solenoid 34b.
[0045]
Connected to the upper end port 32c is an upper end electromagnetic valve 35 for switching the pressure in the valve body on the side opposite to the reciprocation switching valve body 31 of the parent valve 30 between positive pressure and negative pressure. The upper end solenoid valve 35 connects the upper end port 32c to the suction side (negative pressure side) of the facility water circulation pump P when energization is OFF, and connects the upper end port 32c to the discharge side (positive pressure side) of the facility water circulation pump P when energization is ON. The electromagnetic solenoid 35b is returned by the spring 35a, and the positive / negative switching valve 35c is slid by the spring 35a and the electromagnetic solenoid 35b.
[0046]
A specific drive of the reciprocating switching valve body 31 will be described with reference to FIG.
By turning off the lower end solenoid valve 33, turning off the intermediate solenoid valve 34, and turning off the upper end solenoid valve 35, the lower end port 32a is connected to the negative pressure side of the facility water circulation pump P, and the intermediate port 32b is connected to the pressure side of the facility water circulation pump P. The upper end port 32c is connected to the negative pressure side of the facility water circulation pump P. As a result, the reciprocating switching valve body 31 is driven downward to stop at the first stop position {see FIG. 15 (a)}.
[0047]
By turning on the lower solenoid valve 33, turning on the intermediate solenoid valve 34, and turning on the upper solenoid valve 35, the lower end port 32a is connected to the positive pressure side of the facility water circulation pump P, and the intermediate port 32b is connected to the negative pressure side of the facility water circulation pump P. The upper end port 32c is connected to the positive pressure side of the facility water circulation pump P. As a result, the reciprocating switching valve body 31 is driven upward, but since the parent valve 30 having a large driving force is driven downward and stopped, the reciprocating switching valve body 31 is regulated by the parent valve 30 and intermediate. Stop at the position (second stop position) {see FIG. 15B}.
[0048]
By turning on the lower solenoid valve 33, turning on the intermediate solenoid valve 34, and turning off the upper solenoid valve 35, only the upper end port 32c is connected to the negative pressure side of the facility water circulation pump P from the state of the second stop position. As a result, the parent valve 30 having a large driving force is driven upward to stop, and the reciprocating switching valve body 31 is further driven upward to stop at the third stop position {see FIG. 15 (c)}.
[0049]
Subsequently, the lower end solenoid valve 33 is turned off, the intermediate solenoid valve 34 is turned on, and the upper end solenoid valve 35 is turned on, whereby the upper end port 32c is connected to the positive pressure side of the facility water circulation pump P, and the lower end port 32a and the intermediate port 32b are connected. It is connected to the negative pressure side of the facility water circulation pump P. As a result, the master valve 30 having a large driving force is driven downward to push back the reciprocating switching valve body 31 downward (intermediate position) {see FIG. 15 (d)}.
Thereafter, by repeating the above connection, the reciprocating switching valve body 31 sequentially repeats the first stop position → the second stop position → the third stop position. The energization of the lower solenoid valve 33, the intermediate solenoid valve 34, and the upper solenoid valve 35 is energized and controlled by a control device (not shown) so as to obtain the above-described connection.
[0050]
On the other hand, as shown in FIG. 16, the reciprocation switching valve body 31 described above is provided in each of the heating water circulation path 16, the facility water circulation path 21, and the cold output water circulation path 37, at the stop positions (first, second, and third). A stop valve 36 for stopping the flow of the heat medium switched by the heat medium switching valve 29 when moving from one of the stop positions) to the next stop position (any one of the first, second, and third stop positions). (Corresponding to the stopping means) is arranged. As described above, when the reciprocating switching valve body 31 moves from the stop position to the next stopping position, the flow of the heat medium is stopped, so that the reciprocating switching valve body 31 moves during the movement of the reciprocating switching valve body 31. The heat medium switched by the body 31 is prevented from being mixed in the heat medium switching valve 29.
[0051]
Each stop valve 36 is also used for so-called phase control in which the supply timing of a plurality of types of heat medium is changed in order to efficiently transfer hydrogen between alloys when the heat medium is switched. is there.
Specifically, the stop valve 36 is set so as to shift the timing for stopping the flow of the heat medium or the time for resuming the flow of the heat medium according to the type of the heat medium. Then, supply the facility water for storage of hydrogen before the other heat medium is started and stored in the storage state, and after a short delay, supply of the heat medium for heating hydrogen (heated water and cold output water) is performed. Occlusion priority phase control for increasing the moving speed is performed. In addition, supply heat medium for heating hydrogen (heated water or cold output water) is started before other heat medium to release it, and heat storage medium for hydrogen storage (heated water) is slightly delayed. You may provide so that the discharge | release priority phase control which accelerates | stimulates the movement speed of hydrogen to supply may be performed. As shown in this embodiment, the phase control is not performed by switching each reciprocating switching valve body 31, but the stop valve 36 provided in each of the heating water circulation path 16, the facility water circulation path 21, and the cold output water circulation path 37. Therefore, phase control can be easily performed.
[0052]
As shown in FIG. 16, the stop valve 36 includes a shutoff valve body 36a for communicating or shutting off the heat medium circulation path (the heating water circulation path 16, the facility water circulation path 21, and the cold output water circulation path 37), and the shutoff valve body 36a. And a driving means 38 for driving the shut-off valve body 36a.
[0053]
This drive means 38 applies the positive pressure of the facility water (the downstream pressure of the facility water circulation pump P) to the other end side (the opposite side of the return spring 36b) of the isolation valve body 36a, thereby The stop valve 36 is actuated by driving 36a, and includes a positive / exhaust switching valve body 38a that switches between positive pressure and exhaust pressure, and an electromagnetic solenoid 38b that drives the positive / exhaust switching valve body 38a.
[0054]
The electromagnetic solenoid 38b is energized and controlled by a control device (not shown). The flow of the heat medium is stopped when the heat medium switching valve 29 is switched according to the energization timing of the electromagnetic solenoid 38b, and phase control is performed. Therefore, the phase angle in the phase control can be easily changed.
[0055]
In this embodiment, the shut-off valve body 36a is indirectly driven by the operation of the electromagnetic solenoid 38b. However, as shown in FIG. 17, the shut-off valve body 36a is directly driven by the electromagnetic solenoid 38b. You may comprise as follows.
Also, the efficiency may be improved by appropriately changing the phase angle by changing the energization timing of the electromagnetic solenoid 38b by the control device in accordance with the operation state of the cycle.
[0056]
Next, the switching operation of the heat medium switching means 5 will be described.
In the state where 18 reciprocating switching valve bodies 31 (six a-type hollow valves 15, six b-type hollow valves 20, six c-type hollow valves 25) are set at the first stop position, As described above, the first heat exchange unit 1a is set to the hydrogen drive unit α, the second heat exchange unit 1b is set to the first cold output unit β, and the third heat exchange unit 1c is set to the second cold output unit γ. Is set.
Next, in a state where the 18 reciprocating switching valve bodies 31 are set to the second stop position, the first heat exchange unit 1a is set to the first cold output unit β, and the second heat exchange unit 1b is set to the second stop position. The cold heat output unit γ is set, and the third heat exchange unit 1c is set to the hydrogen drive unit α.
Next, in a state where the 18 reciprocating switching valve bodies 31 are set to the third stop position, the first heat exchange unit 1a is set to the second cold output unit γ, and the second heat exchange unit 1b is driven by hydrogen. The third heat exchange unit 1c is set as the first cold output unit β.
[0057]
That is, the 18 reciprocating switching valve bodies 31 are sequentially switched from the first to the second to the third stop position, so that the first heat exchange unit 1a has the hydrogen driving unit α → the first cold output unit β → the second cold heat. The second heat exchange unit 1b is sequentially switched from the first cold output unit β to the second cold output unit γ → the hydrogen drive unit α, and the third heat exchange unit 1c is sequentially switched to the second cold output unit γ →. The hydrogen drive unit α is sequentially switched to the first cold output unit β.
[0058]
Next, each operation of the hydrogen driving unit α, the first cooling output unit β, and the second cooling output unit γ will be described using an example using numerical values (see FIG. 6) and a PT refrigeration cycle diagram shown in FIG. To do.
In the stacked body group G switched to the hydrogen drive unit α, the high temperature alloy HM is heat exchanged with the heating water, the medium temperature alloy MM is heat exchanged with the suppression water, and the low temperature alloy LM is heat exchanged with the facility water.
When the high temperature alloy HM is heat exchanged with heated water (95 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the high temperature alloy HM increases, and the high temperature alloy HM releases hydrogen ((1) in FIG. 5).
When the intermediate temperature alloy MM is heat-exchanged with the suppression water (65 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the intermediate temperature alloy MM increases, and the intermediate temperature alloy MM releases hydrogen ((1) in FIG. 5). .
When the low temperature alloy LM is heat exchanged with the facility water (32 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the low temperature alloy LM decreases, and the low temperature alloy LM occludes hydrogen ((2) in FIG. 5).
And the laminated body group G in which the hydrogen drive part (alpha) was performed is switched to the 1st cold-heat output part (beta) by the heat-medium switching means 5. FIG.
[0059]
In the laminated body group G switched to the first cold output part β, the high temperature alloy HM is heat exchanged with the suppression water, the medium temperature alloy MM is exchanged with the facility water, and the low temperature alloy LM is exchanged with the cold output water. .
When the high temperature alloy HM is heat exchanged with the suppression water (65 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the high temperature alloy HM is set to a pressure at which the high temperature alloy HM does not occlude and release hydrogen.
When the intermediate temperature alloy MM is heat-exchanged with the facility water (33 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the intermediate temperature alloy MM decreases, and the intermediate temperature alloy MM occludes hydrogen ((4) in FIG. 5). The alloy LM releases hydrogen ((3) in FIG. 5).
Since the low temperature alloy LM releases hydrogen, endothermic heat is generated in the alloy housing chamber of the low temperature alloy LM, and the cold output water heat-exchanged with the low temperature alloy LM is cooled to, for example, 7 ° C. Note that the low-temperature alloy LM has an alloy housing in which the internal pressure of the alloy housing chamber containing the low-temperature alloy LM is accommodated at the temperature of the cold-power output water cooled by the second cold-power output unit γ (for example, about 10 ° C.). It is provided so as to be higher than the internal pressure of the chamber.
And the laminated body group G in which the 1st cooling-heat output part (beta) was performed is switched by the heat medium switching means 5 to the 2nd cooling-heat output part (gamma).
[0060]
In the laminated body group G switched to the second cold output unit γ, the high temperature alloy HM is heat exchanged with the facility water, and the intermediate temperature alloy MM and the low temperature alloy LM are exchanged with the cold output water.
When the high temperature alloy HM is heat exchanged with the facility water (35 ° C.), the internal pressure of the alloy storage chamber for storing the high temperature alloy HM decreases, and the high temperature alloy HM occludes hydrogen ((6) in FIG. 5).
Since the intermediate temperature alloy MM releases hydrogen ((5) in FIG. 5) and the low temperature alloy LM also releases hydrogen ((3) in FIG. 5), the endotherm is absorbed in the alloy accommodation chambers of the intermediate temperature alloy MM and the low temperature alloy LM. Is generated, and the cold output water heat-exchanged with the intermediate temperature alloy MM and the low temperature alloy LM is cooled to, for example, 10 ° C. The medium temperature alloy MM has an internal pressure of the alloy storage chamber that stores the high temperature alloy HM in the alloy storage chamber that stores the high temperature alloy HM when the temperature of the cold output water that is heated by exchanging heat with room air is about 13 ° C. It is provided to be higher than the internal pressure.
And the laminated body group G in which the 2nd cooling-heat output part (gamma) was performed is switched to the hydrogen drive part (alpha) by the heat medium switching means 5. FIG.
[0061]
It should be noted that when the low temperature alloy LM and the medium temperature alloy MM release hydrogen at the first and second cold output units β and γ, the cold output water that has been deprived of heat and brought to a low temperature (7 ° C.) It is supplied to the indoor heat exchanger of the machine, and heat is exchanged with the air blown into the room to cool the room.
[0062]
[Effects of Examples]
The a-type valve body 14 constituting the a-type valve 11 which is a reciprocating switching valve is a position where the two first ports 17 and the three second ports 18 are shifted by one stroke or more of the a-type hollow valve 15. Is provided. For this reason, it is possible to prevent leakage of the heat medium between the first port 17 and the second port 18 for which communication is not selected by the a-type hollow valve 15.
The a-type hollow valve 15 stops at any one of the three stop positions, and switches the communication between the first port 17 and the second port 18 through the internal hollow portion 9. Since the hollow portion 9 serves as a bypass between the first port 17 and the second port 18 for which communication is selected by the a-type hollow valve 15, the valve length of the a-type hollow valve 15 is shortened. Can do.
Furthermore, when the a-type hollow valve 15 moves from the stop position (any one of the first, second, and third stop positions) to the next stop position (any one of the first, second, or third stop positions). Because the stop valve 36 stops the flow of the heat medium, the heat medium switched by the a-type hollow valve 15 does not mix in the a-type valve 11 while the a-type hollow valve 15 is moving.
[0063]
The b-type valve body 19 constituting the b-type valve 12 has two first ports 22 and three second ports 23 provided at positions shifted by one stroke or more of the b-type hollow valve 20. Yes. For this reason, it is possible to prevent the heat medium from leaking between the first port 22 and the second port 23 that are not selected for communication by the b-type hollow valve 20.
The b-type hollow valve 20 stops at one of the three stop positions, and switches the communication between the first port 22 and the second port 23 via the hollow portion 9 inside. Since the hollow portion 9 serves as a bypass between the first port 22 and the second port 23 selected for communication by the b-type hollow valve 20, the valve length of the b-type hollow valve 20 is shortened. Can do.
Further, when the b-type hollow valve 20 moves from the stop position (any one of the first, second, and third stop positions) to the next stop position (any one of the first, second, or third stop positions). Since the stop valve 36 stops the flow of the heat medium, the heat medium switched by the b type hollow valve 20 is not mixed in the b type valve 12 while the b type hollow valve 20 is moving.
[0064]
Further, the c-type valve body 24 constituting the c-type valve 13 has two first ports 26 and three second ports 27 provided at positions shifted by one stroke or more of the c-type hollow valve 25. Yes. For this reason, the leakage of the heat medium between the first port 26 and the second port 27 that are not selected for communication by the c-type hollow valve 25 can be prevented.
The c-type hollow valve 25 stops at any one of the three stop positions and switches the communication between the first port 26 and the second port 27 via the internal hollow portion 9. Since the hollow portion 9 serves as a bypass between the first port 26 and the second port 27 selected to communicate with each other by the c-type hollow valve 25, the valve length of the c-type hollow valve 25 is shortened. Can do.
Furthermore, when the c-type hollow valve 25 moves from the stop position (any one of the first, second, and third stop positions) to the next stop position (any one of the first, second, or third stop positions). Since the stop valve 36 stops the flow of the heat medium, the heat medium switched by the c type hollow valve 25 is not mixed in the c type valve 13 while the c type hollow valve 25 is moving.
[0065]
As described above, the a-type hollow valve 15, the b-type hollow valve 20, and the c-type hollow valve 25 are provided with the hollow portions 9, and the a-type hollow valve 15, the b-type hollow valve 20, and the c-type hollow valve 25 are provided. When the stop valve 36 stops the flow of the heat medium during the movement, the lengths of the a-type hollow valve 15, the b-type hollow valve 20, and the c-type hollow valve 25 can be shortened to 11 strokes, and the sealing material The number of 10 can be reduced to eight.
[0066]
Here, in this embodiment, since the a type hollow valve 15, the b type hollow valve 20, and the c type hollow valve 25 are used in total, 18 in total, the heat medium switching means 5 is small and light. Can be
Moreover, since the number of the sealing material 10 of each a type hollow valve 15, each b type hollow valve 20, and each c type hollow valve 25 is as small as eight, the movement resistance by the sealing material 10 can be suppressed small, and the facility water Each a-type hollow valve 15, each b-type hollow valve 20, and each c-type hollow valve 25 can be smoothly and reliably switched by the pressure.
[0067]
[Modification]
In the above embodiment, an example in which the heat medium for suppression (suppressed water), the heat medium for heat radiation (heat radiation water), and the heat medium for cold output (cold heat output water) are supplied in series to each heat exchanger is shown. 18 may be provided so as to be supplied in parallel, or a portion that performs serial supply and a portion that performs parallel supply may be used in combination.
The change between the series supply and the parallel supply can be performed by changing the connection circuit of the heat medium on the valve body 32 side. FIG. 19 shows an example of the heat medium connection circuit on the valve body 32 side in the case of all supply in series, and FIG. 20 shows an example of the heat medium connection circuit on the valve body 32 side in the case of all supply in parallel.
[0068]
In the above embodiment, an example in which a heat dissipation heat medium (radiation water) is used as an example of the heat medium that drives the reciprocating switching valve body 31 of the heat medium switching valve 29 and the shutoff valve body 36a of the stop valve 36 is shown. However, a heat medium for heating (heating water) or a heat medium for cooling output (cold output water) may be used.
[0069]
In the above embodiment, as an example of the heat medium switching means 5, each heat medium (heating water, facility water, suppression water, cold output water) and each heat exchanger (high temperature alloy heat exchanger Sa, medium temperature alloy heat exchange). An example of a refrigerant individual selection alternative valve type that individually corresponds to the heat exchanger Sb, the low temperature alloy heat exchanger Sc), but each heat exchanger (high temperature alloy heat exchanger Sa, medium temperature alloy heat exchanger Sb, A switching valve type corresponding to a partial cell for switching the heat medium corresponding to the low-temperature alloy heat exchanger Sc), or switching the heat medium corresponding to each heat exchange unit (for each of the first to third heat exchange units 1a to 1c). The present invention may be applied to an output cell compatible switching valve type.
[0070]
Here, the supply switching state of the heat medium with respect to the stop position of the reciprocating switching valve body (hollow valve) in the partial cell switching valve type (two-stage cycle) is shown in FIG. FIG. 22 shows an image of the reciprocating switching valve in the partial cell switching valve type (two-stage cycle).
FIG. 23 shows the supply switching state of the heat medium with respect to the stop position of the reciprocating switching valve body (hollow valve) in the output cell switching valve type (two-stage cycle). FIG. 24 shows an image of a reciprocating switching valve in the output cell-compatible switching valve type (two-stage cycle).
[0071]
In the above-described embodiment, an example in which the room is cooled is shown. However, the cooling medium may be used as another cooling device such as a refrigeration operation or a refrigeration operation using a heat medium for cooling output.
In the above embodiment, an example in which the room is cooled has been shown, but the present invention may be applied to an air conditioner. As a specific example, the heating water heated by the combustion device may be guided to the indoor heat exchanger of the indoor air conditioner to perform indoor heating. Alternatively, the heating water heated by the combustion device may be connected to a floor heating mat, a bathroom dryer, or the like, and floor heating, bathroom heating, or the like may be performed by supplying heated water.
[0072]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a two-stage cycle that obtains two-stage cooling output in one cycle is shown, but the present invention may be applied to a one-stage cycle or a three-stage or more cycle. .
In the above embodiment, water is used as an example of each heat medium. However, other liquid heat medium such as antifreeze or oil may be used, or a gaseous heat medium such as air, steam, or gas may be used. good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a comparative explanatory view of a reciprocating switching valve (Example and Comparative Example).
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of an essential part of a cell (Example).
FIG. 3 is a perspective view showing stacked cells (Example).
FIG. 4 is a perspective view showing a heat exchange unit and a heat medium switching means (Example).
FIG. 5 is a PT refrigeration cycle diagram (Example).
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the flow of a heat medium (Example).
FIG. 7 is an image diagram of a reciprocating switching valve in a refrigerant individual selection one-valve type (Example).
FIG. 8 is an explanatory diagram of a port and a switching valve body (Example).
FIG. 9 is an explanatory diagram in which a port and a switching valve body are combined (Example).
FIG. 10 is a table showing a supply state of a heat medium with respect to a stop position (Example).
FIG. 11 is a diagram showing a supply state of a heat medium with respect to a stop position (Example).
FIG. 12 is a diagram showing a supply state of a heat medium with respect to a stop position (Example).
FIG. 13 is an explanatory diagram of driving of the parent valve and the switching valve body (Example).
FIG. 14 is an explanatory diagram of a parent valve and a switching valve body (Example).
FIG. 15 is a diagram showing a drive circuit for a switching valve body (Example).
FIG. 16 is a view showing a stop valve arranged in a circulation path of a heat medium (Example).
FIG. 17 is a schematic view of a stop valve (modified example).
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a flow of heat media connected in parallel (modified example).
FIG. 19 is a diagram showing a connection state of the heat medium on the valve body side (modified example).
FIG. 20 is a diagram showing a connection state of the heat medium on the valve body side (modified example).
FIG. 21 is a diagram showing a supply state of a heat medium with respect to a stop position in a table (modified example).
FIG. 22 is a conceptual diagram of a reciprocating switching valve in a partial cell switching valve type (modified example).
FIG. 23 is a diagram showing a supply state of a heat medium with respect to a stop position in a table (modified example).
FIG. 24 is an image view of a reciprocating switching valve in a switching valve type corresponding to an output cell (modified example).
[Explanation of symbols]
HM high temperature alloy (high temperature hydrogen storage alloy)
MM medium temperature alloy (medium temperature hydrogen storage alloy)
LM Low temperature alloy (low temperature hydrogen storage alloy)
S cell
Sa high temperature alloy heat exchanger
Sb Medium temperature alloy heat exchanger
Sc low temperature alloy heat exchanger
5 Heat medium switching means
9 Hollow part
10 Sealing material
11 a type valve (heat medium switching valve)
12 b type valve (heat medium switching valve)
13 c type valve (heat medium switching valve)
15 a type hollow valve (reciprocating switching valve)
20 b type hollow valve (reciprocating switching valve)
25 c type hollow valve (reciprocating switching valve body)
29 Heat transfer valve
31 Reciprocating switching valve body
36 Stop valve (stop means)

Claims (3)

水素吸蔵合金と熱媒体の熱交換を行う複数の熱交換器と、
温度の異なる熱媒体を前記複数の熱交換器に切り替えて供給する熱媒体切替手段と、を備え、
熱媒体と熱交換して水素吸蔵合金の水素の吸蔵と放出とを行わせ、水素の放出時に生じる吸熱作用や水素の吸蔵時に生じる放熱作用を利用して冷熱や温熱を得る水素吸蔵合金を利用した熱利用システムにおいて、
前記熱媒体切替手段は、１つあるいは複数の第１ポート、および複数の第２ポートを備えるバルブボディと、このバルブボディ内でストローク移動して、前記第１ポートと前記第２ポートの連通状態の切り替えを行う往復動切替弁体と、を備える熱媒体切替弁を備え、
前記バルブボディは、前記第１ポートと前記第２ポートとが、前記往復動切替弁体の１ストローク移動分以上ずれた位置に配置され、
前記往復動切替弁体は、内部に熱媒体を流す中空部が設けられたことを特徴とする水素吸蔵合金を利用した熱利用システム。A plurality of heat exchangers for exchanging heat between the hydrogen storage alloy and the heat medium;
Heat medium switching means for switching and supplying the heat medium having different temperatures to the plurality of heat exchangers,
Exchanges heat with the heat medium to store and release hydrogen in the hydrogen storage alloy, and uses a hydrogen storage alloy that obtains cold and heat by using the heat absorption effect that occurs when hydrogen is released and the heat dissipation effect that occurs when hydrogen is stored. In the heat utilization system
The heat medium switching means includes a valve body having one or a plurality of first ports and a plurality of second ports, and a stroke movement in the valve body, so that the first port and the second port are in communication with each other. A reciprocating switching valve body that performs switching of
The valve body is disposed at a position where the first port and the second port are shifted by one stroke or more of the reciprocating switching valve body,
The reciprocating switching valve body is a heat utilization system using a hydrogen storage alloy, characterized in that a hollow portion through which a heat medium flows is provided. 請求項１の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、
前記往復動切替弁体の移動時に、前記熱媒体切替弁によって切り替えられる熱媒体の流れを停止させる停止手段を備えることを特徴とする水素吸蔵合金を利用した熱利用システム。A heat utilization system using the hydrogen storage alloy according to claim 1,
A heat utilization system using a hydrogen storage alloy, comprising stop means for stopping the flow of the heat medium switched by the heat medium switching valve when the reciprocating switching valve body moves. 請求項２の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムにおいて、
前記停止手段は、熱媒体の流れを停止させる時期、あるいは熱媒体の流れを再開させる時期を、熱媒体の種類等に応じて決定するように設けられたことを特徴とする水素吸蔵合金を利用した熱利用システム。In the heat utilization system using the hydrogen storage alloy according to claim 2,
The stop means uses a hydrogen storage alloy provided to determine when to stop the flow of the heat medium or when to restart the flow of the heat medium according to the type of the heat medium, etc. Heat utilization system.
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