JPH01239355A - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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- JPH01239355A JPH01239355A JP6906888A JP6906888A JPH01239355A JP H01239355 A JPH01239355 A JP H01239355A JP 6906888 A JP6906888 A JP 6906888A JP 6906888 A JP6906888 A JP 6906888A JP H01239355 A JPH01239355 A JP H01239355A
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- heat exchange
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- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
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Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、水素吸蔵合金を用いた熱交換装置に関するも
のである。
のである。
水素吸蔵合金は、一般に、カルシウムＣａ、マグネシウ
ムＭｇや周期律表１１１ａ〜Ｖａ族金属またはこれらと
他の金属との組合せにより構成されるもので、温度と水
素圧との条件で、水素を吸収して熱を放出したり、ある
いは水素を放出して熱を吸収しなりできる。この場合の
水素圧と水素吸蔵量との関１系は、第１図に示す通りで
ある。ここでは、；温度ＴＬ、ＴＩ（における水素圧の
特性線は、平衡圧ＰＬ、ＰＨで、水素吸蔵量が大幅に変
化するが、圧力は一定であるという状況を示し、その前
後で水素の固溶が大幅に減少あるいは増大し、増大領域
では水素か過飽和となる。このような水素吸蔵合金の特
徴を利用して、ヒートポンプを構成することか知られて
いる（例えば（株）日本製月所発行パンフレット「ケミ
カル式ヒートポンプ」などがある）。ここでは、一方の
合金を加熱して得られる水素圧を用いて、他の合金に水
素を吸収させ発熱させている。
ムＭｇや周期律表１１１ａ〜Ｖａ族金属またはこれらと
他の金属との組合せにより構成されるもので、温度と水
素圧との条件で、水素を吸収して熱を放出したり、ある
いは水素を放出して熱を吸収しなりできる。この場合の
水素圧と水素吸蔵量との関１系は、第１図に示す通りで
ある。ここでは、；温度ＴＬ、ＴＩ（における水素圧の
特性線は、平衡圧ＰＬ、ＰＨで、水素吸蔵量が大幅に変
化するが、圧力は一定であるという状況を示し、その前
後で水素の固溶が大幅に減少あるいは増大し、増大領域
では水素か過飽和となる。このような水素吸蔵合金の特
徴を利用して、ヒートポンプを構成することか知られて
いる（例えば（株）日本製月所発行パンフレット「ケミ
カル式ヒートポンプ」などがある）。ここでは、一方の
合金を加熱して得られる水素圧を用いて、他の合金に水
素を吸収させ発熱させている。
このように、２種類の水素吸蔵合金を用いて熱交換を行
なう場合、水素ガスの移動に適当な条件を与えないと、
被熱交換部における要求温度か得られない。 本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、要求
温度が設定できる熱交換領域をちった水素吸蔵合金を用
いた熱交換装置を提供しようとするものである。
なう場合、水素ガスの移動に適当な条件を与えないと、
被熱交換部における要求温度か得られない。 本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、要求
温度が設定できる熱交換領域をちった水素吸蔵合金を用
いた熱交換装置を提供しようとするものである。
このため、本発明では、温度Ｔ１で解離圧Ｐ１ 。
温度Ｔ２で解離圧Ｐ２である水素吸蔵合金を収容した第
１の熱交換部と、温度Ｔ３で解離圧Ｐ３である水素吸蔵
合金を収容した第２の熱交換部と、少なくとも温度Ｔ１
からＴ２の範囲で両熱交換部の連通をつ只断するように
開閉制御される制御弁機構とを具備し、ＴＩ ＞Ｔ２
＞Ｔ３およびＰｌ＞ｐ３ ＞ｐ２の条件を満足するよう
に構成され、第１の熱交換部で吸熱を、第２の熱交換部
で放熱を行なうようにしている。 またこの場合、上記第１の熱交換部をオイルパンに、第
２の熱交換部を空冷頭載にそれぞれ配設した構成にする
とよい。 （作 用］ したかって、温度Ｔ１以上では、制御弁機構か鋤いて、
第１の熱交換部と第２の熱交換部とは互いに連通状態と
なる。この時、第１の熱交換部の圧力か２１以上であれ
ば過飽和状態であり、圧力か２１以下であっても第２の
熱交換部の圧力より高ければ第１の熱交換部の水素吸蔵
合金より水素ガスを放出し、低圧の第２の熱交換部へと
送る。 この時、第１の熱交換部では周囲から熱を吸収するので
冷却作用がなされる。一方、第２の熱交換部では、受入
れたカス温度での解離圧か、その時の内圧よりも高い値
ならば、その段階で水素吸蔵合金への水素の吸収が始ま
る。そして、第１の熱交換部と等圧になるまで水素ガス
を受入れることができる。第２の熱交換部では、受入れ
たカスを水素吸蔵合金で吸収する時に放熱するが、これ
は周囲の、例えば空気と熱交換により除去される。 第１の熱交換部の温度が降下してＴ１以下になると、上
記制御弁機構が働いて、第１の熱交換部と第２の熱交換
部とは遮断される。 第１の熱交換部の温度がさらにＴ２以下に降下すると、
制御弁機構が働いて、第１の熱交換部と第２の熱交換部
とは互いに連通状態となる。この時、第２の熱交換部の
圧力か２３以上であれば過飽和状態であり、圧力２１以
下であってらＰ２より高ければ、圧力Ｐ２へ向けて圧力
が降下する時、水素吸蔵合金より水素ガスを放出し、低
圧の第１の熱交換部へと送る。このとき第１の熱交換部
では、昇圧によって、受入れた水素ガスを水素吸蔵合金
に吸収する。また、第１の熱交換部では、放熱によって
昇温される。温度が上昇してＴ２以下になると、制御弁
機構が働いて、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを遮
断し、Ｔ２以下か続けば第２の熱交換部の圧力がＰ２に
なるまで水素ガスの放出が続く。このようにして、第１
の熱交換部と第２の熱交換部との間で水素ガスの往復が
あり、この過程で、一方で冷却作用、 ｆｌｕ方で放熱
作用を行なうことができる。
１の熱交換部と、温度Ｔ３で解離圧Ｐ３である水素吸蔵
合金を収容した第２の熱交換部と、少なくとも温度Ｔ１
からＴ２の範囲で両熱交換部の連通をつ只断するように
開閉制御される制御弁機構とを具備し、ＴＩ ＞Ｔ２
＞Ｔ３およびＰｌ＞ｐ３ ＞ｐ２の条件を満足するよう
に構成され、第１の熱交換部で吸熱を、第２の熱交換部
で放熱を行なうようにしている。 またこの場合、上記第１の熱交換部をオイルパンに、第
２の熱交換部を空冷頭載にそれぞれ配設した構成にする
とよい。 （作 用］ したかって、温度Ｔ１以上では、制御弁機構か鋤いて、
第１の熱交換部と第２の熱交換部とは互いに連通状態と
なる。この時、第１の熱交換部の圧力か２１以上であれ
ば過飽和状態であり、圧力か２１以下であっても第２の
熱交換部の圧力より高ければ第１の熱交換部の水素吸蔵
合金より水素ガスを放出し、低圧の第２の熱交換部へと
送る。 この時、第１の熱交換部では周囲から熱を吸収するので
冷却作用がなされる。一方、第２の熱交換部では、受入
れたカス温度での解離圧か、その時の内圧よりも高い値
ならば、その段階で水素吸蔵合金への水素の吸収が始ま
る。そして、第１の熱交換部と等圧になるまで水素ガス
を受入れることができる。第２の熱交換部では、受入れ
たカスを水素吸蔵合金で吸収する時に放熱するが、これ
は周囲の、例えば空気と熱交換により除去される。 第１の熱交換部の温度が降下してＴ１以下になると、上
記制御弁機構が働いて、第１の熱交換部と第２の熱交換
部とは遮断される。 第１の熱交換部の温度がさらにＴ２以下に降下すると、
制御弁機構が働いて、第１の熱交換部と第２の熱交換部
とは互いに連通状態となる。この時、第２の熱交換部の
圧力か２３以上であれば過飽和状態であり、圧力２１以
下であってらＰ２より高ければ、圧力Ｐ２へ向けて圧力
が降下する時、水素吸蔵合金より水素ガスを放出し、低
圧の第１の熱交換部へと送る。このとき第１の熱交換部
では、昇圧によって、受入れた水素ガスを水素吸蔵合金
に吸収する。また、第１の熱交換部では、放熱によって
昇温される。温度が上昇してＴ２以下になると、制御弁
機構が働いて、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを遮
断し、Ｔ２以下か続けば第２の熱交換部の圧力がＰ２に
なるまで水素ガスの放出が続く。このようにして、第１
の熱交換部と第２の熱交換部との間で水素ガスの往復が
あり、この過程で、一方で冷却作用、 ｆｌｕ方で放熱
作用を行なうことができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して異本的に説明
する。 図において、符号１はオイルパン２内に設けられた第１
の熱交換部であり、ここには、解離圧Ｐ１で温度Ｔ１の
特性、および解離圧Ｐ２で温度Ｔ２の特性を持った水素
吸蔵合金ＡかＩ収納されている。また、上記オイルパン
２の外側において、自動車の走行中に空気の流れがある
領域には、第２の熱交換部３が設置される。ここには、
解離圧Ｐ３で温度Ｔ３の特性を持った水素吸蔵合金Ｂが
収納されている。そして、両熱交換部１および３は、流
通経路４を介して互いに連通できるようになっており、
この流通経路４には、互いに並列配置で流通方向が逆に
なっているチエツクバルブ５および６が設けられている
。上記チエツクバルブ５および６は、コントロールユニ
ット７からの信号で開あるいは閉動作されるようになっ
ており、上記コントロールユニット７は、各熱交換部コ
および３に対応した温度センサ８および９の信号を取込
んで制御信号を出力する。なお、第２の熱交換部３への
空気導入量を調節するためのバタフライバルブ１０が別
に用意されており、また、温度センサ８はオイルパン２
内の油温を測定し、温度センサ９は熱交換部３の温度を
直接計測するように配置されている。なお、図中、符合
１１は第２の熱交換部３における空冷のための領域を仕
切るダク１−である。また、水素吸蔵合金ＡおよびＢに
ついての温度条件はＴ１ ＞Ｔ２ ＞Ｔ３であり、各解
離圧条件はＰｌ ＞Ｐ３ ＞Ｐ２である。なお、この実
方市ｒ列’ｔはＴ１＝１３０°Ｃ，Ｔ２＝１００°Ｃお
よびＴａ＝６０°Ｃとする。 このような構成において、オイルパン２の油温は、通常
状態でほぼ１００°Ｃ以下、過昇温時には１５０°Ｃに
もなるという状況であるが、本発明の熱交換装置では、
次のようにして熱交換作用をなす。エンジンが始動され
ると、チエツクバルブ６は開放され、第２の熱交換部３
から第１の熱交換部１への水素ガスの移動を可能にする
。第１の熱交換部１に収納されている水素ガスは移動せ
ず、油？ＦｊｓＴ２ （１００°Ｃ）で、第３図中で
例えはａ点の状態にあると、コントロールユニット７は
、温度センサ８からの検出信号でチエツクハルプロを閉
じるように制御する。更に温度が上昇して１゛１（１３
０℃）を超えると、コントロールユニット７は、温度セ
ンサ８からの検出信号でチエツクバルブ５を開放するよ
うに制御する。この状態では、第１の熱交換部１から第
２の熱交換部３への水素カスの移動が可能になる。この
場合、第１の熱交換部１では、解離圧Ｐ１と第２の熱交
換部の圧力との差で水素吸蔵合金Ａに吸蔵されていた水
素カスは放出され、第２熱交換部３へ流れる。このため
、水素カスの放出で、熱交換部１ではオイルの熱を吸収
し、オイルの冷却作用を行なう。一方、第２の熱交換部
３では、上記水素ガスを水素吸蔵合金Ｂに吸蔵する。こ
のときの放熱は、空気冷却で行なう。この場合、温度セ
ンサ９からの検出信号で、コントロールユニット７はバ
タフライバルブ１０を働かせ、冷却空気量を制御し、温
度を例えばＴ３＜６０°Ｃ）に保つ。このようにして第
１の熱交換部１でオイルが冷却され、はぼＴ１ （１３
０°Ｃ）に深なれる。成る時間が経過してエンジンが通
常の運転状態に戻り、油温がＴ１以下に下ると、チエツ
クバルブ５は閉じられる。この間に第１の熱交換部の水
素ガスは、第３図中す点から０点の状砿に水素吸蔵量が
減る。更に油温が低下して通常のＴ２（１００°Ｃ）以
下になると、チエツクバルブ６が開く。水素ガスは逆に
Ｐ３＞Ｐ２の差からａ点に戻る。なお、厳密にはチエツ
クバルブ６が開いているので、熱交換部１および３内は
Ｐ２の状態ａ′点となる。以後、油温の過上昇の都度、
第１の熱交換部１ではａ°→ｂ ’ −ｃ→ａ゛、第２
の熱交換部３ではａ’：ｃ’の繰返しとなる（口し、Ｃ
位置は一定しない）。
する。 図において、符号１はオイルパン２内に設けられた第１
の熱交換部であり、ここには、解離圧Ｐ１で温度Ｔ１の
特性、および解離圧Ｐ２で温度Ｔ２の特性を持った水素
吸蔵合金ＡかＩ収納されている。また、上記オイルパン
２の外側において、自動車の走行中に空気の流れがある
領域には、第２の熱交換部３が設置される。ここには、
解離圧Ｐ３で温度Ｔ３の特性を持った水素吸蔵合金Ｂが
収納されている。そして、両熱交換部１および３は、流
通経路４を介して互いに連通できるようになっており、
この流通経路４には、互いに並列配置で流通方向が逆に
なっているチエツクバルブ５および６が設けられている
。上記チエツクバルブ５および６は、コントロールユニ
ット７からの信号で開あるいは閉動作されるようになっ
ており、上記コントロールユニット７は、各熱交換部コ
および３に対応した温度センサ８および９の信号を取込
んで制御信号を出力する。なお、第２の熱交換部３への
空気導入量を調節するためのバタフライバルブ１０が別
に用意されており、また、温度センサ８はオイルパン２
内の油温を測定し、温度センサ９は熱交換部３の温度を
直接計測するように配置されている。なお、図中、符合
１１は第２の熱交換部３における空冷のための領域を仕
切るダク１−である。また、水素吸蔵合金ＡおよびＢに
ついての温度条件はＴ１ ＞Ｔ２ ＞Ｔ３であり、各解
離圧条件はＰｌ ＞Ｐ３ ＞Ｐ２である。なお、この実
方市ｒ列’ｔはＴ１＝１３０°Ｃ，Ｔ２＝１００°Ｃお
よびＴａ＝６０°Ｃとする。 このような構成において、オイルパン２の油温は、通常
状態でほぼ１００°Ｃ以下、過昇温時には１５０°Ｃに
もなるという状況であるが、本発明の熱交換装置では、
次のようにして熱交換作用をなす。エンジンが始動され
ると、チエツクバルブ６は開放され、第２の熱交換部３
から第１の熱交換部１への水素ガスの移動を可能にする
。第１の熱交換部１に収納されている水素ガスは移動せ
ず、油？ＦｊｓＴ２ （１００°Ｃ）で、第３図中で
例えはａ点の状態にあると、コントロールユニット７は
、温度センサ８からの検出信号でチエツクハルプロを閉
じるように制御する。更に温度が上昇して１゛１（１３
０℃）を超えると、コントロールユニット７は、温度セ
ンサ８からの検出信号でチエツクバルブ５を開放するよ
うに制御する。この状態では、第１の熱交換部１から第
２の熱交換部３への水素カスの移動が可能になる。この
場合、第１の熱交換部１では、解離圧Ｐ１と第２の熱交
換部の圧力との差で水素吸蔵合金Ａに吸蔵されていた水
素カスは放出され、第２熱交換部３へ流れる。このため
、水素カスの放出で、熱交換部１ではオイルの熱を吸収
し、オイルの冷却作用を行なう。一方、第２の熱交換部
３では、上記水素ガスを水素吸蔵合金Ｂに吸蔵する。こ
のときの放熱は、空気冷却で行なう。この場合、温度セ
ンサ９からの検出信号で、コントロールユニット７はバ
タフライバルブ１０を働かせ、冷却空気量を制御し、温
度を例えばＴ３＜６０°Ｃ）に保つ。このようにして第
１の熱交換部１でオイルが冷却され、はぼＴ１ （１３
０°Ｃ）に深なれる。成る時間が経過してエンジンが通
常の運転状態に戻り、油温がＴ１以下に下ると、チエツ
クバルブ５は閉じられる。この間に第１の熱交換部の水
素ガスは、第３図中す点から０点の状砿に水素吸蔵量が
減る。更に油温が低下して通常のＴ２（１００°Ｃ）以
下になると、チエツクバルブ６が開く。水素ガスは逆に
Ｐ３＞Ｐ２の差からａ点に戻る。なお、厳密にはチエツ
クバルブ６が開いているので、熱交換部１および３内は
Ｐ２の状態ａ′点となる。以後、油温の過上昇の都度、
第１の熱交換部１ではａ°→ｂ ’ −ｃ→ａ゛、第２
の熱交換部３ではａ’：ｃ’の繰返しとなる（口し、Ｃ
位置は一定しない）。
本発明は、以上詳述したようになり、２つの熱交換部に
おける水素吸蔵合金の特性を名訳し、その間の連逼、遮
断を温度設定によって行なうことで、熱交換部の要求温
度に対応する制御が実現できるという優れた効果が得ら
れる。
おける水素吸蔵合金の特性を名訳し、その間の連逼、遮
断を温度設定によって行なうことで、熱交換部の要求温
度に対応する制御が実現できるという優れた効果が得ら
れる。
第１図は水素吸蔵合金の吸蔵量と解離圧、温度の関係を
示すグラフ、第２図は本発明の一実施例を示す概略構成
図、第３図は温度制御状況を示すグラフである。 １・・・第１の熱交換部、３・・・第２の熱交換部、５
゜６・・・チエツクバルブ、７・・・コントロールユニ
ット、８．９・・・温度センサ。 特許出願人 富士重工業株式会社代理人 弁理士
小 橋 信 淳 同 弁理士 村 井 進 第１図 第２図 第３図
示すグラフ、第２図は本発明の一実施例を示す概略構成
図、第３図は温度制御状況を示すグラフである。 １・・・第１の熱交換部、３・・・第２の熱交換部、５
゜６・・・チエツクバルブ、７・・・コントロールユニ
ット、８．９・・・温度センサ。 特許出願人 富士重工業株式会社代理人 弁理士
小 橋 信 淳 同 弁理士 村 井 進 第１図 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）温度Ｔ＿１で解離圧Ｐ＿１、温度Ｔ＿２で解離圧
Ｐ＿２である水素吸蔵合金を収容した第１の熱交換部と
、温度Ｔ＿３で解離圧Ｐ＿３である水素吸蔵合金を収容
した第２の熱交換部と、少なくとも温度Ｔ＿１からＴ＿
２の範囲で両熱交換部の連通を遮断するように開閉制御
される制御弁機構とを具備し、Ｔ＿１＞Ｔ＿２＞Ｔ＿３
およびＰ＿１＞Ｐ＿３＞Ｐ＿２の条件を満足するように
構成され、第１の熱交換部で吸熱を、第２の熱交換部で
放熱を行なうようにしたことを特徴とする熱交換装置。 - （２）上記第１の熱交換部をオイルパンの内側に、第２
の熱交換部をオイルパンの外部の空冷領域にそれぞれ配
設したことを特徴とする請求項１の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6906888A JPH01239355A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6906888A JPH01239355A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239355A true JPH01239355A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13391888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6906888A Pending JPH01239355A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239355A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0459313U (ja) * | 1990-09-29 | 1992-05-21 | ||
| JPH04117124U (ja) * | 1991-03-30 | 1992-10-20 | 株式会社土屋製作所 | 内燃機関の潤滑油加熱装置 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6906888A patent/JPH01239355A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0459313U (ja) * | 1990-09-29 | 1992-05-21 | ||
| JPH04117124U (ja) * | 1991-03-30 | 1992-10-20 | 株式会社土屋製作所 | 内燃機関の潤滑油加熱装置 |
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