JPH0143379Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水素吸蔵用金属収納容器に関し、詳細
には低コストフイルターの使用が可能でしかも要
求性能に応じた規模のものを簡単に製作すること
のできる水素流通性の良好な水素吸蔵用金属収納
容器に関するものである。

水素吸蔵用金属は水素を金属水素化物の形で吸
蔵する性能を有するものであつて、各種用途（水
素貯蔵装置、蓄熱槽、ヒートポンプ、水素ガス分
離精製装置等）への利用が提案されている。これ
らは使用目的に応じて夫々特有の異なつた機能を
発揮するが、いずれの用途へ適用するにしても、
水素吸蔵時に発熱し水素放出時に吸熱するという
特性があるので、これらの反応を促進させる為に
は熱交換の必要があり、一般的には熱媒を介した
冷却又は加熱が行なわれている。即ち水素吸蔵用
金属を利用した装置は熱交換器としての共通の側
面を持つている。

第１図はこの様な熱交換器の一例（外部熱媒流
路型）を示す模式図、第２図は第１図における
−線断面矢視図で、まず水素吸蔵反応の場合か
ら説明すると水素導管１より圧入された水素は集
合ヘツダ２から各分岐管３及び各フイルター４を
通過して水素吸蔵用金属収納容器５（以下単に収
納容器という）に入り、水素吸蔵用金属Ｍ（以下
単に金属Ｍという）に吸蔵され、吸蔵熱によつて
該金属Ｍは昇温する。従つて収納容器５の周りに
熱媒体Ｌを流しておけば該媒体Ｌは容器壁５を介
する熱交換によつて加熱される。ところが従来の
収納容器５では収納容器５内への水素の侵入は収
納容器５先端の狭い入口部に設けたフイルター４
を通して行なわれるので、入口部に近い金属Ｍと
水素との接触は十分であるが金属Ｍ自体が水素の
流れに対して抵抗となる為奥側へ行くにつれて水
素の流通性が悪くなり、全体としての装置性能は
低いものとなつていた。

そこで水素流通性の全域的な向上について検討
が行なわれ、新たに内部熱媒流路型の熱交換器が
顕熱ロスの低減、伝熱性能の向上、メンテナンス
性の向上及びコスト低減を図る為提案された。第
３図は内部熱媒流路型熱交換器を示す模式図、第
４図は第３図における−線断面矢視図で、円
筒状フイルター４と端板１４からなる収納容器５
内に該端板１４間をわたす様に熱媒流路７を貫通
し、該流路７を除く空間に金属Ｍを収納してい
る。そして水素導管１から収納容器５側へ水素を
圧入すると共に、熱媒流路７に矢印Ａ，Ｂ方向へ
熱媒Ｌを流す。従つて熱交換は熱媒流路壁７ａを
介して行なわれる。上記熱交換器においては水素
は収納容器５の外周全面からフイルター４を通過
して容器の半径方向へ求心的に侵入していくの
で、水素流通方向に見た水素吸蔵用金属の充填厚
さは小さく、水素流通性は極めて高いものとなる
と共に金属Ｍの一方向への偏りが起こり難く不均
一な圧密化が防止されて伝熱効率も良好に保持さ
れる。

しかしながらフイルターとしては一般に焼結金
属が使用されるので円筒状フイルターの場合は製
作費が高騰するという欠点がある。殊に熱交換器
の規模を拡大しようとすると、円筒状フイルター
を大径化しなければならないので材料費が高騰す
るという問題及び金属Ｍが微粉状である為、固着
化する危険性が生じ、更に収納容器の長さを増大
させるという対応手段にも限界がある為、大規模
な熱交換器の製作が困難であつた。

本考案はこうした事情に着目し内部流路型熱交
換器の特長点を保持しつつその短所を改善する為
になされたものであつて、平板状フイルターを用
い、水素流通性が良好で且つ熱交換器の容量アツ
プにも容易に対応することのできる様な収納容器
を提供しようとするものである。

しかして上記目的を達成した本考案の収納容器
とは、凹型パンを積層すると共に上記パンの開放
側々面をプレートフイルターで封鎖することによ
つて矩形容器を構成し、前記パンの閉鎖側対応側
壁間には熱媒流通パイプが橋渡され、前記パンの
底板で仕切られた単位室には水素吸蔵用金属が充
填されてなる点に要旨を有するものである。

以下図面を参照しながら本考案の構成並びに作
用効果を説明する。第５図は本考案に係る収納容
器を示す一部破断側面図、第６図は第５図におけ
る−線断面矢視図、第７図は上記収納容器を
構成する凹型パンの斜視図で、４ａはプレートフ
イルター、８は凹型パン、１０は熱媒流通パイプ
を夫々示す。

第７図に示す様に、凹型パン８は頂面及び対向
する２つの側面（図では長手方向側面）が開放さ
れてなる矩形受け皿であつて底板８ａの開放側両
端縁に沿つて桟８ｂが設けられている。この桟８
ｂは省略しても差支えない。そして閉鎖側々壁９
間には、第５，６図に示す様に熱媒流通パイプ１
０を橋渡すると共に、開放側々面にはプレートフ
イルター４ａをねじ止め等の手段により固定し該
側面を封鎖している。プレートフイルター４ａを
開放側両側面ともに取りつければ反応速度が早く
なるとともに金属Ｍの固着化防止に有効である。
そして第５，６図例では上記凹型パン８を上下２
段に積み重ね、上段の凹型パン８の頂面には蓋板
１１を取付けている。又熱媒流通パイプ１０は湾
曲管１０ａによつて接続され上下のパン８内を通
る複数本（図では３本）の連続流路を形成し且つ
最上位及び最下位の熱媒流通パイプ１０の一端側
は、夫々集合ヘツダ１２に連結し更に該集合ヘツ
ダ１２に熱媒流通パイプ１０ｂが接続されてい
る。尚プレートフイルターとしてはあらかじめ大
面積のものを形成しパンを積層した後でその開放
面全体に取り付ける様にすることもできる。そし
て収納容器５には第３，４図の場合と同様にして
金属Ｍを充填し、且つ収納容器５を開閉可能な圧
力容器１３内に挿設することによつて熱交換器６
が形成される。尚圧力容器１３には第３，４図例
と同じく水素導管１が連結されている。

なお熱媒流通パイプ１０の外側は第９図例の如
くアルミ、銅等の材質のフイン１４を拡管、ろう
付け等で取り付ける。フイン取付けの目的は、金
属Ｍの微粉末の伝熱促進と金属Ｍを充填した際の
パンの強度保持の補助材料及び合金Ｍの移動防止
の役割を果すものである。また別の取り付け方法
として、第１０図例のようなチユーブにフインを
一体成型した形状（例えば、ハイフインチユー
ブ）も考えられる。

本考案の基本構成は上記の通りであるが、他の
実施態様としては、例えば凹型パンの積層数を１
段若しくは３段以上としたものを挙げることがで
きる。尚上記凹型パンの積層数の変更並びに凹型
パンの幅、長さ及び高さの変更は簡単に行なうこ
とができるので、これらの設計変更によつて熱交
換器の容量アツプも容易に達成することができ
る。しかるに第３，４図に示される円筒状フイル
ターを用いた収納容器と同等あるいはそれ以上の
水素流通性を確保する為には第６図に示した各寸
法が、ａ≦100mm、ｂ≦50mm、ｃ≦20mmであるも
のを使用することが推奨される。又前記実施例で
は２段に積み重ねられた凹型パンの上段の上面に
蓋板を取りつけたが、これをプレートフイルター
に代えても良い。更に第８図（他の実施例を示す
斜視図）に示す様に１段だけで使用する凹型パン
８では４面又は６面を全てプレートフイルターで
形成してもよく、この思想を多段式に応用すれば
前記実施例において閉鎖側々壁と述べたものもプ
レートフイルターで構成することが可能であるこ
とは容易に了解され得るところであり、この様な
実施態様も本考案の技術的範囲に含まれる。

その他、収納容器のフイルター取付部以外の面
をあるいは圧力容器１３の内（及び／又は外）壁
を断熱材で被包しておけば顕熱ロスを少なくする
ことができるので熱効率を向上させることができ
る。

本考案は以上の様に構成されており、収納容器
に使用されるフイルターは平板状であるので特別
の加工を施す必要がなく且つ収納容器に簡単に取
付けることができるので装置全体のコスト低減に
寄与することができる。その上、かかる簡素な構
成でありながら円筒状フイルター（第３，４図
例）と同程度の優れた水素流通性を確保すること
ができ、しかも必要とされるスケールに対応して
大型化又は小型化することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は外部熱媒流路型の水素吸蔵・放出型熱
交換器を示す模式図、第２図は第１図における
−線断面矢視図、第３図は内部熱媒流路型の同
熱交換器を示す模式図、第４図は第３図における
−線断面矢視図、第５図は本考案実施例の収
納容器を使用した熱交換器の一部破断側面図、第
６図は第５図における−線断面矢視図、第７
図は本考案に係る凹型パンを示す斜視図、第８図
は凹型パンの他の実施例を示す斜視図、第９図及
び第１０図はフインを熱媒流通パイプに取付けた
状態を示す斜視図である。 ４ａ……プレートフイルター、８……凹型パ
ン、１０……熱媒流通パイプ、Ｍ……水素吸蔵用
金属。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 凹型パンを積層すると共に上記パンの開放側々
   面をプレートフイルターで封鎖することによつて
   矩型容器を構成し、前記パンの閉鎖側対応側壁間
   には熱媒流通パイプが橋渡され、前記パンの底板
   で仕切られた単位室には水素吸蔵用金属が充填さ
   れてなることを特徴とする水素吸蔵用金属収納容
   器。