JPH02101355A - 水素貯蔵合金を用いた空調装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、水素貯蔵合金を用いた空調装置に関する。

（２）従来の技術 従来、この種装置として特開昭６１−８１２１８号公報
に記載されたものが公知である。

（３）発明が解決しようとする課題 しかしながら前記従来のものは暖房装置としてのみ機能
するもので、水素貯蔵合金の特性を十分に活用している
とは言えない。

本発明は前記に鑑み、水素貯蔵合金の吸熱および発熱反
応を利用して、効率良く暖房および冷房を行うことので
きる前記空調装置を提供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１１課題を解決するための手段 本発明は、水素貯蔵合金を充填した熱交換用第１および
第２反応器間に水素を往復流通させるべく、両反応器間
を連通管を介して接続し、前記第１および第２反応器内
の一方が加圧状態にあるとき、他方が減圧状態にあるよ
うに、両反応器内を交互に加圧および減圧状態にする圧
力制御機構を前記連通管に設け、前記第１および第２反
応器の外周に、空調領域に向かう熱交換用順方向空気流
と非空１Ｊｉｌ　ａ域に向かう熱交換用逆方向空気流と
を形成し得る第１および第２送風機構を、前記第１およ
び第２反応器にそれぞれ対応して備え、前記第１および
第２送風機構の一方が順方向空気流形成状態にあるとき
、他方が逆方向空気流形成状態にあるように、両送爪機
構の空気流形成状態を交互に変換する変換器を、前記第
１および第２送風機構に接続したことを特徴とする。

（２）作　用 空調装置を冷房装置として使用する場合には、例えば第
１反応器内が減圧状態にあるとき、第１送風機構により
第１反応器の外周に、順方向空気流を形成し、水素貯蔵
合金の水素化物分解反応に伴う吸熱を利用して熱交換さ
れた冷風を空調領域に送る。このとき、第２反応器内は
加圧状態にあって、水素貯蔵合金の水素化物生成反応に
伴い発熱しているので、第２送風機構により第２反応器
の外周に逆方向空気流を形成して熱交換された温風を非
空１！領域に排出する。

そして、第２反応器において水素が飽和した後は、第２
反応器内を減圧状態にしてその第２反応器における熱交
換に伴う冷風を空２’Ａ　９Ｍ域に送り、一方、第１反
応器における熱交換に伴う温風を非空調領域に排出する
。

空調装置を暖房装置として使用する場合には、前記と逆
に第１および第２反応器における水素化物生成反応に伴
う発熱を利用して温風を空調領域に送る。

（３）実施例 第１図は空調装置の概略を示し、空調領域Ａと非空調領
域Ｂとを区画する隔壁ｌに、それを貫通する一対のダク
ト２．３が支承されている。両ダクト２，３内に、それ
ぞれ熱交換用第１．第２反応器４１．４□が配設され、
両反応器４．５４□内に粉末状水素貯蔵合金（例えば、
Ｌ、ａＮｉ、）５が充填される。また両反応器４１．４
□は、その器体６の外周面に多数のフィン７を有し、器
体６および各フィン７は熱伝導性および放熱性の良好な
材料を用いて形成される。

両反応器４Ｉ、４□の内部は連通管８を介して相互に接
続され、その連通管８の両反応器４４□内に挿入された
部分８ａは無数の微細な通気孔を有する。連通管８の両
端は開放されており、各開口部にフィルタ９が装着され
る。

前記通気孔の直径およびフィルタ９の透孔の直径は、水
素貯蔵合金５の直径よりも小さく設定され、これにより
再反応器４３，４□内に入れられた水素のみを、連通管
８を介して再反応器４１゜４□間を往復流通させること
ができる。

連通管８の中間部に圧力制御機構１０が設けられる。そ
の機構１０は、例えば第１反応器４１内が減圧状態にあ
るとき、第２反応器４□内が加圧状態にあるように、再
反応器４１．４□内を交互に減圧および加圧状態にする
機能を有する。この切換時期は、加圧状態にある第１ま
たは第２反応器４１．４□において水素が飽和しなとき
を基準として決められる。この種機構１０は、例えば切
換え弁を備えたコンブレフサ１１七その駆動源１２とよ
り構成される。

両ダクト２．３内に、第１．第２送風機構１３１．１３
□がそれぞれ第１．第２反応器４Ｉ、４２近傍に位置さ
せて配設される。各機構１３１３□は可逆転モータ１４
と、その駆動軸に取付けられた羽根車１５とを備え、こ
れにより両機構１３＋、１３ｚは、再反応器４＋、４□
の外周に空調領域Ａに向かう熱交換用順方向空気流と非
空調領域Ｂに向かう熱交換用逆方向空気流とを形成する
ことができる。

第１．第２送風機構１３．．１３□に、それらの可逆転
モータ１４の回転方向を変換する変換器１６が接続され
る。この変換器１６は、例えば第１送風機構１３．が順
方向空気流形成状態にあるとき、第２送風機構１３□が
逆方向空気流形成状態にあるように、両機構１３．，１
３□の空気流形成状態を交互に変換する機能を有する。

次に、前記装置による冷房作業について説明する。

先ず、第２図（ａ）に示すように、圧力制御機構ＩＯを
作動して、例えば水素貯蔵合金５が水素化物を生成して
いる第１反応器４１内を減圧状態（例えば０．５　　ａ
ｔｍ）にし、同時に水素貯蔵合金５が単独で存在してい
る第２反応器４、内を加圧状態（例えば４　　ａｒｍ）
にする。

また変換器１６により第１８第２送風機構１３２，１３
□を制御して、第１送風機構１３．により第１反応器４
．の外周に順方向空気流ａを形成し、また第２送風機構
１３２により第２反応器４２の外周に逆方向空気流すを
形成する。

第１反応器４１内は減圧状態にあるので水素貯蔵合金５
の水素化物分解反応が進行し、その反応は吸熱反応であ
るから、第１送風機構１３．による順方向空気流ａは第
１反応器４．により熱交換されて冷風となり、空調領域
Ａに送られる。

このとき、第２反応器４２内は加圧状態にあるので、水
素貯蔵合金５の水素化物生成反応が進行し、その反応は
発熱反応であるから第２送風機構１３□による逆方向空
気流すは第２反応器４□により熱交換されて温風となり
、非空調領域Ｂに排出される。

そして第２反応器４□において水素が飽和した後は、第
２図（１））に示すように前記と逆に第２反応器４□内
を減圧状態にし、また第２送風機構Ｉ３２により順方向
空気流ａを形成して空３１１　ｅＥ［域Ａに冷風を送る
。一方、第１反応器４１内は加圧状態となり、また第１
送風機構１３１により逆方向空気流すが形成されるので
、非空調領域Ｂに温風が排出される。

このように第１．第２反応器４．．４２における水素貯
蔵合金５の吸熱反応を利用して冷房作業が行われる。

次に、前記装置による暖房作業について説明する。

先ず、第３図（ａ）に示すように、圧力制御機構１０を
作動して、例えば水素貯蔵合金５が水素化物を生成して
いる第２反応器４□内を減圧状態（例えば０．５　　ａ
ｔｍ）にし、同時に水素貯蔵合金５が単独で存在してい
る第１反応器４．内を加圧状態（例えば４　　ａｔｍ）
にする。

また変換器１６により第１．第２送風機構１３１３□を
制御して、第１送風機構１３．により第１反応器４．の
外周に順方向空気流ａを形成し、また第２送風機横１３
□により第２反応器４２の外周に逆方向空気流すを形成
する。

第１反応器４１内は加圧状態にあるので水素貯蔵合金５
の水素化物生成反応が進行し、その反応は発熱反応であ
るから、第１送風機構１３．による順方向空気流ａは第
１反応器４．により熱交換されて温風となり、空調領域
Ａに送られる。

このとき、第２反応器４□内は減圧状態にあるので、水
素貯蔵合金５の水素化物分解反応が進行し、その反応は
吸熱反応であるから第２送風機構１３□による逆方向空
気流すは第２反応器４□により熱交換されて冷風となり
、非空調領域Ｂに排出される。

そして第１反応器４Ｉにおいて水素が飽和した後は、第
３図（ｂ）に示すように前記と逆に第２反応器４□内を
加圧状態にし、また第２送風機構１３２により順方向空
気流ａを形成して空調領域Ａに温風を送る。一方、第１
反応器４□内は減圧状態となり、また第１送風機構１３
．により逆方向空気流すが形成されるので、非空調領域
Ｂに冷風が排出される。

このように第１．第２反応器４１，４□における水素貯
蔵合金５の発熱反応を利用して暖房作業が行われる。

例えば第１．第２反応器４９，４□内に水素貯蔵合金と
してＬ　ａ　Ｎ　ｉ　ｓを充填すると、ΔＨ−７゜５ｋ
ｃａｊ２／Ｈｚより、ＬａＮｉ５　　１モル当り、７、
５　Ｘ　３　＝　２２．５　ｋ　ｃ　ａ　１２の生成熱
が得られる。

こ−で、１サイクルを１分間とし、両反応器４４□にお
ける水素貯蔵合金の充填量をそれぞれ２　ｋｇとすると
、反応器が２個であるから、２　（ｋｇ）Ｘ２Ｘ２２．
５Ｘ６０＝２７００ｋｃａｆ／ｈとなり、この値の出力
が得られる。

なお、第１．第２送風機構１３．．１３．として、各反
応器４１．４□を挟んで両側に可逆転モータ１４および
羽根車１５を配設したものを使用し、順方向空気流ａを
一方の羽根車１５によりまた逆方向空気ｉｂを他方の羽
根車１５によりそれぞれ形成してもよい。

本発明の適用例としては、例えば自動車用空調装置を挙
げることができる。

Ｃ０発明の効果 本発明によれば、第１および第２反応器を交互に使用し
、且つ水素貯蔵合金の吸熱および発熱反応を利用して効
率よく冷房および暖房を行うことが可能な空調装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は空調装置の概
略図、第２図は冷房作業時の説明図、第３図は暖房作業
時の説明図である。 Ａ・・・空調領域、Ｂ・・・非空調領域、ａ・・・順方
向空気流、ｂ・・・逆方向空気流、４１，４□・・・第
１．第２反応器、５・・・水素貯蔵合金、８・・・連通
管、１０・・・圧力制御機構、１３．．１３□・・・第
１．第２送風機構、１６・・・変換器 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水素貯蔵合金を充填した熱交換用第１および第２反応器
   間に水素を往復流通させるべく、両反応器間を連通管を
   介して接続し、前記第１および第２反応器内の一方が加
   圧状態にあるとき、他方が減圧状態にあるように、両反
   応器内を交互に加圧および減圧状態にする圧力制御機構
   を前記連通管に設け、前記第１および第２反応器の外周
   に、空調領域に向かう熱交換用順方向空気流と非空調領
   域に向かう熱交換用逆方向空気流とを形成し得る第１お
   よび第２送風機構を、前記第１および第２反応器にそれ
   ぞれ対応して備え、前記第１および第２送風機構の一方
   が順方向空気流形成状態にあるとき、他方が逆方向空気
   流形成状態にあるように、両送風機構の空気流形成状態
   を交互に変換する変換器を、前記第１および第２送風機
   構に接続したことを特徴とする水素貯蔵合金を用いた空
   調装置。