JPH0224763B2 - - Google Patents

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JPH0224763B2
JPH0224763B2 JP60084467A JP8446785A JPH0224763B2 JP H0224763 B2 JPH0224763 B2 JP H0224763B2 JP 60084467 A JP60084467 A JP 60084467A JP 8446785 A JP8446785 A JP 8446785A JP H0224763 B2 JPH0224763 B2 JP H0224763B2
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JP
Japan
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heat transfer
heat
metal hydride
container
hydrogen
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Application number
JP60084467A
Other languages
English (en)
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JPS61244995A (ja
Inventor
Kenji Nasako
Masayuki Kurooka
Naojiro Pponda
Takashi Sakai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH0224763B2 publication Critical patent/JPH0224763B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、金属水素化物を利用した蓄熱装置、
ヒートポンプ、ケミカルコンプレツサー、水素貯
蔵装置等に好適な金属水素化物容器に関する。
(ロ) 従来の技術 金属水素化物は水素との反応により、熱エネル
ギー、化学エネルギー、機械エネルギーの3種の
エネルギー形態を相互に変換することが可能であ
り、エネルギー変換材料として注目されている。
この機能を利用して、エネルギーとして最も低質
とされる熱の有効利用が可能であり、熱の中でも
比較的利用が難しい低温度域の熱(室温〜100℃
の熱)を利用する水素貯蔵技術、蓄熱技術、ヒー
トポンプ、ケミカルコンプレツサー等の金属水素
化物応用システムが種々提案されている。
しかし、一般に低温度域の熱の利用は温度差が
得られないために伝熱速度を著しく高める必要が
ある。また、金属水素化物は水素の吸放出を繰り
返すことにより、微粉化現象を生じ、合金層内の
熱伝導度は非常に小さくなり、反応熱の授受が次
第に悪くなる。
このような点を考慮して、従来からこの種の金
属水素化物容器構造に対する各種提案がなされて
いる(例えば、特開昭58−90号公報、特開昭58−
174797号公報、特開昭58−156501号公報、特開昭
58−145601号公報参照)。しかしながら、いずれ
も金属水素化物と外部熱媒との伝熱速度の迅速化
および反応ガスである水素の円滑な出し入れとい
う点で満足できる金属水素化物容器が実現されて
いなかつた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は、伝熱速度が迅速にして円滑な水素移
動が行なえる金属水素化物容器を提供することを
目的とする。
(ニ) 問題点を解決するための手段 このため本発明は、断熱容器内部に金属水素化
物を充填すると共に、容器端面に外部から内部に
通じる熱媒管と水素フイルタ管を気密に取り付け
てなる金属水素化物容器において、前記熱媒管外
壁には少なくとも一部に辺部分を形成した螺旋板
状の伝熱フインを一体成形により設けると共に、
その伝熱フインの辺部分を互いに隣接させて複数
本の熱媒管を容器内部で連結して並列配置する一
方、その互いに隣接する伝熱フイン間にすき間を
設けて前記水素フイルタ管を複数本配置したこと
を特徴としている。
(ホ) 作用 伝熱フインは熱媒管と一体成形により製造され
るために、厚みは非常に薄くすることができ、更
にピツチも非常に狭くすることができる。これに
より、容器内の顕熱量を少なくすると共に、金属
水素化物とフイン間の平均距離も短縮することが
でき、金属水素化物と熱媒との熱交換が極めて迅
速かつ効率良く行なわれるようになる。また、長
尺の水素フイルタ管を複数本熱媒管と並列に配置
することにより、水素の供給取り出しも円滑に行
なわれるようになる。
(ヘ) 実施例 以下、本発明の実施例を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る金属水素化物
容器の側面断面図、第2図は第1図のA―A線に
沿つた正面断面図、第3図は第1図の熱媒管の部
分斜視図を示したものである。
これらの図において、例えばステンレス鋼を用
いて構成される円筒形の耐圧容器1の内壁は全面
断熱材2で覆われ、その内部に伝熱フイン3を有
する熱媒管4と水素フイルタ管5が金属水素化物
6と共に封入されている。その熱媒管4と水素フ
イルタ管5は、容器端面1aを気密に貫通する熱
媒出入導管7と水素出入導管8に連結されてい
る。
熱媒管4の外壁には、第3図に示すように、円
板の一部を切り取つて、延長すると直交する2つ
の辺を形成した形状の螺旋板状転造伝熱フイン3
が一体成形により設けられる。この伝熱フイン3
は、軽量かつ小熱容量の必要性から、例えばアル
ミニウム製により成形されるのが好ましいが、熱
媒管4がアルミ製で強度的および腐食および保持
容器との製作上などの問題が生じる場合には、熱
媒管内壁を異種金属管(例えば、銅、ステンレ
ス)にし、アルミ製転造成形品とクラツドパイプ
にすることも可能である。
この熱媒管4は3ケ所をUベンド管9により連
結されて、全体として1つの流路を形成し、2つ
の熱媒出入導管7(片方は図示せず)に接続され
ている。
なお、熱媒管4の内壁での伝熱抵抗が問題とな
る場合は、その管内にスクリユーフインや邪魔板
などを挿入することにより、伝熱抵抗を減らし、
熱媒との迅速な熱交換を可能にすることができ
る。
一方、水素フイルタ管5は例えばステンレス鋼
を用いて形成される細径の円筒フイルタ管または
ステンレス細線をあみあげて形成される鋼目状フ
イルタ管で、水素は通し得るが金属水素化物6は
通さない構造となつている。この水素フイルタ管
5の一端は水素出入導管8と耐圧容器内で接合さ
れており、他端は封じられている。
かかる構成で蓄熱あるいは水素放出時には、熱
媒出入導管7より高温熱媒を供給し、熱媒管4か
ら伝熱フイン3を経て、金属水素化物6に熱を供
給する。これにより、水素は金属水素化物6から
放出され、水素フイルタ管5から水素出入導管8
を経て、系外に排出される。
一方、放熱あるいは水素吸収時には、水素出入
導管8より導入された水素は、水素フイルタ管5
から放出されて金属水素化物6を反応し、金属水
素化物層に吸収される。このとき発生する熱は、
伝熱フイン3を経て熱媒出入導管7より導入され
た低温熱媒に回収されて系外で利用される。
以上の運転時において、伝熱フイン3が非常に
狭い間隔で形成されていること、および、その伝
熱フイン3と熱媒管4とが一体に成形されている
ことにより、金属水素化物6と伝熱フイン3間の
平均距離が短かくなり、また、伝熱フイン3と熱
媒管4間の伝熱抵抗が小さくなる。これにより、
伝熱速度が極めて迅速となり、金属水素化物容器
内温度と熱媒出口温度との差が非常に小さくな
り、効率の良い熱交換が行なわれるようになる。
尚、上記実施例では、第2図に示したように、
耐圧容器1内に熱媒管4を4本並列配置すると共
に、中央に水素フイルタ管5を1本配置した金属
水素化物容器構造について示したが、耐圧容器1
内に配置する熱媒管4および水素フイルタ管5の
本数、更には、伝熱フイン3の形状等は適宜選択
することができる。
第4図はその一例を示した本発明の他の実施例
に係る金属水素化物容器の正面断面図で、耐圧容
器1内に熱媒管4を7本、水素フイルタ管5を6
本並列配置した場合の例である。この場合、熱媒
管4の外壁に形成する伝熱フイン3の外形は6辺
形とすることにより、互いに隣接する熱媒管4の
伝熱フイン3間に空間が生じたりすることなく容
器内空間を有効に利用して、全体として空間部分
がなく伝熱フイン3を配置することができ広い伝
熱面積が得られる。また、その6辺形状の伝熱フ
イン3の頂角を切り欠いて水素フイルタ管5を6
本配置することにより、金属水素化物6層全体に
わたつて水素移動が円滑に行なわれるようにな
る。
(ト) 発明の効果 以上説明したように本発明によれば、熱媒を流
す熱媒管外壁に螺旋板状の伝熱フインを一体成形
により設けるようにしたので、伝熱フインの厚み
を薄くすると共に、ピツチも非常に狭くすること
ができる。これにより、容器内の顕熱量が少なく
なると共に、金属水素化物と伝熱フイン間の平均
距離も短縮する。更に、前記伝熱フインの外形は
少なくとも一部に辺を形成し、その辺部を隣接さ
せて複数本の熱媒管を容器内に並列配置するよう
にしたので、隣接するフイン間にすき間が生じた
り重なつたりすることなく、熱媒管と垂直断面に
おける空間部分が少なく全体として広い伝熱面積
を有する伝熱フインを容器内に形成することがで
きる。更に、その少ない空間部分に水素フイルタ
管を複数本、熱媒管と並列に配設したので、金属
水素化物に対する水素の供給取り出しも円滑に行
なわれるようになる。以上のことから伝熱速度が
迅速にして円滑な水素移動が行なえる熱効率の良
い金属水素化物容器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る金属水素化物
容器の側面断面図、第2図は第1図のA―A線正
面断面図、第3図は第1図の伝熱フイン付き熱媒
管の部分斜視図、第4図は本発明の他の実施例に
係る金属水素化物容器の正面断面図である。 1…耐圧容器、2…断熱材、3…伝熱フイン、
4…熱媒管、5…水素フイルタ管、6…金属水素
化物、7…熱媒出入導管、8…水素出入導管、9
…Uベンド管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 筒状断熱容器内部に金属水素化物を充填する
    と共に、容器端面に外部から内部筒方向に金属水
    素化物充填部を通る熱媒管と水素フイルタ管を気
    密に取り付けてなる金属水素化物容器において、
    前記熱媒管外壁には少なくとも一部に辺部分を形
    成した螺旋板状の伝熱フインを前記熱媒管と一体
    成形により作製して設けると共に、その伝熱フイ
    ンの辺部分を互いに隣接させて複数本の熱媒管を
    容器内部で連結して並列配置する一方、その互い
    に隣接する伝熱フイン管にすき間を設けて前記水
    素フイルタ管を複数本配置して成ることを特徴と
    する金属水素化物容器。
JP60084467A 1985-04-22 1985-04-22 金属水素化物容器 Granted JPS61244995A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02140427A (ja) * 1988-11-21 1990-05-30 Toyota Autom Loom Works Ltd 水素吸蔵合金タンク
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JPS51128713A (en) * 1975-04-21 1976-11-09 Billings Energy Res Hydrogen storage method and apparatus therefor
JPS57156301A (en) * 1981-03-23 1982-09-27 Sekisui Chem Co Ltd Apparatus for containing metallic hydride

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