JPH0235872B2 - - Google Patents
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- JPH0235872B2 JPH0235872B2 JP58081850A JP8185083A JPH0235872B2 JP H0235872 B2 JPH0235872 B2 JP H0235872B2 JP 58081850 A JP58081850 A JP 58081850A JP 8185083 A JP8185083 A JP 8185083A JP H0235872 B2 JPH0235872 B2 JP H0235872B2
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- temperature
- chamber
- hydrogen
- substance
- jacket
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/02—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by absorption or adsorption
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S123/00—Internal-combustion engines
- Y10S123/12—Hydrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は水素圧縮器に関するものであり、特に
中温度の、比較的小なる温度差の、少くとも1個
の熱源と少くとも1個のヒートシンクとによつて
与えられるエネルギーで作動する吸収―放散型圧
縮器に関するものである。
中温度の、比較的小なる温度差の、少くとも1個
の熱源と少くとも1個のヒートシンクとによつて
与えられるエネルギーで作動する吸収―放散型圧
縮器に関するものである。
伝熱の目的から水素圧を上昇させるため三種ま
たは三種以上の可逆的水素化性物質を二種または
二種以上の温度で使用することのできる手段につ
いて、理論的かつ準実際的開示が少くとも米国特
許第4200144号および第4188795号に記載されてい
る。もちろん、高圧水素を使用する他の用途があ
り、吸収―放散型水素圧縮器の固有特性は有益で
ある。それにもかかわらず、本発明者の知る限り
では、広く入手される廃熱流、すなわち約50℃〜
100℃の温度範囲の熱水の中に存在するエネルギ
ーで作動することのできる実際的な、安価な、安
全な設計の水素圧縮器に関する技術はまだ提供さ
れていない。
たは三種以上の可逆的水素化性物質を二種または
二種以上の温度で使用することのできる手段につ
いて、理論的かつ準実際的開示が少くとも米国特
許第4200144号および第4188795号に記載されてい
る。もちろん、高圧水素を使用する他の用途があ
り、吸収―放散型水素圧縮器の固有特性は有益で
ある。それにもかかわらず、本発明者の知る限り
では、広く入手される廃熱流、すなわち約50℃〜
100℃の温度範囲の熱水の中に存在するエネルギ
ーで作動することのできる実際的な、安価な、安
全な設計の水素圧縮器に関する技術はまだ提供さ
れていない。
この様な実際的な吸収―放散性水素圧縮器に関
する技術を誰も提供していないので、この技術分
野では機械的圧縮器が使用されてきたが、この圧
縮器はノイズを出し、また高速運転と潤滑の困難
さの故に急速に摩耗する。本発明の原型圧縮器と
比較して、対応の機械的圧縮器はその容積が3
倍、その重量が5倍、またその価格が2倍であ
る。
する技術を誰も提供していないので、この技術分
野では機械的圧縮器が使用されてきたが、この圧
縮器はノイズを出し、また高速運転と潤滑の困難
さの故に急速に摩耗する。本発明の原型圧縮器と
比較して、対応の機械的圧縮器はその容積が3
倍、その重量が5倍、またその価格が2倍であ
る。
本発明は、低導入圧で送入される水素ガス用の
入口と、高圧水素ガスの出口と、それらの間に配
置された少くとも2組の相互に接続されたユニツ
トA,C,Eおよびこれらのユニツトの機能に役
立つ少くとも2組のユニツトB,D,Fとを含む
水素圧縮器を目的としこれを考察するものであ
る。前記のA乃至Fは下記の通りである。
入口と、高圧水素ガスの出口と、それらの間に配
置された少くとも2組の相互に接続されたユニツ
トA,C,Eおよびこれらのユニツトの機能に役
立つ少くとも2組のユニツトB,D,Fとを含む
水素圧縮器を目的としこれを考察するものであ
る。前記のA乃至Fは下記の通りである。
A 一方弁を介して前記の入口と連通して前記の
低導入圧で水素ガスを受入れ、第1温度におい
て前記の低導入圧以下の吸収圧を有する第1水
素化性物質を収容する第1室と、 B 前記第1室の温度を交互に前記第1温度また
はこれ以下に保持しまた前記第1温度より高い
第2温度まで上昇させる様に作動する前記第1
室と組合わされた熱交換手段と、 C 前記第1室への水素流を防止する一方弁を介
して前記第1室に連通し、また前記の第1水素
化性物質より不安定な水素化物を形成し前記第
2温度より低い温度において、前記第2温度に
おける前記第1水素化性物質のプラトー圧より
低いプラトー圧を有する第2水素化性物質を収
容する第2室と、 D 前記第2室の温度を交互に前記第2温度より
低い温度と前記第1温度より高い第3温度とに
保持する様に作動する前記第2室と組合わされ
た熱交換手段と、 E 前記第2室への水素流を防止する一方弁を通
して前記第2室に連通し、また前記水素出口に
連通し、また前記第2水素化性物質より不安定
な水素化物を形成し前記第3温度以下の温度
で、第3温度における前記第2水素化物質のプ
ラトー圧より低いプラトー圧を有する第3水素
化性物質を収容する第3室と、 F 前記第3室の温度を交互に前記第3温度より
低い温度と前記第1温度より高い第4温度とに
保持する様に作動する前記第3室と組合わされ
た熱交換手段。
低導入圧で水素ガスを受入れ、第1温度におい
て前記の低導入圧以下の吸収圧を有する第1水
素化性物質を収容する第1室と、 B 前記第1室の温度を交互に前記第1温度また
はこれ以下に保持しまた前記第1温度より高い
第2温度まで上昇させる様に作動する前記第1
室と組合わされた熱交換手段と、 C 前記第1室への水素流を防止する一方弁を介
して前記第1室に連通し、また前記の第1水素
化性物質より不安定な水素化物を形成し前記第
2温度より低い温度において、前記第2温度に
おける前記第1水素化性物質のプラトー圧より
低いプラトー圧を有する第2水素化性物質を収
容する第2室と、 D 前記第2室の温度を交互に前記第2温度より
低い温度と前記第1温度より高い第3温度とに
保持する様に作動する前記第2室と組合わされ
た熱交換手段と、 E 前記第2室への水素流を防止する一方弁を通
して前記第2室に連通し、また前記水素出口に
連通し、また前記第2水素化性物質より不安定
な水素化物を形成し前記第3温度以下の温度
で、第3温度における前記第2水素化物質のプ
ラトー圧より低いプラトー圧を有する第3水素
化性物質を収容する第3室と、 F 前記第3室の温度を交互に前記第3温度より
低い温度と前記第1温度より高い第4温度とに
保持する様に作動する前記第3室と組合わされ
た熱交換手段。
また前記水素圧縮器は、前記の熱交換手段B,
D,Fが、その対応の室中において水素が水素化
性物質によつて吸収されているときに、2つの特
定の温度の低い温度を保持し、水素が存在し水素
化性物質から放散されているときに、前記の2つ
の特定の温度の高い温度を保持する様に各熱交換
手段の保温能力を交代させる制御手段を含む。
D,Fが、その対応の室中において水素が水素化
性物質によつて吸収されているときに、2つの特
定の温度の低い温度を保持し、水素が存在し水素
化性物質から放散されているときに、前記の2つ
の特定の温度の高い温度を保持する様に各熱交換
手段の保温能力を交代させる制御手段を含む。
望ましくは、前記の圧縮器はヒートシンクと熱
源とから作動され、ヒートシンクは室温または大
体室温、すなわち20゜〜25゜であり、熱源は約50℃
〜100℃の範囲の温度であつて、前記の熱交換手
段B,D,Fとして役立つユニツトは前記ユニツ
トA,C,Eをそれぞれ1個づつ収容した2個の
ジヤケツト型管状構造である。本発明の圧縮器に
おいて使用される可逆的水素化性物質は望ましく
はAB5型の金属間化合物とし、ここにAはカルシ
ウムまたは希土類元素、Bはニツケルまたはコバ
ルトとし、AB5の基本結晶構造を保持する限りA
とBを相当量の他の物質によつて置換することが
できる。また水素化性物質として、Fe−Ti,
Mg2Cu,Mg2Niなどの物質およびその他の金属
間化合物を使用することができる。
源とから作動され、ヒートシンクは室温または大
体室温、すなわち20゜〜25゜であり、熱源は約50℃
〜100℃の範囲の温度であつて、前記の熱交換手
段B,D,Fとして役立つユニツトは前記ユニツ
トA,C,Eをそれぞれ1個づつ収容した2個の
ジヤケツト型管状構造である。本発明の圧縮器に
おいて使用される可逆的水素化性物質は望ましく
はAB5型の金属間化合物とし、ここにAはカルシ
ウムまたは希土類元素、Bはニツケルまたはコバ
ルトとし、AB5の基本結晶構造を保持する限りA
とBを相当量の他の物質によつて置換することが
できる。また水素化性物質として、Fe−Ti,
Mg2Cu,Mg2Niなどの物質およびその他の金属
間化合物を使用することができる。
付図について説明すれば、第1図は、例えば61
cm×61cm×25cmのケーシング内部に収容された本
発明の原型水素圧縮器の作動要素を略示する平面
図である。付図に図示の様に、この圧縮器は、フ
ロントパネル12に連結されたベース11上に支
持されている。本質的にこの圧縮器は2つの温度
のみで作動する様に設計され、バツクパネル13
を通して熱液と冷液、例えば水を供給される。こ
の水は、熱水入口14、熱水出口15、冷水入口
16、冷水出口17を通る。これらの出入口は適
当なラインを通して、サーボ弁SV1,SV2,
SV3,SV4に接続する。
cm×61cm×25cmのケーシング内部に収容された本
発明の原型水素圧縮器の作動要素を略示する平面
図である。付図に図示の様に、この圧縮器は、フ
ロントパネル12に連結されたベース11上に支
持されている。本質的にこの圧縮器は2つの温度
のみで作動する様に設計され、バツクパネル13
を通して熱液と冷液、例えば水を供給される。こ
の水は、熱水入口14、熱水出口15、冷水入口
16、冷水出口17を通る。これらの出入口は適
当なラインを通して、サーボ弁SV1,SV2,
SV3,SV4に接続する。
更に詳しくは、入つてくる冷水はSV3に給水
され、入つてくる温水はSV4に給水され、出る
冷水はSV2を通り、また出る熱水はSV1を通
る。ベース11上に、ブラケツト20によつて一
対の水ジヤケツト18(第1ジヤケツト)と19
(第2ジヤケツト)が支持されている。この原型
においては、第1ジヤケツト18は第2ジヤケツ
ト19の直上に配置され、各ジヤケツトは、外径
約2.9cmの銅管の約50cm径の約2単回から成る円
形コイルを成す。
され、入つてくる温水はSV4に給水され、出る
冷水はSV2を通り、また出る熱水はSV1を通
る。ベース11上に、ブラケツト20によつて一
対の水ジヤケツト18(第1ジヤケツト)と19
(第2ジヤケツト)が支持されている。この原型
においては、第1ジヤケツト18は第2ジヤケツ
ト19の直上に配置され、各ジヤケツトは、外径
約2.9cmの銅管の約50cm径の約2単回から成る円
形コイルを成す。
水は入口21から出口22までジヤケツト18
の中を流れる。また水は入口23から出口24ま
でジヤケツト19の中を流れる。サーボ弁SV3
に給水された冷水はライン25と26を通してそ
れぞれジヤケツト18と19に給水され、サーボ
弁SV4に供給された熱水はライン27と28を
通してそれぞれジヤケツト18と19に給水され
る。ジヤケツト18から出口22を通して水が抽
出され、冷水はライン29によつて弁SV2を通
して排出され、熱水はライン30によつて弁SV
1を通して排出される。同様に、ジヤケツト19
から出口24を通して水が抽出され、冷水はライ
ン31によつて弁SV2を通して排出され、熱水
はライン32によつて弁SV1を通して排出され
る。
の中を流れる。また水は入口23から出口24ま
でジヤケツト19の中を流れる。サーボ弁SV3
に給水された冷水はライン25と26を通してそ
れぞれジヤケツト18と19に給水され、サーボ
弁SV4に供給された熱水はライン27と28を
通してそれぞれジヤケツト18と19に給水され
る。ジヤケツト18から出口22を通して水が抽
出され、冷水はライン29によつて弁SV2を通
して排出され、熱水はライン30によつて弁SV
1を通して排出される。同様に、ジヤケツト19
から出口24を通して水が抽出され、冷水はライ
ン31によつて弁SV2を通して排出され、熱水
はライン32によつて弁SV1を通して排出され
る。
サーボ弁SV1,SV2,SV3およびSV4の制
御は経時的に行われ、調時手段(図示されず)
は、フロントパネル12上に取付けられた制御ボ
ツクス33の中に収容されている。このフロント
パネル12は、オンオフスイツチ34と弁表示ラ
ンプ35,36の取付プラツトフオームを成して
いる。サーボ弁と表示ランプの電力は幹線路37
によつて与えられ、また電力と制御信号が通常の
様に電線手段38,39,40,41によつて各
サーボ弁に分配される。
御は経時的に行われ、調時手段(図示されず)
は、フロントパネル12上に取付けられた制御ボ
ツクス33の中に収容されている。このフロント
パネル12は、オンオフスイツチ34と弁表示ラ
ンプ35,36の取付プラツトフオームを成して
いる。サーボ弁と表示ランプの電力は幹線路37
によつて与えられ、また電力と制御信号が通常の
様に電線手段38,39,40,41によつて各
サーボ弁に分配される。
低圧水素ガスが入口42から圧縮器の中に入
り、高圧で出口43から出る。入口42と出口4
3との間において、水素ガスは後述の様に3個づ
つ2組の水素化物容器のそれぞれ一方の組の中に
流入しまたこれから流出する。水素化物容器は、
ジヤケツト18と19の内部に配置された細長い
管状構造を成し、従つて第1図には現れない。第
1図において現実には存在しないボツクスとして
略示された逆止弁回路46から、それぞれガスラ
イン44と45がジヤケツト18と19の中の水
素化物容器に達している。また逆止め弁回路46
は水素入口42および水素出口43と接続し、こ
れは第2図において更に詳細に図示されている。
り、高圧で出口43から出る。入口42と出口4
3との間において、水素ガスは後述の様に3個づ
つ2組の水素化物容器のそれぞれ一方の組の中に
流入しまたこれから流出する。水素化物容器は、
ジヤケツト18と19の内部に配置された細長い
管状構造を成し、従つて第1図には現れない。第
1図において現実には存在しないボツクスとして
略示された逆止弁回路46から、それぞれガスラ
イン44と45がジヤケツト18と19の中の水
素化物容器に達している。また逆止め弁回路46
は水素入口42および水素出口43と接続し、こ
れは第2図において更に詳細に図示されている。
今第2図について述べれば、水素ガスがポート
42とライン44a,45aとを通して、それぞ
れ水素化物容器47,48に入る。水素化物容器
47,48は水素化性物質を収容し、この物質は
この圧縮器において使用される物質のうちで最も
安定な水素化物を成すものである。ガスライン4
4aと45aはそれぞれ逆止め弁49(時に、一
方弁またはタツプと呼ばれる弁)を含み、この弁
が入口42からの水素ガスの流出を防止する。水
素ガスは容器47の中の水素化性物質と結合し次
に放散されたのち、ライン44bを通る。このラ
イン44bはライン45bと接続し、水素化物容
器50の中に入る。この容器50は、圧縮器の中
で使用される水素化性物質のうちで第2位の安定
水素化物を形成する水素化性物質を収容してい
る。ライン44bは、容器47の中への水素の逆
流を防止する逆止弁51を含む。この場合にも、
容器50の中の水素化性物質と結合し次に放散さ
れたのち、水素ガスはライン45bを流通させら
れ、このライン45bは、水素化物容器52に達
するライン44cに接続している。ライン44c
は、容器50の中への水素ガスの逆流を防止する
逆止弁51aを含む。容器52は、この圧縮器の
中で使用される物質のうち最低安定度の水素化物
を形成する水素化性物質を含む。水素ガスはこの
容器52の中で水素化性物質と結合し次にこれか
ら放散されたのち、ライン44dを通つて水素出
口43まで流れる。ライン44dは、出口43か
ら容器52の中への水素の逆流を防止する逆止弁
53を含んでいる。
42とライン44a,45aとを通して、それぞ
れ水素化物容器47,48に入る。水素化物容器
47,48は水素化性物質を収容し、この物質は
この圧縮器において使用される物質のうちで最も
安定な水素化物を成すものである。ガスライン4
4aと45aはそれぞれ逆止め弁49(時に、一
方弁またはタツプと呼ばれる弁)を含み、この弁
が入口42からの水素ガスの流出を防止する。水
素ガスは容器47の中の水素化性物質と結合し次
に放散されたのち、ライン44bを通る。このラ
イン44bはライン45bと接続し、水素化物容
器50の中に入る。この容器50は、圧縮器の中
で使用される水素化性物質のうちで第2位の安定
水素化物を形成する水素化性物質を収容してい
る。ライン44bは、容器47の中への水素の逆
流を防止する逆止弁51を含む。この場合にも、
容器50の中の水素化性物質と結合し次に放散さ
れたのち、水素ガスはライン45bを流通させら
れ、このライン45bは、水素化物容器52に達
するライン44cに接続している。ライン44c
は、容器50の中への水素ガスの逆流を防止する
逆止弁51aを含む。容器52は、この圧縮器の
中で使用される物質のうち最低安定度の水素化物
を形成する水素化性物質を含む。水素ガスはこの
容器52の中で水素化性物質と結合し次にこれか
ら放散されたのち、ライン44dを通つて水素出
口43まで流れる。ライン44dは、出口43か
ら容器52の中への水素の逆流を防止する逆止弁
53を含んでいる。
同様にして、容器48の中で水素化性物質と結
合し次にこれから放散された水素ガスはライン4
5aを通つて、ライン45cによつて水素化物容
器54に入る。ライン45cの中の逆止弁55
は、容器54から容器48への水素ガス流を防止
する。容器54は容器50と同一の水素化性物質
を含有している。容器54の中で水素ガスが水素
化性物質と結合し次にこれから放散されたのち、
ライン45dと接続したライン45cを通り、水
素化物容器56の中に流入する。水素化物容器5
6は容器52と同一の水素化物を収容している。
水素がこの水素化性物質の中に吸収され次にこれ
から放散されたのち、ライン45dを通つて水素
出口43まで流れる。逆止弁57および58は、
それぞれ容器56から容器54への、また出口4
3から容器56への逆流を防止する。
合し次にこれから放散された水素ガスはライン4
5aを通つて、ライン45cによつて水素化物容
器54に入る。ライン45cの中の逆止弁55
は、容器54から容器48への水素ガス流を防止
する。容器54は容器50と同一の水素化性物質
を含有している。容器54の中で水素ガスが水素
化性物質と結合し次にこれから放散されたのち、
ライン45dと接続したライン45cを通り、水
素化物容器56の中に流入する。水素化物容器5
6は容器52と同一の水素化物を収容している。
水素がこの水素化性物質の中に吸収され次にこれ
から放散されたのち、ライン45dを通つて水素
出口43まで流れる。逆止弁57および58は、
それぞれ容器56から容器54への、また出口4
3から容器56への逆流を防止する。
水素化性物質による水素ガスの吸収と放散につ
いて言えば、第1図に図示の圧縮器において、吸
収は給水の2つの温度のうち低い温度で生じ、水
素化物からの水素の放出は2つの温度のうち高い
温度で生じる。2個のジヤケツト中の水素化物容
器は交互に加熱と冷却を受ける。加熱/冷却サイ
クルはボツクス33の中のタイマーによつて制御
される。原型圧縮器において実際に使用されてい
る調時装置を第3図に示す。この図について述べ
れば、熱/冷サイクルを繰返すために電気―機械
的タイマーT1 59が使用される。またそれぞれオ
ンデイレーとオフデイレーのために電気―機械的
タイマーT2 60とT3 61が使用される。図示の回
路は、これらのタイマーが適当に設定されたと
き、熱水を熱水出口15に送る際のサーボ弁SV
1の動作の10秒のオーダの遅れを生じることがで
きる。その目的は、まずジヤケツト18または1
9に入る熱水によつてそのジヤケツト内部の冷水
を移動させ、この冷水を出口17から押出させ、
そののちラインを出口15に係合させるにある。
原型圧縮器のこの構造においては、熱水が出口1
5から外部を循環されて、図示されない熱源を通
つて入口14に入る。熱の保存が必要とされない
場合、この様な遅れ調時特性は省略することがで
きる。循環が使用される場合に、遅れ調時装置の
代りに通常のサーモスタツト制御を実施すること
ができる。
いて言えば、第1図に図示の圧縮器において、吸
収は給水の2つの温度のうち低い温度で生じ、水
素化物からの水素の放出は2つの温度のうち高い
温度で生じる。2個のジヤケツト中の水素化物容
器は交互に加熱と冷却を受ける。加熱/冷却サイ
クルはボツクス33の中のタイマーによつて制御
される。原型圧縮器において実際に使用されてい
る調時装置を第3図に示す。この図について述べ
れば、熱/冷サイクルを繰返すために電気―機械
的タイマーT1 59が使用される。またそれぞれオ
ンデイレーとオフデイレーのために電気―機械的
タイマーT2 60とT3 61が使用される。図示の回
路は、これらのタイマーが適当に設定されたと
き、熱水を熱水出口15に送る際のサーボ弁SV
1の動作の10秒のオーダの遅れを生じることがで
きる。その目的は、まずジヤケツト18または1
9に入る熱水によつてそのジヤケツト内部の冷水
を移動させ、この冷水を出口17から押出させ、
そののちラインを出口15に係合させるにある。
原型圧縮器のこの構造においては、熱水が出口1
5から外部を循環されて、図示されない熱源を通
つて入口14に入る。熱の保存が必要とされない
場合、この様な遅れ調時特性は省略することがで
きる。循環が使用される場合に、遅れ調時装置の
代りに通常のサーモスタツト制御を実施すること
ができる。
逆止弁回路46のより図式的な説明図を第4図
に示す。この図について述べれば、この逆止弁回
路は一連のTコネクタと、逆止弁ユニツトと、水
素が低圧入口42から高圧出口43まで流れる配
管とを有する。高圧出口43において、背圧安全
弁を使用してもしなくてもよい。同様に低圧入口
42と/または高圧出口43そのものまたはその
近傍に、圧力計をこのシステムに取付けるために
タツプを使用することができる。第1図には代表
的圧力計取付部62が示されている。
に示す。この図について述べれば、この逆止弁回
路は一連のTコネクタと、逆止弁ユニツトと、水
素が低圧入口42から高圧出口43まで流れる配
管とを有する。高圧出口43において、背圧安全
弁を使用してもしなくてもよい。同様に低圧入口
42と/または高圧出口43そのものまたはその
近傍に、圧力計をこのシステムに取付けるために
タツプを使用することができる。第1図には代表
的圧力計取付部62が示されている。
本発明の圧縮器の核心は、熱交換ユニツトを成
す特殊のジヤケツト/水素化物容器構造にある。
ジヤケツト18と容器47,54,52の拡大断
面を第5図に示す。この図において、ジヤケツト
18は金属管63として表示され(金属管には限
定されない)、また容器47,54,52は金属
外皮64と、軸方向に延びたワイヤコイルまたは
コイルバネ65によつて限定された中心ガススペ
ースと、バネ65と外皮64との間に配置された
一定量の水素化性物質66とを有するものとして
表示されている。この容器構造は、1981年9月21
日付のピータ マーク ゴルベンおよびワレン
ストーム名儀で出願の先行米国特願に詳細に説明
されている。使用される水素化性物質の特定の性
質以外は、容器47,54,52の構造は同様で
あり、またジヤケツト18内部の構造全部がジヤ
ケツト19の中で繰返される。当業者は、第5図
においてジヤケツト内部に3個の容器が図示され
ているが3個以上の容器を直列または並列に使用
できることを理解するであろう。第5図には図示
されていないが、ジヤケツト18内部の容器4
7,52,54の閉鎖端と、各容器に連通したそ
れぞれ1本のラインと、コイルバネ65によつて
限定されたガススペースとが水素の送入と排出の
ために使用されることを注意しなければならな
い。また、本発明の圧縮器の効率的動作の原因は
容器47,52,54などの設計のみによるもの
でなく、容器ジヤケツト構造全体にも起因するこ
とを注意しなければならない。ジヤケツト18は
細長く(約300cmの長さ)、容器はこれより少しだ
け短い。ジヤケツト18内部の容器によつて占め
られないスペースは、時には水によつて、時には
熱水によつて充填され、この水は一般に常に流れ
ている。ジヤケツト18の相対長さと径および水
の流速は、伝熱フアクタが遵守されるだけでな
く、水が一端から他端まで乱流で、しかしプラグ
状に流れる様に選定される。これは、ジヤケツト
18の内部である温度の水が他の温度の水を置換
する際に、熱水と冷水の相対的混合が殆ど生じな
いことを意味する。置換される水は置換する水の
前を流れ、ジヤケツト18の出口は、置換される
水のプラグがこの出口を通過する際に急傾斜の温
度勾配を受ける。この様にして、熱源からヒート
シンクへの急激な切替えと、短いサイクル時間
と、熱源水の効率的循環とが可能となる。
す特殊のジヤケツト/水素化物容器構造にある。
ジヤケツト18と容器47,54,52の拡大断
面を第5図に示す。この図において、ジヤケツト
18は金属管63として表示され(金属管には限
定されない)、また容器47,54,52は金属
外皮64と、軸方向に延びたワイヤコイルまたは
コイルバネ65によつて限定された中心ガススペ
ースと、バネ65と外皮64との間に配置された
一定量の水素化性物質66とを有するものとして
表示されている。この容器構造は、1981年9月21
日付のピータ マーク ゴルベンおよびワレン
ストーム名儀で出願の先行米国特願に詳細に説明
されている。使用される水素化性物質の特定の性
質以外は、容器47,54,52の構造は同様で
あり、またジヤケツト18内部の構造全部がジヤ
ケツト19の中で繰返される。当業者は、第5図
においてジヤケツト内部に3個の容器が図示され
ているが3個以上の容器を直列または並列に使用
できることを理解するであろう。第5図には図示
されていないが、ジヤケツト18内部の容器4
7,52,54の閉鎖端と、各容器に連通したそ
れぞれ1本のラインと、コイルバネ65によつて
限定されたガススペースとが水素の送入と排出の
ために使用されることを注意しなければならな
い。また、本発明の圧縮器の効率的動作の原因は
容器47,52,54などの設計のみによるもの
でなく、容器ジヤケツト構造全体にも起因するこ
とを注意しなければならない。ジヤケツト18は
細長く(約300cmの長さ)、容器はこれより少しだ
け短い。ジヤケツト18内部の容器によつて占め
られないスペースは、時には水によつて、時には
熱水によつて充填され、この水は一般に常に流れ
ている。ジヤケツト18の相対長さと径および水
の流速は、伝熱フアクタが遵守されるだけでな
く、水が一端から他端まで乱流で、しかしプラグ
状に流れる様に選定される。これは、ジヤケツト
18の内部である温度の水が他の温度の水を置換
する際に、熱水と冷水の相対的混合が殆ど生じな
いことを意味する。置換される水は置換する水の
前を流れ、ジヤケツト18の出口は、置換される
水のプラグがこの出口を通過する際に急傾斜の温
度勾配を受ける。この様にして、熱源からヒート
シンクへの急激な切替えと、短いサイクル時間
と、熱源水の効率的循環とが可能となる。
本発明の原型圧縮器は、容器47と48の中の
水素化性物質としてLaNi5を使用し、容器50,
54中の水素化性物質としてMNi4.5Al0.5を使用
し、容器52,56中においてMNi4.15Fe0.85を
使用した。Mはミツシユメタルを意味する。この
原型に対して、毎分約28標準リツトル(slpm)
の平均流速をもつて、約3.4気圧で水素を送入し
約35気圧で水素を排出する。圧縮器中の水素化性
物質の全在庫量は約2.4Kgであつて、これが各容
器中に0.4Kgユニツトに分割される。入口温度20
℃と75℃として、セツ氏約2゜のΔT(入口と出口と
の間の温度変化)をもつて水流量は約8/分で
ある。1/2サイクル時間(水素が容器、例えば容
器47の中に流入しまたは流出する時間)は約
1.8分である。この原型において、ジヤケツトは
約1060mlの伝熱流体(水)と約656mlの容器容積
を有する。原型圧縮器の運転において正規の流速
が使用されるとき、温度が熱源モードからヒート
シンクモードに、またはその逆に変化する際にジ
ヤケツトから押出される冷水プラグまたは熱水プ
ラグは約7.5〜8秒である。
水素化性物質としてLaNi5を使用し、容器50,
54中の水素化性物質としてMNi4.5Al0.5を使用
し、容器52,56中においてMNi4.15Fe0.85を
使用した。Mはミツシユメタルを意味する。この
原型に対して、毎分約28標準リツトル(slpm)
の平均流速をもつて、約3.4気圧で水素を送入し
約35気圧で水素を排出する。圧縮器中の水素化性
物質の全在庫量は約2.4Kgであつて、これが各容
器中に0.4Kgユニツトに分割される。入口温度20
℃と75℃として、セツ氏約2゜のΔT(入口と出口と
の間の温度変化)をもつて水流量は約8/分で
ある。1/2サイクル時間(水素が容器、例えば容
器47の中に流入しまたは流出する時間)は約
1.8分である。この原型において、ジヤケツトは
約1060mlの伝熱流体(水)と約656mlの容器容積
を有する。原型圧縮器の運転において正規の流速
が使用されるとき、温度が熱源モードからヒート
シンクモードに、またはその逆に変化する際にジ
ヤケツトから押出される冷水プラグまたは熱水プ
ラグは約7.5〜8秒である。
本発明はこの説明のみに限定されるものでな
く、その主旨の範囲内で任意に変更実施できる。
く、その主旨の範囲内で任意に変更実施できる。
第1図は本発明の水素圧縮器の略示平面図、第
2図は本発明の圧縮器におけるガス容器/弁回路
の略示図、第3図は本発明の水素圧縮器において
使用される制御機構の回路図、第4図は本発明の
圧縮器における弁回路の説明図、また第5図は本
発明の圧縮器における熱交換ジヤケツト内部の断
面図である。 18,19……ジヤケツト、47,50,5
2,48,54,56……水素化性物質容器、4
2……低圧水素入口、43……高圧水素出口、4
9,51,51A,55,57,58……一方
弁、63……金属管、64……外皮、65……コ
イルバネ、66……水素化性物質。
2図は本発明の圧縮器におけるガス容器/弁回路
の略示図、第3図は本発明の水素圧縮器において
使用される制御機構の回路図、第4図は本発明の
圧縮器における弁回路の説明図、また第5図は本
発明の圧縮器における熱交換ジヤケツト内部の断
面図である。 18,19……ジヤケツト、47,50,5
2,48,54,56……水素化性物質容器、4
2……低圧水素入口、43……高圧水素出口、4
9,51,51A,55,57,58……一方
弁、63……金属管、64……外皮、65……コ
イルバネ、66……水素化性物質。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 低導入圧で送入される水素ガス用の入口と、
高圧水素ガスの出口と、それらの間に配置された
少くとも2組の相互に接続されたユニツトA,
C,Eおよびこれらのユニツトの機能に役立つ少
くとも2組のユニツトB,D,Fとを含み、前記
A乃至Fは、 A 一方弁を介して前記の入口と連通して前記の
低導入圧で水素ガスを受入れ、また第1温度に
おいて前記の低導入圧以下の吸収圧を有する第
1水素化性物質を収容する第1室と、 B 前記第1室の温度を交互に前記第1温度また
はこれ以下に保持しまた前記第1温度より高い
第2温度まで上昇させる様に作動する前記第1
室と組合わされた熱交換手段と、 C 前記第1室への水素流を防止する一方弁を介
して前記第1室に連通し、また前記の第1水素
化性物質より不安定な水素化物を形成し前記第
2温度より低い温度において、前記第2温度に
おける前記第1水素化性物質のプラトー圧より
低いプラトー圧を有する第2水素化性物質を収
容する第2室と、 D 前記第2室の温度を交互に前記第2温度より
低い温度と前記第1温度より高い第3温度とに
保持する様に作動する前記第2室と組合わされ
た熱交換手段と、 E 前記第2室への水素流を防止する一方弁を通
して前記第2室に連通し、また前記水素出口に
連通し、また前記第2水素化物より不安定な水
素化物を形成し前記第3温度以下の温度で、前
記第2水素化性物質の前記第3温度におけるプ
ラトー圧より低いプラトー圧を有する第3水素
化性物質を収容する第3室と、 F 前記第3室の温度を交互に前記第3温度より
低い温度と前記第1温度より高い第4温度とに
保持する様に作動する前記第3室と組合わされ
た熱交換手段であり、 また前記の熱交換手段B,D,Fがその対応の
室中において、水素が水素化性物質によつて吸収
されているときに、それぞれの2つの特定の温度
の低い温度を保持し、水素が存在し水素化性物質
から放散されているときに、前記の2つの特定の
温度の高い温度を保持する様に各熱交換手段の保
温能力を交代させる制御手段を含む水素圧縮器。 2 熱交換手段B,D,Fは唯一の高温と唯一の
低温との間を交代する様にした特許請求の範囲第
1項による水素圧縮器。 3 熱交換手段B,D,Fは、それぞれ前記ユニ
ツトA,C,Eを1個づつ収容した一対の細長い
ジヤケツトを含む特許請求の範囲第1項による水
素圧縮器。 4 前記1対のジヤケツトの第1ジヤケツトの中
の室Aは、前記1対のジヤケツトの第2ジヤケツ
トの中の室Cと、前記一対のジヤケツトの前記第
1ジヤケツトの中の室Eとに対して直列に接続さ
れ、また前記1対のジヤケツトの第2ジヤケツト
中の室Aは、前記1対のジヤケツトの第1ジヤケ
ツト中の室Cと、前記1対のジヤケツトの前記第
2ジヤケツト中の室Eとに対して直列に接続され
ている特許請求の範囲第3項による水素圧縮器。 5 前記の各室は、その軸方向に中心部に配置さ
れて軸方向水素ガス流を限定するコイルバネによ
つて水素化性物質をその壁面に当接保持した細長
い盲管を含む特許請求の範囲第1項による水素圧
縮器。 6 前記の各ユニツトA,C,E中の可逆水素化
性物質は金属水素化性物質である特許請求の範囲
第1項による圧縮器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US377553 | 1982-05-12 | ||
US06/377,553 US4402187A (en) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | Hydrogen compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58217782A JPS58217782A (ja) | 1983-12-17 |
JPH0235872B2 true JPH0235872B2 (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=23489580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58081850A Granted JPS58217782A (ja) | 1982-05-12 | 1983-05-12 | 水素圧縮器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4402187A (ja) |
EP (1) | EP0094202A3 (ja) |
JP (1) | JPS58217782A (ja) |
CA (1) | CA1182985A (ja) |
Families Citing this family (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4505120A (en) * | 1982-12-27 | 1985-03-19 | Ergenics, Inc. | Hydrogen compressor |
GB2172985B (en) * | 1983-04-13 | 1988-09-28 | Michigan Cons Gas | Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles |
US4522159A (en) * | 1983-04-13 | 1985-06-11 | Michigan Consolidated Gas Co. | Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles and associated refueling apparatus |
US4531558A (en) * | 1983-04-13 | 1985-07-30 | Michigan Consolidated Gas Co. | Gaseous fuel refueling apparatus |
JPS60248439A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-09 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素自動車用燃料タンク |
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JPS63277875A (ja) * | 1987-05-09 | 1988-11-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 熱式ガス圧縮器 |
JP2640518B2 (ja) * | 1987-11-04 | 1997-08-13 | サエス・ゲッテルス・ソシエタ・ペル・アチオニ | 水素ガスを精製する方法と装置 |
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US4939902A (en) * | 1989-10-24 | 1990-07-10 | Retallick William B | Air conditioner for an automobile |
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