JPH024179A - 冷却装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は金属水素化物から水素が放出する際の吸熱作
用を利用して冷却を行う冷却装置に関するものである。

（従来の技術） 上記のような冷却装置の従来例としては、例えば特開昭
５９−１０７１６２号公報記載の装置を挙げることがで
きる。その構成を第３図に示しており、同図のように、
上記装置においては、金属水素化物を内蔵する一対の円
筒状金属容器３１．３２をそれぞれ有する２組の冷却ユ
ニッ）Ａ、Ｂを設け、庫外に配置された一方の容器３１
に、開閉弁３３の介設された伸縮変形自在な連結管３４
で他方の容器３２を接続し、この容器３２を庫壁３５に
貫通状態で装着する構成となされている。そしてこの庫
壁側容器３２は、冷却ユニットＡで示されている庫外側
の位置と、冷却ユニットＢで示されている庫内側の位置
との間を軸方向に往復動し得るようになされている。上
記庫外側の容器３１には、庫壁側容器３２内の金属水素
化物Ｈ−旧よりも、同じ温度で水素解離圧力の低い金属
水素化物Ｍ−Ｈ２が内蔵され、またこの金属水素化物Ｍ
−８２を加熱するための電気ヒータ３６が取付けられて
いる。

上記装置においては、ます庫壁側容器３２を、冷却ユニ
ッ）Ａで示されている庫外側の位置に位置させ、開閉弁
３３を開弁して庫外側容器３１の金属水素化物Ｍ−Ｈ２
を加熱する。これにより、この金属水素化物Ｍ−１１２
に吸蔵されていた水素が放出され、庫壁側容器３２へと
移動して金属水素化物ト旧に吸蔵される（再生過程）。

なおこの再生過程において庫壁側容器３２で水素の吸蔵
に伴い生じる発熱熱量は周囲の大気中に放散される。次
いで上記開閉弁３３を閉弁し、加熱を停止して温度の低
下を待った後、庫壁側容器３２を冷却ユニットＢで示さ
れている庫内側の位置へと移動し、上記開閉弁３３を開
弁する。このときには庫壁側容器３２と庫外側容器３１
との圧力差によって、上記庫壁側容器３２内の金属水素
化物Ｍ−）１ｔに吸蔵されていた水素が放出されて庫外
側容器３１へと移動し、この際の上記金属水素化物ト１
１１での水素放出に伴う吸熱作用によって、庫内の冷却
が行われる（冷却過程）。上記のような再生過程と冷却
過程とを繰返すことにより庫内の冷却が継続される。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記のような金属水素化物を構成する例えばＴ
ｉ−Ｍｎ系合金やＣａ−Ｎｉ系合金は、通常の金属に比
べて熱伝導率が小さく、このため上記の円筒状金属容器
３２の形状としては径を小さくして周囲雰囲気との熱交
換効率を高める必要があり、この結果、小径で軸長を長
くした容器形状で構成される。そしてこのような軸長の
長い容器を、上記装置では軸方向に往復動させる構成で
あることから、例えば庫内においては２基の庫壁側容器
３２．３２に対する長い挿入スペースと共に両者に挟ま
れる空間もデッドスペースとなって無駄な空間が多くな
り、また庫外側においても、例えば連結管３４に対して
大きな伸縮量が必要であるために長寸の連結管３４が必
要となること、さらにストロークの長い大形の駆動装置
が必要となること等から、容器の移動のために大きな専
有空間が必要であり、このため装置全体の形状が大形化
するという問題を生じている。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、容器の移動に必要な専有空間を低減し得、このため
装置の小形化をなし得る冷却装置を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明の第１請求項記載の冷却装置は、第１の
金属水素化物ＭＨＩを内蔵する筒状の第１の容器６に、
上記第１金属水素化物ＭＨＩよりも低い水素解離圧力を
有する第２の金属水素化物ＭＨ２を内蔵すると共にこの
第２金属水素化物ＭＨ２を断続的に加熱する加熱手段１
０を備えた第２の容器７を接続し、上記第２金属水素化
物闘２の加熱時にこの第２金属水素化物ＭＨ２から放出
される水素を上記第１金属水素化物ＭＨＩに吸蔵させる
一方、上記第２金属水素化物ＭＨ２の非加熱時に上記第
１金属水素化物ＭＨＩで水素を放出すべく構成し、この
第１金属水素化物ＭＨＩでの水素放出の際の吸熱作用に
よって冷却室３を冷却する冷却装置であって、上記冷却
室３に冷却板２を設けると共に、この冷却板２には上記
冷却室３の外部の箇所に、上記第１容器６の外周側面に
接して熱交換する容器接触面１１を形成し、上記第１容
器６を上記容器接触面１１に対する離間位置から接触位
置への移動可能に構成している。

また第２請求項記載の冷却装置は、上記第１請求項記載
の装置において、上記容器接触面１１から離間した第１
容器６の外周側面に接して熱交換する放熱板５を、上記
容器接触面１１に対向させて配設している。

また第３請求項記載の冷却装置は、上記第２請求項記載
の装置において、上記容器接触面１１と放熱板５との間
の空間を断熱構造にしている。

（作用） 上記第１請求項記載の冷却装置においては、冷却室３の
外部位置で、冷却板２の容器接触面１１に第１容器６の
外周側面を接触させたときに、上記冷却板２を介する冷
却室３内の冷却が行われ、そしてこの第１容器６を、上
記容器接触面１１からこの面との熱交換を生じなくなる
距離まで離間させて、前記した再生過程の操作が行われ
る。したがって上記冷却室３内には上記第１容器６の挿
入スペースは必要でなく、しかも上記容器接触面１１か
ら第１容器６を軸心方向と直交する方向にわずかに移動
して離間させることによって、両者間には大きな断熱状
態が与えられるので、第１容器６の移動に必要な専有空
間を極力小さくして構成することが可能となり、このた
め装置をより小形にすることができる。

また上記第２請求項記載の冷却装置においては、上記再
、生過程の操作時に第１容器６で生じる発熱熱量が放熱
板５を介して迅速に放熱されることとなり、この第１容
器６の温度をより低く維持することが可能となるため、
上記容器接触面１１と第１容器６との離間距離をより短
くしても容器接触面１１への放熱熱量が抑えられる。こ
の結果、第１容器６の移動距離をより小さくして構成す
ることができ、したがって装置をより小形にすることが
できる。

また上記第３請求項記載の冷却装置においては、上記容
器接触面１１と放熱板５との間の空間を断熱構造にして
いることによって、容器接触面１１と放熱板５との間の
距離をより短くし、したがうて第１容器６−の移動距離
をより小さくして構成しても上記容器接触面１１と放熱
板５との間、及び離間状態の第１容器６と容器接触面１
１との間、或いは離間状態の第１容器６と放熱板５との
間の不要な熱交換がそれぞれ抑えられるので、装置をよ
り小形にすることができる。

（実施例） 次にこの発明の冷却装置の具体的な実施例について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図には、静音冷蔵庫として構成したこの発明の一実
施例における冷却装置の要部断面図を示している。同図
において、１は冷蔵庫本体部の外郭を形成する箱形のケ
ーシングであって、このケーシング１の内部に、熱伝導
率の大きな金属板より成る箱形の冷却板２が配設され、
この冷却板２で囲繞される空間が冷却室３となされてい
る。上記ケーシングｌの図において上面は、多数の放熱
フィン４・・４を有する放熱板５で構成されており、こ
の放熱板５の内面と、これに対向する上記冷却板２にお
ける上面との間に、円筒状の密閉形耐圧金属容器から成
る２本の第１の容器６．６が、紙面とは直交する方向に
互いに平行に配設されている。一方、上記ケーシング１
の右側面外方には、この面に沿って上記第１容器６と略
同−構造の第２容器７が図において上下方向に配設され
、その上端部と、上記第１容器６．６の各端部とが、ケ
ーシング１の右側面を貫通して延びるＬ字状の連結管８
によって相互に接続されている。なおこの連結管８には
上記第１容器６．６と第２容器７との連通状態を開閉す
るための開閉弁９が介設されている。また第２容器７の
下端部には、加熱手段としての電気ヒータ１０が取付け
られており、後述するように、この第２容器７に内蔵さ
れている金属水素化物を上記電気ヒータ１０で加熱し得
るようになされている。

上記第１容器６．６と第２容器７との連結体（以下、連
結体と言う）は、第１容器６．６が冷却板２の上面に接
するときの下方位置と、放熱板５の下面に接するときの
上方位置との間で全体を上下に移動し得るようになされ
ている。そして上記冷却板２の上面には、上記下方位置
に位置させたときの各第１容器６．６の外周側面の下半
分が嵌入して密着する半円筒面状の冷却側接触面（容器
接触面）１１が、また上記放熱板５の下面には、上記上
方位置に位置させたときの各第１容器６．６の外周側面
の上半分が嵌入して密着する半円筒面状の放熱側接触面
１２がそれぞれ形成されている。さらに上記冷却板２と
放熱板５との間の空間は液状の断熱剤１３が満たされて
おり、冷却板２と放熱板５との間、離間状態にあるとき
の第１容器６．６と冷却側接触面１１或いは放熱側接触
面１２との間の断熱を行うようになされている。なお図
中、１４は上記連結管８のケーシング１貫通箇所に取着
されたシールパツキン、１５はケーシング１と冷却板２
との間に充填している断熱材である。

上記第１容器６．６と第２容器７とには、それぞれ金属
水素化物が内蔵されているが、第１容器６．６内の第１
金属水素化物ＭＨＩに対して、第２容器７には、第２図
に示すように、同じ温度で水素解離圧力の低い第２金属
水素化物ＭＨ２が内蔵されており、そしてこれらの容器
６．７には適当な量の水素ガスが封入されている。

次に上記構成の装置における作動状態について説明する
。

まず上記の連結体を上昇させ、各第１容器６．６の外周
面を放熱側接触面１２に密着させて開閉弁９を開弁する
。そして電気ヒータ１０に通電し、第２容器７内の第２
金属水素化物Ｍｌ（２を所定の高温温度まで加熱する。

このとき第１容器６側は略室温程度の中温温度状態に維
持され、このような高低温度差状態においては、第２図
に示すように、上記第２金属水素化物ＭＨ２の高温での
平衡水素解離圧力値ａの方が、第１容器６内の第１金属
水素化物ＭＨＩの中温での平衡水素解離圧力値すよりも
高く、この結果、第２金属水素化物ＭＨ２から水素が放
出され、連結管８を通して第１容器６側に移動して第１
金属水素化物Ｈ旧に吸蔵される。この第１容器６側での
吸蔵反応に伴って生じる発熱熱量は、放熱板５を介して
大気へと迅速に放熱され、したがって上記第１金属水素
化物ＭＨＩの昇温を殆ど生じず、前記の中温温度状態に
維持されて、上記水素移動が継続される（再生過程）。

次いで所定時間経過後に上記開閉弁９を閉弁し、電気ヒ
ータ１０への通電を停止して側２容器７側を室温付近の
中温温度状態まで低下させる。その後、上記連結体を下
降させ、各第１容器６．６の外周面を冷却側接触面３ｔ
に密着させて上記開閉弁９を開弁する。このとき第２図
のように、中温温度状態の第２金属水素化物ＭＨ２の平
衡水素解離圧力値Ｃは、第１金属水素化物ＭＨＩの中温
温度での平衡水素解離圧力すよりも低くなり、この結果
、先の再生過程で第１金属水素化物ＭＨＩに吸蔵された
水素が放出され、連結管８を通して第２容器７側へと移
動する。この際に上記第１金属水素化物Ｍｌｌｌでの水
素放出に伴って吸熱作用を生じ、第１容器６は低温とな
り、冷熱源となって冷却板５を介して冷却室３内の大気
から吸熱する。これにより冷却室３の冷却が行われる（
冷却過程）。この冷却は、第２図において第１金属水素
化物Ｈ旧の平衡水素解離圧力が温度の低下と共に低下し
てｄ点に至るまで継続される。

その後、上記の冷却作用の低下した所定時間経過後に、
再び上記連結体を上昇し、前記した再生過程の操作と上
記の冷却過程の操作とを繰返すことによって冷却室３の
冷却が継続される。

以上、この発明の一実施例における冷却装置の構成と作
動状態についての説明を行ったが、上記実施例はこの発
明を限定するものではなく、この発明の範囲内で種々の
変更が可能であり、例えば上記においては筒状の第１容
器６を２本設けて構成した例を挙げたが、多数の細径の
容器を並列、或いは直列、さらに直並列に接続する構成
とすること等も可能であり、また冷却側接触面１１と放
熱側接触面１２とを第１容器の形状に応じた任意の形状
に変更することが可能である。また上記においては、冷
却板２で冷却室３の壁面を兼用する構成としたが、別体
として構成することも可能であり、また連結管８に伸縮
変形部を設け、第２容器７側を固定する構造とすること
も可能である。

また上記においては冷却板２と放熱板５との間に液状断
熱剤を満たして断熱構造としたが、熱伝導率の低いガス
体を満たす構造とすること等も可能である。また上記は
静音冷蔵庫として構成した一例についての説明であるが
、この発明はその他の冷却装置として構成することも可
能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の第１請求項記載の冷却装置にお
いては、冷却室の外部位置で、冷却板の容器接触面に第
１容器の外周側面を接触させ、またわずかに離間させる
操作によって、冷却過程と再生過程とを行わせることが
できるので、容器の移動に必要な専有空間を極力小さく
して構成することが可能となり、このため装置をより小
形にすることができる。

また第２請求項記載の冷却装置においては、上記再生過
程での第１容器での発熱熱量が放熱板を介して迅速に放
熱されることによってこの第１容器の昇温が抑えられ、
このため上記容器接触面と第１容器との離間距離をより
短くしても容器接触面への放熱熱量を抑えることができ
るので、容器の移動距離をより小さくして構成すること
ができ、したがって装置をより小形にすることができる
。

また第３請求項記載の冷却装置においては、上記容器接
触面と放熱板との間の空間が断熱構造となされているこ
とによって、容器接触面と放熱板との間の距離をより短
くし、したがって容器の移動距離をより小さくして構成
しても、上記容器接触面と放熱板との間、離間状態の第
１容器と容器接触面或いは放熱板との間の不要な熱交換
がそれぞれ抑えられるので、装置をより小形にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における冷却装置の要部断
面図、第２図は上記装置において用いた金属水素化物の
特性線図、第３図は従来装置の要部模式図である。 ２・・・冷却板、３・・・冷却室、５・・・放熱板、６
・・・第１容器、７・・・第２容器、ｌＯ・・・電気ヒ
ータ（加熱手段）、１１・・・冷却側接触面（容器接触
面）。 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の金属水素化物（ＭＨ１）を内蔵する筒状の第
   １の容器（６）に、上記第１金属水素化物（ＭＨ１）よ
   りも低い水素解離圧力を有する第２の金属水素化物（Ｍ
   Ｈ２）を内蔵すると共にこの第２金属水素化物（ＭＨ２
   ）を断続的に加熱する加熱手段（１０）を備えた第２の
   容器（７）を接続し、上記第２金属水素化物（ＭＨ２）
   の加熱時にこの第２金属水素化物（ＭＨ２）から放出さ
   れる水素を上記第１金属水素化物（ＭＨ１）に吸蔵させ
   る一方、上記第２金属水素化物（ＭＨ２）の非加熱時に
   上記第１金属水素化物（ＭＨ１）で水素を放出すべく構
   成し、この第１金属水素化物（ＭＨ１）での水素放出の
   際の吸熱作用によって冷却室（３）を冷却する冷却装置
   であって、上記冷却室（３）に冷却板（２）を設けると
   共に、この冷却板（２）には上記冷却室（３）の外部の
   箇所に、上記第１容器（６）の外周側面に接して熱交換
   する容器接触面（１１）を形成し、上記第１容器（６）
   を上記容器接触面（１１）に対する離間位置から接触位
   置への移動可能に構成していることを特徴とする冷却装
   置。 ２、上記容器接触面（１１）から離間した第１容器（６
   ）の外周側面に接して熱交換する放熱板（５）を、上記
   容器接触面（１１）に対向させて配設していることを特
   徴とする第１請求項記載の冷却装置。 ３、上記容器接触面（１１）と放熱板（５）との間の空
   間を断熱構造にしていることを特徴とする第２請求項記
   載の冷却装置。