JPH0261401B2 - - Google Patents
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- JPH0261401B2 JPH0261401B2 JP60086570A JP8657085A JPH0261401B2 JP H0261401 B2 JPH0261401 B2 JP H0261401B2 JP 60086570 A JP60086570 A JP 60086570A JP 8657085 A JP8657085 A JP 8657085A JP H0261401 B2 JPH0261401 B2 JP H0261401B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS 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
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- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/32—Hydrogen storage
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水素ガスを各種の熱源として利用する
場合に必要とされる水素ガスの貯蔵容器（タン
ク）の改良に関するものである。
場合に必要とされる水素ガスの貯蔵容器（タン
ク）の改良に関するものである。
熱源としての水素ガスを貯蔵しておくための容
器としては、水素ガスを水素化合物合金に吸着さ
せて貯蔵する方法が、水素ガスを低圧力下で大量
に貯蔵できるという利点を有するために、既に各
種の分野において試作研究がなされている。
器としては、水素ガスを水素化合物合金に吸着さ
せて貯蔵する方法が、水素ガスを低圧力下で大量
に貯蔵できるという利点を有するために、既に各
種の分野において試作研究がなされている。
この水素ガスを水素化合物合金に吸着させて貯
蔵する方法においては、水素化合物合金を詰込ん
だ容器内に外部から水素ガスを充填補充し、水素
化合物合金が充填された水素ガスを吸着するに際
して発生する熱を、外部から冷却することにより
水素ガスの吸着作用を促進させる。また水素ガス
を使用するために水素化合物合金の容器内から水
素ガスを取出す際には、水素化合物合金が水素ガ
スを排出するに際して周囲から熱を吸着するの
で、そのために生ずる吸熱冷却状態を加熱するこ
とによつて水素ガスの排出作用を促進させる。
蔵する方法においては、水素化合物合金を詰込ん
だ容器内に外部から水素ガスを充填補充し、水素
化合物合金が充填された水素ガスを吸着するに際
して発生する熱を、外部から冷却することにより
水素ガスの吸着作用を促進させる。また水素ガス
を使用するために水素化合物合金の容器内から水
素ガスを取出す際には、水素化合物合金が水素ガ
スを排出するに際して周囲から熱を吸着するの
で、そのために生ずる吸熱冷却状態を加熱するこ
とによつて水素ガスの排出作用を促進させる。
このように水素ガスの所定量を低圧力下の容器
内に貯蔵し、貯蔵した水素ガスを使用するために
容器内から取出すことは、理論的には上記のよう
な手段によつて得ることができる。ところで例え
ば実際問題として水素ガスをある種の装置の燃料
として使用する立場に立つて、水素ガスの貯蔵容
器というものを考えた場合、当然のことながらこ
の種の貯蔵容器というものは、水素ガスの容器内
への充填補充、または使用に際しての容器外への
排出という作用が支障なく円滑に行えるようなも
のでなければならない。
内に貯蔵し、貯蔵した水素ガスを使用するために
容器内から取出すことは、理論的には上記のよう
な手段によつて得ることができる。ところで例え
ば実際問題として水素ガスをある種の装置の燃料
として使用する立場に立つて、水素ガスの貯蔵容
器というものを考えた場合、当然のことながらこ
の種の貯蔵容器というものは、水素ガスの容器内
への充填補充、または使用に際しての容器外への
排出という作用が支障なく円滑に行えるようなも
のでなければならない。
このような立場で、前記のような水素化合物合
金による水素ガス貯蔵容器を考察した場合、この
種の水素ガス貯蔵容器というのは、外部から容器
内に水素ガスを充填する際に、いつたん水素ガス
を容器内の水素化合物合金に吸着させるという過
程を必要とし、また容器内から水素ガスを排出さ
せるためには水素化合物合金から水素ガスを放出
させるという過程を得るために、水素ガスの容器
内への充填または容器外への排出に比較的多くの
時間的経過を必要とするという問題点がある。そ
れ故従来において、この種の水素ガス貯蔵容器と
いうのは、水素ガスの充填、排出のための速度が
遅いという欠点から実用性が大幅に劣り、実用化
のための開発に行詰りを生じていたのが現状であ
る。
金による水素ガス貯蔵容器を考察した場合、この
種の水素ガス貯蔵容器というのは、外部から容器
内に水素ガスを充填する際に、いつたん水素ガス
を容器内の水素化合物合金に吸着させるという過
程を必要とし、また容器内から水素ガスを排出さ
せるためには水素化合物合金から水素ガスを放出
させるという過程を得るために、水素ガスの容器
内への充填または容器外への排出に比較的多くの
時間的経過を必要とするという問題点がある。そ
れ故従来において、この種の水素ガス貯蔵容器と
いうのは、水素ガスの充填、排出のための速度が
遅いという欠点から実用性が大幅に劣り、実用化
のための開発に行詰りを生じていたのが現状であ
る。
ところで前述のようにこの種の水素化合物合金
を用いた水素ガス貯蔵容器というのは、充填に際
して水素ガスを水素化合物合金に吸着させるため
に冷却作用を必要とし、排出のために水素化合物
合金から水素ガスを放出させるために加熱作用を
必要とする。そのためこの種の貯蔵容器における
水素ガスの充填、排出量というのは、容器内に詰
込んだ水素化合物合金の冷却、加熱効率に比例し
てくることとなり、水素ガスの充填貯蔵速度また
は排出速度を早めるためには、水素化合物合金の
冷却、加熱のための熱交換効率をいかにして高め
るかということが肝要となる。
を用いた水素ガス貯蔵容器というのは、充填に際
して水素ガスを水素化合物合金に吸着させるため
に冷却作用を必要とし、排出のために水素化合物
合金から水素ガスを放出させるために加熱作用を
必要とする。そのためこの種の貯蔵容器における
水素ガスの充填、排出量というのは、容器内に詰
込んだ水素化合物合金の冷却、加熱効率に比例し
てくることとなり、水素ガスの充填貯蔵速度また
は排出速度を早めるためには、水素化合物合金の
冷却、加熱のための熱交換効率をいかにして高め
るかということが肝要となる。
本発明者はこのような観点から、従来において
試作されてきたこの種の水素ガス貯蔵容器の問題
点を検討した結果、従来の貯蔵容器は水素化合物
合金を詰込むための容器がステンレスもしくは銅
からなる円筒形の容器を用いていたために、この
容器の外周に対して作用される冷却、加熱のため
の熱交換効率に限界があり、そのため水素ガス貯
蔵容器としての性能向上が充分に発揮できないと
いう問題点を有していることが判明した。
試作されてきたこの種の水素ガス貯蔵容器の問題
点を検討した結果、従来の貯蔵容器は水素化合物
合金を詰込むための容器がステンレスもしくは銅
からなる円筒形の容器を用いていたために、この
容器の外周に対して作用される冷却、加熱のため
の熱交換効率に限界があり、そのため水素ガス貯
蔵容器としての性能向上が充分に発揮できないと
いう問題点を有していることが判明した。
本発明は上記のような従来の水素ガス貯蔵容器
の問題点を解決するための手段として、水素化合
物合金を詰込んだ容器外周に対して作用する冷
却、加熱のための熱交換効率を向上するために、
水素化合物合金を詰込むための容器を超硬アルミ
軽合金からなる断面正三角形の筒状体により構成
して、これら多数個の該正三角形筒形容器を、互
いに外周に略均等な流路が設けられるように間隔
を置いて外側容器内に配列させ、夫々の筒形容器
内への水素ガスの充填または排出に際して、外側
容器内における各筒形容器外周の前記流路に冷
却、または加熱媒体を流通させるようにしたこと
を特徴とするものである。
の問題点を解決するための手段として、水素化合
物合金を詰込んだ容器外周に対して作用する冷
却、加熱のための熱交換効率を向上するために、
水素化合物合金を詰込むための容器を超硬アルミ
軽合金からなる断面正三角形の筒状体により構成
して、これら多数個の該正三角形筒形容器を、互
いに外周に略均等な流路が設けられるように間隔
を置いて外側容器内に配列させ、夫々の筒形容器
内への水素ガスの充填または排出に際して、外側
容器内における各筒形容器外周の前記流路に冷
却、または加熱媒体を流通させるようにしたこと
を特徴とするものである。
この発明の水素ガス貯蔵容器のように、水素化
合物合金を詰込む容器を断面正三角形状の筒形容
器（チユーブ）とした場合、単位容積当りにおい
て同量の水素化合物合金を詰込む従来の円筒形の
容器（チユーブ）に比較して、各容器の熱交換表
面積を約1.28倍にすることが可能となる。
合物合金を詰込む容器を断面正三角形状の筒形容
器（チユーブ）とした場合、単位容積当りにおい
て同量の水素化合物合金を詰込む従来の円筒形の
容器（チユーブ）に比較して、各容器の熱交換表
面積を約1.28倍にすることが可能となる。
次に本発明に係る水素ガス貯蔵容器を図面に示
す実施例により説明すると、第２図は貯蔵容器全
体の平面図である。第３図及び第４図に示すよう
に、この貯蔵容器は密閉された外側容器１と、こ
の外側容器１内に配列される水素化合物合金を内
部に詰込んだ多数の筒形容器２とからなつてい
る。
す実施例により説明すると、第２図は貯蔵容器全
体の平面図である。第３図及び第４図に示すよう
に、この貯蔵容器は密閉された外側容器１と、こ
の外側容器１内に配列される水素化合物合金を内
部に詰込んだ多数の筒形容器２とからなつてい
る。
夫々の筒形容器２は第３図に示すように、断面
が正三角形をなすものであり、外側容器１内にお
いて互いに隣接する各容器２の天地が逆向きとな
るようにして、両端が第４図のように外側容器１
の両側壁１ａ及び１ｂ内面に固定されるようにし
て配列されている。また第３図のように、夫々の
筒形容器２の外周には、上下左右の方向において
隣接する他の筒形容器２との間に略均等な間隙か
らなる流路３が形成されるように外側容器１内に
配列されている。
が正三角形をなすものであり、外側容器１内にお
いて互いに隣接する各容器２の天地が逆向きとな
るようにして、両端が第４図のように外側容器１
の両側壁１ａ及び１ｂ内面に固定されるようにし
て配列されている。また第３図のように、夫々の
筒形容器２の外周には、上下左右の方向において
隣接する他の筒形容器２との間に略均等な間隙か
らなる流路３が形成されるように外側容器１内に
配列されている。
夫々の筒形容器２は、第４図のように内部に容
器の長さ方向に沿つて配管したフイルタパイプ４
と、このフイルタパイプ４の周囲に詰込まれた水
素化合物合金５（ランタン、セリウム、プラセオ
ジウム、ネオジウム、ニツケル）とからなつてお
り、夫々のフイルタパイプ４の一端は筒形容器２
及び外側容器１の一方の側壁１ａを貫通して該側
壁１ａに設けた水素ガス給排管７を有するマニホ
ールド６に連通されている。
器の長さ方向に沿つて配管したフイルタパイプ４
と、このフイルタパイプ４の周囲に詰込まれた水
素化合物合金５（ランタン、セリウム、プラセオ
ジウム、ネオジウム、ニツケル）とからなつてお
り、夫々のフイルタパイプ４の一端は筒形容器２
及び外側容器１の一方の側壁１ａを貫通して該側
壁１ａに設けた水素ガス給排管７を有するマニホ
ールド６に連通されている。
外側容器１における前記壁１ｃの中央上方部分
には、バルブ９を有するドレン８が設けられ、ま
た底面１ｄの中央前面壁側には、バルブ１１を有
するドレン１０が縦形に設けられている。なおこ
のドレン１０にはバルブ１１と外側容器底面１ｄ
との間にバルブ１３を有する分岐ドレン１２が接
続されている。
には、バルブ９を有するドレン８が設けられ、ま
た底面１ｄの中央前面壁側には、バルブ１１を有
するドレン１０が縦形に設けられている。なおこ
のドレン１０にはバルブ１１と外側容器底面１ｄ
との間にバルブ１３を有する分岐ドレン１２が接
続されている。
水素ガスを貯蔵容器内に充填貯蔵する際は、水
素ガス給排管７より水素ガスを10気圧程度の圧力
を加えて夫々の筒形容器２内に供給し、フイルタ
パイプ４を通して該容器２内の水素化合物合金５
に吸着させる。
素ガス給排管７より水素ガスを10気圧程度の圧力
を加えて夫々の筒形容器２内に供給し、フイルタ
パイプ４を通して該容器２内の水素化合物合金５
に吸着させる。
水素化合物合金５に水素ガスを吸着する際に
は、吸着に伴つて高熱を発生するので、外側容器
１下面のドレン１２から該容器１内に冷却水を供
給し、容器１上部のドレン８から流出させるよう
な冷却水循環を行う。冷却水は容器１内の各筒形
容器２の間の流路３を流動して筒形容器２の外周
面を冷却する。
は、吸着に伴つて高熱を発生するので、外側容器
１下面のドレン１２から該容器１内に冷却水を供
給し、容器１上部のドレン８から流出させるよう
な冷却水循環を行う。冷却水は容器１内の各筒形
容器２の間の流路３を流動して筒形容器２の外周
面を冷却する。
水素ガスの使用に当り貯蔵容器から排出させる
際は、図示外のバルブを開いて筒形容器２内の圧
力を解放することにより水素ガスをマニホールド
６から給排管７を通じて外部に排出するが、筒形
容器内の水素化合物合金が吸着した水素ガスを放
出する際には、周囲から熱を吸収して冷却化する
ので、外側容器１上方のドレン８から容器１内に
高温ガス或いは蒸気を供給して、容器下部のドレ
ン１０から流出させるような加熱循環を行う。前
記と同様に高熱ガス或いは蒸気は容器１内におけ
る各筒形容器２の間の流路を流動して筒形容器２
の外周面を加熱する。
際は、図示外のバルブを開いて筒形容器２内の圧
力を解放することにより水素ガスをマニホールド
６から給排管７を通じて外部に排出するが、筒形
容器内の水素化合物合金が吸着した水素ガスを放
出する際には、周囲から熱を吸収して冷却化する
ので、外側容器１上方のドレン８から容器１内に
高温ガス或いは蒸気を供給して、容器下部のドレ
ン１０から流出させるような加熱循環を行う。前
記と同様に高熱ガス或いは蒸気は容器１内におけ
る各筒形容器２の間の流路を流動して筒形容器２
の外周面を加熱する。
この発明の水素ガス貯蔵容器においては、水素
化合物合金５を詰込むための容器（チユーブ）を
断面三角形の筒状体としたので、単位容積当りに
おいて同量の水素化合物合金を詰込む円筒形容器
に比較して、各容器の熱交換表面積を約1.28倍に
増加でき、従つて同容量の従来形貯蔵容器として
みた場合、水素ガスの充填及び排出に要する時間
を28.6％程度短縮することが可能となる。
化合物合金５を詰込むための容器（チユーブ）を
断面三角形の筒状体としたので、単位容積当りに
おいて同量の水素化合物合金を詰込む円筒形容器
に比較して、各容器の熱交換表面積を約1.28倍に
増加でき、従つて同容量の従来形貯蔵容器として
みた場合、水素ガスの充填及び排出に要する時間
を28.6％程度短縮することが可能となる。
即ち、第６図ａに示すように例えば正三角形の
一辺下の長さを２cmとした場合、その面積Ｓは、 Ｓ＝１／２×２×√３ Ｓ＝√３＝1.732cm2 次に同図ｂに示すように円の面積S2を前記正三
角形の面積Ｓと同じとする。
一辺下の長さを２cmとした場合、その面積Ｓは、 Ｓ＝１／２×２×√３ Ｓ＝√３＝1.732cm2 次に同図ｂに示すように円の面積S2を前記正三
角形の面積Ｓと同じとする。
従つてＳ＝S2＝√３となり、S2の半径ｒを求め
ると、 S2＝πr2＝√３ r2＝√３／π（π＝3.14とする） ｒ＝0.7427 三角筒の断面積を同一とすれば、三角筒断面の
三辺の和F1と円筒断面の円周F2の比較において、
適確な表面積の比較が可能となる。
ると、 S2＝πr2＝√３ r2＝√３／π（π＝3.14とする） ｒ＝0.7427 三角筒の断面積を同一とすれば、三角筒断面の
三辺の和F1と円筒断面の円周F2の比較において、
適確な表面積の比較が可能となる。
F1＝２×３＝６ F2＝2πr
∴F1＝６ ∴F2＝4.664
従つて、
F1−F2／F2×100＝28.64％
故に同一体積において三角筒の表面積は円筒の
表面積より28.64％大きいこととなる。
表面積より28.64％大きいこととなる。
以上の理由からも理解できるように、本発明に
係る正三角形筒状体の水素化合物合金容器を備え
た水素ガス貯蔵容器は、従来の円筒形の水素化合
物合金容器からなる貯蔵容器に比較して、水素ガ
スの充填、排出に必要とする熱交換率をはるかに
良好とすることができるので水素ガスの充填及び
排出時間を能率化できるという効果を有する。
係る正三角形筒状体の水素化合物合金容器を備え
た水素ガス貯蔵容器は、従来の円筒形の水素化合
物合金容器からなる貯蔵容器に比較して、水素ガ
スの充填、排出に必要とする熱交換率をはるかに
良好とすることができるので水素ガスの充填及び
排出時間を能率化できるという効果を有する。
また本発明の三角形筒状体容器は材質的にも超
硬アルミ合金を用いているためステンレス製のも
のに比較して熱伝導率も良好で、しかも重量的に
も約３分の１程度軽量であるので可搬容器として
も有利であるという効果を有する。
硬アルミ合金を用いているためステンレス製のも
のに比較して熱伝導率も良好で、しかも重量的に
も約３分の１程度軽量であるので可搬容器として
も有利であるという効果を有する。
第１図は本発明に係る水素ガス貯蔵容器の構成
を示す斜視図、第２図は平面図、第３図は第２図
の−線の断面図、第４図は同じく−線の
断面図、第５図は内部流路における流体の動きを
示す第３図と同じ断面図、第６図は本発明の三角
形筒形容器と従来の円筒形容器との表面積の比較
を示すための説明図である。 図において、１……外側容器、２……三角形筒
形容器、３……流路、４……フイルタパイプ、５
……水素化合物合金、６……マニホールド、７…
…給排管、８，１０，１２……ドレン。
を示す斜視図、第２図は平面図、第３図は第２図
の−線の断面図、第４図は同じく−線の
断面図、第５図は内部流路における流体の動きを
示す第３図と同じ断面図、第６図は本発明の三角
形筒形容器と従来の円筒形容器との表面積の比較
を示すための説明図である。 図において、１……外側容器、２……三角形筒
形容器、３……流路、４……フイルタパイプ、５
……水素化合物合金、６……マニホールド、７…
…給排管、８，１０，１２……ドレン。
Claims (1)
- １ 水素ガスを圧力と熱エネルギーにより吸蔵及
び排出する特性をもつた水素化合物合金を詰込ん
だ多数の断面正三角形の超硬アルミ合金製の筒形
容器を、隣接する各筒形容器の天地を逆向きとし
て夫々の筒形容器の外周に略均等な流路が隔てら
れるように外側容器内に配列し、前記各筒形容器
の前記水素化合物合金中に配管したフイルターパ
イプの一端を前記外側容器側壁外の水素ガス給排
管と接続し、前記外側容器の上部と下部とには、
前記筒形容器内に水素ガスを吸蔵しもしくは筒形
容器内から水素ガスを排出する際に生ずる筒形容
器の高温化もしくは低温化を冷却もしくは加熱す
るための流体供給用及び排出用ドレンを備えてい
ることを特徴とする水素ガス貯蔵容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086570A JPS61244997A (ja) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | 水素ガス貯蔵容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086570A JPS61244997A (ja) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | 水素ガス貯蔵容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61244997A JPS61244997A (ja) | 1986-10-31 |
| JPH0261401B2 true JPH0261401B2 (ja) | 1990-12-20 |
Family
ID=13890672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60086570A Granted JPS61244997A (ja) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | 水素ガス貯蔵容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61244997A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2952696B1 (fr) | 2009-11-13 | 2012-03-09 | Commissariat Energie Atomique | Reservoir de stockage d'hydrogene a hydrures metalliques |
| EP3027453A4 (en) * | 2013-08-02 | 2017-01-25 | Alternative Fuel Containers, LLC | Conformable fuel gas tank |
| FR3044741B1 (fr) | 2015-12-04 | 2018-04-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Reservoir de stockage reversible d'h2 a piece isolante thermiquement formant un fourreau d'enveloppes cylindriques contenant des hydrures |
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-
1985
- 1985-04-24 JP JP60086570A patent/JPS61244997A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61244997A (ja) | 1986-10-31 |
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