JPH0288404A

JPH0288404A - 金属水素化合物を用いた熱交換器

Info

Publication number: JPH0288404A
Application number: JP63238796A
Authority: JP
Inventors: Minako Onodera; 美奈子小野寺; Naomasa Kimura; 直正木村; Jun Sasahara; 潤笹原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1990-03-28

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、金属水素化合物を用いた熱交換器に関する
ものである。

〔従来の技術〕

この種の熱交換器における金属水素化合物は、水素を吸
収して発熱すると、膨張し、逆に、吸熱して水素を放出
すると、膨張した分だけ収縮する。このため、従来より
、この体積変化を吸収するための対策が採られている。

第３図に示す熱交換器はその一例（以下、従来例１とい
う。）である。

図において、１は銅製の伝熱管、２は伝熱管１の中に同
軸的に取り付けた焼結フィルター管、３．４は伝熱管ｌ
と焼結フィルター管２の両端開口部を閉じた蓋である。

方のＴｉ４には、その外側から水素ガスの供給管５が貫
通状態で同軸的に取り付けである。蓋４の内側には円板
状の焼結フィルター６が一体に取り付けである。

上記焼結フィルター６は、伝熱管ｌと焼結フィルター管
２の開口部を閉じるように配設され、供給管５は、焼結
フィルター６を介して焼結フィルター管２に連結されて
いる。

Ｖは上記各構成要素１〜６によって構成された熱伝導容
器、にはこの容器Ｖ内に形成された環状空間、７はこの
環状空間にに収納された粒状の金属水−素化合物である
。

金属水素化合物の収納量は、同化合物の発熱による膨張
が、環状空間に内において丁度吸収され程度である。す
なわち、水素を放出して体積が最小となった金属水素化
合物の環状空間にへの充填率が約７０％で、同化合物の
膨張を吸収するための予備空間Ｅが約３０％となる程度
である。

従来例１の熱交換器は、以上のような構成になっている
ので、いま、供給管５から水素ガスを供給すると、同水
素ガスは焼結フィルター管２を通って、金属水素化合物
７の中に浸透し、金属を水素化する。この過程で発生し
た大量の熱は、伝熱管１を介して冷媒に吸収されて、外
部へ伝達される。

一方、熱媒の熱を伝熱管！へ伝達すると、水素を吸収し
ている金属水素化合物７は、水素を供給管５から放出し
ながら熱媒の熱を吸収して、その温度を下げる。

第４図に示す熱交換器は、金属水素化合物の体積変化を
吸収するために、樹脂製の中子を使用した例（以下、従
来例２という。）である。

すなわち、環状空ｆｉ１１Ｋに収納した金属水素化合物
７が膨張したとき、丁度その膨張分だけ弾性収縮する樹
脂製の管状中子８を使用した例である。

この中子８は、伝熱管１と焼結フィルター管２の中間に
位置するように、両者１．２に同軸的に取り付けられて
いる。その他の構成は従来例１と同じである。

従来例２における熱交換のプロセスは、上述した従来例
１の場合と同様である。

（発明が解決しようとする課題）ところが、従来例１の熱交換器には、次のような問題が
あった。

（１）予備空間Ｅが熱交換時に断熱層として作用するの
で、この部分の伝熱性が悪く、それだけ発生熱量が少な
くなる。

（２）予備空間Ｅは、熱伝導容器Ｖ内で偏在するので、
金属水素化合物７の膨張による応力は、上記予備空間Ｅ
から遠い部分に集中する。このため、容器Ｖをその長さ
方向を上下にして、つまり、たて型にして使用できなか
った。応力を分散させるためには、容器Ｖを横置きにし
て使用しなければならない。このような理由がら、設置
するときの容器Ｖの向きに制約があった。

一方、従来例２の熱交換器の場合は、中子８が金属水素
化合物７中における水素ガスと熱の通過を遮るので、同
化合物７の発熱、吸熱反応が充分に促進されないし、熱
伝性も悪くなる。このため、発生熱量が低下する。

この発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、（１）金属水素化合物の発熱、吸熱反
応が充分に促進されるとともに、熱伝性が良く、したが
って、発生熱量が大きく、（２）しかも設置するときの
熱伝導容器の向きに制約を受けない熱交換器を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明が提供する金属水素化合物を用いた熱交換器は
、熱伝導容器と、この熱伝導容器の中に充填された粒状
の金属水素化合物と弾性体の粒子の混合物とから構成し
たものである。

（作用）上記ｔｔＸ台物は、熱伝導容器に充填されているので、
同容器と混合物の間には、従来の予備空間に相当するも
のは存在しない。また、混合物の中の弾性体の粒子は、
均一に分散した状態で混合されている。

このため、熱伝導容器内に供給またはこれから放出され
る水素ガスは、上記弾性体の粒子に遮られることなく金
属水素化合物の中を通り、その発熱、吸熱反応を充分に
促進する。そして、この反応によって発生または吸収さ
れた熱も、弾性体の粒子に遮られることなく、金属水素
化合物がら容器へ、また、その逆へと伝達される。

また、上記混合物は熱伝導容器に充填され、その中の弾
性体の粒子は、金属水素化合物の中に分散しているので
、同化合物の１＆！張時の応力は、各粒子で吸収され、
分散する。

このため、熱伝導容器の向きによって上記応力が特定個
所に集中するおそれがなくなり、熱交換器を設置すると
きの熱伝導容器の向きを自由に選定することができる。

【実施例〕

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図に示す形状の熱交換器を使用し、その環状空間に
内に、後述する粒状の金属水素化合物９と弾性体の粒子
１０の混合物Ｍを充填した。そして、水素ガスを供給間
５から供給し、そのときの上記金属水素化合物９の発熱
反応の反応時間と発生熱量を測定した。

上記環状空間にの外径は２５ｍ−１肉径は２１　ｓｍ＋
（肉厚２■■）、長さは１５０ｓ曽である。焼結フィル
ター管２および焼結フィルター６は、５ＵＳ３１６で、
ポアサイズ２〜１０μのものを使用した。熱伝導容器１
は銅製である。

金属水素化合物９としては、ＬａＮｉ５で＃１００以下
の粒径のものを使用し、弾性体の粒子１０としては＃５
０以下のテフロン粒子を使用した。金属水素化合物９の
充填率は７０％、弾性体の粒子１０の充填率は３０％と
した。

表１は、上記反応時間と発生熱量の測定結果を示したも
のである。

また、比較のために実施例１と同じ形状、−寸法の熱交
換器に、実施例１と同じ金属水素化合物９を、環状空間
Ｋに予備空間Ｅを３０％とって収納し、これに水素ガス
を供給して、そのときの金属水素化合物９の反応時間と
発生熱量を測定した。その結果は、表１に比較例として
並記した。

表１表１から明らかなように、実施例においては、反応時間
が従来より大幅に改善され、発生熱量も２倍強と増大し
ている。

このような改善効果がみられるのは、つぎの理由による
ものと考えられる。すなわち、水素ガスと熱が金属水素
化合物９中を通過する場合、弾性体の粒子１０がその障
害にならず、また、これらの通過を遮るような空間が存
在しない。このため、金属水素化合物９の発熱反応が充
分に促進され、発生する熱の伝達も効率よく行われるた
めと考えられる。

第２図のグラフは、弾性体の粒子１０の熱伝導容器１（
環状空間Ｋ）への充填率を可変したときの発生熱量の変
化をみたものである。

グラフ中、充填率３０％で発生熱量が最大となっている
のは、金属水素化合物９の膨張が過不足なく吸収される
ためと考えられる。

充填率が３０％を中心に増減すると、これにほぼ比例し
て発生熱量が減少している。これは、充填率が３０％を
越えると、弾性体の粒子１０の量が相対的に多くなり、
これが金属水素化合物９中における水素ガスと熱の移動
を阻害するようになるためと、金属水素化合物９の量が
相対的に減少し、発生熱量が少なくなるためと考えられ
る。また、３０％未満であると、金属水素化合物９の量
が相対的に多くなり、その膨張が抑制されて、同化合物
９の発熱、吸熱反応が一定以上促進されなくなるためと
考えられる。

表１の比較例の発生熱量が１００にｃａｌ／ｈであるこ
とを考えれは、粒子１０の充填率が２２〜５５％でも、
従来以上の効果は得られる。しかし、実施例の効果が充
分に享受できる範囲としては、充填率２５〜４０％であ
り、この程度が望ましい。

なお、上記実施例では、金属水素化合物９として、Ｌａ
Ｎ１６を使用したが、他にＦｅＴｉ系金属水素化合物を
使用してもよい。その粒径は＃１００以下のものを使用
したが、類径が余り大きいと水素ガスとの接触（反応）
面積を充分に確保できず、小さ過ぎると水素ガスの通過
性が悪くなるので、その間の兼ね合いが必要である。

弾性体としては、テフロンを使用したが、ナイロン、ポ
リエチレン、ポリウレタン等であってもよい。粒子１０
の粒径は８５０であるが、＃２００くらいまでは採用で
きる。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば、弾性体の粒子
を分散させた金属水素化合物を、熱伝導容器に充填する
ようにしたので、っぎの効果を得ることができる。

（り金属水素化合物の発熱、吸熱反応が充分に促進され
るとともに、熱伝性がよくなり、したがって、熱交換器
の発生熱量が大きくなる。

（２）熱交換器を設置するときの熱伝導容器の向きを自
由に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す断面図。第２図は弾性体の粒子の充填率と発生熱量の関係を示す
グラフ、第３図および第４図は従来の熱交換器の断面図
である。 ■−−熱伝導容器９−−−−粒状の金属水素化合物１０−−−−弾性体の粒子

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱伝導容器と、この熱伝導容器の中に充填された
粒状の金属水素化合物と弾性体の粒子の混合物とから構
成したことを特徴とする金属水素化合物を用いた熱交換
器。
（２）弾性体の粒子の熱伝導容器への充填率が２５〜４
０％である請求項１記載の金属水素化合物を用いた熱交
換器。