JPH0412381B2 - - Google Patents

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JPH0412381B2
JPH0412381B2 JP58154601A JP15460183A JPH0412381B2 JP H0412381 B2 JPH0412381 B2 JP H0412381B2 JP 58154601 A JP58154601 A JP 58154601A JP 15460183 A JP15460183 A JP 15460183A JP H0412381 B2 JPH0412381 B2 JP H0412381B2
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JP
Japan
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hydrogen
heat
temperature
storage container
engine
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JP58154601A
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JPS6048449A (ja
Inventor
Katsuhiko Yamaji
Yasushi Nakada
Shigemasa Kawai
Michoshi Nishizaki
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.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6048449A publication Critical patent/JPS6048449A/ja
Publication of JPH0412381B2 publication Critical patent/JPH0412381B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • 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
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • 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
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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱装置に関し、詳しくは、金属水素
化物が水素を吸蔵する際の発熱反応を利用した加
熱装置に関する。
一般に多くの装置においては、外気温度が低い
ときは始動が容易ではなく、或いは正常に作動し
ない。例えば、デイーゼルエンジンは、その添加
方式が点火プラグを用いる火花点火方式ではな
く、シリンダー中で空気を20〜40気圧まで圧縮し
て600〜800℃まで温度を高め、ここに燃料油を噴
入して、着火燃焼させる圧縮点火方式であるの
で、エンジンに供給する吸気を予め所定温度まで
予熱することが必要であるが、寒冷地において、
又は冬期早朝においては、気温が氷点下まで冷え
ているため、エンジンの始動に時間を要する。こ
のため、従来は、エンジンに供給する吸気をバツ
テリーを電源とする電気ヒーターにて予熱してい
るが、吸気を迅速に予熱するにはバツテリーの容
量が十分でなく、一方、バツテリーを大型化すれ
ば、その重量が極度に増す。
また、計測機器にも外気温度が低い場合には直
ちに使用することができず、始動後、計測機器自
体の発熱により適正な温度に達するまで計測を待
たなければならないものもある。
本発明は上記した問題を解決するためになされ
たものであつて、例えば、寒冷地において、又は
冬期早朝の外気温度が低い場合に、装置や機器
類、例えば、上記したデイーゼルエンジンへの吸
気や計測機器を所要温度まで迅速に加熱すると共
に、その後も一定時間の間は所要温度に加熱し続
けることができる簡便な加熱装置を提供すること
を目的とする。
本発明による加熱装置は、 (a) 第1の金属水素化物を内蔵した加熱器と、 (b) 第2の金属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器
と、 (c) 上記加熱器と水素貯蔵容器とを弁により連通
可能に接続する連通管と、 (d) 相変化により潜熱を吸収放出し得る潜熱型蓄
熱剤を内蔵し、上記水素貯蔵容器に熱交換可能
に取付けられた蓄熱容器とを有し、 水素貯蔵容器から加熱器へ水素を移動させ、第
1の金属水素化物にこの水素を吸蔵させて発熱さ
せる加熱工程と、第1の金属水素化物を加熱して
水素を放出させ、水素貯蔵容器に移動させて、第
2の金属水素化物に吸蔵させる準備工程とを行な
うことを特徴とする。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説
明する。
第1図は本発明による加熱装置の一実施例を示
す概念図であり、加熱器1としての第1の密閉容
器には第1の金属水素化物(以下、MH1と称す
る。)が充填され、例えば、デイーゼルエンジン
の吸気を予熱するための加熱装置として使用され
る場合には、ターボチヤージヤーからエンジンへ
の吸気供給管内に吸気と熱交換可能に装着されて
いる。この加熱器には連通管2を介して水素貯蔵
容器3としての第2の密閉容器が接続されてい
る。この水素貯蔵容器には第2の金属水素化物
(以下、MH2と称する。)が充填されており、後
述するように加熱工程及び準備工程を行なう間、
連通管の有する水素流通弁4によつて、加熱器に
連通される。上記MH1とMH2とは同一であつ
てもよく、又は作動温度領域においてMH2の水
素平衡分解圧がMH1のそれよりも高い別異のも
のであつてもよい。また、水素流通弁には例えば
手動弁や電磁弁が用いられる。
上記水素貯蔵容器には更にこれと熱交換可能に
蓄熱容器5としての第3の密閉容器が取付けられ
ている。例えば、図示した実施例では、水素貯蔵
容器の外側にこれを取い巻くように蓄熱容器が配
設されている。この蓄熱容器には所定温度で固液
相変化によつて潜熱を吸収放出し得る潜熱型蓄熱
剤が充填されている。この蓄熱剤としては、例え
ば、種々の無機塩や有機酸塩を用いることがで
き、装置、機器類の必要加熱温度及び正常な作動
時の温度等を考慮し、通常、後述する準備工程が
適切に行なわれる固液相変化温度を有するものが
選ばれる。例えば、水を主成分として、これにエ
チレングリコールやアルコールを混合してなる蓄
熱剤は凝固点が0℃以下であるため、0℃以下で
の相変化温度を必要とする場合に好ましく用いる
ことができる。
第2図は自動車のエンジン冷却水を蓄熱剤とし
て用いる本発明による加熱装置の概念図を示し、
ラジエータ6を備えたエンジン7を冷却水管が制
御弁8を有する分岐管9に分岐されて前記蓄熱容
器5に接続されている。この制御弁にも必要に応
じて手動弁又は電磁弁が用いられる。
第3図はエンジン冷却水と蓄熱剤とが異なり、
これらが混合することを避ける必要がある場合の
本発明による加熱装置を示す概念図であり、蓄熱
容器5に密接してこれに熱交換可能にエンジン冷
却水容器10としての第4の容器が配設され、上
記分岐管9がこの容器に接続されて、エンジン冷
却水と蓄熱剤との熱交換はこの容器を介して行な
われる。
第4図は水素貯蔵容器の内蔵したMH2が加熱
器の内蔵したMH1よりも作動温度領域で高い水
素平衡分解圧を有する場合の装置の作動を示すサ
イクル線図であり、横軸は絶対温度Tの逆数を、
縦軸は金属水素化物の水素平衡分解圧Pの対数を
示す。本発明による加熱装置の作動を簡単のため
にデイーゼルエンジン始動時のエンジンへの吸気
に加熱を例として第4図によつて説明する。
本発明の加熱装置は加熱工程と準備工程とを行
なう。加熱工程においては、エンジン始動時に水
素流通弁を開くと、MH2は蓄熱剤から熱を奪い
つつ、ほぼ一定温度Tcで水素を放出、この水素
は水素流通管を経て加熱器に流入し、MH1がこ
の水素を温度Tdで吸蔵して発熱し、吸気供給管
内の吸気を加熱する。
このようにしてエンジンが通常の運転状態に達
した後に、準備工程が行なわれる。即ち、ターボ
チヤージヤーで圧縮されて、温度Taに昇温され
た吸気の方が加熱器よりも温度が高くなり、加熱
器が逆に加熱されることとなるので、加熱器の内
蔵するMH1は温度Taにおいて吸熱的に水素を
放出し、この水素は連通管を経て再び水素貯蔵容
器に戻り、MH2がこれを発熱的に吸蔵し、蓄熱
剤を加熱し、蓄熱させる。この後、水素流通弁を
閉じれば次回のエンジン始動に備えることができ
る。尚、この場合、温度Tb及びTcに近似する相
変化温度を有する蓄熱剤を用いれば、準備工程に
おけるMH2の発熱を蓄熱剤の加熱に利用し得る
ので有利である。更に、水素流通弁を電磁弁から
構成し、エンジン始動と同時に開き、エンジン停
止と同時に閉じるようにすれば、他に制御機器を
要せずして、簡単に本発明の装置を作動させるこ
とができる。
第2図に示したように、エンジン冷却水を蓄熱
剤として使用する装置によれば、準備工程を終了
した水素貯蔵容器内のMH2をエンジン停止後も
長時間高温に保持することができ、また、第3図
に示したように、エンジン冷却水を蓄熱剤と熱交
換させる装置によれば、エンジン停止後にも長時
間にわたつて蓄熱剤を加熱して蓄熱させることが
でき、従つて、次回の加熱工程におけるMH2の
水素の放出をより高温で行なわせて、より高い加
熱温度を得ることができる利点を有する。即ち、
エンジン冷却水は走行中に通常、80℃を越える高
温となつており、エンジン停止後も長時間にわた
つて高温を維持しているので、これを蓄熱容器に
自然循環させることにより、エンジン冷却水の余
熱を利用して有効に蓄熱剤を加熱し、蓄熱させる
ことができるのである。従つて、制御弁として電
磁弁を用い、エンジン始動と同時に閉め、エンジ
ン停止と同時に開くときは、他の制御機器を用い
ることなく、有効にエンジン冷却水の余熱を利用
することができる。
蓄熱剤を用いない場合は、第4図に破線で示し
たように、水素貯蔵容器の温度は外気温度Teま
で低下しており、従つて、加熱器による加熱温度
はTfである。即ち、蓄熱剤を用いる本発明の装
置によれば、加熱温度をTfからTdまで高めるこ
とができるのである。
第5図は本発明による加熱装置において、加熱
器内のMH1及び水素貯蔵容器内のMH2に共に
同一の金属水素化物を充填した場合の装置の作動
を説明するための線図である。但し、図ではMH
1とMH2の特性線図を別々に示したが、本来、
これらは同一のものである。この装置において
は、エンジン始動時に水素流通弁を開くと、水素
貯蔵容器内のMH2が前記したと同様にほぼ一定
の温度Tcで蓄熱剤から熱を奪いつつ水素を放出
し、この水素を加熱器内のMH1が温度Tdで発
熱的に吸蔵して加熱工程を行なう。次いで、準備
工程においては、加熱器内のMH1がターボチヤ
ージヤーで圧縮され、昇温した吸気により加熱さ
れて水素を放出し、この水素を水素貯蔵容器内の
MH2が吸蔵する。
以下に外気温度−25℃、エンジンへの吸気量
0.5m3/分とし、MH1としてCeCo5を、MH2と
してMmNi5(Mmはミツシユメタル)をそれぞれ
1Kgを、また、蓄熱剤として水を用いた場合につ
いて、本発明の装置の作動を数値例を挙げて具体
的に説明する。
加熱工程においては、一例として水素貯蔵容器
内のMH2は蓄熱剤から熱を奪つて約−15℃の温
度で水素を放出し、加熱器内のMH1はこの水素
を吸蔵して約25℃に達した。従つて、エンジン始
動時に大気温度が−25℃であつても吸気温度は通
常数秒以内に約5℃まで高められ、しかも、この
加熱は5分間継続された。
準備工程においては、エンジンの正常の運転に
よりターボチヤージヤーにより圧縮され、加熱さ
れた吸気の温度が50〜70℃に達するので、加熱器
内のMH1は加熱され、水素を放出した。このよ
うに本発明の装置によれば、MH1及びMH2と
してそれぞれ1Kg用いることにより、平均
8kcal/分の速度で吸気を5分間加熱することが
できた。
他方、蓄熱剤を用いない場合は、装置の作動の
一例として、加熱工程において水素貯蔵容器内の
MH2は−25℃の外気から熱を奪いつつ、約−50
℃の温度で水素を放出し、加熱器内のMH1はこ
の水素を吸蔵して温度が5℃となつた。この結
果、エンジン吸気は約−5℃までしか加熱されな
かつた。
以上のように、本発明の装置は、蓄熱剤により
水素貯蔵容器内の金属水素化物を予め予熱して水
素を放出させ、この水素を加熱器内の金属水素化
物に吸蔵させて発熱させ、エンジン吸気その他を
加熱するので、迅速に高い温度まで加熱すること
ができ、また、エンジンその他の装置、機器類の
正常な運転又は使用の間に準備工程を行なつて次
回のエンジン始動に備えることができる。更に、
エンジン冷却水を蓄熱剤として用いるときは、エ
ンジン停止後も長時間にわたつて水素貯蔵容器を
高温に保持することができ、また、蓄熱剤とエン
ジン冷却水とが異なる場合も、蓄熱容器にエンジ
ン冷却水を熱交換可能に導くことにより、エンジ
ン停止後も長時間にわたつて蓄熱剤を加熱し、蓄
熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による加熱器の一実施例を示す
概念図、第2図及び第3図は別の実施例を示す概
念図、第4図及び第5図は本発明の装置の作動を
説明するためのサイクル線図である。 1……加熱器、2……連通管、3……水素貯蔵
容器、4……水素流通弁、5……蓄熱容器、7…
…エンジン、8……制御弁、9……エンジン冷却
水分岐管、10……エンジン冷却水容器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 第1の金属水素化物を内蔵した加熱器
    と、 (b) 第2の金属水素化物を内蔵した水素貯蔵容器
    と、 (c) 上記加熱器と水素貯蔵容器とを弁により連通
    可能に接続する連通管と、 (d) 相変化により潜熱を吸収放出し得る潜熱型蓄
    熱剤を内蔵し、上記水素貯蔵容器に熱交換可能
    に取付けられた蓄熱容器とを有し、 水素貯蔵容器から加熱器へ水素を移動させ、第
    1の金属水素化物にこの水素を吸蔵させて発熱さ
    せる加熱工程と、第1の金属水素化物を加熱して
    水素を放出させ、水素貯蔵容器に移動させて、第
    2の金属水素化物に吸蔵させる準備工程とを行な
    うことを特徴とする加熱装置。
JP58154601A 1983-08-24 1983-08-24 加熱装置 Granted JPS6048449A (ja)

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JP58154601A JPS6048449A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 加熱装置

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JP58154601A JPS6048449A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 加熱装置

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JPS6048449A JPS6048449A (ja) 1985-03-16
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JP58154601A Granted JPS6048449A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 加熱装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62237262A (ja) * 1986-04-08 1987-10-17 松下電器産業株式会社 間欠ヒ−トポンプ装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5822854A (ja) * 1981-07-31 1983-02-10 積水化学工業株式会社 温熱冷熱取得方式

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JPS5822854A (ja) * 1981-07-31 1983-02-10 積水化学工業株式会社 温熱冷熱取得方式

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