JPH06221500A - 水素吸蔵用合金貯蔵タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水素吸蔵用合金貯蔵タンクの水素放出性能を
向上させる。 【構成】 水素吸蔵合金粉末を貯蔵するタンク内に伝熱
用の熱媒体を流通させる伝熱用流通部材を配設したもの
において、上記タンクの内壁付近に上記流通部材の方向
に向けて上記水素吸蔵合金粉末を圧縮させる作用を有す
る圧縮付勢部材を配設することにより、伝熱性能を向上
させて水素放出性能を高めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、水素吸蔵用合金貯蔵
タンクの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、温度や圧力をコントロールす
ることにより、水素を任意に吸蔵し、又は吸蔵した水素
を任意に放出する水素吸蔵合金が、例えば自動車用水素
エンジンなどの燃料貯蔵手段として注目され利用される
ようになってきている。

【０００３】しかし、一般に上記水素吸蔵合金は、水素
の吸蔵・放出を繰り返すことによって崩壊し易く、容易
に微粉末化してしまうという性質があり、微粉末化を起
こした水素吸蔵合金には、例えば次のような問題点があ
る。

【０００４】 微粉末化により水素吸蔵合金の表面積
が増大するものの、吸蔵・放出速度を律速する熱伝導度
が著しく低下するために吸蔵・放出速度が遅くなる。

【０００５】 微粉末化して生じた水素吸蔵合金の微
粒子が水素の流れに伴って移動するために、この合金を
水素精製に使用する場合、精製水素ガス中へ微粒子が混
入し易い。

【０００６】 水素吸蔵合金粉末が収納容器内を移動
して容器局部に集まると、伝熱用の熱媒流通部材との伝
熱性能が低下するとともに水素吸蔵状態のときにこの粉
末が局部で膨張し、この容器局部に大きな応力が加わ
り、容器の破壊をおこす。

【０００７】そこで上記のような問題を解消するため
に、水素吸蔵合金の粉末を、それよりも展延性の良い金
属の粉末と混合し、圧粉成形法などによって圧縮成形
し、所定形状の成形体とする方法が試みられている。

【０００８】しかし、上述の水素吸蔵合金粉末と金属粉
末との圧縮成形体は、水素吸蔵合金粉末と金属粉末とが
ほぼ同一の粒径であり、水素吸蔵合金粉末の間に金属粉
末が単にバインダーとして入り込んだ状態なので、成形
体の表面には水素吸蔵合金粉末が露出しており、このた
めに水素の吸蔵・放出の操作中に水素吸蔵合金の微粒子
が発生し易い問題がある。また、成形体の強度が充分に
得られないという問題もある。

【０００９】そこで、該問題点を解消し、水素の吸蔵・
放出を繰り返しても吸蔵合金の粉末化による弊害を生じ
ることがない水素吸蔵合金材を提供することを目的とし
て、例えば複数個の水素吸蔵合金微粒子を凝集して凝集
体となし、この凝集体を水素吸蔵合金よりも展延性の良
い金属の多数の微粒子によって被覆して被覆体とし、さ
らにこれらの多数の被覆体を圧縮成形して成型体とする
ようにしたものが提案されている(例えば特開昭６３−
３１０９３６号公報参照)。

【００１０】一方、上述した水素エンジン用の燃料タン
クなどでは、上記のような水素吸蔵合金粉末を例えば図
９および図１０に示すような構造の貯蔵タンクに収納し
て貯蔵するようにしている。

【００１１】すなわち、図中、符号１はタンクケースを
形成する箱形の外板であり、該外板１内中央部には円筒
状の伝熱用の熱媒流通部材である温水チューブ２が嵌装
されており、上記外板１の各辺１a,１b,１c,１dの内壁
面部と温水チューブ２の外周面とはプレート状の伝熱フ
ィン３a,３b,３c,３dによって相互に連結され、それに
よって結局上記外板１内の空間部は第１,第２,第３,第
４の４つの水素吸蔵合金粉末収納部４a,４b,４c,４dに
区分されている。

【００１２】そして、このようにして形成された上記第
１〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に水素吸
蔵合金粉末が充填されている。該水素吸蔵合金粉末は、
上記温水チューブ２内に流される温水又は冷水によっ
て、その外周面および伝熱フィン３a,３b,３c,３dを介
して加熱又は冷却され、それによって水素を放出し又は
吸蔵する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の水素
吸蔵用合金貯蔵タンクの場合、一般に先に述べた従来例
に示されるような圧縮成型した固型タイプの水素吸蔵合
金を採用することは困難であり、どうしても粉末状態の
ものを可及的に高密度に充填させる構造を採用せざるを
得ない。

【００１４】ところが、そのために次のような問題を生
じる。

【００１５】(１) 充填圧が低く、温水チューブおよび
伝熱フィンと水素吸蔵合金粉末との接触面積、接触圧が
不足なため伝熱性能が十分でなく、水素放出性能が低
い。

【００１６】(２) 水素吸蔵合金粉末同士の接触状態が
不十分なため、粉末層内部への伝熱性が悪い。

【００１７】(３) 水素の吸脱着の繰り返しによる水素
吸蔵合金粉末の微粉化に伴い、粉末が下方に沈下して下
方側収納部の粉末層上部と温水チューブおよび伝熱フィ
ンの間にすきまが生じ、伝熱性を阻害する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１〜４各項
記載の発明の水素吸蔵用合金貯蔵タンクは、それぞれ上
記の問題を解決することを目的としてなされたもので、
各々次のように構成されている。

【００１９】(１) 請求項１記載の発明の構成 該発明は、水素吸蔵合金粉末を貯蔵するタンク外板部内
に伝熱用の熱媒流体を流通させる伝熱用熱媒流通部材を
配設したものにおいて、上記タンク外板部の内壁付近
に、上記熱媒流通部材の方向に向けて上記水素吸蔵合金
粉末を圧縮付勢させる圧縮付勢部材を配設したことを特
徴とするものである。

【００２０】(２) 請求項２記載の発明の構成 該発明は、上記請求項１記載の発明の構成を基本とし、
同構成における圧縮付勢部材が、タンク外板部の内壁面
に沿って配設された押圧プレートと該押圧プレートと上
記タンク外板部との間に介設されたスプリングとから構
成されていることを特徴とするものである。

【００２１】(３) 請求項３記載の発明の構成 該発明は、上記請求項１記載の発明の構成を基本とし、
同構成における圧縮付勢部材が、タンク外板部内周壁面
に沿って配設された収縮弾性を有するゴム製の内張部材
により構成されていることを特徴とするものである。

【００２２】(４) 請求項４記載の発明の構成 該発明は、水素吸蔵用合金粉末を貯蔵するタンク外板部
内に伝熱用熱媒流通部材を配設するとともに該伝熱用熱
媒流通部材に設けた伝熱フィンによって上記タンク外板
部内を上方側水素吸蔵合金粉末収納部と下方側水素吸蔵
合金粉末収納部との複数の水素吸蔵合金粉末収納部に画
成してなるものにおいて、上記伝熱フィンに連通孔を形
成し、上記上方側水素吸蔵合金粉末収納部と下方側水素
吸蔵合金粉末収納部とを連通させたことを特徴とするも
のである。

【００２３】

【作用】本願の請求項１〜４各項記載の発明は、各々上
記の構成に対応して次のように作用する。

【００２４】(１) 請求項１記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように水素吸蔵合金粉末を貯
蔵するタンク外板部内に伝熱用の熱媒流体を流通させる
伝熱用熱媒流通部材を配設したものにおいて、上記タン
ク外板部の内壁付近に、上記熱媒流通部材の方向に向け
て上記水素吸蔵合金粉末を圧縮付勢させる圧縮付勢部材
を配設している。

【００２５】したがって、上記圧縮付勢部材が常時タン
ク外板部内に充填された水素吸蔵合金粉末層を圧縮する
ようになり、水素吸蔵合用金粉末の粒子が次第に微粉末
化してきても、同微粉末粒子相互間および同微粉末粒子
と伝熱用熱媒流通部材との密着性が常に良好な状態に保
たれる。

【００２６】(２) 請求項２記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように上記請求項１記載の発
明の構成を基本とし、同構成における圧縮付勢部材が、
タンク外板部の内壁面に沿って配設された押圧プレート
と該押圧プレートと上記タンク外板部との間に介設され
たスプリングとから構成されている。

【００２７】したがって、上記スプリングおよび押圧プ
レートよりなる圧縮付勢部材が常時タンク外板部内に充
填された水素吸蔵合金粉末層を圧縮するようになり、水
素吸蔵合用金粉末の粒子が次第に微粉末化してきても、
同微粉末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流
通部材との密着性が常に良好な状態に保たれる。

【００２８】(３) 請求項３記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように上記請求項１記載の発
明の構成を基本とし、同構成における圧縮付勢部材が、
タンク外板部内周壁面に沿って配設された収縮弾性を有
するゴム製の内張部材により構成されている。

【００２９】したがって、上記ゴム製の内張部材よりな
る圧縮付勢部材がその収縮弾性によって常時タンク外板
部内に充填された水素吸蔵合金粉末層を圧縮するように
なり、水素吸蔵合用金粉末の粒子が次第に微粉末化して
きても、同微粉末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱
用熱媒流通部材との密着性が常に良好な状態に保たれ
る。

【００３０】(４) 請求項４記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように水素吸蔵用合金粉末を
貯蔵するタンク外板部内に伝熱用熱媒流通部材を配設す
るとともに該伝熱用熱媒流通部材に設けた伝熱フィンに
よって上記タンク外板部内を上方側水素吸蔵合金粉末収
納部と下方側水素吸蔵合金粉末収納部との複数の水素吸
蔵合金粉末収納部に画成してなるものにおいて、上記伝
熱フィンに連通孔を形成し、上記上方側水素吸蔵合金粉
末収納部と下方側水素吸蔵合金粉末収納部とを連通させ
ることにより、上方側水素吸蔵合金粉末収納部の水素吸
蔵合金粉末の下方側水素吸蔵合金粉末収納部への沈下時
の移動を可能としている。

【００３１】したがって、微粒化の進展に伴い粉末粒子
が沈下するようになっても、伝熱用熱媒流通部材の伝熱
フィン部分に設けた連通孔により上方側水素吸蔵合金粉
末収納部から下方側水素吸蔵合金粉末収納部に当該微粒
化された水素吸蔵合金粉末が沈降充填されるようになる
ので、下方側水素吸蔵合金粉末収納部においても伝熱用
熱媒流通部材および伝熱フィンと水素吸蔵合金粉末との
密着性が常時確保されるようになる。

【００３２】

【発明の効果】以上の結果、本願の請求項１〜４各項記
載の発明によると、各々次の効果を得ることができる。

【００３３】(１) 請求項１記載の発明の効果 上記のように、該発明では圧縮付勢部材の作用により水
素吸蔵合金粉末の粒子が次第に微粉末化しても、同微粉
末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流通部材
との密着性が良いので、伝熱性能が向上して、水素放出
性能が増大する。

【００３４】(２) 請求項２記載の発明の効果 上記のように、該発明の構成では、スプリングおよび押
圧プレートよりなる圧縮付勢部材の圧縮作用により水素
吸蔵合金粉末の粒子が次第に微粉末化しても、同微粉末
粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流通部材と
の密着性が良いので、伝熱性能が向上して、水素放出性
能が増大する。

【００３５】(３) 請求項３記載の発明の効果 上記のように、該発明の構成では、外板部内周面に配設
された内張部材よりなる圧縮付勢部材の圧縮作用により
水素吸蔵合金粉末の粒子が次第に微粉末化しても、同微
粉末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流通部
材との密着性が良くなるとともに外部との断熱性も高く
なるので、伝熱性能および熱交換効率が向上して、水素
放出性能がより増大する。また、タンク外部に対する水
素ガスのシール性も高くなる。

【００３６】(４) 請求項４記載の発明の効果 上記のように、該発明の構成では、伝熱用熱媒流通部材
の伝熱フィン部分に設けた連通孔により上方側水素吸蔵
合金粉末収納部から下方側水素吸蔵合金粉末収納部に微
粒化された水素吸蔵合金粉末が沈降充填されるようにな
るので、下方側水素吸蔵合金粉末収納部においても常に
伝熱用熱媒流通部材および伝熱フィンと水素吸蔵合金粉
末との密着性が確保され、伝熱性能が向上して水素放出
性能が向上する。

【００３７】

【実施例】

(１) 第１実施例 先ず、図１は本願発明の第１実施例に係る水素吸蔵用合
金貯蔵タンクの構成を示している。

【００３８】図中、符号１は例えば５０００系のアルミ
合金よりなる箱形の外板(タンクケース)であり、該外板
１内中央部には円筒状の温水チューブ２が嵌装されてお
り、上記外板１の各辺１a,１b,１c,１dの内壁面部と温
水チューブ２外周面とはプレート状の伝熱フィン３a,３
b,３c,３dによって相互に連結され、それによって結局
上記外板１内の空間部は第１,第２,第３,第４の４つの
水素吸蔵合金粉末収納部４a,４b,４c,４dに区分されて
いる。

【００３９】一方、このようにして形成された上記第１
〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dの上記外板１
側の側壁部には図示のように一対の凹部に各々縮装され
た一対のコイルスプリング５a・５a,５b・５b,５c・５
c,５d・５dを介して各々同じく５０００系アルミ合金よ
りなる押圧プレート６a,６b,６c,６dが設けられてい
る。

【００４０】したがって、該構成では、上記第１〜第４
の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に各々収納された
例えばＬaＮiＡlの不定形粒子よりなる水素吸蔵合金粉
末層７a〜７dは、上記コイルスプリング５a・５a〜５d
・５dの伸長付勢圧力(例えば５kgf／cm²)により常時押
圧プレート６a〜６dを介して全体を均等に圧縮されるよ
うになり、上記水素吸蔵合金粉末層７a〜７dの粉末粒子
相互間の接触面積・接触圧および同粒子の上記温水チュ
ーブ２および伝熱フィン３a〜３dに対する接触面積・接
触圧が十分に確保されるようになる。その結果、上記温
水チューブ２内を流れる温水(例えば温度８０℃)と水素
を吸蔵した水素吸蔵合金粉末粒子との熱交換性能(伝熱
性能)が大きく向上し、水素の放出性能が高くなる。

【００４１】今、上記構成の水素吸蔵用合金貯蔵タンク
の水素放出性能を測定し、上述した図９および図１０の
従来のタンクの水素放出性能と比較して見ると、図３の
グラフに示すようになった。

【００４２】なお、該測定は本実施例および従来例の各
々について次の〜の各条件で行った。

【００４３】 タンク構造 従来例のもの・・・図９,図１０ 本実施例のもの・・図１ タンク寸法 従来例のもの・・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅を、Ｌ₁＝２１c
m、Ｌ₂＝９cm、Ｌ₃＝３０cm、Ｌ₄＝１０cm、Ｌ₅＝４cm
に設定 本実施例のもの・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅に対応する部分を
上記従来例のものと同一寸法に設定 温水チューブの内径・・・６mm(共通) タンク容量(水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dの各
容積の合計値)・・・5.4リットル(共通） 測定時のタンク内圧・・・４ａｔｍ（３．８ｋｇｆ
／cm²:共通) 温水チューブ内に流した循環水温度(タンク入口温
度)・・８０℃(共通) 同循環水の流量・・・５リットル／分(共通) 水素吸蔵合金・・・ＬaＮiＡlを採用(共通) 使用した水素吸蔵合金ＬaＮiＡlの水素放出特性(基
本特性)・・・図２(５０℃の時と８０℃の時の特性) 図３の水素放出データを見れば明らかなように、本実施
例のものでは、従来例の構造のものに対し、ピーク域で
１５％の放出量の増大が確認され、その後、所定時間経
過後も略それに近い放出量の増大が認められる。

【００４４】従って、十分に水素放出性能の向上効果を
得ることができる。

【００４５】なお、以上の構成では、外板１および押圧
プレート６a〜６d共に同一のアルミ合金(５００系)を使
用したが、これらについては例えばＦＲＰ等の合成樹脂
部材でも良い。

【００４６】(２) 第２実施例 次に、図４は本願発明の第２実施例に係る水素吸蔵用合
金貯蔵タンクの構成を示している。

【００４７】先ず図中、符号１は上記第１実施例と同様
の箱形の有底外板(タンクケース)であり、該外板１の内
周面部には中心部方向に収縮弾性(張力:３kgf／cm²)を
有したゴム製(例えばスチレンブタジェンゴムよりなる
Ｈ₂遮断性が高く、断熱性の高いもの)の内張部材９が配
設されている一方、また、その中央部には円筒状の温水
チューブ２が嵌装されており、上記外板１の各辺１a,１
b,１c,１dの内壁面部と温水チューブ２外周面とはプレ
ート状の伝熱フィン３a,３b,３c,３dによって上記内張
部材９を介して相互に連接され、それによって結局上記
外板１内の空間部は上記内張部材９によって囲まれた第
１,第２,第３,第４の４つの水素吸蔵合金粉末収納部４
a,４b,４c,４dに区分されている。

【００４８】そして、このようにして形成された上記第
１〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に上記第
１実施例と同様にＬaＮiＡlよりなる水素吸蔵合金粉末
が層状に充填されて水素吸蔵合金粉末層７a〜７dが形成
されている。

【００４９】したがって、該構成では、上記第１〜第４
の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に各々収納された
ＬaＮiＡlの不定形粒子よりなる水素吸蔵合金粉末層７a
〜７dは、上記内側への収縮弾性を有した内張部材９の
収縮付勢圧力(３kgf／cm²)により常時均等に圧縮される
ようになり、同水素吸蔵合金粉末層７a〜７dの粉末粒子
相互間および同粒子の上記温水チューブ２および伝熱フ
ィン３a〜３dに対する接触面積および接触圧が十分に確
保されるようになるとともにタンク外部に対する断熱性
およびＨ₂のシール性が高くなる。その結果、上記温水
チューブ２内を流れる温水(８０℃)と水素を吸蔵した水
素吸蔵合金粉末粒子との熱交換性能(伝熱性能)および熱
交換効率が大きく向上し、水素の放出性能が高くなる。
また、安全性も向上し、信頼性の向上に寄与する。

【００５０】この場合、上記内張部材９にウレタン系の
ブルコラン−１８を採用すると、Ｏ₂、ＣＯ₂のの遮断性
も高くなり、水素吸蔵合金の被毒も防止できるようにな
る。

【００５１】今、上記構成の水素吸蔵用合金貯蔵タンク
の水素放出性能を測定し、上述した図９および図１０の
従来のタンクの水素放出性能と比較すると、図５のグラ
フに示すようになった。

【００５２】なお、該測定は本実施例および従来例の各
々について次の〜の各条件で行った。

【００５３】 タンク構造 従来例のもの・・・図９,図１０ 本実施例のもの・・図４ タンク寸法 従来例のもの・・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅を、Ｌ₁＝２１c
m、Ｌ₂＝９cm、Ｌ₃＝３０cm、Ｌ₄＝１０cm、Ｌ₅＝４cm
に設定 本実施例のもの・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅に対応する部分を
上記従来例のものと同一寸法に設定 温水チューブの内径・・・６mm(共通) タンク容量(水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dの各
容積の合計値)・・・5.4リットル(共通) 測定時のタンク内圧・・・４atm(3.8kgf／cm²:共
通) 温水チューブ内に流した循環水温度(タンク入口温
度)・・８０℃(共通) 同循環水の流量・・・５リットル／分(共通) 水素吸蔵合金・・・ＬaＮiＡlを使用(共通) 使用した水素吸蔵合金ＬaＮiＡlの水素放出特性(基
本特性)・・・図２(５０℃の時と８０℃の時の特性) 図５の水素放出データを見れば明らかなように、本実施
例のものでは、従来例の構造のものに対してピーク域で
１５％の放出量の増大が確認され、しかも、その後所定
時間が経過しても更にそれ以上の放出量の増大(上記第
１実施例のものに対して４〜５％以上の増大)が認めら
れる。これは上記内張部材９のタンク外部との断熱性能
の向上に伴う熱効率アップによるものと考えられる。従
って本実施例の水素吸蔵用合金貯蔵タンクの構成では、
従来例に比し、相当に大幅の水素放出性能の向上が可能
となる。

【００５４】(３) 第３実施例 さらに、図６および図７は本願発明の第３実施例に係る
水素吸蔵用合金貯蔵タンクの構成を示している。

【００５５】先ず図中、符号１は上記第１、第２実施例
同様のタンクケースを構成するアルミ合金(５０００系)
製の箱形の外板であり、該外板１内中央部には円筒状の
温水チューブ２が嵌装されており、上記外板１の各辺１
a,１b,１c,１dの内壁面部と温水チューブ２外周面とは
プレート状の伝熱フィン３a,３b,３c,３dによって相互
に連結され、それによって結局上記外板１内の空間部は
第１,第２,第３,第４の４つの水素吸蔵合金粉末収納部
４a,４b,４c,４dに区分されている。

【００５６】一方、このようにして形成された上記第１
〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dを仕切る隔壁
である上記第１〜第４の伝熱フィン３a〜３dの内の特に
第２、第４の伝熱フィンには図示のように上下方向の連
通孔１０,１０・・が長手方向に所定の間隔を保って複
数設けられている。

【００５７】そして、上記第１〜第４の水素吸蔵合金粉
末収納部４a〜４dに対して上記第１、第２実施例同様に
ＬaＮiＡlよりなる水素吸蔵合金粉末が層状に充填され
ている。

【００５８】以上の構成によると、吸脱着作用の継続に
よって次第に微粉末化して沈下する水素吸蔵合金粉末粒
子は、図６に示すように落し穴である上記連通孔１０,
１０・・を介して上方側第１、第４の水素吸蔵合金粉末
収納部４a,４dのものが下方側第２、第３の水素吸蔵合
金粉末収納部４b,４c側に移動し、下部側粉末層７b,７c
を常時密にする一方、温水チューブ２および下部側伝熱
フィン３b,３c,３dに矢印方向の重圧を掛けることによ
り、接触面積の拡大と十分な接触圧の維持とを図ること
ができるようになる。

【００５９】その結果、上記温水チューブ２内を流れる
温水と水素を吸蔵した水素吸蔵合金との熱交換性能が大
きく向上し、水素の放出性能が高くなる。

【００６０】今、図９の従来例のタンクにおいて、その
伝熱フィン３b,３d部に直径６mmの穴(連通孔)を１０mm
間隔にあけたものを試作した。フィンの表面積は、従来
例のタンクに対し約９０％である。このタンクの下段か
ら順にＬaＮiＡlの水素吸蔵合金(ＭＨ)粉末(１mm粒８０
％、0.1mm粒２０％)を詰めた。この時、粉末層７b,７c
上部とフィン３b,３dとの間に３mmのすきまを空けてお
いたが、フィン３b,３d上段に粉末を詰めると、このす
きまは、ほぼ完全に埋められた。一方従来例のタンクに
もフィン３b,３dとのすきま３mmを残しつつ同量の上記
ＬaＮiＡlの水素吸蔵合金(ＭＨ)粉末を詰めた。これら
２つのタンクに同量の水素を吸蔵させて放出特性を比較
したところ、本実施例のタンクでは約１５％の放出量増
加がみられた。本実施例の構造では、連通孔１０の形成
によるフィン表面積の減少により伝熱量が計算上約９％
低下するが、伝熱フィンと水素吸蔵合金粉末層のすきま
が埋まることで正味の伝熱量は向上している。

【００６１】なお、以上の構成における連通孔１０,１
０・・は、図示のような構造のものに限らず、例えば切
起しによって形成してもよい。そのようにすると、上記
伝熱フィン３b,３dの表面積を少なくすることなく、上
記と同様の作用を得ることができる。従って、伝熱量が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の第１実施例に係る水素吸蔵
用合金貯蔵タンクの構成を示す断面図である。

【図２】図２は、同実施例において使用される水素吸蔵
合金の水素放出特性を示すグラフである。

【図３】図３は、同実施例の水素吸蔵用合金貯蔵タンク
の水素放出特性を示すグラフである。

【図４】図４は、本願発明の第２実施例に係る水素吸蔵
用合金貯蔵タンクの構成を示す図である。

【図５】図５は、同貯蔵タンクの水素放出特性を示すグ
ラフである。

【図６】図６は、本願発明の第３実施例に係る水素吸蔵
用合金貯蔵タンクの構成を示す図である。

【図７】図７は、同貯蔵タンクの伝熱フィン部の構成を
示す斜視図である。

【図８】図８は、同貯蔵タンクの水素放出特性を示すグ
ラフである。

【図９】図９は、従来の水素吸蔵用合金貯蔵タンクの構
成を示す図である。

【図１０】図１０は、同貯蔵タンクの斜視図である。

【符号の説明】

１は外板、２は温水チューブ、３a〜３dは第１〜第４の
伝熱フィン、４a〜４dは水素吸蔵合金粉末収納部、５a
〜５dはコイルスプリング、６a〜６dは押圧プレート、
７a〜７dは水素吸蔵合金粉末層、９は内張部材、１０は
連通孔である。

【手続補正書】

【提出日】平成６年４月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 水素吸蔵用合金貯蔵タンク

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、水素吸蔵用合金貯蔵
タンクの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、温度や圧力をコントロールす
ることにより、水素を任意に吸蔵し、又は吸蔵した水素
を任意に放出する水素吸蔵合金が、例えば自動車用水素
エンジンなどの燃料貯蔵手段として注目され利用される
ようになってきている。

【０００３】しかし、一般に上記水素吸蔵合金は、水素
の吸蔵・放出を繰り返すことによって崩壊し易く、容易
に微粉末化してしまうという性質があり、微粉末化を起
こした水素吸蔵合金には、例えば次のような問題点があ
る。

【０００４】 微粉末化により水素吸蔵合金の表面積
が増大するものの、吸蔵・放出速度を律速する熱伝導度
が著しく低下するために吸蔵・放出速度が遅くなる。

【０００５】 微粉末化して生じた水素吸蔵合金の微
粒子が水素の流れに伴って移動するために、この合金を
水素精製に使用する場合、精製水素ガス中へ微粒子が混
入し易い。

【０００６】 水素吸蔵合金粉末が収納容器内を移動
して容器局部に集まると、伝熱用の熱媒流通部材との伝
熱性能が低下するとともに水素吸蔵状態のときにこの粉
末が局部で膨張し、この容器局部に大きな応力が加わ
り、容器の破壊をおこす。

【０００７】そこで上記のような問題を解消するため
に、水素吸蔵合金の粉末を、それよりも展延性の良い金
属の粉末と混合し、圧粉成形法などによって圧縮成形
し、所定形状の成形体とする方法が試みられている。

【０００８】しかし、上述の水素吸蔵合金粉末と金属粉
末との圧縮成形体は、水素吸蔵合金粉末と金属粉末とが
ほぼ同一の粒径であり、水素吸蔵合金粉末の間に金属粉
末が単にバインダーとして入り込んだ状態なので、成形
体の表面には水素吸蔵合金粉末が露出しており、このた
めに水素の吸蔵・放出の操作中に水素吸蔵合金の微粒子
が発生し易い問題がある。また、成形体の強度が充分に
得られないという問題もある。

【０００９】そこで、該問題点を解消し、水素の吸蔵・
放出を繰り返しても吸蔵合金の粉末化による弊害を生じ
ることがない水素吸蔵合金材を提供することを目的とし
て、例えば複数個の水素吸蔵合金微粒子を凝集して凝集
体となし、この凝集体を水素吸蔵合金よりも展延性の良
い金属の多数の微粒子によって被覆して被覆体とし、さ
らにこれらの多数の被覆体を圧縮成形して成型体とする
ようにしたものが提案されている(例えば特開昭６３−
３１０９３６号公報参照)。

【００１０】一方、上述した水素エンジン用の燃料タン
クなどでは、上記のような水素吸蔵合金粉末を例えば図
９および図１０に示すような構造の貯蔵タンクに収納し
て貯蔵するようにしている。

【００１１】すなわち、図中、符号１はタンクケースを
形成する箱形の外板であり、該外板１内中央部には円筒
状の伝熱用の熱媒流通部材である温水チューブ２が嵌装
されており、上記外板１の各辺１a,１b,１c,１dの内壁
面部と温水チューブ２の外周面とはプレート状の伝熱フ
ィン３a,３b,３c,３dによって相互に連結され、それに
よって結局上記外板１内の空間部は第１,第２,第３,第
４の４つの水素吸蔵合金粉末収納部４a,４b,４c,４dに
区分されている。

【００１２】そして、このようにして形成された上記第
１〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に水素吸
蔵合金粉末が充填されている。該水素吸蔵合金粉末は、
上記温水チューブ２内に流される温水又は冷水によっ
て、その外周面および伝熱フィン３a,３b,３c,３dを介
して加熱又は冷却され、それによって水素を放出し又は
吸蔵する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の水素
吸蔵用合金貯蔵タンクの場合、一般に先に述べた従来例
に示されるような圧縮成型した固型タイプの水素吸蔵合
金を採用することは困難であり、どうしても粉末状態の
ものを可及的に高密度に充填させる構造を採用せざるを
得ない。

【００１４】ところが、そのために次のような問題を生
じる。

【００１５】(１) 充填圧が低く、温水チューブおよび
伝熱フィンと水素吸蔵合金粉末との接触面積、接触圧が
不足なため伝熱性能が十分でなく、水素放出性能が低
い。

【００１６】(２) 水素吸蔵合金粉末同士の接触状態が
不十分なため、粉末層内部への伝熱性が悪い。

【００１７】(３) 水素の吸脱着の繰り返しによる水素
吸蔵合金粉末の微粉化に伴い、粉末が下方に沈下して下
方側収納部の粉末層上部と温水チューブおよび伝熱フィ
ンの間にすきまが生じ、伝熱性を阻害する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１〜４各項
記載の発明の水素吸蔵用合金貯蔵タンクは、それぞれ上
記の問題を解決することを目的としてなされたもので、
各々次のように構成されている。

【００１９】(１) 請求項１記載の発明の構成 該発明は、水素吸蔵合金粉末を貯蔵するタンク外板部内
に伝熱用の熱媒流体を流通させる伝熱用熱媒流通部材を
配設したものにおいて、上記タンク外板部の内壁付近
に、上記熱媒流通部材の方向に向けて上記水素吸蔵合金
粉末を圧縮付勢させる圧縮付勢部材を配設したことを特
徴とするものである。

【００２０】(２) 請求項２記載の発明の構成 該発明は、上記請求項１記載の発明の構成を基本とし、
同構成における圧縮付勢部材が、タンク外板部の内壁面
に沿って配設された押圧プレートと該押圧プレートと上
記タンク外板部との間に介設されたスプリングとから構
成されていることを特徴とするものである。

【００２１】(３) 請求項３記載の発明の構成 該発明は、上記請求項１記載の発明の構成を基本とし、
同構成における圧縮付勢部材が、タンク外板部内周壁面
に沿って配設された収縮弾性を有するゴム製の内張部材
により構成されていることを特徴とするものである。

【００２２】(４) 請求項４記載の発明の構成 該発明は、水素吸蔵用合金粉末を貯蔵するタンク外板部
内に伝熱用熱媒流通部材を配設するとともに該伝熱用熱
媒流通部材に設けた伝熱フィンによって上記タンク外板
部内を上方側水素吸蔵合金粉末収納部と下方側水素吸蔵
合金粉末収納部との複数の水素吸蔵合金粉末収納部に画
成してなるものにおいて、上記伝熱フィンに連通孔を形
成し、上記上方側水素吸蔵合金粉末収納部と下方側水素
吸蔵合金粉末収納部とを連通させたことを特徴とするも
のである。

【００２３】

【作用】本願の請求項１〜４各項記載の発明は、各々上
記の構成に対応して次のように作用する。

【００２４】(１) 請求項１記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように水素吸蔵合金粉末を貯
蔵するタンク外板部内に伝熱用の熱媒流体を流通させる
伝熱用熱媒流通部材を配設したものにおいて、上記タン
ク外板部の内壁付近に、上記熱媒流通部材の方向に向け
て上記水素吸蔵合金粉末を圧縮付勢させる圧縮付勢部材
を配設している。

【００２５】したがって、上記圧縮付勢部材が常時タン
ク外板部内に充填された水素吸蔵合金粉末層を圧縮する
ようになり、水素吸蔵合用金粉末の粒子が次第に微粉末
化してきても、同微粉末粒子相互間および同微粉末粒子
と伝熱用熱媒流通部材との密着性が常に良好な状態に保
たれる。

【００２６】(２) 請求項２記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように上記請求項１記載の発
明の構成を基本とし、同構成における圧縮付勢部材が、
タンク外板部の内壁面に沿って配設された押圧プレート
と該押圧プレートと上記タンク外板部との間に介設され
たスプリングとから構成されている。

【００２７】したがって、上記スプリングおよび押圧プ
レートよりなる圧縮付勢部材が常時タンク外板部内に充
填された水素吸蔵合金粉末層を圧縮するようになり、水
素吸蔵合用金粉末の粒子が次第に微粉末化してきても、
同微粉末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流
通部材との密着性が常に良好な状態に保たれる。

【００２８】(３) 請求項３記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように上記請求項１記載の発
明の構成を基本とし、同構成における圧縮付勢部材が、
タンク外板部内周壁面に沿って配設された収縮弾性を有
するゴム製の内張部材により構成されている。

【００２９】したがって、上記ゴム製の内張部材よりな
る圧縮付勢部材がその収縮弾性によって常時タンク外板
部内に充填された水素吸蔵合金粉末層を圧縮するように
なり、水素吸蔵合用金粉末の粒子が次第に微粉末化して
きても、同微粉末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱
用熱媒流通部材との密着性が常に良好な状態に保たれ
る。

【００３０】(４) 請求項４記載の発明の作用 該発明の構成では、上記のように水素吸蔵用合金粉末を
貯蔵するタンク外板部内に伝熱用熱媒流通部材を配設す
るとともに該伝熱用熱媒流通部材に設けた伝熱フィンに
よって上記タンク外板部内を上方側水素吸蔵合金粉末収
納部と下方側水素吸蔵合金粉末収納部との複数の水素吸
蔵合金粉末収納部に画成してなるものにおいて、上記伝
熱フィンに連通孔を形成し、上記上方側水素吸蔵合金粉
末収納部と下方側水素吸蔵合金粉末収納部とを連通させ
ることにより、上方側水素吸蔵合金粉末収納部の水素吸
蔵合金粉末の下方側水素吸蔵合金粉末収納部への沈下時
の移動を可能としている。

【００３１】したがって、微粒化の進展に伴い粉末粒子
が沈下するようになっても、伝熱用熱媒流通部材の伝熱
フィン部分に設けた連通孔により上方側水素吸蔵合金粉
末収納部から下方側水素吸蔵合金粉末収納部に当該微粒
化された水素吸蔵合金粉末が沈降充填されるようになる
ので、下方側水素吸蔵合金粉末収納部においても伝熱用
熱媒流通部材および伝熱フィンと水素吸蔵合金粉末との
密着性が常時確保されるようになる。

【００３２】

【発明の効果】以上の結果、本願の請求項１〜４各項記
載の発明によると、各々次の効果を得ることができる。

【００３３】(１) 請求項１記載の発明の効果 上記のように、該発明では圧縮付勢部材の作用により水
素吸蔵合金粉末の粒子が次第に微粉末化しても、同微粉
末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流通部材
との密着性が良いので、伝熱性能が向上して、水素放出
性能が増大する。

【００３４】(２) 請求項２記載の発明の効果 上記のように、該発明の構成では、スプリングおよび押
圧プレートよりなる圧縮付勢部材の圧縮作用により水素
吸蔵合金粉末の粒子が次第に微粉末化しても、同微粉末
粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流通部材と
の密着性が良いので、伝熱性能が向上して、水素放出性
能が増大する。

【００３５】(３) 請求項３記載の発明の効果 上記のように、該発明の構成では、外板部内周面に配設
された内張部材よりなる圧縮付勢部材の圧縮作用により
水素吸蔵合金粉末の粒子が次第に微粉末化しても、同微
粉末粒子相互間および同微粉末粒子と伝熱用熱媒流通部
材との密着性が良くなるとともに外部との断熱性も高く
なるので、伝熱性能および熱交換効率が向上して、水素
放出性能がより増大する。また、タンク外部に対する水
素ガスのシール性も高くなる。

【００３６】(４) 請求項４記載の発明の効果 上記のように、該発明の構成では、伝熱用熱媒流通部材
の伝熱フィン部分に設けた連通孔により上方側水素吸蔵
合金粉末収納部から下方側水素吸蔵合金粉末収納部に微
粒化された水素吸蔵合金粉末が沈降充填されるようにな
るので、下方側水素吸蔵合金粉末収納部においても常に
伝熱用熱媒流通部材および伝熱フィンと水素吸蔵合金粉
末との密着性が確保され、伝熱性能が向上して水素放出
性能が向上する。

【００３７】

【実施例】 (１) 第１実施例 先ず、図１は本願発明の第１実施例に係る水素吸蔵用合
金貯蔵タンクの構成を示している。

【００３８】図中、符号１は例えば５０００系のアルミ
合金よりなる箱形の外板(タンクケース)であり、該外板
１内中央部には円筒状の温水チューブ２が嵌装されてお
り、上記外板１の各辺１a,１b,１c,１dの内壁面部と温
水チューブ２外周面とはプレート状の伝熱フィン３a,３
b,３c,３dによって相互に連結され、それによって結局
上記外板１内の空間部は第１,第２,第３,第４の４つの
水素吸蔵合金粉末収納部４a,４b,４c,４dに区分されて
いる。

【００３９】一方、このようにして形成された上記第１
〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dの上記外板１
側の側壁部には図示のように一対の凹部に各々縮装され
た一対のコイルスプリング５a・５a,５b・５b,５c・５
c,５d・５dを介して各々同じく５０００系アルミ合金よ
りなる押圧プレート６a,６b,６c,６dが設けられてい
る。

【００４０】したがって、該構成では、上記第１〜第４
の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に各々収納された
例えばＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃の不定形粒子よりなる水素吸蔵
合金粉末層７a〜７dは、上記コイルスプリング５a・５a
〜５d・５dの伸長付勢圧力(例えば５kgf／cm²)により常
時押圧プレート６a〜６dを介して全体を均等に圧縮され
るようになり、上記水素吸蔵合金粉末層７a〜７dの粉末
粒子相互間の接触面積・接触圧および同粒子の上記温水
チューブ２および伝熱フィン３a〜３dに対する接触面積
・接触圧が十分に確保されるようになる。その結果、上
記温水チューブ２内を流れる温水(例えば温度８０℃)と
水素を吸蔵した水素吸蔵合金粉末粒子との熱交換性能
(伝熱性能)が大きく向上し、水素の放出性能が高くな
る。

【００４１】今、上記構成の水素吸蔵用合金貯蔵タンク
の水素放出性能を測定し、上述した図９および図１０の
従来のタンクの水素放出性能と比較して見ると、図３の
グラフに示すようになった。

【００４２】なお、該測定は本実施例および従来例の各
々について次の〜の各条件で行った。

【００４３】 タンク構造 従来例のもの・・・図９,図１０ 本実施例のもの・・図１ タンク寸法 従来例のもの・・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅を、Ｌ₁＝２１c
m、Ｌ₂＝９cm、Ｌ₃＝３０cm、Ｌ₄＝１０cm、Ｌ₅＝４cm
に設定 本実施例のもの・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅に対応する部分を
上記従来例のものと同一寸法に設定 温水チューブの内径・・・６mm(共通) タンク容量(水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dの各
容積の合計値)・・・5.4リットル(共通） 測定時のタンク内圧・・・４ａｔｍ（３．８ｋｇｆ
／cm²:共通) 温水チューブ内に流した循環水温度(タンク入口温
度)・・８０℃(共通) 同循環水の流量・・・５リットル／分(共通) 水素吸蔵合金・・・ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃を採用(共通) 使用した水素吸蔵合金ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃の水素放出
特性(基本特性)・・・図２(５０℃の時と８０℃の時の
特性) 図３の水素放出データを見れば明らかなように、本実施
例のものでは、従来例の構造のものに対し、ピーク域で
１５％の放出量の増大が確認され、その後、所定時間経
過後も略それに近い放出量の増大が認められる。

【００４４】従って、十分に水素放出性能の向上効果を
得ることができる。

【００４５】なお、以上の構成では、外板１および押圧
プレート６a〜６d共に同一のアルミ合金(５００系)を使
用したが、これらについては例えばＦＲＰ等の合成樹脂
部材でも良い。

【００４６】(２) 第２実施例 次に、図４は本願発明の第２実施例に係る水素吸蔵用合
金貯蔵タンクの構成を示している。

【００４７】先ず図中、符号１は上記第１実施例と同様
の箱形の有底外板(タンクケース)であり、該外板１の内
周面部には中心部方向に収縮弾性(張力:３kgf／cm²)を
有したゴム製(例えばスチレンブタジェンゴムよりなる
Ｈ₂遮断性が高く、断熱性の高いもの)の内張部材９が配
設されている一方、また、その中央部には円筒状の温水
チューブ２が嵌装されており、上記外板１の各辺１a,１
b,１c,１dの内壁面部と温水チューブ２外周面とはプレ
ート状の伝熱フィン３a,３b,３c,３dによって上記内張
部材９を介して相互に連接され、それによって結局上記
外板１内の空間部は上記内張部材９によって囲まれた第
１,第２,第３,第４の４つの水素吸蔵合金粉末収納部４
a,４b,４c,４dに区分されている。

【００４８】そして、このようにして形成された上記第
１〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に上記第
１実施例と同様にＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃よりなる水素吸蔵合
金粉末が層状に充填されて水素吸蔵合金粉末層７a〜７d
が形成されている。

【００４９】したがって、該構成では、上記第１〜第４
の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４d内に各々収納された
ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃の不定形粒子よりなる水素吸蔵合金粉
末層７a〜７dは、上記内側への収縮弾性を有した内張部
材９の収縮付勢圧力(３kgf／cm²)により常時均等に圧縮
されるようになり、同水素吸蔵合金粉末層７a〜７dの粉
末粒子相互間および同粒子の上記温水チューブ２および
伝熱フィン３a〜３dに対する接触面積および接触圧が十
分に確保されるようになるとともにタンク外部に対する
断熱性およびＨ₂のシール性が高くなる。その結果、上
記温水チューブ２内を流れる温水(８０℃)と水素を吸蔵
した水素吸蔵合金粉末粒子との熱交換性能(伝熱性能)お
よび熱交換効率が大きく向上し、水素の放出性能が高く
なる。また、安全性も向上し、信頼性の向上に寄与す
る。

【００５０】この場合、上記内張部材９にウレタン系の
ブルコラン−１８を採用すると、Ｏ₂、ＣＯ₂のの遮断性
も高くなり、水素吸蔵合金の被毒も防止できるようにな
る。

【００５１】今、上記構成の水素吸蔵用合金貯蔵タンク
の水素放出性能を測定し、上述した図９および図１０の
従来のタンクの水素放出性能と比較すると、図５のグラ
フに示すようになった。

【００５２】なお、該測定は本実施例および従来例の各
々について次の〜の各条件で行った。

【００５３】 タンク構造 従来例のもの・・・図９,図１０ 本実施例のもの・・図４ タンク寸法 従来例のもの・・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅を、Ｌ₁＝２１c
m、Ｌ₂＝９cm、Ｌ₃＝３０cm、Ｌ₄＝１０cm、Ｌ₅＝４cm
に設定 本実施例のもの・・図１０のＬ₁〜Ｌ₅に対応する部分を
上記従来例のものと同一寸法に設定 温水チューブの内径・・・６mm(共通) タンク容量(水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dの各
容積の合計値)・・・5.4リットル(共通) 測定時のタンク内圧・・・４atm(3.8kgf／cm²:共
通) 温水チューブ内に流した循環水温度(タンク入口温
度)・・８０℃(共通) 同循環水の流量・・・５リットル／分(共通) 水素吸蔵合金・・・ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃を使用(共通) 使用した水素吸蔵合金ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃の水素放出
特性(基本特性)・・・図２(５０℃の時と８０℃の時の
特性) 図５の水素放出データを見れば明らかなように、本実施
例のものでは、従来例の構造のものに対してピーク域で
１５％の放出量の増大が確認され、しかも、その後所定
時間が経過しても更にそれ以上の放出量の増大(上記第
１実施例のものに対して４〜５％以上の増大)が認めら
れる。これは上記内張部材９のタンク外部との断熱性能
の向上に伴う熱効率アップによるものと考えられる。従
って本実施例の水素吸蔵用合金貯蔵タンクの構成では、
従来例に比し、相当に大幅の水素放出性能の向上が可能
となる。

【００５４】(３) 第３実施例 さらに、図６および図７は本願発明の第３実施例に係る
水素吸蔵用合金貯蔵タンクの構成を示している。

【００５５】先ず図中、符号１は上記第１、第２実施例
同様のタンクケースを構成するアルミ合金(５０００系)
製の箱形の外板であり、該外板１内中央部には円筒状の
温水チューブ２が嵌装されており、上記外板１の各辺１
a,１b,１c,１dの内壁面部と温水チューブ２外周面とは
プレート状の伝熱フィン３a,３b,３c,３dによって相互
に連結され、それによって結局上記外板１内の空間部は
第１,第２,第３,第４の４つの水素吸蔵合金粉末収納部
４a,４b,４c,４dに区分されている。

【００５６】一方、このようにして形成された上記第１
〜第４の水素吸蔵合金粉末収納部４a〜４dを仕切る隔壁
である上記第１〜第４の伝熱フィン３a〜３dの内の特に
第２、第４の伝熱フィンには図示のように上下方向の連
通孔１０,１０・・が長手方向に所定の間隔を保って複
数設けられている。

【００５７】そして、上記第１〜第４の水素吸蔵合金粉
末収納部４a〜４dに対して上記第１、第２実施例同様に
ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃よりなる水素吸蔵合金粉末が層状に充
填されている。

【００５８】以上の構成によると、吸脱着作用の継続に
よって次第に微粉末化して沈下する水素吸蔵合金粉末粒
子は、図６に示すように落し穴である上記連通孔１０,
１０・・を介して上方側第１、第４の水素吸蔵合金粉末
収納部４a,４dのものが下方側第２、第３の水素吸蔵合
金粉末収納部４b,４c側に移動し、下部側粉末層７b,７c
を常時密にする一方、温水チューブ２および下部側伝熱
フィン３b,３c,３dに矢印方向の重圧を掛けることによ
り、接触面積の拡大と十分な接触圧の維持とを図ること
ができるようになる。

【００５９】その結果、上記温水チューブ２内を流れる
温水と水素を吸蔵した水素吸蔵合金との熱交換性能が大
きく向上し、水素の放出性能が高くなる。

【００６０】今、図９の従来例のタンクにおいて、その
伝熱フィン３b,３d部に直径６mmの穴(連通孔)を１０mm
間隔にあけたものを試作した。フィンの表面積は、従来
例のタンクに対し約９０％である。このタンクの下段か
ら順にＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃の水素吸蔵合金(ＭＨ)粉末(１mm
粒８０％、0.1mm粒２０％)を詰めた。この時、粉末層７
b,７c上部とフィン３b,３dとの間に３mmのすきまを空け
ておいたが、フィン３b,３d上段に粉末を詰めると、こ
のすきまは、ほぼ完全に埋められた。一方従来例のタン
クにもフィン３b,３dとのすきま３mmを残しつつ同量の
上記ＬaＮi₄.₇Ａl₀.₃の水素吸蔵合金(ＭＨ)粉末を詰め
た。これら２つのタンクに同量の水素を吸蔵させて放出
特性を比較したところ、本実施例のタンクでは約１５％
の放出量増加がみられた。本実施例の構造では、連通孔
１０の形成によるフィン表面積の減少により伝熱量が計
算上約９％低下するが、伝熱フィンと水素吸蔵合金粉末
層のすきまが埋まることで正味の伝熱量は向上してい
る。

【００６１】なお、以上の構成における連通孔１０,１
０・・は、図示のような構造のものに限らず、例えば切
起しによって形成してもよい。そのようにすると、上記
伝熱フィン３b,３dの表面積を少なくすることなく、上
記と同様の作用を得ることができる。従って、伝熱量が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の第１実施例に係る水素吸蔵
用合金貯蔵タンクの構成を示す断面図である。

【図２】図２は、同実施例において使用される水素吸蔵
合金の水素放出特性を示すグラフである。

【図３】図３は、同実施例の水素吸蔵用合金貯蔵タンク
の水素放出特性を示すグラフである。

【図４】図４は、本願発明の第２実施例に係る水素吸蔵
用合金貯蔵タンクの構成を示す図である。

【図５】図５は、同貯蔵タンクの水素放出特性を示すグ
ラフである。

【図６】図６は、本願発明の第３実施例に係る水素吸蔵
用合金貯蔵タンクの構成を示す図である。

【図７】図７は、同貯蔵タンクの伝熱フィン部の構成を
示す斜視図である。

【図８】図８は、同貯蔵タンクの水素放出特性を示すグ
ラフである。

【図９】図９は、従来の水素吸蔵用合金貯蔵タンクの構
成を示す図である。

【図１０】図１０は、同貯蔵タンクの斜視図である。

【符号の説明】 １は外板、２は温水チューブ、３a〜３dは第１〜第４の
伝熱フィン、４a〜４dは水素吸蔵合金粉末収納部、５a
〜５dはコイルスプリング、６a〜６dは押圧プレート、
７a〜７dは水素吸蔵合金粉末層、９は内張部材、１０は
連通孔である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

フロントページの続き (72)発明者 對尾 良則 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素吸蔵合金粉末を貯蔵するタンク外板
   部内に伝熱用の熱媒流体を流通させる伝熱用熱媒流通部
   材を配設したものにおいて、上記タンク外板部の内壁付
   近に、上記熱媒流通部材の方向に向けて上記水素吸蔵合
   金粉末を圧縮付勢させる圧縮付勢部材を配設したことを
   特徴とする水素吸蔵用合金貯蔵タンク。
2. 【請求項２】 圧縮付勢部材は、タンク外板部の内壁面
   に沿って配設された押圧プレートと該押圧プレートと上
   記タンク外板部との間に介設されたスプリングとからな
   ることを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵用合金貯蔵
   タンク。
3. 【請求項３】 圧縮付勢部材は、タンク外板部内周壁面
   に沿って配設された収縮弾性を有するゴム製の内張部材
   よりなることを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵用合
   金貯蔵タンク。
4. 【請求項４】 水素吸蔵用合金粉末を貯蔵するタンク外
   板部内に伝熱用熱媒流通部材を配設するとともに該伝熱
   用熱媒流通部材に設けた伝熱フィンによって上記タンク
   外板部内を上方側水素吸蔵合金粉末収納部と下方側水素
   吸蔵合金粉末収納部との複数の水素吸蔵合金粉末収納部
   に画成してなるものにおいて、上記伝熱フィンに連通孔
   を形成し、上記上方側水素吸蔵合金粉末収納部と下方側
   水素吸蔵合金粉末収納部とを連通させたことを特徴とす
   る水素吸蔵用合金貯蔵タンク。