JPH07330301A - 水素吸蔵合金収容ユニット - Google Patents
水素吸蔵合金収容ユニットInfo
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- JPH07330301A JPH07330301A JP6154172A JP15417294A JPH07330301A JP H07330301 A JPH07330301 A JP H07330301A JP 6154172 A JP6154172 A JP 6154172A JP 15417294 A JP15417294 A JP 15417294A JP H07330301 A JPH07330301 A JP H07330301A
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- Japan
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- hydrogen
- hydrogen storage
- storage alloy
- container
- plate
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
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-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】熱移動効率に優れ、水素の吸蔵・放出速度が大
きく、かつ、水素吸蔵合金が微粉化しても容器の変形が
起こりにくい水素吸蔵合金収容ユニットを提供する。 【構成】熱媒管１にプレート状熱媒管２を平行に多数横
架し、プレート状熱媒管２の間に多数のフィン３を配す
ることにより構成され、かつ、周囲をフィルター４で被
覆することによって得られる。
きく、かつ、水素吸蔵合金が微粉化しても容器の変形が
起こりにくい水素吸蔵合金収容ユニットを提供する。 【構成】熱媒管１にプレート状熱媒管２を平行に多数横
架し、プレート状熱媒管２の間に多数のフィン３を配す
ることにより構成され、かつ、周囲をフィルター４で被
覆することによって得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金に水素ガ
スを迅速に吸蔵・放出させるところの水素吸蔵合金容器
に関するものである。
スを迅速に吸蔵・放出させるところの水素吸蔵合金容器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水素は、クリーンでかつ無尽蔵に存在す
るために、その利用法が種々検討されているが、近年、
水素をある種の金属あるいは合金に吸蔵あるいは放出さ
せることのできる水素吸蔵合金が開発されてからは、そ
れらの水素の吸蔵・放出速度が非常に速いこと、水素の
貯蔵量が非常に大きいこと、加冷却により容易に水素を
吸蔵・放出できること、しかもそのときの熱量が大きい
ことから、水素の貯蔵、輸送、ヒートポンプ、アクチュ
エータ等に用いる提案が行われている。
るために、その利用法が種々検討されているが、近年、
水素をある種の金属あるいは合金に吸蔵あるいは放出さ
せることのできる水素吸蔵合金が開発されてからは、そ
れらの水素の吸蔵・放出速度が非常に速いこと、水素の
貯蔵量が非常に大きいこと、加冷却により容易に水素を
吸蔵・放出できること、しかもそのときの熱量が大きい
ことから、水素の貯蔵、輸送、ヒートポンプ、アクチュ
エータ等に用いる提案が行われている。
【０００３】水素吸蔵合金を用いるシステムでは、合金
が本来有する水素の速い吸蔵・放出速度をできるだけ有
効に利用することが重要なポイントとなる。すなわち、
水素を吸蔵するときには、発生する反応熱をできるだけ
速く合金から取り去り、水素を放出するときには、吸収
する反応熱をできるだけ速く合金に与えることが必要で
ある。
が本来有する水素の速い吸蔵・放出速度をできるだけ有
効に利用することが重要なポイントとなる。すなわち、
水素を吸蔵するときには、発生する反応熱をできるだけ
速く合金から取り去り、水素を放出するときには、吸収
する反応熱をできるだけ速く合金に与えることが必要で
ある。
【０００４】ところが、粉末状の水素吸蔵合金自体の熱
伝導率が低いこと、さらに、水素の吸蔵・放出の繰り返
しにより微粉化し一層熱伝導率が低下するため、効率的
な熱の受け渡しを行うためにいくつかの方法が提案され
てきている。
伝導率が低いこと、さらに、水素の吸蔵・放出の繰り返
しにより微粉化し一層熱伝導率が低下するため、効率的
な熱の受け渡しを行うためにいくつかの方法が提案され
てきている。
【０００５】ひとつは、水素吸蔵合金の改良であり、水
素吸蔵合金にＣu、Ａｌなどの金属粉末を添加、混合
し、圧縮体あるいは焼結体とする方法（特開昭５５−１
２６９９公報）や粉末表面に熱伝導性のよい金属を鍍金
する方法（特開昭５９−４６１６１公報）、Ｐd合金、
Ｎiなどの水素透過物質で水素吸蔵合金をカプセル化す
る方法（特開平３−８３８０１公報）、水素吸蔵合金粉
末と水素吸蔵合金箔を混合する方法（特開平３−８８７
０１）が挙げられる。しかしながら、これらの方法で
は、水素を吸放出しない物質を水素吸蔵合金に混合する
ことになり、単位重量あたりの水素吸放出量が低下し、
システムの効率を低下させ、かつ、それらの処理にコス
トが嵩むことになる。
素吸蔵合金にＣu、Ａｌなどの金属粉末を添加、混合
し、圧縮体あるいは焼結体とする方法（特開昭５５−１
２６９９公報）や粉末表面に熱伝導性のよい金属を鍍金
する方法（特開昭５９−４６１６１公報）、Ｐd合金、
Ｎiなどの水素透過物質で水素吸蔵合金をカプセル化す
る方法（特開平３−８３８０１公報）、水素吸蔵合金粉
末と水素吸蔵合金箔を混合する方法（特開平３−８８７
０１）が挙げられる。しかしながら、これらの方法で
は、水素を吸放出しない物質を水素吸蔵合金に混合する
ことになり、単位重量あたりの水素吸放出量が低下し、
システムの効率を低下させ、かつ、それらの処理にコス
トが嵩むことになる。
【０００６】熱交換を行わせる容器の構成によるものに
は、水素吸蔵合金反応容器（特開平１−２５２５０１公
報）や熱交換器（特開平１−１１４６７９公報）などが
挙げられるように、伝熱面積を大きくしたり、水素と水
素吸蔵合金の接触面積を大きくする工夫がなされる。と
ころが、水素吸蔵合金が微粉化に伴う体積膨張や水素を
吸蔵したときに水素吸蔵合金自身の体積膨張により、容
器が過度の圧力を受け変形あるいは破損し、水素を扱う
システムでは、非常に危険である。そのために容器の構
造は複雑な形状のものとすることが難しく、熱交換の効
率を著しく高めるには、かなり制限を受けることにな
る。
は、水素吸蔵合金反応容器（特開平１−２５２５０１公
報）や熱交換器（特開平１−１１４６７９公報）などが
挙げられるように、伝熱面積を大きくしたり、水素と水
素吸蔵合金の接触面積を大きくする工夫がなされる。と
ころが、水素吸蔵合金が微粉化に伴う体積膨張や水素を
吸蔵したときに水素吸蔵合金自身の体積膨張により、容
器が過度の圧力を受け変形あるいは破損し、水素を扱う
システムでは、非常に危険である。そのために容器の構
造は複雑な形状のものとすることが難しく、熱交換の効
率を著しく高めるには、かなり制限を受けることにな
る。
【０００７】水素吸蔵合金の微粉化による容器の変形
は、水素を容器内に充填するときに、水素の流れ方向に
合金が押しやられ、容器内に遍在し、強く押しやられた
状態で体積膨張することにより、圧密化され、容器壁を
強く加圧することによる。そのために、水素吸蔵合金容
器への水素ガスの充填方法（特開平２−１６４７０１公
報）や容器内に弾性体を配設し、容器壁に対する圧力を
緩和する方法（特開平２−１３７７０１公報）が考案さ
れている。
は、水素を容器内に充填するときに、水素の流れ方向に
合金が押しやられ、容器内に遍在し、強く押しやられた
状態で体積膨張することにより、圧密化され、容器壁を
強く加圧することによる。そのために、水素吸蔵合金容
器への水素ガスの充填方法（特開平２−１６４７０１公
報）や容器内に弾性体を配設し、容器壁に対する圧力を
緩和する方法（特開平２−１３７７０１公報）が考案さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】すでに述べたように、
水素吸蔵合金に、水素を迅速に吸蔵・放出させるため
に、容器の熱交換部の構成の工夫が必要であり、できる
限り伝熱面積を大きくし、熱の迅速な移動を行うことが
でき、かつ、水素の吸蔵・放出を繰り返して微粉化が起
きても容器の変形が起こりにくい容器を開示するもので
ある。
水素吸蔵合金に、水素を迅速に吸蔵・放出させるため
に、容器の熱交換部の構成の工夫が必要であり、できる
限り伝熱面積を大きくし、熱の迅速な移動を行うことが
でき、かつ、水素の吸蔵・放出を繰り返して微粉化が起
きても容器の変形が起こりにくい容器を開示するもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の水素吸
蔵合金収容ユニットの例の説明図であり、図２は、該ユ
ニットを用いた水素吸蔵合金容器の説明図である。本発
明の水素吸蔵合金収容ユニットは、熱媒管に、プレート
状の熱媒管を平行に多数横架し、プレート状の熱媒管の
間に多数のフィンを配することにより構成され、かつ、
ユニットの周囲をフィルターで被覆することによりえら
れる。熱媒管の材質は例えばステンレス鋼が一般的であ
るが、アルミ合金を用いることにより、熱交換性能は一
層向上する。また、合金はプレート状熱媒管とフィンで
構成される空間に充填され、フィルターによって保持さ
れ、かつ、微粉が漏散するのを防がれる。フィルターに
は、弾性に富み、かつ、合金の微粉粒子より小さな細孔
を持つものを使用すればよい。この構成により、伝熱面
積が大きく、微粉化に伴う容器変形の起こりにくい、水
素吸蔵合金収容ユニットを得ることができる。
蔵合金収容ユニットの例の説明図であり、図２は、該ユ
ニットを用いた水素吸蔵合金容器の説明図である。本発
明の水素吸蔵合金収容ユニットは、熱媒管に、プレート
状の熱媒管を平行に多数横架し、プレート状の熱媒管の
間に多数のフィンを配することにより構成され、かつ、
ユニットの周囲をフィルターで被覆することによりえら
れる。熱媒管の材質は例えばステンレス鋼が一般的であ
るが、アルミ合金を用いることにより、熱交換性能は一
層向上する。また、合金はプレート状熱媒管とフィンで
構成される空間に充填され、フィルターによって保持さ
れ、かつ、微粉が漏散するのを防がれる。フィルターに
は、弾性に富み、かつ、合金の微粉粒子より小さな細孔
を持つものを使用すればよい。この構成により、伝熱面
積が大きく、微粉化に伴う容器変形の起こりにくい、水
素吸蔵合金収容ユニットを得ることができる。
【００１０】また、該ユニットは、図３に示すように熱
媒管部で並列に連結することにより、容易に複数個固定
することができ、目的とする水素吸蔵合金容器の水素吸
蔵放出容量に応じたユニットをコンパクトに組み立てる
ことができる。
媒管部で並列に連結することにより、容易に複数個固定
することができ、目的とする水素吸蔵合金容器の水素吸
蔵放出容量に応じたユニットをコンパクトに組み立てる
ことができる。
【００１１】
【作用】フィンを多数有することにより、伝熱面積が非
常に大きくなり、また、熱媒管がプレート状であるため
に管内を通過する熱媒の流速は、非常に速くなり熱交換
効率が高まる。熱媒管内にじゃま板を配することによ
り、その効果を一層高めることができる。
常に大きくなり、また、熱媒管がプレート状であるため
に管内を通過する熱媒の流速は、非常に速くなり熱交換
効率が高まる。熱媒管内にじゃま板を配することによ
り、その効果を一層高めることができる。
【００１２】また、図１ｃ、ｄに示すように、水素吸蔵
合金収容ユニットには、フィルターを介して水素が吸蔵
・放出される。この際、水素は、広い面積を、かつ、両
方向から流れるために、水素吸蔵合金に到達する水素ガ
スの流速は小さくなり、図４のように従来用いられる水
素吸蔵合金容器で起こる、合金の水素ガスにる容器内の
遍在を防ぐことができる。また、合金はプレート状熱媒
管で仕切られる各段に分割して収容されるため、合金の
微粉化に伴う圧密化は、小さくすることができ、さら
に、フィルターで被覆されているために、過度の圧力は
フィルターで緩和される。結果、微粉化による容器の変
形を防ぐことができる。
合金収容ユニットには、フィルターを介して水素が吸蔵
・放出される。この際、水素は、広い面積を、かつ、両
方向から流れるために、水素吸蔵合金に到達する水素ガ
スの流速は小さくなり、図４のように従来用いられる水
素吸蔵合金容器で起こる、合金の水素ガスにる容器内の
遍在を防ぐことができる。また、合金はプレート状熱媒
管で仕切られる各段に分割して収容されるため、合金の
微粉化に伴う圧密化は、小さくすることができ、さら
に、フィルターで被覆されているために、過度の圧力は
フィルターで緩和される。結果、微粉化による容器の変
形を防ぐことができる。
【００１３】
【実施例】水素吸蔵合金用容器図２で示したように、外
径３０ｍｍφ、内径２４ｍｍφ、長さ１２６ｍｍの熱媒
管にプレート状の幅３２ｍｍ、高さ５ｍｍ、長さ１０２
ｍｍ（肉圧は、１．５ｍｍ）の熱媒管を間隔１０ｍｍで
９つ横架し、プレート状熱媒管には、厚さ１０μｍのフ
ィンが４ｍｍの間隔で設けられている。プレート状熱媒
管間の各段に４６０ｇのＬaＮi4.7Ａｌ0.3合金粉末を均
一に充填した。この水素吸蔵合金収容ユニットはさらに
内径３７００ｍｍφ、外径４０００ｍｍφ、長さ３５０
ｍｍのステンレス製の円筒容器に設置されている。水素
吸蔵合金を８０℃、１１Ｋｇ／ｃｍ2で活性化操作を行
ったのち、４０℃の水を２７００ｃｍ3／分の流速で流
し、５Ｋｇ／ｃｍ2の水素圧で吸蔵させた。比較のため
に、内径５０ｍｍφ、外径６２．５ｍｍφ、長さ３０５
ｍｍのステンレス製の円筒容器に、上記の合金を同量
し、同様の操作を行った。結果、本発明による容器は、
０．１ｍ3の水素を３４５秒で吸蔵し、比較例の２７６
０秒に比べ約９倍の速さで水素を吸蔵することができ
た。しかも、水素の吸蔵・放出を１００回繰り返しても
容器の変形は認められなかった。
径３０ｍｍφ、内径２４ｍｍφ、長さ１２６ｍｍの熱媒
管にプレート状の幅３２ｍｍ、高さ５ｍｍ、長さ１０２
ｍｍ（肉圧は、１．５ｍｍ）の熱媒管を間隔１０ｍｍで
９つ横架し、プレート状熱媒管には、厚さ１０μｍのフ
ィンが４ｍｍの間隔で設けられている。プレート状熱媒
管間の各段に４６０ｇのＬaＮi4.7Ａｌ0.3合金粉末を均
一に充填した。この水素吸蔵合金収容ユニットはさらに
内径３７００ｍｍφ、外径４０００ｍｍφ、長さ３５０
ｍｍのステンレス製の円筒容器に設置されている。水素
吸蔵合金を８０℃、１１Ｋｇ／ｃｍ2で活性化操作を行
ったのち、４０℃の水を２７００ｃｍ3／分の流速で流
し、５Ｋｇ／ｃｍ2の水素圧で吸蔵させた。比較のため
に、内径５０ｍｍφ、外径６２．５ｍｍφ、長さ３０５
ｍｍのステンレス製の円筒容器に、上記の合金を同量
し、同様の操作を行った。結果、本発明による容器は、
０．１ｍ3の水素を３４５秒で吸蔵し、比較例の２７６
０秒に比べ約９倍の速さで水素を吸蔵することができ
た。しかも、水素の吸蔵・放出を１００回繰り返しても
容器の変形は認められなかった。
【００１４】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金収容ユニットは、
迅速な水素の吸蔵・放出が可能であり、水素の吸放出を
繰り返しても変形しがたい。また、ユニットを複数並列
して使用することにより、任意の吸放出量を有するユニ
ットを簡単に構成することができる。
迅速な水素の吸蔵・放出が可能であり、水素の吸放出を
繰り返しても変形しがたい。また、ユニットを複数並列
して使用することにより、任意の吸放出量を有するユニ
ットを簡単に構成することができる。
【００１５】
【図１】本発明の一実施例にかかる水素吸蔵合収容ユニ
ットを示した図であり、ａは、水素吸蔵合金収容ユニッ
トの一部切欠き斜視図、ｂは、該収容ユニットのプレー
ト状熱媒管とフィンの斜視図、ｃは、該収容ユニットの
上面図、ｄは、ｃのＸ−Ｘ線断面図である。
ットを示した図であり、ａは、水素吸蔵合金収容ユニッ
トの一部切欠き斜視図、ｂは、該収容ユニットのプレー
ト状熱媒管とフィンの斜視図、ｃは、該収容ユニットの
上面図、ｄは、ｃのＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる水素吸蔵合金収容ユ
ニットを用いた水素吸蔵合金容器の断面図である。
ニットを用いた水素吸蔵合金容器の断面図である。
【図３】本発明の水素吸蔵合金収容ユニットを連結した
例の説明図である。
例の説明図である。
【図４】従来の水素吸蔵合金容器の合金の遍在化を示す
説明図である。
説明図である。
１ 熱媒管 ２ プレート状熱媒管 ３ フィン ４ フィルター ５ 耐圧容器 Ｍ 水素吸蔵合金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003986 日産化学工業株式会社 東京都千代田区神田錦町３丁目７番地１ (71)出願人 594113838 日本海ガス株式会社 富山県富山市城北町２番36号 (71)出願人 000187116 昭和精密工業株式会社 富山県氷見市柳田3027番地 (72)発明者 関口 徳朗 富山県高岡市二上町150番地 富山県工業 技術センター内 (72)発明者 九曜 英雄 富山県高岡市二上町150番地 富山県工業 技術センター内 (72)発明者 吉田 良広 富山県高岡市二上町150番地 富山県工業 技術センター内 (72)発明者 林 千歳 富山県高岡市二上町150番地 富山県工業 技術センター内 (72)発明者 定田 耕誠 富山県富山市久方町２番54号 北陸電力株 式会社技術研究所内 (72)発明者 山岸 伸考 富山県魚津市本江2410番地 株式会社スギ ノマシン内 (72)発明者 石原 孝夫 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (72)発明者 高子 康 富山県婦負郡婦中町笹倉635番地 日産化 学工業株式会社富山工場内 (72)発明者 平田 純一 富山県富山市城北町２番36号 日本海ガス 株式会社内 (72)発明者 釜中 茂夫 富山県氷見市柳田3027番地 昭和精密工業 株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱・冷却のための２本の熱媒管に、複
数のプレート状の熱媒管を多数横架し、かつ、プレート
状熱媒管の間に多数のフィンを配することにより構成さ
れ、プレート状熱媒管とフィンで構成される空間に水素
吸蔵合金を充填してえられる水素吸蔵合金収容ユニット
であり、前記収容ユニットの周囲をフィルターで被覆す
ることを特徴とする水素吸蔵合金収容ユニット。 - 【請求項２】 請求項１において水素吸蔵合金収容ユニ
ットが、並列に複数個固定されることを特徴とする水素
吸蔵合金収容ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154172A JPH07330301A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 水素吸蔵合金収容ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154172A JPH07330301A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 水素吸蔵合金収容ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330301A true JPH07330301A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15578414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6154172A Withdrawn JPH07330301A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 水素吸蔵合金収容ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07330301A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6257322B1 (en) | 1999-08-06 | 2001-07-10 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Indirect heat exchanger filled with solid-gas reaction powdery particles |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP6154172A patent/JPH07330301A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6257322B1 (en) | 1999-08-06 | 2001-07-10 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Indirect heat exchanger filled with solid-gas reaction powdery particles |
| DE10038071C2 (de) * | 1999-08-06 | 2002-05-02 | Toyoda Automatic Loom Works | Wärmespeicher mit Gas absorbierendem Reaktionspulver |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |