JPS58217782A - 水素圧縮器 - Google Patents
水素圧縮器Info
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- JPS58217782A JPS58217782A JP58081850A JP8185083A JPS58217782A JP S58217782 A JPS58217782 A JP S58217782A JP 58081850 A JP58081850 A JP 58081850A JP 8185083 A JP8185083 A JP 8185083A JP S58217782 A JPS58217782 A JP S58217782A
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- JP
- Japan
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- chamber
- temperature
- hydrogen
- substance
- jacket
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/02—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by absorption or adsorption
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S123/00—Internal-combustion engines
- Y10S123/12—Hydrogen
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は水素圧縮器に関するものであり、特に
′中湿度の、比較的小なる温度差の、少くとも１個の熱
源と少（とも１個のヒートシンクとによって与えられる
エネルギーで作動する吸収−放散型圧縮器に関するもの
である。
′中湿度の、比較的小なる温度差の、少くとも１個の熱
源と少（とも１個のヒートシンクとによって与えられる
エネルギーで作動する吸収−放散型圧縮器に関するもの
である。
〔技術の背景１
伝熱の目的から水素圧を上昇させるため三種または三種
以上の可逆的水素化性物質を二種または二種以上の温度
で使用することのできる手段について、理論的かつ準実
際的開示が少（とも米国特許第４，２００，１４４号お
よび第４，１８８，７９５号に記載されている。もちろ
ん、高圧水素を使用する他の用途があり、吸収−放散型
水素圧縮器の固有特性は有益である。それにもかかわら
す、本発明者の知る限りでは、広く入手される廃熱流、
すなわち約５０℃〜１００℃の温度範囲の熱水の中に存
在するエネルギーで作動することのできる実際的な、安
価な、安全な設計の水素圧縮器に関する技術はまだ提供
されていない。
以上の可逆的水素化性物質を二種または二種以上の温度
で使用することのできる手段について、理論的かつ準実
際的開示が少（とも米国特許第４，２００，１４４号お
よび第４，１８８，７９５号に記載されている。もちろ
ん、高圧水素を使用する他の用途があり、吸収−放散型
水素圧縮器の固有特性は有益である。それにもかかわら
す、本発明者の知る限りでは、広く入手される廃熱流、
すなわち約５０℃〜１００℃の温度範囲の熱水の中に存
在するエネルギーで作動することのできる実際的な、安
価な、安全な設計の水素圧縮器に関する技術はまだ提供
されていない。
この様な実際的な吸収−放散型水素圧縮器に関する技術
を誰も提供していないので、この技術分野では機械的圧
縮器が使用されてきたが、この圧縮器はノイズを出し、
また高速運転と潤滑の困難さの故に急速に摩耗する。本
発明の原型圧縮器と比較して、対応の機械的圧縮器はそ
の容積が３倍、その重量が５倍、またその価格が２倍で
ある。
を誰も提供していないので、この技術分野では機械的圧
縮器が使用されてきたが、この圧縮器はノイズを出し、
また高速運転と潤滑の困難さの故に急速に摩耗する。本
発明の原型圧縮器と比較して、対応の機械的圧縮器はそ
の容積が３倍、その重量が５倍、またその価格が２倍で
ある。
本発明は、低導入圧で送入される水素ガス用の入口と、
高圧水素ガスの出口と、それらの間に配置された少（と
も２組の相互に接続されたユニッ）Ａ、Ｃ，Ｅおよびこ
れらのユニットの機能に役立つ少くとも２組のユニッ）
Ｂ、Ｄ、Ｆとを含む水素圧縮器を目的としこれを考察す
るものである。
高圧水素ガスの出口と、それらの間に配置された少（と
も２組の相互に接続されたユニッ）Ａ、Ｃ，Ｅおよびこ
れらのユニットの機能に役立つ少くとも２組のユニッ）
Ｂ、Ｄ、Ｆとを含む水素圧縮器を目的としこれを考察す
るものである。
前記のＡ乃至Ｆは下記の通りである。
Ａ、一方弁を介して前記の入口と連通して前記の低導入
圧で水素ガスを受入れ、第１温度において前記の低導入
圧以下の吸収圧を有する第１水素化性物質を収容する第
１室と、 Ｂ、前記第１室の温度を交互に前記第１温度またはこれ
以下に保持しまた前記第１温度より高い第２温度まで上
昇させる様に作動する前記第１室と組合わされた熱交換
手段と、 Ｃ１前記第１室への水素流を防止する一方弁な介して前
記第１室に連通し、また前記の第１水素化性物質より不
安定な水素化物を形成し前記第２温度より低い温度にお
いて、前記第２温度における前記第１水素化性物質のプ
ラトー圧より低いプラトー圧を有する第２水素化性物質
を収容する第２室と、 Ｄ、前記第２室の温度を交互に前記第２温度より低い温
度と前記第１温度より高い第３温度とに保持する様に作
動する前記第２室と組合わされた熱交換手段と、 Ｅ、前記第２室への水素流を防止する一方弁を通して前
記第２室に連通し、また前記水素出口に連通し、また前
記第２水素化性物質より不安定な水素化物を形成し前記
第３温度以下の温度で、第３温度における前記第２水素
化物質のプラトー圧より低いプラトー圧を有する第３水
素化性物質を収容する第３室と、 Ｆ、前記第３室の温度を交互に前記第３温度より低い温
度と前記第１温度より高い第４温度とに保持する様に作
動する前記第３室と組合わされた熱交換手段。
圧で水素ガスを受入れ、第１温度において前記の低導入
圧以下の吸収圧を有する第１水素化性物質を収容する第
１室と、 Ｂ、前記第１室の温度を交互に前記第１温度またはこれ
以下に保持しまた前記第１温度より高い第２温度まで上
昇させる様に作動する前記第１室と組合わされた熱交換
手段と、 Ｃ１前記第１室への水素流を防止する一方弁な介して前
記第１室に連通し、また前記の第１水素化性物質より不
安定な水素化物を形成し前記第２温度より低い温度にお
いて、前記第２温度における前記第１水素化性物質のプ
ラトー圧より低いプラトー圧を有する第２水素化性物質
を収容する第２室と、 Ｄ、前記第２室の温度を交互に前記第２温度より低い温
度と前記第１温度より高い第３温度とに保持する様に作
動する前記第２室と組合わされた熱交換手段と、 Ｅ、前記第２室への水素流を防止する一方弁を通して前
記第２室に連通し、また前記水素出口に連通し、また前
記第２水素化性物質より不安定な水素化物を形成し前記
第３温度以下の温度で、第３温度における前記第２水素
化物質のプラトー圧より低いプラトー圧を有する第３水
素化性物質を収容する第３室と、 Ｆ、前記第３室の温度を交互に前記第３温度より低い温
度と前記第１温度より高い第４温度とに保持する様に作
動する前記第３室と組合わされた熱交換手段。
また前記水素圧縮器は、前記の熱交換手段Ｂ。
Ｄ、Ｆが、その対応の室中において水素が水素化性物質
によって吸収されているときに、２つの特定の温度の低
い温度を保持し、水素が存在し水素化性物質から放散さ
れているときに、前記の２つの特定の温度の高い温度を
保持する様に各熱交換手段の保温能力を交代させる制御
手段を含む。
によって吸収されているときに、２つの特定の温度の低
い温度を保持し、水素が存在し水素化性物質から放散さ
れているときに、前記の２つの特定の温度の高い温度を
保持する様に各熱交換手段の保温能力を交代させる制御
手段を含む。
望ましくは、前記の圧縮器はヒートシンクと熱源とから
作動され、ヒートシンクは室温丈たは大体室温、すなわ
ち２１１１１０〜２５°であり、熱源は約５０℃〜１０
０℃の範囲の温度であって、前記の熱交換手段Ｂ、Ｄ、
Ｆとして役立つユニットは前記ユニットＡ、Ｃ１Ｅをそ
れぞれ１個づつ収容した２個のジャケット型管状構造で
ある。本発明の圧縮器において使用される可逆的水素化
性物質は望ましくはＡＢ、型の金属間化合物とし、ここ
にＡはカルシウムまたは希土類元素、Ｂはニッケルまた
はコ ）バルトとし、ＡＢ５０基本結晶構造を
保持する限りＡとＢを相当量の他の物質によって置換す
ることができる。また水素化性物質として、Ｆｅ −Ｔ
ｉ 。
作動され、ヒートシンクは室温丈たは大体室温、すなわ
ち２１１１１０〜２５°であり、熱源は約５０℃〜１０
０℃の範囲の温度であって、前記の熱交換手段Ｂ、Ｄ、
Ｆとして役立つユニットは前記ユニットＡ、Ｃ１Ｅをそ
れぞれ１個づつ収容した２個のジャケット型管状構造で
ある。本発明の圧縮器において使用される可逆的水素化
性物質は望ましくはＡＢ、型の金属間化合物とし、ここ
にＡはカルシウムまたは希土類元素、Ｂはニッケルまた
はコ ）バルトとし、ＡＢ５０基本結晶構造を
保持する限りＡとＢを相当量の他の物質によって置換す
ることができる。また水素化性物質として、Ｆｅ −Ｔ
ｉ 。
Ｍｇ２Ｃｕ 、 Ｍｇ２Ｎｉなどの物質およびその他の
金属間化合物を使用することができる。
金属間化合物を使用することができる。
〔本発明を実施するための最良の実施態様〕伺図につい
て説明すれば、第１図は、例えば６１（ｙＨＸ ５１
ｃｍ Ｘ ２５ ｃｍのケーシング内部に収容された本
発明の原型水素圧縮器の作動要素を略示する平面図であ
る。付図に図示の様に、この圧縮器は、フロントバネ／
ｌ／ １２ ＶＣ，連結されたベース１１上に支持され
ている。本質的にこの圧縮器は２つの温度のみで作動す
る様に設計され、バックパネル］３を通して熱液と冷液
、例えば水を供給される。この水は、熱水人口１４、熱
水出口１５、冷水人口１６、冷水出口１７を通る。これ
らの出入口は適当なラインを通して、サーボ弁ＳＶＩ、
ＳＶ２．ＳＶ３．ＳＶ４に接続する。
て説明すれば、第１図は、例えば６１（ｙＨＸ ５１
ｃｍ Ｘ ２５ ｃｍのケーシング内部に収容された本
発明の原型水素圧縮器の作動要素を略示する平面図であ
る。付図に図示の様に、この圧縮器は、フロントバネ／
ｌ／ １２ ＶＣ，連結されたベース１１上に支持され
ている。本質的にこの圧縮器は２つの温度のみで作動す
る様に設計され、バックパネル］３を通して熱液と冷液
、例えば水を供給される。この水は、熱水人口１４、熱
水出口１５、冷水人口１６、冷水出口１７を通る。これ
らの出入口は適当なラインを通して、サーボ弁ＳＶＩ、
ＳＶ２．ＳＶ３．ＳＶ４に接続する。
更に詳しくは、入ってくる冷水はＳＶ３に給水され、入
ってくる温水はＳＶ４に給水され、出る冷水はＳＶ２を
通り、また出る熱水はＳ■１を通る。ベース１１上に、
ブラケット加によって一対の水シャケ（９） ット１８（第１ジヤケツト）と１９（第２ジヤケツト）
が支持されている。この原型においては、第１ジヤケツ
ト１８は第２ジヤケツト１９の直上に配置され、各ジャ
ケットは、外径約２．９副の鋼管の約５０ｃｍ径の約２
単回から成る円形コイルを成す。
ってくる温水はＳＶ４に給水され、出る冷水はＳＶ２を
通り、また出る熱水はＳ■１を通る。ベース１１上に、
ブラケット加によって一対の水シャケ（９） ット１８（第１ジヤケツト）と１９（第２ジヤケツト）
が支持されている。この原型においては、第１ジヤケツ
ト１８は第２ジヤケツト１９の直上に配置され、各ジャ
ケットは、外径約２．９副の鋼管の約５０ｃｍ径の約２
単回から成る円形コイルを成す。
水は入口２１から出口ｎまでジャケット１８の中を流れ
る。また水は入口ｎから出口２４菫でジャケット１９の
中を流れる。サーボ弁ＳＶ３に給水された冷水はライン
５と局を通してそれぞれジャケット１８と１９に給水さ
れ、サーボ弁ＳＶ４に供給された熱水はライン２７と路
を通してそれぞれジャケット１８と１９に給水される。
る。また水は入口ｎから出口２４菫でジャケット１９の
中を流れる。サーボ弁ＳＶ３に給水された冷水はライン
５と局を通してそれぞれジャケット１８と１９に給水さ
れ、サーボ弁ＳＶ４に供給された熱水はライン２７と路
を通してそれぞれジャケット１８と１９に給水される。
ジャケット１８から出口四を通して水が抽出され、冷水
はライン２９によって弁ＳＶ２を通して排出され、熱水
はライン３０によって弁ＳＶＩを通して排出される。同
様に、ジャケット】９から出口２４を通して水が抽出さ
れ、冷水はライン３１によって弁ＳＶ２を通して排出さ
れ、熱水はライン３２によって弁ＳＶＩを通して排出さ
れる。
はライン２９によって弁ＳＶ２を通して排出され、熱水
はライン３０によって弁ＳＶＩを通して排出される。同
様に、ジャケット】９から出口２４を通して水が抽出さ
れ、冷水はライン３１によって弁ＳＶ２を通して排出さ
れ、熱水はライン３２によって弁ＳＶＩを通して排出さ
れる。
サーボ弁ＳＶＩ 、 ＳＶ２ 、 ＳＶ３およびＳＶ４
の制御は経時的に行われ、調時手段（図示されず）は、
フ（１０） ロンドパネル１２上に取付けられた制御ボックス３３の
中に収容されている。このフロントパネル１２は、オン
オフスイッチ３４と弁表示ランプ３５ 、３６の取付プ
ラットフォームを成している。サーボ弁と表示ランプの
電力は幹線路３７によって与えられ、また電力と制御信
号が通常の様に電線手段３８ 、３９ 、４０゜４１に
よって各サーボ弁に分配される。
の制御は経時的に行われ、調時手段（図示されず）は、
フ（１０） ロンドパネル１２上に取付けられた制御ボックス３３の
中に収容されている。このフロントパネル１２は、オン
オフスイッチ３４と弁表示ランプ３５ 、３６の取付プ
ラットフォームを成している。サーボ弁と表示ランプの
電力は幹線路３７によって与えられ、また電力と制御信
号が通常の様に電線手段３８ 、３９ 、４０゜４１に
よって各サーボ弁に分配される。
低圧水素ガスが入口４２から圧縮器の中に入り、高圧で
出口４３から出る。入口４２と出口４３との間において
、水素ガスは後述の様に３個づつ２組の水素化物容器の
それぞれ一方の組の中に流入しまたこれから流出する。
出口４３から出る。入口４２と出口４３との間において
、水素ガスは後述の様に３個づつ２組の水素化物容器の
それぞれ一方の組の中に流入しまたこれから流出する。
水素化物容器は、ジャケット１８と１９の内部に配置さ
れた細長い管状構造を成し、従って第１図には現れない
。第１図において現実には存在しないボックスとして略
示された逆止弁回路４６から、それぞれガスライン４４
と４５がジャケット１８と１９の中の水素化物容器に達
している。また逆止め弁回路４６は水素人口４２および
水素出口４３と接続し、これは第２図において更に詳細
に図示されている。
れた細長い管状構造を成し、従って第１図には現れない
。第１図において現実には存在しないボックスとして略
示された逆止弁回路４６から、それぞれガスライン４４
と４５がジャケット１８と１９の中の水素化物容器に達
している。また逆止め弁回路４６は水素人口４２および
水素出口４３と接続し、これは第２図において更に詳細
に図示されている。
今第２図について述べれば、水素ガスがボート４２とラ
イン４４ａ、４５ａとを通して、それぞれ水素化物容器
４７ 、４８に入る。水素化物容器４７ 、４８は水素
化性物質を収容し、この物質はこの圧縮器において使用
される物質のうちで最も安定な水素化物を成すものであ
る。ガスライン４４ａと４５ａはそれぞれ逆止め弁４９
（時に、一方弁またはタップと呼ばれる弁）を含み、こ
の弁が入口４２からの水素ガスの流出を防止する。水素
ガスは容器４７の中の水素化性物質と結合し次に放散さ
れたのち、ライン４４ｂを通る。このライン４４ｂはラ
イン４５ｂと接続し、水素化物容器間の中に入る。この
容器間は、圧縮器の中で使用される水素化性物質のうち
で第２位の安定水素化物を形成する水素化性物質を収容
している。ライン４４ｂは、容器４７の中への水素の逆
流を防止する逆止弁５１を含む。この場合にも、容器間
の中の水素化性物質と結合し次に放散されたのち、水素
ガスはライン４５ｂを流通させられ、 ゛このラ
イン４５ｂは、水素化物容器５２に達するライン４４ｃ
に接続している。ライン４４ｃは、容器間の中への水素
ガスの逆流を防止する逆止弁５１ａを含む。容器５２は
、この圧縮器の中で使用される物質のうちで最低安定度
の水素化物を形成する水素化性物質を含む。水素ガスは
この容器５２の中で水素化性物質と結合し次にこれから
放散されたのち、ライン４４ｄを通って水素出口４３ま
で流れる。ライン４４ｄは、出口４３から容器５２の中
への水素の逆流を防止する逆止弁５３を含んでいる。
イン４４ａ、４５ａとを通して、それぞれ水素化物容器
４７ 、４８に入る。水素化物容器４７ 、４８は水素
化性物質を収容し、この物質はこの圧縮器において使用
される物質のうちで最も安定な水素化物を成すものであ
る。ガスライン４４ａと４５ａはそれぞれ逆止め弁４９
（時に、一方弁またはタップと呼ばれる弁）を含み、こ
の弁が入口４２からの水素ガスの流出を防止する。水素
ガスは容器４７の中の水素化性物質と結合し次に放散さ
れたのち、ライン４４ｂを通る。このライン４４ｂはラ
イン４５ｂと接続し、水素化物容器間の中に入る。この
容器間は、圧縮器の中で使用される水素化性物質のうち
で第２位の安定水素化物を形成する水素化性物質を収容
している。ライン４４ｂは、容器４７の中への水素の逆
流を防止する逆止弁５１を含む。この場合にも、容器間
の中の水素化性物質と結合し次に放散されたのち、水素
ガスはライン４５ｂを流通させられ、 ゛このラ
イン４５ｂは、水素化物容器５２に達するライン４４ｃ
に接続している。ライン４４ｃは、容器間の中への水素
ガスの逆流を防止する逆止弁５１ａを含む。容器５２は
、この圧縮器の中で使用される物質のうちで最低安定度
の水素化物を形成する水素化性物質を含む。水素ガスは
この容器５２の中で水素化性物質と結合し次にこれから
放散されたのち、ライン４４ｄを通って水素出口４３ま
で流れる。ライン４４ｄは、出口４３から容器５２の中
への水素の逆流を防止する逆止弁５３を含んでいる。
同様にして、容器４８の中で水素化性物質と結合し次に
これから放散された水素カスはライン４５ａを通って、
ライン４５ｃによって水素化物容器５４に入る。ライン
４５ｃの中の逆止弁５５は、容器Ｍから容器４８への水
素ガス流を防止する。容器５４は容器間と同一の水素化
性物質を含有している。容器５４の中で水素ガスが水素
化性物質と結合し次にこれから放散されたのち、ライン
４５ｄと接続したライン４５ｃを通り、水素化物容器５
６の中に流入する。
これから放散された水素カスはライン４５ａを通って、
ライン４５ｃによって水素化物容器５４に入る。ライン
４５ｃの中の逆止弁５５は、容器Ｍから容器４８への水
素ガス流を防止する。容器５４は容器間と同一の水素化
性物質を含有している。容器５４の中で水素ガスが水素
化性物質と結合し次にこれから放散されたのち、ライン
４５ｄと接続したライン４５ｃを通り、水素化物容器５
６の中に流入する。
水素化物容器５６は容器５２と同一の水素化物を収容し
ている。水素がこの水素化性物質の中に吸収され次にこ
れから放散されたのち、ライン４５ｄを通つて水素出口
４３まで流れる。逆止弁５７および５８は、それぞれ容
器％から容器ヌへの、また出口４３から容器間への逆流
を防止する。
ている。水素がこの水素化性物質の中に吸収され次にこ
れから放散されたのち、ライン４５ｄを通つて水素出口
４３まで流れる。逆止弁５７および５８は、それぞれ容
器％から容器ヌへの、また出口４３から容器間への逆流
を防止する。
水素化性物質による水素ガスの吸収と放散について言え
ば、第１図に図示の圧縮器において、吸収は給水の２つ
の温度のうち低い温度で生じ、水素化物からの水素の放
出は２つの温度のうち高い温度で生じる。２個のジャケ
ット中の水素化物容器は交互に加熱と冷却を受ける。加
熱／冷却サイクルはボックス３３の中のタイマーによっ
て制御される。原型圧縮器において実際に使用されてい
る調時装置を第３図に示す。この図について述べれば、
熱／冷すイクルを繰返すために電気−機械的タイマーＴ
１５９が使用される。またそれぞれオンディレーとオフ
ディレーのために電気−機械的タイマーＴ２６０とＴ３
６１が使用される。図示の回路は、これらのタイマーが
適当に設定されたとき、熱水を熱水出口１５に送る際の
サーボ弁ＳＶＩの動作の１０秒のオーダの遅れを生じる
ことができる。その目的は、まずジャケット１８または
１９に入る熱水によってそのジャケット内部の冷水を移
動させ、この冷水を出口１７から押出させ、そののちラ
インを出口１５に係合させるにある。原型圧縮器のこの
構造においては、熱水が出口】５から外部を循環されて
、図示されない熱源を通って入口１４に入る。
ば、第１図に図示の圧縮器において、吸収は給水の２つ
の温度のうち低い温度で生じ、水素化物からの水素の放
出は２つの温度のうち高い温度で生じる。２個のジャケ
ット中の水素化物容器は交互に加熱と冷却を受ける。加
熱／冷却サイクルはボックス３３の中のタイマーによっ
て制御される。原型圧縮器において実際に使用されてい
る調時装置を第３図に示す。この図について述べれば、
熱／冷すイクルを繰返すために電気−機械的タイマーＴ
１５９が使用される。またそれぞれオンディレーとオフ
ディレーのために電気−機械的タイマーＴ２６０とＴ３
６１が使用される。図示の回路は、これらのタイマーが
適当に設定されたとき、熱水を熱水出口１５に送る際の
サーボ弁ＳＶＩの動作の１０秒のオーダの遅れを生じる
ことができる。その目的は、まずジャケット１８または
１９に入る熱水によってそのジャケット内部の冷水を移
動させ、この冷水を出口１７から押出させ、そののちラ
インを出口１５に係合させるにある。原型圧縮器のこの
構造においては、熱水が出口】５から外部を循環されて
、図示されない熱源を通って入口１４に入る。
熱の保存が必要とされない場合、この様な遅れ調時特性
は省略することができる。循環か使用される場合に、遅
れ調時装置の代りに通常のサーモスタット制御を実施す
ることができる。
は省略することができる。循環か使用される場合に、遅
れ調時装置の代りに通常のサーモスタット制御を実施す
ることができる。
逆止弁回路４６のより図式的な説明図を第４図に示ス。
この図について述べれば、この逆止弁回路は一連のＴコ
ネクタと、逆止弁ユニットと、水素が低圧入口４２から
高圧出口４３まで流れる配管とを有する。高圧出口４３
において、背圧安全弁を使用してもしな（てもよい。同
様に低圧入口４２と／または高圧出口４３そのものまた
はその近傍に、圧力計をこのシステムに取付けるために
タップを使用することができる。第１図には代表的圧力
計取付部６２が示されている。
ネクタと、逆止弁ユニットと、水素が低圧入口４２から
高圧出口４３まで流れる配管とを有する。高圧出口４３
において、背圧安全弁を使用してもしな（てもよい。同
様に低圧入口４２と／または高圧出口４３そのものまた
はその近傍に、圧力計をこのシステムに取付けるために
タップを使用することができる。第１図には代表的圧力
計取付部６２が示されている。
本発明の圧縮器の核心は、熱交換ユニットを成す特殊の
ジャケット／水素化物容器構造にある。
ジャケット／水素化物容器構造にある。
ジャケット１８と容器４７ 、５４ 、５２の拡大断面
を第５図に示す。この図において、ジャケット１８は金
属管６３として表示され（金属管には限定されない）、
また容器４７ 、５４ 、５２は金属外皮６４と、軸方
向に延びたワイヤコイルまたはコイルバネ６５によって
限定された中心ガススペースと、バネ６５と外皮６４と
の間に配置された一定量の水素化性物質６６とを有する
ものとして表示されている。この容器構造は、１９８１
年９月２１日付のビータ マーク ゴルベンおよびワレ
ン ストームズ名儀で出願の先行米国特願に詳細に説明
されている。使用される水素化性物質の特定の性質以外
は、容器４７ 、５４ 、５２の構造は同様であり、ま
たジャケット１８内部の構造全部がジャケット１９の中
で繰返される。当業者は、第５図においてジャケット内
部に３個の容器が図示されているが３個以上の容器を直
列または並列に使用できることを理解するであろう。第
５図には図示されていないが、ジャケット１８内部の容
器４７ 、５２ 、５４の閉鎖端と、各容器に連通した
それぞれ１本のラインと、コイルバネ６５によって限定
されたガススペースとが水素の送入と排出のために使用
されることを注意しなければならない。また、本発明の
圧縮器の効率的動作の原因は容器４７ 、５２゜５４な
どの設計のみによるものでなく、容器ジャケット構造全
体にも起因することを注意しなければならない。ジャケ
ット１８は細長く（約３００ ｃｍの長さ）、容器はこ
れより少しだけ短い。ジャケット１８内部の容器によっ
て占められないスペースは、時には冷水によって、時に
は熱水によって充填され、この水は一般に常に流れてい
る。ジャケット１８の相対長さと径および水の流速は、
伝熱ファクタが遵守されるだけでなく、水が一端から他
端まで乱流で、しかしプラグ状に流れる様に選定される
。これは、ジャケット１８の内部である温度の水が他の
温度の水を置換する際に、熱水と冷水の相対的混合が殆
ど生じないことを意味する。置換される水は置換する水
の前を流れ、ジャケット１８の出口は、置換される水の
プラグがこの出口を通過する際に急傾斜の温度勾配を受
ける。この様にして、熱源からヒートシンクへの急激な
切替えと、短いサイクル時間と、熱源水の効率的循環と
が可能となる。
を第５図に示す。この図において、ジャケット１８は金
属管６３として表示され（金属管には限定されない）、
また容器４７ 、５４ 、５２は金属外皮６４と、軸方
向に延びたワイヤコイルまたはコイルバネ６５によって
限定された中心ガススペースと、バネ６５と外皮６４と
の間に配置された一定量の水素化性物質６６とを有する
ものとして表示されている。この容器構造は、１９８１
年９月２１日付のビータ マーク ゴルベンおよびワレ
ン ストームズ名儀で出願の先行米国特願に詳細に説明
されている。使用される水素化性物質の特定の性質以外
は、容器４７ 、５４ 、５２の構造は同様であり、ま
たジャケット１８内部の構造全部がジャケット１９の中
で繰返される。当業者は、第５図においてジャケット内
部に３個の容器が図示されているが３個以上の容器を直
列または並列に使用できることを理解するであろう。第
５図には図示されていないが、ジャケット１８内部の容
器４７ 、５２ 、５４の閉鎖端と、各容器に連通した
それぞれ１本のラインと、コイルバネ６５によって限定
されたガススペースとが水素の送入と排出のために使用
されることを注意しなければならない。また、本発明の
圧縮器の効率的動作の原因は容器４７ 、５２゜５４な
どの設計のみによるものでなく、容器ジャケット構造全
体にも起因することを注意しなければならない。ジャケ
ット１８は細長く（約３００ ｃｍの長さ）、容器はこ
れより少しだけ短い。ジャケット１８内部の容器によっ
て占められないスペースは、時には冷水によって、時に
は熱水によって充填され、この水は一般に常に流れてい
る。ジャケット１８の相対長さと径および水の流速は、
伝熱ファクタが遵守されるだけでなく、水が一端から他
端まで乱流で、しかしプラグ状に流れる様に選定される
。これは、ジャケット１８の内部である温度の水が他の
温度の水を置換する際に、熱水と冷水の相対的混合が殆
ど生じないことを意味する。置換される水は置換する水
の前を流れ、ジャケット１８の出口は、置換される水の
プラグがこの出口を通過する際に急傾斜の温度勾配を受
ける。この様にして、熱源からヒートシンクへの急激な
切替えと、短いサイクル時間と、熱源水の効率的循環と
が可能となる。
本発明の原型圧縮器は、容器４７と４８の中の水素化性
物質としてＬａＮ＋ ５を使用し、容器関、５４中の水
素化性物質としてＭＮｉ、−ノ。、５を使用し、容器５
２ 、５６中においてＭＮｉ４．１５Ｆｅｏ、８５を使
用した。Ｍはミツシュメタルを意味する。この原型に対
して、毎分約あ標準リットル（ｓＡｐｍ）の平均流速を
もって、約３．４気圧で水素を送入し約あ気圧で水素を
排出する。圧縮器中の水素化性物質の全在庫量は約２．
４ Ｖ４であって、これが各容器中に０．４〜ユニツト
に分割される。入口温度２０℃と７５℃として、セラ成
約２°の△Ｔ（入口と出口との間の温度変化）をもって
水流量は約８４／分である。Ａサイクル時間（水素が容
器、例えば容器４７の中に流入し抜たは流出する時間）
は約１．８分である。この原型において、ジャケットは
約１０６０−の伝熱流体（水）と約６５６−の容器容積
を有する。原盤圧縮器の運転において正規の流速が使用
されるとき、温度が熱源モードからヒートシンクモー・
ドに、またはその逆に変化する際にジャケットから押出
される冷水プラグまたは熱水プラグは約７．５〜８秒で
ある。
物質としてＬａＮ＋ ５を使用し、容器関、５４中の水
素化性物質としてＭＮｉ、−ノ。、５を使用し、容器５
２ 、５６中においてＭＮｉ４．１５Ｆｅｏ、８５を使
用した。Ｍはミツシュメタルを意味する。この原型に対
して、毎分約あ標準リットル（ｓＡｐｍ）の平均流速を
もって、約３．４気圧で水素を送入し約あ気圧で水素を
排出する。圧縮器中の水素化性物質の全在庫量は約２．
４ Ｖ４であって、これが各容器中に０．４〜ユニツト
に分割される。入口温度２０℃と７５℃として、セラ成
約２°の△Ｔ（入口と出口との間の温度変化）をもって
水流量は約８４／分である。Ａサイクル時間（水素が容
器、例えば容器４７の中に流入し抜たは流出する時間）
は約１．８分である。この原型において、ジャケットは
約１０６０−の伝熱流体（水）と約６５６−の容器容積
を有する。原盤圧縮器の運転において正規の流速が使用
されるとき、温度が熱源モードからヒートシンクモー・
ドに、またはその逆に変化する際にジャケットから押出
される冷水プラグまたは熱水プラグは約７．５〜８秒で
ある。
本発明はこの説明のみに限定されるものでな（、その主
旨の範囲内で任意に変更実施できる。
旨の範囲内で任意に変更実施できる。
第１図は本発明の水素圧縮器の略示平面図、第２図は本
発明の圧縮器におけるガス容器／弁回路の略示図、第３
図は本発明の水素圧縮器において使用される制御機構の
回路図、第４図は本発明の圧縮器における弁回路の説明
図、また第５図は本発明の圧縮器におげろ熱交換ジャケ
ット内部の断面図である。 １８ 、１．９・・・ジャケット％４７ 、５０ 、５
２ 、４８ 、５４ 、５６・・・水素化性物質容器、
４２・・・低圧水素入口、４３・・・高圧水素出口、４
９ 、５１． 、５１ Ａ 、 ５５ 、５７ 、５８
・・・一方弁、６３・・・金属管、６４・・・外皮、６
５・・・コイルバネ、６６・・・水素化性物質。 （１９）
発明の圧縮器におけるガス容器／弁回路の略示図、第３
図は本発明の水素圧縮器において使用される制御機構の
回路図、第４図は本発明の圧縮器における弁回路の説明
図、また第５図は本発明の圧縮器におげろ熱交換ジャケ
ット内部の断面図である。 １８ 、１．９・・・ジャケット％４７ 、５０ 、５
２ 、４８ 、５４ 、５６・・・水素化性物質容器、
４２・・・低圧水素入口、４３・・・高圧水素出口、４
９ 、５１． 、５１ Ａ 、 ５５ 、５７ 、５８
・・・一方弁、６３・・・金属管、６４・・・外皮、６
５・・・コイルバネ、６６・・・水素化性物質。 （１９）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、低導入圧で送入される水素ガス用の入口と、高圧水
素ガスの出口と、それらの間に配置された少（とも２組
の相互に接続されたユニットＡ。 Ｃ，Ｅおよびこれらのユニットの機能に役立つ少くとも
２組のユニットＢ、Ｄ、Ｆとを含み、前記入乃至Ｆは、 Ａ、一方弁を介して前記の入口と連通して前記の低導入
圧で水素ガスを受入れ、また第１温度において前記の低
導入圧以下の吸収圧を有する第１水素化性物質を収容す
る第１室と、Ｂ、前記第１室の温度を交互に前記第１温
度またはこれ以下に保持しまた前記第１温度より高い第
２温度まで上昇させる様に作動する前記第１室と組合わ
された熱交換手段と−Ｃ０前記第１室への水素流を防止
する一方弁を介して前記第１室に連通し、また前記の第
１水素化性物質より不安定な水素化物を形成し前記第２
温度より低い温度において、前記第２温度における前記
第１水素化性物質のプラトー圧より低いプラトー圧を有
する第２水素化性物質を収容する第２室と、 Ｄ、前記第２室の温度を交互に前記第２温度より低い温
度と前記第１温度より高い第３温度とに保持する様に作
動する前記第２室と組合わされた熱交換手段と、 Ｅ、前記第２室への水素流を防止する一方弁を通して前
記第２室に連通し、また前記水素出口に連通し、また前
記第２水素化物より不安定な水素化物を形成し前記第３
温度以下の温度で、前記第２水素化性物質の前記第３温
度におけるプラトー圧より低いプラトー圧を有する第３
水素化性物質を収容する第３室と、Ｆ、前記第３室の温
度を交互に前記第３温度より低い温度と前記第１温度よ
り高い第４温度とに保持する様に作動する前記第３室と
組合わされた熱交換手段であり、 また前記の熱交換手段Ｂ、Ｄ、Ｆがその対応の室中にお
いて、水素が水素化性物質によって吸収されているとぎ
に、それぞれの２つの特定の温度の低い温度を保持し、
水素が存在し水素化性物質から放散されているとぎに、
前記の２つの特定の温度の高い温度を保持する様に各熱
交換手段の保温能力を交代させる制御手段を含む水素圧
縮器。 ２、熱交換手段Ｂ、Ｄ、Ｆは唯一の高温と唯一の低温と
の間を交代する様にした特許請求の範囲第１項による水
素圧縮器。 ３、熱交換手段Ｂ、Ｄ、Ｆは、それぞれ前記ユニツ）Ａ
、Ｃ，Ｅを１個づつ収容した一対の細長いジャケットを
含む特許請求の範囲第１項による水素圧縮器。 ４、前記１対のジャケットの第１ジヤケツトの中の室Ａ
は、前記１対のジャケットの第２ジヤケツトの中の室Ｃ
と、前記一対のジャケットの前記第１ジヤケツトの中の
室Ｅとに対して直列に接続され、また前記１対のジャケ
ットの第２ジヤケツト中の室Ａは、前記１対のジャケッ
トの第１ジヤケツト中の室Ｃと、前記１対のジャケット
の前記第２ジヤケツト中の室Ｅとに対して直列に接続さ
れている特許請求の範囲第３項による水素圧縮器。 ５、前記の各室は、その軸方向に中心部に配置されて軸
方向水素ガス流を限定するコイルバネによって水素化性
物質をその壁面に当接保持した細長い盲管を含む特許請
求の範囲第１項による水素圧縮器。 ６、前記の各ユニッ）Ａ、Ｃ，Ｅ中の可逆水素化性物質
は金属水素化性物質である特許請求の範囲第１項による
圧縮器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US377553 | 1982-05-12 | ||
| US06/377,553 US4402187A (en) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | Hydrogen compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217782A true JPS58217782A (ja) | 1983-12-17 |
| JPH0235872B2 JPH0235872B2 (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=23489580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58081850A Granted JPS58217782A (ja) | 1982-05-12 | 1983-05-12 | 水素圧縮器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4402187A (ja) |
| EP (1) | EP0094202A3 (ja) |
| JP (1) | JPS58217782A (ja) |
| CA (1) | CA1182985A (ja) |
Cited By (3)
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| EP0094202A3 (en) | 1985-01-23 |
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