JPS5847988A - 金属水素化物蓄熱装置 - Google Patents

金属水素化物蓄熱装置

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JPS5847988A
JPS5847988A JP56145601A JP14560181A JPS5847988A JP S5847988 A JPS5847988 A JP S5847988A JP 56145601 A JP56145601 A JP 56145601A JP 14560181 A JP14560181 A JP 14560181A JP S5847988 A JPS5847988 A JP S5847988A
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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】 この発明は金属水素化物を使用する蓄熱装置1こ関し、
詳しくはドーナツ形ヒートパイプの両端中央開口を閉鎖
し、その閉鎖されたヒートパイプ中央中空部に金属水素
化物を充填し、その閉鎖部材に開閉弁付きの水素出入導
管を設けた金属水素化物容器の複数筒と、これらを挿入
支持できる断熱本体と熱交換器及び水素ガス分配器と水
素ガス貯蔵槽とからなる蓄熱装置に関する。
金属水素化物を使用する蓄熱技術によれば熱(例えば太
陽熱、工場廃熱など)を長期にわたって蓄熱することが
でき新しい蓄熱法として注目されている。この方法の長
所としては、(1)長期蓄熱が可能なこと、(2)金属
と水素との反応が速いこと、(3)反応の制御はガス流
量制御だけで行えるので制御しやすいこと、(4)単位
体積当りの蓄熱量が大き   1いことなどが挙げられ
る。
一方欠点としては、(1)金属水素化物は水素化脱水素
化を繰り返すと微粉化し、体積減少を起こすことと(2
)金属水素化物自体の熱伝導率が低いことから伝熱(反
応熱の伝達)面で不利なことが挙げられる。この欠点の
改善策としては、できるだけ金属水素化物の容器を分割
して、体積減少が生じに金属水素化物に熱伝導性の粉末
(例えば銅、銀、アルミニウムなど)を混在させること
も有効であるO 更に金属水素化物を用いる蓄熱装置は、金属水素化物の
反応熱がその容器への顕熱分として失われるという欠点
も有している。従って前記多管式熱交換法とか、単に耐
圧容器中に金属水素化物を充填し反応熱を直接に(容器
内へ銅コイルなどの熱交換器を入れ、水などの熱媒によ
り反応熱を回収する方法)、あるいは間接に(容器内へ
予めヒートパイプなどの伝熱管を挿入し、ヒートパイプ
の他の一端に設けられた熱交換器を介して反応熱を回収
する方法)回収する方法では顕熱損失を小さくするとい
う点では満足すべきものではない。
の両端中央開口を閉鎖部材で閉鎖し、その閉鎖部材には
開閉弁を有する水素出入導管を、水素は通過しうるが金
属水素化物を通過しえない区画体をして、ヒートパイプ
中央中空部に通じるよう設置してなる複数個の金属水素
化物容器と、直方体状でそのひとつの側面にこれらの金
属水素化物容器をそれぞれ挿入支持できる横凹条を並設
してなる断熱本体と、これらの横凹条の開口に対する断
熱蓋体と、断熱本体及び断熱蓋体に付設され、各金属水
素化物容器の熱交換部を内部の熱媒と接触させた熱交換
器と、各金属水素化物容器の水素出入部に連結された水
素ガス分配器と水素ガス貯蔵槽とを備えてなる金属水素
化物蓄熱装置を提供するものである。
この発明の蓄熱装置は、熱伝達に用いられるドーナツ形
ヒートパイプ自体が金属水素化物の容器をも兼ねている
ことを特徴とするものである。すなわちドーナツ形と一
ドパイブの両端中央開口を金属水素化物容器が用いられ
る。その結果前記のような顕熱としての損失が少なくな
り、ヒートパイプと金属水素化物との接触面積が大きい
ので効果的な熱交換が可能であり、金属水素化物が水素
の吸収・放出を繰り返して微粉化しても接触面積の減少
の程度ははるかに小さいという利点を有する。更にこの
発明の蓄熱装置は、上記金属水素化(物容器の複数個を
、直方体状の断熱本体のひとつの側面に並列に設けた横
凹条内に挿入支持し、その横凹条に断熱蓋体で蓋をなし
、この断熱本体と蓋体に付設され、各金属水素化物容器
の熱交換部、  を内部の熱媒と接触させた熱交換器と
、各金属水素化物容器の水素出入部に連結された水素ガ
ス分配器と水素ガス貯蔵槽とから構成されている。こ、
  のように複数個の金属水素化物容器を並列に連結し
ているので必要な熱量に応じて段階的な容量で稼動させ
ることができまた1台の金属水素化物容器が使用不能と
なっても残りの金属水素化物容器で稼動させることがで
きる。
次にこの発明の金属水素化物蓄熱装置に用いられる金属
水素化物容器を図面によって説明する。
第1図と第2図はそれぞれ、この発明の金属水素化物蓄
熱装置に用いられる金属水素化物容器の一実施例の縦断
面とA−B横断図である。(1)及び(2)はそれぞれ
、ドーナツ形ヒートパイプの外管と内管を、(3)はウ
ィッ、2示す。えし−C4゜)’−f’)形ヒートパイ
プの両端開口は閉鎖板(4m、4b)で閉鎖され、閉鎖
板(4a)には開閉弁(7)を有する水素出入導管(8
)が取付けられ、更にこの水素出入導管(8)の閉鎖板
(4為)への取付は部からヒートパイプ中央中空部(5
1に水素は通過しつるが金属水素化物は通過し得ない岬
えば焼結合金のごとき多孔性導管(9)が同軸に延出さ
れ、該中央中空部(51に金属水素化物(6)が充填さ
れている。この金属水素化物容器は多孔性導管(9)に
よって金属水素化物の系外への飛散が防止されると共に
水素の出入が迅速に行われる。なおこの導管(9)がこ
の実施例のように対向する閉鎖板(4b)まで延出され
ず中央中空部の途中まで突出したもの、また円筒状以外
の形態のもので゛もよい。
第3図と第4図はそれぞれ、金属水素化物容器1の他の
実施例の縦断面図とに−B′横断面図を示す。
そしてドーナツ形ヒートパイプの両端開口は閉鎖# (
141,14b)で閉鎖され、閉鎖板(14りには開閉
弁αηを有する水素出入導管aIが単付けられている。
′そして閉鎖板(14りの内壁に、水素は通過しつるが
金属水素化物は通過しえない例えば焼結合金のごとき多
孔性板曲が接設され、また中央中空sa9には金属水素
化物oeが充填されている。な詔多孔性板(IIは外周
がヒートパイプの内容に接触しているが、これとは異な
り開口四を閉鎖するだけの小径の円板でもよい。更に多
孔性板αlの代りに開閉弁aηと開口(至)との間の水
素出入導管に水素は通過しうるが金属水素化物は通過し
ぇrlい多孔性板状体を設置したものもこの発明に含ま
れる。これらの容器も、該多孔板によって水素化金属の
系外への飛散が防止される。
次にこの発明の金属水素化物蓄熱装置を図面によって説
明する。IJ5図は、前記tJ1図、第2図を示した金
属水素化物容器の3台を用いた金属水硫化物蓄熱装置の
一実施例の内部構造を説明する部分断面を含む斜視図で
ある。 ゛ 金属水素化物容器(21λ、21b、21C)は、1本
づつミ断熱本体(2)横面に水平に並設した凹条(23
8゜23b、23りへ挿入される。またこの凹条と金属
水素化物容器との間には断熱材が充填され、次いで断熱
本体の断熱蓋体でふたがなされる。一方断熱本体四には
、内部に熱媒が充填された熱交換器(財)が接設されて
いる。この熱交換器I2aの断熱本体−″・側着面には
各凹条に対応してそれぞれ切欠きが扮けられており、凹
条に金属尿素化物容器iそのに交換部(30λ、aob
、aoc)が熱交換器■中に突出するように挿入し、シ
ール部材(25a、25b、25c)でシールされる。
もちろん熱交換器(財)には更にシール材を介して側蓋
が装着される(図示せず)。また金属水素化物容器(2
11,21b、21C)は結合部(27a、27b、2
7C)で水素分配器■に連結され更に水素分配器(ハ)
は水素貯蔵槽(2)に導管で連結される。
また(29λ、29b)は熱交換器(財)の熱媒出入口
である。
次にこの蓄熱装置の作動方法を説明する。
例えば太陽熱を集熱した熱媒が(29b)の熱線入口か
ら熱交換器@に導かれ、その熱によって金属水素化物容
器の熱交換器内への突出した熱交換部(30i、30b
、30c)を加熱することによって金属水素化物容器(
21a、21b、21c)内の金属水素化物を加熱して
脱水素化させる。発生した水素ガスを開閉弁(26m、
26b、26c、26d)を開いて水素貯蔵槽(支)に
導き貯蔵する。次いで蓄熱した熱を利用したときは、開
閉弁(26@、26b、26c、26d)を開いて水素
ガスを金属水素化物容器(21λ、21b、21C)に
導き、前記の熱交換時に脱水素して金属又は合金に変換
した蓄熱材と水素とを反応させ発生した熱を金属水素化
物容器の突出端(301,30b、30C)を通じて熱
媒に伝達し、この熱媒によって冷暖房や給湯用などの用
途に利用される。
そしてこの蓄熱装置は次のような利点を有する。
(1)前記のようなヒートパイプを用いているので顕熱
としての損失が少ない。また金属水素化物容器の数を増
減することによって蓄熱装置自体の容量を簡単に変える
ことができる。また複数個の金属水素化物容器を用いて
いるので1台の蓄熱装置で、該容器の数に対応する段階
の容量で稼動させることができる。更に各金属水素化物
容器はそれぞれ他の容器とは独立して取換えることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図並びに第3図と184図はそれぞれ、こ
の発明の金属水素化物蓄熱装置に用いられる金属水素化
物容器の2実施例の縦断面と横断面図、第5図はこの発
明の金属水素化物蓄熱装置の一実施例の内部構造を説明
する部分断面を含む斜視図である。 (1)及びαF・・ドーナツ形ヒートパイプの外管、(
2)及び(2)・・・ドーナツ形ヒートパイプの内管、
(3)及びf13・・・ドーナツ形ヒートパイプのウィ
ック、(”14b)及び(14a、14b)・・・閉鎖
板、(51及び(至)・・・ドーナツ形ヒートパイプの
中央中空部、(6)及びa@−・・金属水素化物、(7
)、α?) 、(26a、26b、26c、26d) 
・=開閉弁、(8)及び(糧・・・水素出入導管、(9
)・・・管状区画体、aト・板吠区幽体、(2)・・・
水素出入導管の開口、(21゜&21b、21C)・・
・金属水素化物容器、@・・・断熱本体、!(23a、
23b、23C)−・・凹条、(財)・・・熱交換器、
(25m 。 、25b、25C)−・・シール部材、(27m、27
b、27C) −・・結、1合部、(支)・・・水素ガ
ス分配器、(至)・・・水素貯蔵槽及び(30m、30
b、30C)・・・金属水素化物容器の熱交換部。 手続補正書(自発) 昭和56年4り月’30日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和56都特許願第145601号 2、la@04称 金属水素化物蓄熱装置 3、補正をする者 事件との関係       出願人 5、補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 ドーナツ形ヒートパイプの中央中空部に金属水素
    化物を充填し、その中央中空部の両端中央開口を閉鎖部
    材で閉鎖し、その閉鎖部材には開閉弁を有する水素出入
    導管を、水素は通過しうるが金属水素化物を通過しえな
    い区画体を介して、ヒートパイプ中央中空部に通じるよ
    う設置してなる複数個の金属水素化物容器と、直方体状
    でそのひとつの側面にこれらの金属水素化物容器をそれ
    ぞれ挿入支持できる横凹条を並設してなる断熱本体と、
    これらの横凹条の開口に対する断熱蓋体と、断熱本体及
    び断熱蓋体に付設され、各金属水素化物容器の熱交換部
    を内部の熱媒と接触させた熱交換器と、各金属水素化物
    容器の水素出入部に連結された水素ガス分配器と水素ガ
    ス貯蔵槽とを備えてなる金属水素化物蓄熱装置。
JP56145601A 1981-09-17 1981-09-17 金属水素化物蓄熱装置 Expired JPS5925955B2 (ja)

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US06/681,504 US4548044A (en) 1981-09-17 1984-12-14 Metal hydride container and metal hydride heat storage system

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US5469913A (en) * 1992-12-18 1995-11-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vehicle using hydrogen absorbing alloys
JP2019190671A (ja) * 2018-04-18 2019-10-31 株式会社豊田中央研究所 化学蓄熱反応器
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