JPS59125367A - 携帯用冷却装置 - Google Patents
携帯用冷却装置Info
- Publication number
- JPS59125367A JPS59125367A JP23024682A JP23024682A JPS59125367A JP S59125367 A JPS59125367 A JP S59125367A JP 23024682 A JP23024682 A JP 23024682A JP 23024682 A JP23024682 A JP 23024682A JP S59125367 A JPS59125367 A JP S59125367A
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- JP
- Japan
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- hydrogen gas
- hydrogen
- pressure
- combustor
- heat
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、金属水素化物を利用した携帯用冷却装置に関
するものである。
するものである。
（従来例の構成とその問題点）
従来、多くの金属（主に合金）は水素を吸蔵し金属水素
化物を作ることが知られている。この場合、金属の単位
重量当シ、よシ多くの水素を吸蔵し、使用環境温度で可
逆的にその水素を放出する。
化物を作ることが知られている。この場合、金属の単位
重量当シ、よシ多くの水素を吸蔵し、使用環境温度で可
逆的にその水素を放出する。
寸だ金属水素化物から水素を放下する過程は吸熱反応で
あることも公知である。たとえば、米国特許明細書筒
３０７５３６１ 号フィリップ リザーチレポーツ
サップルメント（Ｐｈ１ｌｉｐｓ Ｒｅ５ｅａｒｃｈＲ
ｅｐｏｒｔｓ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓ ）第１号（１
９７Ｇ ）などの文献から、金属水素化物から水素ガス
を大気圧中に放出させると容易に金属水素化物が冷却す
ることも知られている。この金属水素化物から水素ガス
を放出させる時の吸熱量を携帯用の冷熱源として利用し
ようとする時に、大気圧中に放出させろ水素ガスが安全
上の点から問題となる。また高温で燃焼させることも取
り扱いの上で危険性を伴なう。さらに、ガス貯蔵用容器
に水素ガスを貯えると非常に大型となり実用的でない。
あることも公知である。たとえば、米国特許明細書筒
３０７５３６１ 号フィリップ リザーチレポーツ
サップルメント（Ｐｈ１ｌｉｐｓ Ｒｅ５ｅａｒｃｈＲ
ｅｐｏｒｔｓ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓ ）第１号（１
９７Ｇ ）などの文献から、金属水素化物から水素ガス
を大気圧中に放出させると容易に金属水素化物が冷却す
ることも知られている。この金属水素化物から水素ガス
を放出させる時の吸熱量を携帯用の冷熱源として利用し
ようとする時に、大気圧中に放出させろ水素ガスが安全
上の点から問題となる。また高温で燃焼させることも取
り扱いの上で危険性を伴なう。さらに、ガス貯蔵用容器
に水素ガスを貯えると非常に大型となり実用的でない。
この冷熱源を利用する装置Δで大気圧中に放出する水素
ガスの取り扱いか重要な課題となっている。
ガスの取り扱いか重要な課題となっている。
（発明の目的）
本発明の目的は、金属水素化物から水素が放出されると
きの吸熱量に着目してこの吸熱作用を利用した冷却装置
を作るもので、水素に酸化触媒を用いて低温酸化させる
ことで、取９扱い容易な安全性の高い実用的な携帯用冷
却装置を作ることであるＯ （発明の構成） 本発明の構成は、着脱可能な断熱性の蓋を有する断熱容
器内に取り付けた熱交換器付耐圧容器内に、常温で水素
解離気圧が１気圧以上の金属水素化物を水素ガスと共に
加圧密封し、バルブを介して酸化触媒付燃焼器が連通さ
れ、金属水素化物から放出する水素ガスを前記酸化触媒
側燃焼器でＡＪｊ媒燃焼させながら金属水素化物から水
素ガスが放出される時に発生する吸熱量を冷熱源とする
携帯用冷却装置を従業するものである。さらにバルブを
介して熱交換器付耐圧容器と酸化触媒側燃焼器とが連通
した所に水素がスの供給口に着脱用能な接続器具を設け
、水素ガスの供給後に脱離自在にできる構造とした携帯
用冷却装置である。
きの吸熱量に着目してこの吸熱作用を利用した冷却装置
を作るもので、水素に酸化触媒を用いて低温酸化させる
ことで、取９扱い容易な安全性の高い実用的な携帯用冷
却装置を作ることであるＯ （発明の構成） 本発明の構成は、着脱可能な断熱性の蓋を有する断熱容
器内に取り付けた熱交換器付耐圧容器内に、常温で水素
解離気圧が１気圧以上の金属水素化物を水素ガスと共に
加圧密封し、バルブを介して酸化触媒付燃焼器が連通さ
れ、金属水素化物から放出する水素ガスを前記酸化触媒
側燃焼器でＡＪｊ媒燃焼させながら金属水素化物から水
素ガスが放出される時に発生する吸熱量を冷熱源とする
携帯用冷却装置を従業するものである。さらにバルブを
介して熱交換器付耐圧容器と酸化触媒側燃焼器とが連通
した所に水素がスの供給口に着脱用能な接続器具を設け
、水素ガスの供給後に脱離自在にできる構造とした携帯
用冷却装置である。
（実施例の説明）
金属水素化物による吸熱反応はつぎに示すとおり
放出（吸熱）
［ＭＨ］ ＋ΔＨ，［Ｍ］ ＋ ’ＡＨ２金属水素
化物 熱量 吸収（発熱）金属 水素ガスであり、多
くの金属水素化物が開発されている。
化物 熱量 吸収（発熱）金属 水素ガスであり、多
くの金属水素化物が開発されている。
たとえばＦｅＴｉ 、 ＬａＮｉ５ 、 ＭｍＮｉ５（
Ｍｍ ：ミ、ンユメタル）、ＴｉＭｎ系などで、また逆
の過程は発熱反応である。
Ｍｍ ：ミ、ンユメタル）、ＴｉＭｎ系などで、また逆
の過程は発熱反応である。
本発明に利用する金属水素化物の特性の一例としてＴｉ
Ｍｎ１５−Ｈｘ について説明する。第１図に水素貯
蔵量（金属原子と水素原子の比（Ｈ／ＩｖＩ））と水素
解離圧力の関係を示す。第１図に示すように水素貯蔵ｉ
ｉｒ、 （Ｈ／Ｍ ）の比較的広い範囲でＴ ｉ Ｍｎ
１．５−Ｍｘの水素解離圧力は事実上はぼ一定値の均
衡状態となり、この均衡圧力によシ高い水素圧力を印加
すると水素ガスは水素成分の多い金属水素化物ができる
まで吸収される。また、容器内圧力を下げると水素がヌ
は温度が一定ならば均衡圧力にそって放出し水素貯蔵量
が減少し枯渇状態近く々るとその均衡圧力は急激に低下
する。このように金属水素化物は平衡圧力を下げること
により水素放出過程となシ、この時吸熱反応がおこる。
Ｍｎ１５−Ｈｘ について説明する。第１図に水素貯
蔵量（金属原子と水素原子の比（Ｈ／ＩｖＩ））と水素
解離圧力の関係を示す。第１図に示すように水素貯蔵ｉ
ｉｒ、 （Ｈ／Ｍ ）の比較的広い範囲でＴ ｉ Ｍｎ
１．５−Ｍｘの水素解離圧力は事実上はぼ一定値の均
衡状態となり、この均衡圧力によシ高い水素圧力を印加
すると水素ガスは水素成分の多い金属水素化物ができる
まで吸収される。また、容器内圧力を下げると水素がヌ
は温度が一定ならば均衡圧力にそって放出し水素貯蔵量
が減少し枯渇状態近く々るとその均衡圧力は急激に低下
する。このように金属水素化物は平衡圧力を下げること
により水素放出過程となシ、この時吸熱反応がおこる。
この吸熱量は金属水素化物の種類によって異なるが、Ｔ
ｉＭｎ１５−Ｈｘでは約７．０ Ｋｃａｌ／ｒｎｏ ｌ
Ｈ２の吸熱量がちる。この吸熱量を有効に利用し、し
かも安全性を高め取シ扱い容易外冷却装置である。
ｉＭｎ１５−Ｈｘでは約７．０ Ｋｃａｌ／ｒｎｏ ｌ
Ｈ２の吸熱量がちる。この吸熱量を有効に利用し、し
かも安全性を高め取シ扱い容易外冷却装置である。
第２図、鵠７３図に本発明による冷却装置の一実／ｌＩ
！１．例を示す。第２図において、熱交換器１（アルミ
ニウム製フィン付）を装着した耐圧容器２の中に一定量
のＴ ｉ Ｍｎ ｔ ５合金を入れ、３方パルズ３を介
して酸化触媒燃焼器４と連通し、また３方バルブ３の他
方側は水素供給口へっなが９、水素供給配管５に着脱自
在のコネクタを取シ伺け、高圧水素ボンベよシ約３０気
圧の水素ガスをＴｉＮＩｎ＋、５を内蔵した耐圧容器２
に印加して水素を吸蔵させる。水素の収蔵が完了すると
コネクタ６から本体を離脱させる。このコネクタ６は配
管を脱離させると「閉・」の状態となシ水素ガスの流れ
を停止する構造であるから容易に離脱させて移動するこ
とができる。ついで第３図に示すような断熱容器７内に
装着する。この断熱容器７には着脱可能な断熱性の蓋８
を有し、冷却器本体の紹み込み、取り出しが容易にでき
る構造となっている。冷却器本体の熱交換器付耐圧容器
内には常温で１気圧以上の水素Ｍ静圧力を持っている金
属水素化物が内蔵しであるので、装着が完了したところ
でバルブ３を開くと耐圧容器２内から水素ガスが放出し
、水素解離圧力が下がると共に周囲から熱を吸収するの
で庫室９内の温度を下げると同時に、燃焼器の酸化触媒
反応で水素ガスは直ちに水に酸化され、水蒸気となって
大気中に放出される。また水素ガスが逆流しなめように
逆止弁を設けるとさらに安全性は高まる。つぎに冷却効
果を調べるため、まず、耐圧容器内にＴｌＭｎ１５合金
をｌ ｋｇ入れ、水素ガスを３０気圧で印加した後この
冷却器本体を断熱性容器（内容積約４０１）に取っ付け
、バルブを開いて水素ガスを放出させ、この水素ガスを
燃焼器で触媒によって低温酸化させ、生成した水分を大
気中に排出させた。この時の燃焼器は多孔性のセラミ、
クスに白金触媒、酸化金属触媒を添加したものを燃焼器
の先端に用いた。ＴｉＭｎ ｔｓ−Ｈｘの吸熱量は約７
Ｋｃ１１ｔ／ ｍｏ Ｉ Ｈ２であり、理論的にはＴ
］ Ｍｎ ｔ ５−Ｈｘの利用できる水素量は１．５
ｗ％であるからとなる。したがって、１ｋｇ当りの吸熱
量として５２．５Ｋ（Ｉｌｌが得られると２になる。し
かし、温度低下による水素利用効率、熱損失などを考慮
すると、実際に利用できる熱量は約３５Ｋｍ程度となる
。
！１．例を示す。第２図において、熱交換器１（アルミ
ニウム製フィン付）を装着した耐圧容器２の中に一定量
のＴ ｉ Ｍｎ ｔ ５合金を入れ、３方パルズ３を介
して酸化触媒燃焼器４と連通し、また３方バルブ３の他
方側は水素供給口へっなが９、水素供給配管５に着脱自
在のコネクタを取シ伺け、高圧水素ボンベよシ約３０気
圧の水素ガスをＴｉＮＩｎ＋、５を内蔵した耐圧容器２
に印加して水素を吸蔵させる。水素の収蔵が完了すると
コネクタ６から本体を離脱させる。このコネクタ６は配
管を脱離させると「閉・」の状態となシ水素ガスの流れ
を停止する構造であるから容易に離脱させて移動するこ
とができる。ついで第３図に示すような断熱容器７内に
装着する。この断熱容器７には着脱可能な断熱性の蓋８
を有し、冷却器本体の紹み込み、取り出しが容易にでき
る構造となっている。冷却器本体の熱交換器付耐圧容器
内には常温で１気圧以上の水素Ｍ静圧力を持っている金
属水素化物が内蔵しであるので、装着が完了したところ
でバルブ３を開くと耐圧容器２内から水素ガスが放出し
、水素解離圧力が下がると共に周囲から熱を吸収するの
で庫室９内の温度を下げると同時に、燃焼器の酸化触媒
反応で水素ガスは直ちに水に酸化され、水蒸気となって
大気中に放出される。また水素ガスが逆流しなめように
逆止弁を設けるとさらに安全性は高まる。つぎに冷却効
果を調べるため、まず、耐圧容器内にＴｌＭｎ１５合金
をｌ ｋｇ入れ、水素ガスを３０気圧で印加した後この
冷却器本体を断熱性容器（内容積約４０１）に取っ付け
、バルブを開いて水素ガスを放出させ、この水素ガスを
燃焼器で触媒によって低温酸化させ、生成した水分を大
気中に排出させた。この時の燃焼器は多孔性のセラミ、
クスに白金触媒、酸化金属触媒を添加したものを燃焼器
の先端に用いた。ＴｉＭｎ ｔｓ−Ｈｘの吸熱量は約７
Ｋｃ１１ｔ／ ｍｏ Ｉ Ｈ２であり、理論的にはＴ
］ Ｍｎ ｔ ５−Ｈｘの利用できる水素量は１．５
ｗ％であるからとなる。したがって、１ｋｇ当りの吸熱
量として５２．５Ｋ（Ｉｌｌが得られると２になる。し
かし、温度低下による水素利用効率、熱損失などを考慮
すると、実際に利用できる熱量は約３５Ｋｍ程度となる
。
今、ＴｌＭｎ１５−ＨＸの熱容量、銅製の耐圧容器の熱
容量を計算すると、０．１１ （比熱）ｘｌｋｇ（重量
）＋０．０９（比熱）ｘｏ、ｓｋｇ（重量） ＝ ０．
５６ Ｋｍ／℃、また内容物を仮に水（１１）と考える
と１，０Ｋａ１ｔ／℃、合計すると１℃冷却するのにｉ
、５６に＊の熱量が必要となる。温度２５℃の庫内を冷
却すると、大体３℃まで冷却することができる。実際に
は熱交換器の表面では０℃以下の温度まで冷却されてい
ることが観、測された。冷却速度は水素の放出速度にも
よるが、ＴｉＭｎ１５−Ｈｘの場合は５分以内に数℃ま
で冷却することができる。ある一定時間冷却した状態で
使用した後、内部温度が上昇し、再利用するときには再
度冷却器本体を断熱容器内から取り出し、第２図のよう
にコネクタで水素配管を接続し、水素供給口から水素ガ
スを印加して水素ガスをＴｉＭｎ １ｓ−Ｈｘに吸蔵さ
せる。この時水素吸蔵熱で発熱するので外部に自然放熱
または強制空冷などで放熱させる。水素ガスを完全に吸
蔵させると再度、断熱容器内に装着し、冷却器２置とし
て利用する。
容量を計算すると、０．１１ （比熱）ｘｌｋｇ（重量
）＋０．０９（比熱）ｘｏ、ｓｋｇ（重量） ＝ ０．
５６ Ｋｍ／℃、また内容物を仮に水（１１）と考える
と１，０Ｋａ１ｔ／℃、合計すると１℃冷却するのにｉ
、５６に＊の熱量が必要となる。温度２５℃の庫内を冷
却すると、大体３℃まで冷却することができる。実際に
は熱交換器の表面では０℃以下の温度まで冷却されてい
ることが観、測された。冷却速度は水素の放出速度にも
よるが、ＴｉＭｎ１５−Ｈｘの場合は５分以内に数℃ま
で冷却することができる。ある一定時間冷却した状態で
使用した後、内部温度が上昇し、再利用するときには再
度冷却器本体を断熱容器内から取り出し、第２図のよう
にコネクタで水素配管を接続し、水素供給口から水素ガ
スを印加して水素ガスをＴｉＭｎ １ｓ−Ｈｘに吸蔵さ
せる。この時水素吸蔵熱で発熱するので外部に自然放熱
または強制空冷などで放熱させる。水素ガスを完全に吸
蔵させると再度、断熱容器内に装着し、冷却器２置とし
て利用する。
また、酸化触媒付燃焼器の表面温度も高温時で約１５０
℃まで上昇したが、水素放出量の減少と共に１００℃以
下まで低下し、安全に酸化反応を持続する。さらには、
パルプを介して熱交換器付耐圧容器と酸化触媒付燃焼器
とが連通した型で取シ出し、水素ガスの供給口に着脱可
能なコネクタを介して水素ガスの供給後に脱離自在にで
きる。金属水素化物としては今Ｔ ｓ Ｍｎ １．５−
Ｈｘを用いたが、Ｔ１やＭｎに対して置換しうる他の元
素、たとえばＺｒ。
℃まで上昇したが、水素放出量の減少と共に１００℃以
下まで低下し、安全に酸化反応を持続する。さらには、
パルプを介して熱交換器付耐圧容器と酸化触媒付燃焼器
とが連通した型で取シ出し、水素ガスの供給口に着脱可
能なコネクタを介して水素ガスの供給後に脱離自在にで
きる。金属水素化物としては今Ｔ ｓ Ｍｎ １．５−
Ｈｘを用いたが、Ｔ１やＭｎに対して置換しうる他の元
素、たとえばＺｒ。
Ｃｒ 、 Ｖ 、 Ｆｅ 、 Ｃｏ 、 Ｍｏなどが添
加された元素についても利用できる。とくに水素放出速
度の早いＴｉ 、 Ｍｎ系が最適であシ、急速に冷却で
きる点で他の合金よシ優れている。
加された元素についても利用できる。とくに水素放出速
度の早いＴｉ 、 Ｍｎ系が最適であシ、急速に冷却で
きる点で他の合金よシ優れている。
（発明の効果）
以上のように本発明の冷却装置によれば、冷熱の貯蔵が
金属水素化物の形態であるために安全で、しかも安定し
た型で長期間保存が可能である。したがって、常時冷却
しておく必要がないので、冷却のためのランニングコヌ
トが非常に安価につき、しかも必要に応じて直ちにいつ
でも冷却することができる。一方水素ガスのままでは排
出しないので、低温で触媒酸化させると共に冷却機能が
得られることで、安全性の高い冷却装置を得ることがで
きる。これらの点から実用的価値が大きい。
金属水素化物の形態であるために安全で、しかも安定し
た型で長期間保存が可能である。したがって、常時冷却
しておく必要がないので、冷却のためのランニングコヌ
トが非常に安価につき、しかも必要に応じて直ちにいつ
でも冷却することができる。一方水素ガスのままでは排
出しないので、低温で触媒酸化させると共に冷却機能が
得られることで、安全性の高い冷却装置を得ることがで
きる。これらの点から実用的価値が大きい。
第１図はＴ’ ＩＭｎ １．５−Ｈｘの水素貯蔵量と水
素解離圧力の関係を示す図、第２図は水素ガス吸蔵の構
成図、第３図は熱交換器付耐熱容器装着の冷却装置を示
す図である。 １、・・・熱交換器、２・・・耐圧容器、３・・３方パ
ルプ、４・・・酸化触媒燃焼器、５・・・水素供給配管
、６・・・コネクタ、７・・・断熱容器、８・・・蓋、
９・・・庫室。 第１図 蛮Ａ斤、手を木先患徊毘ｆＨ／Ｍ ｌ 龜 第２図
素解離圧力の関係を示す図、第２図は水素ガス吸蔵の構
成図、第３図は熱交換器付耐熱容器装着の冷却装置を示
す図である。 １、・・・熱交換器、２・・・耐圧容器、３・・３方パ
ルプ、４・・・酸化触媒燃焼器、５・・・水素供給配管
、６・・・コネクタ、７・・・断熱容器、８・・・蓋、
９・・・庫室。 第１図 蛮Ａ斤、手を木先患徊毘ｆＨ／Ｍ ｌ 龜 第２図
Claims (3)
- （１）着脱可能な断熱性の蓋を有する断熱容器内に取り
付けた熱交換器付耐圧容器内に、常温で水累Ｍ離圧力が
１気圧以上の金属水素化物が水素ガスと共に加圧密封さ
れ、バルブを介して酸化触媒付燃焼器と連通し、金属水
素化物から放出する水素ガスが前記酸化触媒付燃焼器で
触媒燃焼しながら金属水素化物から水素ガスが放出され
る時に発生する吸熱量を冷熱源とすることを特徴とする
携帯用冷力１装置。 - （２）パルプを介して熱交換器付削正容器と酸化触媒付
燃焼器とが連通し、しかも水素ガスの供給口に着脱用能
な接続器具が設けられ、水素ガスの供給後に脱離が自在
にできるようにされたことを特徴とする特許請求゛の範
囲第（１）項記載の携帯用冷）ｅｌｌ装置。 - （３） 熱交換器付耐圧容器内に充てんする金属水素
化物がチタン、マンガンを少くとも含むチタン・マンガ
ン系合金であることを特徴とする特許＋！’Ｉ１１求の
範囲第（２）項記載の携帯用冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23024682A JPS59125367A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 携帯用冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23024682A JPS59125367A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 携帯用冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59125367A true JPS59125367A (ja) | 1984-07-19 |
| JPH039386B2 JPH039386B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=16904807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23024682A Granted JPS59125367A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 携帯用冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59125367A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148060A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-20 | シュツウディエンゲゼルシャフト・コール・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蓄熱、熱変換および冷温発生システムならびに方法 |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP23024682A patent/JPS59125367A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148060A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-20 | シュツウディエンゲゼルシャフト・コール・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蓄熱、熱変換および冷温発生システムならびに方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039386B2 (ja) | 1991-02-08 |
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