JPS591950B2 - 水素貯蔵金属を利用した熱交換器の構造 - Google Patents
水素貯蔵金属を利用した熱交換器の構造Info
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- JPS591950B2 JPS591950B2 JP55098655A JP9865580A JPS591950B2 JP S591950 B2 JPS591950 B2 JP S591950B2 JP 55098655 A JP55098655 A JP 55098655A JP 9865580 A JP9865580 A JP 9865580A JP S591950 B2 JPS591950 B2 JP S591950B2
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- heat exchanger
- hydrogen gas
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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
- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、水素貯蔵金属の水素吸蔵及び脱蔵の際の生
成熱を利用した熱交換器の構造に関する。
成熱を利用した熱交換器の構造に関する。
一般に水素貯蔵金属と称する。ランタニド（Ｌａｎｔｈ
ａｎｉｄｅ、希土類）アクチニド（Ａｃｔｉｎｉｄｅ）
元素を含めて、周期律表第３〜第５周期の遷移金属元素
、又はそれらの元素を含む合金例え、ばＴｉＦｅ等は、
ある温度、圧力条件のもとで大量の水素ガスを吸蔵して
金属水素化物を作り易く、又水素吸収過程では発熱し、
別のある濁度、圧力条件のもとで水素を脱蔵し、その過
程では吸熱することが知られている。
ａｎｉｄｅ、希土類）アクチニド（Ａｃｔｉｎｉｄｅ）
元素を含めて、周期律表第３〜第５周期の遷移金属元素
、又はそれらの元素を含む合金例え、ばＴｉＦｅ等は、
ある温度、圧力条件のもとで大量の水素ガスを吸蔵して
金属水素化物を作り易く、又水素吸収過程では発熱し、
別のある濁度、圧力条件のもとで水素を脱蔵し、その過
程では吸熱することが知られている。
水素貯蔵金属の上述の特性を利用することにより、水素
貯蔵金属を蓄熱体に使つて、太陽熱や風力等の自然エネ
ルギーや工場廃熱等を外部から供給して蓄熱し、必要に
応じて熱を取出して利用する冷暖房システム等の開発が
最近国内外で活発に行なわれている。
貯蔵金属を蓄熱体に使つて、太陽熱や風力等の自然エネ
ルギーや工場廃熱等を外部から供給して蓄熱し、必要に
応じて熱を取出して利用する冷暖房システム等の開発が
最近国内外で活発に行なわれている。
水素貯蔵金属を保持して、これに水素ガスを接触せしめ
て水素を吸蔵させ、金属水素化物の形で水素を貯蔵し、
必要に応じて水素を脱蔵させ、水素の吸蔵、脱蔵の際発
生する反応熱を取出して利用する熱交換器は反応槽とも
言われる。
て水素を吸蔵させ、金属水素化物の形で水素を貯蔵し、
必要に応じて水素を脱蔵させ、水素の吸蔵、脱蔵の際発
生する反応熱を取出して利用する熱交換器は反応槽とも
言われる。
この熱交換器は上記目的に対して、水素貯蔵金属の粒子
を保持するスペースと、適度の通気性を有する壁を介し
てこれに隣接する水素ガス保持スペースと、反応熱（冷
熱を含む）を取出すために水素貯蔵金属保持スペース内
に又はこれに接して設けた熱交換管又は熱交換面とを有
し、水素の吸蔵説破時の反応熱は上記熱交換管又は熱交
換面を介して熱交換流体により供給又は回収される。従
来、この熱交換器における水素貯蔵金属の保持方法とし
ては、金属製の網で作つた容器中に収容して保持し、水
素の吸蔵，脱蔵に伴う該金属の膨脹、収縮に対しては、
余裕空間を設けて吸収する方法が一般的であるが、この
方法では金属を熱交換面に常に適当な押圧力で接触保持
することが出来ず熱交換効率が悪くなり、又水素ガスの
金属表面への供給が不均一になり反応が一様に行なわれ
ない可能性が生ずる。
を保持するスペースと、適度の通気性を有する壁を介し
てこれに隣接する水素ガス保持スペースと、反応熱（冷
熱を含む）を取出すために水素貯蔵金属保持スペース内
に又はこれに接して設けた熱交換管又は熱交換面とを有
し、水素の吸蔵説破時の反応熱は上記熱交換管又は熱交
換面を介して熱交換流体により供給又は回収される。従
来、この熱交換器における水素貯蔵金属の保持方法とし
ては、金属製の網で作つた容器中に収容して保持し、水
素の吸蔵，脱蔵に伴う該金属の膨脹、収縮に対しては、
余裕空間を設けて吸収する方法が一般的であるが、この
方法では金属を熱交換面に常に適当な押圧力で接触保持
することが出来ず熱交換効率が悪くなり、又水素ガスの
金属表面への供給が不均一になり反応が一様に行なわれ
ない可能性が生ずる。
これらの欠点を回避するために余裕空間を設けることを
止めた場合は、該金属が膨脹した際、熱交換器の構造部
材に過大な応力を生ずると言う悪影響がある。上述の諸
問題は、この装置を実用規模に迄大型化する場合には、
経済性、構造強度等の面からゆるがせに出来ない問題と
なる。
止めた場合は、該金属が膨脹した際、熱交換器の構造部
材に過大な応力を生ずると言う悪影響がある。上述の諸
問題は、この装置を実用規模に迄大型化する場合には、
経済性、構造強度等の面からゆるがせに出来ない問題と
なる。
本発明は、従来の水素貯蔵金属を利用した熱交換器の上
述の欠点を解消した、微粉化した該金属の飛散が防止さ
れ、金属の蓄熱時の膨脹による構造強度への影響がなく
、かつ熱交換効率の艮好な Ｚ熱交換器の構造を提供す
ることを目的とする。
述の欠点を解消した、微粉化した該金属の飛散が防止さ
れ、金属の蓄熱時の膨脹による構造強度への影響がなく
、かつ熱交換効率の艮好な Ｚ熱交換器の構造を提供す
ることを目的とする。
以下この発明を、その実施例を示す図面にもとずいて詳
細に説明する。この実施例の熱交換器は、第１図に示す
如く、水素ガスを保持する耐圧殼１と、その内部に分離
可能に設置された熱交換部２Ｃとより構成されている。
圧力容器１は、圧力容器の通例に従い、円筒状胴部と欠
球面状鏡板部とを一体に接続して成る本体１１と、同じ
く欠球面状鏡板部と短かい円筒部より成る蓋１２により
構成され、これらはそれぞれに設けられたフランジ１３
，１４をボルト１５により気密に接続し一体の圧力容器
とされる。圧力容器本体１１内面下部には、熱交換部２
を取付けるためり台１６が設けられている。又、蓋１２
の鏡板には水素ガス管接手１７、熱交換流体流入管接千
１８、同流出管接，−手１９が設けられて訃り、水素ガ
ス管接手１７は圧力容器１の外側に水素ガス管を、熱交
換流体流入管接手、同流出管接手は内外両側に熱交換流
体管を接続することができるようになつている。熱交換
部２は、第２図に示す如く、適度の通気・性と構造強度
とを有する材料で６つの面を形成された長方形の容器２
１と、該容器壁体２１の内面全体に適度の厚さに張り詰
められた保温材２２と、保温材２２の内面に囲繞された
空間２３内に配設され両端が前記の箱２１の外側に開口
する熱交換管２４と、前記空間２３の熱交換管２４以外
の部分に余裕空間を残すことなく充填された水素貯蔵金
属の粒子２５とにより構成されている。壁体２１は例え
ばステンレスの型材で作つた枠にステンレス焼結金網を
張つて構成するのが適当である。
細に説明する。この実施例の熱交換器は、第１図に示す
如く、水素ガスを保持する耐圧殼１と、その内部に分離
可能に設置された熱交換部２Ｃとより構成されている。
圧力容器１は、圧力容器の通例に従い、円筒状胴部と欠
球面状鏡板部とを一体に接続して成る本体１１と、同じ
く欠球面状鏡板部と短かい円筒部より成る蓋１２により
構成され、これらはそれぞれに設けられたフランジ１３
，１４をボルト１５により気密に接続し一体の圧力容器
とされる。圧力容器本体１１内面下部には、熱交換部２
を取付けるためり台１６が設けられている。又、蓋１２
の鏡板には水素ガス管接手１７、熱交換流体流入管接千
１８、同流出管接，−手１９が設けられて訃り、水素ガ
ス管接手１７は圧力容器１の外側に水素ガス管を、熱交
換流体流入管接手、同流出管接手は内外両側に熱交換流
体管を接続することができるようになつている。熱交換
部２は、第２図に示す如く、適度の通気・性と構造強度
とを有する材料で６つの面を形成された長方形の容器２
１と、該容器壁体２１の内面全体に適度の厚さに張り詰
められた保温材２２と、保温材２２の内面に囲繞された
空間２３内に配設され両端が前記の箱２１の外側に開口
する熱交換管２４と、前記空間２３の熱交換管２４以外
の部分に余裕空間を残すことなく充填された水素貯蔵金
属の粒子２５とにより構成されている。壁体２１は例え
ばステンレスの型材で作つた枠にステンレス焼結金網を
張つて構成するのが適当である。
保温材２２ぱ適度の保温性、通気性及び体積弾性を有す
る材料例えはマグネンウムフエルトやグラスウール等が
適当である。又、熱交換用流体として水を使用する場合
は熱交換管２４の材質としては、熱伝導率は高く耐水性
及び耐水素性のある銅管等が適当である。熱交換管２４
は、並行に複数本設けられた直管部２４ａをＵターン部
２４ｂで直列に連結して一本の管とし、空間２３内に偏
ることなく配設され、両端は容器２１の外側に開口し、
管接手を有する。
る材料例えはマグネンウムフエルトやグラスウール等が
適当である。又、熱交換用流体として水を使用する場合
は熱交換管２４の材質としては、熱伝導率は高く耐水性
及び耐水素性のある銅管等が適当である。熱交換管２４
は、並行に複数本設けられた直管部２４ａをＵターン部
２４ｂで直列に連結して一本の管とし、空間２３内に偏
ることなく配設され、両端は容器２１の外側に開口し、
管接手を有する。
熱交換部２は耐圧殼１と別個に製作された後、蓋１２を
取外した圧力容器本体１１内の取付台１６にボルト、ナ
ツト等の取付手段により分離可能に据付けられる。熱交
換部２の熱交換管２４の両端の管接手と、圧力容器の蓋
１２の熱交換流体流入管接手、同流出管接手の内側の接
手との間をそれぞれ可繞管３１，３２で連結した後、蓋
１２を圧力容器本体１１とフランジ１３，１４を合せて
ボルト１５により気密に結合する。蓋１２の外側に設け
られた水素ガス管接手、熱交換流体流入管接手、同流出
管接手にそれぞれ水素ガス管３３、熱交換流体流入管３
４及び同流出管３５を接続してこの装置の組立、配管が
完了する。この装置は以上の如く構成されているので、
水素貯蔵金属２５に熱を貯蔵させる場合は、外部熱源の
熱を熱交換流体、熱交換管を介して所定の温度、圧力条
件のもとで水素貯蔵金属に供給することにより、該金属
は水素ガスを放出し、水素ガスは通気性のある保温材２
２及び容器２１の壁体を形成する焼結ステンレス金網よ
り耐圧殼１内空間を通つて図示しないポンプにより圧力
容器１より別の水素ガス容器を回収する。
取外した圧力容器本体１１内の取付台１６にボルト、ナ
ツト等の取付手段により分離可能に据付けられる。熱交
換部２の熱交換管２４の両端の管接手と、圧力容器の蓋
１２の熱交換流体流入管接手、同流出管接手の内側の接
手との間をそれぞれ可繞管３１，３２で連結した後、蓋
１２を圧力容器本体１１とフランジ１３，１４を合せて
ボルト１５により気密に結合する。蓋１２の外側に設け
られた水素ガス管接手、熱交換流体流入管接手、同流出
管接手にそれぞれ水素ガス管３３、熱交換流体流入管３
４及び同流出管３５を接続してこの装置の組立、配管が
完了する。この装置は以上の如く構成されているので、
水素貯蔵金属２５に熱を貯蔵させる場合は、外部熱源の
熱を熱交換流体、熱交換管を介して所定の温度、圧力条
件のもとで水素貯蔵金属に供給することにより、該金属
は水素ガスを放出し、水素ガスは通気性のある保温材２
２及び容器２１の壁体を形成する焼結ステンレス金網よ
り耐圧殼１内空間を通つて図示しないポンプにより圧力
容器１より別の水素ガス容器を回収する。
次に熱を回収する場合は、上記と別の所定の温度、圧力
条件下で、水素ガス耐圧殼１内に水素ガスを供給し、熱
交換部２の容器壁体２１の金網の目及び通気性のある保
温材２２を通して水素貯蔵金属２５の層に水素ガスを流
入させると、水素ガスは水素貯蔵金属粒子２５の表面と
接触して吸蔵され、金属水素化物の形で貯蔵され、同時
に反応熱が発生する。
条件下で、水素ガス耐圧殼１内に水素ガスを供給し、熱
交換部２の容器壁体２１の金網の目及び通気性のある保
温材２２を通して水素貯蔵金属２５の層に水素ガスを流
入させると、水素ガスは水素貯蔵金属粒子２５の表面と
接触して吸蔵され、金属水素化物の形で貯蔵され、同時
に反応熱が発生する。
この反応熱は熱交換管２４の管壁を介して熱交換流体に
伝達され、図示しないポンプにより、熱交換流体を、暖
房装置等の熱交換器との間に循環させることにより、熱
を回収利用することが出来る。この装置においては、熱
交換部２内の空間２３内に保持された水素貯蔵金属の粒
子２５は目の細かい保温材２２及び金網及び金網によつ
て囲繞されているので、微粉化した金属の飛散を防ぐの
に役立つ。
伝達され、図示しないポンプにより、熱交換流体を、暖
房装置等の熱交換器との間に循環させることにより、熱
を回収利用することが出来る。この装置においては、熱
交換部２内の空間２３内に保持された水素貯蔵金属の粒
子２５は目の細かい保温材２２及び金網及び金網によつ
て囲繞されているので、微粉化した金属の飛散を防ぐの
に役立つ。
又、水素貯蔵金属粒子２５は適度の体積弾性を有する保
温材２２により包囲されているため、余裕空間が設けら
れていなくても、金属の蓄熱時の膨脹は保温材２２の体
積変化により弾性的に吸収され、熱交換部２の構造強度
部材に悪影響を与えることがないと同時に、水素貯蔵金
属粒子２５は常に適度の押圧力で熱交換管２４の表面圧
接保持され、熱交換効率をほマ一定の良好な状態に保つ
ことができる。
温材２２により包囲されているため、余裕空間が設けら
れていなくても、金属の蓄熱時の膨脹は保温材２２の体
積変化により弾性的に吸収され、熱交換部２の構造強度
部材に悪影響を与えることがないと同時に、水素貯蔵金
属粒子２５は常に適度の押圧力で熱交換管２４の表面圧
接保持され、熱交換効率をほマ一定の良好な状態に保つ
ことができる。
又、スペース２３内には余裕空間が残されていないため
、水素貯蔵金属粒子２５への水素ガスの供給が均一にな
り、各部の反応が均等に進み、全体としての効率が向上
する。
、水素貯蔵金属粒子２５への水素ガスの供給が均一にな
り、各部の反応が均等に進み、全体としての効率が向上
する。
さらに、水素貯蔵金属粒子２５は全周囲を艮好な保温性
を有する保温材２２で囲繞されているため、熱が他部に
漏洩することが防止され熱効率が良くなる。
を有する保温材２２で囲繞されているため、熱が他部に
漏洩することが防止され熱効率が良くなる。
又、熱交換部２を水素ガス保持用圧力容器１内に分離可
能に取付けられるようにしたため、熱交換部の製作、保
守点検が容易になる。
能に取付けられるようにしたため、熱交換部の製作、保
守点検が容易になる。
以上の如く、本発明によれば、水素貯蔵金属を利用した
熱交換器の熱効率、熱交換効率の向上、構造強度の維持
、微粉化した金属の飛散による損失防止が達成され、又
製作、保守点検が容易になるので、この熱交換器の大型
化、実用化に当つての問題が解決され、本熱交換器を使
つた自然エネルギー、工場廃熱等の有効利用の面で顕著
な効果が得られる。
熱交換器の熱効率、熱交換効率の向上、構造強度の維持
、微粉化した金属の飛散による損失防止が達成され、又
製作、保守点検が容易になるので、この熱交換器の大型
化、実用化に当つての問題が解決され、本熱交換器を使
つた自然エネルギー、工場廃熱等の有効利用の面で顕著
な効果が得られる。
第１図は本発明を適用した熱交換器の実施例の全体の断
面図、第２図はその熱交換部の詳細を示す一部断面を含
む斜視図である。 １・・・耐圧殼、２・・・熱交換部、２１・・・通気性
容器（壁体）、２２・・・保温材、２３・・・金属保持
空間、２４・・・熱交換管、２５・・・水素貯蔵金属。
面図、第２図はその熱交換部の詳細を示す一部断面を含
む斜視図である。 １・・・耐圧殼、２・・・熱交換部、２１・・・通気性
容器（壁体）、２２・・・保温材、２３・・・金属保持
空間、２４・・・熱交換管、２５・・・水素貯蔵金属。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素貯蔵金属を保持し、該金属に水素ガスを接触さ
せて水素を吸蔵させ、必要に応じて水素を脱蔵させると
ともに、該金属が水素を吸蔵、脱蔵する際に発生する熱
を、熱交換用流体との間に熱交換を行つて回収する熱交
換器において、水素ガスを保持する耐圧殻と、その内部
に設けられた熱交換部とを有し、該熱交換部は適度の通
気性と強度を有する材料で壁体を形成された容器と、そ
の壁体の内面一面に貼り詰められた適度の保温性、通気
性及び体積弾性を有する保温材と、該保温材内面で囲繞
されて形成される空間内の配設された熱交換管と、前記
空間内に余裕空間を残すことなく充填された水素貯蔵金
属粒子とにより構成され、前記耐圧殻はこの熱交換器外
の水素ガス配管に、又前記熱交換管両端部は前記圧力容
器内に配設された管を介して熱交換機器外の熱交換流体
配管に、それぞれ接続されていることを特徴とする熱交
換器の構造。 ２ 上記の熱交換部が、上記の水素ガス保持用圧力容器
内に分離可能に取付けられるようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55098655A JPS591950B2 (ja) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | 水素貯蔵金属を利用した熱交換器の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55098655A JPS591950B2 (ja) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | 水素貯蔵金属を利用した熱交換器の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723796A JPS5723796A (en) | 1982-02-08 |
| JPS591950B2 true JPS591950B2 (ja) | 1984-01-14 |
Family
ID=14225518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55098655A Expired JPS591950B2 (ja) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | 水素貯蔵金属を利用した熱交換器の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591950B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6119153U (ja) * | 1984-07-09 | 1986-02-04 | 富士重工業株式会社 | 車両用油圧式緩衝装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59231393A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-26 | Kubota Ltd | 水素吸蔵・放出型熱交換器 |
| JPS60101398A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-06-05 | Nippon Kagaku Gijutsu Kk | 水素吸蔵容器 |
| JPS6136571A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-21 | Suzuki Motor Co Ltd | ２サイクルエンジンのリ−ドバルブ |
| AU587858B2 (en) * | 1985-09-30 | 1989-08-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotary compressor |
| JP4881523B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2012-02-22 | 株式会社加藤製作所 | クレーン装置の荷吊り用フック構造体 |
-
1980
- 1980-07-21 JP JP55098655A patent/JPS591950B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6119153U (ja) * | 1984-07-09 | 1986-02-04 | 富士重工業株式会社 | 車両用油圧式緩衝装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5723796A (en) | 1982-02-08 |
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