JPS591952B2 - 金属水素化物を利用した熱交換器の構造 - Google Patents
金属水素化物を利用した熱交換器の構造Info
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- JPS591952B2 JPS591952B2 JP55140519A JP14051980A JPS591952B2 JP S591952 B2 JPS591952 B2 JP S591952B2 JP 55140519 A JP55140519 A JP 55140519A JP 14051980 A JP14051980 A JP 14051980A JP S591952 B2 JPS591952 B2 JP S591952B2
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- Japan
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- hydrogen gas
- metal
- hydrogen
- distribution member
- gas distribution
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
-
- 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
- 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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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、金属水素化物の水素吸・脱蔵の際の生成熱
を利用した熱交換器の構造に関する。
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３〜１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、又水素吸蔵過程では発熱し、別
のある温度、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３〜１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、又水素吸蔵過程では発熱し、別
のある温度、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、金属
水素化物を蓄熱体に使つて、太陽熱、風力等の自然エネ
ルギーや工場廃熱等を外部より供給して蓄熱し、必要に
応じて熱を取出して冷暖房等に利用するシステムの開発
が最近内外で活発に行なわれている。
水素化物を蓄熱体に使つて、太陽熱、風力等の自然エネ
ルギーや工場廃熱等を外部より供給して蓄熱し、必要に
応じて熱を取出して冷暖房等に利用するシステムの開発
が最近内外で活発に行なわれている。
このシステムの中心となる金属水素化物を収蔵して、こ
れ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、水素の吸・脱蔵時の反応熱を取出し
て利用する熱交換器は反応槽とも云われる。
れ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、水素の吸・脱蔵時の反応熱を取出し
て利用する熱交換器は反応槽とも云われる。
この熱交換器には特に下記の事柄が要求される。印 金
属水素化物の体積に対する熱交換器内の水素ガス空間容
積が小さいこと。
属水素化物の体積に対する熱交換器内の水素ガス空間容
積が小さいこと。
フ （ロ）吸・脱蔵の繰返しにより微粉化する金属を熱
交換器外のシステム系へ飛散させない構造であること。
交換器外のシステム系へ飛散させない構造であること。
い 蓄放熱速度を速めるとともに、蓄放熱時の金属の温
度分布を均一にするために、熱交換面積が大きくかつ金
属層厚さが薄い構造であること。
度分布を均一にするために、熱交換面積が大きくかつ金
属層厚さが薄い構造であること。
さて、従来のこの目的の熱交換器の典型的な構造は、第
１図及び第２図に示す如く、銅等の金属管１の内部に余
裕空間を残して金属水素化物２を充填し、その管を横倒
しにすることによつて自然に出来る金属水素化物２の上
部の空間３を水素ガス通路に利用するとともに水素吸蔵
時の金属の膨脹の逃げに利用する。管１を熱交換流体の
流路４の中に横たえることにより、吸・脱蔵時の生成熱
は熱交換流体に伝達され外部に取出される。しかし、こ
の構造では、金属水素化物の体積の割に水素ガス空間の
容積が大きくなり、又微粉化した金属が水素ガス中に飛
散して熱交換器外に持去られる可能性が大きく、又、水
素ガスに接する金属水素化物層の表面から最深部迄の距
離が長くなるため、金属が微粉化した場合には水素ガス
が最深部迄侵入せず一様な吸脱蔵、発熱が行なわれない
訃それがある。又、金属が管壁全体に接触しないため、
熱交換効率も低下する等の欠点があつた。本発明は、従
来の熱交換器の上述の欠点を解消した金属のどの部分に
も一様に水素ガスが浸透し、生成熱の熱交換効率の高い
熱交換器の構造を提供することを目的とする。以下、本
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。
１図及び第２図に示す如く、銅等の金属管１の内部に余
裕空間を残して金属水素化物２を充填し、その管を横倒
しにすることによつて自然に出来る金属水素化物２の上
部の空間３を水素ガス通路に利用するとともに水素吸蔵
時の金属の膨脹の逃げに利用する。管１を熱交換流体の
流路４の中に横たえることにより、吸・脱蔵時の生成熱
は熱交換流体に伝達され外部に取出される。しかし、こ
の構造では、金属水素化物の体積の割に水素ガス空間の
容積が大きくなり、又微粉化した金属が水素ガス中に飛
散して熱交換器外に持去られる可能性が大きく、又、水
素ガスに接する金属水素化物層の表面から最深部迄の距
離が長くなるため、金属が微粉化した場合には水素ガス
が最深部迄侵入せず一様な吸脱蔵、発熱が行なわれない
訃それがある。又、金属が管壁全体に接触しないため、
熱交換効率も低下する等の欠点があつた。本発明は、従
来の熱交換器の上述の欠点を解消した金属のどの部分に
も一様に水素ガスが浸透し、生成熱の熱交換効率の高い
熱交換器の構造を提供することを目的とする。以下、本
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。
本実施例の熱交換器は、第３図乃至第５図に示す如く、
鉛直に設けられた外筒５の内部に、之と平行に４本の銅
管等熱伝導率の良い円管６が、外筒５内に一定の間隔で
水平に配設された邪魔板７を貫通した上これらに鑞付け
されて支持されている。
鉛直に設けられた外筒５の内部に、之と平行に４本の銅
管等熱伝導率の良い円管６が、外筒５内に一定の間隔で
水平に配設された邪魔板７を貫通した上これらに鑞付け
されて支持されている。
邪魔板７の一端には欠円形の切欠き７ａが設けられてお
り、この切欠きの位置は上下に隣接した邪魔板どうしの
切欠きが対称の位置に来るように設けられている。外筒
５の下端部左側には熱交換用流体流入管８が、上端部右
側には熱交換用流体流出管９が設けられている。外筒５
の上端には中空の蓋１０が取付けられ、その内部には保
温材１１が充填されている。４本の円管６は、蓋１０を
貫通してその上方へ突出し、その上端には水素ガス管１
２が取付けられている。
り、この切欠きの位置は上下に隣接した邪魔板どうしの
切欠きが対称の位置に来るように設けられている。外筒
５の下端部左側には熱交換用流体流入管８が、上端部右
側には熱交換用流体流出管９が設けられている。外筒５
の上端には中空の蓋１０が取付けられ、その内部には保
温材１１が充填されている。４本の円管６は、蓋１０を
貫通してその上方へ突出し、その上端には水素ガス管１
２が取付けられている。
円管６内には、第５図に詳細に示す如く、ステンレス焼
結金網フイルタ筒１３が円管と同心に設けられており、
その下端は閉鎖した円管６の下端に達し、その上端は僅
かの間隙を保持して前記水素ガス管１２の開口に対向し
て開口してＸ，３。
結金網フイルタ筒１３が円管と同心に設けられており、
その下端は閉鎖した円管６の下端に達し、その上端は僅
かの間隙を保持して前記水素ガス管１２の開口に対向し
て開口してＸ，３。
このステンレス焼結金網フイルタは極めて微細なメツシ
ユのステンレス金網を複数枚重合して焼結したもので、
その網の目を通して水素ガスは流通するが、微粉化した
金属の通過は阻止される。又、この材料は弾肚を有し、
これで作つた筒１３は外力により外径が弾性的に変化す
る。円管６の内面とフイルタ筒１３の外面とに囲まれた
空間１４は、金属水素化物保持スペースとなつており、
前記蓋１０を貫通する範囲を除いて金属水素化物の粒子
１５が余裕空間なく充填されている。
ユのステンレス金網を複数枚重合して焼結したもので、
その網の目を通して水素ガスは流通するが、微粉化した
金属の通過は阻止される。又、この材料は弾肚を有し、
これで作つた筒１３は外力により外径が弾性的に変化す
る。円管６の内面とフイルタ筒１３の外面とに囲まれた
空間１４は、金属水素化物保持スペースとなつており、
前記蓋１０を貫通する範囲を除いて金属水素化物の粒子
１５が余裕空間なく充填されている。
その上の蓋１０を貫通する範囲には例えばミネラルグラ
スフエルト１６が充填されており、その上面はフイルタ
筒１３の上端外面に取付けた鍔１７で押えられている。
この装置は以上の如く構成されているので、水素ガス管
１２より、所定の温度・圧力の水素ガスを供給すると水
素ガスはフイルタ筒１３の内部を流下し、筒壁をなすス
テンレス焼結金網の微細な目から金属水素化物保持スペ
ース１４に侵入し、金属に吸蔵される。
スフエルト１６が充填されており、その上面はフイルタ
筒１３の上端外面に取付けた鍔１７で押えられている。
この装置は以上の如く構成されているので、水素ガス管
１２より、所定の温度・圧力の水素ガスを供給すると水
素ガスはフイルタ筒１３の内部を流下し、筒壁をなすス
テンレス焼結金網の微細な目から金属水素化物保持スペ
ース１４に侵入し、金属に吸蔵される。
この過程で発生した反応熱は円管６の管壁を介してその
外側の空間を流れる熱交換用流体に伝達される。熱交換
用流体（例えば水）は熱交換用流体流人管８より外筒内
に流入すると邪魔板７に沿つて左より右に流れ、切欠き
７ａを流れ抜けて次の区画に入り右から左に流れ、切欠
きを抜けて更に上の区画に入り、このようにしてジグザ
グ径路を上昇しその間に円管６の外面及び放熱フインの
役目をなす邪魔板７と長時間接触して効率良く熱交換を
行つた後流出管９より出て、熱利用施設に熱を供給する
。さて、水素吸蔵時の金属の半径方向の膨脹はフイルタ
筒１３の外径の弾性的変形によつて吸収されるので円管
６に過大な応力が生ずることはない。
外側の空間を流れる熱交換用流体に伝達される。熱交換
用流体（例えば水）は熱交換用流体流人管８より外筒内
に流入すると邪魔板７に沿つて左より右に流れ、切欠き
７ａを流れ抜けて次の区画に入り右から左に流れ、切欠
きを抜けて更に上の区画に入り、このようにしてジグザ
グ径路を上昇しその間に円管６の外面及び放熱フインの
役目をなす邪魔板７と長時間接触して効率良く熱交換を
行つた後流出管９より出て、熱利用施設に熱を供給する
。さて、水素吸蔵時の金属の半径方向の膨脹はフイルタ
筒１３の外径の弾性的変形によつて吸収されるので円管
６に過大な応力が生ずることはない。
な卦上下方向の金属の膨脹はミネラルグラスフエルト１
６により吸収される。水素ガスを供給するフイルタ管１
３は円管の中心に設けられているので、金属層の厚さは
どこでも一様の適度の厚さとなるため、金属が微粉化し
ても水素ガスが侵入しない箇所は出来ず一様に吸蔵、脱
蔵ができ、その時の発生熱は金属が接触する円管６の全
周面から熱交換流体に伝達される。又、微粉化された金
属はフイルタ一筒１３及びマグネシアフエルト１６に阻
止されて水素ガス中に飛散することはない。なお、上記
実施例のステンレス焼結金網フイルタ筒の代りに、ミネ
ラルグラスフエルトやグラスウール等の、弾力性と縦横
に連続した無数の微細な通気孔を有する材料で作つた中
実柱を使用しても水素ガスの流通及び金属微粉の飛散防
止は可能である。以上の如く、本発明によれば発熱効率
、伝熱効率の向上及び金属微粉体の水素中への飛散、系
外への流失の防止に効果が得られる。
６により吸収される。水素ガスを供給するフイルタ管１
３は円管の中心に設けられているので、金属層の厚さは
どこでも一様の適度の厚さとなるため、金属が微粉化し
ても水素ガスが侵入しない箇所は出来ず一様に吸蔵、脱
蔵ができ、その時の発生熱は金属が接触する円管６の全
周面から熱交換流体に伝達される。又、微粉化された金
属はフイルタ一筒１３及びマグネシアフエルト１６に阻
止されて水素ガス中に飛散することはない。なお、上記
実施例のステンレス焼結金網フイルタ筒の代りに、ミネ
ラルグラスフエルトやグラスウール等の、弾力性と縦横
に連続した無数の微細な通気孔を有する材料で作つた中
実柱を使用しても水素ガスの流通及び金属微粉の飛散防
止は可能である。以上の如く、本発明によれば発熱効率
、伝熱効率の向上及び金属微粉体の水素中への飛散、系
外への流失の防止に効果が得られる。
第１図は従来の装置の一例を示す縦断面図、第２図はそ
の横断面図、第３図は本発明の実施例を示す縦断面図、
第４図はその横断面図、第５図はその金属保持部の拡大
縦断面図である。 ６・・・金属管、１３・・・フイルタ筒（水素ガス流通
部材）、１４・・・金属水素化物保持スペース １５・
・途属水素化物。
の横断面図、第３図は本発明の実施例を示す縦断面図、
第４図はその横断面図、第５図はその金属保持部の拡大
縦断面図である。 ６・・・金属管、１３・・・フイルタ筒（水素ガス流通
部材）、１４・・・金属水素化物保持スペース １５・
・途属水素化物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属水素化物を保持し、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、該
金属が水素を吸・脱蔵する際に発生する熱を熱交換流体
により回収する熱交換器の構造において、熱交換流体流
路内に設けられた金属管と、その内部に同心的に設けら
れた水素ガス流通部材と、前記金属管内面と前記水素ガ
ス流通部材外面により囲まれた空間に充填した金属水素
化物とを有し、前記水素ガス流通部材は外力によりその
外径が弾性的に変化するとともに、水素ガスが軸方向に
流通し、かつその水素ガス流通路は無数の微細な通気孔
により該部材外面に接する空間に通じていることを特徴
とする熱交換器の構造。 ２ 前記の水素ガス流通部材が例えばステンレス焼結金
網のような弾性と通気性を有する微細なメッシュのフィ
ルタ材で作られた筒である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。 ３ 前記の水素ガス流通部材が弾性と通気性を有し縦横
に無数の微細な連続通気孔を有する材料で形成された中
実柱である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 |
|---|---|---|---|
| JP55140519A JPS591952B2 (ja) | 1980-10-09 | 1980-10-09 | 金属水素化物を利用した熱交換器の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55140519A JPS591952B2 (ja) | 1980-10-09 | 1980-10-09 | 金属水素化物を利用した熱交換器の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5765589A JPS5765589A (en) | 1982-04-21 |
| JPS591952B2 true JPS591952B2 (ja) | 1984-01-14 |
Family
ID=15270537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55140519A Expired JPS591952B2 (ja) | 1980-10-09 | 1980-10-09 | 金属水素化物を利用した熱交換器の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591952B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01150044A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-06-13 | Skf Nova Ab | 歯車機構 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4781246A (en) * | 1982-05-12 | 1988-11-01 | Ergenics, Inc. | Thermally reversible heat exchange unit |
| US4687049A (en) * | 1982-05-12 | 1987-08-18 | Ergenics, Inc. | Thermally reversible heat exchange unit and method of using same |
| JPS59138896A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-09 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 金属水素化物を利用した熱交換器 |
| JPS6169683U (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-13 | ||
| JPH0623635B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1994-03-30 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP6148885B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2017-06-14 | 株式会社豊田中央研究所 | フィルタ、化学蓄熱反応器、及び化学蓄熱システム |
-
1980
- 1980-10-09 JP JP55140519A patent/JPS591952B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01150044A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-06-13 | Skf Nova Ab | 歯車機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5765589A (en) | 1982-04-21 |
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