JPS5935002A - 金属水素化物装置 - Google Patents
金属水素化物装置Info
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- JPS5935002A JPS5935002A JP57146531A JP14653182A JPS5935002A JP S5935002 A JPS5935002 A JP S5935002A JP 57146531 A JP57146531 A JP 57146531A JP 14653182 A JP14653182 A JP 14653182A JP S5935002 A JPS5935002 A JP S5935002A
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- 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
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
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】
本発明は金属水素化物装置に関する。
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して金属水素
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に水素
を放出することが知られており、近年、このような金属
水素化物の特性を利用したヒートポンプ等、種々の金属
水素化物装置が提案されている。従来は、異なる平衡分
解圧を有する第１の金属水素化物（ＭＨＩ）と第２の金
属水素化物（Ｍｎ２）をそれぞれ熱媒と熱交換し得る密
閉容器に充填すると共に、容器間で水素が移動し得るよ
うに連通して作動対となし、いわゆる４ボンベ型と称さ
れる金属水素化物装置の場合には、上記作動対を２対設
けて、金属水素化物装置を構成している。
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に水素
を放出することが知られており、近年、このような金属
水素化物の特性を利用したヒートポンプ等、種々の金属
水素化物装置が提案されている。従来は、異なる平衡分
解圧を有する第１の金属水素化物（ＭＨＩ）と第２の金
属水素化物（Ｍｎ２）をそれぞれ熱媒と熱交換し得る密
閉容器に充填すると共に、容器間で水素が移動し得るよ
うに連通して作動対となし、いわゆる４ボンベ型と称さ
れる金属水素化物装置の場合には、上記作動対を２対設
けて、金属水素化物装置を構成している。
このような金属水素化物装置の作動をいわゆる右回りサ
イクルによって冷熱出方を得る場合について、第１図に
示すサイクル線図に基づいて説明する。
イクルによって冷熱出方を得る場合について、第１図に
示すサイクル線図に基づいて説明する。
図面において、横軸は絶対温度の逆数を示し、縦軸は金
属水素化物の平衡分解圧の対数を示す。
属水素化物の平衡分解圧の対数を示す。
当初、ＭＨＩは十分に水素を吸蔵した状態（点Ｄ）にあ
り、Ｍｎ２は十分に水素を放出した状態（点Ｃ）にある
とする。先ず、作動温度領域において平衡分解圧の大き
いＭＨＩを温度ＴＨの高温駆動熱源により加熱し、平衡
分解圧の小さいＭｎ２を例えば外気のような温度ＴＭの
中温熱媒に接続すると、ＭＨＩは吸熱的に水素を放出し
く点Ａ）、この水素をＭｎ２が発熱的に吸蔵する（Ｂ）
。
り、Ｍｎ２は十分に水素を放出した状態（点Ｃ）にある
とする。先ず、作動温度領域において平衡分解圧の大き
いＭＨＩを温度ＴＨの高温駆動熱源により加熱し、平衡
分解圧の小さいＭｎ２を例えば外気のような温度ＴＭの
中温熱媒に接続すると、ＭＨＩは吸熱的に水素を放出し
く点Ａ）、この水素をＭｎ２が発熱的に吸蔵する（Ｂ）
。
水素移動が完了した後、ＭＨＩを中温熱媒に切換えて接
続すると共に、Ｍｎ２を冷水のような冷却負荷用の温度
ＴＬの低温熱媒に切換えて接続すると、Ｍｎ２が吸熱的
に水素を放出しく点Ｃ）、この水素をＭＨＩが発熱的に
吸蔵する（点Ｄ）。
続すると共に、Ｍｎ２を冷水のような冷却負荷用の温度
ＴＬの低温熱媒に切換えて接続すると、Ｍｎ２が吸熱的
に水素を放出しく点Ｃ）、この水素をＭＨＩが発熱的に
吸蔵する（点Ｄ）。
ここに、低温熱媒において冷熱出力を得ることができ（
点Ｃ）、必要に応して中温熱媒（点Ｂ及びＤ）において
温熱出力を得ることができる。再び、ＭＨＩを高温駆動
Ｐｉ′ｉ源に接続し、八１ＦＩ２を中温熱媒に接続すれ
ば、新しいサイクルが開始される。
点Ｃ）、必要に応して中温熱媒（点Ｂ及びＤ）において
温熱出力を得ることができる。再び、ＭＨＩを高温駆動
Ｐｉ′ｉ源に接続し、八１ＦＩ２を中温熱媒に接続すれ
ば、新しいサイクルが開始される。
従って、別の作動対に上記と同しサイクルを半サイクル
遅れで行わせれば、Ｍｎ２の水素放出に伴う冷熱出力を
各作動対から交互に得ることができ、例えば冷房に利用
することができる。また、温熱出力は例えば給湯に利用
することができる。
遅れで行わせれば、Ｍｎ２の水素放出に伴う冷熱出力を
各作動対から交互に得ることができ、例えば冷房に利用
することができる。また、温熱出力は例えば給湯に利用
することができる。
しかし、このように平衡分解圧の異なる２ｆ！の金属水
素化物からなる同一の作動対を複数対用いる従来の金属
水素化物装置においては、用いるＭＨＩとＭｎ２の種順
によって、駆動熱源の温度が予め固定されているので、
例えば、都市ガスのような高価な第１の高温熱源と、太
陽熱や廃熱のような低廉若しくは無償の第２の高温熱源
とのように、温度の異なる２種若しくはそれ以上の熱源
を利用し得る場合においても、予め設定された作動温度
に応していずれか一方の熱源のみを駆動熱源として用い
ざるを得す、特に低廉若しくは無償の熱源を高温熱源と
して利用し得ない場合、装置の成績係数が低く、熱経済
性に劣るものである。
素化物からなる同一の作動対を複数対用いる従来の金属
水素化物装置においては、用いるＭＨＩとＭｎ２の種順
によって、駆動熱源の温度が予め固定されているので、
例えば、都市ガスのような高価な第１の高温熱源と、太
陽熱や廃熱のような低廉若しくは無償の第２の高温熱源
とのように、温度の異なる２種若しくはそれ以上の熱源
を利用し得る場合においても、予め設定された作動温度
に応していずれか一方の熱源のみを駆動熱源として用い
ざるを得す、特に低廉若しくは無償の熱源を高温熱源と
して利用し得ない場合、装置の成績係数が低く、熱経済
性に劣るものである。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
であって、異なる温度の複数の熱源を同時に駆動熱源と
して利用すると共に、使用する金属水素化物の量を作動
対によって異ならしめて出力を得、このようにして熱源
利用の経済性にすぐれ、高い成績係数を有する金属水素
化物装置を提供することを目的とする。
であって、異なる温度の複数の熱源を同時に駆動熱源と
して利用すると共に、使用する金属水素化物の量を作動
対によって異ならしめて出力を得、このようにして熱源
利用の経済性にすぐれ、高い成績係数を有する金属水素
化物装置を提供することを目的とする。
本発明による第１の金属水素化物装置は、作動温度領域
において平衡分解圧の異なる３種の金属水素化物を用い
、平衡分解圧の異なる２種の金属水素化物を充填した２
個の密閉容器を水素が移動し得るように連通して作動対
となし、この作動対を少なくとも２対設け、平衡分解圧
の小さい第１の金属水素化物を第１の作動対の一方の密
閉容器に充填し、平衡分解圧の次に小さい第２の金属水
素化物を第２の作動対の一方の密閉容器に充填し、平衡
分解圧の大きい第３の金属水素化物を第１及び第２の作
動対の残る密閉容器に充填すると共に、より高温の駆動
熱源によって駆動される作動対の金属水素化物充填量を
より低温の駆動熱源によって駆動される作動対の金属水
素化物充填量よりも多くしたことを特徴゛とするもので
ある。
において平衡分解圧の異なる３種の金属水素化物を用い
、平衡分解圧の異なる２種の金属水素化物を充填した２
個の密閉容器を水素が移動し得るように連通して作動対
となし、この作動対を少なくとも２対設け、平衡分解圧
の小さい第１の金属水素化物を第１の作動対の一方の密
閉容器に充填し、平衡分解圧の次に小さい第２の金属水
素化物を第２の作動対の一方の密閉容器に充填し、平衡
分解圧の大きい第３の金属水素化物を第１及び第２の作
動対の残る密閉容器に充填すると共に、より高温の駆動
熱源によって駆動される作動対の金属水素化物充填量を
より低温の駆動熱源によって駆動される作動対の金属水
素化物充填量よりも多くしたことを特徴゛とするもので
ある。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明の第１の金属
水素化物装置を説明する。
水素化物装置を説明する。
第２図は、作動温度領域において平衡分解圧の異なる３
種の金属水素化物ＭＨＩ、Ｍｎ２及びＭｎ２を用いる本
発明の第１の金属水素化物装置の実施例を示し、平衡分
解圧の小さいＭＨＩと次に小さいＭｎ２とが熱交換器を
なず密閉容器１及び３にそれぞれ充填され、また、平衡
分解圧の大きいＭｎ２が熱交換器をなす密閉容器２及び
４にそれぞれ充填されていると共に１．容器１と２は水
素が移動し得るように連通管９により連通されて第１の
作動対をなし、同様に容器３と４も連通管１０により連
通されて第２の作動対をなす。各連通管には電磁弁のよ
うな制御弁１１及び１２がそれぞれ設けられており、後
述するサイクルに応じて各連通管を開閉制御する。
種の金属水素化物ＭＨＩ、Ｍｎ２及びＭｎ２を用いる本
発明の第１の金属水素化物装置の実施例を示し、平衡分
解圧の小さいＭＨＩと次に小さいＭｎ２とが熱交換器を
なず密閉容器１及び３にそれぞれ充填され、また、平衡
分解圧の大きいＭｎ２が熱交換器をなす密閉容器２及び
４にそれぞれ充填されていると共に１．容器１と２は水
素が移動し得るように連通管９により連通されて第１の
作動対をなし、同様に容器３と４も連通管１０により連
通されて第２の作動対をなす。各連通管には電磁弁のよ
うな制御弁１１及び１２がそれぞれ設けられており、後
述するサイクルに応じて各連通管を開閉制御する。
また、容器１は高温ＴＨＩの第１の駆動熱源５と温度Ｔ
Ｍの中温熱媒６にそれぞれ管路１３及び１４により熱交
換可能にかつ切換え可能に接続され、容器３は上記第１
の駆動熱源と異なる高温ＴＨ２（＜ＴＨＩ）の第２の駆
動熱源７と中温熱媒６にそれぞれ管路１５及び１６によ
り熱交換可能かつ切換え可能に接続されている。一方、
第１の作動対において平衡分解圧の大きいＭｎ２を充填
した容器２は管路１７及び１８によりそれぞれ温度ＴＬ
の低温熱媒８と中温熱媒６とに熱交換可能かつ切換え可
能に接続され、同様に第２の作動対においてＭ Ｈ３を
充填した容器４も管路１９及び２０によりそれぞれ低温
熱媒８と中温熱媒６に熱交換可能かつ切換え可能に接続
されている。
Ｍの中温熱媒６にそれぞれ管路１３及び１４により熱交
換可能にかつ切換え可能に接続され、容器３は上記第１
の駆動熱源と異なる高温ＴＨ２（＜ＴＨＩ）の第２の駆
動熱源７と中温熱媒６にそれぞれ管路１５及び１６によ
り熱交換可能かつ切換え可能に接続されている。一方、
第１の作動対において平衡分解圧の大きいＭｎ２を充填
した容器２は管路１７及び１８によりそれぞれ温度ＴＬ
の低温熱媒８と中温熱媒６とに熱交換可能かつ切換え可
能に接続され、同様に第２の作動対においてＭ Ｈ３を
充填した容器４も管路１９及び２０によりそれぞれ低温
熱媒８と中温熱媒６に熱交換可能かつ切換え可能に接続
されている。
各容器と熱源又は熱媒の接続の切換えは、図示しない電
磁弁のような制御弁によりなされる。この装置は２対の
作動対を有する４ボンベ型装置である。
磁弁のような制御弁によりなされる。この装置は２対の
作動対を有する４ボンベ型装置である。
上記の装置の作動を第３図に示すサイクル線図によって
説明する。なお、第２図においては単一の中温熱媒６が
示され、容器１．２．３及び４はずべてこの単一の中温
熱媒に接続されているが、中温熱媒は何ら単一である必
要はなく、例えば、第１の作動対において容器１が温度
ＴＭＩの中温熱媒に接続され、容器２がＴＭＩと異なる
温度ＴＭ２の中温熱媒に接続されていると共に、第２の
作動対において容器３及び４が共に温度ＴＭ２の中温熱
媒に接続されていてもよい。第３図は各容器がこのよう
に各中温熱媒に接続されているサイクル線図を示す。
説明する。なお、第２図においては単一の中温熱媒６が
示され、容器１．２．３及び４はずべてこの単一の中温
熱媒に接続されているが、中温熱媒は何ら単一である必
要はなく、例えば、第１の作動対において容器１が温度
ＴＭＩの中温熱媒に接続され、容器２がＴＭＩと異なる
温度ＴＭ２の中温熱媒に接続されていると共に、第２の
作動対において容器３及び４が共に温度ＴＭ２の中温熱
媒に接続されていてもよい。第３図は各容器がこのよう
に各中温熱媒に接続されているサイクル線図を示す。
先ず、第１の作動対において、容量ｌを第１の高温駆動
熱源に接続してＭＨＩを温度１’Ｈ１に加熱し、容器２
を中温熱媒に接続してＭｎ２を温度′Ｉ’ Ｍ ２に保
つと、ＭＨＩは水素を吸熱的に放出しく点Ａ）、この水
素は連通管９によって容器２に到り、Ｍｎ２がこれを発
熱的に吸蔵する（点Ｂ）。
熱源に接続してＭＨＩを温度１’Ｈ１に加熱し、容器２
を中温熱媒に接続してＭｎ２を温度′Ｉ’ Ｍ ２に保
つと、ＭＨＩは水素を吸熱的に放出しく点Ａ）、この水
素は連通管９によって容器２に到り、Ｍｎ２がこれを発
熱的に吸蔵する（点Ｂ）。
同時に、第２の作動対において、容器３を温度ＴＭ２の
中温熱媒に接続し、容器４を温度ＴＬの低温熱媒に接続
して、Ｍｎ２から吸熱的に水素を放出させ（点Ｃ）、こ
れを連通管１０によって容器３に到らしめて、Ｍｎ２に
発熱的に吸蔵さセれば（点Ｈ）、低温熱媒（点Ｃ）にお
いて冷熱出力を得ることができる。この冷熱出力は例え
ば冷房に供することができる。また、Ｍｎ２の水素吸蔵
による温熱出力（点Ｂ）及びＭｎ２の水素吸蔵による温
熱出力（点Ｈ）は必要に応じて、例えば給湯に利用する
ことができる。
中温熱媒に接続し、容器４を温度ＴＬの低温熱媒に接続
して、Ｍｎ２から吸熱的に水素を放出させ（点Ｃ）、こ
れを連通管１０によって容器３に到らしめて、Ｍｎ２に
発熱的に吸蔵さセれば（点Ｈ）、低温熱媒（点Ｃ）にお
いて冷熱出力を得ることができる。この冷熱出力は例え
ば冷房に供することができる。また、Ｍｎ２の水素吸蔵
による温熱出力（点Ｂ）及びＭｎ２の水素吸蔵による温
熱出力（点Ｈ）は必要に応じて、例えば給湯に利用する
ことができる。
次に、各作動対において水素移動が完了した後に、第１
の作動対において、容器１を温度ＴＭＩの中温熱媒に接
続し、容器２を低温熱媒に接続すると、容器内のＭＨＩ
とＭｉ３の平衡分解圧の差圧によって、Ｍｎ２は水素を
吸熱的に放出しく点Ｃ）、この水素をＭＨＩが発熱的に
吸蔵する（点Ｄ）。従って、Ｍｎ２の水素放出による吸
熱によリ、低温熱媒（点Ｃ）において冷熱出力を得るこ
とができ、また、ＭＨＩの水素吸蔵による発熱によって
、中温熱媒（点Ｄ）において温熱出力を得ることができ
る。冷熱出力は例えば冷房に利用することができ、温熱
出力は例えば暖房に利用することができる。
の作動対において、容器１を温度ＴＭＩの中温熱媒に接
続し、容器２を低温熱媒に接続すると、容器内のＭＨＩ
とＭｉ３の平衡分解圧の差圧によって、Ｍｎ２は水素を
吸熱的に放出しく点Ｃ）、この水素をＭＨＩが発熱的に
吸蔵する（点Ｄ）。従って、Ｍｎ２の水素放出による吸
熱によリ、低温熱媒（点Ｃ）において冷熱出力を得るこ
とができ、また、ＭＨＩの水素吸蔵による発熱によって
、中温熱媒（点Ｄ）において温熱出力を得ることができ
る。冷熱出力は例えば冷房に利用することができ、温熱
出力は例えば暖房に利用することができる。
同時に、第２の作動対において、容器３を第２の高温駆
動熱源に接続してＭＨ２を温度ＴＨ２に加熱すると共に
、容器４を温度′ｒＭ２の中温熱媒に接続して冷却する
と、ＭＨ２は吸熱的に水素を放出しく点Ｅ）、この水素
をＭＨ３が発熱的に吸蔵する（点Ｂ）。Ｍ Ｈ３の水素
吸蔵に伴う発熱も必要ならば、中温熱媒（点Ｂ）におい
て温熱出力として得ることができる。
動熱源に接続してＭＨ２を温度ＴＨ２に加熱すると共に
、容器４を温度′ｒＭ２の中温熱媒に接続して冷却する
と、ＭＨ２は吸熱的に水素を放出しく点Ｅ）、この水素
をＭＨ３が発熱的に吸蔵する（点Ｂ）。Ｍ Ｈ３の水素
吸蔵に伴う発熱も必要ならば、中温熱媒（点Ｂ）におい
て温熱出力として得ることができる。
このようにして右回りのサイクルが完了し、各容器を当
初の熱源又は熱媒に接続すれば、再び新しいサイクルが
開始される。
初の熱源又は熱媒に接続すれば、再び新しいサイクルが
開始される。
以上のように、本発明の第１の金属水素化物装置によれ
ば、温度の異なる２種の高温熱源を利用して、冷熱出力
及び／又は温熱出力を得ることができる。
ば、温度の異なる２種の高温熱源を利用して、冷熱出力
及び／又は温熱出力を得ることができる。
なお、本発明においては、第１の作動対においてＭＨＩ
からＭＨ３への水素移動（Ａ−Ｂ）が完了し、第２の作
動対においてＭＨ３からＭＨ２への水素移動（Ｃ−Ｈ）
が完了したとき、温度ＴＩ］１のＭＨＩと温度ＴＭ２の
ＭＨ２との間で適宜の熱媒を管路２１により循環させて
熱交換を行い、ＭＨ２を温度ＴＨＩと７Ｍ２の中間温度
付近まで予熱すれば、次の段階でＭＨ２を温度ＴＨ２に
まで加熱するための駆動熱源からの熱供給を削減できる
ので熱経済的に有利である。同時に、ＭＨＩの予冷もな
し得るので、冷熱出力の取得効率も高まる。同様に、平
衡分解圧の高い金属水素化物についても、温度ＴＭ２の
ＭＨ３と温度ＴＬのＭＨ３との間に管路２２により適宜
の熱媒を循環させて熱交換を行い、それぞれのＭＨ３を
次の段階に備えて予熱又は予冷するのが熱経済的に有利
である。
からＭＨ３への水素移動（Ａ−Ｂ）が完了し、第２の作
動対においてＭＨ３からＭＨ２への水素移動（Ｃ−Ｈ）
が完了したとき、温度ＴＩ］１のＭＨＩと温度ＴＭ２の
ＭＨ２との間で適宜の熱媒を管路２１により循環させて
熱交換を行い、ＭＨ２を温度ＴＨＩと７Ｍ２の中間温度
付近まで予熱すれば、次の段階でＭＨ２を温度ＴＨ２に
まで加熱するための駆動熱源からの熱供給を削減できる
ので熱経済的に有利である。同時に、ＭＨＩの予冷もな
し得るので、冷熱出力の取得効率も高まる。同様に、平
衡分解圧の高い金属水素化物についても、温度ＴＭ２の
ＭＨ３と温度ＴＬのＭＨ３との間に管路２２により適宜
の熱媒を循環させて熱交換を行い、それぞれのＭＨ３を
次の段階に備えて予熱又は予冷するのが熱経済的に有利
である。
また、第１の作動対においてＭＨ３からＭＨＩへの水素
移動（Ｃ−Ｄ）が完了し、第２の作動対においてＭＨ２
からＭＨ３への水素移動（Ｅ→Ｂ）が完了したときも、
温度ＴＨ２のＭ Ｈ２と温度ＴＭ１のＭＨＩとの間で熱
奢摩させると共に、温度ＴＭ２のＭＨ３と温度ＴＬのＭ
Ｈ３との間で熱交換させ、それぞれの金属水素化物を予
熱又は予冷するのが有利である。
移動（Ｃ−Ｄ）が完了し、第２の作動対においてＭＨ２
からＭＨ３への水素移動（Ｅ→Ｂ）が完了したときも、
温度ＴＨ２のＭ Ｈ２と温度ＴＭ１のＭＨＩとの間で熱
奢摩させると共に、温度ＴＭ２のＭＨ３と温度ＴＬのＭ
Ｈ３との間で熱交換させ、それぞれの金属水素化物を予
熱又は予冷するのが有利である。
以上に説明した装置及びサイクルにおいて、ＭＨＩとし
てＬａＮｉ Ａｌ 、 ＭＨ２として４．
７ダ ０．２テ ＬａＮｉ４．Ｂ５ ／ｌＩｏ、＋ｓ ’また、ＭＨ
３としてＬａＮｉ、、４を用いるとき、熱源及び熱媒の
温度はほぼ次のとおりに設定できる。
てＬａＮｉ Ａｌ 、 ＭＨ２として４．
７ダ ０．２テ ＬａＮｉ４．Ｂ５ ／ｌＩｏ、＋ｓ ’また、ＭＨ
３としてＬａＮｉ、、４を用いるとき、熱源及び熱媒の
温度はほぼ次のとおりに設定できる。
入力 ＴＨ１＝１００℃（第１の高温駆動熱源）ＴＨ２
＝ ８０℃（第２の高温駆動熱源）出力 ＴＬ１＝
１０℃（冷熱出力）ＴＭ１＝ ４５℃（温熱出力） ７Ｍ２＝ ３０℃（大気温度、放出）従って、約１０
℃の冷熱出力と約４５℃の温熱出力を得ることができ、
冷房給湯システムに好適に用いることができる。
＝ ８０℃（第２の高温駆動熱源）出力 ＴＬ１＝
１０℃（冷熱出力）ＴＭ１＝ ４５℃（温熱出力） ７Ｍ２＝ ３０℃（大気温度、放出）従って、約１０
℃の冷熱出力と約４５℃の温熱出力を得ることができ、
冷房給湯システムに好適に用いることができる。
ここに、本発明の装置においては、高温ＴＨＩの第１の
駆動熱源により駆動される第１の作動対に充填する金属
水素化物量を、高温ＴＨ２の第２の駆動熱源により駆動
される第２の作動対に充填する金属水素化物量よりも多
くする。このようにして、温度の異なる２種の高温駆動
熱源を有効に利用できるのみならず、装置の熱経済性を
改善すると同時に、装置の成績係数を高めることができ
る。
駆動熱源により駆動される第１の作動対に充填する金属
水素化物量を、高温ＴＨ２の第２の駆動熱源により駆動
される第２の作動対に充填する金属水素化物量よりも多
くする。このようにして、温度の異なる２種の高温駆動
熱源を有効に利用できるのみならず、装置の熱経済性を
改善すると同時に、装置の成績係数を高めることができ
る。
以下に次のとおりに条件を設定して、具体的に数字を挙
げて説明する。４ボンベ型装置において、装置に使用す
る全金属水素化物量を４０ｋｇとし、かつ各作動対が１
時間に３サイクルを行なうと共に、各作動対において容
器間で水素移動が完了したときに、先に説明したように
顕熱回収する際の回収率を０．４とする。また、前記例
示した各金属水素化物の水素１モルの放出吸蔵時の反応
熱を水素放出 ＭＨ１： ８．２Ｋｃａ１ ＭＨ１７，８ ＭＨ３ニア、６ ゛水素吸蔵 ＭＨｌ：８．０ ４ ＭＨ１７，６ ＭＨ１７，４ とし、かつ１回の水素移動について、金属水素化物１モ
ルが水素４．２モルを放出又は吸蔵するものとする。
げて説明する。４ボンベ型装置において、装置に使用す
る全金属水素化物量を４０ｋｇとし、かつ各作動対が１
時間に３サイクルを行なうと共に、各作動対において容
器間で水素移動が完了したときに、先に説明したように
顕熱回収する際の回収率を０．４とする。また、前記例
示した各金属水素化物の水素１モルの放出吸蔵時の反応
熱を水素放出 ＭＨ１： ８．２Ｋｃａ１ ＭＨ１７，８ ＭＨ３ニア、６ ゛水素吸蔵 ＭＨｌ：８．０ ４ ＭＨ１７，６ ＭＨ１７，４ とし、かつ１回の水素移動について、金属水素化物１モ
ルが水素４．２モルを放出又は吸蔵するものとする。
このような条件下に、従来のように、各作動対に充填さ
れる金属水素化物の量を同じとする場合を比較例とし、
また、本発明によって、第１の高温熱源により駆動され
る第一１の作動対に充填される金属水素化物の量を他の
作動対よりも多くした場合を実施例として、所要の入力
、得られる出力及び成績係数を表に示す。明らかに、本
発明の実施例によれば、装置の成績係数が改善されてい
る。
れる金属水素化物の量を同じとする場合を比較例とし、
また、本発明によって、第１の高温熱源により駆動され
る第一１の作動対に充填される金属水素化物の量を他の
作動対よりも多くした場合を実施例として、所要の入力
、得られる出力及び成績係数を表に示す。明らかに、本
発明の実施例によれば、装置の成績係数が改善されてい
る。
次に、本発明の第２の金属水素化物装置は、作動温度領
域において平衡分解圧の異なる３種の金属水素化物を用
い、平衡分解圧の異なる２種の金属水素化物を充填した
２個の密閉容器を水素が移動し得るように連通して作動
対となし、この作動対を少なくとも２対設け、平衡分解
圧の大きい第１の金属水素化物を第１の作動対の一方の
密閉容器に充填し、平衡分解圧の次に大きい第２の金属
水素化物を第２の作動対の一方の密閉容器に充填し、平
衡分解圧の小さい第３の金属水素化物を第１及び第２の
作動対の残る密閉容器に充填すると共に、より高温の駆
動熱源によって駆動される作動対の金属水素化物充填量
をより低温の駆動熱源によって駆動される作動対の金属
水素化物充填量よりも多くしたことを特徴とするもので
ある。
域において平衡分解圧の異なる３種の金属水素化物を用
い、平衡分解圧の異なる２種の金属水素化物を充填した
２個の密閉容器を水素が移動し得るように連通して作動
対となし、この作動対を少なくとも２対設け、平衡分解
圧の大きい第１の金属水素化物を第１の作動対の一方の
密閉容器に充填し、平衡分解圧の次に大きい第２の金属
水素化物を第２の作動対の一方の密閉容器に充填し、平
衡分解圧の小さい第３の金属水素化物を第１及び第２の
作動対の残る密閉容器に充填すると共に、より高温の駆
動熱源によって駆動される作動対の金属水素化物充填量
をより低温の駆動熱源によって駆動される作動対の金属
水素化物充填量よりも多くしたことを特徴とするもので
ある。
この装置は、第２図において、容器１．２．３及び４に
それぞれＭｎ３、ＭＨＩ、Ｍｎ３及びＭｎ２が充填され
て構成され、熱源及び熱媒の接続は第２図と同じである
。
それぞれＭｎ３、ＭＨＩ、Ｍｎ３及びＭｎ２が充填され
て構成され、熱源及び熱媒の接続は第２図と同じである
。
第４図はこのような金属水素化物装置の右回りサイクル
を示し、ＭＨＩとＭｎ３とからなる第１の作動対は温度
ＴＨＩの高温の第１の駆動熱源により点Δ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
のサイクルを行ない、温度Ｔ Ｉ−の冷熱出力（点Ｃ）
と温度ＴＭＩの温熱出力（点Ｄ）を与える。Ｍｎ３から
ＭＨＩへの水素移動に伴うＭＨＩの温熱出力も必要に応
じて有効に利用できるが、例えば温度ＴＭ２ （＜ＴＭ
Ｉ）の大気に放出してもよい。また、Ｍｎ３とＭｎ２と
からなる第２の作動対は、温度”ＦＩＩ ２の高温の第
２の駆動熱源により点Ｅ−Ｆ−Ｇ−ＩＩのサイクルを行
なって、温度ＴＬの冷熱出力を与える。Ｍ Ｈ３の水素
吸蔵による温度ＴＭ２における温熱出力（点Ｆ及びＨ）
は上記同様に必要に応じて有効に利用できるが、系外に
放出してもよい。このようにして温度ＴＬの冷熱出力は
冷房に、また、温度ＴＭＩにおける温熱出力は暖房給湯
に利用することができる。
を示し、ＭＨＩとＭｎ３とからなる第１の作動対は温度
ＴＨＩの高温の第１の駆動熱源により点Δ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
のサイクルを行ない、温度Ｔ Ｉ−の冷熱出力（点Ｃ）
と温度ＴＭＩの温熱出力（点Ｄ）を与える。Ｍｎ３から
ＭＨＩへの水素移動に伴うＭＨＩの温熱出力も必要に応
じて有効に利用できるが、例えば温度ＴＭ２ （＜ＴＭ
Ｉ）の大気に放出してもよい。また、Ｍｎ３とＭｎ２と
からなる第２の作動対は、温度”ＦＩＩ ２の高温の第
２の駆動熱源により点Ｅ−Ｆ−Ｇ−ＩＩのサイクルを行
なって、温度ＴＬの冷熱出力を与える。Ｍ Ｈ３の水素
吸蔵による温度ＴＭ２における温熱出力（点Ｆ及びＨ）
は上記同様に必要に応じて有効に利用できるが、系外に
放出してもよい。このようにして温度ＴＬの冷熱出力は
冷房に、また、温度ＴＭＩにおける温熱出力は暖房給湯
に利用することができる。
この装置においても、熱収支は第１の装置と同じである
から、同様に装置の成績係数が改善されることは明らか
であろう。
から、同様に装置の成績係数が改善されることは明らか
であろう。
また、平衡分解圧の異なる４種の金属水素化物を用いる
本発明の第３の装置は、作動温度領域において平衡分解
圧の異なる４種の金属水素化物を用い、平衡分解圧の異
なる２種の金属水素化物を充填した２個の密閉容器を水
素が移動し得るように連通して作動対となし、この作動
対を少なくとも２対設け、平衡分解圧の最も小さい第１
の金属水素化物を第１の作動対の一方の密閉容器に充填
し、」ｉ山分解圧の次に小さい第２の金属水素化物を第
２の作動対の一方の密閉容器に充填し、平衡分解圧の最
も大きい第３の金属水素化物を第１又は第２の作動対の
残る密閉容器に充填し、平衡分解圧の次に大きい金属水
素化物を第２又は第１の作動対の残る密閉容器に充填す
ると共に、より高温の駆動熱源によって駆動される作動
対の金属水素化物充填量をより低温の駆動熱源によって
駆動される作動対の金属水素化物充填量よりも多くした
ことを特徴とするものである。
本発明の第３の装置は、作動温度領域において平衡分解
圧の異なる４種の金属水素化物を用い、平衡分解圧の異
なる２種の金属水素化物を充填した２個の密閉容器を水
素が移動し得るように連通して作動対となし、この作動
対を少なくとも２対設け、平衡分解圧の最も小さい第１
の金属水素化物を第１の作動対の一方の密閉容器に充填
し、」ｉ山分解圧の次に小さい第２の金属水素化物を第
２の作動対の一方の密閉容器に充填し、平衡分解圧の最
も大きい第３の金属水素化物を第１又は第２の作動対の
残る密閉容器に充填し、平衡分解圧の次に大きい金属水
素化物を第２又は第１の作動対の残る密閉容器に充填す
ると共に、より高温の駆動熱源によって駆動される作動
対の金属水素化物充填量をより低温の駆動熱源によって
駆動される作動対の金属水素化物充填量よりも多くした
ことを特徴とするものである。
この装置の作動の一例としてのサイクル線図を第５図に
示す。図示した装置は、第２図において容器１．２．３
及び４にＭＨＩ、Ｍｎ３、Ｍｎ２及びＭｎ２がそれぞれ
充填されて構成され、熱源及び熱媒との接続は第２図に
示した場合と同じである。また、第１及び第２の作動対
のサイクル及び得られる出力も第３図の場合と同じであ
り、従って、同様に装置の成績係数が改善される。
示す。図示した装置は、第２図において容器１．２．３
及び４にＭＨＩ、Ｍｎ３、Ｍｎ２及びＭｎ２がそれぞれ
充填されて構成され、熱源及び熱媒との接続は第２図に
示した場合と同じである。また、第１及び第２の作動対
のサイクル及び得られる出力も第３図の場合と同じであ
り、従って、同様に装置の成績係数が改善される。
なお、第５図には、破線矢印による水素移動（点Ｃ”→
Ｄ’）を示したが、ＴＨＩ、ＴＭ２、ＴＬ及びＴＬ２の
４種の駆動熱源を使用して、同一温度ＴＭ２の温熱出力
が点Ｂ、Ｆ、Ｈ及びＤ′の４点から得られることも容易
に理解されるだろう。
Ｄ’）を示したが、ＴＨＩ、ＴＭ２、ＴＬ及びＴＬ２の
４種の駆動熱源を使用して、同一温度ＴＭ２の温熱出力
が点Ｂ、Ｆ、Ｈ及びＤ′の４点から得られることも容易
に理解されるだろう。
本発明の金属水素化物装置によれば、以上のように、温
度の異なる２種以上の駆動熱源を同時に有効に利用して
、温熱出力及び／又は冷熱出力を（ｑることができると
共に、より高温の駆動熱源によって駆動される作動対の
金属水素化物充填量をより低温の駆動熱源によって駆動
される作動対の金属水素化物充填量よりも多くするごと
によって、装置の成績係数を高めることができる。
度の異なる２種以上の駆動熱源を同時に有効に利用して
、温熱出力及び／又は冷熱出力を（ｑることができると
共に、より高温の駆動熱源によって駆動される作動対の
金属水素化物充填量をより低温の駆動熱源によって駆動
される作動対の金属水素化物充填量よりも多くするごと
によって、装置の成績係数を高めることができる。
第１図は従来の金属水素化物の作動を示すサイクル線図
、第２図は本発明の金属水素化物装置の実施例を示す回
路構成図、第３図、第４図及び第５図は本発明の装置の
作動例を示す刃イクル線図である。 １．２．３．４・・・密閉容器、 ５．６．７．８．２３．２４．２５．２６、２７・・・
熱媒又は熱媒、 ９．１０・・・連通管、 １１．１２・・・制御弁、 １３、１４、１５、１６、１７、１８、１９．２０、２
１、２２、２８、２９、３０、３１・・・管路、 ＭＨＩ、ＭＨ２、ＭＨ３、ＭＨ４・・・金属水素化物。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者 藤 沼 基 利 第１図 ７− 第３図 於
、第２図は本発明の金属水素化物装置の実施例を示す回
路構成図、第３図、第４図及び第５図は本発明の装置の
作動例を示す刃イクル線図である。 １．２．３．４・・・密閉容器、 ５．６．７．８．２３．２４．２５．２６、２７・・・
熱媒又は熱媒、 ９．１０・・・連通管、 １１．１２・・・制御弁、 １３、１４、１５、１６、１７、１８、１９．２０、２
１、２２、２８、２９、３０、３１・・・管路、 ＭＨＩ、ＭＨ２、ＭＨ３、ＭＨ４・・・金属水素化物。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者 藤 沼 基 利 第１図 ７− 第３図 於
Claims (3)
- （１） 作動温度領域において平衡分解圧の異なる３
種の金属水素化物を用い、平衡分解圧の異なる２種の金
属水素化物を充填した・２個の密閉容器を水素が移動し
得るように連通して作動対となし、この作動対を少なく
とも２対設け、平衡分解圧の小さい第１の金属水素化物
を第１の作動対の一方の密閉容器に充填し、平衡分解圧
の次に小さい第２の金属水素化物を第２の作動対の一方
の密閉容器に充填し、平衡分解圧の大きい第３の金属水
素化物を第１及び第２の作動対の残る密閉容器に充填す
ると共に、より高温の駆動熱源によって駆動される作動
対の金属水素化物充填量Ｌ量をより低温の駆動熱源によ
って駆動される作動対の金属水素化物充填量よりも多く
したことを特徴とする金属水素化物装置。 - （２） 作動温度領域において平衡分解圧の異なる３
種の金属水素化物を用い、平衡分解圧の異なる２種の金
属水素化物を充填した２個の密閉容器を水素が移動し得
るように連通して作動対となし、この作動対を少なくと
も２対設け、平衡分解圧の大きい第１の金属水素化物を
第１の作動対の一方の密閉容器に充填し、平衡分解圧の
次に大きい第２の金属水素化物を第２の作動対の一方の
密閉容器に充填し、平衡分解圧の小さい第３の金属水素
化物を第１及び第２の作動対の残る密閉容器に充填する
と共に、より高温の駆動熱源によって駆動される作動対
の金属水素化物充填量をより低温の駆動熱源によって駆
動される作動対の金属水素化物充填量よりも多くしたこ
とを特徴とする金属水素化物装置。 - （３） 作動温度領域において平衡分解圧の異なる４
種の金属水素化物を用い、平衡分解圧の異なる２種の金
属水素化物を充填した２個の密閉容器を水素が移動し得
るように連通して作動対となし、この作動対を少なくと
も２対設け、平衡分解圧の最も小さい第１の金属水素化
物を第１の作動対の−方の密閉容器に充填し、平衡分解
圧の次に小さい第２の金属水素化物を第２の作動対の一
方の密閉容器に充填し、平衡分解圧の最も大きい第３の
金属水素化物を第１又は第２の作動対の残る密閉容器に
充填し、平衡分解圧の次に大きい金属水素化物を第２又
は第１の作動対の残る密閉容器に充填すると共に、より
高温の駆動熱源によって駆動される作動対の金属水素化
物充填量をより低温の駆動熱源によって駆動される作動
対の金属水素化物充填量よりも多くしたことを特徴とす
る金属水素化物装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57146531A JPS5935002A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 金属水素化物装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57146531A JPS5935002A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 金属水素化物装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935002A true JPS5935002A (ja) | 1984-02-25 |
| JPS634112B2 JPS634112B2 (ja) | 1988-01-27 |
Family
ID=15409745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57146531A Granted JPS5935002A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 金属水素化物装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935002A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03127425U (ja) * | 1990-04-03 | 1991-12-20 |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP57146531A patent/JPS5935002A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634112B2 (ja) | 1988-01-27 |
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