JPS5945914B2 - 熱変換器 - Google Patents
熱変換器Info
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- JPS5945914B2 JPS5945914B2 JP55021254A JP2125480A JPS5945914B2 JP S5945914 B2 JPS5945914 B2 JP S5945914B2 JP 55021254 A JP55021254 A JP 55021254A JP 2125480 A JP2125480 A JP 2125480A JP S5945914 B2 JPS5945914 B2 JP S5945914B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水素ガスと可逆反応を行う金属水素化物を使用
した熱変換器に関するものである。
した熱変換器に関するものである。
多くの金属又は合金（以下単に金属という）は水素と可
逆的に反応し、水素を吸着する過程においては発熱し、
水素を放出する過程においては吸熱すること及びこれら
金属はそれぞれ独自の水素平衡圧特性を有していること
が知られている。
逆的に反応し、水素を吸着する過程においては発熱し、
水素を放出する過程においては吸熱すること及びこれら
金属はそれぞれ独自の水素平衡圧特性を有していること
が知られている。
そして最近水素平衡圧特性の異なる２種類の金属水素化
物を組合せて力目熱したり冷却したりする方法や装置が
提案されている。
物を組合せて力目熱したり冷却したりする方法や装置が
提案されている。
しかしながら上記提案においては、異なる２種類の金属
水素化物はその水素平衡圧曲線（水素平衡圧の対数−絶
対温度の逆数）がほぼ平行なものが選択使用されている
ので熱効率が悪いという欠点があった。
水素化物はその水素平衡圧曲線（水素平衡圧の対数−絶
対温度の逆数）がほぼ平行なものが選択使用されている
ので熱効率が悪いという欠点があった。
第１図を参照にして説明すると、縦軸は水素平衡圧を対
数目盛で示してあり、横軸は絶対温度の逆数を１０００
／Ｔの目盛（Ｔは絶対温度）で示しである。
数目盛で示してあり、横軸は絶対温度の逆数を１０００
／Ｔの目盛（Ｔは絶対温度）で示しである。
又説明に便利なように絶対温度をＴで示しである。
水素平衡用曲線がＭｌである金属水素化物（Ｉ）と水素
平衡圧曲線が鳩である金属水素化物（ｎ）とを使用して
熱を取り出すには金属水素化物（Ｉ）を力ロ熱してやれ
ばよく、たとえば金属水素化物（１）をＴａに力日熱す
ると（点Ａ）、水素平衡圧はＰａとなり、金属水素化物
（ｎ）の水素平衡圧Ｐｂ（点ｂ）がＰａより小さい間は
金属水素化物（Ｉ）から水素が放出され、金属水素化物
（ＩＩ）がその水素を吸収し、Ａ−＋Ｂの反応が進行し
、金属水素化物（ｎ）はＴｂ （＞’、ｒａ）の熱を放
出する。
平衡圧曲線が鳩である金属水素化物（ｎ）とを使用して
熱を取り出すには金属水素化物（Ｉ）を力ロ熱してやれ
ばよく、たとえば金属水素化物（１）をＴａに力日熱す
ると（点Ａ）、水素平衡圧はＰａとなり、金属水素化物
（ｎ）の水素平衡圧Ｐｂ（点ｂ）がＰａより小さい間は
金属水素化物（Ｉ）から水素が放出され、金属水素化物
（ＩＩ）がその水素を吸収し、Ａ−＋Ｂの反応が進行し
、金属水素化物（ｎ）はＴｂ （＞’、ｒａ）の熱を放
出する。
このようにＡ−Ｂの過程では低熱源Ｔａから高温度の熱
Ｔｂを取り出すことが可能であるが、実際の使用には金
属水素化物（ｎ）に吸収された水素を再び金属水素化物
（１）に戻す過程（たとえばＣ＋Ｄ’）が必要である。
Ｔｂを取り出すことが可能であるが、実際の使用には金
属水素化物（ｎ）に吸収された水素を再び金属水素化物
（１）に戻す過程（たとえばＣ＋Ｄ’）が必要である。
Ｃ＋Ｄの反応を進めるには０点の水素平衡圧ＰｃをＤ点
の水素平衡圧Ｐｄより高く保たなければならないが、Ｄ
点が空冷であるとするならばＴｄは外気温である。
の水素平衡圧Ｐｄより高く保たなければならないが、Ｄ
点が空冷であるとするならばＴｄは外気温である。
金属水素化物（ＩＩ）の水素平衡圧をＰｄより高く保つ
には、金属水素化物（ＩＩ）の水素平衡圧がＰｄの時の
温度Ｔａ’より高い温度に金属水素化物（ＩＩ）を保た
なければならない。
には、金属水素化物（ＩＩ）の水素平衡圧がＰｄの時の
温度Ｔａ’より高い温度に金属水素化物（ＩＩ）を保た
なければならない。
この時Ｔａ’＞Ｔａである場合、金属水素化物（ｎ）の
水素平衡圧Ｐｃ（＞Ｐｄ）の時の温度Ｔｃは”Ｐａ′よ
り高いからＴｃ＞Ｔａとなり、金属水素化物（ｎ）は加
熱されなければならない。
水素平衡圧Ｐｃ（＞Ｐｄ）の時の温度Ｔｃは”Ｐａ′よ
り高いからＴｃ＞Ｔａとなり、金属水素化物（ｎ）は加
熱されなければならない。
従ってこのカロ熱のためにＡ＋Ｂの反応の時の生成熱又
は人魚で使用する熱が消費され熱効率が悪かった。
は人魚で使用する熱が消費され熱効率が悪かった。
本発明は上記欠点に鑑み、金属水素化物を使用したもの
であって、熱効率の良い熱変換器を提供することを目的
としてなされたものであって、その要旨は１．水素平衡
圧曲線（水素平衡圧の対数−絶対温度の逆数）が交点を
有し、該交点の温度よりも高温の領域で水素平衡圧が相
対的に高い第１の金属水素化物及び相対的に低い第２の
金属水素化物が、それぞれ、水素ガス交換可能に連通さ
れた第１の熱変換容器及び第２の熱変換容器に封入され
、前記第１の金属水素化物が前記第１の熱変換容器中で
加熱可能とされ、前記交点より低温の領域で第２の金属
水素化物から放出された水素が第１の金属水素化物に吸
着され、該第１の金属水素化物のカロ熱により前記交点
よりも高温の領域で第１の金属水素化物より放出された
水素が発熱的に第２の金属水素化物に吸着される熱変換
サイクルが形成されることを特徴とする熱変換器及び２
゜水素平衡圧曲線（水素平衡圧の対数−絶対温度の逆数
）が交点を有し、該交点の温度よりも高温の領域で水素
平衡圧が相対的に高い第１の金属水素化物及び相対的に
低い第２の金属水素化物が、それぞれ、水素ガス変換可
能に連通された第１の熱交換容器及び第２の熱変換容器
に封入され、前記第１の熱変換容器には加熱装置又は冷
却装置が設置され、前記第２の熱変換器には熱変換装置
が設置され、前記交点より低温の領域で第２の金属水素
化物から放出された水素が第１の金属水素化物に吸着さ
れ、該第１の金属水素化物の前記加熱装置による加熱に
より前記交点よりも高温の領域で第１の金属水素化物よ
り放出された水素が発熱的に第２の金属水素化物に吸着
される熱変換サイクルが形成され、該第２の金属水素化
物の発熱が前記熱加熱装置に熱変換されるサイクルが形
成されるか、又は前記交点よりも高温の領域で水熱が第
２の金属水素化物に吸着され、前記第１の金属水素化物
の前記冷却装置による冷却により前記交点よりも低温の
領域で前記第２の金属水素化物より水素が吸熱的に放出
され、該第２の金属水素化物の吸熱が前記熱交換装置に
熱交換されることを特徴とする熱変換器に存する。
であって、熱効率の良い熱変換器を提供することを目的
としてなされたものであって、その要旨は１．水素平衡
圧曲線（水素平衡圧の対数−絶対温度の逆数）が交点を
有し、該交点の温度よりも高温の領域で水素平衡圧が相
対的に高い第１の金属水素化物及び相対的に低い第２の
金属水素化物が、それぞれ、水素ガス交換可能に連通さ
れた第１の熱変換容器及び第２の熱変換容器に封入され
、前記第１の金属水素化物が前記第１の熱変換容器中で
加熱可能とされ、前記交点より低温の領域で第２の金属
水素化物から放出された水素が第１の金属水素化物に吸
着され、該第１の金属水素化物のカロ熱により前記交点
よりも高温の領域で第１の金属水素化物より放出された
水素が発熱的に第２の金属水素化物に吸着される熱変換
サイクルが形成されることを特徴とする熱変換器及び２
゜水素平衡圧曲線（水素平衡圧の対数−絶対温度の逆数
）が交点を有し、該交点の温度よりも高温の領域で水素
平衡圧が相対的に高い第１の金属水素化物及び相対的に
低い第２の金属水素化物が、それぞれ、水素ガス変換可
能に連通された第１の熱交換容器及び第２の熱変換容器
に封入され、前記第１の熱変換容器には加熱装置又は冷
却装置が設置され、前記第２の熱変換器には熱変換装置
が設置され、前記交点より低温の領域で第２の金属水素
化物から放出された水素が第１の金属水素化物に吸着さ
れ、該第１の金属水素化物の前記加熱装置による加熱に
より前記交点よりも高温の領域で第１の金属水素化物よ
り放出された水素が発熱的に第２の金属水素化物に吸着
される熱変換サイクルが形成され、該第２の金属水素化
物の発熱が前記熱加熱装置に熱変換されるサイクルが形
成されるか、又は前記交点よりも高温の領域で水熱が第
２の金属水素化物に吸着され、前記第１の金属水素化物
の前記冷却装置による冷却により前記交点よりも低温の
領域で前記第２の金属水素化物より水素が吸熱的に放出
され、該第２の金属水素化物の吸熱が前記熱交換装置に
熱交換されることを特徴とする熱変換器に存する。
本発明においては二種類の金属水素化物が組合わされて
使用されるのであり、上記二種類の金属水素化物はその
水素平衡圧曲線が第２図に示した如く交点を有するもの
である。
使用されるのであり、上記二種類の金属水素化物はその
水素平衡圧曲線が第２図に示した如く交点を有するもの
である。
上記金属水素化物としては交点を有する任意の金属水素
化物が使用できるが交点の水素平衡圧が１〜１５気圧の
範囲にあるのが好ましく、たとえばランタンニッケル水
素化物（Ｌ ａＮ ｉ５ Ｈ６）−バナジウム水素化物
（ＶＨ２） 、鉄チタン水素化物（ＦｅＴｉＨ）−サマ
リウムコバルト水素化物（８ｒｎＣｏ ５ Ｈ２，６）
、バナジウム水素化物ｆＶＨ，）−鉄チタン水素化物（
ＦｅＴｉＨ，ランタンニッケル水素化物（ＬａＮｉ、Ｈ
６）−セリウムコバルト水素化物（Ｃ！ｅ Ｃｏ ５
Ｈ２、６）、チタンコバルト水素（ｔＪ７（ＴｉＯｏＨ
）−ジルコニウムマンガン水素化物（Ｚ ｒ Ｍｎ ２
Ｈ２）等の組合せがあげられる。
化物が使用できるが交点の水素平衡圧が１〜１５気圧の
範囲にあるのが好ましく、たとえばランタンニッケル水
素化物（Ｌ ａＮ ｉ５ Ｈ６）−バナジウム水素化物
（ＶＨ２） 、鉄チタン水素化物（ＦｅＴｉＨ）−サマ
リウムコバルト水素化物（８ｒｎＣｏ ５ Ｈ２，６）
、バナジウム水素化物ｆＶＨ，）−鉄チタン水素化物（
ＦｅＴｉＨ，ランタンニッケル水素化物（ＬａＮｉ、Ｈ
６）−セリウムコバルト水素化物（Ｃ！ｅ Ｃｏ ５
Ｈ２、６）、チタンコバルト水素（ｔＪ７（ＴｉＯｏＨ
）−ジルコニウムマンガン水素化物（Ｚ ｒ Ｍｎ ２
Ｈ２）等の組合せがあげられる。
なお上記金属水素化物の水素平衡圧曲線を第３図に示し
た。
た。
第２図を参照して加熱方法を説明する。
縦軸は水素平衡圧を対数目盛で示してあり、横軸は絶対
温度の逆数を１０００／Ｔの目盛（Ｔは絶対温度）で示
しである。
温度の逆数を１０００／Ｔの目盛（Ｔは絶対温度）で示
しである。
第１の金属水素化物（亜の水素平衡圧曲線がＭ３で示さ
れ、第２の金属水素化物（５）の水素平衡圧曲線はＭ４
で示されており、両者は交点Ｏを有している。
れ、第２の金属水素化物（５）の水素平衡圧曲線はＭ４
で示されており、両者は交点Ｏを有している。
上記金属水素化物から熱を取り出すには、金属水素化物
（ＩＩＩ）をＴｅに加熱する（点Ｅ）と、水素平衡圧は
Ｐｅとなり、第２の金属水素化物（５）の水素平衡圧Ｐ
ｆ（点Ｆ）がＰｅより小さい間は第１の金属水素化物（
Ｉｌｌ）から水素が放出され、第２の金属水素化物ａＶ
＞がその水素を吸収しＥ−＋Ｆの反応が進行し、第２の
金属水素化物■はＴｆ（〉ｒｅ ）の熱を放出する。
（ＩＩＩ）をＴｅに加熱する（点Ｅ）と、水素平衡圧は
Ｐｅとなり、第２の金属水素化物（５）の水素平衡圧Ｐ
ｆ（点Ｆ）がＰｅより小さい間は第１の金属水素化物（
Ｉｌｌ）から水素が放出され、第２の金属水素化物ａＶ
＞がその水素を吸収しＥ−＋Ｆの反応が進行し、第２の
金属水素化物■はＴｆ（〉ｒｅ ）の熱を放出する。
即ち、より低温Ｔｅの熱から、より高温Ｔｆの熱が得ら
れる。
れる。
Ｅ→Ｆの反応が終了し、第１の金属水素化物（Ｉｎ）及
び第２の金属水素化物■が共に０点の温度Ｔｏより低い
温度Ｔｇに冷却されると第２の金属水素化物■の水素平
衡圧Ｐｇ（点Ｇ）は第１の金属水素化物（ＩＩＩ）の水
素平衡圧Ｐｈ（点Ｈ）より大きくなるので、第２の金属
水素化物（［Ｖ）から水素が放出され、第１の金属水素
化物（ＩＩＤがその水素を吸収しＧ−＋Ｈの反応が進行
する。
び第２の金属水素化物■が共に０点の温度Ｔｏより低い
温度Ｔｇに冷却されると第２の金属水素化物■の水素平
衡圧Ｐｇ（点Ｇ）は第１の金属水素化物（ＩＩＩ）の水
素平衡圧Ｐｈ（点Ｈ）より大きくなるので、第２の金属
水素化物（［Ｖ）から水素が放出され、第１の金属水素
化物（ＩＩＤがその水素を吸収しＧ−＋Ｈの反応が進行
する。
このＧ→Ｈの反応は同じ温度においても進行するから、
Ｔ ｏが外気温より高ければ、放置することにより進行
する。
Ｔ ｏが外気温より高ければ、放置することにより進行
する。
次に本発明の熱変換器を図面を参照して説明する。
第４図は本発明の熱変換器の一例を示す説明図である。
図中１は第１の熱変換容器２は第２の熱変換容器であり
、第１の金属水素化物（Ｉｎ）−及び第２の金属水素化
物（５）が封入されている。
、第１の金属水素化物（Ｉｎ）−及び第２の金属水素化
物（５）が封入されている。
そして第１の熱変換容器１と第２の熱変換容器２は連通
管３により連通されており、４はバルブである。
管３により連通されており、４はバルブである。
上記熱変換器においてバルブ４を開き交点０より高い温
度で熱変換容器１を加熱すると第２図Ｅ→Ｆの反応が進
行し、第２の熱変換容器２から−Ｆ記温度より高い熱が
得られ、上記反応終了後交点０より低い温度で放置して
おくとＧ−＋Ｈの反応が進み、再びＥ−４−Ｆの反応に
供することができる。
度で熱変換容器１を加熱すると第２図Ｅ→Ｆの反応が進
行し、第２の熱変換容器２から−Ｆ記温度より高い熱が
得られ、上記反応終了後交点０より低い温度で放置して
おくとＧ−＋Ｈの反応が進み、再びＥ−４−Ｆの反応に
供することができる。
第５図は本発明の熱変換器を使用した太陽熱集熱装置の
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
図中５は太陽熱集熱用第１の熱変換容器であり、第１の
金属水素化物（Ｖ）が封入されている。
金属水素化物（Ｖ）が封入されている。
第１の熱変換容器５は連通管７を介して第２の熱変換容
器６に連通されている。
器６に連通されている。
第２の熱変換容器６には第２の金属水素化物（ｖＩ）が
封入されており、蓄熱槽８内の水が循環されるように配
管された熱交換器９とブロアー１２に接続された熱変換
器１３が内設されている。
封入されており、蓄熱槽８内の水が循環されるように配
管された熱交換器９とブロアー１２に接続された熱変換
器１３が内設されている。
又１０は給湯管であり、１１は給水器である。
上記太陽熱集熱装置において、第１の熱変換容器５及び
第２の熱変換容器６に第１の金属水素化物（■としてバ
ナジウム水素化物、第２の金属水素化物（Ｖｌ）として
ランタンニッケル水素化物を封入し、太陽熱集熱用第１
の熱変換容器５を屋根の上に設置して集熱する方法を説
明する。
第２の熱変換容器６に第１の金属水素化物（■としてバ
ナジウム水素化物、第２の金属水素化物（Ｖｌ）として
ランタンニッケル水素化物を封入し、太陽熱集熱用第１
の熱変換容器５を屋根の上に設置して集熱する方法を説
明する。
昼間第１の熱変換容器５は太陽熱で５０〜８０°Ｃに加
熱されバナジウム水素化物は水素を放出し、ランタンニ
ッケル水素化物が水素を吸収する、Ｅ−＋Ｆ（第２図）
の反応が進行する。
熱されバナジウム水素化物は水素を放出し、ランタンニ
ッケル水素化物が水素を吸収する、Ｅ−＋Ｆ（第２図）
の反応が進行する。
この際ランタンニッケル水素化物が放出する６０〜９０
°Ｃの熱は熱交換器９により水に熱交換され蓄熱槽Ｂ内
に湯が蓄えられる。
°Ｃの熱は熱交換器９により水に熱交換され蓄熱槽Ｂ内
に湯が蓄えられる。
湯は給湯管１０により給湯される。
なお蓄熱槽８と熱交換器９の間の水の循環は自然循環方
式で循環されてもよいし、配管途中にポンプを設置し強
制循環されてもよい。
式で循環されてもよいし、配管途中にポンプを設置し強
制循環されてもよい。
夜になり日照がなくなり、外気温が４０°Ｃよりも低く
なると（バナジウム水素化物とランタンニッケル水素化
物の水素平衡圧曲線の交点は約４０′Ｃである。
なると（バナジウム水素化物とランタンニッケル水素化
物の水素平衡圧曲線の交点は約４０′Ｃである。
第３図参照）、ランタンニッケル水素化物の水素平衡圧
はバナジウム水素化物の水素平衡圧よりも大きくなるの
で、ランタンニッケル水素化物が水素を放出し、バナジ
ウム水素化物が吸収するＧ−Ｈ（第２図）の反応が進行
する。
はバナジウム水素化物の水素平衡圧よりも大きくなるの
で、ランタンニッケル水素化物が水素を放出し、バナジ
ウム水素化物が吸収するＧ−Ｈ（第２図）の反応が進行
する。
上述の如くランタンニッケル水素化物が含有していた水
素は夜のうちに再びバナジウム水素化物に吸収されるの
で次の出とは再ヒＥ→Ｆの反応が供される。
素は夜のうちに再びバナジウム水素化物に吸収されるの
で次の出とは再ヒＥ→Ｆの反応が供される。
なおＧ＋Ｈの反応の際ランタンニッケルに水素化物は冷
却されるが、冷却によりＧ→トＩの反応が進みにくくな
るとフ七アー１２により外気が熱交換器１３に供給され
、ランタンニッケル水素化物力切ロ熱される。
却されるが、冷却によりＧ→トＩの反応が進みにくくな
るとフ七アー１２により外気が熱交換器１３に供給され
、ランタンニッケル水素化物力切ロ熱される。
又連通管７の途中に電磁弁、温度センサー、圧力センサ
ー、タイムスイッチ等からなる弁装置を設置し熱変換容
器５と６の間の温度差や圧力差や時間を感知して電磁弁
が開くようにしてもよい。
ー、タイムスイッチ等からなる弁装置を設置し熱変換容
器５と６の間の温度差や圧力差や時間を感知して電磁弁
が開くようにしてもよい。
第６図にその一例を示す。
図中７は連通管であり、連通管７は途中の一部分が分岐
管７１及び７２に分岐され、分岐管７１には矢印Ｘ方向
にだけ流体が流れることが可能な逆止弁７３及び制御器
（図示せず）に接続された電磁弁７５が設置されており
、分岐管７２には矢印Ｘ方向と逆方向である矢印Ｙ方向
にだけ流体が流れることが可能な逆１Ｌ弁７４及び制御
器（図示せず）に接続された電磁弁７６が設置されてい
る。
管７１及び７２に分岐され、分岐管７１には矢印Ｘ方向
にだけ流体が流れることが可能な逆止弁７３及び制御器
（図示せず）に接続された電磁弁７５が設置されており
、分岐管７２には矢印Ｘ方向と逆方向である矢印Ｙ方向
にだけ流体が流れることが可能な逆１Ｌ弁７４及び制御
器（図示せず）に接続された電磁弁７６が設置されてい
る。
上記弁装置において連通管７側を第１の熱変換容器５に
接続し連通管７側を第２の熱変換容器６に接続し昼間は
電磁弁７５だけが開放され、夜間は電磁弁７６だけが開
放されるように設定しておけば、昼間はＸ方向（第１の
熱変換容器５から第２の熱変換容器６方向）だけに水素
が流イ１、逆に夜にはＸ方向（第２の熱変換容器６から
第１の熱変換容器５の方向）だけに水素が流れる。
接続し連通管７側を第２の熱変換容器６に接続し昼間は
電磁弁７５だけが開放され、夜間は電磁弁７６だけが開
放されるように設定しておけば、昼間はＸ方向（第１の
熱変換容器５から第２の熱変換容器６方向）だけに水素
が流イ１、逆に夜にはＸ方向（第２の熱変換容器６から
第１の熱変換容器５の方向）だけに水素が流れる。
従って外気温や日照量が変化し第１の熱変換容器５及び
第２の熱変換容器６内の水素平衡圧が逆転しても水素が
逆流することがない。
第２の熱変換容器６内の水素平衡圧が逆転しても水素が
逆流することがない。
第７図は本発明の熱変換器を使用した廃熱利用の集熱装
置の一例を示す説明図である。
置の一例を示す説明図である。
図中１４及び１５は第１の熱変換容器１６及び１７は第
２の熱変換容器であり、第１の熱変換容器１４及び１５
には第１の金属水素化物（４）が封入されており、第２
の熱変換容器１６及び１７には第２の金属水素化物（至
）が封入されている。
２の熱変換容器であり、第１の熱変換容器１４及び１５
には第１の金属水素化物（４）が封入されており、第２
の熱変換容器１６及び１７には第２の金属水素化物（至
）が封入されている。
第１の熱変換容器１４と第２の熱変換容器１６は連通管
１８で連通されており、第１の熱変換容器１５と第２の
熱変換容器１７は連通管１９で連通されている。
１８で連通されており、第１の熱変換容器１５と第２の
熱変換容器１７は連通管１９で連通されている。
２０は廃熱源であり、廃熱源２０から第１の熱変換容器
１４を経由し廃熱源２０に戻る配管２１と廃熱源２０か
ら第１の熱変換容器１５を経由し廃熱源２０に戻る配管
２２が三方切換弁２３により分岐され、第１の金属水素
化物■を加熱するように設置されている。
１４を経由し廃熱源２０に戻る配管２１と廃熱源２０か
ら第１の熱変換容器１５を経由し廃熱源２０に戻る配管
２２が三方切換弁２３により分岐され、第１の金属水素
化物■を加熱するように設置されている。
なお２４は廃熱循環のためのポンプである。
又２５は蓄熱槽であり、蓄熱槽２５から第２の熱変換容
器１６を経由し蓄熱槽２５に戻る配管２６と蓄熱槽２５
から第２の熱変換容器１７を経由し蓄熱槽２５に戻る装
管２７が三方切換弁２８により分岐され、蓄熱槽２５内
の水が循環され第２の熱変換容器１６及び１７内で力目
熱されるように設置されている。
器１６を経由し蓄熱槽２５に戻る配管２６と蓄熱槽２５
から第２の熱変換容器１７を経由し蓄熱槽２５に戻る装
管２７が三方切換弁２８により分岐され、蓄熱槽２５内
の水が循環され第２の熱変換容器１６及び１７内で力目
熱されるように設置されている。
なお２９は水循環のためのポンプである。
３０は蓄熱槽２５に設置された給湯管であり、３１は放
熱器であり、３２は給水器である。
熱器であり、３２は給水器である。
又３６は放熱器３３とポンプ３４が設置され、第１の熱
変換容器１４と第２の変換容器１６を経由する配管であ
り、３７は第１の熱変換容器１５と第２の熱変換容器１
７を経由する配管であり、配管３６と３７は三方切換弁
３５により分岐されている。
変換容器１４と第２の変換容器１６を経由する配管であ
り、３７は第１の熱変換容器１５と第２の熱変換容器１
７を経由する配管であり、配管３６と３７は三方切換弁
３５により分岐されている。
なお配管３６及び３７中は熱媒体が循環されるが熱媒体
としては空気、水、油脂等公知の任意のものが使用され
てよい。
としては空気、水、油脂等公知の任意のものが使用され
てよい。
上記集熱装置において第１の熱変換容器１４゜１５に第
１の金属水素化物（ＶＩＯとしてバナジウム水素化物、
第２の熱変換容器１６．１７に金属水素化物帽として鉄
チタン水素化物を封入し、廃熱として廃蒸気を使用した
実施態様を説明する。
１の金属水素化物（ＶＩＯとしてバナジウム水素化物、
第２の熱変換容器１６．１７に金属水素化物帽として鉄
チタン水素化物を封入し、廃熱として廃蒸気を使用した
実施態様を説明する。
まず廃熱源２０に供給された廃蒸気はポンプ２４により
配管２１を循環され、第１の熱変換容器１４中のバナジ
ウム水素化物が加熱される。
配管２１を循環され、第１の熱変換容器１４中のバナジ
ウム水素化物が加熱される。
バナジウム水素化物は約５５°Ｃ以上に加熱されると（
バナジウム水素化物と鉄チタン水素化物の水素平衡圧曲
線の交点は約５５°Ｃである。
バナジウム水素化物と鉄チタン水素化物の水素平衡圧曲
線の交点は約５５°Ｃである。
第３図参肋、鉄チタン水素化物の水素平衡圧よりも高圧
になるので、水素を放出する。
になるので、水素を放出する。
放出さｎた水素は鉄チタン水素化物に吸収され、Ｅ−＋
Ｆ（第２図）の反応が進行し、鉄チタン水素化物は熱を
放出する。
Ｆ（第２図）の反応が進行し、鉄チタン水素化物は熱を
放出する。
この熱はポンプ２９により蓄熱槽２５から循環されてい
る配管２６中の水に伝導され、蓄熱槽２５中に熱水が蓄
えられる。
る配管２６中の水に伝導され、蓄熱槽２５中に熱水が蓄
えられる。
そして第１の熱変換容器１４と第２の熱変換容器１６の
間でＥ→Ｆの反応が終了すると三方切換弁２３が切換え
られ、廃蒸気は配管２２を循環され、第１の熱変換容器
１５中のバナジウム水素化物が加熱され第１の熱変換容
器１５さ第２の熱変換容器１７の間でＥ−＋Ｆの反応が
行なわれる。
間でＥ→Ｆの反応が終了すると三方切換弁２３が切換え
られ、廃蒸気は配管２２を循環され、第１の熱変換容器
１５中のバナジウム水素化物が加熱され第１の熱変換容
器１５さ第２の熱変換容器１７の間でＥ−＋Ｆの反応が
行なわれる。
又三方切換弁２８も切換えられ蓄熱槽２５内の水は配管
２７中を循環され、第２の熱変換容器１７中で放出され
た熱が集熱される。
２７中を循環され、第２の熱変換容器１７中で放出され
た熱が集熱される。
文箱１の熱変換容器１４が廃蒸気により加熱されている
間は外気がポンプ３４により配管３１中を熱変換容器１
７中の金属水素化物は冷却、又は力目熱されＧ→■（の
反応が進行しており第１の熱変換容器１５が廃蒸気によ
り加熱されるように三方切換弁２３が切換えられると同
時に三方切換弁３５も切換えられて第１の熱変換容器１
４及び第２の熱変換容器１６の中の金属水素化物が冷却
、又は加熱されＧ−＋Ｈ（第２図）の反応が進行される
。
間は外気がポンプ３４により配管３１中を熱変換容器１
７中の金属水素化物は冷却、又は力目熱されＧ→■（の
反応が進行しており第１の熱変換容器１５が廃蒸気によ
り加熱されるように三方切換弁２３が切換えられると同
時に三方切換弁３５も切換えられて第１の熱変換容器１
４及び第２の熱変換容器１６の中の金属水素化物が冷却
、又は加熱されＧ−＋Ｈ（第２図）の反応が進行される
。
なお３３は放熱器であり、冷却不足になったり、過剰に
なった時に放熱される。
なった時に放熱される。
即ち上記集熱装置においては第１の熱変換容器１４と第
２の熱変換容器１６の間又は第１の熱変換容器１５と第
２の熱変換容器１Ｔの間の一方では常にＥ−＋Ｈの反応
が進行しており、他方では同時にＧ−＋Ｈの反応が進行
しており連続的に力目熱されている。
２の熱変換容器１６の間又は第１の熱変換容器１５と第
２の熱変換容器１Ｔの間の一方では常にＥ−＋Ｈの反応
が進行しており、他方では同時にＧ−＋Ｈの反応が進行
しており連続的に力目熱されている。
そして加熱された水は蓄熱槽２５に蓄えられ、給湯管３
０や放熱器３１により給湯や暖房に供される。
０や放熱器３１により給湯や暖房に供される。
なお３２は給水器であり、蓄熱槽２５中の水が消費され
た際に水が供給される。
た際に水が供給される。
又Ｇ−＋Ｈの反応の際Ｇでは吸熱反応が進行しているの
で、ポンプ３４によりＨ側だけを外気温に１呆つと（−
）側は自己冷却するので、この熱を室内に供給すると冷
房することもできる。
で、ポンプ３４によりＨ側だけを外気温に１呆つと（−
）側は自己冷却するので、この熱を室内に供給すると冷
房することもできる。
本発明の熱変換器の構成は上述の通りであり二種類の第
１の金属水素化物及び第２の金属水素化物は、その水素
平衡用曲線は交点を有するのであるから、°高温部にお
いて水素平衡圧が、他力の金属水素化物のそれよりも高
かった第１の金属水素化物は、交点より低温部において
は第２の金属水素化物の水素平衡圧よりも低くなるので
高温部での口熱することにより他方の第２の金属−水素
化物に供給した水素は、交点以ドの湿度に冷給すること
により容易に回収することができる。
１の金属水素化物及び第２の金属水素化物は、その水素
平衡用曲線は交点を有するのであるから、°高温部にお
いて水素平衡圧が、他力の金属水素化物のそれよりも高
かった第１の金属水素化物は、交点より低温部において
は第２の金属水素化物の水素平衡圧よりも低くなるので
高温部での口熱することにより他方の第２の金属−水素
化物に供給した水素は、交点以ドの湿度に冷給すること
により容易に回収することができる。
従って本発明の熱変換器は効率よく熱変換することがで
き、太陽熱集熱装置、廃熱利用の集熱装置等に好適に使
用できる。
き、太陽熱集熱装置、廃熱利用の集熱装置等に好適に使
用できる。
第１図、第２図及び第３図は金属水素化物の水素平衡用
曲線を示すグラフ、第４図は本発明の熱変換器の一例を
示す説明図、第５図は本発明の熱変換器を使用した太陽
熱集熱装置の一例を示す説明図、第６図は第５図に示す
装置において使用される弁装置の一例を示す説明図、第
７図は本発明の熱変換器を使用した廃熱利用の集熱装置
の一例を示す説明図である。 Ｌｉ２，１５・・・・・・第１の熱変換容器、２，６゜
１６．１７・・・・第２の熱変換容器、３，７，１Ｂ。 １９・・・・・・連通管、４・・・・・・バルブ、５・
・・・・太陽熱集熱用筆１の熱変換容器、８，２５・・
・・・蓄熱槽、９゜１３・・・・・熱交換器、２０・・
・・・廃熱源。
曲線を示すグラフ、第４図は本発明の熱変換器の一例を
示す説明図、第５図は本発明の熱変換器を使用した太陽
熱集熱装置の一例を示す説明図、第６図は第５図に示す
装置において使用される弁装置の一例を示す説明図、第
７図は本発明の熱変換器を使用した廃熱利用の集熱装置
の一例を示す説明図である。 Ｌｉ２，１５・・・・・・第１の熱変換容器、２，６゜
１６．１７・・・・第２の熱変換容器、３，７，１Ｂ。 １９・・・・・・連通管、４・・・・・・バルブ、５・
・・・・太陽熱集熱用筆１の熱変換容器、８，２５・・
・・・蓄熱槽、９゜１３・・・・・熱交換器、２０・・
・・・廃熱源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素平衡圧曲線（水素平衡圧の対数−絶対温度の逆
数）が交点を有し、該交点の温度よりも高温の領域で水
素平衡圧が相対的に高い第１の金属水素化物及び相対的
に低い第２の金属水素化物が、それぞれ、水素ガス交換
可能に連通された第１の熱変換容器及び第２の熱変換容
器に封入され、前記第１の金属水素化物が前記第１の熱
変換容器中で加熱可能とされ、前記交換より低温の領域
で第２の金属水素化物から放出された水素が第１の金属
水素化物に吸着され、該第１の金属水素化物の加熱によ
り前記交点よりも高温の領域で第１の金属水素化物より
放出された水素が発熱的に第２の金属水素化物に吸着さ
れる熱交換サイクルが形成されることを特徴とする熱変
換器。 ２ 水素平衡圧曲線（水素平衡圧の対数−絶対温度の逆
数）が交点を有し、該交点の温度よりも高温の領域で水
素平衡圧が相対的に高い第１の金属水素化物及び相対的
に低い第２の金属水素化物が、それぞれ、水素カス交換
可能に連通された第１の熱変換容器及び第２の熱変換容
器に封入され、前記第１の熱変換容器にはｊＪＯ熱装置
又は冷却装置が配置され、前記第２の熱交換器には熱交
換装置が設置され、前記交点より低温の領域で第２の金
属水素化物から放出された水素が第１の金属水素化物に
吸着され、該第１の金属水素化物の前記加熱装置による
加熱により前記交点よりも高温の領域で第１の金属水素
化物より放出された水素が発熱的に第２の金属水素化物
に吸着される熱交換サイクルが形成され、該第２の金属
水素化物の発熱が前記熱交換装置に熱交換されるサイク
ルが形成されるか、又は前記交点よりも高温の領域で水
素が第２の金属水素化物に吸着され、前記第１の金属水
素化物の前記冷却装置による冷却により前記交点よりも
低温の領域で前記第２の金属水素化物より水素が吸熱的
に放出され、該第２の金属水素化物の吸熱が前記熱交換
装置に熱交換さ１Ｌることを特徴とする熱変換器。 ３７ＪＩ］熱装置が太陽熱集熱器である特許請求の範囲
第２項記載の熱変換器。 ４ 力目熱装置が廃熱利用力日熱装置である特許請求の
範囲第２項記載の熱変換器。 ５ 熱交換装置が給湯装置に接続されている特許請求の
範囲第２項、第３項又は第４項記載の熱変換器。 ６ 熱交換装置が冷暖房装置に接続されている特許請求
の範囲第２項、第３項又は第４項記載の熱変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55021254A JPS5945914B2 (ja) | 1980-02-21 | 1980-02-21 | 熱変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55021254A JPS5945914B2 (ja) | 1980-02-21 | 1980-02-21 | 熱変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56117095A JPS56117095A (en) | 1981-09-14 |
| JPS5945914B2 true JPS5945914B2 (ja) | 1984-11-09 |
Family
ID=12049939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55021254A Expired JPS5945914B2 (ja) | 1980-02-21 | 1980-02-21 | 熱変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945914B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58198691A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-18 | Sekisui Chem Co Ltd | 排熱回収装置 |
-
1980
- 1980-02-21 JP JP55021254A patent/JPS5945914B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56117095A (en) | 1981-09-14 |
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