JPS60101489A - 金属水素化物を利用した熱交換器 - Google Patents

金属水素化物を利用した熱交換器

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JPS60101489A
JPS60101489A JP58209386A JP20938683A JPS60101489A JP S60101489 A JPS60101489 A JP S60101489A JP 58209386 A JP58209386 A JP 58209386A JP 20938683 A JP20938683 A JP 20938683A JP S60101489 A JPS60101489 A JP S60101489A
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JP
Japan
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heat
heat transfer
transfer fins
fins
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP58209386A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Shindo
進藤 和雄
Hiroshi Tsuneizumi
常泉 浩志
Yasuyuki Takigawa
滝川 泰行
Masaaki Yamagami
山上 正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP58209386A priority Critical patent/JPS60101489A/ja
Publication of JPS60101489A publication Critical patent/JPS60101489A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属水素化物會利用した熱交換器に関するも
のでちる。
周期律表中でIA族〜VA族の元素は1発熱反応により
水素ガスケ吸蔵し安定な水素化物をつくる。これにVI
A族〜VIA族の元素を組み合わせることによっていわ
ゆる水素貯蔵合金が構成されている。この合金は、ある
温度、圧力条件のもとて発熱反応によシ水素ガスを吸蔵
し。
別のある温度・圧力条件のもとて吸熱反応によシ水素ガ
スを脱蔵する。上述の特性を利用して金属水素化物を水
素貯蔵体や蓄熱体として活用することができ、まだ二種
類以上の金属水素化物を使ってヒートポンプシステムを
構成することも可能となる。
そして金属水素化物からの発熱あるいは吸熱の熱エネル
ギをすばやく回収することが反応を促進することになり
、ひいては時間′当たりの貯蔵能力や熱出力を向上させ
る。したがって金属水素化物を利用した熱交換器として
は以下のことが要求される。
(1) 熱交換性能が高いこと 金属水素化物層は薄く1反応物質としての水素ガスがい
きわたることや伝熱面積が広く、かつ熱移動抵抗が少な
いことなどにより、金属水素化物で発生した熱をスムー
ズに熱交換流体に移動させることが必要である。また、
金属水素化物層中に伝熱改良材を充填して、金属水素化
物層そのものの熱伝導度を向上させることや。
伝熱材の材質も熱伝導率が謁<、耐水素性のあるものを
選ぶことが必要である。
(21機械的強度があること 通常、水素圧力は高圧であるため、相当の耐圧容器でな
ければならない。
また、水素を吸蔵した合金は体積膨張を起こすので、金
属水素化物を保持する容器はその応力に耐えうるもので
なければなら゛ない。
(3)金属水素化物の粉末を飛散消耗しないこと 水素ガスは透過するが、金属水素化物の粉末(数μm8
度)は透過しないフィルタがあシ。
このフィルタ、を通じて水素が導入・導出される。
(4断熱性が高いこと 熱交換器は上述のような種々の設計上の工夫がなされて
いるために、金属水素化物の単位重量当たりの容器重量
、すなわち熱容量が大きい。
従って、要所要所に断熱材を充填し、熱出力の低下を防
ぐことが必要である。
以上のようなことが金属水素化物を利用した熱交換器に
要求される。しかしながら、従来の技術では特に(1)
の熱交換性能の向上には大きな進歩はみられていない。
この発明は主として熱交換性能を向上できるようにした
金属水素化物を利用した熱交換器を提供することを目的
とするものである。
この発明の熱交換器は、伝熱フィンを間隔會存して多段
に積層して立型積層フィン部を形成し。
この文型積層フィン部の伝熱フィンを貫通して熱交換テ
コープ會設け、上記文型積層フィン部の伝熱フィン間に
金属水素化物を充填し、上目已豆型積層フィン部の外側
面の1部に立方向全長に亘りフィルタを設けると共に残
部を閉塞して熱交換器本体を形成し、この熱交換器本体
を水素ガス導入(出)口を有し断熱材で内張シした圧力
容器内に装入してなるものである。
以下この発明の一実施例を図面により説明する。この発
明の熱交換器は、内面を断熱材2で内張シしたベル型の
圧力容器1内に熱交換器本体6を装入したものである。
断熱材2には、グラスウール、セラミックファイバー等
の繊維質保温材や粉末質保温材が用いられる。圧力容器
Jの側壁には水素ガスの導入(出)口4が設けられてい
る。熱交換器本体6は次のように構成されている。図中
−2は、六角形の伝熱フィンで。
この伝熱フィン71Fc間隔を存して多段に積層して文
型伝熱フィン部8が形成されている。伝熱フィン7は、
アルミニウム製ヌは°耐水素性のあるi製で厚さは0.
5 mgであシ、スペーサを介して5〜1oinの間隔
に配列されている。立型伝熱フィン部8の伝熱フィン7
を貫通して多数のU型熱交換チューブ9が設けられてい
る。熱交換チューブ9は熱交換器用鋼管ヌはアルミニウ
ム製管で、外圧に耐えうるものである。この熱交換チュ
ーブ9は正方形又は三角形配列となっている。伝熱フィ
ン2の各段には、十分に粉砕された金属水素化物10が
約50%の充填率で充填されている。これは金属水素化
物10の水素ガス吸蔵時:Cおける体積膨張を考慮した
ものである。なお、各段にアルミフオーム(焼結状)を
挿入し、そのアルミフオームの中に金属水素化物を封入
して、伝熱性全向上させるようにしても良い。立型積層
フィン部8の六角形外側面の1辺おきの3辺にフィルタ
11が取付けられている。この例では、六角形の伝熱フ
ィン7のフィルタ取付面以外の3辺には、第3図に示す
如く折曲部7aが形成されている。この折曲部7aの延
出長さは、伝熱フィン2の配設間隔と同じにしである。
そして、折曲部’7 a ′fr折曲げ。
第4図に示す如く積層し、端縁を下段の伝熱フィンの折
曲コーナ部に溶接することによp、z型積層フィン部8
のフィルタ取付面以外の面を閉基するようになっている
。フィルタ1ノは水素ガスは通すが、金属水素化物の粉
末は通さないもので、ステンレス焼結金網などが使用さ
れる。フィルタ11の取付方法は、六角形の1辺X全高
さの1枚板のフィルタIi辺ごとに内側から溶接して接
着する方法(第5図(a))、六角形の1辺×フィンピ
ッチの帯状フィルタをフィン間に嵌込み外側から接着す
る方法(第5図(b))及び六角形の1辺×フィンピッ
チの大きに円筒釣 形フィルタを縦寄りしたものをフィン間に嵌込み外側か
ら接着する方法(第5図(C)〕等がある。
上記構成の熱交換器本体6の熱交換チューブ9を管板1
3に断熱材14を介して挿通する。
管板J3上に圧力容器Ifr載置して、フランジ1aを
管板13にデルトにより固定する。U形態交換テコ−1
9の入口側はへ〇゛側マニホルドノ5に接続され、また
出口側は出口側マニホルド16に接続されており、これ
らは断熱材17で被包されている。
次に、伝熱フィンの形状會多角形でなく円形にした他の
実施例を第6図、m7図によシ説明する。図中21は円
形の伝熱フィンで、熱交換チューブ9の貫通部に隆起部
21mが形成されている。この隆起部21aの高さを伝
熱フィン21の積層間隔とすることによυ、スベ゛−プ
を用いることなく、立型伝熱フィン部8を組立てること
ができる。この立型伝熱フィン部8の外側面の1部に立
方向全長に亘シフィルタ11゜1ノを設け、残部はカバ
ー23.23で閉塞しである。
なお、熱交換チューブに、ヒートパイプヲ用いることも
できる。また熱交換チューブは、上記実施例のUチュー
ブに限ることなく、蛇管にしてもよい。
操作 水素吸蔵(発熱→回収)の場合 水素導入口3よυ水素ガスを所定の温度、圧力条件下で
圧力容器1内に供給し、熱交換器本体6の外側壁面のフ
ィルタll’f通して、各段の金属水素化物層10に吸
蔵させる。同時に反応熱が発生するがこの熱は、フィン
7、熱交換チューブ9を介して熱交換流体18に伝達さ
れる。熱交換流体は図示しないポンプにより、一旦入口
側マニホールド15に入り、そこからフィン面全体に往
路管が一様になるように分岐される。従って復路もフィ
ン面全体に一様になっており全体的にバランスのとれる
ように配置されている。復路からの熱交換流体は一旦、
出ロ側マニホールド16に入り1図示しない外部の熱交
換器に熱を移動させる。 2 水素脱蔵(吸熱→熱貯蔵)の場合 図示しない外部熱源の熱を熱交換流体18゜熱交換チュ
ーブ9.フィン7を介して所定の温度、圧力条件下で金
−水素化物層10に供給する。該金属より水素ガスが脱
蔵されフィルタ11を通って圧力容器lに取付け゛であ
る水素導出口3から外部の水素ガス容器に回収される。
この発明の熱交換器は上記のようなもので。
伝熱フィンを多段に積層して、このフィン間に金属水素
化物を充填してあり且つ水素ガスが各段にいきわたるの
で、金属水素化物と熱交換流体との熱交換性能を向上さ
せることができる。
また伝熱フィンを立方向に積層しであるので敷地面積を
小さくすることができる。、また、伝熱フィンの径をス
ケールアンプした場合、金属水素化物の充填量は径のス
ケ−ルアツブ比の2乗で増加するが、圧力容器の岸み即
ち圧力容器の車量は1乗で増加するので、大型化に逸し
ている。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第1図は縦断
面図、第2図は熱交換器本体の一部を切欠いた斜視図、
あ3図は伝熱フィンの平面図、第4図は第3図に示す伝
熱フィンの折曲部と折曲げ8層した状態を示す縦断面図
、第5図(a) (b) (C)はそれぞれ異なる方法
でフィルタを取付けた状態を示す縦断面図、第6図及び
第7図は他の実施例を示すもので、第6図は円形伝熱フ
ィンの側面図、第7図は第6図に示す伝熱フィンを積層
して形成しだ熱交換器本体の平面図である。 l・・・圧力容器、2・・・断熱材、3・・・水素ガス
導入(出)0.6・・・熱交換器本体、7・・・伝熱フ
ィン、8・・・立型伝熱フィン部、9・・・熱交換チュ
ーブ、10・・・金属水素化物、11・・・フィルタ、
第1図 第 2 図。 第3図 第4図 第5図 (a) (b) (C’) 第6図 第7図 7、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 伝熱フィンを間隔を存して多段に積層して立型積層フィ
    ン部を形成し、この立型積層フィン部の伝熱フィンを貫
    通して熱交換チューブを設け、上記立型積層フィン部の
    伝熱フィン間に金属水素化物を充填し、上記立型積層フ
    ィン部の外側面の1部に型方向全長に亘シフィルタ全設
    けると共に残部を閉塞して熱交換器本体を形成し、この
    熱交換器本体を水素ガス導入(出)口を有し断熱材で内
    張すした圧力容器内に装入してなる金属水素化物を利用
    した熱交換器。
JP58209386A 1983-11-08 1983-11-08 金属水素化物を利用した熱交換器 Pending JPS60101489A (ja)

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JP58209386A JPS60101489A (ja) 1983-11-08 1983-11-08 金属水素化物を利用した熱交換器

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JP58209386A JPS60101489A (ja) 1983-11-08 1983-11-08 金属水素化物を利用した熱交換器

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Publication Number Publication Date
JPS60101489A true JPS60101489A (ja) 1985-06-05

Family

ID=16572047

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58209386A Pending JPS60101489A (ja) 1983-11-08 1983-11-08 金属水素化物を利用した熱交換器

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JP (1) JPS60101489A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102107A (en) * 1998-12-11 2000-08-15 Uop Llc Apparatus for use in sorption cooling processes
US10584398B2 (en) 2018-02-13 2020-03-10 Korea Zinc Co., Ltd. Autoclave and method for removing salt from autoclave

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102107A (en) * 1998-12-11 2000-08-15 Uop Llc Apparatus for use in sorption cooling processes
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