JPS6047515B2 - 金属水素化物装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属水素化物装置に関し、例えばヒートポン
プ装置や水素の圧縮機として利用てきる金属水素化物装
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吸
熱的に水素を放出することが知られている。

このような金属水素化物の平衡分解圧Ｐは一般に温度Ｔ
の函数であつて、第１図に示すように温度が高い程、平
衡分解圧も大きい。 、’、Ａ−Ａ を、吐ＮＬｋｌ−
＾▼＾ 【 、ＩＪ本Ｌ山゛工１１ｔｘ３１ 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が
、多くは、平衡分解圧特性の異なる金属水素化物をそれ
ぞれ熱交換器をなす密閉容器に充填し、一方の熱交換器
内の金属水素化物から吸熱的に水素を放出させると共に
、この水素を他方の熱交換器に導き、他方の金属水素化
物に吸蔵させる動作を各熱交換器について交互に繰返さ
せて、各熱交換器から金属水素化物の発熱又は吸熱をバ
ッチ式に出力として取出している。

従つて、このようなヒートポンプ装置においては、各熱
交換器を交互に加熱又は冷却するために複雑な熱媒回路
とそのための制御桟構を要すると共に、熱媒回路自体が
熱容量を有するために熱媒回路に温度の異なる熱媒を流
通させる際の熱損失も大きい。 本発明は上記の問題を
解決するためになされたものてあつて、金属水素化物を
連続して移送し、熱交換部を通過させる過程で熱媒と熱
交換させることにより、複雑な熱媒回路やそのための制
御機ヨ構を要せすして、本質的に連続して動作する金属
水素化物装置を提供することを目的とする。

本発明の金属水素化物装置は、密閉されたシリンダと
、このシリンダ内で水素雰囲気下に回転して金属水素化
物を移送するスクリューと、上記シ、リング壁又はスク
リュー壁を介して金属水素化物と熱交換し得る熱媒を流
通させるための熱媒流通路と、金属水素化物が熱媒と熱
交換する熱交換部においてシリンダ内に連通する水素管
とを有することを特徴とするものである。以下に実施例
を示す面図に基づいて本発明を説明する。第２図は本発
明による金属水素化物装置の一実施例を示す。密閉され
たシリンダ１内で水素雰囲気下にスクリュー２が回転駆
動され、金属水素化物を移送する。金属水素化物は供給
口３からシリンダ内に供給され、シリンダ末端の排出口
４から排出される。シリンダ壁内又はスクリュー内には
所定位置に熱媒流通路５及び６が設けられ、例えば熱媒
流通路５には高温熱媒が、また、熱媒流通路６には低温
熱媒がそれぞれ循環流通される。金属水素化物がシリン
ダ内を移送される間に高温熱媒と熱交換する高温熱交換
部９にはシリンダ内に連通する水素管７が設けられ、ま
た、低温熱交換部１０にもシリンダ内に連通する水素管
８が設けられている。図面ではスクリューは主要な数個
のねじ山を除いて記載が省略されているが、これらねじ
山はシリンダ内壁に接触しつつ、又は近接しつつ回転し
、かくして金属水素化物をねじ溝に沿つてらせん状に移
送する。動作の一例を説明すると、供給口からシリンダ
内に供給された金属水素化物はスクリューによつてシリ
ンダ内に移送される間に、先ず熱交換部９にて高温熱媒
によつて加熱され、この温度における高い平衡分解圧で
水素を放出し、この水素は水素導出管によつてシリンダ
内から取出される。

水素の一部はスクリューのねじ山とシリンダ内壁との間
の空隙を通つて、また、ねじ溝内の金属水素化物を通つ
て金属水素化物の進行方向にも流通するてあろうが、し
かし、金属水素化物の充填率やスクリューの形状を選択
することによつて、水素．管７からシリンダ外に導かれ
る水素に実質的に高い圧力を有せしめることができる。
次に、水素を放出した金属水素化物は熱交換部１０にて
低温熱媒によつて冷却されると共に、この熱交換部に低
圧の水素を導入することにより、−金属水素化物は低温
における低い平衡分解圧にてこの水素を吸蔵する。

従つて、この装置によれば低温熱媒の温度における低い
平衡分解圧の水素から高温熱媒の温度における高い平衡
分解圧の水素を得ることができ、いわば水素圧縮機とし
て機能する。金属水素化物は排出口から供給ロへ密閉空
間内を適宜手段により循環させることができ、従つて、
この場合には水素導出管から連続して高圧の水素を得る
ことができる。

金属水素化物を循環させるにはスクリュー・コンベヤや
重力が利用できる。また、本発明の装置はヒートポンプ
として機能・させることがてきる。

第３図に冷房装置の概略図を示す。水素管７及び８は圧
縮機１１を介して接続され、温度ＴＬの低温熱交換部１
０からは水素が除去されると共に、温度ＴＨの高温熱交
換部９に水素が加圧供給される。従つて、金属水素化物
はシリンダ内を移送される過程で先ず高温熱交換部にて
温度ＴＨに冷却されつつ、水素を吸蔵し、次に低温熱交
換部にて減圧水素雰囲気下におかれるので、温度Ｔしの
熱媒から吸熱しつつ水素を放出する（第１図）。温度Ｔ
Ｌの熱媒が冷却負荷に接続される。水素を放出した金属
水素化物を供給端に循環することによつて、低温熱媒に
は連続して冷熱が与えられる。逆に、低温熱交換部から
水素を除去し、高温熱交換部に水素を加圧供給すれは、
金属水素化物は低温熱交換部にて加熱されつつ水素を放
出し、高温熱交換部にて発熱的に水素を吸蔵するから、
高温熱媒を加熱負荷に接続することにより暖房装置とし
て機能する。

さらに、本発明においては、第４図に示すように（ただ
し、ねじ山は数個を除いて記載が省略されている。

）、スクリューの軸方向に沿つて熱交換部の両側で、ス
クリューの軸径を漸次大きくし、また、同時にスクリュ
ーのピッチを漸次小さくしてよく、これによつて熱交換
部を挾む位置でシリンダ内壁とスクリューのねじ溝との
間の空隙を小さくすることができる。この結果、金属水
素化物は熱交換部に近ずくにつれて圧縮されることとな
り、シリンダ軸方向への水素の流通が阻止されるので、
熱交換部はシリンダ内において圧力的に遮断され、各熱
交換部は所定の圧力を保つことができる。従つて、水素
圧縮機として機能させる場合、より低圧の水素からより
高圧の水素が得られると共に、装置を小型化することが
できる。以上のように本発明の装置によれば、金属水素
化物を連続して移送しつつ、固定された位置にある熱媒
と熱交換させるので、熱媒回路を交互に切換えて反応容
器と熱交換させる従来の装置と異なり、熱媒回路を切換
えることなく、連続して動作させることができ、しかも
効率が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属水素化物の平衡分解圧特性を示し、第２図
は本発明の金属水素化物装置の一実施例を示す断面図、
第３図はヒートポンプ装置としての実施例を示す概略図
、第４図は別の実施例を示す断面図である。 １・・・・・シリンダ、２・・・・・・スクリュー、３
・・・・・・金属水素化物供給口、４・・・・・・金属
水素化物排出口、５，６・・・・・・熱媒流通路、７・
・・・・・水素導出管、８・・・・・・水素導入管、９
，１０・・・・・・熱交換部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密閉されたシリンダと、このシリンダ内で水素雰囲
   気下に回転して金属水素化物を移送するスクリューと、
   上記シリンダ壁又はスクリュー壁を介して金属水素化物
   と熱交換し得る熱媒を流通させるための熱媒流通路と、
   金属水素化物が上記熱媒と熱交換する熱交換部において
   シリンダ内に連通する水素管とを有することを特徴とす
   る金属水素化物装置。 ２ シリンダ軸に沿つて熱交換部の両側で、スクリュー
   の軸径が大きくされて金属水素化物が圧縮され、熱交換
   部がシリンダ内において圧力的に遮断されるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属水素
   化物装置。