JPS6048467A - ヒ−トポンプ装置の駆動方法 - Google Patents
ヒ−トポンプ装置の駆動方法Info
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- JPS6048467A JPS6048467A JP15460083A JP15460083A JPS6048467A JP S6048467 A JPS6048467 A JP S6048467A JP 15460083 A JP15460083 A JP 15460083A JP 15460083 A JP15460083 A JP 15460083A JP S6048467 A JPS6048467 A JP S6048467A
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- Japan
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- hydrogen
- reaction
- metal hydride
- temperature
- pump device
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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】
本発明はヒートポンプ装置の駆)すJ方法に関し、詳し
くは、熱媒温度の変動にかかわらずに、金属水素化物を
用いるヒートポンプ装置を高い成績係数、高い出力で作
動させることができるし−トポンプ装置の駆動方法に関
する。
くは、熱媒温度の変動にかかわらずに、金属水素化物を
用いるヒートポンプ装置を高い成績係数、高い出力で作
動させることができるし−トポンプ装置の駆動方法に関
する。
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸y代して金属水
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おり、近年、これ
らの金属水素化物の特性を利用したヒートポンプ装置が
種々提案されている。
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おり、近年、これ
らの金属水素化物の特性を利用したヒートポンプ装置が
種々提案されている。
(JL来、提案されているし−I−ポンプ装置の多く&
J、水素の平衡分解圧の界なる金属水素化物をそれぞれ
熱交換器をなず一対の密閉容器に充填すると共に、これ
ら密閉容器を水素流通上にで接続して作動列を構成し、
各密閉容器を一定時間にわたって一定の温度の熱媒にて
加熱又は冷却することにより、作動列の一方の密閉容器
内の金属水素化物から吸熱的に水素を放出さ−υ、この
水素を水素流1m管を経て他方の密閉容器に導き、この
密閉容器内の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ−Uる反応
を交!f、に行なって、金属水素化物の発熱又は吸熱に
基つく温4へ又は冷熱を出力として取り出している。
J、水素の平衡分解圧の界なる金属水素化物をそれぞれ
熱交換器をなず一対の密閉容器に充填すると共に、これ
ら密閉容器を水素流通上にで接続して作動列を構成し、
各密閉容器を一定時間にわたって一定の温度の熱媒にて
加熱又は冷却することにより、作動列の一方の密閉容器
内の金属水素化物から吸熱的に水素を放出さ−υ、この
水素を水素流1m管を経て他方の密閉容器に導き、この
密閉容器内の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ−Uる反応
を交!f、に行なって、金属水素化物の発熱又は吸熱に
基つく温4へ又は冷熱を出力として取り出している。
即ち、従来のし−1−ポンプ装置においては、一定温度
のり45媒乙こて金属水素化物を所定の温度に加RJシ
又41冷却することにより、作動り1をなす密閉容器内
の金属水素化物心こ所定の水素平衡分IQ4i ICE
差を生ぜし2め、かくして、予め定めた反応時間内に所
要針の水素を放出又は吸蔵させている。
のり45媒乙こて金属水素化物を所定の温度に加RJシ
又41冷却することにより、作動り1をなす密閉容器内
の金属水素化物心こ所定の水素平衡分IQ4i ICE
差を生ぜし2め、かくして、予め定めた反応時間内に所
要針の水素を放出又は吸蔵させている。
Ueって、このような駆動方法によれば、熱媒の/Ii
A度か変動して、作りリノ対をなす密閉容器内の金属水
素化物の水素平衡分解圧差が予め設定した差圧よりも大
きくなれば、金属水素化物か所要量の水素を放出又は吸
蔵するに要する時間(、J予め設定した時間よりも短く
てずみ、余分の時間には金属水素化物は何ら反応し、な
いから、出力を得ることができない。他方、」]−記水
素平衡分解圧差か設定値よりも小さくなれば、反応は予
め設定された時間内に完了−μmす、金属水素化物の放
出吸蔵反応が不−1分なままに次の]−程に移行するた
めに、装置の出力、成績係数共に低下する。特に、熱源
;゛ハ媒として太陽熱や上場排熱を用いる場合には、こ
れらの熱源の温度変動が著しい。
A度か変動して、作りリノ対をなす密閉容器内の金属水
素化物の水素平衡分解圧差が予め設定した差圧よりも大
きくなれば、金属水素化物か所要量の水素を放出又は吸
蔵するに要する時間(、J予め設定した時間よりも短く
てずみ、余分の時間には金属水素化物は何ら反応し、な
いから、出力を得ることができない。他方、」]−記水
素平衡分解圧差か設定値よりも小さくなれば、反応は予
め設定された時間内に完了−μmす、金属水素化物の放
出吸蔵反応が不−1分なままに次の]−程に移行するた
めに、装置の出力、成績係数共に低下する。特に、熱源
;゛ハ媒として太陽熱や上場排熱を用いる場合には、こ
れらの熱源の温度変動が著しい。
本発明はヒ記した問題を1η″決するためにlrされた
ものであって、4へ媒熱源のi!に度が変動しても1l
lb成績係数、高出力にてヒーI・ポンプ装置117を
駆動する方法を提供することを1」的とする。
ものであって、4へ媒熱源のi!に度が変動しても1l
lb成績係数、高出力にてヒーI・ポンプ装置117を
駆動する方法を提供することを1」的とする。
本発明1,11、金属水素化物を熱媒にて加熱又(,3
1冷却し7て、第1の金属水素化物から吸(゛ハ的に水
素を放出ざ−U、この水素を作動温度領域において水素
平衡分解圧が第1の金属水素化物よりも高い第2の金属
水素化物に発p的に吸蔵さ一μる第1の反応と、次いで
、第2の金属水素化物から水素を吸;;(?的に放出さ
・U、この水素を第1の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ
せる第2の反応とを行なわ・IJるヒートポンプ装置の
駆動方法において、第1及び/又は第2の反応を行なわ
せるためのn島間を、その反応にお(ノる第1と第2の
金属水素化物の温度差に基づく水素平衡分解圧差に応し
て、予め定めノこ所要量の水素の放出吸蔵反応を行なわ
一已るに足る最短の時間に設定することを特徴とする。
1冷却し7て、第1の金属水素化物から吸(゛ハ的に水
素を放出ざ−U、この水素を作動温度領域において水素
平衡分解圧が第1の金属水素化物よりも高い第2の金属
水素化物に発p的に吸蔵さ一μる第1の反応と、次いで
、第2の金属水素化物から水素を吸;;(?的に放出さ
・U、この水素を第1の金属水素化物に発熱的に吸蔵さ
せる第2の反応とを行なわ・IJるヒートポンプ装置の
駆動方法において、第1及び/又は第2の反応を行なわ
せるためのn島間を、その反応にお(ノる第1と第2の
金属水素化物の温度差に基づく水素平衡分解圧差に応し
て、予め定めノこ所要量の水素の放出吸蔵反応を行なわ
一已るに足る最短の時間に設定することを特徴とする。
以上に図面に基づいて本発明のヒートポンプ装置’+’
l O)駆動方法を説明する。
l O)駆動方法を説明する。
第1図は金属水素化物を用いるし−I−ポンプ装置の一
例を示ず楯念図であって、熱交換器を兼ねる第1の密閉
容器1には第1の金属水素化物(以1−1M [(+と
称する。)が充填され、このM HIを加(:ハ又は冷
却ずろための熱媒を流通させるためθ)熱媒危2及0・
3か相互に切換え可能に容器に接続されている。同様に
、熱交換器を兼ねる第2の密閉容器4には第2の金属水
素化物(以下、MHI2と称する。)が充填されている
と共に、この容i!HL、二も相h−にりJ喚え可能に
メ;4シ媒管5及び(iが接続されている。MHI2は
作動温度領域でMlllより1)その水素平衡分解圧が
高いように選ばれる。まノ、 第1と第2の密閉容器は
水素/lff通管7にて接♀ノcさ打ており、必要に応
1ノでこの水素流i[管には水素の7jfJllIを制
御J−るための弁8が設りられる。
例を示ず楯念図であって、熱交換器を兼ねる第1の密閉
容器1には第1の金属水素化物(以1−1M [(+と
称する。)が充填され、このM HIを加(:ハ又は冷
却ずろための熱媒を流通させるためθ)熱媒危2及0・
3か相互に切換え可能に容器に接続されている。同様に
、熱交換器を兼ねる第2の密閉容器4には第2の金属水
素化物(以下、MHI2と称する。)が充填されている
と共に、この容i!HL、二も相h−にりJ喚え可能に
メ;4シ媒管5及び(iが接続されている。MHI2は
作動温度領域でMlllより1)その水素平衡分解圧が
高いように選ばれる。まノ、 第1と第2の密閉容器は
水素/lff通管7にて接♀ノcさ打ており、必要に応
1ノでこの水素流i[管には水素の7jfJllIを制
御J−るための弁8が設りられる。
第2図し、11−記のし−I・ポンプW+:!7の作動
を説明」?1八めのクイクル1フ11図の一例を小し、
横軸は絶λ1鼎爪′I゛の逆数、縦軸は金属水素化物の
水素平衡分解圧Pの対数を示す。例えば、この右回りザ
イクルによって冷メ1冒11力を得る場合について説明
すると、第1の密閉容器内のMHIをID1温熱媒にて
温度T aに加熱し、M112を中温熱媒にて/lik
度′1′bに保って、M HIの水素平衡分解圧がM
H2のそれよりも高くすることにより、Mlllがら吸
熱的に水素を放出させ(点A)、この水素を水素流通管
を経て第2の密閉容器に導き、M 112に発熱的に吸
蔵させる(点B)。以下、MillがらM ff2に水
素が移動するこの反応を第1の反応というが、右回りザ
イクルでは高圧側反応として行なわれる。
を説明」?1八めのクイクル1フ11図の一例を小し、
横軸は絶λ1鼎爪′I゛の逆数、縦軸は金属水素化物の
水素平衡分解圧Pの対数を示す。例えば、この右回りザ
イクルによって冷メ1冒11力を得る場合について説明
すると、第1の密閉容器内のMHIをID1温熱媒にて
温度T aに加熱し、M112を中温熱媒にて/lik
度′1′bに保って、M HIの水素平衡分解圧がM
H2のそれよりも高くすることにより、Mlllがら吸
熱的に水素を放出させ(点A)、この水素を水素流通管
を経て第2の密閉容器に導き、M 112に発熱的に吸
蔵させる(点B)。以下、MillがらM ff2に水
素が移動するこの反応を第1の反応というが、右回りザ
イクルでは高圧側反応として行なわれる。
次いで、各密閉容器の熱媒管を切り換えて、第1の密閉
容器内のM )I 1を中温熱媒にて温度1゛cに冷却
し、第2の密閉容器内のM112を低温熱媒1’ でi
4’a度1” d 4.m冷L(1シ、M 112 )
水、i: ’F f3i分解0−をMlllのそれより
も高(することにより、MHI2から吸?I!5的に水
素を放出さ−U(点1))、ごの水素をMillに発熱
的に吸+aさゼる(点0)、ごごに、温度i” dのイ
!!、aA #4を媒から冷チ:!)を出力とし″((
:、7るごとかできる。νJ手、M H2からM HI
への水素移動を伴う反応を第2の反応というが、右回り
Jノイクルで6まごの反応は低圧側反応として行なわ1
+る。
容器内のM )I 1を中温熱媒にて温度1゛cに冷却
し、第2の密閉容器内のM112を低温熱媒1’ でi
4’a度1” d 4.m冷L(1シ、M 112 )
水、i: ’F f3i分解0−をMlllのそれより
も高(することにより、MHI2から吸?I!5的に水
素を放出さ−U(点1))、ごの水素をMillに発熱
的に吸+aさゼる(点0)、ごごに、温度i” dのイ
!!、aA #4を媒から冷チ:!)を出力とし″((
:、7るごとかできる。νJ手、M H2からM HI
への水素移動を伴う反応を第2の反応というが、右回り
Jノイクルで6まごの反応は低圧側反応として行なわ1
+る。
この後、iliびMl(1を温度Taに、M H2を温
度T I)に戻すことにより1ザイクルが完了する。
度T I)に戻すことにより1ザイクルが完了する。
上記のサイクルにおいで、第1及び第2のいずれの反応
も、M HIとMl(2との間の水素重衡分1つ1!圧
差が大きいほど速やかに進行する。従って、本発明の方
法は、 (i1+ 高圧側反応のための時間を温度゛I″aと′
「bとの1111に度差に基づ(MlilとMHI2と
の間の水素1四輌分1つr圧の差圧に応して、予め定め
た所要量の水素の放出吸蔵が行なわれるに足る最短の時
間に設定する、 (lI)低圧側反応のための時間を温度TCと′Fdと
の温度差に基づ< M H1とM H2との間の水素・
1・山分解圧の差圧に応しζ、予め定めた所要量の水素
の放出吸蔵が行なわれるに足る最短の時間に設定する、 の少なくとも一方を採用することにJ、す1.【4;圧
側反応及び/又は低圧側反応の時間を制+;+[・rる
のである。
も、M HIとMl(2との間の水素重衡分1つ1!圧
差が大きいほど速やかに進行する。従って、本発明の方
法は、 (i1+ 高圧側反応のための時間を温度゛I″aと′
「bとの1111に度差に基づ(MlilとMHI2と
の間の水素1四輌分1つr圧の差圧に応して、予め定め
た所要量の水素の放出吸蔵が行なわれるに足る最短の時
間に設定する、 (lI)低圧側反応のための時間を温度TCと′Fdと
の温度差に基づ< M H1とM H2との間の水素・
1・山分解圧の差圧に応しζ、予め定めた所要量の水素
の放出吸蔵が行なわれるに足る最短の時間に設定する、 の少なくとも一方を採用することにJ、す1.【4;圧
側反応及び/又は低圧側反応の時間を制+;+[・rる
のである。
尚、上記の各温度としては、熱媒の温度のし1■か、密
閉容器の壁面の温度、密閉容器内の金属水素1ヒ物の温
度、熱媒管の管壁の温度等を用いることができ、これら
温度を適宜手段によって検出し、反応に関与する金属水
素化物の温度差に基づいてその金属水素化物の水素平衡
分解圧の差圧をめ、この差圧からMHIとM H2の間
の水素の放出吸蔵に要する反応時間の最短値を反応時間
とし、で設定して、ヒートポンプ装置を駆動するのであ
る。
閉容器の壁面の温度、密閉容器内の金属水素1ヒ物の温
度、熱媒管の管壁の温度等を用いることができ、これら
温度を適宜手段によって検出し、反応に関与する金属水
素化物の温度差に基づいてその金属水素化物の水素平衡
分解圧の差圧をめ、この差圧からMHIとM H2の間
の水素の放出吸蔵に要する反応時間の最短値を反応時間
とし、で設定して、ヒートポンプ装置を駆動するのであ
る。
第3図はヒートポンプ装置を作動さ・Uるための左回り
サイクルを示し、前記右回りり′イクルムこむける第1
の反応が低圧側での反応として、また、第2の反応か高
圧側での反応として行なわれる以外は右回りサイクルと
同じであり、例えば、11”1uTb及びTcの熱媒を
熱源として温度1゛aの高塩出力を得ることができる。
サイクルを示し、前記右回りり′イクルムこむける第1
の反応が低圧側での反応として、また、第2の反応か高
圧側での反応として行なわれる以外は右回りサイクルと
同じであり、例えば、11”1uTb及びTcの熱媒を
熱源として温度1゛aの高塩出力を得ることができる。
従って、本発明の方法によれば、このザイクルG乙Rい
ても、河川側反応及び低圧側反応の少なくとも一方にお
いて、前記と同様に、温度差に基づ< M +11とM
112との間の水素平衡分解圧の差圧に応し′(、反応
11.5間を予め定めた所要1ilの水素の放出吸蔵か
行なわれるに足る最ハjの肋間に設定するのである。1
41jら 第2し1及び第3認1によンいて、第1の反
LIL”、によってilr制御する場合は、第1と第2
の金属水素化物の温度差が大きいほど反応時間を短くし
、第2の反応によって制御する場合番、l、第1と第2
の金属水素化物の温度差が小さいほど反応時間を短くす
るように設定する。
ても、河川側反応及び低圧側反応の少なくとも一方にお
いて、前記と同様に、温度差に基づ< M +11とM
112との間の水素平衡分解圧の差圧に応し′(、反応
11.5間を予め定めた所要1ilの水素の放出吸蔵か
行なわれるに足る最ハjの肋間に設定するのである。1
41jら 第2し1及び第3認1によンいて、第1の反
LIL”、によってilr制御する場合は、第1と第2
の金属水素化物の温度差が大きいほど反応時間を短くし
、第2の反応によって制御する場合番、l、第1と第2
の金属水素化物の温度差が小さいほど反応時間を短くす
るように設定する。
尚、第1121に示したように一対の作動対を用いる所
謂2ボンベ型ヒートポンプ装置においてし[、A圧側反
応及び低圧側反応の両方の反応時間を−F記の11−h
にして設定するのが好ましいか、作動対を2幻用いる4
ポンへ型装置では、一方の作動対にり・IL、て他方の
作動対を半ザイクル遅れで作動さ−1るので、j)ll
圧側又は低圧側反応の一方のみで」−記制御をすること
もある。
謂2ボンベ型ヒートポンプ装置においてし[、A圧側反
応及び低圧側反応の両方の反応時間を−F記の11−h
にして設定するのが好ましいか、作動対を2幻用いる4
ポンへ型装置では、一方の作動対にり・IL、て他方の
作動対を半ザイクル遅れで作動さ−1るので、j)ll
圧側又は低圧側反応の一方のみで」−記制御をすること
もある。
以−トにト発明のノア法を数値により具体的に説明する
。
。
第4図は前記右回りザ1′クルにおいて、MINとし2
てLaNi44!、八Io、tt、を、MHI2とし7
゛でLaNi、。
てLaNi44!、八Io、tt、を、MHI2とし7
゛でLaNi、。
を用いた場合の低圧側反応において、金属水素化物が理
論biの80%の水素を放出吸蔵ずろ(Δ11/八4
= 0.8 )に要する反応肋間と、金17ノ’5水2
にIts物のAn度1゛(、と′l−dとの温度差(Δ
′1゛)との関14(を示し、例えば、温度差が5℃の
とき口反応II!l1il +、1約3分ごあり、温度
差が20°Cθ)とき(:IIν応JJjj間は約14
分である。
論biの80%の水素を放出吸蔵ずろ(Δ11/八4
= 0.8 )に要する反応肋間と、金17ノ’5水2
にIts物のAn度1゛(、と′l−dとの温度差(Δ
′1゛)との関14(を示し、例えば、温度差が5℃の
とき口反応II!l1il +、1約3分ごあり、温度
差が20°Cθ)とき(:IIν応JJjj間は約14
分である。
そこで、4ホンへ型ヒート71沁/プ装置i’:+’を
用い、各作動対をなす各密閉容器に上記金1+lii水
素化物をそれぞれ16kg充填し、II’ l!j+
!:ハ媒温度/、−30℃に保ら、第1表に示すように
、MHIとM I−(2との間の温度差に基づく水素下
fMi分1!+W I’l−の差圧に応して反応時間を
設定して、低温熱媒を30゛Cから1(°Cまで第2図
ζこよる右回りサイクル4;: 、1:つて冷却した。
用い、各作動対をなす各密閉容器に上記金1+lii水
素化物をそれぞれ16kg充填し、II’ l!j+
!:ハ媒温度/、−30℃に保ら、第1表に示すように
、MHIとM I−(2との間の温度差に基づく水素下
fMi分1!+W I’l−の差圧に応して反応時間を
設定して、低温熱媒を30゛Cから1(°Cまで第2図
ζこよる右回りサイクル4;: 、1:つて冷却した。
結果の一例を第2表に示す。(jf・Uて、反圧、時間
を7分又は9分に固定して装置を駆動した場合の結果も
第2表に示す。
を7分又は9分に固定して装置を駆動した場合の結果も
第2表に示す。
0
本発明の方法によれば、反応にじl ’j′J−る金属
水素化物の温度差に応じて反応時間を最短とずろ、j、
うに選ふので、装置の成績係数及び出力か共に改視され
ることが明らかである。
水素化物の温度差に応じて反応時間を最短とずろ、j、
うに選ふので、装置の成績係数及び出力か共に改視され
ることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は金属水素(L物を用いるし−トボンブ装置の一
例を示す概念図、第2図及び第3図はヒーI−ポンプ装
置の作動を説明するだめのリーイクル線図、第4図は金
属水素化物の温度差と低圧側反応におりる反応時間との
関係を示すクランである。 1・・・第1の密閉容器、2.3・・・熱媒管、4・・
第2の密閉容器、5.6・・・熱媒管、7・・・水素流
J 箱’。 特許出願人 漬水化学]二業株代会?1代表者 胚 沼
基 利 第1図 7B−Tc Tb Td ≠ 第4図 fL応鮪韻(分)
例を示す概念図、第2図及び第3図はヒーI−ポンプ装
置の作動を説明するだめのリーイクル線図、第4図は金
属水素化物の温度差と低圧側反応におりる反応時間との
関係を示すクランである。 1・・・第1の密閉容器、2.3・・・熱媒管、4・・
第2の密閉容器、5.6・・・熱媒管、7・・・水素流
J 箱’。 特許出願人 漬水化学]二業株代会?1代表者 胚 沼
基 利 第1図 7B−Tc Tb Td ≠ 第4図 fL応鮪韻(分)
Claims (1)
- m 金属水素化物を熱媒にて加熱又番」冷却して、第1
の金属水素化物から吸熱的に水素を/1文出させ、この
水素を作動温度領域において水素平衡分解圧か第1の金
属水素化物よりも高い第2の金属水素化1ルjに発タハ
的に吸蔵さ−Uる第1の反応と、次いて、第2の金属水
素化物から水素を吸熱的に放出させ、この水素を第1の
金属水素化物に発熱的に吸j銭ざ−1る第2の反応とを
行なわ−Uるし−トポンプ装置の駆ll!JJ力法t、
口3いて、第1及び/又は第2の反応を行なわ(!るた
めの時間を、その反応にお目る第1と第2の金11Jへ
水素化物の温度差に括っく水素子イtf分I11’+!
圧差に応して、予め定めた所要量の水素のhり出吸蔵反
応を行なわ−μるに足る最短の時間に設定することを1
1h徴とするヒートポンプ装置の駆動−’J ll 。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15460083A JPS6048467A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | ヒ−トポンプ装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15460083A JPS6048467A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | ヒ−トポンプ装置の駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6048467A true JPS6048467A (ja) | 1985-03-16 |
JPS638394B2 JPS638394B2 (ja) | 1988-02-22 |
Family
ID=15587725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15460083A Granted JPS6048467A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | ヒ−トポンプ装置の駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6048467A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62276373A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-01 | 松下電器産業株式会社 | 間欠作動式ヒ−トポンプ装置 |
US5031773A (en) * | 1990-06-15 | 1991-07-16 | Eastman Kodak Company | Photographic image set |
JPH03205354A (ja) * | 1990-01-05 | 1991-09-06 | Shinagawa Refract Co Ltd | アルミナースピネル―カーボン質耐火物 |
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-
1983
- 1983-08-24 JP JP15460083A patent/JPS6048467A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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---|---|
JPS638394B2 (ja) | 1988-02-22 |
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