JPS6060494A - 蓄熱式加熱装置 - Google Patents

蓄熱式加熱装置

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Publication number
JPS6060494A
JPS6060494A JP16704483A JP16704483A JPS6060494A JP S6060494 A JPS6060494 A JP S6060494A JP 16704483 A JP16704483 A JP 16704483A JP 16704483 A JP16704483 A JP 16704483A JP S6060494 A JPS6060494 A JP S6060494A
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JP
Japan
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heat
fins
chamber
hydrogen
needle
Prior art date
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Pending
Application number
JP16704483A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Nakayama
敏男 中山
Masumasa Hashimoto
益征 橋本
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.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPS6060494A publication Critical patent/JPS6060494A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は可逆的に水素を吸蔵し放出する水素貯蔵合金
を利用した蓄熱式加熱装置に関する。
(ロ)−従来技術 ミノシーメタル−ニッケル水素化物(JImNisHx
)+カルシュラム−ニッケル水素化物(Ca Nb H
x ) 、鉄−チタン水素化物(Fe Ti Hx )
等の合金が発熱的に水素を吸蔵して金趙水素化物を形成
し、かつ、吸熱的に水素を放出する可逆反応をすること
は一般に知られており、このような水素貯蔵合金7用い
て蓄熱やヒートポンプに応用する装置も種々提案されて
いる。
一方、水素貯蔵合金による水素の吸蔵や放出は、水素貯
蔵合金を充填さnた容器の中で行なわれるのが普通であ
るが、水素貯蔵合金は熱伝導性が悪く、又、水素を吸′
l!するときにその体積が膨張する性質を有しその対策
も必要である。
このため、従来は、水素貯蔵合金を容器に充填するとき
は、アルミや銅の粉末を混入して熱伝導性の向上なはか
ったり、海綿状の金属或いは弾性多孔体に水素貯蔵合金
を懸架させて体積の膨張の吸収をはかり(いた。しかし
、アルミや銅の金属粉末の混入も、水素貯蔵合金に対し
℃相当に多量に混入しないと伝熱性の向上は期待し難(
、又、金属粉末を均一に混入させることも難しい。
更に、海綿状の金属或いは弾性多孔体を用いて水素貯蔵
合金を懸架するときも、こ扛もの媒体と水素貯蔵合金と
の接触状態の違いによって伝熱特性が著しく変り、水素
貯蔵合金を用いた蓄熱装置或いは加熱装置としての性能
にバラツキを生じる欠点があった。
(ハ)発明の目的 このような点に鑑みなさ几た本発明は、水素貯蔵合金と
の熱の授受性能を向上させつつ、熱特性の安定した蓄熱
式加熱装はを提供することを目的と−するものである。
に)発明の構成 この発明は、水素貯蔵合金から水素を分離した状態で熱
エイルギを貯え、かつ、水素貯蔵合金に水素を吸蔵させ
て発熱させ、この熱エネルギを外部に取り出すようにし
た装置において、水素貯蔵合金を充填した容器には、水
素ガスを透過し、水素貯蔵合金の流出を防ぐガス管と、
熱交換管の外周に針状のフィンを立設したヒートパイプ
を配設すると共に、この針状フィンの間隙に水素貯蔵合
金を充填し、水素貯蔵合金と熱交換管内の流体とができ
るように、する一方、このヒートパイプの熱交換室側の
管壁には、熱交換室内に流fる熱媒と熱交換するための
熱交換フィン等を設け、蓄熱室側と熱交換室側との熱の
授受が円滑に行なえるようにしたものである。
(ホ)実施例 以下に図面に従い本発明の詳細な説明する。
第1図において、(1)は水素の導入用、導出用のガス
管路(2)およびヒートパイプ(3)を備え、内部に水
素貯蔵合金を収納した蓄熱室であり、この蓄熱室(1)
の外壁(4)には焼面に仕上げた輻射防止板を内側で対
向させた真空二重壁或いは、二重壁の間にガラスウール
やセラミックファイバーを充填した断熱壁が用いられて
いる。ガス管路(2)には、水素ガスを透過するが、蓄
熱室(1)に収納された水素貯蔵合金の流出をさせない
多孔質管が用いら扛、ヒートパイプ(3)は、水素貯蔵
合金の加熱及び水素貯蔵合金からの熱の取り出しをする
ための作動流体が封入された熱交換管(5)の外周に針
状のフィン(6)を立設して形成されたものである。水
素貯蔵合金は、このヒートパイプ(3)及び針状フィン
(6)の間に充填さ几るようにして蓄熱室(11に収納
さ肚ている。
ヒートパイプ(3)は蓄熱室(1)の水素貯蔵合金と熱
媒との熱の授受ができる構造なら広義のヒートパイプで
良く、例えば、蓄熱室(1)と熱交換歴(7)が水平方
向に並設さ扛、こ扛を熱的に接続するヒートパイプ(3
)も略水平に配設さねているときには、管の内面は平滑
面或いはローフインが形成されてお扛ば充分であり、こ
のようなと−ドパイブでも作動流体の流動は確保できる
。しかし、蓄熱室(1)と熱交換室(7)とが上下方向
に配設されているときは、ヒートパイプ内面にウィツク
を形成し、ヒートパイプの作動流体の上下方向の流動を
確保する必要がある。
又、ヒートパイプ(3)は、特に、蓄熱室(1)側の管
の外面に針状フィン(6)を立設してあり、この針状フ
ィン(6)は例えば、第2図に示すようなアルミの薄板
の両側から切り込み(8)(8)を入れ、切り込みのな
い中間部(9)を管への巻き付は基板となるように両側
の切り込み部(8i(81を立ち上げつつ(第3図参照
)、熱交換管(5)の外周にラセン状に巻回して形成さ
れるものであり(第4図参照)、切り込み部(8)(8
)は熱交換管(5)に巻回されるときに先端θ0)が拡
がるので、ヒートパイプの外観は、熱交換管の表面にフ
ィンが放射状に立設さ1.たよ5な形で針状フィン付き
のヒートパイプが形成される。
フィンの大きさは、例えば、フィンの巾が1mm弱、フ
ィンの長さlO間程度のものが用いられ、このようにし
て針状フィン(6)の形成さnたヒートパイプ(3)は
多数本のヒートパイプ(31(31が一定の間隔をあけ
た配置1例えば、複数本のガス管路(2)(2+を中心
とする全周にわたって等間隔に配設されるよう(第5図
参照)に、仕切板ODに溶接で固着される。
ヒートパイプ(3)の配置は、第1図に示すような水平
配置でも良いが蓄熱室(1)と熱交換室(7)とを上下
関係に配し、ヒートパイプ(3)を鉛直方向に取り付け
ても構わない。尚、ヒートパイプ(3)を形成する熱交
換管(5)の管径は、作動媒体の流動を妨げない限り、
細い管が好ましい。
このようにしてヒートパイプ(3)を仕切板(Illに
溶着した後、熱交換管(5)にヒートパイプ用の作動媒
体であるアルコールやフロンを封入して封入端を閉じる
と、蓄熱室(1)と熱交換室(7)とはヒートパイプ(
31(31によって熱的に接続され、蓄熱室側のヒート
パイプ(3)の間隙、針状フィン(6)の間隙に粒状の
水素貯蔵合金を充填すると、水素貯蔵合金を用いた蓄熱
式の加熱装置が得ら扛る。
尚、(121は熱交換室(7)側を流れる熱媒にヒート
パイプ(3)からの熱を与えたり、或いは、逆に熱媒の
熱をヒートパイプ(3)側に吸収しやすくするために熱
交換管に取り付けた熱交換促進用のフィンである。
第6図は以上のように構成された蓄熱式加熱装置を太陽
熱集熱器に組み合わせた応用例を示すシステム図である
。(13)は本発明による蓄熱式加熱装置、(I4)は
太陽輻射熱を集めて熱媒を加熱する太陽熱集熱器、(1
5)はこの集熱器QJIで得ら牡た熱を蓄熱式加熱装置
03)に運ぶための熱媒の循環用ポンプ、(16)は集
熱時と放熱時どな切り替える切替弁であり、図の点線の
状1態に切替弁を切り替えると、加熱装置03)で加熱
さ扛た熱媒は暖房用のファンコイルユニット(17)に
浦才]、て室内に温風を供給したつ、水熱交換器0印に
おいて水タンク(11かも供給さ扛る水を加熱して給湯
負荷(2(ηに供給したりするものである。
このような、蓄熱、或いは蓄熱材中に蓄えられた熱で別
の流体を加熱する機構VC,おいて、本発明の蓄熱式加
熱装置では、この装着のガス管路(2)に水素貯蔵タン
ク(2++を接続し、=W熱室(1)圧熱を蓄えるとき
はこのM熱室内の水素貯蔵合金から水素を放出させ、タ
ンク(211側に収納しつつ蓄熱するものであり、逆に
、水素貯蔵合金に水素を吸蔵させろようにするときは熱
を発生するので、ヒートパイプ(3)を介してこの熱を
熱交換室(7)側に伝えて、熱交換室(7)に流n、ろ
熱媒を蓄熱室(11の熱で加熱する装置として使用でき
るものである。
このよりにし′(、本発明の蓄熱式加熱装置を用いろと
きは、例えば、春や秋の中間期に太陽輻射熱エネルギを
蓄え、エネルギー消費量が急増する夏や冬に冷暖房機械
の駆動熱源、或いは、直接に暖房、給湯する加熱源とし
て使用すれば、太陽輻射エネルギーの活用領域の拡大が
できるものでもある。
尚、水素貯蔵タンク(211は、現在広(使用されてい
る圧縮機とガスボンベとの組み合わせでも良いが、蓄熱
式加熱装置(131に用いた水素貯蔵合金とは異なる平
衡分解圧を持つ水素貯蔵合金を収納した容器を用いて装
置03)の蓄熱、放熱匹応じて水素の放出、吸蔵を行な
うようにしても良い。
このような蓄熱式加熱装置において、本発明の装置では
ヒートパイプの針状フィンのそノLぞnが水素貯蔵合金
の中に細かく分散して配設さ几、この合金からの熱をヒ
ートパイプに伝えたりヒートパイプからの熱を水素貯蔵
合金に伝達するようになるので、水素貯蔵合金の伝熱特
性の悪さを針状フィンで補うことができ、従来のような
アルミや銅の粉末を単純に混合した蓄熱装置と比較して
水素貯蔵合金から利用側の熱媒への熱伝導な大巾に向上
できるものであり、又、この熱伝導性の同上も二種類の
粒状物や粉体の混合でなく極めて多数の針状フィンと水
素貯蔵合金の粒との接触で得られるので、水素貯蔵合金
の充填容器の固体差による熱伝導性能のバラツキも比較
的小さくなる。
更に又、針状フィンがヒートパイプに巻回されたときに
生じるフィンの巻回部の微少な隙間は、水素貯蔵合金が
水素を吸蔵する際に生じる体積の膨張を吸収し、その機
械的な応カブ・ヒートパイプの熱交換管を変形させるお
そnを少なくするものであり、蓄熱時或いは、熱媒加熱
時の熱伝達の能力の安定した蓄熱式加熱装置にすること
ができるものである。
(へ)発明の効果 このよ5に、本発明の蓄熱装置は、水素貯蔵合金を収納
する蓄熱室中に針状フィンを立設したヒートパイプを配
設し、この針状フィンの間隙に水素貯蔵合金を充填する
一方、このヒートパイプを介して熱交換室の熱媒と水素
貯蔵合金との間の熱の授受を行なうようにしたので、熱
伝導特性が低いという水素貯蔵合金の欠点をこの合金中
に細かく挿入さnた針状フィンで補なうものであり、蓄
熱能力、放熱能力の向上した蓄熱式加熱装置を提供でき
るものである。
又、水素貯蔵合金が水素を吸蔵するときの体積の膨張は
針状フィンの隙間で吸収し、ヒートパイプを措成する熱
交換管の変形に至らないようにし℃いるため、長期にわ
たって安定した蓄熱及び加熱特性をもつ蓄熱式加熱装置
を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による蓄熱式加熱装置σ)一実施例を示
す縦断側面図、第2図は針状フィンの形成の過程を示す
平面図、第3図は同じく拡大断面図、第4図は熱交換管
に針状フィンを形成する工程の一例を示す説明IネI、
第5図は第1図のv−v線における切断面を示す横断面
図、第6図は本発明による蓄熱式加熱装置の応用例の一
例を示すシステム図である。 (11〜蓄熱室、 (2)〜ガス管路、 (3)〜ヒー
トパイプ、 (5)〜熱交換管、 (6)〜針状フィン
、(7)〜熱交換室、 (121〜熱交換フイン。 第5図 第1図 第4図 り ス 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水素貯蔵合金を収納した蓄熱室と、熱媒を流通す
    る熱交換室とを有し、蓄熱室には水素を透過しかつ水素
    貯蔵合金の流出を止めるガス管路と、熱交換室の熱媒に
    蓄熱室の熱を授受するヒートツクイブを備え、このヒー
    トノくイブの蓄熱家督1の管の外周には針状のフィンを
    立設してフィンf)間隙に水素貯蔵合金を充填する一方
    、ヒートツクイブの熱交換室側の管壁には熱交換室内に
    流れる熱媒との熱交換を促進する機構を設けたことを特
    徴とする蓄熱式加熱装量。
JP16704483A 1983-09-09 1983-09-09 蓄熱式加熱装置 Pending JPS6060494A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16704483A JPS6060494A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 蓄熱式加熱装置

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JPS6060494A true JPS6060494A (ja) 1985-04-08

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ID=15842343

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61246594A (ja) * 1985-04-25 1986-11-01 Sanyo Electric Co Ltd 金属水素化物利用装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61246594A (ja) * 1985-04-25 1986-11-01 Sanyo Electric Co Ltd 金属水素化物利用装置

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