JPS6096869A - 冷熱又は温熱出力取得方法 - Google Patents

冷熱又は温熱出力取得方法

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JPS6096869A
JPS6096869A JP20562483A JP20562483A JPS6096869A JP S6096869 A JPS6096869 A JP S6096869A JP 20562483 A JP20562483 A JP 20562483A JP 20562483 A JP20562483 A JP 20562483A JP S6096869 A JPS6096869 A JP S6096869A
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JP
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metal hydride
hydrogen
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decomposition pressure
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JP20562483A
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克彦 山路
河合 重征
泰詩 中田
西崎 倫義
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷熱又は温熱出力取得方法に関する。
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水素
を放出することが知られており、近年、このような金属
水素化物の特性を利用した低温又は高温出力取得方法が
提案されている。
第1図は作動温度領域で水素平衡分解圧の低い第1の金
属水素化物(Ml(1)と水素平衡分解圧の高い第2の
金属水素化物(MH2)を用い、所謂右回りサイクルに
よって低温出力を取得する従来の方法を示し、横軸は絶
対温度Tの逆数、縁軸は金属水素化物の水素平衡分解圧
Pの対数を示す。
即ち、高温の熱媒によりMHIを高温THに加熱して水
素を放出させ、この水素を中温TMに保持したMHI2
に吸蔵させ、次いで、M HIを中温TMに冷却して、
Mlllの水素平衡分解圧をMH2のそれよりも低くし
、MH2より吸熱的に水素を放出さ−UてM I(1に
吸蔵させるサイクルを行なわせることにより、MH2に
熱交換可能、こ接続されている低温熱媒から冷熱出力を
得る。
第2図は所謂左回りサイクルによって温熱出力を得る従
来の方法を示し、MH2を中温の熱媒にて中温TMに加
熱して水素を放出さゼ、この水素をMHIに発熱的に吸
蔵させ、次いで、MHIを中温TMに、MH2を低温T
Lにそれぞれ保持して、MHIから水素を放出させ、こ
れをMH2に吸蔵させることにより、上記MHIの発熱
反応時にMHIに熱交換可能に接続された高温熱媒から
温熱出力を得るものである。
このような方法は、装置的には通電、MHI及びMH2
をそれぞれ密閉容器に充填し、各容器を所定温度の熱媒
に熱交換可能に接続して、各容器を所定の温度に交互に
加熱冷却すると共に、容器間を開閉弁を有する水素連通
管にて接続し、上記熱媒による各容器の加熱冷却に同調
さ・Uて開閉してサイクルを行なわせることにより、所
定の熱媒より所定の冷熱又は温熱出力を得る。
しかし、このような方法は、熱媒温度や容器の耐圧性か
ら取得し得る熱出力に限界がある。このために、特開昭
5’l−55985号公報には、第3図に示すように、
第1図におけるMHI及びMH2に加え、作動温度領域
でM112よりも水素平衡分解圧が更に高い第3の金属
水素化物(MH3を用いて、より低温の冷熱出力を得る
方法が開示されている。
即ち、MHIを高温TIに加熱して水素を放出させ、こ
れを中温T MのMH2に吸蔵さゼ、このMH2を高温
1” Hに加熱して水素を放出させ、これを中IAT 
MのMH3に吸蔵させる。次いで、MHIを中温に冷却
すると共に、MH3から低温TL゛で水素を放出させ、
この水素をMHIに吸蔵させ、このようにして、MH3
と熱交換し得る低温熱媒において温度′I″L”の冷熱
出力を得るものである。ここに、サイクルΔBDCは第
1図におけるサイクルと同しであるから、M H3を使
用してサイクルΔBEFD’Cを構成することにより、
温度]゛Lより低温の′I″I、”の冷熱出力を得るこ
とができる。
同様に、特開昭5’l−179533には、第4図に示
すように、第2図におりるMHI及びMH2に加え、作
動温度領域でMHIよりも水素平衡分解圧が更に低い第
4の金属水素化物(MH4)を用いて、より高温の温熱
出力を得る方法が開示されている。即ち、MH2を中温
TMに加熱して水素を放出させ、これを高温T H’ 
で発熱的にMH4に吸蔵させた後、このM I−14を
中温TMに冷却すると共に、MHIを低温TLに保ち、
MH4から水素を放出させてMHIに吸蔵させる。次い
で、MHIを中温TMに加熱して水素を放出させ、この
水素を低温T LのM I−12に吸蔵させ、このMH
2を中温TMに加熱し、このようにしてA’ EFCD
Bのサイクルを行なわせることにより、MH4の発熱反
応を利用して高温TI]゛ の温熱出力を得る。このサ
イクルにおいて、サイクルACDBは第2図におりるサ
イクルと同しであるから、MH4を使用することにより
、THより高温の1゛H’ の温熱出力を得ることがで
きる。
以下、前記第1図及び第2図に示す方法を従来方法、第
3図及び第4図に示す方法を改良方法ということにすれ
ば、従来方法においては、一つの金属水素化物が水素を
放出し、他の金属水素化物がこれを吸蔵する過程、即ち
、水素移動過程は、■ザイクル当りに2回であるのに対
して、改良方法によれば、1ザイクル当りの水素移動過
程が3回あり、1サイクルに要する時間が1.5倍とな
るので、時間当りの出力が2/3に低下するうえ、作動
温度領域で異なる水素平衡分解圧を有する3種類の金属
水素化物を必要とし、更に、各水素移動過程の水素移動
量が等しくなければならないので、条件設定が必ずしも
容易ではない。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、1サイク
ルに要する時間ば従来の方法と同しでありながら、」−
記の改良方法と同等の温度レヘルの冷熱温熱を取1!7
することができる方法を提供することを目的とする。
本発明による冷熱出力取ii1方法は、作動温度領域に
おいて水詣平衡分1うY圧の低い第1の金属水素化物と
水素5F衡分解圧の高い第2の金属水素化物とからなる
第1の作動対と、水素平衡分解圧の低い第3の金属水素
化物と水素平衡分解圧の高い第4の金属水素化物とから
なる第2の作動対とを設け、第1の作動対において、第
1の金属水素化物を高温に加熱して水素を放出させ、こ
の水素を第2の金属水素化物に吸蔵させ、次いで、第2
の金属水素化物から低温で吸熱的に水素を放出させてこ
の水素を中温の第1の金属水素化物に吸蔵させるサイク
ルを行なわせると共に、第2の作動対において、第4の
金属水素化物から低温で水素を放出させ、この水素を第
3の金属水素化物に吸蔵さセる際に、上記第2の金属水
素化物の吸熱反応により第3の金属水素化物を低温に冷
却して、第4の金属水素化物の吸熱反応から冷熱出力を
得ることを特徴とする。
また、本発明による温熱出力取得方法は、作動温度領域
において水素平衡分解圧の低い第1の金属水素化物と水
素平衡分解圧の高い第2の金属水素化物とからなる第1
の作動対と、水素平衡分解圧の低い第3の金属水素化物
と水素平衡分解圧の高い第4の金属水素化物とからなる
第2の作動対とを設け、第1の作動対において、第2の
金属水素化物を中温に加熱して水素を放出させ、この水
素を高温の第1の金属水素化物に発熱的に吸蔵させ、次
いで、第1の金属水素化物から水素を放出させてこの水
素を低温の第2の金属水素化物に吸蔵させるサイクルを
行なわせると共に、第2の作動対において、第4の金属
水素化物から高温で水素を放出さ−U、この水素を第3
の金属水素化物に吸蔵させる際に、上記第1の金属水素
化物の発熱反応により第2の作動対における第4の金属
水素化物を加熱して、第3の金属水素化物の発熱反応か
ら温熱出力を得ることを特徴とする。
以下に図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第5図は冷ill出力を取得する方法を示す右回りサイ
クル線図である。
この方法においては、作動温度領域において水素平衡分
)n!圧の低いMlllと水素平衡分解圧の高いMB2
とからなる第1の作動対と、水素平衡分解圧の低いMB
3と水素平衡分解圧の高いMB2とからなる第2の作動
対とを殴り、第1の作動対には従来方法と同じく、高温
熱媒を熱源として、サイクルABDCを行なわせ、低温
1゛LのMB2が水素を放出し、この水素を中温TMの
MHIが吸蔵する際のMB2の吸熱反応を利用して、第
2の作動対におけるMB3を低温TLに冷却し、MB2
から水素を吸熱的に放出させ、これをMB2に吸蔵させ
、かくして、ABFEのサイクルを行なわせることによ
り、第2の作動対のMB2から従来方法により得られる
温度TLの冷熱よりも低い温度TL’ の冷熱出力を得
るのである。
尚、第1の作動対におけるMHI及びMB2は、第2の
作動対におけるM1]3及びMB2とそれぞれ同じであ
るのが好ましいが、しかし、特性が僚ている限りは必ず
しも同じである必要はない。
第6図は温熱出力を取得する方法を示す左回りサイクル
線図である。
この方法においては、第1の作動対には従来の方法と同
じく、中温熱媒を熱源としてサイクルDCEFを行なわ
せ、中温TMのM H2が水素を放出し、この水素を高
温THのMHIが吸蔵する際の発熱反応を利用して、第
2の作動対におけるMH4ヲff+ ’1141” H
ニ加熱し、コノMI]4カラMI(3に水素を移動させ
、か(して、BAEFのサイクルを行なわせることによ
り、第2の作動対のM )f3から従来方法により得ら
れる温度T I−1よりも高い温度”r H’ の温熱
出力をIMるのである。
尚、以」二には作動対を2対用いる場合について説明し
たが、作動対を3対又はそれ以上用いることにより、一
層低温又は高温の冷熱又は温熱を取得することができる
のはいうまでもない。
以」−8のように、本発明の方法によれば、1ザイクル
当りの水素移動過程は2回であり、従って、1ザイクル
に要する時間は上記改良方法に比べて短縮されるにもか
かわらず、得られる冷熱及び温熱出力の8110度レベ
ルは上記改良方法と同しである3例えば、一つの実験例
によれば、第5図に示すサイクル線図において、MHI
及びMH3にそれぞれTiMJJ 10 kgずつ、ま
た、MH2及びMH4にそれぞれMmN r s (但
し、 Mmはミツシュメタルを表わす。)を10kgず
つ用いるとき、60°Cの高P!j−:ハ媒を用いて一
5℃の冷熱を5001<ca1/時の出力で得ることが
できる。これに対して従来方法によれば、+10℃程度
の冷熱出力を得ることができるのみであり、また、上記
改良方法の場合には、出力は500 Kcal /時で
ある。
また、第6図に示すサイクル線図において、Mf−f 
1及びMH3にそれぞれLaCo 5 をl0kgずつ
、また、MH2及びMH4にそれぞれCaNi5を10
kgずつ用いるとき、80℃の中温熱媒を用いて160
°Cの温熱を500Kcal/時の出力で得ることがで
きる。これに対して従来方法によれば、115°C程度
の温熱出力を得ることができるのみであり、また、上記
改良方法の場合には、出力は400Kcal/時である
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法の右回りサイクルにより冷熱出力を得
るためのサイクル線図、第2図は従来方法の左回りサイ
クルにより温熱出力を得るためのサイクル線図、第3図
及び第4図は上記従来方法を改良しノこ冷熱及び温熱出
力を得るためのサイクル線図、第5図及び第6図は本発
明による冷熱及び温熱出力を得るためのサイクル線図で
ある。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者 藤 沼 基 利 第1図 第2図 THTM TL 1/T 第3図 第4図 1/T

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)作動温度fi域において水素平衡分解圧の低い第
    1の金属水素化物と水素平衡分解圧の高い第2の金属水
    素化物とからなる第1の作動対と、水素平衡分解圧の低
    い第3の金属水素化物と水素平衡分解圧の高い第4の金
    属水素化物とからなる第2の作動対とを設け、第1の作
    動対において、第1の金属水素什物を高温に加熱して水
    素を放出さ・V、この水素を第2の金属水素化物に吸蔵
    させ、次いで、第2の金属水素化物から低温で吸熱的に
    水素を放出させてこの水素を中温の第1の金属水素化物
    に吸蔵させるサイクルを行なわせると共に、第2の作動
    対において、第4の金属水素化物から低温で水素を放出
    さ−μ、この水素を第3の金属水素化物に吸蔵させる際
    に、上記第2の金属水素化物の吸熱反応により第3の金
    属水素化物を低温に冷却して、第4の金属水素化物の吸
    熱反応から冷熱出力を得ることを特徴とする冷熱出力取
    得方法。
  2. (2)作動温度領域において水素平衡分解圧の低い第1
    の金属水素化物と水素平衡分解圧の高い第2の金属水素
    化物とからなる第1の作動対と、水素平衡分解圧の低い
    第3の金属水素化物と水素平衡分解圧の高い第4の金属
    水素化物とからなる第2の作動対とを設け、第1の作動
    対において、第2の金属水素化物を中温に加熱して水素
    を放出させ、この水素を高温の第1の金属水素化物に発
    熱的に吸蔵させ、次いで、第1の金属水素化物から水素
    を放出させてこの水素を低温の第2の金属水素化物に吸
    蔵させるサイクルを行なわせると共に、第2の作動対に
    おいて、第4の金属水素化物から高温で水素を放出させ
    、この水素を第3の金属水素化物に吸蔵させる際に、上
    記第1の金属水素化物の発熱反応により第2の作動対に
    おける第4の金属水素化物を加熱して、第3の金属水素
    化物の発熱反応から温熱出力を得ることを特徴とする温
    熱出力取得方法。
JP20562483A 1983-10-31 1983-10-31 冷熱又は温熱出力取得方法 Granted JPS6096869A (ja)

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JPH0412380B2 JPH0412380B2 (ja) 1992-03-04

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57179545A (en) * 1981-04-24 1982-11-05 Nippon Denso Co Refrigerating cycle
JPS57179549A (en) * 1981-04-28 1982-11-05 Sekisui Chemical Co Ltd Method and device for obtaining thermal energy

Patent Citations (2)

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JPS57179549A (en) * 1981-04-28 1982-11-05 Sekisui Chemical Co Ltd Method and device for obtaining thermal energy

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