JPS61119945A - 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式暖房装置 - Google Patents
水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式暖房装置Info
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- JPS61119945A JPS61119945A JP59239554A JP23955484A JPS61119945A JP S61119945 A JPS61119945 A JP S61119945A JP 59239554 A JP59239554 A JP 59239554A JP 23955484 A JP23955484 A JP 23955484A JP S61119945 A JPS61119945 A JP S61119945A
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- F28D15/02—Heat-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
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、水素貯蔵合金が水素を吸収ま几は放出する際
の反応熱をヒートポンプにて熱輸送を行う水素貯蔵合金
を利用し九ヒートパイプ式暖房装置に関する。
の反応熱をヒートポンプにて熱輸送を行う水素貯蔵合金
を利用し九ヒートパイプ式暖房装置に関する。
（従来の技術）
はぼ等しい水素平衡圧の下で高温度を示す高温側水素貯
蔵合金Ｍと、低温度を示す低温側水素貯蔵合金ゾとをそ
れぞれ別個の反応槽に充填し、両反応槽へ熱媒体を供給
して、該両合金Ｍ。
蔵合金Ｍと、低温度を示す低温側水素貯蔵合金ゾとをそ
れぞれ別個の反応槽に充填し、両反応槽へ熱媒体を供給
して、該両合金Ｍ。
ゾに水素の吸収または放出を交互にさせて、両反応槽間
で水素を移動させると共に、水素の、吸収ま友は放出の
際の反応熱を利用することが行われている。
で水素を移動させると共に、水素の、吸収ま友は放出の
際の反応熱を利用することが行われている。
従来例として、第４図に、水素貯蔵合金が水素を吸収す
る際の反応熱を暖房装置に利用した概略図を示す。
る際の反応熱を暖房装置に利用した概略図を示す。
１１は高温側反応槽でろ夕、高温側水素貯蔵合金Ｍｔ−
内蔵する。１２は低温側反応槽で６ｔ）、低温側水素貯
蔵合金Ｍを内斌している。１３は両該反応槽１１，１２
を連結して気体水素を流通させる水素流通路である。１
４は高熱源で６り、高温側水素貯蔵合金Ｍを加熱または
冷却する熱交換手段工５にインプＰ工、およびバルブｖ
１゜を介して接続している。また高熱源工４は、低温側
反応槽内の低温側水素貯蔵合金ゾを加熱する熱交換手段
１６にポンプＰ′１４およびバルブＶ１４を介して接続
している。１７は低熱源であジ、低温側水素貯蔵合金Ｍ
を冷却する熱交換手段１８にポンプＰ□、およびバルブ
ＶＩＪを介して接続している。１９は、放熱器等の熱負
荷であり、高温側反応槽１１からの熱取出し手段２０に
ポンプｐＨおよびバルブｖ１１を介して接続している。
内蔵する。１２は低温側反応槽で６ｔ）、低温側水素貯
蔵合金Ｍを内斌している。１３は両該反応槽１１，１２
を連結して気体水素を流通させる水素流通路である。１
４は高熱源で６り、高温側水素貯蔵合金Ｍを加熱または
冷却する熱交換手段工５にインプＰ工、およびバルブｖ
１゜を介して接続している。また高熱源工４は、低温側
反応槽内の低温側水素貯蔵合金ゾを加熱する熱交換手段
１６にポンプＰ′１４およびバルブＶ１４を介して接続
している。１７は低熱源であジ、低温側水素貯蔵合金Ｍ
を冷却する熱交換手段１８にポンプＰ□、およびバルブ
ＶＩＪを介して接続している。１９は、放熱器等の熱負
荷であり、高温側反応槽１１からの熱取出し手段２０に
ポンプｐＨおよびバルブｖ１１を介して接続している。
かかる装置の作動について、第６図のヒートポンプの圧
カー温に特性線図に基づいて説明する。同図の縦軸は水
素圧Ｐｔ−１横軸は水素の絶対温度ｉＴとしてその逆数
値１／Ｔを示す。同図において、点（イ）は、低温側水
素貯蔵合金ゾが水素を充分に吸収して、低温側反応槽１
２内には気体水素は極めて少い状態を示す。ここで両バ
ルブｖ１□、”１ｓ ｔ”閉とし、バルブＶ工、を開と
してポンプＰ′１４を駆動し、高熱源１４工り熱媒体を
熱交換手段１６に供給して低温側水素貯蔵合金ゾを加熱
すると、該合金ｒｌより水素を放出して水素圧Ｐが上昇
してＢ行程を経て点（ロ）に至る。
カー温に特性線図に基づいて説明する。同図の縦軸は水
素圧Ｐｔ−１横軸は水素の絶対温度ｉＴとしてその逆数
値１／Ｔを示す。同図において、点（イ）は、低温側水
素貯蔵合金ゾが水素を充分に吸収して、低温側反応槽１
２内には気体水素は極めて少い状態を示す。ここで両バ
ルブｖ１□、”１ｓ ｔ”閉とし、バルブＶ工、を開と
してポンプＰ′１４を駆動し、高熱源１４工り熱媒体を
熱交換手段１６に供給して低温側水素貯蔵合金ゾを加熱
すると、該合金ｒｌより水素を放出して水素圧Ｐが上昇
してＢ行程を経て点（ロ）に至る。
なお、この際に高温側反応槽１１内の温度を適温に保つ
ためにバルブｖ１．は開または閉とする。
ためにバルブｖ１．は開または閉とする。
点仲）は、低温側水素貯蔵合金Ｖの放出になる気体水素
が水素流通路１３を経て高温側反応槽１１に至り、高温
側水素貯蔵合金Ｍが水素を吸収し始めた状態を示す。こ
の時点で両バルブ■１□。
が水素流通路１３を経て高温側反応槽１１に至り、高温
側水素貯蔵合金Ｍが水素を吸収し始めた状態を示す。こ
の時点で両バルブ■１□。
ｖｌ、を閉とし、かつ両バルブＶ、、 、 Ｖｌ、を開
として、低温側水素貯蔵合金Ｍへの加熱を継続し、高温
側水素貯蔵合金Ｍへの水素の吸収はほぼ平衡圧でなされ
、水素温度が上昇する。この際の反応熱を、熱取出し手
段２０にポンプＰ１．にて熱媒体を流して取り出し、熱
負荷１９に与える。
として、低温側水素貯蔵合金Ｍへの加熱を継続し、高温
側水素貯蔵合金Ｍへの水素の吸収はほぼ平衡圧でなされ
、水素温度が上昇する。この際の反応熱を、熱取出し手
段２０にポンプＰ１．にて熱媒体を流して取り出し、熱
負荷１９に与える。
かくしてＣ行程を経て点（／′１に至る。
点（／ｉは、高温側水素貯蔵合金Ｍが水素を吸収し、発
熱反応が終了した状態を示す。この時点では、ｄルブｖ
１□を閉として熱負荷１９への熱供給を停止し、バルブ
Ｖ□、全開として高熱源１４よ５ｚンプｐｔａにて高温
側反応槽１１に熱媒体を供給して、高温側水素貯蔵合金
Ｍｔ−冷却し、かつバルブｖ１．を開として低温側水素
貯蔵合金Ｍを冷却する。かくすることによって、高温側
水素貯蔵合金Ｍに水素を吸収し、水素の温度、圧力共に
低下してＣ行程を経て点（に）に至る。
熱反応が終了した状態を示す。この時点では、ｄルブｖ
１□を閉として熱負荷１９への熱供給を停止し、バルブ
Ｖ□、全開として高熱源１４よ５ｚンプｐｔａにて高温
側反応槽１１に熱媒体を供給して、高温側水素貯蔵合金
Ｍｔ−冷却し、かつバルブｖ１．を開として低温側水素
貯蔵合金Ｍを冷却する。かくすることによって、高温側
水素貯蔵合金Ｍに水素を吸収し、水素の温度、圧力共に
低下してＣ行程を経て点（に）に至る。
上記のバルブ操作の状態を継続することによって、高温
側水素貯蔵合金Ｍの水素の放出に必要な熱を高熱源１４
からの熱媒体にて補給して発生する気体水素は、はぼ平
衡圧で水素流通路Ｊ３を経て低温側反応槽１２に至り、
低熱源１７からの熱媒体により冷却される低温側水素貯
蔵合金Ｍはその反応熱を奪われて水素を吸収し、行程Ａ
を経て充分に水素を吸収した状態の点（イ）に至って一
サイクルを終了する。
側水素貯蔵合金Ｍの水素の放出に必要な熱を高熱源１４
からの熱媒体にて補給して発生する気体水素は、はぼ平
衡圧で水素流通路Ｊ３を経て低温側反応槽１２に至り、
低熱源１７からの熱媒体により冷却される低温側水素貯
蔵合金Ｍはその反応熱を奪われて水素を吸収し、行程Ａ
を経て充分に水素を吸収した状態の点（イ）に至って一
サイクルを終了する。
第７図は、サイクル時間中の、熱取出し手段２０内の熱
媒体の温度変化を各行程を付記して示したものであり、
縦軸に該熱媒体の温度を、横軸に時間を示す。現実に高
温側水素貯蔵合金Ｍの反応熱を熱負荷１９に利用できる
のはＣ行程とＤ行程の初期の部分でるる。
媒体の温度変化を各行程を付記して示したものであり、
縦軸に該熱媒体の温度を、横軸に時間を示す。現実に高
温側水素貯蔵合金Ｍの反応熱を熱負荷１９に利用できる
のはＣ行程とＤ行程の初期の部分でるる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、従来の反応槽としては、顕熱利用型熱交換器
が使用され、例えば第５図に示すよりなシェルアンドチ
ューブ形熱交換器である。
が使用され、例えば第５図に示すよりなシェルアンドチ
ューブ形熱交換器である。
熱媒体は、入口１０３から入ってチューブ１０２を通過
し、その間にシェル１０１内に内蔵された水素貯蔵合金
Ｍ。と熱交換して出口１０４から排出され、熱交換器の
作動は顕熱利用となる。
し、その間にシェル１０１内に内蔵された水素貯蔵合金
Ｍ。と熱交換して出口１０４から排出され、熱交換器の
作動は顕熱利用となる。
なお、１０５は水素出入口でおる。このために次のよう
な問題点がおる。
な問題点がおる。
（１）顕熱利用であるから、熱媒体側の熱伝達率の向上
には限界があり、水素貯蔵合金と熱媒体との熱交換量に
は限界がある。
には限界があり、水素貯蔵合金と熱媒体との熱交換量に
は限界がある。
（２）従って、サイクル時間が長くなり、単位時間当り
の熱負荷に供給される熱量が少ない。
の熱負荷に供給される熱量が少ない。
（３）成績係数（熱負荷に与えられた熱量／水素貯蔵合
金に与えた熱量）が比較的小さいために外部に利用し得
る熱量を確保するために必要な水素貯蔵合金を多量に要
し、装置の製造費が高くなる。
金に与えた熱量）が比較的小さいために外部に利用し得
る熱量を確保するために必要な水素貯蔵合金を多量に要
し、装置の製造費が高くなる。
（問題点を解決するための手段）
本発明になる水素貯蔵合金を利用したヒートパイプ式暖
房装置は、下記のように構成されている。
房装置は、下記のように構成されている。
低温側反応槽に、低温側水素貯蔵合金を充填した合金充
填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒
体室を、ポンプおよびパルプを設けて高熱源および低熱
源に接続する熱媒体循環路中に介在させ、かつ合金充填
室と熱媒体室との間にヒートパイプを配貴し、高温側反
応槽Ｋ、高温側水素貯蔵合金を充填した合金充填室と、
合金充填室と区画し良熱媒体室とを設け、熱媒体室を、
ポンプお工びバルブを設けて高熱源に接続する熱媒体循
環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との間に
ヒートパイプを配置し、前記両合金充填案を水素流通路
で接続し、かつ高温側反応槽の熱媒体室を、パルプおよ
びポンプ全役は良熱媒体循環路にて熱負荷に接続して水
素貯蔵合金を利用したビートパイプ式暖房装置である。
填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒
体室を、ポンプおよびパルプを設けて高熱源および低熱
源に接続する熱媒体循環路中に介在させ、かつ合金充填
室と熱媒体室との間にヒートパイプを配貴し、高温側反
応槽Ｋ、高温側水素貯蔵合金を充填した合金充填室と、
合金充填室と区画し良熱媒体室とを設け、熱媒体室を、
ポンプお工びバルブを設けて高熱源に接続する熱媒体循
環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との間に
ヒートパイプを配置し、前記両合金充填案を水素流通路
で接続し、かつ高温側反応槽の熱媒体室を、パルプおよ
びポンプ全役は良熱媒体循環路にて熱負荷に接続して水
素貯蔵合金を利用したビートパイプ式暖房装置である。
更には前記装置の高熱源に太陽熱を利用して、高熱源と
して熱媒体のストレージタンクを設け、該ストレージタ
ンクを太陽熱コレクターに熱媒体循環路にて接続し、太
陽熱コレクターの出口付近とストレージタンクとに温度
センサを設け、該両温度センサからの電気信号値を比較
して熱媒体循環路を流通する熱媒体の流量制御を行つと
共に該ストレージタンクの熱媒体を加熱する補助熱源を
設けである。
して熱媒体のストレージタンクを設け、該ストレージタ
ンクを太陽熱コレクターに熱媒体循環路にて接続し、太
陽熱コレクターの出口付近とストレージタンクとに温度
センサを設け、該両温度センサからの電気信号値を比較
して熱媒体循環路を流通する熱媒体の流量制御を行つと
共に該ストレージタンクの熱媒体を加熱する補助熱源を
設けである。
（作 用）
本発明になる水素貯蔵合金を利用したヒートパイプ式暖
房装置は下記のように作用する。
房装置は下記のように作用する。
低温側反応槽内の低温側水素貯蔵合金に充分に水素を吸
収させておき、低温側反応槽の熱媒体室に高熱源から熱
媒体を送シ、ヒートパイプを介して低温側水素貯蔵合金
を加熱して水素を放出させ、該気体水素を水素流通路を
経て高圧側反応槽の合金充填室へ送り、高圧側水素貯蔵
合金が水素吸収時に出す反応熱をヒートパイプにて吸熱
して熱媒体室側に運ばれた熱を熱媒体に与え、高温とな
った熱媒体を熱媒体循環路にて２ジエータ等の熱負荷に
熱を与える。
収させておき、低温側反応槽の熱媒体室に高熱源から熱
媒体を送シ、ヒートパイプを介して低温側水素貯蔵合金
を加熱して水素を放出させ、該気体水素を水素流通路を
経て高圧側反応槽の合金充填室へ送り、高圧側水素貯蔵
合金が水素吸収時に出す反応熱をヒートパイプにて吸熱
して熱媒体室側に運ばれた熱を熱媒体に与え、高温とな
った熱媒体を熱媒体循環路にて２ジエータ等の熱負荷に
熱を与える。
次いで、低温側反応槽の熱媒体室を低熱源に接続し、ヒ
ートパイプにて低温側水素貯蔵合金を冷却し、かつ高温
側水素貯蔵合金を初期において、ヒートパイプにて冷却
した後、加熱することによって、高温側水素貯蔵合金の
水素放出に必要な反応熱を与えると共に低温側水素貯蔵
合金の水素吸収による反応熱を吸熱する。
ートパイプにて低温側水素貯蔵合金を冷却し、かつ高温
側水素貯蔵合金を初期において、ヒートパイプにて冷却
した後、加熱することによって、高温側水素貯蔵合金の
水素放出に必要な反応熱を与えると共に低温側水素貯蔵
合金の水素吸収による反応熱を吸熱する。
このようにして、水素を低温側水素貯蔵合金と高温側水
素貯蔵合金との間を交互に移動させて高温側水素貯蔵合
金の水素吸収に伴って発生する反応熱の外部への利用を
継続する。
素貯蔵合金との間を交互に移動させて高温側水素貯蔵合
金の水素吸収に伴って発生する反応熱の外部への利用を
継続する。
更に、上記のような水素貯蔵合金を利用し九ヒー）Ａイ
ブ式暖房装置において、ストレージタンク内の熱媒体の
温度と太陽熱コレクターの出口の熱媒体の温度とを温度
センナで測定して電気信号を発信させ、ストレージタン
ク内の熱媒体の温度が太陽熱コレクターの出口温度よυ
低い場合には熱媒体を環流させ、温度が逆の場合は３１
流を停止させ、またストレージタンク内の熱媒体の温度
が所定温度よシ低い場合には補助熱源にて熱媒体を加熱
してストレージタンク内の熱媒体の温度を所定に保持し
て高熱源として機能させる。
ブ式暖房装置において、ストレージタンク内の熱媒体の
温度と太陽熱コレクターの出口の熱媒体の温度とを温度
センナで測定して電気信号を発信させ、ストレージタン
ク内の熱媒体の温度が太陽熱コレクターの出口温度よυ
低い場合には熱媒体を環流させ、温度が逆の場合は３１
流を停止させ、またストレージタンク内の熱媒体の温度
が所定温度よシ低い場合には補助熱源にて熱媒体を加熱
してストレージタンク内の熱媒体の温度を所定に保持し
て高熱源として機能させる。
（実施例）
本発明に係る水素貯蔵合金を利用したヒートパイプ式暖
房装置の第一実施例を第１図、２図に基づいて説明する
。
房装置の第一実施例を第１図、２図に基づいて説明する
。
第１図において、１は高温側反応槽であシ、仕切板１ｃ
にて高温側水素貯蔵合金Ｍｔｌ−収容する合金充填室１
ａと熱媒体室１ｂに区画されて一定の温度範囲で作動す
る作動流体を内蔵する複数個のヒートパイプ１０を配置
しである。２は低温側皮♂槽であり、仕切板２ｃにて低
温側水素貯斌合金Ｍ′ヲ収容する合金充填室２＆と熱媒
体室２ｂに区画されて一定の温度範囲で作動する作動流
体を内蔵するヒート・ソイプ１０′を配置しである。な
お、それぞれの合金充填室１ａと熱媒体室１ｂおよび合
金充填室２＆と熱媒体室２ｂとｔ−２枚の仕切板にて区
画分離して、この間の両ヒート・９イブＬ Ｏ、１０’
の外周を断熱材で包被してもよい。
にて高温側水素貯蔵合金Ｍｔｌ−収容する合金充填室１
ａと熱媒体室１ｂに区画されて一定の温度範囲で作動す
る作動流体を内蔵する複数個のヒートパイプ１０を配置
しである。２は低温側皮♂槽であり、仕切板２ｃにて低
温側水素貯斌合金Ｍ′ヲ収容する合金充填室２＆と熱媒
体室２ｂに区画されて一定の温度範囲で作動する作動流
体を内蔵するヒート・ソイプ１０′を配置しである。な
お、それぞれの合金充填室１ａと熱媒体室１ｂおよび合
金充填室２＆と熱媒体室２ｂとｔ−２枚の仕切板にて区
画分離して、この間の両ヒート・９イブＬ Ｏ、１０’
の外周を断熱材で包被してもよい。
４は高熱源であり、ポンプＰ４およびバルブＶ。
を介在して高温往き回路Ｌ４にて熱媒体室１ｂに接続し
、バルブｖ４ｆ、介在させて高温帰シ回路Ｌ′４を構成
し、またパルゾＶｙｔ−介在して低高温往き回路Ｌ７に
て熱媒体室２ｂに接続し、バルブｖ１を介在して低高温
帰り回路Ｌ／、に接続している。なお、両バルブＶ、
、 Ｖ、は仮想線で示す三方切換弁ｖ７．に置き替えて
もよい。７は、低熱源であシ、ポンプＰ、およびバルブ
Ｖ、を介在させて低高温往き回路り、にて熱媒体室２ｂ
に接続し、かつパルプｖ１ｔ−介在させて低高温帰シ回
路Ｌ′、に接続している。なお両バルブＶ、、Ｖ、は仮
想線で示す三方切換弁ｖ１．に置き替えてもよい。
、バルブｖ４ｆ、介在させて高温帰シ回路Ｌ′４を構成
し、またパルゾＶｙｔ−介在して低高温往き回路Ｌ７に
て熱媒体室２ｂに接続し、バルブｖ１を介在して低高温
帰り回路Ｌ／、に接続している。なお、両バルブＶ、
、 Ｖ、は仮想線で示す三方切換弁ｖ７．に置き替えて
もよい。７は、低熱源であシ、ポンプＰ、およびバルブ
Ｖ、を介在させて低高温往き回路り、にて熱媒体室２ｂ
に接続し、かつパルプｖ１ｔ−介在させて低高温帰シ回
路Ｌ′、に接続している。なお両バルブＶ、、Ｖ、は仮
想線で示す三方切換弁ｖ１．に置き替えてもよい。
９は、ラジェータ等の熱負荷でおり、高温往き回路Ｌ４
のバルブｖ８より熱媒体室ｌｂ側の分岐管にてパルアへ
およびポンプＰ、を介在させて該回路Ｌ４に接続し、か
つ高温帰り回路Ｌ′４のバルブ■４より熱媒体室ｌｂ側
の分岐管にてバルブｖ６を介在させて該回路亀に接続し
ている。なお両バルブＶ４． Ｖ、は仮想線で示す三方
切換弁ｖ４６に置き替えてもよい。
のバルブｖ８より熱媒体室ｌｂ側の分岐管にてパルアへ
およびポンプＰ、を介在させて該回路Ｌ４に接続し、か
つ高温帰り回路Ｌ′４のバルブ■４より熱媒体室ｌｂ側
の分岐管にてバルブｖ６を介在させて該回路亀に接続し
ている。なお両バルブＶ４． Ｖ、は仮想線で示す三方
切換弁ｖ４６に置き替えてもよい。
次に作用について説明する。
いま、低温側水素貯蔵合金ｈｆが水素を充分に吸収して
合金充填室２ａ内には気体水素が極めて少い状態である
第６図の点（イ）の状態にある。
合金充填室２ａ内には気体水素が極めて少い状態である
第６図の点（イ）の状態にある。
ここで各・々ルプＶ工、 Ｖ、 、 Ｖ、 、 Ｖ、を
閉とし、両パルプＶ、、Ｖ、を開とし、かつ両・々ルプ
Ｖ４． Ｖ＠を開または閉とする。高温の熱媒体は、ポ
ンプＰ４の駆動にて低高温往き回路り２、熱媒体室２ｂ
および低高温帰９回路し′アと循環し、ヒート・ソイプ
１０’の熱媒体室２ｂ側が蒸発部となって作動流体は気
化し、合金充填室２＆側が凝縮部となって低温側水素貯
蔵合金ゾを加熱して水素を放出させ、水素温度・圧力共
に上昇してＢ行程を経て第６図の点（ロ）に至る。この
間に発生した気る。ここで両バルブＶ３． Ｖ、を開、
また両バルブＶ、、Ｖ！は閉のままとし、両バルブＶ４
． Ｖ、を閉、かつ両バルブＶ、 、 Ｖ６を開とする
。はぼ平衡圧にて水素を吸収し始めた高温側水素貯蔵合
金Ｍは発熱し、ヒートノでイブ１０の合金充填室ｌａ側
が蒸発部となり、作動流体は熱を熱媒体室ｌｂ側に運ん
で熱媒体を加熱する。熱媒体はポンプＰ、の駆動に二っ
て、高温往き回路Ｌ４、熱負荷９、高温帰り回路Ｌ′４
および熱媒体室１ｂと循環してラジェータ等の熱負荷９
に熱を与える。かくして、低温側反応槽２内の気化水素
が充分に幸 高温側水素貯蔵合金Ｍに吸収されて行程唱を経て第６図
の点Ｈに至る。ここで、両／署ルブｖ、。
閉とし、両パルプＶ、、Ｖ、を開とし、かつ両・々ルプ
Ｖ４． Ｖ＠を開または閉とする。高温の熱媒体は、ポ
ンプＰ４の駆動にて低高温往き回路り２、熱媒体室２ｂ
および低高温帰９回路し′アと循環し、ヒート・ソイプ
１０’の熱媒体室２ｂ側が蒸発部となって作動流体は気
化し、合金充填室２＆側が凝縮部となって低温側水素貯
蔵合金ゾを加熱して水素を放出させ、水素温度・圧力共
に上昇してＢ行程を経て第６図の点（ロ）に至る。この
間に発生した気る。ここで両バルブＶ３． Ｖ、を開、
また両バルブＶ、、Ｖ！は閉のままとし、両バルブＶ４
． Ｖ、を閉、かつ両バルブＶ、 、 Ｖ６を開とする
。はぼ平衡圧にて水素を吸収し始めた高温側水素貯蔵合
金Ｍは発熱し、ヒートノでイブ１０の合金充填室ｌａ側
が蒸発部となり、作動流体は熱を熱媒体室ｌｂ側に運ん
で熱媒体を加熱する。熱媒体はポンプＰ、の駆動に二っ
て、高温往き回路Ｌ４、熱負荷９、高温帰り回路Ｌ′４
および熱媒体室１ｂと循環してラジェータ等の熱負荷９
に熱を与える。かくして、低温側反応槽２内の気化水素
が充分に幸 高温側水素貯蔵合金Ｍに吸収されて行程唱を経て第６図
の点Ｈに至る。ここで、両／署ルブｖ、。
■、を閉として熱負荷９への熱媒体の供給を停止し、か
つ両バルブＶ、 、 Ｖ、を閉、また両バルブＶ、、Ｖ
、を開とし、ポンプＰ７を駆動して低熱源７の熱媒体を
低高温往き回路Ｌア、熱媒体室２ｂおよび低高温帰り回
路Ｌ′、に循環させてヒートノイズ１０′の熱媒体室２
ｂ側を凝縮部として低温側水素貯蔵合金Ｍを冷却すると
共に両パルプｖ４゜Ｖ、を開とし、ポンプＰ４を駆動し
て熱負荷９へ怒供給されていた熱媒体よりは低温の高熱
源４の熱媒体を高温往き回路Ｌ４、熱媒体室１ｂおよび
高温帰り回路Ｌ′４と循環させてヒートパイプ１０の熱
媒体室ｌｂ側を凝縮部として水素圧・温度を低下させて
Ｄ行程を経て第６図の点に）に至る。
つ両バルブＶ、 、 Ｖ、を閉、また両バルブＶ、、Ｖ
、を開とし、ポンプＰ７を駆動して低熱源７の熱媒体を
低高温往き回路Ｌア、熱媒体室２ｂおよび低高温帰り回
路Ｌ′、に循環させてヒートノイズ１０′の熱媒体室２
ｂ側を凝縮部として低温側水素貯蔵合金Ｍを冷却すると
共に両パルプｖ４゜Ｖ、を開とし、ポンプＰ４を駆動し
て熱負荷９へ怒供給されていた熱媒体よりは低温の高熱
源４の熱媒体を高温往き回路Ｌ４、熱媒体室１ｂおよび
高温帰り回路Ｌ′４と循環させてヒートパイプ１０の熱
媒体室ｌｂ側を凝縮部として水素圧・温度を低下させて
Ｄ行程を経て第６図の点に）に至る。
更に引き続いて各バルブｖ１． ｖ！、 ｖ４． ｖ、
を開、各パルプｖ３． ｖ、 、 ｖ、 、ｖ、を
閉の状態のままとし、低熱源７の熱媒体で低温側反応槽
の熱媒体室２ｂを冷却してヒートパイプ１０′の熱媒体
室２ｂ側を凝縮部として低温側水素貯蔵合金Ｍの水素吸
収による発熱を奪い、高熱源４の熱媒体で高温側反応槽
の熱媒体室１ｂを加熱してヒートパイプ１０の熱媒体室
ｌｂ側を蒸発部として高温側水素貯蔵合金Ｍに熱を与え
、はぼ平衡圧にて放出される気体水素を水素流通路３を
経て低温側反応槽の合金充填室２＆に送ることによシ、
人行程を経て低温側水素貯蔵合金ｉが充分に水素を吸収
して第６図の点（イ）に至って−サイクルを完了する。
を開、各パルプｖ３． ｖ、 、 ｖ、 、ｖ、を
閉の状態のままとし、低熱源７の熱媒体で低温側反応槽
の熱媒体室２ｂを冷却してヒートパイプ１０′の熱媒体
室２ｂ側を凝縮部として低温側水素貯蔵合金Ｍの水素吸
収による発熱を奪い、高熱源４の熱媒体で高温側反応槽
の熱媒体室１ｂを加熱してヒートパイプ１０の熱媒体室
ｌｂ側を蒸発部として高温側水素貯蔵合金Ｍに熱を与え
、はぼ平衡圧にて放出される気体水素を水素流通路３を
経て低温側反応槽の合金充填室２＆に送ることによシ、
人行程を経て低温側水素貯蔵合金ｉが充分に水素を吸収
して第６図の点（イ）に至って−サイクルを完了する。
第２図に本発明において、高・低温側反応槽１．２とし
て使用される潜熱利用型反応槽を具体化した一例を示す
。５１は反応槽の胴体でろって、断熱材よりなる仕切板
５２にて水素貯蔵合金Ｍ０を収容する合金充填室５１ｍ
と熱媒体室５１ｂに区画されてヒートパイプ５０を内置
しである。５３は外部からの熱媒体の入口、５４は同出
口、５５は水素出入口である。
て使用される潜熱利用型反応槽を具体化した一例を示す
。５１は反応槽の胴体でろって、断熱材よりなる仕切板
５２にて水素貯蔵合金Ｍ０を収容する合金充填室５１ｍ
と熱媒体室５１ｂに区画されてヒートパイプ５０を内置
しである。５３は外部からの熱媒体の入口、５４は同出
口、５５は水素出入口である。
次に、第２実施例について第３図に基づいて説明する。
第１実施例の高熱源４に主として太陽熱を利用する場合
である。第１実施例と同符号は同一部分を示し、説明を
省略する。
である。第１実施例と同符号は同一部分を示し、説明を
省略する。
４′は熱媒体、例えば温水を収容したストレージタンク
でおり、第１実施例の高熱源４に該当する。４’ ａは
太陽熱コレクターでおり、ポンプｐ＜’−ｔ−介在する
往き回路Ｌ４−および帰シ回路Ｌ′４−にてストレージ
タンク４′に接続してストレージタンク４′内の熱媒体
を循環させて加熱し得る。４’ ｃはストレージタンク
４′内の熱媒体の温度センサであり、４ｄは太陽熱コレ
クター４ａの出口の熱媒体の温度センサである。４’
ｅは比較器であシ、温度センサ４’ ｃの電気信号と温
度セン？ ４’ ｄからの゛電気信号とを比較して、ス
トレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴの値が、太陽
熱コレクター４’ａの出口の熱媒体の温度θ。の値より
大きい場合にはポンプＰ４′１の駆動を停止する信号を
ポンプＰ４−のＣに源制御部に送り、逆の場合にはポン
プＰ ４’ａを１駆動する信号を送ってポンプＰ４−の
駆動を制御する。なお、ポンプＰ４′。
でおり、第１実施例の高熱源４に該当する。４’ ａは
太陽熱コレクターでおり、ポンプｐ＜’−ｔ−介在する
往き回路Ｌ４−および帰シ回路Ｌ′４−にてストレージ
タンク４′に接続してストレージタンク４′内の熱媒体
を循環させて加熱し得る。４’ ｃはストレージタンク
４′内の熱媒体の温度センサであり、４ｄは太陽熱コレ
クター４ａの出口の熱媒体の温度センサである。４’
ｅは比較器であシ、温度センサ４’ ｃの電気信号と温
度セン？ ４’ ｄからの゛電気信号とを比較して、ス
トレージタンク４′内の熱媒体の温度θＴの値が、太陽
熱コレクター４’ａの出口の熱媒体の温度θ。の値より
大きい場合にはポンプＰ４′１の駆動を停止する信号を
ポンプＰ４−のＣに源制御部に送り、逆の場合にはポン
プＰ ４’ａを１駆動する信号を送ってポンプＰ４−の
駆動を制御する。なお、ポンプＰ４′。
の駆動制御に替えて、往き回路Ｌ４′、のポンプＰ４−
の出口側と帰り回路Ｌ／、−間に熱媒体の短絡回路を設
け、該短絡回路と両回路Ｌ４’ａ Ｌ１２−とをそれ
ぞれ三方切換弁にて接続し、該両バルブの開閉制御とす
ることもできる。
の出口側と帰り回路Ｌ／、−間に熱媒体の短絡回路を設
け、該短絡回路と両回路Ｌ４’ａ Ｌ１２−とをそれ
ぞれ三方切換弁にて接続し、該両バルブの開閉制御とす
ることもできる。
４’ ｂは、電気ヒータ、排熱源等の補助熱源であり、
ポンプＰ ｉ’ｂ ｔ″介在せてストレージタンク４′
内の熱媒体を加熱する加熱回路Ｌ４％に接続している。
ポンプＰ ｉ’ｂ ｔ″介在せてストレージタンク４′
内の熱媒体を加熱する加熱回路Ｌ４％に接続している。
なお、補助熱源４’ ｂ ｔ−ｙＮＮシラーして熱媒体
を直接加熱することもできる。４’ ｆは温度リレーで
あり、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θアが所
定の温度以下となった場合に温度センサ４’ ｃからの
電気信号にてポンプＰ４’ｂを駆動させる。なお、ポン
プＰ４１１ｂの駆動制御に替えて加熱回路Ｌ４％に短絡
回路および三方切換弁を設け、ポンプｐ ａ／ｂは常時
駆動として該三方切換弁の開閉を温度センサ４’ ｃか
もの電気信号にて制御することもできる。
を直接加熱することもできる。４’ ｆは温度リレーで
あり、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θアが所
定の温度以下となった場合に温度センサ４’ ｃからの
電気信号にてポンプＰ４’ｂを駆動させる。なお、ポン
プＰ４１１ｂの駆動制御に替えて加熱回路Ｌ４％に短絡
回路および三方切換弁を設け、ポンプｐ ａ／ｂは常時
駆動として該三方切換弁の開閉を温度センサ４’ ｃか
もの電気信号にて制御することもできる。
従って、ストレージタンク４′内の熱媒体の温度θアは
、太陽熱コレクター４’ ａまたは補助熱源４’ ｂの
加熱によって所定の温度に保持されて第１実施例におけ
る高熱源４の代替えとして実施に供せられる。
、太陽熱コレクター４’ ａまたは補助熱源４’ ｂの
加熱によって所定の温度に保持されて第１実施例におけ
る高熱源４の代替えとして実施に供せられる。
なお、本装置を並列に配置して熱負荷に熱を与え、また
熱負荷に得られる熱が高熱源となるように本装置を直列
に配置して使用してもよい。
熱負荷に得られる熱が高熱源となるように本装置を直列
に配置して使用してもよい。
（発明の効果） ゛
以上の説明から理解されるように、この発明によれば下
記の効果を有する。
記の効果を有する。
（１）反応槽内の水素貯蔵合金の反応熱と熱媒体との熱
交換がヒートパイプによって潜熱利用でなされるので従
来の顕熱利用に比して熱交換量を大巾に増大できる。
交換がヒートパイプによって潜熱利用でなされるので従
来の顕熱利用に比して熱交換量を大巾に増大できる。
（２）サイクル時間が短縮され、熱負荷に供給される単
位時間当りの熱量を大巾に増大できる。
位時間当りの熱量を大巾に増大できる。
（３）成績係数が大となり、所定の熱量を得るために必
要な水素貯蔵合金ｉｔ減少でき、該合金の費用を低減で
きる。
要な水素貯蔵合金ｉｔ減少でき、該合金の費用を低減で
きる。
（４）太陽熱を利用することによって、高熱源の電力費
または燃料費を節約できる。
または燃料費を節約できる。
第１図は、本発明に係る水素貯蔵合金を利用したヒート
パイプ式暖房装置の第１実施例の機器配置を示す図、第
２図は、同装置に使用される反応槽の一部を切開した斜
視図、第３図は本発明に係る水素貯蔵合金を利用したヒ
ートノソイプ式暖房装置の第２実施例の機器配Ｒｔ示す
図、第４図は、従来の水素貯蔵合金を利用したヒートノ
ソイプ式暖房装置の機器配置を示す図、第５図は、従来
の反応槽の一部断面図、第６図は、水素貯蔵合金の水素
吸収、放出によるヒートポンプの圧力一温度特性線図、
第７図は、熱取出し手段内の熱媒体の温度一時間特性を
示す線図でおる。 １：高温側反応槽、１ｍ？合金充填室、１ｂ：熱媒体室
、１ｃ：仕切板、２：低温側反応槽、２ａ：合金充填室
、２ｂ：熱媒体室、２ｃ：仕切板、３：水素流通路、４
：高熱源、４′：（高熱源に該当する）ストレージタン
ク、４′ａ：太陽熱コレクター、４′ｂ：補助熱源、４
′ｃ：温度センサ、４′ｄ：温度センチ、４′ｅ：比較
器、４′ｆ：温度リレー、７二低熱源、９二熱負荷（ラ
ジェータ力、ｔｏ、ｉｏ’：ヒートパイプ、Ｍ：高温側
水素貯蔵合金、Ｍ：低温側水素貯蔵合金、Ｌ４：高温往
き回路（熱媒体循環路）、Ｌ′４＝高温帰高温路（熱媒
体循環路）、Ｌ、：低高温往き回路（熱媒体循環路）、
Ｌ′７：低高温帰り回路（熱媒体循環路）、■１〜Ｖ、
：／々ルブ、Ｐ ４ ！ Ｐ ？ ｒ ｐ、 ｌ Ｐ４
’ａ Ｐ４’ｂ ’ポンプ代理人弁理士 前 １
） 利 之（ほか１名）第５図 第６図 工（絶対温度） 第７図 時間 手 続 仙 正 蒋 （自発） 昭和６０年２月１日 特、ｆ′七庁技官 志 賀 学 殿１、
事件の表示 昭和５９年特許顧第２３９５５４号 ２、 発明の名称 水素貯戚合金全利用したビートパイプ 式暖房装ａ ３、 補正をする者 ４４１件とのＭ１係 特杆出９【１人 束箪都千代田区有系町−丁目１番２号 （４２１）株式会社 日 本線ケＡ所 代茂者 布 野 万 吉 ４、代理人〒１６６ 東京都杉並区梅里２丁目４０″ＩＩｆ１７−１１０７号
７、 補正の内容 （１）発明の詳細な説明 （イ） 明細書第１０頁９行目および１０行目の「高圧
」を「制温」に訂正する。 （ｑ 明細番第１２貫２０行目「Ｖ、」を「Ｖ、」に訂
正する。 （２） 図 面 別紙の通り訂正する。 （イ）第１図においてｒＶｓｓＪを「ｖ４．」に訂正す
る。 （ロ） 第３図においてｒ４ ｄＪ ｔ″ｌ” ４’
ｄ Ｊに訂正する。
パイプ式暖房装置の第１実施例の機器配置を示す図、第
２図は、同装置に使用される反応槽の一部を切開した斜
視図、第３図は本発明に係る水素貯蔵合金を利用したヒ
ートノソイプ式暖房装置の第２実施例の機器配Ｒｔ示す
図、第４図は、従来の水素貯蔵合金を利用したヒートノ
ソイプ式暖房装置の機器配置を示す図、第５図は、従来
の反応槽の一部断面図、第６図は、水素貯蔵合金の水素
吸収、放出によるヒートポンプの圧力一温度特性線図、
第７図は、熱取出し手段内の熱媒体の温度一時間特性を
示す線図でおる。 １：高温側反応槽、１ｍ？合金充填室、１ｂ：熱媒体室
、１ｃ：仕切板、２：低温側反応槽、２ａ：合金充填室
、２ｂ：熱媒体室、２ｃ：仕切板、３：水素流通路、４
：高熱源、４′：（高熱源に該当する）ストレージタン
ク、４′ａ：太陽熱コレクター、４′ｂ：補助熱源、４
′ｃ：温度センサ、４′ｄ：温度センチ、４′ｅ：比較
器、４′ｆ：温度リレー、７二低熱源、９二熱負荷（ラ
ジェータ力、ｔｏ、ｉｏ’：ヒートパイプ、Ｍ：高温側
水素貯蔵合金、Ｍ：低温側水素貯蔵合金、Ｌ４：高温往
き回路（熱媒体循環路）、Ｌ′４＝高温帰高温路（熱媒
体循環路）、Ｌ、：低高温往き回路（熱媒体循環路）、
Ｌ′７：低高温帰り回路（熱媒体循環路）、■１〜Ｖ、
：／々ルブ、Ｐ ４ ！ Ｐ ？ ｒ ｐ、 ｌ Ｐ４
’ａ Ｐ４’ｂ ’ポンプ代理人弁理士 前 １
） 利 之（ほか１名）第５図 第６図 工（絶対温度） 第７図 時間 手 続 仙 正 蒋 （自発） 昭和６０年２月１日 特、ｆ′七庁技官 志 賀 学 殿１、
事件の表示 昭和５９年特許顧第２３９５５４号 ２、 発明の名称 水素貯戚合金全利用したビートパイプ 式暖房装ａ ３、 補正をする者 ４４１件とのＭ１係 特杆出９【１人 束箪都千代田区有系町−丁目１番２号 （４２１）株式会社 日 本線ケＡ所 代茂者 布 野 万 吉 ４、代理人〒１６６ 東京都杉並区梅里２丁目４０″ＩＩｆ１７−１１０７号
７、 補正の内容 （１）発明の詳細な説明 （イ） 明細書第１０頁９行目および１０行目の「高圧
」を「制温」に訂正する。 （ｑ 明細番第１２貫２０行目「Ｖ、」を「Ｖ、」に訂
正する。 （２） 図 面 別紙の通り訂正する。 （イ）第１図においてｒＶｓｓＪを「ｖ４．」に訂正す
る。 （ロ） 第３図においてｒ４ ｄＪ ｔ″ｌ” ４’
ｄ Ｊに訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、低温側反応槽に、低温側水素貯蔵合金を充填した合
金充填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、
熱媒体室を、ポンプおよびバルブを設けて高熱源および
低熱源に接続する熱媒体循環路中に介在させ、かつ合金
充填室と熱媒体室との間にヒートパイプを配置し、高温
側反応槽に、高温側水素貯蔵合金を充填した合金充填室
と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒体室
を、ポンプおよびバルブを設けて高熱源に接続する熱媒
体循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との
間にヒートパイプを配置し、前記両合金充填室を水素流
通路で接続し、かつ高温側反応槽の熱媒体室を、バルブ
およびポンプを設けた熱媒体循環路にて熱負荷に接続し
たことを特徴とする水素貯蔵合金を利用したヒートパイ
プ式暖房装置。 ２、低温側反応槽に、低温側水素貯蔵合金を充填した合
金充填室と、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、
熱媒体室をポンプおよびバルブを設けて高熱源および低
熱源に接続する熱媒体循環路中に介在させ、かつ合金充
填室と熱媒体室との間にヒートパイプを配置し、高温側
反応槽に、高温側水素貯蔵合金を充填した合金充填室と
、合金充填室と区画した熱媒体室とを設け、熱媒体室を
、ポンプおよびバルブを設けて高熱源に接続する熱媒体
循環路中に介在させ、かつ合金充填室と熱媒体室との間
にヒートパイプを配置し、前記両合金充填室を水素流通
路で接続し、かつ高温側反応槽の熱媒体室を、バルブお
よびポンプを設けた熱媒体循環路にて熱負荷に接続して
なる水素貯蔵合金を利用したヒートパイプ式暖房装置に
おいて、高熱源として熱媒体のストレージタンクを設け
、該ストレージタンクを太陽熱コレクターに熱媒体循環
路にて接続し、太陽熱コレクターの出口付近とストレー
ジタンクとに温度センサを設け、該両温度センサからの
電気信号値を比較して熱媒体循環路を流通する熱媒体の
流量制御を行うと共に該ストレージタンクの熱媒体を加
熱する補助熱源を設けたことを特徴とする水素貯蔵合金
を利用したヒートパイプ式暖房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59239554A JPS61119945A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59239554A JPS61119945A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式暖房装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61119945A true JPS61119945A (ja) | 1986-06-07 |
Family
ID=17046528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59239554A Pending JPS61119945A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61119945A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63116680A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-20 | Japan Steel Works Ltd:The | 食品乾燥法 |
| KR100386470B1 (ko) * | 2000-10-20 | 2003-06-02 | 한국에너지기술연구원 | 수소저장합금을 이용한 지중난방 장치 |
| WO2013086853A1 (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 天津建华工程咨询管理公司 | 蓄热换热芯及换热方法 |
| CN112484546A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-03-12 | 桂林电子科技大学 | 一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57456A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-05 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar heat accumulating apparatus for room cooling and heating |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP59239554A patent/JPS61119945A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57456A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-05 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar heat accumulating apparatus for room cooling and heating |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| KR100386470B1 (ko) * | 2000-10-20 | 2003-06-02 | 한국에너지기술연구원 | 수소저장합금을 이용한 지중난방 장치 |
| WO2013086853A1 (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 天津建华工程咨询管理公司 | 蓄热换热芯及换热方法 |
| CN112484546A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-03-12 | 桂林电子科技大学 | 一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法 |
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