JPS61197898A - 金属水素化物容器 - Google Patents
金属水素化物容器Info
- Publication number
- JPS61197898A JPS61197898A JP60033698A JP3369885A JPS61197898A JP S61197898 A JPS61197898 A JP S61197898A JP 60033698 A JP60033698 A JP 60033698A JP 3369885 A JP3369885 A JP 3369885A JP S61197898 A JPS61197898 A JP S61197898A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal hydride
- section
- heat
- container
- outside
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (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。
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
本発明は金属水素化物の水素吸収による発熱反応時にお
ける機械的強度を考慮した金属水素化物容器に関する。
ける機械的強度を考慮した金属水素化物容器に関する。
（ロ）従来の技術
金属水素化物の水素吸収、放出反応を利用して蓄熱や水
素貯蔵等を行なう場合、金属水素化物は水素加圧下での
反応が進められることから耐圧容器が必要となる。また
、金属水素化物の水素化反応に伴う熱授受を行なうため
の熱交換器が必要不可欠となる。尚、金属水素化物は脱
水素化して元の金属に戻るが１本明細書中ではこの場合
も含めて金属水素化物と称する。
素貯蔵等を行なう場合、金属水素化物は水素加圧下での
反応が進められることから耐圧容器が必要となる。また
、金属水素化物の水素化反応に伴う熱授受を行なうため
の熱交換器が必要不可欠となる。尚、金属水素化物は脱
水素化して元の金属に戻るが１本明細書中ではこの場合
も含めて金属水素化物と称する。
これらの点を考慮して、従来、例えば特開昭５８−４７
９８９号公報に見られるように、同心軸上に複数の円筒
体を配設し、中心円筒を水素ガスは通すが金属水素化物
は通さないフィルタ材で構成して水素出入導管と−その
外側の円筒体に金属水素化物を充填し、更にその外側の
円筒体に熱交換用熱媒を流すようにしたものが提案され
ている。
９８９号公報に見られるように、同心軸上に複数の円筒
体を配設し、中心円筒を水素ガスは通すが金属水素化物
は通さないフィルタ材で構成して水素出入導管と−その
外側の円筒体に金属水素化物を充填し、更にその外側の
円筒体に熱交換用熱媒を流すようにしたものが提案され
ている。
しかし、このような従来の容器構造では、水素吸収を伴
う発熱反応時、熱応力により金属水素化物充填容器部分
に亀裂が入り、容器破壊に至るおそれがあることが判っ
てきた。
う発熱反応時、熱応力により金属水素化物充填容器部分
に亀裂が入り、容器破壊に至るおそれがあることが判っ
てきた。
即ち、金属水素化物が充填収納される全属水素化物充填
部と熱交換部との境界面は熱伝等の良い材質を用いる必
要があり１強度面で多少の犠牲がが強いられる。一方、
金属水素化物は、水素放出時には吸熱反応となり冷却さ
れるのであまり問題は生じないが、水素吸収による発熱
反応時、ショックが加わると爆発的に反応を行ない、急
激に発熱する。これにより、金属水素化物充填部と熱交
換部の境界面に大きな熱応力が発生して亀裂が入り、容
器破壊に至るおそれがあることが判ってきた。
部と熱交換部との境界面は熱伝等の良い材質を用いる必
要があり１強度面で多少の犠牲がが強いられる。一方、
金属水素化物は、水素放出時には吸熱反応となり冷却さ
れるのであまり問題は生じないが、水素吸収による発熱
反応時、ショックが加わると爆発的に反応を行ない、急
激に発熱する。これにより、金属水素化物充填部と熱交
換部の境界面に大きな熱応力が発生して亀裂が入り、容
器破壊に至るおそれがあることが判ってきた。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は上記の点に鑑み、金属水素化物の水素吸収時の
発熱による容器破壊を未然に防止し得る金属水素化物容
器を提供することを目的とする。
発熱による容器破壊を未然に防止し得る金属水素化物容
器を提供することを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段
このため本発明は、従来のように熱媒を流す熱交換部を
外部に配置する代りに内部に配置して金属水素化物充填
部を外部に配置し、その境界面の内面側を凹凸状に形成
すると共に、その肉厚部分に中空部を設けるようにした
ことを特徴としている。
外部に配置する代りに内部に配置して金属水素化物充填
部を外部に配置し、その境界面の内面側を凹凸状に形成
すると共に、その肉厚部分に中空部を設けるようにした
ことを特徴としている。
（ホ）作用
金属水素化物の水素吸収による発熱反応時、発生した熱
は境界面を通して熱媒に伝導されるが。
は境界面を通して熱媒に伝導されるが。
水素化反応が急激に起きた場合１発生する熱のため境界
面の金属水素化物側が急激に温度が上り熱膨張するのに
対し、熱媒側は熱伝達媒体により熱が奪われそれ程温度
が上らず、境界面に大きな熱応力が生じる。従来は境界
面の内側に金属水素化物、外側に熱媒を配していたため
境界面が発生する熱応力に耐え切れず変形していた。し
かし１本発明のように境界面の内側に熱媒、外側に金属
水素化物を配することにより、熱応力は外側に向って発
散される上、内側に向う熱応力は境界内面に形成された
凹凸部と、肉厚内部に形成された中空部により吸収され
、容器破壊を未然に防止することができる。
面の金属水素化物側が急激に温度が上り熱膨張するのに
対し、熱媒側は熱伝達媒体により熱が奪われそれ程温度
が上らず、境界面に大きな熱応力が生じる。従来は境界
面の内側に金属水素化物、外側に熱媒を配していたため
境界面が発生する熱応力に耐え切れず変形していた。し
かし１本発明のように境界面の内側に熱媒、外側に金属
水素化物を配することにより、熱応力は外側に向って発
散される上、内側に向う熱応力は境界内面に形成された
凹凸部と、肉厚内部に形成された中空部により吸収され
、容器破壊を未然に防止することができる。
（へ）実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る金属水素化物容器の側
断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図を示したものである
。これらの図において、耐圧容器１は金属水素化物２お
よび伝熱フィン３を収納する容器本体部１１と蓋部１２
とから成り、そのフランジ部１１ａ、１２ａをボルト４
．ナツト５で接合することにより。
断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図を示したものである
。これらの図において、耐圧容器１は金属水素化物２お
よび伝熱フィン３を収納する容器本体部１１と蓋部１２
とから成り、そのフランジ部１１ａ、１２ａをボルト４
．ナツト５で接合することにより。
内部を気密、耐圧的に保持している。その耐圧容器１の
本体側端部１１ｂと蓋部１２のほぼ中央部を気密に貫通
して熱媒を流す伝熱管６が配設されると共に、更に蓋部
１２には水素ガスを供給、排出するバルブ７付き水素導
管８が取り付けられている。
本体側端部１１ｂと蓋部１２のほぼ中央部を気密に貫通
して熱媒を流す伝熱管６が配設されると共に、更に蓋部
１２には水素ガスを供給、排出するバルブ７付き水素導
管８が取り付けられている。
耐圧容器ｌ内部には水素ガスは通すが金属水素化物粉体
は通し得ない断熱材９が一面に張り巡らされ、その内側
に金属水素化物２．伝熱フィン３．伝熱管６が配置され
ている。即ち、伝熱フィン３は伝熱管６の外周面上等間
隔に軸方向に沿って複数枚固定されると共に、その複数
枚の伝熱フィン３によって仕切られる伝熱管６と断熱材
９との間に金属水素化物２が分配収納されている。また
、伝熱管６と本体側端面１１ｂおよび蓋部１２の間は溶
接により気密に固着されている。
は通し得ない断熱材９が一面に張り巡らされ、その内側
に金属水素化物２．伝熱フィン３．伝熱管６が配置され
ている。即ち、伝熱フィン３は伝熱管６の外周面上等間
隔に軸方向に沿って複数枚固定されると共に、その複数
枚の伝熱フィン３によって仕切られる伝熱管６と断熱材
９との間に金属水素化物２が分配収納されている。また
、伝熱管６と本体側端面１１ｂおよび蓋部１２の間は溶
接により気密に固着されている。
伝熱管６の内側は、第２図に示すように軸方向と垂直な
断面が凹凸状に形成されている。また、その伝熱管６の
内面に形成される肉厚凸条部には軸方向に沿って複数個
の中空部１０が形成されている。
断面が凹凸状に形成されている。また、その伝熱管６の
内面に形成される肉厚凸条部には軸方向に沿って複数個
の中空部１０が形成されている。
以上の構成で、熱交換作用は以下の通り行なわれる。即
ち、蓄熱時、伝熱管６内部を矢印方向に流れる熱媒の熱
は伝熱管６の凹凸条部により効率良く伝熱管６に伝わり
、更にその表面および伝熱フィン３の表面から、金属水
素化物２に効率良く伝導される。これにより、金属水素
化物２は脱水素化反応を生じ、放出される水素ガスは断
熱材９を通して水素導管８から図示せぬ水素ボンベへ貯
蔵される。
ち、蓄熱時、伝熱管６内部を矢印方向に流れる熱媒の熱
は伝熱管６の凹凸条部により効率良く伝熱管６に伝わり
、更にその表面および伝熱フィン３の表面から、金属水
素化物２に効率良く伝導される。これにより、金属水素
化物２は脱水素化反応を生じ、放出される水素ガスは断
熱材９を通して水素導管８から図示せぬ水素ボンベへ貯
蔵される。
一方、放熱時には、水素導管８から断熱材９を通して加
圧されて供給される水素ガスにより金属水素化物２は水
素を吸収して発熱するが、このとき何らかの原因で爆発
的に反応し急激に発熱する場合がある。
圧されて供給される水素ガスにより金属水素化物２は水
素を吸収して発熱するが、このとき何らかの原因で爆発
的に反応し急激に発熱する場合がある。
従来構造においては、円筒境界面の内側に金属水素化物
、外側に熱媒を配していたため、境界面の内側が急激に
熱膨張するのに対し、外側の熱膨張が熱媒により抑制さ
れることから熱膨張力の逃げ場が無くなり、大きな熱応
力が発生して境界面に亀裂が生じるおそれがあった。
、外側に熱媒を配していたため、境界面の内側が急激に
熱膨張するのに対し、外側の熱膨張が熱媒により抑制さ
れることから熱膨張力の逃げ場が無くなり、大きな熱応
力が発生して境界面に亀裂が生じるおそれがあった。
しかし、本実施例の場合は、上述したように。
境界面である伝熱管６の内側に熱媒、外側に金属水素化
物２を配しているので、熱膨張時に発生する熱応力は外
側に向けて発散される。しかもその伝熱管６の内側は断
面凹凸状に形成すると共に、その肉厚部には中空部１０
を設けている。これにより、内側に向う熱応力はその凹
凸部と、中空部１０により吸収される。この結果、金属
水素化物２に急激な水素化反応が生じても伝熱管６はこ
れに充分耐えることができ、極めて安全性の高い金属水
素化物容器が得られることとなる。このとき、伝熱管６
の内側に形成した凹凸部は、熱媒との熱交換効率を向上
する上でも役立っている。
物２を配しているので、熱膨張時に発生する熱応力は外
側に向けて発散される。しかもその伝熱管６の内側は断
面凹凸状に形成すると共に、その肉厚部には中空部１０
を設けている。これにより、内側に向う熱応力はその凹
凸部と、中空部１０により吸収される。この結果、金属
水素化物２に急激な水素化反応が生じても伝熱管６はこ
れに充分耐えることができ、極めて安全性の高い金属水
素化物容器が得られることとなる。このとき、伝熱管６
の内側に形成した凹凸部は、熱媒との熱交換効率を向上
する上でも役立っている。
尚、上記実施例では、伝熱管６内面の肉厚凸条部に形成
する中空部１０を、軸方向に連続する例で説明したが、
第３図の側断面図に示す如く、偏平球状に形成しても良
い。あるいはまた、球状に形成する等、その形状は適宜
設計し得ることは言う迄もない。
する中空部１０を、軸方向に連続する例で説明したが、
第３図の側断面図に示す如く、偏平球状に形成しても良
い。あるいはまた、球状に形成する等、その形状は適宜
設計し得ることは言う迄もない。
また、上記実施例では、金属水素化物２外周を直接フィ
ルタ性断熱材９で被覆するようにしたが、断熱材９は通
常のものを使用し、水素導管８の内部に水素ガスは通す
が金属水素化物は通し得ないフィルタ材を介在させ、こ
の水素導管８を前記断熱材を貫通させて全屈水素化物層
に延長せしめるようにしてもよい。
ルタ性断熱材９で被覆するようにしたが、断熱材９は通
常のものを使用し、水素導管８の内部に水素ガスは通す
が金属水素化物は通し得ないフィルタ材を介在させ、こ
の水素導管８を前記断熱材を貫通させて全屈水素化物層
に延長せしめるようにしてもよい。
（ト）発明の効果
以上のように本発明によれば、伝熱管を中心部に配置し
、その周囲に金属水素化物を配置し、更にその外周に断
熱材を介在させて耐圧容器内に収納し、その耐圧容器を
気密に貫通する伝熱管の内面を軸方向に沿って複数個の
肉厚凸条を形成すると共に、その伝熱管内面に形成した
肉厚凸条部には軸方向に沿って複数個の中空部を配設す
るようにしたので、金属水素化物の水素化反応時に急激
な発熱が生じても、やっかいな熱応力は分散吸収されて
、伝熱管の破壊は未然に防止され、極めて安全性の高い
金属水素化物容器が得られ、ヒートポンプ装置等の金属
水素化物利用熱機器の開発に利用することができるよう
になる。
、その周囲に金属水素化物を配置し、更にその外周に断
熱材を介在させて耐圧容器内に収納し、その耐圧容器を
気密に貫通する伝熱管の内面を軸方向に沿って複数個の
肉厚凸条を形成すると共に、その伝熱管内面に形成した
肉厚凸条部には軸方向に沿って複数個の中空部を配設す
るようにしたので、金属水素化物の水素化反応時に急激
な発熱が生じても、やっかいな熱応力は分散吸収されて
、伝熱管の破壊は未然に防止され、極めて安全性の高い
金属水素化物容器が得られ、ヒートポンプ装置等の金属
水素化物利用熱機器の開発に利用することができるよう
になる。
第１図は本発明の一実施例に係る金属水素化物容器の側
断面図、第２図はその＾−Ａ断面図、第３図は本発明の
他の実施例に係る金属水素化物容器の側断面図である。 ｌ・・・耐圧容器、２・・・金属水素化物、３・・・伝
熱フィン、４・・・ボルト、５・・・ナツト、６・・・
伝熱管、７・・・バルブ、８・・・水素導管、９・・・
断熱材、１０・・・中空部、１１・・・容器本体部、１
２・・・蓋部、ｌｌａ、１２ａ・・・フランジ部、ｌｌ
ｂ・・・本体側端面。 第１図 Δ 第２図
断面図、第２図はその＾−Ａ断面図、第３図は本発明の
他の実施例に係る金属水素化物容器の側断面図である。 ｌ・・・耐圧容器、２・・・金属水素化物、３・・・伝
熱フィン、４・・・ボルト、５・・・ナツト、６・・・
伝熱管、７・・・バルブ、８・・・水素導管、９・・・
断熱材、１０・・・中空部、１１・・・容器本体部、１
２・・・蓋部、ｌｌａ、１２ａ・・・フランジ部、ｌｌ
ｂ・・・本体側端面。 第１図 Δ 第２図
Claims (1)
- 外部から水素ガスの供給、排出を行なうための水素導管
を備えた円筒状耐圧容器内に断熱材を介在させて金属水
素化物を収納し、その軸心部を気密に貫通して内部に熱
媒を流す伝熱管を設け、この伝熱管の内面に軸方向に沿
って複数個の肉厚凸条を形成すると共に、その伝熱管内
面に形成した肉厚凸条部に軸方向に沿って中空部を設け
て成ることを特徴とする金属水素化物容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60033698A JPS61197898A (ja) | 1985-02-23 | 1985-02-23 | 金属水素化物容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60033698A JPS61197898A (ja) | 1985-02-23 | 1985-02-23 | 金属水素化物容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197898A true JPS61197898A (ja) | 1986-09-02 |
| JPH0433721B2 JPH0433721B2 (ja) | 1992-06-03 |
Family
ID=12393634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60033698A Granted JPS61197898A (ja) | 1985-02-23 | 1985-02-23 | 金属水素化物容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197898A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108240552A (zh) * | 2016-12-27 | 2018-07-03 | 北京有色金属研究总院 | 一种快响应储氢罐及其制作方法 |
-
1985
- 1985-02-23 JP JP60033698A patent/JPS61197898A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108240552A (zh) * | 2016-12-27 | 2018-07-03 | 北京有色金属研究总院 | 一种快响应储氢罐及其制作方法 |
| CN108240552B (zh) * | 2016-12-27 | 2020-01-10 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种快响应储氢罐及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433721B2 (ja) | 1992-06-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |