JPS61246594A - 金属水素化物利用装置 - Google Patents
金属水素化物利用装置Info
- Publication number
- JPS61246594A JPS61246594A JP60087440A JP8744085A JPS61246594A JP S61246594 A JPS61246594 A JP S61246594A JP 60087440 A JP60087440 A JP 60087440A JP 8744085 A JP8744085 A JP 8744085A JP S61246594 A JPS61246594 A JP S61246594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- hydrogen
- metal hydride
- metallic hydride
- heat transfer
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- 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
- F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
-
- 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
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (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、金属水素化物を利用した蓄熱装置。
ヒートポンプ、ケミカルコンプレッサー、水素貯蔵装置
等に好適な金属水素化物利用装置に関する。
等に好適な金属水素化物利用装置に関する。
（ロ）従来の技術
金属水素化物は水素との反応により、熱エネルギー、化
学エネルギー、機械エネルギーの３種のエネルギー形態
を相互に変換することが可能であり、エネルギー変換材
料として注目されている。この機能を利用して、エネル
ギーとして最も低質とされる熱の有効利用が可能であり
、熱の中でも比較的利用が難しい低温度域の熱（室温〜
１００℃の熱）を利用する水素貯蔵技術、蓄熱技術、ヒ
ートポンプ。
学エネルギー、機械エネルギーの３種のエネルギー形態
を相互に変換することが可能であり、エネルギー変換材
料として注目されている。この機能を利用して、エネル
ギーとして最も低質とされる熱の有効利用が可能であり
、熱の中でも比較的利用が難しい低温度域の熱（室温〜
１００℃の熱）を利用する水素貯蔵技術、蓄熱技術、ヒ
ートポンプ。
ケミカルコンプレッサー等の金属水素化物応用システム
が種々提案されている。
が種々提案されている。
しかし、一般に低温度域の熱の利用は温度差が得られな
いために伝熱速度を著しく高める必要がある。また、金
属水素化物は水素の吸放出を繰り返すことにより、微粉
化現象を生じ、金属水素化物層内の熱伝導度は非常に小
さくなり、反応熱の授受が次第に悪くなる。
いために伝熱速度を著しく高める必要がある。また、金
属水素化物は水素の吸放出を繰り返すことにより、微粉
化現象を生じ、金属水素化物層内の熱伝導度は非常に小
さくなり、反応熱の授受が次第に悪くなる。
このような点を考慮して、従来からこの種の金属水素化
物容器構造に対する各種提案がなされている（例えば、
特開昭５８−９０号公報、特開昭５８−１７４７９７号
公報、特開昭５８−１５６５０１号公報、特開昭５８−
１４５６０１号公報参照）。しかしながら、いずれも金
属水素化物と外部熱媒との伝熱速度の迅速化および反応
ガスである水素の円滑な出し入れという点で満足できる
金属水素化物利用装置が実現されていなかった。
物容器構造に対する各種提案がなされている（例えば、
特開昭５８−９０号公報、特開昭５８−１７４７９７号
公報、特開昭５８−１５６５０１号公報、特開昭５８−
１４５６０１号公報参照）。しかしながら、いずれも金
属水素化物と外部熱媒との伝熱速度の迅速化および反応
ガスである水素の円滑な出し入れという点で満足できる
金属水素化物利用装置が実現されていなかった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は、伝熱速度が迅速にして円滑な水素移動が行な
える金属水素化物利用装置を提供することを目的とする
。
える金属水素化物利用装置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、金属水素化物収納容器と熱交換器と
を複数本のヒートパイプにて結合して成る金属水素化物
利用装置において、前記金属水素化物収納容器を、耐圧
容器内部に断熱材を介して金属水素化物と共に、円形状
の伝熱フィンを積層状に設けたヒートパイプと、このヒ
ートパイプの周囲に配置した扇形状の伝熱フィンを積層
状に設けた複数本のヒートパイプと、これらヒートパイ
プの配置により円板状に配置される各伝熱フィン間のす
き間に配置した水素のみを通過させる複数本の水素フィ
ルタ管とを封入して構成したことを特徴としている。
を複数本のヒートパイプにて結合して成る金属水素化物
利用装置において、前記金属水素化物収納容器を、耐圧
容器内部に断熱材を介して金属水素化物と共に、円形状
の伝熱フィンを積層状に設けたヒートパイプと、このヒ
ートパイプの周囲に配置した扇形状の伝熱フィンを積層
状に設けた複数本のヒートパイプと、これらヒートパイ
プの配置により円板状に配置される各伝熱フィン間のす
き間に配置した水素のみを通過させる複数本の水素フィ
ルタ管とを封入して構成したことを特徴としている。
（ホ）作用
円形状の伝熱フィンを積層状に設けたヒートパイプの周
囲に、扇形状の伝熱フィンを積層状に設けたヒートパイ
プを配置して伝熱フィン全体で円形状となすことにより
、隣接する伝熱フィン間にあまりすき間ができず、金属
水素化物が充填される容器内に狭い間隔をもって伝熱フ
ィンを平均的に配置することができる。これにより、伝
熱フィンと金属水素化物間の平均距離が短縮され、熱伝
導の良くない金属水素化物とヒートパイプの熱交換も迅
速に行なわれるようになる。また、これら積層伝熱フィ
ンのヒートパイプ方向に沿った間隙には複数本の水素フ
ィルタ管を挿入設定することにより、水素供給面積が広
がり、水素移動も円滑となる。
囲に、扇形状の伝熱フィンを積層状に設けたヒートパイ
プを配置して伝熱フィン全体で円形状となすことにより
、隣接する伝熱フィン間にあまりすき間ができず、金属
水素化物が充填される容器内に狭い間隔をもって伝熱フ
ィンを平均的に配置することができる。これにより、伝
熱フィンと金属水素化物間の平均距離が短縮され、熱伝
導の良くない金属水素化物とヒートパイプの熱交換も迅
速に行なわれるようになる。また、これら積層伝熱フィ
ンのヒートパイプ方向に沿った間隙には複数本の水素フ
ィルタ管を挿入設定することにより、水素供給面積が広
がり、水素移動も円滑となる。
（へ）実施例
以下１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
面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った正面断面
図、第３図は第１図の熱媒管および水素フィルタ管の部
分斜視図を示したものである。
面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った正面断面
図、第３図は第１図の熱媒管および水素フィルタ管の部
分斜視図を示したものである。
これらの図において１例えばステンレス鋼を用いて構成
される円筒形の耐圧容器１の内壁は全面断熱材２で覆わ
れ、その内部には金属水素化物３と共に、水素のみ通過
させる水素フィルタ管４と、耐圧容器１の端面１ｂを気
密に貫通して、熱輸送媒体としてのヒートパイプ５が封
入されている。
される円筒形の耐圧容器１の内壁は全面断熱材２で覆わ
れ、その内部には金属水素化物３と共に、水素のみ通過
させる水素フィルタ管４と、耐圧容器１の端面１ｂを気
密に貫通して、熱輸送媒体としてのヒートパイプ５が封
入されている。
そのヒートパイプ５は、本実施例の場合、全部で７本で
あり、各ヒートパイプ５の耐圧容器１内部に封入される
部分には、第１図では途中図示省略しているが、第３図
に示すように所定間隔で積層配置された扇形状（および
円形状）の伝熱フィン６が固着されている。これらの伝
熱フィン６は、軽量化のため例えばアルミ板で構成され
、第２図に示すように、中央に円形状の伝熱フィン６ａ
を取り付けたヒートパイプ５ａ、その周囲に扇形状の伝
熱フィン６ｂを取り付けたヒートパイプ５ｂを配置する
ことによって、７本束で全体として層状円形フィンが形
成されるように配置されている。
あり、各ヒートパイプ５の耐圧容器１内部に封入される
部分には、第１図では途中図示省略しているが、第３図
に示すように所定間隔で積層配置された扇形状（および
円形状）の伝熱フィン６が固着されている。これらの伝
熱フィン６は、軽量化のため例えばアルミ板で構成され
、第２図に示すように、中央に円形状の伝熱フィン６ａ
を取り付けたヒートパイプ５ａ、その周囲に扇形状の伝
熱フィン６ｂを取り付けたヒートパイプ５ｂを配置する
ことによって、７本束で全体として層状円形フィンが形
成されるように配置されている。
そのヒートパイプ５の耐圧容器１の端面１ｂより突出す
る部分には、外部熱媒との熱交換を行なうための熱交換
器７が取り付けられている。この熱交換器７内部には所
定間隔で邪魔板８が取り付けられている。これにより、
熱媒入口導管９から熱媒出口導管１０に向って矢印方向
に流れる熱媒１１は、途中、邪魔板８によって流速が増
し、熱交換器７内の熱媒滞留量が減少することによって
、良好な熱交換効率が得られるようになる。
る部分には、外部熱媒との熱交換を行なうための熱交換
器７が取り付けられている。この熱交換器７内部には所
定間隔で邪魔板８が取り付けられている。これにより、
熱媒入口導管９から熱媒出口導管１０に向って矢印方向
に流れる熱媒１１は、途中、邪魔板８によって流速が増
し、熱交換器７内の熱媒滞留量が減少することによって
、良好な熱交換効率が得られるようになる。
一方、水素フィルタ管４は例えばステンレス鋼を用いて
形成される細径の円筒フィルタで形成され、水素は通し
得るが、金属水素化物３は通さない構造になっている。
形成される細径の円筒フィルタで形成され、水素は通し
得るが、金属水素化物３は通さない構造になっている。
この水素フィルタ管４は多岐管１２より分岐して、第２
図に示すように、相隣るヒートパイプ５に固着されてい
る伝熱フィン６間の間隙に本実施例の場合、全部で３本
配置されている。また、多岐管１２には耐圧容器１の端
面１ａから外部に気密に突出する水素を導入放出するた
めの水素出入導管１３が接続されている。
図に示すように、相隣るヒートパイプ５に固着されてい
る伝熱フィン６間の間隙に本実施例の場合、全部で３本
配置されている。また、多岐管１２には耐圧容器１の端
面１ａから外部に気密に突出する水素を導入放出するた
めの水素出入導管１３が接続されている。
かかる構成で、蓄熱時には、高温の熱媒が熱媒入口導管
９から熱交換器７に供給される。この熱媒の熱は、ヒー
トパイプ５を介して耐圧容器１内に取り込まれ、更に伝
熱フィン６を介して金属水素化物３に伝達される。
９から熱交換器７に供給される。この熱媒の熱は、ヒー
トパイプ５を介して耐圧容器１内に取り込まれ、更に伝
熱フィン６を介して金属水素化物３に伝達される。
これにより、金属水素化物３は水素を放出するが、その
水素は耐圧容器１内部に配置される水素フィルタ管４か
ら多岐管１２更に水素出入導管１３を経て外部へ取り出
されて貯蔵される。
水素は耐圧容器１内部に配置される水素フィルタ管４か
ら多岐管１２更に水素出入導管１３を経て外部へ取り出
されて貯蔵される。
一方、放熱時には、この逆に外部に貯蔵されていた水素
が水素出入導管１３から多岐管１２、水素フィルタ管４
を介して耐圧容器１内に放出される。この水素が金属水
素化物３と結合するとき発生する熱は、伝熱フィン６か
らヒートパイプ５に伝達され。
が水素出入導管１３から多岐管１２、水素フィルタ管４
を介して耐圧容器１内に放出される。この水素が金属水
素化物３と結合するとき発生する熱は、伝熱フィン６か
らヒートパイプ５に伝達され。
熱交換器７を流れる熱媒に回収されて熱媒出口導管ＩＯ
より外部に取り出される。
より外部に取り出される。
このとき、金属水素化物３は伝熱フィン６間に配置され
るため、伝熱フィン６の伝熱面から極めて短かい距離に
位置させることができ、迅速な熱伝導が可能となる。ま
た、金属水素化物３へ供給する熱、あるいは、金属水素
化物３で発生した熱は、断熱材２により遮ぎられて耐圧
容器１には達しないため高い熱効率を得ることができる
。
るため、伝熱フィン６の伝熱面から極めて短かい距離に
位置させることができ、迅速な熱伝導が可能となる。ま
た、金属水素化物３へ供給する熱、あるいは、金属水素
化物３で発生した熱は、断熱材２により遮ぎられて耐圧
容器１には達しないため高い熱効率を得ることができる
。
また、水素の供給、取り出しは水素フィルタ管４゜多岐
管１２および水素出入導管１３を介して行なわれ。
管１２および水素出入導管１３を介して行なわれ。
多岐管１２が３本耐圧容器１内長手方向に距離的に平均
して配置されているため、金属水素化物３に対する水素
の供給、取り出しが均一になされ、金属水素化物３の隅
々まで水素の移動が円滑に行なわれる。また、ヒートパ
イプ５によって金属水素化物３の吸熱、放熱を行なって
いるので、伝熱管内管の汚れおよび腐食は全くなく１作
動液の蒸気による熱移動を利用するため、長距離熱輸送
が可能となる。更に、ヒートパイプ５に付設した熱交換
器７には邪魔板８が挿入されているため、効率の良い熱
交換ができる。
して配置されているため、金属水素化物３に対する水素
の供給、取り出しが均一になされ、金属水素化物３の隅
々まで水素の移動が円滑に行なわれる。また、ヒートパ
イプ５によって金属水素化物３の吸熱、放熱を行なって
いるので、伝熱管内管の汚れおよび腐食は全くなく１作
動液の蒸気による熱移動を利用するため、長距離熱輸送
が可能となる。更に、ヒートパイプ５に付設した熱交換
器７には邪魔板８が挿入されているため、効率の良い熱
交換ができる。
（ト）発明の詳細
な説明したように本発明によれば、金属水素化物収納容
器内の伝熱面積を非常に大きくすることができるため、
極めて迅速な熱交換が可能となる。また、設置されたフ
ィンの間隙に複数本の水素フィルタ管を挿入しているた
め、円滑な水素供給、取り出し可能となり、伝熱速度の
迅速化、水素移動の円滑化が達成され、極めて熱交換効
率の良い金属水素化物利用装置が得られる。
器内の伝熱面積を非常に大きくすることができるため、
極めて迅速な熱交換が可能となる。また、設置されたフ
ィンの間隙に複数本の水素フィルタ管を挿入しているた
め、円滑な水素供給、取り出し可能となり、伝熱速度の
迅速化、水素移動の円滑化が達成され、極めて熱交換効
率の良い金属水素化物利用装置が得られる。
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
面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線圧面断面図、第３
図は第１図の熱媒管および水素フィルタ管の部分斜視図
である。 １・・・耐圧容器、２・・・断熱材、３・・・金属水素
化物、４・・・水素フィルタ、５・・・ヒートパイプ、
６・・・伝熱フィン、７・・・熱交換器、８・・・邪魔
板、９・・・熱媒入口導管、ｌＯ・・・熱媒出口導管。 １１・・・熱媒、１２・・・多岐管、１３・・・水素出
入導管。
面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線圧面断面図、第３
図は第１図の熱媒管および水素フィルタ管の部分斜視図
である。 １・・・耐圧容器、２・・・断熱材、３・・・金属水素
化物、４・・・水素フィルタ、５・・・ヒートパイプ、
６・・・伝熱フィン、７・・・熱交換器、８・・・邪魔
板、９・・・熱媒入口導管、ｌＯ・・・熱媒出口導管。 １１・・・熱媒、１２・・・多岐管、１３・・・水素出
入導管。
Claims (1)
- 金属水素化物収納容器と熱交換器とを複数本のヒートパ
イプにて結合して成る金属水素化物利用装置において、
前記金属水素化物収納容器は、耐圧容器内部に断熱材を
介して金属水素化物と共に、円形状の伝熱フィンを積層
状に設けたヒートパイプと、このヒートパイプの周囲に
配置した扇形状の伝熱フィンを積層状に設けた複数本の
ヒートパイプと、これらヒートパイプの配置により円板
状に配置される各伝熱フィン間のすき間に配置した水素
のみを通過させる複数本の水素フィルタ管とを封入して
成ることを特徴とする金属水素化物利用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60087440A JPS61246594A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 金属水素化物利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60087440A JPS61246594A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 金属水素化物利用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61246594A true JPS61246594A (ja) | 1986-11-01 |
Family
ID=13914915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60087440A Pending JPS61246594A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 金属水素化物利用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61246594A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060494A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 蓄熱式加熱装置 |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP60087440A patent/JPS61246594A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060494A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 蓄熱式加熱装置 |
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