JPS6135479B2 - - Google Patents

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JPS6135479B2
JPS6135479B2 JP57064816A JP6481682A JPS6135479B2 JP S6135479 B2 JPS6135479 B2 JP S6135479B2 JP 57064816 A JP57064816 A JP 57064816A JP 6481682 A JP6481682 A JP 6481682A JP S6135479 B2 JPS6135479 B2 JP S6135479B2
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JP
Japan
Prior art keywords
heat
metal hydride
hydrogen
hollow part
heat pipe
Prior art date
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Expired
Application number
JP57064816A
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English (en)
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JPS58182087A (ja
Inventor
Ikuro Yonezu
Naojiro Pponda
Kenji Nasako
Takashi Sakai
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Priority to JP57064816A priority Critical patent/JPS58182087A/ja
Publication of JPS58182087A publication Critical patent/JPS58182087A/ja
Publication of JPS6135479B2 publication Critical patent/JPS6135479B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属水素化物を用いる蓄熱装置に関
する。詳しくはドーナツ形ヒートパイプの両端中
央開口を閉鎖し、その閉鎖部材に開閉弁付きの水
素出入導管を設けた金属水素化物容器のヒートパ
イプ長手方向のほぼ中央部外周に熱交換器に接設
してなる金属水素化物蓄熱装置、並びに該金属水
素化物容器の複数個と、これらを挿入支持できる
断熱本体と熱交換器および水素ガス分配器と水素
ガス貯蔵槽とからなる蓄熱装置に関する。
近年、金属水素化物は多量の水素を可逆的に吸
収・放出する性質を有することから水素貯蔵用材
料としての利用が注目され、また水素吸収・放出
時の反応熱が大きいことから蓄熱材料としての利
用も注目されている。金属水素化物を使用する蓄
熱装置あるいは水素貯蔵装置では金属水素化物に
効率よく熱を吸収させること、また金属水素化物
から発生する熱を効率よく取り出すことが重要で
ある。
上記のような金属水素化物を用いる装置の問題
点としては、(イ)金属水素化物は水素化・脱水素化
を繰り返すと、微粉化する傾向があり充填層の体
積が減少する、(ロ)金属水素化物自身の熱伝導率が
小さいため伝熱(反応熱の伝達)面で不利である
ことなどが挙げられる。
上記の問題を解決するために、この発明の発明
者らはすでに、ドーナツ形ヒートパイプの両端中
〓〓〓〓〓
央開口を閉鎖し、この閉鎖部材に開閉弁付きの水
素出入導管を設けた金属水素化物容器の、ヒート
パイプの水素出入導管を設置していない閉鎖部材
側の端部に、熱交換器に接設してなる金属水素化
物蓄熱装置、並びに該金属化物容器の複数箇とこ
れらを挿入支持できる断熱本体と熱交換および水
素ガス分配器と水素ガス貯蔵槽とからなる蓄熱装
置を特願昭56−第145601号明細書(特開昭58−
47988号公報)に開示した。
上記のひとつの金属水素化物容器を用いた蓄熱
装置の一実施態様の縦断面図を第1図に示す。1
と2はそれぞれドーナツ形ヒートパイプの外管と
内管であり、3はウイツクを示し、その中空部に
は適当量の作動液が充填されている。そしてこの
ドーナツ形ヒートパイプの両端開口は閉鎖板4
a,4bで閉鎖され、閉鎖板4aには開閉弁7を
有する水素出入導管8が取り付けられ、さらにこ
の水素出入導管8の閉鎖板4aへの取付け部から
ヒートパイプ中央中空部5に水素は通過しうるが
金属水素化物は通過しえない例えば焼結合金製で
先端が閉鎖された多孔性導管9が延出され、その
中央中空部5には金属水素化物6が充填されてい
る。またドーナツ形ヒートパイプの端部に熱交換
器10が接設され、この熱交換器10には熱媒1
1が充填され、また熱媒11の出入導管12a,
12bを有する。さらに金属水素化物容器は断熱
材13で覆われてい。この蓄熱装置は耐圧容器へ
の顕熱としての熱損失が少なく、またヒートパイ
プと金属水素化物との接触が大きいために効果的
な熱交換が可能となつた。この装置において、金
属水素化物粉末とヒートパイプ内管との接触面積
をさらに大きくし、また金属水素化物の水素吸
収・放出に伴う微粉化によるスウエリングの影響
を小さくするためには金属水素化物の層を薄くす
る必要がある。すなわちドーナツ形ヒートパイプ
の長さをその径に対して長くしなければならな
い。しかし第1図に示した蓄熱装置では熱交換器
10がヒートパイプの端部に設置されているので
ヒートパイプの長さを長くすると熱交換10の接
設されている端部と反対側の閉鎖板4aの近傍に
充填されている金属水素化物層間の伝熱に時間が
かかり熱交換率が低下する。
この発明は上記蓄熱装置の改良に関するもので
あつて、ドーナツ型ヒートパイプの中央中空部に
金属水素化物を充填し、その中央中空部の両端中
央開口を閉鎖部材で閉鎖し、その閉鎖部材には開
閉弁を有する水素出入導管を水素は通過しうるが
金属水素化物は通過しえない区画体を介してヒー
トパイプ中央中空部に通じるように設置してなる
金属水素化物容器のヒートパイプ長手方向のほぼ
中央部外周に、ヒートパイプの作動流体と他の流
体との熱交換を可能にする熱交換器を接設してな
る金属水素化物蓄熱装置を提供するものである。
この発明の装置は、熱交換器がヒートパイプの
長手方向のほぼ中央部外周に接設されているのを
特徴とするもので、ヒートパイプの中央部から伝
熱が行われるので、金属水素化物容器のドーナツ
形ヒートパイプがその長さの径に対して長い形状
のものであつても、ヒートパイプ両端への伝熱が
はやく高い熱交換率が達成される。
上記蓄熱装置の一実施例の縦断面を第2図に示
した。14,15はそれぞれドーナツ型ヒートパ
イプの外管と内管、16はウイツク、17a,1
7bはドーナツ型ヒートパイプの閉鎖板、18は
金属水素化物、19は開閉弁、20は水素出入導
管、21は多孔性導管、22は熱交換器、23は
熱媒、24a,24bは熱媒出入導管、25は熱
交換フイン、26は断熱材をそれぞれ示す。この
蓄熱装置は次のように熱交換を行う。
蓄熱時には熱エネルギーを熱媒23から金属水
素化物容器に伝達することによつてヒートパイプ
を通じて金属水素化物18を加熱し、発生する水
素ガスは多孔性導管21によつて過され、水素
出入導管20、開閉弁19を通つて水素ボンベ等
(図示せず)に導かれて貯蔵される。放熱時には
水素ボンベ等から水素ガスが開閉弁19と水素出
入導管20を通じ、多孔性導管21を通過して金
属水素化物18に接触させ反応させる。発生する
熱をヒートパイプを通じて熱交換器22に伝達
し、熱媒23を加熱し、この熱を利用する。
この蓄熱装置では金属水素化物18はヒートパ
イプの中央中空内面に接触し熱交換器22がヒー
トパイプの外管14の中央部に設置していること
からヒートパイプを通して熱伝達が矢印のA方向
およびB方向の両方向に可能となり、熱媒23に
より供給される熱をヒートパイプ内の金属水素化
物18に効率よく伝達できる。一方金属水素化物
からの放熱時にも発生する熱を効率よく熱媒23
〓〓〓〓〓
に伝達させることができる(この場合の熱伝達の
方向はA,B方向とも矢印は逆方向)。さらに金
属水素化物の微粉化によるスウエリングの影響を
最小限に押さえることができる。
また別の観点からこの発明は、ドーナツ形ヒー
トパイプの中央中空部に金属水素化物を充填し、
その中央中空部の両端中央開口を閉鎖部材で閉鎖
し、その閉鎖部材には開閉弁を有する水素出入導
管を、水素は通過しうるが金属水素化物を通過し
えない区画体を介して、ヒートパイプ中央中空部
に通じるよう設置してなる複数個の金属水素化物
容器と、直方体状でそのひとつの側面にこれらの
金属水素化物容器をそれぞれ挿入支持できる横凹
条を並設してなる断熱本体と、これらの横凹条の
開口に対する断熱蓋体と、断熱本体及び断熱蓋体
に付設され、各金属水素化物容器のヒートパイプ
長手方向のほぼ中央部外周にヒートパイプの作動
流体と他の流体との熱交換を可能する熱交換器
と、各金属水素化物容器の水素出入部に連結され
た水素ガス分配器と水素ガス貯蔵槽とを備えてな
る金属水素化物蓄熱装置を提供するものである。
この蓄熱装置の一実施例を第3図に示した。この
蓄熱装置は一定の径と長さの金属水素化物容器
(ドーナツ型ヒートパイプ使用)を3台使用した
蓄熱装置を示し、27a,27b,27cは金属
水素化物容器、28は断熱本体、29a,29
b,29c,29dは開閉弁、30a,30b,
30cは結合部、31は水素分配器、32は水素
貯蔵槽、33a,33bは熱媒出入導管、34
a,34b,34cは金属水素化物容器の熱交換
器部、35は熱交換器をそれぞれ表す。この蓄熱
装置は次のようにして熱交換を行う。蓄熱時には
加熱された熱媒が33bの熱媒入口から熱交換器
35に導かれ、その熱によつて金属水素化物容器
の熱交換器内に突出した熱交換部34a,34
b,34cを加熱することにより、金属水素化物
容器27a,27b,27c内の金属水素化物を
加熱する。発生する水素ガスを開閉弁29a,2
9b,29c,29dを通じて水素貯蔵槽32に
導入する。一方放熱時には開閉弁29a,29
b,29c,29dを通じて水素貯蔵槽32から
水素ガスを金属水素化物容器27a,27b,2
7cに導き、金属水素化物に接触させて反応させ
る。発生する熱を金属水素化物容器の熱交換部3
4a,34b,34cを通じて熱媒に伝達して例
えば冷暖房給湯用熱源などに利用する。
蓄熱装置は第2図で示した高効率の熱交換機能
を有する蓄熱装置の金属水素化物容器を複数個使
用したものである。従つて高効率の熱交換が可能
であり、金属水素化物の数を増減することにより
蓄熱の容量(蓄熱規模)を容易に変えることが可
能であるばかりか各金属水素化物容器がそれぞれ
他の容器と独立して取扱いができる等の利点を合
せ持つ高性能の蓄熱装置である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の発明者らが特開昭58−
147988号公報に開示した蓄熱装置の縦断面図、第
2図はこの発明の蓄熱装置に用いられる金属水素
化物容器の1実施例の縦断面図、第3図はこの発
明の蓄熱装置の1実施例の内部構造を説明する部
分断面図を含む斜視図である。 1,14……ドーナツ型ヒートパイプの外管、
2,15……ドーナツ型ヒートパイプの内管、
3,16……ウイツク、4a,4b,17a,1
7b……閉鎖板、5……ヒートパイプ中央中空
部、6,18……金属水素化物、7,19,29
a,29b,29c,29d……開閉弁、8,2
0……水素出入導管、9,21……多孔性導管、
10,22,35……熱交換器、11,23……
熱媒、12a,12b,24a,24b,33
a,33b……熱媒出入導管、13,26……断
熱材、25……熱交換フイン、27a,27b,
27c……金属水素化物容器、28……断熱本
体、30a,30b,30c……結合部、31…
…水素分配器、32……水素貯蔵槽、および34
a,34b,34c……金属水素化物容器の熱交
換部。 〓〓〓〓〓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ドーナツ型ヒートパイプの中央中空部に金属
    水素化物を充填し、その中央中空部の両端中央開
    口を閉鎖部材で閉鎖し、その閉鎖部材には開閉弁
    を有する水素出入導管を水素は通過しうるが金属
    水素化物は通過しえない区画体を介してヒートパ
    イプ中央中空部に通じるように設置してなる金属
    水素化物容器のヒートパイプ長手方向のほぼ中央
    部外周に、ヒートパイプの作動流体と他の流体と
    の熱交換を可能にする熱交換器を接設してなる金
    属水素化物蓄熱装置。 2 ドーナツ形ヒートパイプの中央中空部に金属
    水素化物を充填し、その中央中空部の両端中央開
    口を閉鎖部材で閉鎖し、その閉鎖部材には開閉弁
    を有する水素出入導管を、水素は通過しうるが金
    属水素化物を通過しえない区画体を介して、ヒー
    トパイプ中央中空部に通じるよう設置してなる複
    数個の金属水素化物容器と、直方体状でひとつの
    側面にこれらの金属水素化物容器をそれぞれ挿入
    支持できる横凹条を並設してなる断熱本体と、こ
    れらの横凹条の開口に対する断熱蓋体と、断熱本
    体及び断熱蓋体に付設され、各金属水素化物容器
    のヒートパイプ長手方向のほぼ中央部外周にヒー
    トパイプの作動流体と他の流体との熱交換を可能
    にする熱交換器と、各金属水素化物容器の水素出
    入部に連結された水素ガス分配器と水素ガス貯蔵
    槽とを備えてなる金属水素化物蓄熱装置。
JP57064816A 1982-04-20 1982-04-20 金属水素化物蓄熱装置 Granted JPS58182087A (ja)

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JP57064816A JPS58182087A (ja) 1982-04-20 1982-04-20 金属水素化物蓄熱装置

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JPS58182087A JPS58182087A (ja) 1983-10-24
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4510759A (en) * 1981-09-17 1985-04-16 Agency Of Industrial Science & Technology Metalhydride container and metal hydride heat storage system
JPS60205189A (ja) * 1984-03-30 1985-10-16 Sanyo Electric Co Ltd 金属水素化物容器
GB201309141D0 (en) * 2013-05-21 2013-07-03 Europ Thermodynamics Ltd Energy Storage

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5380372A (en) * 1976-12-27 1978-07-15 Agency Of Ind Science & Technol Method and apparatus for acquiring heat energy by hydrogenation reaction of metal
JPS5684301A (en) * 1979-12-14 1981-07-09 Kawasaki Heavy Ind Ltd Holding apparatus for hydrogen storing metal

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JPS58182087A (ja) 1983-10-24

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