JPS62246697A - 金属水素化物容器 - Google Patents

金属水素化物容器

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JPS62246697A
JPS62246697A JP61088332A JP8833286A JPS62246697A JP S62246697 A JPS62246697 A JP S62246697A JP 61088332 A JP61088332 A JP 61088332A JP 8833286 A JP8833286 A JP 8833286A JP S62246697 A JPS62246697 A JP S62246697A
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heat
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hydrogen
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heat medium
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Naojiro Honda
本田 直二郎
Ikuro Yonezu
育郎 米津
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • 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
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0047Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for hydrogen or other compressed gas storage tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00Thermal insulation; Thermal decoupling
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

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  • 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。

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て熱の貯蔵、取り出しを
行なうに好適な金属水素化物容器に関する。
(ロ)従来の技術 ある種の金属あるいは合金は水素と可逆的に反応するが
、この際に生じる反応熱を蓄熱、ヒートポンプに利用し
ようという試みが盛んに行なわれている。その中で、利
用用途に合った熱交換機能を備えた金属水素化物容器の
各種提案が行なわれている。しかし、従来のこの種の金
属水素化物容器は、例えば、特開昭58−47989号
公報の従来例に見られるように、金属水素化物の充填さ
れている耐圧容器と熱交換器を別々に設け、その間をヒ
ートパイプで接続するなど構造が複雑になる上、金属水
素化物と耐圧容器が直に接続するため耐圧容器を通して
の熱損失が大きくなるなどの欠点があった。
一方、このような欠点を除くため、前記公報には、容器
外側にヒートパイプを配置し、その内側に金属水素化物
を充填して水素の吸収、放出を行なわせ、更に、前記ヒ
ートパイプの外側に熱交換器を取り付けて熱の貯蔵取り
出しを行なう容器構成例についての提案がなされている
が、金属水素化物容器をこのように構成した場合には耐
圧容器本体による顕熱損失が大きくなる欠点があった。
また、いずれの場合もヒートパイプを介して金属水素化
物と熱媒との間の熱交換を行なっているため、その分だ
け伝熱抵抗が増し顕熱損失が生じる上、伝熱速度が低下
する欠点もあった。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明は耐圧容器による顕熱損失を減少させると共に、
金属水素化物と熱媒との間の伝熱状態を改善して熱交換
効率の良い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、熱媒管が気密に貫通する円筒容器内
部に、その軸方向に沿って伝熱フィンを配設すると共に
、金属水素化物を収納し、更にその円筒容器端部には水
素を通過さ什るフィルタ付き水素導管を取り付けて熱交
換器を構成し、この熱交換器を断熱性に優れた、しかも
内部構造として独立気泡をもつ断熱材で覆って耐圧容器
内に配置し、その耐圧容器両端部より断熱性の優れた材
質の接続継手を介して熱媒管と水素導管を外部へ連通さ
せるようにしたことを特徴としている。
(ホ)作用 金属水素化物容器を上記のように構成することにより、
熱再生時に金属水素化物より熱媒管に伝えられた反応熱
は、熱媒管が耐圧容器と断熱されているため、耐圧容器
に伝導することなく熱媒に効率よく伝わり外部に取り出
される。また、熱交換器を包む断熱材からの熱の移動は
、断熱材中の独立気泡により抑制されるため、熱交換器
本体表面より耐圧容器への水素による伝熱が防止され。
熱損失が著しく減少する。
(へ)実施例 以下、図面に示す実施例について説明する。
各図は、本発明の一実施例に係る金属水素化物容器の構
成図を示したもので、第1図はその側面図、第2図(a
)はその正面断面図、同図(b)は同図(a)の断熱材
断面詳細図、第3図は側面断面図である。これらの図に
示すように、本実施例の金属水素化物容器は耐圧容器1
内部に断熱材2を介して熱交換容器3を収容して成る。
その熱交換容器3は、金属水素化物4を収容する円筒容
器5に熱媒管6が貫通配置されると共に、水素導管7が
取り付けられて成り、円筒容器5内部には金属水素化物
4を密封するため、円筒容器5と水素導管7の間および
円筒容器5と熱媒管6の間には、シール部材8および9
が介挿される。即ち、このシール部材8は外周面にネジ
溝が刻設された例えばステンレス製の円筒体より成り、
その内周面には予め水素導管7が固着される。この水素
導管7付きシール部材8を円筒容器5の端面に予め形成
されたネジ穴にネジ込むことにより、水素導管7は円筒
容器5に気密に取り付けられる。なお、水素導管7の先
端部には水素は通し得るが金属水素化物粉体は通し得な
いフィルタ7aが形成される。一方、シール部材9は、
シール部材8と同様その外周面にはネジ溝が刻設される
と共に、その内周面は軸方向先端に向って心持ち広がる
テーパー状に形成されている。このシール部材9を取り
付ける熱媒管6の部分も、シール部材9の内周面のテー
パー状に対応して、心持ち円筒容器5内部に向って広が
るテーパー状に形成されている。従って、円筒容器5の
端面中央部に予め形成されているネジ穴に熱媒管6を通
し、その熱媒管6にシール部材9を通して上記ネジ穴に
シール部材9をネジ込んで行けば、熱媒管6とシール部
材9の間はそのテーパー形状の接合により気密に固着さ
れ、円筒容器5とシール部材9の間は気密に接合される
。また、円筒容器5の内部には、金属水素化物4が収納
されるが、この金属水素化物4と熱媒管6との間の熱伝
導を改善するために、熱媒管6の軸方向に沿って熱媒管
6から円筒容器5に放射状に複数枚の伝熱フィン10が
配設されている。
一方、耐圧容器1側には、その内部に配設される熱媒管
6および水素導管7を外部配管6′および7′と接続す
るため、継手11.12が設けられる。この継手11は
内外周両面にネジ溝が刻設される一方。
継手12は外周面のみネジ溝が形成され、内周面には外
部配管6’ 、7’の先端部分が内周面軸方向途中まで
挿入固定されている。
これらの継手を用いて熱媒管6.水素導管7と外部配管
6’ 、7’ とを接続するには、耐圧容器1の端面1
aおよび蓋板1bの所定の位置に形成された各ネジ穴に
夫々先ず継手11をネジ込み固定する。次いで、外部配
管6’ 、?’ を固着した継手12を継手11の内側
にネジ込セ。これにより、耐圧容器1と継手11の間お
よび継手11と継手12の間は螺合により気密が保たれ
る。このとき気密を更により完全なものにしたいと思え
ば、継手11のフランジ部と耐圧容器1との間、および
、継手11.12のフランジ間に弾性材でできたオーリ
ング13を介在させれば良い。また、各継手12と外部
配管6’ 、?’の間は、前爪って行なわれる固着加工
により、更に、熱媒管6.水素導管7と継手12の間は
前述した熱媒管6とシール部材9間の接合の場合と同じ
要領で気密保持構造が形成される。
ここで、継手を11.12の2重構造にしているのは熱
媒管6.水素導管7と耐圧容器1間の断熱性を良くする
ためで、継手11を金属製に、また、継手12をテフロ
ンあるいは焼成したセラミックス製の断熱性の優れた材
質で形成することが好ましいが、継手11と12の材質
をその反対に用いて構成しても良い。 □ このようにして熱的にほぼ完全に外気と遮断され、耐圧
容器1内部に密封される熱交換容器3は、耐圧容器1内
部における断熱性を向上するため、耐圧容器1と熱交換
容器3間に介在させる断熱材2は、内部構造として第2
図(b)に示すように断熱材2の中は水素ガスの対流に
よる伝熱を抑えるため独立気泡14を備え、しかも断熱
材表面部および気泡周囲部は、予め、樹脂材を溶着する
ことにより樹脂被覆を施こした構造としている。
更に、全体は耐圧容器1の本体部と蓋板1bのフランジ
接合により内部が密封されて金属水素化物が構成される
以上の構成で、蓄熱時、外部配管6′から熱媒管6を流
れる熱媒からの熱は、熱媒管6の表面および伝熱フィン
10を介して金属水素化物4に均一に伝達される。この
とき、熱媒から耐圧容器1への熱伝導は、断熱性の継手
12により阻止されて熱交換容器3へ熱損失無く伝導さ
れ、金属水素化物4へ効率良く給熱される。この熱媒か
らの給熱により金属水素化物4は脱水素化して元の金属
に戻る。
また、発生した水素ガスはフィルタ7aを介して水素導
管7から外部配管7′へと取り出され1図示せぬ水素ボ
ンベへ貯えられる。一方、放熱時、外部配管7′から水
素導管7を通りフィルタ7aを介して供給される水素ガ
スは、金属水素化物4と結合して熱を発生する。この発
生した熱は断熱材2によって耐圧容器1への伝熱が阻止
され、全て伝熱フィン10および熱媒管6の表面からそ
の内部を流れる熱媒へと伝達され、効率良く外部配管6
′へ取り出され利用される。
このように、本実施例においては、円筒容器5にはシー
ル部材8,9を介在させて水素導管7.熱媒管6を配設
したので、円筒嚇器5内部が気密に保たれ、円筒容器5
からの水素ガスの洩れが防止される。また、断熱材2の
表面を水素が透過し難く、断熱性の優れた被覆でコーテ
ィングした上、更に断熱材内部構造を独立気泡構造とし
たので、たとえ円筒容器5から水素ガスが洩れたとして
もその周囲の極く僅かな範囲と量に止まり、水素ガスを
介しての熱損失も未然に防止され効率のよい熱交換が期
待できる。また、熱媒流路と耐圧容器1との間および水
素流路と耐圧容器1内部の気密が保たれると共に、熱媒
管6あるいは水素導管7から耐圧容器への伝熱損失も著
しく減少し、極めて熱効率のよい金属水素化物容器が得
られる。
なお、上記実施例における独立気泡を持つ断熱材2とし
て低温時(約200℃以下)においては、ウレタンを発
泡させたものや、ポリプロピレンの発泡体ペフ(商品名
)の使用が可能であり、高温時においては、フッ素樹脂
を発泡剤を加えて発泡させたものが良好である。
(ト)発明の効果 以上のように本発明によれば、熱媒流路および水素流路
から耐圧容器への伝熱が抑制され、同時に水素ガスによ
る熱交換容器本体より耐圧容器への伝熱も抑制されるた
め、耐圧容器により顕熱損失を著しく減少させることが
でき、熱交換効率の優れた金属水素化物容器が得られる
【図面の簡単な説明】
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
面図、第2図(a)はその正面断面図、同図(b)は同
図(a)の断熱材断面詳細図、第3図はその側面断面図
である。 1・・・耐圧容器、2・・・断熱材、3・・・熱交換容
器、4・・・金属水素化物、5・・・円筒容器、6・・
・熱媒管、7・・・水素導管、8.9・・・シール部材
、10・・・伝熱フィン、11.12・・・継手。 13・・・オーリング、14・・・独立気泡。 第2図 (a) (b)゛

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 熱媒管が気密に貫通する円筒容器内部に、その軸方向に
    沿って伝熱フィンを配設すると共に、金属水素化物を収
    納し、更にその円筒容器端部には水素を通過させるフィ
    ルタ付き水素導管を取り付けて熱交換器を構成し、この
    熱交換器を水素を透過せず断熱性に優れた被膜で表面を
    コーティングした上更に内部構造として独立気泡をもつ
    断熱材で覆って耐圧容器内に配置し、その耐圧容器両端
    部より断熱性に優れた材質の接続継手を介して熱媒管と
    水素導管を外部へ導出させて成ることを特徴とする金属
    水素化物容器。
JP61088332A 1986-04-18 1986-04-18 金属水素化物容器 Granted JPS62246697A (ja)

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JPH0227281B2 JPH0227281B2 (ja) 1990-06-15

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01131400A (ja) * 1987-11-13 1989-05-24 Sanyo Electric Co Ltd 金属水素化物充填容器
US5987895A (en) * 1996-02-23 1999-11-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Hydrogen storage containers
EP1344262A4 (en) * 2000-12-20 2006-07-26 Energy Conversion Devices Inc HYDROGEN STORAGE BED SYSTEM COMPRISING AN INTEGRATED HEAT MANAGEMENT SYSTEM
CN107202245A (zh) * 2016-09-08 2017-09-26 江苏科技大学 一种金属氢化物贮氢装置与工作方法

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CN107202245B (zh) * 2016-09-08 2019-02-01 江苏科技大学 一种金属氢化物贮氢装置与工作方法

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JPH0227281B2 (ja) 1990-06-15

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