JPS6231239B2 - - Google Patents
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- JPS6231239B2 JPS6231239B2 JP56056482A JP5648281A JPS6231239B2 JP S6231239 B2 JPS6231239 B2 JP S6231239B2 JP 56056482 A JP56056482 A JP 56056482A JP 5648281 A JP5648281 A JP 5648281A JP S6231239 B2 JPS6231239 B2 JP S6231239B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は金属水素化物装置に関する。
（従来の技術）
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して
金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に吸熱的に水素を放出することが知られ
ている。
金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に吸熱的に水素を放出することが知られ
ている。
近年、このような金属水素化物の特性を利用し
たヒートポンプ等、種々の金属水素化物装置が提
案されているが、従来の金属水素化物装置は、一
対の密閉容器に金属水素化物を充填すると共に、
各容器内に熱交換器を内蔵させ、さらに二つの容
器を水素連通管にて連通し、容器内での金属水素
化物の発熱、吸熱に基づく温熱、冷熱を熱交換器
内を流れる熱媒によつて容器から得るように構成
されている。
たヒートポンプ等、種々の金属水素化物装置が提
案されているが、従来の金属水素化物装置は、一
対の密閉容器に金属水素化物を充填すると共に、
各容器内に熱交換器を内蔵させ、さらに二つの容
器を水素連通管にて連通し、容器内での金属水素
化物の発熱、吸熱に基づく温熱、冷熱を熱交換器
内を流れる熱媒によつて容器から得るように構成
されている。
しかし、このような従来の金属水素化物装置は
構造が複雑であつて、生産性に劣り、さらに、容
器は金属水素化物が水素を放出した際の圧力に耐
えると共に、充填された金属水素化物及び熱交換
器の全重量は耐えなければならないから、容器は
器壁が厚く、大重量化すると共に熱容量が増し、
装置の成績係数が小さくなる。
構造が複雑であつて、生産性に劣り、さらに、容
器は金属水素化物が水素を放出した際の圧力に耐
えると共に、充填された金属水素化物及び熱交換
器の全重量は耐えなければならないから、容器は
器壁が厚く、大重量化すると共に熱容量が増し、
装置の成績係数が小さくなる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記の問題を解決するためになされた
ものであつて、簡単な構造にして生産性にすぐ
れ、容器内に熱交換器を導くことなく、金属水素
化物を複数の容器に分割して充填して容器外に熱
媒を流通させ、容器壁を伝熱面とすると共に、熱
媒流路を蛇行流に形成して熱容量を少さくし、成
績係数を向上させ、さらに金属水素化物の水素の
吸蔵放出反応が均一に行なわれるようにした金属
水素化物装置の組立方法を提供することを目的と
する。
ものであつて、簡単な構造にして生産性にすぐ
れ、容器内に熱交換器を導くことなく、金属水素
化物を複数の容器に分割して充填して容器外に熱
媒を流通させ、容器壁を伝熱面とすると共に、熱
媒流路を蛇行流に形成して熱容量を少さくし、成
績係数を向上させ、さらに金属水素化物の水素の
吸蔵放出反応が均一に行なわれるようにした金属
水素化物装置の組立方法を提供することを目的と
する。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、金属水素化物が充填された複数の反
応容器と、これらの反応容器の器壁を伝熱面とし
て熱交換する熱媒の流路とを有し、上記各反応容
器が水素は透過するが金属水素化物は透過しない
隔膜によつて二つの部屋に遮断され、第一の部屋
には第一の金属水素化物が充填され、第二の部屋
には第二の金属水素化物が充填され、上記第一の
金属水素化物あるいは上記第二の金属水素化物の
いずれかが水素を吸蔵した状態とされた金属水素
化物装置の組立方法において、第一の基板とこの
基板上に間隔をおいて突出する複数の第一の反応
容器とを一体に形成し、第二の基板とこの基板上
に間隔をおいて突出する複数の第二の反応容器と
を一体に形成し、第二の各反応容器が第一の各反
応容器の間に挿入されるように第一と第二の基板
を対向させると共に、反応容器と基板との間に蛇
行した熱媒流路を形成し、該流路を上記第一の部
屋が位置する第一の熱媒流路と上記第二の部屋が
位置する第二の熱媒流路とに仕切りによつて仕切
り互いに独立するように分設し、各熱媒流路に熱
媒の入口及び出口を設けることを特徴とするもの
である。
応容器と、これらの反応容器の器壁を伝熱面とし
て熱交換する熱媒の流路とを有し、上記各反応容
器が水素は透過するが金属水素化物は透過しない
隔膜によつて二つの部屋に遮断され、第一の部屋
には第一の金属水素化物が充填され、第二の部屋
には第二の金属水素化物が充填され、上記第一の
金属水素化物あるいは上記第二の金属水素化物の
いずれかが水素を吸蔵した状態とされた金属水素
化物装置の組立方法において、第一の基板とこの
基板上に間隔をおいて突出する複数の第一の反応
容器とを一体に形成し、第二の基板とこの基板上
に間隔をおいて突出する複数の第二の反応容器と
を一体に形成し、第二の各反応容器が第一の各反
応容器の間に挿入されるように第一と第二の基板
を対向させると共に、反応容器と基板との間に蛇
行した熱媒流路を形成し、該流路を上記第一の部
屋が位置する第一の熱媒流路と上記第二の部屋が
位置する第二の熱媒流路とに仕切りによつて仕切
り互いに独立するように分設し、各熱媒流路に熱
媒の入口及び出口を設けることを特徴とするもの
である。
以下に本発明を図面に基づいて説明する。
第１図は第一の基板１ａ上に複数の第一の反応
容器２ａが間隔をおいて一体に形成されている第
一のユニツトを示し、ここに「一体形成」とは溶
接や押出成形、ダイキヤスト等による一体形成を
意味する。各反応容器は中央に水素は透過する
が、金属水素化物は透過しない隔膜３によつて二
つの部屋に遮断され、第一の部屋４ａには第一の
金属水素化物M1Hが、第二の部屋４ｂには第二
の金属水素化物M2Hがそれぞれ各部屋に設けら
れた金属水素化物充填口（図示せず）より充填さ
れている。第一の金属水素化物M1Hあるいは第
二の金属水素化物M2Hのいずれかが上記充填口
より供給された水素を吸蔵した状態とされてい
る。反応容器の材料としては例えばステンレス
鋼、銅、アルミニウム等が用いられ、基板の材料
としてはこのような金属のほか、必要に応じてプ
ラスチツクも用いられる。また、隔膜としては例
えば金属焼結多孔体、樹脂シート多孔体、金属金
網等が用いられる。
容器２ａが間隔をおいて一体に形成されている第
一のユニツトを示し、ここに「一体形成」とは溶
接や押出成形、ダイキヤスト等による一体形成を
意味する。各反応容器は中央に水素は透過する
が、金属水素化物は透過しない隔膜３によつて二
つの部屋に遮断され、第一の部屋４ａには第一の
金属水素化物M1Hが、第二の部屋４ｂには第二
の金属水素化物M2Hがそれぞれ各部屋に設けら
れた金属水素化物充填口（図示せず）より充填さ
れている。第一の金属水素化物M1Hあるいは第
二の金属水素化物M2Hのいずれかが上記充填口
より供給された水素を吸蔵した状態とされてい
る。反応容器の材料としては例えばステンレス
鋼、銅、アルミニウム等が用いられ、基板の材料
としてはこのような金属のほか、必要に応じてプ
ラスチツクも用いられる。また、隔膜としては例
えば金属焼結多孔体、樹脂シート多孔体、金属金
網等が用いられる。
本発明においては、第二のユニツトを第二の基
板１ｂ上に第二の反応容器２ｂを間隔をおいて一
体に形成し、第２図及び第３図に示すように、第
二の各反応容器２ｂが第一の各反応容器２ａの間
に挿入されるように第一と第二の基板を対向させ
ると共に、基板と対向する反応容器の底部との間
に適宜の間隔を設けて、反応容器と基板との間に
蛇行した熱媒流路５を形成し、基板間を側壁６で
囲つて、反応容器を内蔵した熱媒容器７を形成す
る。
板１ｂ上に第二の反応容器２ｂを間隔をおいて一
体に形成し、第２図及び第３図に示すように、第
二の各反応容器２ｂが第一の各反応容器２ａの間
に挿入されるように第一と第二の基板を対向させ
ると共に、基板と対向する反応容器の底部との間
に適宜の間隔を設けて、反応容器と基板との間に
蛇行した熱媒流路５を形成し、基板間を側壁６で
囲つて、反応容器を内蔵した熱媒容器７を形成す
る。
熱媒容器には、第一の部屋が第一の熱媒流路５
ａに位置し、第二の部屋が第二の熱媒流路５ｂに
位置するように、隔壁８を設け、第一の熱媒流路
５ａと第二の熱媒流路５ｂを分設し、熱媒容器の
各端部には各熱媒流路に連なる熱媒の入口９及び
出口１０をそれぞれ設ける。熱媒容器内に熱媒を
流通させ、第一及び第二の部屋の金属水素化物を
所定の温度に加熱又は冷却し、水素の吸蔵放出を
行なわせるためである。
ａに位置し、第二の部屋が第二の熱媒流路５ｂに
位置するように、隔壁８を設け、第一の熱媒流路
５ａと第二の熱媒流路５ｂを分設し、熱媒容器の
各端部には各熱媒流路に連なる熱媒の入口９及び
出口１０をそれぞれ設ける。熱媒容器内に熱媒を
流通させ、第一及び第二の部屋の金属水素化物を
所定の温度に加熱又は冷却し、水素の吸蔵放出を
行なわせるためである。
上記の実施例は、一つの熱媒容器内に反応容器
を収容し、隔壁によつて二つの熱媒流路を形成す
る方法であるが、第４図に示す別の実施例におけ
るように、分離した基板１ａ及び１ｂ上にそれぞ
れ容器状をなす第一の部屋４ａ及び第二の部屋４
ｂを形成し、第一及び第二の部屋をそれぞれ熱媒
容器に設けると共に、部屋間を管１１で連結し、
第一と第二の熱媒流路５ａ，５ｂを独立して各熱
媒容器内に形成してもよい。隔膜３は例えば管の
開口端に設ければよい。
を収容し、隔壁によつて二つの熱媒流路を形成す
る方法であるが、第４図に示す別の実施例におけ
るように、分離した基板１ａ及び１ｂ上にそれぞ
れ容器状をなす第一の部屋４ａ及び第二の部屋４
ｂを形成し、第一及び第二の部屋をそれぞれ熱媒
容器に設けると共に、部屋間を管１１で連結し、
第一と第二の熱媒流路５ａ，５ｂを独立して各熱
媒容器内に形成してもよい。隔膜３は例えば管の
開口端に設ければよい。
（作用）
次に本発明の装置の作動を冷房装置として用い
る場合を例として第５図に示すサイクル線図によ
つて説明する。第５図において、横軸は絶対温度
の逆数を示し、縦軸は金属水素化物の平衝分解圧
の対数を示す。当初、M1Hは十分に水素を吸蔵
した状態（点Ｄ）にあり、M2Hは十分に水素を
放出した状態（点Ｃ）にあるとする。先ず、第一
の熱媒流路に高温の熱媒を供給し、第二の熱媒流
路に中温の熱媒を供給して、M1Hを温度THに加
熱、M2Hを温度TMに冷却し、M1Hから水素を放
出させると（点Ａ）、この水素は部屋間の金属水
素化物の平衡分解圧の差によつて隔膜を経て第二
の部屋に導かれ、ここでM2Hが温度TMに保たれ
つつ、発熱的に吸蔵する（点Ｂ）。次に、第一の
熱媒流路に中温の熱媒を供給し、第二の熱媒流路
に低温の冷却負荷用熱媒を供給して、M1Hを温
度TMに冷却すると（点Ｄ）、M1HとM2Hの間の
平衡分解圧差により、M2Hは水素を吸熱的に放
出し、温度TLに至つて冷却負荷用熱媒から熱を
奪う（点Ｃ）。一方、M2Hが放出した水素は、
M1Hが温度TMに保たれつつ、発熱的に吸蔵す
る。再び各熱媒流路に供給する熱媒を切換え、
M1Hを温度THに加熱し、M2Hを温度TMに戻し
て新しいサイクルを開始させる。同様の装置にお
いて、上記サイクルを半サイクル遅れで行なわせ
れば、M2Hの水素放出に伴なう冷熱出力を交互
に得ることができる。
る場合を例として第５図に示すサイクル線図によ
つて説明する。第５図において、横軸は絶対温度
の逆数を示し、縦軸は金属水素化物の平衝分解圧
の対数を示す。当初、M1Hは十分に水素を吸蔵
した状態（点Ｄ）にあり、M2Hは十分に水素を
放出した状態（点Ｃ）にあるとする。先ず、第一
の熱媒流路に高温の熱媒を供給し、第二の熱媒流
路に中温の熱媒を供給して、M1Hを温度THに加
熱、M2Hを温度TMに冷却し、M1Hから水素を放
出させると（点Ａ）、この水素は部屋間の金属水
素化物の平衡分解圧の差によつて隔膜を経て第二
の部屋に導かれ、ここでM2Hが温度TMに保たれ
つつ、発熱的に吸蔵する（点Ｂ）。次に、第一の
熱媒流路に中温の熱媒を供給し、第二の熱媒流路
に低温の冷却負荷用熱媒を供給して、M1Hを温
度TMに冷却すると（点Ｄ）、M1HとM2Hの間の
平衡分解圧差により、M2Hは水素を吸熱的に放
出し、温度TLに至つて冷却負荷用熱媒から熱を
奪う（点Ｃ）。一方、M2Hが放出した水素は、
M1Hが温度TMに保たれつつ、発熱的に吸蔵す
る。再び各熱媒流路に供給する熱媒を切換え、
M1Hを温度THに加熱し、M2Hを温度TMに戻し
て新しいサイクルを開始させる。同様の装置にお
いて、上記サイクルを半サイクル遅れで行なわせ
れば、M2Hの水素放出に伴なう冷熱出力を交互
に得ることができる。
（発明の効果）
以上のように、本発明の方法は、第一の基板と
この基板上に間隔をおいて突出する複数の第一反
応容器とを一体に形成し、第二の基板とこの基板
上に間隔をおいて突出する複数の第二の反応容器
とを一体に形成し、第二の各反応容器が第一の各
反応容器の間に挿入されるように第一と第二の基
板を対向させることにより、蛇行した熱媒流路を
基板と反応容器の間の空隙に形成するから、密封
容器内に熱交換器を内蔵させる場合と異なつて、
構造を簡単化した装置を生産性よく組立てること
ができ、組立てられた装置は、容器壁を伝熱面と
して熱媒と熱交換させるから、反応容器は熱交換
器を内部に有さず、反応容器は軽量かつ簡単とな
り、熱容量が小さくなつて、成績係数が向上す
る。特に、本発明の方法において、ユニツトの主
要部分を金属の押出成形やダイキヤストにて予め
製造すれば、生産性がさらに向上する。
この基板上に間隔をおいて突出する複数の第一反
応容器とを一体に形成し、第二の基板とこの基板
上に間隔をおいて突出する複数の第二の反応容器
とを一体に形成し、第二の各反応容器が第一の各
反応容器の間に挿入されるように第一と第二の基
板を対向させることにより、蛇行した熱媒流路を
基板と反応容器の間の空隙に形成するから、密封
容器内に熱交換器を内蔵させる場合と異なつて、
構造を簡単化した装置を生産性よく組立てること
ができ、組立てられた装置は、容器壁を伝熱面と
して熱媒と熱交換させるから、反応容器は熱交換
器を内部に有さず、反応容器は軽量かつ簡単とな
り、熱容量が小さくなつて、成績係数が向上す
る。特に、本発明の方法において、ユニツトの主
要部分を金属の押出成形やダイキヤストにて予め
製造すれば、生産性がさらに向上する。
第１図は本発明の方法において用いるユニツト
の一部切欠き斜視図、第２図は本発明に従つて組
立てられた金属水素化物装置の一部切欠き斜視
図、第３図は第２図−線に沿う断面図、第４
図は他の装置の一例を示す断面図、第５図は平衡
分解圧特性の異なる金属水素化物を用いた冷房装
置の作動を説明するためのサイクル線図。 １ａ，１ｂ……基板、２ａ……第一の反応容
器、２ｂ……第二の反応容器、３……隔膜、４ａ
……第一の部屋、４ｂ……第二の部屋、、５ａ…
…第一の熱媒流路、５ｂ……第二の熱媒流路、６
……側壁、７……熱媒容器、８……隔壁、９……
熱媒入口、１０……熱媒出口。
の一部切欠き斜視図、第２図は本発明に従つて組
立てられた金属水素化物装置の一部切欠き斜視
図、第３図は第２図−線に沿う断面図、第４
図は他の装置の一例を示す断面図、第５図は平衡
分解圧特性の異なる金属水素化物を用いた冷房装
置の作動を説明するためのサイクル線図。 １ａ，１ｂ……基板、２ａ……第一の反応容
器、２ｂ……第二の反応容器、３……隔膜、４ａ
……第一の部屋、４ｂ……第二の部屋、、５ａ…
…第一の熱媒流路、５ｂ……第二の熱媒流路、６
……側壁、７……熱媒容器、８……隔壁、９……
熱媒入口、１０……熱媒出口。
Claims (1)
- １ 金属水素化物が充填された複数の反応容器
と、これらの反応容器の器壁を伝熱面として熱交
換する熱媒の流路とを有し、上記各反応容器が水
素は透過するが金属水素化物は透過しない隔膜に
よつて二つの部屋に遮断され、第一の部屋には第
一の金属水素化物が充填され、第二の部屋には第
二の金属水素化物が充填され、上記第一の金属水
素化物あるいは上記第二の金属水素化物のいずれ
かが水素を吸蔵した状態とされた金属水素化物装
置の組立方法において、第一の基板とこの基板上
に間隔をおいて突出する複数の第一の反応容器と
を一体に形成し、第二の基板とこの基板上に間隔
をおいて突出する複数の第二の反応容器とを一体
に形成し、第二の各反応容器が第一の各反応容器
の間に挿入されるように第一と第二の基板を対向
させると共に、反応容器と基板との間に蛇行した
熱媒流路を形成し、該流路を上記第一の部屋が位
置する第一の熱媒流路と上記第二の部屋が位置す
る第二の熱媒流路とに仕切りによつて仕切り互い
に独立するように分設し、各熱媒流路に熱媒の入
口及び出口を設けることを特徴とする金属水素化
物装置の組立方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56056482A JPS57171200A (en) | 1981-04-14 | 1981-04-14 | Assembly method of metal hydride device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56056482A JPS57171200A (en) | 1981-04-14 | 1981-04-14 | Assembly method of metal hydride device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57171200A JPS57171200A (en) | 1982-10-21 |
| JPS6231239B2 true JPS6231239B2 (ja) | 1987-07-07 |
Family
ID=13028312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56056482A Granted JPS57171200A (en) | 1981-04-14 | 1981-04-14 | Assembly method of metal hydride device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57171200A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089650A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-20 | 松下電器産業株式会社 | 間欠式ヒ−トポンプ用作動物質収容容器 |
| JPS6089649A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-20 | 松下電器産業株式会社 | 間欠式ヒ−トポンプ用作動物質収容容器 |
| US5862855A (en) * | 1996-01-04 | 1999-01-26 | Balk; Sheldon | Hydride bed and heat pump |
-
1981
- 1981-04-14 JP JP56056482A patent/JPS57171200A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57171200A (en) | 1982-10-21 |
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