JPS6246170A

JPS6246170A - 熱輸送装置

Info

Publication number: JPS6246170A
Application number: JP60185898A
Authority: JP
Inventors: 本田　直二郎; 育郎米津; 名迫　賢二
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-08-26
Filing date: 1985-08-26
Publication date: 1987-02-28
Also published as: JPH044510B2

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、熱媒を用いない熱輸送装置に係り、特に太陽
熱、ゴミ処理や工場の廃熱、地熱等を熱損失なく輸送す
るに好適な熱輸送装置に関する。

（ロ）従来の技術従来、熱源から需要地点まで熱を輸送する方法は、熱源
で熱交換器を用いて熱媒となる水やオイルを温め、その
熱媒を需要地点まで輸送し、そこで再び熱交換器を用い
て熱媒から熱を取り出す方法であった。

しかし、この方法では熱媒である水やオイルを配管等で
輸送するため、配管経路において管体や外壁に熱が漏れ
、熱損失が生じる不都合がある。

通常、その配管は断熱材で覆う処理がとられるが、根本
的な解決にはならない。特に、配管距離が数１００〜数
１００００　ｍと長くなると、熱源温度が１５０℃の場
合、熱損失量は５０％程度にも達する。この結果、熱需
要地点の熱交換器に入る熱媒の温度は低下し、熱交換器
から出る時には、さらに２０〜３０℃低下するので、充
分な温度が得られない。

このように、従来の熱媒による熱輸送装置では。

熱媒配管において生じる熱損失や温度低下が大きくなる
という問題があった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点本発明は、以上の問題を解決し、熱損失や温度低下を低
く抑えることのできる熱輸送装置を提供することを目的
とスル。

（ニ）問題点を解決するための手段このため本発明は、金属水素化物を用いてケミカルヒー
トパイプを構成し、水素ガスの輸送により熱輸送を行な
うようにしたもので、熱源側および熱需要地点の熱負荷
側双方に断熱材で覆った金属水素化物充填容器をそれぞ
れ設置し、水素ガス配管で接続すると共に、熱源側の上
記容器は断熱材を開閉して外気に放熱できる構造とした
ことを特徴としている。

即ち、熱源側から熱負荷側へ熱を輸送する行程では、熱
源側、熱負荷側とも金属水素化物充填容器は断熱した状
態に設定し、熱源側で熱により放出された水素ガスを熱
負荷側にパイプで輸送し。

熱負荷側の金属水素化物に吸収させて熱を取り出す０反
対に、熱負荷側から熱源側に水素ガスを戻す水素ガス再
生行程では、熱源側の金属水素化物充填容器の断熱材を
開き外気に放熱できる状態に設定し、熱負荷側の金属水
素化物充填容器に熱を与えて放出された水素ガスを熱源
側にパイプで輸送し、熱源側金属水素化物しこ水素を吸
収させるものである。

（ホ）作用熱輸送装置を上記のように構成することにより、輸送す
る水素ガスは原理的には熱媒ではないため。

配管通過時、その温度が低下しても、金属水素化物の水
素化反応による熱再生能力はほとんど低下せず、熱損失
とならない、但し、水素ガスは比熱が小さく、熱媒とし
ての作用も僅かで、配管経路での放熱は極く僅かである
。従って、水素ガス配管による熱損失や温度低下の問題
が解消できる。

また、金属水素化物充填容器の断熱によって、水素の放
出・吸収が熱損失なく効率よく行なわれると共に、水素
ガス再生行程における熱源側上記容器の断熱解除と放熱
促進により、水素ガスを速やかに熱源側に戻すことがで
きる。

（へ）実施例以下、本発明をソーラーシステムに適用した実施例を図
面に基づいて説明する。

第１図および第２図において１本システムは、熱源とな
る太陽熱集熱器１の近傍に設置する金属水素化物充填熱
輸送容器（以下、熱輸送ユニットという）２と、暖房器
等の熱負荷器３の近傍に設置される金属水素化物充填熱
再生容器（以下、熱再生ユニットという）４が水素を輸
送する配管５により結合されて成る。

熱輸送ユニット２は９局面および底面に断熱材６を介在
させ、上面７を気密に仕切る耐圧容器を備えて成る。そ
の容器内部には金属水素化物８が収納されると共に、そ
の容器を気密に貫通して太陽熱集熱器１に接続される熱
媒管９が収納配置される。

更に、その容器内部から容器上面７を気密に貫通して外
部放熱フィン１０を有するヒートパイプ１１が突出配置
される６その容器上面７から外部に突出するヒートパイ
プ部分を覆うように容器上部には断熱材６で形成された
容器上面蓋１２が蝶番１３により開閉自在に設けられて
いる。

太陽熱集熱器ｌに接続される熱媒管９の容器外部の経路
には、太陽熱集熱器１で昇温された熱媒を耐圧容器内部
に循環輸送するための循環ポンプ１４と、開閉弁１５４
６が設けられる。

容器上面蓋１２には、これを自動的に開閉するため、ワ
イヤー１７が固定され、プーリ１８を介してモータ１９
の巻取ブーりに接続されている。

一方、熱再生ユニット４は、全体ｔこ断熱材２０を介在
させた耐圧容器を備えて成り、容器内部に金属水素化物
２１と共に、熱負荷器３に接続される熱媒管２２と、夜
間電力で運用する温水器２３に接続される熱媒管２４が
収納配置される。

その熱媒管２２の容器外部の循環経路とは開閉弁２５　
、２６．また、熱媒管２４の容器外部循環経路には開閉
弁２７　、２８が設けられる。

また、熱輸送ユニット２と熱再生ユニット４を結合する
水素ガス配管５には開閉弁２９が設けられている。

なお、金属水素化物は熱を受けて水素を放出すると金属
になるが、この明細書では、その状態も含めて金属水素
化物と称している。

以上の構成で、昼間は第１図に示すように熱輸送ユニッ
ト２の容器上面蓋１２を閉じ、太陽熱集熱器１から熱媒
管９に熱媒を循環させるため、開閉弁１５．１６を開き
、ポンプ１４を運転する。一方、熱再生ユニット４の熱
媒管２２から熱負荷器３に熱媒を循環させるため、開閉
弁２５．２６を開く。このとき。

熱媒管２４と温水器２３の間の開閉弁２７　、２８は閉
じておく。

これにより、太陽熱集熱器１で収集された熱は、熱媒に
より熱輸送ユニット２内に送られ、熱媒管９から金属水
素化物８に与えられる。この結果、金属水素化物８は水
素を放出し、その水素は配管５を介して熱再生ユニット
４に輸送される。熱再生ユニット４内の金属水素化物２
１は、この水素を吸収して水素化熱を放出し、その熱は
熱媒管２２から熱媒により熱負荷器３に与えられ使用さ
れる。この行程において、熱輸送ユニット２と熱再生ユ
ニット４は双方とも断熱されているため、熱媒管９，２
２と金属水素化物８，２１の各々の間で、外気に熱を逃
がして熱損失することなく、熱交換が行なわれる。

また、熱輸送ユニット２から熱再生ユニット４への熱の
輸送は熱媒を用いることなく、水素ガスを用いて行なっ
ているため、熱輸送ユニット２と熱再生ユニット４間の
距離が長くとも配管５での熱損失は非常に小さく、効率
の良い熱輸送が行なわれる。

次に、夜間は、第２図に示すように熱輸送ユニット２の
上蓋１２を開き、開閉弁１５．１６を閉じて熱媒管９の
熱交換を停止する。一方、熱再生ユニット４側では、開
閉弁２５．２６を閉じ熱媒管２２の熱交換を停止し、開
閉弁２７　、２８を開いて温水器２３と熱媒管２４の間
で熱媒を循環させる。

これにより、温水器２３から供給される熱は熱媒管２４
により金属水素化物２１に与えられる。金属水素化物２
１は水素を放出し、金属に変化する。放出された水素は
配管５を介して熱輸送ユニット２に輸送され、金属水素
化物（金属の状態）８は、水素と化合して金属水素化物
に変化する。このとき、放出される熱はヒートパイプ１
１の下部で吸収され。

上部放熱フィン１０から外気に放熱される。この行程に
より、金属水素化物８および２１を元の状態に戻すこと
ができ、再び熱輸送行程の実行が可能となり、上記２つ
の行程を昼夜繰り返すことによって、ソーラーシステム
の連続運転が可能となる。

なお、以上の実施例では、水素ガス再生行程における熱
源として、夜間電力を使う温水器の例を示したが、本発
明はこれに限らず、他に利用できないような低質熱源を
利用することも可能である。

また、金属水素化物８の平衡水素圧力が、金属水素化物
２１のそれよりも高いものを選べば、ヒートポンプの作
用によって熱負荷器３には、熱源１よりも高い温度が得
られるので、ソーラーシステムに限らずゴミ処理や工場
の廃熱、地熱等を熱源１とすることも可能である。

（ト）発明の効果以上のように本発明によれば、熱源側から熱負荷側に水
素ガスを用いて熱輸送を行なうようにしたので輸送配管
による熱損失を低く抑えることができると共に、熱源側
金属水素化物容器の断熱材を開閉し、放熱できる構成と
したので、輸送した水素を速やかに戻すことができ、熱
を輸送する行程と水素ガスを戻す行程を交互に繰り返す
ことによって連続運転が可能な効率の良い熱輸送装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるソーラーシステムの熱
輸送行程の説明図、第２図は同システムの水素ガス再生
行程説明図である。２・・・熱輸送ユニット、４・・・熱再生ユニット。１２・・・容器上面蓋、８，２１・・・金属水素化物、
９．２２．２４・・・熱媒管、１１・・・　ヒートパイ
プ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）側面および底面に断熱材を介在させて内部を密封
して成る耐圧容器と、その耐圧容器内部に収納される金
属水素化物と、その耐圧容器を気密に貫通して設けられ
る熱交換用の熱媒管と、その耐圧容器の内部から上面に
気密に突出して設けられるヒートパイプと、そのヒート
パイプが突出する耐圧容器上面部分を開閉自在に覆う断
熱材で形成された容器上面蓋とを備える第１の容器を熱
源側に配置する一方、全周面に断熱材を介在させて内部
を密封して成る耐圧容器と、その耐圧容器を気密に貫通
して設けられる熱負荷用の配管および熱交換用の熱媒管
とを備える第２の容器を熱負荷側に配置し、前記第１と
第２の容器間を水素ガス配管で結合して成ることを特徴
とする熱輸送装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載において、熱源として
太陽熱を利用し、太陽熱集熱器で加熱された熱媒を前記
第１の容器の熱媒管に容器上面蓋を閉じた状態で流すこ
とを特徴とする熱輸送装置。