JPS6249165A

JPS6249165A - 低温輸送方法及び装置

Info

Publication number: JPS6249165A
Application number: JP18836285A
Authority: JP
Inventors: 大角　泰章
Original assignee: TOKYO KOATSU KK
Current assignee: TOKYO KOATSU KK
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-03

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】［産業上の利用分野１本発明は低温輸送方法及び装置に関し、より詳細には金
属水素化物の水素の吸蔵、放出に伴う吸熱を利用した冷
蔵・冷凍用低温を輸送する低温輸送方法及び装置に関す
る。

［従来の技術］従来、低温輸送手段としては、氷、ドライアイスなどの
冷熱源を断熱′ＰＩ器に収容する熱源方式や液化窒素を
利用した低温輸送り式ならひらにベルチェ・工ｌノメン
トを断熱容器に配設した電気方式などが知らている。熱
源方式によれば使用す−るたびに冷熱源を用意しなけれ
ばならない点は非常に不便である。また、ドライアイス
などの冷熱源も時間が経過すれば消費されてしまうので
、安定した低温冷却能力を示さない。

一方、液化窒素を＋り用した低温輸送方式では、液化窒
素が容器からパイプを通りスプレー・ヘッダーから断熱
した冷蔵・冷凍容器に直接噴出され、良好な低温状態を
保つが、長距離輸送の場合、液化窒素を補給する必要が
あり、長ｆｆ、’ｉ　＋ｉｊ＋連続して一定の低温を保
つことがむづかしく、しかもコストが高くつくという欠
点がある。

また、電気方式によれば長時間にわたって安定に冷却す
ることができるが、電源のない輸送装置では用いること
はできない。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ前記の各低温輸送手段は、イれぞれの特徴を有している
が、一般にドライアイス、液化窒素など冷熱源が時間の
経過とともに消費されるので、連続的に低温を保持する
ためには、冷熱源を補給しなければならずコストも高く
なり、また電源のないところでは使用できないという問
題点がある。

本発明は、従来の低温輸送手段が有′！Ｊる諸欠点なら
びに問題点を除去、解決した方法および装置を提供する
ことにある。

１問題点を解決するための手段１本発明者らは、ある種の合金は速やかに水素を吸蔵し、
その際発熱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水素を放出し、その際吸熱する特性
を利用して、使用に当って冷熱源を用意する必要もなく
、しかも電源を必要とけず、長時間にわたって連続的に
冷７．１１することができる低温輸送方法及び装置を新
Ｊ４に児い出し、ここに本発明を完成するに至った。

木琵明法は、第１の金属水素化物を充填した第１の容器
が冷蔵・冷凍容器空間と低温媒体を循環して熱交換し１
りるように配設され、当該第１容器と第２の金属水素化
物を￥ｉ填した第２の容器とを少くとも１対連結し、金
属水素１ヒ物と水素化物形成合金とが装填される２つの
容器に圧力変化で水素を交互に且つ連続的に充填および
排出し、それによって１１１られた反応熱を有効に利用
して冷蔵・冷凍用低温を輸送することを特徴とするもの
である。また、第１の金属水素化物しとてミツシュメタ
ル−ニッケル系水素化物および第２の金属水素化物とし
てミツシュメタル−ニッケルーアルミニウム系水素化物
を使用し、その組み合せによって得られた反応熱を利用
して低温を輸送することに特徴がある。

［実　施　例１以下、本発明方法の実施に直接便用Ｊる低温輸送装置の
実施例を第１図乃至第２図に基づいて説明する。

第１図は、本発明の低温輸送装置（Ａｌの一実施例を示
したもので、冷凍１−ラックに適用したものである。

第１の金属水素化１めを装填した第１の容器（１）（２
）の冷却反応時に当該第１の容器（＋）（２）から断熱
した冷蔵・冷凍容器（３）へ低温媒体をＷ１環して冷蔵
・冷凍物収容空間（４）ど熱交換しく；ｉるよう第１の
容器（１）内に配設した冷熱管（ｉ））の始端側に各々
自動切替弁（（１（７１を介設した冷媒体供給管（８）
と媒体戻萱（９）を並う１１に接続し、終端側には各々
弁（１０１（１１）を介設した温ｔＢ、体戻管（１２）
と低温媒体供給管（１３）を並列に接続するとともに、
もう１つの第１の容器（２）内に配設した冷熱管（５゛
）の始端側及び終端側にも同様に各々自動弁（１４）（
１５１（１６）（１７１を介設した冷媒体供給管（１８
）、媒体戻愉（１９）と温媒体戻管（２０）、低温媒体
供給管（２１）を各々並列に接続して、前記媒体戻管（
９）（１９）を冷却管（２２）のＮ端側に又前記低温媒
体供給管（１３）（２１）を冷ＬＪＩ管（２２）の始端
側に接続して、第１の容器（１）（２）の冷熱管（５）
　（５”）から低温媒体供給管（１３）（２１）冷却管
（２２）を経て媒体戻管（９）（１９）に至る冷却循環
系路ｆａ）　（ａ’）を各々形成づる一方、第１の容器
（１）（２）内の金属水素化物の発熱反応時に当該金属
水素化物を冷却できるように、前記冷媒体供給管（８１
（１８）と温媒体戻管（１２）（２０）は冷媒体備蓄容
器（２３）に接続して当該備蓄容器（２３）から冷媒体
供給管（８１（１８）　、第１の容器（１１（２１の冷
熱管（５）　（５’）温媒体戻管ｆ１２）（２０）に至
る放熱循環系路ｆｔ、）（１１’）を各々形成してなる
。

なお、第１の′８器［１）（２）から低温媒体を循環す
るための冷却管（２２）は冷蔵・冷凍物収容軍警（４）
と熱交換できるように冷蔵・冷凍８器（３）内の適宜位
首に配設づれば良い。

一方、第２の金属水素化物を充填した第２の容器（２４
）（２５）の発熱反応時に当該金属水素化物を冷却でき
るよう第２の容器（２４）内に配設した冷ｆｆｉ管（２
６）ノ始端側ニ各々自Ｉ　１，７′Ｊ替＊　（２７）（
２８）を介設した熱排ガス供給管（２９）と送空管（３
０）を並列に接続し、終端側に各々自動切替弁（３１）
（３２１を介設した排ガス管（３３）と温＋７［ガス管
（３４）を並列に接続するとともに、もう１つの第２の
容器（２５）の冷熱管（２６’　ｌの始端側及び終端側
にも同様に各々自動切崎弁（３５）（３ｔ３）（３７）
（３８）を介設した熱排ガス管（３９）送空管（４０）
と排ガス管（４１）温排ガス管（４２）を接続して前記
送空管（３０）（４０）を空気導入管（４３）に又前記
温排ガス管（３４）（４２）を排出管（４４）に接続し
て、空気導入管（４３）から送空管ｆ３０Ｈ４０）、第
２の容器（２４Ｈ２５）内に配設した冷熱管（２６）（
２６’）　、温排ガス管（３４０４２）を経てυｌｌ雷
管４４）へ至る送風冷却系路ＦＣ）（Ｃ’）を各々形成
する一方、第２の容器（２４）（２５）中の金属水素化
物に加熱し水素放出を行わしめるために、前記熱排ガス
管（２９）（３９）を熱排ガス導入管（４５）に又前記
排ガス管（３３）（４１）を排出管（４４）に接続して
熱排ガス導入管（４５）から熱排ガス管（２９）（３９
）第２の容器（２４）（２５）の冷熱管（２６）（２［
３’）　、排ガス管（３３）（４１）を経て排出管（４
４）に至る熱排ガス導入加熱系路（ｄａｄ’）を各々形
成してなる。

第１の容器（１）（２）と第２の容器（２４）（２５）
は夫々フィルター（５０）（５１）ｆ５２Ｈ５３）を両
端に取付（）た連通管［５４０５５）にて接続し当該連
通管（５４）（５５）には第１の容器（１）（２）と第
２の容器（２４）（２５）間の水素の流通と停止を制御
すべく自動連通弁（５６ｊ（５７Ｊを介設しである。フ
ィルター　（５０）（５１０５２）（５３）は水んの流
通時に金属水素化物が随伴したり、連通管（５４Ｈ５５
）を詰まらＶるのを防止でるもので、例えば、孔径１０
μｍ以下の多孔性焼結金属が用いられる。

前記した冷却循環系路（ａ）（ａ’）内を循環する低温
媒体、又放熱Ｖ４環系路（ｆ）］（ｅｌｌ内を循環する
冷ｆＪ］媒体としてはフレオン−１１、フレオン−１２
、フレオン−２２、メチルクロライドなどが用いられ、
冷媒備蓄容器（２３）蓄えられる。一方、前記した熱排
ガス導入管（４５）に送り込む熱源ガスとして、は輸送
用自動車のエンジンの熱排ガス（５８）が用いられる。

第１の容器（１）（２ンと第２の容器（２４）（２５）
は以下に限定されるわけではないが好ましくは複数の管
状容器から形成し、夫々を２組並列に連通管（５４Ｈ５
５）にて接続づる。断熱した冷蔵・冷凍容Ｗ　（３）内
には温度ピン１ナー（５９）が配設され、これが運転席
側に設置した温度設定器（６ｏ）に接続する。この温度
センサー（５９）の検知づる温度によって開度調節自在
に上記の自動連通ｊ’ｉ’Ｌ５６）（５７）が開閉でき
るようにし、連通弁（５６）（５７）を通過する水素の
流通量が制御される。第１のａ器（１）（２）および第
２容器（２４）（２５）内に配設される冷熱管（５）（
５’）（２６）（２Ｂ’）は、低温媒体および冷ＩＪ＋
媒体つ熱源ガスおよび空気を循環あるい１：１流通ざＵ
、充分に熱交換できる構造とづることが好ましく、温度
センサー（！□＋９）の検知する温度ニヨ−）　Ｔ　Ｉ
ＦＩ記自１ＥＩＪ切替弁（１ＯＮ１１Ｎ１４Ｈ１５）（
１６）（１７）（２７）（２８）（３１）（３２）（３
５）（３６１（３７１（３８）が自動切替開閉される。

熱源ガスや空気は熱交換したのら排出管（４４）から外
部へ放出される。

第１の金属水素化物ＭｉＨと第２の金属水素化ｖＩＪＭ
２１」は、相互に平衡分解圧特性の胃なるものが用いら
れる。具体的には、Ｍ、ｌ−１としてはＭｉｌＮｉ　　
　、ｆｖ１ｍｘ下ｉｙＮ　ｉ　　　、　　ＭｍＸＺ　ｒ
ｙＮ　ｉ５　、　Ｍ　ｍｘＮ　ｂｙＮ　ｉ　　、　　（
ただし、０．７５　＜　Ｘ　＜１．２　、　Ｏ＜　Ｙ　
＜　０．２５）などの水素化物と、Ｍ　Ｈ２としてはＭ
　ｍ　Ｎ　＋　５−２Ａ　’　Ｚ　４Ｍ　ｍ　ｘＴｉｙ
Ｎｉ５−ＺＡ　１２．　ＭＩＩＸＺ　ｒｌ／Ｎ　ｉ　５
−ＺＡ　１２．　ＭＩＩＩＸＮ　ｂＶＮ　１５−ｚＡＩ
ｚ（ただし、０．７５　＜　Ｘ　＜　１．２　、０　＜
　Ｙ＜　０．２５．０　＜　Ｚ　＜　　０．５＞などの
水素化物との組み合せが用いられる。なお本発明の実施
例では冷凍トラックに適用した場合を説明したがこの他
に船舶や飛行鳴等に適用し得ること勿論である。

［作　　用１本発明の低温輸送装置を用いる場合には、一旦、各自動
切替弁（６）（１００１５０１７０２７Ｎ３１）ｆ３６
１（３８）を開状態として各自動切苔弁ｆ７）（１４）
ｆ１４）（１６）（２８Ｎ３２）（３５）（３７）を開
状態どじＣ１１１−３いて第２図に示すように第１の容
器（１）には１１２０℃で平衡分解圧の高いＭｍＮｉ５
水素化物を高圧の水素雰囲気下にに頃し、第２の容器（
２４）にはＴ　）４＝２０℃で平衡分解圧の低いＭｍＮ
ｉ　　４゜Ａ１　　水素化物を好ましくは水素を放出し
た０、５合金の状態で低圧の水素雰囲気下に装填する。

即ら、Ｍ　ｒＡ　ｐ４　＋　ｓ水素化物の状態は第２図
の点Ｑに、ＭｍＮｉ　　　Ａｌ　　　水素化物の状態が
４、５　　０．５第２図の点■にそれぞれ対応するようにしておく。　温
度セン（ノー（５９）の作動温度を断熱した冷蔵・冷凍
容器（３）内の所要冷却温度ＴＬ＝−３０℃に温度設定
器（６０）にて設定すると、ｆｆ１２の容器（２４）は
空気で冷却されてＭＩＤＮｉ　　　Ａ１４．５０．５水素化物は解離圧が下がり、第２図の点■の状態と
なる。冷蔵・冷凍容器（３）内の温度が設定温度に到；
了するまで自動連通弁（５６）が間かるので、第１の容
器と第２の′８器（２４）が連通ずる。

従って水素は高圧の第１の容器（１）から低圧の第２の
容器（２４）へ移動しＮｍＮｉ、、水素化物は吸熱して
水素を放出して温度Ｔ　Ｌ＝　−３０℃に金り、低温媒
体ｔま冷１ｆｌ循環系路（ａ）を経て冷蔵・冷凍容器（
３）内を冷７ＪＩづる。これが、第２図の点■の状態で
あり、低温発生工程である。一方、第２の容器（２４）
のＭｍＮｉ　　　Ａ１　　水疾化物４、５　　０．５は水素を吸蔵して発熱−４るが、この梵然は送風冷却系
路（Ｃ）に送られてくる空気で冷却されながら人気中に
放散される。断熱した冷蔵・冷凍容器（３）内の温度が
設定温度ＴＬ＝−３０℃に至ると、温度センサー（５９
）が作動して自動的に自動連通弁（５６）を閉じるので
第１の容器（１）と第２の容器（２４）間の水素の流通
は中断される。冷蔵・冷凍容器（３）内の温度が所定温
度より上背すると再び温度センサー（５９）が作動し、
自動連通弁（５６）を聞くので水素の流通が起り冷蔵・
冷凍容器内を所定温度まで冷却する。

第１の容器（１）と第２の容器（２４）が前記の低温発
生の動作を行っている間に、残る第１の容器（２）と第
２の容ｅ　（２５）では再生の動作を行う。

即ち、水素を第２の容器（２５）の低圧側のＭｍＮｉ　
　　Ａｌ　　　に吸蔵させて水素化物を起生さ４．５　
　０．５せておき、熱ＩＡ−ガス導導入加熱絡路ｄ゛）に自動中
エンジンの排熱源であるＴ　Ｈ＝１００〜１２０℃のｔ
ｌ１１ガス（５８）を導入して第２の容器（２５）を加
熱する。

この状態が第２図の点■に対応する。自動連動弁（５７
）が間かれ、第２の容器（２５）と第１の？ｇ器（２）
が連通するので、水素は高圧の第２の容器（２５）から
低圧の第１の容器（２）へ移動し、１１の容器（２）の
ＭｍＮｉ５水素化物は水素を吸蔵して発熱する。この発
熱は敢然循環糸路（ｂ゛）を循環する冷却媒体を用いて
放熱する。これが第２図の点Ｃ）の当初の状態であり、
再生工程である。

このように再生と低ｔＲケ丁程の２系ＪｉＪを並列し、
各切酔弁を切り換えてそれらを交〃に運転することによ
り連続的な低温輸送が可能である。

実際の製作例では、容器内容積９０００　；：：の断熱
した冷蔵・冷凍容器を有（る低温輸送装置を用い、１５
に９のＭｍＮｉ５を装填した第１の′Ｐ；器と１５にび
をＶｌ填した第２の容器を実施例と同じように１対ずつ
２組並設し、第１の容器には２０℃の温度で水素を約１
５気圧に加圧してＭ　ｒａ　ｌ’Ｊ　ｉ　ｓ水素化物に
吸蔵させ、一方、第２の容器には２０℃の温度で約１４
気圧に減圧して、設定温度を一３０℃とし、低温輸送装
置の冷蔵・冷凍容器内に配した温度センサーに接続する
と、容器内の温度は約−３０℃に達し、以後連続して冷
蔵・冷凍容器はぼば一３０℃に保たれた。

Ｌ本発明の効果Ｊ本発明の低温輸送方法及び装置は、金属水素化物の水素
の吸蔵、放出反応を利用して冷却を行いながら外温以下
〜−３５℃の低温を輸送する方法及び装置であり、何ら
電源も要せず、しかも従来の低温輸送装置にみられるよ
うに冷熱源を消費したり、補給したりすることを要せず
、必要に応じて長時間にわたって安定に所要の低温を取
り出して輸送することができる。従って、水産物、農産
物、冷凍食品などの輸送や、低温を利用する輸送システ
ムなどに９越した効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低温輸送装置の一実施例を示す配管系
統図、第２図はその動作を説明するためのＭ＋ｍＮｉ５
水素化物およびＭｍＮｉ　　４．５Ａ１　　水素化物の
平衡分解圧と温度の関係図０．５を示す。Ａ・・・低温輸送装置ａ、ａ’・・・冷却循環系路　ｂ、ｂ”・・・放熱循環
系路ｃ、ｃ’・・・送風冷却系路ｄ、ｄ’・・・熱排ガス導入加熱系路１．２・・・第１の容器　　３・・・冷蔵・冷凍容器４
・・・収容空間　　　　５．５′・・・冷熱管６．７・
・・自動ｇ）開弁　　８・・・冷媒体供給管９・・・媒
体原管　　　　１０，１１・・・自動切替弁１２・・・
温媒体戻管　　　１３・・・低温媒体供給管１０．１１
，１４，１５，１６，１７，２７，２８゜３１．３２，
３５，３６，３７．３８・・・自動切替弁１８・・・冷
媒体供給管　　１９・・・媒体原管２０・・・温媒体戻
管　　　２１・・・低温媒体供給管２２・・・冷ｕ１管
　　　　　２３・・・冷’５Ｎ蓄容器２４、２５・・・
第２の容器２６．２６’・・・冷熱管　　　２９・・・熱ｔｉＦガ
ス管３０・・・送空管　　　　　３３・・・排ガス管３
４・・・温排ガス管　　　３９・・・熱排ガス管４０・
・・送空管　　　　　４１・・・排ガス管４２・・・濡
排ガス管　　　４３・・・空気導入管４４・・・排出管
　　　　　４５・・・熱ｆ第１ガス導入管５０、５１．
５２．５３・・・フィルター５４、５５・・・連通管　
　　５６．５７・・・自動連通弁５８・・・熱排ガス　
　　　５９・・・温度センサー６０・・・温度設定器

Claims

【特許請求の範囲】１、相互を通気連結した一対の容器内に平衡分解圧特性
の異なる金属水素化物を夫々装填して前記２つの容器に
圧力変化で水素を交互に充填および排出を連続繰り返す
ことで前記金属水素化物に水素の吸蔵と放出を交互に行
わしめ、それによって得られる反応冷然を低温媒体を介
して冷蔵・冷凍容器空間に輸送してなる低温輸送方法２、２つの容器に夫々装填される金属水素化物は、ミッ
シュメタル−ニッケル系水素化物とミッシュメタル−ニ
ッケル−アルミニウム系水素化物である特許請求の範囲
第１項記載の低温輸送方法３、反応冷熱は、冷蔵・冷凍容器空間を外温以下〜−３
５℃に冷却してなる特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の低温輸送方法４、平衡分解圧特性の異なる金属水素化物を夫々装填し
た第１の容器と第２の容器をすくなくとも１対、冷蔵・
冷凍容器内に配設される温度センサーにて開閉制御され
る連結弁を介して通気自在に相互連結し、前記第１の容
器には当該第１の容器内の前記金属水素化物の水素放出
反応時に発生する冷然を低温媒体を介して冷蔵・冷凍容
器内空間に輸送して熱交換する冷却循環系路と、前記第
１の容器内の前記金属水素化物の水素吸蔵反応時に発生
する温熱を熱媒体を介して放熱する放熱循環系路とを自
動切替弁にて切替自在に系統接続する一方、前記第２の
容器には当該第２の容器内の金属水素化物の発熱反応時
に発生する温熱を空気を導入して冷却・排出する送風冷
却系路と、前記第２の容器内の金属水素化物を加熱し、
水素を放出させるための熱源として熱排ガスを導入・排
出する熱排ガス導入加熱系路とを自動切替弁にて切替自
在に系統接続してなる低温輸送装置５、第１の容器と第２の容器に夫々充填される金属水素
化物はミッシュメタル−ニッケル系水素化物とミッシュ
メタル−ニッケル−アルミニウム系水素化物である特許
請求の範囲第４項記載の低温輸送装置