JPS6329185B2 - - Google Patents
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- JPS6329185B2 JPS6329185B2 JP18210183A JP18210183A JPS6329185B2 JP S6329185 B2 JPS6329185 B2 JP S6329185B2 JP 18210183 A JP18210183 A JP 18210183A JP 18210183 A JP18210183 A JP 18210183A JP S6329185 B2 JPS6329185 B2 JP S6329185B2
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Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は熱エネルギー、特に廃熱を利用して冷
暖給湯に用いられる。
暖給湯に用いられる。
従来例の構成とその問題点
第１図を用いて従来の金属水素化物を用いた、
間欠ヒートポンプサイクルの原理とその問題点に
ついて説明する。円筒形容器１，２にそれぞれ平
衡温度圧力特性の異る水素吸蔵金属、３，４が収
容されている。この容器内には管５，６が通つて
いる。金属３，４に水素が吸蔵され金属水素化物
が形成されている時、同一水素圧力P1に対し平
衡温度をそれぞれT3，T4とすればT3＞T4である
とする。
間欠ヒートポンプサイクルの原理とその問題点に
ついて説明する。円筒形容器１，２にそれぞれ平
衡温度圧力特性の異る水素吸蔵金属、３，４が収
容されている。この容器内には管５，６が通つて
いる。金属３，４に水素が吸蔵され金属水素化物
が形成されている時、同一水素圧力P1に対し平
衡温度をそれぞれT3，T4とすればT3＞T4である
とする。
今、管５に高温の媒体を流しT3以上の温度に
加熱し、管６に低温の冷却水を流しT4以下の温
度に冷却し、２つの容器を連絡する管７に設けた
弁８を開くと容器１中の水素は、容器２中の金属
４に吸蔵され、１中の金属３の水素量は減少す
る。この時管６中を流れる冷却水は暖められる
（加熱フエーズ）。
加熱し、管６に低温の冷却水を流しT4以下の温
度に冷却し、２つの容器を連絡する管７に設けた
弁８を開くと容器１中の水素は、容器２中の金属
４に吸蔵され、１中の金属３の水素量は減少す
る。この時管６中を流れる冷却水は暖められる
（加熱フエーズ）。
次に弁８を閉じ、管５に冷却水を流すと、容器
１内の水素圧はP2に下り（P2＜P1）、この圧力と
平衡する金属水素化物４の平衡温度はT4よりさ
らに低いため弁８を開くと水素は容器１中の金属
水素化物３に移り、容器２の金属水素化物は温度
が下がり、吸熱する。従つて、管６中に水を流せ
ば冷水がえられ一方水素の吸蔵が行われている金
属水素化物３は発熱するので、管５中の冷却水は
温水となる（冷却フエーズ）。
１内の水素圧はP2に下り（P2＜P1）、この圧力と
平衡する金属水素化物４の平衡温度はT4よりさ
らに低いため弁８を開くと水素は容器１中の金属
水素化物３に移り、容器２の金属水素化物は温度
が下がり、吸熱する。従つて、管６中に水を流せ
ば冷水がえられ一方水素の吸蔵が行われている金
属水素化物３は発熱するので、管５中の冷却水は
温水となる（冷却フエーズ）。
従つて、初めに管６でえられた温水とを加える
と、初めに管５から入れた熱量より多い熱量の温
水がえられ、又管６には冷水がえられる。これが
金属水素化物を用いた間欠式ヒートポンプサイク
ルの原理である。
と、初めに管５から入れた熱量より多い熱量の温
水がえられ、又管６には冷水がえられる。これが
金属水素化物を用いた間欠式ヒートポンプサイク
ルの原理である。
冷却フエーズにおける高温側金属水素化物の発
熱温度は、材料の選び方によつてかなり高温にす
ることができるため、この熱でもつて他の、ヒー
トポンプサイクルの高温側を加熱することができ
る。このサイクルの高温は全体的に見れば先のサ
イクルの高温と低温の中間の温度であるから、中
温と呼ぶことにする。中温と低温の間で働くヒー
トポンプサイクルは高温と低温の間で働くサイク
ルの廃熱で働くことになるから、いわゆる二重効
用となり成績係数が上がる。
熱温度は、材料の選び方によつてかなり高温にす
ることができるため、この熱でもつて他の、ヒー
トポンプサイクルの高温側を加熱することができ
る。このサイクルの高温は全体的に見れば先のサ
イクルの高温と低温の中間の温度であるから、中
温と呼ぶことにする。中温と低温の間で働くヒー
トポンプサイクルは高温と低温の間で働くサイク
ルの廃熱で働くことになるから、いわゆる二重効
用となり成績係数が上がる。
このような構成における高温廃熱の中温への移
動は、やはり管５の中を流れる熱媒体によつて行
わねばならない。
動は、やはり管５の中を流れる熱媒体によつて行
わねばならない。
このような従来の方法では管５，６と金属水素
化物３，４との伝熱面積が小さく熱の授受に際し
管内流体と金属水素化物に大きな温度差を生じ
た。また、熱の移動を流体を介して行つているた
め、ポンプが必要であり、又同じ管に高温水、冷
却水、又冷水と運転のフエーズに応じて、区別し
て流す必要から流路に切換弁が必要で複雑であつ
た。また、更に重要なことは、熱源温度が高くな
ると、管５中を流す熱媒体の耐熱性が重要で、こ
の条件を満足する熱媒体は高温化する入手し難い
という根本的な問題があつた。
化物３，４との伝熱面積が小さく熱の授受に際し
管内流体と金属水素化物に大きな温度差を生じ
た。また、熱の移動を流体を介して行つているた
め、ポンプが必要であり、又同じ管に高温水、冷
却水、又冷水と運転のフエーズに応じて、区別し
て流す必要から流路に切換弁が必要で複雑であつ
た。また、更に重要なことは、熱源温度が高くな
ると、管５中を流す熱媒体の耐熱性が重要で、こ
の条件を満足する熱媒体は高温化する入手し難い
という根本的な問題があつた。
発明の目的
本発明の目的は間欠式ヒートポンプ装置におい
て、熱源の高温化に対して、熱媒体の耐熱性とい
う難点を回避し、作動媒体物質に対する熱の授受
を容易ならしめることにある。
て、熱源の高温化に対して、熱媒体の耐熱性とい
う難点を回避し、作動媒体物質に対する熱の授受
を容易ならしめることにある。
発明の構成
高温と低温および中温と低温の３つの温度レベ
ル間で作動する２組の間欠式ヒートポンプ装置
の、高温側および中温側の固定相物質を収納する
容器を平板状に構成したものを２組用い、４組の
間欠ヒートポンプサイクルを構成し、前記高温側
平板収容器対を交互に機械的に加熱源壁と接触、
離脱を行わせると共に、加熱源に接触していない
前記高温側平板状容器が、前記中温側平板状容器
の一つに接触し、他の高温側平板状容器が熱源壁
と接触していない時は、それが他の中温側平板状
容器と接触し、それぞれ高温側容器から中温側容
器に熱を移動させ、各固定相物質への熱の投入お
よび放出を交互に行わしめることにより、各対に
おける４つの間欠ヒートポンプサイクルを逆位相
で行わしめるごとくする。
ル間で作動する２組の間欠式ヒートポンプ装置
の、高温側および中温側の固定相物質を収納する
容器を平板状に構成したものを２組用い、４組の
間欠ヒートポンプサイクルを構成し、前記高温側
平板収容器対を交互に機械的に加熱源壁と接触、
離脱を行わせると共に、加熱源に接触していない
前記高温側平板状容器が、前記中温側平板状容器
の一つに接触し、他の高温側平板状容器が熱源壁
と接触していない時は、それが他の中温側平板状
容器と接触し、それぞれ高温側容器から中温側容
器に熱を移動させ、各固定相物質への熱の投入お
よび放出を交互に行わしめることにより、各対に
おける４つの間欠ヒートポンプサイクルを逆位相
で行わしめるごとくする。
実施例の説明
第２図は高温側固定相物質収納容器および中温
側固定相物質収納容器を示す図である。
側固定相物質収納容器を示す図である。
２枚の平板９，１０と、圧力に耐えるよう内部
を小室に分割する隔壁と外周部になるスペーサー
１１を重ね合せ、ロー付などで体化した箱を作成
し、内部に水素吸蔵合金をつめる。穴１２は水素
の出入する管を溶接する口である。
を小室に分割する隔壁と外周部になるスペーサー
１１を重ね合せ、ロー付などで体化した箱を作成
し、内部に水素吸蔵合金をつめる。穴１２は水素
の出入する管を溶接する口である。
ゼオライトを吸蔵物質に使用する時は圧力が低
いので、内部の仕切は少くてよい。
いので、内部の仕切は少くてよい。
第３図はシステムの構成を示す一例である。１
３は熱源壁、１４，１４′は高温側固定相物質の
入つた平板形収納容器、１９，１９′は中温側固
定相物質の入つた平板形収納容器、１５，１５′，
２１，２１′は、低温側固定相物質の容器で、冷
却水管１６，１６′，２２，２２′を内部に持つて
いる。
３は熱源壁、１４，１４′は高温側固定相物質の
入つた平板形収納容器、１９，１９′は中温側固
定相物質の入つた平板形収納容器、１５，１５′，
２１，２１′は、低温側固定相物質の容器で、冷
却水管１６，１６′，２２，２２′を内部に持つて
いる。
１７，１７′，２３，２３′は気体の通路、１
８，１８′，２４，２４′は弁である。
８，１８′，２４，２４′は弁である。
以下作動物質を金属水素化物一水素系として話
を進める。平板状容器１４を熱源壁１３に密着さ
せると、加熱フエーズで水素は容器１５内の金属
水素化物の方に移動する。次に平板状容器１４を
加熱壁１３から離し、中温用の金属水素化物を収
容した平板容器１９に密着させると、容器１４中
の金属水素化物は冷却され、容器１５から水素は
容器１４に移動し、容器１５内の金属水素化物は
吸熱するので、管１６に水を流すと冷水がえられ
る。又容器１４内の金属水素化物は発熱するの
で、この熱は、容器１９内の金属水素化物を加熱
し、容器２１中の低温側金属水素化物を冷却すれ
ば、水素はこちらに移動する。熱の授受が完了す
れば、再び平板状容器１４を熱源壁に密着させる
と、再び容器１４，１５間の水素の移動がおこる
と共に、平板状容器１９は冷却されるので、容器
２１から容器１９への水素の移動が生じ、容器２
１は吸熱するので、管２２に水を流せば冷水がえ
られる。
を進める。平板状容器１４を熱源壁１３に密着さ
せると、加熱フエーズで水素は容器１５内の金属
水素化物の方に移動する。次に平板状容器１４を
加熱壁１３から離し、中温用の金属水素化物を収
容した平板容器１９に密着させると、容器１４中
の金属水素化物は冷却され、容器１５から水素は
容器１４に移動し、容器１５内の金属水素化物は
吸熱するので、管１６に水を流すと冷水がえられ
る。又容器１４内の金属水素化物は発熱するの
で、この熱は、容器１９内の金属水素化物を加熱
し、容器２１中の低温側金属水素化物を冷却すれ
ば、水素はこちらに移動する。熱の授受が完了す
れば、再び平板状容器１４を熱源壁に密着させる
と、再び容器１４，１５間の水素の移動がおこる
と共に、平板状容器１９は冷却されるので、容器
２１から容器１９への水素の移動が生じ、容器２
１は吸熱するので、管２２に水を流せば冷水がえ
られる。
容器１４に対し１４′、容器１９に対し１９′な
ど同一のシステムをもう一組用意し、容器１４が
熱源壁１３に接している時、容器１４′は容器１
９′に接するごとく、容器１４′，１９′の組が逆
位相となるよう一体に移動させる機構２０によつ
て、交互に作動させるようにすれば、第３図の状
態で管１６′，２２に冷水、管１６，２２′に温水
がえられ、逆位相の時は、管１６′，２２は温水、
１６，２２′は冷水がえられる。
ど同一のシステムをもう一組用意し、容器１４が
熱源壁１３に接している時、容器１４′は容器１
９′に接するごとく、容器１４′，１９′の組が逆
位相となるよう一体に移動させる機構２０によつ
て、交互に作動させるようにすれば、第３図の状
態で管１６′，２２に冷水、管１６，２２′に温水
がえられ、逆位相の時は、管１６′，２２は温水、
１６，２２′は冷水がえられる。
以上は主として金属水素化物を用いた一実施例
について説明したが、作動物質にはその他ゼオラ
イト水系などしゆじゆのものが可能である。
について説明したが、作動物質にはその他ゼオラ
イト水系などしゆじゆのものが可能である。
発明の効果
以上詳述したごとく、高温側吸脱着用固定相物
質を平板状容器に収容し、熱源壁に間欠的に接触
させたり離したりすることにより、高温熱源から
高温側吸脱着用固定相物質へ直接に熱を移動する
ことができる。さらに、高温側吸脱着用固定相物
質の廃熱を直接、中温用固定相物質に移すことが
できるため、熱媒体を介する従来の方法に比べ、
構成が簡単で、循環ポンプなどが不用となり、省
エネルギーとなり安価で信頼度が高められる。
質を平板状容器に収容し、熱源壁に間欠的に接触
させたり離したりすることにより、高温熱源から
高温側吸脱着用固定相物質へ直接に熱を移動する
ことができる。さらに、高温側吸脱着用固定相物
質の廃熱を直接、中温用固定相物質に移すことが
できるため、熱媒体を介する従来の方法に比べ、
構成が簡単で、循環ポンプなどが不用となり、省
エネルギーとなり安価で信頼度が高められる。
又熱媒体の耐熱性を心配する必要がなく、又平
板形の容器であるため、伝熱面積が大きく、効率
よく熱の授受が行われ、一対とした固定相物質を
収容した容器を、間欠的に往復移動させるのみ
で、二重効用の間欠ヒートポンプサイクルを交互
に切換え運転し、連続的な出力がえられる。
板形の容器であるため、伝熱面積が大きく、効率
よく熱の授受が行われ、一対とした固定相物質を
収容した容器を、間欠的に往復移動させるのみ
で、二重効用の間欠ヒートポンプサイクルを交互
に切換え運転し、連続的な出力がえられる。
第１図は従来の一実施例の間欠式ヒートポンプ
の構成図、第２図は本発明の一実施例の間欠式二
重効用ヒートポンプ装置における平板形固定相物
質収納容器の構成図、第３図は本発明の一実施例
の間欠式二重効用ヒートポンプ装置の構成図であ
る。 １３……熱源壁、１４，１４′……平板形高温
側固定相物質収納容器、１５，１５′，２１，２
１′……低温側固定相物質収納容器、１７，１
７′，２３，２３′……作動流体通路、１９，１
９′……平板形中温側固定相物質収納容器、２０
……平板形容器の移動機構。
の構成図、第２図は本発明の一実施例の間欠式二
重効用ヒートポンプ装置における平板形固定相物
質収納容器の構成図、第３図は本発明の一実施例
の間欠式二重効用ヒートポンプ装置の構成図であ
る。 １３……熱源壁、１４，１４′……平板形高温
側固定相物質収納容器、１５，１５′，２１，２
１′……低温側固定相物質収納容器、１７，１
７′，２３，２３′……作動流体通路、１９，１
９′……平板形中温側固定相物質収納容器、２０
……平板形容器の移動機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温と低温および中温と低温の３つの温度レ
ベル間で作動する、気体の固定相への物理的ない
しは化学的結合および解離による吸熱および発熱
を利用する間欠式ヒートポンプを２組用意し、高
温と低温の間で作動する第１のサイクルの高温側
を加熱するフエーズにおいては、これを外部熱源
により加熱し、冷却するフエーズにおいては、中
温と低温の間で作動する第２のサイクルの中温側
を、前記第１のサイクルの高温側の冷却フエーズ
で発生する熱で加熱して前記高温側を冷却する間
欠式二重効用ヒートポンプ装置で、前記各組のヒ
ートポンプは高温側吸脱着用固定相物質および中
温側吸脱着用固定相物質を各々平板状容器内に収
容し、低温側放熱吸熱器とそれぞれ配管で接続し
て２組を一対とし、前記高温側平板状容器対を交
互に機械的に前記外部加熱源壁と接触、離脱を行
わせると共に、前記外部加熱源壁に接触していな
い前記高温側平板状容器が、前記中温側平板状容
器の一つに接触し、他の高温側平板状容器が熱源
壁と接触していない時は、それが他の中温側平板
状容器と接触し、それぞれ高温側容器から中温側
容器に熱を移動させ、各固定相物質への熱の投入
および放出を交互に行わしめることにより、各対
における４つの間欠ヒートポンプサイクルを逆位
相で動作せしめる間欠式二重効用ヒートポンプ装
置。 ２ 吸脱着用固定相物質として水素吸蔵金属、気
体に水素を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のヒートポンプ装置。 ３ 吸脱着用固定相物質としてゼオライト気体に
水蒸気を用いる特許請求の範囲第１項記載のヒー
トポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18210183A JPS6071869A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 間欠式二重効用ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18210183A JPS6071869A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 間欠式二重効用ヒ−トポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071869A JPS6071869A (ja) | 1985-04-23 |
| JPS6329185B2 true JPS6329185B2 (ja) | 1988-06-13 |
Family
ID=16112358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18210183A Granted JPS6071869A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 間欠式二重効用ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071869A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01225986A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Fujitsu Ltd | 螢光表示板 |
| JPH0732688U (ja) * | 1993-11-11 | 1995-06-16 | 敵無 小崎 | 電光標示板 |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP18210183A patent/JPS6071869A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01225986A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Fujitsu Ltd | 螢光表示板 |
| JPH0732688U (ja) * | 1993-11-11 | 1995-06-16 | 敵無 小崎 | 電光標示板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6071869A (ja) | 1985-04-23 |
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