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JPH0445749B2 - - Google Patents
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JPH0445749B2 - - Google Patents

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JPH0445749B2
JPH0445749B2 JP61162223A JP16222386A JPH0445749B2 JP H0445749 B2 JPH0445749 B2 JP H0445749B2 JP 61162223 A JP61162223 A JP 61162223A JP 16222386 A JP16222386 A JP 16222386A JP H0445749 B2 JPH0445749 B2 JP H0445749B2
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JP
Japan
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alloy
hydrogen storage
refrigerator
pressure
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JP61162223A
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JPS6317367A (ja
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Hiroshi Iizuka
Kenji Takahashi
Mitsuyuki Koga
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収冷凍機の水素除去装置に係り、特
に吸収冷凍機内に発生した水素ガスを金属水素化
物を利用して除去できるようにした水素除去装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
吸収冷凍機として現在最も一般的に使用されて
いるものは、水−臭化リチウム吸収冷凍機であ
る。かかる吸収冷凍機は、高真空下で作動させる
部分を有しており、蒸発器ではその内部圧力が5
〜10(mmHg.abs)、凝縮器ではその内部圧力が
50〜70(mmHg.abs)となつている。したがつ
て、高真空下で作動させる部分に、外部から空気
が漏洩したり、又はその部分を構成する金属の腐
食や腐食抑制剤の作用により内部で水素ガスが発
生したりして不凝縮性ガスが蓄積すると、その蓄
積量が僅少でも冷凍機の性能への影響が大きかつ
た。この不凝縮性ガスの蓄積と冷凍機の性能との
関係とをさらに検討してみることにする。実際の
冷凍機において、機外の水素分圧を実質零とする
と、機内の水素分圧が水素ガス発生の度合にもよ
るが、数(mmHg)であつても冷凍性能を大き
く左右することが知られている。例えば、吸収冷
凍機の蒸発器における圧力が7.01(mmHg.abs)
のときには、冷媒である水は6(℃)で蒸発する
ことになるが、機内で水素ガスが発生して水素分
圧が3(mmHg.abs)となると蒸発器における圧
力が10.01(mmHg.abs)となつて冷媒は11(℃)
で蒸発することになり、冷凍能力が大きく減少し
てしまう。つまり、冷凍能力は、水素ガスの発生
量に比例して減少してしまうことがわかる。
そこで、従来は、真空ポンプを設置し、又はパ
ラジウムセルを設置することにより、これら不凝
縮性ガスを除去して冷凍能力の低下を抑えてき
た。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、真空ポンプを設置することは、
当該ポンプ自体のコストが高いという問題がある
ほかに、冷凍機の外形寸法・重量の増加をもたら
すという問題がある。加えて、真空ポンプを保
守・点検しなければならないという問題もある。
パラジウムセルを設置することは、第6図から
も理解できるように、冷凍機内の不凝縮性水素ガ
スを実用的速度で機外に放出するためにパラジウ
ム自体を300(℃)以上に加熱する必要があるとい
う問題がある。また、パラジウムセルの設置に
は、冷凍機内から機外に水素ガスを透過させる際
の透過量を多くするために、パラジウム金属と水
素ガスの接触面積をできるだけ大きくしなければ
ならないこと、機械的強度を保つのに必要な板厚
にしなければならないことなど、貴金属であるパ
ラジウム金属の使用量が増大するという問題があ
る。尚、第6図にはパラジウムの水素拡散速度が
示されており、冷凍機内の水素分圧と機外の水素
分圧との差の平方根に水素のパラジウム中の拡散
速度が支配されていることがわかる。機外に継続
的に水素を除去した場合に、機内外の水素分圧差
が極めて小さくなると、第6図からもわかるよう
に、水素拡散速度が極めて小さくなる。
本発明の目的は、小型にして加熱等の特別な操
作をなくした吸収冷凍機の水素除去装置を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため、本発明者らは、水
素ガスを除去する水素除去装置を開発するために
研究を重ねた結果、水素吸蔵合金の有する高い水
素吸蔵能力と高い反応速度という特性を用いて水
素除去装置を製作することにより上記目的を達成
することを見いだした。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもの
で、吸収冷凍機の吸収器または蒸発器における低
圧発生位置に連通する密閉容器にTi−Fe系合金、
Ti−Co系合金、Zr(AxB1-x2〔(A;V,Cr,
Mn)、(B;Fe,Co)(x=0〜1)〕系合金のい
ずれかからなる水素吸蔵合金を封入してなること
を特徴とする。
好適には、前記水素吸蔵合金の表面を金属ある
いは樹脂で被覆することが望ましい。
〔作用〕 上記水素除去装置内に設けられた水素吸蔵合金
は、次のように選択する必要がある。これを図面
を参照しながら説明する。
第3図は、代表的水素吸蔵合金であるランタ
ン・ニツケル5(LaNi5)の水素吸蔵量と吸蔵解
離圧の関係を、温度をパラメーターとして示した
特性図である。
この図からも理解できるように、当該水素吸蔵
合金は、水素吸蔵量が増えても圧力増大が見られ
ない圧力のプラトー領域が存在し、それの温度が
低い程、この圧力のプラトー幅が水素吸蔵量に対
して広範囲になる。この水素吸蔵・解離のプラト
ー圧力の温度依存性を各種代表的水素吸蔵合金に
対して示したのが第4図である。前述したように
吸収冷凍機内の不凝縮性水素ガスの水素分圧は絶
対圧で数(mmHg)程度と低いので、水素吸蔵
合金の水素吸蔵・解離のプラトー圧はできるだけ
低くしなければならない。つまり、前述の数
(mmHg)以下の圧力でなければ充分な水素吸蔵
量が望めなく実用に供し得ないことがわかつた。
そこで水素吸蔵合金を加熱せずに充分な不凝縮性
水素ガスを吸蔵させるために、水素ガスが発生し
やすく、水素ガスが運転に大きな影響を及ぼす夏
期の冷房運転時における温度・圧力条件でも能力
を発揮する水素吸蔵合金を選択したものである。
ここで、その温度・圧力条件は、冷房運転時の外
気温度を30(℃)のときのプラトー圧が絶対圧
で0.001(atm)(0.76mmHg)程度のプラトー圧
をもつ水素吸蔵合金を選択した。
本発明では、そこで、水素吸蔵合金として、
Ti−Fe系合金、Ti−Co系合金、Zr(AxB1-x2
〔(A;V,Cr,Mn)、(B;Fe,Co)、(X=0
〜1)〕系合金等を選択し、これを用いて水素除
去装置を構成したものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第5図は、本発明の実施例に用いる水素吸蔵合
金の圧力−温度特性を示す特性図である。
本実施例で用いる合金は、第5図に示すよう
に、Ti−Fe系合金、Ti−Co系合金、Zr
(AxB1-x2〔(A:V,Cr,Mn)、(B:Fe,Co)、
(X=0〜1)〕系合金を利用した。これは、前述
の運転条件を満たす代表的な水素吸蔵合金であ
る。このような合金によれば、圧力−温度特性
を、合金組成を変えるとか、微量の異種金属を添
加することにより、直線をある程度思い通りにず
らすことが可能であるので、これを選択したもの
である。また、これらの合金の水素吸蔵量は合金
重量に対して約1%程度であり、1(g)の合金
がほぼ100(ml)の水素を吸蔵できる。合金と水素
の反応速度が大きく、また吸収冷凍機内で使用す
る場合極めて低圧であるが、吸収冷凍機の場合
は、もともとそれ程大きな反応速度は必要ではな
いため充分に実用可能である。さらに、この種の
水素吸蔵合金は水蒸気、酸素、窒素などにより、
合金の種類によつて異なるものの、被毒されて水
素吸蔵能力を失うことがある。このため、合金の
表面に保護膜を設け、水素のみを透過させるよう
にした。このようにすると、合金の微粉化も防止
できるのである。吸収冷凍機内でこの水素吸蔵合
金を使用する場合、冷凍組成物である冷媒の水蒸
気によつて合金が被毒され、水素吸蔵能力を失
う。そこで合金の皮膜をしたのである。この種の
合金の皮膜化の1例を示すと、水素吸蔵合金表面
にCu,Niなどをメツキする方法がある。小黒ら
は、電池材料用としてLaNi5粉未上に無電解銅メ
ツキをし、水溶液中で水素の吸蔵・放出を繰り返
しても、その特性は変らないと報告している(小
黒啓介ほか、「電気化学」、53,No.9(1985)、第
722頁)。水素吸蔵合金の表面上に金属皮膜するこ
とで、水蒸気等の被毒ガスを遮断し、水素ガスの
みを通すことが可能となり吸収冷凍機内の実用に
供しうる。また、水蒸気−酸素などのガス透過能
の小さな、また、水素透過能の大きな樹脂等で水
素吸蔵合金を皮膜しても同様の効果が期待でき
る。
このような水素吸蔵合金を用いた水素除去装置
50は、吸収冷凍機に第1図に示すように取り付
ける。それでは、吸収冷凍機の構成を説明する。
二重効用吸収式冷凍機は、第1図に示すように、
稀溶液をバーナ等の加熱源1で加熱する高温再生
器2と、該高温再生器2で加熱された溶液を揚液
管3を介して取り込み冷媒蒸気及び中間濃溶液に
分離する分離器4と、該分離器4からの中間濃溶
液を配管5を介して取り込み熱交換する高温熱交
換器6と、該高温熱交換器6で熱交換した中間濃
溶液を中間濃溶液管7を介して取り込み、かつ該
分離器4で分離された冷媒蒸気を取り込んで冷媒
蒸気導入管8を通して冷媒蒸気の一部を凝縮せし
めると共に、中間濃溶液から濃溶液を得る低温再
生器9と、該低温再生器9からの濃溶液を濃溶液
管10を介して取り込み熱交換する低温熱交換器
11と、該熱交換11からの濃溶液を配管12を
介して取り込み、これを散布して冷媒を吸収する
吸収器13と、冷媒液降下管14をもつて液体冷
媒を散布して冷水器15から冷水を得る蒸発器1
6と、該低温度再生器9からの冷媒蒸気を取り込
み、冷却器17に冷却水を流してこの冷媒蒸気を
冷却し、液体冷媒を得て蒸発器16に供給する凝
縮器18と、該蒸発器16で得た稀溶液を低温熱
交換器11、高温熱交換器6を介して、高温再生
器2に供給するために稀溶液を吸入して加圧する
溶液循環ポンプ19と、該分離器4及び該蒸発器
16とを結ぶ配管に設けられ暖房時には分離器4
と蒸発器16との間を連通する冷暖切換弁20と
を含んで構成されている。しかして、水素除去装
置50は、吸収冷凍機の低部である蒸発器16又
は吸収器13に取り付ける。
第2図は水素除去装置50を示す断面図であ
る。
水素吸蔵装置50は、冷凍機の吸収器又は蒸発
器16に連通可能な密閉した金属容器51内に上
述の水素吸蔵合金52をペレツトあるいは粉末状
にしたものを内蔵封入して構成したものである。
この水素除去装置50は、着脱可能とするために
バルブ21を介して冷凍機本体に接続されてい
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、次の効果
が得られる。
(1) 水素吸蔵合金は単位重量あたりの水素吸蔵量
が大きいために、少量で大量の水素ガスを除去
することができる。
(2) 冷凍機内に設置しておくだけで効果を発揮す
るため、加熱や特別の操作の必要がない。
(3) 水素吸蔵合金の表面を被膜することで、吸収
冷凍機内の冷凍組成物による被毒を防ぐことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を設けた冷凍機を示す
構成図、第2図は本発明の実施例を示す断面図、
第3図乃至第5図は本発明に用いる合金の特性を
示す特性図、第6図は従来のパラジウムの特性を
示す特性図である。 50…水素除去装置、51…水素吸蔵合金。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 吸収冷凍機の吸収器または蒸発器における低
    圧発生位置に連通する密閉容器にTi−Fe系合金、
    Ti−Co系合金、Zr(AxB1-x2〔(A;V,Cr,
    Mn)、(B;Fe,Co)(x=0〜1)〕系合金のい
    ずれかからなる水素吸蔵合金を封入してなること
    を特徴とする吸収冷凍機の水素除去装置。 2 前記水素吸蔵合金の表面を金属あるいは樹脂
    で被覆したことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の吸収冷凍機の水素除去装置。
JP16222386A 1986-07-10 1986-07-10 吸収冷凍機の水素除去装置 Granted JPS6317367A (ja)

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JP16222386A JPS6317367A (ja) 1986-07-10 1986-07-10 吸収冷凍機の水素除去装置

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JPS6317367A JPS6317367A (ja) 1988-01-25
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