热利用系统及发热装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用廉价、清洁且安全的热能源的新颖的热利用系统及发热装置。热利用系统(10)具备：发热体(14)，通过氢的吸藏与释放而产生热；密闭容器(15)，具有由发热体(14)分隔的第1室(21)及第2室(22)；及温度调节部(16)，调节发热体(14)的温度。第1室(21)与第2室(22)的氢的压力不同。发热体(14)具有由多孔质体、氢透过膜及质子导电体中的至少任一个形成的支撑体、及支撑在支撑体的多层膜。多层膜具有：第1层，由氢吸藏金属或氢吸藏合金形成，且厚度小于1000nm；及第2层，由与第1层不同的氢吸藏金属、氢吸藏合金或陶瓷形成，且厚度小于1000nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热利用系统及发热装置
本专利技术涉及一种热利用系统及发热装置。
技术介绍
近年来，已报告有通过使用氢吸藏金属等进行氢的吸藏与释放而产生热的发热现象(例如参照非专利文献1)。氢由于可以利用水生成，所以作为资源取之不尽且廉价，且不会产生二氧化碳等温室效应气体，因此，被视为清洁的能源。另外，使用氢吸藏金属等的发热现象不同于核分裂反应，由于没有连锁反应，因此被认为是安全的。通过氢的吸藏与释放而产生的热直接以热的形式加以利用，除此以外，也可以转换为电力加以利用，因此，被期待作为有效的热能源。
技术介绍
文献非专利文献非专利文献1：A.Kitamura.et.al“Briefsummaryoflatestexperimentalresultswithamass-flowcalorimetrysystemforanomalousheateffectofnano-compositemetalsunderD(H)-gascharging”CURRENTSCIENCE,VOL.108,NO.4,p.589-593,2015.
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]然而，热能源的主流依然是火力发电或核能发电。因此，从环境问题或能源问题的观点来看，期望利用廉价、清洁且安全的热能源且以往不存在的新颖的热利用系统及发热装置。因此，本专利技术的目的在于提供一种利用廉价、清洁、安全的热能源的新颖的热利用系统及发热装置。[解决问题的技术手段]本专利技术的热利用系统具备：发热体，通过氢的吸藏与释放而产生热；密闭容器，具有由所述发热体分隔的第1室及第2室；温度调节部，调节所述发热体的温度；及热利用装置，利用通过所述发热体的热而加热的热介质作为热源；所述第1室与所述第2室的所述氢的压力不同，所述发热体具有由多孔质体、氢透过膜及质子导电体中的至少任一个形成的支撑体、及支撑在所述支撑体的多层膜，且所述多层膜具有：第1层，由氢吸藏金属或氢吸藏合金形成，且厚度小于1000nm；及第2层，由与所述第1层不同的氢吸藏金属、氢吸藏合金或陶瓷形成，且厚度小于1000nm。本专利技术的另一热利用系统具备：发热单元，具有通过氢的吸藏与释放而产生热的发热体、收容所述发热体的密闭容器、向所述密闭容器的内部导入氢系气体的气体导入部、将所述密闭容器内部的所述氢系气体向所述密闭容器的外部排出的气体排出部、检测所述发热体的温度的温度传感器、及设置在所述气体导入部且通过将沿所述气体导入部流通的所述氢系气体加热而将所述发热体加热的加热器；及控制部，通过基于所述温度传感器检测出的温度控制所述加热器而调节所述发热体的温度；所述密闭容器具有由所述发热体分隔的第1室及第2室，所述第1室与所述第2室的所述氢的压力不同，所述发热体具有由多孔质体、氢透过膜及质子导电体中的至少任一个形成的支撑体、及支撑在所述支撑体的多层膜，且所述多层膜具有：第1层，由氢吸藏金属或氢吸藏合金形成，且厚度小于1000nm；及第2层，由与所述第1层不同的氢吸藏金属、氢吸藏合金或陶瓷形成，且厚度小于1000nm。本专利技术的发热装置具备：发热体，通过氢的吸藏与释放而产生热；密闭容器，具有由所述发热体分隔的第1室及第2室；及温度调节部，调节所述发热体的温度；所述第1室与所述第2室的所述氢的压力不同，所述发热体具有由多孔质体、氢透过膜及质子导电体中的至少任一个形成的支撑体、及支撑在所述支撑体的多层膜，且所述多层膜具有：第1层，由氢吸藏金属或氢吸藏合金形成，且厚度小于1000nm；及第2层，由与所述第1层不同的氢吸藏金属、氢吸藏合金或陶瓷形成，且厚度小于1000nm。[专利技术效果]根据本专利技术，利用通过氢的吸藏与释放而产生热的发热体作为热能源，因此，可以廉价、清洁且安全地供给能源。附图说明图1是第1实施方式的热利用系统的概略图。图2是表示具有第1层与第2层的发热体的结构的剖视图。图3是用来说明过剩热的产生的说明图。图4是用来说明发热装置的作用的说明图。图5是用来说明在两面具有多层膜的第1变化例的发热体的说明图。图6是用来说明具有第1层、第2层及第3层的第2变化例的发热体的说明图。图7是用来说明具有第1层、第2层、第3层及第4层的第3变化例的发热体的说明图。图8是表示多层膜的各层的厚度的比率与过剩热的关系的曲线图。图9是表示多层膜的积层数与过剩热的关系的曲线图。图10是表示多层膜的材料与过剩热的关系的曲线图。图11是形成为有底筒状的发热体的剖视图。图12是第4变化例的热利用系统的概略图。图13是具有形成为柱状的支撑体的发热体的剖视图。图14是第5变化例的热利用系统的概略图。图15是第6变化例的热利用系统的概略图。图16是第7变化例的热利用系统的概略图。图17是第8变化例的热利用系统的概略图。图18是第9变化例的热利用系统的概略图。图19是第10变化例的热利用系统的概略图。图20是第11变化例的热利用系统的概略图。图21是第12变化例的热利用系统的概略图。图22是第13变化例的热利用系统的概略图。图23是第14变化例的热利用系统的概略图。图24是用来说明具有多个喷射口的喷嘴部的说明图。图25是两端开口的筒状的发热体的剖视图。图26是第15变化例的热利用系统的概略图。图27是第16变化例的热利用系统的概略图。图28是用来说明氢压力控制部的第1模式的说明图。图29是用来说明氢压力控制部的第2模式的说明图。图30是第17变化例的热利用系统的概略图。图31是用来说明第17变化例中的发热装置的作用的说明图。图32是第18变化例的热利用系统的概略图。图33是第19变化例的热利用系统的概略图。图34是用来说明气体导入用分支管的说明图。图35是第20变化例的热利用系统的概略图。图36是第21变化例的热利用系统的概略图。图37是用来说明发热单元与氢循环管线的连接的说明图。图38是第22变化例的发热装置的概略图。图39是第23变化例的发热装置的概略图。图40是第24变化例的发热装置的概略图。图41是第25变化例的发热装置的概略图。图42是第25变化例的发热装置的剖视图。图43是第26变化例的热利用系统的概略图。图44是表示参照实验中的氢透过量、氢供给压力及样品温度的关系的曲线图。图45是表示参照实验中的样品温度与输入电力的关系的曲线图。图46是表示实验例26中的发热体温度与过剩热的关系的曲线图。图47是表示实验例27中的发热体温度与过剩热的关系的曲线图。图48是第2实施方式的热利用系统的概略图。图49是第2实施方式的第1变化例中的发热装置的概略图。图50是第2实施方式的第2变化例中的发热体组件的前视图及俯视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热利用系统，具备：/n发热体，通过氢的吸藏与释放而产生热；/n密闭容器，具有由所述发热体分隔的第1室及第2室；/n温度调节部，调节所述发热体的温度；及/n热利用装置，利用通过所述发热体的热而加热的热介质作为热源；/n所述第1室与所述第2室的所述氢的压力不同，/n所述发热体具有由多孔质体、氢透过膜及质子导电体中的至少任一个形成的支撑体、及支撑在所述支撑体的多层膜，且/n所述多层膜具有：第1层，由氢吸藏金属或氢吸藏合金形成，且厚度小于1000nm；及第2层，由与所述第1层不同的氢吸藏金属、氢吸藏合金或陶瓷形成，且厚度小于1000nm。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181211 JP 2018-2320551.一种热利用系统，具备：
发热体，通过氢的吸藏与释放而产生热；
密闭容器，具有由所述发热体分隔的第1室及第2室；
温度调节部，调节所述发热体的温度；及
热利用装置，利用通过所述发热体的热而加热的热介质作为热源；
所述第1室与所述第2室的所述氢的压力不同，
所述发热体具有由多孔质体、氢透过膜及质子导电体中的至少任一个形成的支撑体、及支撑在所述支撑体的多层膜，且
所述多层膜具有：第1层，由氢吸藏金属或氢吸藏合金形成，且厚度小于1000nm；及第2层，由与所述第1层不同的氢吸藏金属、氢吸藏合金或陶瓷形成，且厚度小于1000nm。


2.根据权利要求1所述的热利用系统，具备氢循环管线，所述氢循环管线设置在所述密闭容器的外部，连接所述第1室与所述第2室，使包含所述氢的氢系气体在所述密闭容器的内部与外部之间循环，
所述第1室具有与所述氢循环管线连接且导入所述氢系气体的导入口，
所述第2室具有与所述氢循环管线连接且回收所述氢系气体的回收口，且
所述第1室的所述氢的压力高于所述第2室的所述氢的压力。


3.根据权利要求2所述的热利用系统，其中所述氢循环管线具有将所述氢系气体中所含的杂质去除的过滤器。


4.根据权利要求2或3所述的热利用系统，其中所述氢循环管线具有：
缓冲罐，贮存所述氢系气体；
导入管线，连接所述缓冲罐与所述导入口，将所述缓冲罐中贮存的所述氢系气体导入到所述第1室；及
回收管线，连接所述回收口与所述缓冲罐，将经由所述发热体从所述第1室向所述第2室透过的所述氢系气体回收并送回到所述缓冲罐。


5.根据权利要求4所述的热利用系统，其中所述温度调节部具有：
温度传感器，检测所述发热体的温度；
加热器，将所述发热体加热；及
输出控制部，基于所述温度传感器检测出的温度进行所述加热器的输出的控制。


6.根据权利要求5所述的热利用系统，其中所述热利用装置具有供所述热介质循环的热介质循环管线。


7.根据权利要求6所述的热利用系统，其中所述热介质循环管线具有热介质流量控制部，所述热介质流量控制部基于所述温度传感器检测出的温度进行所述热介质的流量的控制。


8.根据权利要求6或7所述的热利用系统，其中所述热利用装置具有收纳容器，所述收纳容器收纳所述密闭容器，与所述热介质循环管线连接，使所述热介质在与所述密闭容器之间所形成的间隙流通，且
将沿所述间隙流通并通过所述发热体的热而加热的所述热介质向所述热介质循环管线排出，将沿所述热介质循环管线流通并被冷却的所述热介质导入到所述收纳容器。


9.根据权利要求8所述的热利用系统，其中所述回收管线穿过所述间隙，使已被沿所述间隙流通的所述热介质夺取热的所述氢系气体返回到所述缓冲罐。


10.根据权利要求8所述的热利用系统，其中所述导入管线穿过所述间隙，并导入已由沿所述间隙流通的所述热介质预热的所述氢系气体。


11.根据权利要求6或7所述的热利用系统，其中所述热介质循环管线具有沿着所述密闭容器的外周设置的传热管，且
将沿所述传热管流通的所述热介质通过与所述发热体的热交换而加热。


12.根据权利要求5至11中任一项所述的热利用系统，其中所述加热器设置在所述导入管线，通过将沿所述导入管线流通的所述氢系气体加热而将所述发热体加热。


13.根据权利要求5至12中任一项所述的热利用系统，其中所述热利用装置具有第1热交换器，所述第1热交换器设置在所述回收管线，在与通过所述发热体的热而加热并沿所述回收管线流通的所述氢系气体之间进行热交换。


14.根据权利要求5至13中任一项所述的热利用系统，其中所述热利用装置具有：
非透过气体回收管线，连接所述第1室与所述导入管线，将从所述导入管线导入到所述第1室的所述氢系气体中没有透过所述发热体的非透过气体回收并送回到所述导入管线；及
第2热交换器，设置在所述非透过气体回收管线，在与通过所述发热体的热而加热的所述非透过气体之间进行热交换。


15.根据权利要求14所述的热利用系统，其中所述非透过气体回收管线具有非透过气体流量控制部，所述非透过气体流量控制部基于所述温度传感器检测出的温度进行所述非透过气体的流量的控制。


16.根据权利要求14或15所述的热利用系统，具备喷嘴部，所述喷嘴部设置在所述导入口与所述发热体之间，与所述导入管线连接，将沿所述导入管线流通的所述氢系气体向所述发热体喷射。


17.根据权利要求16所述的热利用系统，其中所述发热体形成为有底筒状，且
所述喷嘴部具有沿所述发热体的轴向排列的多个喷射口，从所述多个喷射口向所述发热体的内表面整个区域喷射所述氢系气体。


18.根据权利要求16所述的热利用系统，其中所述发热体形成为板状，且
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩村康弘，伊藤岳彦，笠木治郎太，吉野英树，平野章太郎，伊势雅英，茨城哲治，
申请(专利权)人：绿净星球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP