(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱機関（２）から排出される熱を増幅しランキンサイクル（４）に熱供給するヒートポンプにおいて、
前記熱機関の熱により水素を放出可能な第１低温反応型水素吸蔵合金（１３）、及び、前記第１低温反応型水素吸蔵合金を収容する第１高圧容器（１２）を有し、前記熱機関から受熱可能に設けられる第１低温反応部（１０）と、
前記第１低温反応型水素吸蔵合金から放出された水素を吸蔵することにより発熱可能な第１高温反応型水素吸蔵合金（１７）、及び、前記第１高圧容器よりも低圧状態で前記第１高温反応型水素吸蔵合金を収容する第１低圧容器（１６）を有し、前記ランキンサイクルに熱供給可能な第１高温反応部（１１）と、
前記第１低圧容器から前記第１高圧容器へ水素を送ることの可能な水素移送手段（３０，３０１，３０２，９１，９２，９３，９４）と、
前記第１高圧容器から前記第１低圧容器へ流れる水素の圧力により動力を発生する動力発生手段（４０，４０１，４０２）と、
前記熱機関の熱により水素を放出可能な第２低温反応型水素吸蔵合金（２３）、及び、前記第２低温反応型水素吸蔵合金を収容する第２高圧容器（２２）を有し、前記熱機関から受熱可能に設けられる第２低温反応部（２０）と、
前記第２低温反応型水素吸蔵合金から放出された水素を吸蔵することにより発熱可能な第２高温反応型水素吸蔵合金（２７）、及び、前記第２高圧容器よりも低圧状態で前記第２高温反応型水素吸蔵合金を収容する第２低圧容器（２６）を有し、前記ランキンサイクルに熱供給可能な第２高温反応部（２１）と、
前記熱機関から排出される熱を前記第１低温反応部へ伝熱する第１熱交換器（１４）と、
前記第１高温反応部の発熱を前記ランキンサイクルに伝熱する第２熱交換器（１８）と、
前記熱機関から排出される熱を前記第２低温反応部へ伝熱する第３熱交換器（２４）と、
前記第２高温反応部の発熱を前記ランキンサイクルに伝熱する第４熱交換器（２９）と、
前記第１から第４熱交換器及び前記水素移送手段を駆動制御する制御手段（６０）と、を備え、
前記水素移送手段は、前記第１低圧容器から前記第１高圧容器への水素の移送、及び、前記第２低圧容器から前記第２高圧容器への水素の移送が可能であり、
前記動力発生手段は、前記第１高圧容器から前記第１低圧容器へ流れる水素の圧力、及び、前記第２高圧容器から前記第２低圧容器へ流れる水素の圧力により動力を発生可能であり、
前記制御手段は、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器を駆動する際、前記第３熱交換器及び前記第４熱交換器の駆動を停止すると共に、前記水素移送手段により前記第２低圧容器から前記第２高圧容器へ水素を移送し、
前記第３熱交換器及び前記第４熱交換器を駆動する際、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の駆動を停止すると共に、前記水素移送手段により前記第１低圧容器から前記第１高圧容器へ水素を移送することを特徴とするヒートポンプ。
【請求項２】
前記第１低温反応部から前記第１高温反応部へ伝熱する第１ヒートパイプ（７１）と、
前記第２低温反応部から前記第２高温反応部へ伝熱する第２ヒートパイプ（７４）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項３】
前記第１ヒートパイプは、前記第１高温反応部と前記第１低温反応部とを接続する第１管体（７２）、及び、前記第１管体の内側に充填され蒸発及び凝縮可能な作動液（７３）を有し、
前記第２ヒートパイプは、前記第２高温反応部と前記第２低温反応部とを接続する第２管体（７５）、及び、前記第２管体の内側に充填され蒸発及び凝縮可能な作動液（７６）を有し、
前記第１高温反応部は前記第１低温反応部よりも重力方向上側に配置され、
前記第２高温反応部は前記第２低温反応部よりも重力方向上側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ。
【請求項４】
前記第１低圧容器から延びる配管（８１）と前記第１高圧容器から延びる配管（８０）と前記水素移送手段とを連通または遮断可能であり、且つ、前記第２低圧容器から延びる配管（８３）と前記第２高圧容器から延びる配管（８２）と前記水素移送手段とを連通または遮断可能な流路切替手段（５０）と、をさらに備え、
前記水素移送手段は、１個のコンプレッサ（３０）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【請求項５】
前記流路切替手段は、
前記第１高圧容器から延びる配管と前記第１低圧容器から延びる配管と前記動力発生手段とを連通または遮断可能であり、且つ、前記第２高圧容器から延びる配管と前記第２低圧容器から延びる配管と前記動力発生手段とを連通または遮断可能であることを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ。
【請求項６】
前記コンプレッサは、前記動力発生手段が発生した動力を動力源として駆動することを特徴とする請求項４または５に記載のヒートポンプ。
【請求項７】
前記コンプレッサを駆動するモータ（３１）を備えることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【請求項８】
前記水素移送手段は、
前記第１低温反応型水素吸蔵合金を冷却可能な第１冷却手段（９１）と、
前記第２低温反応型水素吸蔵合金を冷却可能な第２冷却手段（９３）と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【請求項９】
前記熱機関はエンジンであり、
前記第１冷却手段及び前記第２冷却手段は、前記エンジンの冷却水により前記第１低温反応型水素吸蔵合金または前記第２低温反応型水素吸蔵合金を冷却することを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ。
【請求項１０】
前記水素移送手段は、
前記第１高温反応型水素吸蔵合金を加熱可能な第１加熱手段（９２）と、
前記第２高温反応型水素吸蔵合金を加熱可能な第２加熱手段（９４）と、を有することを特徴とする請求項１から３、８、９のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【請求項１１】
前記熱機関はエンジンであり、
前記第１加熱手段及び前記第２加熱手段は、前記エンジンから排出された排ガスにより前記第１高温反応型水素吸蔵合金または前記第２高温反応型水素吸蔵合金を加熱することを特徴とする請求項１０に記載のヒートポンプ。
【請求項１２】
前記熱機関はエンジンであり、
前記第１低温反応部及び前記第２低温反応部は、前記エンジンの排ガスから受熱可能であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【請求項１３】
前記第１から第４熱交換器に用いられる媒体は、溶融塩または水であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【請求項１４】
前記第１低温反応型水素吸蔵合金または前記第１高温反応型水素吸蔵合金に代えて、炭素原子を含む物質を吸蔵するとともに発熱し、炭素原子を含む物質を放出するとともに吸熱する性質を有する炭素吸蔵材とすることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱増幅を行うヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱機関から排出される熱を増幅するヒートポンプが知られている。
特許文献１に記載のヒートポンプは、低温反応型水素吸蔵合金と高温反応型水素吸蔵合金を用いて熱増幅を行うものである。このヒートポンプは、１００−３００℃の熱により低温反応型水素吸蔵合金を加熱し、そこから水素を放出させる。次に、ヒートポンプは、その低温反応型水素吸蔵合金から放出された水素を、３００−５００℃の原子力排熱により加熱した高温反応型水素吸蔵合金に吸蔵させる。これにより、ヒートポンプは、高温反応型水素吸蔵合金を水素吸蔵反応によって発熱させ、８００−１２００℃の高熱を取り出している。
【０００３】
また、ヒートポンプは、高温反応型水素吸蔵合金の水素吸蔵反応が終了すると、コンプレッサにより高温反応型水素吸蔵合金を減圧すると共に低温反応型水素吸蔵合金を加圧する。これにより、高温反応型水素吸蔵合金から放出された水素が低温反応型水素吸蔵合金に吸蔵されることで、低温反応型水素吸蔵合金と高温反応型水素吸蔵合金は再生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５４３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１には、低温反応型水素吸蔵合金が収容された圧力容器から、高温反応型水素吸蔵合金が収容された複数個の圧力容器に対し、それぞれ時間差を与えながら水素を供給することにより、連続的に熱を取り出すことが記載されている。
しかしながら、高温反応型水素吸蔵合金が収容された複数個の圧力容器に対し、高温反応型水素吸蔵合金を再生する際に必要となるコンプレッサをそれぞれ接続すると、複数個のコンプレッサが必要になる。これにより、ヒートポンプの構成が複雑になると共に、その製造コストが増大することが懸念される。
【０００６】
また、特許文献１のヒートポンプは、低温反応型水素吸蔵合金が収容された高圧の圧力容器から高温反応型水素吸蔵合金が収容された低圧の圧力容器へ向けて、互いの圧力容器内の圧力差を利用して水素を送っている。しかしながら、このヒートポンプは、２つの圧力容器の間を水素が移動する際のエネルギが無駄になっているおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みてなられたものであり、エネルギ効率を高めることの可能なヒートポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、熱機関から排出される熱を増幅しランキンサイクルに熱供給するヒートポンプであり、第１低温反応部、第１高温反応部、水素移送手段および動力発生手段を備える。
熱機関から受熱可能に設けられる第１低温反応部は、熱機関の熱により水素を放出可能な第１低温反応型水素吸蔵合金、及び、その第１低温反応型水素吸蔵合金を収容する第１高圧容器を有する。ランキンサイクルに熱供給可能な第１高温反応部は、第１低温反応型水素吸蔵合金から放出された水素を吸蔵することにより発熱可能な第１高温反応型水素吸蔵合金、及び、第１高圧容器よりも低圧状態で第１高温反応型水素吸蔵合金を収容する第１低圧容器を有する。水素移送手段は、第１低圧容器から第１高圧容器へ水素を送ることが可能である。動力発生手段は、第１高圧容器から第１低圧容器へ流れる水素の圧力により動力を発生する。
これにより、ヒートポンプは、動力発生手段が発生する動力を利用することによりエネルギ効率を高めることが可能である。
また、本発明は、熱機関の熱により水素を放出可能な第２低温反応型水素吸蔵合金、及び、第２低温反応型水素吸蔵合金を収容する第２高圧容器を有し、熱機関から受熱可能に設けられる第２低温反応部を備える。また、第２低温反応型水素吸蔵合金から放出された水素を吸蔵することにより発熱可能な第２高温反応型水素吸蔵合金、及び、第２高圧容器よりも低圧状態で第２高温反応型水素吸蔵合金を収容する第２低圧容器を有し、ランキンサイクルに熱供給可能な第２高温反応部を備える。また、熱機関から排出される熱を第１低温反応部へ伝熱する第１熱交換器を備える。また、第１高温反応部の発熱をランキンサイクルに伝熱する第２熱交換器を備える。また、熱機関から排出される熱を第２低温反応部へ伝熱する第３熱交換器を備える。また、第２高温反応部の発熱をランキンサイクルに伝熱する第４熱交換器を備える。また、第１から第４熱交換器及び水素移送手段を駆動制御する制御手段を備える。
本発明では、水素移送手段は、第１低圧容器から第１高圧容器への水素の移送、及び、第２低圧容器から第２高圧容器への水素の移送が可能である。動力発生手段は、第１高圧容器から第１低圧容器へ流れる水素の圧力、及び、第２高圧容器から第２低圧容器へ流れる水素の圧力により動力を発生可能である。制御手段は、第１熱交換器及び第２熱交換器を駆動する際、第３熱交換器及び第４熱交換器の駆動を停止すると共に、水素移送手段により第２低圧容器から第２高圧容器へ水素を移送し、第３熱交換器及び第４熱交換器を駆動する際、第１熱交換器及び第２熱交換器の駆動を停止すると共に、水素移送手段により第１低圧容器から第１高圧容器へ水素を移送する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるヒートポンプの構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプの構成図である。
【図３】第１実施形態のヒートポンプが備えるバルブの断面図である。
【図４】第１実施形態のヒートポンプが備えるバルブの断面図である。
【図５】図３のＶ方向の矢視図である。
【図６】図３のＶＩ方向の矢視図である。
【図７】各種水素吸着合金の温度と圧力の関係を示すグラフである。
【図８】ＴｉＣｒ系水素吸蔵合金の水素圧力と吸蔵量の関係を示すグラフである。
【図９】ＣａＭｇ系水素吸蔵合金の水素圧力と吸蔵量の関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態のヒートポンプの構成図である。
【図１１】第２実施形態のヒートポンプの構成図である。
【図１２】第３実施形態のヒートポンプの構成図である。
【図１３】第４実施形態のヒートポンプの構成図である。
【図１４】第５実施形態のヒートポンプの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には、図面に同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図９に示す。本実施形態のヒートポンプ１は、熱機関としてのエンジン２の排気管３を流れる排ガスの熱（以下「エンジン２の排熱」という）を増幅し、ランキンサイクル４等に熱供給するものである。本実施形態におけるエンジン２は、特許請求の範囲に記載の「熱機関」の一例に相当する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０、第１高温反応部１１、第２低温反応部２０、第２高温反応部２１、コンプレッサ３０、タービン４０、バルブ５０および電子制御装置（以下「ＥＣＵ６０」という）等を備えている。
なお、図１は、第１低温反応部１０がエンジン２の排熱を受熱し、第１高温反応部１１からランキンサイクル４へ熱供給する状態を示している。一方、図２は、第２低温反応部２０がエンジン２の排熱を受熱し、第２高温反応部２１からランキンサイクル４へ熱供給する状態を示している。
本実施形において、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１を含む構成を第１系統と称し、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１を含む構成を第２系統と称する。第１系統と第２系統は、ヒートポンプ１の各部を制御するＥＣＵ６０の制御により、ランキンサイクル４に対し、所定時間間隔で交互に熱供給を行う。
【００１２】
まず、第１系統について説明する。
第１系統を構成する第１低温反応部１０は、第１高圧容器１２、及び、低温反応型水素吸蔵合金１３を有する。
第１高圧容器１２の内側に充満する水素の圧力は、例えば０．１ＭＰａ程度である。この第１高圧容器１２に低温反応型水素吸蔵合金１３が収容される。
なお、第１高圧容器１２が収容する低温反応型水素吸蔵合金１３は、特許請求の範囲に記載の「第１低温反応型水素吸蔵合金」に相当する。
【００１３】
排気管３を流れる排ガスと第１低温反応部１０との間の熱交換は、第１熱交換器１４により行われる。図１の状態で、第１熱交換器１４に設けられたポンプ１５は、ＥＣＵ６０の制御により駆動しており、第１熱交換器１４の配管を媒体が循環している。エンジン２の排熱は、例えば３５０℃程度であり、第１熱交換器１４を経由して、低温反応型水素吸蔵合金１３へ伝熱される。低温反応型水素吸蔵合金１３は、エンジン２の排熱が第１熱交換器１４を経由して伝わると、吸蔵した水素を放出する性質を有する。
なお、第１熱交換器１４及び後述する第２−４熱交換器１８，２４，２８に用いられる媒体として、硝酸カリウム（ＮＯ3）４０％−硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）６０％を含む溶融塩、または水が例示される。これらの媒体は、エンジン２の異常燃焼などにより媒体の温度が例えば６００℃程度になった場合でも分解することなく、熱移動を行うことが可能である。
【００１４】
第１高温反応部１１は、第１低圧容器１６、及び、高温反応型水素吸蔵合金１７を有する。第１高温反応部１１は、第１低温反応部１０よりも重力方向上側に配置されている。
第１低圧容器１６の内側に充満する水素の圧力は、例えば０．０８ＭＰａ程度である。この第１低圧容器１６に高温反応型水素吸蔵合金１７が収容される。即ち、第１低圧容器１６は、第１高圧容器１２よりも低圧状態で高温反応型水素吸蔵合金１７を収容している。
なお、第１低圧容器１６が収容する高温反応型水素吸蔵合金１７は、特許請求の範囲に記載の「第１高温反応型水素吸蔵合金」に相当する。
【００１５】
第１低温反応部１０から第１高温反応部１１への熱移動は、第１ヒートパイプ７１により行われる。第１ヒートパイプ７１は、一端が第１高温反応部１１に接続され、他端が第１低温反応部１０に接続された第１管体７２、及び、その第１管体７２の内側に充填された作動液７３を有する。作動液７３は、第１低温反応部１０により加熱されると蒸発し、蒸気となって重力方向上側の第１高温反応部１１へ移動する。この蒸気は、第１高温反応部１１で放熱すると凝縮し、重力により第１低温反応部１０へ戻る。そのため、第１ヒートパイプ７１は、第１低温反応部１０から第１高温反応部１１へ熱を伝えることが可能である。これにより、第１高温反応部１１は、高温反応型水素吸蔵合金１７が水素吸蔵反応することの可能な温度に加熱される。
なお、第１高温反応部１１は、第１低温反応部１０よりも重力方向上側に配置されているので、第１高温反応部１１から第１低温反応部１０への第１ヒートパイプ７１による熱移動は遮断されている。
【００１６】
図１の状態で、第１高圧容器１２から延びる配管８０と第１低圧容器１６から延びる配管８１とは、バルブ５０とタービン４０を介して接続されている。第１高圧容器１２と第１低圧容器１６との差圧により、第１高圧容器１２から第１低圧容器１６へ水素が流れると、高温反応型水素吸蔵合金１７は、その水素を吸蔵することにより発熱する。
第１高温反応部１１とランキンサイクル４との間の熱交換は、第２熱交換器１８により行われる。図１の状態で、第２熱交換器１８に設けられたポンプ１９は、ＥＣＵ６０の制御により駆動しており、第２熱交換器１８の流路を媒体が循環している。高温反応型水素吸蔵合金１７の熱は、第２熱交換器１８を経由して、ランキンサイクル４へ伝熱される。本実施形態では、ポンプ１５による媒体の流量制御により、第２熱交換器１８の流路を流れる媒体は例えば６００℃程度に調整される。ランキンサイクル４は、その熱を動力又は電気に変換する。
【００１７】
次に、第２系統について説明する。
第２系統を構成する第２低温反応部２０は、第２高圧容器２２、及び、低温反応型水素吸蔵合金２３を有する。第２低温反応部２０の構成は、第１低温反応部１０の構成と実質的に同一である。
第２高圧容器２２が収容する低温反応型水素吸蔵合金２３は、特許請求の範囲に記載の「第２低温反応型水素吸蔵合金」に相当する。
排気管３を流れる排ガスと第２低温反応部２０との間の熱交換は、第３熱交換器２４により行われる。図１の状態で、第３熱交換器２４に設けられたポンプ２５は、ＥＣＵ６０の制御により駆動を停止している。そのため、エンジン２の排熱は、第２低温反応部２０の低温反応型水素吸蔵合金２３へ伝熱されていない。
【００１８】
第２高温反応部２１は、第２低圧容器２６、及び、高温反応型水素吸蔵合金２７を有する。第２高温反応部２１の構成は、第１高温反応部１１の構成と実質的に同一である。
第２低圧容器２６が収容する高温反応型水素吸蔵合金２７は、特許請求の範囲に記載の「第２高温反応型水素吸蔵合金」に相当する。
また、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１とを接続する第２ヒートパイプ７４も、第２管体７５及びその内側に充填された作動液７６を有する。第２ヒートパイプ７４の構成は、第１ヒートパイプ７１の構成と実質的に同一である。
【００１９】
続いて、第１系統と第２系統に共通する構成、即ち、タービン４０、バルブ５０及びコンプレッサ３０等について説明する。
上述したように、図１の状態で、第１高圧容器１２から延びる配管８０と第１低圧容器１６から延びる配管８１とは、バルブ５０とタービン４０を介して接続されている。
この状態で、第１高圧容器１２と第１低圧容器１６との差圧により、第１高圧容器１２から第１低圧容器１６へ水素が流れると、第１高圧容器１２から延びる配管８０に接続されたタービン４０が回転する。なお、タービン４０は、第１低圧容器１６から延びる配管８１に接続されていてもよい。タービン４０は、第１高圧容器１２から第１低圧容器１６へ流れる水素の圧力により動力を発生する。タービン４０の回転軸（図示していない）は、ベルトまたはギヤを介して後述するコンプレッサ３０の回転軸（図示していない）に接続されている。なお、タービン４０の回転軸とコンプレッサ３０の回転軸とは直接接続されていてもよい。これにより、タービン４０が発生する動力は、コンプレッサ３０の駆動に使用される。
本実施形態のタービン４０は、特許請求の範囲に記載の「動力発生手段」の一例に相当する。
【００２０】
図１の状態で、第２高圧容器２２から延びる配管８２と第２低圧容器２６から延びる配管８３とは、バルブ５０とコンプレッサ３０を介して接続されている。
本実施形態のコンプレッサ３０は、特許請求の範囲に記載の「水素移送手段」の一例に相当する。また、本実施形態のバルブ５０は、特許請求の範囲に記載の「流路切替手段」の一例に相当する。
本実施形態のヒートポンプ１が備えるコンプレッサ３０は１個である。コンプレッサ３０は、ＥＣＵ６０の制御により、モータ３１が発生した動力、および、タービン４０が発生した動力の少なくともいずれか一方を動力源として駆動する。コンプレッサ３０は、バキュームコンプレッサであり、第２低圧容器２６を減圧し、第２高圧容器２２を加圧することが可能である。これにより、第２低圧容器２６に収容された高温反応型水素吸蔵合金２７が水素を放出し、その水素が第２低圧容器２６から第２高圧容器２２へ送られる。また、第２高圧容器２２に収容された低温反応型水素吸蔵合金２３は水素を吸蔵する。その際、低温反応型水素吸蔵合金２３は水素の吸蔵により発熱し、高温反応型水素吸蔵合金２７は水素の放出により吸熱する。
【００２１】
このとき、第２ヒートパイプ７４は、第２低温反応部２０の低温反応型水素吸蔵合金２３から第２高温反応部２１の高温反応型水素吸蔵合金２７へ伝熱する。これにより、低温反応型水素吸蔵合金２３による水素の吸蔵が促進され、高温反応型水素吸蔵合金２７の水素の放出が促進される。
なお、図１の状態で、第４熱交換器２８に設けられたポンプ２９は、ＥＣＵ６０の制御により駆動を停止している。そのため、第２高温反応部２１の高温反応型水素吸蔵合金２７の吸熱によりランキンサイクル４の熱が奪われることはない。
【００２２】
図１に示すように、バルブ５０は、ＥＣＵ６０の制御により、第１高圧容器１２から延びる配管８０とタービン４０と第１低圧容器１６から延びる配管８１とを接続すると共に、第２低圧容器２６から延びる配管８３とコンプレッサ３０と第２高圧容器２２から延びる配管８２とを接続することが可能である。このとき、上述したように、ＥＣＵ６０は、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５，１９を駆動し、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９の駆動を停止する。また、ＥＣＵ６０は、モータ３１およびタービン４０の動力によりコンプレッサ３０を駆動する。これにより、第１低温反応部１０がエンジン２の排熱を受熱し、第１高温反応部１１からランキンサイクル４へ熱供給が行われる。これと同時に、第２高温反応部２１から第２低温反応部２０へ水素が移行し、第２高温反応部２１の高温反応型水素吸蔵合金２７と第２低温反応部２０の低温反応型水素吸蔵合金２３が再生される。
【００２３】
また、図２に示すように、バルブ５０は、ＥＣＵ６０の制御により、第２高圧容器２２から延びる配管８２とタービン４０と第２低圧容器２６から延びる配管８３とを接続すると共に、第１低圧容器１６から延びる配管８１とコンプレッサ３０と第１高圧容器１２から延びる配管８０とを接続することも可能である。このとき、ＥＣＵ６０は、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９を駆動し、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５，１９の駆動を停止する。また、ＥＣＵ６０は、モータ３１およびタービン４０の動力によりコンプレッサ３０を駆動する。これにより、第２低温反応部２０がエンジン２の排熱を受熱し、第２高温反応部２１からランキンサイクル４へ熱供給が行われる。これと同時に、第１高温反応部１１から第１低温反応部１０へ水素が移行し、第１高温反応部１１の高温反応型水素吸蔵合金１７と第１低温反応部１０の低温反応型水素吸蔵合金１３が再生される。
【００２４】
次に、バルブ５０の構成の一例を図３から図６に示す。
バルブ５０は、円柱状のバルブ本体５５と、そのバルブ本体５５を収容可能な筒状の穴を有するハウジング５６とを有する。バルブ本体５５は、第１−第４流路５１−５４を有する。ハウジング５６には複数の配管８０−８７が接続可能である。図３において、ハウジング５６には、周方向に、「第１高温反応部１１から延びる配管８１」、「第１低温反応部１０から延びる配管８０」、「コンプレッサ３０の出口側の配管８７」、「タービン４０の入口側の配管８４」、「第２高温反応部２１から延びる配管８３」、「第２低温反応部２０から延びる配管８２」、「コンプレッサ３０の入口側の配管８６」および「タービン４０の出口側の配管８５」の順に接続される。
【００２５】
図５及び図６に示すように、「第１低温反応部１０から延びる配管８０」、「タービン４０の入口側の配管８４」、「第２低温反応部２０から延びる配管８２」および「タービン４０の出口側の配管８５」は、ハウジング５６の軸方向の一方（図５及び図６の紙面上側）に設けられる。これに対し、「第１高温反応部１１から延びる配管８１」、「コンプレッサ３０の出口側の配管８７」、「第２高温反応部２１から延びる配管８３」および「コンプレッサ３０の入口側の配管８６」は、ハウジング５６の軸方向の他方（図５及び図６の紙面下側）に設けられる。
【００２６】
ヒートポンプ１が上述した図１のモードのとき、バルブ５０は図３の状態となる。このとき、第１低温反応部１０から延びる配管８０とタービン４０の入口側の配管８４とが第１流路５１により接続され、タービン４０の出口側の配管８５と第１高温反応部１１から延びる配管８１とが第２流路５２により接続される。また、第２高温反応部２１から延びる配管８３とコンプレッサ３０の入口側の配管８６とが第３流路５３により接続され、コンプレッサ３０の出口側の配管８７と第２低温反応部２０から延びる配管８２とが第４流路５４により接続される。
【００２７】
一方、ヒートポンプ１が上述した図２のモードのとき、バルブ５０は図４の状態となる。図４の状態は、図３の状態からバルブ本体５５がハウジング５６に対し軸周りに所定角度回転したものである。このとき、第２低温反応部２０から延びる配管８２とタービン４０の入口側の配管８４とが第１流路５１により接続され、タービン４０の出口側の配管８５と第２高温反応部２１から延びる配管８３とが第４流路５４により接続される。また、第１高温反応部１１から延びる配管８１とコンプレッサ３０の入口側の配管８６とが第３流路５３により接続され、コンプレッサ３０の出口側の配管８７と第１低温反応部１０から延びる配管８０とが第２流路５２により接続される。
【００２８】
この構成により、バルブ５０は、第１低温反応部１０とタービン４０と第１高温反応部１１とを接続し、又は、第２低温反応部２０とタービン４０と第２高温反応部２１とを接続することが可能である。また、バルブ５０は、第１高温反応部１１とコンプレッサ３０と第１低温反応部１０とを接続し、又は、第２高温反応部２１とコンプレッサ３０と第２低温反応部２０とを接続することが可能である。
【００２９】
続いて、本実施形態の第１、第２低温反応部１０、２０が有する低温反応型水素吸蔵合金１３、２３、及び、第１、第２高温反応部１１、２１が有する高温反応型水素吸蔵合金１７、２７の一例について説明する。
図７に示すように、水素吸蔵合金は、その元素構成により、水素吸蔵発熱反応、及び、水素放出吸熱反応が行われる温度範囲および圧力範囲が異なっている。例えばチタン−クロム合金（ＴｉＣｒ）は、比較的高温領域でそれらの反応が行われる。また、カルシウム−マグネシウム合金（ＣａＭｇ）は、比較的低温領域でそれらの反応が行われる。
なお、図７では、高温領域と低温領域の一例をそれぞれ図示している。但し、高温領域と低温領域は、図７に示した範囲に限らず、低温反応型水素吸蔵合金または高温反応型水素吸蔵合金として使用される合金の性質によって変わるものである。
【００３０】
図８に示すように、チタン−クロム合金（ＴｉＣｒ）は、Ｃｒの含量率０．２〜１５ｗｔ．％のものにおいて、融点が１６００℃以上であり、且つ、水素吸蔵発熱反応が３００−８００℃の比較的高温でも生ずる。したがって、高温反応型水素吸蔵合金１７、２７として、チタン−クロム合金（ＴｉＣｒ）を採用することが可能である。
一方、図９に示すように、カルシウム−マグネシウム合金（ＣａＭｇ）は、Ｍｇの含量率１−５ｗｔ．％のものにおいて、水素吸蔵発熱反応が３２０−４００℃の比較的低温で生ずる。したがって、低温反応型水素吸蔵合金１３、２３として、カルシウム−マグネシウム合金（ＣａＭｇ）を採用することが可能である。
これらの合金は、３ｋｇにて、１９ｋＪ／ｓのエンジン２の排熱を利用することが可能である。
なお、ヒートポンプ１は、高温反応型水素吸蔵合金１７、２７と低温反応型水素吸蔵合金１３、２３に関し、上述した合金に限らず、エンジン２の排熱およびランキンサイクル４に必要な熱量に応じて種々の合金を採用してもよい。
【００３１】
上述した第１実施形態のヒートポンプ１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、動力発生手段としてのタービン４０が、第１高圧容器１２から第１低圧容器１６へ流れる水素の圧力により動力を発生する。
これにより、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１との差圧により回転するタービン４０から動力を取り出すことにより、エネルギ効率を高めることが可能である。
【００３２】
（２）第１実施形態では、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０、第１高温反応部１１、第２低温反応部２０及び第２高温反応部２１を備える。
これにより、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１による熱増幅と、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１による熱増幅を交互に行うことにより、熱機関から連続して熱を取り出し、ランキンサイクル４に利用することができる。
【００３３】
（３）第１実施形態では、ＥＣＵ６０は、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５を駆動する際、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９の駆動を停止すると共に、コンプレッサ３０により第２低圧容器２６から第２高圧容器２２へ水素を移送する。また、ＥＣＵ６０は、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９を駆動する際、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５，１９の駆動を停止すると共に、コンプレッサ３０により第１低圧容器１６から第１高圧容器１２へ水素を移送する。
これにより、ＥＣＵ６０は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１による熱増幅を行うときに第２低温反応部２０と第２高温反応部２１を再生し、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１による熱増幅を行うときに第１低温反応部１０と第１高温反応部１１を再生することが可能である。
【００３４】
（４）第１実施形態では、ヒートポンプ１は、１個のコンプレッサ３０のみを備えている。また、バルブ５０は、第１低圧容器１６から延びる配管８１とコンプレッサ３０と第１高圧容器１２から延びる配管８０とを連通または遮断可能であり、且つ、第２低圧容器２６から延びる配管８３とコンプレッサ３０と第２高圧容器２２から延びる配管８２とを連通または遮断可能である。
これにより、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１の再生と、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１の再生を１個のコンプレッサ３０と１個のバルブ５０で行うことが可能になる。したがって、ヒートポンプ１の構成を簡素にすると共に、その製造コストを低減することができる。
【００３５】
（５）第１実施形態では、バルブ５０は、第１高圧容器１２から延びる配管８０とタービン４０と第１低圧容器１６から延びる配管８１とを連通または遮断可能であり、且つ、第２高圧容器２２から延びる配管８２とタービン４０と第２低圧容器２６から延びる配管８３とを連通または遮断可能である。
これにより、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１との差圧からの動力の取り出しと、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１との差圧からの動力の取り出しを、１個のタービン４０と１個のバルブ５０で行うことが可能になる。したがって、ヒートポンプ１の構成を簡素にすると共に、製造コストを低減することができる。
【００３６】
（６）第１実施形態では、コンプレッサ３０は、タービン４０が発生した動力を主動力源または副動力源として駆動する。
これにより、タービン４０により取り出した動力をコンプレッサ３０の動力源に使用することにより、ヒートポンプ１はエネルギ効率を高めることができる。
【００３７】
（７）第１実施形態では、コンプレッサ３０を駆動するモータ３１を備える。
これにより、コンプレッサ３０の駆動力を高めることが可能である。そのため、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１の再生、及び、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１の再生を確実に行うことができる。
また、コンプレッサ３０をモータ３１のみで駆動する構成とすれば、タービン４０により取り出した動力をコンプレッサ３０以外に使用することが可能である。
【００３８】
（８）第１実施形態では、ヒートポンプ１は、第１ヒートパイプ７１、及び、第２ヒートパイプ７４を備える。
これにより、第１高温反応部１１と第１低温反応部１０の再生を行う際、第１ヒートパイプ７１により第１高温反応部１１の加熱、及び、第１低温反応部１０の冷却が行われる。そのため、第１高温反応部１１が有する高温反応型水素吸蔵合金１７からの水素の放出、及び、第１低温反応部１０が有する低温反応型水素吸蔵合金１３の水素の吸蔵が促進される。したがって、第１ヒートパイプ７１は、第１高温反応部１１から第１低温反応部１０への水素の移送を促進し、これらの再生を促進することが可能である。
また、第１ヒートパイプ７１は、高温反応型水素吸蔵合金１７の温度を、水素吸蔵反応が可能な温度まで高めることが可能である。
なお、第２ヒートパイプ７４も、第１ヒートパイプ７１と同様の作用効果を奏する。
【００３９】
（９）第１実施形態では、第１高温反応部１１は第１低温反応部１０よりも重力方向上側に配置されている。また、第２高温反応部２１は第２低温反応部２０よりも重力方向上側に配置されている。
これにより、第１ヒートパイプ７１は、第１高温反応部１１から第１低温反応部１０への熱移動を遮断することが可能である。
また、第２ヒートパイプ７４も、第１ヒートパイプ７１と同様に熱移動の遮断が可能である。
【００４０】
（１０）第１実施形態では、第１低温反応部１０及び第２低温反応部２０は、エンジン２の排ガスから受熱可能である。
これにより、ヒートポンプ１は、エンジン２の排熱を熱増幅してランキンサイクル４に利用することが可能である。
【００４１】
（１１）第１実施形態では、第１−第４熱交換器１４，１８，２４，２８に用いられる媒体は、溶融塩または水である。
これにより、第１−第４熱交換器１４，１８，２４，２８は、エンジン２の異常燃焼などにより媒体の温度が例えば６００℃程度になった場合にも、媒体が分解することなく、熱移動を安定して行うことが可能である。
【００４２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０および図１１に示す。第２実施形態では、図１０および図１１の記載において、ヒートポンプ１が備える第１低温反応部１０、第１高温反応部１１、第２低温反応部２０、第２高温反応部２１、コンプレッサ３０およびタービン４０等の配置が、説明の都合上、上述した第１実施形態のものと異なっている。但し、それらの構成は第１実施形態の構成と同一ある。
また、第２実施形態では、図１０および図１１の記載において、エンジン２、排気管３及びランキンサイクル４が、説明の都合上、２か所に図示されている。但し、それらの構成は、１個のものである。なお、ＥＣＵ６０は、図示を省略している。
【００４３】
第２実施形態では、ヒートポンプ１は、２個のバルブ５０１，５０２を備えている。なお、第２実施形態では、バルブ５０１，５０２は、円柱状のバルブ本体のみを図示し、ハウジングの図示を省略している。
図１０の状態において、一方のバルブ５０１（図１０の上側のもの）は、ＥＣＵの制御により、第１高圧容器１２から延びる配管８０とタービン４０と第１低圧容器１６から延びる配管８１とを接続している。また、他方のバルブ５０２（図１０の下側のもの）は、第２低圧容器２６から延びる配管８３とコンプレッサ３０と第２高圧容器２２から延びる配管８２とを接続している。
このとき、ＥＣＵの制御により、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５，１９が駆動し、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９は駆動を停止している。また、タービン４０の動力によりコンプレッサ３０が駆動している。これにより、第１低温反応部１０がエンジン２の排熱を受熱し、第１高温反応部１１からランキンサイクル４へ熱供給が行われる。これと同時に、第２高温反応部２１から第２低温反応部２０へ水素が移行し、第２高温反応部２１と第２低温反応部２０が再生される。
【００４４】
一方、図１１の状態において、２個のバルブ５０１，５０２は、いずれも図１０の状態から軸周りに約１８０°回転している。このとき、一方のバルブ５０１（図１１の上側のもの）は、第２高圧容器２２から延びる配管８２とタービン４０と第２低圧容器２６から延びる配管８３とを接続する。また、他方のバルブ５０２（図１１の下側のもの）は、第１低圧容器１６から延びる配管８１とコンプレッサ３０と第１高圧容器１２から延びる配管８０とを接続している。
このとき、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９が駆動し、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５，１９は駆動を停止している。また、タービン４０の動力によりコンプレッサ３０が駆動している。これにより、第２低温反応部２０がエンジン２の排熱を受熱し、第２高温反応部２１からランキンサイクル４へ熱供給が行われる。これと同時に、第１高温反応部１１から第１低温反応部１０へ水素が移行し、第１高温反応部１１と第１低温反応部１０が再生される。
【００４５】
なお、第２実施形態においても、第１ヒートパイプ７１は、第１低温反応部１０側の端部が、第１高温反応部１１側の端部よりも重力方向下側に配置されている。そのため、第１ヒートパイプ７１は、第１低温反応部１０から第１高温反応部１１へ伝熱可能であり、第１高温反応部１１から第１低温反応部１０への熱移動を遮断する。第２ヒートパイプ７４も、第１ヒートパイプ７１と同様の機能を有する。
第２実施形態は、第１実施形態と同一の作用効果を奏する。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１２に示す。第３実施形態では、図１２の記載において、ヒートポンプ１が備える第１低温反応部１０、第１高温反応部１１、第２低温反応部２０及び第２高温反応部２１等の配置が、説明の都合上、第１、第２実施形態で参照した図の配置と異なっている。但し、それらの構成は第１、第２実施形態の構成と同一ある。
また、第３実施形態でも、図１２の記載において、エンジン２、排気管３及びランキンサイクル４が、説明の都合上、２か所に図示されている。但し、それらの構成は、１個のものである。なお、ＥＣＵ６０は、図示を省略している。
【００４７】
第３実施形態では、ヒートポンプ１は、２個のバルブ５０３，５０４と、２個のタービン４０１，４０２と、２個のコンプレッサ３０１，３０２を備えている。
図１２の状態において、一方のバルブ５０３（図１２の上側のもの）は、第１低圧容器１６から延びる配管８１１と第１高圧容器１２から延びる配管８０１とを接続している。それらの配管８１１，８０１に一方のタービン４０１が設置されている。
また、一方のコンプレッサ３０１は、一方のバルブ５０３と一方のタービン４０１が設けられた配管８１１，８０１とは異なる配管８１２，８０２に設けられている。
【００４８】
他方のバルブ５０４（図１２の下側のもの）は、第２低圧容器２６から延びる配管８３１と第２高圧容器２２から延びる配管８２１とを接続している。それらの配管８３１，８２１に他方のタービン４０が設置されている。
また、他方のコンプレッサ３０２は、他方のバルブ５０４と他方のタービン４０２が設けられた配管８３１，８２１とは異なる配管８３２，８２２に設けられている。
【００４９】
図１２の状態では、一方のバルブ５０３が、第１低圧容器１６から延びる配管８１１と第１高圧容器１２から延びる配管８０１とを連通している。そのため、一方のタービン４０１が駆動し、動力を発生している。また、一方のコンプレッサ３０１は、駆動を停止すると共に、そのコンプレッサ３０１が設けられた配管８１２，８０２の水素の流通を遮断している。第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５、１９は駆動している。
このとき、他方のバルブ５０４は、第２低圧容器２６から延びる配管８３１と第２高圧容器２２から延びる配管８２１との水素の流通を遮断している。そのため、他方のタービン４０２は駆動を停止している。また、他方のコンプレッサ３０２は、一方のタービン４０１から供給される動力を主動力源または副動力源として駆動し、第２高温反応部２１から第２低温反応部２０へ水素を移行している。第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９は駆動を停止している。
これにより、第１低温反応部１０がエンジン２の排熱を受熱し、第１高温反応部１１からランキンサイクル４へ熱供給が行われる。これと同時に、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１が再生される。
【００５０】
図１２の状態から一定時間が経過すると、一方のバルブ５０３が配管８０１，８１１の水素の流通を遮断すると共に他方のバルブ５０４が配管８２１，８３１に水素を流通させる。このため、他方のタービン４０２の動力により一方のコンプレッサ３０１が駆動すると共に、他方のコンプレッサ３０２が駆動を停止する。さらに、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５、１９が停止し、第３熱交換器２４と第４熱交換器２８のポンプ２５，２９が駆動する。これにより、第２低温反応部２０がエンジン２の排熱を受熱し、第２高温反応部２１からランキンサイクル４へ熱供給が行われる。これと同時に、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１が再生される。
第３実施形態は、第１、第２実施形態と同一の作用効果を奏する。
【００５１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１３に示す。第４実施形態のヒートポンプ１は、第３実施形態の構成に対し、第１冷却手段９１、第１加熱手段９２、第２冷却手段９３、および第２加熱手段９４を備えている。第４実施形態の第１冷却手段９１、第１加熱手段９２、第２冷却手段９３、および第２加熱手段９４は、特許請求の範囲に記載の「水素移送手段」の一例に相当する。
なお、第４実施形態のヒートポンプ１は、ヒートパイプを備えていない。但し、第４実施形態の構成に対し、上述した第１〜第３実施形態で説明したヒートパイプを追加してもよい。
【００５２】
第１冷却手段９１、第１加熱手段９２、第２冷却手段９３、および第２加熱手段９４は、いずれも熱交換器によって構成されている。
第１冷却手段９１は、第１熱交換器１４から分岐した配管９１１と切替弁９１２，９１３により構成されている。第１冷却手段９１は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１を再生する際、エンジン２の冷却水により、第１低温反応部１０が有する低温反応型水素吸蔵合金１３を冷却する。
第１加熱手段９２は、第２熱交換器１８から分岐した配管９２１と切替弁９２２，９２３により構成されている。第１加熱手段９２は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１を再生する際、エンジン２の排熱により、第１高温反応部１１が有する高温反応型水素吸蔵合金１７を加熱する。
【００５３】
第２冷却手段９３は、第３熱交換器２４から分岐した配管９３１と切替弁９３２，９３３により構成されている。第２冷却手段９３は、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１を再生する際、エンジン２の冷却水により、第２低温反応部２０が有する低温反応型水素吸蔵合金２３を冷却する。
第２加熱手段９４は、第４熱交換器２８から分岐した配管９４１と切替弁９４２，９４３により構成されている。第２加熱手段９４は、第２低温反応部２０と第２高温反応部２１を再生する際、エンジン２の排熱により、第２高温反応部２１が有する高温反応型水素吸蔵合金２７を加熱する。
【００５４】
第４実施形態は、次の作用効果を奏する。
（１）第４実施形態のヒートポンプ１は、水素移送手段として第１冷却手段９１と第２冷却手段９３を備えている。第１冷却手段９１は、第１低圧容器１６から第１高圧容器１２へ水素を送る際、第１高圧容器１２に収容された低温反応型水素吸蔵合金１３を冷却する。
これにより、第１冷却手段９１は、第１低温反応部１０が有する低温反応型水素吸蔵合金１３の水素の吸蔵を促進することが可能である。したがって、第１冷却手段９１は、その低温反応型水素吸蔵合金１３の再生を促進することが可能である。
また、第２冷却手段９３は、第２低圧容器２６から第２高圧容器２２へ水素を送る際、第２高圧容器２２に収容された低温反応型水素吸蔵合金２３を冷却する。
第２冷却手段９３も、第１冷却手段９１と同様の作用効果を奏する。
【００５５】
（２）第４実施形態では、第１冷却手段９１と第２冷却手段９３が、エンジン２の冷却水により低温反応型水素吸蔵合金１３、２３を冷却する。
これにより、エンジン２が元々備えている冷却水により第１冷却手段９１と第２冷却手段９３を構成することにより、ヒートポンプ１の構成を簡素にすることができる。
なお、第１冷却手段９１と第２冷却手段９３を、空冷式により構成してもよい。
【００５６】
（３）第４実施形態のヒートポンプ１は、水素移送手段として第１加熱手段９２と第２加熱手段９４を備えている。第１加熱手段９２は、第１低圧容器１６から第１高圧容器１２へ水素を送る際、第１低圧容器１６に収容された高温反応型水素吸蔵合金１７を加熱する。
これにより、第１加熱手段９２は、第１高温反応部１１が有する高温反応型水素吸蔵合金１７の水素の放出を促進することが可能である。したがって、第１加熱手段９２は、その高温反応型水素吸蔵合金１７の再生を促進することが可能である。
また、第２加熱手段９４は、第２低圧容器２６から第２高圧容器２２へ水素を送る際、第２低圧容器２６に収容された高温反応型水素吸蔵合金２７を加熱する。
第２加熱手段９４も、第１加熱手段９２と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
（４）第４実施形態では、第１加熱手段９２と第２加熱手段９４が、エンジン２の排熱により第１高温反応部１１及び第２高温反応部２１を加熱する。
これにより、ヒートポンプ１の構成を簡素にするとともに、エンジン２の排熱を有効に利用することができる。
【００５８】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１４に示す。第５実施形態のヒートポンプ１は、第１−第４実施形態の構成に対し、第２低温反応部と第２高温反応部を備えていない。
バルブ５０３は、第１低温反応部１０から延びる配管８０１と第１高温反応部１１から延びる配管８１１とを連通または遮断可能である。コンプレッサ３０１は、バルブ５０３とタービン４０１が設けられた配管８０１，８１１とは異なる配管８０２，８１２に設けられている。
【００５９】
図１４の状態で、ヒートポンプ１は、一定時間、バルブ５０３により第１低温反応部１０から延びる配管８０１と第１高温反応部１１から延びる配管８１１とを連通し、タービン４０１を回転させる。このとき、コンプレッサ３０１は、そのコンプレッサ３０１が設けられた配管８０２，８１２の水素の流通を遮断している。また、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５は駆動している。
これにより、第１低温反応部１０がエンジン２の排熱を受熱し、第１高温反応部１１からランキンサイクル４へ熱供給する。タービン４０が発生する動力は、例えばエンジン２の動力の一部として利用される。なお、タービン４０が発生する動力を電気エネルギ等に変換してもよい。
【００６０】
一定時間経過後、第１高温反応部１１が有する第１高温反応型水素吸蔵合金１７の水素吸着発熱反応が終了すると、コンプレッサ３０１が駆動し、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１とを再生する。このとき、ヒートパイプ７１は、第１低温反応部１０の発熱を第１高温反応部１１へ熱移動する。その際、第１熱交換器１４と第２熱交換器１８のポンプ１５，１９は停止している。
【００６１】
第５実施形態では、上述した第１−第４実施形態と同様に、動力発生手段としてのタービン４０１が、第１高圧容器１２から第１低圧容器１６へ流れる水素の圧力により動力を発生する。
これにより、ヒートポンプ１は、第１低温反応部１０と第１高温反応部１１との差圧により回転するタービン４０１から動力を取り出すことにより、エネルギ効率を高めることが可能である。
【００６２】
（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、第１、第２低温反応部１０，２０及び第１、第２高温反応部１１，２１が水素吸蔵合金１３，１７，２３，２７を有するものとした。これに対し、他の実施形態では、第１、第２低温反応部１０，２０及び第１、第２高温反応部１１，２１は、水素吸蔵合金に代えて、「炭素原子を含む物質を吸蔵するとともに発熱し、炭素原子を含む物質を放出するとともに吸熱する性質を有する炭素吸蔵材」を有するものとしてもよい。この場合、第１、第２低温反応部１０，２０は、低温反応型の炭素吸蔵材を有し、第１、第２高温反応部１１，２１は、高温反応型の炭素吸蔵材を有するものとなる。
なお、炭素吸蔵材として、カーボンまたはゼオライトなどが例示される。また、炭素原子を含む物質として、炭化水素（ＨＣ）などが例示される。
【００６３】
（２）上述した実施形態では、ヒートポンプ１が適用される熱機関をエンジン２として説明した。これに対し、他の実施形態では、熱機関は、例えば原子力機関、廃棄物焼却炉など熱を排出する種々の装置とすることが可能である。
このように本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０・・・第１低温反応部
１１・・・第１高温反応部
１３・・・第１低温反応型水素吸蔵合金
１７・・・第１高温反応型水素吸蔵合金
３０，３０１，３０２・・・コンプレッサ（水素移送手段）
４０，４０１，４０２・・・タービン（動力発生手段）
９１・・・第１冷却手段（水素移送手段）
９２・・・第１加熱手段（水素移送手段）
９３・・・第２冷却手段（水素移送手段）
９４・・・第２加熱手段（水素移送手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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