(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素吸蔵合金の水素の放出時の吸熱、あるいは水素の吸蔵時の放熱を利用した水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、
一方の面に水素吸蔵合金を収容する合金収容室用の窪みが形成され、他方の面に熱媒体を流す熱媒体通路用の窪みが形成された一対のプレートを複数積層して、前記合金収容室と前記熱媒体通路とを積層方向に交互に形成し、
前記合金収容室内の水素吸蔵合金と、前記熱媒体通路を流れる熱媒体との熱交換を行う熱交換器を備え、
前記一対のプレートは、円盤形状を呈して、複数の前記合金収容室および前記熱媒体通路が円盤中心の周囲に巻付けられる形状で配置され、
前記一対のプレートが複数積層されて円筒形状の熱交換器が形成される
ことを特徴とする水素吸蔵合金を利用した熱利用システム。
【請求項２】
水素吸蔵合金の水素の放出時の吸熱、あるいは水素の吸蔵時の放熱を利用した水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、
一方の面に水素吸蔵合金を収容する合金収容室用の窪みが形成され、他方の面に熱媒体を流す熱媒体通路用の窪みが形成された一対のプレートを複数積層して、前記合金収容室と前記熱媒体通路とを積層方向に交互に形成し、
前記合金収容室内の水素吸蔵合金と、前記熱媒体通路を流れる熱媒体との熱交換を行う熱交換器を備え、
前記一対のプレートによって１つの前記合金収容室を形成するように設けられ、
前記一対のプレートが中心軸の周囲に巻付けられる形状で複数配置されて円盤形状に配置されるとともに、前記一対のプレートが軸方向に複数積層されて円筒形状の熱交換器が形成される
ことを特徴とする水素吸蔵合金を利用した熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素吸蔵合金の水素の吸蔵と放出とを繰り返して行わせ、水素の放出時に生じる吸熱作用を利用して冷熱出力を得る、あるいは水素の吸蔵時に生じる放熱作用を利用して温熱出力を得る水素吸蔵合金を利用した熱利用システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
水素吸蔵合金を利用した熱利用システムでは、水素吸蔵合金と熱媒体とを熱交換し、水素吸蔵合金の水素の吸蔵と放出を行わせる熱交換器を用いている。
従来の熱交換器として、シェル＆チューブの熱交換器を用いたタイプや、合金が収容される容器（以下、合金容器と呼ぶ）を回転軸に沿って放射状に配置したフィンタイプ（例えば、特開昭６３−１６１３６６号公報に開示されるタイプ）のものが知られているが、本出願人は、小型化可能な熱交換器として、偏平に設けられた複数の合金容器を回転軸方向に沿わせ、且つ複数の合金容器を回転軸の周囲に巻付ける形状に配置した熱交換器を出願した（特願平９−２６５５４０号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
合金容器巻付けタイプの熱交換器を効率良く製造する一例として、合金容器を１対のプレートを接合して製造することが考えられる。この１対のプレートは、「最中の皮」のように設けられるもので、ろう付け等の接合技術によって接合される。
しかるに、巻付けタイプの合金容器は、組付けのために所定の曲率が要求されるが、ろう付け等の接合時のズレ等によって、合金容器の曲率にバラツキが生じ、回転軸の周囲に所定数の合金容器を組付けることができなくなる不具合が生じる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、熱交換器の小型化が容易で、且つ熱交換器の製造が容易な水素吸蔵合金を利用した熱利用システムの提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、上記の目的を達成するために、次の技術的手段を採用した。
（請求項１の手段）
水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、水素吸蔵合金の水素の放出時の吸熱、あるいは水素の吸蔵時の放熱を利用したものであって、
一方の面に水素吸蔵合金を収容する合金収容室用の窪みが形成され、他方の面に熱媒体を流す熱媒体通路用の窪みが形成された一対のプレートを複数積層して、前記合金収容室と前記熱媒体通路とを積層方向に交互に形成し、
前記合金収容室内の水素吸蔵合金と、前記熱媒体通路を流れる熱媒体との熱交換を行う熱交換器を備え、
前記一対のプレートは、円盤形状を呈して、複数の前記合金収容室および前記熱媒体通路が円盤中心の周囲に巻付けられる形状で配置され、
前記一対のプレートが複数積層されて円筒形状の熱交換器が形成されることを特徴とする。
【０００７】
（請求項２の手段）
水素吸蔵合金を利用した熱利用システムは、水素吸蔵合金の水素の放出時の吸熱、あるいは水素の吸蔵時の放熱を利用したものであって、
一方の面に水素吸蔵合金を収容する合金収容室用の窪みが形成され、他方の面に熱媒体を流す熱媒体通路用の窪みが形成された一対のプレートを複数積層して、前記合金収容室と前記熱媒体通路とを積層方向に交互に形成し、
前記合金収容室内の水素吸蔵合金と、前記熱媒体通路を流れる熱媒体との熱交換を行う熱交換器を備え、
前記一対のプレートによって１つの前記合金収容室を形成するように設けられ、
前記一対のプレートが中心軸の周囲に巻付けられる形状で複数配置されて円盤形状に配置されるとともに、前記一対のプレートが軸方向に複数積層されて円筒形状の熱交換器が形成されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の作用および効果】
（請求項１の作用および効果）
熱交換器を一対のプレートを複数積層した積層型熱交換器で実現できるため、熱交換器を小型にできるとともに、熱交換器を容易に製造できる。
また、積層数の変更によって容易に熱交換器の能力を調節でき、能力に対応した機種のコストを下げることができる。
さらに、合金収容室および熱媒体通路が中心軸の周囲に巻付けられるタイプの熱交換器であるが、プレートが円盤形状を呈するものであるため、接合されるプレートに少量のズレが発生しても、中心軸の周囲に確実に所定数の合金収容室および熱媒体通路が配置される。つまり、円筒形状を呈した巻付けタイプの熱交換器を容易に製造できる。
【００１０】
（請求項２の作用および効果）
熱交換器を一対のプレートを複数積層した積層型熱交換器で実現できるため、熱交換器を小型にできるとともに、熱交換器を容易に製造できる。
また、積層数の変更によって容易に熱交換器の能力を調節でき、能力に対応した機種のコストを下げることができる。
さらに、一対のプレートによって１つの合金収容室が形成され、その一対のプレートを組合わせて円筒形状の熱交換器が形成されるため、製造時において周方向に隣接する一対のプレート間で円盤の平面度の誤差が吸収され、結果的に円筒形状を呈した巻付けタイプの熱交換器を容易に製造できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例および変形例に基づき説明する。
〔実施例の構成〕
この実施例は、水素吸蔵合金を利用した熱利用システムを室内空調用の冷房に適用したもので、この冷房装置１を図１〜図８を用いて説明する。なお、本実施例の冷房装置１は、水素吸蔵合金を用いた熱交換ユニット２の一例として２段式サイクルを用いた。
【００１２】
冷房装置１の概略構成を図７を用いて説明する。冷房装置１は、水素吸蔵合金を用いた熱交換ユニット２と、水素吸蔵合金を加熱する加熱水（加熱用の熱媒体に相当する、本実施例では水）を作り出す燃焼装置３と、水素吸蔵合金を冷却させる放熱水（放熱用の熱媒体に相当する、本実施例では水）を放熱によって冷却する放熱水冷却手段４と、水素吸蔵合金の水素放出作用によって生じた吸熱によって冷却された冷熱出力水（冷熱出力用の熱媒体に相当する、本実施例では水）で室内を空調する室内空調機５と、搭載された各電気機能部品を制御する制御装置６とから構成される。
【００１３】
なお、熱交換ユニット２、燃焼装置３、放熱水冷却手段４および制御装置６は、室外機７として室外に設置されるもので、室内には室内空調機５が配置される。また、本実施例に示す冷房装置１は、１つの室外機７に対して、複数の室内空調機５が接続可能な所謂マルチエアコンである。
【００１４】
（熱交換ユニット２の説明）
熱交換ユニット２は、水素吸蔵合金と複数の熱媒体との熱交換を行う熱交換器８と、複数の熱媒体の供給および排出を行う分配器９とから構成される。なお、本実施例に示す熱交換器８は円筒形状を呈するもので、水平方向に配置された円柱状の分配器９の周囲を回転するように設けられている（図７では便宜上、分配器９が垂直方向に配置された図を示す）。
【００１５】
熱交換器８は、偏平円盤状のセルＳを多数積層したもので、１つの円盤状のセルＳは、内部に水素吸蔵合金を収納する合金収容室１０｛図２（ａ）のハッチング内参照、後述する第１〜第３容器Ｓ1 〜Ｓ3 ｝を複数放射状に配置し、積層方向の合金容器（合金収容室１０を構成する容器）と合金容器との間に熱媒体通路１１｛図２（ｂ）のハッチング内、図４参照｝を形成するものである。
【００１６】
１つのセルＳは、ステンレスあるいは銅など、水素透過の無い金属をプレス成形した一対のプレート１２、１３（図１参照）を対向して接合して構成されるもので、その一対のプレート１２、１３は、一方の面に合金収容室１０形成用の窪みが形成され、他方の面に熱媒体通路１１形成用の窪みが形成されたものである。なお、一方のプレート１２と他方のプレート１３は、窪みの方向が重なり面に対して対称に設けられたものである。
そして、熱交換器８は、図３に示すように一対のプレート１２、１３（つまり、円盤状のセルＳ）を多数積層し、合金容器の外端に水素通路Ｓ4 を確保するための連結パイプＳ5 および端部閉塞蓋Ｓ6 を組付けるとともに、内周に分配器摺接シール用の円筒パイプＳ7 を組付け、真空ろう付けや溶接等の接合方法により接合したものである。なお円筒パイプＳ7 には、分配器９の外周から熱媒体通路１１への熱媒体の供給と排出を行う開口Ｓ8 が形成されている。
【００１７】
１つの円盤状のセルＳに形成される合金容器の数は、熱交換ユニット２が１段サイクルの場合は２×ｎ（ｎ＝正の整数）であり、２段サイクルの場合は３×ｎであり、３段サイクルの場合は４×ｎである。そして、この実施例では、２段サイクルを採用し、１つのセルＳに６つの合金容器が形成される例を示す。
１つの円盤状のセルＳに形成される複数の合金容器は、円盤中心の周囲に巻付けられる形状で配置される。これによって、熱交換ユニット２の占めるスペース内における水素吸蔵合金の充填率有効率が高くなり、結果的に熱交換ユニット２を小型化できる。
【００１８】
本実施例の熱交換ユニット２は、上述のように２段式サイクルを用いたもので、多数の円盤状のセルＳを積層して構成される合金容器は、高温合金ＨＭが封入された第１容器Ｓ1 、この第１容器Ｓ1 内に水素通路Ｓ4 を介して連通し、中温合金ＭＭが封入された第２容器Ｓ2 、この第２容器Ｓ2 内に水素通路Ｓ4 を介して連通し、低温合金ＬＭが封入された第３容器Ｓ3 に分類される。
【００１９】
水素吸蔵合金は、水素平衡圧力が異なる３種を用いたもので、第１容器Ｓ1 内に封入される高温合金ＨＭは同一平衡水素圧で水素平衡温度が最も高い高温度水素吸蔵合金の粉末であり、第２容器Ｓ2 内に封入される中温合金ＭＭは中温度水素吸蔵合金の粉末であり、第３容器Ｓ3 内に封入される低温合金ＬＭは同一平衡水素圧で水素平衡温度が最も低い低温度水素吸蔵合金の粉末である。
この関係を図８のＰＴ冷凍サイクル図を用いて説明すると、水素吸蔵合金の特性が、相対的に高温側（図示左側）にあるのが高温合金ＨＭ、低温側にあるのが低温合金ＬＭ、両者の中間にあるのが中温合金ＭＭである。
なお、粉末状の各合金ＨＭ、ＭＭ、ＬＭは、第１〜第３容器Ｓ1 〜Ｓ3 の内部に充填され、真空引きを行い、活性化処理を施し、水素を高圧充填した後、合金充填用開口部１４を金属蓋（図示しない）で封止して封入されるものである。
【００２０】
円筒状の熱交換器８は、円柱形状を呈する分配器９の周囲を回転するように設けられている。熱交換器８は、回転駆動手段（例えば、電動モータによって熱交換器８を直接的あるいはギヤやベルト等を介して間接的に回転駆動する手段）によって連続的に回転駆動されるものである。
【００２１】
分配器９の構成を図５に示す。分配器９は、第１〜第３容器Ｓ1 〜Ｓ3 に触れる熱媒体を切り換えて供給するもので、円筒状の熱交換器８が分配器９の周囲で回転することによって、各合金容器の間（積層方向の間）の各熱媒体通路１１に供給される熱媒体が切り換えられ、水素通路Ｓ4 で連結される第１〜第３容器Ｓ1 〜Ｓ3 が水素駆動部α→第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γに移行する（図６参照）。
【００２２】
水素駆動部αは第１容器Ｓ1 内の水素を強制的に第３容器Ｓ3 内に移動させる部位で、第１冷熱出力部βは第３容器Ｓ3 内に移動した水素を第２容器Ｓ2 に移動させる部位で、第２冷熱出力部γは第２容器Ｓ2 内に移動した水素を第１容器Ｓ1 に移動させる部位である。
なお、水素駆動部α、第１冷熱出力部β、第２冷熱出力部γは、約１２０°間隔に設けられたもので、分配器９の周囲に設けられた熱媒体供給口および熱媒体排出口の形成範囲によって区画されている。
【００２３】
水素駆動部αは、第１容器Ｓ1 と接触する加熱水（例えば８０℃ほど）が供給される加熱域α1 、第２容器Ｓ2 と接触する昇圧水（例えば５６℃ほど）が供給される第２昇圧域α2 、第３容器Ｓ3 と接触する放熱水（例えば２８℃ほど）が供給される第３放熱域α3 を備える。
第１冷熱出力部βは、第１容器Ｓ1 と接触する昇圧水（例えば５８℃ほど）が供給される第１昇圧域β1 、第２容器Ｓ2 と接触する放熱水（例えば２８℃ほど）が供給される第２放熱域β2 、第３容器Ｓ3 と接触する冷熱出力水（例えば１３℃ほど）が供給される第３冷熱出力域β3 を備える。
第２冷熱出力部γは、第１容器Ｓ1 と接触する放熱水（例えば２８℃ほど）が供給される第１放熱域γ1 、第２容器Ｓ2 と接触する冷熱出力水（例えば１３℃ほど）が供給される第２冷熱出力域γ2 を備える。なお、第２冷熱出力部γにおいて第３容器Ｓ3 と接触する熱媒体の温度は不問であり、その部分を不問域γ3 とする。
【００２４】
そして、回転駆動手段により熱交換器８が回転することにより、第１容器Ｓ1 の群が加熱域α1 →第１昇圧域β1 →第１放熱域γ1 を繰り返し、第２容器Ｓ2 の群が第２昇圧域α2 →第２放熱域β2 →第２冷熱出力域γ2 を繰り返し、第３容器Ｓ3 の群が第３放熱域α3 →第３冷熱出力域β3 →不問域γ3 を繰り返す。
【００２５】
（熱交換ユニット２における上記以外の構成部品の説明）
図７に示す符号１５は、第１昇圧域β1 と第２昇圧域α2 とに昇圧水を循環させる昇圧水循環路で、途中に設けられた昇圧水循環ポンプＰ1 ’によって昇圧水が循環する。なお、昇圧水は、加熱域α1 で温度上昇した第１容器Ｓ1 からの伝熱により温度上昇した水を用いたもので、熱交換ユニット２の作動中、第１昇圧域β1 の昇圧水の温度は例えば５８℃程で、第２昇圧域α2 の昇圧水の温度は例えば５６℃程になる。
【００２６】
（燃焼装置３の説明）
本実施例の燃焼装置３は、燃料であるガスを燃焼して熱を発生させ、発生した熱によって加熱水を加熱するガス燃焼装置を用いたもので、ガスの燃焼を行うガスバーナ１６、このガスバーナ１６へガスの供給を行うガス量調節弁１７およびガス開閉弁１８を備えたガス供給回路１９、ガスバーナ１６へ燃焼用の空気を供給する燃焼ファン２０、ガスの燃焼熱と加熱水とを熱交換する熱交換器２１等から構成される。
そして、ガスバーナ１６のガス燃焼で得られた熱で、加熱水を例えば８０℃程に加熱し、加熱された加熱水を加熱水循環ポンプＰ1 を備えた加熱水循環路２２を介して加熱域α1 に供給するものである。
なお、本実施例の加熱水循環ポンプＰ1 は、昇圧水循環ポンプＰ1 ’を駆動する兼用のモータによって駆動されるタンデムポンプである。このため、燃焼装置３から加熱水が熱交換ユニット２に供給される際は、昇圧水も循環作動するように設けられている。
【００２７】
（室内空調機５の説明）
室内空調機５は、上述のように室内に配置されるもので、内部に室内熱交換器２３、この室内熱交換器２３に供給される冷熱出力水と室内空気とを強制的に熱交換し、熱交換後の空気を室内に吹き出させるための室内ファン２４を備える。室内熱交換器２３には、第３冷熱出力域β3 および第２冷熱出力域γ2 から供給される冷熱出力水を循環させる冷熱出力水循環路２５が接続され、この冷熱出力水循環路２５の途中（室外機７内）には、冷熱出力水を循環させる冷熱出力水ポンプＰ2 （出力ポンプに相当する）が設けられている。
【００２８】
（放熱水冷却手段４の説明）
放熱水冷却手段４は、水冷開放型の冷却塔であり、この放熱水冷却手段４によって冷却された放熱水は、放熱水循環ポンプＰ3 を備えた放熱水循環路２６によって第３放熱域α3 、第２放熱域β2 、第１放熱域γ1 に供給される。
放熱水冷却手段４は、第３放熱域α3 、第２放熱域β2 、第１放熱域γ1 を通過した放熱水を、上方から下方へ流し、流れている間に外気と熱交換して放熱するとともに、流れている間に一部蒸発させて、蒸発時に流れている放熱水から気化熱を奪い、流れている放熱水を冷却するものである。また、この放熱水冷却手段４は、図示しない放熱ファンを備え、この放熱ファンの生じる空気流によって放熱水の蒸発および冷却を促進するように設けられている。
なお、この実施例では、放熱水冷却手段４として水冷開放型の冷却塔を示したが、放熱水（放熱用の熱媒体）が空気に触れずに熱交換する水冷密閉型あるいは空冷密閉型の冷却手段を用いても良い。
【００２９】
ここで、上記に示す加熱水循環路２２、冷熱出力水循環路２５および放熱水循環路２６は、それぞれシスターンＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を備えており、シスターンＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 内の水位が所定水位以下に低下すると、それぞれに設けられた給水バルブＴ4 、Ｔ5 、Ｔ6 が開き、給水管２７から供給される水道水をシスターンＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 内に補充するように設けられている。
また、熱交換ユニット２の下部にはドレンパンＰが配置され、熱交換ユニット２に発生したドレン水を排水管２８から排水するように設けられている。なお、放熱水冷却手段４で溢れた水も排水管２８から排水するように設けられている。
【００３０】
（制御装置６の説明）
制御装置６は、室内空調機５に設けられたコントローラからの操作指示や、複数設けられた各センサの入力信号に応じて、上述の加熱水循環ポンプＰ1 （昇圧水循環ポンプＰ1 ’）、冷熱出力水ポンプＰ2 、放熱水循環ポンプＰ3 、給水バルブＴ4 、Ｔ5 、Ｔ6 、放熱水冷却手段４の放熱ファンなどの電気機能部品、および燃焼装置３の電気機能部品（図示しない点火装置、ガス量調節弁１７、ガス開閉弁１８、燃焼ファン２０等）を制御するとともに、室内空調機５に室内ファン２４の作動指示を与えるものである。
【００３１】
（冷房運転の作動説明）
上記の冷房装置１による冷房運転の作動を、図８のＰＴ冷凍サイクル線図を参照して説明する。
冷房運転が室内空調機５のコントローラによって指示されると、制御装置６によって、燃焼装置３、回転駆動手段、放熱ファンおよび加熱水循環ポンプＰ1 （昇圧水循環ポンプＰ1 ’）、冷熱出力水ポンプＰ2 、放熱水循環ポンプＰ3 が作動するとともに、冷房が指示された室内空調機５の室内ファン２４をONする。
【００３２】
回転駆動手段によって、熱交換器８が連続的に回転移動する。これによって、多数の合金容器が、水素駆動部α→第１冷熱出力部β→第２冷熱出力部γの順で移動する。
つまり、各第１容器Ｓ1 が加熱域α1 →第１昇圧域β1 →第１放熱域γ1 の順で移動し、各第２容器Ｓ2 が第２昇圧域α2 →第２放熱域β2 →第２冷熱出力域γ2 の順で移動し、各第３容器Ｓ3 が第３放熱域α3 →第３冷熱出力域β3 →不問域γ3 の順で移動する。
【００３３】
水素駆動部αへ移行すると、第１容器Ｓ1 が加熱水に触れ、第２容器Ｓ2 が昇圧水に触れ、第３容器Ｓ3 が放熱水に触れる。
第１容器Ｓ1 が加熱水（８０℃）に触れることにより、第１容器Ｓ1 の内圧が上昇し、高温合金ＨＭが水素を放出する。
第２容器Ｓ2 が昇圧水（５６℃）に触れることにより、第２容器Ｓ2 の内圧が中温合金ＭＭが水素を吸蔵しない圧力まで上昇する。
第３容器Ｓ3 が放熱水（２８℃）に触れることにより、第３容器Ｓ3 の内圧が下がり、低温合金ＬＭが水素を吸蔵する。
【００３４】
このように、第１容器Ｓ1 が加熱域α1 で加熱水に触れ、第２容器Ｓ2 が第２昇圧域α2 で昇圧水に触れ、第３容器Ｓ3 が第３放熱域α3 の放熱水に触れることにより、第１容器Ｓ1 内が８０℃：１．０ＭＰａ、第２容器Ｓ2 内が５６℃：１．０ＭＰａ、第３容器Ｓ3 内が２８℃：０．９ＭＰａとなり、第１容器Ｓ1 の高温合金ＨＭが水素を放出し（図８の▲１▼）、第３容器Ｓ3 の低温合金ＬＭが水素を吸蔵する（図８の▲２▼）。なお、第２容器Ｓ2 は昇圧水によって加熱されて内圧が高く、中温合金ＭＭは水素の吸蔵は行わない。
そして、水素駆動部αを通過すると、その後第１冷熱出力部βへ移動する。
【００３５】
第１冷熱出力部βへ移行すると、第１容器Ｓ1 が昇圧水に触れ、第２容器Ｓ2 が放熱水に触れ、第３容器Ｓ3 が冷熱出力水に触れる。
第１容器Ｓ1 が昇圧水（５８℃）に触れることにより、第１容器Ｓ1 の内圧が高温合金ＨＭが水素を吸蔵しない圧力まで上昇する。
第２容器Ｓ2 が放熱水（２８℃）に触れることにより、第２容器Ｓ2 の内圧が下がり、中温合金ＭＭが水素を吸蔵し、第３容器Ｓ3 の低温合金ＬＭが水素を放出する。
低温合金ＬＭが水素を放出するため、第３容器Ｓ3 内で吸熱が生じ、第３容器Ｓ3 に触れた冷熱出力水が例えば７℃に冷やされる。なお、低温合金ＬＭは、冷熱出力水が１３℃くらいでは、第３容器Ｓ3 の内圧が第２容器Ｓ2 の内圧より高くなるように設けられている。
【００３６】
このように、第１容器Ｓ1 が第１昇圧域β1 で昇圧水に触れ、第２容器Ｓ2 が第２放熱域β2 で放熱水に触れ、第３容器Ｓ3 が第３冷熱出力域β3 の冷熱出力水に触れることにより、第１容器Ｓ1 内が５８℃：０．５ＭＰａ、第２容器Ｓ2 内が２８℃：０．４ＭＰａ、第３容器Ｓ3 内が１３℃：０．５ＭＰａとなり、第３容器Ｓ3 の低温合金ＬＭが水素を放出し（図８の▲３▼）、第２容器Ｓ2 の中温合金ＭＭが水素を吸蔵する（図８の▲４▼）。第３容器Ｓ3 の低温合金ＬＭが水素を放出する際、吸熱作用により第３容器Ｓ3 に触れる冷熱出力水から熱を奪い冷熱出力水の温度を低下させる。なお、第１容器Ｓ1 は、昇圧水によって加熱されて内圧が高く、高温合金ＨＭは水素の吸蔵は行わない。
そして、第１冷熱出力部βを通過すると、その後第２冷熱出力部γへ移動する。
【００３７】
第２冷熱出力部γへ移行すると、第１容器Ｓ1 が放熱水に触れ、第２容器Ｓ2 が冷熱出力水に触れ、第３容器Ｓ3 が不問水に触れる。
第１容器Ｓ1 が放熱水（２８℃）に触れることにより、第１容器Ｓ1 の内圧が下がり、高温合金ＨＭが水素を吸蔵し、第２容器Ｓ2 の中温合金ＭＭが水素を放出する。
中温合金ＭＭが水素を放出するため、第２容器Ｓ2 内で吸熱が生じ、第２容器Ｓ2 に触れた冷熱出力水が例えば７℃に冷やされる。なお、中温合金ＭＭは、冷熱出力水が１３℃くらいでは、第２容器Ｓ2 の内圧が第１容器Ｓ1 の内圧より高くなるように設けられている。
【００３８】
このように、第１容器Ｓ1 が第１放熱域γ1 で放熱水に触れることにより、第１容器Ｓ1 内が２８℃：０．１ＭＰａ、第２容器Ｓ2 内が１３℃：０．２ＭＰａ、第３容器Ｓ3 内は不問状態となり、第２容器Ｓ2 の中温合金ＭＭが水素を放出し（図８の▲５▼）、第１容器Ｓ1 の高温合金ＨＭが水素を吸蔵する（図８の▲６▼）。第２容器Ｓ2 の中温合金ＭＭが水素を放出する際、吸熱作用により第２容器Ｓ2 に触れる冷熱出力水から熱を奪い冷熱出力水の温度を低下させる。なお、第３容器Ｓ3 の温度は無関係で、第３容器Ｓ3 の低温合金ＬＭは水素の吸蔵は行わない。
そして、第２冷熱出力部γを通過すると、その後水素駆動部αへ移動する。
【００３９】
なお、熱交換ユニット２の第３冷熱出力域β3 および第２冷熱出力域γ2 で熱を奪われた低温の冷熱出力水は、冷熱出力水循環路２５を介して室内空調機５の室内熱交換器２３に供給されて、室内に吹き出される空気と熱交換されて室内を冷房する。
【００４０】
〔実施例の効果〕
熱交換器８を一対のプレート１２、１３を積層した積層型熱交換器８で実現できるため、熱交換器８を小型にできるとともに、熱交換器８を容易に製造できる。
また、合金容器巻付けタイプの熱交換器８であるが、プレートが円盤形状を呈するものであるため、接合されるプレートに少量のズレが発生しても、軸（分配器９）の周囲に確実に所定数の合金容器が組付けられる。つまり、合金容器巻付けタイプの熱交換器８を容易に製造できる。
さらに、積層数の変更によって容易に熱交換器８の能力を調節でき、能力に対応した機種のコストを下げることができる。
【００４１】
〔変形例〕
上記の実施例では、１対のプレート１２、１３によって、複数の合金収容室１０を形成した例を示したが、図９に示すように、１対のプレート１２、１３によって、１つ合金収容室１０を形成し、その合金収容室１０を回転軸の周囲に巻付けるように複数配置して偏平円盤形状に設けるとともに、軸方向に合金容器を積層して円筒形状の熱交換器８を製造しても良い。なお、各合金収容室１０を形成する１対のプレート１２、１３は周方向に接触しているのみで、熔接されていないものである。このように設けることにより、熱交換器８の製造時において、周方向に隣接する一対のプレート１２、１３間で円盤の平面度の誤差が吸収され、結果的に円筒形状を呈した巻付けタイプの熱交換器８を容易に製造できる。
【００４２】
上記の実施例では、冷房専用の装置を例に示したが、冷暖房装置に適用しても良い。具体的な一例を示すと、燃焼装置３で加熱された加熱水を室内空調機５の室内熱交換器２３に導いて室内暖房を行うように設けても良い。また、燃焼装置３で加熱された加熱水を床暖房マット、浴室乾燥機などに接続し、加熱水の供給によって床暖房、浴室暖房などを行うように設けても良い。
上記の実施例では、一対のプレート１２、１３を接合して複数の合金容器を構成した例を示したが、一対のプレート１２、１３で１つの合金容器を構成するように設けても良い。つまり、一対のプレート１２、１３で１つの合金容器を構成し、それらを組合わせて円盤上のセルＳを構成し、そのセルＳを積層して熱交換器８を構成しても良い。
【００４３】
上記の実施例では、熱媒体を内周側から外周側へ流し、外周側でターンさせて再び内周側へ流す熱媒体通路１１を例に示したが、熱媒体通路１１による流れ方向を変更しても良い。例えば、上記実施例とは逆に熱媒体を外周側から内周側へ流し、内周側でターンさせて再び外周側へ流すように設けたり、内周側から外周側のみ、あるいは外周側から内周側のみ、あるいはこれらの流れ方向を組合わせて適用しても良い。
【００４４】
上記の実施例では、熱交換器８を回転駆動手段によって連続的に回転させた例を示したが、熱交換器８を間欠的に回転移動させても良い。
上記の実施例では熱交換器８の回転軸（分配器９）を水平に配置した例を示したが、垂直に配置したり、斜めに配置しても良い。また、第１容器Ｓ1 、第２容器Ｓ2 、第３容器Ｓ3 の配置順序を変形し、各合金容器に触れる熱媒体の切替も熱交換ユニットが成り立つようにしても良い。
【００４５】
上記の実施例では、昇圧用の熱媒体として、加熱域α1 で温度上昇した第１容器Ｓ1 を冷却して温度上昇した熱媒体（実施例中では昇圧水）を用いた例を示したが、加熱手段（例えば、燃焼装置による昇温、電気ヒータによる昇温、排熱を利用した昇温など）によって昇温した熱媒体を用いても良い。
上記の実施例では、熱交換ユニット２の一例として、２段式サイクルを用いた例を示したが、１段式サイクルに用いても良いし、３段式以上のサイクルとして用いても良い。
【００４６】
上記の実施例では、１つの室外機７に複数の室内空調機５が接続可能なマルチエアコンを示したが、１つの室外機７に１つの室内空調機５が接続されるエアコンに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、熱交換ユニット２によって得られた冷熱出力用の熱媒体（実施例中では冷熱出力水）で室内を冷房する例を示したが、冷熱出力用の熱媒体で冷蔵運転や冷凍運転に用いるなど、本発明を他の冷却装置として用いても良い。
上記の実施例では、１つの熱交換ユニット２（１つの分配器９と１つの熱交換器８によって構成されるユニット）を用いた例を示したが、複数の熱交換ユニット２を搭載して冷却能力を増大させ、ビル用空調システムなど大きな冷却能力が要求される冷却装置に用いても良い。
【００４７】
上記の実施例では、加熱用の熱媒体（実施例中では加熱水）を加熱する加熱手段として、ガスを燃焼するガス燃焼装置を用いたが、石油を燃焼する石油燃焼装置など、他の燃焼装置を用いても良いし、内燃機関の排熱によって加熱用の熱媒体を加熱する加熱手段、ボイラーによる蒸気、電気ヒータを用いた加熱手段など、他の加熱手段を用いても良い。なお、内燃機関の排熱を利用する際は、車両用に用いることもできる。
上記の実施例では、各熱媒体の一例として、水道水を用いたが、不凍液やオイルなど他の液体の熱媒体を用いても良いし、空気など気体の熱媒体を用いても良い。
上記の実施例では、水素吸蔵合金が水素を放出する際の吸熱作用により冷熱出力を得る冷却装置を例に示したが、水素吸蔵合金が水素を吸蔵する際の放熱作用により温熱出力を得る加熱装置（例えば暖房装置など）に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレートの平面図である（実施例）。
【図２】合金収容室および熱媒体通路の説明図である（実施例）。
【図３】熱交換器の断面図である（実施例）。
【図４】分配器による熱媒体の流れを示す説明図である（実施例）。
【図５】各熱媒体通路に供給される熱媒体の流れを示す説明図である（実施例）。
【図６】熱交換ユニットの作動説明図である（実施例）。
【図７】冷房装置の概略構成図である（実施例）。
【図８】ＰＴ冷凍サイクル線図である（実施例）。
【図９】中心軸の周囲に複数の合金収容室を巻付けるように配置した図である（変形例）。
【符号の説明】
ＨＭ  高温合金（水素吸蔵合金）
ＭＭ  中温合金（水素吸蔵合金）
ＬＭ  低温合金（水素吸蔵合金）
２    熱交換ユニット
８    熱交換器
９    分配器
１０    合金収容室
１１    熱媒体通路
１２    一方のプレート
１３    他方のプレート
【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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