JPH047154Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、パラジウム透過膜を用いて水素ガ
スの高純度化を行う水素純化装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に、パラジウム透過膜を用いて水素ガスの
高純度化を行う水素純化装置としては、第６図に
示すような装置が知られている。図において、１
は有底筒状に形成されている水素透過用細管で、
第７図に示すように、らせん状に巻回した針金２
の外周をパラジウム透過膜３で被覆して構成され
ている。この水素透過用細管１は、高温（300〜
400℃）の雰囲気下において、パラジウム透過膜
３の外表面で水素分子だけを解離してパラジウム
透過膜を通過させ、内部で会合させ再び水素分子
にすることにより高純度化するようになつてい
る。５は純水素取出筒体で、多孔の透孔をもつ底
面板を有しており、この透孔にそれぞれ上記水素
透過用細管１の上部開口を嵌挿して垂下させてい
る。５ａは上記純水素取出筒体５の上部から延び
る純水素取出パイプ、５ｂは上記純水素取出筒体
５の外周面に形成された係合段部である。６は有
底筒状のハウジングで、上部開口部の先端内側が
継手部７に形成されており、その上部開口内に、
上記水素透過用細管１の下端を位置決めして筒体
１の全体を持ち上げ、上記継手部７を上記純水素
取出筒体５の外周面の係合段部５ｂに係合するこ
とにより上記筒体５に取り付けられている。８は
ねじ体で、上記継手部７と段部５ｂとの外周に設
けられ、締め付けにより両者の係合を強化し係合
部の気密化を図つている。９はハウジング６の底
部に設けられた供給パイプで、不純物の混在して
いる水素ガスをハウジング６内部に供給する。１
０はこのハウジング６の底部に充填された整流材
で、複数のらせん状の金属片がからみ合つて綿状
に形成されていて、上記パイプ９から供給される
水素ガスを拡散させハウジング６内を均一状態で
上方に流すようになつている。１１はハウジング
６の中央部よりやや上方の外周面の部分に一端が
開口している排ガス排出パイプで、ハウジング６
内に供給され透過膜を透過しない不純物を少量の
水素ガスと一緒に外部に排出するようになつてい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の水素純化装置は、ハウジングの
中間よりやや上部に、排ガス排出パイプ１１を設
けて水素透過後の排ガスを排出するようにしてい
るため、ハウジング６の排出パイプ１１より上部
側の部分に不純分含有ガスが滞留する。すなわ
ち、水素透過用細管１の上部に残留する不純分の
分圧が大きくなり透過効率が低下し排ガス排出パ
イプ１１から排出する不純分含有水素の量を多く
しなければならないという難点を有している。ま
た、この装置は、供給パイプ９の上部から供給さ
れる不純分含有水素ガスを、らせん状金属片をか
らみ合わせた整流材１０で整流するものであり、
この整流材１０はらせん状金属片の分布状態が不
均一なため、均一な整流が困難であり、しかも、
この整流材１０の表面には、その加工時に生じた
多くの金属粉末が付着しているため、この金属粉
末が水素ガスの流れによつてハウジング６内を飛
行しパラジウム透過膜３の表面に付着してパラジ
ウム透過膜３を脆化させ水素透過用細管の寿命を
縮めるという問題を生じている。

この考案は、このような事情に鑑みなされたも
ので、水素純化効率の高い水素純化装置の提供を
その目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この考案の水素純
化装置は、純水素取出パイプを備え気密状に形成
された純水素取出筒体と、一端が閉塞され他端が
上記純水素取出筒体の純水素取出パイプ装着面と
反対側の面に開口し一端側を下にした状態で純水
素取出筒体から垂下する複数の水素透過用細管
と、上記複数の水素透過用細管を収容する有底筒
状ハウジングと、上記有底筒状ハウジングの上部
開口部を上記純水素取出筒体に着脱自在に結合す
る結合具と、一端が上記有底筒状ハウジングの周
胴部に開口する排ガス排出管と、一端が上記有底
筒状ハウジングの底部中央に開口する不純分含有
水素供給用の供給管を備え、上記有底筒状ハウジ
ングの上部開口部近傍が大径部に形成されていて
上記排ガス排出管の一端がこの大径部であつて、
かつ水素透過用細管より上部に開口しているとい
う構成をとる。

つぎに、この考案を実施例にもとづいて詳しく
説明する。

〔実施例〕

第１図はこの考案の一実施例を示している。す
なわち、この水素純化装置は、純水素取出筒体１
７の上部外周面に水平方向にフランジ１８を突設
する一方、有底筒状ハウジング１９の上部を太径
部２０に形成してその上部外周面に上記フランジ
１８と対応するフランジ２１を設けている。そし
て、この太径部２０内に、上記純水素取出筒体１
７を収容するとともに、その筒体１７の底部から
垂下する多数の水素透過用細管１をハウジング１
９の通常径部２２に収容した状態で、上記フラン
ジ１８，２１を、Ｏ−リング２３を介して左右２
つ割りクランプ２４（第２図参照）で締め付け、
純水素取出筒体１７とハウジング１９とを一体化
している。上記クランプ２４は、締付状態にない
ときには、第３図の実線で示すように末広がりの
アーチ状になつており、ボルト２５による締付に
より図示の破線のように真円状に弾性変形して、
その内周面に形成された断面略Ｖ状溝２６（第１
図参照）と共に均一な締付力を与えるようになつ
ている。さらに、この実施例は、排ガス排出パイ
プ２７の、一端を上記ハウジング１９の太径部２
０に開口させ、また供給パイプ２８の上部をハウ
ジング１９の底部から突出させるとともに、第４
図および第５図に示すように、その上部の開口を
閉鎖して突出部２９の外周面に円周方向に所定間
隔でガス吹出口３５を形成している。このように
ガス吹出口３５を制することにより、従来の綿状
整流材を要さずに、供給ガスを均一にハウジング
１９内に供給し層流としてハウジング１９内を上
昇させうるようになる。それ以外の部分は第６図
と同じである。

この構成において、供給パイプ２８のガス吹出
口３５から吹出された不純分含有水素ガスは、ガ
ス吹出口３５の作用により均一な層流となりハウ
ジング１９内を上昇し、水素透過用細管１により
純水素のみが純水素取出筒体１７内に集められ、
不純ガスは排ガス排出パイプ２７から排出され
る。

このように、この実施例では、供給パイプ２８
の上端をハウジング１９内に突出させてその上部
の開口を閉鎖するとともに、外周面に円周方向に
所定間隔でガス吹出口３５を設けたため、従来の
らせん状金属片からなる綿状整流材が不要にな
り、綿状整流材付随の金属細片に起因する上記水
素透過用細管１のパラジウム透過膜３の劣化を防
止し水素透過用細管１の寿命を延ばしうるように
なる。また、ハウジング１９の上部を特に太径に
し、そこに排ガス排出パイプ２７の一端を開口さ
せており、従来例（第６図）のように全体が同じ
太さのハウジングを用いて不純ガスを抜き出させ
ないため、ガス抜き出しに際し不純ガスが直径の
大きな太径部２０に容易に吸引され、効率よく抜
き出しうるようになる。しかも、従来例のような
ハウジングの中間部から抜き出すのではなく水素
透過用細管１の存在しないハウジング１９の上部
から抜き出しを行うため、水素透過用細管１の全
体を水素純化に有効に利用でき、上記不純ガス排
出の高効率化と相俟つて水素純化の効率を大幅に
向上させうるようになる。特に、上記抜き出しを
ハウジングの上部を太径にしてそこから行うよう
にすることにより、ハウジングの下側部分（上部
以外の部分）を細径にしても何ら支障を生じず、
したがつてハウジングの上記下側部分を細径化す
ることにより装置の小型化を実現できるようにな
る。しかも、この実施例は、純水素取出筒体とハ
ウジングの一体化を従来のようなくい込み継手に
よらず、フランジとフランジとを突き合わせてク
ランプで締め付けることにより行うため、くい込
み継手のような無理嵌めに起因する金属面削り粉
（パーテイクル）が生じず、しかも正確な結合を
なしうるのである。

なお、上記実施例では、供給パイプ外周面の開
口部の形状を矩形状に形成しているが、円形、楕
円形および多角形等の形状に形成してもよく、そ
の形状は何ら限定されない。また、場合によつて
は、純水素取出筒体とハウジングの一体化を第６
図に示すようなくい込み継手によつてもよい。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案の水素純化装置は、有
底筒状ハウジングの上部開口部近傍を大径部に形
成して上記排ガス排出管の一端をこの大径部に開
口させているため、水素透過用細管全体を有効に
利用できるようになり、水素純化効率向上効果が
得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す断面図、第
２図はそれに用いられているクランプの一部破断
平面図、第３図はその締付説明図、第４図は第１
図の供給パイプの拡大斜視図、第５図は第１図の
底部の拡大断面図、第６図は従来例の断面図、第
７図は水素透過用細管の部分的拡大断面図であ
る。 １……水素透過用細管、３……パラジウム透過
膜、１７……純水素取出筒体、１９……ハウジン
グ、２４……クランプ、２７……排ガス排出パイ
プ、２８……供給パイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 純水素取出パイプを備え気密状に形成された純
   水素取出筒体と、一端が閉塞され他端が上記純水
   素取出筒体の純水素取出パイプ装着面と反対側の
   面に開口し一端側を下にした状態で純水素取出筒
   体から垂下する複数の水素透過用細管と、上記複
   数の水素透過用細管を収容する有底筒状ハウジン
   グと、上記有底筒状ハウジングの上部開口部を上
   記純水素取出筒体に着脱自在に結合する結合具
   と、一端が上記有底筒状ハウジングの周胴部に開
   口する排ガス排出管と、一端が上記有底筒状ハウ
   ジングの底部中央に開口する不純分含有水素供給
   用の供給管を備え、上記有底筒状ハウジングの上
   部開口部近傍が大径部に形成されていて上記排ガ
   ス排出管の一端がこの大径部であつて、かつ水素
   透過用細管より上部に開口していることを特徴と
   する水素純化装置。