JPH0484962A

JPH0484962A - 水素吸蔵合金を用いた懐炉の構造

Info

Publication number: JPH0484962A
Application number: JP19997690A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Matoba; 恒夫的場
Original assignee: HAKUKIN WARMERS CO Ltd
Current assignee: HAKUKIN WARMERS CO Ltd
Priority date: 1990-07-28
Filing date: 1990-07-28
Publication date: 1992-03-18
Also published as: JPH0558747B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、無尽蔵に有り且つ無臭でクリーンな水素を
、燃料として吸蔵させた金属水素化物を使用する懐炉の
構造に関するものである。

（従来の技術〕従来より暖房具として懐炉は広く一般に使用されており
、ベンジンを燃料とするものや、鉄粉を酸化発熱させる
使い捨て方式のもの等がある。

ベンジンを燃料とする触媒燃焼方式の懐炉は、単位重量
当たりの燃焼熱量が鉄粉の酸化による生成熱量の約７倍
という極めて高い熱量を発生し、しかも安価で経済性に
優れている。

ところが、点火の際、ベンジンの触媒燃焼を開始させる
ための熱源や何らかの着火装置が必要である。また、燃
焼の際、ベンジン特有の臭いが欠点であった。更に、鉄
粉の酸化熱よりは当かに高い熱量を発生するが、単位重
量当たりの発生熱量には限界があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこでこの発明では、発熱のための熱源、或いは特別な
着火装置を必要とせず、無臭でしかも単位重量当たりの
発生熱量が大きな、水素吸蔵合金を用いた懐炉の構造を
提起しようとするものである。

〔課題の解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明では次のような技術
的手段を講じている。

水素を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）を密閉する貯蔵容
器（３）と、前記貯蔵容器（３）の密閉を開放する手段と、貯蔵容器
（３）の開放により放出された水素を燃焼室（５）へ導
く連結部（６）と、連結部（６）から導入された水素と接触させて燃焼させ
る触媒（４）を具備せしめた燃焼室（５）とから構成さ
れることとした。

前記密閉を開放する手段が、連結部（６）内に設けた、
燃焼室（５）側から貯蔵容器（３）に臨む筒体であり、連結部（６）を貯蔵容器（３）へ向けて接近せしめるこ
とにより、前記筒体の先端（６４）が貯蔵容器（３）の
対向箇所を突き破って、貯蔵容器（３）と燃焼室（５）
を連通状態とすることとしてもよい。

また、前記触媒（４）中に、表面が酸化されにくく、且
つ低温活性の高い他の触媒（８）を混入したこととして
もよい。

〔作用〕

以上の構成とした結果、貯蔵容器（３）の密閉を開放す
る手段により、貯蔵容器（３）から開放された水素は、
連結部（６）を介して燃焼室（５）へ導かれ、燃焼室（
５）に具備せしめた触媒（４）と接触することにより、
自然に着火して発熱し、単位重量当たりベンジン等の３
倍程度の熱量を発生する。

〔実施例〕

以下、この出願の発明に係る水素吸蔵合金を用いた懐炉
の構造を、実施例として示した図面に従って説明する。

図において、（１）はこの発明に係る懐炉であり、水素
を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）を密閉する貯蔵容器（
３）と、触媒（４）を内部に具備せしめた燃焼室（５）
と、貯蔵容器（３）の開放により放出された水素を燃焼
室（５）へ導く連結部（６）とから構成されており、燃
焼室（５）と連結部（６）はケーシング（７）に収容さ
れている。

前記貯蔵容器（３）とケーシング（７）は別体として構
成し、貯蔵容器（３）内に密閉した水素吸蔵合金（２）
から水素の放出が終了し、懐炉（１）の燃焼が完了した
後は、次回は新たな貯蔵容器（３）に取り替えて、前回
使用したケーシング（７）と組み合わせて使用出来るよ
うにしている。

水素吸蔵合金（２）としては、例えば、希土類系（Ｌａ
Ｎｉｓ等）、Ｔｉ系（Ｔ　ｉ　＋、ｚ　Ｍ　ｎ　１．１
＋、ＴｉＭｎ、、５、ＴｉＦｅ等）、Ｍｇ系（ＭｇｚＮ
ｉ等）、Ｚｒ系（ＺｒＭｎ、等）、ＭｍＮｉＣ。

等を用いることが出来る。

この水素吸蔵合金（２）に公知の方法で水素を吸蔵させ
て、金属水素化物としたものを使用する。

しかし、これらのものに限らず、水素解離平衡圧が常温
において１気圧以上１０気圧未満の金属水素化物であれ
ば適宜使用可能である。

但し、９気圧以上の水素解離平衡圧を有するものは、夏
期３０°Ｃ以上の温度下では解離平衡圧が１０気圧以上
となり、貯蔵容器（３）を耐圧性の構造にしたり、安全
弁を設ける必要があり、大型で重量の重いものとなり、
安全性の面からも不適当である。従って、１気圧以上９
気圧未満のものを使用するのが望ましい。

ここで、水素吸蔵合金を使用せずに水素を燃料として使
用するためには、懐炉本体に水素を貯蔵した燃料タンク
を内蔵することが必要であるが、従来の液化水素、或い
は圧縮水素では爆発の可能性が極めて高く実用化は全く
不可能であった。

本発明の懐炉（１）の構造は、貯蔵容器（３）内に水素
を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）を収容することにより
極めて安全に水素を放出させることを可能とした。

貯蔵容器（３）は、内筒（３１）と外筒（３２）の２層
から成る金属製の有底円筒形状としており、内筒（３１
）には水素を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）を密閉し、
内筒（３１）と外筒（３２）の間には空気層（３３）を
介在させている。

２層構造としたのは、この発明に係る懐炉（１）が、万
が一５高温にさらされた場合、水素を吸蔵させ、金属水
素化物とした水素吸蔵合金（２）から水素が放出されて
、貯蔵容器（３）の内圧が高圧になる可能性があるから
である。

貯蔵容器（３）の上方に設けた縮径部（３４）の上端に
は金属製薄膜状の密閉栓（３５）を施しており、前記縮
径部（３４）の外周には、後述する連結部（６）に具備
せしめた開放拡径部（６１）に挿入する態様で螺合する
ように螺溝がきっである。

縮径部（３４）には、前記開放拡径部（６１）と螺合し
て連結した状態での気密状態を確保するために０−リン
グ（３６）を挿嵌している。

ケーシング（７）の内部の上方には、燃焼室（５）が、
燃焼室（５）の下方には、貯蔵容器（３）と接続するた
めの連結部（６）が位置せしめられている。

燃焼室（５）には、触媒（４）が保持枠（５１）上に固
定されており、燃焼室（５）の外壁には、燃焼のための
空気を供給するための空気導入孔（５２）を複数個穿設
している。

触媒（４）としては、担体としてガラス状繊維、セラミ
ック、アルミナ、多孔質のアルミニウム等の金属等を使
用した白金触媒等が適用可能であるが、この実施例では
ガラス状繊維をマット状に形成して通気性を付与した白
金触媒を用いた。

この触媒（４）中には、表面が酸化されにくく、低温活
性の高い、即ち、低い温度で活性が起こりやすい他の触
媒（８）を１点以上に埋め込んでおく方が好ましい。例
えば、パラジウム触媒や合金触媒を用いることが出来る
。

これは、触媒（４）上で一度燃焼が生じると酸化被膜が
出来、２回目から反応を開始させにくいからである。

従来は、着火装置を用い着火して熱を与えることにより
この酸化被膜を除去していたが、上記のような酸化され
くく低温活性の高い他の触媒（８）を少なくとも一箇所
以上に混入しておくことにより、２回目からの反応の開
始を円滑に行えるようにした。

この低温活性の高い触媒（８）から酸化反応が開始し、
この熱が周囲に伝導して触媒（４）全体が着火する。

従って、水素吸蔵合金（２）を密閉した貯蔵容器（３）
を交換すると、ケーシング（７）はそのままでも、着火
の必要なしに繰り返し使用出来る。

連結部（６）は、燃焼室（５）へと接続されるラッパ状
部（６２）と、このラッパ状部（６２）の下方に設けた
、貯蔵容器（３）上方の縮径部（３４）との螺合溝を有
する開放拡径部（６１）と、ラッパ状部（６２）の下端
から、貯蔵容器（３）の密閉栓（３５）に臨ませた、貯
蔵容器（３）の密閉を開放する手段である筒体としての
連通細筒（６３）とから成る。

ラッパ状部（６２）は、下方の貯蔵容器（３）より放出
され、貯蔵容器（３）とケーシング（７）の螺合部を通
じて導かれてきた水素を、燃焼室（５）の触媒（４）へ
均一に導くためのものである。

連通細筒（６３）は、貯蔵容器（３）の縮径部（３４）
と連結部（６）の開放拡径部（６１）を螺合させ接近せ
しめることにより、貯蔵容器（３）の薄膜状の密閉栓（
３５）を押圧して突き破り、この連通細筒（６３）の内
部を通して、貯蔵容器（３）から放出される水素を燃焼
室（５）に導くためのものである。

次に、この懐炉（１）の使用状態について説明する。

貯蔵容器（３）の縮径部（３４）と、連結部（６）の開
放拡径部（６１）を螺合させ締め込み、連通細筒（６３
）の先端（６４）で、貯蔵容器（３）の対向箇所である
密閉栓（３５）を突き破ることにより、水素を吸蔵させ
た水素吸蔵合金（２）を密閉した貯蔵容器（３）の密閉
を解く。

すると、貯蔵容器（３）と燃焼室（５）は、連結部（６
）を介して連通状態となり、貯蔵容器（３）内から連通
細筒（６３）を通じて、ケーシング（７）の燃焼室（５
）へ水素が徐々に放出される。

これは、貯蔵容器（３）内の内圧は、懐炉（１）が使用
される温度下では、水素吸蔵合金（２）より放出される
水素により、大気圧より高くなっているからである。

この貯蔵容器（３）に収容されている水素吸蔵合金（２
）の水素解離平行圧力は、前述のように、常温即ち約２
０℃の温度で１気圧を越え９気圧未満が望ましい。

貯蔵容器（３）で放出された水素は、貯蔵容器（３）と
連結部（６）の接続により、密閉栓（３５）を突き破っ
た連通細筒（６３）の内部的ラッパ状部（６２）を経て
、燃焼室（５）へと導かれ、燃焼室（５）の触媒（４）
に接触する。

この触媒（４）に水素が接触すると、触媒（４）上で、
−１０°Ｃ以上の温度下であれば酸化反応が開始した。

よって、冬、屋外等であっても少なくとも一１０°Ｃ以
上の温度下であれば、従来の懐炉のような着火装置の必
要なしに、自然着火させて酸化反応を開始させることが
出来た。

貯蔵容器（３）の密閉を開放したことにより水素の放出
が進むにつれ、水素放出時の吸熱効果のため、貯蔵容器
（３）は次第に温度が下がり、同時に水素解離圧力も低
下してくる。

しかし、前述の水素の燃焼熱が、燃焼室（５）を収容す
るケーシング（７）から貯蔵容器（３）に伝導し、貯蔵
容器（３）本体が暖まってくる。

従って、貯蔵容器（３）本体自体が暖められるので、吸
熱効果による水素解離圧力の低下を防止し、継続して水
素吸蔵合金（２）からの水素の放出を生じせしめること
が出来る。

この継続して放出される水素は、前記と同様の経路を経
て燃焼室（５）の触媒（４）に接触して、燃焼を続ける
。

ここで、水素吸蔵合金（２）の！、常温における水素解
離平衡圧が１気圧以上９気圧未満の水素吸蔵合金（２）
の種類と、又、燃焼している時の燃焼室（５）から貯蔵
容器（３）へ伝導する熱量を調整することにより、懐炉
（１）の発熱温度、その持続時間等を制御することが出
来る。

実施例では、水素を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）とし
て、ＬａＮｉ５を５０ｇ用いて、常温において貯蔵容器
（３）内で水素吸蔵合金（２）から放出される水素の圧
力を２気圧〜４気圧になるように調整すると、触媒の表
面温度が約１５０℃の状態で５〜６時間、維持した。

尚、当初、触媒活性の作動温度を１００　’Ｃ程度に設
定したが、こうすると触媒下面に水滴が住し、触媒活性
が低下した。そこで、１５０″Ｃに燃焼温度を高めたこ
とにより水分は水蒸気となって大気中に蒸発し安定した
触媒燃焼が得られた。

上述のように、この出願の発明に係る水素吸蔵合金を用
いた懐炉（１）の構造によると、放出された水素が触媒
（４）と接触するだけで点火するので、従来のような着
火装置は不要である。

更に、燃焼によってＨ２Ｏのみ発生し、ＣＯ２は発生せ
ず、極めてクリーンで無公害である。

〔発明の効果〕

この発明は上述のような構成を有するものであり、貯蔵
容器（３）中の水素を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）か
ら徐々に放出された水素は触媒（４）と接触することに
より、自然に着火して発熱するので、発熱のための熱源
、或いは特別な着火装置を必要とせず、しかも無臭、無
公害の懐炉の構造を提供することが出来る。

また、単位重量当たりベンジン等の３倍程度の熱量を発
生するので、単位重量当たりの発注熱量が大きな懐炉の
構造を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この出願の発明に係る懐炉の構造の一実施例
であって、貯蔵容器と連結部を接続させた状態を説明す
る断面図。第２図は、第１図と同し状態を説明する一部
切欠斜視図。（２）・・・水素吸蔵合金（３）・・・貯蔵容器４）・・・触媒（５）・・・燃焼室（８）・・・他の触媒（６）・・・連結部

Claims

【特許請求の範囲】

１．水素を吸蔵させた水素吸蔵合金（２）を密閉する貯
蔵容器（３）と、前記貯蔵容器（３）の密閉を開放する手段と、貯蔵容器（３）の開放により放出された水素を燃焼室（
５）へ導く連結部（６）と、連結部（６）から導入された水素と接触させて燃焼させ
る触媒（４）を具備せしめた燃焼室（５）とから構成さ
れる懐炉の構造。
２．前記密閉を開放する手段が、連結部（６）内に設け
た、燃焼室（５）側から貯蔵容器（３）に臨む筒体であ
り、連結部（６）を貯蔵容器（３）へ向けて接近せしめるこ
とにより、前記筒体の先端（６４）が貯蔵容器（３）の
対向箇所を突き破って、貯蔵容器（３）と燃焼室（５）
を連通状態とする請求項１記載の懐炉の構造。
３．前記触媒（４）中に、表面が酸化されにくく、且つ
低温活性の高い他の触媒（８）を混入した請求項１又は
２記載の懐炉の構造。