JPH0558746B2 - - Google Patents

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て金属水素化物を
使用する懐炉の発熱方法及び懐炉に関するもので
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
点であつた。更に、鉄粉の酸化熱よりは遥かに高
い熱量を発生するが、単位重量当たりの発生熱量
には限界があつた。

〔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懐炉の発熱方法
及び懐炉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。

水素吸蔵合金を用いた懐炉の発熱方法の発明で
は、水素を吸蔵させた水素吸蔵合金２を密閉した
容器３から水素を徐々に放出させ、 前記の放出された水素を触媒４と接触させて燃
焼させるようにしたこととした。

また、水素を吸蔵させた水素吸蔵合金２を密閉
した容器３の密閉を解くことにより水素を徐々に
放出させ、 前記の放出された水素を触媒４と接触させて燃
焼させた後、 前記燃焼の熱を受けて水素吸蔵合金２の水素を
徐々に放出させて、 この放出された水素を、触媒４と接触させて燃
焼させるようにしたこととしてもよい。

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７を混入したこととして
もよい。

水素吸蔵合金を用いた懐炉の発明では、水素を
吸蔵させた水素吸蔵合金２を密閉した容器３と、 前記容器３の密閉を開放する手段と、容器３の
開放により放出された水素と接触して燃焼させる
触媒４を有して成ることとした。

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７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、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
いた懐炉の発熱方法及び懐炉を、実施例として示
した図面に従つて説明する。

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を密閉した容器
３と、触媒４の内部に保持せしめた触媒保持部５
とから構成している。

前記容器３と触媒保持部５は別体として構成
し、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、
次回は新たな容器３に取り替えて、前回使用した
触媒保持部５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
（LaNi₅等）、Ti系（Ti_1.2Mn_1.8、TiMn_1.5、TiFe
等）、Mg系（Mg₂Ni等）、Zr系（ZrMn₂等）、
MmNiCo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℃以上の温度下では解離平衡圧が10
気圧以上となり、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。
従つて、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つた。

本発明の懐炉は、容器内に水素を吸蔵させた水
素吸蔵合金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。

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、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、容器３の内圧が高圧になる可能
性があるからである。

容器３の上方に設けた縮径部３４の先端には金
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、後述する触媒保持部５に具備
せしめた開放拡径部５１に挿入する態様で螺合す
るように螺溝がきつてある。

縮径部３４には、前記開放拡径部５１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Ｏ
−リング３６を挿嵌している。

触媒保持部５は、その外周を画定するケーシン
グ５２と、ケーシング５２の内部に設けた次のも
のから成る。

ケーシング５２の内部の上方には、燃焼室５３
が、燃焼室５３の下方にはラツパ状部５４が、ラ
ツパ状部５４の下方には、容器３と連結するため
の接続部５５が位置せしめられている。

燃焼室５３には、触媒４が保持枠５６上に固定
されており、燃焼室５３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５７を複雑個
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
ラミツク、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ツト状に形
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７の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７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７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。

従つて、水素吸蔵合金２を密閉した容器３を交
換すると、触媒保持部５はそのままでも、着火の
必要なしに繰り返し使用出来る。

燃焼質５３の下方のラツパ状部５４は、下方の
容器３より放出された水素を触媒４へ均一に導く
ためのもので、その下方には、容器３との螺合溝
を有する接続部５５を形成している。

接続部５５は、ラツパ状部５４の下方を拡径し
た開放拡径部５１と、ラツパ状部５４の中央付近
から開放拡径部５１近傍に臨ませた、容器３の密
閉を開放する手段としての連通細筒５８とから成
る。

連通細筒５８は、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５８の内部を
通して、容器３の水素を燃焼質５３に導くための
ものである。

容器３で放出された水素は、密閉栓３５を突き
破つた連通細筒５８容器３と触媒保持部５の連
結により、ラツパ状部５４を経て、燃焼室５３へ
と導かれる。

次に、この懐炉１の使用状態について説明す
る。

容器３の縮径部３４と、触媒保持部５の開放拡
径部５１を螺合させ締め込み、連通細筒５８で密
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を密閉した容器３の密閉を解
く。

すると、容器３内から連通細筒５８を通じて、
触媒保持部５の燃焼室５３へ水素が徐々に放出さ
れる。これは、容器３内の内圧は、懐炉１が使用
される温度下では放出された水素により大気圧よ
り高くなつているからである。

この容器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20
℃の温度で１気圧を越え９気圧未満が望ましい。

容器３内部から放出された水素は、前述の経路
を経て、燃焼室５３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℃以上の温度下であれば酸化反応が開始し
た。よつて、冬、屋外等であつても少なくとも−
10℃以上の温度下ならば、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る。

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容器３に伝
導して容器３本体自体が緩まつてくる。従つて、
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
経路を経て触媒４に接触して、燃焼を続ける。

水素吸蔵合金２の量、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℃の状態を５〜６時間の間、
維持した。

また、当初、触媒活性の作動温度を100℃程度
に設定したが、こうすると触媒下面に水滴が生
じ、触媒活性が低下した。そこで、150℃に燃焼
温度を高めたことにより水分は水蒸気となつて大
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
合金を用いた懐炉の発熱方法及び懐炉によると、
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、燃焼によつて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、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、無公害の懐炉の発熱方法及び懐
炉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生熱量
が大きな懐炉の発熱方法及び懐炉を提供すること
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一実施
例であつて、容器と触媒保持部を連結させた状態
を説明する断面図。第２図は、第１図と同じ状態
を説明する一部切欠斜視図。 ２……水素吸蔵合金、３……容器、４……触
媒、７……他の触媒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水素を吸蔵させた水素吸蔵合金２を密閉した
   容器３から水素を徐々に放出させ、 前記の放出された水素を触媒４と接触させて燃
   焼させるようにした懐炉の発熱方法。 ２ 水素を吸蔵させた水素吸蔵合金２を密閉した
   容器３の密閉を解くことにより水素を徐々に放出
   させ、 前記の放出された水素を触媒４と接触させて燃
   焼させた後、 前記燃焼の熱を受けて水素吸蔵合金２の水素を
   徐々に放出させて、 この放出された水素を、触媒４と接触させて燃
   焼させるようにした懐炉の発熱方法。 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７を混入した請求項１
   又は２記載の懐炉の発熱方法。 ４ 水素を吸蔵させた水素吸蔵合金２を密閉した
   容器３と、 前記容器３の密閉を開放する手段と、 容器３の開放により放出された水素と接触して
   燃焼させる触媒４を有して成る懐炉。 ５ 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７を混入した請求項４
   記載の懐炉。