JPS6313080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〓産業上の利用分野〓 本発明は、一基の容器内で金属水素化物の水素
吸蔵放出を交互に連続して行なうことによる金属
水素化物の活性化方法及びその装置に関する。

ここで金属水素化物とは、水素を吸蔵した金属
または合金、水素吸蔵前の金属または合金及び脱
水素され活性化された金属または合金を総称す
る。

〓従来の技術〓 金属水素化物は、水素の貯蔵、輸送、精製、高
圧水素の発生、熱エネルギー変換などに利用され
るが、これは発熱及び吸熱を伴う金属水素化物の
水素の吸蔵放出特性を利用する。実際に使用する
には反応性の速かな金属水素化物とするため、使
用に先立ち金属水素化物の活性化作業を行なわね
ばならない。また繰り返しの使用により、吸蔵能
力の低下した金属水素化物の水素吸蔵能力を回復
させるためにも、適当な時期に賦活操作が必要で
ある。

単一容器内で行なう従来の活性化方法は、容器
内を真空脱気した後、耐圧容器内に充填した金属
水素化物に加圧下で水素を吸蔵させ、発熱は熱交
換管に冷却水を通して除去する。次にその冷却水
を熱水に切り替えて、金属水素化物を加熱し水素
を放出させる。この操作を数回ないし十数回交互
に繰り返すことによつて、金属水素化物は微粉化
されると共に活性化が完了する。

〓発明が解決しようとする問題点〓 従来の技術では、活性化中放出される水素は容
器外に排出され、そのままでは損失となるか、別
の貯槽に貯えねばならない。これを避けるため、
通常は複数の容器を用いて、放出された水素を他
の容器の吸蔵に利用する方法もある。すなわち冷
却、加熱に伴う吸蔵放出を二つの容器で交互に行
なう方法がとられる。この場合は一基の時に比べ
水素の損失は防げるが、容器は最低二基必要であ
り、それだけ装置は複雑となり、コストアツプに
つながる。

〓問題点を解決するための手段〓 本発明は、上記問題点を解決するため、金属水
素化物を充填した水素化反応部と、冷却加熱用の
熱交換流体出入口をそれぞれ縦方向に二つに区画
した水素吸蔵容器を使用して、熱交換流体出入口
部のA′区画に冷却流体を通し、水素化反応部の
Ａ区画を冷却しながら、水素化反応部のＡ区画で
真空脱気後の金属水素化物に水素を吸蔵させ、次
にA′区画を加熱流体に切替えて前記Ａ区画を加
熱することにより水素を放出させる。この水素を
隔壁またはフイルターを通し隣接の水素化反応部
Ｂ区画に送り吸蔵させる。並行して熱交換流体出
入口部のB′区画には冷却流体を通し、水素化反
応部のＢ区画の金属水素化物を冷却する。次に
B′区画を加熱流体に切替えて、前記Ｂ区画の金
属水素化物を加熱して水素を放出させる。この水
素を隔壁またはフイルターを通し再び隣接の水素
化反応部のＡ区画の金属水素化物に吸蔵させる。
このように金属水素化物の真空脱気後の水素吸蔵
放出すなわち活性化を、一基の容器内のＡ，Ｂ区
画間にて水素を交互に移動させ繰り返し反応させ
ることによつて連続して金属水素化物の活性化を
行なうものである。

またそのための装置は、熱交換流体出入り口部
が仕切板で区画され、熱交換器を備え金属水素化
物を充填した水素化反応部が隔壁で縦方向に二つ
に区画された水素吸蔵容器の水素吸排出口に、水
素吸排出管及び真空ポンプを連結した構成とす
る。

〓作用〓 本発明は、一基の容器内の隔壁またはフイルタ
ーを境として水素化反応部をＡ，Ｂ区画の二室に
分け、それぞれ個別することにより、同一容器内
のＡ区画とＢ区画の間で水素の吸蔵放出、移動授
受が行なわれる。

従つて活性化のために一基の水素吸蔵容器に充
填した水素を何度も繰り返し容器外にパージする
必要がなく、たんに容器の熱交換管を通る流体の
低温流体、高温流体のきりかえ操作を、交互に繰
り返すだけで水素の吸蔵放出が行なわれ、金属水
素化物の活性化が効率的に連続して行なわれる。

〓実施例〓 本発明の方法と装置を図面に基づいて詳細説明
する。第１図は本発明の金属水素化物活性化方法
に使用される装置の水素吸蔵容器の縦断面説明図
で、図では多数の熱交換二重管は２本で代表表示
し、又二重管の伝熱用フインは図示省略してい
る。第１図において、容器１は管板１５により熱
交換流体出入口部と水素化反応部に分かれる。さ
らに熱交換流体部は、仕切板６により縦割りに
A′区画とB′区画の二つに区画され、それぞれに
熱交換流体入口管７ａ，７ｂ及び８ａ，８ｂと熱
交換流体出口管９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂが
接続される。第２図は第１図のＸ―Ｘ断面図で仕
切板６の取り付け状況を示す。又第３図は第１図
のＹ―Ｙ断面図で隔壁１８の取り付け状況、水素
ガスの流れを示す。隔壁１８はＡ，Ｂ区画の仕切
りで、材質形状は水素透過性のフイルターと同材
質か網状体又はたんなる仕切り板でもよい。水素
化反応部は水素吸排出口１１を備え、水素ガス通
路５、二重管熱交換器２とフイルターカバー４で
蓋された水素透過性の円筒状フイルター３よりな
り、間隙に金属水素化物１２を充填する。そして
二重管熱交換器により冷却（加熱）される区画
Ａ、加熱（冷却）される区画をＢとする。フイル
ターは数ミクロンの細孔を有する多孔の焼結金属
又は網状体などでつくられ、水素は透過するが、
微粉状の金属水素化物は阻止する。

なお容器１の水素吸排出口１１に設けた水素吸
排出配管１４には真空ポンプ１７と水素供給源１
３が配管でつながつている。

この様な構成の装置を使用して、本発明の方法
により、水素吸蔵合金を水素化して活性化しさら
に水素の吸蔵放出操作をつづけるには次の方法に
よる。

容器に充填された金属水素化物は、当初酸素分
子その他の不純ガスが金属表面に吸着されている
ので、初めに真空脱気用配管１６を経て真空脱気
を行なう。この時はＧ弁が開で、Ｅ，Ｆ弁は閉の
状態である。真空脱気終了後はＧ弁も閉とする。
次に活性化用水素をボンベその他の水素供給源１
３より水素吸排出口１１を経て、容器に導入し、
水素ガス通路５、フイルター３を経て、水素化反
応部のＡ区画に導き、そこの金属水素化物１２に
吸蔵させる。この時熱交換流体出入口部のA′区
画には低温流体（例えば冷却水）を通し水素の吸
蔵に伴う発熱を除去する。その時B′区画には高
温流体（例えば熱水）を通しておくと、水素化反
応部Ｂ区画での水素化反応は殆ど行なわれない。
水素の吸蔵が終わればＥ弁を閉め、次に熱交換流
体出入口部のA′区画に高温流体を通せば、水素
化反応部Ａ区画では金属水素化物の水素が放出さ
れ、差圧により移動し隣接Ｂ区画の金属水素化物
に吸蔵される。この時熱交換流体出入口部の
B′区画には低温流体を通しておく。水素は第１
図、第３図に矢印実線で示したように差圧で流れ
る。即ち水素は円筒状フイルターのＡ区画半円フ
イルター部分を（隔壁１８がフイルターである場
合はこの部分も）通り抜け、容器胴内周を回りＢ
区画のフイルター半円部分より（隔壁１８フイル
ターよりは直接に）Ｂ区画に流れる。

次にB′区画を高温流体に切り替え、前記Ｂ区
画の吸蔵水素を放出させる。この水素は前記同様
矢印点線の方向に流れて隣接Ａ区画の金属水素化
物に吸蔵される。

上記のように水素の吸蔵放出を一基の容器内の
Ａ，Ｂ区画において交互に行ない水素を移動授受
させることによつて、水素の損失は全くなく、一
基の容器内で連続して水素の吸蔵、放出、即ち金
属水素化物の活性化を行なう。

第４図は以上説明の熱交換流体切替え及びそれ
に伴う水素の流れ移動を図示したものである。第
５図は従来の方法を示す図である。

活性化の終わつた金属水素化物を、引き続いて
通常の水素吸蔵、放出に使用するには、容器の熱
交換流体出入口のA′，B′区画及び水素化反応部
のＡ，Ｂ区画の区別なくA′，Ａ区画とB′，Ｂ区
画を並列に使用する。即ちA′，B′区画に冷却水
を通す時にはＡ，Ｂ区画共に水素吸蔵が行なわ
れ、A′，B′区画に温水を流す時にはＡ，Ｂ区画
共水素放出が行なわれる。

この様な容器を複数切り替え使用して、一方の
容器で水素を吸蔵している時、他方の容器で水素
を放出するようにすれば、連続して水素の吸蔵ま
たは放出及び熱水または冷水の発生取得が可能で
ある。

〓発明の効果〓 以上説明のように、本発明の方法と装置によれ
ばは、金属水素化物の水素吸蔵放出による活性化
が、単一の容器内だけで行なわれ、容器外で水素
のパージによる損失が生じることがないので、活
性化用水素の消費量が全体として減少する。

さらに活性化のためだけに容器を複数設けた
り、活性化用の容器を別に準備したりする必要が
ない。

また一基の容器内で水素の吸蔵放出を行なうの
で、配管、バルブ、計装などの装置が簡略される
ため装置コストが節減され、操作方法も単純とな
る。

通常の水素吸蔵放出操作の使用に移行するに
は、７ａ，７ｂ入口弁、８ａ，８ｂ入口弁を同時
に開または同時に閉として、弁操作のみで、A′，
B′区画とＡ，Ｂ区画に冷却または加熱流体を同
時に並列して流すことにより自動的に行なえ、通
常の水素吸蔵放出運転も同様にして熱交換流体側
の弁を切り替えする操作だけでできるので、金属
水素化物活性化及び水素吸蔵放出の作業が能率的
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するため使用され
る装置の説明図、第２図は第１図の容器のＸ―Ｘ
線断面図、第３図は同Ｙ―Ｙ線断面図である。第
４図は熱交換流体の切り替え及び水素の流れを示
す説明図、第５図は従来の方法の熱交換流体及び
水素の流れの説明図である。 １：容器、２：二重管熱交換器、３：円筒状フ
イルター、４：フイルターカバー、５：水素ガス
通路、６：仕切板、７ａ，８ａ：熱交換流体（高
温流体）入口、７ｂ，８ｂ：熱交換流体（低温流
体）入口、９ａ，１０ａ：熱交換流体（高温流
体）出口、９ｂ，１０ｂ：熱交換流体（低温流
体）出口、１１：水素吸排出口、１２：金属水素
化物、１３：水素供給源、１４：水素吸排出配
管、１５：管板、１６：真空脱気配管、１７：真
空ポンプ、１８：隔壁、Ａ，Ｂ：水素化反応部区
画、A′，B′：熱交換流体部区画。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空脱気後の水素の吸蔵放出による金属水素
   化物の活性化方法において、縦方向に二つに区画
   された容器内で、Ａ区画金属水素化物を高温流体
   で加熱しながら水素放出を行なわせ、並行してＢ
   区画金属水素化物を低温流体で冷却しながら水素
   吸蔵を行なわせ、これら操作をＡ，Ｂ区画で交互
   に繰り返して行ない、両区画間にて水素を交互に
   移動させ繰り返し金属水素化物と反応させること
   を特徴とする金属水素化物の活性化方法。 ２ 熱交換流体出入り口部が仕切板で区画され、
   また熱交換器を備え金属水素化物を充填した水素
   化反応部が隔壁で縦方向に二つに区画された水素
   吸蔵容器の水素吸排出口に、水素吸排出管及び真
   空ポンプを連結した金属水素化物活性化装置。