JP2003146616A - 水素吸蔵材を使用する水素精製装置 - Google Patents
水素吸蔵材を使用する水素精製装置Info
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ランニングコストの削減を図り、短時間のうち
に効率よく水素ガスを吸蔵させて精製することのできる
水素吸蔵材を使用する水素精製装置。 【解決手段】粉粒状の水素吸蔵材Ｍに水素含有ガスを接
触させて水素ガスを吸蔵させる水素吸蔵容器１と、水素
ガスを吸蔵した水素吸蔵材Ｍから水素ガスを放出させる
水素放出容器２とが各別に設けられ、水素吸蔵容器１と
水素放出容器２が、粉粒状の水素吸蔵材Ｍを搬送する搬
送手段７により接続され、水素吸蔵容器１が、その水素
吸蔵容器１に収容された粉粒状の水素吸蔵材Ｍを強制的
に流動させる流動手段３を備えていて、その流動手段３
により流動される粉粒状の水素吸蔵材Ｍに対して水素含
有ガスを接触させるように構成されている水素吸蔵材を
使用する水素精製装置。
に効率よく水素ガスを吸蔵させて精製することのできる
水素吸蔵材を使用する水素精製装置。 【解決手段】粉粒状の水素吸蔵材Ｍに水素含有ガスを接
触させて水素ガスを吸蔵させる水素吸蔵容器１と、水素
ガスを吸蔵した水素吸蔵材Ｍから水素ガスを放出させる
水素放出容器２とが各別に設けられ、水素吸蔵容器１と
水素放出容器２が、粉粒状の水素吸蔵材Ｍを搬送する搬
送手段７により接続され、水素吸蔵容器１が、その水素
吸蔵容器１に収容された粉粒状の水素吸蔵材Ｍを強制的
に流動させる流動手段３を備えていて、その流動手段３
により流動される粉粒状の水素吸蔵材Ｍに対して水素含
有ガスを接触させるように構成されている水素吸蔵材を
使用する水素精製装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、粉粒状の
水素吸蔵材を冷却しながら、その水素吸蔵材に水素含有
ガスを接触させて水素含有ガス中の水素ガスを吸蔵さ
せ、その後、水素ガスを吸蔵した水素吸蔵材を加熱して
水素吸蔵材から水素ガスを放出させ、これを繰り返すこ
とにより、水素含有ガスから水素ガスを精製するのに使
用される水素吸蔵材を使用する水素精製装置に関する。
水素吸蔵材を冷却しながら、その水素吸蔵材に水素含有
ガスを接触させて水素含有ガス中の水素ガスを吸蔵さ
せ、その後、水素ガスを吸蔵した水素吸蔵材を加熱して
水素吸蔵材から水素ガスを放出させ、これを繰り返すこ
とにより、水素含有ガスから水素ガスを精製するのに使
用される水素吸蔵材を使用する水素精製装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような水素吸蔵材を使用する水素精
製装置では、従来、粉粒状の水素吸蔵材がひとつの容器
内に収容されていて、そのひとつの容器内において、粉
粒状の水素吸蔵材を冷却することによって、水素吸蔵材
に水素ガスを吸蔵させ、水素吸蔵材を加熱することによ
って、水素ガスを吸蔵した水素吸蔵材から水素ガスを放
出させるように構成されていた。
製装置では、従来、粉粒状の水素吸蔵材がひとつの容器
内に収容されていて、そのひとつの容器内において、粉
粒状の水素吸蔵材を冷却することによって、水素吸蔵材
に水素ガスを吸蔵させ、水素吸蔵材を加熱することによ
って、水素ガスを吸蔵した水素吸蔵材から水素ガスを放
出させるように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の水
素精製装置では、ひとつ容器内において粉粒状の水素吸
蔵材を冷却して水素ガスを吸蔵させた後、再び同じ容器
内において水素吸蔵材を加熱して水素ガスを放出させる
ことになり、換言すると、いったん冷却した容器を加熱
する必要があり、加熱効率が悪くなってランニングコス
トが高価になる欠点があった。特に、粉粒状の水素吸蔵
材における水素ガスの吸蔵と放出を連続的に繰り返す場
合には、冷却した容器を加熱し、更に、その加熱した容
器を冷却しなければならず、ランニングコストが一層高
価になる欠点があった。
素精製装置では、ひとつ容器内において粉粒状の水素吸
蔵材を冷却して水素ガスを吸蔵させた後、再び同じ容器
内において水素吸蔵材を加熱して水素ガスを放出させる
ことになり、換言すると、いったん冷却した容器を加熱
する必要があり、加熱効率が悪くなってランニングコス
トが高価になる欠点があった。特に、粉粒状の水素吸蔵
材における水素ガスの吸蔵と放出を連続的に繰り返す場
合には、冷却した容器を加熱し、更に、その加熱した容
器を冷却しなければならず、ランニングコストが一層高
価になる欠点があった。
【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
するとともに、粉粒状の水素吸蔵材に対する水素ガスの
吸蔵をも改善しようとするもので、その目的は、ランニ
ングコストの削減を図るとともに、短時間のうちに効率
よく水素ガスを吸蔵させて精製することのできる水素吸
蔵材を使用する水素精製装置を提供することにある。
するとともに、粉粒状の水素吸蔵材に対する水素ガスの
吸蔵をも改善しようとするもので、その目的は、ランニ
ングコストの削減を図るとともに、短時間のうちに効率
よく水素ガスを吸蔵させて精製することのできる水素吸
蔵材を使用する水素精製装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔構成〕請求項１の発明
の特徴構成は、図１〜図３に例示するごとく、粉粒状の
水素吸蔵材Ｍに水素含有ガスを接触させて水素ガスを吸
蔵させる水素吸蔵容器１と、水素ガスを吸蔵した水素吸
蔵材Ｍから水素ガスを放出させる水素放出容器２とが各
別に設けられ、前記水素吸蔵容器１と水素放出容器２
が、前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを搬送する搬送手段７に
より接続され、前記水素吸蔵容器１が、その水素吸蔵容
器１に収容された前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを強制的に
流動させる流動手段３を備えていて、その流動手段３に
より流動される前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍに対して水素
含有ガスを接触させるように構成されているところにあ
る。
の特徴構成は、図１〜図３に例示するごとく、粉粒状の
水素吸蔵材Ｍに水素含有ガスを接触させて水素ガスを吸
蔵させる水素吸蔵容器１と、水素ガスを吸蔵した水素吸
蔵材Ｍから水素ガスを放出させる水素放出容器２とが各
別に設けられ、前記水素吸蔵容器１と水素放出容器２
が、前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを搬送する搬送手段７に
より接続され、前記水素吸蔵容器１が、その水素吸蔵容
器１に収容された前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを強制的に
流動させる流動手段３を備えていて、その流動手段３に
より流動される前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍに対して水素
含有ガスを接触させるように構成されているところにあ
る。
【０００６】請求項２の発明の特徴構成は、図２および
図３に例示するごとく、前記流動手段３が、多数の開口
３ａを有する分散板３で構成され、その分散板３の上方
に収容された前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを前記分散板３
の下方から前記開口３ａを通って吹き上げられる水素含
有ガスにより流動させるように構成されているところに
ある。
図３に例示するごとく、前記流動手段３が、多数の開口
３ａを有する分散板３で構成され、その分散板３の上方
に収容された前記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを前記分散板３
の下方から前記開口３ａを通って吹き上げられる水素含
有ガスにより流動させるように構成されているところに
ある。
【０００７】請求項３の発明の特徴構成は、図２および
図３に例示するごとく、前記分散板３が、その上方に前
記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを収容する作用姿勢Ａと、前記
粉粒状の水素吸蔵材Ｍを下方に落下させる非作用姿勢Ｂ
とに姿勢変更可能に構成されているところにある。
図３に例示するごとく、前記分散板３が、その上方に前
記粉粒状の水素吸蔵材Ｍを収容する作用姿勢Ａと、前記
粉粒状の水素吸蔵材Ｍを下方に落下させる非作用姿勢Ｂ
とに姿勢変更可能に構成されているところにある。
【０００８】なお、上述のように、図面との対象を便利
にするために符号を記したが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
にするために符号を記したが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【０００９】〔作用および効果〕請求項１の発明の特徴
構成によれば、粉粒状の水素吸蔵材に水素含有ガスを接
触させて水素ガスを吸蔵させる水素吸蔵容器と、水素ガ
スを吸蔵した水素吸蔵材から水素ガスを放出させる水素
放出容器とが各別に設けられているため、水素吸蔵容器
においては、水素吸蔵材の冷却のみを行えばよく、水素
放出容器においては、水素吸蔵材の加熱のみを行えばよ
いので、上述した従来の装置に較べて冷却と加熱に要す
るエネルギを削減することができ、ランニングコストの
低廉化を図ることができるとともに、水素吸蔵容器と水
素放出容器とは、粉粒状の水素吸蔵材を搬送する搬送手
段により接続されているので、水素吸蔵容器から水素放
出容器への水素吸蔵材の搬送は支障なく行われる。それ
に加えて、水素吸蔵容器が、その水素吸蔵容器に収容さ
れた粉粒状の水素吸蔵材を強制的に流動させる流動手段
を備えていて、その流動手段により流動される粉粒状の
水素吸蔵材に対して水素含有ガスを接触させるように構
成されているので、粉粒状の水素吸蔵材に対する水素含
有ガスの接触が促進され、水素吸蔵材に対して水素含有
ガス中の水素ガスを短時間のうちに効率よく吸蔵させて
水素を精製することができる。
構成によれば、粉粒状の水素吸蔵材に水素含有ガスを接
触させて水素ガスを吸蔵させる水素吸蔵容器と、水素ガ
スを吸蔵した水素吸蔵材から水素ガスを放出させる水素
放出容器とが各別に設けられているため、水素吸蔵容器
においては、水素吸蔵材の冷却のみを行えばよく、水素
放出容器においては、水素吸蔵材の加熱のみを行えばよ
いので、上述した従来の装置に較べて冷却と加熱に要す
るエネルギを削減することができ、ランニングコストの
低廉化を図ることができるとともに、水素吸蔵容器と水
素放出容器とは、粉粒状の水素吸蔵材を搬送する搬送手
段により接続されているので、水素吸蔵容器から水素放
出容器への水素吸蔵材の搬送は支障なく行われる。それ
に加えて、水素吸蔵容器が、その水素吸蔵容器に収容さ
れた粉粒状の水素吸蔵材を強制的に流動させる流動手段
を備えていて、その流動手段により流動される粉粒状の
水素吸蔵材に対して水素含有ガスを接触させるように構
成されているので、粉粒状の水素吸蔵材に対する水素含
有ガスの接触が促進され、水素吸蔵材に対して水素含有
ガス中の水素ガスを短時間のうちに効率よく吸蔵させて
水素を精製することができる。
【００１０】請求項２の発明の特徴構成によれば、粉粒
状の水素吸蔵材を強制的に流動させる流動手段が、多数
の開口を有する分散板で構成され、その分散板の上方に
収容された粉粒状の水素吸蔵材を分散板の下方から前記
開口を通って吹き上げられる水素含有ガスにより流動さ
せるように構成されているので、流動手段そのものを簡
単な分散板で構成することにより、装置の簡素化とコス
トダウンを図り得るのに加えて、水素吸蔵容器内に供給
される水素含有ガスの有するエネルギを有効に利用し
て、粉粒状の水素吸蔵材を確実に流動させることができ
る。すなわち、流動手段としては、粉粒状の水素吸蔵材
を撹拌して流動させる撹拌具などを使用することもでき
るが、その場合には、構造的に複雑になって装置のコス
トアップを招くとともに、撹拌具を駆動するための駆動
源が必要となってランニングコストのコストアップをも
招く可能性があるが、上述のように装置のコストダウン
に加えて、水素含有ガスのエネルギを有効に利用するこ
とにより、ランニングコストのコストアップを招くこと
なく、水素吸蔵材の流動化を図ることができる。
状の水素吸蔵材を強制的に流動させる流動手段が、多数
の開口を有する分散板で構成され、その分散板の上方に
収容された粉粒状の水素吸蔵材を分散板の下方から前記
開口を通って吹き上げられる水素含有ガスにより流動さ
せるように構成されているので、流動手段そのものを簡
単な分散板で構成することにより、装置の簡素化とコス
トダウンを図り得るのに加えて、水素吸蔵容器内に供給
される水素含有ガスの有するエネルギを有効に利用し
て、粉粒状の水素吸蔵材を確実に流動させることができ
る。すなわち、流動手段としては、粉粒状の水素吸蔵材
を撹拌して流動させる撹拌具などを使用することもでき
るが、その場合には、構造的に複雑になって装置のコス
トアップを招くとともに、撹拌具を駆動するための駆動
源が必要となってランニングコストのコストアップをも
招く可能性があるが、上述のように装置のコストダウン
に加えて、水素含有ガスのエネルギを有効に利用するこ
とにより、ランニングコストのコストアップを招くこと
なく、水素吸蔵材の流動化を図ることができる。
【００１１】請求項３の発明の特徴構成によれば、流動
手段を構成する分散板が、その上方に粉粒状の水素吸蔵
材を収容する作用姿勢と、粉粒状の水素吸蔵材を下方に
落下させる非作用姿勢とに姿勢変更可能に構成されてい
るので、分散板を作用姿勢にすることで水素吸蔵材の流
動化を確実に図ることができ、かつ、非作用姿勢にする
ことで水素吸蔵材を下方に落下させることができ、前記
搬送手段による水素吸蔵材の水素放出容器への搬送を合
理的に行うことができる。
手段を構成する分散板が、その上方に粉粒状の水素吸蔵
材を収容する作用姿勢と、粉粒状の水素吸蔵材を下方に
落下させる非作用姿勢とに姿勢変更可能に構成されてい
るので、分散板を作用姿勢にすることで水素吸蔵材の流
動化を確実に図ることができ、かつ、非作用姿勢にする
ことで水素吸蔵材を下方に落下させることができ、前記
搬送手段による水素吸蔵材の水素放出容器への搬送を合
理的に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明による水素吸蔵材を使用す
る水素精製装置につき、その実施の形態を図面に基づい
て説明する。水素吸蔵材を使用する水素精製装置は、図
１に示すように、粉末そして／または粒状である粉粒状
の水素吸蔵材としての水素吸蔵合金Ｍに対して水素含有
ガスを接触させて水素ガスを吸蔵させるとともに、その
水素ガスを吸蔵した水素吸蔵合金Ｍを収容する水素吸蔵
容器１と、水素ガスを放出した粉粒状の水素吸蔵合金Ｍ
を収容する水素放出容器２とが各別に設けられ、これら
両容器１，２は、上部が円筒状で、下部が円錐状に構成
されている。
る水素精製装置につき、その実施の形態を図面に基づい
て説明する。水素吸蔵材を使用する水素精製装置は、図
１に示すように、粉末そして／または粒状である粉粒状
の水素吸蔵材としての水素吸蔵合金Ｍに対して水素含有
ガスを接触させて水素ガスを吸蔵させるとともに、その
水素ガスを吸蔵した水素吸蔵合金Ｍを収容する水素吸蔵
容器１と、水素ガスを放出した粉粒状の水素吸蔵合金Ｍ
を収容する水素放出容器２とが各別に設けられ、これら
両容器１，２は、上部が円筒状で、下部が円錐状に構成
されている。
【００１３】水素吸蔵容器１内における円筒状部分の下
方には、図２に詳しく示すように、多数の開口３ａを有
する分散板３が位置されて、取り付け軸４により軸心Ｌ
周りに９０度回転可能な状態で水素吸蔵容器１に取り付
けられている。この分散板３は、分散板３の下方から多
数の開口３ａを通って吹き上げられる水素含有ガスによ
って、分散板３の上方に収容された粉粒状の水素吸蔵合
金Ｍを強制的に流動させる流動手段として機能するもの
で、図２の（イ）に示すように、ほぼ水平姿勢に保持さ
れて上方に水素吸蔵合金Ｍを収容する作用姿勢Ａと、図
２の（ロ）に示すように、ほぼ垂直姿勢に保持されて水
素吸蔵合金Ｍを下方に落下させる非作用姿勢Ｂとに姿勢
変更可能に構成されている。
方には、図２に詳しく示すように、多数の開口３ａを有
する分散板３が位置されて、取り付け軸４により軸心Ｌ
周りに９０度回転可能な状態で水素吸蔵容器１に取り付
けられている。この分散板３は、分散板３の下方から多
数の開口３ａを通って吹き上げられる水素含有ガスによ
って、分散板３の上方に収容された粉粒状の水素吸蔵合
金Ｍを強制的に流動させる流動手段として機能するもの
で、図２の（イ）に示すように、ほぼ水平姿勢に保持さ
れて上方に水素吸蔵合金Ｍを収容する作用姿勢Ａと、図
２の（ロ）に示すように、ほぼ垂直姿勢に保持されて水
素吸蔵合金Ｍを下方に落下させる非作用姿勢Ｂとに姿勢
変更可能に構成されている。
【００１４】分散板３の姿勢変更に関しては、図２に示
した回転以外にも、例えば、図３に示すように、取り付
け軸４を中心として左右の分散板３を各別に構成して、
その左右の分散板３を軸心Ｌ周りに各別に折れ曲がるよ
うに構成することもできる。この図３に示す実施形態で
は、（イ）に示すように、左右の分散板３がほぼ水平姿
勢に保持されて上方に水素吸蔵合金Ｍを収容する作用姿
勢Ａと、（ロ）に示すように、左右の分散板３がほぼ垂
直姿勢に折れ曲がって水素吸蔵合金Ｍを下方に落下させ
る非作用姿勢Ｂとに姿勢変更可能に構成されている。そ
の他、図示はしないが、分散板３を水素吸蔵容器１に対
してほぼ水平方向にスライド自在に構成して、水素吸蔵
容器１内に位置する作用姿勢と水素吸蔵容器１内から退
避する非作用姿勢とに姿勢変更可能に構成することもで
きる。
した回転以外にも、例えば、図３に示すように、取り付
け軸４を中心として左右の分散板３を各別に構成して、
その左右の分散板３を軸心Ｌ周りに各別に折れ曲がるよ
うに構成することもできる。この図３に示す実施形態で
は、（イ）に示すように、左右の分散板３がほぼ水平姿
勢に保持されて上方に水素吸蔵合金Ｍを収容する作用姿
勢Ａと、（ロ）に示すように、左右の分散板３がほぼ垂
直姿勢に折れ曲がって水素吸蔵合金Ｍを下方に落下させ
る非作用姿勢Ｂとに姿勢変更可能に構成されている。そ
の他、図示はしないが、分散板３を水素吸蔵容器１に対
してほぼ水平方向にスライド自在に構成して、水素吸蔵
容器１内に位置する作用姿勢と水素吸蔵容器１内から退
避する非作用姿勢とに姿勢変更可能に構成することもで
きる。
【００１５】このような分散板３を備えた水素吸蔵容器
１内には、分散板３の上方に収容された粉粒状の水素吸
蔵合金Ｍを冷却するための吸蔵用熱交換器５が配設さ
れ、他方、水素放出容器２内には、水素吸蔵合金Ｍを加
熱するための放出用熱交換器６が配設されている。水素
吸蔵合金Ｍは、一般に、ＬａＮｉ5 で代表されるＡＢ5
型、ＴｉＭｎ2 で代表されるＡＢ2 型、ＴｉＦｅで代表
されるＡＢ型、Ｍｇ2 Ｎｉで代表されるＡ 2 Ｂ型、Ｖ系
合金で代表されるＢＣＣ固溶体型と呼ばれる水素吸蔵合
金などであり、図示はしないが、両容器１，２には、水
素吸蔵合金Ｍの温度を計測する温度センサと容器内圧力
を計測する圧力センサとがそれぞれ設けられている。
１内には、分散板３の上方に収容された粉粒状の水素吸
蔵合金Ｍを冷却するための吸蔵用熱交換器５が配設さ
れ、他方、水素放出容器２内には、水素吸蔵合金Ｍを加
熱するための放出用熱交換器６が配設されている。水素
吸蔵合金Ｍは、一般に、ＬａＮｉ5 で代表されるＡＢ5
型、ＴｉＭｎ2 で代表されるＡＢ2 型、ＴｉＦｅで代表
されるＡＢ型、Ｍｇ2 Ｎｉで代表されるＡ 2 Ｂ型、Ｖ系
合金で代表されるＢＣＣ固溶体型と呼ばれる水素吸蔵合
金などであり、図示はしないが、両容器１，２には、水
素吸蔵合金Ｍの温度を計測する温度センサと容器内圧力
を計測する圧力センサとがそれぞれ設けられている。
【００１６】水素吸蔵容器１の下部と水素放出容器２の
上部は、水素吸蔵容器１内の水素吸蔵合金Ｍを水素放出
容器２へ搬送する搬送手段としての第１ダクト７によっ
て互いに連通接続され、その第１ダクト７には、第１ダ
クト７内を通流する水素吸蔵合金Ｍを加熱するための第
１熱交換器８が備えられ、かつ、第１仕切弁９が設けら
れている。同様に、水素放出容器２の下部と水素吸蔵容
器１の上部も、水素放出容器２内の水素吸蔵合金Ｍを水
素吸蔵容器１へ搬送する搬送手段としての第２ダクト１
０によって互いに連通接続され、その第２ダクト１０に
は、第２ダクト１０内を通流する水素吸蔵合金Ｍを冷却
するための第２熱交換器１１が備えられ、かつ、第２仕
切弁１２が設けられている。
上部は、水素吸蔵容器１内の水素吸蔵合金Ｍを水素放出
容器２へ搬送する搬送手段としての第１ダクト７によっ
て互いに連通接続され、その第１ダクト７には、第１ダ
クト７内を通流する水素吸蔵合金Ｍを加熱するための第
１熱交換器８が備えられ、かつ、第１仕切弁９が設けら
れている。同様に、水素放出容器２の下部と水素吸蔵容
器１の上部も、水素放出容器２内の水素吸蔵合金Ｍを水
素吸蔵容器１へ搬送する搬送手段としての第２ダクト１
０によって互いに連通接続され、その第２ダクト１０に
は、第２ダクト１０内を通流する水素吸蔵合金Ｍを冷却
するための第２熱交換器１１が備えられ、かつ、第２仕
切弁１２が設けられている。
【００１７】この第１と第２のダクト７，１０による両
容器１，２間での水素吸蔵合金Ｍの搬送は、水素濃度の
低い水素含有ガスを搬送ガスＣＧとするガス輸送によっ
て行われ、そのため、第１ダクト７と第２ダクト１０に
搬送ガスＣＧを供給するファンあるいはコンプレッサ１
３がひとつだけ設けられている。そして、そのファンあ
るいはコンプレッサ１３の吐出口には、第１搬送ダクト
１４と第２搬送ダクト１５が接続されて、第１搬送ダク
ト１４は第１ダクト７に、第２搬送ダクト１５は第２ダ
クト１０にそれぞれ連通接続され、かつ、第１搬送ダク
ト１４には第３仕切弁１６が、第２搬送ダクト１５には
第４仕切弁１７がそれぞれ設けられている。
容器１，２間での水素吸蔵合金Ｍの搬送は、水素濃度の
低い水素含有ガスを搬送ガスＣＧとするガス輸送によっ
て行われ、そのため、第１ダクト７と第２ダクト１０に
搬送ガスＣＧを供給するファンあるいはコンプレッサ１
３がひとつだけ設けられている。そして、そのファンあ
るいはコンプレッサ１３の吐出口には、第１搬送ダクト
１４と第２搬送ダクト１５が接続されて、第１搬送ダク
ト１４は第１ダクト７に、第２搬送ダクト１５は第２ダ
クト１０にそれぞれ連通接続され、かつ、第１搬送ダク
ト１４には第３仕切弁１６が、第２搬送ダクト１５には
第４仕切弁１７がそれぞれ設けられている。
【００１８】水素吸蔵容器１の上部には、第５仕切弁１
９を有する第１回収ダクト１８が連通接続され、水素放
出容器２の上部には、第６仕切弁２１を有する第２回収
ダクト２０が連通接続されて、両回収ダクト１８，２０
が、水素ガス回収部２２に接続されている。そして、第
１回収ダクト１８は、第７仕切弁２４を有する第１補助
ダクト２３を介して第１ダクト７に、第２回収ダクト２
０は、第８仕切弁２６を有する第２補助ダクト２５を介
して第２ダクト１０にそれぞれ接続され、さらに、第９
仕切弁２８を有し、かつ、水素吸蔵容器１の上部に接続
された第３補助ダクト２７が、ファンあるいはコンプレ
ッサ１３の吐出口に接続されている。
９を有する第１回収ダクト１８が連通接続され、水素放
出容器２の上部には、第６仕切弁２１を有する第２回収
ダクト２０が連通接続されて、両回収ダクト１８，２０
が、水素ガス回収部２２に接続されている。そして、第
１回収ダクト１８は、第７仕切弁２４を有する第１補助
ダクト２３を介して第１ダクト７に、第２回収ダクト２
０は、第８仕切弁２６を有する第２補助ダクト２５を介
して第２ダクト１０にそれぞれ接続され、さらに、第９
仕切弁２８を有し、かつ、水素吸蔵容器１の上部に接続
された第３補助ダクト２７が、ファンあるいはコンプレ
ッサ１３の吐出口に接続されている。
【００１９】このようにして水素吸蔵材を使用する水素
精製装置は、粉粒状の水素吸蔵合金Ｍを収容する２つの
水素吸蔵容器１と水素放出容器２、搬送ガスＣＧを供給
するファンあるいはコンプレッサ１３、ならびに、それ
らを接続する多数のダクト７，１０，１４，１５，１
８，２０，２３，２５，２７などで構成され、少なくと
も、水素吸蔵合金Ｍを搬送するための第１ダクト７と第
２ダクト１０においては、そのダクトの内径Ｄと曲率半
径Ｒとの比Ｒ／Ｄが６以上、好ましくは、６〜１０の範
囲になるように設定されている。なお、第１と第２ダク
ト７，１０以外のダクト１４，１５，１８，２０，２
３，２５，２７についても、そのダクトの内径Ｄと曲率
半径Ｒとの比Ｒ／Ｄを６〜１０の範囲に設定するのが好
ましい。
精製装置は、粉粒状の水素吸蔵合金Ｍを収容する２つの
水素吸蔵容器１と水素放出容器２、搬送ガスＣＧを供給
するファンあるいはコンプレッサ１３、ならびに、それ
らを接続する多数のダクト７，１０，１４，１５，１
８，２０，２３，２５，２７などで構成され、少なくと
も、水素吸蔵合金Ｍを搬送するための第１ダクト７と第
２ダクト１０においては、そのダクトの内径Ｄと曲率半
径Ｒとの比Ｒ／Ｄが６以上、好ましくは、６〜１０の範
囲になるように設定されている。なお、第１と第２ダク
ト７，１０以外のダクト１４，１５，１８，２０，２
３，２５，２７についても、そのダクトの内径Ｄと曲率
半径Ｒとの比Ｒ／Ｄを６〜１０の範囲に設定するのが好
ましい。
【００２０】この水素精製装置は、全て図外の制御装置
による制御の基で作動されるのであり、つぎに、その主
要な作動について具体的な一例を説明する。粉粒状の水
素吸蔵合金Ｍとして、例えば、平均粒径が３５μｍ程度
の活性化したＬａＮｉ5 を１０ｋｇ使用し、内容積が８
Ｌの水素吸蔵容器１内に、つまり、分散板３を作用姿勢
Ａにして、その上方に充填して容器１を密閉する。第１
搬送ダクト１４の第３仕切弁１６を開けて、ファンある
いはコンプレッサ１３を駆動し、水素吸蔵容器１の下方
に水素が７５％含まれた水素含有ガスを供給すると同時
に、第３補助ダクト２７の第９仕切弁２８を開けて、そ
の水素含有ガスを循環させる。
による制御の基で作動されるのであり、つぎに、その主
要な作動について具体的な一例を説明する。粉粒状の水
素吸蔵合金Ｍとして、例えば、平均粒径が３５μｍ程度
の活性化したＬａＮｉ5 を１０ｋｇ使用し、内容積が８
Ｌの水素吸蔵容器１内に、つまり、分散板３を作用姿勢
Ａにして、その上方に充填して容器１を密閉する。第１
搬送ダクト１４の第３仕切弁１６を開けて、ファンある
いはコンプレッサ１３を駆動し、水素吸蔵容器１の下方
に水素が７５％含まれた水素含有ガスを供給すると同時
に、第３補助ダクト２７の第９仕切弁２８を開けて、そ
の水素含有ガスを循環させる。
【００２１】循環する水素含有ガスは、分散板３に設け
られた多数の開口３ａ、具体的には、直径が２０μｍ程
度の多数の開口３ａを通って上方へ吹き上げられ、その
吹き上げに伴って分散板３の上方に収容された粉粒状の
水素吸蔵合金Ｍが流動状態となり、その流動状態にある
水素吸蔵合金Ｍに対して水素含有ガスが接触することに
なる。したがって、水素吸蔵合金Ｍは、効率よく水素含
有ガス中の水素ガスを吸蔵することになり、水素ガスの
吸蔵に伴って発生する反応熱は、吸蔵用熱交換器５によ
る冷却により除去され、不純物リッチとなった水素含有
ガスは、そのまま循環させることもできるが、系外に排
出するのが好ましい。水素吸蔵合金Ｍが十分に水素ガス
を吸蔵し、水素吸蔵容器１内の圧力がゲージ圧力で２〜
６ｋｇ／ｃｍ2 になった時点で、第９仕切弁２８を閉め
て水素含有ガスの供給を停止するとともに、分散板３を
非作用姿勢Ｂに姿勢変更して、水素吸蔵合金Ｍを下方の
円錐部分に落下させる。
られた多数の開口３ａ、具体的には、直径が２０μｍ程
度の多数の開口３ａを通って上方へ吹き上げられ、その
吹き上げに伴って分散板３の上方に収容された粉粒状の
水素吸蔵合金Ｍが流動状態となり、その流動状態にある
水素吸蔵合金Ｍに対して水素含有ガスが接触することに
なる。したがって、水素吸蔵合金Ｍは、効率よく水素含
有ガス中の水素ガスを吸蔵することになり、水素ガスの
吸蔵に伴って発生する反応熱は、吸蔵用熱交換器５によ
る冷却により除去され、不純物リッチとなった水素含有
ガスは、そのまま循環させることもできるが、系外に排
出するのが好ましい。水素吸蔵合金Ｍが十分に水素ガス
を吸蔵し、水素吸蔵容器１内の圧力がゲージ圧力で２〜
６ｋｇ／ｃｍ2 になった時点で、第９仕切弁２８を閉め
て水素含有ガスの供給を停止するとともに、分散板３を
非作用姿勢Ｂに姿勢変更して、水素吸蔵合金Ｍを下方の
円錐部分に落下させる。
【００２２】そして、第１ダクト７と水素放出容器２を
パージして水素ガス以外の不純物を除去した後、必要に
応じて第３仕切弁１６も開けて搬送ガスＣＧを送り込
み、０．１５〜５Ｌ／ｍｉｎの搬送ガスＣＧが第１ダク
ト７を通流するように設定して第１仕切弁９を開ける。
第１ダクト７は第１熱交換器８により８０℃程度に温度
調整されており、水素吸蔵合金Ｍは、第１ダクト７を通
流する間に加熱されて水素ガスを放出しながら、水素放
出容器２内へ高密度で、かつ、０．５〜２．５ｋｇ／ｍ
ｉｎ程度の速さで搬送される。水素ガスを放出した水素
吸蔵合金Ｍは、水素放出容器２内において放出用熱交換
器６により加熱されて未放出の水素ガスも放出され、放
出された水素ガスは、第６仕切弁２１を開けることによ
り、水素放出容器２から第２回収ダクト２０を介して水
素ガス回収部２２に送られ、純度が９９．９９％程度の
高純度の水素ガスが回収される。
パージして水素ガス以外の不純物を除去した後、必要に
応じて第３仕切弁１６も開けて搬送ガスＣＧを送り込
み、０．１５〜５Ｌ／ｍｉｎの搬送ガスＣＧが第１ダク
ト７を通流するように設定して第１仕切弁９を開ける。
第１ダクト７は第１熱交換器８により８０℃程度に温度
調整されており、水素吸蔵合金Ｍは、第１ダクト７を通
流する間に加熱されて水素ガスを放出しながら、水素放
出容器２内へ高密度で、かつ、０．５〜２．５ｋｇ／ｍ
ｉｎ程度の速さで搬送される。水素ガスを放出した水素
吸蔵合金Ｍは、水素放出容器２内において放出用熱交換
器６により加熱されて未放出の水素ガスも放出され、放
出された水素ガスは、第６仕切弁２１を開けることによ
り、水素放出容器２から第２回収ダクト２０を介して水
素ガス回収部２２に送られ、純度が９９．９９％程度の
高純度の水素ガスが回収される。
【００２３】水素放出容器２内の水素吸蔵合金Ｍを水素
吸蔵容器１へ搬送するには、第４仕切弁１７を開けて水
素ガスが７５％含まれた水素含有ガスを搬送ガスＣＧと
して、その０．１５〜５Ｌ／ｍｉｎの水素含有ガスが第
２ダクト１０を通流するように設定した上で、水素放出
容器２内を水素ガスによりゲージ圧力で２〜６ｋｇ／ｃ
ｍ2 にまで加圧して第２仕切弁１２を開ける。第２ダク
ト１０は第２熱交換器１１により３０℃程度に温度調整
されており、水素吸蔵合金Ｍは、水素含有ガスによって
第２ダクト１０を通流してガス輸送される間に冷却され
て、搬送ガスＣＧとしての水素含有ガス中の水素ガスを
吸蔵しながら、水素吸蔵容器１内へ高密度で、かつ、
０．５〜２．５ｋｇ／ｍｉｎ程度の速さで搬送されて、
水素ガスを吸蔵した水素吸蔵合金Ｍが水素吸蔵容器１内
に収容されるのであり、このような作動を繰り返して水
素吸蔵合金Ｍを循環させることにより、水素の吸蔵と放
出を連続的に繰り返しながら、水素ガス回収部２２によ
り回収した高純度の水素ガスを燃料電池などに使用した
り、水素の吸蔵に伴う発熱や水素の放出に伴う吸熱を各
種の装置に利用するのである。
吸蔵容器１へ搬送するには、第４仕切弁１７を開けて水
素ガスが７５％含まれた水素含有ガスを搬送ガスＣＧと
して、その０．１５〜５Ｌ／ｍｉｎの水素含有ガスが第
２ダクト１０を通流するように設定した上で、水素放出
容器２内を水素ガスによりゲージ圧力で２〜６ｋｇ／ｃ
ｍ2 にまで加圧して第２仕切弁１２を開ける。第２ダク
ト１０は第２熱交換器１１により３０℃程度に温度調整
されており、水素吸蔵合金Ｍは、水素含有ガスによって
第２ダクト１０を通流してガス輸送される間に冷却され
て、搬送ガスＣＧとしての水素含有ガス中の水素ガスを
吸蔵しながら、水素吸蔵容器１内へ高密度で、かつ、
０．５〜２．５ｋｇ／ｍｉｎ程度の速さで搬送されて、
水素ガスを吸蔵した水素吸蔵合金Ｍが水素吸蔵容器１内
に収容されるのであり、このような作動を繰り返して水
素吸蔵合金Ｍを循環させることにより、水素の吸蔵と放
出を連続的に繰り返しながら、水素ガス回収部２２によ
り回収した高純度の水素ガスを燃料電池などに使用した
り、水素の吸蔵に伴う発熱や水素の放出に伴う吸熱を各
種の装置に利用するのである。
【００２４】〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、水素吸蔵容器１内の水素吸蔵
合金Ｍを水素放出容器２へ搬送する搬送手段として、ま
た、水素放出容器２内の水素吸蔵合金Ｍを水素吸蔵容器
１へ搬送する搬送手段として搬送ガスＣＧによるガス輸
送を示したが、これらの搬送手段をスクリューコンベヤ
やベルトコンベヤのような機械式の搬送装置で構成する
こともできる。
合金Ｍを水素放出容器２へ搬送する搬送手段として、ま
た、水素放出容器２内の水素吸蔵合金Ｍを水素吸蔵容器
１へ搬送する搬送手段として搬送ガスＣＧによるガス輸
送を示したが、これらの搬送手段をスクリューコンベヤ
やベルトコンベヤのような機械式の搬送装置で構成する
こともできる。
【００２５】（２）先の実施形態では、粉粒状の水素吸
蔵合金Ｍを流動させる流動手段として多数の開口３ａを
有する分散板３を示したが、水素吸蔵容器１内に多数の
ノズルを配設し、そのノズルから上方に向けて水素含有
ガスを噴出させて粉粒状の水素吸蔵合金Ｍを流動化させ
たり、水素吸蔵容器１内に撹拌具などを配設し、撹拌具
により粉粒状の水素吸蔵合金Ｍを流動化させるように構
成することもできる。また、水素吸蔵材の一例として水
素吸蔵合金Ｍを示したが、水素吸蔵合金Ｍに代えて、カ
ーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンナ
ノファイバと呼ばれる水素を吸蔵・放出する特性を有す
る炭素化合物の粉粒体を使用することもできる。
蔵合金Ｍを流動させる流動手段として多数の開口３ａを
有する分散板３を示したが、水素吸蔵容器１内に多数の
ノズルを配設し、そのノズルから上方に向けて水素含有
ガスを噴出させて粉粒状の水素吸蔵合金Ｍを流動化させ
たり、水素吸蔵容器１内に撹拌具などを配設し、撹拌具
により粉粒状の水素吸蔵合金Ｍを流動化させるように構
成することもできる。また、水素吸蔵材の一例として水
素吸蔵合金Ｍを示したが、水素吸蔵合金Ｍに代えて、カ
ーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンナ
ノファイバと呼ばれる水素を吸蔵・放出する特性を有す
る炭素化合物の粉粒体を使用することもできる。
【図１】水素吸蔵材を使用する水素精製装置を示す概略
構成図
構成図
【図２】水素吸蔵容器の流動手段の作用を示す断面図
【図３】別の実施形態による水素吸蔵容器の流動手段の
作用を示す断面図
作用を示す断面図
１ 水素吸蔵容器
２ 水素放出容器
３ 流動手段としての分散板
３ａ 分散板の開口
７ 搬送手段
Ａ 分散板の作用姿勢
Ｂ 分散板の非作用姿勢
Ｍ 粉粒状の水素吸蔵材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｊ
(72)発明者 森 理嗣
大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号
大阪瓦斯株式会社内
(72)発明者 藤原 裕史
大阪府大阪市中央区瓦町四丁目２番14号
株式会社リキッドガス内
Ｆターム(参考） 3E072 EA10
4D012 CA07 CC13 CD01 CF05 CG01
CJ03 CJ05
4G040 FA06 FB09 FC02 FD04 FE01
5H027 AA02 BA14
Claims (3)
- 【請求項１】 粉粒状の水素吸蔵材に水素含有ガスを接
触させて水素ガスを吸蔵させる水素吸蔵容器と、水素ガ
スを吸蔵した前記水素吸蔵材から水素ガスを放出させる
水素放出容器とが各別に設けられ、 前記水素吸蔵容器と水素放出容器が、前記粉粒状の水素
吸蔵材を搬送する搬送手段により接続され、 前記水素吸蔵容器が、その水素吸蔵容器に収容された前
記粉粒状の水素吸蔵材を強制的に流動させる流動手段を
備えていて、その流動手段により流動される前記粉粒状
の水素吸蔵材に対して水素含有ガスを接触させるように
構成されている水素吸蔵材を使用する水素精製装置。 - 【請求項２】 前記流動手段が、多数の開口を有する分
散板で構成され、その分散板の上方に収容された前記粉
粒状の水素吸蔵材を前記分散板の下方から前記開口を通
って吹き上げられる水素含有ガスにより流動させるよう
に構成されている請求項１に記載の水素吸蔵材を使用す
る水素精製装置。 - 【請求項３】 前記分散板が、その上方に前記粉粒状の
水素吸蔵材を収容する作用姿勢と、前記粉粒状の水素吸
蔵材を下方に落下させる非作用姿勢とに姿勢変更可能に
構成されている請求項２に記載の水素吸蔵材を使用する
水素精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351587A JP3888880B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 水素吸蔵材を使用する水素精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351587A JP3888880B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 水素吸蔵材を使用する水素精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003146616A true JP2003146616A (ja) | 2003-05-21 |
| JP3888880B2 JP3888880B2 (ja) | 2007-03-07 |
Family
ID=19163881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351587A Expired - Fee Related JP3888880B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 水素吸蔵材を使用する水素精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3888880B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719185A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-08 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种氢浆反应装置及储放氢方法 |
| WO2023008522A1 (ja) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | 住友重機械工業株式会社 | 燃焼装置、燃焼方法 |
-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001351587A patent/JP3888880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023008522A1 (ja) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | 住友重機械工業株式会社 | 燃焼装置、燃焼方法 |
| CN114719185A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-08 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种氢浆反应装置及储放氢方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3888880B2 (ja) | 2007-03-07 |
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