JP2014136674A - Manufacturing apparatus and manufacturing method of a hydrogen gas - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen gas supply apparatus endowed with safety and a stable supply function.SOLUTION: On an occasion for creating a hydrogen gas by reacting, with any selected from among alkali metals, alkaline earth metals, and magnesium, a body of water having a specified temperature, the hydrogen gas is created by initially dispensing the water fully into a hermetic reaction tank 30 totally shielded from the outside, by subsequently pumping therein a fixed volume of a hydrogen gas so as to partially discharge a fixed volume of the water, and by finally pumping therein any selected from among the alkali metals, alkaline earth metals, and magnesium.

Description

本発明は、水素ガスの製造装置および製造方法に関する技術であって、更に詳細に述べるならば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、また水素ガスを供給することが出来る水素ガス供給装置を流量計を経由して接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず給水装置から反応タンク内に水を満水になるように注入し、次に水素ガス供給装置から反応タンクに一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に固体粒子貯留装置から反応タンクにアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ反応タンク内に水素ガスを作り出す技術について述べたものなのである。  The present invention relates to a hydrogen gas production apparatus and production method. More specifically, the present invention produces hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium with water at a predetermined temperature. Connect a water supply device that can drip water to a sealed reaction tank that is completely shut off from the outside, and a hydrogen gas supply device that can supply hydrogen gas via a flow meter. Connect a solid particle storage device that stores either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium so that it can fall, and first inject water from the water supply device into the reaction tank so that it becomes full, and then hydrogen gas supply device A certain amount of water is discharged by sending a certain amount of hydrogen gas from the reactor to the reaction tank. By sending either alkali metals or alkaline earth metals or magnesium, it is a thing which describes techniques to produce a hydrogen gas into the reaction to initiate the reaction tank.

従来、水素ガスの製造装置および製造方法に類似する、高圧水素ガスの製造方法および製造装置、水素ガスの製造方法および製造装置に関する技術はあった(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。  Conventionally, there has been a technique related to a high-pressure hydrogen gas production method and production apparatus and a hydrogen gas production method and production apparatus similar to the hydrogen gas production apparatus and production method (see, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2). .

ここで、高圧水素ガスの製造方法および製造装置に関する技術について、特許文献1によって説明する。  Here, a technique relating to a method and an apparatus for producing high-pressure hydrogen gas will be described with reference to Patent Document 1.

この場合、特許文献1には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、窒素ガスを含む不活性ガスを供給することが出来る不活性ガス供給装置を接続し、また水を送り込むことが出来る給水装置を接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、前記反応タンク内を水と窒素ガスを含む不活性ガスによって完全に満たされた状態から、前記反応タンク内の当初の窒素ガスを含む丕活性ガスの占める空間と前記反応タンク内の反応によって水が減量することによる空間の和に対して、反応することで発生した水素ガスの占める割合によって高圧水素ガスにし、その高圧水素ガスを前記反応タンクの上部から水素ボンベに充填するようにした技術と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を送り込むことが出来る給水装置を接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、前記反応タンク内を水によって完全に満たされた状態から、前記反応タンク内の反応によって水が減量することによる空間に対して、反応することで発生した水素ガスの占める割合によって高圧水素ガスとし、その高圧水素ガスを前記反応タンクの上部から水素ボンベに充填するようにした技術が示されている。
特開2009−149484
In this case, Patent Document 1 discloses that a sealed reaction tank that generates hydrogen gas by reacting alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium with water at a predetermined temperature and containing nitrogen gas is completely sealed from the outside. A solid particle storage device to which an inert gas supply device capable of supplying active gas is connected, a water supply device to which water can be fed, and an alkali metal, an alkaline earth metal, or magnesium is stored in a fallable manner. From the state where the reaction tank is completely filled with an inert gas containing water and nitrogen gas, and the space occupied by the initial active gas containing nitrogen gas in the reaction tank and the reaction tank Depending on the proportion of hydrogen gas generated by the reaction, the high pressure hydrogen gas And the high pressure hydrogen gas is filled into the hydrogen cylinder from the upper part of the reaction tank, and a sealed external gas generating hydrogen gas by reacting water of a predetermined temperature with alkali metal, alkaline earth metal or magnesium. A water supply device capable of feeding water is connected to the reaction tank that is completely shut off, and a solid particle storage device that stores alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium in a droppable manner is connected to the reaction tank. From the state completely filled with water to the space resulting from the reduction of the water by the reaction in the reaction tank, and the high-pressure hydrogen gas depending on the proportion of the hydrogen gas generated by the reaction. Is shown in which a hydrogen cylinder is filled from the top of the reaction tank.
JP 2009-149484 A

次に、従来の水素ガスの製造方法および製造装置に関する技術について、特許文献2によって説明する。  Next, a technique related to a conventional method and apparatus for producing hydrogen gas will be described with reference to Patent Document 2.

この場合、特許文献2には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを供給することが出来る不活性ガス供給装置を接続し、また水を滴下することが出来る給水装置を接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクに、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込み、次に前記不活性ガス供給装置から前記反応タンクに、窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを送り込むことによって内部の空気を排出して充満させ、最後に前記給水装置から前記反応タンクに、水を滴下して反応を開始させ、前記反応タンク内の窒素ガスを含む不活性ガスの何れかの占める空間に対して、反応することで発生した水素ガスが加わることによって高圧水素ガスを作り出す技術と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクに、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込み、最後に前記給水装置から前記反応タンクに、水を滴下して反応を開始させ、前記反応タンク内の空間に対して、反応することで発生した水素ガスが加わることによって高圧水素ガスを作り出す技術と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水素ガスを供給することが出来る水素ガス供給装置を接続し、また水を滴下することが出来る給水装置を接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクに、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込み、次に前記水素ガス供給装置から前記反応タンクに、水素ガスを送り込むことによって内部の空気を排出して充満させ、最後に前記給水装置から前記反応タンクに、水を滴下して反応を開始させ、前記反応タンク内の水素ガスの占める空間に対して、反応することで発生した水素ガスが加わることによって高圧水素ガスを作り出す技術が示されている。
特開2009−274944
In this case, Patent Document 2 discloses that nitrogen gas is introduced into a sealed and completely shut-off reaction tank that generates hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium with water at a predetermined temperature. Connect an inert gas supply device that can supply any of the inert gases contained, and connect a water supply device that can drip water, and then either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium A solid particle storage device stored so as to be dropped is connected, and first, either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium is sent from the solid particle storage device to the reaction tank, and then from the inert gas supply device The reaction tank is filled with any of the inert gas containing nitrogen gas to discharge the internal air. Finally, the reaction was started by dropping water from the water supply device to the reaction tank, and the reaction occurred in the space occupied by any inert gas including nitrogen gas in the reaction tank. A technology that creates high-pressure hydrogen gas by adding hydrogen gas and a sealed reaction tank that is completely shut off from the outside to produce hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium with water at a specified temperature. Connected to a water supply device capable of dripping water, and further connected to a solid particle storage device storing either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium so that it can fall, Either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium is fed into the reaction tank, and finally the water supply device A technique in which water is dropped into the reaction tank to start the reaction, and hydrogen gas generated by the reaction is added to the space in the reaction tank to create high-pressure hydrogen gas, and an alkali metal or alkali Connect a hydrogen gas supply device that can supply hydrogen gas to a sealed reaction tank that is completely shut off from the outside, which generates hydrogen gas by reacting either earth metal or magnesium with water at a predetermined temperature, In addition, a water supply device capable of dripping water is connected, and further, a solid particle storage device storing either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium so as to be dropped is connected, and the reaction from the solid particle storage device is first performed. Either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium is fed into the tank, and then the hydrogen gas is supplied. By sending hydrogen gas from the water supply device to the reaction tank, the inside air is discharged and filled, and finally water is dropped from the water supply device to the reaction tank to start the reaction. A technique for producing high-pressure hydrogen gas by adding hydrogen gas generated by reaction to the space occupied by hydrogen gas is shown.
JP2009-274944

しかしながら、このような従来の技術に見られる高圧水素ガスの製造方法および製造装置、そして水素ガスの製造方法および製造装置に関しては、以下に示すような課題があった。  However, the high pressure hydrogen gas production method and production apparatus and the hydrogen gas production method and production apparatus found in such conventional techniques have the following problems.

この場合、高圧水素ガスの製造方法および製造装置に於いては、先ず高圧の水素ガスを製造するということで、水素ガスを製造する空間の大きさを具体的に提示していなかったので、安全性を考えて反応タンクの耐圧に配慮する必要が有り、更に反応タンク内を水によって完全に満たす際に、反応タンクから各種の開閉弁に接続しているそれぞれの管に空気が残留する場合が有り、加えて水を単独または窒素ガスを含む不活性ガスと共に完全に満たされている反応タンクの中に固体粒子を投入する際に、固体粒子貯留装置の側に流体が流出することに対応しなければならなかった。  In this case, in the high pressure hydrogen gas production method and production apparatus, the high pressure hydrogen gas is first produced, so that the size of the space for producing the hydrogen gas was not specifically presented. Therefore, when the reaction tank is completely filled with water, air may remain in each pipe connected to the various on-off valves from the reaction tank. Yes, in addition, when solid particles are put into a reaction tank that is completely filled with water alone or with an inert gas containing nitrogen gas, it corresponds to the fluid flowing out to the side of the solid particle storage device. I had to.

また、水素ガスの製造方法および製造装置に於いては、最後に水を滴下する際に、特に途中で反応タンクに窒素ガスを含む不活性ガスや水素ガス等の気体が送り込まれている場合には、給水装置の側に気体が流出することに対応しなければならなかった。  In addition, in the method and apparatus for producing hydrogen gas, when water is finally dropped, particularly when an inert gas or nitrogen gas containing nitrogen gas is fed into the reaction tank halfway. Had to cope with the outflow of gas to the water supply side.

本発明は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、また水素ガスを供給することが出来る水素ガス供給装置を流量計を経由して接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記給水装置から前記反応タンク内に水を満水になるように注入し、次に前記水素ガス供給装置から前記反応タンクに一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクにアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ前記反応タンク内に水素ガスを作り出すことを特徴とし、更には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、また窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを供給することが出来る不活性ガス供給装置を流量計を経由して接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記給水装置から前記反応タンク内に水を満水になるように注入し、次に前記不活性ガス供給装置から前記反応タンクに一定量の窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクにアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ前記反応タンク内に水素ガスを中心とする気体を作り出すことを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。  The present invention provides water supply capable of dripping water into a sealed and completely closed reaction tank that generates hydrogen gas by reacting water of a predetermined temperature with either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium. Solid particle storage that connects the device and a hydrogen gas supply device that can supply hydrogen gas via a flow meter, and further stores either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium so that it can fall. A device is connected, and water is firstly poured from the water supply device into the reaction tank so as to be full, and then a certain amount of hydrogen gas is fed into the reaction tank from the hydrogen gas supply device. Drain the amount of water and finally from the solid particle storage device to the reaction tank to the alkali metal or alkaline earth metal or magnesium It is characterized in that the reaction is started by sending any one to generate hydrogen gas in the reaction tank, and further, hydrogen at a predetermined temperature is reacted with any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium. An inert gas supply that can connect either a water supply device that can drip water to a sealed reaction tank that produces gas and is completely shut off from the outside, and can supply any of inert gases including nitrogen gas Connect the device via a flow meter, and then connect a solid particle storage device that stores either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium so that it can fall, and firstly supply water from the water supply device into the reaction tank. Any inert gas containing a certain amount of nitrogen gas injected from the inert gas supply device into the reaction tank, and then filled to fill the water A certain amount of water is discharged by sending it, and finally the reaction tank is started by sending any one of alkali metal, alkaline earth metal or magnesium from the solid particle storage device to the reaction tank. The above problem has been solved by creating a gas centered on hydrogen gas inside.

また、本発明は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出すのに際し、先ず水を密閉され外部と完全に遮断された反応タンク内に満水になるように注入し、次に一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって水素ガスを作り出すことを特徴とし、更には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出すのに際し、先ず水を密閉され外部と完全に遮断された反応タンク内に満水になるように注入し、次に一定量の窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって水素ガスを中心とする気体を作り出すことを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。  In addition, the present invention is to produce hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium with water at a predetermined temperature, and first, in a reaction tank that is sealed with water and completely shut off from the outside. Inject to full water, and then discharge a certain amount of water by sending a certain amount of hydrogen gas, and finally hydrogen gas by sending either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium Furthermore, when hydrogen gas is produced by reacting water at a predetermined temperature with either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium, the water is first sealed and completely shut off from the outside. By injecting water into the reaction tank so that it is full, and then feeding any inert gas containing a certain amount of nitrogen gas. The above problem is achieved by generating a gas centered on hydrogen gas by discharging a certain amount of water and finally sending either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium. It was solved.

以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。  As is clear from the above description, the present invention can provide the following effects.

第一に、水素ガスを製造する空間の大きさを水素ガスや窒素ガスを含む不活性ガスを中心として具体的に提示することによって、反応タンクの耐圧を過剰に大きい値にすることが不要となったのである。  First, it is not necessary to make the pressure resistance of the reaction tank excessively large by specifically presenting the size of the space for producing hydrogen gas, centering on inert gas including hydrogen gas and nitrogen gas. It became.

第二に、予想される各部に残留気体排出手段を設けることによって、反応タンク内を水によって完全に満たす際に、反応タンクから各種の開閉弁に接続しているそれぞれの管に空気が残留することが無くなったのである。  Second, by providing residual gas discharge means at each expected part, when the reaction tank is completely filled with water, air remains in the respective pipes connected from the reaction tank to various on-off valves. There is nothing gone.

第三に、固体粒子貯留装置に気体流出防止手段を設けることによって、水を窒素ガスを含む不活性ガスや水素ガスと共に完全に満たされている反応タンクの中に固体粒子を投入する際に、固体粒子貯留装置の側に気体が流出することに対応することが不要となったのである。  Third, by providing a gas outflow prevention means in the solid particle storage device, when introducing solid particles into a reaction tank that is completely filled with water and inert gas and nitrogen gas containing nitrogen gas, It became unnecessary to cope with the outflow of gas to the solid particle storage device side.

第四に、最初に水を満水になるように注入し、次に気体を送り込み、最後にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、ガスの流出することに対応することが可能となったのである。  Fourth, respond to gas outflow by first injecting water to fill, then injecting gas, and finally injecting either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium. Is now possible.

本願発明の実施例を示した図  The figure which showed the Example of this invention 本願発明の気体流出防止手段を示した図  The figure which showed the gas outflow prevention means of this invention

以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図1は、本願発明の実施例を示した図であり、図2は、本願発明の気体流出防止手段を示した図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Here, FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing gas outflow prevention means of the present invention.

図1に見られるように、10は水素ガス供給装置であって、市販の水素ガスボンベを使用することが考えられる。 また、本願装置が稼動した時点では、製造した水素ガスを使用することも考えられる。  As shown in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a hydrogen gas supply device, and it is conceivable to use a commercially available hydrogen gas cylinder. It is also conceivable to use the produced hydrogen gas when the apparatus of the present application is in operation.

所で、水素ガス供給装置10からの水素ガスは、ガス供給配管100と、流体の流量を測定する流量計215と、ガス供給配管101と、手動によって開閉の動作を行うガス供給開閉弁201と、ガス供給配管102を経由して、水素ガスを作り出す反応を行う反応タンク30に送り込まれるようになっているのである。 そして、水素ガス供給装置10には、水素ガスを供給する際に、必要とする濃度の水素ガスが確実に供給されているかどうかを確認する目的で、内部の濃度を測定する事が出来る水素ガス濃度計202を接続している。  At this point, the hydrogen gas from the hydrogen gas supply device 10 includes a gas supply pipe 100, a flow meter 215 for measuring a fluid flow rate, a gas supply pipe 101, and a gas supply on / off valve 201 that is manually opened and closed. Then, the gas is fed into the reaction tank 30 for performing a reaction for producing hydrogen gas via the gas supply pipe 102. The hydrogen gas supply device 10 can measure the internal concentration for the purpose of confirming whether or not the required concentration of hydrogen gas is reliably supplied when supplying the hydrogen gas. A densitometer 202 is connected.

この場合、反応タンク30には、固体粒子貯留装置20より、必要な定まった量のアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかの小片や粉末にしたものを送り込むことが出来るようになっている。 更に、詳細に述べるならば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかの小片や粉末にしたものを、固体粒子投入口301から、固体粒子貯留配管111と、手動によって開閉の動作を行う固体粒子貯留開閉弁205と、固体粒子貯留配管112と、固体粒子貯留装置20と、固体粒子投入配管113と、手動によって開閉の動作を行う固体粒子投入開閉弁204と、固体粒子投入配管114を経由して、反応タンク30に送り込まれるようになっているのである。  In this case, the reaction tank 30 can be fed from the solid particle storage device 20 with a required fixed amount of alkali metal, alkaline earth metal or magnesium small piece or powder. Yes. More specifically, a small piece or powder of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium is manually opened and closed from the solid particle inlet 301 and the solid particle storage pipe 111. A solid particle storage open / close valve 205, a solid particle storage pipe 112, a solid particle storage device 20, a solid particle input pipe 113, a solid particle input open / close valve 204 that manually opens and closes, and a solid particle input pipe 114 are provided. Via, it is sent to the reaction tank 30.

即ち、固体粒子貯留装置20には、固体粒子投入口301から、必要な定まった量のアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかの小片や粉末にしたものを投入することで、それ等を貯留している。 そして、貯留した後には固体粒子投入開閉弁204を開放することによって反応タンク30に貯留されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかの小片や粉末の投入を行うことが出来るのである。  That is, the solid particle storage device 20 is charged with a necessary fixed amount of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium in small pieces or powder, and the like. Is stored. Then, after storage, the small particle injection powder or powder of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium stored in the reaction tank 30 can be input by opening the solid particle input opening / closing valve 204.

更に、反応タンク30には、給水装置40より水を滴下することが出来るようになっている。 即ち、水注入口304から送り込まれた水は、貯水配管131と、手動によって開閉の動作を行う貯水開閉弁209と、貯水配管132を経由して、給水装置40に貯留されるようになっている。 そして、給水装置40に貯留された水は、給水配管133と、手動によって開閉の動作を行う給水開閉弁210と、給水配管134を経由して反応タンク30に滴下することが出来るようになっているのである。  Furthermore, water can be dripped into the reaction tank 30 from the water supply device 40. That is, the water fed from the water inlet 304 is stored in the water supply device 40 via the water storage pipe 131, the water storage opening / closing valve 209 that is manually opened and closed, and the water storage pipe 132. Yes. And the water stored in the water supply apparatus 40 can be dripped at the reaction tank 30 via the water supply pipe 133, the water supply on-off valve 210 which opens and closes manually, and the water supply pipe 134. It is.

この場合、水を滴下するということは、粉末や固体を投入することに較べて、数量の管理を多量の場合でも少量の場合でも、際立って正確に行なうことが出来るということである。  In this case, dripping water means that the quantity can be controlled remarkably accurately in both cases of a large quantity and a small quantity, compared to the case where powder or solid is added.

ここで、反応タンク30に於いては、加熱冷却手段50によって内部を必要とする温度に加熱したり冷却することが可能となっている。 尚、この加熱冷却手段50を設置する場所に関しては、図1に於いては、反応タンク30の周囲に位置させているが、この場所に限定される必要はなく、給水配管133、134や、給水装置40に位置させても構わない。 特に、反応タンク30に位置させた場合には、反応を行なった際に発生する熱を冷却するのに非常に有効であるとも言えるし、発生した熱を加熱に使用するということも考えられる。  Here, in the reaction tank 30, the inside can be heated or cooled to a required temperature by the heating / cooling means 50. The place where the heating and cooling means 50 is installed is located around the reaction tank 30 in FIG. 1, but is not limited to this place, and the water supply pipes 133, 134, The water supply device 40 may be positioned. In particular, when it is positioned in the reaction tank 30, it can be said that it is very effective for cooling the heat generated when the reaction is performed, and it can be considered that the generated heat is used for heating.

そして、加熱冷却手段50に関しては、具体的にその内容を図示していないが、一つの例として、ニクロム線を構成した加熱手段と、フレオンガス等の各種冷媒を使用した冷却手段を、両者混合したような装置や、温水や冷水の両方を通るようにした配管を外側に位置させた装置等が考えられる。 また、冷却が円滑に行なうことが出来るように、即ち放熱が円滑に成されるように、加熱冷却手段50そのものに、また加熱冷却手段50を位置させた周囲にフィンを付加するのも有効な手段である。  The heating / cooling means 50 is not shown in detail, but as an example, a heating means comprising a nichrome wire and a cooling means using various refrigerants such as freon gas are mixed. Such a device, or a device in which piping that allows both hot water and cold water to be located outside is conceivable. It is also effective to add fins to the heating / cooling means 50 itself and to the periphery where the heating / cooling means 50 is located so that the cooling can be performed smoothly, that is, the heat radiation is performed smoothly. Means.

従って、反応タンク30では、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと水を反応させて水素ガスを作り出すのであるが、その為に反応タンク30には固体粒子貯留装置20と給水装置40の両者を接続していて、反応に必要とする物質を供給可能としているのである。 また、反応に際して、必要に応じて熱水や常温水や冷水を使用する必要性から、必要とする温度の水に加熱することが可能なように加熱冷却手段50を設置しているのである。  Therefore, in the reaction tank 30, water is reacted with either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium to produce hydrogen gas. For this purpose, the reaction tank 30 includes the solid particle storage device 20 and the water supply device 40. Both are connected so that the substances required for the reaction can be supplied. Moreover, the heating / cooling means 50 is installed so that it can be heated to the water of the required temperature from the necessity of using hot water, room temperature water, or cold water as needed during the reaction.

更に、反応に際して、その反応を水と反応させる際に水素ガスの中で行うことによって、少しでも純度の高い水素ガスを製造することを可能にしているのである。 また、給水装置40から反応タンク30内に水を満水になるように注入し、その後水素ガス供給装置10から反応タンク30に一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、それによって最終的に水素ガスを作り出す空間を概ね確定し、それによって水素ガスの圧力を制御可能にしているのである。 そして、水素ガスを製造するのに際して、必要に応じて圧力の高い水素ガスを製造することも可能であり、その際水素吸蔵合金に吸蔵させることも容易であると言える。  Furthermore, when the reaction is carried out in hydrogen gas when the reaction is carried out with water, it is possible to produce hydrogen gas with a high degree of purity. In addition, a certain amount of water is discharged by injecting water from the water supply device 40 into the reaction tank 30 to fill the water, and then sending a certain amount of hydrogen gas from the hydrogen gas supply device 10 to the reaction tank 30. As a result, a space for finally producing hydrogen gas is generally determined, thereby making it possible to control the pressure of the hydrogen gas. In producing hydrogen gas, it is possible to produce high-pressure hydrogen gas as necessary, and it can be said that it is easy to occlude the hydrogen-occlusion alloy at that time.

尚、反応タンク30には、このような反応を円滑に行うことが容易に出来るように、特に水素ガスを注入するのに際して、反応タンク30内の空気を排出することが出来るように、気体排出口303に通じる管路をその上部に形成している。 即ち、反応タンク30の上部から、気体排出配管121と、手動によって開閉の動作を行う気体排出開閉弁206と、気体排出配管122を経由させて、気体排出口303に接続するように形成されている。 また、反応が確実にされているかを確認する意味で、内部の圧力を測定出来るようにした圧力計203を接続している。  In order to facilitate the smooth execution of such a reaction, particularly when hydrogen gas is injected into the reaction tank 30, gas exhaust is performed so that the air in the reaction tank 30 can be discharged. A conduit leading to the outlet 303 is formed in the upper part thereof. That is, it is formed so as to be connected to the gas discharge port 303 from the upper part of the reaction tank 30 via the gas discharge pipe 121, the gas discharge on-off valve 206 that manually opens and closes, and the gas discharge pipe 122. Yes. In addition, a pressure gauge 203 is connected so that the internal pressure can be measured in order to confirm whether the reaction is reliable.

更に、底部に沈殿したりした不要滓を取り出すための、不要滓取出口302に通じる管路を、反応タンク30の底部に、不用滓取出配管115と、手動によって開閉の動作を行う不用滓取出開閉弁207と、不用滓取出配管116を経由させて、不用滓取出口302に接続するように形成されている。  In addition, a pipe that leads to the unnecessary dredging outlet 302 for taking out the unnecessary dredged sediment that has settled at the bottom is disposed at the bottom of the reaction tank 30. It is formed so as to be connected to the waste collection outlet 302 via the on-off valve 207 and the waste collection pipe 116.

しかしながら、これまで述べたような配慮を行ったとしても、本願発明の装置を作動させるのに際して反応タンク30内に給水装置40より水を送り込んで満水にしようとすると、ガス供給配管102と、圧力計203と、給水配管134と、固体粒子投入配管114と、水素ガス配管103と、気体排出配管121と、不用滓取出配管115の合計七個所の配管部には、空気が残留する可能性は残る。  However, even if the considerations described so far are performed, if water is supplied from the water supply device 40 into the reaction tank 30 when the device of the present invention is operated, the gas supply pipe 102, the pressure, There is a possibility that air will remain in a total of seven pipe sections including the total 203, the water supply pipe 134, the solid particle input pipe 114, the hydrogen gas pipe 103, the gas discharge pipe 121, and the waste dredging pipe 115. Remain.

そこで、圧力計203に於いては、圧力計203と反応タンク30を接続する配管を太く短くし、更に接続する配管の圧力計203側の接続部を反応タンク30側の接続部より少し低くして空気が残留しにくくする。 また、給水配管134に於いては、配管を太く短くしながら、給水の速度を、特に満水に近付いた最終段階で供給する給水の速度を遅くして水の中に気泡が発生しにくいようにすることで対応が可能となるのである。 更に、気体排出配管121に於いては、配管を太く短くしながら、気体排出開閉弁206側を水平にするのではなく、高くなるように傾斜を付けたり、水平部を無くして垂直部だけにすることも考えられる。 加えて、不用滓取出配管115に於いては、配管を太く短くすることで、空気が残留しにくくする事が可能となるのである。  Therefore, in the pressure gauge 203, the pipe connecting the pressure gauge 203 and the reaction tank 30 is made thicker and shorter, and the connecting part on the pressure gauge 203 side of the connecting pipe is made slightly lower than the connecting part on the reaction tank 30 side. Air is less likely to remain. In addition, in the water supply pipe 134, while making the pipe thick and short, the water supply speed is slowed down, especially at the final stage when it is close to full water, so that bubbles are not easily generated in the water. By doing so, it becomes possible to cope. Further, in the gas exhaust pipe 121, the gas exhaust on / off valve 206 side is not leveled while being thick and short, and is inclined so as to be higher, or the horizontal part is eliminated and only the vertical part is provided. It is also possible to do. In addition, it is possible to make it difficult for air to remain in the waste dripping piping 115 by making the piping thick and short.

一方、ガス供給配管102と、固体粒子投入配管114と、水素ガス配管103に関しても、配管を太く短くすることで空気の残留に対応することが可能であるとも言えるが、各配管の反応タンク30と接続している反対側の端部ぎりぎりの位置に、手動式の開閉弁を位置させることによって残留気体排出手段221、222、223として設置することも一つの方法である。 尚、これ等の残留気体排出手段221、222、223の使用法としては、反応タンク30内が満水になったと思われる段階で、そのまま給水を行いながら残留気体排出手段221、222、223である開閉弁を手動によってほんの少しだけ開放し、それによって開閉弁の近くに滞留している空気や気泡を排出しようとするのである。  On the other hand, it can be said that the gas supply pipe 102, the solid particle input pipe 114, and the hydrogen gas pipe 103 can cope with the residual air by making the pipe thick and short, but the reaction tank 30 of each pipe It is also one method to install the residual gas discharge means 221, 222, and 223 by positioning a manual on-off valve at a position near the end of the opposite side connected to the terminal. The residual gas discharge means 221, 222, and 223 are used as the residual gas discharge means 221, 222, and 223 while supplying water as it is when the reaction tank 30 is considered to be full. The on-off valve is opened by a small amount by hand, so that air and bubbles remaining near the on-off valve are exhausted.

この場合、これまでの説明では開閉弁を使用した残留気体排出手段221、222、223に関しては、三箇所の配管に位置させることで述べているが、三箇所以上でも、二箇所でも、一箇所でも、設置しないということも考えられる。 但し、空気が水より軽いという関係から、空気が反応タンク30の上部に滞留することになり、この二箇所の残留気体排出手段222、223の設置に関しては、特に有効であるという事が出来る。 また、残留気体排出手段221に関しては、図1に見られるようにガス供給配管102が水平に位置している場合には、開閉弁を使用するのでは無く、圧力計203と同じ発想で対応することでも充分であると言える。 当然のことながら、ガス供給配管102を反応タンク30の上部に接続するという事も考えられる。 また、ガス供給配管102と、圧力計203と、給水配管134と、固体粒子投入配管114と、水素ガス配管103と、気体排出配管121と、不用滓取出配管115の合計七個所の配管部を、全部または一部を削除するということも考えられる。  In this case, in the above description, the residual gas discharge means 221, 222, and 223 using the on-off valve are described as being located in three pipes. However, it may be possible not to install it. However, since air is lighter than water, air stays in the upper part of the reaction tank 30, and it can be said that it is particularly effective with respect to the installation of the residual gas discharge means 222, 223 at these two locations. Further, regarding the residual gas discharge means 221, when the gas supply pipe 102 is positioned horizontally as shown in FIG. 1, the same idea as the pressure gauge 203 is used instead of using the on-off valve. That is enough. Of course, it is conceivable to connect the gas supply pipe 102 to the upper part of the reaction tank 30. In addition, a total of seven pipe sections including the gas supply pipe 102, the pressure gauge 203, the water supply pipe 134, the solid particle input pipe 114, the hydrogen gas pipe 103, the gas discharge pipe 121, and the waste dredging pipe 115 are provided. It is also conceivable to delete all or a part.

尚、残留気体排出手段に関しては、開閉弁だけに限定されるものではなく、配管の太さや長さや傾斜・・・等、時には七箇所の一部または全ての個所の配管を削除することも含めて、残留空気や気泡を排出する事を意図した技術であれば、その他の技術も含まれる。従って、前述の七個所の配管部の全てに、残留気体排出手段を配慮しているとも言えるのである。  In addition, the residual gas discharge means is not limited to the on-off valve, but may include deleting pipes at some or all of the seven locations, such as the thickness, length, inclination, etc. of the piping. Other technologies are also included as long as they are intended to exhaust residual air and bubbles. Therefore, it can be said that the residual gas discharge means is taken into consideration for all of the above-mentioned seven piping sections.

ところで、本願発明の装置を作動させるのに際して、反応タンク30内に給水装置40より水を送り込んで満水にし、水素ガス供給装置10から反応タンク30内に一定量の水素ガスを送り込んだ後に、固体粒子貯留装置20から固体粒子投入開閉弁204を開放してアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかを送り込むのであるが、その際に固体粒子貯留装置20の側に水素ガスが流出するという課題が有った。そこで、固体粒子貯留装置20にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかを貯留した時点で、固体粒子貯留装置20内を反応タンク30内と同一の水素ガスの雰囲気にして、同一の圧力で管理することが可能としたことで課題に対応したのである。  By the way, when the device of the present invention is operated, water is fed into the reaction tank 30 from the water supply device 40 to fill it up, and after a certain amount of hydrogen gas is fed into the reaction tank 30 from the hydrogen gas supply device 10, The solid particle input opening / closing valve 204 is opened from the particle storage device 20 and any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium is sent, and at that time, hydrogen gas flows out to the solid particle storage device 20 side. There was a problem to do. Therefore, when any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium is stored in the solid particle storage device 20, the inside of the solid particle storage device 20 is set to the same hydrogen gas atmosphere as in the reaction tank 30, and the same. It was possible to manage with the pressure of no.

即ち、固体粒子貯留装置20に水素ガスを送り込む事が出来るように、水素ガス濃度計231を接続した水素ガス供給装置230から、ガス供給配管232と、手動によって開閉の動作を行うガス供給開閉弁233と、ガス供給配管234を経由して、固体粒子貯留装置20に接続するようになっているのである。 同時に、固体粒子貯留装置20には、内部の状態を把握して管理することが可能なように、圧力計235を接続しているのである。 当然、内部の空気を排出する目的で、固体粒子貯留装置20に接続して、気体排出配管236と、手動によって開閉の動作を行う気体排出開閉弁237と、気体排出配管238を経由して、気体排出口239に至るように形成しているのである。 この場合、空気の排出をより完全なものとする為に、固体粒子貯留装置20に真空ポンプを接続し、真空ポンプによって空気を完全に排出して後に、水素ガスを送り込むという方法も、別の手段として考えられる。  That is, from the hydrogen gas supply device 230 connected to the hydrogen gas concentration meter 231, the gas supply pipe 232 and the gas supply opening / closing valve that is manually opened and closed so that the hydrogen gas can be fed into the solid particle storage device 20. It connects to the solid particle storage device 20 via 233 and the gas supply pipe 234. At the same time, a pressure gauge 235 is connected to the solid particle storage device 20 so that the internal state can be grasped and managed. Naturally, for the purpose of discharging the internal air, it is connected to the solid particle storage device 20 via the gas discharge pipe 236, the gas discharge on-off valve 237 that is manually opened and closed, and the gas discharge pipe 238, It is formed so as to reach the gas discharge port 239. In this case, in order to make the discharge of air more complete, a method of connecting a vacuum pump to the solid particle storage device 20 and exhausting the air completely with the vacuum pump and then feeding hydrogen gas is another method. As a means.

別の言い方で述べると、固体粒子貯留装置20から反応タンク30内にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかを投入する際に、固体粒子貯留装置20の側に水素ガスが流出するのを防止する目的で、気体流出防止手段230、231、232、233、234、235、236、237、238、239を構成しているとも言えるのである。 尚、気体流出防止手段に関しては、前述の技術に限定する必要は無く、固体粒子貯留装置20にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかを貯留し、その後固体粒子貯留装置20内を真空にした状態で固体粒子投入開閉弁204を開放してアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかを投入し、固体粒子貯留装置20内も反応タンク30内と同じに水素ガスを流入させる方式も考えられる。  In other words, when any of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium is charged into the reaction tank 30 from the solid particle storage device 20, hydrogen gas flows out to the solid particle storage device 20 side. For the purpose of preventing this, it can be said that the gas outflow prevention means 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 238, 239 are configured. The gas outflow prevention means is not necessarily limited to the above-described technique, and any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium is stored in the solid particle storage device 20, and then the solid particle storage device 20 The solid particle charging on / off valve 204 is opened in a vacuum state, and either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium is charged, and hydrogen gas in the solid particle storage device 20 is the same as in the reaction tank 30. It is also possible to use a method of injecting water.

これまで説明したように、反応タンク30で作り出された水素ガスは、水素吸蔵合金を内蔵した水素貯蔵容器70に水素ガスだけを貯留することが可能となっている。 更に、詳細に述べるならば、反応タンク30から、水素ガス配管103と、手動によって開閉の動作を行う水素ガス開閉弁208と、水素ガス配管104と、水素ガスを必要とする圧力に減圧することが出来る減圧弁211と、水素ガス配管105を経由して、水素貯蔵容器70に一定の圧力を持った水素ガスを送り込むことが出来るようになっていて、水素ガスを水素吸蔵合金に吸蔵させることが可能となっているのである。  As explained so far, the hydrogen gas produced in the reaction tank 30 can store only the hydrogen gas in the hydrogen storage container 70 containing the hydrogen storage alloy. More specifically, the hydrogen pressure is reduced from the reaction tank 30 to the hydrogen gas pipe 103, the hydrogen gas on-off valve 208 that is manually opened and closed, the hydrogen gas pipe 104, and the pressure that requires hydrogen gas. Hydrogen gas having a constant pressure can be sent to the hydrogen storage container 70 via the pressure reducing valve 211 and the hydrogen gas pipe 105, and the hydrogen storage alloy can store the hydrogen gas. Is possible.

この場合、水素貯蔵容器70からは、水素ガス放出管141と、手動によって開閉の動作を行う水素ガス放出開閉弁212と、水素ガス放出管142を経由させることで、ある時には吸蔵出来なかった水素ガスを使用することが可能となっていて、別の時には水素ガス放出管142の端部に位置させた別の水素吸蔵合金を含む水素貯蔵容器によって吸蔵または貯蔵した水素ガスを使用することが可能となっているのである。  In this case, from the hydrogen storage container 70, the hydrogen gas release pipe 141, the hydrogen gas release opening / closing valve 212 that is manually opened / closed, and the hydrogen gas release pipe 142 are passed through the hydrogen storage pipe 70, so that the hydrogen that could not be occluded at some time. It is possible to use gas, and at other times it is possible to use hydrogen gas stored or stored by a hydrogen storage container containing another hydrogen storage alloy located at the end of the hydrogen gas discharge pipe 142 It is.

一方、水素貯蔵容器70に関しては、水素吸蔵合金の場合には、吸蔵する時には熱を発生するし、吸蔵した水素ガスを使用する際には加熱する必要が有るので、冷却と加熱の両方の目的を容易にかなえる為に、一つの例として水素吸蔵合金の入った長いチューブ型容器を使用する中で、フィンを形成するようなことで熱の移動を容易にすることも考えられる。 従って、水素貯蔵容器70には、必要に応じて周囲に温風や冷風を送ったり、外周に蛇管を位置させて温水や冷水を水素貯蔵容器70の周囲に送ったりすることも考えられる。  On the other hand, with respect to the hydrogen storage container 70, in the case of a hydrogen storage alloy, heat is generated when storing, and it is necessary to heat when using the stored hydrogen gas. In order to easily achieve this, as one example, a long tube-type container containing a hydrogen storage alloy is used, and it is conceivable to facilitate heat transfer by forming fins. Therefore, it is also conceivable that warm or cold air is sent to the hydrogen storage container 70 as necessary, or hot water or cold water is sent around the hydrogen storage container 70 by placing a serpentine tube on the outer periphery.

また、本願発明装置の水素貯蔵容器70に関しては、図1を含めて水素を吸蔵させる水素吸蔵合金を主体に記載している。 しかし、当然のことながら水素を吸蔵した後に水素貯蔵容器70を水素ガス配管105から分離して吸蔵した水素ガスを使用することは可能であり、その際に配管を分離しても水素貯蔵容器70より水素ガスが排出しないように配慮した、継手や開閉弁を配設する等の工夫はされていると考えて良い。 また、水素貯蔵容器70に関しては、水素吸蔵合金を使用するのでは無く、水素ボンベを使用するということも考えられる。  Moreover, regarding the hydrogen storage container 70 of the present invention apparatus, a hydrogen storage alloy that stores hydrogen is mainly described including FIG. However, as a matter of course, it is possible to use the hydrogen gas stored after separating the hydrogen storage container 70 from the hydrogen gas pipe 105 after storing the hydrogen, and even if the pipe is separated at that time, the hydrogen storage container 70 is used. It may be considered that contrivances such as providing a joint and an on-off valve are taken into consideration so as not to discharge more hydrogen gas. Moreover, regarding the hydrogen storage container 70, it is also conceivable to use a hydrogen cylinder instead of using a hydrogen storage alloy.

ところで、これまでの記載では各種の開閉弁201、204、205、206、207、208、209、210、212に関しては、全て手動によって開閉の動作を行うように述べているが、一部または全てを、全自動によってまたは半自動によって開閉することも可能である。  By the way, in the description so far, it has been described that all of the various on-off valves 201, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 212 are manually opened / closed. It is also possible to open and close by full-automatic or semi-automatic.

本発明による、水素ガスの製造装置および製造方法は前述したように構成されており、以下にその動作について説明する。  The apparatus and method for producing hydrogen gas according to the present invention are configured as described above, and the operation thereof will be described below.

先ず、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと水を反応させることで水素ガスを作り出すのに際しての反応式と、反応に際して一般的に言われている内容を示す。  First, the reaction formula for producing hydrogen gas by reacting water with any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium, and the contents generally stated in the reaction are shown.

この場合、アルカリ金属としては、Li、Na、K、Rb、Csの全てが、常温の水と反応して水素を発生し、水酸化物になる。 特に、Na、K、Rb、Csに関しては、激しく反応する。 従って、反応に際してはかなりの熱を発生すると言える。 尚、一つの例としてNaと水が反応する場合には、〔数1〕に見られるような形で水素ガスを発生するのである。  In this case, as the alkali metal, all of Li, Na, K, Rb, and Cs react with water at room temperature to generate hydrogen and become hydroxide. In particular, Na, K, Rb, and Cs react violently. Therefore, it can be said that considerable heat is generated during the reaction. As an example, when Na and water react with each other, hydrogen gas is generated as shown in [Equation 1].

また、アルカリ土類金属としては、Ca、Sr、Ba、Raの全てが、冷水と反応して水素を発生し、水酸化物になる。 尚、一つの例としてCaと水が反応する場合には、〔数2〕に見られるような形で水素ガスを発生する。  As alkaline earth metals, all of Ca, Sr, Ba, and Ra react with cold water to generate hydrogen and become hydroxide. As an example, when Ca and water react with each other, hydrogen gas is generated in the form shown in [Equation 2].

更に、Mgは、熱水と反応して水素を発生し、水酸化物になる。 尚、Mgと水が反応する場合には、〔数3〕に見られるような形で水素ガスを発生する。  Further, Mg reacts with hot water to generate hydrogen and become a hydroxide. In addition, when Mg and water react, hydrogen gas is generated in the form as seen in [Equation 3].

Figure 2014136674
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Figure 2014136674
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例えば、〔数1〕の反応式に関して具体的に述べると、36gの水が、即ち36ccの水が、46gのナトリウムと反応することで、1モルの、即ち22400ccの水素ガスが発生することになる。 この場合、本願発明に於いては、反応タンク30を給水装置40より水を供給して満水にした状態で、水素ガス供給装置10より一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出するのである。 従って、この一定量の水素ガスの空間部と水で満たされた反応タンク30に、固体粒子貯留装置20よりナトリウムを投入することで反応すると、結果として反応した水の容積の部分が空間として形成されることで空間部に加わり、発生した水酸化ナトリウムは水に溶解し、最終的に水素ガスの存在する一定量の空間部に反応した水の容積の部分の空間部が加わることで全空間部を形成し、その全空間部に発生した水素ガスが加わることになるのである。  For example, specifically referring to the reaction formula of [Equation 1], 36 g of water, that is, 36 cc of water, reacts with 46 g of sodium to generate 1 mol of hydrogen gas of 22400 cc. Become. In this case, in the present invention, in a state where the reaction tank 30 is filled with water from the water supply device 40, a certain amount of hydrogen gas is sent from the hydrogen gas supply device 10 to send a certain amount. It drains water. Therefore, when the reaction is performed by introducing sodium from the solid particle storage device 20 into the reaction tank 30 filled with a certain amount of hydrogen gas space and water, a portion of the volume of the reacted water is formed as a space. As a result, the generated sodium hydroxide dissolves in the water, and finally the space part of the volume of the reacted water is added to the certain amount of the space where hydrogen gas exists, so that the entire space is added. The hydrogen gas generated in the entire space is added.

即ち、概略の状態を述べると、水素ガスの存在する一定量の空間部を2240ccとすると、4.6gのナトリウムを投入すると反応によって2240ccの水素ガスが発生し、同時に反応によって3.6ccの水が減少することで2243.6ccの全空間部を形成し、それによって既に存在している水素ガスと合わせて、約二倍の圧力の水素ガスが貯留されることになるのである。  In other words, if a general amount of space where hydrogen gas is present is 2240 cc, when 4.6 g of sodium is added, 2240 cc of hydrogen gas is generated by the reaction, and 3.6 cc of water is simultaneously generated by the reaction. As a result of the decrease, a total space of 2243.6 cc is formed, and hydrogen gas having a pressure twice that of the existing hydrogen gas is stored.

そして、一定量の水素ガスを送り込むことによって発生する空間の容積が狭ければ狭いほど、高圧の水素ガスとなるのである。 尚、この事は、〔数2〕や〔数3〕に於いても同じことが言えるし、他の物質に於いても具体的に反応式を記載してはいないが、類似の様なことは言える。 しかしながら、金属の種類によっては、金属の表面に何等かの膜等が出来ることによって全量反応しない場合も有り、その場合には残った金属の容積が、全空間部に影響を与えるのである。 また、金属の種類によっては、水酸化物は水に一部しか、または全く溶解しない場合も有り得るので、その場合には全空間部が減少するものとして配慮しなければならない。  The smaller the volume of the space generated by feeding a certain amount of hydrogen gas, the higher the pressure of the hydrogen gas. The same can be said for [Equation 2] and [Equation 3], and the reaction formulas are not specifically described for other substances, but similar I can say. However, depending on the type of metal, there is a case where the entire amount does not react due to the formation of any film or the like on the surface of the metal. In this case, the volume of the remaining metal affects the entire space. In addition, depending on the type of metal, the hydroxide may not be dissolved in water at all or may not be dissolved at all. In this case, it must be considered that the entire space is reduced.

ここで、本願発明についての具体的な動作を述べるが、反応開始の準備段階として、固体粒子貯留装置20に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかの物質を、必要とする所定量を準備し、その物質と反応するのに必要な水を給水装置40に準備する。 当然のことながら、水素ガス供給装置10からは、ガス供給開閉弁201の所まで、必要とする純度の水素ガスが送り込むことが出来る状態になっていると考えても良い。  Here, the specific operation of the present invention will be described. As a preparatory stage for starting the reaction, the solid particle storage device 20 requires any substance of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium. A predetermined amount is prepared, and water necessary for reacting with the substance is prepared in the water supply device 40. As a matter of course, it may be considered that hydrogen gas having a required purity can be sent from the hydrogen gas supply device 10 to the gas supply opening / closing valve 201.

更に、先ずガス供給開閉弁201と固体粒子投入開閉弁204と水素ガス開閉弁208と給水開閉弁210と不用滓取出開閉弁207と残留気体排出手段221、222、223を閉鎖した状態にして、また気体排出開閉弁206を開放した状態にして、次に給水開閉弁210を開放することで、水を反応タンク30に送り込む事を開始する。 その際、当然のことながら反応タンク30の中の空気は、気体排出口303より排出されることになる。  In addition, first, the gas supply on / off valve 201, the solid particle input on / off valve 204, the hydrogen gas on / off valve 208, the feed water on / off valve 210, the unnecessary soot take-off on / off valve 207, and the residual gas discharge means 221, 222, 223 are closed. In addition, the gas discharge opening / closing valve 206 is opened, and then the water supply opening / closing valve 210 is opened to start feeding water into the reaction tank 30. At that time, as a matter of course, the air in the reaction tank 30 is discharged from the gas discharge port 303.

その様な状況の中で、気体排出口303より水が排出される状況を確認した時点で、気体排出開閉弁206を閉鎖する。 一方、個々に残留気体排出手段221、222、223をほんの少しだけ開放しながら気泡の排出が終了して水の排出だけになった事を確認したら、個々に残留気体排出手段221、222、223を閉鎖していく。 そして、給水開閉弁210を閉鎖する。  In such a situation, when it is confirmed that water is discharged from the gas discharge port 303, the gas discharge opening / closing valve 206 is closed. On the other hand, when it is confirmed that the discharge of the bubbles is completed while the residual gas discharge means 221, 222, and 223 are slightly opened individually, and only the water is discharged, the residual gas discharge means 221, 222, 223 are individually set. Will be closed. Then, the water supply opening / closing valve 210 is closed.

次に、ガス供給開閉弁201と気体排出開閉弁206の順序で開放することで、水素ガスを反応タンク30の中に送り込む。 そして、気体排出口303より排出される水の量を測定することで、反応タンク30の中に一定量の水素ガスが送られていることを確認することが出来るのである。 そこで、ガス供給開閉弁201を閉鎖して、そして気体排出開閉弁206を閉鎖する。 尚、流量計215でも反応タンク30の中に送り込まれた水素ガスの量を測定することが出来る。  Next, hydrogen gas is fed into the reaction tank 30 by opening the gas supply opening / closing valve 201 and the gas discharge opening / closing valve 206 in this order. Then, by measuring the amount of water discharged from the gas outlet 303, it can be confirmed that a certain amount of hydrogen gas is being sent into the reaction tank 30. Therefore, the gas supply on / off valve 201 is closed and the gas discharge on / off valve 206 is closed. The flow meter 215 can also measure the amount of hydrogen gas fed into the reaction tank 30.

更に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかの物質を貯留している固体粒子貯留装置20に於いては、固体粒子投入開閉弁204に加えて固体粒子貯留開閉弁205と気体排出開閉弁237を閉鎖した状態で、その上でガス供給開閉弁233を開放しながら水素ガス供給装置230から固体粒子貯留装置20に水素ガスを送り込む。 その後、気体排出開閉弁237を何度か開閉することによって、最終的には固体粒子貯留装置20内を純度の高い水素ガスで満たすことが出来るようになるのである。 その際には、固体粒子貯留装置20内の圧力を、反応タンク30内の圧力と一致させる事が大切な事である。  Furthermore, in the solid particle storage device 20 that stores any one of alkali metal, alkaline earth metal, and magnesium, in addition to the solid particle input on / off valve 204, the solid particle storage on / off valve 205 and gas With the discharge on / off valve 237 closed, hydrogen gas is fed from the hydrogen gas supply device 230 to the solid particle storage device 20 while the gas supply on / off valve 233 is opened. Thereafter, the gas discharge on-off valve 237 is opened and closed several times, so that the solid particle storage device 20 can finally be filled with high-purity hydrogen gas. In that case, it is important to make the pressure in the solid particle storage device 20 coincide with the pressure in the reaction tank 30.

最後に、ガス供給開閉弁233と気体排出開閉弁237を閉鎖した状態で、固体粒子投入開閉弁204を開放してアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの中の何れかの物質を反応タンク30の中に全量投入し、その上で固体粒子投入開閉弁204を閉鎖する。 そこで、反応タンク30内で、水素ガスを作り出す反応が成されるのである。  Finally, with the gas supply on / off valve 233 and the gas discharge on / off valve 237 closed, the solid particle input on / off valve 204 is opened to allow any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium to be added to the reaction tank 30. The solid particle charging on / off valve 204 is closed. Therefore, a reaction for producing hydrogen gas is performed in the reaction tank 30.

一方、反応が終結した時点で発生した水素ガスは、水素ガス開閉弁208を開放することで、水素貯蔵装置70に貯蔵する事が可能となっている。 但し、本願発明に於いては、水素ガスを水素貯蔵装置70に送り込まないで、反応タンク30から直接使用するという事も可能である。 尚、直接使用する際には、各開閉弁の反応タンク30から遠い部分の継手部で離脱させることで、反応タンク30を水素貯蔵装置として運搬可能に使用することも可能である。 ここで、水素貯蔵装置70が水素吸蔵合金を使用している場合には、水素ガスを吸蔵させ貯留するのに際しては、発熱をするので冷却の対応をするのも大切な考え方の一つであるし、加熱することによって吸蔵された水素ガスを使用する事が出来るのである。  On the other hand, the hydrogen gas generated at the end of the reaction can be stored in the hydrogen storage device 70 by opening the hydrogen gas on-off valve 208. However, in the present invention, it is also possible to use the hydrogen gas directly from the reaction tank 30 without sending the hydrogen gas into the hydrogen storage device 70. In the case of direct use, the reaction tank 30 can be used as a hydrogen storage device so as to be transported by detaching it at the joint portion far from the reaction tank 30 of each on-off valve. Here, in the case where the hydrogen storage device 70 uses a hydrogen storage alloy, it is one of the important ideas to cope with cooling because it generates heat when storing and storing hydrogen gas. In addition, the hydrogen gas stored by heating can be used.

尚、反応タンク30内の反応によって発生した水素ガスは、水素貯蔵装置70に送り込んで貯蔵するか、または反応タンク30より直接使用することが考えられるが、空の状態になった場合には、再度水素ガスを発生させる必要が出て来る。 その場合には、先ず反応タンク30内の水を中心とする物質を不用滓取出開閉弁207を開放することで排出し、次に反応タンク30内を水によって洗浄し、その上で当初の反応開始の準備段階からの動作を、再度繰り返すと良い。  Incidentally, the hydrogen gas generated by the reaction in the reaction tank 30 may be sent to the hydrogen storage device 70 for storage or used directly from the reaction tank 30, but when it becomes empty, It becomes necessary to generate hydrogen gas again. In that case, first, the water-centered substance in the reaction tank 30 is discharged by opening the waste trap opening / closing valve 207, then the reaction tank 30 is washed with water, and then the initial reaction is performed. The operation from the start preparation stage should be repeated again.

図1に見られるように、実施例2が実施例1と異なる点は、実施例1では、水素ガス供給装置10と、それに接続していた水素ガス濃度計202と、水素ガス供給装置230と、それに接続していた水素ガス濃度計231を配設していたのに対して、実施例2では、不活性ガス供給装置10Aと、それに接続していた窒素ガス濃度計202Aと、不活性ガス供給装置230Aと、それに接続していた窒素ガス濃度計231Aを配設していることである。 即ち、実施例1に於いては、水素ガスを作り出すのに水素ガスの雰囲気の中で反応させるのに対して、実施例2に於いては、窒素ガスを含む不活性ガスの雰囲気の中で反応させようとしていることである。  As seen in FIG. 1, the second embodiment is different from the first embodiment in that the hydrogen gas supply device 10, the hydrogen gas concentration meter 202 connected thereto, and the hydrogen gas supply device 230 are different in the first embodiment. In contrast to the hydrogen gas concentration meter 231 connected thereto, in Example 2, the inert gas supply device 10A, the nitrogen gas concentration meter 202A connected thereto, and the inert gas were provided. The supply device 230A and the nitrogen gas concentration meter 231A connected to the supply device 230A are provided. That is, in Example 1, hydrogen gas is produced in a hydrogen gas atmosphere, while in Example 2, in an inert gas atmosphere containing nitrogen gas. It is trying to react.

そして、不活性ガス供給装置10Aとしては、窒素や、ヘリウムや、ネオンや、アルゴンや、クリプトンや、キセノンや、ラドンの、窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスを充填した高圧ボンベや、圧縮空気から膜分離方式またはPSA方式によって作り出す窒素ガスの製造装置が考えられる。 但し、窒素ガスの製造装置に関しては、膜分離方式またはPSA方式に限定する必要はなく、空気を冷却して分離する深冷分離方式等も考えられる。  The inert gas supply device 10A includes a high-pressure cylinder filled with any one of nitrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, and an inert gas containing nitrogen gas. An apparatus for producing nitrogen gas produced from a compressed air by a membrane separation system or a PSA system is conceivable. However, the nitrogen gas production apparatus is not limited to the membrane separation method or the PSA method, and a cryogenic separation method in which air is cooled and separated is also conceivable.

ところで、PSA方式は、Pressure Swing Adsorption、の略称を意味していて、圧縮空気を活性炭の一種である吸着材に通し、高圧力下で特定のガスを吸着し、低圧力下で特定のガスを吐き出す、という吸着材の特性を利用して、圧縮空気から酸素等を吸着することで窒素を分離する方式である。 この場合、ヒートレス・ドライヤと同様の原理をもっていて、装置は2筒式で膜分離式よりも大型となり、電磁弁などのメンテナンス負荷もかかる。 尚、窒素純度で見た場合には通常99〜99.9999%程度であった。  By the way, the PSA system is an abbreviation for Pressure Swing Adsorption, and passes compressed air through an adsorbent that is a kind of activated carbon, adsorbs a specific gas under a high pressure, and a specific gas under a low pressure. This is a method of separating nitrogen by adsorbing oxygen or the like from compressed air using the adsorbent's characteristic of exhaling. In this case, it has the same principle as a heatless dryer, and the apparatus is a two-cylinder type, which is larger than the membrane separation type, and a maintenance load such as a solenoid valve is applied. In terms of nitrogen purity, it was usually about 99 to 99.9999%.

一方、膜分離方式は、圧縮空気を中空糸状の高分子膜である中空糸膜内に送り込んで、圧縮空気に含まれている各ガス成分の膜への透過量の差を利用して窒素を分離する方式である。 この場合、PSA方式よりも小型でメンテナンス負荷も小さい反面、窒素純度で見た場合には95〜99.9%程度であるため、高純度のニーズには適しなかった。  On the other hand, in the membrane separation method, compressed air is sent into a hollow fiber membrane, which is a hollow fiber polymer membrane, and nitrogen is removed by utilizing the difference in permeation amount of each gas component contained in the compressed air to the membrane. This is a separation method. In this case, although it is smaller than the PSA method and has a smaller maintenance load, it is about 95 to 99.9% in terms of nitrogen purity, so it is not suitable for high purity needs.

尚、中空糸膜は、ポリエステル製で何千ものストロー状の中空糸が束ねられたものより形成され、中空糸の内部に圧縮空気を通すことで、それぞれのガスが固有に持っている中空糸の膜の透過スピードの違いを利用し、空気中に最も多く含まれている窒素ガスを残存させている。  The hollow fiber membrane is made of polyester and is made of a bundle of thousands of straw-shaped hollow fibers. By passing compressed air through the hollow fiber, each gas has its own unique hollow fiber. By utilizing the difference in the permeation speed of the membrane, the nitrogen gas most contained in the air is left.

そして、圧縮空気を構成しているガスが中空糸の膜を透過するスピードとしては、速く放出するガスと放出しにくいガスがあり、残ったガスが窒素ガスということになるのである。 特に、中空糸の膜がポリエステル製の場合には、水蒸気が一番透過しやすく、以下水素やヘリウムが続き、更に炭酸ガスと一酸化炭素が続き、最後に酸素とアルゴンと窒素が一番透過しにくく、その中でも窒素ガスが一番透過しにくいガスということで残存するのである。  And as the speed which the gas which comprises compressed air permeate | transmits the membrane of a hollow fiber, there exist gas which discharge | releases quickly and gas which is hard to discharge | release, and the remaining gas will be nitrogen gas. In particular, when the hollow fiber membrane is made of polyester, water vapor is most permeable, followed by hydrogen and helium, followed by carbon dioxide and carbon monoxide, and finally oxygen, argon and nitrogen are most permeable. The nitrogen gas is the gas that is most difficult to permeate.

ここで、温度が変化しない場合には、圧縮空気の圧力と時間、即ち流量によって、発生する窒素ガスの純度は左右される。 尚、中空糸の膜としては、ポリエステルの他に、ポリオレフィンやポリプロピレン等の樹脂も考えられる。  Here, when the temperature does not change, the purity of the generated nitrogen gas depends on the pressure and time of the compressed air, that is, the flow rate. In addition to polyester, resins such as polyolefin and polypropylene are also conceivable as the hollow fiber membrane.

一方、不活性ガス供給装置10Aからの窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスは、実施例1の水素ガスの場合と同じく、水素ガスを作り出す反応を行う反応タンク30に送り込まれるようになっているのである。 そして、不活性ガス供給装置10Aには、窒素ガスを供給した場合に、窒素ガスの供給が確実にされているかどうかを確認する意味で内部の濃度を測定出来る窒素ガス濃度計202Aを接続している。  On the other hand, any one of the inert gases including the nitrogen gas from the inert gas supply apparatus 10A is sent to the reaction tank 30 that performs the reaction for producing the hydrogen gas, as in the case of the hydrogen gas in the first embodiment. It has become. The inert gas supply device 10A is connected with a nitrogen gas concentration meter 202A that can measure the internal concentration in order to confirm whether or not the supply of nitrogen gas is ensured when nitrogen gas is supplied. Yes.

同様に、不活性ガス供給装置230Aからの窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスは、実施例1の水素ガスの場合と同じく、窒素ガスを含む不活性ガスガスの何れかのガスを、必要な定まった量のアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを貯留している固体粒子貯留装置20に送り込まれるようになっているのである。
そして、不活性ガス供給装置230Aには、窒素ガスを供給した場合に、窒素ガスの供給が確実にされているかどうかを確認する意味で内部の濃度を測定出来る窒素ガス濃度計231Aを接続している。
Similarly, any of the inert gases containing nitrogen gas from the inert gas supply device 230A is replaced with any of the inert gas gases containing nitrogen gas, as in the case of the hydrogen gas of Example 1. It is fed into the solid particle storage device 20 storing either a predetermined amount of alkali metal, alkaline earth metal or magnesium.
The nitrogen gas concentration meter 231A that can measure the internal concentration is connected to the inert gas supply device 230A in order to confirm whether or not the supply of the nitrogen gas is ensured when the nitrogen gas is supplied. Yes.

尚、窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスが窒素ガスで有る場合には、不活性ガス供給装置10Aに接続している窒素ガス濃度計202Aによって窒素ガスの濃度を測定することで、窒素ガスの純度が完全であるかを判断することが出来る。 また、不活性ガスで有る場合でも、酸素ガスの濃度を測定することで、不活性ガスの純度が完全であるかを目安として判断をすることは出来る。  When any of the inert gas containing nitrogen gas is nitrogen gas, by measuring the nitrogen gas concentration with the nitrogen gas concentration meter 202A connected to the inert gas supply device 10A, It can be judged whether the purity of the nitrogen gas is perfect. Even when the gas is an inert gas, it is possible to determine whether or not the purity of the inert gas is complete by measuring the concentration of the oxygen gas.

ところで、実施例2の本願発明装置の構成としては、これまで述べてきた構成以外は、残留気体排出手段221、222、223や気体流出防止手段230A、231A、232、233、234、235、236、237、238、239を含めて、実施例1と同じ内容になるので省略する。  By the way, as the configuration of the present invention device of the second embodiment, the residual gas discharge means 221, 222, 223 and the gas outflow prevention means 230A, 231A, 232, 233, 234, 235, 236 are the configurations other than those described so far. 237, 238, and 239 are the same as those in the first embodiment, and will be omitted.

本発明による、水素ガスの製造装置および製造方法は前述したように構成されており、以下にその動作について説明する。  The apparatus and method for producing hydrogen gas according to the present invention are configured as described above, and the operation thereof will be described below.

この場合、実施例2が実施例1と異なる点は、反応に先立って反応タンク30内に水素ガスを送り込む代わりに、窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスを送り込むことである。 従って、実施例1と大きく異なる点は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出すのに際し、先ず給水装置40から反応タンク30内に水を満水になるように注入し、次に不活性ガス供給装置10Aから反応タンク30に一定量の窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に固体粒子貯留装置20から反応タンク30にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ反応タンク30内に水素ガスを中心とする気体を作り出していたのである。  In this case, the difference between the second embodiment and the first embodiment is that, instead of feeding hydrogen gas into the reaction tank 30 prior to the reaction, any one of inert gases including nitrogen gas is fed. Therefore, a significant difference from the first embodiment is that when water of a predetermined temperature is reacted with either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium to produce hydrogen gas, first, water is supplied from the water supply device 40 into the reaction tank 30. Is injected to fill the water, and then a certain amount of water is discharged by sending any of the inert gas containing a certain amount of nitrogen gas from the inert gas supply device 10A to the reaction tank 30; Finally, by sending any one of alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium from the solid particle storage device 20 to the reaction tank 30, the reaction was started and a gas centered on hydrogen gas was created in the reaction tank 30. is there.

尚、実施例1の水素ガスの代わりに、実施例2の場合には窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスを使用することによって、固体粒子貯留装置20に存在している固体粒子と反応タンク30に存在している水との間に窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスの緩衝部が存在することになり、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを反応タンク30に投入した際に、反応タンク30内の水が固体粒子貯留装置20に侵入し難くなり、この場合水素ガスも効果は見られるのであるが、更に水素ガスに較べて格段に安全性が向上すると言うことが出来るのである。  In addition, instead of the hydrogen gas of Example 1, in the case of Example 2, the solid particles existing in the solid particle storage device 20 can be obtained by using any one of inert gases including nitrogen gas. There will be a buffer portion of any of the inert gases including nitrogen gas between the water existing in the reaction tank 30 and any one of alkali metal, alkaline earth metal or magnesium will be added to the reaction tank. When it is introduced into the tank 30, the water in the reaction tank 30 does not easily enter the solid particle storage device 20. In this case, hydrogen gas is also effective, but the safety is significantly improved compared to hydrogen gas. You can say that.

ここで、反応に際して、その反応を水と反応させる際に窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスの雰囲気の中で行うことによって、少しでも安全性を確保することが出来るのであるが、その反面作り出されたガスは、水素ガスと窒素ガスを含む不活性ガスの何れかのガスとの混合ガスとなる。 しかしながら、圧力を高くすることが出来るということもあって、水素ガスだけを水素吸蔵合金に吸蔵させることも容易であり、また水素ガスとして使用する場合に、状況によっては全く問題の無い状態で使用することが出来る水素ガスを中心とする混合ガスを開発したとも言えるのである。 更に、混合ガス自体も水素ガスと窒素ガスを含む不活性ガスの混合ガスであるので、そのまま直接使用することも可能であり、特に窒素ガスを含む不活性ガスの割合が少なければ少ないほど、使用の可能性は拡大されるものと思う。  Here, in the reaction, safety can be ensured even a little by performing it in an atmosphere of any of inert gases including nitrogen gas when reacting with water. On the other hand, the produced gas is a mixed gas of hydrogen gas and any one of inert gases including nitrogen gas. However, because the pressure can be increased, it is easy to store only hydrogen gas in the hydrogen storage alloy, and when used as hydrogen gas, there is no problem depending on the situation. It can be said that a mixed gas centered on hydrogen gas that can be developed has been developed. Furthermore, since the mixed gas itself is a mixed gas of an inert gas containing hydrogen gas and nitrogen gas, it can be used directly as it is, and in particular, the smaller the proportion of the inert gas containing nitrogen gas, the more I think the possibilities will be expanded.

この発明は、水素ガスの製造装置および製造方法に関する技術であって、更に詳細に述べるならば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、また水素ガスを供給することが出来る水素ガス供給装置を流量計を経由して接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず給水装置から反応タンク内に水を満水になるように注入し、次に水素ガス供給装置から反応タンクに一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に固体粒子貯留装置から反応タンクにアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ反応タンク内に水素ガスを作り出すことによって、水素製造装置と水素貯蔵容器と水素精製装置と水素運搬装置を提供する技術について述べたものである。  The present invention relates to a hydrogen gas production apparatus and production method. More specifically, the present invention creates hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium with water at a predetermined temperature. Connect a water supply device that can drip water to a sealed reaction tank that is completely shut off from the outside, and a hydrogen gas supply device that can supply hydrogen gas via a flow meter. Connect a solid particle storage device that stores either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium so that it can fall, and first inject water from the water supply device into the reaction tank so that it becomes full, and then hydrogen gas supply device A certain amount of water is discharged by sending a certain amount of hydrogen gas from the reactor to the reaction tank. Providing a hydrogen production device, a hydrogen storage vessel, a hydrogen purification device, and a hydrogen transport device by initiating the reaction by creating one of the alkali tank, the alkaline earth metal, or magnesium, and generating hydrogen gas in the reaction tank It describes the technology.

10・・・・・・水素ガス供給装置
10A・・・・・不活性ガス供給装置
20・・・・・・固体粒子貯留装置
30・・・・・・反応タンク
40・・・・・・給水装置
50・・・・・・加熱冷却手段
70・・・・・・水素貯蔵容器
100・・・・・ガス供給配管
101・・・・・ガス供給配管
102・・・・・ガス供給配管
103・・・・・水素ガス配管
104・・・・・水素ガス配管
105・・・・・水素ガス配管
111・・・・・固体粒子貯留配管
112・・・・・固体粒子貯留配管
113・・・・・固体粒子投入配管
114・・・・・固体粒子投入配管
115・・・・・不用滓取出配管
116・・・・・不用滓取出配管
121・・・・・気体排出配管
122・・・・・気体排出配管
131・・・・・貯水配管
132・・・・・貯水配管
133・・・・・給水配管
134・・・・・給水配管
141・・・・・水素ガス放出管
142・・・・・水素ガス放出管
201・・・・・ガス供給開閉弁
202・・・・・水素ガス濃度計
202A・・・・窒素ガス濃度計
203・・・・・圧力計
204・・・・・固体粒子投入開閉弁
205・・・・・固体粒子貯留開閉弁
206・・・・・気体排出開閉弁
207・・・・・不用滓取出開閉弁
208・・・・・水素ガス開閉弁
209・・・・・貯水開閉弁
210・・・・・給水開閉弁
211・・・・・減圧弁
212・・・・・水素ガス放出開閉弁
215・・・・・流量計
221・・・・・残留気体排出手段
222・・・・・残留気体排出手段
223・・・・・残留気体排出手段
230・・・・・水素ガス供給装置(気体流出防止手段)
230A・・・・不活性ガス供給装置(気体流出防止手段)
231・・・・・水素ガス濃度計(気体流出防止手段)
231A・・・・窒素ガス濃度計(気体流出防止手段)
232・・・・・ガス供給配管(気体流出防止手段)
233・・・・・ガス供給開閉弁(気体流出防止手段)
234・・・・・ガス供給配管(気体流出防止手段)
235・・・・・圧力計(気体流出防止手段)
236・・・・・気体排出配管(気体流出防止手段)
237・・・・・気体排出開閉弁(気体流出防止手段)
238・・・・・気体排出配管(気体流出防止手段)
239・・・・・気体排出口(気体流出防止手段)
301・・・・・固体粒子投入口
302・・・・・不用滓取出口
303・・・・・気体排出口
304・・・・・水注入口
10 .... Hydrogen gas supply device 10A ... Inert gas supply device 20 ... Solid particle storage device 30 ... Reaction tank 40 ... Water supply Apparatus 50... Heating / cooling means 70... Hydrogen storage container 100... Gas supply pipe 101. ····································································································································································································································· Solid particle charging pipe 114 Solid particle charging pipe 115 Unnecessary soot extraction pipe 116 Unnecessary soot extraction pipe 121 Gas discharge piping 122 Gas discharge pipe 131 ... Water storage pipe 132 ... Water storage pipe 1 3... Water supply pipe 134... Water supply pipe 141... Hydrogen gas discharge pipe 142... Hydrogen gas discharge pipe 201.・ ・ Hydrogen gas concentration meter 202 </ b> A... Nitrogen gas concentration meter 203... Pressure gauge 204.・ Gas discharge on / off valve 207 ····································································································· Pressure reducing valve 212... Hydrogen gas release opening and closing valve 215... Flow meter 221... Residual gas discharging means 222. Means 230... Hydrogen gas supply device (gas outflow prevention means)
230A... Inert gas supply device (gas outflow prevention means)
231 ... Hydrogen gas concentration meter (gas outflow prevention means)
231A ... Nitrogen gas concentration meter (gas outflow prevention means)
232 ... Gas supply piping (gas outflow prevention means)
233 ... Gas supply on / off valve (gas outflow prevention means)
234 ... Gas supply piping (gas outflow prevention means)
235 ... Pressure gauge (gas outflow prevention means)
236 ... Gas exhaust pipe (gas outflow prevention means)
237 ... Gas discharge on / off valve (gas outflow prevention means)
238 ... Gas discharge pipe (gas outflow prevention means)
239 ... Gas outlet (gas outflow prevention means)
301 ··· Solid particle inlet 302 ·········································································

Claims (4)

アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、また水素ガスを供給することが出来る水素ガス供給装置を流量計を経由して接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記給水装置から前記反応タンク内に水を満水になるように注入し、次に前記水素ガス供給装置から前記反応タンクに一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクにアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ前記反応タンク内に水素ガスを作り出すことを特徴とする水素ガスの製造装置。  A water supply device that can drop water is connected to a sealed and completely shut off reaction tank that generates hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium with water at a predetermined temperature. In addition, a hydrogen gas supply device that can supply hydrogen gas is connected via a flow meter, and further, a solid particle storage device that stores either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium in a fallable manner is connected. First, water is injected into the reaction tank from the water supply device so as to become full, and then a certain amount of water is supplied by sending a certain amount of hydrogen gas from the hydrogen gas supply device to the reaction tank. Finally, either alkali metal, alkaline earth metal or magnesium is put into the reaction tank from the solid particle storage device. By Komu Ri, apparatus for producing hydrogen gas, characterized in that to produce the hydrogen gas into the reaction tank to initiate the reaction. アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出す密閉され外部と完全に遮断された反応タンクに、水を滴下することが出来る給水装置を接続し、また窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを供給することが出来る不活性ガス供給装置を流量計を経由して接続し、更にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを落下可能に貯留した固体粒子貯留装置を接続し、先ず前記給水装置から前記反応タンク内に水を満水になるように注入し、次に前記不活性ガス供給装置から前記反応タンクに一定量の窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後に前記固体粒子貯留装置から前記反応タンクにアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって、反応を開始させ前記反応タンク内に水素ガスを中心とする気体を作り出すことを特徴とする水素ガスの製造装置。  A water supply device that can drop water is connected to a sealed and completely shut off reaction tank that generates hydrogen gas by reacting either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium with water at a predetermined temperature. In addition, an inert gas supply device that can supply any of inert gases including nitrogen gas is connected via a flowmeter, and either alkali metal, alkaline earth metal, or magnesium can be dropped. The stored solid particle storage device is connected, and water is firstly injected from the water supply device into the reaction tank so as to be full, and then a certain amount of nitrogen gas is contained in the reaction tank from the inert gas supply device. A certain amount of water is discharged by feeding any of the inert gas, and finally the alkali metal is transferred from the solid particle storage device to the reaction tank. Others by sending either an alkaline earth metal or magnesium, apparatus for producing hydrogen gas, characterized in that to produce the gas around the hydrogen gas into the reaction tank to initiate the reaction. アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出すのに際し、先ず水を密閉され外部と完全に遮断された反応タンク内に満水になるように注入し、次に一定量の水素ガスを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって水素ガスを作り出すことを特徴とする水素ガスの製造方法。  When hydrogen gas is produced by reacting either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium with water at a specified temperature, water is first injected into the reaction tank that is sealed and completely shut off from the outside. Then, a certain amount of water is discharged by sending a certain amount of hydrogen gas, and finally hydrogen gas is produced by sending either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium. A method for producing hydrogen gas. アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかと所定の温度の水を反応させて水素ガスを作り出すのに際し、先ず水を密閉され外部と完全に遮断された反応タンク内に満水になるように注入し、次に一定量の窒素ガスを含む不活性ガスの何れかを送り込むことによって一部の一定量の水を排出し、最後にアルカリ金属またはアルカリ土類金属またはマグネシュウムの何れかを送り込むことによって水素ガスを中心とする気体を作り出すことを特徴とする水素ガスの製造方法。  When hydrogen gas is produced by reacting either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium with water at a specified temperature, water is first injected into the reaction tank that is sealed and completely shut off from the outside. And then draining a certain amount of water by feeding one of the inert gases containing a certain amount of nitrogen gas, and finally feeding either alkali metal or alkaline earth metal or magnesium A method for producing hydrogen gas, characterized by producing a gas centered on hydrogen gas.
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