JP2019100629A - 固気反応物質充填反応器及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】反応器への固気反応物質の充填作業が不要な固気反応物質充填反応器、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】固気反応物質充填反応器１０ａは、熱媒伝熱管２２と、スペーサ２４とが交互に積層されたコア部２０と、スペーサ２４の開口端と連通するガス導入・排出部４０と、熱媒流路に連通する熱媒導入・排出部５０とを備えている。スペーサ２４内には、金属箔からなる袋３２と、袋３２内に充填された固気反応物質３４とを備えた充填体３０が挿入されている。さらに、少なくとも充填体３０と熱媒伝熱管２２との間は、ロウ付けされている。このような固気反応物質充填反応器１０ａは、金属製の袋３２内に固気反応物質３４が充填された充填体３０、熱媒伝熱管２２、及びスペーサ２４を所定の順序で積層し、ロウ付けすることにより得られる。【選択図】図３

Description

本発明は、固気反応物質充填反応器及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、反応器への固気反応物質の充填作業が不要であり、反応器の製作期間の短縮及びコストダウンが可能な固気反応物質充填反応器、及びその製造方法に関する。
Ｈ2、ＣＯ2、アンモニアなどの特定のガスを可逆的に吸収・放出することが可能な各種の固体物質（以下、これらを総称して「固気反応物質」ともいう）が知られている。このような固気反応物質は、いずれも吸収時には発熱を伴い、放出時には吸熱を伴う。そのため、固気反応物質は、このような特性を利用して、
（ａ）水素を可逆的に吸蔵・放出するための水素貯蔵・供給装置、
（ｂ）固体酸化物型燃料電池の排ガス処理装置、
（ｃ）排熱を化学エネルギーとして蓄えるための化学蓄熱装置
などに応用されている。
固気反応物質を用いてガスの吸収・放出を行う場合、容器内に固気反応物質を収容し、さらに、固気反応物質にガスを供給・排出するための機構、及び固気反応物質と熱交換を行うための機構を容器に設置する必要がある。そのため、装置の大型化、製造工程の複雑化、固気反応物質と熱媒との熱交換効率の低下などの問題が生じる場合がある。
そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、
（ａ）熱媒側フィン／プレート／水素側フィン／プレートの順になるようにこれらを積層し、積層体の上下に上下面用の外殻板を合わせ、一次ブレージングすることにより熱交換器コアを作製し、
（ｂ）熱交換器コアの側面に、側面用の外殻板を二次ブレージングし、
（ｃ）水素吸蔵合金収容層（プレート間の隙間）に水素吸蔵合金粉末を収容する
水素貯蔵容器の製造方法が開示されている。
同文献には、このような方法により、製造時の部品数が少なくなり製造工程が短縮される点が記載されている。
また、特許文献２には、
（ａ）プレート、フィン、ガイドプレート、通気材を所定の順序で重ね合わせて積層し、最外層には外殻プレートを組み合わせて組立体とし、
（ｂ）組立体を真空ロウ付けして容器本体とし、
（ｃ）粉体の水素吸蔵合金を収容するための隙間を真空ポンプにより減圧し、水素の出入口部から粉体の水素吸蔵合金を導入する
水素吸蔵用容器の製造方法の製造方法が開示されている。
同文献には、このような方法により、製造工程を簡略化できる点が記載されている。
従来の水素貯蔵容器は、特許文献１、２に記載されているように、水素ガス流路を備えた容器を真空ロウ付けにより作製し、完成した容器の水素ガス流路に水素貯蔵合金の粉末を充填するという方法が用いられている。しかしながら、この方法では、水素貯蔵合金の充填作業が必要となるため、製作期間が長くなり、これに応じて製造コストも高くなるという問題がある。
また、水素貯蔵容器においては、熱交換効率を高くするために、水素ガス流路の幅を狭くしたり、あるいは、水素ガス流路内にフィンを設けるのが一般的である。そのため、狭い水素ガス流路に外部から所定量の水素吸蔵合金を充填する必要があり、充填作業に時間がかかる。また、水素吸蔵合金の充填容積を担保するためには、水素吸蔵合金を収容するための容器に高い寸法精度が求められる。
特許第４５６４６２号公報 国際公開ＷＯ２００８／０２３７３２号
本発明が解決しようとする課題は、反応器への固気反応物質の充填作業が不要な固気反応物質充填反応器、及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、反応器の製作期間の短縮及びコストダウンが可能な固気反応物質充填反応器、及びその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明に係る固気反応物質充填反応器は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記固気反応物質充填反応器は、
熱媒を流すための熱媒流路を備えた第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管（ｎ≧１）と、ガスを導入・排出するための開口端を備えた枠状の第１〜第ｎスペーサとがｚ軸方向に沿って交互に、かつ、前記熱媒流路同士及び前記開口端同士がそれぞれ略同一方向を向くように積層され、さらに、前記ｚ軸方向の両端に、それぞれ、第１及び第２コア隔壁が配置されたコア部と、
前記第１〜第ｎスペーサの前記開口端と連通するように、前記コア部に接合されたガス導入・排出部と、
前記熱媒流路に連通するように、前記コア部に接合された熱媒導入・排出部と
を備えている。
（２）前記コア部は、前記第ｋスペーサ（１≦ｋ≦ｎ）と、前記第ｋ熱媒伝熱管と、第（ｋ＋１）熱媒伝熱管とで囲まれた空間内に挿入された第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ）をさらに備え、
前記第ｋ充填体は、それぞれ、
前記第ｋスペーサの前記開口端側が開口している金属箔からなる袋と、
前記袋内に充填されている固気反応物質と、
を備えている。
（３）少なくとも、前記第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ）と前記第ｋ熱媒伝熱管との間、及び、前記第ｋ充填体と前記第（ｋ＋１）熱媒伝熱管との間は、ロウ付けされている。
本発明に係る固気反応物質充填反応器の製造方法は、以下の工程を備えていることを要旨とする。
（１）金属箔からなる袋に固気反応物質が充填された第１〜第ｎ充填体（ｎ≧１）を準備する第１工程。
（２）第１コア隔壁の上に、第１ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第１熱媒伝熱管、第１ロウ材シート（Ｂ）、及び開口端を備えた枠状の第１スペーサをこの順で載せ、前記第１スペーサ内に前記第１充填体を挿入する第２工程。
（３）ｎ≧２である時には、
第ｋスペーサ及び第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ−１）の上に、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第（ｋ＋１）熱媒伝熱管、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ｂ）、及び開口端を備えた枠状の第（ｋ＋１）スペーサをこの順で、かつ、前記熱媒流路同士が略同一方向を向き、かつ、前記開口端同士が略同一方向を向くように載せる工程と、
前記第（ｋ＋１）スペーサ内に第（ｋ＋１）充填体を挿入する工程と
を交互に繰り返す３工程。
（４）前記第ｎスペーサ及び前記第ｎ充填体の上に、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第（ｎ＋１）熱媒伝熱管、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）、及び第２コア隔壁をこの順で、かつ、前記熱媒流路同士が略同一方向を向くように載せ、積層体を得る第４工程。
（５）前記第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、及び前記第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）を溶融させ、前記積層体に含まれる各部材間をロウ付けし、コア部を得る第５工程。
（６）前記第１〜第ｎスペーサの前記開口端と連通するように前記コア部にガス導入・排出部を接合し、前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管の前記熱媒流路と連通するように前記コア部に熱媒導入・排出部を接合する第６工程。
まず、固気反応物質を金属製の袋内に充填し、充填体を作製する。次に、ロウ材シートを介して熱媒伝熱管及びスペーサを積層し、スペーサの空隙内に充填体を挿入し、積層体を得る。この状態でロウ材シートを溶融させると、熱媒伝熱管−スペーサ間、及び熱媒伝熱管−充填体間を１回の熱処理でロウ付けすることができる。
このようにして得られた反応器は、固気反応物質が既にガス流路内に充填されているため、固気反応物質の充填作業が不要となる。また、１回のロウ付けでコア部が得られるので、製作期間も短縮できる。そのため、反応器の製作コストを低減することができる。
コア部の平面図（図１（Ａ））、及び正面図（図１（Ｂ））である。 図１に示すコア部のＡ−Ａ’線断面図（図２（Ａ））、及びＢ−Ｂ’線断面図（図２（Ｂ））である。 本発明の第１の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図３（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図３（Ｂ））である。 図３に示す固気反応物質充填反応器の平面図（図４（Ａ））、及びマニホールドを取り除いた状態での固気反応物質充填反応器の平面図（図４（Ｂ））である。
本発明の第２の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図５（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図５（Ｂ））である。 本発明の第３の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図６（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図６（Ｂ））である。 本発明の第４の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図７（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図７（Ｂ））である。 図７に示す固気反応物質充填反応器のＢ−Ｂ'線断面図（図８（Ａ））、及び平面図（図８（Ｂ））である。
充填体の作製方法の模式図である。 固気反応物質充填反応器の構成部品の斜視図である。 積層工程（第２工程〜第４工程）の模式図である。 真空パックの開封工程（第７工程）の模式図である。
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． 固気反応物質充填反応器］
本発明に係る固気反応物質充填反応器は、以下の構成を備えている。
（１）前記固気反応物質充填反応器は、
熱媒を流すための熱媒流路を備えた第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管（ｎ≧１）と、ガスを導入・排出するための開口端を備えた枠状の第１〜第ｎスペーサとがｚ軸方向に沿って交互に、かつ、前記熱媒流路同士及び前記開口端同士がそれぞれ略同一方向を向くように積層され、さらに、前記ｚ軸方向の両端に、それぞれ、第１及び第２コア隔壁が配置されたコア部と、
前記第１〜第ｎスペーサの前記開口端と連通するように、前記コア部に接合されたガス導入・排出部と、
前記熱媒流路に連通するように、前記コア部に接合された熱媒導入・排出部と
を備えている。
（２）前記コア部は、前記第ｋスペーサ（１≦ｋ≦ｎ）と、前記第ｋ熱媒伝熱管と、第（ｋ＋１）熱媒伝熱管とで囲まれた空間内に挿入された第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ）をさらに備え、
前記第ｋ充填体は、それぞれ、
前記第ｋスペーサの前記開口端側が開口している金属箔からなる袋と、
前記袋内に充填されている固気反応物質と、
を備えている。
（３）少なくとも、前記第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ）と前記第ｋ熱媒伝熱管との間、及び、前記第ｋ充填体と前記第（ｋ＋１）熱媒伝熱管との間は、ロウ付けされている。
［１．１． コア部］
図１に、コア部の平面図（図１（Ａ））、及び正面図（図１（Ｂ））を示す。図２に、図１に示すコア部のＡ−Ａ’線断面図（図２（Ａ））、及びＢ−Ｂ’線断面図（図２（Ｂ））を示す。
図１及び図２において、コア部２０は、熱媒を流すための熱媒流路２２ａ、２２ａ…を備えた第１〜第４熱媒伝熱管２２(1)〜２２(4)と、ガスを導入・排出するための開口端２４ａを備えた枠状の第１〜第３スペーサ２４(1)〜２４(3)とがｚ軸方向に沿って交互に積層された構造を備えている。
第１〜第４熱媒伝熱管２２(1)〜２２(4)は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…同士が略同一方向を向くように積層されている。同様に、第１〜第３スペーサ２４(1)〜２４(3)は、開口端２４ａ同士が略同一方向を向くように積層されている。コア部２０のｚ軸方向の両端には、それぞれ、第１コア隔壁２６及び第２コア隔壁２８が配置されている。
さらに、第１〜第３スペーサ２４(1)〜２４(3)の空間内には、それぞれ、第１〜第３充填体３０(1)〜３０(3)が挿入されている。
ここで、本発明において、「ｚ軸方向」とは、コア部２０の構成要素の積層方向を表し、「鉛直方向」を意味するものではない。
また、図１及び図２において、「ｘ軸方向」は熱媒が流れる方向を表し、「ｙ軸方向」はガスが流れる方向を表す。なお、図１及び図２においては、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は互いに直交しているが、これは単なる例示であり、熱媒及びガスの導入及び排出が可能である限りにおいて、３軸が直交している必要はない。例えば、後述するように、ガス及び熱媒の流れる方向が共にｙ軸方向である場合もある。
「熱媒流路が略同一方向を向いている」とは、複数個の熱媒流路２２ａに対して同時に熱媒の導入及び排出が可能となるように、熱媒伝熱管２２が配置していることをいう。従って、各熱媒流路２２ａ、２２ａ…は、互いに完全に平行である必要はない。
同様に、「開口端が略同一方向を向いている」とは、複数個の充填体３０に対して同時にガスの導入及び排出が可能となるように、スペーサ２４が配置していることをいう。
さらに、図１において、合計３個のスペーサ２４及び充填体３０が記載されているが、これは単なる例示であり、スペーサ２４及び充填体３０の数（ｎ）は、目的に応じて最適な数を選択することができる。
［１．１．１． 熱媒伝熱管］
［Ａ． 構造］
第ｋ熱媒伝熱管２２(k)（１≦ｋ≦ｎ＋１）は、第ｋ充填体３０(k)（１≦ｋ≦ｎ）と熱交換を行うためのものである。第ｋ熱媒伝熱管２２(k)の形状は、熱媒の導入及び排出が可能な限りにおいて、特に限定されない。例えば、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)は、熱媒流路２２ａ、２２ａが一端から他端に向かって貫通しているものでも良く、あるいは、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)内においてＵターンしているものでも良い。図１に示す例において、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)は、平板状を呈しており、ｘ軸方向に沿って、その一端から他端に向かって貫通している複数個の熱媒流路２２ａ、２２ａ…を備えている。
熱媒流路２２ａが第ｋ熱媒伝熱管２２(k)の一端から他端に向かって貫通している場合、熱媒の流し方には、種々の方法がある。熱媒の流し方としては、例えば、
（ａ）同一の第ｋ熱媒伝熱管２２(k)内にある複数の熱媒流路２２ａ、２２ａ…を２つのグループに分け、一方のグループから排出された熱媒を残りのグループに向かってＵターンさせる方法、
（ａ）すべての熱媒流路２２ａ、２２ａ…の一端から他端に向かって熱媒を流す方法、
（ｃ）第ｋ熱媒伝熱管２２(k)にあるすべての熱媒流路２２ａ、２２ａ…には＋ｘ軸方向に熱媒を流し、これに隣接する第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)にあるすべての熱媒流路２２ａ、２２ａ…には−ｘ軸方向に熱媒を流す方法、
などがある。
［Ｂ． 材料］
後述するように、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)は、それぞれ、隣接する第ｋスペーサ２４(k)、第１コア隔壁２６、第２コア隔壁２８、又は、第ｋ充填体３０(k)とロウ付けされる。そのため、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)の材料は、ロウ付け温度及び使用温度に耐える耐熱性を有し、かつ、隣接する部材とロウ付けが可能なものである限りにおいて、特に限定されない。ロウ付けを容易にするためには、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)は、隣接する部材と同種の材料を用いるのが好ましい。
第ｋ熱媒伝熱管２２(k)の材料としては、例えば、Ａｌ合金、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金などがある。
［Ｃ． 熱媒］
固気反応物質と熱交換を行うための熱媒は、特に限定されない。熱媒としては、例えば、水、ＬＬＣ（不凍液）、熱媒油などがある。
［１．１．２． スペーサ］
［Ａ． 構造］
第ｋスペーサ２４(k)（１≦ｋ≦ｎ）は、ロウ付け後に、第ｋ充填体３０(k)を収容するスペースの隔壁となるものである。第ｋスペーサ２４(k)の形状は、少なくとも、ガスを導入・排出するための開口端２４ａを備えており、かつ、その内部に第ｋ充填体３０(k)を挿入可能な限りにおいて、特に限定されない。
図１に示す例において、第ｋスペーサ２４(k)は、コの字型を呈しており、開口端２４ａがｙ軸方向を向くように、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)と第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)の間に接合されている。
［Ｂ． 材料］
第ｋスペーサ２４(k)の材料もまた、ロウ付け温度及び使用温度に耐える耐熱性を有し、かつ、隣接する部材とロウ付けが可能なものである限りにおいて、特に限定されない。ロウ付けを容易とするためには、第ｋスペーサ２４(k)は、隣接する部材と同種の材料を用いるのが好ましい。
［１．１．３． コア隔壁］
［Ａ． 構造］
第１コア隔壁２６及び第２コア隔壁２８は、コア部２０の強度を保持するためのものであり、コア部２０のｚ軸方向の両端に配置される。第１コア隔壁２６及び第２コア隔壁２８の構造は、必要な強度が得られる限りにおいて、特に限定されない。
［Ｂ． 材料］
第１コア隔壁２６及び第２コア隔壁２８の材料もまた、ロウ付け温度及び使用温度に耐える耐熱性を有し、かつ、隣接する部材とロウ付けが可能なものである限りにおいて、特に限定されない。ロウ付けを容易とするためには、第１コア隔壁２６及び第２コア隔壁２８は、隣接する部材と同種の材料を用いるのが好ましい。
［１．１．４． 充填体］
コア部２０は、第ｋスペーサ（１≦ｋ≦ｎ）２２(k)と、第ｋ熱媒伝熱管２４(k)と、第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２４(k+1)とで囲まれた空間内に挿入された第ｋ充填体３０(k)（１≦ｋ≦ｎ）をさらに備えている。
また、第ｋ充填体３０(k)は、それぞれ、
第ｋスペーサ２２(k)の開口端２４ａ側が開口している金属箔からなる袋３２(k)と、
前記袋３２(k)内に充填されている固気反応物質３４(k)と
を備えている。
［Ａ． 袋］
袋３２(k)は、固気反応物質３４(k)を充填するためのものである。固気反応物質３４(k)は、後から袋３２(k)内に充填されたものではなく、コア部２０のロウ付けが完了した時点で既に袋３２(k)内に充填されている。この点が、従来とは異なる。
第ｋ充填体３０(k)は、初めから袋３２(k)の一端が開口している場合と、固気反応物質３４(k)が真空封止された真空パックである場合とがある。後者の場合、コア部２０のロウ付けが完了した後、ガス導入・排出部を接合する前に、真空パックの開封が行われる。この点については、後述する。
袋３２(k)の形状は、固気反応物質３４(k)を充填可能な限りにおいて、特に限定されない。第ｋ熱媒伝熱管２２(k)及び第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)との間の熱伝達を向上させるためには、袋３２(k)は、第ｋスペーサ（１≦ｋ≦ｎ）２２(k)と、第ｋ熱媒伝熱管２４(k)と、第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２４(k+1)とで囲まれた空間内に密着する形状が好ましい。袋３２(k)内には、固気反応物質３４(k)と第ｋ熱媒伝熱管２２(k)との熱伝達を向上させるための伝熱フィンが形成されていても良い。
第ｋ充填体３０(k)は、隣接する第ｋ熱媒伝熱管２２(k)及び第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)とロウ付けされる。そのため、袋３２(k)には、金属箔が用いられる。袋３２(k)の材料は、ロウ付け温度及び使用温度に耐える耐熱性を有し、かつ、隣接する部材とロウ付けが可能なものである限りにおいて、特に限定されない。ロウ付けを容易とするためには、袋３２(k)は、隣接する部材と同種の材料を用いるのが好ましい。
［Ｂ． 固気反応物質］
本発明において、固気反応物質３４(k)、及びこれと反応するガスの種類は、特に限定されない。固気反応物質３４(k)としては、例えば、
（ａ）水素吸蔵合金、錯体水素化物、炭素系・無機系多孔体などの水素を吸収・放出するＨ2吸収材、
（ｂ）ＣａＣＯ3、Ｌｉ4ＳｉＯ4などのＣＯ2を吸収・放出するＣＯ2吸収材、
（ｃ）ゼオライト、活性炭、金属ハロゲン化物などのＮＨ3を吸収・放出するＮＨ3吸収材、
（ｄ）Ｃａ(ＯＨ2)、Ｍｇ(ＯＨ)2などの水蒸気を吸収・放出する水蒸気吸収材、
などがある。
また、袋３２(k)内には、固気反応物質３４(k)以外の各種添加物が含まれていても良い。添加物としては、例えば、カーボンファイバー、銅及び銅合金粉、アルミニウム及びアルミニウム合金粉などの熱伝導助剤などがある。
［１．２． ガス導入・排出部］
ガス導入・排出部は、第１〜第ｎスペーサ２４(1)〜２４(n)の開口端２４ａと連通するように、コア部２０に接合されている。ガス導入・排出部は、固気反応物質３４にガスを供給し、又は固気反応物質３４から放出されたガスを外部に排出するためのものである。ガス導入・排出部の構造は、このような機能を奏する限りにおいて、特に限定されない。
固気反応物質３４は、通常、粉末の状態で使用される。そのため、ガス導入・排出部には、固気反応物質３４の飛散を防止するためのフィルターを設けるのが好ましい。
［１．３． 熱媒導入・排出部］
熱媒導入・排出部は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…に連通するように、コア部２０に接合されている。熱媒導入・排出部は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…に熱媒を導入・排出するためのものである。熱媒導入・排出部の構造は、このような機能を奏する限りにおいて、特に限定されない。
［１．４． 具体例］
［１．４．１． 具体例１］
図３に、本発明の第１の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図３（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図３（Ｂ））を示す。図４に、図３に示す固気反応物質充填反応器の平面図（図４（Ａ））、及びマニホールドを取り除いた状態での固気反応物質充填反応器の平面図（図４（Ｂ））を示す。
図３及び図４において、固気反応物質充填反応器１０ａは、コア部２０と、ガス導入・排出部４０と、熱媒導入・排出部５０ａとを備えている。
コア部２０は、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)（１≦ｋ≦ｎ＋１）を備えている。第ｋ熱媒伝熱管２２(k)は、それぞれ、その一端から他端に向かって貫通している複数個の熱媒流路２２ａ、２２ａ…を備えている。また、図４（Ｂ）に示すように、コア部２０の四隅は、熱媒導入・排出部５０ａの形状に合わせてカットされている。コア部２０に関するその他の点については、上述した通りであるので、説明を省略する。
ガス導入・排出部４０は、カバー４２と、フィルター４４とを備えている。カバー４２は、コア部２０に備えられるスペーサ２４の開口端２４ａ（すなわち、充填体３０の開口端）を覆うためのものであり、コア部２０のガス導入・排出面側に接続されている。カバー４２の中央には、ガス供給源又はガス消費源と接続するためのジョイント４２ａが設けられている。
さらに、カバー４２の開放端側（コア部２０側）には、スペーサ２４の開口端２４ａを覆うように、フィルター４４が設けられている。フィルター４４は、充填体３０に充填されている固気反応物質３４の飛散を防止するためのものである。
熱媒・導入排出部５０ａは、熱媒の入口５２ａ及び出口５２ｂを有するマニホールド５２と、ヘッダ５４とを備えている。マニホールド５２は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の一端に連通するようにコア部２０に接続されている。ヘッダは、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の他端に連通するようにコア部２０に接続されている。
マニホールド５２は、入口５２ａから供給される熱媒を第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)に分配し、分配された熱媒を、それぞれ、第ｋ熱媒伝熱管２２(k)（１≦ｋ≦ｎ＋１）に含まれる熱媒流路２２ａ、２２ａ…の一部に供給するためのものである。一方、ヘッダ５４は、一部の熱媒流路２２ａ、２２ａ…から排出された熱媒を残りの熱媒流路に２２ａ、２２ａ…向かってＵターンさせ、出口５２ｂから排出するためのものである。
［１．４．２． 具体例２］
図５に、本発明の第２の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図５（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図５（Ｂ））を示す。
図５において、固気反応物質充填反応器１０ｂは、コア部２０と、ガス導入・排出部４０と、熱媒導入・排出部５０ｂとを備えている。
熱媒導入・排出部５０ｂは、熱媒の入口５６ａを有する第１マニホールド５６と、熱媒の出口５８ａを有する第２マニホールドと５８とを備えている。第１マニホールド５６は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の一端に連通するようにコア部２０に接続されている。第２マニホールド５８は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の他端に連通するようにコア部２０に接続されている。
第１マニホールド５６は、
入口５６ａから供給される熱媒を第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)に分配し、
分配された熱媒を第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)に含まれるすべての熱媒流路２２ａ、２２ａ…に対し、同一方向に供給する
ためのものからなる。
第２マニホールド５８は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…から排出される熱媒を出口５８ａから排出するためのものからなる。
その他の点については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施の形態に係る固気反応物質充填反応器１０ｂは、第１の実施の形態に比べて、熱媒流路の断面積が２倍となる。そのため、熱媒の流速が小さくなり、熱伝達率が低下する。しかし、圧力損失は、第１の実施の形態に比べて小さい。そのため、本実施の形態は、熱伝達率の向上よりも圧力損失の低下が優先される用途に好適である。
［１．４．３． 具体例３］
図６に、本発明の第３の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図６（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図６（Ｂ））を示す。
図６において、固気反応物質充填反応器１０ｃは、コア部２０と、ガス導入・排出部４０と、熱媒導入・排出部５０ｃとを備えている。
熱媒導入・排出部５０ｃは、熱媒の入口６０ａを有する第１マニホールド６０と、熱媒の出口６２ａを有する第２マニホールド６２とを備えている。第１マニホールド６０は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の一端に連通するようにコア部２０に接続されている。第２マニホールド６２は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の他端に連通するようにコア部２０に接続されている。
第１マニホールド６０及び第２マニホールド６２は、それぞれ、
（ａ）第ｋ熱媒伝熱管２２(k)に含まれる熱媒流路２２ａ、２２ａ…には＋ｘ軸方向に熱媒が流れ、
（ｂ）第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)に含まれる熱媒流路２２ａ、２２ａ…には−ｘ軸方向に前記熱媒が流れるように、
第ｋ熱媒伝熱管２２(k)に含まれる熱媒流路２２ａ、２２ａ…と、第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)に含まれる熱媒流路２２ａ、２２ａ…とを直列に接続するためのものからなる。そのため、第１マニホールド６０には、熱媒をＵターンさせるための凹部６０ｂ、６０ｂ…が設けられている。同様に、第２マニホールド６２には、熱媒をＵターンさせるための凹部６２ｂ、６２ｂ…が設けられている。
その他の点については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
図６に示す固気反応物質充填反応器１０ｃにおいて、第１マニホールド６０の入口６０ａに熱媒が供給されると、熱媒が第１熱媒伝熱管２２(1)、第２熱媒伝熱管２２(2)、…第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(n+1)の順に流れる。第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(n+1)を通過した熱媒は、出口６２ａから排出される。
本実施の形態に係る固気反応物質充填反応器１０ｃは、熱媒が全熱媒流路２２ａ、２２ａ…の上下でターンする。本実施の形態は、第１の実施の形態に比べて、熱媒流路の断面積が大幅に減少するため、最大流速が得られ、熱伝達率も高くなる。しかし、圧力損失は、第１の実施の形態に比べて大幅に増加する。そのため、本実施の形態は、圧力損失の低下よりも熱伝達率の向上が優先される用途に好適である。
［１．４．４． 具体例４］
図７に、本発明の第４の実施の形態に係る固気反応物質充填反応器の側面図（図７（Ａ））、及びＡ−Ａ’線断面図（図７（Ｂ））を示す。図８に、図７に示す固気反応物質充填反応器のＢ−Ｂ'線断面図（図８（Ａ））、及び平面図（図８（Ｂ））を示す。なお、図８（Ａ）では、見やすくするために部分的に拡大して描いてある。
図７及び図８において、固気反応物質充填反応器１０ｄは、コア部２０と、ガス導入・排出部４０と、熱媒導入・排出部５０ｄとを備えている。
本実施の形態において、コア部２０は、第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)を備えている。また、第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)は、それぞれ、その一端から他端に向かって貫通している複数個の熱媒流路２２ａ、２２ａ…を備えている。さらに、熱媒流路２２ａ、２２ａ…は、熱媒の流れる方向がガスの流れる方向と略同一になるように配置されている。この点が第１の実施の形態とは異なる。
コア部２０及びガス導入・排出部４０に関するその他の点については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
熱媒導入・排出部５０ｄは、熱媒の入口６４ａを有する第１マニホールド６４と、熱媒の出口６６ａを有する第２マニホールド６６とを備えている。第１マニホールド６４は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の一端に連通するようにコア部２０に接続されている。第２マニホールド６６は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…の他端に連通するようにコア部２０に接続されている。
第１マニホールド６４は、入口６４ａから供給される熱媒を第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)に分配し、分配された熱媒を第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)に含まれるすべての熱媒流路２２ａ、２２ａ…に対し、同一方向に供給するためのものからなる。
第２マニホールド６６は、熱媒流路２２ａ、２２ａ…から排出される熱媒を出口６６ａから排出するためのものからなる。
図７及び図８に示すように、コア部２０内においてガスの流れる方向及び熱媒が流れる方向が共にｙ軸方向であり、かつ、第１マニホールド６４及び第２マニホールド６６をｘ軸に対して垂直な面に接続する場合、第１マニホールド６４には、ｘ軸方向から供給される熱媒を、ｙ軸方向に向いている熱媒流路２２ａ、２２ａ…に分配するための機構が必要となる。同様に、第２マニホールド６６には、ｙ軸方向に排出された熱媒を集めて、ｘ軸方向に排出するための機構が必要となる（図８（Ａ）参照）。そのため、第１の実施の形態に比べて、構造が複雑となる。しかし、本実施の形態は、第１の実施の形態に比べて体格を小さくすることができるので、設置場所に制約がある用途に好適である。
［２． 固気反応物質充填反応器の製造方法］
本発明に係る固気反応物質充填反応器の製造方法は、以下の工程を備えている。
（１）金属箔からなる袋に固気反応物質が充填された第１〜第ｎ充填体（ｎ≧１）を準備する第１工程。
（２）第１コア隔壁の上に、第１ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第１熱媒伝熱管、第１ロウ材シート（Ｂ）、及び開口端を備えた枠状の第１スペーサをこの順で載せ、前記第１スペーサ内に前記第１充填体を挿入する第２工程。
（３）ｎ≧２である時には、
第ｋスペーサ及び第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ−１）の上に、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第（ｋ＋１）熱媒伝熱管、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ｂ）、及び開口端を備えた枠状の第（ｋ＋１）スペーサをこの順で、かつ、前記熱媒流路同士が略同一方向を向き、かつ、前記開口端同士が略同一方向を向くように載せる工程と、
前記第（ｋ＋１）スペーサ内に第（ｋ＋１）充填体を挿入する工程と
を交互に繰り返す３工程。
（４）前記第ｎスペーサ及び前記第ｎ充填体の上に、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第（ｎ＋１）熱媒伝熱管、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）、及び第２コア隔壁をこの順で、かつ、前記熱媒流路同士が略同一方向を向くように載せ、積層体を得る第４工程。
（５）前記第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、及び前記第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）を溶融させ、前記積層体に含まれる各部材間をロウ付けし、コア部を得る第５工程。
（６）前記第１〜第ｎスペーサの前記開口端と連通するように前記コア部にガス導入・排出部を接合し、前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管の前記熱媒流路と連通するように前記コア部に熱媒導入・排出部を接合する第６工程。
［２．１． 第１工程（充填体の作製）］
まず、金属箔からなる袋に固気反応物質が充填された第１〜第ｎ充填体（ｎ≧１）を準備する（第１工程）。
充填体の作製方法は、特に限定されない。図９に、充填体の作製方法の一例を示す。拘束枠７０の中に金属箔からなる袋３２を挿入する。この状態で、袋３２内に、規定された量の固気反応物質（例えば、カーボンファイバーを混合した水素吸蔵合金）を充填する。この場合、固気反応物質は、粉末でも良く、あるいは、成形体でも良い。粉末を充填する場合、粉末の充填密度を上げるために、拘束枠７０をタップしても良い。
次に、水平状態に姿勢を変更し、真空シーラーで真空引き及び封止を行う。真空引きを行う際、内部のガスが抜けやすくなるように、拘束枠７０の開口端から内部に向かって荷重を加えても良い。封止後、拘束枠７０から真空封止された充填体（真空パック）３０を取り出す。
なお、真空封止は必ずしも必要ではないが、真空封止を行うと、ロウ付けの際における固気反応物質の飛散や劣化を抑制することができる。
［２．２． 第２〜第４工程（積層体の作製）］
［２．２．１． 構成部品の作製］
図１０に、固気反応物質充填反応器（以下、単に「反応器」ともいう）の構成部品の斜視図を示す。まず、所定の形状を有する熱媒伝熱管２２、スペーサ２４、第１コア隔壁２６、及び第２コア隔壁（図示せず）を作製する。
各構成部品の寸法は、反応器が完成した後の各部の寸法と同一であっても良く、あるいは、それより大きくても良い。図１０に示す例では、スペーサ２４の寸法は、完成後の寸法とほぼ同一である。一方、熱媒伝熱管２２、第１コア隔壁２６、及び第２コア隔壁（図示せず）は、完成後の寸法よりやや大きくなっている。これは、余剰部分に、ロウ付けの際に必要となる位置決めピン（図示せず）などを形成するためである。余剰部分は、ロウ付け後にスペーサ２４の形状に沿って切除される。
［２．２．２． 第１層〜第ｎ層の積層］
図１１に、第２〜第４工程（積層工程）の模式図を示す。
まず、第１コア隔壁２６の上に、第１ロウ材シート（Ａ）（図示せず）、熱媒流路２２ａ、２２ａ…を備えた第１熱媒伝熱管２２(1)、第１ロウ材シート（Ｂ）（図示せず）、及び開口端２４ａを備えた枠状の第１スペーサ２４(1)をこの順で載せる。さらに、第１スペーサ２４(1)内に第１充填体３０(1)を挿入する（第２工程）。
各部材間に挿入するロウ材シートの材料は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な材料を選択することができる。
また、ｎ≧２である時には、さらに、
（ａ）第ｋスペーサ２４(k)及び第ｋ充填体３０(k)（１≦ｋ≦ｎ−１）の上に、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ａ）（図示せず）、熱媒流路２２ａ、２２ａ…、を備えた第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２(k+1)、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ｂ）（図示せず）、及び開口端を備えた枠状の第（ｋ＋１）スペーサ２４(k+1)をこの順で載せる工程と、
（ｂ）第（ｋ＋１）スペーサ２４(k+1)内に第（ｋ＋１）充填体３０(k+1)を挿入する工程と
を交互に繰り返す（３工程）。
この場合、熱媒流路２２ａ、２２ａ…同士が略同一方向を向き、かつ、開口端２４ａ同士が略同一方向を向くように、複数個の熱媒伝熱管２２及びスペーサ２４を交互に積層するのが好ましい。
なお、第１〜第ｎ充填体３０(1)〜３０(n)が真空封止された真空パックからなる場合、第２工程及び第３工程は、第ｋスペーサ２４(k)（１≦ｋ≦ｎ）の開口端２４ａから第ｋ充填体３０(k)の先端がはみ出すように、第ｋスペーサ２４(k)内に第ｋ充填体３０(k)を挿入するのが好ましい。これは、ロウ付け後に積層体の端部を切断する際に、真空パックの開封を同時に行うためである。
［２．２．３． 最上層の積層］
次に、必要個数の熱媒伝熱管２２、スペーサ２４及び充填体３０の積層が完了した時は、積層体の上に最後の熱媒伝熱管２２及び第２コア隔壁２８を載せる。
すなわち、第ｎスペーサ２４(n)及び第ｎ充填体３０(n)の上に、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）（図示せず）、熱媒流路２２ａ、２２ａ…を備えた第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(n+1)、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）（図示せず）、及び第２コア隔壁２８をこの順で、かつ、熱媒流路２２ａ、２２ａ同士が略同一方向を向くように載せ、積層体２０’を得る（第４工程）。
［２．３． 第５工程（ロウ付け）］
次に、積層体２０’全体を拘束した状態で、積層体２０’に含まれる第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、及び第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）を溶融させ、積層体２０’に含まれる各部材間をロウ付けする（第５工程）。これにより、
（ａ）第１コア隔壁２６−第１熱媒伝熱管２２(1)間、
（ｂ）第ｋ熱媒伝熱管２２(k)−第ｋスペーサ２４(k)間（１≦ｋ≦ｎ）、
（ｃ）第ｎスペーサ２４(n)−第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(n+1)間、
（ｄ）第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(n+1)−第２コア隔壁２８間、及び、
（ｅ）第ｋ熱媒伝熱管２２(k)−第ｋ充填体３０(k)−第（ｋ＋１）熱媒伝熱管２２（ｋ＋１）間（１≦ｋ≦ｎ）
がロウ付けされたコア部２０が得られる。
ロウ付けは、積層体２０’を所定の温度に加熱することで行う。ロウ付け時の雰囲気は、真空であっても良く、あるいは、不活性ガス雰囲気であっても良い。特に、真空ロウ付けは、ロウ付け時に固気反応物質を劣化させるおそれが少ないので、ロウ付け法として好適である。
［２．４． 第６工程（ガス導入・排出部及び熱媒導入・排出部の接合）］
最後に、第１〜第ｎスペーサ２４(1)〜２４(n)の開口端２４ａと連通するように、コア部にガス導入・排出部４０を接合する。また、第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管２２(1)〜２２(n+1)の熱媒流路２２ａ、２２ａと連通するように、コア部２０に熱媒導入・排出部５０を接合する（第６工程）。これにより、本発明に係る固気反応物質充填反応器が得られる。
ガス導入・排出部４０及び熱媒導入・排出部５０の接合方法は、特に限定されない。接合方法としては、例えば、真空ロウ付け法、溶接法などがある。
［２．５． 第７工程（真空パックの開封）］
図１２に、真空パックの開封工程（第７工程）の模式図を示す。充填体３０が真空パックである場合、第５工程が終了した後、第６工程を行う前に、コア部２０を、スペーサ２４の開口端２４ａに沿って切断する（第７工程）。これにより、コア部２０の余剰部分（例えば、真空ロウ付けの位置決めに必要であった部分）が切除されると同時に、第１〜第ｎ充填体３０(1)〜(n)が開封される。
コア部２０の切断方法は、特に限定されない。切断方法としては、例えば、レーザーカット、ワイヤーカットなどがある。切断後、コア部２０にガス導入・排出部４０及び熱媒導入・排出部５０を接合する（第６工程）。
［３． 作用］
まず、固気反応物質を金属製の袋内に充填し、充填体を作製する。次に、ロウ材シートを介して熱媒伝熱管及びスペーサを積層し、スペーサの空隙内に充填体を挿入し、積層体を得る。この状態でロウ材シートを溶融させると、熱媒伝熱管−スペーサ間、及び熱媒伝熱管−充填体間を１回の熱処理でロウ付けすることができる。
このようにして得られた反応器は、固気反応物質が既にガス流路内に充填されているため、固気反応物質の充填作業が不要となる。また、１回のロウ付けでコア部が得られるので、製作期間も短縮できる。そのため、反応器の製作コストを低減することができる。
例えば、固気反応物質が水素吸蔵合金である場合、水素吸蔵合金を充填した状態で反応器が作製されるため、完成後すぐに使用することができる。具体的には、完成後の反応器に充填された水素吸蔵合金の活性化処理（真空脱気⇔水素加圧）を行うことで、水素吸蔵・放出が可能な状態となる。また、水素吸蔵に伴う発熱反応及び水素放出に伴う吸熱反応を利用することが可能となる。
また、金属箔からなる袋に水素吸蔵合金を真空パックすると、真空ロウ付けの際に水素吸蔵合金がロウ材や有害ガスに曝されることがないので、材料特性の劣化を抑制することができる。また、水素吸蔵合金を真空パックする際に、熱伝導助剤や伝熱フィンも同時に封入すると、伝熱性能を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
本発明に係る固気反応物質充填反応器は、水素貯蔵・供給システム、ＣＯ2除去装置、化学蓄熱装置、反応熱を利用した加熱・冷却システム、ヒートポンプシステムなどに使用することができる。
１０ａ〜１０ｄ 固気反応物質充填反応器
２０ コア部
２２、２２(1)〜２２(n+1) 熱媒伝熱管
２４、２４(1)〜２４(n) スペーサ
２６ 第１コア隔壁
２８ 第２コア隔壁
３０、３０(1)〜３０(n) 充填体
３２、３２(1)〜３２(n) 袋
３４、３４(1)〜３４(n) 固気反応物質
４０ ガス導入・排出部
５０、５０ａ〜５０ｄ 熱媒導入・排出部

Claims (12)

  1. 以下の構成を備えた固気反応物質充填反応器。
    （１）前記固気反応物質充填反応器は、
    熱媒を流すための熱媒流路を備えた第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管（ｎ≧１）と、ガスを導入・排出するための開口端を備えた枠状の第１〜第ｎスペーサとがｚ軸方向に沿って交互に、かつ、前記熱媒流路同士及び前記開口端同士がそれぞれ略同一方向を向くように積層され、さらに、前記ｚ軸方向の両端に、それぞれ、第１及び第２コア隔壁が配置されたコア部と、
    前記第１〜第ｎスペーサの前記開口端と連通するように、前記コア部に接合されたガス導入・排出部と、
    前記熱媒流路に連通するように、前記コア部に接合された熱媒導入・排出部と
    を備えている。
    （２）前記コア部は、前記第ｋスペーサ（１≦ｋ≦ｎ）と、前記第ｋ熱媒伝熱管と、第（ｋ＋１）熱媒伝熱管とで囲まれた空間内に挿入された第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ）をさらに備え、
    前記第ｋ充填体は、それぞれ、
    前記第ｋスペーサの前記開口端側が開口している金属箔からなる袋と、
    前記袋内に充填されている固気反応物質と、
    を備えている。
    （３）少なくとも、前記第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ）と前記第ｋ熱媒伝熱管との間、及び、前記第ｋ充填体と前記第（ｋ＋１）熱媒伝熱管との間は、ロウ付けされている。
  2. 前記固気反応物質は、水素吸蔵合金を含む請求項１に記載の固気反応物質充填反応器。
  3. 前記ガス導入・排出部には、前記固気反応物質の飛散を防止するためのフィルターが設けられている請求項１又は２に記載の固気反応物質充填反応器。
  4. 前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管は、それぞれ、その一端から他端に向かって貫通している複数個の前記熱媒流路を備えている請求項１から３までのいずれか１項に記載の固気反応物質充填反応器。
  5. 前記熱媒導入・排出部は、
    前記熱媒流路の一端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の入口及び出口を有するマニホールドと、
    前記熱媒流路の他端に連通するように前記コア部に接続されたヘッダとを備え、
    前記マニホールドは、前記入口から供給される前記熱媒を前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管に分配し、分配された前記熱媒を、それぞれ、前記第ｋ熱媒伝熱管（１≦ｋ≦ｎ＋１）に含まれる前記熱媒流路の一部に供給するためのものからなり、
    前記ヘッダは、一部の前記熱媒流路から排出された前記熱媒を残りの前記熱媒流路に向かってＵターンさせ、前記出口から排出するためのものからなる請求項４に記載の固気反応物質充填反応器。
  6. 前記熱媒導入・排出部は、
    前記熱媒流路の一端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の入口を有する第１マニホールドと、
    前記熱媒流路の他端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の出口を有する第２マニホールドと
    を備え、
    前記第１マニホールドは、前記入口から供給される前記熱媒を前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管に分配し、分配された前記熱媒を前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管に含まれるすべての前記熱媒流路に対し、同一方向に供給するためのものからなり、
    前記第２マニホールドは、前記熱媒流路から排出される熱媒を前記出口からら排出するためのものからなる請求項４に記載の固気反応物質充填反応器。
  7. 前記熱媒導入・排出部は、
    前記熱媒流路の一端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の入口を有する第１マニホールドと、
    前記熱媒流路の他端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の出口を有する第２マニホールドと
    を備え、
    前記第１マニホールド及び前記第２マニホールドは、それぞれ、
    （ａ）前記第ｋ熱媒伝熱管に含まれる前記熱媒流路には＋ｘ軸方向に前記熱媒が流れ、
    （ｂ）前記第（ｋ＋１）熱媒伝熱管に含まれる前記熱媒流路には−ｘ軸方向に前記熱媒が流れるように、
    前記第ｋ熱媒伝熱管に含まれる前記熱媒流路と前記第（ｋ＋１）熱媒伝熱管に含まれる前記熱媒流路とを直列に接続するものからなる請求項４に記載の固気反応物質充填反応器。
  8. 前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管は、それぞれ、前記熱媒の流れる方向が前記ガスの流れる方向と略同一になるように、前記熱媒流路が配置されており、
    前記熱媒導入・排出部は、
    前記熱媒流路の一端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の入口を有する第１マニホールドと、
    前記熱媒流路の他端に連通するように前記コア部に接続された、前記熱媒の出口を有する第２マニホールドと
    を備え、
    前記第１マニホールドは、前記入口から供給される前記熱媒を前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管に分配し、分配された前記熱媒を前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管に含まれるすべての前記熱媒流路に対し、同一方向に供給するためのものからなり、
    前記第２マニホールドは、前記熱媒流路から排出される熱媒を前記出口から排出するためのものからなる請求項４に記載の固気反応物質充填反応器。
  9. 以下の工程を備えた固気反応物質充填反応器の製造方法。
    （１）金属箔からなる袋に固気反応物質が充填された第１〜第ｎ充填体（ｎ≧１）を準備する第１工程。
    （２）第１コア隔壁の上に、第１ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第１熱媒伝熱管、第１ロウ材シート（Ｂ）、及び開口端を備えた枠状の第１スペーサをこの順で載せ、前記第１スペーサ内に前記第１充填体を挿入する第２工程。
    （３）ｎ≧２である時には、
    第ｋスペーサ及び第ｋ充填体（１≦ｋ≦ｎ−１）の上に、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第（ｋ＋１）熱媒伝熱管、第（ｋ＋１）ロウ材シート（Ｂ）、及び開口端を備えた枠状の第（ｋ＋１）スペーサをこの順で、かつ、前記熱媒流路同士が略同一方向を向き、かつ、前記開口端同士が略同一方向を向くように載せる工程と、
    前記第（ｋ＋１）スペーサ内に第（ｋ＋１）充填体を挿入する工程と
    を交互に繰り返す３工程。
    （４）前記第ｎスペーサ及び前記第ｎ充填体の上に、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、熱媒流路を備えた第（ｎ＋１）熱媒伝熱管、第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）、及び第２コア隔壁をこの順で、かつ、前記熱媒流路同士が略同一方向を向くように載せ、積層体を得る第４工程。
    （５）前記第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ａ）、及び前記第１〜第（ｎ＋１）ロウ材シート（Ｂ）を溶融させ、前記積層体に含まれる各部材間をロウ付けし、コア部を得る第５工程。
    （６）前記第１〜第ｎスペーサの前記開口端と連通するように前記コア部にガス導入・排出部を接合し、前記第１〜第（ｎ＋１）熱媒伝熱管の前記熱媒流路と連通するように前記コア部に熱媒導入・排出部を接合する第６工程。
  10. 前記固気反応物質は、水素吸蔵合金を含む請求項９に記載の固気反応物質充填反応器の製造方法。
  11. 前記第１〜第ｎ充填体は、真空封止された真空パックからなり、
    前記第２工程及び前記第３工程は、前記第ｋスペーサ（１≦ｋ≦ｎ）の前記開口端から前記第ｋ充填体の先端がはみ出すように、前記第ｋスペーサ内に前記第ｋ充填体を挿入するものからなり、
    前記第５工程と前記第６工程の間に、前記コア部を前記開口端に沿って切断し、前記第１〜第ｎ充填体を開封する第７工程をさらに備えている
    請求項９又は１０に記載の固気反応物質充填反応器の製造方法。
  12. 前記第５工程は、前記積層体を真空ロウ付けするものからなる請求項９から１１までのいずれか１項に記載の固気反応物質充填反応器の製造方法。
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