JP3295991B2 - 高純度ナトリウム精製装置 - Google Patents
高純度ナトリウム精製装置Info
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- chamber
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はナトリウムを精製する装
置に係り、特に、ナトリウムを利用する高速炉分野，ナ
トリウム−硫黄電池分野，直熱電発電装置分野等に利用
できる。
置に係り、特に、ナトリウムを利用する高速炉分野，ナ
トリウム−硫黄電池分野，直熱電発電装置分野等に利用
できる。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウムの精製技術は、従来、図４に
示すコールドトラップ法がある。精製原理はナトリウム
を冷却し、冷却した温度に対応する過飽和の不純物をコ
ールドトラップ容器１８内の金属メッシュ１９に析出さ
せるものである。ナトリウム中には酸素，水素，炭素，
珪素，金属元素、その他の元素が不純物として含まれる
がコールドトラップ法では主に酸素，水素は除去される
が、その他の不純物元素は除去できないという欠点があ
る。
示すコールドトラップ法がある。精製原理はナトリウム
を冷却し、冷却した温度に対応する過飽和の不純物をコ
ールドトラップ容器１８内の金属メッシュ１９に析出さ
せるものである。ナトリウム中には酸素，水素，炭素，
珪素，金属元素、その他の元素が不純物として含まれる
がコールドトラップ法では主に酸素，水素は除去される
が、その他の不純物元素は除去できないという欠点があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ナトリウムを利用する
設備・装置では、該設備・装置の性能低下や、劣化・寿
命低下をもたらす金属ナトリウム中の不純物を可能な限
り除去することが望まれている。
設備・装置では、該設備・装置の性能低下や、劣化・寿
命低下をもたらす金属ナトリウム中の不純物を可能な限
り除去することが望まれている。
【０００４】従って、本発明の第１の目的は、ナトリウ
ムの精製度合いを向上することにある。
ムの精製度合いを向上することにある。
【０００５】本発明の第２の目的は、上記第１の目的を
達成すると共に、ナトリウムの精製過程で自ら発電する
電力を加熱器電源又は凝縮室の冷却設備の電源として活
用し省エネルギ化を図るナトリウム精製装置を提供する
ことにある。
達成すると共に、ナトリウムの精製過程で自ら発電する
電力を加熱器電源又は凝縮室の冷却設備の電源として活
用し省エネルギ化を図るナトリウム精製装置を提供する
ことにある。
【０００６】本発明の第３の目的は、上記第１の目的又
は上記第２の目的を達成すると共に、精製装置にナトリ
ウムの供給タンク及び貯蔵タンクを配置し、大量のナト
リウムを連続的に精製し、かつ貯蔵できる精製装置を提
供することにある。
は上記第２の目的を達成すると共に、精製装置にナトリ
ウムの供給タンク及び貯蔵タンクを配置し、大量のナト
リウムを連続的に精製し、かつ貯蔵できる精製装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る第１手段はナトリウムの導電性を有する固体電解質
（具体的にはβ″アルミナ）を隔壁とし、一方の隔壁面
側にナトリウムが前記隔壁に接するナトリウムの加熱室
を配置し、他方の隔壁面側にナトリウム蒸気が存在でき
る空間が存在するナトリウムの凝縮室を設け、該凝縮室
側に面した固体電解質隔壁表面に多孔性電極を形成し、
多孔性電極と加熱室のナトリウムとを導線で結び、加熱
室には加熱器を、凝縮室には冷却設備よって冷却される
冷却部を設けることである。
る第１手段はナトリウムの導電性を有する固体電解質
（具体的にはβ″アルミナ）を隔壁とし、一方の隔壁面
側にナトリウムが前記隔壁に接するナトリウムの加熱室
を配置し、他方の隔壁面側にナトリウム蒸気が存在でき
る空間が存在するナトリウムの凝縮室を設け、該凝縮室
側に面した固体電解質隔壁表面に多孔性電極を形成し、
多孔性電極と加熱室のナトリウムとを導線で結び、加熱
室には加熱器を、凝縮室には冷却設備よって冷却される
冷却部を設けることである。
【０００８】上記第２の目的を達成する第２手段は、第
１手段に加えて、多孔性電極と加熱室のナトリウムとを
接続する導線を加熱器又は冷却設備に、加熱器又は冷却
設備の電源供給ラインとして接続することである。
１手段に加えて、多孔性電極と加熱室のナトリウムとを
接続する導線を加熱器又は冷却設備に、加熱器又は冷却
設備の電源供給ラインとして接続することである。
【０００９】上記第３の目的を達成する第３手段は、第
１手段又は第２手段に加えて、加熱室又は凝縮室にそれ
ぞれナトリウムを収納するタンクを弁を介して配置する
ことである。
１手段又は第２手段に加えて、加熱室又は凝縮室にそれ
ぞれナトリウムを収納するタンクを弁を介して配置する
ことである。
【００１０】
【作用】第１の発明によれば、まずナトリウムを９００
〜１３００Ｋに加熱すると、ナトリウムは電子を放出し
ナトリウム陽イオンとなる。ナトリウム陽イオンは加熱
室と凝縮室との蒸気圧差により固体電解質を通過し、冷
却室側の固体電解質壁表面に達する。一方、放出された
電子は加熱室内のナトリウムと多孔性電極を結ぶ導線を
通って多孔性電極と固体電解質の界面に供給され、固体
電解質を通過してきたナトリウム陽イオンと結合する。
結合によって中性化されたナトリウムは凝縮室の固体電
解質面で蒸発し、冷却部で凝縮する。この凝縮したナト
リウムは不純物を含まない純ナトリウムである。ナトリ
ウム中に含有していた不純物は加熱室に残留する。ま
た、固体電解質内をナトリウム陽イオンが移動すること
により発生する電力をナトリウムと多孔性電極を結ぶ導
線によってそれをとり出すことができる。
〜１３００Ｋに加熱すると、ナトリウムは電子を放出し
ナトリウム陽イオンとなる。ナトリウム陽イオンは加熱
室と凝縮室との蒸気圧差により固体電解質を通過し、冷
却室側の固体電解質壁表面に達する。一方、放出された
電子は加熱室内のナトリウムと多孔性電極を結ぶ導線を
通って多孔性電極と固体電解質の界面に供給され、固体
電解質を通過してきたナトリウム陽イオンと結合する。
結合によって中性化されたナトリウムは凝縮室の固体電
解質面で蒸発し、冷却部で凝縮する。この凝縮したナト
リウムは不純物を含まない純ナトリウムである。ナトリ
ウム中に含有していた不純物は加熱室に残留する。ま
た、固体電解質内をナトリウム陽イオンが移動すること
により発生する電力をナトリウムと多孔性電極を結ぶ導
線によってそれをとり出すことができる。
【００１１】第２の発明によれば発生した電力を加熱室
内の加熱器又は凝縮室の冷却設備電源として利用するこ
とにより装置稼働電力の省エネルギ化を図ることができ
る。第３の発明によれば、固体電解質部に精製すべきナ
トリウムを連続的に供給でき、精製したナトリウムは連
続的に貯蔵できるため大量のナトリウム精製が可能とな
る。
内の加熱器又は凝縮室の冷却設備電源として利用するこ
とにより装置稼働電力の省エネルギ化を図ることができ
る。第３の発明によれば、固体電解質部に精製すべきナ
トリウムを連続的に供給でき、精製したナトリウムは連
続的に貯蔵できるため大量のナトリウム精製が可能とな
る。
【００１２】
【実施例】本発明の基本的な構成を図１を用いて説明す
る。１は固体電解質のβ″アルミナである。２は多孔性
電極でモリブデン，チタン，タングステン、それらの合
金を固体電解質表面にコーティングしたものである。３
は加熱室、４は凝縮室でありいずれも耐熱金属でできて
いる。加熱室３及び凝縮室４の金属と固体電解質１との
接合は通常αアルミナをはさんだ固定手段５がとられ
る。加熱室３のナトリウム６は加熱器７によって加熱さ
れる。加熱器の電源８はこの場合商用電源である。加熱
されたナトリウム６は固体電解質面で電子を放出し、ナ
トリウム陽イオンとなって固体電解質１を透過する。透
過の駆動力は加熱室３と凝縮室４のナトリウムの蒸気圧
差による。例えば、加熱室３のナトリウム６を９００〜
１３００Ｋに加熱するとこの温度における蒸気圧は５０
００〜300000Ｐａ、凝縮室の温度を４００〜８００Ｋと
するとこの温度における蒸気圧は０.００２〜３００Ｐ
ａである。この蒸気圧差がナトリウム陽イオンの駆動力
となる。一方、加熱室３で放出された電子は導線９，抵
抗体１０，導線１１を通って固体電解質１と多孔性電極
２の界面に達しナトリウム陽イオンと結合し中性のナト
リウムとなる。このナトリウムは界面で蒸発して凝縮室
４内の空間に蒸気として一旦存在するものの、その蒸気
は結局は凝縮室４の冷却部１２で凝縮する。冷却部の冷
却は冷却設備１３で強制冷却するか、又は自然冷却され
る。凝縮したナトリウムは不純物を含まない精製された
純ナトリウムである。
る。１は固体電解質のβ″アルミナである。２は多孔性
電極でモリブデン，チタン，タングステン、それらの合
金を固体電解質表面にコーティングしたものである。３
は加熱室、４は凝縮室でありいずれも耐熱金属でできて
いる。加熱室３及び凝縮室４の金属と固体電解質１との
接合は通常αアルミナをはさんだ固定手段５がとられ
る。加熱室３のナトリウム６は加熱器７によって加熱さ
れる。加熱器の電源８はこの場合商用電源である。加熱
されたナトリウム６は固体電解質面で電子を放出し、ナ
トリウム陽イオンとなって固体電解質１を透過する。透
過の駆動力は加熱室３と凝縮室４のナトリウムの蒸気圧
差による。例えば、加熱室３のナトリウム６を９００〜
１３００Ｋに加熱するとこの温度における蒸気圧は５０
００〜300000Ｐａ、凝縮室の温度を４００〜８００Ｋと
するとこの温度における蒸気圧は０.００２〜３００Ｐ
ａである。この蒸気圧差がナトリウム陽イオンの駆動力
となる。一方、加熱室３で放出された電子は導線９，抵
抗体１０，導線１１を通って固体電解質１と多孔性電極
２の界面に達しナトリウム陽イオンと結合し中性のナト
リウムとなる。このナトリウムは界面で蒸発して凝縮室
４内の空間に蒸気として一旦存在するものの、その蒸気
は結局は凝縮室４の冷却部１２で凝縮する。冷却部の冷
却は冷却設備１３で強制冷却するか、又は自然冷却され
る。凝縮したナトリウムは不純物を含まない精製された
純ナトリウムである。
【００１３】図２は本発明の第２の実施例の説明図であ
る。記号は図１の説明と同じである。ナトリウムの精製
過程で発電される電力を加熱器７の一部又は冷却設備１
３の電源として利用している。
る。記号は図１の説明と同じである。ナトリウムの精製
過程で発電される電力を加熱器７の一部又は冷却設備１
３の電源として利用している。
【００１４】図３は本発明の第３の実施例の説明図であ
る。加熱室３に弁１４を介して供給タンク１５，凝縮室
４の冷却部１２に弁１６を介して貯蔵タンク１７を設け
てある。弁１４，１６はナトリウムのしめきりと流量調
整をする機能を有する。精製すべき不純物を含有してい
るナトリウムは供給タンク１５より加熱室３に連続的に
供給される。ナトリウムの精製速度に合わせて弁１４に
より供給速度は調整される。一方、精製されたナトリウ
ムは弁１６を通って貯蔵タンク１７に貯蔵される。
る。加熱室３に弁１４を介して供給タンク１５，凝縮室
４の冷却部１２に弁１６を介して貯蔵タンク１７を設け
てある。弁１４，１６はナトリウムのしめきりと流量調
整をする機能を有する。精製すべき不純物を含有してい
るナトリウムは供給タンク１５より加熱室３に連続的に
供給される。ナトリウムの精製速度に合わせて弁１４に
より供給速度は調整される。一方、精製されたナトリウ
ムは弁１６を通って貯蔵タンク１７に貯蔵される。
【００１５】
【発明の効果】請求項１の発明によればナトリウムをイ
オン化して精製する上、その精製時のナトリウムイオン
の駆動力にナトリウム蒸気圧差を利用しそのイオンの駆
動力として電源を用いないから、電源を省略しながらも
ナトリウムの純度を向上出来る。
オン化して精製する上、その精製時のナトリウムイオン
の駆動力にナトリウム蒸気圧差を利用しそのイオンの駆
動力として電源を用いないから、電源を省略しながらも
ナトリウムの純度を向上出来る。
【００１６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
による効果に加えて、ナトリウムを精製する過程で自ら
発電する電力を利用してその精製を行なうので、商用電
源の省エネルギ化が図れるという効果が得られる。 請求
項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明によ
る効果に加えて、大量のナトリウムを連続的に精製で
き、かつ貯蔵できるという効果が得られる。
による効果に加えて、ナトリウムを精製する過程で自ら
発電する電力を利用してその精製を行なうので、商用電
源の省エネルギ化が図れるという効果が得られる。 請求
項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明によ
る効果に加えて、大量のナトリウムを連続的に精製で
き、かつ貯蔵できるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図。
【図４】従来ナトリウム精製装置であるコールドトラッ
プの説明図。
プの説明図。
１…固体電解質、２…多孔性電極、３…加熱室、４…凝
縮室、５…固定手段、６…ナトリウム、７…加熱器、８
…電源、９，１１…導線、１０…抵抗体、１２…冷却
部、１３…冷却設備、１４，１６…弁。
縮室、５…固定手段、６…ナトリウム、７…加熱器、８
…電源、９，１１…導線、１０…抵抗体、１２…冷却
部、１３…冷却設備、１４，１６…弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−127433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−96413（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00
Claims (3)
- 【請求項１】ナトリウムに対して導電性を有する固体電
解質を隔壁とし、一方の隔壁面側にナトリウムが前記隔
壁に接するナトリウムの加熱室を配置し、他方の隔壁面
側にナトリウム蒸気が存在できる空間が存在するナトリ
ウムの凝縮室を設け、前記凝縮室側に面した固体電解質
隔壁表面に多孔性電極を形成し、前記多孔性電極と前記
加熱室のナトリウムとを導線で電気的に結び、前記加熱
室には加熱器を、凝縮室には冷却設備で冷却される冷却
部を備えたことを特徴とする高純度ナトリウム精製装
置。 - 【請求項２】請求項１において、前記導線を前記加熱器
又は前記冷却設備への電源供給ラインとして前記加熱器
又は前記冷却設備へ接続して有ることを特徴とする高純
度ナトリウム精製装置。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記加熱
室に弁を介してナトリウム供給タンクを配置し、前記凝
縮室冷却部に弁を介してナトリウム貯蔵タンクを設けた
高純度ナトリウム精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33020892A JP3295991B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 高純度ナトリウム精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33020892A JP3295991B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 高純度ナトリウム精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172883A JPH06172883A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3295991B2 true JP3295991B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=18230058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33020892A Expired - Fee Related JP3295991B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 高純度ナトリウム精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295991B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11072961B2 (en) | 2015-06-11 | 2021-07-27 | Lg Electronics Inc. | Refrigerator and control method for refrigerator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3854475B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2006-12-06 | 三菱重工業株式会社 | ナトリウム精製システム |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33020892A patent/JP3295991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11072961B2 (en) | 2015-06-11 | 2021-07-27 | Lg Electronics Inc. | Refrigerator and control method for refrigerator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06172883A (ja) | 1994-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |