JPH0120978Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水素吸蔵合金粉末槽用フイルターに関
し、詳細には、水素の吸蔵・放出を繰り返して行
なう水素吸蔵合金粉末槽に配置され、該合金粉末
と水素を分離する為のフイルターであつて、水素
の通過圧損を少なくして水素化反応及び脱水素化
反応の効率を高めると共に、この種の従来のフイ
ルターに比べて安価に製造し得る水素吸蔵合金粉
末槽用フイルターに関するものである。

LaNi₅，Ti₂Mn₃，ZrMn₂，TiCo，LaCo₅，
FeTi等の水素吸蔵合金は、水素化段階で発熱し
脱水素段階で吸熱するという特性があり、この特
性を利用した蓄熱材料等としての用途開発が最近
急速に展開されている。この種の用途において
は、上記の様な水素吸蔵合金粉末を所定の容器に
充填し、これに水素を供給して吸蔵させこのとき
に発生する熱を第三物質の加熱に利用し、或は吸
蔵水素を放出させてそのときの吸熱を第三物質の
冷却に利用するものであり、水素の移動のみで加
熱又は冷却をこなうことができる。従つて水素吸
蔵合金の実用化に当たつては、該合金の通過を阻
止し水素の移動のみを許すフイルターが不可欠で
あるが、上記の合金は有効表面積を高めるべく微
細な粉粒状として使用されることに加えて、該合
金粉末は水素の吸蔵・放出を繰り返すことによつ
て更に崩壊する性質があるので、フイルターとし
ては極めて微細な多孔物質を使用する必要があ
る。その為従来では、比較的厚肉の焼結金属や多
層焼結金網等が使用されており、その形状として
は板状又は円筒状のものが使用されていた。しか
しながらこれら焼結金属製のフイルターは製作費
用が極めて高く、水素吸蔵合金粉末の用途を拡大
していくうえで大きな障害となつていた。しかも
濾過形態は主として表面濾過であり、微細なフイ
ルターの表層部で集中的に濾取されるので目詰り
が起こり易く、使用時間の経過と共に通気抵抗が
大きくなつていくという問題があつた。しかるに
水素の吸蔵・放出は系内水素圧力と平衡解離圧力
との差を原動力として進行するものであるから、
前述の通気抵抗の増大は致命的とも言うべき欠陥
であり、反応速度を著しく低下させ装置効率の低
下を招いていた。

本考案者等は上記の様な事情に着目し、使用時
間が長くなつても水素の通過抵抗が過度に増大せ
ず、反応速度を好適に維持し得ると共に安価に製
作し得る様なフイルターの開発を期して鋭意研究
し、本考案を完成した。即ち本考案の構成は、水
素の吸蔵・放出を繰り返して行なう水素吸蔵合金
粉末槽内の水素吸蔵合金粉末充填部と水素ガス流
路の間に配置され、水素のみを通過させるフイル
ターであつて、水素に対して不活性な繊維径１〜
100μｍの耐熱性繊維が５〜50％の充填率で充填
されてなる充填層と、該充填層を維持する、水素
に対して不活性な耐熱性素材よりなる網目状支持
層とからなるところに要旨が存在する。

以下実施例を示す図面に基づいて本考案の構成
及び作用効果を説明するが、下記は代表例であつ
て本考案を限定する性質のものではなく、適用す
る水素吸蔵合金粉末槽の形状等に応じてフイルタ
ーの形状等を変更することはすべて本考案の範囲
に含まれる。

第１図は本考案のフイルターを水素吸蔵合金粉
末充填容器１内に装着した状態を示す要部断面見
取り図、第２図は第１図の横断面相当図であり、
フイルターは、充填容器１内に挿設した水素導管
２（図中３は通気穴を示す）の外周側を覆う様に
形成される耐熱性繊維充填層４と、該充填層４を
支持する為の網目状カバー５とで構成され、水素
吸蔵合金粉末６は該カバー５の外周側に充填され
る。従つて水素は導管２から通気穴３を経て容器
１の耐熱繊維充填層４に入り、これをくぐり抜け
て更にカバー５を通過した後水素吸蔵合金粉末６
に接して吸蔵され、また水素放出時は耐熱性繊維
充填層４の部分で濾過が行なわれ、水素のみが通
気穴３を通して導管２から容器１外に導き出され
る。この場合、濾過部は微細な耐熱性繊維充填層
４で構成されており、合金粉末は該繊維充填層４
の三次元網目内に濾取される内部濾過タイプであ
るので、従来の焼結金属を用いた表面濾過に比べ
て目詰りが少なく、水素ガス移行時の圧損を大幅
に低減することができる。しかもこのフイルター
は、図示した如く篭状に形成した網目状カバー５
内に綿状、紐状、不織布或は布切れ状等の繊維を
充填しただけのものであるから、焼結金属成形品
等に比べて極めて安価に得ることができる。

第３図は本考案の他の実施例を示す要部破断側
面図で、水素導管２を接続した充填容器１の開口
部側に、耐熱性繊維４を網状体５′で挟持せしめ
てなる本考案のフイルターが配置されており、上
記と同様水素ガス移行時における水素吸蔵合金粉
末６の漏出を防止している。図中、７はシール用
パツキン、８は締付部材（ボルト・ナツト）を示
す。この様に本考案フイルターの形状は、適用す
る充填容器１の形状や構造等に応じて任意に変更
することができ、またその配置方法や固定方法等
も自由に選定することができる。

尚本考案で使用する繊維としては、水素吸蔵反
応時の発熱に耐える程度の耐熱性を有し且つ水素
に対して不活性なものがすべて使用できるが、最
も一般的なのは炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維
等であり、また使用温度域によつて有機繊維も使
用することができる。またこれらの繊維の太さや
充填密度、充填厚さ等は、水素吸蔵合金粉末の粒
径や操作圧力等に応じて適宜に定めるべきもので
あるが、前述の如く水素吸蔵合金粉末が一般に微
細であり（有効表面積を高めて水素吸蔵量を増大
するため）、且つ使用時間の経過と共に徐々に崩
壊して更に微細化する、という特性を有している
ことを考慮して満足のいく濾過効率を確保するた
めには、繊維径１〜100μｍの繊維を充填率５〜
50％（空間率50〜90％）となる様に充填する必要
がある。。しかして繊維径が1μｍ未満のものでは
充填率の均一な充填層で得られ難く、一方100μ
ｍを超える繊維を用いた場合は微細な水素吸蔵合
金粉末の通過を十分に阻止することができなくな
る。また繊維の充填率が５％未満では微細な水素
吸蔵合金粉末の通過を阻止することができず、一
方50％を超えると圧力損失が大きくなつて水素の
吸蔵、放出反応が著しく阻害される。しかしなが
ら１〜100μｍの繊維を５〜50％の充填率で充填
してなる濾過層であれば、過度の通気抵抗を生じ
ることなく、水素吸蔵合金粉末の通過を効果的に
阻止しつつ水素吸蔵・放出をスムーズに進行させ
ることができる。また網目状カバーは繊維充填層
の散乱を防止し一定の充填密度を保持する為の支
持部としての機能を有するもので、水素に対し不
活性で且つ適度の耐熱性を有するものであればよ
く、例えばステンレス、銅、アルミニウム等の金
属網或いはステンレス、銅、アルミニウム等の焼
結物等が挙げられる。また炭素繊維等の耐熱性繊
維からなる網状物で繊維充填層を外周側から巻き
締めして支持する構成も本考案に含まれる。

本考案は概略以上の様に構成されており、その
効果を要約すれば下記の通りである。

網目状支持材の中に耐熱性繊維を充填するだ
けで簡単に作成することができ、製作費用が極
めて安価である。

三次元繊維層を濾過層とする内部濾過であるか
ら目詰りが少なく、水素ガス移行時の圧損が少
ない。従つて水素の吸蔵・放出速度が高められ
装置効率が向上する。

繊維充填層は目詰りが少ないとはいえ長時間の
使用で徐々に目詰りが進行するが、充填繊維を
取り出して目詰り物を除去することによつて容
易に再生することができ、繰り返し使用が可能
であるので、フイルターの費用は一段と低減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案フイルターを内装した水素吸蔵
合金粉末充填容器を示す要部破断見取り図、第２
図は第１図の横断面相当図、第３図は本考案のフ
イルターを内装した他の水素吸蔵合金粉末充填容
器を示す要部破断側面図である。 １……水素吸蔵合金粉末充填容器、２……水素
導管、３……通気穴、４……耐熱性繊維、５……
網目状カバー、６……水素吸蔵合金粉末。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水素の吸蔵・放出を繰り返して行なう為の水素
   吸蔵合金粉末槽内の水素吸蔵合金粉末充填部と水
   素ガス流路の間に配置され、該合金粉末と水素を
   分離する為のフイルターであつて、水素に対して
   不活性な繊維径１〜100μｍの耐熱性繊維が５〜
   50％の充填率で充填されてなる充填層と、該充填
   層を支持する、水素に対して不活性な耐熱性素材
   よりなる網目状支持層とからなることを特徴とす
   る水素吸蔵合金粉末槽用フイルター。