JPH05330803A - Hydrogen purifier provided with a substrate made of alloy of composition being the same composition as alloy of pipe - Google Patents

Hydrogen purifier provided with a substrate made of alloy of composition being the same composition as alloy of pipe

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JPH05330803A
JPH05330803A JP33891192A JP33891192A JPH05330803A JP H05330803 A JPH05330803 A JP H05330803A JP 33891192 A JP33891192 A JP 33891192A JP 33891192 A JP33891192 A JP 33891192A JP H05330803 A JPH05330803 A JP H05330803A
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JP
Japan
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alloy
support
tube
hydrogen
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP33891192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Paul Broutin
ブルタン ポール
Andre Buisson
ブィソン アンドレ
Philippe Legoit
ルゴワ フィリップ
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Filing date
Publication date
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  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a hydrogen purifying device which can allow extremely a lot of cycles while more improving the reliability without degradation.
CONSTITUTION: This device is a device for separating hydrogen from gaseous hydrogen-containing mixtures or purifying gaseous hydrogen. The device is provided with an outer casing 2 filled with a plurality of tubes 3 made of a suitable palladium based alloy in which the one ends of tubes are closed and the other ends 5 are opened. These tubes 3 are fixed in a substantially seal-tight manner at the open end side 5 to a part at least of a supporting base 6 made of a metal alloy of which the composition is such that its expansion coefficient in hydrogen is substantially equal to that of the alloy of the tubes 3. The supporting base 6 can be a single member composed of the above-mentioned alloy. Or, the supporting base 6 can be provided with an annular body having substantially the same composition as that of the tubes 3 and the annular body is joined to the tubes 3 by autogenous soldering. This device is especially applied to electronic industries.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水素を含む気体混合物
における水素の分離装置、または気体水素の精製装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for separating hydrogen in a gas mixture containing hydrogen, or an apparatus for purifying gaseous hydrogen.

【0002】この装置はとりわけ、例えば1ppm 以下の
他の気体を含む超純粋な水素を得るために電子産業、水
素で膨らませた探測気球を用いる気象学、メタノールの
蒸気リフォーミングまたは電気分解によって生じた水素
の分離、分析用標準ガスの製造、同位元素分離、または
植物油の精製に適用される。
This device was produced, inter alia, by the electronics industry to obtain ultrapure hydrogen containing, for example, less than 1 ppm of other gases, meteorology using hydrogen-expanded sounding balloons, steam reforming or electrolysis of methanol. It is applied to the separation of hydrogen, the production of standard gas for analysis, the isotope separation, or the refining of vegetable oils.

【0003】[0003]

【従来技術および解決すべき課題】先行技術は、特許US
-A-2,961,062、US-A-3,368,329、US-A-3,509,694、およ
びJP-A-61/077602(World Patent Index AN 86-141,337
Derwent Publication Ltd. London, GB) によって示す
ことができる。
Prior art and problems to be solved
-A-2,961,062, US-A-3,368,329, US-A-3,509,694, and JP-A-61 / 077602 (World Patent Index AN 86-141,337
Derwent Publication Ltd. London, GB).

【0004】一般に毎時0.1 〜100 標準立方メートル
(Nm3 /h)の低い流量の場合、この産業で通常みか
ける精製装置(epurateurs)は、パラジウムベースの合金
製の膜を通る、水素透過の原理を利用している。この膜
は、選択的に水素透過性であり、フィルターとして作用
する。これにより、純粋な水素がこの膜を通過すること
ができるが、一方これはガスの不純物、または気体混合
物のその他の成分の通過を妨げる。
At low flow rates, which are generally 0.1 to 100 standard cubic meters per hour (Nm 3 / h), the epurateurs commonly found in this industry utilize the principle of hydrogen permeation through a palladium-based alloy membrane. is doing. This membrane is selectively hydrogen permeable and acts as a filter. This allows pure hydrogen to pass through the membrane, while impeding the passage of gas impurities, or other components of the gas mixture.

【0005】この方法の実際的な適用方法において、フ
ィルターは通常、1つの端部が開いている管の形状で配
置される。この管、または好ましくは一連の管は、拡散
セルを形成するように、ガスまたは気体混合物の作用に
対して不活性であるような、ステンレス鋼製またはその
他の材料製の外部ジャケットの中にまとめられている。
不純な水素ガスまたは気体混合物は、加圧下、ジャケッ
ト内に入り、ここでこれは1つまたは複数の管の外部表
面と接触する。純粋な水素は1つまたは複数の壁を通っ
て、管の内部の方へ拡散し、ついで1つまたは複数の管
の1つまたは複数の開いた端部を経て通り、外部で装置
に回収される。
In a practical application of this method, the filter is usually arranged in the form of a tube with one open end. This tube, or preferably a series of tubes, is grouped in an outer jacket made of stainless steel or other material that is inert to the action of the gas or gas mixture so as to form a diffusion cell. Has been.
The impure hydrogen gas or gas mixture enters under pressure in the jacket where it contacts the outer surface of the tube or tubes. Pure hydrogen diffuses through one or more walls towards the inside of the tube, then passes through one or more open ends of the tube or tubes and is recovered externally to the device. It

【0006】これらの管は一般に厚みが小さく、例えば
50〜200 マイクロメートルであり、例えばステンレス
鋼、またはニッケル製の孔のあいた金属円盤(または支
持体(embase))上に、好ましくは平行にまとめられてい
る。
These tubes generally have a small thickness, for example
50-200 micrometers, preferably arranged in parallel on a perforated metal disk (or embase) made of stainless steel or nickel, for example.

【0007】管と孔のあいた支持体との間に実質的に完
全な気密性が作られるように、組立てはパラジウムと銀
とを含むはんだ付け(brasure) を用いて行なわれる。一
般にはんだ付けの合金は、非常に銀に富む。
The assembly is carried out using a braze containing palladium and silver so that a virtually perfect hermeticity is created between the tube and the perforated support. Soldering alloys are generally very silver rich.

【0008】これらの管の使用温度および圧力は、各
々、少なくとも200 ℃、例えば200 〜700 ℃、および2
〜50バールである(1バール=0.1 MPa )。管の内部と
外部との間にある温度と圧力差の効果が組合わされて、
管を歪ませたり、平らにしたりすることがある。これ
は、ガスの通過を許しながらも、管の側面剛性を維持す
る、らせん状のばねのような、少なくとも1つの剛化(r
aidissement)要素を管の内部に組込むことによって減ら
すことができる(この技術は、例えばフランス特許FR-B
-1352751に記載されている)。
The working temperature and pressure of these tubes are respectively at least 200 ° C., eg 200-700 ° C., and 2 ° C.
~ 50 bar (1 bar = 0.1 MPa). The combined effects of temperature and pressure difference between the inside and outside of the tube,
This may distort or flatten the tube. This is due to at least one stiffening (r), such as a helical spring, that allows the passage of gas while maintaining the lateral stiffness of the tube.
aidissement) elements can be reduced by incorporating them inside the tube (this technique is for example French patent FR-B
-1352751).

【0009】銀を含む、パラジウムをベースとする合金
は、組成がどうであれ、水素の存在下、非常に高い値
(直線で約3%)で膨脹することは知られている。さら
に銀74〜79%を含むパラジウム−銀合金だけが、水素の
存在下、相の変化(αからβ、あるいはβからαへ)が
ない。この変化には、合金の焼結および亀裂の出現を伴
なう。これは洩れの出現を生じる。
It is known that palladium-based alloys containing silver, regardless of composition, expand at very high values (approximately 3% linearly) in the presence of hydrogen. Furthermore, only the palladium-silver alloy containing 74-79% silver has no phase change (α to β or β to α) in the presence of hydrogen. This change is accompanied by the sintering of the alloy and the appearance of cracks. This results in the appearance of leaks.

【0010】精製装置、例えば現在市場にある、パラジ
ウム−銀をベースとするものは、頻繁な始動工程と停止
工程とを含むサイクルの数によって制限された寿命を示
す。この理由は、下記のようなものであろう: −管は、例えばパラジウム−銀合金製であり、これらは
水素下、3%膨脹し、管の置かれている支持体の孔にこ
れらを固定することによって締め付けられ、従って自由
に膨脹はできない。このことによって管は機械的性質の
変化(ecrouissage)と、大きな金属疲労を被る; −管の組成とは非常に異なる組成のはんだ付けの合金
は、セルの製造の際、管の中に拡散し、従ってある深さ
にわたって管の合金の組成を変化させ、従ってこの場所
においては、水素の吸収の際に、相の変化を避けうる、
望ましい銀の割合がもはや存在しない。
Refining equipment, such as those currently on the market based on palladium-silver, exhibit a life limited by the number of cycles including frequent start and stop steps. The reason for this may be as follows: -The tubes are made of, for example, a palladium-silver alloy, which expands under hydrogen by 3% and fixes them in the holes of the support in which they are placed. It is tightened by doing so that it cannot expand freely. This causes the tube to undergo ecrouissage and significant metal fatigue; -a soldering alloy with a composition very different from that of the tube diffuses into the tube during cell manufacture. , Thus changing the composition of the alloy of the tube over a certain depth, so that at this location a phase change can be avoided during the absorption of hydrogen,
The desired silver proportion is no longer present.

【0011】これは焼結、合金の物理的性質の悪化およ
び亀裂の兆しを生じる。
This results in sintering, deterioration of the physical properties of the alloy and signs of cracking.

【0012】本発明の目的は、これらの欠点を解消する
ことであり、その結果信頼性がより高く、かつ悪化を伴
なわずに、非常に多数のサイクルを許容することができ
る精製装置を製造することである。
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks, so that a refiner is produced which is more reliable and which can tolerate a very large number of cycles without deterioration. It is to be.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】より詳細には、本発明
は、少なくとも1本の管(3) 、好ましくはパラジウムを
ベースとする適切な合金からなる複数の管(3) が入って
いる外部ジャケット(2)を備える、水素を含む気体混合
物からの水素の分離装置、または気体水素の精製装置に
おいて、1つまたは複数の管(3) は、それらの端部の少
なくとも1つにおいて、水素下の膨脹率が、実質的に管
の合金の膨脹率と等しい組成を有する合金、好ましくは
パラジウムをベースとする合金からなる支持体(6) の少
なくとも一部に、実質的に気密に固定されていることを
特徴とする装置に関する。
More particularly, the present invention relates to an exterior containing at least one tube (3), preferably a plurality of tubes (3) made of a suitable alloy based on palladium. In a device for the separation of hydrogen from a gas mixture containing hydrogen, or a device for the purification of gaseous hydrogen, which comprises a jacket (2), one or more tubes (3) have at least one of their ends underneath the hydrogen. Is substantially airtightly secured to at least a portion of a support (6) consisting of an alloy having a coefficient of expansion substantially equal to that of the tube alloy, preferably a palladium-based alloy. The present invention relates to a device characterized in that

【0014】この装置の第一実施態様によれば、支持体
は管を形成するのに用いられる合金の組成と実質的に同
じ組成の、単一の部材からなっていてもよい。これらの
管は、例えば好ましくはレーザー光線による、あるいは
プラズマまたは電気マイクロトーチでのガス溶接(soudu
re autogene)によって、あるいは温度、媒質および使用
圧力に耐えうる適切な接着剤、例えばSolaize (フラン
ス)のCEMOTA社によってSYNTHORG-IP605という商品名で
販売されているポリイミド接着剤によって、前記支持体
に実質的に気密に接着している。
According to a first embodiment of this device, the support may consist of a single piece, of substantially the same composition as the alloy used to form the tube. These tubes are preferably gas-welded (soudu), for example by laser light or with a plasma or electric microtorch.
re autogene) or by a suitable adhesive that can withstand temperature, medium and working pressure, such as a polyimide adhesive sold under the trade name SYNTHORG-IP605 by CEMOTA of Solaize (France). Adhered airtightly.

【0015】支持体は、適切な組成の少なくとも1つの
ジョイントを締め付ける、少なくとも1つのフランジに
よって、実質的に気密に、ジャケットに固定されてもよ
い。これらのジョイントは、実際特に、還元性雰囲気
下、500 ℃の温度に耐えなければならず、また直径の1
〜10%、例えば直径15 mm の支持体の場合は0.1 〜5mm
の支持体の側面のすべりが可能になり、かつ適切な弾性
を有するものでなければならない。
The support may be secured to the jacket in a substantially airtight manner by at least one flange which clamps at least one joint of suitable composition. These joints, in particular, must withstand a temperature of 500 ° C, especially in a reducing atmosphere, and have a diameter of 1
-10%, eg 0.1-5 mm for a support with a diameter of 15 mm
It must be capable of sliding on the sides of the support and must have appropriate elasticity.

【0016】例えばこれらの特徴を有しうるジョイント
として、高密度カーボン(carbone densifie)ジョイン
ト、およびばねが組込まれた金属シュラウドリング(tor
e)付きジョイントを挙げることができる。
For example, joints that may have these features include carbon densifie joints, and metal shroud rings incorporating springs.
e) With joints.

【0017】この装置の二番目の実施態様によれば、支
持体は次の2つの部材を含んでいてもよい。すなわち管
の組成と実質的に同じ組成を有し、かつ前記管を取り囲
む合金を含む第一部材、および第一部材を取り囲み、か
つただ1つの金属、例えばニッケル、銅または鉄からな
る、あるいは第一部材を構成する合金の組成とは異なる
組成の合金からなる第二金属部材である。支持体の前記
部材は、例えば、溶融温度が、組立てられる金属部品の
温度より低い、前記のような接着剤を用いて、またはは
んだ付け(brasure) によって実質的に気密に互いに接着
する。はんだ付けによって、優れた結果が得られた。
According to a second embodiment of this device, the support may comprise the following two parts: A first member having a composition substantially the same as that of the tube and containing an alloy surrounding the tube, and surrounding the first member and consisting of only one metal, such as nickel, copper or iron, or The second metal member is made of an alloy having a composition different from that of the alloy forming the one member. The members of the support are adhered to one another in a substantially gas-tight manner, for example using an adhesive as described above, whose melting temperature is lower than that of the metal parts to be assembled, or by brazing. Excellent results have been obtained with soldering.

【0018】さらに支持体は、溶接、はんだ付け、また
はその他のあらゆる適切な固定手段、例えばフランジに
よって、実質的に気密にジャケットに固定されてもよ
い。
Furthermore, the support may be secured to the jacket in a substantially airtight manner by welding, soldering or any other suitable fastening means, such as a flange.

【0019】一般に管および支持体(第一部材または支
持体全体)は、パラジウム45〜95重量%、有利には65〜
90%、好ましくは70〜80%を含む合金からなる。
In general, the tube and the support (first member or the entire support) comprise 45 to 95% by weight of palladium, preferably 65 to
It consists of an alloy containing 90%, preferably 70-80%.

【0020】この合金は、Ag、Sn、Sb、Ce、R
u、Rh、Cu、AuおよびYからなる群から選ばれる
少なくとも1つの金属を含んでいてもよい。好ましくは
銀は、20〜30重量%の割合で用いられる。しかしながら
二成分合金、例えばPd−Ce:92.3−7.7 またはPd
−Au:90−10%を用いることもできる。
This alloy contains Ag, Sn, Sb, Ce and R.
It may contain at least one metal selected from the group consisting of u, Rh, Cu, Au and Y. Preferably silver is used in a proportion of 20 to 30% by weight. However, binary alloys such as Pd-Ce: 92.3-7.7 or Pd
-Au: 90-10% can also be used.

【0021】合金を構成するために、少なくとも2つの
金属がパラジウムと組合わされる場合、銀は有利にはこ
れら2つの金属の大きな部分である。
When at least two metals are combined with palladium to form an alloy, silver is advantageously a large part of these two metals.

【0022】例えば三成分合金を挙げることができる: Pd−Ag−Ni:85−13−2 (%) Pd−Ag−Rh:70−20−10 Pd−Ag−Au:73−24−3。Mention may be made, for example, of ternary alloys: Pd-Ag-Ni: 85-13-2 (%) Pd-Ag-Rh: 70-20-10 Pd-Ag-Au: 73-24-3.

【0023】例えば四成分合金を挙げることができる: Pd−Ag−Au−Ru:73.74 −20−5−1.26
(%) Pd−Ag−Au−Ru:68−25−5−2。
Mention may be made, for example, of the quaternary alloys: Pd-Ag-Au-Ru: 73.74 -20-5-1.26.
(%) Pd-Ag-Au-Ru: 68-25-5-2.

【0024】特にパラジウム74〜79重量%を含むPd/
Ag合金を用いた場合、様々な水素圧(例えば0.1 〜50
絶対バール)下、温度変動の際には相の変化は見られな
い。
In particular, Pd / containing 74-79% by weight of palladium
When an Ag alloy is used, various hydrogen pressures (eg 0.1 to 50)
Under absolute bar), no phase change is observed during temperature fluctuations.

【0025】[0025]

【実施例】この装置を非限定的に示す図面を見れば、本
発明がよりよく理解される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is better understood by looking at the drawing, which shows a non-limiting illustration of this device.

【0026】図1は、水素精製装置の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a hydrogen purifier.

【0027】図2は、支持体の固定方法を示す。この支
持体は複数の分配管を備える。
FIG. 2 shows a method of fixing the support. The support comprises a plurality of distribution pipes.

【0028】図3は、本発明による支持体のもう1つの
実施態様を示す。
FIG. 3 shows another embodiment of the support according to the invention.

【0029】図1によれば、水素精製装置(1) は、例え
ば円筒形態の外部ジャケット(2) を備える。このジャケ
ットには複数の分配管(3) が入っており、これらの管
は、パラジウム77%と銀23%との合金からなっていても
よい。これらの管は、1つの端部(4) が閉じており、も
う1つの端部(5) が開いている。これらは長さが140 c
m、直径が2mmであり、厚みが60〜150 マイクロメータ
ーであってもよい。これらの管は、開いた端部の側が、
金属円盤(6) 上に、あるいは水素の精製が実施される閉
鎖容器を画定する適切な合金製の孔のあいた支持体上
に、平行にまとめられている。ジャケット(2) は、閉鎖
容器の端部、すなわち管の閉鎖端部側に連結された、精
製される水素を含む気体混合物の入口(7) と、閉鎖容器
の反対側の端部において支持体の近くに配置された気体
混合物の汚染物を回収する第一出口開口部(8) とを備え
る。
According to FIG. 1, the hydrogen purifier (1) comprises an outer jacket (2), for example in the form of a cylinder. The jacket contains several distribution pipes (3), which may consist of an alloy of 77% palladium and 23% silver. These tubes are closed at one end (4) and open at the other end (5). These are 140 c in length
It may have a diameter of 2 mm and a thickness of 60 to 150 micrometers. These tubes have the open end side
They are grouped in parallel on a metal disk (6) or on a perforated support made of a suitable alloy that defines a closed vessel in which hydrogen purification is carried out. The jacket (2) consists of a support at the end of the enclosure, i.e. the inlet (7) for the gas mixture containing hydrogen to be purified, which is connected to the closed end of the tube, and the opposite end of the enclosure. A first outlet opening (8) for collecting contaminants of the gas mixture, which is located near the.

【0030】管の壁を通って拡散し、かつ管の内部に入
った精製水素は、開いた端部を経てそこから再び出て、
ジャケットの閉鎖キャップに連結された第二出口開口部
(9)を経て回収される。Pd/Ag金属管は、レーザー
光線、プラズママイクロトーチ、電気溶接またはその他
のあらゆるガス溶接方法によって、水素下の膨脹率が、
管の合金の膨脹率にできるだけ近くなるような組成の、
Pd/Ag(77/23) 合金またはその他のあらゆる金属製
の金属支持体(6) 上に溶接される。この金属支持体は、
図2によれば、厚みが0.1 〜15 mm であってもよく、ジ
ャケットと精製装置の頭部との間に、高密度カーボン製
のジョイント(10)によって実質的に気密に取付けられて
いる。これらのジョイントは、支持体の両側に配置さ
れ、フランジ(11)および締め付けボルト装置によって、
外部に対する気密性を保証している。補強装置(13)は、
上にPd/Ag管が気密に溶接されている支持体の保持
を確実に行ない、かつこれによって、40バール、好まし
くは20〜25バールにも達することがある、内部水素圧に
よって行使される応力に耐えうる。
The purified hydrogen that has diffused through the wall of the tube and entered the interior of the tube re-emerges from there via the open end,
Second outlet opening connected to the jacket closure cap
Recovered through (9). The Pd / Ag metal tube has a coefficient of expansion under hydrogen of laser beam, plasma micro torch, electric welding or any other gas welding method.
With a composition that is as close as possible to the expansion coefficient of the tube alloy,
Welded onto a metal support (6) made of Pd / Ag (77/23) alloy or any other metal. This metal support is
According to FIG. 2, it may have a thickness of 0.1 to 15 mm and is mounted in a substantially airtight manner by a high-density carbon joint (10) between the jacket and the head of the refiner. These joints are located on both sides of the support and by means of the flange (11) and tightening bolt device,
It guarantees airtightness to the outside. The reinforcement device (13)
The stress exerted by the internal hydrogen pressure, which ensures the retention of the support on which the Pd / Ag tube is welded in a gas-tight manner, and which can reach up to 40 bar, preferably 20-25 bar. Can withstand.

【0031】図3によって示されているもう1つの実施
態様によれば、金属支持体(6) は、ニッケル、ステンレ
ス鋼、またはその他のあらゆる金属材料で製作され、実
質的に気密にジャケットに溶接されている。支持体のレ
ベルで、Pd/Ag(77/23)合金製の管の端部を取り囲
み、かつ水素下、管の合金の膨脹率に近い膨脹率を有す
る環状体(14)は、レーザー光線、またはその他のあらゆ
るガス溶接手段によって実施されるガス溶接(15)によっ
て、管の開いた端部に接着する。この内径は、管の通過
を可能にするようなものである。この外径は、一般に例
えば内径より0.2 〜15 mm 大きい。環状体(14)の高さ
は、通常、大きくてもせいぜい支持体の厚みと同じであ
る。最も多くの場合、できるだけ多数の管(3) を備える
のが好ましい。従って環状体(14)が、図3に図示されて
いるような配列を得るように、高くとも支持体の厚みの
半分に等しい高さを有することが勧められる。好ましく
は各管(3) を取り囲む環状体(14)の高さは、支持体の厚
みの約5%〜約45%、より良くは約10%〜約40%であろ
う。異なる組成の支持体の2つの部材は管を取り囲み、
一般に、好ましくは分配管から最も離れた部材レベルに
行われるはんだ付け(16)によって接着している。
According to another embodiment illustrated by FIG. 3, the metal support (6) is made of nickel, stainless steel or any other metallic material and is welded to the jacket in a substantially airtight manner. Has been done. At the level of the support, the annular body (14) surrounding the end of the Pd / Ag (77/23) alloy tube and having a coefficient of expansion close to that of the alloy of the tube under hydrogen is a laser beam, or Glue to the open end of the tube by gas welding (15) performed by any other gas welding means. This inner diameter is such that it allows passage of the tube. This outer diameter is generally, for example, 0.2 to 15 mm larger than the inner diameter. The height of the annular body (14) is usually at most the same as the thickness of the support at most. Most often it is preferable to have as many tubes (3) as possible. It is therefore recommended that the annulus (14) have a height which is at most equal to half the thickness of the support, so as to obtain the arrangement as shown in FIG. Preferably, the height of the annulus (14) surrounding each tube (3) will be from about 5% to about 45% of the thickness of the support, and better still from about 10% to about 40%. Two members of the support of different composition surround the tube,
Bonding is generally by soldering (16), preferably at the component level furthest from the distribution pipe.

【0032】このように固定された管は、この製造の
際、および水素下に置かれる時、実質的にその組成の変
更をまったく受けず、さらには相の変化もない。つまり
管は、管と実質的に同じ膨脹率を有する環状体に配置さ
れているので、膨脹の差による応力を最少限しか受けな
い。
The tube thus fixed undergoes virtually no change in its composition during this production and when placed under hydrogen, and also no phase change. That is, since the tube is arranged in an annular body having substantially the same expansion coefficient as the tube, it experiences minimal stress due to differential expansion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による水素精製装置の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a hydrogen purifier according to the present invention.

【図2】支持体の固定方法を示す詳細図である。FIG. 2 is a detailed view showing a method of fixing a support.

【図3】支持体の一実施態様を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a support.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) …水素精製装置 (2) …外部ジャケット (3) …管 (4) …閉じた端部 (5) …開いた端部 (6) …支持体 (7) …気体混合物の入口 (8) …第一出口開口部 (9) …第二出口開口部 (10)…ジョイント (11)…フランジ (13)…補強装置 (1)… hydrogen purifier (2)… outer jacket (3)… tube (4)… closed end (5)… open end (6)… support (7)… gas mixture inlet (8) )… First outlet opening (9)… Second outlet opening (10)… Joint (11)… Flange (13)… Reinforcement device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレ ブィソン フランス国 タサン ラ ドゥミ リュン モンテ ドゥ ヴェルダーン 20 (72)発明者 フィリップ ルゴワ フランス国 ボンディ アヴニュー アナ トール フランス 44−2 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor André Bison French Tassan-la-Dumiryn Monte de Werdern 20 (72) Inventor Philippe Legois France France Bondi av New Annatall France 44-2

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1本の管(3) 、好ましくはパ
ラジウムをベースとする適切な合金からなる複数の管
(3) が入っている外部ジャケット(2) を備える、水素を
含む気体混合物からの水素の分離装置、または気体水素
の精製装置において、管(3) は、それらの端部の少なく
とも1つにおいて、水素下の膨脹率が実質的に管の合金
の膨脹率と等しい組成を有する合金、好ましくはパラジ
ウムをベースとする合金からなる支持体(embase)(6) の
少なくとも一部に、実質的に気密に固定されていること
を特徴とする装置。
1. At least one tube (3), preferably a plurality of tubes made of a suitable alloy based on palladium.
In a device for separating hydrogen from a gas mixture containing hydrogen, or a device for purifying gaseous hydrogen, which comprises an outer jacket (2) containing (3), tubes (3) are provided at at least one of their ends. , At least in part on a support (6) comprising an alloy whose expansion coefficient under hydrogen is substantially equal to that of the tube alloy, preferably a palladium-based alloy. A device characterized by being fixed in an airtight manner.
【請求項2】 この支持体が、管を形成するのに用いら
れる合金の組成と実質的に同じ組成の単一部分からな
り、前記管は前記支持体に実質的に気密に接着してい
る、請求項1による装置。
2. The support comprises a single portion having a composition substantially the same as the composition of the alloy used to form the tube, the tube being substantially airtightly adhered to the support. Device according to claim 1.
【請求項3】 支持体は次の2つの部分を備えており、
この第一部分(14)は、管の組成と同じ組成を有し、かつ
前記管の周りを取り囲んでおり、第二部分は金属である
か、あるいは第一部分を形成する合金の組成とは異なる
組成の第二合金からなり、支持体の前記部分は、実質的
に気密に互いに接着している、請求項1による装置。
3. The support comprises two parts:
The first portion (14) has the same composition as the tube and surrounds the tube, the second portion being a metal or a composition different from the composition of the alloy forming the first portion. 7. The device according to claim 1, wherein said device comprises a second alloy of the said and said portions of the support adhere to each other in a substantially gas-tight manner.
【請求項4】 支持体の2つの部分は、はんだ付け(bra
sure)(16) によって接着している、請求項3による装
置。
4. The two parts of the support are brazed.
A device according to claim 3 glued by sure (16).
【請求項5】 管は、ガス溶接(soudure autogene)によ
って、前記支持体または支持体の一部に接着している、
請求項1〜4のうちの1つによる装置。
5. The pipe is bonded to the support or a part of the support by gas welding (soudure autogene),
Device according to one of claims 1 to 4.
【請求項6】 支持体は、適切な組成の少なくとも1つ
のジョイント(10)を締め付ける少なくとも1つのフラン
ジ(11)によって、実質的に気密にジャケット(2) に固定
されている、請求項1〜5のうちの1つによる装置。
6. The support is fixed to the jacket (2) in a substantially gas-tight manner by at least one flange (11) fastening at least one joint (10) of suitable composition. Device according to one of the five.
【請求項7】 支持体は、溶接、はんだ付け、あるいは
適切なあらゆる固定手段によって、実質的に気密にジャ
ケット(2) に固定されている、請求項1、3、または4
のうちの1つによる装置。
7. The support is secured to the jacket (2) in a substantially airtight manner by welding, soldering or any suitable fastening means.
A device according to one of the:
【請求項8】 管(3) および支持体の第一部材(14)、あ
るいは支持体全部が、パラジウム45〜95重量%、有利に
は65〜90%、好ましくは70〜80%を含む合金からなる、
請求項1〜7のうちの1つによる装置。
8. An alloy in which the tube (3) and the first member (14) of the support, or the entire support, comprises 45-95% by weight of palladium, advantageously 65-90%, preferably 70-80%. Consists of,
Device according to one of claims 1 to 7.
【請求項9】 パラジウムをベースとする前記合金が、
Ag、Sn、Sb、Ce、Ru、Rh、Cu、Auおよ
びYからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属、お
よび好ましくは銀を含む、請求項1〜8のうちの1つに
よる装置。
9. The palladium-based alloy comprises:
Device according to one of the preceding claims, comprising at least one metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Sb, Ce, Ru, Rh, Cu, Au and Y, and preferably silver.
【請求項10】 合金が、パラジウムと20〜30%の銀を
含む、請求項1〜9のうちの1つによる装置。
10. A device according to claim 1, wherein the alloy comprises palladium and 20-30% silver.
【請求項11】 管は、管が付される温度および圧力条
件下において、側面の剛性を維持するのに適した、少な
くとも1つの剛化(raidissement)要素を含む、請求項1
〜10のうちの1つによる装置。
11. The tube comprises at least one raidissement element suitable for maintaining lateral stiffness under the temperature and pressure conditions to which the tube is subjected.
A device according to one of the items 10 to 10.
【請求項12】 支持体が、ジャケット内への支持体の
維持を確実に行なう少なくとも1つの補強装置(13)を備
える、請求項3、4、または7のうちの1つによる装
置。
12. The device according to claim 3, 4, or 7, wherein the support comprises at least one stiffening device (13) ensuring the maintenance of the support in the jacket.
JP33891192A 1991-12-19 1992-12-18 Hydrogen purifier provided with a substrate made of alloy of composition being the same composition as alloy of pipe Pending JPH05330803A (en)

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FR9115975 1991-12-19

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