JPH0650498A - 水素吸蔵放出装置 - Google Patents

水素吸蔵放出装置

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JPH0650498A
JPH0650498A JP20686992A JP20686992A JPH0650498A JP H0650498 A JPH0650498 A JP H0650498A JP 20686992 A JP20686992 A JP 20686992A JP 20686992 A JP20686992 A JP 20686992A JP H0650498 A JPH0650498 A JP H0650498A
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JP
Japan
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hydrogen storage
hydrogen
storage alloy
container
vibration
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JP20686992A
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Taichi Saito
太一 齋藤
Takero Sato
健朗 佐藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、振動源が発生する振動を、効果的
に水素吸蔵合金保持容器に伝えることが可能な振動伝達
体を備えた水素吸蔵放出装置を提供する。 【構成】 水素ガスの導入口および導出口を設け、密閉
可能とした水素吸蔵合金保持容器を備え、前記水素吸蔵
合金保持容器が振動伝達体を介して振動モーターを設け
た振動台の上部に連結してなることを特徴とする。ま
た、振動伝達体の一方の端が、前記水素吸蔵合金保持容
器の軸方向に対して平行する2箇所に連結されており、
振動伝達体の他方の端が振動モーターを設けた振動台の
上部に1箇所で連結されてなることを特徴とする。 【効果】 本発明の水素吸蔵放出装置は、水素を迅速に
吸蔵、放出できるので、水素吸蔵合金貯蔵装置、水素精
製装置、アクチュエーターなどのシステムへの適用によ
る本発明の産業上の有用性は極めて顕著である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素を迅速に吸蔵−放
出し得る水素吸蔵放出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、水素をある種の金属あるいは合金
に吸蔵させて金属水素化物という形で貯蔵、輸送した
り、水素の分離、精製に利用したり、ヒートポンプ、熱
の貯蔵などに利用する方法が提案されている。金属水素
化物をつくる合金のうち−20℃〜300℃において水
素を吸蔵放出できる合金として、LaNi5 、CaNi
5、Mg2 Ni、FeTiなどが代表的なものである。
これらの合金は特に水素吸蔵合金と呼ばれる。水素吸蔵
合金は、水素の吸蔵放出を迅速に行わせるべく表面積を
増やすために、通常粉末状で用いられる。
【0003】水素吸蔵合金を用いたシステムで重要な点
は、水素の吸蔵−放出速度を増大させることであり、水
素の吸蔵−放出速度を増大させるためには、水素の吸蔵
に際しては合金充填層内における反応熱を効率よく水素
吸蔵合金充填容器の外部に取り除き、また水素を放出す
る際には外部から合金充填層内へ反応熱に相当する熱を
効率よく供給しなければならない。このため水素吸蔵合
金を保持する容器は図4に示すように水素吸蔵合金保持
容器41中に容器内熱媒配管44を設け、その中に熱媒
を流し、水素吸蔵合金42の発熱に際しては熱を除去
し、吸熱に際しては熱を供給して水素化反応ないしは脱
水素化反応を促進し、フィルター43を通して水素の迅
速な吸蔵−放出を行っている。また、図5に示すよう
に、水素吸蔵合金保持容器51の外側の容器外熱媒配管
54に熱媒を流し、水素吸蔵合金52の発熱ないしは吸
熱に際しての熱を除去ないしは供給して水素化反応、脱
水素化反応を促進し、フィルター53を通して水素の迅
速な吸蔵−放出を行っている。
【0004】水素吸蔵合金は、水素の吸蔵時に金属粉末
の体積が15〜30%程度膨張するため、水素吸蔵−放
出に伴い、合金の膨張または収縮が起こると共に、合金
の微粉化も進行するため、容器下部において微粉末が厚
密化しやすく、容器に著しく大きい応力がかかることが
指摘されている。以上のことより、水素吸蔵合金を充填
する容器に対する水素吸蔵合金の熱伝導率の向上、微粉
化防止、合金の膨張−収縮時の容器に対する応力の緩和
を図るべく、これまで種々の開発がなされてきた。
【0005】合金充填層の熱伝導率の改善の方法とし
て、(1)容器内に多数のフィン付き熱媒管を縦横に配
置して、合金粉末との接触面積を増大させるという容器
構造を改善する方法、(2)Alなどの高熱伝導性の発
泡金属の空隙に水素吸蔵合金粉末を充填し、加圧、焼成
してペレット化する方法(特開昭55−126199号
公報)、水素吸蔵合金粉末にCu、Alなどの金属粉末
を添加、混合し、圧縮体あるいは焼結体とする方法(特
開昭55−90401号公報)、また同様に、水素吸蔵
合金粉末にCu、Ni、Alなどの金属粉末を添加、混
合し、活性化処理をして水素を合金中に吸蔵させた状態
でCO、SO2 などで合金表面を不活性化(被毒作用)
し、その後プレス成形、焼結する方法(特開昭56−1
09802号公報)、容器である伝熱体と水素吸蔵合金
粉末とを一体に加圧成形した方法(特開昭62−196
500号公報)など、粉末の圧縮成形体による合金粉末
充填層の熱伝導率の改善による方法、(3)合金粉末を
外部より容器を貫通するシャフトを用いて攪拌し、流動
化させることにより伝熱を良好にする方法(特開昭60
−60400号公報)、本発明者らの提案に係わる、外
部から振動を与えることにより容器内部の水素吸蔵合金
粉末を振動流動させ、容器内部の伝熱管表面とMH粉体
との熱交換を著しく促進させる方法(特開平4−160
001号公報)などがある。
【0006】合金の微粉化防止を行う方法としては、前
記(2)の方法による成形体にする方法、合金に第三成
分を加えて微粉化しにくい合金をつくる方法や急冷によ
るアモルファス水素吸蔵合金をつくる方法等の冶金学的
な改善が提案されている。また、合金の膨張収縮時の容
器に対する応力を緩和する方法としては、水素ガスは透
過するが、水素吸蔵合金は透過しない弾性の多孔体を容
器中に設置する方法(特開昭57−94198号公報)
や、前記(3)の合金を流動化させる方法等が提案され
ている。
【0007】容器内に多数のフィン付き熱媒管を縦横に
配置して合金粉末との接触面積を増大させるという容器
構造を改善する(1)の方法では、熱交換器が高価とな
り、投資回収年が長くなるのでコスト上の問題がある。
また、Alなどの高熱伝導性の発泡金属の空隙に水素吸
蔵合金粉末を充填し、加圧、焼成してペレット化する方
法の如く、粉末の圧縮成形体による合金粉末充填層の熱
伝導率の改善による(2)の方法では、ペレット化する
際にバインダーが必要で、この量が20〜30%くらい
であるので、発生する反応熱の一部がバインダーの顕熱
に取られるため、熱を有効に利用できないという問題が
ある。(3)の方法の内、合金粉末を外部より容器を貫
通するシャフトを用いて攪拌し、流動化させることによ
り熱伝導を良好にする方法では,容器外部から容器内部
に向かってシャフトを貫通させるため、シャフトと容器
のすり合わせ部分では、どうしても水素の漏れが起こる
という問題がある。
【0008】以上の問題点を解決するために、本発明者
らは、外部から振動を与えることにより容器内部の水素
吸蔵合金粉末を振動流動させ、容器内部の伝熱管表面と
水素吸蔵合金粉体との熱交換を著しく促進させる方法を
発明するに至った。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】外部から振動を与える
ことにより、容器内部の水素吸蔵合金粉末を十分に振動
流動させるためには、振動源が発生する振動を、効果的
に水素吸蔵合金保持容器に伝えることが必要であり、こ
のような振動伝達体を備えた水素吸蔵放出装置が要求さ
れる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記のとおりである。 (1) 水素ガスの導入口および導出口を設け密閉可能
とした水素吸蔵合金保持容器を備え、前記水素吸蔵合金
保持容器を振動伝達体を介して振動モーターを設けた振
動台の上部に連結してなることを特徴とする水素吸蔵放
出装置。
【0011】(2) 前記振動伝達体の一方の端が、前
記水素吸蔵合金保持容器の軸方向に対して平行する2箇
所に連結されており、前記振動伝達体の他方の端が振動
モーターを設けた振動台の上部に1箇所で連結されてな
ることを特徴とする前項1記載の水素吸蔵放出装置。
【0012】
【作用】水素吸蔵合金保持容器と振動モーターを設けた
振動台を連結している振動伝達体において、水素吸蔵合
金保持容器に連結している振動伝達体の端部が、水素吸
蔵合金保持容器の軸方向に対して平行する2箇所に連結
されていることより、振動成分が水素吸蔵合金保持容器
の軸方向に片寄りにくくなり、軸方向に均一な水素吸蔵
合金の流動が得られると共に、2箇所で連結しているた
め共鳴が起こり、少ない入力エネルギーで作動する振動
発生源を用いても、十分な振動加速度、振幅を得ること
ができると考えられる。連結部が1箇所である場合に
は、通常水素吸蔵合金保持容器の中心に連結するが、水
素吸蔵合金保持容器に若干の傾きでもあれば、忽ち水素
吸蔵合金粉末が一方に片寄ってしまい、振動による十分
な水素吸蔵合金粉末の流動を行わせることができない。
また、3箇所以上で連結した場合には、水素吸蔵合金容
器の振動が抑えられ、水素吸蔵合金粉末の十分な流動が
行われにくい。水素吸蔵合金保持容器の軸方向に対して
垂直に連結されていると、振動モーターの振動面と平行
になり振動は抑えられ、水素吸蔵合金粉末の流動は得ら
れにくくなる。
【0013】振動モーターを設けた振動台の上部に連結
している振動伝達体の端部が2箇所以上で連結されてい
る場合には、振動伝達体に十分な振動を伝えにくい。一
方、1箇所で連結されていることにより、振動源の振動
を効率的に伝えることができると考えられる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。 実施例 図1及び図2は本発明による水素吸蔵放出装置の外観を
示す図、図3は水素吸蔵合金保持容器の断面図である。
水素吸蔵合金保持容器1は、内部に水素吸蔵合金2を保
有し、フィルター3を介して密閉可能な水素導入導出弁
6を備え、加熱または冷却用の熱媒が流れる熱媒配管4
を有している。外径150mm、長さ450mmの水素
吸蔵合金保持容器1を製作し、水素吸蔵合金2としてL
aNi5を25kg充填し、活性化操作(水素10kg
/cm2 加圧−真空排気を繰り返し、水素吸蔵合金中に
十分に水素を吸蔵させる操作)を行った後、水素吸蔵合
金保持容器1に水素を水素圧9.5kg/cm2 で十分
に吸蔵させた。振動伝達体の上部8aと下部8bの本数
を表1のように変えて水素吸蔵放出装置を構成し、以下
に示す水素放出実験を行った。熱媒により水素吸蔵合金
保持容器1を加熱すると共に振動モーター7を動かし、
振動伝達体8を介して水素吸蔵合金保持容器1を振動さ
せ、フィルター3を通して水素の放出を行い、LaNi
5 の最大水素吸蔵量の90%までの時間を表1に示し
た。このように、水素吸蔵合金保持容器と振動モーター
を設けた振動台を連結している振動伝達体において、水
素吸蔵合金保持容器に連結している振動伝達体の端部
が、水素吸蔵合金保持容器の軸方向に対して平行する2
箇所に連結されると共に、振動モーターを設けた振動台
の上部に連結している振動伝達体の端部が1箇所で連結
されていることにより、水素の放出を迅速に行うことが
できる。表1により振動伝達体の連結数と水素放出速度
の関係が分かる。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵放出装置は、水素を迅
速に吸蔵、放出できるので、水素吸蔵合金貯蔵装置、水
素精製装置、アクチュエーターなどのシステムへの適用
による本発明の産業上の有用性は極めて顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による水素吸蔵放出装置の正面外観を示
した図である。
【図2】本発明による水素吸蔵放出装置の側面外観を示
した図である。
【図3】本発明による水素吸蔵合金保持容器の断面図で
ある。
【図4】熱媒管を容器中に設けた水素吸蔵合金を保持す
る容器の断面図である。
【図5】熱媒管を容器の外部に設けた水素吸蔵合金を保
持する容器の断面図である。
【図6】(イ)〜(ヘ)は表1に示す振動伝達体の構造
の各種態様を示す図である。
【符号の説明】
1、41、51 水素吸蔵合金保持容器 2、42、52 水素吸蔵合金 3、43、53 フィルター 4 熱媒配管 44 容器内熱媒配管 54 容器外熱媒配管 6 水素導入導出口弁 7 振動モーター 8 振動伝達体 8a 振動伝達体の上部 8b 振動伝達体の下部 9 スプリング 10 振動台 11 容器押さえ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素ガスの導入口および導出口を設け密
    閉可能とした水素吸蔵合金保持容器を備え、前記水素吸
    蔵合金保持容器を振動伝達体を介して振動モーターを設
    けた振動台の上部に連結してなることを特徴とする水素
    吸蔵放出装置。
  2. 【請求項2】 前記振動伝達体の一方の端が、前記水素
    吸蔵合金保持容器の軸方向に対して平行する2箇所に連
    結されており、前記振動伝達体の他方の端が振動モータ
    ーを設けた振動台の上部に1箇所で連結されてなること
    を特徴とする請求項1記載の水素吸蔵放出装置。
JP20686992A 1992-08-03 1992-08-03 水素吸蔵放出装置 Withdrawn JPH0650498A (ja)

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JP20686992A JPH0650498A (ja) 1992-08-03 1992-08-03 水素吸蔵放出装置

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JPH0650498A true JPH0650498A (ja) 1994-02-22

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ID=16530392

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008222449A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Nissan Motor Co Ltd 水素発生装置およびこれを搭載した燃料電池自動車、ならびに水素貯蔵材料
JP2010159192A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Toyota Motor Corp 水素含有金属材状態判定装置及び水素生成装置
CN116085671A (zh) * 2022-11-17 2023-05-09 山东大学 一种振动回转式储氢合金快速反应装置及方法

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005