JPH1057803A

JPH1057803A - 反応器

Info

Publication number: JPH1057803A
Application number: JP17105297A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sasaki; 勝佐々木; Ryutaro Motoki; 龍太郎元木; Atsushi Funakoshi; 淳船越; Takashi Nishi; 隆西; Akira Kosaka; 晃小阪
Original assignee: SOGO KAIHATSU KK; Kubota Corp
Current assignee: SOGO KAIHATSU KK; Kubota Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1998-03-03
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: JP3517334B2

Abstract

(57)【要約】【課題】攪拌に必要な翼などの動力機構を必要とせ
ず、爆発などの恐れがないだけでなく、徐冷処理や加熱
処理にも対応できる反応器を提供する。【解決手段】同心円状に配置された金属円筒５〜７の
中に、熱間等方加圧焼結体からなる金属多孔質体チャン
バー２Ａ〜２Ｃを形成してなる上部反応筒２を主要要素
とする反応器１である。各チャンバー２Ａ〜２Ｃの一方
側に圧入パイプ８Ｐ〜１０Ｐを設け、他方側に底板１
１，１２を設ける。小径円筒５と中径円筒６の外周部に
透孔５ａ，６ａを穿設して、径方向内側のチャンバーか
ら外側のチャンバーに向けて流体を移動させる一方、最
外部チャンバー２Ｃの外周と、上部反応筒２の出口側に
冷却用の流路２７〜２９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、攪拌機が不要であ
って爆発などの恐れのない液体又は気体の反応器に関
し、特に、冷媒を流通させて化学反応熱を徐冷したり、
或いは、熱媒体を流通させて加熱反応を促進させること
のできる反応器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、反応器には攪拌機が設けられて
おり、この攪拌機の翼を回転運動又は往復運動させるこ
とによって混合物を均一分散させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法による均一分散には、動力機構が必要であるという煩
雑さの他に、攪拌に多大の時間を要するという問題点が
ある。また、反応物の種類や混合条件によっては異常反
応を誘発して爆発などが生じる恐れもあった。また、化
学反応により物質を重縮合する場合、反応時に化学反応
熱が発生することによって不純物が多発する場合があ
る。これを防止するには、適宜な速度で徐々に冷却させ
る徐冷処理が必要となる。一方、これとは逆に、加熱処
理によって化学反応を促進させたい場合もある。本発明
は、これらの問題点に着目してなされたものであって、
攪拌に必要な翼などの動力機構を必要とせず、しかも、
爆発などの恐れもない反応器を提供することを目的とす
る。また、徐冷処理や加熱処理が必要な場合にも好適に
対応できる他、気液を微細微粒子化して高圧で連続的に
接触させて反応、重合させることのできる反応器を提供
することをも目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る反応器は、同心円状に配置された異な
る口径の複数個の金属筒の中に、熱間等方加圧焼結体か
らなる金属多孔質体チャンバーを形成してなる第１反応
筒を主要要素とする反応器であって、前記第１反応筒の
一方側には、前記各チャンバー用の流入口が設けられて
おり、径方向最外部を除いた前記各チャンバーには、前
記流入口からの軸方向流路を遮る遮蔽板が、径方向外側
に位置するチャンバーほど前記流入口から段階的に遠ざ
かるように設けられており、径方向最外部に位置するも
のを除き、前記各金属筒の外周部には、内側に位置する
前記遮蔽板に近接して前記遮蔽板より流入口側に透孔が
穿設されており、径方向内側のチャンバーを移動した流
体は、前記各透孔を通して径方向外側のチャンバーに移
動して、熱間等方加圧焼結体からなる金属多孔質体の中
で、他の流体と混合し反応するようになっており、前記
第１反応筒の外周部、及び／又は、前記第１反応筒の他
方側に熱交換用の流路が形成されている。また、遮蔽板
の位置を逆にすることにより、径方向外側のチャンバー
を移動した流体が、各透孔を通して径方向内側のチャン
バーに移動するようにしても良い。

【０００５】ここで、金属多孔質体チャンバーは、粒度
や材種の異なる複数種の金属粉末を金属筒の間に個々に
充填して熱間等方加圧処理するか、各金属筒の形状に合
わせて、個別に気孔率や気孔径の異なる熱間等方加圧焼
結体を成形した後、これを、同心円状に配置された金属
筒に圧入嵌合するのが好適である。また、金属多孔質体
チャンバーを形成する金属粉末の表面を、予め、Ｚｎ，
Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｔｉなどの金属メッキ又は蒸
着によってコートするようにすれば、化学反応時におけ
る金属触媒の作用を行わせることができる。なお、熱間
等方加圧処理とは、圧力容器中に処理材を挿入し、高温
下においてガスを圧力媒体として高い等方圧力を加える
ことにより、高温、高圧の相乗効果を利用して、金属粉
末の加圧焼結をする処理をいう。但し、高温・高圧に過
ぎると気孔率が小さくなり、一方、高温・高圧が不足す
ると粒子間の接着力に欠けるので、使用する金属粉末な
どの種類に応じて、最適な温度や圧力に調整する必要が
ある。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて、この発
明を更に詳細に説明する。図１は、本発明に係る反応器
１の外観図であり、図２は、その平面図（ａ）と一部断
面図（ｂ）を図示したものである。図示の通り、反応器
１は、同心３重構造からなる上部反応筒２と、ロート状
に形成された下部反応筒３とが装着されると共に、その
間に中空チャンバー４を設けて構成されている（図
２）。上部反応筒２、下部反応筒３、および中空チャン
バー４の外周部には、所要の間隙を設けて、冷却用のウ
ォータジャケットケーシング２７，２８が装着されてい
る。上部ウォータジャケット２７には、そのケーシング
に流路２７ａ，２７ｂが連設されていて、必要に応じ
て、冷却装置や加熱装置と連通するようになっている。
同様に、下部ウォータジャケット２８も、流路２８ａ，
２８ｂを介して、冷却装置や加熱装置と連通するように
なっている。このように構成しているのは、反応には、
一般に、最適温度範囲があり、その温度より高くなると
副反応が起きて不純物が大量に発生して生成が困難とな
るからである。触媒活性を速く劣化させ、逆に低すぎる
と、所定の反応速度が得られないからである。中空チャ
ンバー４の中には、冷却用などに用いるコイル２９が内
装されている。コイル２９は、図示の通り渦巻状をして
おり、コイル２９の外周部には多数のフィン部材３０が
装着されている。なお、コイル２９は、ウォータジャケ
ット２８を通過して、流路２９ａ，２９ｂに連通してい
る。上部反応筒２は、ステンレス、チタン、合金などの
耐食性金属で形成された大中小の金属円筒５，６，７の
中に、所定の気孔率と所定の気孔径を有する金属多孔質
体８，９，１０が圧入嵌合されて、多孔質体チャンバー
２Ａ〜２Ｃが形成されている（図４〜図６）。そして、
小径円筒５の内周部には円板１１が密着されており、小
径円筒５と中径円筒６との間には、環状板１２が密着さ
れている（図５、図６）。小径円筒５と中径円筒６の外
周部には、それぞれ、円板１１の上側と環状板１２の上
側に近接して、透孔５ａと透孔６ａが周方向に複数個形
成されている。この透孔５ａ，６ａは、円板１１と環状
板１２の上側に設けられており、円板１１と環状板１２
が金属円筒５，６に密着しているので、透孔５ａは、チ
ャンバー２Ａからチャンバー２Ｂへの流路として機能
し、透孔６ａは、チャンバー２Ｂからチャンバー２Ｃへ
の流路として機能することになる。

【０００７】金属多孔質体８，９，１０は、円柱状また
は円筒状に形成された熱間等方加圧焼結体であり、その
焼結原料粉末には、例えば、ステンレス鋼系（ＳＵＳ３
０４，ＳＵＳ６３０など）、工具鋼系（ＳＫＤ６１，Ｓ
ＫＤ１１など）、マルエージング鋼系（１８Ｎｉ系、２
０Ｎｉ系など）、高速度鋼（ＳＫＨ５１，ＳＫＨ５５な
ど）、非鉄金属系（アルミ合金、チタン合金など）の各
種金属が使用される。金属多孔質体の気孔率や気孔径
は、必要に応じて適宜に選択されるが、気孔率を７．０
〜５０．０％、気孔径を５００μｍ以下とする場合に
は、特願平６−２５５２２８号の出願明細書に開示され
たところによるのが望ましい。すなわち、気孔率や気孔
径に対応した粒径の原料粉末をカプセルに真空密封し、
高緻密質の焼結体における処理条件より、低温・低圧・
短時間の処理条件にて熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）処理
を行う。例えば、ステンレス鋼や合金工具鋼系粉末を原
料粉末とするＨＩＰ処理では、温度４００〜８００℃程
度、加圧力５０〜１５０ＭＰａ程度、処理時間０．５〜
４Ｈｒ程度とし、高速度鋼系粉末を原料粉末とする場合
は、温度３００〜８００℃程度、加圧力５０〜１５０Ｍ
Ｐａ程度、処理時間０．５〜４Ｈｒ程度とする。なお、
焼結体として得られる金属多孔体の気孔率や気孔径は、
加圧温度や加圧力や処理時間などを制御因子として調整
される。また、ＨＩＰ処理の後、融点の６０〜９０％の
温度域に２〜１０Ｈｒ程度の時間保持する熱処理を施せ
ば、焼結体の気孔率や気孔径に実質的な変化を生じさせ
ずに、粒子同志の結合を強化することができる。或いは
又、原料粉末をゴム型に充填し、冷間等方加圧成形を行
って圧粉成形体を成形し、次いで、その粉末成形体をカ
プセルに封入するか、又は封入することなくＨＩＰ処理
しても良い。この製造プロセスにおいては、原料粉末の
粒度、冷間加圧成形圧力、及び、その圧粉成形体のＨＩ
Ｐ処理条件（温度・圧力・時間）によって、焼結体の気
孔率や気孔径を制御することができる。

【０００８】金属多孔質体８，９，１０は、上記のよう
な方法によって製造されるが、各多孔質体の気孔率や気
孔径は、中心に位置する円柱多孔質体８が最も大きく、
外周部に位置する円環柱多孔質体１０が最も小さく設定
されている。なお、この例では、多孔質体８〜１０を金
属円筒５〜７に圧入嵌合させているが、これに限定され
る必要はなく、各金属円筒５，６，７を等間隔に配置し
た状態で、粒径の異なる原料粉末を充填してＨＩＰ処理
しても良い。この場合には、気孔分布を異にする３重構
造の金属多孔質体が一体成形されて好ましいが、金属円
筒５，６，７は、図７のような断面形状とするのが好適
である。また、多孔質体８，９，１０それぞれを、軸方
向に多層構造としても良く、そうすれば、上部反応筒２
の径方向だけでなく、軸方向についても気孔分布を異な
らせることができて好ましい。この場合、例えば、多孔
質体８〜１０の上部から下部に向けて気孔率などを小さ
く形成すれば良いが、その製造方法は、特願平７−１１
１５９３号の明細書に開示したところによる。つまり、
粒度や材質の異なる複数種の金属粉末などを積層充填
し、温度０．２〜０．８５ｍｐＫ、加圧力０．５〜１５
０ＭＰａの条件下で熱間等方加圧処理を行って複層金属
多孔質体７，８，９を製造すれば良い。なお、ｍｐＫは
粉末の融点（絶対温度）であって、異材種の粉末が積層
充填される場合には、低融点粉末の融点をいう。また、
粒度や材質の異なる複数種の金属粉末などを積層充填
し、冷間加圧処理の後、熱間等方加圧処理を行うように
しても良い。下部反応筒３は、図８に示すように、金属
円筒１３と、その内側の金属多孔質体１４と、ロート筒
１５とで構成されている。この下部反応筒３は、ＨＩＰ
処理により製造された金属多孔質体１４を金属円筒１３
に圧入嵌合するか、或いは、金属円筒１３の中に金属粉
末を充填して、ＨＩＰ処理によって一体成形して製造さ
れる。なお、ロート筒１５は、前加工または後加工にお
いて、金属円筒１３に溶接などにより固着する。

【０００９】続いて、図１に示す反応器１の組立て状態
を説明すると、取付け台１６に取付けられた下部ウォー
タジャケット・ケーシング２８の内部に、所要の間隙を
もたせて、冷却水が循環するように構成して、下部反応
筒３を嵌着するとともに、ロート１５の下方にスクリュ
ーポンプ２４を介して反応物移送管１８を装着する。ま
た、下部反応筒３の上に上部反応筒２を嵌着し、上部反
応筒２の外周部にも、所要の間隙をもたせて冷却水が循
環するように形成した上部ウォータジャケット・ケーシ
ング２７を装着して固定する。上部反応筒２の上部に
は、耐圧ケーシングカバー１９を装着するが、ケーシン
グカバー１９には、金属多孔体８，９，１０からなるチ
ャンバーに、液体又は気体を圧入するための圧入パイプ
８Ｐ，９Ｐ，１０Ｐが装備されている。そして、このケ
ーシングカバー１９は、固定ボルト２０によって緊定固
着されている。なお、ケーシングカバー１９、上部ウォ
ータジャケット・ケーシング２７、下部ウォータジャケ
ット・ケーシング２８は、それぞれフランジ部１９Ｆ，
２７Ｆ，２８Ｆを介して連結されている。

【００１０】図９は、本発明に係る反応器１の使用例を
示すフローシートである。液ホッパー２１ａ，２１ｂ，
２１ｃの液体Ａ，Ｂ，Ｃは、開閉バルブ２２と加圧ポン
プ２３を介して反応器１に圧入供給される。一方、反応
器１の出力は、ポンプ２４と逆止弁２５を介して次段に
供給される。なお、加圧ポンプ２３は、コンピュータ制
御器２６で制御されており、添加液ホッパー２１ｄと触
媒ホッパー２１ｅには、添加液と触媒が貯留されてい
る。図示の通り、この反応器１の場合には、ウォータジ
ャケット２７，２８は共にラジエータ３０に接続されて
おり、循環ポンプ３０Ｐによって加圧された冷却水がウ
ォータジャケット２７，２８に供給されている。また、
冷却用渦巻コイル２９は冷却器３１に接続されており、
加圧ポンプ３１Ｐによって加圧された冷媒が冷却用渦巻
コイル２９に供給されている。このように、この反応器
１には、冷却水や冷媒が循環しているので、化学反応時
の発熱を徐冷することができ、不純物などの発生を未然
に防止することができる。

【００１１】続いて、図９を参照しつつ、図１〜図２に
示す反応器１の動作内容の一例について説明する。液ホ
ッパー２１ａ〜２１ｃからＡ液〜Ｃ液は、それぞれ圧入
パイプ８Ｐ〜１０Ｐを通って多孔質体チャンバー２Ａ〜
２Ｃに供給される。なお、多孔質体チャンバー２Ａ〜２
Ｃの気孔率は、それぞれ相違するが、コンピュータ制御
器２６は、この気孔率の相違も勘案して、加圧ポンプ２
３を最適な作動状態に制御している。多孔質体チャンバ
ー２Ａ〜２Ｃに圧入された各液２Ａ〜２Ｃに圧入された
各液Ａ〜Ｃは、金属多孔質体８，９，１０（２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ）によってそれぞれ細分化された微粒子化され
る。この時の流速は、多孔質体の気孔率や液体の圧力に
よって定まるが、多孔質体チャンバー２Ａの気孔率は大
きいので、一般に、流速と流量が大きい状態にある。そ
して、多孔質体チャンバー２Ａを降したＡ液は金属円筒
５の外周に設け透孔５ａより流出して、多孔質体チャン
バー２Ｂの中に流入する。一方、多孔質体チャンバー２
Ｂの気孔率は、多孔質体チャンバー２Ａの気孔率より小
さく形成されているので、一般に流下するＢ液の流量が
Ａ液より少ないが、圧力は高いので逆流することはな
く、透孔５ａを流出した付近でＡ液とＢ液が均一に混合
し合成される。同様に、多孔質体チャンバー２Ｃの気孔
率は、多孔質体チャンバー２Ｂの気孔率より更に小さく
形成されているので、Ａ液＋Ｂ液は透孔６ａを流出した
付近でＣ液と均一に混合し合成される。その後、合成液
Ａ＋Ｂ＋Ｃは、中空チャンバー４に流出するが下部反応
筒２に充填された多孔質体１４を通過することによって
合成液Ａ＋Ｂ＋Ｃは、更に細分化され、均一分散されて
反応液が形成される。なお、重合反応すると、反応液の
粘性が増す場合があるが、このような場合には、下部反
応筒２のロート取出口に吸引排出用の真空装置を設け
る。

【００１２】ところで、金属多孔質体８，９，１０，１
４の内部は、ミクロン単位の孔が曲折した通路となって
いることから、流れに対して抵抗力が働くことになる。
そのため、上部反応筒２の多孔質体８，９，１０内部を
流れる流体は、ポンプによって加圧されて多孔質体８，
９，１０内の細孔を押し出されてチャンバー４内に流出
するが、流出した液体の粘液性によっては、下部反応筒
３の多孔質体１４を通過できず、チャンバー４内に滞留
して充満することとなる。滞留した混合液は、チャンバ
ー４内の自重力で下部反応筒３の多孔質１４より流出す
るのが望ましいが、液体の表面張力や粘性度によって
は、流出が阻害されてチャンバー４内の圧力が上昇し、
混合液が第１反応筒２に逆流して反応作用を阻害する場
合もある。そこで、下部反応筒３の多孔質体１４は、混
合液の性質に応じて、気孔率や気孔径を上部反応筒２の
金属多孔質体８，９，１０より大きく形成することが好
ましい。さらに、チャンバー４内の圧力を調整するため
に、図１３に示すように、下部反応筒３の中央部に穴３
３を穿ってネジ部３３’を形成し、図１４に示す連通管
３４を挿入してネジ３５で緊定固定し、下部に安全バル
ブＳＶを装着して安全性を高めるのが好ましい。また、
高粘度にすぎる場合は、下部反応筒３の内部に透孔３６
を複数個穿って形成すれば（図１４参照）、更に減圧効
果を高めることができる。その上、下部反応筒３のロー
ト取出口に設けた吸引排出用ポンプ２４を稼動すればさ
らに効果的である。図１１及び図１２には、連通管３４
を備える反応器を示している。この実施例の反応器１で
は、多孔質体１４の気孔率や気孔径の大きく形成した図
１３の下部反応筒３に、図１４の連通管３４を貫通して
固定している。また、連通管３４の下部には、安全バル
ブＳＶが設けられており、中空チャンバー４から下部反
応筒３へ逃がす圧力を調整することができる構成とされ
ている。また、中空チャンバー４を軸方向に大きくと
り、内部の液体の自重力によって流出されやすくしてい
る。なお、下部反応筒３には、図１１に示すように、外
周壁を貫通して点検窓３２が設けられており、この点検
窓３２を通して反応器１内の動作確認をすることができ
る。この点検窓３２は開閉可能に構成されており、点検
窓３２を開けて連通管３４の下部に設けられた安全バル
ブＳＶの調整をすることもできる。

【００１３】以上、液体混合について説明したが、本発
明に係る反応器は、気体混合に用いることもできるのは
勿論である。また、化学反応を伴う場合であっても、万
一異常反応をしても爆発の危険が少なく安全率が高い。
これは多孔質体の内部が微細に分割された極微の空洞が
形成されているためである。例えば、１cm³の活性炭内
の微細空洞内の内面積を積算すると３０ｍ²に匹敵する
と言われているが、同様には論じられないものの、金属
多孔質体の微細空洞の内面積の大きさが、爆発の危険性
を有効に解消している。また、多孔質体チャンバー２Ａ
〜２Ｃを形成する金属粉末に、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉなどを選択してＨＩＰ焼結加工するか、
或いは、これらの金属をメッキ又は蒸着した金属粉末を
ＨＩＰ焼結加工して金属触媒を形成すれば、各種の反応
機構を形成することができる。この化学反応機構につい
ては、前記のように化学反応熱の徐冷が必要な場合は冷
却装置を加動させて対応し、逆に、化学反応を促進する
為に加熱を必要とする場合には、加熱した媒質（気体や
液体）を循環させて対応できるように形成している。し
たがって、単なる混合から精密合成化学、すなわち、高
度の化学反応による重合反応、重縮合反応や、高温高圧
を必要とする反応機構としても使用することができる。
なお、実施例の説明は本発明を限定するものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能であ
る。例えば、実施例の場合には、小径円筒５→中径円筒
６→大径円筒７の順に流体が移動したが、逆に、大径円
筒７→中径円筒６→小径円筒５の順に流体を移動させて
も良い。この場合には、図１０のように、中径円筒６と
大径円筒７の間に環状板１１Ａを設け、小径円筒５と中
径円筒６の間に環状板１２Ａを設けると共に、内径円筒
５と中径円筒６の外周に、それぞれ、環状板１２Ａ，１
１Ａに近接して透孔５ａ，６ａを設ける。また、図１２
〜図１４の実施例では、下部反応筒３に連通管３４を貫
通させているが、この構造に限定される必要はなく、チ
ャンバー４から外部に配管を導出し、外部に調整バルブ
を設け、配管を通して再び下部反応筒３の下部空間に戻
すようにしても良い。この構成の場合には、点検窓３２
を開ける必要がなくなる。なお、チャンバー４での冷却
作用が不要であるなど、場合によっては下部反応筒３に
多孔質体１４を設けないようにしても良い。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は単なる混
合器としても攪拌の為に翼の回転や往復運動の動力機構
を必要とせず、複数の液や気体を流通するだけで、混合
物を均一分散させることができる。また、気液を微細微
粒子化して高圧で連続的に接触させて反応重合させるこ
とができ、しかも、最適温度範囲を維持できて、多目的
に有効に機能する極めて優秀な反応器である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反応器の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の反応器の平面図（ａ）と一部断面図
（ｂ）である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図（ａ）、Ｂ−Ｂ断面図
（ｂ）、Ｃ−Ｃ断面図（ｃ）である。

【図４】上部反応筒の構成要素である金属多孔質体を図
示したものである。

【図５】上部反応筒の構成要素である金属円筒を図示し
たものである。

【図６】大中小の金属円筒の配置状態を図示したもので
ある。

【図７】金属円筒の断面形状を図示したものである。

【図８】下部反応筒を図示したものである。

【図９】図１の反応器の使用状態を示すフローシートで
ある。

【図１０】本発明の変形例を示す図面である。

【図１１】本発明に係る反応器の他の実施例を示す斜視
図である。

【図１２】図１１の反応器の平面図（ａ）と一部断面図
（ｂ）である。

【図１３】図８の反応筒の他の実施例を示す図である。

【図１４】本発明の中空チャンバーと下部反応筒を貫通
してロート管を連通する連通管を示す図である。

【符号の説明】

１反応器２上部（第１）反応筒２Ａ〜２Ｃ多孔質体チャンバー３下部（第２）反応筒４中空チャンバー（中空筒部）５〜７大中小の金属円筒５ａ，６ａ透孔８〜１０金属多孔質体（熱間等方加圧焼結体）８Ｐ〜１０Ｐ圧入パイプ（流入口）１１〜１２底板２７〜２８ウォータジャケット・ケーシング（熱交
換用流路）２９渦巻状コイル（熱交換用流路）３２点検窓３３連通管挿入口３３’ ネジ部３４連通管３５緊定ネジＳＶ安全バルブ（逃し弁，安全弁）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者元木龍太郎大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者船越淳大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者西隆大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者小阪晃大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心円状に配置された異なる口径の複数
個の金属筒の中に、熱間等方加圧焼結体からなる金属多
孔質体チャンバーを形成してなる第１反応筒を主要要素
とする反応器であって、前記第１反応筒の一方側には、前記各チャンバー用の流
入口が設けられており、径方向最外部を除いた前記各チャンバーには、前記流入
口からの軸方向流路を遮る遮蔽板が、径方向外側に位置
するチャンバーほど前記流入口から段階的に遠ざかるよ
うに設けられており、径方向最外部に位置するものを除き、前記各金属筒の外
周部には、内側に位置する前記遮蔽板に近接して前記遮
蔽板より流入口側に透孔が穿設されており、径方向内側のチャンバーを移動した流体は、前記各透孔
を通して径方向外側のチャンバーに移動して、熱間等方
加圧焼結体からなる金属多孔質体の中で、他の流体と混
合し反応するようになっており、前記第１反応筒の外周部、及び／又は、前記第１反応筒
の他方側に熱交換用の流路が形成されていることを特徴
とする反応器。
【請求項２】同心円状に配置された異なる口径の複数
個の金属筒の中に、熱間等方加圧焼結体からなる金属多
孔質体チャンバーを形成してなる第１反応筒を主要要素
とする反応器であって、前記第１反応筒の一方側には、前記各チャンバー用の流
入口が設けられており、中心部を除く前記各チャンバーには、前記流入口からの
軸方向流路を遮る遮蔽板が、径方向内側に位置するチャ
ンバーほど前記流入口から段階的に遠ざかるように設け
られており、径方向最外部に位置するものを除き、前記各金属筒の外
周部には、外側に位置する前記遮蔽板に近接して前記遮
蔽板より流入口側に透孔が穿設されており、径方向外側のチャンバーを移動した流体は、前記各透孔
を通して径方向内側のチャンバーに移動して、熱間等方
加圧焼結体からなる金属多孔質体の中で、他の流体と混
合し反応するようになっており、前記第１反応筒の外周部、及び／又は、前記第１反応筒
の他方側に熱交換用の流路が形成されていることを特徴
とする反応器。
【請求項３】前記金属多孔質体チャンバーを形成する
金属粉末の表面を、予めＺｎ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐ
ｔ，Ｔｉなどの金属メッキ又は蒸着によってコートした
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反応
器。
【請求項４】前記第１反応筒の他方側には、中空筒部
を隔てて、第２反応筒が装着されており、この第２反応筒にも、金属筒の中に熱間等方加圧焼結体
からなる金属多孔質体チャンバーが形成されており、前記中空筒部に熱交換用の流路が設けられていることを
特徴とする請求項３に記載の反応器。
【請求項５】前記第１反応筒の金属筒は、大中小の３
つの円筒からなり、前記第１反応筒の金属多孔質体チャ
ンバーは、小径円筒内部の焼結体と、小径円筒と中径円
筒の間の焼結体と、大径円筒と中径円筒の間の焼結体と
で、気孔率や気孔径を異ならせたことを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項６】前記第１反応筒の金属多孔質体チャンバ
ーは、大中小の円筒の形状に合わせて個別に熱間等方加
圧焼結体を成形した後、これらを、同心円状に配置され
た大中小の円筒に圧入嵌合するようにしたことを特徴と
する請求項５に記載の反応器。
【請求項７】前記反応筒は、同心円状に配置された大
中小の円筒に、所定粒度の金属粉末を充填して熱間等方
加圧焼結して成形したことを特徴とする請求項５に記載
の反応器。
【請求項８】前記第２反応筒内の金属多孔質体は、気
孔率や気孔径が前記第１反応筒内の金属多孔質体よりも
更に大きく形成され、及び／又は、複数個の透孔が穿っ
て形成され、前記第２反応筒の中央部に、連通管が貫通して固定さ
れ、この連通管の下部に、チャンバー内の圧力を自動調整す
る安全弁が装着されていることを特徴とする請求項４に
記載の反応器。