JPS61270329A

JPS61270329A - 水素ガス循環型熱処理装置

Info

Publication number: JPS61270329A
Application number: JP11273185A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Awazu; 粟津　啓介
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-11-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は水素ガス循環型熱処理装置に関する。

例えば、パーマロイ等の高透磁率材料を磁気焼鈍する場
合、該材料を水素ガス雰囲気下に熱処理する装置が使用
される。

本発明は、上記のような装置に関し、水素吸蔵合金を適
用して水素ガスを高純度に精製しつつ循環使用すること
によシ、全体がコンパクトで経済的に所望の熱処理をす
ることができ、しかもその操作が簡便且つ安全な水素ガ
ス循環型熱処理装置に関するものである。

〈従来の技術、その問題点〉従来、水素ガス雰囲気下に被熱材料を熱処理する装置は
、熱処理炉に大型の水素ガス精製装置を介在して大容量
の水素ガス貯蔵容器が接続され、これらが真空ポンプや
パルプ類を備える複雑な配管系統で関係付けられて成る
ものである。そして、該従来装置による熱処理操作は、
被熱材料が載置されているガス置換された熱処理炉内へ
、水素ガス精製装置を介して水素ガス貯蔵容器から水素
ガスを供給しつつ、一方でその供給した水素ガスを大気
中へ放出するというものである。

しかし、かかる従来装置によると、次のような種々の問
題点がある。

１）単位容量当たシの水素ガス貯蔵量が低いため、水素
ガス貯蔵容器が大容量である。

１１）例えば、パーマロイ等の高透磁率材料を磁気焼鈍
する場合、使用する水素ガス中に不純物が存在すると、
製品の磁気特性が著るしく損なわれる。水素ガスが不純
であるために製品品質へ及ぶこのような悪影響は、他の
被熱材料においても同様である。したがって、使用する
水素ガスは高純度に精製されたものでなければならず、
このため水素ガス精製装置が大型である。

１１１）必然、熱処理装置全体が大型になシ、配管系統
が複雑になって、操作が面倒である。

＋Ｖ）　　大型装置を運転し、また使用済みの水素ガス
を大気中へ放出するため、これらが相まって著るしく非
経済的であシ、放出水素ガスによる引火や爆発の危険が
ある。

〈発明が解決しようとする問題点、その解決手段〉本発明は、叙上の如き従来装置の問題点を解決して、全
体がコンパクトで経済的に所望の熱処理をすることがで
き、しかもその操作が簡便且つ安全な水素ガス循環型熱
処理装置を提供するものである。

しかして本発明は、熱処理炉に水素吸蔵合金を装填した２系統の密閉系容器
が接続され、該密閉系容器には温度制御機構が施されて
いて、熱処理炉と密閉系容器との間に適宜、真空ポンプ
及びパルプ類が介在されて成る水素ガス循環型熱処理装
置に係る。

以下、図面に基づいて本発明の構成を更に詳細に説明す
る。

〈実施例〉第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。

パルプ１１を介し、密閉系容器２１．２２が２系統配管
され、該密閉系容器２１．２２内には水素吸蔵合金Ａ、
Ｂが装填されている。密閉系容器２１．２２には温度制
御機構としての熱交換機３１゜３２が付設されておシ、
該熱交換機３１．３２によって水素吸蔵合金Ａ、Ｂがそ
れぞれ任意に温度制御され得るようになっている。

密閉系容器２１は、パルプ１２を介し、熱処理炉４１へ
と配管接続され、該熱処理炉４１からは、冷却機５１及
びパルプ１３を介し、密閉系容器２２へと配管接続され
ている。そして、熱処理炉４１と密閉系容器２２とはま
た、パルプ１４、真空ポンプ６１、パルプ１５及びオイ
ルトラップ７１を介して配管接続されておシ、パルプ１
５かラバ大気中へも放出し得るようになっている。

本発明において、熱処理炉４１は所謂水素炉として従来
から使用されているものでよく、また密閉系容器２１．
２２内に装填の水素吸蔵合金Ａ。

Ｂは既に提案されているものでもよい。これには例えば
、’ｌ’ｉＭｒＪ、ｓやＴｉ　１）、ｇ　Ｚｒ６．２　
Ｍｎｌ、５　Ｍｏ６．２　等、各種がある（雑誌「特殊
鋼」３２巻１号３９〜４７頁、１９８３年）。これらの
水素吸蔵合金は、水素化・脱水素化の可逆性に優れ、そ
の吸熱・発熱反応速度が速く、単位量当たシの吸蔵水素
量が著るしく大きい。更に加えて該水素吸蔵合金は、水
素ガス中に混入する不純物の精製能力が非常に高い。′
例えば、吸蔵する水素密度は市販の水素ボンベに比ベア
倍以上に達し、また市販の水素ボンベに充填されている
水素ガスには１０〜１００　ｐｐｍ程度の窒素、酸素、
炭酸ガス、有機物、水分等、多種類の不純物が含まれて
いるのであるが、該水素ガスを６ナイン以上にまで精製
する、というのけ普通である。

本発明は、かかる特性を有する水素吸蔵合金を利用して
これを温度制御することによシ、詳しくは後述するよう
に水素化又は脱水素化を繰シ返し行なわせて、水素ガス
を完全に循環使用するものである。図示した実施例では
、そのような温度制御機構として熱交換機３１．３２を
付設しているが、これに限定されるものではなく、例え
ば、水素吸蔵合金Ａ、Ｂに同温度で水素解離圧の異なる
２種類を使用してこれらを装填した密閉系容器２１．２
２をヒートポンプで関係付けて加熱又は冷却する方式で
もよい。この場合、前記した２種類の水素吸蔵合金は好
適である。

尚、説明は省略するが、図示した実施例において、その
性質上、各配管途中には適宜、減圧弁やニードル弁等が
付設される。

〈作用〉次に、前述の実施例によって本発明の詳細な説明する。

予め、熱交換機３１で水素吸蔵合金Ａを冷却しつつ、別
系統から該水素吸蔵合金Ａに充分な量の水素ガスを吸蔵
させておく（水素化）。

先ず、被熱材料を載置して密閉しだ熱処理炉４１内の雰
囲気ガスをバルブ１４・真空ポンプ６トバルプ１５・放
出の経路で排除する。そして、バルブ１１，１４，１５
を閉じた状態で、熱交換機３１により水素吸蔵合金Ａを
制御しつつ加熱しく脱水素化）、その一方、熱交換機３
２により水素吸蔵合金Ｂを制御しつつ冷却して（水素化
）、水素吸蔵合金Ａによって精製された水素ガスを、水
素吸蔵合金Ａ・バルブ１２・熱処理炉４１・冷却機５ト
バルブ１３・水素吸蔵合金Ｂの経路で流しつつ、熱処理
炉４１内の被熱材料を高純度水素ガス雰囲下に熱処理す
る。所定の熱処理を終了後、熱交換機３１による水素吸
蔵合金Ａの加熱を止め、バルブ１２を閉じ、熱処理炉４
１内に残存する水素ガスを、バルブ１４・真空ポンプ６
トバルブ１５・オイルトラップ７１・バルブ１３・水素
吸蔵合金Ｂの経路で回収する。最後に、バルブ１２，１
３を閉、バルブ１１を開の状態で、熱交換機３２によシ
水素吸蔵合金Ｂを制御しつつ加熱しく脱水素化）、その
一方、熱交換機３１によシ水素吸蔵合金Ａを制御しつつ
冷却して（水素化）、水素吸蔵合金Ｂによって回収吸蔵
され更に精製された水素ガスを水素吸蔵合金Ａへと再吸
蔵させる。以上を一つのサイクルとして、以下はこの繰
しである。

〈発明の効果〉以上説明した通シであるから、水素吸蔵合金を適用して
水素ガスを高純度に精製しつつ循環使用する本発明には
、装置全体がコンパクトで経済的に所望の熱処理をする
ことができ、しかもその操作が簡便且つ安全であるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。１１〜１５・・・バルブ、　　２１．２２・・・密閉系
容器、３１、３２・・・熱交換機、　４１・・・熱処理
炉、５１・・・冷却機、６１・・・真空ポンプ、７１・
・・オイルトラップ、

Claims

【特許請求の範囲】

１　熱処理炉に水素吸蔵合金を装填した２系統の密閉系
容器が接続され、該密閉系容器には温度制御機構が施さ
れていて、熱処理炉と密閉系容器との間に適宜、真空ポ
ンプ及びバルブ類が介在されて成る水素ガス循環型熱処
理装置。