JPS62228799A - 金属水素化物反応容器用中間部材の製造方法 - Google Patents

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、金属水素化物反応容器用中間部材の製造方法
に関し、詳しくは、金属水素化物の水素の吸蔵放出反応
に伴う発熱吸熱を出力として得るための金属水素化物反
応容器用中間部材であって、金属水素化物と熱交換させ
るための熱媒を流通させる金属管と、その周囲に配置さ
れた金属水素化物とからなり、金属水素化物自体の熱伝
導性と共に、金属水素化物と金属管との間の熱交換性能
を高めた金属水素化物反応容器用中間部材の製造方法に
関する。

（従来の技術） ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して金属水素
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に吸熱
的に水素を放出することが知られている。このような金
属水素化物としては既にランタン−ニッケル水素化物（
ＬａＮｉｓＨ，）、カルシウム−ニッケル水素化物（Ｃ
ａＮｉｓＨｘ）　、ミツシュメタル−ニッケル水素化物
（ＭｍＮｉｓＨ，）、鉄−チタン水素化物（ＦｅＴｉｌ
ｌＸ）、マグネシウム−ニッケル水素化物（ＭｇＪｉｌ
ｌｘ）等、種々のものが知られており、近年、これら金
属水素化物の特性を利用した加熱冷却装置、水素貯蔵装
置、熱輸送装置等が提案されている。

従来、金属水素化物の水素の放出及び吸蔵に伴う発熱又
は吸熱を出力として取り出すための装置の１つとして、
第４図に示すような反応容器が知られている。この金属
水素化物反応容器は、水素出入口１を有する中空容器２
内に熱媒を流通させるための金属管３を貫通させると共
に、上記容器２内に金属水素化物粉末４を充填して形成
されている。

しかし、このような従来の金属水素化物反応容器によれ
ば、金属水素化物粉末が水素の吸蔵及び放出を繰り返す
間に粒子径１〜１０μｍ程度に微粉化するので、それ自
体の熱伝導性が著しく低下し、延いては、容器との間の
熱交換性能が低下する。

また、従来は、図示したように、水素出入口１を金属水
素化物粉末から遮断するため、適宜のフィルター５を水
素出入口の近傍に設けると共に、容器内において良好な
水素の流通性を確保するために、例えば、多孔質の管体
（図示せず）を水素流通路として反応容器内に配設する
必要があるので、その構造が複雑であり、また、製作も
煩瑣である。

このような問題を解決するために、例えば、特開昭５３
−６６８５２号公報や、特開昭５９−１４７０３２号公
報には、金属水素化物粉末を他の粉末、例えば、アルミ
ニウム、銅、ニッケル、スズやこれらの合金粉末と混合
し、加圧成形し、固体化して、用いることが提案されて
いる。また、特開昭６０−９８３９号公報には、金属水
素化物粉末を繊維補強しつつ、固体状に成形することも
提案されている。このように、金属水素化物粉末を固体
化することによって、金属水素化物の熱伝導性は改善さ
れるが、しかし、熱交換器である容器との熱交換性は、
依然として改善されない。

特に、金属水素化物を貫通孔を有するように固体状に成
形し、上記貫通孔に金属管を挿入して、水素化物反応容
器のための中間部材を構成する場合に、金属水素化物の
成形体と金属管の外壁との間に僅かの空隙が必要であり
、この空隙が金属水素化物と容器壁との間の熱交換性を
著しく低下させる。

（発明の目的） 本発明は上記に鑑みてなされたものであって、金属水素
化物の水素の吸蔵放出反応に伴う発熱吸熱を出力として
得るための金属水素化物反応容器用中間部材であって、
金属水素化物と熱交換させるための熱媒を流通させる金
属管と、その周囲に配置された金属水素化物成形体とか
らなり、金属水素化物自体の熱伝導性と共に、金属水素
化物と金属管との間の熱交換性能を高めた金属水素化物
反応容器用中間部材の製造方法を提供することを目的と
する。

（発明の構成） 本発明は、金属水素化物の水素の吸蔵放出反応に伴う発
熱吸熱を出力として得るための金属水素化物反応容器用
中間部材であって、金属水素化物と熱交換させるための
熱媒を流通させる金属管と、その周囲に配置された金属
水素化物とからなる中間部材の製造方法において、金属
水素化物粉末を軸方向に貫通孔を有する成形体に成形し
、この貫通孔に金属管を挿入し、次いで、この金属管を
拡管加工して、上記金属管の外壁面を上記金属水素化物
の成形体の貫通孔の内壁面に密着させることを特徴とす
る。

本発明において、金属水素化物粉末を所定形状に成形す
るには、前記したような従来の方法のいずれによっても
よいが、例えば、金属水素化物粉末を例えばポリビニル
ブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリブ
チレン−メタクリレート共重合樹脂等のような結着剤と
、必要に応じてアルミニウム、銅等の金属粉と共に混合
し、これを軸方向に貫通孔を有するように、適宜の方法
にて加圧成形し、加熱焼成し、結着剤を揮散させること
によって、多孔性の金属水素化物成形体を得ることがで
きる。成形体の有する貫通孔は複数であってもよく、こ
の場合、貫通孔は、得られた反応容器において、複数の
金属管が挿入され、又は水素の流通路を形成する。また
、成形体の成形方法も、上記に限定されるものではない
。

次いで、上記成形体の貫通孔にその径よりも僅かに小さ
い外径を有する金属管を挿入する。金属管の外径は、例
えば、成形体の有する貫通孔の径よりも０．２〜ｌ　ｍ
ｍ程度小さいことが好ましい。金属管は、後述する拡管
加工が容易であるように、例えば、銅やアルミニウムが
好ましいが、ステンレス鋼であってもよい。

この後、金属管をこれを囲む金属水素化物成形体と共に
拡管加工して、金属管の外壁面を金属水素化物成形体の
有する前記貫通孔の内壁面に密着させて、本発明による
金属水素化物反応容器用中間部材を得る。このような拡
管加工は、例えば、金属管の内径より僅かに大きい径の
金型を金属管の内部を強制的に通過させることによって
行なうことができる。また、金属管の一端を封止し、他
端から流体を充填加圧してもよい。尚、金属水素化物の
成形体及び金属管の形状は、通常、それぞれ円筒状であ
るが、しかし、これらに限定されるものではない。

上記中間部材を適宜長さに切断し、金属管を外部に引き
出しつつ、水素出入口を有する容器内に収容すれば、金
属水素化物反応容器を得ることができる。

第１図及び第２図は、上記のようにして得られる金属水
素化物反応容器を示し、内部に熱媒を流通させるための
金属管３は、その外壁面が金属管を囲む金属水素化物の
成形体６の有する貫通孔７の内壁面に密着されている。

金属水素化物成形体が複数の貫通孔を有するときは、残
りの貫通孔は、反応容器において水素の流通路を形成す
る。

この反応容器の使用に際しては、水素は水素出入口１か
ら容器内に導入されて、金属水素化物に吸蔵され、他方
、金属水素化物から放出された水素は、水素出入口から
反応容器外に案内される。

（実施例） 通常の反応容器を用いてＬａＮｉ５を活性化し、水素の
吸蔵放出を１０回繰り返した。真空ポンプにて容器内か
ら水素を除き、−酸化炭素ガスを導入して後、金属水素
化物を空気中に取り出した。金属水素化物は、殆どが粒
子径１０，１７ｍ以下に微粉化していた。

この金属水素化物微粉に粒子径約１０μｍのアルミニウ
ム粉を１０重量％混合し、１０　ｋｇ／ｃｊ（７）加圧
下に１時間、５００℃に加熱保持して、外径２０龍、内
径１０．５鶴、長さ３００１■の円筒体に成形した。こ
の金属水素化物の円筒状成形体の貫通孔に外径１０龍、
肉厚０．５　ｍ−の鋼管を挿入し、次いで、銅管の一端
を封止し、他端から圧力２００ｋｇ／ａＪの油圧を加え
て、鋼管を拡管加工して、中間部材を得た。

この中間部材を第１図に示すように容器としての外径２
８鰭、肉厚１ｆｉの銅管内に装着して、金属水素化物反
応容器を製作した。

この反応容器に水素を導入し、次いで、真空ポンプで容
器内を脱気する操作を１０回繰り返して、金属水素化物
を活性化した。

銅管に２０℃の水を流通させながら、反応容器内に圧力
１０ｋｇ／ｃ＋１にて水素を加圧した場合の金属水素化
物の水素の吸蔵速度を第３図に実線にて示す。比較のた
めに、拡管加工を行なわない以外は同様にして得た中間
部材を用いて、上記と同様の金属水素化物反応容器を製
作した。この反応容器について、上記と同じ条件下で測
定した水素の吸蔵速度を第３−に破線にて示す。

本発明の金属水素化物反応容器によれば、金属水素化物
の水素の吸蔵速度が早く、従って、反応容器壁と金属水
素化物との間の熱交換性能がすぐれていることが明らか
である。

（発明の効果） 以上のように、本発明による金属水素化物反応容器によ
れば、金属水素化物の粉末を貫通孔を有する固体状に成
形し、この貫通孔に金属管を挿入し、金属管を拡管加工
して、金属管の外壁面をこれを囲む金属水素化物成形体
に密着させるので、金属水素化物が高い熱伝導性を存す
るのみならず、金属水素化物と金属管壁との間の熱交換
性能が著しく向上する。

更に、金属水素化物が固体状に成形されているので、金
属水素化物が微粉化せず、従って、反応容器からの揮散
の問題も生じない。

以上のように、本発明の中間部材を用いることによって
、反応容器の構造を簡単化することができると共に、そ
の製作も容易である。しかも、前記中間部材は、必要に
応じて連続して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属水素化物反応容器用中間部材
の一実施例を示す断面図、第２図は第１図の反応容器の
横断面図、第３図は本発明による金属水素化物反応容器
を用いた場合の水素の吸蔵速度を比較例と共に示すグラ
フ、第４図は従来の金属水素化物反応容器の一例を示す
断面図である。 １・・・水素出入口、２・・・容器、３・・・金属管、
４・・・金属水素化物粉末、６・・・金属水素化物の成
形体、７・・・貫通孔。 特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　廣１）　馨 第２図 第３図 片間（わ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属水素化物の水素の吸蔵放出反応に伴う発熱吸
   熱を出力として得るための金属水素化物反応容器用中間
   部材であって、金属水素化物と熱交換させるための熱媒
   を流通させる金属管と、その周囲に配置された金属水素
   化物とからなる中間部材の製造方法において、金属水素
   化物粉末を軸方向に貫通孔を有する成形体に成形し、こ
   の貫通孔に金属管を挿入し、次いで、この金属管を拡管
   加工して、上記金属管の外壁面を上記金属水素化物の成
   形体の貫通孔の内壁面に密着させることを特徴とする金
   属水素化物反応容器用中間部材の製造方法。