JPS62246699A - 金属水素化物容器 - Google Patents
金属水素化物容器Info
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- JPS62246699A JPS62246699A JP61088334A JP8833486A JPS62246699A JP S62246699 A JPS62246699 A JP S62246699A JP 61088334 A JP61088334 A JP 61088334A JP 8833486 A JP8833486 A JP 8833486A JP S62246699 A JPS62246699 A JP S62246699A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
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- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0047—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for hydrogen or other compressed gas storage tanks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、金属水素化物の水素ガスとの可逆反応を利用
した水素貯蔵装置、熱利用システムなどに用いる金属水
素化物容器に関する。
した水素貯蔵装置、熱利用システムなどに用いる金属水
素化物容器に関する。
（ロ）従来の技術
金属水素化物は一般に水素化、脱水素化を繰り返すと微
粉化するが、その微粉化により新たに生じた金属表面は
水素化、脱水素化反応に関与すると共に、水素とは異な
る異種ガスに対しても非常に活性である。従って、異種
ガスは容易にその表面と不可逆的な反応を起こし、金属
水素化物の水素化および脱水素化反応を阻害し、対水素
反応速度および反応量の低下を引き起こす。これは金属
水素化物を用いたシステムの運転上大きな問題となる。
粉化するが、その微粉化により新たに生じた金属表面は
水素化、脱水素化反応に関与すると共に、水素とは異な
る異種ガスに対しても非常に活性である。従って、異種
ガスは容易にその表面と不可逆的な反応を起こし、金属
水素化物の水素化および脱水素化反応を阻害し、対水素
反応速度および反応量の低下を引き起こす。これは金属
水素化物を用いたシステムの運転上大きな問題となる。
このため、従来の金属水素化物容器には外気を完全に遮
断する高い気密性を持たせ、外部からの異種ガスの侵入
を防止する構造としていた。
断する高い気密性を持たせ、外部からの異種ガスの侵入
を防止する構造としていた。
しかしながら、耐圧容器や熱交換器などの材料から発生
する微量の異種ガス、更には導入する水素ガスに含まれ
る微量の不純ガスについての配慮に欠けていたため、こ
れらの異種ガスが金属水素化物と反応して水素化および
脱水素化反応を阻害し、金属水素化物容器の性能を低下
させる問題点があった。
する微量の異種ガス、更には導入する水素ガスに含まれ
る微量の不純ガスについての配慮に欠けていたため、こ
れらの異種ガスが金属水素化物と反応して水素化および
脱水素化反応を阻害し、金属水素化物容器の性能を低下
させる問題点があった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は金属水素化物容器における金属水素化物の異種
ガスとの反応による性能の低下を無くし、水素反応効率
の良い金属水素化物容器を提供することを目的とする。
ガスとの反応による性能の低下を無くし、水素反応効率
の良い金属水素化物容器を提供することを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明の金属水素化物容器は、耐圧容器内部に金属水素
化物と共に封入する水素フィルタ管内部に、異種ガスを
選択的に吸着する吸着剤を耐圧容器外部から出し入れ可
能に構成したことを特徴としている。
化物と共に封入する水素フィルタ管内部に、異種ガスを
選択的に吸着する吸着剤を耐圧容器外部から出し入れ可
能に構成したことを特徴としている。
（ホ）作用
水素フィルタ管内部に異種ガス吸着剤を入れた状態で、
水素を容器内部に導入し水素化反応を行なわせれば、水
素フィルタ管を通過する水素ガスに含まれる異種ガスが
取り除かれる。また、脱水素化反応の際には、容器内部
で発生する異種ガスが水素を容器外部へ導出する際取り
除かれる。更に、異種ガスを吸着した吸着剤を容器外部
に気密に取り出し、加熱脱気したのち再び水素フィルタ
管内に戻すことにより、容器内部の異種ガスをほぼ完全
に除去して、金属水素化物の異種ガスとの反応による性
能低下を防止し、水素反応効率を向上させることができ
る。
水素を容器内部に導入し水素化反応を行なわせれば、水
素フィルタ管を通過する水素ガスに含まれる異種ガスが
取り除かれる。また、脱水素化反応の際には、容器内部
で発生する異種ガスが水素を容器外部へ導出する際取り
除かれる。更に、異種ガスを吸着した吸着剤を容器外部
に気密に取り出し、加熱脱気したのち再び水素フィルタ
管内に戻すことにより、容器内部の異種ガスをほぼ完全
に除去して、金属水素化物の異種ガスとの反応による性
能低下を防止し、水素反応効率を向上させることができ
る。
（へ）実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図は本発明の一実施例に係る金属水素化物容器の側断面
図を示したもので、耐圧容器１は１例えば、ステンレス
鋼を用いて円筒状に形成される容器本体２と蓋体３とか
らなり１両者はフランジ部でボルト締めされることによ
って内部が密閉される。
図を示したもので、耐圧容器１は１例えば、ステンレス
鋼を用いて円筒状に形成される容器本体２と蓋体３とか
らなり１両者はフランジ部でボルト締めされることによ
って内部が密閉される。
その容器内部に金属水素化物４と共に、水素のみを通過
させる水素フィルタ管５と、熱輸送媒体としてのヒート
バイブロが複数本封入される。これらのヒートバイブロ
は容器本体２の底面を気密すこ貫通して熱交換器７に結
合される。この熱交換器７としては、各種構成を取り得
るが、ここでは、ヒートバイブロの周囲を被覆して熱媒
８を流す構成としている。
させる水素フィルタ管５と、熱輸送媒体としてのヒート
バイブロが複数本封入される。これらのヒートバイブロ
は容器本体２の底面を気密すこ貫通して熱交換器７に結
合される。この熱交換器７としては、各種構成を取り得
るが、ここでは、ヒートバイブロの周囲を被覆して熱媒
８を流す構成としている。
一方、水素フィルタ管５の内部には、水素ガスに比べて
水蒸気、−酸化炭素°などの異種ガスを選択的に吸着す
る吸着材９が収納される。この水素フィルタ管５は、蓋
体３を気密に貫通する水素出入導管１０と容器内部で接
合されている。水素出入導管１０には２つの開閉弁１１
．１２が設けられると共に、その２つの開閉弁１１．１
２の中間の水素出入導管部分には開閉弁１３を介してシ
リンダ１４の一端部が接続される。シリンダの他端部は
開閉弁１５を介して必要に応じて図示せぬ真空ポンプに
接続される。また、水素出入溝ｖｌＯは開閉弁１２を介
して図示せぬ水素ボンベに接続されている。
水蒸気、−酸化炭素°などの異種ガスを選択的に吸着す
る吸着材９が収納される。この水素フィルタ管５は、蓋
体３を気密に貫通する水素出入導管１０と容器内部で接
合されている。水素出入導管１０には２つの開閉弁１１
．１２が設けられると共に、その２つの開閉弁１１．１
２の中間の水素出入導管部分には開閉弁１３を介してシ
リンダ１４の一端部が接続される。シリンダの他端部は
開閉弁１５を介して必要に応じて図示せぬ真空ポンプに
接続される。また、水素出入溝ｖｌＯは開閉弁１２を介
して図示せぬ水素ボンベに接続されている。
以上の構成で、吸着材９は、最初、シリンダ１４内部に
入れ、開閉弁１３を閉じ、開閉弁１５を開いて真空ポン
プに接続した状態で、シリンダ１４を加熱することによ
り脱気を行なう。次いで、開閉弁１５を閉じ、開閉弁１
３を開くと共に開閉弁１１を開き、開閉弁１２を閉じた
状態で、耐圧容器１を軸方向に回転し、シリンダ１４を
水素出入導管１０より高くすることで、脱気した吸着材
９を水素出入導管１０に導く。その後、水素出入導管１
０を耐圧容器１より高くすることで、吸着材９を水素フ
ィルタ管５内部に収容する。
入れ、開閉弁１３を閉じ、開閉弁１５を開いて真空ポン
プに接続した状態で、シリンダ１４を加熱することによ
り脱気を行なう。次いで、開閉弁１５を閉じ、開閉弁１
３を開くと共に開閉弁１１を開き、開閉弁１２を閉じた
状態で、耐圧容器１を軸方向に回転し、シリンダ１４を
水素出入導管１０より高くすることで、脱気した吸着材
９を水素出入導管１０に導く。その後、水素出入導管１
０を耐圧容器１より高くすることで、吸着材９を水素フ
ィルタ管５内部に収容する。
この状態で準備は完了し、開閉弁１３を閉じ、開閉弁１
２を開いて図示せぬ水素ボンベより水素ガスを耐圧容器
ｌに供給する。すると、この水素ガスは吸着材９により
水素ガス中に含まれる異種ガスが取り除かれてほぼ純粋
な水素ガスのみが水素フィルタ管５を経て耐圧容器１内
に放出される。この水素ガスが金属水素化物４と反応す
ることにより発生する熱はヒートバイブロに収集されて
熱交換ｌ１７に伝達され、内部に流れる熱媒８により外
部に取り出される。このとき、ヒートバイブロにはその
軸方向に垂直に多数枚の伝熱フィンを取り付けることに
より、熱の収集伝達を効率的に行なうことができるよう
になる。
２を開いて図示せぬ水素ボンベより水素ガスを耐圧容器
ｌに供給する。すると、この水素ガスは吸着材９により
水素ガス中に含まれる異種ガスが取り除かれてほぼ純粋
な水素ガスのみが水素フィルタ管５を経て耐圧容器１内
に放出される。この水素ガスが金属水素化物４と反応す
ることにより発生する熱はヒートバイブロに収集されて
熱交換ｌ１７に伝達され、内部に流れる熱媒８により外
部に取り出される。このとき、ヒートバイブロにはその
軸方向に垂直に多数枚の伝熱フィンを取り付けることに
より、熱の収集伝達を効率的に行なうことができるよう
になる。
以上は、水素吸収あるいは放熱時の動作について説明し
たが、水素放出あるいは蓄熱時には、高温の熱媒８を熱
交換器７に流すことにより、熱をヒートバイブロを介し
て金属水素化物４に伝達する。これにより、金属水素化
物４は水素ガスを放出する。
たが、水素放出あるいは蓄熱時には、高温の熱媒８を熱
交換器７に流すことにより、熱をヒートバイブロを介し
て金属水素化物４に伝達する。これにより、金属水素化
物４は水素ガスを放出する。
このとき耐圧容器１の内壁、ヒートバイブロの表面、更
には伝熱フィンをヒートバイブロに設けた場合はその表
面、また、耐圧容器１内壁に断熱材を取り付けた場合は
そこから異常ガスを発生する場合がある。これらの水素
ガスと異種ガスはヒートバイブロを通して水素出入導管
１０に導出されるが、このとき、異種ガスは吸着材９に
吸着されて取り除かれる。この結果、水素ボンベには異
種ガスを含まないほぼ純粋な水素ガスのみが貯蔵される
ことになる。
には伝熱フィンをヒートバイブロに設けた場合はその表
面、また、耐圧容器１内壁に断熱材を取り付けた場合は
そこから異常ガスを発生する場合がある。これらの水素
ガスと異種ガスはヒートバイブロを通して水素出入導管
１０に導出されるが、このとき、異種ガスは吸着材９に
吸着されて取り除かれる。この結果、水素ボンベには異
種ガスを含まないほぼ純粋な水素ガスのみが貯蔵される
ことになる。
このようにして、金属水素化物の水素ガスの吸収、放出
動作毎に容器内の異種ガスは漸次取り除かれて吸着材９
に吸着される。更に、この吸着材９を適宜ヒートバイブ
ロからシリンダ１４に取り出して加熱、脱気したのち、
再収容することによって、吸着材９の再生が簡単に行な
われ、耐圧容器１内から異種ガスを追放して金属水素化
物４の異種ガスとの反応による性能低下を防止し、水素
反応効率を向上させることができるようになる。
動作毎に容器内の異種ガスは漸次取り除かれて吸着材９
に吸着される。更に、この吸着材９を適宜ヒートバイブ
ロからシリンダ１４に取り出して加熱、脱気したのち、
再収容することによって、吸着材９の再生が簡単に行な
われ、耐圧容器１内から異種ガスを追放して金属水素化
物４の異種ガスとの反応による性能低下を防止し、水素
反応効率を向上させることができるようになる。
なお、開閉弁１１，１３は吸着材９を通過させるため水
素出入導管１０と同じ大きさの口径をもつボールバルブ
が適しており、吸着材９の粒径は水素出入導管１０の内
径が１ｃＩｌの場合、その１／２〜１１５の２〜５＋ｓ
程度とすると良い。
素出入導管１０と同じ大きさの口径をもつボールバルブ
が適しており、吸着材９の粒径は水素出入導管１０の内
径が１ｃＩｌの場合、その１／２〜１１５の２〜５＋ｓ
程度とすると良い。
また、吸着材９は、形状としては、ヒートバイブロ内部
で水素ガス流により移動しないように角状に成形したも
のを用いることが好ましい。また、種類としては水素ガ
スに比べて水蒸気や一酸化炭素などを選択的に吸着し、
しかもその吸着力の大きいゼオライト系の吸着剤を用い
ることが有効である。例えば、ゼオライト１ｇで１重量
％の水蒸気を不純物ガスとして含む水素ガス２００ｓ
Ｑ（ｓｔａｎｄａｒｄ Ｑ １ｔｒｅ） （ＬａＮｉ
ｓ金属水素化物１ 、２ ｋｇの水素吸蔵量に相当）の
水蒸気濃度をＩＯＰＰＭ以下にすることができる。
で水素ガス流により移動しないように角状に成形したも
のを用いることが好ましい。また、種類としては水素ガ
スに比べて水蒸気や一酸化炭素などを選択的に吸着し、
しかもその吸着力の大きいゼオライト系の吸着剤を用い
ることが有効である。例えば、ゼオライト１ｇで１重量
％の水蒸気を不純物ガスとして含む水素ガス２００ｓ
Ｑ（ｓｔａｎｄａｒｄ Ｑ １ｔｒｅ） （ＬａＮｉ
ｓ金属水素化物１ 、２ ｋｇの水素吸蔵量に相当）の
水蒸気濃度をＩＯＰＰＭ以下にすることができる。
（ト）発明の効果
以上のように本発明によれば、水素ガス以外の異種ガス
を吸着する吸着剤を耐圧容器内の水素フィルタ管内に収
容すると共に、これを容器外に簡単に取り出し脱気した
のち再収容できるようにしたので、水素ガス中に含まれ
る異種ガスあるいは容器内部で発生する異種ガスが取り
除かれ、金属水素化物の異種ガスとの反応による性能低
下を防止して、水素反応効率の良い金属水素化物容器が
得られる。
を吸着する吸着剤を耐圧容器内の水素フィルタ管内に収
容すると共に、これを容器外に簡単に取り出し脱気した
のち再収容できるようにしたので、水素ガス中に含まれ
る異種ガスあるいは容器内部で発生する異種ガスが取り
除かれ、金属水素化物の異種ガスとの反応による性能低
下を防止して、水素反応効率の良い金属水素化物容器が
得られる。
図は本発明の実施例に係る金属水素化物容器の側断面図
である。 １・・・耐圧容器、２・・・容器本体、３・・・蓋体、
４・・・金属水素化物、５・・・水素フィルタ管、６・
・・ヒートパイプ、７・・・熱交換器、８・・・熱媒、
９・・・吸着材、１０・・・水素出入導管、１１．１２
，１３．１５・・・開閉弁、１４・・・シリンダ。 手続補正書（自発） 昭和６１年７月２３日
である。 １・・・耐圧容器、２・・・容器本体、３・・・蓋体、
４・・・金属水素化物、５・・・水素フィルタ管、６・
・・ヒートパイプ、７・・・熱交換器、８・・・熱媒、
９・・・吸着材、１０・・・水素出入導管、１１．１２
，１３．１５・・・開閉弁、１４・・・シリンダ。 手続補正書（自発） 昭和６１年７月２３日
Claims (1)
- 耐圧容器内に金属水素化物と共にヒートパイプおよび水
素フィルタ管が収納されると共に、前記ヒートパイプは
前記耐圧容器を気密に貫通して熱交換器に連結される一
方、前記水素フィルタ管は前記耐圧容器を気密に貫通す
る水素出入導管に接続されてなる金属水素化物容器にお
いて、前記水素出入導管には２つの開閉弁を設置する一
方、その２つの開閉弁間の水素出入導管に開閉弁を介し
てシリンダを接続し、前記開閉弁を選択的に開閉するこ
とによって前記シリンダから前記水素フィルタ管内に水
素ガス以外の異種ガスを吸収する吸着剤を出し入れ可能
に構成すると共に、前記シリンダは内部に前記吸着剤を
入れて加熱することにより前記吸着剤の脱気を可能とし
たことを特徴とする金属水素化物容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61088334A JPS62246699A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 金属水素化物容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61088334A JPS62246699A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 金属水素化物容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62246699A true JPS62246699A (ja) | 1987-10-27 |
Family
ID=13939969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61088334A Pending JPS62246699A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 金属水素化物容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62246699A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444016B2 (en) | 2000-03-08 | 2002-09-03 | Denso Corporation | Hydrogen storage unit |
| EP1350015A1 (en) * | 2000-12-14 | 2003-10-08 | IMPCO Technologies, Inc. | Systems and methods for storing hydrogen |
| WO2015032587A1 (fr) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Regeneration d'un piege pour impuretes dans l'hydrogene utilisant la chaleur en sortie d'un reservoir a hydrures |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264306A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-27 | Sekisui Chem Co Ltd | 水素ガス精製方法 |
-
1986
- 1986-04-18 JP JP61088334A patent/JPS62246699A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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