JPS62246699A - 金属水素化物容器 - Google Patents

金属水素化物容器

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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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JP
Japan
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hydrogen
heat
adsorbent
hydrogen gas
container
Prior art date
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Pending
Application number
JP61088334A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Kurooka
正之 黒岡
Shin Fujitani
伸 藤谷
Naojiro Honda
本田 直二郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0047Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for hydrogen or other compressed gas storage tanks
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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。

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。
(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。
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。
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。
(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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP61088334A 1986-04-18 1986-04-18 金属水素化物容器 Pending JPS62246699A (ja)

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