JPS63295401A - 活性金属ベツド - 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、可逆的に水素化反応を行う活性金属を利用し
て水素同位体の吸蔵・放出又は水素同位体中に含まれる
不純物を除去する為の活性金属ベッドに関する。

［従来の技術］ 従来、大容量の水素同位体の回収・貯蔵用として、第３
図及び第４図に示すものが知られている。

図中の１は、ガス導入管２を備えた外側容器である。こ
の外側容器１の内側には熱シールド板３が設けられてい
る。この熱シールド板３の内側には、ヒータ４を巻装し
た均熱ブロック５、焼結金属フィルタユニット６に囲ま
れた活性金属（吸収熱体温合物）７が設けられている。

前記均熱ブロック５には活性金属７中を通るガスを排出
するガス導出ヘッダ８が設けられ、該ヘッダ８にはガス
導出管９が前記外側容器１を貫通するように連結されて
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の構造の活性金属ベッドによれば、
大量の水素同位体を吸蔵する場合、以下の欠点を有する
。

■焼結金属フィルタユニット６の上半分に穴が開いてい
ない為、水素同位体ガスの吸蔵に有効に利用されない。

■均熱ブロック５等の熱容量が小さい為、水素同位体ガ
スの吸蔵時の吸蔵熱により比較的高温になり易く、水素
同位体ガスの吸蔵速度が遅くなる。

逆に、水素同位体ガスを放出する場合、以下の問題点を
有する。

■ヒータ４と均熱ブロック５は一部分での接触となる為
、昇温効率が低い。

■特に、全体の活性金属７の均熱性（大容量の活性金属
ベッドにおいて焼結金属フィルタの数量が多くなると中
央側に行くに従って昇温し難い）、即ち活性金属の性能
は温度と密接な相関があり、均熱性が損われると、それ
だけ活性金属が有効に機能しなくなる為、活性金属１の
充ｉＪＥ量を増量したりする必要がある。

■焼結金属フィルタユニット６の数量が増えると、均熱
ブロック３動しが接触しない箇所も生じ、製作性に問題
があり、大容量の金属ベッドの対応が困難である。

なお、活性金属ベッドに充填する充填材（活性金属：Ｔ
ｉ、Ｕ、ＺｒＡｊ２．ＺｒＣｏなど）は低温（常温〜２
００℃まで）において水素同位体ガスを吸収して水素化
物を作り、また高温く４００℃以上、但しＴｉ、ＺｒＡ
ｆｉの場合は８００℃前後）にすると、該ガスを放出す
る性能を持っている。そして、前記充填材に温度分布が
生じると加熱した際でも低温部に水素残留して放出効率
が悪くなるため、均熱性に留意する必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、活性金属の
吸蔵時の発熱による温度上昇を抑制して水素同位体ガス
を吸蔵速度を落すことなく低圧まで短時間での回収が可
能になるとともに、放出効率を向上できる活性金属ベッ
ドを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、冷却水ジャケット又は真空断熱層を有した外
側容器と、この外側容器内に設けられ内部に可逆的に水
素化反応を行う活性金属粉末及び水素に不活性で熱伝導
の良い金属を封入した単一又は複数の焼結金属フィルタ
ユニットと、この金属フィルタユニットを装着する挿入
穴及び水素同位体ガスのための多数の穴を有し、かつ外
部にヒータを巻装した熱伝導性の良好なヒータブロック
とを具備することを要旨とする。

［作用］ 本発明において、ヒータブロックと燃焼金属フィルタユ
ニットの間には極狭い隙間がもうけられており、ヒータ
ブロックに設けられた貫通穴より入り込んだ水素同位体
ガスはその隙間を回り込む事により焼結金属フィルタユ
ニットの全周から吸蔵され、回収速度が理論的には２倍
に上がる。

また、吸蔵時の吸蔵熱は熱容量の大きなヒータブロック
に吸収され、活性金属の温度上昇を押えるとともに、加
熱時にはヒータブロックを速やかに加熱する事により、
活性金属の温度バラツキを最少に抑制でき、放出性能を
向上できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。ここで、第１図は活性金属ベッドの断面図、
第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

図中の１１は、ガス導入管を有した外側容器である。こ
の外側容器１１の外周には冷却水ジャケット（又は真空
断熱槽）１３が設けられ、この冷却水ジャケット１３に
は冷却水入口１４．冷却水出口１５が夫々設けられてい
る。前記外側容器１１の内側には破線で示す様に蓋１６
ａを設けた熱シールド板１６が設けられ、この蓋１６ａ
により破線の矢印Ａの方向からガスの供給を行えばバイ
パスに関しては防止する事ができる。前記熱シールド板
１６の内側には、ヒータ１７を巻装したヒータブロック
１８が設けられている。ここで、このヒータブロック１
８には熱伝導性に優れた銅等が使用されている為、ヒー
タブロック全体が速やかに均等に昇温され、ひいては効
率よく水素同位体ガスを放出させる事が可能である。前
記ヒータブロック１８には、焼結金属フィルタユニット
１９を通すための挿入穴２０．水素同位体ガスを通すた
めの貫通穴２１が夫々設けられている。ここで、前記貫
通穴２１の数（又は面積）は、水素同位体ガスの所要吸
蔵速度が得られる程度に円周方向及び軸方向に適宜開け
られている。前記焼結金属フィルタユニット１９内には
、活性金属２２が設けられている。なお、図中の２３は
ガス導出ヘッダー、２４はガス導出管、２５は焼結金属
フィルタユニットの出口側の一部に水素同位体ガスのバ
イパスを防止するために設けられたバイパス防止筒、２
６は焼結金属フィルタユニットの蓋である。

こうした構造の活性金属ヘッドにおいて、活性金属２２
に回収させるべき水素同位体ガスは、矢印Ａで示す様に
ガス導入管１２より供給され、外側容器１１内で拡散し
た後、ヒータブロック１８に開けられた多数の焼結フィ
ルタユニット１９にアクセスし、更にヒータブロック１
８と焼結金属フィルタユニット１９間の狭い間隙を回り
込んでフィルタの全円周より活性金属２２に吸蔵される
。

しかして、上記実施例に係る活性金属ベッドによれば、
以下に列挙する効果を有する。

（イ）貫通穴２１がヒータブロック１８の円周方向及び
軸方向に多数貫通している為、焼結金属フィルタユニッ
ト１９の全面積が有効に利用でき、吸蔵速度を向上させ
ることができる。

（ロ）水素同位体の吸蔵時の吸蔵熱はヒータブロック１
８へ伝熱され、活性金属２２の温度上昇を抑制して焼き
締りを防止し、低圧時の水素同位体ガスの吸蔵性能の低
下を抑制できる。

（ハ）水素同位体ガス放出時には、高温に加熱する必要
がある。しかるに、本発明の場合、ヒータブロック１８
には熱伝導性に優れた銅等を使用しである為、焼結金属
フィルタユニット１９の数量が多くなった場合でも活性
性金属全体を速やかに均熱昇温でき、活性金属１の放出
効率を向上できる。

（ニ）焼結金属フィルタユニット９の本数に関しては所
要の水素同位体吸蔵量により決定されるべきものである
。しかるに、本発明によるヒータブロック１８の製作性
は他本数であっても容易である為、大容量の活性金属ベ
ッドを得ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、活性金属の、吸蔵時
の発熱による温度上昇を抑制して水素同位体ガスをより
低圧まで短時間での回収が可能になるとともに、放出効
率を向上できる大容量の活性金属ベッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る活性金属ベッドの断面
図、第２図は第１図のｘ−Ｘ線に沿う断面図、第３図は
従来の活性金属ベッドの断面図、第４図は第３図のＸ−
Ｘ線に沿う略断面図である。 １１・・・外側容器、１２・・・ガス導入管、１３・・
・冷却水ジャケット、１４・・・冷却水入口、１５・・
・−冷却水出口、１６・・・熱シート板、１７・・・ヒ
ータ、１８・・・ヒータブロック、１９・・・焼結金属
フィルタユニット、１９ａ・・・蓋、２０・・・挿入穴
、２１・・・貫通穴、２２・・・活性金属、２３・・・
ガス導出ヘッダー、２４・・・ガス導出管、２５・・・
バイパス防止筒。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却水ジャケット又は真空断熱層を有した外側容器と、
   この外側容器内に設けられ内部に可逆的に水素化反応を
   行う活性金属粉末及び水素に不活性で熱伝導の良い金属
   を封入した単一又は複数の焼結金属フィルタユニットと
   、この金属フィルタユニットを装着する挿入穴及び水素
   同位体ガスのための多数の穴を有し、かつ外部にヒータ
   を巻装した熱伝導性の良好なヒータブロックとを具備す
   ることを特徴とする活性金属ベッド。