專利名稱：氫氣排出裝置及其利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫氣排出裝置及其利用裝置，更詳細(xì)地講，是有關(guān)通過用加熱器加熱用鈀或鈀合金制造的容器的外側(cè)，而從容器內(nèi)含氫的氣體中只排出氫氣的氫氣排出裝置，及其利用裝置，例如，吸收式冷凍裝置。
這種氫氣排出裝置200，如
圖11A、11B、12A和12B的結(jié)構(gòu)(以下稱第1原有技術(shù))，已由特開平5-9001所揭示。而在以下的圖中，凡用同一符號表示的部分，與各圖中所說明的同一符號的部分具有相同作用。
在圖11A中，氣體發(fā)生裝置100，例如，如后述的吸收式冷凍機(jī)，是發(fā)生含有氫氣的氣體(本發(fā)明稱含氫氣體)110的裝置，在裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)功能上，是氫氣作為有害物的裝置。
含氫氣體110經(jīng)過開關(guān)閥230，進(jìn)入鈀或鈀合金材質(zhì)的氫氣排出管(以下稱鈀管)201的內(nèi)部存儲。鈀管201，其圓筒形鈀管的一端為封閉部分201A，另一端為開口部分201B，從開口部分201B導(dǎo)入含氫氣體110。而在原有的技術(shù)中，鈀管201的材質(zhì)為鈀合金時，例如，使用鈀為75％、銀為25％的合金。
開關(guān)閥230是采用電操縱器230A，例如，使用圓筒線圈的滑閥，或用電動機(jī)驅(qū)動閥體230B、而打開或關(guān)閉流路231通往流路232的通路。打開開關(guān)閥230時，含氫氣體110邊進(jìn)入鈀管201，邊用壓力檢測器235測出鈀管201內(nèi)含氫氣體110的壓力，即內(nèi)部壓力。這時，當(dāng)內(nèi)部壓力達(dá)到給定的壓力時，例如10,666Pa、即80mmHg柱時，關(guān)閉開關(guān)閥230。
鈀管201的外側(cè)配置有圓筒形電加熱器(本發(fā)明稱電熱器)240，將鈀管201包圍，同時通過供電線151將來自交流電源300的交流電傳給電熱器240，對鈀管201進(jìn)行加熱。而在其他現(xiàn)有技術(shù)中，還配置一根棒形加熱器與一根氫氣排出管鄰緊平行(圖沒示出)。
當(dāng)鈀管201的溫度升到300～350℃時，含氫氣體110中只有所含的氫放到鈀管201的外面，對氣體發(fā)生裝置100而言，可除去運(yùn)轉(zhuǎn)功能上有害的氫氣。
電熱器240用硅橡膠包覆形成圓筒形護(hù)套加熱器或發(fā)熱單元等。根據(jù)外加交流電壓或鈀管201的大小或熱容量的情況，當(dāng)該鈀管201的溫度超過400℃時，調(diào)節(jié)包覆硅橡膠等的厚度來調(diào)節(jié)溫度。
然而，在上述原有技術(shù)中，圓筒狀的電熱器240，只是從其內(nèi)部四周產(chǎn)生的熱來加熱鈀管201，而從外面四周產(chǎn)生的熱則無用，因此，用于促進(jìn)氫氣排出的加熱效率不高。
而圖中沒表示出的棒狀加熱器，該加熱器只有一面產(chǎn)生的熱用于加熱鈀管，其他三面產(chǎn)生的熱則無用，因此加熱效率同樣不高。
另一方面，在圖12A的結(jié)構(gòu)中，與圖11A的結(jié)構(gòu)不同之處，是將氫氣排出管、即鈀管201做成“U”字形彎曲的筒狀體，從“U”字形鈀管201的兩端開口部分201B導(dǎo)入含氫氣體110。而將電熱器240做成橢園形或長園形，以加大氫的排出面積，即加大鈀管201外面四周與電熱器240內(nèi)面的對置面積。
此外，一種吸收式冷凍裝置500(示于圖13，以下稱第2原有技術(shù))已由日本特開平6-194010公開。其中，以上述第1原有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的氣體發(fā)生裝置100用作吸收式冷凍機(jī)100A，且把吸收式冷凍機(jī)100A內(nèi)部發(fā)生的含氫氣體110供給氫氣排出裝置以除去氫。
吸收式冷凍機(jī)100A通過吸收液的吸收作用和蒸發(fā)作用，有只對所需要的流體，例如鹽水只進(jìn)行冷卻的冷卻操作，只以冷卻為負(fù)荷的吸收式冷凍機(jī)，或除這種冷卻外，通過吸收液的加熱的高溫和通過吸收作用的放熱，同時設(shè)有對所需要的流體，例如對鹽水進(jìn)行加熱的加熱操作的吸收式冷凍機(jī)，即以冷卻和加熱均為負(fù)荷的吸收式冷/熱水機(jī)。本發(fā)明將這些總稱為吸收式冷凍機(jī)。
圖13A中，吸收式冷凍機(jī)100A，將吸收液的濃液102c噴撒進(jìn)吸收器101，以吸收制冷劑蒸汽107c，與此同時將用冷卻水132通過冷卻管101B，對吸收熱進(jìn)行冷卻，而所得到的吸收液的稀釋液102a用高溫再生器105的加熱蒸發(fā)后，得到制冷劑蒸汽(沒圖示)。
利用蒸發(fā)的制冷劑蒸汽，在低溫再生器111中，制冷劑蒸汽從中間液102b中蒸出，得到吸收液的濃液102c，與此同時制冷劑蒸汽在冷凝器123中冷凝所得到的低溫制冷劑液126a，一邊存貯在蒸發(fā)器126的底部，一邊從上方噴撒到內(nèi)部，將通過熱交換管126B的鹽水，例如水冷卻后得到冷水135。由此進(jìn)行上述的冷卻操作。
而制冷劑液126a由熱交換管126B吸熱蒸發(fā)的制冷劑蒸汽107c，經(jīng)過蒸發(fā)器126和吸收器101之間的通路進(jìn)入吸收器101，被上述噴撒的濃吸收液102c吸收后，又變回吸收液的稀釋液102a。這樣進(jìn)行吸收液與制冷劑的循環(huán)。
如果不進(jìn)行上述制冷劑蒸汽107c、制冷劑液126a的循環(huán)、以及不用冷卻水132冷卻，那么通過使在吸收器101中所得的吸收液的稀釋液102a，在高溫再生器105中加熱以獲得高溫制冷劑蒸汽和具有中間濃度的中間液102b，在吸收器101和蒸發(fā)器126中循環(huán)，以加熱通過熱交換管126B的鹽水，例如水從而得到熱水135，由此進(jìn)行上述加熱操作。
上述的冷卻操作和加熱操作都用控制單元180進(jìn)行控制，控制單元180根據(jù)來自對所要的操作條件等進(jìn)行給定操作的各部分的操作信號，以及檢測各部溫度等所得的各測出信號，例如通過微機(jī)的控制處理，而輸出用于控制使吸收液循環(huán)的泵、切換各循環(huán)流路的開關(guān)閥、對吸收液進(jìn)行加熱的加熱量的調(diào)節(jié)閥等的各種控制信號。
上述的吸收液可在高溫、例如160℃部分循環(huán)，吸收液中的吸收劑，例如溴化鋰等與構(gòu)成各設(shè)備和管路的不銹鋼材料進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生氫，此氫混入制冷劑蒸汽107c內(nèi)。因?yàn)檫@種氫氣與各管路和各設(shè)備的連接部分連接時漏入的氮?dú)饣蜓鯕?，在吸收式冷凍機(jī)100A運(yùn)轉(zhuǎn)功能下不冷凝，所以氣體仍然存在制冷劑蒸汽107c中。
雖然氮?dú)夂脱鯕獠⒉辉黾?，但因氫氣隨著時間的延長而逐漸增加，所以例如在吸收器101和蒸發(fā)器126的內(nèi)部，這種不冷凝的氣體降低了制冷劑蒸汽107c的含量，使吸收作用的效率降低而不妥。
為此，將制冷劑蒸汽107c從吸收器101、蒸發(fā)器126導(dǎo)出送到氣/液分離器280，制冷劑蒸汽107經(jīng)過冷卻分出不凝氣體，即上述的含氫氣體110，由流路231供給氫氣排出裝置200，通過排出氫氣而解決上述的問題。
此外，上述特開平6-194010也揭示了事先配置圖13的結(jié)構(gòu)中多個氫氣排出裝置200，通過依次交替地導(dǎo)送含氫氣體110，而提高氫氣的排出效率的吸收式冷凍裝置500(示于圖14。以下稱第3原有技術(shù))。
在圖14中，在將含氫氣體110由氣/液分離器280導(dǎo)入到各氫氣排出裝置200的各流路231上，裝有開關(guān)閥230、壓力檢測器235和繼電器250，控制單元180以按照壓力檢測器235測出的值進(jìn)行控制，依次使各氫氣排出裝置200運(yùn)轉(zhuǎn)。
具體來講，首先打開第1氫氣排出裝置200，例如，上段的氫氣排出裝置200的流路231上的開關(guān)閥230，將含氫氣體導(dǎo)入鈀管201，隨著壓力檢測器235測出鈀管201內(nèi)含氫氣體110達(dá)到給定壓力時的值而關(guān)閉其開關(guān)閥230。
然后，打開第2的氫氣排出裝置200，例如，中段的氫氣排出裝置200的流路231上的開關(guān)閥230，將含氫氣體導(dǎo)入鈀管201，隨著壓力檢測器235測出鈀管201內(nèi)含氫氣體110達(dá)到給定壓力時的值而關(guān)閉其開關(guān)閥230。
接著，再打開第3的氫氣排出裝置200，例如，下段的氫氣排出裝置200的流路231上的開關(guān)閥230，將含氫氣體110導(dǎo)入鈀管201，隨著壓力檢測器235測出鈀管201內(nèi)含氫氣體110達(dá)到給定壓力時的值而關(guān)閉開關(guān)閥230。
然后，控制單元180控制返回到第1的氫氣排出裝置200，依次反復(fù)地進(jìn)行同樣的操作。而交流電壓供給繼電器250控制的電熱器240，從關(guān)閉開關(guān)閥230的時刻起一直進(jìn)行到鈀管201內(nèi)的含氫氣體壓力變小為止。
這時，鈀管201由于反復(fù)加熱、放熱冷卻，含氫氣體110從鈀管201的開口部分201B與流路232的嘴部的連接處漏出而不妥。為此，存在要求提供解決這些問題的氫氣排出裝置200以及利用裝置，例如，吸收式冷凍裝置500的課題。
另外，采用上述的第1原有技術(shù)的氫氣排出裝置200，因?yàn)殁Z管201所用的鈀合金的組成含銀25％，其余為鈀，耐熱不易破壞，成為具有耐久性的材質(zhì)。
然而，有時根據(jù)不同的用途需要將鈀管201的形狀改變制成各種形狀，當(dāng)需要形狀復(fù)雜時，例如圖12A中鈀管201的形狀時，最好用加工性好、略微質(zhì)軟的材料。而形狀可以簡單時，最好用質(zhì)硬而耐久性好的材質(zhì)。因此存在何種情況用何種材質(zhì)才好的課題。
本發(fā)明的第1個目的是為解決上述課題而提供一種氫氣排出裝置，該氫氣排出裝置包括加熱器，具有一密封端、從另一開口端導(dǎo)入含氫氣體、通過加熱器加熱使氫氣從內(nèi)側(cè)透過排放到外側(cè)的氫氣排出管、和與氫氣排出管連接的將含氫氣體導(dǎo)入氫氣排出管內(nèi)的導(dǎo)入管，其中，氫氣排出管由多個氫氣排出管組成，加熱器是配置在這些多個氫氣排出管間的共用加熱器，多個氫氣排出管對稱地配置在加熱器的鄰近周圍。
本發(fā)明的第2個目的是提供具有下述特征的氫氣排出裝置。該氫氣排出裝置包括加熱器，具有一封閉端、從另一開口端導(dǎo)入含氫氣體、并通過加熱器加熱使氫氣從內(nèi)側(cè)透過排出到外側(cè)的用鈀或鈀合金制的氫氣排出管，以及與氫氣排出管相接，將含氫氣體導(dǎo)入氫氣排出管內(nèi)的導(dǎo)入管，其中，將前述氫氣排出管的開口端部制成圓錐形內(nèi)表面，而導(dǎo)入管與前述氫氣排出管的圓錐形內(nèi)表面對接，并具有嘴部，該嘴部設(shè)計(jì)有用于使前述圓錐形內(nèi)表面變形的多個環(huán)狀凹槽部分和環(huán)狀山形凸起部分連接的階梯狀圓錐形外表面，以及設(shè)有導(dǎo)入前述含氫氣體用導(dǎo)入孔。
本發(fā)明的第3個目的是提供一種氫氣排出裝置，其中，使前述鈀合金含有20％以上、30％以下銀，和鈀組成的余量。
本發(fā)明的第4個目的提供氫氣排出裝置，其中，前述鈀合金包含約23％銀和鈀組成的余量。
本發(fā)明的第5個目的是提供吸收式冷凍裝置，其特征在于具有具備如上述結(jié)構(gòu)的氫氣排出裝置。
本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)通過以下參照附圖進(jìn)一步說明將變得很清楚。其中圖1是有關(guān)本發(fā)明的一實(shí)施方案的氫氣排出裝置的縱剖面圖。
圖2是裝配有圖1的氫氣排出裝置的不凝氣槽附近的回路圖。
圖3是裝配有圖1的氫氣排出裝置和圖2的不凝氣槽的吸收式冷凍機(jī)總體的回路圖。
圖4是表示根據(jù)其它實(shí)施方案的氫氣排出裝置與不凝氣槽的簡圖。
圖5是表示根據(jù)再一其它實(shí)施方案的氫氣排出裝置與不凝氣槽的簡圖。
圖6是裝配有其它實(shí)施方案的氫氣排出裝置與不凝氣槽的吸收式冷凍機(jī)總體的回路圖。
圖7是表示圖6的實(shí)施方案的氫氣排出裝置及不凝氣槽的簡圖。
圖8是表示氫氣排出裝置中的氫氣排出管保護(hù)套管和加熱器保護(hù)管的配置關(guān)系的水平剖面圖。以及圖8B是圖8A的側(cè)視圖。
圖9是表示本發(fā)明氫氣排出裝置的總體方塊結(jié)構(gòu)圖，圖9B是圖9A的主要部分分解結(jié)構(gòu)正視圖/縱剖面圖，圖9C是階梯部分的擴(kuò)大圖。
圖10是表示維氏硬度試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，圖10B是表示氫氣排出試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，圖10C是表示加熱損傷試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
圖11A是表示使用原有技術(shù)的氫氣排出裝置的總體方塊結(jié)構(gòu)圖，圖11B是圖11的主要部分橫剖面圖。
圖12A是表示使用原有技術(shù)的氫氣排出裝置的總體方塊結(jié)構(gòu)圖，圖12B是圖12A的主要部分橫剖面圖。
圖13是表示組裝有氫氣排出裝置的吸收式冷凍裝置的總體方塊結(jié)構(gòu)圖。
圖14是表示組裝有多個氫氣排出裝置的吸收式冷凍裝置的總體方塊結(jié)構(gòu)圖。
以下參照附圖中的實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。
本發(fā)明的實(shí)施方案示于圖1～圖3。
首先介紹圖3中裝備有與本實(shí)施方案相關(guān)的氫氣排出裝置的利用裝置，即吸收式冷凍機(jī)的總體簡況。1是蒸發(fā)吸收器殼體(下殼體)，在該蒸發(fā)吸收器殼體1中裝有蒸發(fā)器2及吸收器3。4是高溫再生器，備有燃燒器5。沿著從吸收器3到高溫再生器4的稀吸收液配管6，設(shè)有吸收液泵P1、低溫?zé)峤粨Q器7及高溫?zé)峤粨Q器8。
10是高溫殼體(上殼體)、在該高溫殼體中裝有低溫再生器11和冷凝器12。13是從高溫再生器4到低溫再生器11的制冷劑蒸汽管，16是從冷凝器12到蒸發(fā)器2的制冷劑液流下管，17是與蒸發(fā)器2進(jìn)行配管連接的制冷劑循環(huán)管，P2是制冷劑泵，21是與蒸發(fā)器2連接的冷水管。
22是由高溫再生器4到高溫?zé)峤粨Q器8的中間吸收液管，23是從高溫?zé)峤粨Q器8到低溫再生器11的中間吸收液管。25是由低溫再生器11到低溫?zé)峤粨Q器7的冷凝吸收液管，26是由低溫?zé)峤粨Q器7到吸收器3的冷凝吸收液管。29是冷卻水管。
如上所述結(jié)構(gòu)的吸收式冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，高溫再生器4的燃燒器5進(jìn)行燃燒，來自吸收器3的例如溴化鋰(LiBr)水溶液(含表面活性劑)等的稀釋吸收液被加熱沸騰，從稀釋吸收液中分離出制冷劑蒸汽(H2O)。由此，稀釋吸收液被濃縮成中間吸收液。
制冷劑蒸汽經(jīng)過制冷劑蒸汽管13流向低溫再生器11。該制冷劑蒸汽流經(jīng)低溫再生器11的加熱器14的內(nèi)部，將來自高溫再生器4的中間吸收液加熱，本身溫度下降冷凝成制冷劑液后流向冷凝器12。
從被加熱的中間吸收液產(chǎn)生的制冷劑蒸汽流向冷凝器12。在冷凝器12來自低溫再生器11的制冷劑蒸汽被冷凝后，與來自低溫再生器11的制冷劑液一起通過制冷劑液流下管16，向蒸發(fā)器2流下。
在蒸發(fā)器2，由于制冷劑泵P2的運(yùn)轉(zhuǎn)，制冷劑液通過制冷劑循環(huán)管17進(jìn)行循環(huán)、噴撒。通過這種噴撒而被冷卻，溫度被降低的冷水用于負(fù)荷。在蒸發(fā)器2氣化的制冷劑蒸汽流向吸收器3，被噴撒的吸收液吸收。
在高溫再生器4分離出制冷劑蒸汽后，濃度升高的中間吸收液經(jīng)過中間吸收液管22、高溫?zé)峤粨Q器8和中間吸收液管23流向低溫再生器11。中間吸收液經(jīng)來自高溫再生器4的制冷劑蒸汽流過內(nèi)部的加熱器14進(jìn)行加熱。而從中間吸收液分離出制冷劑蒸汽后，吸收液的濃度進(jìn)一步升高成為濃吸收液。
在低溫再生器11被加熱凝縮的濃吸收液流向冷凝吸收液管25，經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器7和冷凝吸收液管26流向吸收器3，噴撒滴落到冷卻水管29上。而吸收液吸收經(jīng)過蒸發(fā)器2進(jìn)入的制冷劑蒸汽后，制冷劑濃度升高。制冷劑濃度增高的稀釋吸收液由吸收液泵P1驅(qū)動送出，在低溫?zé)峤粨Q器7和高溫?zé)峤粨Q器8被預(yù)熱流入高溫再生器4。
這樣，當(dāng)通過與蒸發(fā)器2連接的冷水管21冷卻后，溫度被降低的冷水用于冷水負(fù)荷。而通過冷卻水管29，通過對在吸收器3噴撒的濃吸收液進(jìn)行冷卻，以及在冷凝器12冷卻制冷劑蒸汽，溫度升高的熱水用于熱水負(fù)荷。
由吸收液泵P1驅(qū)動送出的吸收液的一部分經(jīng)吸收液輸送管31流向氣/液分離器33的操縱器35。而停留在冷凝器12和吸收器3中的不凝氣體通過氣體導(dǎo)入管37和39導(dǎo)入操縱器35，在氣/液分離器33的分離槽41，不凝氣體與吸收液進(jìn)行分離后，貯在抽氣槽43中，抽氣槽43的吸收液經(jīng)吸收液循環(huán)管45返回吸收器3。
如圖2和圖1所示，氣/液分離器33的抽氣槽43的上部，通過連通管49與不凝氣槽51連通。連通管49上設(shè)有連通止回閥47。在不凝氣槽51設(shè)有與根據(jù)該實(shí)施方案的氫氣排出裝置53。
如圖1所示，該氫氣排出裝置53，對著不凝氣槽51上面開口的幾個氫氣入口55，連續(xù)設(shè)有幾個含氫氣體導(dǎo)入管57，在各導(dǎo)入管57的上端連有用于排出氫氣的氫氣排出管59，即鈀管。
氫氣排出管59用鈀或鈀合金(約含23％的銀)制成。
該氫氣排出管59的連接與導(dǎo)入管57開口頂部的截錐形狀61相吻合，將氫氣排出管59的下端加工成喇叭口狀，使前述截錐形狀61的部分與喇叭口加工的部分(圖未示出)重合，用喇叭管的聯(lián)接螺母從四周進(jìn)行擠壓。封閉氫氣排出管59的上端。
喇叭管的聯(lián)接螺母63的上端裝有筒狀氫氣排出管保護(hù)管65，與內(nèi)裝氫氣排出管59同心配置。這種裝配通過使喇叭管的聯(lián)接螺母63上端的周圍表面形成環(huán)狀凹槽64，將氫氣排出管保護(hù)管65配合蓋在喇叭管的聯(lián)接螺母63的上端，將螺釘66擰入貫通氫氣排出管保護(hù)管65側(cè)面的螺孔內(nèi)，將螺釘66的頂端插入環(huán)狀凹槽64中。圖1中只表示出裝配一部分的螺釘66。
在這樣裝配的幾個氫氣排出管保護(hù)管65的中心，緊鄰氫氣排出管保護(hù)管65接有筒狀的加熱器保護(hù)管67，在加熱器保護(hù)管67內(nèi)部裝有棒狀共同加熱器69。各氫氣排出管保護(hù)管65在加熱器保護(hù)管67周圍沿圓周方向?qū)ΨQ地配置。
這些保護(hù)管65、67采用高傳熱性材料，例如銅合金制成。
而且有隔熱材料71包蓋在加熱器保護(hù)管67和氫氣排出管保護(hù)管65的外面，還設(shè)有穿過氫氣排出管保護(hù)管65和隔熱材料71以用于把透過的氫排出到外面的通氣孔73和75。
用螺釘77固定的保護(hù)箱78蓋在不凝氣槽51的上面，覆蓋在隔熱材料71的外面，兩者之間留有給定的間隙76，在該保護(hù)箱78的上部，有用于排出比重輕的氫氣的通氣孔79。而在保護(hù)箱78的下部有孔83可以通入與氫氣置換的空氣，并可穿過共用加熱器69的導(dǎo)線81。
按照上述結(jié)構(gòu)，在氣/液分離器33的分離槽41中，與吸收液分離的不凝氣，從抽氣槽43通過連通止回閥47，經(jīng)連通管49輸送到不凝氣槽51存貯。再通過含氫氣體導(dǎo)入管57到達(dá)氫氣排出管59。
而由共用加熱器69產(chǎn)生的熱傳到加熱器保護(hù)管67，通過緊密接觸的氫氣排出管保護(hù)管65，加熱氫氣排出管59和內(nèi)部的不凝氣體。通過這種加熱，不凝氣體中所含的氫氣透過氫氣排出管59，透過的氫氣通過通氣孔73、75、79排出到外面。
如上所述，用這種實(shí)施方案，由中央共用加熱器69排出的熱傳到周圍所配置的多個氫氣排出管59，所以與過去只有一個氫氣排出管的配置方面相比，熱損失極少，使用共用加熱器69進(jìn)行加熱效率高。
此外，由共同加熱器69產(chǎn)生的熱，由于四周用隔熱材料71覆蓋，以及加熱器保護(hù)管67用傳熱性非常好的材料制造，可以使熱有效地傳到加熱器保護(hù)管67。同樣地，傳到加熱器保護(hù)管67的熱可有效地傳到與之緊密接觸的氫氣排出管保護(hù)管65。
另外，穿過氫氣排出管保護(hù)管65設(shè)置通氣孔73，使氫氣排出管59與氫氣排出管保護(hù)管65之間的間隙不需要有過去那么大，可以使氫氣排出管59與氫氣排出管保護(hù)管65更接近地配置，因此，也使熱從氫氣排出管保護(hù)管65傳到氫氣排出管59的效率更高。
在上述實(shí)施方案中，在不凝氣槽51之上只設(shè)置一個氫氣排出裝置53。而如圖4所示，在其他實(shí)施方案中，也可以在不凝氣槽51之上配置多個氫氣排出裝置53。
另外，在上述實(shí)施方案中，用保護(hù)箱78保護(hù)共用加熱器69、多個氫氣排出管59以及所覆蓋的隔熱材料71。但如圖5所示，在其他實(shí)施方案中，也可以用保護(hù)板87代替保護(hù)箱78。這種保護(hù)板87可以用焊接等方法與不凝氣槽51連接，具有“L”字狀的剖面可覆蓋在隔熱材料71的上方。
在另一其他實(shí)施方案中，如圖6所示，也可以備有用于冷卻不凝氣槽51的冷卻槽89。這種冷卻是為了抑制不凝氣槽51內(nèi)部的壓力，通過導(dǎo)入蒸發(fā)器2的制冷劑實(shí)施。即從冷凝器12向蒸發(fā)器2通過制冷劑液流下管16內(nèi)向下流的制冷劑液，以及在蒸發(fā)器2中通過使用制冷劑泵P2在制冷劑循環(huán)管17內(nèi)循環(huán)的制冷劑液，分別用制冷劑旁通管91和93送往冷卻槽89。導(dǎo)入的制冷劑液在冷卻槽89內(nèi)蒸發(fā)，降低周圍的溫度，變成制冷劑氣體，通過制冷劑回管95返回蒸發(fā)器2。
另外，在上述實(shí)施方案中，氫氣排出裝置53設(shè)置在不凝槽51的上面，氫氣排出管59垂直地豎立安裝。而在其他實(shí)施方案中，如圖6、圖7所示，氫氣排出裝置53設(shè)置在不凝氣槽51側(cè)面的上部，氫氣排出管59可以水平地設(shè)置。
在上述實(shí)施方案中，如圖5所示，保護(hù)板87具有L字狀的剖面，而在其他實(shí)施方案中，如圖6、圖7所示，也可以具有水平直線的剖面。
上述實(shí)施方案中，如圖1所示，有2根氫氣排出管保護(hù)管65與加熱器保護(hù)管67為中心對稱地配置。而在其他實(shí)施例中，如圖8所示，可以有4根氫氣排出管保護(hù)管65以加熱器保護(hù)管67為中心對稱配置在圓周上。此外，雖然沒有圖示出，但氫氣排出管保護(hù)管65的數(shù)可以是3根或5根以上。
如上所述，以中央共用加熱器為中心鄰接對稱地配置多個氫氣排出管，與只有1個氫氣排出管配置的情況相比，共用加熱器產(chǎn)生的熱浪費(fèi)極少，加熱效率高。
此外，共用加熱器產(chǎn)生的熱，經(jīng)過用傳熱性好的材料制的加熱器保護(hù)管以及氫氣排出管保護(hù)管，可有效地傳到氫氣排出管。又因在圓周上配置氫氣排出管，從共用加熱器輻射狀產(chǎn)生的熱浪費(fèi)更少。
再有，設(shè)置穿過氫氣排出管保護(hù)管用于將氫排放到外面的通氣孔，在氫氣排出管和氫氣排出管保護(hù)管之間不需要很大的間隙就能使氫排放到外面，因此氫氣排出管和氫氣排出管保護(hù)管可更接近地配置，進(jìn)一步提高傳熱效率。
而在加熱器保護(hù)管和氫氣排出管保護(hù)管外面有隔熱材料覆蓋，熱量不易散出，加熱效率更高。
氫氣排出管因其加工成喇叭口的部分用喇叭管的聯(lián)接螺母從周圍擠壓連接，與焊接相比可提高耐久性。
以下，用圖9A、9B、9C說明本發(fā)明的其他實(shí)施方案。在圖9A～9C中，與圖1～圖14所用的同一符號表示的部分，和圖11～圖14中同一符號說明的部分具有相同作用。
該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與圖11A的第1原有技術(shù)結(jié)構(gòu)不同之處是，在氫氣排出管、即鈀管201的開口部分201B處，有形狀象圓錐形的外表面形狀的內(nèi)表面(本發(fā)明稱圓錐形內(nèi)表面)211A，而且用于把含氫氣體110從流路232導(dǎo)入鈀管201內(nèi)部的導(dǎo)入管開口部分的嘴部236，有形狀象圓錐形外表面的外表面(本發(fā)明稱圓錐形外表面)236A,211A與236A互相面對且互相接觸，即是如下構(gòu)成導(dǎo)入部分210。
也就是使圓錐形外表面236A形成階梯狀的圓錐形外表面，以使圓錐形內(nèi)表面211A改變形狀，可嚴(yán)格防止含氫氣體110從圓錐形內(nèi)表面211A與圓錐形外表面236A之間漏出。
這時，前述階梯狀的圓錐形外表面236A，如圖9C所示，是通過形成階梯狀部分S，而使圓錐形外表面236A形成階梯狀的圓錐形外表面，該階梯狀部分S使與嘴部236的中心方向平行的凹面236X和與該凹面236X垂直的凹面236Y所形成的環(huán)狀凹槽部分g與環(huán)狀山形凸起部分m連接。而且山形凸起部分m的頂端與圓錐形外表面236A的圓錐面236U的高度相同。
這樣構(gòu)成的導(dǎo)入部分210，則由嘴部236、鈀管201的開口部分201B以及設(shè)有與喇叭口狀211的外表面211B所對接的接觸面237A的蓋螺母237所形成。將蓋螺母237上的陰螺絲部分237B擰到嘴部236上的陽螺絲部分236B上，使圓錐形內(nèi)表面211A擠壓圓錐形外表面236A而密封。
階梯狀圓錐形外表面236A部分的材質(zhì)，使用比喇叭口狀211部分的材質(zhì)、即鈀或鈀合金硬的材質(zhì)，例如高碳鋼，最好用經(jīng)過上藍(lán)硬化處理的不銹鋼。為此，使上述圓錐形內(nèi)表面211A被圓錐形外表面236A擠壓而密封時，更確切地是使喇叭口211的圓錐形內(nèi)表面211A按照階梯狀部分S而變形，從而即使是反復(fù)常溫和加熱溫度重復(fù)操作也仍能保持嚴(yán)格的密封。
此外，同上述實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)也適用于圖12A的第1原有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的鈀管201兩個開口部分201B處的含氫氣體110的導(dǎo)入部分210。
以下，用圖10A～10C說明其他實(shí)施例。在該實(shí)施例中，鈀管201材質(zhì)為含銀20～30％，其余為鈀的鈀合金。尤其是合銀約為23％，其余為鈀的鈀合金。
根據(jù)維氏硬度試驗(yàn)，氫氣排出量試驗(yàn)以及加熱損傷試驗(yàn)的結(jié)果，如圖10A～10C所得的特性曲線，用基于以上判斷為合適組成的鈀合金構(gòu)成本發(fā)明。
其中，維氏硬度試驗(yàn)是改變銀含量百分?jǐn)?shù)，測維氏硬度HV隨銀含量百分?jǐn)?shù)的改變而變化的結(jié)果。氫氣排出試驗(yàn)是改變銀含量百分?jǐn)?shù)，測氫氣排出量隨銀含量百分?jǐn)?shù)改變而變化的結(jié)果。即測當(dāng)鈀合金在300℃加熱時所排出氫氣量的變化。而加熱損傷試驗(yàn)是加熱溫度由90℃升到400℃后，再由400℃降到90℃，使溫度循環(huán)反復(fù)進(jìn)行300次后，測定比較鈀合金上產(chǎn)生的結(jié)晶的晶粒間界上裂痕的長度。
在維氏硬度試驗(yàn)中，銀含量為0％時，維氏硬度約為100HV，銀含量為23％時，其維氏硬度約190HV。在氫氣排出試驗(yàn)中銀含量為0％時與銀含量23％時無差別。在加熱損傷試驗(yàn)中，銀含量低于10％時，結(jié)晶晶粒間界上裂痕大，銀含量為23％時，結(jié)晶晶粒間界完全沒裂痕，銀含量為35％時，晶粒間界上裂痕明顯增加。
由這些試驗(yàn)結(jié)果斷定，在氫氣排出運(yùn)轉(zhuǎn)中，最重要的加熱損傷試驗(yàn)，如果銀含量在20％～30％的范圍內(nèi)，晶粒間界上的裂痕在實(shí)際應(yīng)用中并無差的影響。因此，可以將鈀合金中銀含量擴(kuò)大到20％～30％的范圍。尤其是銀含量23％時，晶粒間界上完全無裂痕，是最佳的材質(zhì)。而從維氏硬度試驗(yàn)和氫氣排出量試驗(yàn)的特性看，如果是銀含量20％～30％范圍的合金，硬度、氫氣排出量各方面均是可實(shí)用的范圍。
而含銀低于20％的鈀合金，氫氣排出量雖然好，但晶粒間界上裂痕特別大而不實(shí)用。當(dāng)是銀超過30％的鈀合金時，從晶粒間界上裂痕、硬度、氫氣排出量各方面可看出不實(shí)用。
此外，本發(fā)明還包括如下改變實(shí)施方案。
(1)使圓錐形外表面236A的階梯狀部分S的山形凸起部分m的頂端比圓錐形236U向外突出了喇叭口211厚度的1/10～1/5距離。
(2)圓錐形外表面236A的階梯狀部分S的凹槽部分g與山形凸起部分m形狀制成銳角或鈍角狀，或圓狀。
(3)本發(fā)明可應(yīng)用在圖11A～14揭示的第1原有技術(shù)的結(jié)構(gòu)、第2原有技術(shù)的結(jié)構(gòu)、第3原有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中。
(4)喇叭口211的部分與圖12A的第1原有技術(shù)結(jié)構(gòu)一樣，在內(nèi)側(cè)卷起形成雙重形狀，或相反在外側(cè)卷起形成雙重形狀。
如上所述，按照本發(fā)明可提供氫氣排出裝置及其利用裝置，例如吸收式冷凍裝置，其特征在于通過在將含氫氣體導(dǎo)入氫氣排出管的導(dǎo)入部分設(shè)置階梯狀的圓錐形外表面與圓錐形內(nèi)表面的對接部分，利用階梯狀部分，使構(gòu)成氫氣排出管的鈀或鈀合金變形而牢固封住。因此，即使溫度反復(fù)進(jìn)行常溫和加熱的變化，仍可保持高度的密封。
按照本發(fā)明，因?yàn)榭蓪⑩Z合金的組成由過去銀25％的合金擴(kuò)大到銀20％～30％的范圍使用，因此可以使用適合滿足各種氫氣排出用途的鈀合金。尤其是含銀約23％的鈀合金，可提供適合各種氫氣排出用途的最佳裝置。
盡管已示出并說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但本發(fā)明并不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種變化和改進(jìn)而不超出如所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1．一種氫氣排出裝置，該氫氣排出裝置包括加熱器，具有一封閉端、從另一開口端導(dǎo)入含氫氣體、通過加熱器加熱使氫氣從內(nèi)側(cè)透過排放到外側(cè)的氫氣排出管、和與氫氣排出管連接的將含氫氣體導(dǎo)入氫氣排出管內(nèi)的導(dǎo)入管，其中，氫氣排出管由多個氫氣排出管組成，加熱器是配置在這些多個氫氣排出管間的共用加熱器，多個氫氣排出管對稱地配置在加熱器的鄰近周圍。
2．權(quán)利要求1中記載的氫氣排出裝置，其特征在于備有配置在中央容有共用加熱器的加熱器保護(hù)管，和配置在鄰近加熱器保護(hù)管圓周方向上的容有氫氣排出管的氫氣排出管保護(hù)管，且前述各保護(hù)管均用高傳熱材料制成。
3．權(quán)利要求2中記載的氫氣排出裝置，其特征在于有穿過氫氣排出管保護(hù)管、用于把透過的氫氣排放到外面的通氣孔。
4．權(quán)利要求3中記載的氫氣排出裝置，其特征在于具有覆蓋加熱器保護(hù)管和氫氣排出管保護(hù)管的外表面的隔熱材料，而且有穿過氫氣排出管保護(hù)管和隔熱材料形成的用于將透過的氫氣排放到外面的通氣孔。
5．權(quán)利要求1中記載的氫氣排出裝置，其特征在于氫氣排出管與導(dǎo)入管的連接是使氫氣排出管的喇叭口端部與導(dǎo)入管開口端形成的截錐形部分重合，用喇叭管的聯(lián)接螺母從周圍擠壓而連接。
6．權(quán)利要求5中記載的氫氣排出裝置，其特征在于氫氣排出管保護(hù)管的裝配是將氫氣排出管保護(hù)管配合蓋在喇叭管的聯(lián)接螺母上，把螺釘擰入貫通氫氣排出管保護(hù)管的側(cè)面的螺孔中，將螺釘?shù)捻敹瞬迦肜裙艿穆?lián)接螺母上端周圍上形成的環(huán)狀凹槽內(nèi)。
7．權(quán)利要求1中記載的氫氣排出裝置，其特征在于吸收式冷凍機(jī)所裝配的氣/液分離器，通過裝設(shè)有連通止回閥的連通管與不凝氣槽連通，且該不凝氣槽上裝有幾個前述的氫氣排出裝置。
8．權(quán)利要求1中記載的氫氣排出裝置，其特征在于提供有保護(hù)共用加熱器和多個氫氣排出管的保護(hù)板。
9．權(quán)利要求1中記載的氫氣排出裝置，其特征在于設(shè)有保護(hù)共用加熱器和多個氫氣排出管全體的保護(hù)箱。
10．一種氫氣排出裝置，該氫氣排出裝置包括加熱器，具有一封閉端、從另一開口端導(dǎo)入含氫氣體、通過用該加熱器加熱使氫氣從內(nèi)側(cè)透過排放到外側(cè)的用鈀或鈀合金制的氫氣排出管，以及與氫氣排出管連接的使含氫氣體導(dǎo)入氫氣排出管內(nèi)的導(dǎo)入管，其中其前述氫氣排出管的開口端部具有圓錐形內(nèi)表面，導(dǎo)入管與前述氫氣排出管的圓錐形內(nèi)表面對接，并具有嘴部，該嘴部設(shè)計(jì)有用于使前述圓錐形內(nèi)表面變形的多個環(huán)狀凹槽部分與環(huán)狀山形凸起部分連接起來的階梯狀的圓錐形外表面和導(dǎo)入前述含氫氣體的導(dǎo)入孔。
11．權(quán)利要求10的氫氣排出裝置，其特征在于前述鈀合金含有20％以上30％以下的銀，其余為鈀。
12．權(quán)利要求10的氫氣排出裝置，其特征在于前述鈀合金含有約23％的銀，其余為鈀。
13．一種包含權(quán)利要求1、10、11或12記載的氫氣排出裝置的吸收式冷凍裝置。
全文摘要
氫氣排出裝置及其利用裝置,例如吸收式冷凍機(jī)裝置,該氫氣排出裝置包含用于從其內(nèi)部含氫氣體中排出氫的鈀材質(zhì)氫氣排出管,在氫氣排出效率、加熱、密封方面令人滿意。氫氣排出裝置配置多個氫氣放空管,并在它們中間設(shè)置加熱用的加熱管提高加熱效率。另外,通過氫氣排出管帶圓錐形內(nèi)表面的開口端部,與帶具有多個階梯部分的圓錐形外面的嘴部的導(dǎo)入管進(jìn)行擠壓連接可牢固地密封。氫氣排出管由含銀20～30%,其余為鈀的合金制成,適合各種氫氣排出應(yīng)用。尤其是,銀含量為23%,其余為鈀的合金,可提供氫氣排出特性、加熱特性好的氫氣排出裝置。
文檔編號F25B15/06GK1233731SQ9811553
公開日1999年11月3日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者古川雅裕, 鶴田章一 申請人:三洋電機(jī)株式會社