特許 7390233 ガス流動促進装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-22

(45)【発行日】2023-12-01

(54)【発明の名称】ガス流動促進装置

(51)【国際特許分類】

   C01B 3/00 20060101AFI20231124BHJP

   B01J 8/06 20060101ALI20231124BHJP

   F17D 1/02 20060101ALI20231124BHJP

   G21C 9/04 20060101ALI20231124BHJP

   G21C 19/317 20060101ALI20231124BHJP

   G21F 9/02 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

C01B3/00 Z

B01J8/06

F17D1/02

G21C9/04

G21C19/317

G21F9/02 541B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020061232

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021160948

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小雲 信哉

(72)【発明者】

【氏名】河村 雅也

(72)【発明者】

【氏名】森山 貴雄

【審査官】佐藤 慶明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０７４５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９２２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０１２１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２８２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０６５９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３３１１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４２４６２３５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３１１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７８８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－０１６０２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２００１－５００２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５１３２５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０１Ｂ ３／００ － ５／０２

Ｂ０１Ｄ ５３／００ － ５３／９６

Ｂ０１Ｊ ８／０６

Ｆ１７Ｄ １／００ － ５／０８

Ｇ２１Ｃ ９／０４

Ｇ２１Ｃ １９／３１７

Ｇ２１Ｆ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素を含むガスが存在する空間部から鉛直方向の上方に延出する分岐部と、
前記分岐部に滞留するガスの水素濃度を低減する水素濃度低減装置と、
を備え、
前記空間部は、主配管の流路であり、前記分岐部は、前記主配管から鉛直方向の上方に分岐する分岐配管であり、前記分岐配管は、開閉弁が設けられ、前記水素濃度低減装置は、前記分岐配管における前記主配管の連結部と前記開閉弁との間から前記主配管における前記分岐配管の連結部よりガス流動方向の下流側に連結される戻り配管を有する、
ガス流動促進装置。

【請求項2】

前記水素濃度低減装置は、前記分岐配管における前記主配管の連結部と前記開閉弁との間に配置される水素再結合装置を有する、
請求項１に記載のガス流動促進装置。

【請求項3】

前記水素再結合装置は、筒形状をなすケースと、前記ケースにおける上開口部と下開口部に固定される一対の多孔部材と、前記ケースと前記一対の多孔部材により区画された空間部に充填される触媒とを有する、
請求項２に記載のガス流動促進装置。

【請求項4】

前記水素再結合装置は、第１接手と、前記第１接手に連結される第２接手と、前記第１接手と前記第２接手との連結部に充填される触媒とを有する、
請求項２に記載のガス流動促進装置。

【請求項5】

前記水素濃度低減装置は、前記分岐配管における前記主配管の連結部と前記開閉弁との間に配置される加熱装置を有する、
請求項１に記載のガス流動促進装置。

【請求項6】

前記分岐配管は、前記水素濃度低減装置より鉛直方向の上方側に保温部が設けられる、
請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のガス流動促進装置。

【請求項7】

前記水素濃度低減装置は、前記主配管における前記分岐配管の連結部と前記戻り配管との連結部との間に配置される流路抵抗部を有する、
請求項１に記載のガス流動促進装置。

【請求項8】

水素を含むガスが存在する空間部から鉛直方向の上方に延出する分岐部と、
前記分岐部に滞留するガスの水素濃度を低減する水素濃度低減装置と、
を備え、
前記空間部は、容器の貯留部であり、前記分岐部は、前記容器における鉛直方向の上部から上方に分岐する分岐配管であり、前記水素濃度低減装置は、前記分岐配管に配置される水素再結合装置を有し、
前記分岐配管は、鉛直方向の上端部に前記容器に連結される戻り配管が連結され、
前記分岐配管は、前記水素濃度低減装置より鉛直方向の上方側に保温部が設けられ、前記戻り配管は、冷却部が設けられる、
ガス流動促進装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、配管や容器などに滞留するガスの流れを促進するガス流動促進装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、原子力発電設備や放射性廃棄物処理設備などでは、水が中性子照射を受けて放射性分解を生じ、水素が発生することが考えられる。発生した水素は、例えば、主蒸気に混入して配管を流れたり、タンクなどに貯留されたりする。例えば、主蒸気が流れる配管にて、局所的に水素が滞留して濃度が高くなると、水素燃焼が生じる可能性がある。そのため、発生した水素を安全に処理する必要がある。発生した水素を処理する技術としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２０４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した特許文献１では、蒸気から水素を分離し、気体廃棄物処理系に導いて処理している。ところが、蒸気が流れる配管は、途中で分岐したり、屈曲したりすることから、蒸気に含まれる水素が、例えば、配管の分岐部や屈曲部などに滞留することが考えられる。すると、水素が気体廃棄物処理系に導かれる前に、配管の途中で局所的に滞留して濃度が高くなるおそれがある。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、局所的な水素の滞留を抑制することで安全性の向上を図るガス流動促進装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するための本開示のガス流動促進装置は、水素を含むガスが存在する空間部から鉛直方向の上方に延出する分岐部と、前記分岐部に滞留するガスの水素濃度を低減する水素濃度低減装置と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示のガス流動促進装置によれば、局所的な水素の滞留を抑制することで安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【図2】図２は、水素濃度低減部を表す概略図である。

【図3】図３は、第２実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【図4】図４は、第３実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【図5】図５は、第４実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【図6】図６は、第５実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【図7】図７は、第６実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【図8】図８は、水素濃度低減部を表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

【0010】

［第１実施形態］
＜ガス流動促進装置の構成＞
図１は、第１実施形態のガス流動促進装置を表す概略図、図２は、水素濃度低減部を表す概略図である。

【0011】

第１実施形態において、図１に示すように、ガス流動促進装置１０は、主配管１１と、分岐配管（分岐部）１２と、開閉弁１３と、戻り配管（水素濃度低減装置）１４と、水素再結合装置（水素濃度低減装置）１５とを備える。

【0012】

主配管１１は、水平方向に沿って配置される。主配管１１は、内部に流路（空間部）２１が設けられ、水素（水素ガス）と酸素（酸素ガス）を含むガスＧが矢印方向に沿って流れる。なお、主配管１１は、傾斜していてもよい。分岐配管１２は、主配管１１の流路２１から鉛直方向の上方に延出する。分岐配管１２は、主配管１１に直交する鉛直配管部２２と、鉛直配管部２２から水平方向に屈曲する水平配管部２３とを有する。分岐配管１２は、鉛直配管部２２および水平配管部２３を介して図示しないガス供給部に連結される。分岐配管１２は、水平配管部２３に開閉弁１３が設けられる。

【0013】

戻り配管１４は、分岐配管１２における主配管１１の連結部と開閉弁１３との間から主配管１１における分岐配管１２の連結部よりガス流動方向の下流側に連結される。戻り配管１４は、分岐配管１２における鉛直配管部２２と水平配管部２３との連結部から水平方向に分岐する。戻り配管１４は、分岐配管１２に直交する水平配管部２４と、水平配管部２４から鉛直方向の下方に屈曲する鉛直配管部２５とを有する。戻り配管１４は、鉛直配管部２５の下端部が主配管１１（流路２１）に連結される。すなわち、分岐配管１２の鉛直配管部２２と戻り配管１４の水平配管部２４および鉛直配管部２５とにより、主配管１１の一部を迂回する循環経路が形成される。

【0014】

水素再結合装置１５は、分岐配管１２に滞留するガスの水素濃度を低減する。水素再結合装置１５は、分岐配管１２の鉛直配管部２２における長手方向の中間部に配置される。水素再結合装置１５は、例えば、触媒であって、水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成することで、水素濃度を低減する。

【0015】

水素再結合装置１５は、図２に示すように、筒形状をなすケース３１と、ケース３１の上部と下部に固定される多孔板３２，３３と、ケース３１の内部で、多孔板３２，３３の間の空間部に充填される触媒（例えば、白金の粒状体）３４とを有する。ガスＧは、多孔板３２を通ってケース３１の内部に入り、触媒３４により水素と酸素の再結合反応が生じて水蒸気が生成され、多孔板３３を通って排出される。

【0016】

図１に示すように、分岐配管１２は、水素再結合装置１５より鉛直方向の上方側に保温部２６が設けられる。ガスＧが水素再結合装置１５により水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成するとき、熱が発生し、ガスＧの温度が上昇する。保温部２６は、温度上昇したガスＧの温度低下を抑制する。そのため、再結合反応後のガスＧにより上方に流動する自然対流が生成される。

【0017】

なお、上述した説明では、水素濃度低減装置として、水素再結合装置１５を適用したが、この構成に限定されるものではない。例えば、水素濃度低減装置として、加熱装置を適用してもよい。加熱装置は、水素再結合装置１５と同様に、分岐配管１２に滞留するガスの水素濃度を低減する。加熱装置は、分岐配管１２の鉛直配管部２２における長手方向の中間部に配置される。加熱装置は、例えば、ヒータであって、水素を含むガスＧを加熱することで、上方に流動するガスＧの自然対流を生成し、水素濃度を低減する。

【0018】

＜ガス流動促進装置の作動＞
主配管１１は、流路に水素を含むガスＧが流れる。主配管１１のガスＧを分岐配管１２によりガス供給部に供給するとき、開閉弁１３を開放する。すると、主配管１１を流れるガスＧの一部が分岐配管１２に流れ、ガス供給部に供給される。

【0019】

一方、主配管１１のガスＧを分岐配管１２によりガス供給部に供給しないとき、開閉弁１３を閉止する。すると、主配管１１を流れるガスＧは、分岐配管１２に流れずに、流路２１を流れる。このとき、ガスＧに含まれる水素は、非常に軽い性質を有することから、開閉弁１３が閉止されていても、主配管１１から分岐配管１２の鉛直配管部２２に上昇して滞留し、鉛直配管部２２（分岐配管１２）のガスＧにおける水素濃度が高くなってしまうおそれがある。

【0020】

ところが、第１実施形態では、分岐配管１２の鉛直配管部２２に水素再結合装置１５が配置されている。そのため、主配管１１から分岐配管１２の鉛直配管部２２に上昇した水素は、水素再結合装置１５による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度が低減する。そして、この水素と酸素の再結合反応により熱が発生することから、高温のガスＧにより上方に流動する自然対流が生成される。すると、水素再結合装置１５により処理されたガスＧ１は、戻り配管１４に流れる。戻り配管１４に流れたガスＧ１は、ここで放熱して温度が低下し、主配管１１の流路２１を流れるガスＧに合流する。

【0021】

［第２実施形態］
図３は、第２実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0022】

第２実施形態において、図３に示すように、ガス流動促進装置１０Ａは、主配管１１と、分岐配管（分岐部）１２と、開閉弁１３と、再分岐配管４１と、水素再結合装置１５とを備える。

【0023】

主配管１１は、水平方向に沿って配置される。主配管１１は、内部に流路２１が設けられ、水素と酸素を含むガスＧが矢印方向に沿って流れる。分岐配管１２は、主配管１１の流路２１から鉛直方向の上方に延出する。分岐配管１２は、主配管１１に直交する鉛直配管部２２と、鉛直配管部２２から水平方向に屈曲する水平配管部２３とを有する。分岐配管１２は、水平配管部２３に開閉弁１３が設けられる。

【0024】

再分岐配管４１は、分岐配管１２における主配管１１の連結部と開閉弁１３との間に連結される。再分岐配管４１は、分岐配管１２における鉛直配管部２２と水平配管部２３との連結部から鉛直方向の上方に分岐する。再分岐配管４１は、下端部が分岐配管１２に連結され、上端部に水素再結合装置１５が連結される。水素再結合装置１５は、分岐配管１２に滞留するガスの水素濃度を低減する。水素再結合装置１５は、再分岐配管４１の上端部に配置され、水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成することで、水素濃度を低減する。

【0025】

開閉弁１３を閉止すると、主配管１１を流れるガスＧは、分岐配管１２に流れずに、流路２１を流れる。このとき、ガスＧに含まれる水素は、主配管１１から分岐配管１２の鉛直配管部２２および再分岐配管４１に上昇して滞留し、ガスＧにおける水素濃度が高くなってしまうおそれがある。ところが、第２実施形態では、再分岐配管４１に水素再結合装置１５が配置されている。そのため、主配管１１から分岐配管１２の鉛直配管部２２および再分岐配管４１に上昇した水素は、水素再結合装置１５による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度が低減する。

【0026】

［第３実施形態］
図４は、第３実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0027】

第３実施形態において、図４に示すように、ガス流動促進装置１０Ｂは、主配管１１と、分岐配管（分岐部）１２と、開閉弁１３と、戻り配管１４と、流路抵抗部（水素濃度低減装置）４２とを備える。

【0028】

主配管１１は、水平方向に沿って配置される。主配管１１は、内部に流路２１が設けられ、水素と酸素を含むガスＧが矢印方向に沿って流れる。分岐配管１２は、主配管１１の流路２１から鉛直方向の上方に延出する。分岐配管１２は、主配管１１に直交する鉛直配管部２２と、鉛直配管部２２から水平方向に屈曲する水平配管部２３とを有する。分岐配管１２は、水平配管部２３に開閉弁１３が設けられる。

【0029】

戻り配管１４は、分岐配管１２における主配管１１の連結部と開閉弁１３との間から主配管１１における分岐配管１２の連結部よりガス流動方向の下流側に連結される。戻り配管１４は、分岐配管１２における鉛直配管部２２と水平配管部２３との連結部から水平方向に分岐する。戻り配管１４は、分岐配管１２に直交する水平配管部２４と、水平配管部２４から鉛直方向の下方に屈曲する鉛直配管部２５とを有する。戻り配管１４は、鉛直配管部２５の下端部が主配管１１（流路２１）に連結される。

【0030】

流路抵抗部４２は、主配管１１における分岐配管１２の連結部と戻り配管１４との連結部との間に配置される。流路抵抗部４２は、分岐配管１２に滞留するガスの水素濃度を低減する。流路抵抗部４２は、中心部に貫通孔４３が形成された円板部材４４である。流路抵抗部４２は、主配管１１の流路２１に配置されることで、流路２１を流れるガスＧの抵抗となる。そのため、主配管１１の流路２１を流れるガスＧは、分岐配管１２に流れやすくなる。分岐配管１２に流れたガスＧは、戻り配管１４を通って主配管１１の流路２１に戻る。すなわち、分岐配管１２および戻り配管１４にガスＧの流れを生成することで、水素濃度を低減する。

【0031】

開閉弁１３を閉止すると、主配管１１を流れるガスＧは、分岐配管１２に流れずに、流路２１を流れる。このとき、ガスＧに含まれる水素は、主配管１１から分岐配管１２の鉛直配管部２２に上昇して滞留し、ガスＧにおける水素濃度が高くなってしまうおそれがある。ところが、第２実施形態では、主配管１１における分岐配管１２の連結部と戻り配管１４との連結部との間に流路抵抗部４２が配置されている。そのため、流路２１を流れるガスＧは、流路抵抗部４２が抵抗となって分岐配管１２に流れ、戻り配管１４を通って主配管１１の流路２１に戻る。すると、分岐配管１２および戻り配管１４にガスＧの流れが生成されることで、ガスＧにおける水素濃度が低減する。

【0032】

［第４実施形態］
図５は、第４実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。

【0033】

第４実施形態において、図５に示すように、ガス流動促進装置５０は、容器５１と、分岐配管（分岐部）５２と、戻り配管（水素濃度低減装置）５３と、水素再結合装置（水素濃度低減装置）５４とを備える。

【0034】

容器５１は、内部に貯留部（空間部）６１が設けられ、水素と酸素を含むガスＧが貯留される。分岐配管５２は、容器５１の貯留部６１から鉛直方向の上方に延出する。分岐配管５２は、容器５１に直交する鉛直配管部６２を有する。戻り配管５３は、分岐配管５２に隣接し、容器５１の貯留部６１から鉛直方向の上方に延出する。戻り配管５３は、容器５１に直交する鉛直配管部６３を有する。分岐配管５２の鉛直配管部６２と、戻り配管５３の鉛直配管部６３は、水平配管部６４により連結される。すなわち、分岐配管５２の鉛直配管部６２と戻り配管５３の鉛直配管部６３と水平配管部６４とにより、容器５１の一部を迂回する循環経路が形成される。

【0035】

水素再結合装置５４は、分岐配管５２に滞留するガスの水素濃度を低減する。水素再結合装置５４は、分岐配管５２の鉛直配管部６２における長手方向の中間部に配置される。水素再結合装置５４は、例えば、触媒であって、水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成することで、水素濃度を低減する。

【0036】

分岐配管５２は、水素再結合装置５４より鉛直方向の上方側に保温部６５が設けられる。ガスＧが水素再結合装置５４により水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成するとき、熱が発生し、ガスＧの温度が上昇する。保温部６５は、温度上昇したガスＧの温度低下を抑制する。そのため、分岐配管５２にて、再結合反応後のガスＧにより上方に流動する自然対流が生成される。また、戻り配管５３は、冷却部６６が設けられる。冷却部６６は、分岐配管５２の鉛直配管部６２から水平配管部６４を通して戻り配管５３の鉛直配管部６３に流れる高温のガスＧを冷却する。そのため、戻り配管５３にて、再結合反応後のガスＧにより下方に流動する自然対流が生成される。なお、水素濃度低減装置として、水素再結合装置５４に代えて、加熱装置を適用してもよい。

【0037】

容器５１に貯留されるガスＧは、水素を含んでおり、ガスＧに含まれる水素は、非常に軽い性質を有することから、容器５１の貯留部６１を上昇して上部に滞留し、ガスＧにおける水素濃度が高くなってしまうおそれがある。ところが、第４実施形態では、容器５１の上部に連結された分岐配管５２に水素再結合装置５４が配置されている。そのため、容器５１の上部に滞留した水素は、分岐配管５２から水素再結合装置５４に流れ、水素再結合装置５４による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度が低減する。そして、この水素と酸素の再結合反応により熱が発生することから、高温のガスＧにより上方に流動する自然対流が生成される。すると、水素再結合装置５４により処理されたガスＧ１は、水平配管部６４を通して戻り配管５３に流れる。戻り配管５３に流れたガスＧ１は、冷却部６６により冷却されて温度が低下し、容器５１の貯留部６１に戻る。

【0038】

［第５実施形態］
図６は、第５実施形態のガス流動促進装置を表す概略図である。なお、上述した第４実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0039】

第５実施形態において、図６に示すように、ガス流動促進装置５０Ａは、容器５１と、分岐配管５２と、水素再結合装置５４とを備える。

【0040】

容器５１は、内部に貯留部６１が設けられ、水素と酸素を含むガスＧが貯留される。分岐配管５２は、容器５１の貯留部６１から鉛直方向の上方に延出する。水素再結合装置５４は、分岐配管５２に滞留するガスの水素濃度を低減する。水素再結合装置５４は、分岐配管５２における鉛直方向の上端部に配置される。すなわち、分岐配管５２は、下端部が容器５１に連結され、上端部に水素再結合装置５４が連結される。水素再結合装置５４は、例えば、触媒であって、水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成することで、水素濃度を低減する。

【0041】

容器５１に貯留されるガスＧは、水素を含んでおり、水素が貯留部６１を上昇して上部に滞留し、ガスＧにおける水素濃度が高くなってしまうおそれがある。ところが、第５実施形態では、容器５１の上部に連結された分岐配管５２に水素再結合装置５４が配置されている。そのため、容器５１の上部に滞留した水素は、分岐配管５２から水素再結合装置５４に流れ、水素再結合装置５４による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度が低減する。

【0042】

［第６実施形態］
図７は、第６実施形態のガス流動促進装置を表す概略図、図８は、水素濃度低減部を表す概略図である。なお、上述した第４実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0043】

第６実施形態において、図７に示すように、ガス流動促進装置５０Ｂは、容器５１と、分岐配管（分岐部）７１と、戻り配管（水素濃度低減装置）７２と、水素再結合装置（水素濃度低減装置）７３とを備える。

【0044】

容器５１は、内部に貯留部（空間部）６１が設けられ、水素と酸素を含むガスＧが貯留される。分岐配管７１は、容器５１の貯留部６１から鉛直方向の上方に延出する。分岐配管７１は、容器５１に直交する第１鉛直配管部８１および第２鉛直配管部８２を有する。戻り配管７２は、分岐配管７１に隣接し、容器５１の貯留部６１から鉛直方向の上方に延出する。戻り配管７２は、水平配管部８３およびらせん配管部８４を有する。分岐配管７１の第２鉛直配管部８２と、戻り配管７２の水平配管部８３は、端部同士が連結される。すなわち、分岐配管７１と戻り配管７２により、容器５１の一部を迂回する循環経路が形成される。また、第２鉛直配管部８２に保温部８５が設けられる。

【0045】

水素再結合装置７３は、分岐配管７１に滞留するガスの水素濃度を低減する。水素再結合装置７３は、分岐配管７１の第１鉛直配管部８１と第２鉛直配管部８２との間に配置される。水素再結合装置７３は、例えば、触媒であって、水素と酸素の再結合反応により水蒸気を生成することで、水素濃度を低減する。水素再結合装置７３は、図８に示すように、第１接手９１と、第２接手９２と、触媒９３とを有する。第１接手９１と第２接手９２とは、おねじ部９１ａとめねじ部９２ａとが螺合することで連結される。触媒９３は、第１接手９１の内部に一対の多孔板９４，９５に挟まれて支持される。そして、第１鉛直配管部８１に第１接手９１が連結され、第２鉛直配管部８２に第２接手９２が連結される。なお、水素濃度低減装置として、水素再結合装置７３に代えて、加熱装置を適用してもよい。

【0046】

容器５１に貯留されるガスＧは、水素を含んでおり、ガスＧに含まれる水素は、非常に軽い性質を有することから、容器５１の貯留部６１を上昇して上部に滞留し、ガスＧにおける水素濃度が高くなってしまうおそれがある。ところが、第６実施形態では、容器５１の上部に連結された分岐配管７１に水素再結合装置７３が配置されている。そのため、容器５１の上部に滞留した水素は、分岐配管７１から水素再結合装置７３に流れ、水素再結合装置７３による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度が低減する。そして、この水素と酸素の再結合反応により熱が発生することから、高温のガスＧにより上方に流動する自然対流が生成される。すると、水素再結合装置７３により処理されたガスＧ１は、戻り配管７２に流れる。戻り配管７２に流れたガスＧ１は、らせん配管部８４の通過時に冷却されて温度が低下し、容器５１の貯留部６１に戻る。

【0047】

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係るガス流動促進装置は、水素を含むガスＧが存在する空間部としての主配管１１の流路２１または容器５１の貯留部６１から鉛直方向の上方に延出する分岐配管（分岐部）１２，５２，７１と、分岐配管１２，５２，７１に滞留するガスＧの水素濃度を低減する水素濃度低減装置とを備える。

【0048】

第１の態様に係るガス流動促進装置は、水素を含むガスＧは、分岐配管１２，５２，７１に滞留するおそれがあるが、水素濃度低減装置により分岐配管１２，５２，７１に滞留するガスＧの水素濃度が低減される。そのため、局所的な水素の滞留を抑制することで安全性の向上を図ることができる。

【0049】

第２の態様に係るガス流動促進装置は、主配管１１から鉛直方向の上方に分岐する分岐配管１２を設け、分岐配管１２に開閉弁１３を設け、水素濃度低減装置として、分岐配管１２における主配管１１の連結部と開閉弁１３との間から主配管１１における分岐配管１２の連結部よりガス流動方向の下流側に連結される戻り配管１４を設ける。これにより、開閉弁１３を閉止すると、ガスＧに含まれる水素が分岐配管１２に滞留しやすくなるが、分岐配管１２に滞留したガスは、戻り配管１４から主配管１１に戻されることとなる。そのため、分岐配管１２における水素濃度を低減することができる。

【0050】

第３の態様に係るガス流動促進装置は、水素濃度低減装置として、分岐配管１２における主配管１１の連結部と開閉弁１３との間に配置される水素再結合装置１５を設ける。これにより、分岐配管１２に滞留した水素は、水素再結合装置１５による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度を低減することができる。

【0051】

第４の態様に係るガス流動促進装置は、水素再結合装置１５は、筒形状をなすケース３１と、ケース３１における上開口部と下開口部に固定される一対の多孔板（多孔部材）３２，３３と、ケース３１と一対の多孔板３２，３３により区画された空間部に充填される触媒３４とを有する。これにより、水素再結合装置１５の構造の簡素化を図ることができる。

【0052】

第５の態様に係るガス流動促進装置は、水素再結合装置７３は、第１接手９１と、第１接手９１に連結される第２接手９２と、第１接手９１と第２接手９２との連結部に充填される触媒９３とを有する。これにより、水素再結合装置７３を分岐配管７１の中途部に容易に装着することができ、構造の簡素化を図ることができる。

【0053】

第６の態様に係るガス流動促進装置は、水素濃度低減装置として、分岐配管１２における主配管１１の連結部と開閉弁１３との間に配置される加熱装置を設ける。これにより、分岐配管１２に滞留した水素は、加熱装置に加熱されることで温度が上昇し、分岐配管１２にガス流れが形成されることで、分岐配管１２でのガスＧにおける水素濃度を低減することができる。

【0054】

第７の態様に係るガス流動促進装置は、分岐配管１２における水素濃度低減装置より鉛直方向の上方側に保温部２６を設ける。これにより、水素再結合装置１５や加熱装置により加熱されたガスＧは、保温部２６により温度低下が抑制され、分岐配管１２を上昇する自然対流を促進することができる。

【0055】

第８の態様に係るガス流動促進装置は、水素濃度低減装置として、主配管１１における分岐配管１２の連結部と戻り配管１４との連結部との間に配置される流路抵抗部４２を設ける。これにより、主配管１１を流れるガスＧは、流路抵抗部４２が抵抗となって分岐配管１２に流れることで、流路抵抗部４２におけるガスＧの流れが促進されることとなり、分岐配管１２でのガスＧにおける水素濃度を低減することができる。

【0056】

第９の態様に係るガス流動促進装置は、主配管１１から鉛直方向の上方に分岐する分岐配管１２を設け、分岐配管１２に開閉弁１３を設けると共に、主配管１１の連結部と開閉弁１３との間から鉛直方向の上方に再分岐する再分岐配管４１を連結し、水素濃度低減装置として、再分岐配管４１に配置される水素再結合装置１５を設ける。これにより、分岐配管１２に滞留した水素は、水素再結合装置１５による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度を低減することができる。

【0057】

第１０の態様に係るガス流動促進装置は、容器５１における鉛直方向の上部から上方に分岐する分岐配管５２，７１を設け、水素濃度低減装置として、分岐配管５２，７１に配置される水素再結合装置５４を設ける。これにより、容器５１の上部に滞留した水素は、分岐配管５２，７１から水素再結合装置５４にながれ、水素再結合装置１５による水素と酸素の再結合反応により水蒸気が生成され、ガスＧにおける水素濃度を低減することができる。

【0058】

第１１の態様に係るガス流動促進装置は、分岐配管５２，７１における鉛直方向の上端部に容器５１に連結される戻り配管５３，７２を連結する。これにより、分岐配管５２，７１に滞留したガスは、戻り配管５３，７２から容器５１に戻されることとなり、分岐配管５２，７１における水素濃度を低減することができる。

【0059】

第１２の態様に係るガス流動促進装置は、分岐配管５２の水素再結合装置５４より鉛直方向の上方側に保温部６５を設け、戻り配管５３に冷却部６６を設ける。これにより、水素再結合装置１５により加熱されたガスＧは、保温部６５により温度低下が抑制されることで、分岐配管５２を上昇する自然対流を促進することができ、冷却部６６により温度が低下されることで、戻り配管５３を下降する自然対流を促進することができる。

【0060】

なお、上述した実施形態では、本発明の空間部を水平な主配管１１の流路２１や容器５１の貯留部６１としたが、この構成に限定されるものではない。また、容器５１は、弁を収容する弁箱など、流れのない空間部を含むものである。さらに、分岐部を分岐配管１２，５２，７１としたが、例えば、管台であってもよい。

【符号の説明】

【0061】

１０，１０Ａ，１０Ｂ ガス流動促進装置
１１ 主配管
１２ 分岐配管（分岐部）
１３ 開閉弁
１４ 戻り配管（水素濃度低減装置）
１５ 水素再結合装置（水素濃度低減装置）
２１ 流路（空間部）
２２ 鉛直配管部
２３ 水平配管部
２４ 水平配管部
２５ 鉛直配管部
２６ 保温部
３１ ケース
３２，３３ 多孔板（多孔部材）
３４ 触媒
４１ 再分岐配管
４２ 流路抵抗部
４３ 貫通孔
４４ 円板部材
５０ ガス流動促進装置
５１ 容器
５２，７１ 分岐配管（分岐部）
５３，７２ 戻り配管
５４，７３ 水素再結合装置（水素濃度低減装置）
６１ 貯留部（空間部）
６２ 鉛直配管部
６３ 鉛直配管部
６４ 水平配管部
６５ 保温部
６６ 冷却部
８１ 第１鉛直配管部
８２ 第２鉛直配管部
８３ 水平配管部
８４ らせん配管部
８５ 保温部
９１ 第１接手
９２ 第２接手
９３ 触媒

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】