(57)【要約】【課題】水素透過性能を有する非晶質金属膜材に、その強度を損なうこと無く補強用の金属製構造体が接合・一体化され、よって高圧力差においても高い強度と封止性とを得ることができる水素透過膜ユニットおよびその製造方法を提供する。【解決手段】水素透過性能を有する非晶質金属膜材２に、この非晶質金属膜材２を補強するＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌおよびＡｌ合金のうちの１以上の金属からなる構造体３が接合されてなり、かつ上記接合部における非晶質金属膜材２は、実質的に非晶質構造を保持していることを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素透過性能を有する非晶質金属膜材に、当該非晶質金属膜材を補強するニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの１以上の金属からなる構造体が接合されてなり、かつ上記接合部における上記非晶質金属膜材は、実質的に非晶質構造を保持していることを特徴とする水素透過膜ユニット。
【請求項２】
上記構造体は、上記非晶質金属膜材の外周部に位置する枠部を有するとともに、当該枠部と上記非晶質金属膜材とが接合されていることを特徴とする請求項１に記載の水素透過膜ユニット。
【請求項３】
上記構造体は、網目状または多孔質に形成された本体部を有するとともに、当該本体部と上記非晶質金属膜材とが接合されていることを特徴とする請求項１に記載の水素透過膜ユニット。
【請求項４】
上記非晶質金属膜材は、ジルコニウム、ハフニウムおよびチタンの１種または２種以上とニッケルを主成分とする合金であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の水素透過膜ユニット。
【請求項５】
水素透過性能を有する非晶質金属膜材と、当該非晶質金属膜材を補強するニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの１以上の金属からなる構造体とを、直接または両者間に接合補助材を介装して、上記非晶質金属が結晶化する温度以下の温度条件下において加圧することにより接合・一体化することを特徴とする水素透過膜ユニットの製造方法。
【請求項６】
上記非晶質金属膜材は、ジルコニウム、ハフニウムおよびチタンの１種または２種以上とニッケルを主成分とする合金であり、かつ上記非晶質金属膜材と上記構造体とを、互いの接合部における上記非晶質金属膜材が実質的に非晶質構造を保持するように、２５０℃〜４５０℃の温度範囲において、５０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲の圧力を加えて接合・一体化することを特徴とする請求項５に記載の水素透過膜ユニットの製造方法。
【請求項７】
上記非晶質金属膜材は、ジルコニウム、ハフニウムおよびチタンの１種または２種以上とニッケルを主成分とする合金であり、かつ上記非晶質金属膜材と上記構造体とを、断続的または連続的に超音波接合することにより一体化することを特徴とする請求項５に記載の水素透過膜ユニットの製造方法。
【請求項８】
上記非晶質金属膜材は、ジルコニウム、ハフニウムおよびチタンの１種または２種以上とニッケルを主成分とする合金であり、かつ上記非晶質金属膜材と上記構造体との間に、上記接合補助材として、融点が上記非晶質金属の結晶化温度以下であるろう材を介装して接合・一体化することを特徴とする請求項５に記載の水素透過膜ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素透過性能を有する非晶質金属膜材とこれを補強する金属製の構造体とを接合・一体化させた水素透過膜ユニットおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、弱電、化学あるいは金属等の様々な分野において、水素ガスが原料あるいは燃料等として使用されている。
このような水素ガスの供給方法としては、予め製造した水素ガスを高圧のボンベに充填して使用場所に搬送する方法や、使用場所においてメタノール、ガソリン、ＬＮＧ、ＬＰＧ等の炭化水素系原料を水蒸気改質し、得られた混合ガスから上記水素を分離して供給する方法などが採用されている。
【０００３】
ところで、上記炭化水素系原料を改質等することによって得られた混合ガスから上記水素を分離するには、当該水素のみを選択的に透過させる水素透過膜を使用する必要がある。
また、水素ガスを高圧ボンベに充填したものにあっても、例えば半導体製造用や燃料電池の燃料等として使用される水素は、高い純度が要求されるために、予め同様の水素透過膜を使用して上記ボンベ充填時等に混入する不純物を除去する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、高純度の水素ガスを得るための上記水素透過膜としては、もっぱらＰｄ（パラジウム）合金膜が使用されている。このＰｄ合金膜は、膜の表裏面間に所定の圧力差を付加することにより、混合ガス中の分子状水素が一方の面側から原子状水素になって格子内に侵入し、上記圧力差によって格子内を通過して、他方の面側で再び分子状水素（ガス）となることにより、選択的に水素ガスのみを分離・精製するものである。
【０００５】
このようなＰｄ合金膜を用いた水素透過膜にあっては、簡易なユニットによって高純度の水素ガスを得ることができるものの、素材自体が貴金属であって極めて高価であるために、装置全体の高騰化を招来して経済性に劣るとともに、強度が低いために、水素透過性を高めるべく薄膜化すると、容易に破損してしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで、上記従来の水素透過膜の欠点を解消し得るものとして、特許第３０６６５２９号に記載のＺｒ（ジルコニウム）およびＮｉ（ニッケル）を主成分とする非晶質多元合金からなる水素透過膜や、特許第３０７９２２５号に記載のＨｆ（ハフニウム）およびＮｉを主成分とする非晶質多元合金からなる水素透過膜が提案されている。
これらの水素透過膜は、比較的安価に製造することができるために経済性に優れるとともに、０．０３ｍｍ〜０．０４ｍｍ程度の薄膜であっても、１．０ＭＰａの圧力差に耐え得るという優れた強度を有することから、水素透過性を高めるために、さらに薄膜化しても使用に耐え得るという利点がある。
【０００７】
ところで、燃料電池の実用化等に伴って、今後上記水素ガスの利用は飛躍的に増大するものと考えられており、このため、より大容量の高純度水素ガスの精製を行なう要請が高まるものと予測されている。このように、大容量の水素ガスを分離するためには、導入する混合ガスの圧力をより一層高くし、水素透過膜の前後に大きな圧力差を設定することにより、水素の透過速度を高める必要がある。
このため、Ｐｄ合金膜に比較して強度に優れる上記水素透過膜といえども、高圧下での厳しい使用環境下では、水素透過膜ユニットにおいて、特に水素透過膜を固定・封止しているクランプ部では、水素透過膜とクランプ部材間に空隙が生じ易くなって封止性が低下するという虞があり、さらに透過面積が大きくなった場合には、当該膜材のみでは強度が不足する虞がある。
【０００８】
そこで、この種の水素透過性能を有する非晶質金属膜材に所望の圧力差まで耐え得る強度を付与するために、当該非晶質金属膜材に、公知の手段によって金属性の構造体を一体化させて補強する必要が生じる。
ところが、上記非晶質金属膜材と上記構造体とをクランプ等の機械的手段によって一体化させると、同様に高温、高圧下での厳しい使用環境により上記膜材に皺が発生し、上記構造体との間の封止性が低下するという問題点がある。また、これらを溶融接合により一体化しようとすると、接合時の冷却が不十分である場合に上記非晶質金属膜材が結晶化してしまい、この結果接合部分等が脆くなって、逆に上述したような高い圧力差に耐え得なくなってしまうという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、水素透過性能を有する非晶質金属膜材に、その強度を損なうこと無く補強用の金属製構造体が接合・一体化され、よって高圧力差においても高い強度と封止性とを得ることができる水素透過膜ユニットおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る水素透過膜ユニットは、水素透過性能を有する非晶質金属膜材に、当該非晶質金属膜材を補強するＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌおよびＡｌ合金のうちの１以上の金属からなる構造体が接合されてなり、かつ上記接合部における上記非晶質金属膜材は、実質的に非晶質構造を保持していることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、本発明において特定する、接合部において非晶質金属膜材が実質的に非晶質構造を保持しているとは、上記接合部において、両者の接合界面の極近傍においてのみ原子拡散が生じて互いに接合されることにより、他の部分が依然として非晶質構造を保持している状態をいう。このような接合部の構造は、例えば請求項４に記載の発明のように、上記非晶質金属膜材と構造体とを、当該非晶質金属が結晶化する温度以下の温度条件下において加圧して接合・一体化することにより実現することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、上記構造体が、上記非晶質金属膜材の外周部に位置する枠部を有するとともに、当該枠部と上記非晶質金属膜材とが接合されていることを特徴とするものであり、他方請求項３に記載の発明は、上記構造体が、網目状または多孔質に形成された本体部を有するとともに、当該本体部と上記非晶質金属膜材とが接合されていることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の非晶質金属膜材が、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする合金であることを特徴とするものである。なお、このような合金には、例えばＺｒ−Ｎｉ、Ｈｆ−ＮｉまたはＴｉ−Ｎｉからなる合金や、これら２種の成分に加えて、合金添加元素としてＣｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｖ、Ｔａ等の金属を含む合金、さらにはＺｒ−Ｎｉ合金におけるＺｒの一部をＴｉに置き換えた合金などが含まれる。
【００１４】
次いで、請求項５に記載の本発明に係る水素透過膜ユニットの製造方法は、水素透過性能を有する非晶質金属膜材と、当該非晶質金属膜材を補強するＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌおよびＡｌ合金のうちの１以上の金属からなる構造体とを、直接または両者間に接合補助材を介装して、上記非晶質金属が結晶化する温度以下の温度条件下において加圧して接合・一体化することを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明において、上記非晶質金属膜材が、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする合金であり、かつ上記非晶質金属膜材と上記構造体とを、互いの接合部における上記非晶質金属膜材が実質的に非晶質構造を保持するように、２５０℃〜４５０℃の温度範囲において、５０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲の圧力を加えて接合・一体化することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記圧力を５０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲に限定した理由は、当該圧力が５０ＭＰａに満たないと接合部に若干の空隙が残存し、他方１０００ＭＰａを超えると接合部の相互原子拡散ゾーンが拡大し、いずれも接合強度の低下を招いて不都合だからである。
また、温度条件を２５０℃〜４５０℃の範囲に限定したのは、これが２５０℃に満たないと、同様に若干の残存空隙が存在して接合強度が低下し、他方４５０℃を超えると、上記原子拡散ゾーンの拡大および界面非晶質構造部位において、僅かではあるが結晶化が見られ、同じく接合強度の低下を招くからである。
【００１７】
これに対して、請求項７に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明において、上記非晶質金属膜材が、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする合金であり、かつ上記非晶質金属膜材と上記構造体とを、断続的または連続的に超音波接合することにより一体化することを特徴とするものである。
この際に、上記非晶質金属膜と構造体とを直接超音波接合することも可能であるが、両者間に接合補助材としてＡｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ等からなる金属箔や金属線等を介装して上記超音波接合すれば、一層接合強度を高めることができて好適である。
【００１８】
さらに、請求項８に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明において、上記非晶質金属膜材が、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする合金であり、かつ上記非晶質金属膜材と上記構造体との間に、上記接合補助材として、融点が上記非晶質金属の結晶化温度以下であるろう材を介装して接合・一体化することを特徴とするものである。ちなみに、上記ろう材としては、Ａｕ−Ｇｅ（金−ゲルマニウム）系、Ａｕ−Ｓｎ（金−すず）系、Ａｕ−Ｓｉ（金−珪素）系、Ｚｎ−Ａｌ（亜鉛−アルミニウム）系、Ｃｄ−Ａｇ（カドミウム−銀）系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ（アルミニウム−珪素−銅）系等を使用することが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態に付いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示すもので、この水素透過膜ユニット１は、水素透過性能を有する非晶質金属膜材２と、これを補強する金属製の枠材（枠部、構造体）３とから構成されている。
この非晶質金属膜材２としては、水素透過性を有する限りにおいて、各種の非晶質構造を有する金属膜材が適用可能であるが、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする合金が好適である。この種の合金としては、例えば上述したＺｒ−Ｎｉを主体とする多元合金、Ｈｆ−Ｎｉを主体とする多元合金、またはＴｉ−Ｎｉを主成分とする多元合金が好ましく、より具体的にはＺｒ３６Ｎｉ６４、Ｚｒ４０Ｎｉ５０Ｃｕ１０、Ｈｆ３６Ｎｉ６４、Ｚｒ６０Ｔｉ５　Ｎｉ１０Ａｌ１０Ｃｕ１５などの非晶質構造を有する多元合金が適用可能である。そして、この非晶質金属膜材２は、５〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍの厚さ寸法に成形されている。
【００２０】
また、枠材３は、非晶質金属膜材２の外周部を補強するために、当該非晶質金属膜材２の外周縁部に沿って接合・一体化されたものである。この枠材３としては、上記非晶質金属膜材１と接合可能な各種の金属が使用可能であるが、特に非晶質金属膜材２を構成するＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする多元合金との接合性に優れるＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金またはこれらの複合材からなるものが好適である。
【００２１】
ちなみに、ＪＩＳに準拠した合金番号で例示すれば、ＮｉおよびＮｉ合金については、ＮＷ２２０１、ＮＷ４４００、またＣｕおよびＣｕ合金については、Ｃ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２００、Ｃ２２００、さらにＡｌおよびＡｌ合金については、Ａ１０５０、Ａ１１００、Ａ２０２４、Ａ５０５２、Ａ８０２１などがそれぞれ適用可能である。また、他の金属として、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）なども使用することができる。
【００２２】
また、図２は、本発明の第２の実施形態を示すもので、この水素透過膜ユニット４においは、上記非晶質金属膜材２の少なくとも一方の面（図では、両面）に、当該非晶質金属膜材２の全面を補強するための網目状板材（本体部、構造体）５が接合・一体化されている。ここで、この網目状板材５も、上述した枠材３と同様の金属材料によって形成されている。
【００２３】
さらに、図３は、本発明の第３の実施形態を示すもので、この水素透過膜ユニット６においては、上記非晶質金属膜材２の両面に、外周部に枠部７ａが形成されるとともに、この枠部７ａの内部に網目状の本体部７ｂが一体に形成された補強材（構造体）７が接合・一体化されている。ちなみに、上記補強材７も、第１および第２の実施形態に示した枠材３および網目状板材５と同様の金属によって形成されたもので、非晶質金属膜材２とは、枠部７ａおよび本体部７ｂの双方またはいずれか一方において互いに接合されている。
【００２４】
そして、第１〜第３の実施形態においては、いずれも非晶質金属膜材２と枠材３、網目状板材５または補強材７とが、両者の接合界面の極近傍のみ原子拡散が生じて互いに接合されることにより、上記非晶質金属膜材２の他の部分が依然として非晶質構造を保持した状態で接合・一体化されている。
以上の構成からなる水素透過膜ユニット１、４、６は、構造体となる枠材３、網目状板材５または補強材７が、水素分離装置内に固定されることにより、当該装置内に組み込まれて使用に供される。
【００２５】
図５〜図７は、いずれも上記構成からなる水素透過膜ユニット１、４、６が組み込まれる水素分離装置の例を示すものである。
図５に示す水素分離装置１０は、主として水素ガスの使用場所に設置され、不純物を含む水素ガスから高純度の水素ガスを分離するための装置で、流路１１が形成された本体１２内に水素透過膜ユニット１、４、６が隔壁として組み込まれ、当該本体１２の外周にヒータ１３が配設されたものである。
【００２６】
上記構成からなる水素分離装置１０によれば、本体１２内をヒータ１３によって１５０℃〜４５０℃に加熱しつつ、別途製造されて水素ガスボンベに充填された水素ガスや、使用場所においてソーダ電解や水電解等によって製造された水素ガス等の不純物を含む水素ガスを、所定の供給圧力を付与して本体１２の図中左方から内部に導入する。すると、水素透過膜ユニット１、４、６の前後における差圧によって、上記水素ガス中の水素のみが上記水素透過膜ユニット１、４、６の非晶質金属膜材２を透過し、高純度の水素ガスが本体１２の図中右方から取り出される。
【００２７】
また、図６および図７に示す水素分離装置１５、１６は、いずれも水素源としてメタノール、ガソリン、ＬＮＧ、ＬＰＧ、シクロヘキサン等の炭化水素類を用い、これを改質して得られた改質ガス中から高純度の水素ガスのみを選択的に分離するためのものである。
すなわち、図６に示す水素分離装置１５においては、同様に流路１１が形成された本体１２内に水素透過膜ユニット１、４、６が隔壁として組み込まれ、当該本体１２の外周にヒータ１３が配設されるとともに、さらに本体１２の前段に改質器１７が設けられたものである。また、図７に示す水素分離装置１６においては、上記本体１２内に改質部１８が設けられたものである。
【００２８】
上記構成からなる水素分離装置１５、１６によれば、先ず上記水素源を改質器１７または改質部１８に導入して改質することにより、Ｈ２　、ＣＯ２　、ＣＯ、Ｈ２　Ｏ、ＳＯ２　等を含む改質ガスが生成する。次いで、本体１２内をヒータ１３によって１５０℃〜４５０℃に加熱しつつ、当該改質ガスを上記水素透過膜ユニット１、４、６に所定の供給圧力で供給すると、水素透過膜ユニット１、４、６の前後における差圧によって、同様に上記水素ガス中の水素のみが上記水素透過膜ユニット１、４、６の非晶質金属膜材２を透過し、高純度の水素ガスが本体１２の図中右方から取り出されるとともに、他の混合ガスは本体１２から図中左方に排出されてゆく。なお、図７に示す水素分離装置１６においては、非晶質金属膜材２を触媒として利用することも可能になる。この場合には、非晶質金属膜材２の表面で改質反応が起き、生成した水素原子がそのまま当該非晶質金属膜材２を透過する。
【００２９】
次に、図１および図４に基づいて、上記水素透過膜ユニット１を得るための本発明に係る水素透過膜ユニットの製造方法の一実施形態について説明する。
先ず、上述したＺｒ−Ｎｉを主体とする多元合金、Ｈｆ−Ｎｉを主体とする多元合金、またはＴｉ−Ｎｉを主成分とする多元合金等のＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１種または２種以上とＮｉを主成分とする合金からなる非晶質金属膜材２を製作する。これらの多元合金からなる非晶質金属膜材２の製造方法については、上述した特許第３０６６５２９号あるいは特許第３０７９２２５号等に記載されているように、所定の比率で調合された上記金属を真空または不活性雰囲気下で溶解し、次いでこれを周速５〜３０ｍ／ｓで回転している銅ロールの外周面に向けて噴出させ、急冷する水冷銅ロール法により、厚さ寸法が５〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍのリボン状膜材とする。
【００３０】
そして、得られた非晶質金属からなるリボン状膜材を、図１および図４に示すような所定寸法の方形に切断し、上記非晶質金属膜材２とする。
他方、上記非晶質金属膜材２の構造体となる枠材３として、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金またはこれらの複合材からなり、かつ厚さ寸法が１００μｍ〜５ｍｍである素材を準備し、これを上記非晶質金属膜材２の外周に沿う枠状に成形することにより上記枠材３を得る。
【００３１】
次に、図４に示すように、非晶質金属膜材２の両面側から枠材３を積層させ、枠材３側から５０〜１０００ＭＰａの圧力を加えた状態で、上記非晶質金属膜材２が結晶化する温度以下の温度条件である２５０〜４５０℃に加熱して約１時間保持することにより、接合・一体化させる。これにより、上記水素透過膜ユニット１が製造される。ここで、当該水素透過膜ユニット１においては、非晶質金属膜材２と枠材３とが、非晶質金属膜材２が結晶化する温度以下の温度条件下において圧着させることにより、接合界面の極近傍にのみ原子拡散を生じて相互に接合されている。このため、非晶質金属の結晶化によって、枠材３との接合部において上記非晶質金属膜材２の強度が低下することが無く、かつ水素透過性能に変化が生じることも無い。
【００３２】
なお、上記接合方法によって一体化された水素透過膜ユニット１を水素分離装置１０に組み込んで、不純物を含む水素ガスの分離を行なったところ、透過したガスは高純度の水素ガスであることが確認された。
また、加圧法による当該水素透過膜ユニット１の破壊試験を実施したが、非晶質金属膜材２と枠材３との接合部においては破壊せずに、非晶質金属膜材２自体において破壊が生じた。これは、接合強度が高く、かつ接合によって非晶質金属膜材２における合金強度が低下していないことを示している。
【００３３】
したがって、上記水素透過膜ユニットおよびその製造方法によれば、耐圧強度を損なうこと無く、水素透過性能を有する非晶質金属膜材２に、補強用の金属製構造体３を接合することができ、よって高圧力差においても高強度と封止性とを得ることができる水素透過膜ユニット１０を得ることができる。
【００３４】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、構造体として、枠材３、網目状板材５または補強材７を用い、かつこれらを非晶質金属膜材２の両面に設けた場合に付いてのみ説明したが、これに限るものではなく、上記非晶質金属膜材２の片面にのみ設けてもよい。さらに、上記構造体としても、枠材３、網目状板材５あるいは補強材７の他、例えばエキスパンドメタル、パンチングメタル、金属多孔質体等の、非晶質金属膜材２における水素透過を妨げること無く、かつ当該非晶質金属膜材２に対する補強効果が得られる各種形状のものを使用することが可能である。
【００３５】
また、第１〜第３の実施形態において説明した製造方法の他、上記水素透過膜ユニット１、４、６を製造するには、上記非晶質金属膜材２と枠材３、網目状板材５または補強材７とを、直接またはこれらの間にＡｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ等からなる金属箔や金属線等の接合補助材を介装して、断続的または連続的に超音波接合することにより一体化する方法や、上記非晶質金属膜材２と枠材３、網目状板材５または補強材７との間に、Ａｕ−Ｇｅ系ろう材等の上記非晶質金属の結晶化温度以下の融点を有するろう材を介装して接合・一体化する方法も採用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載の水素透過膜ユニットおよび請求項５〜８のいずれかに記載の水槽透過膜ユニットの製造方法によれば、水素透過性能を有する非晶質金属膜材に、これを補強する金属製の構造体が、接合部における非晶質金属膜材が実質的に非晶質構造を保持した状態で互いに接合・一体化されているために、非晶質金属の結晶化によって、構造体との接合部等において上記非晶質金属膜材の強度が低下することが無く、かつ水素透過性能に変化が生じることも無い。この結果、耐圧強度を損なうこと無く、水素透過性能を有する非晶質金属膜材に上記構造体を接合することができ、よって高圧力差においても高強度と封止性とを得ることができる水素透過膜ユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水素透過膜ユニットの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図１の水素透過膜ユニットを製造する際の加圧状態を示す側面図である。
【図５】本発明に係る水素透過膜ユニットを組み込んだ水素分離装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】上記水素分離装置の他の例を示す概略構成図である。
【図７】上記水素分離装置のその他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、４、６　水素透過膜ユニット
２　非晶質金属膜材
３　枠材（枠部、構造体）
５　網目状板材（本体部、構造体）
７　補強材（構造体）
７ａ　枠部
７ｂ　本体部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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