[发明专利]金属钠的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属钠的精制方法、特别是向内燃机中使用的中空发动机阀中填充的金属钠的精制方法。

背景技术

汽车用发动机等内燃机中使用的发动机阀、特别是排气阀由于暴露于高温中，所以在制成中空的发动机阀的轴部内封入有金属钠。封入的金属钠在常温下为固体，但熔点为约98℃，在100℃以下的比较低的温度下液化。因此，若发动机起动而阀变暖则变成液状，通过阀的上下运动而在轴部内被振动，从燃烧室传递至阀的伞部的热在轴部中进行热传导，介由与轴部接触的阀导管向汽缸盖的水套放热。由此来防止燃烧室以及发动机阀的过热。并且由于封入的金属钠的比重为0.97，比水轻，所以通过将金属钠填充于阀的轴部中，还能够有助于阀整体的轻量化。

金属钠的还原作用强，将水还原而产生氢，自身变成氢氧化钠。因此，为了不受到这样的氧化作用、谋求长期稳定化，金属钠以浸渍于石油或液体石蜡(比较长链的饱和烃的混合物、且具有数百度的沸点)等有机溶剂中而阻断与水或空气的接触的状态被保存。进而石油或液体石蜡的比重比金属钠小，金属钠不会浮起到这些溶剂表面，被可靠地与水或空气阻断。

为了将这样的保存于有机溶剂中的金属钠填充到上述的发动机阀的轴部中，只要将浸渍于有机溶剂中的块状的金属钠取出，将其熔融，将熔融后的金属钠浇注到发动机阀的轴部中，之后进行冷却；或者将块状的金属钠切断成能够填充于发动机阀内的尺寸后进行填充即可。

然而，从有机溶剂中取出的金属钠在其表面附着有石油或液体石蜡。由于在金属钠熔化而在上述的发动机阀内的传热促进中，石油或液体石蜡成为阻碍要因，所以从表面擦去后使用。进而，若将上述的石油与液体石蜡进行比较，则后者由于杂质较少，所以浸渍于液体石蜡中的金属钠更容易得到能够在许多用途中使用的高纯度金属钠。

但是，有时在市售的金属钠的表面产生有裂纹。若以该裂纹的状态熔融而制成液体的金属钠，则会产生石油或液体石蜡等杂质混入等不良情况，所以进行基于用于可靠地得到正好金属钠量的体积的金属钠量的定量，将上述裂纹的周围削去后熔融并使用。像这样，以往，个别地检查金属钠的表面状态，表面状态良好的金属钠在擦去液体石蜡等后进行熔融、精制，产生了裂纹的金属钠在将表面比较厚地削去后进行熔融、精制。但是，在该方法中，存在以下缺点：对于每个各金属钠锭都需要检查，且变得需要将次品表面削去这样费事的作业，并且削去的金属钠的碎屑使成品率降低。

此外，从有机溶剂中取出的金属钠不可避免地与空气中的氧接触，金属钠表面被氧化，有时生成氧化钠，成为变得难以在要求高纯度金属钠的用途中使用的要因。

填充于中空发动机阀的轴部中的金属钠如上所述，在轴部内上下运动，将燃烧室内的高热向汽缸盖方向放热，但是若在该金属钠中混入了液体石蜡或石油，则它们会发生碳化，熔化的金属钠的流动被阻碍，冷却效果降低而变得无法将发动机阀的燃烧室的热充分放热，燃料效率降低，并且有可能对阀的构成材料的耐久性造成不良影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-112550号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在金属钠的精制中，有以下方法：将冷却至熔点附近的熔融金属钠利用冷阱进行过滤，熔化在熔融金属钠中的氧化钠等伴随着温度降低而析出，将该析出的固形杂质以金属过滤器进行过滤来谋求钠的高纯度化(专利文献1)，但是在以专利文献1为首的现有技术中，对于将精制前的金属钠所浸渍的液体石蜡或石油的除去并不关心。若液体石蜡或石油与金属钠一起被填充于发动机阀内，则如上所述，冷却效率降低，有可能产生发动机阀和燃烧室的过热。例如，即使将附着有液体石蜡等的熔融金属钠如专利文献1中公开的那样冷却至熔点附近，并尝试利用过滤器来过滤，液体石蜡也会使过滤器网眼堵塞而变得在短时间内无法使用。

本发明的目的是提供一种金属钠的精制方法，其能够将像这样在现有技术中没有认识到除去的必要性的石蜡或石油等金属钠保存用的有机溶剂在将该金属钠用于内燃机等中之前充分地除去，并且可以不对每个各金属钠锭检查它们的表面状态而一并进行熔融及精制。

用于解决问题的方法

为了达成上述目的，本发明(技术方案1)所述的金属钠的精制方法是，在含有有机溶剂的金属钠的精制方法中，通过将该金属钠容纳于密闭的熔融罐中，并在减压下将该熔融罐进行加热，从而使附着于上述金属钠上的上述有机溶剂气化而除去。