[實用新型]一種固體儲氫裝置

無效

• 申請號: 200820019148.X
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN201193778Y
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 石鋒
• 申請（專利權）人: 石鋒
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C13/00;C22C28/00;C22C14/00
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司
• 代理人: 崔民海

技術領域：

本實用新型涉及儲存氫氣的裝置，尤其涉及一種填裝金屬氫化物儲氫合金材料的氫氣儲存裝置。

背景技術：

氫能具有潔凈、效率高、可再生等諸多優點，是受到普遍關注的一種新型能源。交通運輸要消耗大量的能源，圍繞氫氣的開發應用，有關專家對低溫液態儲氫、高壓氣態儲氫和固體儲氫三種方式做了大量的研究工作，低溫液態儲氫雖然便于儲存和運輸，但是氫氣的液化成本太高，從而大大提高了氫能的成本，能耗高、易泄漏；對于高壓儲氫，雖然壓力可以高達70MPa以上，但是儲氫的密度依然不大，并且儲氫罐自身重量很大，安全隱患更大，也不適合大規模應用尤其是移動場合的應用。金屬氫化物儲氫被認為是具有較大應用前途的固體儲氫方式，具有安全性高、儲氫密度大等優點，是一種安全高效無能耗無泄漏的儲運方式，成為目前國際上的熱點。金屬氫化物(又稱儲氫合金)是指金屬合金與氫氣發生反應生成的金屬間化合物，它具有像海綿吸水那樣能可逆的吸放大量氫氣的特性。氫與氫化金屬之間可以進行可逆反應，當外界有熱量加給金屬氫化物時，它就分解為氫化金屬并放出氫氣。金屬氫化物形成過程是一個伴有熱量產生的化學反應過程，是一種固態儲氫的形式，儲存的氫氣再放出來需要一定的熱量，當沒有足夠的熱量供給，它會自動停止放氫，其安全性遠遠大于高壓氣態儲氫或低溫液態儲氫。儲氫合金吸氫時放出一定的熱量，放氫時需要從外部吸收一定的熱量，因此，儲氫裝置內部的儲氫合金應達到一定的溫度條件，才能使儲氫裝置的吸氫和放氫速率滿足使用要求?，F有技術的儲氫裝置存在筒體內傳熱結構復雜，傳熱效果差，儲氫合金材料容易板結和堆積，使用不便等缺陷。

發明內容：

本實用新型的目的旨在克服現有技術的不足，提供一種方便儲氫合金材料的裝填，結構簡單，傳熱效果好，儲氫合金材料不易板結和堆積，使用安全、方便的固體儲氫裝置。

本實用新型可通過如下技術措施來實現：

筒體內連有導熱片，筒體兩端外分別連有氫氣進出閥門，穿過導熱片中心孔的過濾器的兩端分別與氫氣進出閥門連接，過濾器內的中心通氣孔與氫氣進出閥門連通，筒體其中一端的封頭上連有儲氫合金粉末灌裝口，筒體內有沿筒縱向設置并與導熱片連接的蛇形水循環管，導熱片連有一個片狀橫斷。

本實用新型還可通過如下技術措施來實現：

沿導熱片半徑的三分之二位置處均布大孔，沿三分之一位置處均布小孔；片狀橫斷位于導熱片的大孔和小孔之間并呈水平設置；蛇形水循環管通過導熱片并以30-90度角的圓弧彎曲穿過導熱片上呈120度角的大孔，其出水口和入水口分別設置在筒體兩端的封頭上。

本實用新型結構簡單，傳熱效果好，吸、放氫速度快，效率高，安全性好，放氫時需要的熱由外供熱水通過蛇形水循環管提供，吸氫時產生的熱由通過蛇形水循環管的冷水帶出，筒體內徑為170毫米時，可儲存約13立方米(即1公斤多)的氫氣，儲氫容量大，安全系數高，換熱效果好且不影響導熱片和片狀橫斷的設置及安裝，由于設置有儲氫合金粉末灌裝口、導熱片上未插入蛇形水循環管的3個大孔和6個小孔，有利于儲氫合金材料的均勻裝填，導熱片中部沿橫向連接的片狀橫斷有利于減少儲氫合金粉末在筒體橫截面方向的板結和堆積。

本實用新型通過由純鋁、鋁合金或者紫銅做成的導熱片換熱，該導熱片被一個由不銹鋼粉或者銅粉等其他金屬粉經壓縮燒結制成或者是其他具有優良導熱性能和機械性能的金屬或非金屬材料制成的片狀隔斷將儲氫合金粉末在筒體橫截面方向一分為二，用于傳熱傳質，可以有效的防止在筒體橫截面方向由于合金粉末自身重力所造成的板結和堆積，提高使用壽命和傳熱傳質效果。裝置的主傳質結構為由不銹鋼粉或者銅粉等金屬粉經壓制后燒結而成或者是其他具有優良導熱性能和機械性能的金屬或非金屬材料制成的過濾器。在氣體入口閥門位置處加裝一個安全閥，以防止意外爆破，增強了儲氫裝置的安全性能。進、出氣口位于兩端，方便操作和使用。

附圖說明：

圖1是本實用新型實施例的示意圖；

圖2是圖1中導熱片放大的示意圖；

圖3是圖2連有橫斷的俯視圖；

圖4是圖1中蛇形水循環導管設置縮小的示意圖；

圖5是蛇形水循環導管的示意圖。

具體實施方式：

本實用新型為內部冷熱式，內部設置蛇形水循環管6與數排導熱片8連通，導熱片8與筒體5呈過盈配合，傳質機構可選用不銹鋼粉或者是銅粉等其他金屬粉經壓制后燒結而成或者是其他具有優良導熱性能和機械性能的金屬或非金屬材料制成的過濾器4，不銹鋼罐體的兩端加裝封頭3，其出水口和入水口分別設置在筒體5兩端的封頭3上，筒體5兩端各裝一手動閥，以便于測試檢修。導熱片8的中心有一個與過濾器4配合的中心圓孔13，在導熱片8半徑的三分之二位置處呈六十度角均布著六個大圓孔11，在導熱片8半徑的三分之一位置處呈六十度角均布著六個小圓孔12，該小圓孔12與大圓孔11之間呈現30度夾角；在位于導熱片8的中間、大圓孔11和小圓孔12之間呈15度夾角位置處有一個片狀橫斷10，該片狀橫斷10在儲氫裝置橫放置的時候呈水平設置，以用來導熱并減少儲氫合金在筒體5橫截面方向由于自身重力造成的的堆積和板結。蛇形水循環管6從第一個導熱片8的大孔11穿過，到最后一個導熱片8的相應大孔11，隨后以30-90度角的圓弧彎曲進入最后一個導熱片8的大孔11，這兩個孔之間呈120度角，向上穿過所有的導熱片8并從第一個的相應大孔11穿過出來，隨后以相同的方式穿過所有導熱片8的大孔11，該蛇形水循環管6的兩個端口分別和筒體5的兩個封頭3焊接在一起，水便在該蛇形水循環管6中循環流動并通過導熱片8把熱量傳遞給儲氫合金或將儲氫合金產生的熱量導出。在封頭3的中心位置處，加裝兩個相同的出氣蓋將過濾器4與筒體5緊密聯結，氫氣在過濾器4的中心通氣孔9中循環，并通過過濾器4的微米級孔隙均勻而快速的傳遞到儲氫合金粉中。穿過導熱片8中心孔的過濾器4的兩端分別與氫氣進出閥門1連接，在儲氫筒體5的入氣口的氫氣進出閥門1的氣流通道外部裝一個起跳壓力為0-30MPa的安全閥門7，進入過濾器4中的中心通氣孔9，中心通氣孔9與氫氣進出閥門1連通，整個筒體5的最大耐壓為0-40MPa。在入氣口的封頭3上，與蛇形水循環管6的冷水入口按直徑方向呈直線對應處開有儲氫合金粉末灌裝口2，用于加裝儲氫合金材料。