[發明專利]一種仲氫連續轉化冷量利用裝置

無效

• 申請號: 201210487831.7
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103836334A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 安剛;解輝;駱明強;魏金瑩;尚宇;李山峰;楊國平
• 申請（專利權）人: 北京航天試驗技術研究所
• 主分類號: F17C7/02
• 分類號: F17C7/02;F25D3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于航天領域和氫能利用領域，本裝置是將液氫儲罐內仲氫氣體連續地轉化為正氫，轉化過程中會吸收量周圍環境中的熱量，從而此轉化裝置可以作為液氫儲罐的冷屏，吸收環境漏熱，減少液氫儲存過程中的蒸發損失。

背景技術：

液氫是氫氣的主要儲存方式之一。液氫儲存過程中，漏熱蒸發損失不可避免，而且比液氧液氮等其他低溫液體更為突出，因此減少液氫蒸發損失是目前儲存技術研究的重要課題。

氫是雙原子分子，根據兩個氫原子核自旋的相對方向，氫分子可分為正氫和仲氫。通常的氫是兩種形式氫分子的混合物，不同溫度下正仲氫濃度達到穩定平衡的氫氣稱為平衡氫。室溫以上的溫度時，含正氫75％，仲氫25％。液氫飽和溫度20.4K下，仲氫的平衡濃度為99.82％。

當溫度降低氫氣液化時，正氫會自發的轉換為仲氫，并釋放出熱量。反之，仲氫轉化為正氫會吸收熱量，在連續轉化升溫過程中，其吸收的熱量最多可以達到不轉化升溫吸收熱量的1.6倍。但是仲正氫轉換的過程是比較緩慢的，需要采用催化劑加快仲氫轉化為正氫的過程，以便充分利用仲正氫轉化的冷量。

關于仲氫轉化為正氫的冷量利用目前國內外尚無涉及，本發明提供了一種仲氫連續轉化制冷裝置，利用液氫儲罐內漏熱蒸發產生的低溫仲氫氣體，經過轉化后產生冷量，作為液氫儲罐的冷屏，從而達到減少液氫蒸發損失的目的。

發明內容：

本發明在于提供一種仲氫連續轉化冷量利用裝置，主要包括液氫儲罐外容器、液氫儲罐內容器、保溫層、氫氣引出管、盤管、催化劑、氫氣放空管，如圖所示。本發明的技術方案為：氫氣引出管一端與液氫儲罐內容器上部連接，一端與盤管連接，盤管與氫氣放空管相連，盤管纏繞在液氫儲罐內容器外壁，盤管內裝有仲氫轉化催化劑，整個液氫儲罐內容器和氫氣引出管、盤管外側包裹有保溫層，保溫層外側是液氫儲罐外容器。

本仲氫連續轉化冷量利用裝置可將液氫儲罐內蒸發的仲氫氣體轉化為正氫，并將這一轉化器繞成盤管，做成液氫儲罐冷屏，可比常規無轉化冷屏吸收更多的外界漏熱，從而更多地減少液氫儲存的蒸發損失。此裝置無運動部件，無需額外動力，可靠性高，可在地面和空間液氫儲存中應用，對于降低航天領域和氫能利用領域液氫使用成本具有重要的意義。

附圖說明：

附圖：仲氫連續轉化冷量利用裝置示意圖

圖中：1.液氫儲罐外容器2.保溫層3.液氫儲罐內容器4.氫氣引出管5.盤管6.催化劑7.氫氣放空管

具體實施方式：

如附圖所示，本發明主要包括液氫儲罐外容器1、保溫層2、液氫儲罐內容器3、氫氣引出管4、盤管5、催化劑6、氫氣放空管7。氫氣引出管4一端與液氫儲罐內容器3上部連接，一端與盤管5連接，盤管5與氫氣放空管7相連，盤管5纏繞在液氫儲罐內容器3外壁，盤管5內裝有仲氫轉化催化劑6，整個液氫儲罐內容器3和氫氣引出管4、盤管5外側包裹有保溫層2，保溫層2外側是液氫儲罐外容器1。

本發明的工作原理如下：

液氫在液氫儲罐內容器3中儲存時，因漏熱會不斷蒸發，為確保儲罐安全，需要將罐內氫氣放空。放空時，液氫儲罐內容器3中的仲氫氣體經氫氣引出管4后進入到裝載有催化劑6的盤管5中，在其中仲氫連續地轉化為正氫，由于仲氫轉化為正氫需要吸收大量的熱量，因此氫氣在盤管5流動轉化過程中會不斷的吸收通過液氫儲罐外容器1和保溫層2傳遞進來的漏熱，溫度逐漸升高，從而減少了漏熱進一步向液氫儲罐內容器的傳遞，轉化升溫后的氫氣經氫氣放空管7排放到外界大氣中。