[發明專利]一種無焊接的金屬氫化物儲氫裝置及其制作方法

在審

• 申請號: 202310190309.0
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN116182073A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 盧彥杉;何彬彬;潘軍;江軍;張行;陳藹峻
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00;F17C1/00;F17C13/04;B21J5/08
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，包括一體成型的罐體(13)、氣體閥門(1)、濾芯(3)、罐體封頭(4)、多孔不銹鋼導流材料(8)、罐底(12)、儲氫模塊及支撐結構，具體結構如下：

罐體(13)包括管體(2)，管體(2)由鋁棒經過雙金屬復合觸頭墩壓機剪切頭上的機械手送至墩壓成形系統進行兩道墩壓：第一道墩壓將雙金屬線段保持同軸，進行初步壓合，第二道墩壓成形，使鋁棒拉伸成使鋁棒拉伸成一體成形的無蓋圓筒；

儲氫模塊均填充于罐體(13)內，且將儲氫合金粉末與膨脹石墨混合物(7)填充于儲氫模塊中，任意相鄰兩儲氫模塊均緊密貼合，與罐體封頭(4)相鄰的儲氫模塊與罐體封頭(4)間隙配合，多孔不銹鋼導流材料(8)貫穿儲氫模塊；

罐體(13)頂部端采用正向旋輪熱旋壓收口工藝，將管體(2)收口段加熱到1000～1100℃，對管體(2)收口段進行5～6次半橢圓形正向旋壓封口形成半橢圓形封頭，再對半橢圓形封頭進行3～5次增厚旋壓，在半橢圓形封頭中心處形成圓孔，最終進行圓孔成形旋壓、表面平整旋壓及螺紋加工，完成罐體封頭(4)的制作，罐體封頭(4)采用螺紋連接頭的形式與氣體閥門連接，整個罐體(13)為無焊接工藝的無縫罐；

罐體(13)收口前在罐底(12)填充傳熱粉，并在罐體(13)內部安裝支撐結構；氣體閥門(1)與濾芯(3)固接，氣體閥門(1)位于罐體(13)外，濾芯(3)位于罐體(13)的罐體封頭(4)內側。

2.根據權利要求1所述的無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，管體(2)的原材料鋁棒直徑為50～85mm，鋁棒高度為350mm～1600mm，經過墩壓拉伸成型后，罐底(12)的罐內側突出的角部曲率半徑為3～6mm。

3.根據權利要求1所述的無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，管體(2)收口段的加熱長度L與管體(2)外徑Φ關系為：L＝Φ+(50～100mm)，管體(2)的壁厚為3mm～5mm，管體(2)的外徑為30～90mm；罐體(13)頂部經旋壓收口后，罐體封頭(4)的直徑為18～30mm；其中，第一道封口旋壓對應的旋輪轉角α為40～50°，而后的封口旋壓對應的旋輪轉角α依次遞增5～8°，而最后一次封口旋壓的旋輪轉角α比前一次增加2～4°。

4.根據權利要求1所述的無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，多孔不銹鋼導流材料(8)置于罐體(13)內部的中心軸線處，濾芯(3)頂部的氣體閥門(1)與罐體封頭(4)螺接，濾芯(3)一端插入罐體(13)內部的多孔不銹鋼導流材料(8)中。

5.根據權利要求1所述的無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，儲氫模塊均填充于罐體(13)內，且將儲氫合金粉末與膨脹石墨混合物(7)填充于所述儲氫模塊中，任意相鄰兩儲氫模塊均緊密貼合，與罐體封頭(4)相鄰的儲氫模塊與罐體封頭(4)間隙配合，多孔不銹鋼導流材料(8)貫穿儲氫模塊。

6.根據權利要求1所述的無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，儲氫模塊包括傳熱翅片(6)、儲氫合金粉末與膨脹石墨混合物(7)，傳熱翅片(6)相互平行排布于管體(2)內側壁，每個傳熱翅片(6)的中心開設通孔(11)，通孔(11)的外周均布填料孔洞(10)，由罐體封頭(4)向內部填充所述儲氫合金粉末與膨脹石墨混合物(7)，在此過程中混合物由傳熱翅片(6)上的所述填料孔洞(10)下沉至罐底(12)，逐層填滿；多孔不銹鋼導流材料(8)通過通孔(11)貫穿所述傳熱翅片(6)，傳熱翅片(6)與管體(2)內側壁間隙處涂覆導熱強化材料(9)。

7.根據權利要求1所述的無焊接的金屬氫化物儲氫裝置，其特征在于，傳熱翅片(6)為銅片，傳熱翅片的厚度為0.6mm～1.2mm，傳熱翅片(6)上均開有填料孔洞(10)、通孔(11)，填料孔洞(10)沿傳熱翅片(6)的周邊等距分布，填料孔洞(10)的直徑為3mm～6mm；多孔不銹鋼導流材料(8)呈柱狀貫穿通孔(11)，通孔(11)直徑為6～12mm。