CN107543033A - 一种金属氢化物储氢装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种金属氢化物储氢装置，属于能源储存装置技术领域，包括储氢外壳、加热器、电源、测量装置、击发装置、止流阀、灌料口、储氢材料床体、热交换器及导气管组成；加热器及应变传感器均位于储氢外壳上，加热器通过导线与电源相连，应变传感器与信号放大器相连，信号放大器与测量装置相连；储氢材料床体位于储氢外壳的内部，与加热器相连；导气管与储氢外壳相连，导气管上设置有止流阀，导气管下方设置有灌料口，灌料口与储氢外壳相连。该装置结构简单，易于制造及操作，并且配有氢气含量测量装置，使得储氢装置在与燃料电池一起使用时能够实时查看氢气含量以保证安全。并引入了加热器，使储氢材料受热均匀，能够充分发挥装置的放氢能力。
Description
技术领域
本发明属于能源储存装置技术领域，具体涉及一种金属氢化物储氢装置。
背景技术
氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。同时，氢也是一种理想能源，因此引起人们的广泛关注。
燃料电池是氢气应用的方式之一，在交通运输和电源领域广泛应用。金属氢化物储氢装置与高压气瓶相比，压强相对较低同时更加安全。然而现有的金属氢化物储氢装置储氢罐内储氢金属放氢不均匀，同时缺少含量检测装置，因此导致安全问题。同时传统的储氢装置，由于换热器换热不均匀，也影响装置的放氢能力。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属氢化物储氢装置，实现了储氢装置氢含量的实时监控，改进了换热器换热不均匀的问题。
本发明通过如下技术方案实现：
一种金属氢化物储氢装置，包括储氢外壳1、加热器2、电源3、应变传感器4、信号放大器5、测量装置6、击发装置7、止流阀8、灌料口9、储氢材料床体10、热交换器11及导气管12组成；
其中，所述的加热器2及应变传感器4均位于储氢外壳1上，加热器2通过导线与电源3相连，应变传感器4与信号放大器5相连，信号放大器5与测量装置6相连；
所述的储氢材料床体10位于储氢外壳1的内部，与加热器2相连；
所述的导气管12与储氢外壳1相连，导气管12上设置有止流阀8，导气管12下方设置有灌料口9，灌料口9与储氢外壳1相连，灌料口9是用来更换储氢材料的；
所述的热交换器11缠绕在储氢外壳1上；
所述的击发装置7位于储氢外壳1上，由弹性小球构成。
进一步地，所述的储氢外壳1由不锈钢板制成。
进一步地，所述的测量装置6由应变测试器和存储示波器构成。
进一步地，所述的热交换器11为直径为10mm的铜管或铝管。
进一步地，所述的储氢材料床体10的材料为金属氢化物。
进一步地，所述的储氢材料床体10的材料为LaNi5。
进一步地，所述的储氢材料床体10的体积为0.0012m3-0.0024m3，重量为800-805g。
更进一步地，所述的导气管12通过密封垫13固定和密封在储氢外壳1上。
该装置是这样工作的：
当氢气通过导气管12储存到装置内时，金属氢化物对氢气进行吸收，同时伴随着放热，放出的热量通过热交换器11循环走，可以通过氢化物体积的变化来确定储氢装置中氢的含量。因为氢化物体积的改变会引起该装置自振频率特性改变。在这种机制下，当氢气进入储氢装置时击发装置引起储氢器外壳震动，当储氢装置的储氢外壳受到机械冲击激励时，在装置内部会发生阻尼振动。而这个阻尼振动可以被应变传感器所记录。从应变传感器4上读取到的信号会被传送到信号放大器5和测量装置6，然后将数值变为阻尼衰减率δ与振荡频率f的比值，这个比值叫做相对阻尼衰减率δ'＝δ/f。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)、本发明提供的金属氢化物储氢装置结构简单，易于制造。
(2)、本发明提供的金属氢化物储氢装置配有氢气含量测量装置，使得储氢装置在与燃料电池一起使用时能够实时查看氢气含量以保证安全。
(3)、本发明提供的金属氢化物储氢装置配有氢气含量测量装置，热交换器与储氢外壳连接紧密，散热效果更好。
(4)、本发明所使用的击发装置构造简单，易于操作。
(5)、本发明提供的金属氢化物储氢装置，引入了加热器，使储氢材料受热均匀，能够充分发挥装置的放氢能力。
附图说明
图1为本发明的一种金属氢化物储氢装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的金属氢化物储氢装置氢含量V与相对阻尼率δ'的关系图；
图中：储氢外壳1、加热器2、电源3、应变传感器4、信号放大器5、测量装置6、击发装置7、止流阀8、灌料口9、储氢材料床体10、热交换器11组成。导气管12、密封垫13。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地说明。
实施例1
如图1所示，一种金属氢化物储氢装置，包括储氢外壳1、加热器2、电源3、应变传感器4、信号放大器5、测量装置6、击发装置7、止流阀8、灌料口9、储氢材料床体10、热交换器11及导气管12组成；
一种金属氢化物储氢装置，包括储氢外壳1、加热器2、电源3、应变传感器4、信号放大器5、测量装置6、击发装置7、止流阀8、灌料口9、储氢材料床体10、热交换器11及导气管12组成；
其中，所述的加热器2及应变传感器4均位于储氢外壳1上，加热器2通过导线与电源3相连，应变传感器4与信号放大器5相连，信号放大器5与测量装置6相连；
所述的储氢材料床体10位于储氢外壳1的内部，与加热器2相连；
所述的导气管12与储氢外壳1相连，导气管12上设置有止流阀8，导气管12下方设置有灌料口9，灌料口9与储氢外壳1相连，灌料口9是用来更换储氢材料的；
所述的热交换器11缠绕在储氢外壳1上；
所述的击发装置7位于储氢外壳1上，由弹性小球构成。
储氢材料床体10直径为80mm，长262mm，储氢外壳1由2mm厚的不锈钢板制成，金属氢化物LaNi5质量为800g，填充密度变为3.5х103kg/m3。用于传递制冷剂的热交换器11是由直径为10mm铜管组成。加热器2为TEN-32-8-36V，它用来加热储氢装置，导气管12为Hansa-Flex PR 08-1.5V2，止流阀8为Hansa-Flex BKR 08，电源3为BVP RS-232，用特定摆幅的弹性小球作为击发装置7，应变传感器4为ZEMIC BM8D，信号放大器5为P4-20 PULSElectroni，测量装置6由应变测试器ZET 017-T8和存储示波器YOKOGAVA DLM2024组成。
本发明的一种金属氢化物储氢装置，是这样工作的：
当氢气通过导气管12储存到装置内时，金属氢化物LaNi5对氢气进行吸收，同时伴随着放热。放出的热量通过热交换器11循环走。可以通过氢化物体积的变化来确定储氢装置中氢的含量。因为氢化物体积的改变会引起该装置自振频率特性改变。在这种机制下，当氢气进入储氢装置时击发装置引起储氢器外壳震动，当储氢装置的储氢外壳受到机械冲击激励时，在装置内部会发生阻尼振动。而这个阻尼振动可以被应变传感器所记录。从应变传感器4上读取到的信号会被传送到信号放大器5和测量装置6，然后将数值变为阻尼衰减率δ与振荡频率f的比值，这个比值叫做相对阻尼衰减率δ'＝δ/f。
如图2所示，实验从储氢装置内氢气含量为0开始到氢气饱和为止，测定了阻尼衰减率δ'与氢气含量的关系图，从图2中可以确定氢气的量，即测量装置显示的氢的量和阻尼衰减率δ'是对应的。不同氢的含量都会对应一个阻尼衰减率δ'，通过应变传感器4、信号放大器5将这个阻尼衰减率δ'获取并与氢的含量对应，之后通过测量装置就会显示。
Claims (8)
1.一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，包括储氢外壳(1)、加热器(2)、电源(3)、应变传感器(4)、信号放大器(5)、测量装置(6)、击发装置(7)、止流阀(8)、灌料口(9)、储氢材料床体(10)、热交换器(11)及导气管(12)组成；
其中，所述的加热器(2)及应变传感器(4)均位于储氢外壳(1)上，加热器(2)通过导线与电源(3)相连，应变传感器(4)与信号放大器(5)相连，信号放大器(5)与测量装置(6)相连；
所述的储氢材料床体(10)位于储氢外壳(1)的内部，与加热器(2)相连；
所述的导气管(12)与储氢外壳(1)相连，导气管(12)上设置有止流阀(8)，导气管(12)下方设置有灌料口(9)，灌料口(9)与储氢外壳(1)相连，灌料口(9)是用来更换储氢材料的；
所述的热交换器(11)缠绕在储氢外壳(1)上；
所述的击发装置(7)位于储氢外壳(1)上，由弹性小球构成。
2.如权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的储氢外壳(1)由不锈钢板制成。
3.如权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的测量装置(6)由应变测试器和存储示波器构成。
4.如权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的热交换器(11)为直径为10mm的铜管或铝管。
5.如权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的储氢材料床体(10)的材料为金属氢化物。
6.如权利要求5所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的储氢材料床体(10)的材料为LaNi5。
7.如权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的储氢材料床体(10)的体积为0.0012m3-0.0024m3，重量为800-805g。
8.如权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述的导气管(12)通过密封垫(13)固定和密封在储氢外壳(1)上。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180105 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |