CN113028272A - 多腔内装储氢材料金属储氢瓶 - Google Patents

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Abstract

多腔内装储氢材料金属储氢瓶，内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，储氢材料上方是氢气通道，储氢材料端部安装上开口下封闭储氢材料隔板，上开口下封闭储氢材料隔板上开口与储氢材料上方氢气通道联通，上开口下封闭储氢材料隔板下部腔内储存储氢材料，上开口下封闭储氢材料隔板外设氢气腔，金属储氢瓶装温控器。

Description

多腔内装储氢材料金属储氢瓶
技术领域
本发明涉及储气容器领域。
背景技术
申请专利202010060219 .6《内装储氢材料金属储氢瓶及其制备方法》公布了由金属储氢瓶口进入储氢空腔内氢气，通过储氢材料间空隙进入储氢材料内，储氢材料释放氢气，通过储氢材料间空隙进入储氢空腔内，由金属瓶口输出。由于固态储氢材料是细粉状，细粉状储氢材料相互阻碍，影响氢气进入储氢材料的速度和析出储氢材料的速度，这种影响伴随材料厚度的增加，氢气进入储氢材料的速度和析出储氢材料的速度越来越慢，因此，如何减低储氢材料的厚度，如何制作氢气进入储氢材料和析出储氢材料的快速通道是实现快速储放氢气迫切需要解决的问题。
尚未检索到内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平串联使用时，混合气体通过多腔储氢材料上方氢气通道时，混合气体中氢通过储氢材料吸收，连续吸附氢气装置。
发明内容
本发明的目的是：1、制作多腔组合金属储氢瓶，多腔组合金属储氢瓶空腔内装储氢材料，多腔内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，储氢材料堆积在下方，储氢材料上方是氢气通道，多腔储氢材料端部安装上开口下封闭储氢材料隔板，储氢材料隔板上部开口与多腔储氢材料上方氢气通道联通，优点是：1、储氢材料隔板上部孔与储氢材料上方氢通道联通，储氢材料隔板上部孔可以将储氢材料释放氢气通过储氢材料上方氢通道快速导入氢气存储腔内，实现快速充放氢气。2、多腔组合金属储氢瓶水平使用时，储氢材料分布于多腔内，减少储氢材料厚度，减少储氢材料相互阻碍，实现快速储氢或放氢。3、储氢材料分布于多腔内，电控温器热量通过多腔金属储氢瓶筋快速传递给多腔内储氢材料，实现快速储放氢。4、多腔内装储氢材料组合金属储氢瓶安装电控温装置，通过多腔金属筋实现快速传导，加热温度均匀，制冷制热效率高。5、制作多腔金属储氢瓶，多腔金属板和储氢材料将金属储氢瓶分割成多个空间，减少空气对储氢瓶的压力，提高储氢瓶的安全性能和使用寿命。6、多腔内装储氢材料金属储氢瓶两端设氢气进出口，由进口输入的混合气体通过储氢材料上方氢通道时被储氢材料吸收，提纯后气体由出口排出，可用于氢气连续提纯。7、两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶串联使用或并联使用，可实现连续充放氢气。8、内装液态储氢材料金属储氢瓶安装电磁搅拌器上，通过电磁搅拌，加速液态储氢材料存储或释放氢气。
本发明提出的一种多腔内装储氢材料金属储氢瓶，内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，储氢材料上方是氢气通道，储氢材料端部安装上开口下封闭储氢材料隔板，上开口下封闭储氢材料隔板上开口与储氢材料上方氢气通道联通，上开口下封闭储氢材料隔板下部腔内储存储氢材料，上开口下封闭储氢材料隔板外设氢气腔，内装储氢材料金属储氢瓶装电控温器，实现对储氢材料控温功能，加速储氢材料释放和存储氢气。
进一步改进方案是：多腔组合金属储氢瓶制作多个加热孔，多个加热孔内安装多个电加热器，电加热器通过多腔金属筋对多腔组合金属储氢瓶进行分区域加热，精确控制区域储氢材料加热温度。
进一步改进方案是：多腔组合金属储氢瓶外缠绕碳纤维加热带。
进一步改进方案是：金属储氢瓶外缠绕碳纤维。
进一步改进方案是：内装储氢材料金属储氢瓶安装在振动装置上，通过振动装置振动，使金属储氢瓶内挤压在一起的储氢材料分离，加速储氢材料存储或释放氢气。
进一步改进方案是：储氢阀上设温度传感器和压力传感器，温度传感器将多腔组合金属储氢瓶内温度传递到温度显示器上和将温度信息传递到控制器上，控制器依据预先设定的程序控制电加热器，储氢阀上设压力传感器，压力传感器将多腔组合金属储氢瓶内氢气压力传递到压力显示器上和将压力信息传递到控制器上，控制器按照设定的程序控制电加热器。
进一步改进方案是：多腔内装储氢材料组合金属储氢瓶安装在车或船或飞行器上，安装在多腔内装储氢材料组合金属储氢瓶芯片与远程控制系统相连。
本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，多腔内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，多腔储氢材料上方是氢气通道，多腔储氢材料端部安装上开口下封闭储氢材料隔板，上开口下封闭储氢材料隔板多个上开口与多腔储氢材料上方多个氢气通道联通，上开口下封闭储氢材料隔板内多个氢气通道下部储氢材料腔内储存储氢材料，上开口下封闭储氢材料隔板外设氢气腔，多腔内装储氢材料金属储氢瓶装电控温器，实现对储氢材料控温功能，加速储氢材料释放储氢气。
进一步改进方案是：多腔组合金属储氢瓶制作多个加热孔，多个加热孔内安装电加热器，通过电控温系统对储氢材料进行精确控温。
进一步改进方案是：多腔组合金属储氢瓶制作多个加热孔，多个加热孔内安装多个电加热器，电加热器通过多腔金属筋对多腔组合金属储氢瓶进行分区域加热，精确控制区域储氢材料加热温度。
进一步改进方案是：多腔组合金属储氢瓶外缠绕碳纤维加热带。
进一步改进方案是：金属储氢瓶外缠绕碳纤维。
进一步改进方案是：内装储氢材料金属储氢瓶安装在振动装置上，通过振动装置振动，使金属储氢瓶内挤压在一起的储氢材料分离，加速储氢材料存储或释放氢气。
进一步改进方案是：储氢阀上设温度传感器和压力传感器，温度传感器将多腔组合金属储氢瓶内温度传递到温度显示器上和将温度信息传递到控制器上，控制器依据预先设定的程序控制电加热器，储氢阀上设压力传感器，压力传感器将多腔组合金属储氢瓶内氢气压力传递到压力显示器上和将压力信息传递到控制器上，控制器按照设定的程序控制电加热器。
进一步改进方案是：多腔内装储氢材料组合金属储氢瓶安装在车或船或飞行器上，安装在多腔内装储氢材料组合金属储氢瓶芯片与远程控制系统相连。
进一步改进方案是：多腔金属储氢瓶腔内装不同性能储氢材料，通过温控器实现不同性能储氢材料协调作用。
本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，多腔储氢材料内侧安装内上开口下封闭储氢材料隔板，内上开口下封闭储氢材料隔板内侧是内氢气腔，储氢材料外侧安装外上开口下封闭储氢材料隔板，外上开口下封闭储氢材料隔板外侧是外氢气腔，内上开口下封闭储氢材料隔板上部和外上开口下封闭储氢材料隔板上部与储氢材料上氢气通道联通，内上开口下封闭储氢材料隔板下部和外上开口下封闭储氢材料隔板下部腔内储存储氢材料。
进一步改进方案是：多腔组合金属储氢瓶外缠绕碳纤维加热带。
进一步改进方案是：金属储氢瓶外缠绕碳纤维。
进一步改进方案是：储氢阀上设温度传感器和压力传感器，温度传感器将多腔组合金属储氢瓶内温度传递到温度显示器上和将温度信息传递到控制器上，控制器依据预先设定的程序控制电加热器，储氢阀上设压力传感器，压力传感器将多腔组合金属储氢瓶内氢气压力传递到压力显示器上和将压力信息传递到控制器上，控制器按照设定的程序控制电加热器。
进一步改进方案是：两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶安装芯片，芯片与远程控制系统相连。
进一步改进方案是：多个两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶制作氢提纯装置，由进口输入的混合气体通过内装储氢材料金属储氢瓶储氢材料上方氢通道被储氢材料吸收，提纯后混合气体进入下一个内装储氢材料金属储氢瓶氢气通道内，由下一个内装储氢材料金属储氢瓶内储氢材料吸收，多个两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶串联使用，可用于氢气连续多级提纯。
本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，多腔储氢材料内侧安装内上开口下封闭储氢材料隔板，内上开口下封闭储氢材料隔板内侧是内氢气腔，储氢材料外侧安装外上开口下封闭储氢材料隔板，外上开口下封闭储氢材料隔板外侧是外氢气腔，内上开口下封闭储氢材料隔板上部和外上开口下封闭储氢材料隔板上部与储氢材料上氢气通道联通，内上开口下封闭储氢材料隔板下部和外上开口下封闭储氢材料隔板下部腔内储存储氢材料。
多个两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶水平放置用连接管串联在一起，前端内装储氢材料金属储氢瓶与后端内装储氢材料金属储氢瓶间连接管上安装截止阀和氢泵，前端内装储氢材料金属储氢瓶内氢气低于某一设定限度时，连接管上安装截止阀和氢泵开启，将后端内装储氢材料金属储氢瓶内氢气输入前端内装储氢材料金属储氢瓶内，连接管上安装截止阀和氢泵关闭，后端内装储氢材料金属储氢瓶后端连接管上安装截止阀开启，供氢装置向后端内装储氢材料金属储氢瓶输入氢气，实现前端内装储氢材料金属储氢瓶与后端内装储氢材料金属储氢瓶连续不间断供氢气。
内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶并联在一起，内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶间截止阀关闭，金属储氢瓶对外供气，内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶间截止阀开启，内装储氢材料金属储氢瓶通过连接管向金属储氢瓶供气，制成不间断供氢气系统。
本发明进一步改进方案是：储氢材料制作成大于隔板孔颗粒，防止储氢材料灌装时、金属储气瓶旋压收口时、金属储气瓶运输时产生泄漏，水平使用时，储氢材料通过多次充放氢气会使颗粒变小或粉化。
本发明进一步改进方案是：上开口下封闭储氢材料隔板用透气和阻隔液体或固态粉末透过材料隔板代替。
电控温器包括：双金属制冷电控温器，碳纤维加热电控温器，石墨烯加热电控温器，电阻加热控温器，远红外加热控温器，气体或液体控温装置。
储氢材料包括：稀土基储氢合金，钛基储氢合金，镁基储氢合金，锆基储氢合金，碳纳米管，石墨烯，石墨纳米纤维，超级活性炭，玻璃微球，液态储氢材料。
上述金属储氢瓶包括：铝合金储氢瓶，镁合金储气瓶，钛合金储气瓶，铜合金储氢瓶，形状记忆合金储氢瓶，钢储气瓶。
说明书附图
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是具有本发明技术特征的内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶剖面示意图。
图2是图1A-A储氢瓶断面剖视图。
图3是图1A-A储氢瓶填充储氢材料和加热棒断面剖视图。
图4是图1组合连续供氢气装置局部剖面示意图。
图5是具有本发明技术特征的多管加热储氢材料多腔金属储氢瓶剖面示意图。
图6是图5B-B储氢瓶断面剖视图。
图7是图5B-B储氢瓶填充储氢材料和加热棒断面剖视图。
图8是具有本发明技术特征两端开口多管加热储氢材料多腔金属储氢瓶剖面示意图。
图9是图8C-C储氢瓶断面剖视图。
图10是图8C-C储氢瓶填充储氢材料断面剖视图。
图11是具有本发明技术特征内装储氢材料多腔分体双氢气口矩形储氢瓶剖面示意图。
图12是图11D-D剖面示意图。
图13是聚四氟乙烯隔板端面图。
图14是具有本发明技术特征内装储氢材料双氢气口矩形储氢瓶串联组合氢气提纯装置剖面示意图。
具体实施例
实施例1
一种多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶剖面示意图如图1所示，图2是图1A-A储氢瓶断面剖视图，图3是图1A-A储氢瓶填充储氢材料和加热棒断面剖视图，图4是图1组合连续供氢气装置局部剖面示意图，其中：1是储氢瓶外金属管，2是金属管底板，3是中金属管，4是内金属管，5是加热棒金属管，6是外环筋，7是外环填充腔，8是外环储氢材料，9是外环氢气通道，10是中环填充腔，11是中环储氢材料，12是中环氢气通道，13是内环填充腔，14是内环储氢材料，15是内环氢气通道，16是电热管，17是氢气通道内氢气，18是隔板，19是隔板孔，20是螺钉，21是上盖板，22是氢气腔，23是氢气腔内氢气，24是氢气输入管，25是输入管截止阀，26是氢气输出管，27是输出管截止阀，28是传感器，29是氢气输出管法兰，30是氢气输入管法兰，31是连接管，32是连接管法兰，33是氢气泵，34是连接螺栓，35表示焊接符号。
制作管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶，内金属管4外周均匀焊接加热棒金属管5，中金属管3外周均匀焊接外环筋6，内金属管4和加热棒金属管5焊接在金属管底板2上，中金属管3和外环筋6套装加热棒金属管5外，中金属管3和外环筋6焊接在金属管底板2上，储氢瓶外金属管1套装在外环筋6外，储氢瓶外金属管1与金属管底板2焊接在一起，电热管16安装在加热棒金属管5内固定，电热管16与温度控制器连接在一起，上盖板21上焊接氢气输入管24、输入管截止阀25、氢气输出管26和输出管截止阀27，上盖板21上安装传感器28。
金属管焊接多腔储氢瓶垂直放置，外环填充腔7、中环填充腔10和内环填充腔13内分别灌注定量储氢材料8、11、14，螺钉20将隔板18固定在加热棒金属管5端部，上盖板21焊接在储氢瓶外金属管1上方，隔板18与上盖板21间形成氢气存储腔22。
使用时，将内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶水平放置，隔板孔19在填充腔上方，储氢材料8、11、14上方形成外环氢气通道9、中环氢气通道12和内环氢气通道15。
储氢材料储存氢气过程如下：开启输入管截止阀25，输入氢气通过氢气输入管24进入氢气腔22内，氢气腔内氢气23通过隔板孔19进入外环氢气通道9内、中环氢气通道12内和内环氢气通道15内，氢气通道内氢气17通过储氢材料8、11、14吸收，储氢材料吸收氢气放出热量通过储氢瓶外金属管1、金属管底板2、中金属管3、内金属管4、外环筋6和加热棒金属管5散热，储氢材料吸收氢气达到饱和时，关闭输入管截止阀25。
储氢材料释放氢气过程如下：电热管16加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶，热量通过储氢瓶外金属管1、金属管底板2、中金属管3、内金属管4、外环筋6和加热棒金属管5加热储氢材料8、11、14，储氢材料8、11、14释放氢气分别进入外环氢气通道9、中环氢气通道12和内环氢气通道15内，通过隔板孔19进入氢气腔22内，氢气腔内氢气23通过氢气输出管26和输出管截止阀27输出。
多个多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶制作连续供氢气装置：多个多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶并列放置，连接管31一端连接管法兰32与氢气输出管法兰29连接在一起密封，连接管31一端连接管法兰32与氢气输入管法兰30连接在一起，使用时，关闭下部输入管截止阀25，开启下部输出管截止阀27，氢气输出管26对外供氢气，当氢气下降到某一数值时，开启下部输入管截止阀25，开启 上部输出管截止阀27，氢气泵33将上部内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶内氢气输入到下部内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶内，当下部内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶内氢气饱和时，关闭下部输入管截止阀25，关闭氢气泵33，关闭上部输出管截止阀27，下部氢气输出管26对外供氢气，上部内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶可通过法兰盘进行拆卸和更换，也可以用注氢气装置通过氢气输入管25注入氢气。
本实施例的优点是：1、储氢瓶竖直放置，储氢材料在重力作用下进入储氢瓶空腔内，解决储氢材装入储氢瓶内问题，储氢瓶竖直放置便于储存和运输。2、使用时，储氢瓶水平放置，在储氢材料上方形成储氢材料氢气通道，增大储氢材料释放氢气面积，储氢材料释放氢气进入储氢材料氢气通道，氢气通过隔板孔进入储氢腔内和通过储氢瓶口对外供氢。3、多个电加热管可以精确控制储氢材料温度，通过储氢瓶外金属管、金属管底板、中金属管和内金属管加热储氢材料，热量传递速度快，实现储氢材料快速释放氢气。4、多个多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶组合，可实现不间断连续供氢气。5、上盖板安装进气管和出气管和连接管和氢气泵，可实现氢气高压传输，提高氢气使用效率。6、上盖板与储氢瓶外金属管与金属管底板焊接在一起，强度高，不易渗漏气体。
实施例2
一种多管加热储氢材料多腔金属储氢瓶剖面示意图如图5所示，图6是图5B-B储氢瓶断面剖视图，图7是图5B-B储氢瓶填充储氢材料和加热棒断面剖视图，其中：36是储氢瓶外环，37是外环隔板，38是外环储氢材料腔，39是储氢瓶中环，40是中环隔板，41是中环储氢材料腔，42是储氢瓶内环，43是内环储氢材料腔，44是加热管孔，45是外环储氢材料，46是外环氢气通道，47是中环储氢材料，48是中环氢气通道，49是内环储氢材料，50是内环氢气通道，51是电加热器，52是氢气通道内氢气，53是隔板，54是外环隔板孔，55是中环隔板孔，56是内环隔板孔，57是螺钉，58是氢气存储腔，59是氢气出口，60是氢气存储腔内氢气，61是氢气瓶座。
铸造或挤压机或锻压制作一端开口储氢瓶座端带有加热管孔内多腔金属储氢瓶，内多腔金属储氢瓶垂直放置，外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49定量注入外环储氢材料腔38内、中环储氢材料腔41、内环储氢材料腔43内，螺钉57将隔板53固定在加热管孔44端部，旋压机将多腔金属储氢瓶开口端旋压收口，制作成内装储氢材料多腔金属储氢瓶。
使用时，内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平放置，加热管孔44内装电加热器51，外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49上方形成氢气通道46、48、50，电加热器51加热外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49，储氢材料释放氢气分别进入氢气通道46、48、50内，氢气通道内氢气52通过隔板孔54、55、56进入储氢腔58内，氢气存储腔内氢气60通过储氢瓶口59向外供氢。
内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平放置，通过储氢瓶口59输入氢气进入储氢腔58内，存储腔内氢气60通过隔板孔54、55、56分别进入氢气通道46、48、50内，外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49将氢气通道46、48、50内氢气吸附存储。
本实施例的优点是：1、利用储氢材料流动特性，储氢瓶竖直放置，灌注储氢瓶内储氢材料在重力作用下，进入储氢瓶空腔内，解决储氢材料装入储氢瓶内问题，储氢瓶竖直放置便于储存和运输。2、使用时，储氢瓶水平放置，储氢材料上方形成氢气通道，增大储氢材料释放氢气面积，储氢材料释放氢气进入氢气通道和通过隔板孔进入储氢腔内和通过储氢瓶口对外供氢。3、多个电加热管可以精确控制储氢材料温度和储氢材料氢气释放量。4、储氢材料分散在多个腔内，减少储氢材料厚度，利于储氢材料释放和吸收氢气，实现快速充放氢气。
本实施例方案适宜固态粉状储氢材料和液体储氢材料。
实施例3
一种两端开口多管加热储氢材料多腔金属储氢瓶剖面示意图如图8所示，图9是图8C-C储氢瓶断面剖视图，图10是图8C-C储氢瓶填充储氢材料断面剖视图，其中：62是储氢瓶外环，63是外环隔板，64是外环储氢材料腔，65是储氢瓶中环，66是中环隔板，67是中环储氢材料腔，68是储氢瓶内环，69是内环储氢材料腔，70是碳纤维电加热器，71是外环储氢材料，72是外环氢气通道，73是中环储氢材料，74是中环氢气通道，75是内环储氢材料，76是内环氢气通道， 77是外环氢气通道内氢气，78是中环氢气通道内氢气，79是内环氢气通道内氢气，80是内隔板，81是内隔板外环隔板孔，82是内隔板中环隔板孔，83是内隔板内环隔板孔，84是内氢气存储腔，85是内氢气入口，86是内氢气存储腔内氢气，87是外隔板，88是外隔板外环隔板孔，89是外隔板中环隔板孔，90是外隔板内环隔板孔，91是外氢气存储腔，92是外氢气出口，93是外氢气存储腔内氢气。
制作两端开口多腔金属储氢瓶，内隔板80安装在金属储氢瓶多腔内端部，旋压机将多腔金属储氢瓶内开口端旋压收口，内多腔金属储氢瓶垂直放置，外环储氢材料71、中环储氢材料73、内环储氢材料75定量注入外环储氢材料腔64内、中环储氢材料腔67、内环储氢材料腔69内，外隔板87安装在金属储氢瓶多腔外端部，旋压机将多腔金属储氢瓶外开口端旋压收口，制作成两端开口内装储氢材料多腔金属储氢瓶。
使用时，内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平放置，碳纤维电加热器70加热外环储氢材料71、中环储氢材料73、内环储氢材料75，外环储氢材料71、中环储氢材料73、内环储氢材料75释放氢气分别进入氢气通道72、74、76内，氢气通道内氢气77、78、79通过隔板孔88、89、90进入储氢腔91内，氢气存储腔内氢气93通过储氢瓶口92向外供氢。
内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平放置，氢气通过内氢气入口85进入内氢气存储腔84内，内氢气存储腔内氢气86通过内隔板外环隔板孔81、内隔板中环隔板孔82、内隔板内环隔板孔83分别进入氢气通道72、74、76内，外环储氢材料71、中环储氢材料73、内环储氢材料75将氢气通道72、74、76内氢气吸附存储。
本实施例的优点是：1、利用储氢材料流动特性，储氢瓶竖直放置，灌注储氢瓶内储氢材料在重力作用下，进入储氢瓶空腔内，解决储氢材料装入储氢瓶内问题，储氢瓶竖直放置便于储存和运输。2、使用时，储氢瓶水平放置，储氢材料上方形成氢气通道，增大储氢材料释放氢气面积，储氢材料释放氢气进入氢气通道和通过隔板孔进入储氢腔内和通过储氢瓶口对外供氢。3、多个电加热管可以精确控制储氢材料温度和储氢材料氢气释放量。4、储氢材料分散在多个腔内，减少储氢材料厚度，利于储氢材料释放和吸收氢气，实现快速充放氢气。
实施例4
一种内装储氢材料多腔分体双氢气口组合矩形储氢瓶剖面示意图如图11所示，图12是图11D-D剖面示意图，图13是聚四氟乙烯隔板端面图，其中：94是储氢瓶， 95是上层储氢材料金属托板，96是上层储氢材料，97是上层氢气通道，98是上层氢气，99是中上层储氢材料金属托板，100是中上层储氢材料，101是中上层氢气通道，102是中上层氢气，103是中下层储氢材料金属托板，104是中下层储氢材料，105是中下层氢气通道，106是中下层氢气，107是下层储氢材料，108是下层氢气通道，109是下层氢气，110是聚四氟乙烯隔板，111是上层氢气孔，112是中上层氢气孔，113是中下层氢气孔，114是下层氢气孔， 115是聚四氟乙烯隔板固定孔，116是内储氢瓶盖， 117是内储氢瓶盖储氢腔，118是内储氢瓶口， 119是内储氢瓶盖内氢气， 120是焊口，121是外储氢瓶盖，122是外储氢瓶盖储氢腔，123是外储氢瓶口， 124是外储氢瓶盖内氢气， 125是电加热带。
使用时，储氢瓶94外装电加带125，将内聚四氟乙烯隔板110固定在聚四氟乙烯隔板固定孔115内端部，内储氢瓶盖116与储氢瓶94焊接在一起，储氢瓶94竖直放置，储氢瓶94多腔内注入上层储氢材料96、中上层储氢材料100、中下层储氢材料104、下层储氢材料107，外聚四氟乙烯隔板110固定在聚四氟乙烯隔板固定孔115外端部，外储氢瓶盖121放置在储氢瓶94上部，外储氢瓶盖121与储氢瓶94焊接在一起。
储氢瓶94水平放置，上层储氢材料96上方形成氢气通道97，中上层储氢材料100上方形成氢气通道101，中下层储氢材料104上方形成氢气通道105，下层储氢材料107上方形成氢气通道108。
用截止阀关闭内储氢瓶口118，电加热带125加热储氢瓶94、上层储氢材料96、中上层储氢材料100、中下层储氢材料104、下层储氢材料107，上层储氢材料96释放氢气98，中上层储氢材料100释放氢气102，中下层储氢材料104释放氢气106，下层储氢材料107释放氢气108通过氢气通道97、101、105、108和隔板孔111、112、113、114进入外储氢瓶盖储氢腔122内，外储氢瓶盖储氢腔122内氢气124通过外储氢瓶口123向外供氢。
将储氢瓶94水平放置，内储氢瓶口118进入的混合气体进入内储氢瓶盖储氢腔117内，混合气体通过隔板孔111进入上氢气通道97内，上层储氢材料96吸收混合气体中的氢气，剩余混合气体穿过上氢气通道97和外上隔板孔111进入外储氢瓶盖储氢腔122内，由外储氢瓶口123排出，内储氢瓶盖储氢腔117内混合气体119通过隔板孔112进入中上氢气通道101内，中上层储氢材料110吸收混合气体中的氢气，剩余混合气体穿过中上氢气通道101和外中上隔板孔112进入外储氢瓶盖储氢腔122内，由外储氢瓶口123排出，内储氢瓶盖储氢腔117内混合气体通过内中下隔板孔113进入中下氢气通道105内，中下层储氢材料104吸收混合气体中的氢气，剩余混合气体穿过中下氢气通道105和外中下隔板孔113进入外储氢瓶盖储氢腔122内，由外储氢瓶口123排出，内储氢瓶盖储氢腔117内混合气体通过下隔板孔114进入下氢气通道108内，下层储氢材料107吸收混合气体中的氢气，剩余混合气体穿过下氢气通道108和外下隔板孔114进入外储氢瓶盖储氢腔122内，由外储氢瓶口123排出，内装储氢材料多腔分体双氢气口矩形储氢瓶中多层储氢材料将混合气体中的氢气吸收，用于将混合气体中的氢气连续流动提纯。
本实施例的优点是：1、利用储氢材料流动特性，储氢瓶竖直放置，储氢材料放入储氢瓶空腔内，储氢瓶竖直放置，储氢材料与氢气接触面积小，便于储存和运输。储氢瓶竖直放置，储氢材料金属托板减少储氢材料压力，提高储氢瓶安全性能。2、储氢瓶和储氢瓶盖分体制作，便于储氢材料填充和更换。3、使用时，储氢瓶水平放置，在储氢材料上方形成氢气通道，增大储氢材料释放氢气面积，储氢材料释放氢气进入氢气通道和通过隔板孔进入储氢腔内，可提高充放氢气速度。4、多个电加热管可以精确控制固态粉状储氢材料温度和固态粉状储氢材料氢气释放量。5、粉状储氢材料分散在多个腔内，减少粉状储氢材料堆积厚度，利于储氢材料释放和吸收氢气，实现快速充放氢气。6、内装储氢材料多腔分体双氢气口储氢瓶中多层储氢材料将混合气体中的氢气吸收，可用于将混合气体中的氢气连续流动提纯。
实施例5
一种内装储氢材料多腔分体双氢气口矩形储氢瓶串联组合氢气提纯装置剖面示意图如图14所示，其中：126是金属储氢瓶， 127是上层储氢材料金属托板，128是上层储氢材料，129是上层气体通道，130是中上层储氢材料金属托板，131是中上层储氢材料，132是中上层气体通道， 133是中下层储氢材料金属托板，134是中下层储氢材料，135是中下层气体通道，136是下层储氢材料，137是下层气体通道，138是聚四氟乙烯隔板，139是隔板上层氢气孔，140是内隔板中上层氢气孔，141是隔板中下层氢气孔，142是隔板下层氢气孔， 143是内储氢瓶盖， 144是内储氢瓶盖储气腔， 145是内储氢瓶盖内氢气，146是内侧储氢瓶口，147是进气口截止阀， 148是外储氢瓶盖，149是外储氢瓶盖储氢腔，150是外储氢瓶气体输出管， 151是外储氢瓶盖内混合气体，152是电加热带，153是出气口截止阀，154是氢气存储罐输入管，155是氢气存储罐截止阀，156是氢气泵，157是氢气存储罐，158是焊缝。
使用时，关闭氢气存储罐截止阀155，开启进气口截止阀147，混合气体由内储氢瓶口126进入内储氢瓶盖储气腔144内，混合气体145由内隔板上层氢气孔139进入上层气体通道129内，上层储氢材料128将混合气体中氢吸附到上层储氢材料128内，剩余混合气体穿过外隔板上层氢气孔139进入外储氢瓶盖储氢腔149内、混合气体由内隔板中上层氢气孔140进入中上层气体通道132内，中上层储氢材料131将混合气体中氢吸附到中上层储氢材料131内，剩余混合气体穿过外隔板中上层氢气孔140进入外储氢瓶盖储氢腔149内、混合气体由内隔板中下层氢气孔142进入中下层气体通道137内，中下层储氢材料136将混合气体中氢吸附到中下层储氢材料136内，剩余混合气体穿过外隔板中下层氢气孔141进入外储氢瓶盖储氢腔149内、混合气体由内隔板下层氢气孔142进入下层气体通道137内，下层储氢材料136将混合气体中氢吸附到下层储氢材料136内，剩余混合气体穿过外隔板下层氢气孔142进入外储氢瓶盖储氢腔149内，外储氢瓶盖内混合气体151由外储氢瓶气体输出管150和另一储氢瓶内侧储氢瓶口146进入另一内储氢瓶盖储气腔144内、混合气体145由内隔板上层氢气孔139进入上层气体通道129内，上层储氢材料128将混合气体中氢吸附到上层储氢材料128内，剩余混合气体穿过外隔板上层氢气孔139进入外储氢瓶盖储氢腔149内、混合气体145由内隔板中上层氢气孔140进入中上层气体通道132内，中上层储氢材料131将混合气体中氢吸附到中上层储氢材料131内，剩余混合气体穿过外隔板中上层氢气孔140进入外储氢瓶盖储氢腔149内、混合气体由内隔板中下层氢气孔141进入中下层气体通道135内，中下层储氢材料134将混合气体中氢吸附到中下层储氢材料134内，剩余混合气体穿过外隔板中下层氢气孔141进入外储氢瓶盖储氢腔149内、混合气体由内隔板下层氢气孔142进入下层气体通道137内，下层储氢材料136将混合气体中氢吸附到下层储氢材料136内，剩余混合气体穿过外隔板下层氢气孔142进入外储氢瓶盖储氢腔149内，通过外储氢瓶气体输出管150和出气口截止阀153排出。
储氢材料吸收氢气达到饱和时，关闭进气口截止阀147和出气口截止阀153，开启电加热带152，开启氢气存储罐截止阀155和氢气泵156，电加热带152加热金属储氢瓶126、上层储氢材料金属托板127、中上层储氢材料金属托板130、中下层储氢材料金属托板133，储氢材料128、131、134、136释放氢气通过氢气存储罐截止阀155和氢气泵156进入氢气存储罐157内存储。
本实施例的优点是：1、利用储氢材料吸收氢气特性，在多个气体通道同时连续吸收氢气，吸收效率高，可实现连续提取氢气。2、电加热带可以精确控制储氢材料温度和储氢材料氢气释放量，提高氢气获得率。3、关闭进气口截止阀和出气口截止阀，储氢材料释放氢气通过氢气存储罐截止阀和氢气泵进入氢气存储罐内存储，储氢材料释放氢气后，可反复使用，提高储氢材料使用效率，降低用储氢材料制取氢气成本。4、氢气泵将混合气体中的氢气抽真空，提高氢气获得率，提高储氢材料吸收和释放氢气速度。

Claims (10)

1.内装储氢材料金属储氢瓶，包括：金属储氢瓶，储氢材料，储氢瓶配件，其特征是：内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，储氢材料上方是氢气通道，储氢材料端部安装上开口下封闭储氢材料隔板，上开口下封闭储氢材料隔板上开口与储氢材料上方氢气通道联通，上开口下封闭储氢材料隔板下部腔内储存储氢材料，上开口下封闭储氢材料隔板外设氢气腔。
2.内装储氢材料金属储氢瓶，包括：金属储氢瓶，储氢材料，储氢瓶配件，其特征是：多腔内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，多腔储氢材料上方是氢气通道，多腔储氢材料端部安装上开口下封闭储氢材料隔板，上开口下封闭储氢材料隔板多个上开口与多腔储氢材料上方多个氢气通道联通，上开口下封闭储氢材料隔板内多个氢气通道下部储氢材料腔内储存储氢材料，上开口下封闭储氢材料隔板外设氢气腔。
3.内装储氢材料金属储氢瓶，包括：金属储氢瓶，储氢材料，储氢瓶配件，其特征是：两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶水平放置，多腔储氢材料内侧安装内上开口下封闭储氢材料隔板，内上开口下封闭储氢材料隔板内侧是内氢气腔，储氢材料外侧安装外上开口下封闭储氢材料隔板，外上开口下封闭储氢材料隔板外侧是外氢气腔，内上开口下封闭储氢材料隔板上部开口和外上开口下封闭储氢材料隔板上部开口与储氢材料上氢气通道联通，内上开口下封闭储氢材料隔板下部和外上开口下封闭储氢材料隔板下部腔内储存储氢材料。
4.如权利要求3所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：多个两端氢气进出口内装储氢材料金属储氢瓶串联在一起，混合气体由一端气体入口进入储氢材料上方氢气通道，氢气由储氢材料吸收，剩余气体进入下一个内装储氢材料金属储氢瓶氢气通道内由储氢材料吸收。
5.如权利要求1或2或3所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶串联在一起，内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶间截止阀关闭，金属储氢瓶对外供气，内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶间截止阀开启，内装储氢材料金属储氢瓶向金属储氢瓶供气，制成不间断供氢气系统。
6.如权利要求1或2或3所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶并联在一起，内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶间截止阀关闭，金属储氢瓶对外供气，内装储氢材料金属储氢瓶与金属储氢瓶间截止阀开启，内装储氢材料金属储氢瓶通过连接管向金属储氢瓶供气，制成不间断供氢气系统。
7.如权利要求1或2或3所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：上开口下封闭储氢材料隔板用透气和阻隔液体或固态粉末透过材料隔板代替。
8.如权利要求1或2或3所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：内装储氢材料金属储氢瓶装控温器。
9.如权利要求1或2或3或6或7或8所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：控温器包括：双金属制冷电控温器，碳纤维加热电控温器，石墨烯加热电控温器，电阻加热控温器，远红外加热控温器，气体或液体控温装置。
10.如权利要求1或2或3或4所述内装储氢材料金属储氢瓶，其特征是：储氢材料包括：稀土基储氢合金，钛基储氢合金，镁基储氢合金，锆基储氢合金，碳纳米管，石墨烯，石墨纳米纤维，超级活性炭，玻璃微球，液态储氢材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113639193A (zh) * 2021-06-29 2021-11-12 广东电网有限责任公司广州供电局 一种固态储氢系统
CN114294559A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 上海镁源动力科技有限公司 固态储放氢系统
TWI789074B (zh) * 2021-10-26 2023-01-01 勝鵬應用材料有限公司 複合材料的氫氣瓶結構
CN115899561A (zh) * 2022-12-26 2023-04-04 大连理工大学 一种自热型金属氢化物快速放氢的装置及方法

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