CN116557758A - 一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统 - Google Patents
一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116557758A CN116557758A CN202310283919.5A CN202310283919A CN116557758A CN 116557758 A CN116557758 A CN 116557758A CN 202310283919 A CN202310283919 A CN 202310283919A CN 116557758 A CN116557758 A CN 116557758A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- hydrogen
- heat transfer
- storage tank
- supply system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 184
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 184
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 181
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 16
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
- B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
- B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
- B66F9/075—Constructional features or details
- B66F9/07513—Details concerning the chassis
- B66F9/07531—Battery compartments
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/08—Mounting arrangements for vessels
- F17C13/084—Mounting arrangements for vessels for small-sized storage vessels, e.g. compressed gas cylinders or bottles, disposable gas vessels, vessels adapted for automotive use
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/01—Mounting arrangements
- F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
- F17C2205/013—Two or more vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0184—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geology (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，包括氢气储罐组合和流体换热系统，流体换热系统包括折流板和外部壳体，折流板设置于外部壳体的内部，氢气储罐组合通过折流板支撑设置于所述外部壳体的内部，外部壳体作为换热流体与氢气储罐组合的换热场所，外部壳体的前后两端分别设置有前法兰和后法兰，换热流体由前法兰的开口处进入外部壳体，经过折流板绕流后从后法兰的开口处流出外部壳体，从而将反应的热量带出。
Description
技术领域
本发明涉及储氢技术领域，具体涉及一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统。
背景技术
当前氢燃料电池叉车所采用的储供氢装置一般为35MPa或70MPa的高压氢气瓶，其技术相对成熟，但是也存在着一系列问题，例如，加氢站需要配套昂贵的压缩设备以及高压所带来的安全隐患，同时高压氢气瓶的体积储氢密度较低，这就导致同等的储氢容量下高压氢气瓶所占据的车内空间较大，相对于叉车这类内部空间较小的重型车辆，可能出现设备安装问题，公开号为CN113665597A的专利申请“一种有轨电车用车载供氢装置”及授权公告号为CN212510500U的专利“一种燃料电池汽车用并联连接的车载供氢系统”中，高压氢气瓶的充氢气压均为35MPa或70MPa，都出现了上述问题。
与高压氢气瓶相比，基于金属氢化物的固态储供氢技术，可在常温操作条件下可逆地吸收释放氢气，并且具有较高的体积储氢密度和设备安全性，通过灵活排列装填金属氢化物的固态储氢罐体，车载固态储供氢系统可以设计多种不同外形，从而在4-5MPa的充氢压力下实现低成本，高安全性的运行，同时在固态储供氢系统的运行过程中，不需要额外的电能，仅需要根据氢气压力和流量调节外部流体换热系统的水流流量，即可实现充放氢。
但是，金属氢化物固态储供氢系统在具备以上优点的同时，仍存着不少技术问题。例如：由于金属氢化物本身导热性能极差(有效热导率约为1W/m/K)，在反应过程中无法及时有效地传递氢化反应热量，因此，固态储氢罐体与流体换热系统的耦合设计极为重要，否则可能导致固态储供氢系统停止储供氢。此外，基于车载系统安装空间狭小，换热效率具有较高的要求，固态储氢罐体的排列组合选择也是叉车用固态储供氢系统的设计难题。
为了解决以上技术问题对车载金属氢化物固态储供氢系统的影响，本发明的目的是提供一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，该储供氢系统采用了正方形的固态储氢罐体排列组合以及对角折流板流体换热系统，结构简单，传热传质性能突出，适应于叉车车载系统。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，包括氢气储罐组合和流体换热系统，所述流体换热系统包括折流板3和外部壳体6，所述折流板3设置于外部壳体6的内部，所述氢气储罐组合通过折流板3支撑设置于所述外部壳体6的内部，所述外部壳体6作为换热流体与氢气储罐组合的换热场所，所述外部壳体6的前后两端分别设置有前法兰2和后法兰5，换热流体由前法兰2的开口处进入外部壳体6，经过折流板3绕流后从后法兰5的开口处流出外部壳体6，从而将反应的热量带出。
优选地，所述氢气储罐组合包括若干呈规律排列的氢气储罐4，若干氢气储罐4的排列组合方式包括正方形或者正三角形，所述氢气储罐4的一端中心处均设置有作为氢气入口的氢气滤管1，所述氢气储罐4的内部均嵌设有多个传热翅片7以强化氢气储罐4内部传热。
优选地，所述氢气储罐4由不锈钢制成，所述氢气储罐4的内部均装填有金属氢化物，金属氢化物为稀土系AB5金属与石墨烯的粉末状或者压片状混合物；当若干氢气储罐4呈正方形排列时，相邻两个氢气储罐4的间距为氢气储罐4长度的0.1-0.3倍。
优选地，所述氢气滤管1包括不锈钢钢管和滤网，不锈钢钢管的外径为氢气储罐4内径的0.2-0.3倍，所述滤网采用不锈钢制成，所述滤网的过滤精度为0.5μm-1mm。
优选地，多个传热翅片7呈等间距排列在氢气储罐4的轴向上，所述传热翅片7的横截面为折线形或波浪形，所述传热翅片7由高热导率的金属片作为单位翅片元焊接组成。
优选地，所述传热翅片7的直径尺寸为氢气储罐4内径0.95倍，所述传热翅片7的厚度尺寸为传热翅片7直径的0.08倍，所述单位翅片元的高度为传热翅片7直径的0.2-0.35倍；所述单位翅片元的长度为传热翅片7波型翅片直径的0.1-0.2倍，相邻两个所述传热翅片7的间距为所述氢气储罐4长度的0.05-0.1倍。
优选地，所述单位翅片元长度为传热翅片7直径的0.12倍，所述单位翅片元高度为传热翅片7直径的0.27倍，相邻两个所述传热翅片7的间距为所述氢气储罐4长度的0.09倍。
优选地，所述折流板3选用弓形折流板或者对角折流板，所述折流板3沿氢气储罐4的轴向等间距设置有多个，多个所述折流板3呈交错结构设置于所述氢气储罐组合的相对两侧以实现换热流体的螺旋流动，所述折流板3由厚度为氢气储罐4内径0.1-0.3倍的不锈钢板制成，相邻两个折流板3的间距为氢气储罐4长度的0.1-0.3倍。
优选地，所述折流板3的流体面积分率为5％-10％，所述换热流体的流速为0.1kg/s-2kg/s。
优选地，所述折流板3的流体面积分率为6％，所述换热流体的流速为1kg/s。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明提供了一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，氢气储罐在空间上均匀分布，从而与外部换热流体均匀接触而强化传热；同时，氢气储罐内部设置传热翅片以强化氢气储罐内部传热，提高了传热效率，增加金属氢化物床层与换热流体之间的传热面积，极大地提高了反应器储氢速率。
附图说明
图1是本发明中一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统的结构示意图；
图2是本发明中用以强化罐体内部传热的传热翅片结构示意图；
图3是本发明中装有金属氢化物的储氢罐体排列组合方式示意图；
图4是本发明中用以强化外部流体换热系统传热的对角折流板结构示意图。
图中附图标记为：
1、氢气滤管，2、前法兰，3、折流板，4、氢气储罐，5、后法兰，6、外部壳体，7、传热翅片；
3-1、折流板A，3-2、折流板B。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的一个宽泛实施例中，一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，该系统分为两部分，第一部分是装填有金属氢化物的氢气储罐组合，其由不锈钢制成，内部嵌入呈波型结构设置的传热翅片7，传热翅片7主要起到强化传热的作用，其通过增加金属氢化物床层与换热流体之间的传热面积，极大地提高了反应器储氢速率；第二部分是外部的流体换热系统，其主要由折流板3以及外部壳体6组成，外部壳体6作为换热流体与氢气储罐4的换热场所，折流板3作为支撑氢气储罐4的结构件并且引导换热流体流动，换热流体由固态储供氢系统的前法兰2开口处进入，从后法兰5开口处流出，其中经过折流板3发生绕流从而将反应的热量带出系统。
一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，包括氢气滤管1、前法兰2、折流板3、氢气储罐4、后法兰5和外部壳体6，其中，氢气滤管1作为氢气的入口，设置在氢气储罐4的中心；氢气储罐4排列组合方式包括有正方形排列和正三角形排列；在氢气储罐4内部嵌有传热翅片7，传热翅片7在氢气储罐4轴向上等间距排列，用以强化氢气储罐4内部传热；折流板3沿氢气储罐4轴向上等距分布，作为支撑结构支撑氢气储罐4的安装，使氢气储罐4稳定在外部壳体6内部，同时可作为强化外部流体换热系统的结构件，折流板3呈交替安装从而使流体在流体换热系统内部呈现螺旋流动，从而强化传热。
进一步的，系统氢气滤管1由不锈钢钢管与滤网组成，氢气滤管1的外径为氢气储罐4内径的0.2-0.3倍，而滤网由不锈钢构成，其过滤精度为0.5μm-1mm。
进一步的，传热翅片7的横截面为折线形或波浪形，优选折线形。
进一步的，传热翅片7由多个单位翅片元焊接组成，单位翅片元选择高热导率的金属片，传热翅片7的直径为氢气储罐4内径0.95倍，传热翅片7的厚度为其直径的0.08倍；单位翅片元的材质为铜、铝、铜合金或铝合金中的任意一种。
进一步的，单位翅片元的高度为传热翅片7直径的0.2-0.35倍，优选为0.27倍；单位翅片元的长度为传热翅片7直径的0.1-0.2倍，优选为0.12倍。
进一步的，相邻两个传热翅片7的间距为氢气储罐4的长度0.05-0.1倍，优选为0.09倍。
进一步的，氢气储罐4装填的金属氢化物为稀土系AB5金属与石墨烯的混合物。
进一步的，氢气储罐4装填的为粉末状混合物或压片状混合物，优选为压片状的混合物。
进一步的，当氢气储罐4在外部壳体6内部的排列方式为正方形排列时，其排列间距为氢气储罐4长度的0.1-0.3倍，优选为0.14倍。
进一步的，折流板3等距安装在外部壳体6内部，用以支撑氢气储罐4并且引导换热流体流动，其折流板3间距为氢气储罐4长度的0.1-0.3倍，优选为0.2倍。
进一步的，折流板3由不锈钢制成，其厚度为氢气储罐4内径的0.1-0.3倍，优选为0.2倍。
进一步的，折流板3可选用弓形折流板或者对角折流板，优选为对角折流板。
进一步的，折流板3的流体面积分率为5％-10％，优选为6％，流体面积分率定义为可供流体流通的面积与折流板3总面积的比值。
进一步的，换热流体的流速为0.1kg/s-2kg/s，优选为1kg/s。
下面结合附图，列举本发明的实施例，对本发明作进一步的详细说明。
图1所示，一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，包括氢气滤管1，前法兰2，折流板3，氢气储罐4，后法兰5，外部壳体6，其中，氢气储罐4由不锈钢无缝管与封头焊接而成，不锈钢无缝管的尺寸为：内径为52mm，壁厚为4mm，长度为496mm。氢气储罐4的组合排列优选为正方形排列，其排列间距为65mm，其中装填有稀土系AB5金属与石墨烯的混合物10kg。
图2所示，氢气储罐4的内部嵌设有传热翅片7以强化氢气储罐4内部传热，其中，传热翅片7由单位翅片元交替焊接而成，其在氢气储罐4内部轴向上等间距排列并与氢气储罐4内壁紧密配合，相邻间距为46mm，而作为其组成部分的单位翅片元的单元高度为12.5mm，单元长度为5.5mm，翅片厚度为4mm。
图3所示为本发明中装有金属氢化物的氢气储罐4排列组合，其中，包括有正方形排列与三角形排列，正方形排列间距优选为65mm，三角形排列间距优选为65mm。
图4所示，对角折流板的流体面积分率为6％，其流体面积分率定义为可供流体流通的面积与折流板3总面积的比值，折流板A3-1和折流板B3-2交替安装，使得流体经过折流板3发生绕流从而将反应的热量带出系统。
该储供氢系统在储供氢过程中，换热流体由固态储供氢系统的前法兰2开口处进入，从后法兰5开口处流出，其中经过折流板3发生绕流从而将反应的热量带出系统，而氢气则是通过氢气储罐4中心的氢气滤管1进入到孔隙率约为0.3左右的金属氢化物床层，并扩散到床层内部，与金属氢化物发生氢化反应实现储氢过程的；当氢气储罐4装填的为压片状的稀土系AB5金属与石墨烯的混合物时，氢气储罐4顶部的封头可以设计为可拆卸式的以便安装填压片状混合物。
由于金属氢化物在储供氢过程中会释放或吸收大量热量，由此固态储氢系统的流体换热系统设计极其重要，本发明设计了一个带有折流板3的流体换热水槽，其包裹在氢气储罐4外围，通过换热流体来进行流体换热，其换热流体的流速为1kg/s。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，包括氢气储罐组合和流体换热系统，其特征在于，所述流体换热系统包括折流板(3)和外部壳体(6)，所述折流板(3)设置于外部壳体(6)的内部，所述氢气储罐组合通过折流板(3)支撑设置于所述外部壳体(6)的内部，所述外部壳体(6)作为换热流体与氢气储罐组合的换热场所，所述外部壳体(6)的前后两端分别设置有前法兰(2)和后法兰(5)，换热流体由前法兰(2)的开口处进入外部壳体(6)，经过折流板(3)绕流后从后法兰(5)的开口处流出外部壳体(6)，从而将反应的热量带出。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述氢气储罐组合包括若干呈规律排列的氢气储罐(4)，若干氢气储罐(4)的排列组合方式包括正方形或者正三角形，所述氢气储罐(4)的一端中心处均设置有作为氢气入口的氢气滤管(1)，所述氢气储罐(4)的内部均嵌设有多个传热翅片(7)以强化氢气储罐(4)内部传热。
3.根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述氢气储罐(4)由不锈钢制成，所述氢气储罐(4)的内部均装填有金属氢化物，金属氢化物为稀土系AB5金属与石墨烯的粉末状或者压片状混合物；当若干氢气储罐(4)呈正方形排列时，相邻两个氢气储罐(4)的间距为氢气储罐(4)长度的0.1-0.3倍。
4.根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述氢气滤管(1)包括不锈钢钢管和滤网，不锈钢钢管的外径为氢气储罐(4)内径的0.2-0.3倍，所述滤网采用不锈钢制成，所述滤网的过滤精度为0.5μm-1mm。
5.根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，多个传热翅片(7)呈等间距排列在氢气储罐(4)的轴向上，所述传热翅片(7)的横截面为折线形或波浪形，所述传热翅片(7)由高热导率的金属片作为单位翅片元焊接组成。
6.根据权利要求5所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述传热翅片(7)的直径尺寸为氢气储罐(4)内径0.95倍，所述传热翅片(7)的厚度尺寸为传热翅片(7)直径的0.08倍，所述单位翅片元的高度为传热翅片(7)直径的0.2-0.35倍；所述单位翅片元的长度为传热翅片(7)直径的0.1-0.2倍，相邻两个所述传热翅片(7)的间距为所述氢气储罐(4)长度的0.05-0.1倍。
7.根据权利要求6所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述单位翅片元长度为传热翅片(7)直径的0.12倍，所述单位翅片元高度为传热翅片(7)直径的0.27倍，相邻两个所述传热翅片(7)的间距为所述氢气储罐(4)长度的0.09倍。
8.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述折流板(3)选用弓形折流板或者对角折流板，所述折流板(3)沿氢气储罐(4)的轴向等间距设置有多个，多个所述折流板(3)呈交错结构设置于所述氢气储罐组合的相对两侧以实现换热流体的螺旋流动，所述折流板(3)由厚度为氢气储罐(4)内径0.1-0.3倍的不锈钢板制成，相邻两个折流板(3)的间距为氢气储罐(4)长度的0.1-0.3倍。
9.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述折流板(3)的流体面积分率为5％-10％，所述换热流体的流速为0.1kg/s-2kg/s。
10.根据权利要求9所述的一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统，其特征在于，所述折流板(3)的流体面积分率为6％，所述换热流体的流速为1kg/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310283919.5A CN116557758A (zh) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | 一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310283919.5A CN116557758A (zh) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | 一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116557758A true CN116557758A (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=87502724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310283919.5A Pending CN116557758A (zh) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | 一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116557758A (zh) |
-
2023
- 2023-03-22 CN CN202310283919.5A patent/CN116557758A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8985319B2 (en) | Hydrogen storage tank having metal hydrides | |
| JP6109979B2 (ja) | 金属水素化物を有する水素貯蔵タンク | |
| US8778063B2 (en) | Coiled and microchannel heat exchangers for metal hydride storage systems | |
| US20030209147A1 (en) | Honeycomb hydrogen storage structure | |
| TW463023B (en) | A hydrogen cooled hydride storage unit | |
| CN102242861A (zh) | 一种大直径储氢合金罐及其制作方法 | |
| US20040129048A1 (en) | Honeycomb hydrogen storage structure with restrictive neck | |
| US7241331B2 (en) | Metal hydride canister apparatus | |
| CN116357886B (zh) | 一种热管换热泡沫金属储氢瓶及传热方法 | |
| CN111188988A (zh) | 一种具有高换热特性的固态储氢装置 | |
| CN108837780A (zh) | 一种多层网状交错肋板的储氢反应装置 | |
| CN111076593A (zh) | 一种基于金属氢化物的环状翅片式高效蓄热反应器 | |
| CN106151869A (zh) | 固态高压混合储氢装置 | |
| CN116557758A (zh) | 一种用于氢燃料电池叉车的金属氢化物储供氢系统 | |
| CN114917842B (zh) | 一种带有波型翅片结构的金属氢化物储氢反应器及其储氢方法 | |
| CN116336371A (zh) | 一种金属氢化物储氢罐 | |
| CN114636091A (zh) | 一种环流型换热的固态储氢罐 | |
| CN114508695B (zh) | 一种内热式抗膨胀金属储氢装置 | |
| CN219263949U (zh) | 一种组装式金属氢化物储氢装置 | |
| CN219623792U (zh) | 盘管式镁基储氢槽罐 | |
| CN114508695A (zh) | 一种内热式抗膨胀金属储氢装置 | |
| CN113639195B (zh) | 一种储氢瓶 | |
| CN219493819U (zh) | 一种多孔石墨网格温度调控金属储氢装置 | |
| CN116146879A (zh) | 一种组装式金属氢化物储氢装置 | |
| CN207520989U (zh) | 一种气固相催化反应器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |