CN1196521C - 蓄氢合金反应器 - Google Patents

Abstract

一种蓄氢合金反应器，是由多个中空筒体构成的反应管、设置于反应管内侧形成氢气通路的氢气通管、及在反应管和氢气通管之间所填充的蓄氢合金构成；氢气通管与反应管之间随着氢气通管的直径的变化，设置了维持氢气通管外侧面和反应管内侧面接触状态的，可膨胀或收缩的热传导片。本发明使氢气通管的直径能够因蓄氢合金内氢气吸藏因膨胀的空间而缩小，并且减少因蓄氢合金的膨胀导致反应管内侧体积增加，而加深蓄氢合金的微化。

Description

蓄氢合金反应器

一、技术领域

本发明涉及一种蓄氢合金反应器。

二、背景技术

一般，蓄氢合金反应器是由两个，或两个以上的反应器对应设置，根据温度或压力等因素，交替出现一个反应器内部的蓄氢合金内氢气被吸藏，而其他反应器内部的蓄氢合金内脱离或脱藏氢气的反应。

因此，吸藏氢气的反应器发生放热反应；脱藏氢气的反应器发生吸热反应；这样的反应在各反应器中交替着出现。

如图1所示，习用蓄氢合金反应器(1)由分配管(10)、反应管(20)、外部热交换器(30)组成。

再参阅图2，上述反应器(1)是由多个内部具有一定空间的中空筒体体构成的反应管(20)、和设置于该反应管(20)的内部并沿其长度方向设置的氢气通管(22)、和在上述反应管(20)与氢气通管(22)之间的空间填充的蓄氢合金(23)设置于上述反应管(20)和分配管(10)连接部位的过滤器(24)构成。

并且，在上述氢气通管(22)中设有多个不能通过蓄氢合金粉末，但能通过氢气的，具有一定大小的孔。

具有上述结构的反应器(1)的各反应管(20)内，通过分配管(10)输入氢气，通过上述过滤器的氢气，再通过氢气通管，吸藏于蓄氢合金中而在反应管中发生放热反应。

并且，吸藏于蓄氢合金(23)中的氢气脱藏后，在所对应的反应器反应管放出时，则发生吸热反应，如此的，在相对的一对反应器中会交替出现放热反应和吸热反应。

一方面，在这种蓄氢合金(23)中，反复地进行着氢气的吸藏与脱藏的循环，蓄氢合金由于膨胀与收缩而形成均衡热，这样的过程持续时间过长，会使蓄氢合金逐渐微化，形成μm的大小的粉末颗粒状态。

导致蓄氢合金的这种微化的重要原因，可以用蓄氢合金填充的反应器的结构举例说明。

如前所述，在设置了氢气通管(22)的反应管(20)的内部填充蓄氢合金，随着氢气吸藏和脱藏而引起体积的变化，上述反应管(20)和氢气通管(22)是由在高温、高压状态下不易变形、耐热及耐压性能优良的材质制成的。

随着氢气的吸藏，蓄氢合金不仅发生很大的体积变化，相反，相对的反应管(20)和氢气通管(22)几乎不膨胀，并且在上述反应管(20)的内侧膨胀的蓄氢合金(23)在维持着一定的内部体积的反应管(20)和氢气通管(22)之间，因为体积的增加，造成蓄氢合金微化更加深化，而出现系统损伤、热传导率低下、大气污染等问题。

三、发明内容

本发明的目的在于，是为解决习用技术存在的上述问题，而提供一种蓄氢合金反应器，使氢气通管的直径能够因蓄氢合金内氢气吸藏因膨胀的空间而缩小，并且减少因蓄氢合金的膨胀导致反应管内侧体积增加，而加深蓄氢合金的微化。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

一种蓄氢合金反应器，其特征在于是由多个中空筒体构成的反应管、设置于所述反应管内侧形成氢气通路的氢气通管、及在所述反应管和氢气通管之间所填充的蓄氢合金构成；所述氢气通管与反应管之间随着氢气通管的直径的变化，设置了维持所述氢气通管外侧面和反应管内侧面接触状态的，可膨胀或收缩的热传导片。

前述的蓄氢合金反应器，其中氢气通管是按着反应管的长度方向设置的，上述热传导片与氢气通管外面和反应管内面互相接触，而顺着反应管的半径方向而设置。

前述的蓄氢合金反应器，其中热传导片是由热传导性优良的材质构成。

前述的蓄氢合金反应器，其中氢气通管是由可随着蓄氢合金的膨胀力而变形的柔软的材质制成。

前述的蓄氢合金反应器，其中热传导片所用材料的热膨胀率与收缩率应与氢气通管相适应。

本发明具有如下的效果：

1、随着氢气的吸藏，因蓄氢合金的体积增加而使氢气通管的直径相应的缩小，在反应管内部可以减少因体积的增加而使蓄氢合金的微化程度，因而防止系统的损伤或大气的污染等。

2、即使氢气通管的直径有所变化，因设置了可以维持氢气通管外面与反应管内面间的紧密接触状态的热传导片，防止蓄氢合金粉末的沉淀，使其可在蓄氢合金发生放热反应或吸热反应时向反应器迅速进行热传导。

四、附图说明

图1是习用蓄氢合金反应器结构的平面示意图。

图2是图1所示的反应器的反应管结构重要部位的放大示意图。

图3是本发明的一较佳实施例反应管的氢气通管收缩状态的平面示意图。

图4是本发明另一实施例反应器反应管结构的平面示意图，

图5a是图4中所示的反应管内蓄氢合金中氢气没有被吸藏状态下氢气通管的工作状态示意图。

图5b是图4中所示的反应器内蓄氢合金中氢气吸藏状态下的氢气通管的工作状态示意图。

五、具体实施方式

图3是本发明的一较佳实施例反应管的氢气通管收缩的状态的平面示意图，表示蓄氢合金(23)中随着氢气的吸藏使蓄氢合金的体积膨胀，而使氢气通管(32)的直径收缩。

上述氢气通管(32)为确保在氢气吸藏时蓄氢合金的体积膨胀时，反应管有余留空间，其材质与一般的氢气通管(22)不同，是由柔韧性优良的柔软材质制成，根据蓄氢合金的膨胀力，氢气通管(32)可随着直径变小的方向而变形，当解除蓄氢合金(23)的膨胀力时，氢气通管(32)的直径又可重新恢复到原来状态。

蓄氢合金(23)中氢气吸藏体积膨胀时，如图3所示，随着蓄氢合金体积膨胀，相应氢气通管(32)的直径有所收缩。

即，当蓄氢合金在氢气吸藏之前，氢气通管(32)的直径为d2，随着氢气吸藏蓄氢合金(23)的体积增加，根据蓄氢合金的膨胀力，从氢气通管(32)的外面，其中心受到压力，氢气通管(32)的直径缩为d1。

这种由于氢气通管(32)直径收缩而导致蓄氢合金(23)体积的增加，是与扩大反应管(20)的内部体积而增加蓄氢合金(23)体积的效果是等同的。

同时，因氢气吸藏而使蓄氢合金(23)的体积增加，确保了反应管(20)内部中蓄氢合金(23)的膨胀有余留空间，可以减少因反应管(20)内部的体积的增加，而导致蓄氢合金(23)微化程度进一步深化。

图4是本发明另一实施例的反应器反应管结构的平面示意图，图5A及图5B是图4所示的蓄氢合金中氢气没有吸藏状态和氢气吸藏状态下的氢气通管的示意图。

由以上附图可知，由中空筒体体构成的反应管(20)内部，沿其长度方向平行设置形成的氢气通路(42a)的氢气通管(42)，在上述氢气通管(42)和反应管(20)之间的间隙填充蓄氢合金。

还有，位于蓄氢合金(23)层内侧的氢气通管(42)外侧与反应管(20)内侧保持接触的状态，沿着反应管(20)的半径方向设置了多个热传导片(45)。该热传导片(45)由优良的材质构成，在蓄氢合金(23)发生放热反应或吸热反应时可以迅速传导热。

此时，上述氢气通管(42)与图3中所示的氢气通管(32)同样由柔软的材质制成，可以随着蓄氢合金的膨胀力向氢气通管(42)的直径减小的方向变形，当解除蓄氢合金(23)的膨胀力时，具有可以恢复到原来的状态的伸缩性。

上述热传导片(45)可根据蓄氢合金(23)的膨胀率或收缩率而对应氢气通管(42)的直径变化，而相应的膨胀或收缩，由具有热传导特性的材质构成。

其原因是，因蓄氢合金(23)的体积膨胀，氢气通管(42)的直径从d3减小到d4时，热传导片(45)的半径从L1增加到L2，因此即使氢气通管(42)的直径减小，也可以维持反应管(20)内侧面与氢气通管(42)外侧面间的紧密接触状态，从而保证热传导。

还有，因为氢气通管(42)的直径减小，可防止热传导片(45)和氢气通管(42)外侧面间产生缝隙，防止蓄氢合金粉末沿重力方向(在图面上是从上方向下方)沉淀。

再有，即使因蓄氢合金的膨胀或收缩，氢气通管(42)的直径发生变化，因设置了可以维持氢气通管(42)外侧面与反应管(20)内侧面紧密接触状态的热传导片(45)，故可以防止蓄氢合金(23)粉末沿重力方向沉淀，并保证蓄氢合金(23)发生放热反应或吸热反应时向反应器(20)迅速的热传导。

如上所述，本发明的实例是为更好的理解本发明而形成的，但不单纯的限制于前述的实例，在不脱离本发明的技术思想范围内，可能有多样的变形。

Claims (5)

1、一种蓄氢合金反应器，其特征在于是由多个中空筒体构成的反应管、设置于所述反应管内侧形成氢气通路的氢气通管、及在所述反应管和氢气通管之间所填充的蓄氢合金构成；所述氢气通管与反应管之间随着氢气通管的直径的变化，设置了维持所述氢气通管外侧面和反应管内侧面接触状态的，可膨胀或收缩的热传导片。

2、根据权利要求1所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述氢气通管是按着反应管的长度方向设置的，上述热传导片与氢气通管外面和反应管内面互相接触，而顺着反应管的半径方向而设置。

3、根据权利要求1或2所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述热传导片是由热传导性优良的材质构成。

4、根据权利要求1或2所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述氢气通管是由可随着蓄氢合金的膨胀力而变形的柔软的材质制成。

5、根据权利要求1或2所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述热传导片所用材料的热膨胀率与收缩率应与氢气通管相适应。

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