CN1196523C - 蓄氢合金反应器 - Google Patents

Abstract

一种蓄氢合金反应器，包括反应器壳体、氢气管路、蓄氢合金、分配管；其特征在于，在与分配管连接的反应器壳体内部形成氢气通路，该氢气通路由管壁上设有多个氢气通孔的氢气管路以及由该氢气管路贯通由安装在蓄氢合金内的许多过滤网形成的多个空间构成，该过滤网形成的多个空间是由所述多个氢气通孔连通。本发明是在反应器内部装上了氢气管路，又在各蓄氢合金区域之间形成一定的空间，以此来加速蓄氢合金与氢气的反应速度。

Description

蓄氢合金反应器

一、技术领域

本发明涉及一种利用蓄氢合金的有关反应器，尤其涉及一种在反应器内装上氢气管路，在蓄氢合金区域之间形成一定空间，加快蓄氢合金和氢气之间的反应的蓄氢合金反应器。

二、背景技术

一般来讲，氢气是在高压及极低温状态下以液体状态储存在高压容器内。

即，是在高压及极低温状态下储藏氢气，然而氢气的固有密度低，所以储存在容器内的量相对较少，使得上述氢气储藏容器体积大，重量太重，给运输和使用造成不便。

为解决上述问题，近来也使用蓄氢合金，将氢气吸收于蓄氢合金上储藏。

上述蓄氢合金的氢气储藏容量，虽然从重量上看很低，但是从体积上看，要比压缩氢气或液态氢气的储藏容量大，所以可储藏更多的氢气。

这时，上述蓄氢合金是能够与氢气的亲合力很大的元素和亲合力弱的元素组成的金属化合物。作为蓄氢合金的金属可以是Mg-Ni合金，Mg-Cu合金，Ti-Ni合金，R-Co合金(在这里，R是指稀土类金属)。

这样当氢气被吸到蓄氢合金上时发生放热反应；相反，当氢气从上述蓄氢合金释放出来时会发生吸热反应。

利用这样特性，蓄氢合金可以作为氢气储藏材料，能量转换材料，电池材料及用于能量变换装置。

下面参考图1及图2对蓄氢合金热交换器说明如下。

首先，利用蓄氢合金的交换器是由两个或许多个组合成一套而组成热交换体系。图1只是显示了其中一个热交换器。

图1是习用的蓄氢合金热交换器的侧面图。由图1可看出，上述热交换器(1)是由分配管(10)，反应器(20)及外部热交换器(30)组成。

该分配管(10)的外围设有多根连通着的管子突伸地分布着，在上述各个管子的端部均与反应器(20)连接。

另外，在上述个反应器的外部侧面装设许多热交换钉，使得水，空气等热传导更加容易。

图2是图1所示热交换器蓄氢合金的反应器纵断面图。由该图2可看出上述反应器(20)是由反应容器壳体(21)，与该反应容器壳体(21)是轴向平行设置而形成氢气通路，其上形成多个孔的氢气管路(22)，填充于该氢气管路(22)和反应容器壳体(21)之间的蓄氢合金(23)，在上述蓄氢合金之间，按照一定间隔设置有多个热传导钉(24)，为使上述蓄氢合金粉末形成环形过滤器，在氢气流入口装上过滤器(25)，由这些构件构成反应容器(20)。

这时，上述蓄氢合金是由热传导钉起着热传导作用，形成一个区域。对于上述蓄氢合金区域来讲，其上下部由传导板(24)包围着，而内侧部位则由氢气管路(22)包围着。

上述氢气管路(22)上设有许多大小的孔，它虽不能使蓄氢合金粉末通过但能够让氢气通过。该管路(22)可以使用过滤网。

流入上述反应器的氢气，通过装在反应容器壳体(21)中部的氢气管路(22)，被蓄氢合金所吸收。

尽管在上述反应器(20)中可产生氢气，但是上述氢气都是通过氢气管路(22)送到蓄氢合金(23)，所以该蓄氢合金和氢气之间的反应速度变慢，而且很难反应充分。

再则，氢气从反应器(20)排出时，从蓄氢合金(23)放出的氢气，只能通过氢气管路(22)输送氢气，所以氢气排出速度会变慢。

这样，向着蓄氢合金区域，氢气流入速度以及从蓄氢合金区域，氢气向外部流出的速度是影响上述热交换器效率的主要因素，所以为提高上述热交换器的效率，要求反应器构造能增加氢气流入及流出速度。

三、发明内容

为解决上述习用技术存在的诸多问题，本发明的目的在于，提供一种蓄氢合金反应器，其是在反应器内部装上了氢气管路，又在各蓄氢合金区域之间形成一定的空间，以加速蓄氢合金与氢气的反应速度。

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，包括反应器壳体、氢气管路、蓄氢合金、分配管；其特征在于，在与分配管连接的反应器壳体内部形成氢气通路，该氢气通路由管壁上设有多个氢气通孔的氢气管路以及由该氢气管路贯通由安装在蓄氢合金内的许多过滤网形成的多个空间构成，该过滤网形成的多个空间是由所述多个氢气通孔连通。

前述的蓄氢合金反应器，其中氢气通孔是按一定间距排列。

前述的蓄氢合金反应器，其中氢气通孔要比蓄氢合金粉末小。

前述的蓄氢合金反应器，其中过滤网，其内部空间，与氢气管路接触的内侧部位是开放式环形结构。

前述的蓄氢合金反应器，其中过滤网，其内部四个面形成封闭的环形状。

前述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述过滤网是由导热性材料制成。

本发明的目的还可由以下技术方案实现。

一种蓄氢合金反应器，包括反应器壳体、氢气管路、蓄氢合金、分配管；其特征在于氢气管路安装在与分配管连着的反应器内部，形成氢气通路，氢气管路还设有许多个氢气通孔；过滤网是插入装在上述氢气管路上并设在反应器壳体里，过滤网内部则填充着蓄氢合金；所述支持辅助材料装在上述各个过滤网之间，使得在各过滤网之间形成空间。

前述的蓄氢合金反应器，其中支持辅助材料是均形成环行安装在多个过滤网的内侧环圈及外侧环圈部位。

前述的蓄氢合金反应器，其中支持辅助材料是沿着各个过滤网的上面及下面，朝着内侧环圈和外侧环圈形成突部。

前述的蓄氢合金反应器，其中支持辅助材料是在过滤网的上面及下面形成许多个突部位。

前述的蓄氢合金反应器，其中过滤网是由导热性材料制成。

如上所述，本发明加快了氢气储藏合金和氢气的反应，并使得从氢气储藏合金放出的氢气，能更快地排放出去，如此可降低热交换器的生产成本。

另外，使得组装上述反应器，更加简单，从而可降低热交换器的生产成本，还可防止上述氢气储藏合金粉末随同氢气一起排出到外部来，这样能够更安全地使用压缩机。

四、附图说明

图1是习用的蓄氢合金交换器侧面图。

图2是图1所示反应器内部构造的纵断面图。

图3是本发明蓄氢合金反应器的第一实施例的纵断面图。

图4a是图3所示滤网构造的示意图。

图4b是图4a所示滤网的横向展开断面图。

图5a是图3所示滤网构造变形实例的示意图。

图5b是图5a所示滤网按横向展开的断面图。

图6是本发明蓄氢合金反应器的第二个实例的纵断面图。

图7a是图6所示滤网结构的示意图。

图7b是图6a所示滤网按横向展开的断面图。

图7c是图6所示滤网之间装设的起支撑作用的支持辅助材料示意图。

五、具体实施方式

下面参阅图3至图5就有关本发明蓄氢合金反应器第一实施实例说明如下：

参阅图3，上述反应器(50)是由反应器壳体(51)，氢气管路(52)，过滤网(53)，蓄氢合金(55)构成。

上述氢气管路(52)是插装在反应器壳体(51)的内部，为使氢气管路(52)的内部和外部连通起来，设有许多个氢气通孔(52a)。

更准确的讲，上述氢气管路(52)与反应器壳体(51)是延着长度方向平行安装。而上述氢气通孔(52a)是延着反应器壳体(51)的长度方向，相隔一定间距排列。

另外，上述过滤网(53)是由氢气管路(52)贯通，将多片过滤网(53)相互平行的沿轴向设置在蓄氢合金(55)之间，每两片的过滤网(53)之间形成不填充蓄氢合金(55)并与各氢气通孔(52a)连同的空间(54)。上述过滤网(53)设置在氢气通孔(52a)的附近，并在滤网中心部形成贯通孔，贯通设置氢气管路(52)。

上述过滤网(53)，受蓄氢合金荷重影响，可能向下部垂下，所以在上述空间(54)设置支持辅助材料，以防过滤网(53)垂下。

这样，在多个蓄氢合金(55)区域之间，形成许多空间(54)，使氢气被蓄氢合金(55)吸收的时间缩短，也使得从蓄氢合金(55)放出的氢气，向反应器壳体(51)外部排出的时间缩短。

参阅图4a及图4b，对图3中反应器过滤网的结构说明如下：

上述过滤网(53a)在内部形成空间(54)，而与氢气管路(52)相接触的内侧面，则形成开放式环状。

即上述过滤网(53a)结构如下：其中心部位设有形成贯通孔的上面部，其下面部与上面部形状相同并相对应，将上述上面部和下面部外部环圈连接起来的外侧部。

将这种结构的过滤网(53a)装在氢气管路(52)上时，在上述过滤网(53a)的上面部和下面部与蓄氢合金(55)相接触，随着氢气管路(52)插入贯通孔，上述过滤网开放着的内侧面被封闭。

这时，如果在上述过滤网的内侧面和氢气管路(52)的外周面之间产生缝隙时，蓄氢合金(55)会随氢气而移动，所以过滤网(53a)的内侧面与氢气管路(52)的外周面应紧密接触。

另外，由于蓄氢合金(55)的荷重，过滤网(53a)的上面有可能下垂，在过滤网(53a)的内侧圆周装设支撑上面部的支持辅助材料，以防止上面部下垂。

当然，上述过滤网外侧面可以是开放的，内侧面是闭塞的。

参阅图5a及图5b对第一实例过滤网的变形实例说明如下：

图5a是图3中过滤网变形实例的示意图。图5b是图5a中过滤网横向展开的断面图。

上述过滤网(53b)其内部是由四个面形成的封闭空间(54)，这四个面围成一个环状。

即，上述过滤器(53b)是由中心部位形成贯通孔的上面部、与上述上面部形状相同相互对应的下面部、在上面部和下面部外侧连接其环形的外侧面、连接上面部和下面部内侧的环形内侧面构成。这时如果将上述过滤网(53b)按横向展开时，如图5b那样可看到是封闭的断面形状。

将这种形状的过滤网(53b)装在反应容器(51)上时，上述过滤网(53b)可以充分支撑蓄氢合金(55)的荷重，可防止上述空间(54)的形状变形。

另外，因为过滤器(53b)的内部侧面紧贴在氢气通孔(52a)上，所以蓄氢合金(55)被过滤网(53b)的侧面过滤一次。

即，通过上述氢气通孔(52a)的氢气，还要经过过滤网(53b)的侧面之后，流入空间(54)，上述空间(54)的氢气再通过上面部和下面部之后，再与蓄氢合金(55)起反应。

再有，从上述蓄氢合金(55)放出的氢气通过过滤网(53b)上、下面之后，流入空间(54)；上述空间(54)的氢气通过内侧面及氢气通孔(52a)之后，流入氢气管路(52)。

对于装在上述蓄氢合金反应器第一实例的各过滤网(53a，53b)来说，将蓄氢合金(53)填充在反应器壳体(51)内部一定高度之后，轮番反复进行过滤网(53a，53b)的安装，这样就能在上述蓄氢合金(55)之间形成空间(54)。

在上述反应容器壳体(51)内，就会提高氢气的流出流入速度，扩大蓄氢合金(55)和氢气之间的接触面积。这样就能提高蓄氢合金和氧气之间的反应速度。

下面参阅图6、图7，说明本发明蓄氢合金反应器第二实施例：

其包括反应器壳体(51)、氢气管路(52)、蓄氢合金(55)、分配管(10)；在与分配管(10)连接的反应器壳体(51)内部形成氢气通路，该氢气通路由管壁上设有多个氢气通孔(52a)的氢气管路(52)以及由该氢气管路(52)贯通由安装在蓄氢合金(55)内的许多过滤网(53c)形成的多个空间构成，该过滤网(53c)形成的多个空间是由所述多个氢气通孔(52a)连通。

参阅图7a及图7b，可看出过滤网(53c)内部形成闭塞的空间，而上述空间填充着蓄氢合金(55)。

这时，将上述过滤网(53c)装于反应容器壳体(51)时，在各个过滤网(53c)之间设置内外环形竖立状支持辅助材料(57c)(57c’)，那么过滤网(53c)之间则形成空间(54)。

上述支持辅助材料(57c)(57c’)还可如图7c所示形状，为设置在各过滤网(53c)下方的内侧环圈和外侧环圈。

当然，上述支持辅助材料，沿着过滤网上面部位或下面部位的内侧及外侧的环圈形成环状；另外上述支持辅助材料也可以由过滤网上面部位或下面部位形成的多个突部构成。

上述过滤网的第三实例与第一及第二实例不同，在过滤网(53c)内部填充着蓄氢合金(55)，所以，只要象图6那样，在反应器壳体(51)内，装上多个过滤网(53c)，并在各过滤网(53c)之间设置支持辅助材料，即可在各过滤网(53)之间形成空间(54)。

这样，可以避免反复安装上述蓄氢合金(55)和过滤网(53c)的麻烦，使反应器(50)的安装更加容易。

总之，上述第一个实施例是涉及到过滤网(53a，53b)，而这种过滤网(53a，53b)之间形成氢气流动的空间(54)；实施例二是蓄氢合金(55)填充于过滤网(53c)内部，并把这种过滤网(53c)置放在反应器壳体(51)内，使得各过滤网(53c)之间形成空间(54)。

上述各实例中过滤网(53)都是用传热性好的材料制成，这样可提高蓄氢合金(55)和氢气反应容器壳体(51)的热传导性。

蓄氢合金(55)首先通过过滤网(53)进行过滤，再通过上述氢气通孔(52a)做第二次过滤，然后通过安装在上述氢气流入口的过滤器(56)做最后一次过滤，所以可防止蓄氢合金(55)跑出反应器(20)到外面来。于是使蓄氢合金(55)不会流入压缩机内，从而防止压缩机损伤。

如上所述，本发明利用蓄氢合金的反应器的结构是，在上述反应器壳体(51)里面安装上氢气管路(52)，同时在氢气储藏区域之间形成空间(54)，这样促进上述蓄氢合金(55)吸收氢气，并使得从蓄氢合金放出氢气变得更容易一些。

另外，由于使用了导热性非常好的过滤网(53)所以与习用反应器不同，可以省去安装导热钉。

Claims (11)

1、一种蓄氢合金反应器，包括反应器壳体、氢气管路、蓄氢合金、分配管；其特征在于，在与分配管连接的反应器壳体内部形成氢气通路，该氢气通路由管壁上设有多个氢气通孔的氢气管路以及由该氢气管路贯通由安装在蓄氢合金内的许多过滤网形成的多个空间构成，该过滤网形成的多个空间是由所述多个氢气通孔连通。

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孔是按一定间距排列。

3、根据权利要求2所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述氢气通孔要比蓄氢合金粉末小。

4、根据权利要求1所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述过滤网，其内部空间，与氢气管路接触的内侧部位是开放式环形结构。

5、根据权利要求1所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述过滤网，其内部四个面形成封闭的环形。

6、根据权利要求1所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述过滤网是由导热性材料制成。

7、一种蓄氢合金反应器，包括反应器壳体、氢气管路、蓄氢合金、分配管；其特征在于氢气管路安装在与分配管连接的反应器壳体内部，形成氢气通路，氢气管路的管壁上还设有多个氢气通孔；

过滤网是插装在所述氢气管路上并设在反应器壳体里，过滤网内部则填充着蓄氢合金；

支持辅助材料安装在所述各过滤网之间，使得各过滤网之间形成空间。

8、根据权利要求7所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述支持辅助材料均形成环形安装在多个过滤网的内侧环圈及外侧环圈部位。

9、根据权利要求7所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述支持辅助材料是沿着各个过滤网的上面及下面，朝着内侧环圈和外侧环圈形成突部位。

10、根据权利要求7所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述支持辅助材料是在过滤网的上面及下面形成多个突部位。

11、根据权利要求7所述的蓄氢合金反应器，其特征在于所述过滤网是由导热性材料制成。

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