CN1754617A

CN1754617A - 氢气储存合金反应器

Info

Publication number: CN1754617A
Application number: CN 200410072181
Authority: CN
Inventors: 金智元; 姜成姬; 盛时京; 具子形; 朴尚勋; 金英秀; 金京浩; 朴一权; 许京旭; 洪永浩; 车江旭; 洪尚意; 金仁奎; 朴丙日
Original assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-05

Abstract

一种氢气储存合金反应器，它包括由多个中空管体构成的反应管，设置于反应管内部的用于氢气流入的氢气导入管，填充于反应管和氢气导入管之间的氢气储存合金。当氢气储存合金吸收储藏氢气而使其发生膨胀时，相应的氢气导入管的直径可变小，与氢气储存合金膨胀的体积相当的程度，来确保反应管内部的体积增加；而当膨胀力解除时，可以恢复原状。本发明氢气储存反应器，当氢气储存合金吸收储藏氢气发生膨胀时，减少由于氢气储存合金的膨胀引发反应管内部的体积变大，又引发氢气储存合金微分化过程加剧。

Description

氢气储存合金反应器

技术领域

本发明是关于氢气储存合金反应器的发明。特别是涉及一种在氢气储存合金与氢气反应，并吸收储存过程中产生的金属氢化物，可减少由于氢气储存合金的膨胀压力导致的氢气储存合金微分化(颗粒化)加剧的氢气储存合金反应器。

背景技术

一般氢气储存合金反应器由两个或两个以上反应器对称设置而成，根据温度或者压力等因素的变化，相对一侧的反应器内部的氢气储存合金吸收储藏氢气，而另一侧反应器内部的氢气储存合金则发生氢气脱离或者脱离储藏的反应。如此交错产生反应。

由此，交叉发生氢气被吸收储藏的反应器发生放热反应，氢气脱离储藏的反应器发生吸热反应，如此反应在各个反应器交叉发生。

图1是以往技术氢气储存合金反应器结构剖面图。它是由分配管10，反应管20，外部热交换栓30所构成的反应器1。

图2是以往技术反应器中的反应管结构的中间部位放大剖面图。反应器1由如下部件构成：内部具有特定空间的中空管体的多个反应管20；在反应管20内侧与其长度方向平行设置而成的，用于氢气流入22a的氢气导入管22；填充于反应管20和氢气导入管之间的氢气储存合金23；设置于反应管20和分配管10连接部的过滤器24。

并且，氢气导入管中设置了氢气储存合金23粉末无法通过，而只有氢气可以通过那般大小的细孔。

氢气通过分配管10流入到如上所述结构的反应器1的各反应管20，则通过过滤器24的氢气通过氢气导入管22吸收储藏于氢气储存合金23，引起反应管20产生发热反应。

氢气储存合金23吸收储藏的氢气脱离储藏后，释放到另一侧反应器的反应管时，发生吸热反应。如此，对称的一对反应器上，放热反应与吸热反应交替发生。

另一方面，由于氢气储存合金23上氢气吸收储藏和脱离储藏的循环往复，使氢气储存合金因膨胀和收缩引发均热。这种过程持续时间过长，则氢气储存合金逐渐微分化成数微米大小的粉末形状。

作为氢气储存合金的微分化的要因之一，可列举由氢气储存合金填充的反应器结构来说明。如上所述氢气储存合金填充到氢气导入管22和中空的反应管20内部，随着氢气被吸收储藏或脱离储藏而产生体积变化。这样反应管20和氢气导入管22是由在高温，高压状态下变形少，耐热耐压性能优异的材料制成。

所以，随着氢气被吸收储存在氢气储存合金上，会产生很大的体积变化，而另一方面反应管20和氢气导入管22几乎不进行膨胀。导致上述反应中内部膨胀的氢气储存合金23在几乎维持一定内部体积不变的反应管20和氢气导入管22之间，体积增大引起微分化进一步加速的结果，使系统受到损坏或者热传导度下降，加重大气污染等问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种根据氢气储存合金吸收储存氢气而引起氢气导入管直径缩小到相当于氢气储存合金膨胀的体积，以确保氢气储存合金的膨胀剩余空间，从而能减小氢气储存合金膨胀引发的反应管内部体积增大，使氢气储存合金微分化减小的氢气储存合金反应器。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：本发明氢气储存合金反应器包括如下部件构成：多个中空管体的反应管；设置在各反应管内部的用于氢气流入的氢气导入管；填充于反应管和氢气导入管之间空间的氢气储存合金；设置于反应管和分配管连接部的过滤器；氢气储存合金吸收储存氢气而使其发生膨胀，氢气导入管经过变形可使自身直径变小。反应管的内部体积增大到相当于氢气储存合金膨胀的体积水平；当膨胀力解除时，可重新恢复原状。

本发明还可以采用以下技术措施：

所述的氢气导入管和反应管之间，增设了根据氢气导入管的变化，可维持氢气导入管外部和反应管内部的接触状态的、可膨胀或收缩的热传导板。

所述的氢气导入管是，可根据氢气储存合金膨胀力而发生变化的可伸缩材料制成。

一种氢气储存合金反应器，包括如下部分所构成：中空管体构成的多个反应管；安装于多个反应管内部的用于氢气流入的氢气导入管；填充于反应管和氢气导入管之间空间的氢气储存合金；设置于反应管和分配管连接部的过滤器；氢气储存合金吸收储藏氢气而使其体积发生膨胀，氢气导入管通过减小直径可增大相当于氢气储存合金膨胀体积相当的内部体积；而当膨胀力解除时，可以恢复原状。在氢气导入管和反应管之间，增设了根据氢气导入管的变化，可维持氢气导入管外部和反应管内部的接触状态的、可膨胀或收缩的热传导板。

所述的氢气导入管是沿着反应管长度方向安装的，而热传导板为能够接触到氢气导入管外部和反应管内部，是沿着反应管的半径方向安装的。

所述的氢气储存合金内的热传导板是由热传导性能上佳的材料制成。

所述的热传导板，具有在氢气储存合金吸收储藏或者氢气脱离时发生的膨胀或者收缩时，可应对氢气导入管直径变化的膨胀率或者收缩率。

本发明具有的优点和积极效果是：氢气导入管的直径可缩小到相当于，由于吸收储存氢气而使氢气储存合金的体积相当大的部分，达到使反应器内部减少因体积增大而引发的氢气储存合金微分化加剧之现象。可达到防止损伤系统及大气污染的效果。

即使氢气导入管的直径发生变化，通过在氢气导入管与反应管内部间设置热传导板达到密封的状态，从而达到防止氢气储存合金粉末沉淀的目的，并且在氢气储存合金进行放热反应或者吸热反应时，可迅速的将热传导到反应器上。

附图说明

图1是以往技术氢气储存合金反应器结构剖面图；

图2是以往技术氢气储存合金反应器的反应管的中间部位放大剖面图；

图3是本发明实施例的反应管的氢气导入管缩小状态剖面图；

图4是本发明的其它实施例反应器的反应管结构剖面图；

图5a是图4中氢气储存合金在未吸收储藏氢气状态下的氢气导入管的工作状态图；

图5b是图4中氢气储存合金在吸收储藏了氢气的状态下的氢气导入管的工作状态图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

在以下说明中，对于此发明中涉及的反应器的主要构成要素的同一部件，参考图1及图2所述的以往技术，赋予同一号码，省略对它的详细说明。

图3是根据本发明的实施例的反应管的氢气导入管缩小的状态剖面图。由于氢气储存合金23吸收储存氢气，而使氢气储存合金的体积膨胀，引起氢气导入管32的直径变小。

氢气导入管32是为了吸收储存氢气时，氢气储存合金发生膨胀时，确保其反应管20的空间而设计的。其材料与以往的氢气导入管22不同，是由柔软而有伸缩性的材料构成，所以氢气导入管32可以根据氢气储存合金的膨胀力而使其直径变小，也可以根据氢气储存合金23的膨胀力的解除，而使氢气导入管32的直径恢复原状。具有如此的伸缩性。

所以，氢气储存合金23吸收储存氢气而使氢气储存合金的体积膨胀时，如图3中所示的一样，相当于减小了氢气储存合金膨胀的体积的直径。

即，氢气导入管32在氢气储存合金吸收储存氢气之前，其直径维持d2状态，而在氢气储存合金23吸收储存氢气之后，体积增大，由于氢气储存合金23的膨胀力将氢气导入管32从外部向中央受到压力，使氢气导入管32的直径减小为d1。

所以，即使氢气储存合金23的体积增大，由于相当于氢气储存合金23增大体积的氢气导入管32直径缩小了，效果就等于容纳氢气储存合金23的反应管20内部的体积增大。

在反应管20内部确保氢气储存合金23的膨胀剩余空间，氢气储存合金23吸收储存氢气而增大的体积以减少反应管20内部由于体积增大引起的氢气储存合金的微分化。

图4是本发明的其它实施例的反应器的反应管结构剖面图。图5a是图4中氢气储存合金在未吸收储藏氢气状态下的氢气导入管的工作状态图。图5b是图4中氢气储存合金在吸收储藏了氢气的状态下的氢气导入管的工作状态图。

根据上述附图，在中空管体反应管20内侧，沿着其长度方向平行安装了用于氢气流入42a的氢气导入管42，氢气导入管42和反应管20之间的空间填充了氢气储存合金23。

氢气储存合金23层内部安装了分别接触到氢气导入管42外部和反应管20内部，且沿反应管20半径方向设置的多个热传导板45。由于热传导板45由热传导性能上佳的材料所制成，可使氢气储存合金23发生放热反应或者吸热反应时迅速进行热传导。

此时，氢气导入管42最好用和图3中说明的氢气导入管32一样的可伸缩材料制成。以便于其具有在氢气储存合金23因膨胀力使氢气导入管42直径变小，而在氢气储存合金23的膨胀力解除时，又可具有恢复原状的伸缩性。

热传导板45最好以根据氢气储存合金23的膨胀率或者收缩率而变化的氢气导入管42直径变化相对应的热的特性的材料制成。

其原因在于，由于氢气储存合金23的体积膨胀引起氢气导入管42直径由d3减小为d4时，热传导板45的半径由L1增大到L2。这样即便氢气导入管42的直径减小，也可以将反应管20内部与氢气导入管42外部之间的紧密接触状态良好地保持下去，确保热传送。

还有，为了防止氢气导入管42的直径减小，而引发的热传导板45和氢气导入管42外部之间的缝隙，防止氢气储存合金粉沫沿重力方向(图纸中由上而下)的方向沉淀。

列举体现上述结构的本发明的其他实施例。氢气导入管42直径缩小到氢气储存合金23，由于吸收储存氢气而增加部分相当的体积，以便在反应管20内部确保氢气储存合金23的膨胀剩余空间，达到减少由于反应管20内部体积增加而引起的氢气储存合金的微分化加剧目的。

并且，即便由于氢气储存合金的膨胀或者收缩引起的氢气导入管42直径变化，由于氢气导入管42外部及反应管20内部设置了维持紧密接触状态的热传导板45，因此，可防止氢气储存合金23粉沫沿重力方向沉淀，以及氢气储存合金23放热反应或者吸热反应产生时，可迅速的将热传导到反应器上。另一方面，上述此发明的实施例是为了帮助理解此发明而构成的。它不仅仅局限于所陈述的内容，且在不超出本发明的技术思想的范围内可进行多种变化。

Claims

1、一种氢气储存合金反应器，包括如下部分所构成：中空管体构成的多个反应管；安装于多个反应管内部的用于氢气流入的氢气导入管；填充于反应管和氢气导入管之间空间的氢气储存合金；设置于反应管和分配管连接部的过滤器；其特征是氢气储存合金吸收储藏氢气而使其体积发生膨胀，氢气导入管通过减小直径，可增大相当于氢气储存合金膨胀体积相当的内部体积；而当膨胀力解除时，可以恢复原状。

2、根据权利要求1所述的氢气储存合金反应器，其特征是氢气导入管(42)和反应管(20)之间，增设了根据氢气导入管的变化，可维持氢气导入管外部和反应管内部的接触状态的、可膨胀或收缩的热传导板(45)。

3、根据权利要求1，2所述的氢气储存合金反应器，其特征是氢气导入管是，可根据氢气储存合金膨胀力而发生变化的可伸缩材料制成。

4、一种氢气储存合金反应器，包括如下部分所构成：中空管体构成的多个反应管；安装于多个反应管内部的用于氢气流入的氢气导入管；填充于反应管和氢气导入管之间空间的氢气储存合金；设置于反应管和分配管连接部的过滤器；其特征是氢气储存合金吸收储藏氢气而使其体积发生膨胀，氢气导入管通过减小直径可增大相当于氢气储存合金膨胀体积相当的内部体积；而当膨胀力解除时，可以恢复原状。在氢气导入管和反应管之间，增设了根据氢气导入管的变化，可维持氢气导入管外部和反应管内部的接触状态的、可膨胀或收缩的热传导板。

5、根据权利要求4所述的氢气储存合金反应器，其特征是氢气导入管是沿着反应管长度方向安装的，而热传导板为能够接触到氢气导入管外部和反应管内部，是沿着反应管的半径方向安装的。

6、根据权利要求4，5所述的氢气储存合金反应器，其特征是氢气储存合金内的热传导板是由热传导性能上佳的材料制成。

7、根据权利要求4，5所述的氢气储存合金反应器，其特征是热传导板，具有在氢气储存合金吸收储藏或者氢气脱离时发生的膨胀或者收缩时，可应对氢气导入管直径变化的膨胀率或者收缩率。