CN1754619A - 氢气储存合金反应器 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及利用氢气储存合金发明的热交换器。更详细地说，是在反应容器内设置氢气导入管，在氢气储存合金块之间形成空间，以促进氢气储存合金和氢气的反应。为此，本发明的氢气储存合金反应器是由如下部分构成：设置在反应容器内部的，带有多个氢气流入槽的氢气导入管；由氢气导入管予以贯通，并设置于填充的氢气储存合金之间，形成与氢气流入槽贯通的网状孔。通过促进氢气储存合金和氢气的反应，使氢气更快更多的释放出来，达到提高反应器的反应性。

Description

氢气储存合金反应器

技术领域

本发明是利用氢气储存合金的反应器的发明。更详细地说，是在反应容器内设置氢气导入管，在氢气储存合金块之间形成空间，以促进氢气储存合金和氢气的反应。

背景技术

氢气一般在高压或者超低温的情况下，可以以液体状态储存在高压容器当中。

即，如上所述，由于氢气所固有的低密度的特性导致氢气在高压或者超低温状态下可储存在高压容器氢气量受到限制。而且由于氢气的储存容器不仅体积、重量大，导致运输机在使用时受到很多限制。

最近，作为对氢气储存方法的对策方案，利用氢气储存合金吸收储存氢气的方法应运而生，并被使用。

氢气储存合金的氢气储存容量从重量比来看非常低，但从体积比来看，则比压缩氢气或者液体氢气高。所以可储存更多容量的氢气。

氢气储存合金是由氢气的亲和力非常强的元素和亲和力弱的元素构成的金属化合物。氢气储存合金可列举出镍镁(Mg-Ni)合金，镁铜(Mg-Cu)合金，钛钛(Ti-Ti)合金，R-co合金(此处R表示稀土类金属)。

当此氢气储存合金吸收氢气时产生放热反应，反之氢气储存合金释放氢气时产生吸热反应。

利用上述特性，氢气储存合金可应用于储存氢气的氢气储存材料，能源转换材料，电池材料及能源转换装置当中。

下面参照图1及图2的图纸来说明原有利用氢气储存合金的热交换器。

首先，利用氢气储存合金的热交换器由2个或者多个构成一个整体，形成热交换系统。图1只显示了其中的一个热交换器。

图1是体现原有氢气储存合金的热交换器的侧视图，参照此图可知热交换器1由分配管10，反应器20及外部热交换板30所构成。

分配管的柱形外部管面上有多个连接贯通管子显现出来，且各管的末端部分分别与反应器20相连接。

而且各反应器的外侧层叠设置了热交换板30。所以容易向空气或者水这些外部导热媒介进行导热。

附图2提示出图1中的热交换器的氢气储存合金反应器的纵向剖面图。反应器20由如下部分构成：形成外观的反应容器21；与反应容器21的长度方向平行设置的，形成多个氢气流入的，并由多个孔形成的氢气导入管22；填充于氢气导入管22和反应容器21之间的氢气储存合金23；在氢气储存合金之间按特定空间设置的多个导热板24；以及为将氢气储存合金粉末过滤而设置于氢气流入口的过滤器25。

此时，氢气储存合金根据导热板产生块状。且该氢气储存合金块沿重力方向，上/下部被导热板包围，其内侧部由导热板24包围。

氢气导入管22设有多个孔，使氢气可以通过，但氢气储存合金粉末不能通过。氢气导入管22可使用网状孔。

所以，流入到反应器的氢气经过设置在反应容器21中心部位的氢气导入管22之后，才被氢气储存合金吸收。

但是，由于氢气供应到反应器20后，氢气只有通过氢气导入管22才能供应氢气储存合金，所以导致氢气储存合金和氢气之间的反应速度缓慢，不能充分进行反应。

而且，反应器20的氢气被释放到外部时，氢气储存合金23的氢气排除时，因为要经过氢气导入管22才能排除，所以氢气排放速度慢。

如上所述，氢气流入到氢气储存合金块的速度和氢气从氢气储存合金块中排放到外部的速度是决定热交换器效率的要因。所以，为了增大热交换器的效率，需要增加使氢气流入及排放速度反应器结构。

发明内容

为此，本发明的目的在于在本发明容器内设置氢气导入管，在氢气储存合金块之间形成空间，以促进上述氢气储存合金和氢气的反应。

为了达到上述目的，本发明的第一个实施状态的氢气储存合金反应器是由如下部分构成：设置在反应容器内部，并与分配管连接的，带有多个氢气流入槽的氢气导入管；由上述氢气导入管予以贯通，并设置于填充的氢气储存合金之间形成，与氢气流入槽贯通的网状孔。

为了达到上述目的，本发明的第二个实施状态的氢气储存合金反应器是由如下部分构成：设置在反应容器内部，并与分配管连接的，带有多个氢气流入槽的氢气导入管；插入设置于上述氢气导入管，并在反应容器中形成多个叠层的内部填充氢气储存合金的网状孔；设置在网状孔之间用于支撑空间的支撑部件构成。

如同上述说明，此发明可产生如下效果：通过促进氢气储存合金和氢气的反应，使氢气更快更多的释放出来，达到提高反应器的反应性。

且通过提高反应器的组立性，不仅可节省热交换器的生产单价，还可以防止氢气储存合金粉末与氢气一起释放到反应器外部，使得压缩机更加稳定的移动。

附图说明

图1提示出已有技术中利用氢气储存合金制造的热交换器的剖面图。

图2是显示图1的反应器内部结构的纵向剖面图。

图3是显示本发明中的氢气储存合金反应器的第一个实例的纵向剖面图。

图4a是显示图3的网状孔结构的斜视图。

图4b将图3的网状孔眼最短方向切开的剖面图。

图5a显示图3的网状孔变形后实例的斜视图。

图5b将图5a的网状孔眼最短方向切开的剖面图。

图6是显示本发明中的氢气储存合金反应器的第二个实例的纵向剖面图。

图7a显示图6的网状孔结构的斜视图。

图7b将图6a的网状孔眼最短方向切开的剖面图。

图7c是显示设置于图6的网状孔之间的支撑部件的斜视图。

附图主要部分的符号说明：

50：反应器                  51：反应容器

52：氢气导入管              52a：氢气流入槽

53，53a，53b，53c：网状孔   54：空间

55：氢气储存合金            56：过滤器

57c：支撑部件

具体实施方式

下面说明本发明中的氢气储存合金反应器的第一个实例，参照附图3以及附图5来说明。

图3提示出本发明中的氢气储存合金反应器第一个实例的纵向剖面图，图4a提示图3的网状孔结构的斜视图，图4b提示将图4a的网状孔按最短方向切开的剖面图。

参照附图3可知，反应器50由反应容器51，氢气导入管52，网状孔53，氢气储存合金55所构成。

氢气导入管52插入设置在反应容器51内部，为使氢气导入管内部与外部贯通形成了多个氢气流入槽52a。

氢气导入管52与反应容器的长度方向平行设置，且氢气流入槽52a沿反应容器51的长度方向在每个特定距离形成多个群体。

网状孔53由氢气导入管贯通，多个网状孔设置在氢气储存合金之间，形成与各个氢气流入槽贯通的空间54。

而且，导热板24最好以根据氢气储存合金55的膨胀率或者收缩率而变化的氢气导入管52直径变化相对应的热的特性的材料制成。此时，网状孔53为了使中心部位氢气导入管52贯通设置而形成贯通孔，并设置在氢气流入槽附近。

网状孔53可能因为氢气储存合金55的荷载发生下垂，所以在空间54设置支撑部件(未经图示)，防止网状孔53发生下垂。

这样，在每个氢气储存合金55块之间形成空间54，既能缩短氢气储存合金55吸收氢气的时间，又能缩短氢气储存合金55释放的氢气排放到反应容器51外部的时间。

参照附图4a及4b，对适用于附图3中的反应器网状孔结构进行说明如下。

网状孔53a的内部形成了空间，且与氢气导入管52接触的内侧部位是开放型的饼状。

即，网状孔53a由中心部位形成贯通孔的上部，以及与上部同一形状并与上部对应的下部，还有连接上部与下部的外侧边缘的外侧面部构成。

将网状孔53a设置在氢气导入管52，则网状孔53a的上部和下部与氢气储存合金55相接，并由于氢气导入管52插入到贯通孔，而使网状孔的开放的内侧部位被封闭。

此时，因为网状孔的内侧部位和氢气导入管52的外表面产生缝隙，会使氢气储存合金随着氢气而流动，所以最好将网状孔53a的内侧部位和氢气导入管52的外侧部位设置紧密。

而且，由于氢气储存合金55的荷载，可能会使网状孔的上部发生下垂，所以如在网状孔53a的内侧边缘设置支撑上部的支撑部件(未图示)，可防止上部发生下垂。

当然，网状孔形成了外侧部位开放，而内侧部位封闭，也可以理解。

参照附图5a及5b来说明应用到第一个实施例的网状孔的变形图。

附图5a是表现附图3的网状孔变形例的斜视图，附图5b是将附图5a的网状孔沿最短方向切开的剖面图。

网状孔53b具有内部封闭的饼状的空间。

即，网状孔53b由中心部位形成贯通孔的上部，以及与上部同一形状并与上部对应的下部，还有连接上部与下部的外侧边缘的外侧面部，将上部及下部的内侧边缘进行连接内侧部位构成。此时，将网状孔53b沿最短方向切开，就会得到像附图5b一样四周封闭形态的剖面。

此种形态的网状孔53b设置到反应容器51，网状孔53b则可以充分承载氢气储存合金55的荷载，达到防止空间54形态变形的目的。

而且，网状孔53b设置成内侧部位接触到氢气流入槽52a，使氢气储存合金55被网状孔53b的内侧部位再过滤一次。

即，通过氢气流入槽52a的氢气，经过网状孔53b的内侧部位之后，流入到空间54。空间54的氢气经过再经过上部和下部与氢气储存合金55反应。

而且，氢气储存合金55释放出的氢气通过网状孔的上/下部之后，流入到空间54部位。空间部位54的氢气经过内侧部位，并通过氢气流入槽52a之后，流入到氢气导入管52。

对于氢气储存合金反应器的第一个实施例中被设置的各个网状孔(53a，53b)而言，将氢气储存合金55在反应容器51内，按照特定高度填充之后，反复设置网状孔(53a，53b)的过程，便可制造在氢气储存合金55之间形成空间54的反应器。

在反应容器51内部，提高氢气的流出入速度以及扩大氢气储存合金55和氢气的接触面积，可提高氢气储存合金和氢气之间的反应速度。

下面参照附图6以及附图7，对本发明氢气储存合金反应器的第二个实施例予以说明。

附图6是显示本发明氢气储存合金反应器的第二个实施例的纵向剖面图。附图7a是显示附图6的网状孔结构的斜视图，附图7b是将附图7a的网状孔沿最短方向切开的剖面图。附图7c显示各个网状孔之间设置的支撑部件的斜视图。

参照附图6则可知，氢气储存合金反应器是由如下部分构成：设置在反应容器10内部并与分配管10连接的，带有多个氢气流入槽52a的氢气导入管52；插入设置于氢气导入管，并在反应容器中形成多个叠层的内部填充氢气储存合金的网状孔53c；设置在网状孔之间用于支撑空间54的支撑部件57c。

参照附图7a以及7c则可知，网状孔53c内部封闭，被氢气储存合金55填充。

此时，将网状孔53c叠层设置时，在各个网状孔53c之间设置支撑部件57c。随着网状孔叠层在各个网状孔之间形成了空间。

支撑部件57c如附图7c是环状体，分别设置在各个网状孔53c的上部或者下部的内侧边缘部位和外侧边缘部位。

支撑部件沿网状孔上部或者下部的外侧以及内侧边缘突出，可形成环状。而且支撑部件可在网状孔的上部或者下部形成多个突出部位，也可以理解。

网状孔53c的第三个实施例与第一个实施例和第二个实施例不同，因为它的网状孔53c内部填充着氢气储存合金55，所以如附图6在反应容器51内叠层设置网状孔53c，并在各个网状孔53c之间设置支撑部件57c，则各个网状孔53之间会形成空间54。

这样，就可以解除交叉设置氢气储存合金55和网状孔的麻烦，使反应器的组装性更进一步。

简而言之，第一个实施例是关于内部有可使氢气流动的空间54的网状孔(53a，53b)的说明；而第一个实施例是关于随着将内部填充着氢气储存合金55反应容器51叠层，而使各个网状孔53c之间形成空间54的说明。

另一方面，由于上述各个实施例的网状孔53由导热性能上佳的材料制作而成，所以可提高氢气储存合金55和氢气反应时，反应容器的导热性能。

而且，氢气储存合金55由网状孔53进行第一次过滤，由氢气流入槽52a进行第二次过滤，最后由设置在氢气流入口的过滤器56进行最终过滤。所以，可防止氢气储存合金55漏到反应器外部。由此，可防止压缩机(未进行图示)由于吸入氢气储存合金55而受到损伤的现象。

由此可知，本发明利用氢气储存合金的反应器结构，是在反应容器51内设置氢气导入管52的同时在氢气储存合金块之间，形成空间54，达到促进氢气储存合金55更加容易的吸收或者释放氢气。

而且，使用导热性能上佳的网状孔53，省略了以往导热板的设置。

Claims (10)

1、一种氢气储存合金反应器，其特征是由如下部分构成：设置在反应容器内部，并与分配管连接的带有多个氢气流入槽的氢气导入管；由氢气导入管予以贯通，并设置于填充的氢气储存合金之间，形成与氢气流入槽贯通的网状孔。

2、根据权利要求1所述的氢气储存合金反应器，其特征是在特定间隔形成多个氢气流入槽。

3、根据权利要求2所述的氢气储存合金反应器，其特征是氢气流入槽比氢气储存合金粉末小。

4、根据权利要求1所述的氢气储存合金反应器，其特征是网状孔在其内部形成空间，与氢气导入管接触的内侧部分为开放的饼状。

5、根据权利要求1所述的氢气储存合金反应器，其特征是网状孔是内部封闭的饼状。

6、一种氢气储存合金反应器，其特征是由如下部分构成：设置在反应容器内部，并与分配管连接的，带有多个氢气流入槽的氢气导入管；插入设置于氢气导入管，并在反应容器中形成多个叠层的内部填充氢气储存合金的网状孔；设置在网状孔之间，用于支撑空间的支撑部件。

7、根据权利要求6所述的氢气储存合金反应器，其特征是支撑部件为环状，在各个网状孔的内侧边缘部位和外侧边缘部位分别设置。

8、根据权利要求6所述的氢气储存合金反应器，其特征是支撑部件在网状孔的上部或者下部，沿内侧边缘和外侧边缘突出。

9、根据权利要求6所述的氢气储存合金反应器，其特征是支撑部件在网状孔的上部或者下部，形成多个突出部。

10、根据权利要求1或者权利要求6所述的氢气储存合金反应器，其特征是网状孔以导热性能材料构成。

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