CN210241162U - 一种金属氢化物储氢罐 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种金属氢化物储氢罐，包括：罐体，罐体的顶端设有中心通孔，其内部填充有储氢合金颗粒，接头的下端插在中心通孔，在接头的中部设有通道，多孔导气管位于罐体的内部，多孔导气管的底端靠近于罐体的底端，多孔导气管的顶端固定于通道的下部，过滤片位于通道的中部、并与多孔导气管的顶端相抵靠；气体阀门的下端插于通道的上部，多个环形散热片等设置于罐体的外壁，使储氢合金颗粒与罐体的外部进行热交换，在罐体体积不变的情况下，大幅增加了容器的表面积，在充氢和放氢过程中，该环形散热片保证罐体及内部储氢合金颗粒能够和外部环境进行充分的热交换，及时带走或提供罐体所需热量，提高储氢罐换热效率、吸放氢速率慢的不足。

Description

一种金属氢化物储氢罐

技术领域

本申请涉及储氢装置技术领域，特别是涉及金属氢化物储氢罐。

背景技术

氢能具有燃烧性能好，发热值高且燃烧产物是水，对大气没有任何污染，来源广泛等特点，因此被公认为是最理想的绿色能源。

当氢作为一种能源时，必然具有分散性和间歇性使用的特点，因此必须解决氢气的储存问题。目前常用的储氢方法包括：低温液态储氢、高压气态储氢、吸附储氢以及金属氢化物储氢等等。金属氢化物储氢是一种固态储氢技术，与其他储氢方式相比，具有储氢密度高(其单位体积储氢密度是相同压力温度条件下气态氢的1000倍，超过或等于液态氢)、安全性好、氢气纯度高等特点，金属氢化物储氢是最为理想、可行的氢气存储方式之一。

金属氢化物的储氢原理，是使大量的氢气被金属所吸收，并且转变成金属氢化物的形式储存，氢就以固态结合的形式储存于其中。金属氢化物储氢材料吸放氢的过程是一热交换的过程，吸氢时放热，放氢时吸热。因此为使储氢罐内的储氢材料顺利实现吸收和释放氢气，必须保证储氢罐能够及时、充分地与外部环境进行热交换。

目前，现有的储氢罐一般通过下述两种方式实现与外部环境的热交换：(1)在内部设置循环水导管，通过循环水以实现对储氢罐以及储氢合金的加热以及冷却。(2)直接通过储氢罐外壁与外部环境进行热交换。循环水导管能够大幅提高储氢罐的传热效率，然而，在某些特殊场合下，由于环境因素以及工艺条件的制约，使用现场不允许或无条件为储氢罐的吸放氢提供循环水，因此，第二种结构的储氢罐成为该场合下的唯一选择。该结构储氢罐能够通过外壁完成与外部环境的热交换，不需要设置额外的循环水管道，结构简单、使用方便，近年来得到了广泛的应用。然而，上述储氢罐的热量传递主要通过罐体外表面进行，传热效率低，导致金属氢化物材料吸放氢时不能与外界环境进行充分的热交换，吸放氢速率较低，储氢罐的性能不能满足实际应用需要。

实用新型内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种金属氢化物储氢罐，其包括：罐体，在所述罐体的顶端设有中心通孔，在所述罐体的内部填充有若干个储氢合金颗粒，用于储存氢气；接头，所述接头的下端插在所述中心通孔，在所述接头的中部设有通道，用于所述氢气出入；多孔导气管，其位于所述罐体的内部，所述多孔导气管的底端靠近于所述罐体的底端，所述多孔导气管的顶端固定于所述通道的下部，用于所述氢气出入；过滤片，其位于所述通道的中部、并与所述多孔导气管的顶端相抵靠；气体阀门，所述气体阀门的下端插于所述通道的上部；和多个环形散热片，其均等设置于所述罐体的外壁，用于所述储氢合金颗粒与所述罐体的外部进行热交换。

在一个实施例中，可选地，所述过滤片与所述多孔导气管均由金属粉末烧结而成。

在一个实施例中，可选地，所述环形散热片为圆环形状，所述环形散热片与所述罐体的外壁垂直焊接或过盈配合，所述环形散热片的材质为铜或不锈钢或铝或铝合金。

在一个实施例中，可选地，所述罐体的外径为219mm，内径为209mm，长度为1450mm。

在一个实施例中，可选地，所述中心通孔的直径为50mm。

在一个实施例中，可选地，所述接头的材质为不锈钢，其外径为48mm，所述接头的外表面与所述罐体焊接；所述通道的直径为30mm。

在一个实施例中，可选地，所述过滤片与所述通道焊接，所述过滤片的孔径为0.5μm；所述多孔导气管与所述通道焊接，所述多孔导气管的孔径为0.5μ。

在一个实施例中，可选地，相邻的所述环形散热片之间的间距为30mm，所述环形散热片的内径为219mm，外径为239mm，厚度为10mm。

在一个实施例中，可选地，所述通道与所述多孔导气管和所述过滤片垂直设置。

本申请的金属氢化物储氢罐，通过在罐体的顶端设有中心通孔，罐体的内部填充有若干个储氢合金颗粒，储存氢气，接头的下端插在中心通孔，在接头的中部设有通道，用于氢气出入，多孔导气管位于罐体的内部，多孔导气管的底端靠近于罐体的底端，多孔导气管的顶端固定于通道的下部，用于氢气出入，过滤片位于通道的中部、并与多孔导气管的顶端相抵靠，气体阀门的下端插于通道的上部和多个环形散热片，多个环形散热片均等设置于罐体的外壁，使储氢合金颗粒与罐体的外部进行热交换，在罐体体积不变的情况下，大幅增加了容器的表面积，在充氢和放氢过程中，该环形散热片保证罐体及内部储氢合金颗粒能够和外部环境进行充分的热交换，及时带走或提供罐体所需热量，提高储氢罐换热效率、吸放氢速率慢的不足。

进一步地，环形散热片与罐体固定在一起，能够有效提高罐体的抗变形能力，改善了现有储氢罐的循环使用寿命。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的金属氢化物储氢罐的示意性透视图。

图中标记：

1、气体阀门；2、过滤片；3、罐体的底端；4、接头；5、罐体；6、环形散热片；7、多孔导气管；8、中心通孔；9、通道；10、多孔导气管的底端；11、多孔导气管的顶端；12、接头的下端13、罐体的顶端。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的金属氢化物储氢罐的示意性透视图。金属氢化物储氢罐一般性地可包括罐体5、接头4、多孔导气管7、过滤片2、气体阀门1和多个环形散热片6。其中，在罐体5的顶端13设有中心通孔8，用于安装接头4使用，该中心通孔8的直径为50mm，当然尺寸可以根据接头4的尺寸而定，不限于50mm。在罐体5的内部填充有若干个储氢合金颗粒，用于储存氢气，储氢合金颗粒为AB5型储氢合金。接头4的下端插在中心通孔8，接头4的材质为不锈钢，外径为48mm，接头4的外表面通过焊接方式与罐体5连接，密封性较好，接头4的内通径为30mm。在接头4的中部设有通道9，用于氢气出入，通道9的直径为30mm。多孔导气管7位于罐体5的内部，多孔导气管7的底端10靠近于罐体5的底端3，多孔导气管7的顶端11固定于通道9的下部，用于氢气出入。过滤片2位于通道9的中部、并与多孔导气管7的顶端11相抵靠。气体阀门1的下端插于通道9的上部，并通过螺纹固定，便于拆装更换，气体阀门1的型号为QF-30A。多个环形散热片6均等设置于罐体5的外壁，用于储氢合金颗粒与罐体5的外部进行热交换。使储氢合金颗粒与罐体5的外部进行热交换，在罐体5体积不变的情况下，大幅增加了容器的表面积，在充氢和放氢过程中，该环形散热片6保证罐体5及内部储氢合金颗粒能够和外部环境进行充分的热交换，及时带走或提供罐体5所需热量，提高储氢罐换热效率、吸放氢速率慢的不足。环形散热片6与罐体5固定在一起，能够有效提高罐体5的抗变形能力，改善了现有储氢罐的循环使用寿命。

在该实施中，可选地，过滤片2与多孔导气管7均由金属粉末烧结而成，过滤片2的直径与多孔导气管7的直径相适配。

在该实施中，可选地，环形散热片6为圆环形状，环形散热片6与罐体5的外壁垂直焊接或过盈配合，环形散热片6的材质为铜或不锈钢或铝或铝合金。

在该实施中，可选地，罐体5的外径为219mm，内径为209mm，长度为1450mm，罐体5的尺寸不局限于上述尺寸，可以依据需求变化。

在该实施中，可选地，过滤片2与通道9焊接，避免松动。过滤片2的最小孔径为0.5μm，提高过滤效果。多孔导气管7与通道9焊接，提高稳定性，避免多孔导气管7脱落，多孔导气管7的最小孔径为0.5μ，多孔导气管7的孔径不局限于上述尺寸，可以依据需求变化。

在该实施中，可选地，相邻的环形散热片6之间的间距为30mm，环形散热片6的内径为219mm，外径为239mm，厚度为10mm，环形散热片6的尺寸和间距不局限于上述尺寸，可以依据需求变化。

在该实施中，可选地，通道9与多孔导气管7和过滤片2垂直设置，进入氢气通畅。

具体使用时：

1、充氢：打开气体阀门1氢气通过气体阀门1、通道9、过滤片2、多孔导气管7进入罐体5的内部，并储氢在储氢合金颗粒，关闭气体阀门1，充氢时：储氢合金颗粒放热；

2、放氢：打开气体阀门1氢气通过储氢合金颗粒、多孔导气管7、过滤片2、通道9、气体阀门1排出，放氢时：储氢合金颗粒吸热。

本申请大幅改善了金属氢化物储氢罐传热性能，所提供的金属氢化物储氢罐具有充放氢速度快、性能可靠以及制造工艺简单的特点，适用于各种应用场合。循环寿命高、结构简单、能够在无循环水等特殊场合下正常使用的金属氢化物储氢罐。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种金属氢化物储氢罐，其特征在于，包括：

罐体(5)，在所述罐体(5)的顶端(13)设有中心通孔(8)，在所述罐体(5)的内部填充有若干个储氢合金颗粒，用于储存氢气；

接头(4)，所述接头(4)的下端(12)插在所述中心通孔(8)，在所述接头(4)的中部设有通道(9)，用于所述氢气出入；

多孔导气管(7)，其位于所述罐体(5)的内部，所述多孔导气管(7)的底端(10)靠近于所述罐体(5)的底端(3)，所述多孔导气管(7)的顶端(11)固定于所述通道(9)的下部，用于所述氢气出入；

过滤片(2)，其位于所述通道(9)的中部、并与所述多孔导气管(7)的顶端(11)相抵靠；

气体阀门(1)，所述气体阀门(1)的下端插于所述通道(9)的上部；和

多个环形散热片(6)，其均等设置于所述罐体(5)的外壁，用于所述储氢合金颗粒与所述罐体(5)的外部进行热交换。

2.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

所述环形散热片(6)为圆环形状，所述环形散热片(6)与所述罐体(5)的外壁垂直焊接或过盈配合，所述环形散热片(6)的材质为铜或不锈钢或铝或铝合金。

3.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

所述罐体(5)的外径为219mm，内径为209mm，长度为1450mm。

4.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

所述中心通孔(8)的直径为50mm。

5.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

所述接头(4)的材质为不锈钢，其外径为48mm，所述接头(4)的外表面与所述罐体(5)焊接；所述通道(9)的直径为30mm。

6.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

所述过滤片(2)与所述通道(9)焊接，所述过滤片(2)的孔径为0.5μm；所述多孔导气管(7)与所述通道(9)焊接，所述多孔导气管(7)的孔径为0.5μ。

7.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

相邻的所述环形散热片(6)之间的间距为30mm，所述环形散热片(6)的内径为219mm，外径为239mm，厚度为10mm。

8.根据权利要求1所述的金属氢化物储氢罐，其特征在于：

所述通道(9)与所述多孔导气管(7)和所述过滤片(2)垂直设置。

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