CN219414401U - 氢气储存罐结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储氢设备技术领域，尤其是涉及一种氢气储存罐结构，包括：中空罐体、氢气进出管、导热液输入管和导热液回流管；氢气进出管安装于中空罐体的一端，导热液输入管和导热液回流管分别安装于中空罐体的两端；中空罐体内设置有直径各不相同的多个隔筒，相邻两个隔筒之间和/或最小直径的隔筒内形成有储氢容腔，储氢容腔用于储存储氢合金材料，氢气进出管连通于储氢容腔；隔筒的筒壁为中空结构且形成有夹层腔室，导热液输入管和导热液回流管之间通过夹层腔室连通。本申请利用循环导热液在夹层腔室内流通的方式，实现对隔筒的加热或散热，利用对储氢合金材料的温度控制，使热传导更加高效，储氢合金材料受热更加均匀，提高充氢、放氢的效率。

Description

氢气储存罐结构

技术领域

本申请涉及储氢设备技术领域，尤其是涉及一种氢气储存罐结构。

背景技术

利用储氢合金材料实现固态储氢，不仅储量高，还具有安全性好、便于储置等特点，其原理是储氢合金在一定温度下发生吸收氢气的反应，在不同于吸氢温度的另一温度下发生释放氢气的反应，从而实现氢气的固态存储和释放使用，在吸收氢气或释放氢气的过程中储氢合金材料会吸热或放热，产生较大的热应力从而影响储氢罐服役寿命，因此，储氢合金的温度控制尤为关键。

现有的氢气储存罐，以导热片的方式居多，利用在储氢合金材料中埋设导热片，然后对导热片的温度进行调节，间接的实现储氢合金材料温度的控制。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：

仅仅通过埋设导热片进行温度调节，温度控制很不均匀，远离导热片和贴近导热片的不同区域储氢合金材料存在明显的、较大差额的温差，致使充氢过程中存在部分储氢合金材料在放氢，而在释放氢气的过程中存在部分储氢合金材料在吸氢，储氢合金材料受热不够均匀，充氢、放氢的效率较低，储存能力受到较大影响，而且储氢合金材料吸收或释放氢气时热量如果不能及时传递，还容易引起材料膨胀或收缩，进而失效缩短储氢罐服役寿命。

实用新型内容

本申请提供一种氢气储存罐结构，以改善以下技术问题：

常见氢气储存罐，在释放氢气的过程中存在部分储氢合金材料在吸氢，储氢合金材料受热不够均匀，充氢、放氢的效率较低，储存能力受到较大影响，而且储氢合金材料吸收或释放氢气时热量如果不能及时传递，还容易引起材料膨胀或收缩，进而失效缩短储氢罐服役寿命。

本申请提供一种氢气储存罐结构，采用如下的技术方案：

一种氢气储存罐结构，包括：中空罐体、氢气进出管、导热液输入管和导热液回流管；

所述氢气进出管安装于所述中空罐体的一端，所述导热液输入管和所述导热液回流管分别安装于所述中空罐体的两端；

所述中空罐体内设置有直径各不相同的多个隔筒，相邻两个所述隔筒之间和/或最小直径的所述隔筒内形成有储氢容腔，所述储氢容腔用于储存储氢合金材料，所述氢气进出管连通于所述储氢容腔；

所述隔筒的筒壁为中空结构且形成有夹层腔室，所述导热液输入管和所述导热液回流管之间通过所述夹层腔室连通。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述隔筒具有多个，且多个所述隔筒与所述中空罐体同中心轴线布置。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述中空罐体的内部还设置有两块端板，两块所述端板分别连接于所述隔筒的两端，一块所述端板与所述中空罐体的一端之间形成与所述导热液输入管相连通的进液腔，另一块所述端板与所述中空罐体的另一端之间形成与所述导热液回流管相连通的出液腔，所述端板上设置有供导热液进出所述夹层腔室的多个第一孔洞，所述端板上设置有供氢气进出所述储氢容腔的多个第二孔洞。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述进液腔内还是设置有氢气连通部，所述氢气连通部具有一个进口和多个出口，所述进口与所述氢气进出管相连通，所述出口与所述第二孔洞相连通，所述氢气连通部内部设置有连通所述进口和所述出口的通道。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述氢气连通部为长方体条形状，所述氢气连通部与所述导热液输入管不接触。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述导热液输入管和所述氢气进出管位于所述中空罐体的同一端面，所述导热液回流管位于所述中空罐体的端部周侧壁上。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述隔筒为铝、铝合金、复合塑料材质，所述隔筒与所述储氢合金材料接触的面设置有镀铬铜层和导热硅脂层，所述中空罐体为不锈钢材质或者碳纤维材质或铝内胆碳纤维缠绕结构或复合塑料材质。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述储氢合金材料为镁基储氢合金，所述镁基储氢合金的充氢温度在150℃-350℃之间，所述镁基储氢合金的放氢温度在250℃-400℃之间。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

利用循环导热液在隔筒内部(即夹层腔室内)流通的方式，实现对隔筒的加热或散热，同时利用对储氢合金材料的温度控制，使热传导更加高效，储氢合金材料受热更加均匀，可提高充氢、放氢的效率，对储存能力也有积极影响，不易引起材料膨胀或收缩，延长了氢气储存罐结构的服役寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的氢气储存罐结构的结构示意图。

图2是本申请实施例的氢气储存罐结构的剖视结构示意图。

图3是本申请实施例中端板的结构示意图。

附图标记说明：

1、中空罐体；11、进液腔；12、出液腔；2、氢气进出管；3、导热液输入管；4、导热液回流管；5、隔筒；51、夹层腔室；6、储氢合金材料；7、端板；71、第一孔洞；72、第二孔洞；8、氢气连通部。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种氢气储存罐结构。参照图1和图2，氢气储存罐结构包括：中空罐体1、氢气进出管2、导热液输入管3和导热液回流管4；

氢气进出管2安装于中空罐体1的一端，导热液输入管3和导热液回流管4分别安装于中空罐体1的两端；

中空罐体1内设置有直径各不相同的多个隔筒5，相邻两个隔筒5之间和/或最小直径的隔筒5内形成有储氢容腔，每一个储氢容腔为圆筒状结构，储氢容腔用于储存储氢合金材料6，氢气进出管2连通于储氢容腔；

隔筒5的筒壁为中空结构且形成有夹层腔室51，导热液输入管3和导热液回流管4之间通过夹层腔室51连通。

优选的，储氢合金材料6为镁基储氢合金，镁基储氢合金的充氢温度在150℃-350℃之间，镁基储氢合金的放氢温度在250℃-400℃之间。

本申请实施例的氢气储存罐结构的有益技术效果大致如下：

在充氢时，控制导热液温度，使储氢合金材料6的温度控制在充氢温度范围内，从氢气进出管2向储氢容腔内充入氢气，储氢合金材料6吸附氢气并储存；在使用释放氢气时，控制导热液温度，使储氢合金材料6的温度控制在放氢温度范围内，储氢容腔内的储氢合金材料6释放氢气，并从氢气进出管2排出；

利用循环导热液在隔筒5内部(即夹层腔室51内)流通的方式，实现对隔筒5的加热或散热，同时利用对储氢合金材料6的温度控制，使热传导更加高效，储氢合金材料6受热更加均匀，可提高充氢、放氢的效率，对储存能力也有积极影响，不易引起材料膨胀或收缩，延长了氢气储存罐结构的服役寿命。

在本实施例中，隔筒5的数量为5个(在其他实施例中，该数量可以根据需求适应性增减)，且多个隔筒5与中空罐体1同中心轴线布置。

为了保证中空罐体1可以竖直放置于地面上，导热液输入管3和氢气进出管2位于中空罐体1的同一端面(朝向一端)，导热液回流管4位于中空罐体1的端部周侧壁上。

为保证氢气储存罐结构具有良好的结构强度和导热性，隔筒5为铝、铝合金、复合塑料材质，隔筒5与储氢合金材料6接触的面设置有镀铬铜层和导热硅脂层，中空罐体1为不锈钢材质或者碳纤维材质或铝内胆碳纤维缠绕结构或复合塑料材质。

参照图2和图3，在本实施例中，为了防止储氢合金材料6外泄，中空罐体1的内部还设置有两块端板7，两块端板7分别连接于隔筒5的两端，一块端板7与中空罐体1的一端之间形成与导热液输入管3相连通的进液腔11，另一块端板7与中空罐体1的另一端之间形成与导热液回流管4相连通的出液腔12，端板7上设置有供导热液进出夹层腔室51的多个第一孔洞71，端板7上设置有供氢气进出储氢容腔的多个第二孔洞72。

为了使氢气更加均匀的进出储氢容腔，进液腔11内还是设置有氢气连通部8，氢气连通部8具有一个进口和多个出口，进口与氢气进出管2相连通，出口与第二孔洞72相连通，氢气连通部8内部设置有连通进口和出口的通道。

具体地，氢气连通部8为长方体条形状，氢气连通部8与导热液输入管3不接触。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氢气储存罐结构，其特征在于，包括：中空罐体(1)、氢气进出管(2)、导热液输入管(3)和导热液回流管(4)；

所述氢气进出管(2)安装于所述中空罐体(1)的一端，所述导热液输入管(3)和所述导热液回流管(4)分别安装于所述中空罐体(1)的两端；

所述中空罐体(1)内设置有直径各不相同的多个隔筒(5)，相邻两个所述隔筒(5)之间和/或最小直径的所述隔筒(5)内形成有储氢容腔，所述储氢容腔用于储存储氢合金材料(6)，所述氢气进出管(2)连通于所述储氢容腔；

所述隔筒(5)的筒壁为中空结构且形成有夹层腔室(51)，所述导热液输入管(3)和所述导热液回流管(4)之间通过所述夹层腔室(51)连通。

2.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述隔筒(5)具有多个，且多个所述隔筒(5)与所述中空罐体(1)同中心轴线布置。

3.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述中空罐体(1)的内部还设置有两块端板(7)，两块所述端板(7)分别连接于所述隔筒(5)的两端，一块所述端板(7)与所述中空罐体(1)的一端之间形成与所述导热液输入管(3)相连通的进液腔(11)，另一块所述端板(7)与所述中空罐体(1)的另一端之间形成与所述导热液回流管(4)相连通的出液腔(12)，所述端板(7)上设置有供导热液进出所述夹层腔室(51)的多个第一孔洞(71)，所述端板(7)上设置有供氢气进出所述储氢容腔的多个第二孔洞(72)。

4.根据权利要求3所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述进液腔(11)内还是设置有氢气连通部(8)，所述氢气连通部(8)具有一个进口和多个出口，所述进口与所述氢气进出管(2)相连通，所述出口与所述第二孔洞(72)相连通，所述氢气连通部(8)内部设置有连通所述进口和所述出口的通道。

5.根据权利要求4所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述氢气连通部(8)为长方体条形状，所述氢气连通部(8)与所述导热液输入管(3)不接触。

6.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述导热液输入管(3)和所述氢气进出管(2)位于所述中空罐体(1)的同一端面，所述导热液回流管(4)位于所述中空罐体(1)的端部周侧壁上。

7.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述隔筒(5)为铝、铝合金、复合塑料材质，所述隔筒(5)与所述储氢合金材料(6)接触的面设置有镀铬铜层和导热硅脂层，所述中空罐体(1)为不锈钢材质或者碳纤维材质或铝内胆碳纤维缠绕结构或复合塑料材质。

8.根据权利要求1至7任一项所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述储氢合金材料(6)为镁基储氢合金，所述镁基储氢合金的充氢温度在150℃-350℃之间，所述镁基储氢合金的放氢温度在250℃-400℃之间。