带热管换热功能的储氢设备的制作方法

本技术涉及氢气储存设备，特别涉及一种带热管换热功能的储氢设备。

背景技术：

1、随着化石能源逐渐枯竭及环境污染的加剧，世界各国加大替代能源的开发力度，氢气热值高，燃烧无污染，属于理想的清洁能源。在氢气储存领域如何方便、高效的储存氢气成为亟待解决的问题，目前氢气储存主要有三种方式，一是压缩氢气储存于气瓶，缺点是气瓶压力高，危险性高，单个气瓶的储存量有限；二是冷却液化氢气储存于储罐，缺点是低温液化工艺复杂，对储罐绝热性能要求高，储氢效率低；三是利用活性合金吸氢材料制成容器储存，这种方式储氢体积密度大、操作简单、运输方便、成本低、安全性高，是目前最有前景的储氢方式。

2、在使用活性合金进行吸氢储存时，会放出大量的热量，在释放氢气时，需要吸收大量的热量，在进行储氢时难度较高。

3、cn218348416u公开了一种带热管换热功能的储氢设备，包括设备主体；设备主体包括储氢容器、风道系统和若干组焊接在储氢容器左右两侧壁的热管，若干组热管每侧呈两排或多排，沿储氢容器长度方向布置，风道系统安装在储氢容器的两侧；还包括外框架和plc控制柜，储氢容器可拆卸在外框架上，该专利申请中，液氨充入热管的管体内，热管的一端安装在储氢容器的内，并与活性合金接触，热管的另一端设置有可传递热量的螺旋翅片，并安装在在风道系统中。通过风道系统对液氨进行循环使用，装置和工艺复杂。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种带热管换热功能的储氢设备，克服了现有技术的不足，本实用新型通过储氢机构对氢气进行集中储存，通过换热机构对氢气储存和释放需要的热量进行处理，具有储氢效率高、操作简单以及安全性强特点。

2、为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

3、一种带热管换热功能的储氢设备，其包括：用于储存氢气的储氢机构、用于固定和容纳储氢机构的安装架及设置于储氢机构外部并用于与储氢机构进行热量交换的换热机构，

4、所述储氢机构包括固定于安装架内且其内部填充活性合金的储氢罐以及与储氢罐的出氢口连接的连接管道；

5、所述换热机构包括冷却组件和加热组件，加热组件包括储氢罐置于其内(或内部容纳储罐)的换热桶、与换热桶的加热介质进口连接的进气管道、与换热桶的加热介质出口连接的出气管道，冷却组件包括设置于储氢罐外壁与加热桶内壁之间的多个用于储存冷却介质(冷却介质例如为液氨)的换热管。

6、进一步地，所述安装架包括由连接板构成的至少两个连接框、将不同高度水平的至少两个连接框固定连接的固定杆以及用于将换热机构固定于安装架的固定组件。

7、进一步地，为了方便的对储氢罐以及换热桶进行安装固定，连接框例如可以是由四根连接板组成的方框，连接框优选为2-4个，例如3个，多个连接框从上到下依次间隔设置，固定杆连接于各个连接框之间，优选地，固定杆可拆装连接(例如螺纹连接)于连接框的四角的螺孔内，顶端和底端的连接框内分别固定有多个与连接板连接(例如垂直连接)的连接杆(例如可以为2-4个，优选为4个，每个连接板连接一个连接杆)，多个连接杆汇合连接于设置于连接框中心的安装杆，顶端安装杆与连接管道的封闭端部连接，底端安装杆与换热桶的底部中心处连接。

8、进一步地，为了增加换热桶固定的牢靠性，固定组件包括固定于换热桶四周的连接板上的固定板以及与固定板连接并固定到换热桶外桶壁上的锁定板，固定板与锁定板固定(例如焊接)连接或一体形成，二者连接在一起呈l型，固定板和锁定板上分别螺纹连接有固定螺栓(个数例如可以为2-4个，固定螺栓用于将固定板连接于连接板上和实现锁定板与换热桶的连接)，锁定板例如为贴合换热桶外表面的弧形板，固定组件可设置多个，例如在前后侧分别设置一个或在前后左右侧分别设置一个，储氢罐内设有用于吸收氢气的活性合金。

9、进一步地，所述储氢罐包括下部的圆筒段和连接于圆筒段上方的截头锥形段，为了对氢气进行储存，储氢机构还包括与连接管道的出料口连接的横向管道、设置于横向管道上用于控制氢气输入和输出储氢罐的电动阀门，电动阀门与横向管道活动连接，优选地，连接管道为顶端封闭的直短管，其底端与储氢罐的截头锥形段的顶端开口连接，其封闭顶端与安装杆固定连接，连接管道的侧壁开有出料口与横向管道连接，横向管道远离连接管道的一端还设有用于与设备外的输氢管道连接的安装管道，安装管道与横向管道活动连接。

10、所述换热桶为底端封闭、顶端开口的圆筒状结构，换热桶包括底面、顶部圆环面和连接于底面与顶部圆环面外缘之间的侧面(周向侧面)，侧面与顶部圆环面的外环连接，顶部圆环面的内环周缘与储氢罐的上部外壁密封连接，储氢罐的顶部从顶部圆环面的内环伸出，优选地，换热桶的顶端与储氢罐的圆筒段顶端齐平，为了对换热桶内进行加热，加热组件还包括开设于换热桶上的安装槽，出气管道与安装槽密封连接，进气管道和出气管道均与换热桶与储氢罐之间的间隙连通，进气管道上设有控制空气进入换热桶的开关，开关例如可以为球阀，进气管道内部还设有电热丝，电热丝例如在进气管道的轴向上盘旋分布，热气经进气管道进入换热管与换热桶之间的间隙，并从出气管道输出。

11、进一步地，出气管道的出气端口以及进气管道的进气端口均设有防尘网。

12、进一步地，为了对释放出来的热量进行吸收，冷却组件还包括设于换热桶的上方且内部空间与换热管连通的环形冷却箱以及覆盖于冷却箱顶端的箱盖，储氢罐与换热管均设置在换热桶内部，换热管在储氢罐外周环绕分布；优选地，换热管轴线与换热桶的中心轴平行(或一致)，多个换热管优选围绕换热桶均匀分布(例如围绕换热桶的周向可间隔分布6-36个换热管，优选12-18个换热管)，换热管的长度优选与储氢罐圆筒段的高度一致，换热管的底部封闭，顶端开口穿过换热桶顶部圆环面而延伸至冷却箱内，换热管的顶端开口连接有通气板，通气板上设有多个通气孔，通气孔呈蜂窝状分布于通气板上，换热管内储存有冷却介质，例如为液氨，氢气进入储氢罐中，活性合金对氢气进行吸收，并释放大量的热量，储存于换热管内的液氨吸收热量后汽化并进入冷却箱，在冷却箱内释放热量并重新液化，液氨返回至换热管，冷却箱将热量释放至外界环境，液氨封闭于换热管和冷却箱内部，往返于在换热管和冷却箱之间。冷却箱可通过设置在冷却箱外部的制冷机构(例如氨气冷却器)来对氨气进行冷却液化。

13、进一步地，为了将热风吹入到换热桶中，换热机构还包括设于进气管道内并将热空气吹入换热桶的吹风组件，吹风组件包括固定于进气管道内的电机架以及安装于电机架上的吹风电机，吹风电机输出端连接有转动轴，转动轴远离吹风电机的一端设有扇叶，电热丝设置于扇叶的正前方，电机架例如为径向横架于进气管道内部的两个电机架，例如为短杆状。优选地，扇叶旋转形成的平面与进气管道的中心轴垂直，电热丝设置于扇叶的正前方，用于加热扇叶吹入的气流。

14、本实用新型与现有技术相比较，具有以下有益效果：

15、本实用新型通过安装管道将连接管道与氢气释放的管道进行连接，通过电动阀门对其进行控制，在氢气进入到储氢罐中，活性合金对氢气进行吸收，会释放大量的热量，热量传递到换热桶中，对换热管内的液氨进行加热，使得液氨能够快速吸收释放的热量进行汽化，通过冷却箱对其重新冷却液化，能跟有效处理氢气储存时产生的大量热量，保证了储氢设备的安全性。

16、本实用新型在将储氢罐中的活性合金吸收的氢气进行释放时，需要吸收大量的热量，因此通过吹风组件进行吹风，气流通过电热丝进行加热，将热风通入到换热桶中，使得活性合金对热量进行吸收，再通过出气管道将气流排出，极大的方便氢气的释放，提高了储氢设备的使用便捷性。

17、本实用新型通过连接板与固定杆对中间的储氢设备两端进行固定，再通过固定组件对换热桶进行固定，极大的增加了换热桶固定的牢靠性，也方便了设备的安装固定。

18、本实用新型具有储氢效率高、操作简单以及安全性强特点。