一种胶囊式合金床层的储氢装置的制作方法

本发明涉及储氢装置，尤其涉及一种胶囊式合金床层的储氢装置。

背景技术：

1、氢能源是一种新型无污染的清洁能源，但如何实现安全而经济的储存运输是关键技术之一。金属氢化物储氢装置将储氢合金(一般为ab5型、ab2型、ab型、镁系的储氢材料)以一定的方式装填到容器内，利用储氢合金的可逆吸放氢能力，达到储存、净化氢气的目的。与高压气态储氢相比，金属氢化物储氢是一种固态储氢技术，具有储氢压力低、体积储氢密度高、吸放氢过程简单的优点，已应用于仪器配套、燃料电池、半导体工业、保护气体、氢原子钟、氢气净化等领域。

2、cn214369284u一种金属氢化物储氢罐，包括，罐体；换热套，所述罐体的表面固定套接有换热套；换热槽，所述换热套的内部开设有换热槽；循环机构，所述循环机构包括回流管、箱体、水泵和输送管，所述换热套的一侧通过支架固定安装有箱体，所述箱体的一侧固定插接有回流管，所述回流管的顶部与换热槽的顶部一端固定插接，所述箱体的底部固定插接有输送管，所述输送管的底部与换热槽的底部一侧固定插接，所述输送管的内部固定安装有水泵，所述水泵与箱体的底部通过安装架固定安装。

3、上述现有技术中由于金属氢化物吸氢后会发生体积膨胀，如lani5吸收氢气后体积膨胀率约为24％，mgni2吸收氢气后体积膨胀率为28％～32％，合金在经历多次吸氢-放氢循环后会出现粉碎-密实化的现象，之后因为小颗粒的附聚而产生体胀应力，导致容器产生永久的塑性变形甚至破损，存在安全隐患。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种胶囊式合金床层的储氢装置，用以解决现有技术中由于金属氢化物吸氢后会发生体积膨胀，如lani5吸收氢气后体积膨胀率约为24％，mgni2吸收氢气后体积膨胀率为28％～32％，合金在经历多次吸氢-放氢循环后会出现粉碎-密实化的现象，之后因为小颗粒的附聚而产生体胀应力，导致容器产生永久的塑性变形甚至破损，存在安全隐患的技术问题。

2、本发明提供一种胶囊式合金床层的储氢装置，该胶囊式合金床层的储氢装置包括：

3、罐体，设有容纳腔和连通所述容纳腔的氢气进出口；以及

4、多个合金胶囊，多个所述合金胶囊堆叠构成合金床层，所述合金床层设于所述容纳腔内，所述合金床层的体积小于所述容纳腔的体积，使得所述容纳腔部分呈中空设置，

5、其中，每一所述合金胶囊可弹性变形设置，使得所述合金胶囊其内空间体积可变，所述合金胶囊用于容纳或者释放氢气。

6、在一些实施例中，所述合金胶囊包括外壳和传质结构，所述外壳和所述传质结构共同围合形成有空腔，所述空腔内填充有储氢合金，所述外壳至少部分壳壁为弹性壳壁，所述弹性壳壁可弹性变形设置，所述传质结构设有连通所述空腔与外界的微孔，所述微孔用于供氢气穿过。

7、在一些实施例中，所述弹性壳壁呈弧形设置或者波纹管状设置。

8、在一些实施例中，所述合金胶囊的直径范围为10mm～20mm，所述合金胶囊的长度范围为30～45mm。

9、在一些实施例中，所述罐体还设有换热流道，所述罐体还设有连通所述换热流道的介质进口和介质出口，所述换热流道位于所述容纳腔的外周，所述换热流道用于供换热介质流动并与所述合金床层换热。

10、在一些实施例中，所述罐体包括第一罐体和第二罐体，所述第一罐体叠设于所述第二罐体内，且与所述第二罐体的侧壁间隔布设，所述第一罐体的内部空间构成所述容纳腔，所述第一罐体与所述第二罐体之间的空间构成所述换热流道。

11、在一些实施例中，所述胶囊式合金床层的储氢装置还包括多个隔板，多个所述隔板沿竖直方向间隔布设于所述容纳腔内，每一所述隔板设有气孔，每一所述隔板上侧均设有所述合金床层，所述合金床层与位于其上方的隔板之间构成床层空腔。

12、在一些实施例中，所述隔板包括镂空板和第一换热翅片，所述镂空板的直径与所述容纳腔的直径相适配，所述镂空板位于所述容纳腔内，所述第一换热翅片呈环状设置，所述第一换热翅片安装于所述镂空板的外周，所述第一换热翅片位于所述换热流道内。

13、在一些实施例中，所述胶囊式合金床层的储氢装置还包括多个第二换热翅片，多个所述第二换热翅片分设于所述第二罐体的侧壁和底壁，且均位于所述换热流道内。

14、在一些实施例中，位于所述第二罐体侧壁的所述第二换热翅片与所述第一换热翅片在竖直方向上交替布设。

15、与现有技术相比，本发明提供的胶囊式合金床层的储氢装置，所述罐体设有容纳腔和连通所述容纳腔的氢气进出口，多个所述合金胶囊堆叠构成合金床层，所述合金床层设于所述容纳腔内，所述合金床层的体积小于所述容纳腔的体积，使得所述容纳腔部分呈中空设置，每一所述合金胶囊可弹性变形设置，使得所述合金胶囊其内空间体积可变，具体使用时，通过所述氢气进出口向所述容纳腔内注入氢气，通过所述合金胶囊吸收注入的氢气，从而达到储氢的目的，而所述合金胶囊能够弹性变形，在吸氢的过程中，所述合金胶囊能够自适应地膨胀，同时所述容纳腔的体积远大于所述合金床层的体积，使得所述容纳腔具有足够的空间供膨胀后的所述合金胶囊容纳，并且单个所述合金胶囊能够弹性变形，可以很好的释放储氢合金吸氢而带来的体积膨胀量，由于所述合金胶囊在所述容纳腔内相对自由地移动，单个所述合金胶囊的变形将由所述合金胶囊的相对运动来容纳，而不是传递到所述罐体的壁面上，避免了所述罐体可能产生的永久塑性变形甚至破损，此外，所述合金胶囊之间的空隙为氢气流动提供了通道，提高了储氢装置的传质性能。

16、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述合金胶囊包括外壳和传质结构，所述外壳和所述传质结构共同围合形成有空腔，所述空腔内填充有储氢合金，所述外壳至少部分壳壁为弹性壳壁，所述弹性壳壁可弹性变形设置，所述传质结构设有连通所述空腔与外界的微孔，所述微孔用于供氢气穿过。

3.根据权利要求2所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述弹性壳壁呈弧形设置或者波纹管状设置。

4.根据权利要求1所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述合金胶囊的直径范围为10mm～20mm，所述合金胶囊的长度范围为30～45mm。

5.根据权利要求1所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述罐体还设有换热流道，所述罐体还设有连通所述换热流道的介质进口和介质出口，所述换热流道位于所述容纳腔的外周，所述换热流道用于供换热介质流动并与所述合金床层换热。

6.根据权利要求5所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述罐体包括第一罐体和第二罐体，所述第一罐体叠设于所述第二罐体内，且与所述第二罐体的侧壁间隔布设，所述第一罐体的内部空间构成所述容纳腔，所述第一罐体与所述第二罐体之间的空间构成所述换热流道。

7.根据权利要求6所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述胶囊式合金床层的储氢装置还包括多个隔板，多个所述隔板沿竖直方向间隔布设于所述容纳腔内，每一所述隔板设有气孔，每一所述隔板上侧均设有所述合金床层，所述合金床层与位于其上方的隔板之间构成床层空腔。

8.根据权利要求7所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述隔板包括镂空板和第一换热翅片，所述镂空板的直径与所述容纳腔的直径相适配，所述镂空板位于所述容纳腔内，所述第一换热翅片呈环状设置，所述第一换热翅片安装于所述镂空板的外周，所述第一换热翅片位于所述换热流道内。

9.根据权利要求8所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，所述胶囊式合金床层的储氢装置还包括多个第二换热翅片，多个所述第二换热翅片分设于所述第二罐体的侧壁和底壁，且均位于所述换热流道内。

10.根据权利要求9所述的胶囊式合金床层的储氢装置，其特征在于，位于所述第二罐体侧壁的所述第二换热翅片与所述第一换热翅片在竖直方向上交替布设。

技术总结本发明涉及一种胶囊式合金床层的储氢装置，包括罐体以及多个合金胶囊，所述罐体设有容纳腔和连通所述容纳腔的氢气进出口；多个所述合金胶囊堆叠构成合金床层，所述合金床层设于所述容纳腔内，所述合金床层的体积小于所述容纳腔的体积，使得所述容纳腔部分呈中空设置，其中，每一所述合金胶囊可弹性变形设置，使得所述合金胶囊其内空间体积可变，所述合金胶囊用于容纳或者释放氢气。本发明可以很好的释放储氢合金吸氢而带来的体积膨胀量，由于所述合金胶囊在所述容纳腔内相对自由地移动，单个所述合金胶囊的变形将由所述合金胶囊的相对运动来容纳，而不是传递到所述罐体的壁面上，避免了所述罐体可能产生的永久塑性变形甚至破损。技术研发人员：曾辉,张浩,汪尚,王泽渊,王臻受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）技术研发日：技术公布日：2024/6/5