金属氢化物反应器中改进的氢气分配系统技术方案

本实用新型专利技术披露了一种金属氢化物反应器(109)中的氢气分配系统(100)。系统(100)包括一位于金属管(101)中的氢气分配管(102)，以确定氢气分配管(102)与金属外管(101)之间的环形空间。氢气分配管(102)提供了氢气流道。环形空间填满了含有氢气储存金属粉末或者氢气储存合金粉末的金属海绵状基质(103)。系统使氢气更均匀地分配到氢气储存金属/合金粉末颗粒中，为氢气分配管提供机械支撑，改进了粉末金属/合金储床的热传导性，降低反应器(109)尺寸和生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属氢化物反应器中改进的氢气分配系统
本公开涉及一种金属氢化物反应器。更具体而言，本公开涉及一种在金属氢化物反应器中提供改善的氢气分配的系统。
技术介绍
在金属氢化物反应器中，金属或者合金与氢气发生放热反应，形成金属氢化物，金属氢化物发生可逆的放热反应，释放出氢气。LaNi5Hx,MmNi5Hx,MmCo5Hx,FeTiHx,VNbHx和Mg2CuH是常见的金属氢化物，能够吸收大量氢气，释放大量的反应热。已知存在各种金属氢化物，比如，热泵，以及空调设备，利用金属氢化物的这些性质来发挥加热和/或制冷作用。在这些金属氢化物设备中，氢气用作制冷剂，金属氢化物用作吸收剂。常规金属氢化物反应器配有一个管壳式热交换器，在壳侧有金属氢化物粉末，在管侧有热传递流体。常规金属氢化物反应器中，氢气不是均质地分布于请其存储金属/合金粉末床体中，从而降低金属/合金粉末的氢气吸收率。这会对反应器的效率产生负面影响。一般情况下使用烧结管来分配氢气。美国专利No.4457136建议此类金属氢化物反应器采用烧结管来分配氢气。这些烧结管因为尺寸和厚度的原因而限制了反应器的尺寸微型化，并从而限制了系统的总体性能。反应器管道的直径与其热传递和质量传递能力成反比，因此，管道直接越大，那么反应器尺寸越大，其性能就越低。由于烧结工艺的限制，烧结管一般情况下能够达到的最小直径为4到6mm。这就限制了反应器管道直径最小为10到16mm。尽管如此，为了使金属氢化物反应器达到更好性能，需要采用直径3到6mm的金属管以及直径1到3mm的氢气分配管，而这些使用普通烧结工艺难以生产出来。此外，烧结管需要最小的厚度，这就限制了反应器重量的减轻，这反过来对金属氢化物反应器的性能产生了负面影响。烧结管生产所需原料和烧结工艺所需原料比较昂贵，从而增加了金属氢化物反应器成本，因为需要大量反应器来存储氢气和热泵应用，根据系统容量而定。欧洲专利申请号EP0093885提出通过使用由网丝直径达0.04mm的金属丝网做成的小直径氢气分配管来对常规烧结管进行小小的改善。然而，EP0093885专利申请未解决采用如此小网丝直径的丝网的小直径管道不稳定问题。EP0093885专利申请中披露的管道的网丝直径小，只夹住一端，另一端不夹，从而使管道缺乏固定性。这会造成管道摆动，无法承受成千上万次操作循环中发生的膨胀收缩。此类管道常常容易出现变形、凹陷，和/或弯折，从而造成管道周围金属氢化物粉末的分布不平衡，并对系统性能产生负面影响。而且，对于具有如此短网丝直径和管道厚度的所需长度丝网管，其内在就容易出现摆动或者变得弯曲，因此如果只固定管道的一端，那么管道就不会一直保持笔直和适当对中。此外，常规金属氢化物反应器中，金属/合金粉末储床的有效热传递效率低，一般情况下在0.1–0.5W/m–K范围内。为了达到更高性能，需要使用氢气储存金属/合金更高的有效储床热传导系数值。金属/合金粉末储床的低热传导系数导致热传递和质量传递效果差，这反过来会增加金属/合金粉末材料要求，反应器尺寸，以及反应器成本，并且还会降低系统性能。因此，需要提供一种金属氢化物反应器的改进的氢气分配系统，以克服常规金属氢化物反应器的上述缺陷，从而提升性能和机械稳定性，降低相关问题所产生的成本。目的本公开的系统的目的如下，其中至少一个实施例满足要求：本公开的一个目的是：在金属氢化物反应器中提供一种改进氢气分配的系统。本公开的另一个目的是：在金属氢化物反应器中提供一种改进氢气分配系统，包括一氢气分配管，抵抗在操作循环过程中发生的膨胀收缩，维持其位置和形状。本公开的再一个目的是：在金属氢化物反应器中提供一种改进氢气分配系统，减少反应器总体尺寸。本公开的又一个目的是：在金属氢化物反应器中提供一种改进氢气分配系统，改善粉末金属/合金储床的热传导性，降低反应器生产成本。根据以下描述并结合附图（并不是拟用于限制本公开的范围）来阅读，本公开的其他目的和优势将更为明显。总结根据本公开，金属氢化物反应器中提供了一个氢气分配系统，所述系统包括以下内容：一金属管；一氢气分配管，位于金属管内，形成了氢气分配管与金属外管之间的环形空间，氢气分配管加以调节，以便氢气顺利通过；一金属海绵状基质，占据环形空间，金属海绵状基质经调整后容纳氢气储存金属粉末或者氢气储存合金粉末。一般情况下，氢气分配管是一种金属丝网管道。金属丝网管道的金属可选自不锈钢、铜和铜合金。此外，金属海绵状基质可以采用选自铜、铜合金、铝和碳中的热传导性材料制成。氢气分配管可定位于金属管中央位置，可沿着金属管的操作长度来延伸。氢气分配管配置为：通过调节与管道外压力相关的管道内压力，让氢气在解吸循环过程中从金属海绵自由流入分配管，在吸收循环中从分配管中流到金属海绵中。此外，氢气分配管网孔尺寸足够小，防止氢气储存金属粉末或者氢气储存合金粉末进入氢气分配管。网孔尺寸一般情况下在2-5微米范围内。可在氢气分配管的操作端提供连接器。附图说明本公开中，金属氢化物反应器中的氢气分配系统现将借助附图加以说明，其中：图1示出了金属氢化物反应器中的氢气分配系统的组装；图2示出了氢气流道、头侧连接器和氢气分配管之间的连接；图3示出了氢气进入氢气分配管的通道；图4(a)示出了氢气分配系统的纵切面；图4(b)示出了氢气分配系统的横切面；图5示出了氢气分配系统的端到端连接的切面图；图6示出了本公开中氢气分配系统与常规氢气分配系统相比较的性能。详细描述本公开中将借助实施例来对一个系统和一个方法加以描述，但是该实施例并不限定本公开的范围和界限。这里的实施例以及实施例的各种特征和优势细节将参照以下描述中的非限定性实施例来解释。省略了对已知部件和加工技术的描述，以免对这里所述的实施例造成不必要的混淆。这里所用解释只是拟用于促进这里所述实施例可实施的方法的理解，只是用于进一步促进此类先进技术能够在这里所述实施例中得到实施。相应地，这里给出的例子不得解释为限定了这里所述实施例的范围。本公开中的系统在金属氢化物反应器中提供了改进的氢气分配功能，以提升氢气储存系统的总体性能。本公开中，氢气分配系统100在金属氢化物反应器109中的组装活动在图1中显示出来。系统100包括氢气分配管102，设置在金属外管101的内部，以便确定其间的环形空间。金属海绵状基质103，如图4(a)和4(b)所示，占据了金属外管101和氢气分配管102之间的环形空间。海绵状基质103含有一定尺寸的氢气储存金属或者合金粉末，氢气分配管102提供氢气自由流道。氢气储存金属/合金粉末通过轻敲和振动均匀分布在金属海绵状基质103中。金属海绵状基质103提升金属/合金粉末储床的热传导性。氢气分配管102的厚度和直径减小，从而反应器总体尺寸减小。通过对氢气分配管102采用薄金属丝网而不是烧结管，可以达到此目的。为了克服氢气分配管102的摆动问题，为管道102提供了机械支撑，有助于在操作循环过程中出现膨胀收缩时让管道102维持相应的位置和形状。氢气分配管102可定位于金属外管101内的中央位置，可沿着金属管101和金属海绵状基质103的运行长度方向延伸。氢气分配管102让氢气在解吸循环过程中从金属海绵流入管中，在吸收循环过程中流出分配管，但是不会让氢气储存金属或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氢化物反应器(109)中的氢气分配系统(100)，所述系统(100)包括：一金属管 (101)；一氢气分配管 (102)，位于所述金属管 (101)范围内，确定了所述氢气分配管 (102)和所述金属管 (101)之间的环形空间，所述氢气分配管 (102)加以调节，提供氢气通过的通道；一金属海绵状基质 (103)，占用所述环形空间，所述金属海绵状基质(103)加以调节，以便容纳氢气储存金属粉末或者氢气储存合金粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.14 IN 143/MUM/20151.一种金属氢化物反应器(109)中的氢气分配系统(100)，所述系统(100)包括：一金属管(101)；一氢气分配管(102)，位于所述金属管(101)范围内，确定了所述氢气分配管(102)和所述金属管(101)之间的环形空间，所述氢气分配管(102)加以调节，提供氢气通过的通道；一金属海绵状基质(103)，占用所述环形空间，所述金属海绵状基质(103)加以调节，以便容纳氢气储存金属粉末或者氢气储存合金粉末。2.如权利要求1所述的金属氢化物反应器中的氢气分配系统(100)，其中，所述氢气分配管(102)是金属丝网管道。3.如权利要求2所述的金属氢化物反应器中的氢气分配系统(100)，其中，所述金属丝网管道采用选自不锈钢、铜和铜合金中的至少一种金属制成。4.如权利要求1所述的金属氢化物反应器中的氢气分配系统(100)，其中，所述金属海绵状基质(103)采用选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：提法达多·普得力克·纳法尔，潘都朗·贾林达尔·萨瑟，
申请(专利权)人：特迈斯有限公司，
类型：新型
国别省市：印度,IN