一种便于装卸料的固态储氢罐制造技术

本发明专利技术涉及储氢设备技术领域，公开了一种便于装卸料的固态储氢罐,包括储氢罐、螺旋换热管与导气过滤装置，储氢罐具有一罐口，罐口处设置有罐口凸环，储氢罐一侧设置有罐体凸台，罐体凸台设置有与储氢罐内部连通的换热管通孔，螺旋换热管呈螺旋结构绕设在储氢罐内，储氢罐内填充有储氢材料，螺旋换热管的管壁与储氢材料接触，螺旋换热管具有进液管口与出液管口，进液管口与出液管口贯穿设置在换热管通孔内，导气过滤装置可拆卸安装在储氢罐内，导气过滤装置包括过滤器端头、过滤器护罩与导气管，过滤器端头与罐口凸环可拆卸连接，过滤器护罩与导气管位于储氢罐内。本发明专利技术的换热效果好，储氢材料充放氢速率高，重量储氢密度高，且能够进行装卸料。能够进行装卸料。能够进行装卸料。

【技术实现步骤摘要】
一种便于装卸料的固态储氢罐


[0001]本专利技术涉及储氢设备
，具体涉及一种便于装卸料的固态储氢罐。

技术介绍

[0002]氢能作为绿色清洁的终极能源，涉及到氢气的制、储、运、用，在未来的交通、工业、能源储备等领域发挥越来越重要的作用。目前，氢气的储存的安全性和经济性还存在较大的探索空间，当下的储氢方式主要有气态储氢、液态储氢和固态储氢。气态储氢由于成本优势为目前的商业化路线，但其储氢压力高，安全性较差，对容器材质和生产工艺要求苛刻，气态压缩体积有限，导致使用空间局限性较大；液态储氢质量储氢密度和体积储氢密度均较高，但液化温度低需要消耗大量额外能量，容器绝热性能要求极高导致生产成本过高；固态储氢以安全性好、体积储氢密度大、放氢纯度高的优势，在特定的应用场合具有广阔的市场前景。
[0003]固态储氢的应用端对储氢量和充放氢速率有一定要求，而固态储氢装置的储氢合金在吸放氢过程中的热效应导致装置内温度变化明显，影响了储氢合金的平台压，从而难以使充放氢过程持续进行。现有的强化传热措施主要分为翅片传热和换热管导热，如中国专利公开号为CN114234036A所公开的一种氢能轨道车辆用固态储氢罐及储氢系统，其在储氢合金内均匀布置若干根毛细换热管，若干根毛细换热管平行于所述罐体的轴线设置，且若干根毛细换热管的一端相互连通后伸出所述罐体作为介质入口，另一端相互连通后伸出所述罐体作为介质出口，毛细管的壁厚为45
‑
50微米，虽能较好地传热，但储氢合金充放过程中的膨胀和粉化容易对薄管壁造成挤压变形，且过多的管路会增加管口焊接处失效的风险。
[0004]如中国专利公开号为CN114593362A所公开的一种固态合金储氢快速传热结构及储氢系统，其中内部同心管和外部同心管同心设置，内部同心管与外部同心管之间形成氢气空间，同心管外侧有套筒空间通换热流体对管内材料进行换热，由于合金材料吸放氢过程中热量传导不佳主要集中在装置轴心附近，采用水套的方式不能有效对材料进行均匀的热量管控。
[0005]如中国专利公开号为CN114883594A所公开的以带翅片的固态储氢罐为氢源的燃料电池叉车电源系统，在储氢容器两端增加了储水空间，若干直换热管贯连两储水空间，直管之间有换热翅片，该装置料仓密封连接无法拆卸，储氢材料只能一次性使用，导气管通孔易堵孔，过滤网孔径较大对多次粉化后的合金起不到很好的过滤作用。
[0006]综上所述，现有技术的储氢装置无法兼顾达到换热效果好、储氢合金充放氢速率高、重量储氢密度高、且能装卸料的目的，且无法对材料进行均匀的热量管控，换热管也容易产生过大扭矩而发生焊接失效。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供一种便于装卸料的固态储氢罐,以解决上述存在的至少一个技术
问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种便于装卸料的固态储氢罐,包括储氢罐、螺旋换热管与导气过滤装置，储氢罐具有一罐口，罐口处设置有罐口凸环，储氢罐一侧设置有罐体凸台，罐体凸台设置有与储氢罐内部连通的换热管通孔，螺旋换热管呈螺旋结构绕设在储氢罐内，储氢罐内填充有储氢材料，螺旋换热管的管壁与储氢材料接触，螺旋换热管具有进液管口与出液管口，进液管口与出液管口贯穿设置在换热管通孔内，进液管口、出液管口分别用于连接外部的换热液管，导气过滤装置可拆卸安装在储氢罐内，导气过滤装置包括依序连接的过滤器端头、过滤器护罩与导气管，过滤器端头与罐口凸环可拆卸连接，过滤器护罩与导气管位于储氢罐内，过滤器端头远离导气管的一端用于连接集成式瓶阀。
[0009]在一个实施例中，过滤器端头与罐口凸环通过螺纹旋接方式可拆卸连接，过滤器端头与罐口凸环之间设置有密封圈。
[0010]在一个实施例中，螺旋换热管包括分别独立设置的第一螺旋换热管与第二螺旋换热管，第一螺旋换热管与第二螺旋换热管同轴心绕设在导气管外部，且第一螺旋换热管位于第二螺旋换热管的内部。
[0011]在一个实施例中，导气管的管口延伸至储氢罐底部，进液管口与出液管口均设置在螺旋换热管的同侧。
[0012]在一个实施例中，还包括热电偶，罐体凸台设置有热电偶接口，热电偶固定连接在热电偶接口处。
[0013]在一个实施例中，储氢罐内部设置有多个金属隔板，用于将储氢罐内部分隔呈多个独立腔体，金属隔板设置有通料孔与限位孔，多个独立腔体之间通过通料孔连通，限位孔用于对螺旋换热管进行固定限位。
[0014]在一个实施例中，还包括集成式瓶阀，其可拆卸连接在导气过滤装置远离导气管的一端，集成式瓶阀集成有氢气装卸口、温度探头、压力传感器和爆破机构。
[0015]在一个实施例中，螺旋换热管的管径为20
‑
25mm，壁厚为2
‑
3mm。
[0016]在一个实施例中，螺旋换热管为弹性螺旋换热管。
[0017]在一个实施例中，螺旋换热管、储氢罐与罐体凸台采用相同的不锈钢材质，过滤器护罩或导气管采用不锈钢网或粉末烧结成型。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019](1)本专利技术包括储氢罐、螺旋换热管与导气过滤装置，导气过滤装置为可拆卸安装在储氢罐内，使得储氢罐可以进行重复循环使用，可以拆下导气过滤装置，将储氢材料从储氢罐的罐口处卸除，换装新的储氢材料，从而能够实现装卸料的目的，且也方便对导气过滤装置进行维护替换，防止导气管发生堵塞，保证其对多次粉化后的合金起较好的过滤作用；螺旋换热管的螺旋结构设置，使得其在储氢罐内的整体长度更长，增大了储氢材料与螺旋换热管的管壁的换热面积，保证了储氢材料在充氢过程能够充分冷却，在放氢过程可有效从螺旋换热管的管壁进行充分吸热，从而提高储氢材料的吸放氢速率和吸放氢量，且能够对储氢材料进行均匀的热量管控，本专利技术的换热效果好、储氢材料充放氢速率高、重量储氢密度高、且能装卸料，能够对储氢材料进行均匀的热量管控，能够有效防止储氢材料充放过程中的膨胀和粉化对螺旋换热管的管壁造成挤压变形，防止换热螺旋管产生过大扭矩而发
生焊接失效。
[0020](2)螺旋换热管为弹性螺旋换热管，使得螺旋管轴向具有较好的弹性性能，可减少因体积膨胀和温度变化产生的应力，径向具有更大的刚度，换热流体在螺旋管内流动可增加湍流程度，减少层流厚度，减小热阻从而提高换热效率。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的实施例1的横放的纵向剖视图；
[0022]图2是本专利技术的实施例1的顶部视角图；
[0023]图3是本专利技术的实施例1的螺旋换热管的结构示意图；
[0024]图4是本专利技术的实施例1的导气过滤装置的结构示意图；
[0025]图5是本专利技术的实施例2的竖放的纵向剖视图；
[0026]图6是本专利技术的实施例2的金属隔板的结构示意图。
[0027]附图标注：1储氢罐，2第一螺旋换热管，3第二螺旋换热管，4进液管口，5出液管口，6宝塔快接头，7导气过滤装置，71过滤器端头，72过滤器护罩，73导气管，8罐口，9罐口凸环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便于装卸料的固态储氢罐,其特征在于：包括储氢罐、螺旋换热管与导气过滤装置，储氢罐具有一罐口，罐口处设置有罐口凸环，储氢罐一侧设置有罐体凸台，罐体凸台设置有与储氢罐内部连通的换热管通孔，螺旋换热管呈螺旋结构绕设在储氢罐内，储氢罐内填充有储氢材料，螺旋换热管的管壁与储氢材料接触，螺旋换热管具有进液管口与出液管口，进液管口与出液管口贯穿设置在换热管通孔内，进液管口、出液管口分别用于连接外部的换热液管，导气过滤装置可拆卸安装在储氢罐内，导气过滤装置包括依序连接的过滤器端头、过滤器护罩与导气管，过滤器端头与罐口凸环可拆卸连接，过滤器护罩与导气管位于储氢罐内，过滤器端头远离导气管的一端用于连接集成式瓶阀。2.根据权利要求1所述的便于装卸料的固态储氢罐,其特征在于：过滤器端头与罐口凸环通过螺纹旋接方式可拆卸连接，过滤器端头与罐口凸环之间设置有密封圈。3.根据权利要求1所述的便于装卸料的固态储氢罐,其特征在于：螺旋换热管包括分别独立设置的第一螺旋换热管与第二螺旋换热管，第一螺旋换热管与第二螺旋换热管同轴心绕设在导气管外部，且第一螺旋换热管位于第二螺旋换热管的内部。4.根据权利要求3所述的便于装卸料的固态储氢罐,其特征在于：导气管的管口延伸至储氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖圣平，李瑾瑜，林毅，赵艺生，徐晟，库浩龙，李荣派，王燕，陈跃辉，刘宏周，林正钦，
申请(专利权)人：厦门厦钨氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：