【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储氢设备，尤其涉及一种低应变的固态储氢装置。
技术介绍
1、随着能源危机的加剧和人们环保意识的增强，氢能的利用越来越受到广泛的关注。在氢的工程化应用过程中，氢的存储一直是科学家门研究的重点。目前常见的储氢技术主要包括：高压储氢、低温液态储氢和以储氢材料为介质的固态储氢。其中以储氢材料为介质的固态储氢
2、与其他储氢方式相比，具有高安全性，储氢密度和氢气纯度高等优点。然而，金属氢化物储氢材料在循环吸放氢的过程会伴随明显的体积膨胀，在有限的装置空间内，储氢材料的膨胀和收缩会产生颗粒粉化现象，堆积的细粉会转化为对容器内壁的应力，导致储氢装置底端的局部填充率更大，应力积累现象更突出。为此，公布号为cn105371105a的专利技术专利提出了一种吸氢低应变金属氢化物储氢罐，该技术采用在内壁添加泡沫镍或泡沫铝等具有缓冲功能的弹性结构的方案，该方案在一定程度上缓解了储氢材料膨胀的现象，但没有根本上解决问题，未改变固定的储存空间，储氢合金层仍然会对罐体造成应力。公布号为cn116480937a的专利技术专利提出了一种低应力合金储氢设备，该技术采用氮气缓冲的方式，以弹性材料连接储氢合金层，通过两层缓冲的方式在一定程度上缓冲了储氢合金层的压力，但同样该方案中本质通过加强内壁强度来抵消压力，储氢合金内部空间有限，仍然存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种低应变的固态储氢装置，以解决上述的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的一种低应变
3、一种低应变的固态储氢装置，包括罐体，所述罐体内具有储氢腔，所述储氢腔内具有储氢合金层，其特征在于，所述储氢腔与罐体的侧壁之间形成有缓冲层，所述缓冲层内充入缓冲气体，所述储氢腔与罐体的底部之间形成有弹性缓冲腔，所示弹性缓冲腔能够发生弹性形变，所述缓冲层内的缓冲气体减轻罐体内壁压力的同时将储氢合金层对于内壁的径向膨胀应力转化对于弹性缓冲腔的轴向应力，在弹性缓冲腔弹性形变的作用下实现储氢腔的短暂扩大，避免罐体在充氢过程中变形失效。
4、进一步的，所述弹性缓冲腔内具有弹性件，所述弹性件用于在膨胀应力减小时恢复弹性缓冲腔的形变，即恢复储氢腔的体积。
5、进一步的，所述缓冲气体的压力小于储氢合金层膨胀作用下对于罐体内壁的压力，避免储氢腔体积的减小。
6、进一步的，所述缓冲气体为氮气、氩气等惰性气体。
7、进一步的，所述罐体的两侧具有充气口，所述充气口与缓冲层相连，用于充入缓冲气体。
8、进一步的，所述弹性缓冲腔的弹性件为弹簧，所述弹性缓冲腔内顶部具有挡板，所述弹簧一端与挡板底部固定连接，另一端与罐体底部固定连接，所述挡板用于分隔储氢腔和弹性缓冲腔的伸缩空间。
9、进一步的，所述储氢腔内具有储氢合金分隔结构，所述储氢腔顶部具有固定顶板，底部具有固定底板，所述储氢合金分隔结构固定在固定顶板和固定底板之间，所述储氢合金分隔结构将储氢腔纵向分为多个腔室，避免在充氢过程中颗粒粉化而导致储氢腔底部的粉末堆积，减小储氢腔底端的局部填充率。
10、进一步的，所述储氢合金分隔结构包括导气柱和分隔板，所述导气柱上端固定安装在储氢腔顶部的固定顶板上，下端固定安装在储氢腔底部的固定底板和挡板上，所述导气柱底部与挡板底部留有伸缩空间，所述分隔板均匀分布在导气柱的外周，将储氢腔纵向分为多个腔室，所述导气柱面对在每个腔室的方向具有多个导气微孔，用于向腔室内输入氢气。
11、进一步的，所述分隔板与储氢腔内壁间都进行了密封处理，所述固定底板上具有多个插槽，所述分隔板底部插接在固定底板的插槽内，所述固定底板上设置有阻粉层，所述阻粉层包裹所述储氢腔底端，防止粉化后的储氢合金通过分隔板缝隙进入弹性缓冲腔。
12、进一步的，所述罐体顶部具有充放氢装置，所述充放氢装置包括罐口阀、密封盖、过滤器和导气管，所述密封盖盖合在罐体顶部开口处，上端与罐口阀固定连接，下端与过滤器固定连接，所述导气管一端与过滤器连接，另一端与导气柱连接，通过充氢设备连接罐口阀对储氢腔充氢。
13、本专利技术的一种低应变的固态储氢装置具有以下优点：
14、本专利技术通过在罐体侧壁与储氢腔之间设置气体缓冲层与储氢腔底部设置弹性缓冲腔相结合的方式，使得储氢合金在吸收氢气的过程中产生的膨胀应力，一部分通过周围的气体缓冲吸收，另一部分被弹性缓冲腔抵消，利用弹性伸缩的方式有效减缓了储氢腔内壁所受到压力。
15、通过设置储氢合金分隔结构，将储氢腔纵向分隔为多个部分，一方面提高了储氢合金的传热效率，另一方面有效阻止了储氢合金的结块与沉积，降低了储氢床体产生的应力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低应变的固态储氢装置，包括罐体（1），所述罐体（1）内具有储氢腔（2），所述储氢腔（2）内具有储氢合金层，其特征在于，所述储氢腔（2）与罐体（1）的侧壁之间形成有缓冲层（3），所述缓冲层（3）内充入缓冲气体，所述储氢腔（2）与罐体（1）的底部之间形成有弹性缓冲腔（4），所示弹性缓冲腔（4）能够发生弹性形变，所述缓冲层（3）内的缓冲气体减轻罐体（1）内壁压力的同时将储氢合金层对于内壁的径向膨胀应力转化对于弹性缓冲腔（4）的轴向应力，在弹性缓冲腔（4）弹性形变的作用下实现储氢腔（2）的短暂扩大，避免罐体（1）在充氢过程中变形失效。
2.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述弹性缓冲腔（4）内具有弹性件（41），所述弹性件（41）用于在膨胀应力减小时恢复弹性缓冲腔（4）的形变，即恢复储氢腔（2）的体积。
3.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述缓冲气体的压力小于储氢合金层膨胀作用下对于罐体（1）内壁的压力，避免储氢腔（2）体积的减小。
4.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述缓冲
5.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述罐体（1）的两侧具有充气口（11），所述充气口（11）与缓冲层（3）相连，用于充入缓冲气体。
6.根据权利要求2所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述弹性缓冲腔（4）的弹性件（41）为弹簧，所述弹性缓冲腔（4）内顶部具有挡板（42），所述弹簧一端与挡板（42）底部固定连接，另一端与罐体（1）底部固定连接，所述挡板（42）用于分隔储氢腔（2）和弹性缓冲腔（4）的伸缩空间。
7.根据权利要求6所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述储氢腔（2）内具有储氢合金分隔结构（5），所述储氢腔（2）顶部具有固定顶板（21），底部具有固定底板（22），所述储氢合金分隔结构（5）固定在固定顶板（21）和固定底板（22）之间，所述储氢合金分隔结构（5）将储氢腔（2）纵向分为多个腔室，避免在充氢过程中颗粒粉化而导致储氢腔（2）底部的粉末堆积，减小储氢腔（2）底端的局部填充率。
8.根据权利要求7所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述储氢合金分隔结构（5）包括导气柱（51）和分隔板（52），所述导气柱（51）上端固定安装在储氢腔（2）顶部的固定顶板（21）上，下端固定安装在储氢腔（2）底部的固定底板（22）和挡板（42）上，所述导气柱（51）底部与挡板（42）底部留有伸缩空间，所述分隔板（52）均匀分布在导气柱（51）的外周，将储氢腔（2）纵向分为多个腔室，所述导气柱（51）面对在每个腔室的方向具有多个导气微孔，用于向腔室内输入氢气。
9.根据权利要求8所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述分隔板（52）与储氢腔（2）内壁间都进行了密封处理，所述固定底板（22）上具有多个插槽（221），所述分隔板（52）底部插接在固定底板（22）的插槽（221）内，所述固定底板（22）上设置有阻粉层（53），所述阻粉层（53）包裹所述储氢腔（2）底端，防止粉化后的储氢合金通过分隔板（52）缝隙进入弹性缓冲腔（4）。
10.根据权利要求8所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述罐体（1）顶部具有充放氢装置（6），所述充放氢装置（6）包括罐口阀（61）、密封盖（62）、过滤器（63）和导气管（64），所述密封盖（62）盖合在罐体（1）顶部开口处，上端与罐口阀（61）固定连接，下端与过滤器（63）固定连接，所述导气管（64）一端与过滤器（63）连接，另一端与导气柱（51）连接，通过充氢设备连接罐口阀（61）对储氢腔（2）充氢。
...【技术特征摘要】
1.一种低应变的固态储氢装置，包括罐体（1），所述罐体（1）内具有储氢腔（2），所述储氢腔（2）内具有储氢合金层，其特征在于，所述储氢腔（2）与罐体（1）的侧壁之间形成有缓冲层（3），所述缓冲层（3）内充入缓冲气体，所述储氢腔（2）与罐体（1）的底部之间形成有弹性缓冲腔（4），所示弹性缓冲腔（4）能够发生弹性形变，所述缓冲层（3）内的缓冲气体减轻罐体（1）内壁压力的同时将储氢合金层对于内壁的径向膨胀应力转化对于弹性缓冲腔（4）的轴向应力，在弹性缓冲腔（4）弹性形变的作用下实现储氢腔（2）的短暂扩大，避免罐体（1）在充氢过程中变形失效。
2.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述弹性缓冲腔（4）内具有弹性件（41），所述弹性件（41）用于在膨胀应力减小时恢复弹性缓冲腔（4）的形变，即恢复储氢腔（2）的体积。
3.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述缓冲气体的压力小于储氢合金层膨胀作用下对于罐体（1）内壁的压力，避免储氢腔（2）体积的减小。
4.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述缓冲气体为氮气、氩气等惰性气体。
5.根据权利要求1所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述罐体（1）的两侧具有充气口（11），所述充气口（11）与缓冲层（3）相连，用于充入缓冲气体。
6.根据权利要求2所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述弹性缓冲腔（4）的弹性件（41）为弹簧，所述弹性缓冲腔（4）内顶部具有挡板（42），所述弹簧一端与挡板（42）底部固定连接，另一端与罐体（1）底部固定连接，所述挡板（42）用于分隔储氢腔（2）和弹性缓冲腔（4）的伸缩空间。
7.根据权利要求6所述的低应变的固态储氢装置，其特征在于，所述储氢腔（2）内具有储氢合金分隔结构（...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛云飞，朱高立，程博，冯鹏宇，万迪，
申请(专利权)人：北京理工大学长三角研究院嘉兴，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。