储氢罐制造技术

本发明专利技术涉及包括用来容纳氢的容器（4）和置于所述容器内的金属氢化物的类型的罐。根据本发明专利技术的一个方面，所述罐包括至少一个由含有金属氢化物和基质的压缩材料形成的实心体（6）。所述罐特别适用于内燃机或燃料电池（特别是用于机动车内的）中，还能用于任何使用氢的固定或移动设施。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及包括用来容纳氢的容器（4）和置于所述容器内的金属氢化物的类型的罐。根据本专利技术的一个方面，所述罐包括至少一个由含有金属氢化物和基质的压缩材料形成的实心体（6）。所述罐特别适用于内燃机或燃料电池（特别是用于机动车内的）中，还能用于任何使用氢的固定或移动设施。【专利说明】储氢罐本申请是申请日为2008年12月9日， 优先权日:为2007年12月10日，申请号为200880124322.X，名称为“储氢罐”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于存储以金属氢化物形式存在的氢的储罐，该储氢罐为包括了容纳氢的容器和置于该容器内的金属氢化物的类型。可以使用前述类型的罐来向燃料电池或热机提供氢气。
技术介绍
W02007/011476A2描述了一种储氢罐，该储氢罐包括其中排列有小隔室的管状容器，每一个小隔室包括多个小的扇形贮器，每个贮器中含有金属氢化物粉末。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于存储以金属氢化物形式存在的氢的储罐，所述金属氢化物允许储存大体积的氢，并使氢具有合意的填充和释放速度。为此目的，本专利技术提出了一种前述类型的储氢罐，其特征在于，该储氢罐包括至少一个由含有金属氢化物和基质的压缩材料形成的实心体。根据其他的实施方式，所述罐以单独的或以任何技术上可行的结合的方式具有以下特征中的一个或更多个:-所述基质由膨胀石墨形成，优选由膨胀天然石墨形成；-所述金属氢化物为镁或镁合金的氢化物；-所述罐包括沿堆砌方向堆砌在所述容器内的多个实心体；-实心体或每一个实心体的形状为丸粒状，并以能在所述容器的内侧表面与实心体或每一个实心体之间产生环形间隙的方式被保持在所述容器内；-所述罐包括热交换器，该热交换器具有至少一个在所述容器内延伸的用于热交换流体的导管；-所述导管延伸穿过所述实心体；-所述罐包括与所述实心体交替地并螺纹连接在所述导管上的金属板；-所述罐包括与所述金属板交替地并螺纹连接在所述导管上的环形隔板，实心体或每一个实心体通过螺纹连接在所述隔板上；-所述导管包括用于热交换流的进料管和出料管，所述进料管和出料管基本同轴；-所述导管包括外管和在所述外管内延伸的内管，所述内管界定出用于热交换流体的进料管和出料管中的一个，且所述外管与所述内管界定出进料管和出料管中的另一个；-所述进料管通过沿所述内管分布的开口与出料管相通；-所述出料管为环形并环绕在所述进料管周围；-所述罐包括用于实心体的加热元件；-每一个所述加热元件延伸穿过数个实心体；以及-所述加热元件为电阻；-使所述实心体沿堆砌轴彼此间隔地设置，并且实心体之间具有气体循环空间；-实心体或每一个实心体含有15-25质量％的膨胀石墨，具体来说为约20质量％的膨胀石墨；以及-实心体或每一个实心体含有1-10质量％的膨胀石墨，具体来说为约5-10质量％的膨胀石墨。【专利附图】【附图说明】结合附图，通过以下仅以实施例的方式而提出的描述将使本专利技术及其优势变得更加清楚，其中:-图1为含有压缩复合材料的丸粒的氢罐纵向部分上的示意图；-图2为图1中区域II的放大图；-图3描述了压缩复合材料丸粒根据不同压缩压力具有的不同密度和孔隙率的图；-图4为根据分段原则(dividedbar principle)对导热性进行测量的工作台的示意图；-图5为描述对压缩复合材料丸粒进行导热性测量的图；-图6为描述在镁(Mg)和氢化镁(MgH2)之间在不同温度和压力下具有的平衡曲线的图；-图7至图10为描述用来储存金属氢化物形式的氢的罐进行氢填充的比较测试图；以及-图11为与图2所示类似的图，描述了根据另一种实施方式的氢罐。【具体实施方式】图1描述了根据本专利技术的用来储存金属氢化物形式的氢的罐2。罐2包括容纳氢的容器4、该容器4界定出的内部容积5和多个储存金属氢化物形式的氢的丸粒6，所述丸粒6分布在所述容器4内。所述容器4为管状的。它包括管8，该管8具有纵轴L并在纵轴的一端被焊接到管8上的固定盖10密封，在纵轴的另一端由可拆卸盖12密封。所述管8具有圆形截面。例如，可拆卸盖12可以通过螺纹连接到焊接在管8端部的固定环14上，并使管8沿径向向外延伸。环14上具有开口 16以供固定件(如螺栓18)通过。所述容器4包括多个分布在轴L周围的螺栓18。罐2包括以密封方式穿过可拆卸盖12的氢循环管20。这能使容积5连接到供氢源或耗氢单元(如燃料电池或热机)上。每一个丸粒6为由含有氢化镁和膨胀石墨(优选为膨胀天然石墨(ENG))形成的基质的压缩复合材料制成的实心体的形式。下面对复合材料及其制备方法进行更详细的描述。每一个丸粒6具有基本上与管8的截面相对应的外围轮廓，在本例中为圆形。丸粒6在罐4内沿轴L排列堆砌。每一个丸粒6的外径基本上小于管8的内径。结果使罐2在丸粒6和管8的内侧表面23之间产生环形间隙22，且该环形间隙在丸粒6的堆砌长度上沿轴L方向延伸。罐2包括在罐4内延伸的热交换器24，通过与热交换器24内循环的热交换流体之间的热交换来对丸粒6进行加热和/或冷却。热交换器24包括用于热交换流体沿轴L在容器4的中心的轴向上延伸的导管25。导管25包括同轴的外管26和内管28。内管28界定出供热交换流体流动的中心管30。外管26环绕在内管28周围并与内管28 —起界定出供热交换流体在中心管30周围流动的环形管31。内管28的壁上具有开口 32(图2)，这些开口 32沿内管28分布，以循环环形管31和中心管30之间的热交换流体。导管25的一端具有塞子33 (图1)以密封外管26和内管28。导管25的另一端以密封的方式穿过可拆卸盖12，并安装有端片34从而将中心管30和环形管31连接成用于热交换流体的环路(未示出)。中心管30和环形管31以这样的方式连接至环路上从而使中心管30为进料管而环形管31为出料管。作为一种变体，热交换流体的循环方向为相反的。丸粒6的中央被穿过。将它们螺纹连接至沿轴L堆砌的外管26上。由此导管25能将丸粒6保持在各器4内。 塞子33包括螺纹销36。罐2包括支承垫圈37和旋至销36上的紧固螺丝38以将丸粒6保持在导管25的轴L上。如图2所示，热交换器24包括交替嵌入丸粒6之间的板40。每块板40为外围轮廓基本上与丸粒6的外围轮廓相同的圆盘形，且其中央被穿过。每一块板40通过螺纹连接到外管26上。每块板40的内缘与外管26接触，另一表面与丸粒6接触。热交换器24包括嵌入在板40之间的环形隔板42以保持板之间的间隔。每个丸粒6通过螺纹连接到隔板42上，隔板42通过螺纹连接到外管26上。板40意欲通过在外管26和丸粒6的外围之间进行热传导从而来改进外管26和丸粒6之间的热交换。举例来说，板40可以是金属的，优选由铜制成。板40和导管25形成了丸粒6的支承构架。该构架包括多个环形空隙，每个空隙被界定在两块板40之间，且在隔板22中沿径向向外开口。罐2包括延伸穿过丸粒6的加热元件44。每个加热元件44为延伸穿过丸粒6的金属板的形式。每个加热元件44以密封的方式穿过可拆卸盖12，从而与供电电路(未示出)相连以通过焦耳效应产生的散热来在容器4内产生热量。在一种对罐2进行制备的方法中，制造了多个丸粒6，导管25和加热元件44被固定到可拆卸盖12上，丸粒6、隔板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·德朗戈，A·谢兹，D·弗吕沙尔，P·马蒂，S·米拉利亚，
申请(专利权)人：科学研究国家中心，约瑟夫·傅里叶大学，
类型：发明
国别省市：