專利名稱：氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器的發(fā)明。特別是涉及一種在氫氣儲(chǔ)存合金與氫氣反應(yīng)，并吸收儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的金屬氫化物，可減少由于氫氣儲(chǔ)存合金的膨脹壓力導(dǎo)致的氫氣儲(chǔ)存合金微分化(顆?；?加劇的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
一般氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器由兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器對(duì)稱設(shè)置而成，根據(jù)溫度或者壓力等因素的變化，相對(duì)一側(cè)的反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏氫氣，而另一側(cè)反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣儲(chǔ)存合金則發(fā)生氫氣脫離或者脫離儲(chǔ)藏的反應(yīng)。如此交錯(cuò)產(chǎn)生反應(yīng)。
由此，交叉發(fā)生氫氣被吸收儲(chǔ)藏的反應(yīng)器發(fā)生放熱反應(yīng)，氫氣脫離儲(chǔ)藏的反應(yīng)器發(fā)生吸熱反應(yīng)，如此反應(yīng)在各個(gè)反應(yīng)器交叉發(fā)生。
圖1是以往技術(shù)氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器結(jié)構(gòu)剖面圖。它是由分配管10，反應(yīng)管20，外部熱交換栓30所構(gòu)成的反應(yīng)器1。
圖2是以往技術(shù)反應(yīng)器中的反應(yīng)管結(jié)構(gòu)的中間部位放大剖面圖。反應(yīng)器1由如下部件構(gòu)成內(nèi)部具有特定空間的中空管體的多個(gè)反應(yīng)管20；在反應(yīng)管20內(nèi)側(cè)與其長(zhǎng)度方向平行設(shè)置而成的，用于氫氣流入22a的氫氣導(dǎo)入管22；填充于反應(yīng)管20和氫氣導(dǎo)入管之間的氫氣儲(chǔ)存合金23；設(shè)置于反應(yīng)管20和分配管10連接部的過(guò)濾器24。
并且，氫氣導(dǎo)入管中設(shè)置了氫氣儲(chǔ)存合金23粉末無(wú)法通過(guò)，而只有氫氣可以通過(guò)那般大小的細(xì)孔。
氫氣通過(guò)分配管10流入到如上所述結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器1的各反應(yīng)管20，則通過(guò)過(guò)濾器24的氫氣通過(guò)氫氣導(dǎo)入管22吸收儲(chǔ)藏于氫氣儲(chǔ)存合金23，引起反應(yīng)管20產(chǎn)生發(fā)熱反應(yīng)。
氫氣儲(chǔ)存合金23吸收儲(chǔ)藏的氫氣脫離儲(chǔ)藏后，釋放到另一側(cè)反應(yīng)器的反應(yīng)管時(shí)，發(fā)生吸熱反應(yīng)。如此，對(duì)稱的一對(duì)反應(yīng)器上，放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)交替發(fā)生。
另一方面，由于氫氣儲(chǔ)存合金23上氫氣吸收儲(chǔ)藏和脫離儲(chǔ)藏的循環(huán)往復(fù)，使氫氣儲(chǔ)存合金因膨脹和收縮引發(fā)均熱。這種過(guò)程持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則氫氣儲(chǔ)存合金逐漸微分化成數(shù)微米大小的粉末形狀。
作為氫氣儲(chǔ)存合金的微分化的要因之一，可列舉由氫氣儲(chǔ)存合金填充的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明。如上所述氫氣儲(chǔ)存合金填充到氫氣導(dǎo)入管22和中空的反應(yīng)管20內(nèi)部，隨著氫氣被吸收儲(chǔ)藏或脫離儲(chǔ)藏而產(chǎn)生體積變化。這樣反應(yīng)管20和氫氣導(dǎo)入管22是由在高溫，高壓狀態(tài)下變形少，耐熱耐壓性能優(yōu)異的材料制成。
所以，隨著氫氣被吸收儲(chǔ)存在氫氣儲(chǔ)存合金上，會(huì)產(chǎn)生很大的體積變化，而另一方面反應(yīng)管20和氫氣導(dǎo)入管22幾乎不進(jìn)行膨脹。導(dǎo)致上述反應(yīng)中內(nèi)部膨脹的氫氣儲(chǔ)存合金23在幾乎維持一定內(nèi)部體積不變的反應(yīng)管20和氫氣導(dǎo)入管22之間，體積增大引起微分化進(jìn)一步加速的結(jié)果，使系統(tǒng)受到損壞或者熱傳導(dǎo)度下降，加重大氣污染等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種根據(jù)氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)存氫氣而引起氫氣導(dǎo)入管直徑縮小到相當(dāng)于氫氣儲(chǔ)存合金膨脹的體積，以確保氫氣儲(chǔ)存合金的膨脹剩余空間，從而能減小氫氣儲(chǔ)存合金膨脹引發(fā)的反應(yīng)管內(nèi)部體積增大，使氫氣儲(chǔ)存合金微分化減小的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是本發(fā)明氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器包括如下部件構(gòu)成多個(gè)中空管體的反應(yīng)管；設(shè)置在各反應(yīng)管內(nèi)部的用于氫氣流入的氫氣導(dǎo)入管；填充于反應(yīng)管和氫氣導(dǎo)入管之間空間的氫氣儲(chǔ)存合金；設(shè)置于反應(yīng)管和分配管連接部的過(guò)濾器；氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)存氫氣而使其發(fā)生膨脹，氫氣導(dǎo)入管經(jīng)過(guò)變形可使自身直徑變小。反應(yīng)管的內(nèi)部體積增大到相當(dāng)于氫氣儲(chǔ)存合金膨脹的體積水平；當(dāng)膨脹力解除時(shí)，可重新恢復(fù)原狀。
本發(fā)明還可以采用以下技術(shù)措施所述的氫氣導(dǎo)入管和反應(yīng)管之間，增設(shè)了根據(jù)氫氣導(dǎo)入管的變化，可維持氫氣導(dǎo)入管外部和反應(yīng)管內(nèi)部的接觸狀態(tài)的、可膨脹或收縮的熱傳導(dǎo)板。
所述的氫氣導(dǎo)入管是，可根據(jù)氫氣儲(chǔ)存合金膨脹力而發(fā)生變化的可伸縮材料制成。
一種氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，包括如下部分所構(gòu)成中空管體構(gòu)成的多個(gè)反應(yīng)管；安裝于多個(gè)反應(yīng)管內(nèi)部的用于氫氣流入的氫氣導(dǎo)入管；填充于反應(yīng)管和氫氣導(dǎo)入管之間空間的氫氣儲(chǔ)存合金；設(shè)置于反應(yīng)管和分配管連接部的過(guò)濾器；氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏氫氣而使其體積發(fā)生膨脹，氫氣導(dǎo)入管通過(guò)減小直徑可增大相當(dāng)于氫氣儲(chǔ)存合金膨脹體積相當(dāng)?shù)膬?nèi)部體積；而當(dāng)膨脹力解除時(shí)，可以恢復(fù)原狀。在氫氣導(dǎo)入管和反應(yīng)管之間，增設(shè)了根據(jù)氫氣導(dǎo)入管的變化，可維持氫氣導(dǎo)入管外部和反應(yīng)管內(nèi)部的接觸狀態(tài)的、可膨脹或收縮的熱傳導(dǎo)板。
所述的氫氣導(dǎo)入管是沿著反應(yīng)管長(zhǎng)度方向安裝的，而熱傳導(dǎo)板為能夠接觸到氫氣導(dǎo)入管外部和反應(yīng)管內(nèi)部，是沿著反應(yīng)管的半徑方向安裝的。
所述的氫氣儲(chǔ)存合金內(nèi)的熱傳導(dǎo)板是由熱傳導(dǎo)性能上佳的材料制成。
所述的熱傳導(dǎo)板，具有在氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏或者氫氣脫離時(shí)發(fā)生的膨脹或者收縮時(shí)，可應(yīng)對(duì)氫氣導(dǎo)入管直徑變化的膨脹率或者收縮率。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是氫氣導(dǎo)入管的直徑可縮小到相當(dāng)于，由于吸收儲(chǔ)存氫氣而使氫氣儲(chǔ)存合金的體積相當(dāng)大的部分，達(dá)到使反應(yīng)器內(nèi)部減少因體積增大而引發(fā)的氫氣儲(chǔ)存合金微分化加劇之現(xiàn)象?？蛇_(dá)到防止損傷系統(tǒng)及大氣污染的效果。
即使氫氣導(dǎo)入管的直徑發(fā)生變化，通過(guò)在氫氣導(dǎo)入管與反應(yīng)管內(nèi)部間設(shè)置熱傳導(dǎo)板達(dá)到密封的狀態(tài)，從而達(dá)到防止氫氣儲(chǔ)存合金粉末沉淀的目的，并且在氫氣儲(chǔ)存合金進(jìn)行放熱反應(yīng)或者吸熱反應(yīng)時(shí)，可迅速的將熱傳導(dǎo)到反應(yīng)器上。


圖1是以往技術(shù)氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2是以往技術(shù)氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器的反應(yīng)管的中間部位放大剖面圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)管的氫氣導(dǎo)入管縮小狀態(tài)剖面圖；圖4是本發(fā)明的其它實(shí)施例反應(yīng)器的反應(yīng)管結(jié)構(gòu)剖面圖；圖5a是圖4中氫氣儲(chǔ)存合金在未吸收儲(chǔ)藏氫氣狀態(tài)下的氫氣導(dǎo)入管的工作狀態(tài)圖；圖5b是圖4中氫氣儲(chǔ)存合金在吸收儲(chǔ)藏了氫氣的狀態(tài)下的氫氣導(dǎo)入管的工作狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
在以下說(shuō)明中，對(duì)于此發(fā)明中涉及的反應(yīng)器的主要構(gòu)成要素的同一部件，參考圖1及圖2所述的以往技術(shù)，賦予同一號(hào)碼，省略對(duì)它的詳細(xì)說(shuō)明。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的反應(yīng)管的氫氣導(dǎo)入管縮小的狀態(tài)剖面圖。由于氫氣儲(chǔ)存合金23吸收儲(chǔ)存氫氣，而使氫氣儲(chǔ)存合金的體積膨脹，引起氫氣導(dǎo)入管32的直徑變小。
氫氣導(dǎo)入管32是為了吸收儲(chǔ)存氫氣時(shí)，氫氣儲(chǔ)存合金發(fā)生膨脹時(shí)，確保其反應(yīng)管20的空間而設(shè)計(jì)的。其材料與以往的氫氣導(dǎo)入管22不同，是由柔軟而有伸縮性的材料構(gòu)成，所以氫氣導(dǎo)入管32可以根據(jù)氫氣儲(chǔ)存合金的膨脹力而使其直徑變小，也可以根據(jù)氫氣儲(chǔ)存合金23的膨脹力的解除，而使氫氣導(dǎo)入管32的直徑恢復(fù)原狀。具有如此的伸縮性。
所以，氫氣儲(chǔ)存合金23吸收儲(chǔ)存氫氣而使氫氣儲(chǔ)存合金的體積膨脹時(shí)，如圖3中所示的一樣，相當(dāng)于減小了氫氣儲(chǔ)存合金膨脹的體積的直徑。
即，氫氣導(dǎo)入管32在氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)存氫氣之前，其直徑維持d2狀態(tài)，而在氫氣儲(chǔ)存合金23吸收儲(chǔ)存氫氣之后，體積增大，由于氫氣儲(chǔ)存合金23的膨脹力將氫氣導(dǎo)入管32從外部向中央受到壓力，使氫氣導(dǎo)入管32的直徑減小為d1。
所以，即使氫氣儲(chǔ)存合金23的體積增大，由于相當(dāng)于氫氣儲(chǔ)存合金23增大體積的氫氣導(dǎo)入管32直徑縮小了，效果就等于容納氫氣儲(chǔ)存合金23的反應(yīng)管20內(nèi)部的體積增大。
在反應(yīng)管20內(nèi)部確保氫氣儲(chǔ)存合金23的膨脹剩余空間，氫氣儲(chǔ)存合金23吸收儲(chǔ)存氫氣而增大的體積以減少反應(yīng)管20內(nèi)部由于體積增大引起的氫氣儲(chǔ)存合金的微分化。
圖4是本發(fā)明的其它實(shí)施例的反應(yīng)器的反應(yīng)管結(jié)構(gòu)剖面圖。圖5a是圖4中氫氣儲(chǔ)存合金在未吸收儲(chǔ)藏氫氣狀態(tài)下的氫氣導(dǎo)入管的工作狀態(tài)圖。圖5b是圖4中氫氣儲(chǔ)存合金在吸收儲(chǔ)藏了氫氣的狀態(tài)下的氫氣導(dǎo)入管的工作狀態(tài)圖。
根據(jù)上述附圖，在中空管體反應(yīng)管20內(nèi)側(cè)，沿著其長(zhǎng)度方向平行安裝了用于氫氣流入42a的氫氣導(dǎo)入管42，氫氣導(dǎo)入管42和反應(yīng)管20之間的空間填充了氫氣儲(chǔ)存合金23。
氫氣儲(chǔ)存合金23層內(nèi)部安裝了分別接觸到氫氣導(dǎo)入管42外部和反應(yīng)管20內(nèi)部，且沿反應(yīng)管20半徑方向設(shè)置的多個(gè)熱傳導(dǎo)板45。由于熱傳導(dǎo)板45由熱傳導(dǎo)性能上佳的材料所制成，可使氫氣儲(chǔ)存合金23發(fā)生放熱反應(yīng)或者吸熱反應(yīng)時(shí)迅速進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
此時(shí)，氫氣導(dǎo)入管42最好用和圖3中說(shuō)明的氫氣導(dǎo)入管32一樣的可伸縮材料制成。以便于其具有在氫氣儲(chǔ)存合金23因膨脹力使氫氣導(dǎo)入管42直徑變小，而在氫氣儲(chǔ)存合金23的膨脹力解除時(shí)，又可具有恢復(fù)原狀的伸縮性。
熱傳導(dǎo)板45最好以根據(jù)氫氣儲(chǔ)存合金23的膨脹率或者收縮率而變化的氫氣導(dǎo)入管42直徑變化相對(duì)應(yīng)的熱的特性的材料制成。
其原因在于，由于氫氣儲(chǔ)存合金23的體積膨脹引起氫氣導(dǎo)入管42直徑由d3減小為d4時(shí)，熱傳導(dǎo)板45的半徑由L1增大到L2。這樣即便氫氣導(dǎo)入管42的直徑減小，也可以將反應(yīng)管20內(nèi)部與氫氣導(dǎo)入管42外部之間的緊密接觸狀態(tài)良好地保持下去，確保熱傳送。
還有，為了防止氫氣導(dǎo)入管42的直徑減小，而引發(fā)的熱傳導(dǎo)板45和氫氣導(dǎo)入管42外部之間的縫隙，防止氫氣儲(chǔ)存合金粉沫沿重力方向(圖紙中由上而下)的方向沉淀。
列舉體現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的其他實(shí)施例。氫氣導(dǎo)入管42直徑縮小到氫氣儲(chǔ)存合金23，由于吸收儲(chǔ)存氫氣而增加部分相當(dāng)?shù)捏w積，以便在反應(yīng)管20內(nèi)部確保氫氣儲(chǔ)存合金23的膨脹剩余空間，達(dá)到減少由于反應(yīng)管20內(nèi)部體積增加而引起的氫氣儲(chǔ)存合金的微分化加劇目的。
并且，即便由于氫氣儲(chǔ)存合金的膨脹或者收縮引起的氫氣導(dǎo)入管42直徑變化，由于氫氣導(dǎo)入管42外部及反應(yīng)管20內(nèi)部設(shè)置了維持緊密接觸狀態(tài)的熱傳導(dǎo)板45，因此，可防止氫氣儲(chǔ)存合金23粉沫沿重力方向沉淀，以及氫氣儲(chǔ)存合金23放熱反應(yīng)或者吸熱反應(yīng)產(chǎn)生時(shí)，可迅速的將熱傳導(dǎo)到反應(yīng)器上。另一方面，上述此發(fā)明的實(shí)施例是為了幫助理解此發(fā)明而構(gòu)成的。它不僅僅局限于所陳述的內(nèi)容，且在不超出本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可進(jìn)行多種變化。
權(quán)利要求
1.一種氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，包括如下部分所構(gòu)成中空管體構(gòu)成的多個(gè)反應(yīng)管；安裝于多個(gè)反應(yīng)管內(nèi)部的用于氫氣流入的氫氣導(dǎo)入管；填充于反應(yīng)管和氫氣導(dǎo)入管之間空間的氫氣儲(chǔ)存合金；設(shè)置于反應(yīng)管和分配管連接部的過(guò)濾器；其特征是氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏氫氣而使其體積發(fā)生膨脹，氫氣導(dǎo)入管通過(guò)減小直徑，可增大相當(dāng)于氫氣儲(chǔ)存合金膨脹體積相當(dāng)?shù)膬?nèi)部體積；而當(dāng)膨脹力解除時(shí)，可以恢復(fù)原狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，其特征是氫氣導(dǎo)入管(42)和反應(yīng)管(20)之間，增設(shè)了根據(jù)氫氣導(dǎo)入管的變化，可維持氫氣導(dǎo)入管外部和反應(yīng)管內(nèi)部的接觸狀態(tài)的、可膨脹或收縮的熱傳導(dǎo)板(45)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，其特征是氫氣導(dǎo)入管是，可根據(jù)氫氣儲(chǔ)存合金膨脹力而發(fā)生變化的可伸縮材料制成。
4.一種氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，包括如下部分所構(gòu)成中空管體構(gòu)成的多個(gè)反應(yīng)管；安裝于多個(gè)反應(yīng)管內(nèi)部的用于氫氣流入的氫氣導(dǎo)入管；填充于反應(yīng)管和氫氣導(dǎo)入管之間空間的氫氣儲(chǔ)存合金；設(shè)置于反應(yīng)管和分配管連接部的過(guò)濾器；其特征是氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏氫氣而使其體積發(fā)生膨脹，氫氣導(dǎo)入管通過(guò)減小直徑可增大相當(dāng)于氫氣儲(chǔ)存合金膨脹體積相當(dāng)?shù)膬?nèi)部體積；而當(dāng)膨脹力解除時(shí)，可以恢復(fù)原狀。在氫氣導(dǎo)入管和反應(yīng)管之間，增設(shè)了根據(jù)氫氣導(dǎo)入管的變化，可維持氫氣導(dǎo)入管外部和反應(yīng)管內(nèi)部的接觸狀態(tài)的、可膨脹或收縮的熱傳導(dǎo)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，其特征是氫氣導(dǎo)入管是沿著反應(yīng)管長(zhǎng)度方向安裝的，而熱傳導(dǎo)板為能夠接觸到氫氣導(dǎo)入管外部和反應(yīng)管內(nèi)部，是沿著反應(yīng)管的半徑方向安裝的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4，5所述的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，其特征是氫氣儲(chǔ)存合金內(nèi)的熱傳導(dǎo)板是由熱傳導(dǎo)性能上佳的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4，5所述的氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，其特征是熱傳導(dǎo)板，具有在氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏或者氫氣脫離時(shí)發(fā)生的膨脹或者收縮時(shí)，可應(yīng)對(duì)氫氣導(dǎo)入管直徑變化的膨脹率或者收縮率。
全文摘要
一種氫氣儲(chǔ)存合金反應(yīng)器，它包括由多個(gè)中空管體構(gòu)成的反應(yīng)管，設(shè)置于反應(yīng)管內(nèi)部的用于氫氣流入的氫氣導(dǎo)入管，填充于反應(yīng)管和氫氣導(dǎo)入管之間的氫氣儲(chǔ)存合金。當(dāng)氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏氫氣而使其發(fā)生膨脹時(shí)，相應(yīng)的氫氣導(dǎo)入管的直徑可變小，與氫氣儲(chǔ)存合金膨脹的體積相當(dāng)?shù)某潭龋瑏?lái)確保反應(yīng)管內(nèi)部的體積增加；而當(dāng)膨脹力解除時(shí)，可以恢復(fù)原狀。本發(fā)明氫氣儲(chǔ)存反應(yīng)器，當(dāng)氫氣儲(chǔ)存合金吸收儲(chǔ)藏氫氣發(fā)生膨脹時(shí)，減少由于氫氣儲(chǔ)存合金的膨脹引發(fā)反應(yīng)管內(nèi)部的體積變大，又引發(fā)氫氣儲(chǔ)存合金微分化過(guò)程加劇。
文檔編號(hào)C01B6/00GK1754617SQ20041007218
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者金智元, 姜成姬, 盛時(shí)京, 具子形, 樸尚勛, 金英秀, 金京浩, 樸一權(quán), 許京旭, 洪永浩, 車江旭, 洪尚意, 金仁奎, 樸丙日 申請(qǐng)人:樂金電子(天津)電器有限公司