專利名稱：氫氣儲存合金反應器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是利用氫氣儲存合金的反應器的發(fā)明。更詳細地說，是在反應容器內(nèi)設置氫氣導入管，在氫氣儲存合金塊之間形成空間，以促進氫氣儲存合金和氫氣的反應。
背景技術(shù)：
氫氣一般在高壓或者超低溫的情況下，可以以液體狀態(tài)儲存在高壓容器當中。
即，如上所述，由于氫氣所固有的低密度的特性導致氫氣在高壓或者超低溫狀態(tài)下可儲存在高壓容器氫氣量受到限制。而且由于氫氣的儲存容器不僅體積、重量大，導致運輸機在使用時受到很多限制。
最近，作為對氫氣儲存方法的對策方案，利用氫氣儲存合金吸收儲存氫氣的方法應運而生，并被使用。
氫氣儲存合金的氫氣儲存容量從重量比來看非常低，但從體積比來看，則比壓縮氫氣或者液體氫氣高。所以可儲存更多容量的氫氣。
氫氣儲存合金是由氫氣的親和力非常強的元素和親和力弱的元素構(gòu)成的金屬化合物。氫氣儲存合金可列舉出鎳鎂(Mg-Ni)合金，鎂銅(Mg-Cu)合金，鈦鈦(Ti-Ti)合金，R-co合金(此處R表示稀土類金屬)。
當此氫氣儲存合金吸收氫氣時產(chǎn)生放熱反應，反之氫氣儲存合金釋放氫氣時產(chǎn)生吸熱反應。
利用上述特性，氫氣儲存合金可應用于儲存氫氣的氫氣儲存材料，能源轉(zhuǎn)換材料，電池材料及能源轉(zhuǎn)換裝置當中。
下面參照圖1及圖2的圖紙來說明原有利用氫氣儲存合金的熱交換器。
首先，利用氫氣儲存合金的熱交換器由2個或者多個構(gòu)成一個整體，形成熱交換系統(tǒng)。圖1只顯示了其中的一個熱交換器。
圖1是體現(xiàn)原有氫氣儲存合金的熱交換器的側(cè)視圖，參照此圖可知熱交換器1由分配管10，反應器20及外部熱交換板30所構(gòu)成。
分配管的柱形外部管面上有多個連接貫通管子顯現(xiàn)出來，且各管的末端部分分別與反應器20相連接。
而且各反應器的外側(cè)層疊設置了熱交換板30。所以容易向空氣或者水這些外部導熱媒介進行導熱。
附圖2提示出圖1中的熱交換器的氫氣儲存合金反應器的縱向剖面圖。反應器20由如下部分構(gòu)成形成外觀的反應容器21；與反應容器21的長度方向平行設置的，形成多個氫氣流入的，并由多個孔形成的氫氣導入管22；填充于氫氣導入管22和反應容器21之間的氫氣儲存合金23；在氫氣儲存合金之間按特定空間設置的多個導熱板24；以及為將氫氣儲存合金粉末過濾而設置于氫氣流入口的過濾器25。
此時，氫氣儲存合金根據(jù)導熱板產(chǎn)生塊狀。且該氫氣儲存合金塊沿重力方向，上/下部被導熱板包圍，其內(nèi)側(cè)部由導熱板24包圍。
氫氣導入管22設有多個孔，使氫氣可以通過，但氫氣儲存合金粉末不能通過。氫氣導入管22可使用網(wǎng)狀孔。
所以，流入到反應器的氫氣經(jīng)過設置在反應容器21中心部位的氫氣導入管22之后，才被氫氣儲存合金吸收。
但是，由于氫氣供應到反應器20后，氫氣只有通過氫氣導入管22才能供應氫氣儲存合金，所以導致氫氣儲存合金和氫氣之間的反應速度緩慢，不能充分進行反應。
而且，反應器20的氫氣被釋放到外部時，氫氣儲存合金23的氫氣排除時，因為要經(jīng)過氫氣導入管22才能排除，所以氫氣排放速度慢。
如上所述，氫氣流入到氫氣儲存合金塊的速度和氫氣從氫氣儲存合金塊中排放到外部的速度是決定熱交換器效率的要因。所以，為了增大熱交換器的效率，需要增加使氫氣流入及排放速度反應器結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于在本發(fā)明容器內(nèi)設置氫氣導入管，在氫氣儲存合金塊之間形成空間，以促進上述氫氣儲存合金和氫氣的反應。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第一個實施狀態(tài)的氫氣儲存合金反應器是由如下部分構(gòu)成設置在反應容器內(nèi)部，并與分配管連接的，帶有多個氫氣流入槽的氫氣導入管；由上述氫氣導入管予以貫通，并設置于填充的氫氣儲存合金之間形成，與氫氣流入槽貫通的網(wǎng)狀孔。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第二個實施狀態(tài)的氫氣儲存合金反應器是由如下部分構(gòu)成設置在反應容器內(nèi)部，并與分配管連接的，帶有多個氫氣流入槽的氫氣導入管；插入設置于上述氫氣導入管，并在反應容器中形成多個疊層的內(nèi)部填充氫氣儲存合金的網(wǎng)狀孔；設置在網(wǎng)狀孔之間用于支撐空間的支撐部件構(gòu)成。
如同上述說明，此發(fā)明可產(chǎn)生如下效果通過促進氫氣儲存合金和氫氣的反應，使氫氣更快更多的釋放出來，達到提高反應器的反應性。
且通過提高反應器的組立性，不僅可節(jié)省熱交換器的生產(chǎn)單價，還可以防止氫氣儲存合金粉末與氫氣一起釋放到反應器外部，使得壓縮機更加穩(wěn)定的移動。


圖1提示出已有技術(shù)中利用氫氣儲存合金制造的熱交換器的剖面圖。
圖2是顯示圖1的反應器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。
圖3是顯示本發(fā)明中的氫氣儲存合金反應器的第一個實例的縱向剖面圖。
圖4a是顯示圖3的網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖4b將圖3的網(wǎng)狀孔眼最短方向切開的剖面圖。
圖5a顯示圖3的網(wǎng)狀孔變形后實例的斜視圖。
圖5b將圖5a的網(wǎng)狀孔眼最短方向切開的剖面圖。
圖6是顯示本發(fā)明中的氫氣儲存合金反應器的第二個實例的縱向剖面圖。
圖7a顯示圖6的網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖7b將圖6a的網(wǎng)狀孔眼最短方向切開的剖面圖。
圖7c是顯示設置于圖6的網(wǎng)狀孔之間的支撐部件的斜視圖。
附圖主要部分的符號說明50反應器 51反應容器52氫氣導入管 52a氫氣流入槽53，53a，53b，53c網(wǎng)狀孔 54空間55氫氣儲存合金56過濾器57c支撐部件具體實施方式
下面說明本發(fā)明中的氫氣儲存合金反應器的第一個實例，參照附圖3以及附圖5來說明。
圖3提示出本發(fā)明中的氫氣儲存合金反應器第一個實例的縱向剖面圖，圖4a提示圖3的網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)的斜視圖，圖4b提示將圖4a的網(wǎng)狀孔按最短方向切開的剖面圖。
參照附圖3可知，反應器50由反應容器51，氫氣導入管52，網(wǎng)狀孔53，氫氣儲存合金55所構(gòu)成。
氫氣導入管52插入設置在反應容器51內(nèi)部，為使氫氣導入管內(nèi)部與外部貫通形成了多個氫氣流入槽52a。
氫氣導入管52與反應容器的長度方向平行設置，且氫氣流入槽52a沿反應容器51的長度方向在每個特定距離形成多個群體。
網(wǎng)狀孔53由氫氣導入管貫通，多個網(wǎng)狀孔設置在氫氣儲存合金之間，形成與各個氫氣流入槽貫通的空間54。
而且，導熱板24最好以根據(jù)氫氣儲存合金55的膨脹率或者收縮率而變化的氫氣導入管52直徑變化相對應的熱的特性的材料制成。此時，網(wǎng)狀孔53為了使中心部位氫氣導入管52貫通設置而形成貫通孔，并設置在氫氣流入槽附近。
網(wǎng)狀孔53可能因為氫氣儲存合金55的荷載發(fā)生下垂，所以在空間54設置支撐部件(未經(jīng)圖示)，防止網(wǎng)狀孔53發(fā)生下垂。
這樣，在每個氫氣儲存合金55塊之間形成空間54，既能縮短氫氣儲存合金55吸收氫氣的時間，又能縮短氫氣儲存合金55釋放的氫氣排放到反應容器51外部的時間。
參照附圖4a及4b，對適用于附圖3中的反應器網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)進行說明如下。
網(wǎng)狀孔53a的內(nèi)部形成了空間，且與氫氣導入管52接觸的內(nèi)側(cè)部位是開放型的餅狀。
即，網(wǎng)狀孔53a由中心部位形成貫通孔的上部，以及與上部同一形狀并與上部對應的下部，還有連接上部與下部的外側(cè)邊緣的外側(cè)面部構(gòu)成。
將網(wǎng)狀孔53a設置在氫氣導入管52，則網(wǎng)狀孔53a的上部和下部與氫氣儲存合金55相接，并由于氫氣導入管52插入到貫通孔，而使網(wǎng)狀孔的開放的內(nèi)側(cè)部位被封閉。
此時，因為網(wǎng)狀孔的內(nèi)側(cè)部位和氫氣導入管52的外表面產(chǎn)生縫隙，會使氫氣儲存合金隨著氫氣而流動，所以最好將網(wǎng)狀孔53a的內(nèi)側(cè)部位和氫氣導入管52的外側(cè)部位設置緊密。
而且，由于氫氣儲存合金55的荷載，可能會使網(wǎng)狀孔的上部發(fā)生下垂，所以如在網(wǎng)狀孔53a的內(nèi)側(cè)邊緣設置支撐上部的支撐部件(未圖示)，可防止上部發(fā)生下垂。
當然，網(wǎng)狀孔形成了外側(cè)部位開放，而內(nèi)側(cè)部位封閉，也可以理解。
參照附圖5a及5b來說明應用到第一個實施例的網(wǎng)狀孔的變形圖。
附圖5a是表現(xiàn)附圖3的網(wǎng)狀孔變形例的斜視圖，附圖5b是將附圖5a的網(wǎng)狀孔沿最短方向切開的剖面圖。
網(wǎng)狀孔53b具有內(nèi)部封閉的餅狀的空間。
即，網(wǎng)狀孔53b由中心部位形成貫通孔的上部，以及與上部同一形狀并與上部對應的下部，還有連接上部與下部的外側(cè)邊緣的外側(cè)面部，將上部及下部的內(nèi)側(cè)邊緣進行連接內(nèi)側(cè)部位構(gòu)成。此時，將網(wǎng)狀孔53b沿最短方向切開，就會得到像附圖5b一樣四周封閉形態(tài)的剖面。
此種形態(tài)的網(wǎng)狀孔53b設置到反應容器51，網(wǎng)狀孔53b則可以充分承載氫氣儲存合金55的荷載，達到防止空間54形態(tài)變形的目的。
而且，網(wǎng)狀孔53b設置成內(nèi)側(cè)部位接觸到氫氣流入槽52a，使氫氣儲存合金55被網(wǎng)狀孔53b的內(nèi)側(cè)部位再過濾一次。
即，通過氫氣流入槽52a的氫氣，經(jīng)過網(wǎng)狀孔53b的內(nèi)側(cè)部位之后，流入到空間54?？臻g54的氫氣經(jīng)過再經(jīng)過上部和下部與氫氣儲存合金55反應。
而且，氫氣儲存合金55釋放出的氫氣通過網(wǎng)狀孔的上/下部之后，流入到空間54部位?？臻g部位54的氫氣經(jīng)過內(nèi)側(cè)部位，并通過氫氣流入槽52a之后，流入到氫氣導入管52。
對于氫氣儲存合金反應器的第一個實施例中被設置的各個網(wǎng)狀孔(53a，53b)而言，將氫氣儲存合金55在反應容器51內(nèi)，按照特定高度填充之后，反復設置網(wǎng)狀孔(53a，53b)的過程，便可制造在氫氣儲存合金55之間形成空間54的反應器。
在反應容器51內(nèi)部，提高氫氣的流出入速度以及擴大氫氣儲存合金55和氫氣的接觸面積，可提高氫氣儲存合金和氫氣之間的反應速度。
下面參照附圖6以及附圖7，對本發(fā)明氫氣儲存合金反應器的第二個實施例予以說明。
附圖6是顯示本發(fā)明氫氣儲存合金反應器的第二個實施例的縱向剖面圖。附圖7a是顯示附圖6的網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)的斜視圖，附圖7b是將附圖7a的網(wǎng)狀孔沿最短方向切開的剖面圖。附圖7c顯示各個網(wǎng)狀孔之間設置的支撐部件的斜視圖。
參照附圖6則可知，氫氣儲存合金反應器是由如下部分構(gòu)成設置在反應容器10內(nèi)部并與分配管10連接的，帶有多個氫氣流入槽52a的氫氣導入管52；插入設置于氫氣導入管，并在反應容器中形成多個疊層的內(nèi)部填充氫氣儲存合金的網(wǎng)狀孔53c；設置在網(wǎng)狀孔之間用于支撐空間54的支撐部件57c。
參照附圖7a以及7c則可知，網(wǎng)狀孔53c內(nèi)部封閉，被氫氣儲存合金55填充。
此時，將網(wǎng)狀孔53c疊層設置時，在各個網(wǎng)狀孔53c之間設置支撐部件57c。隨著網(wǎng)狀孔疊層在各個網(wǎng)狀孔之間形成了空間。
支撐部件57c如附圖7c是環(huán)狀體，分別設置在各個網(wǎng)狀孔53c的上部或者下部的內(nèi)側(cè)邊緣部位和外側(cè)邊緣部位。
支撐部件沿網(wǎng)狀孔上部或者下部的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)邊緣突出，可形成環(huán)狀。而且支撐部件可在網(wǎng)狀孔的上部或者下部形成多個突出部位，也可以理解。
網(wǎng)狀孔53c的第三個實施例與第一個實施例和第二個實施例不同，因為它的網(wǎng)狀孔53c內(nèi)部填充著氫氣儲存合金55，所以如附圖6在反應容器51內(nèi)疊層設置網(wǎng)狀孔53c，并在各個網(wǎng)狀孔53c之間設置支撐部件57c，則各個網(wǎng)狀孔53之間會形成空間54。
這樣，就可以解除交叉設置氫氣儲存合金55和網(wǎng)狀孔的麻煩，使反應器的組裝性更進一步。
簡而言之，第一個實施例是關于內(nèi)部有可使氫氣流動的空間54的網(wǎng)狀孔(53a，53b)的說明；而第一個實施例是關于隨著將內(nèi)部填充著氫氣儲存合金55反應容器51疊層，而使各個網(wǎng)狀孔53c之間形成空間54的說明。
另一方面，由于上述各個實施例的網(wǎng)狀孔53由導熱性能上佳的材料制作而成，所以可提高氫氣儲存合金55和氫氣反應時，反應容器的導熱性能。
而且，氫氣儲存合金55由網(wǎng)狀孔53進行第一次過濾，由氫氣流入槽52a進行第二次過濾，最后由設置在氫氣流入口的過濾器56進行最終過濾。所以，可防止氫氣儲存合金55漏到反應器外部。由此，可防止壓縮機(未進行圖示)由于吸入氫氣儲存合金55而受到損傷的現(xiàn)象。
由此可知，本發(fā)明利用氫氣儲存合金的反應器結(jié)構(gòu)，是在反應容器51內(nèi)設置氫氣導入管52的同時在氫氣儲存合金塊之間，形成空間54，達到促進氫氣儲存合金55更加容易的吸收或者釋放氫氣。
而且，使用導熱性能上佳的網(wǎng)狀孔53，省略了以往導熱板的設置。
權(quán)利要求
1.一種氫氣儲存合金反應器，其特征是由如下部分構(gòu)成設置在反應容器內(nèi)部，并與分配管連接的帶有多個氫氣流入槽的氫氣導入管；由氫氣導入管予以貫通，并設置于填充的氫氣儲存合金之間，形成與氫氣流入槽貫通的網(wǎng)狀孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是在特定間隔形成多個氫氣流入槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是氫氣流入槽比氫氣儲存合金粉末小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是網(wǎng)狀孔在其內(nèi)部形成空間，與氫氣導入管接觸的內(nèi)側(cè)部分為開放的餅狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是網(wǎng)狀孔是內(nèi)部封閉的餅狀。
6.一種氫氣儲存合金反應器，其特征是由如下部分構(gòu)成設置在反應容器內(nèi)部，并與分配管連接的，帶有多個氫氣流入槽的氫氣導入管；插入設置于氫氣導入管，并在反應容器中形成多個疊層的內(nèi)部填充氫氣儲存合金的網(wǎng)狀孔；設置在網(wǎng)狀孔之間，用于支撐空間的支撐部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是支撐部件為環(huán)狀，在各個網(wǎng)狀孔的內(nèi)側(cè)邊緣部位和外側(cè)邊緣部位分別設置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是支撐部件在網(wǎng)狀孔的上部或者下部，沿內(nèi)側(cè)邊緣和外側(cè)邊緣突出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是支撐部件在網(wǎng)狀孔的上部或者下部，形成多個突出部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求6所述的氫氣儲存合金反應器，其特征是網(wǎng)狀孔以導熱性能材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是涉及利用氫氣儲存合金發(fā)明的熱交換器。更詳細地說，是在反應容器內(nèi)設置氫氣導入管，在氫氣儲存合金塊之間形成空間，以促進氫氣儲存合金和氫氣的反應。為此，本發(fā)明的氫氣儲存合金反應器是由如下部分構(gòu)成設置在反應容器內(nèi)部的，帶有多個氫氣流入槽的氫氣導入管；由氫氣導入管予以貫通，并設置于填充的氫氣儲存合金之間，形成與氫氣流入槽貫通的網(wǎng)狀孔。通過促進氫氣儲存合金和氫氣的反應，使氫氣更快更多的釋放出來，達到提高反應器的反應性。
文檔編號C01B6/00GK1754619SQ20041007219
公開日2006年4月5日 申請日期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 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司