内安装加热管的金属储氢瓶及供氢气装置

技术领域

本发明涉及储氢瓶及氢气站领域。

背景技术

申请专利2020103629839《带有控温系统储气瓶及其制备方法》公开了储气瓶阀上装传感器和电热控温装置，储气瓶阀安装进储气瓶口，传感器和电热控温装置伸入储气瓶腔内，传感器探测储气瓶内气体温度，电热控温装置加热或冷却储气瓶腔内气体。

缺点是：由于储气瓶口尺寸小，电热控温装置尺寸小，无法作用在储气瓶侧壁上，无法通过金属储气瓶侧壁加热储气瓶内储氢材料，造成电热控温局部氢气或储氢材料过热。

储气瓶阀上装电热控温装置，电热控温装置占据储气瓶口位置，影响气体进出。

发明内容

本发明的目的是：1、金属储氢瓶底部设置伸向金属储氢瓶腔体内部的电加热管孔，电加热管孔内安装电加热管，电加热管通过金属热传导，加热管壁和金属储氢瓶壁和金属储氢瓶内储氢材料，储氢材料释放氢气，实现快速充放氢气。2、金属储氢瓶底部设置伸向金属储氢瓶腔体内部的多个电加热管孔，多个电加热管孔内安装电加热管，电加热管通过金属热传导，将热量传递给多腔连接筋和金属储氢瓶壁，电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁加热金属储氢瓶内储氢材料，储氢材料释放氢气，实现快速充放氢气。3、电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁连接在一起，增加金属储氢瓶强度和抵抗压力性能，提高金属储氢瓶安全性能。4、多腔金属储氢瓶水平放置，多腔内装储氢材料上部是氢气通道，氢气通道通过上部隔板孔与储氢腔联通，多腔内放置储氢材料，减少储氢材料厚度，利于储氢材料吸附和释放氢气，储氢材料释放氢气可以通过储氢材料上部氢气通道快速进入隔板侧储氢腔内实现快速充放氢气。5、多个多腔内装储氢材料金属储氢瓶与氢气加注机组成氢气站供氢系统，可实现不间断加氢系统，减少储气瓶内压力，提高氢气站安全性能。

本发明体出的一种内安装加热管的金属储氢瓶，金属储氢瓶底部设置伸向金属储氢瓶腔体内部的电加热管孔，电加热管孔内安装电加热管，金属储氢瓶上部是氢气输出输入口。

本发明体出的另一种内安装加热管的金属储氢瓶，多腔金属储氢瓶底部设置多个伸向金属储氢瓶腔体内部的电加热管孔，多腔筋下部与金属储氢瓶底板连接，多腔筋侧部与金属储氢瓶侧壁连和电加热管侧壁连接，多个电加热管孔内安装多个电加热管，金属储氢瓶上部是氢气输出输入口。

优点是：1、电加热管由金属储氢瓶底部伸向金属储氢瓶腔体内部，不占用储氢瓶口空间，可以实现大功率快速精确温度加热，促进储氢材料吸附和释放氢气。2、电加热管通过金属热传导，将热量传递给多腔连接筋和金属储氢瓶壁，电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁加热金属储氢瓶内储氢材料，储氢材料释放氢气，实现快速充放氢气。3、电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁连接在一起，增加金属储氢瓶强度和抵抗压力性能，提高金属储氢瓶安全性能。

本发明体出的另一种内安装加热管的金属储氢瓶，多腔金属储氢瓶底部设置多个伸向金属储氢瓶腔体内部的电加热管孔，多腔筋下部与金属储氢瓶底板连接，多腔筋侧部与金属储氢瓶侧壁连和电加热管侧壁连接，多个电加热管孔内安装多个电加热管，多腔金属储氢瓶水平放置时，多腔内装储氢材料上部是氢气通道，储氢材料侧设隔板，氢气通道与隔板上部孔和储氢腔联通。

优点是：1、多腔金属储氢瓶水平放置减少储氢材料厚度，利于储氢材料吸附和释放氢气，储氢材料释放氢气可以通过储氢材料上部氢气通道快速进入隔板侧储氢腔，实现快速充放氢气。2、多个电加热管通过金属热传导，将热量传递给多腔连接筋和金属储氢瓶壁，电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁加热金属储氢瓶内储氢材料，储氢材料释放氢气，实现快速充放氢气。3、电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁连接在一起，增加金属储氢瓶强度和抵抗压力性能，提高金属储氢瓶安全性能。

本发明体出的一种内安装加热管和储氢材料金属储氢瓶与氢气加注机组成氢气站供氢装置，多个多腔内安装加热管和储氢材料金属储氢瓶与氢气加注机组成氢气站供氢装置，多个多腔内安装电加热管和储氢材料金属储氢瓶和氢气加注机通过连接管联接在一起，连接管上设截止阀和氢泵，内安装加热管和储氢材料金属储氢瓶向氢气加注机供氢气时，电加热管加热电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁和金属储氢瓶内储氢材料，储氢材料释放氢气，氢泵将储氢材料释放氢气输入氢气加注机内。

优点是：1、内装储氢材料多腔金属储氢瓶与氢气加注机组成氢气站供氢系统，储氢压力低，储氢量高，安全性高。2、电加热管加热电加热管壁和多腔连接筋和金属储氢瓶壁和金属储氢瓶内储氢材料，储氢材料释放氢气，传热速度快，温度可以精确控制，储氢材料释，易于实现自动控制。

为提高减少储氢瓶安全性能，提高金属储氢瓶储氢压力，金属储氢瓶外缠绕碳纤维。

为提高减少储氢瓶安全性能和控制性能，金属储氢瓶安装传感器。

为提高减少储氢瓶自动控制性能和远程控制性能，金属储氢瓶安装芯片。

金属储氢瓶内多腔形状包括：多环与中心射线组成的多腔，多个六角形组成的多腔，多个矩形组成的多腔，多个圆形组成的多腔，多个三角形组成的多腔。

附图说明

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是具有本发明技术特征的内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶剖面示意图。

图2是图1储氢瓶A-A断面剖视图。

图3是图1储氢瓶填充储氢材料和加热棒A-A断面剖视图。

图4是图1组合连续供氢气装置局部剖面示意图。

图5是具有本发明技术特征的一种多管加热储氢材料多腔储氢瓶剖面示意图。

图6是图5储氢瓶B-B断面剖视图。

图7是图5储氢瓶填充储氢材料和加热棒B-B断面剖视图。

具体实施例

实施例1

一种多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶剖面示意图如图1所示，图2是图1储氢瓶A-A断面剖视图，图3是图1储氢瓶填充储氢材料和加热棒A-A断面剖视图，图4是图1组合连续供氢气装置局部剖面示意图，其中：1是储氢瓶外金属管，2是金属管底板，3是中金属管，4是内金属管，5是加热棒金属管，6是外环筋，7是外环填充腔，8是外环储氢材料，9是外环氢气通道，10是中环填充腔，11是中环储氢材料，12是中环氢气通道，13是内环填充腔，14是内环储氢材料，15是内环氢气通道，16是电热管，17是氢气通道内氢气，18是隔板，19是隔板孔，20是螺钉，21是上盖板，22是氢气腔，23是氢气腔内氢气，24是氢气输入管，25是输入管截止阀，26是氢气输出管，27是输出管截止阀，28是氢气加注机，29是氢气输出管法兰，30是氢气输入管法兰，31是连接管，32是连接管法兰，33是氢气泵，34是连接螺栓，35表示焊接符号。

制作管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶，内金属管4外周均匀焊接加热棒金属管5，中金属管3外周均匀焊接外环筋6，内金属管4和加热棒金属管5焊接在金属管底板2上，中金属管3和外环筋6套装加热棒金属管5外，中金属管3和外环筋6焊接在金属管底板2上，储氢瓶外金属管1套装在外环筋6外，储氢瓶外金属管1与金属管底板2焊接在一起，电热管16安装在加热棒金属管5内固定，电热管16与温度控制器连接在一起，上盖板21上焊接氢气输入管24、输入管截止阀25、氢气输出管26和输出管截止阀27，上盖板21上安装传感器28。

金属管焊接多腔储氢瓶垂直放置，外环填充腔7、中环填充腔10和内环填充腔13内分别灌注定量储氢材料8、11、14，螺钉20将隔板18固定在加热棒金属管5端部，上盖板21焊接在储氢瓶外金属管1上方，隔板18与上盖板21间形成氢气存储腔22。

使用时，将内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶水平放置，隔板孔19在填充腔上方，储氢材料8、11、14上方形成外环氢气通道9、中环氢气通道12和内环氢气通道15。

储氢材料储存氢气过程如下：开启输入管截止阀25，输入氢气通过氢气输入管24进入氢气腔22内，氢气腔内氢气23通过隔板孔19进入外环氢气通道9内、中环氢气通道12内和内环氢气通道15内，氢气通道内氢气17通过储氢材料8、11、14吸收，储氢材料吸收氢气放出热量通过储氢瓶外金属管1、金属管底板2、中金属管3、内金属管4、外环筋6和加热棒金属管5散热，储氢材料吸收氢气达到饱和时，关闭输入管截止阀25。

储氢材料释放氢气过程如下：电热管16加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶，热量通过储氢瓶外金属管1、金属管底板2、中金属管3、内金属管4、外环筋6和加热棒金属管5加热储氢材料8、11、14，储氢材料8、11、14释放氢气分别进入外环氢气通道9、中环氢气通道12和内环氢气通道15内，通过隔板孔19进入氢气腔22内，氢气腔内氢气23通过氢气输出管26和输出管截止阀27输出。

多个多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶和氢气加注机制作连续供氢气装置：多个多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶并列放置，连接管31一端连接管法兰32，管法兰32与氢气输出管法兰29连接在一起密封，连接管31另一端连接氢气加注机28，使用时，关闭输入管截止阀25，开启 输出管截止阀27，氢气泵33将金属管焊接多腔储氢瓶内储氢材料释放氢气输入到氢气加注机28内，当氢气加注机28内氢气饱和时，关闭氢气泵33，关闭输出管截止阀27。

本实施例的优点是：1、储氢瓶竖直放置，储氢材料在重力作用下进入储氢瓶空腔内，解决储氢材装入储氢瓶内问题，储氢瓶竖直放置便于储存和运输。2、使用时，储氢瓶水平放置，在储氢材料上方形成储氢材料氢气通道，增大储氢材料释放氢气面积，储氢材料释放氢气进入储氢材料氢气通道，氢气通过隔板孔进入储氢腔内和通过储氢瓶口对外供氢。3、金属储氢瓶底部设置伸向金属储氢瓶腔体内部的电加热管孔，电加热管孔内安装电加热管，多个电加热管可以精确控制储氢材料温度，热量传递速度快，实现储氢材料快速释放氢气。4、多个多管加热内装储氢材料金属管焊接多腔储氢瓶组合，可实现不间断连续供氢气。

实施例2

一种多管加热储氢材料多腔金属储氢瓶剖面示意图如图5所示，图6是图5储氢瓶B-B断面剖视图，图7是图5储氢瓶填充储氢材料和加热棒B-B断面剖视图，其中：36是储氢瓶外环，37是外环隔板，38是外环储氢材料腔，39是储氢瓶中环，40是中环隔板，41是中环储氢材料腔，42是储氢瓶内环，43是内环储氢材料腔，44是加热管孔，45是外环储氢材料，46是外环氢气通道，47是中环储氢材料，48是中环氢气通道，49是内环储氢材料，50是内环氢气通道，51是电加热器，52是氢气通道内氢气，53是隔板，54是外环隔板孔，55是中环隔板孔，56是内环隔板孔，57是螺钉，58是氢气存储腔，59是氢气出口，60是氢气存储腔内氢气，61是氢气瓶座。

铸造或挤压机或锻压制作一端开口储氢瓶座端带有加热管孔内多腔金属储氢瓶，内多腔金属储氢瓶垂直放置，外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49定量注入外环储氢材料腔38内、中环储氢材料腔41、内环储氢材料腔43内，螺钉57将隔板53固定在加热管孔44端部，旋压机将多腔金属储氢瓶开口端旋压收口，制作成内装储氢材料多腔金属储氢瓶。

使用时，内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平放置，加热管孔44内装电加热器51，外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49上方形成氢气通道46、48、50，电加热器51加热外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49，储氢材料释放氢气分别进入氢气通道46、48、50内，氢气通道内氢气52通过隔板孔54、55、56进入储氢腔58内，氢气存储腔内氢气60通过储氢瓶口59向外供氢。

内装储氢材料多腔金属储氢瓶水平放置，通过储氢瓶口59输入氢气进入储氢腔58内，存储腔内氢气60通过隔板孔54、55、56分别进入氢气通道46、48、50内，外环储氢材料45、中环储氢材料47、内环储氢材料49将氢气通道46、48、50内氢气吸附存储。

本实施例的优点是：1、利用储氢材料流动特性，储氢瓶竖直放置，灌注储氢瓶内储氢材料在重力作用下，进入储氢瓶空腔内，解决储氢材料装入储氢瓶内问题，储氢瓶竖直放置便于储存和运输。2、使用时，储氢瓶水平放置，储氢材料上方形成氢气通道，增大储氢材料释放氢气面积，储氢材料释放氢气进入氢气通道和通过隔板孔进入储氢腔内和通过储氢瓶口对外供氢。3、金属储氢瓶底部设置伸向金属储氢瓶腔体内部的电加热管孔，电加热管孔内安装电加热管，电加热管可以精确控制储氢材料温度和储氢材料氢气释放量。