[实用新型]一种带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于氢能领域的储氢技术，特别涉及一种带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置。

背景技术：

氢能作为一种极为优越的二次能源和清洁能源，其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演义了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。同时，氢能作为“含能体能源”，具有汽油、柴油一样的直接存储、运输、使用的特性，而克服了电能等“过程性能源”无法大量直接存储的缺陷。

氢的贮存与输送是氢能利用中的重要环节。由于氢的易燃性、易扩散性和重量轻，因此其贮存与输送中的安全、高效和无泄漏损失是人们在实际应用中优先考虑的问题。工业实际应用中大致有五种贮氢方法：(1)常压贮存；(2)高压容器；(3)液氢贮存；(4)金属氢化物方式；(5)吸附贮存。其中传统的贮存方式存在体积储氢密度低，对使用容器性能要求高，存在爆炸危险等缺陷；而金属氢化物储氢具有体积比储氢密度高，平衡压力低，使用安全等优点，可同时用于工业和民用，从而使氢能走进我们的日常生活。

现有的金属氢化物储氢装置，内部填充有金属氢化物储氢材料，当金属氢化物储氢材料吸氢时，其晶胞体积变大，放氢时晶胞体积收缩，储氢器也将随之发生膨胀收缩变形，如填料不均，还将导致容器不同部位受力不均匀，而且金属氢化物储氢材料吸放氢的过程是一个热交换的过程，过充和热膨胀都有可能使金属氢化物储氢装置局部压力过大而造成瓶体爆破或爆炸。因此，在金属氢化物储氢装置上还需有一定的特殊结构以消除此安全隐患。

发明内容：

为了克服现有技术的不足和存在的部分安全隐患，本实用新型的目的是提供一种新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置。该储氢装置结构简单，成本低廉，安装使用方便，中高压水电解制氢装置产生的氢气可以直接罐充到此装置内。当装置内部气体过充或热膨胀压力增大到预先设定的压力高限值时，多功能一体式瓶塞中的安全保护结构就会自动感应而快速放气减压，防止瓶体破裂或爆炸，从而提高了使用过程中的安全性。

本实用新型采用如下技术方案：一种新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，主要由存储容器壳体、储氢合金粉末、导热剂、防膨胀剂、氢气导流构件、多功能一体式瓶塞、减压阀等组成，其中多功能一体式瓶塞是集开关阀、过滤器和安全保护结构为一体的新型连接件。其特点是：氢气导流构件、储氢合金粉末、导热剂和防膨胀剂置于存储容器的壳体内，存储容器壳体、多功能一体式瓶塞、密封垫圈和减压阀采用压缩密封方式连接。也可以将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组，以满足不同的氢气需求量。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：存储容器壳体、多功能一体式瓶塞均采用不锈钢材质，存储容器壳体外径为5～100mm。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：当装置内部气体过充或热膨胀压力增大到预先设定的压力高限值(5～15MPa)时，多功能一体式瓶塞中的安全保护结构就会自动感应而快速放气减压，防止瓶体破裂或爆炸，从而提高了使用过程中的安全性。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：存储容器壳体、多功能一体式瓶塞、密封垫圈和减压阀采用压缩密封方式连接。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：氢气导流构件采用网状金属制备，其材质为钛及其合金、铝及其合金、钙及其合金、铁及其合金、镍及其合金中的一种或几种，且有弹性。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：过滤器为片状的不锈钢粉、铜粉等的烧结体，防止储氢合金粉末进入气路。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：金属氢化物储氢合金粉末为稀土镧镍(AB₅型)、镁系合金(A₂B型)、钛铁合金(AB型)或TiV固溶体合金等合金中的某一种。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：导热剂的材质为钙、铝或其合金；防膨胀剂采用铝合金纤维丝。

所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是：可根据对氢气的不同需求量将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组。

附图说明：

图1为新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置的结构图。

图中，1-减压阀，2-多功能一体式瓶塞，3-过滤器，4-存储容器壳体，5-安全保护结构，6-开关阀，7-氢气导流构件，8-填充物(包括储氢合金粉末、导热剂和防膨胀剂)。