[发明专利]一种高效传热传质合金储氢罐及其制造方法

权利要求书

1.一种高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，包括罐体、气体阀门、多孔不锈钢导流管、滤芯、储氢模块，具体结构如下：

罐体包括管体，管体一端固接有罐底，管体的另一端安装旋紧式扣盖，扣盖的内螺纹与管体另一端的外螺纹相对应并匹配形成扣盖与管体螺纹连接处，扣盖端面与管体侧面对应处为扣盖与管体焊接处；

气体阀门位于罐体外，扣盖外底部中心处设有NPT接头，气体阀门一端的外螺纹与NPT接头的内螺纹相对应并匹配形成气体阀门与NPT接头螺纹连接处，气体阀门与扣盖外底部的NPT接头于气体阀门与NPT接头螺纹连接处螺接；

滤芯沿扣盖中心轴线穿设于扣盖的底部中心孔处，滤芯一端与气体阀门安装于NPT接头的一端通过气体阀门与滤芯焊接处以焊接方式固接，滤芯远离气体阀门的一端位于多孔不锈钢导流管内；

多孔不锈钢导流管沿管体中心轴线设置于罐体内，多孔不锈钢导流管一端的外螺纹与扣盖内底部中心处管箍的内螺纹相对应并匹配形成多孔不锈钢导流管与扣盖螺纹连接处，多孔不锈钢导流管与扣盖内底部的管箍于多孔不锈钢导流管与扣盖螺纹连接处螺接；

储氢模块均填充于所述罐体内，且每个储氢模块内均包括合金与膨胀石墨压块，合金与膨胀石墨压块与相邻内部传热翅片间均通过传热粉层紧密贴合，任意相邻两个储氢模块均紧密贴合，多孔不锈钢导流管贯穿储氢模块；合金与膨胀石墨压块的外缘与管体间隙配合，为储氢合金吸氢膨胀留余空间。

2.根据权利要求1所述的高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，在制造过程中管体先与扣盖于扣盖与管体螺纹连接处螺接，待所述罐体内充满氩气保护储氢材料后，扣盖与管体通过焊接方式于扣盖与管体焊接处进行固接。

3.根据权利要求1所述的高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，还包括压力表、安全泄压阀、温度传感器，压力表、安全泄压阀安装于罐底外侧，温度传感器沿平行于管体中心轴线方向穿设于罐底，且与罐底通过卡套密封；温度传感器的一端插入在合金与膨胀石墨压块之间，温度传感器穿过部分储氢模块。

4.根据权利要求1所述的高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，还包括外部换热翅片、内部传热翅片，外部换热翅片与管体外侧固接，并沿管体轴向均匀排布；内部传热翅片与管体内侧固接，并沿管体轴向均匀排布，每个内部传热翅片两侧包覆传热粉层。

5.根据权利要求4所述的高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，内部传热翅片的直径与管体的内径相适配，内部传热翅片与管体间隙配合，同时在内部传热翅片与管体的间隙处涂覆导热胶；外部换热翅片的内径与管体的外径相适配；内部传热翅片和外部换热翅片为铜片，内部传热翅片和外部换热翅片的厚度为0.2mm～1mm，内部散热翅片的中心位置开设有通孔，用于多孔不锈钢导流管穿过，部分内部散热翅片多开设一个通孔，用于温度传感器穿过。

6.根据权利要求4所述的高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，储氢模块包括内部传热翅片、传热粉层、合金与膨胀石墨压块，传热粉层介于合金与膨胀石墨压块与内部传热翅片之间，传热粉层厚度为0.1mm～0.5mm；内部传热翅片、合金与膨胀石墨压块均开设有中心通孔，多孔不锈钢导流管贯穿内部传热翅片、合金与膨胀石墨压块；通过传热粉层-膨胀石墨压块-传热粉层-内部传热翅片组成的储氢模块，并将此储氢模块填充在罐体内，通过传热粉层减小内部传热翅片和合金与膨胀石墨压块间孔隙；温度传感器插入到合金与膨胀石墨压块内部，实时监测温度。

7.根据权利要求1所述的高效传热传质合金储氢罐，其特征在于，合金与膨胀石墨压块是由储氢材料粉末与膨胀石墨蠕虫压制而成，储氢材料粉末与膨胀石墨蠕虫的质量比为7/3～99/1，压实压力为10MPa～300MPa，合金与膨胀石墨压块的厚度为10mm～60mm；合金与膨胀石墨压块中的储氢材料粉末为稀土系AB₅型储氢合金、钛系AB₂型储氢合金或Mg基储氢合金，储氢材料粉末的粒径范围为0.1mm～1mm。