[发明专利]低应力合金储氢设备

说明书

本发明涉及储氢设备技术领域，尤其是涉及一种低应力合金储氢设备；包括罐体、固定单元、缓冲筒、储氢合金层和充氢单元，固定单元固定于罐体的内部，缓冲筒位于罐体的内部与固定单元固定连接，缓冲筒的内部设置有储氢腔，储氢合金层填充于储氢腔，在进行储氢装置的储氢时，可通过充氢单元连接充氢设备，使充氢设备对储氢合金层充氢，实现氢气的储存，由于缓冲筒和罐体之间形成缓冲腔，在储氢装置储氢过程中，可通过缓冲腔充入缓冲气体，缓冲气体产生作用于缓冲筒的外侧壁一定的压力，以减轻储氢合金层吸收氢气时产生作用于缓冲筒的内壁的压力，进而有效减轻缓冲储氢合金层作用于缓冲筒的压力，避免缓冲筒的结构遭到破坏。

技术领域

本发明涉及储氢设备技术领域，尤其是涉及一种低应力合金储氢设备。

背景技术

在氢能产业里，氢能的高密度储运是氢能发展的重要突破口，同时也是我国氢能布局的瓶颈。对储氢技术要求是安全、大容量、低成本及取用方便。目前，储氢方法主要分为低温液态储氢、高压气态储氢、固体材料储氢及有机液体储氢四种方式。根据固体材料的储氢机制差异，主要可将储氢材料分为物理吸附型储氢材料和金属氢化物合金储氢材料两类，其中合金储氢技术以其储氢密度高、安全性好、氢气纯度高的优势具有很高的发展应用前景。

但是合金储氢装置在吸氢过程中会伴随着明显的体积膨胀(15～25％)，在有限的装置空间内，受限的膨胀率会转化为对容器内壁的应力，当应力超过装置所能承受的最大值时，装置会发生变形、甚至开裂等失效现象，对操作人员产生安全威胁。

现有的方案往往采用提高储罐壁厚或选用屈服强度更高的材质解决强度问题，造成焊接加工难度增大以及成本增高，而且不能从根本上解决材质局部应力过大的问题，存在罐体失效隐患。公开号为CN105371105A的专利文件提出了一种吸氢低应变金属氢化物储氢罐，在罐体和储氢合金层之间设置泡沫金属弹性缓冲层，此方法可以在一定程度上缓解粉体膨胀的影响，但是粉化后的储氢合金会逐渐进入泡沫金属间隙内，降低缓冲效果，且随着缓冲层的变形，储氢合金层仍然会对罐体造成挤压。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种低应力合金储氢设备，解决现有技术中合金储氢装置在储氢充氢过程中，容易在内部的储氢合金层的膨胀作用下，导致合金储氢装置失效的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种低应力合金储氢设备，包括：

罐体；

固定单元，所述固定单元固定于所述罐体的内部；

缓冲筒，所述缓冲筒位于所述罐体的内部并与所述固定单元固定连接，所述缓冲筒的内部设置有储氢腔，所述缓冲筒和所述罐体之间形成缓冲腔，所述缓冲腔供于设置缓冲气体层；

储氢合金层，所述储氢合金层设置于所述储氢腔；

充氢单元，所述充氢单元用于连接充氢设备，以通过所述充氢设备向所述储氢合金层充氢。

可选地，所述缓冲筒设置有第一连接孔，所述第一连接孔与所述储氢腔和所述缓冲腔连通，所述第一连接孔的孔径小于所述储氢合金层中储氢合金的颗粒直径。

可选地，所述缓冲筒包括固定部、弹性伸缩部和围合部，所述固定部固定于所述固定单元，所述弹性伸缩部固定于所述固定部，所述围合部固定于所述弹性伸缩部，所述弹性伸缩部可在所述合金储氢的膨胀下拉伸。

可选地，低应力合金储氢设备还包括第一支撑环和第二支撑环，所述第一支撑环滑动连接于所述缓冲腔并与所述固定部和所述罐体的内壁密封贴合，所述第二支撑环滑动连接于所述围合部和所述罐体的内壁之间并与所述围合部和所述罐体的内壁密封贴合，所述第一连接孔设置于所述固定部和所述围合部并位于所述第一支撑环和第二支撑环相背的一侧。