АППАРАТ ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ВОДОРОДА Российский патент 1995 года по МПК F17C11/00 

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно, к устройствам для аккумулирования водорода при помощи гидридообразующих сплавов, и может быть использовано в химической, электронной промышленности, металлургии.

Поглощение и выделение водорода гидридообразующими сплавами протекают со значительным тепловым эффектом, поэтому одной из наиболее важных проблем для таких аппаратов является проблема теплопередачи в слое сплава и от стенки аппарата к слою.

Известен аппарат для аккумулирования водорода, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, кольцевые фильтровальные перегородки, сорбент, теплообменную поверхность, технологические патрубки и штуцер для засыпки сорбента [1]
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аппарат для аккумулирования водорода, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, кольцевые фильтровальные перегородки, сорбент, внутреннюю теплообменную поверхность, технологические патрубки и штуцер для засыпки сорбента [2]
Недостатком описанных аппаратов является невозможность получения металлического покрытия равномерной пористости и обеспечения плотного прилегания металлического покрытия к фильтровальным перегородкам, в результате чего образуются зоны локального повышения концентрации гидрида металла, что приводит к нарушениям технологического режима в процессе эксплуатации аппарата.

Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения плотного прилегания металлического покрытия к фильтровальным перегородкам.

Для достижения указанной цели аппарат для аккумулирования водорода, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, фильтровальные перегородки, сорбент, внутреннюю теплообменную поверхность, технологические патрубки и штуцер для засыпки сорбента, согласно изобретению снабжен спеченным с фильтровальными перегородками и внутренней теплообменной поверхностью высокопористым ячеистым металлическим материалом.

Фильтровальные перегородки расположены горизонтально, а их пористость меньше пористости высокопористого ячеистого металлического материала в 5-5000 раз, а теплообменная поверхность выполнена в форме спирали Архимеда.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает эксплуатационные параметры аппарата на более высоком уровне, чем у прототипа, при этом повышается надежность аппарата за счет устранения возможности попадания порошка интерметаллида в трубопроводы.

Значение отношения пористости высокопористого ячеистого металлического материала к пористости фильтровальных перегородок 5-5000 раз обусловлено тем, что при меньшем отношении порошок интерметаллида может проникать сквозь поры фильтровальных перегородок, при большем гидравлическое сопротивление аппарата возрастает до недопустимых значений.

Выполнение теплообменной поверхности в форме спирали Архимеда необходимо для возможности компактного размещения ее внутри аппарата и повышения надежности его за счет исключения концентрации тепловых напряжений.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемый аппарат отличается от известного тем, что между фильтровальными перегородками размещен высокопористый ячеистый металлический материал, при этом фильтровальные перегородки и высокопористый ячеистый металлический материал выполнены в едином блоке с теплообменной поверхностью, фильтровальные перегородки расположены горизонтально, а их пористость меньше пористости высокопористого ячеистого металлического материала в 5-5000 раз, а теплообменная поверхность выполнена в форме спирали Архимеда.

Заявляемая совокупность отличительных признаков не известна из научно-технических и патентных источников информации. Именно благодаря этой совокупности признаков достигается повышение надежности.

На фиг. 1 показан общий вид аппарата, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, фильтровальные перегородки 2, внутреннюю теплообменную поверхность 3, технологические патрубки 4, штуцер 5 для засыпки сорбента, высокопористый ячеистый металлический материал 6, спеченный с фильтровальными перегородками 2 и внутренней теплообменной поверхностью 3, и сорбент (не показан), засыпанный между фильтровальными перегородками внутри высокопористого ячеистого металлического материала.

Аппарат для аккумулирования водорода работает следующим образом. При аккумулировании водород, поступающий через технологический патрубок 4, проходит сквозь фильтровальные перегородки 2 и поглощается сорбентом. При разрядке аппарата через теплообменную поверхность 3 подается тепло, которое благодаря высокопористому ячеистому металлическому материалу 6 равномерно распределяется по всему объему аппарата и обеспечивает выдачу водорода потребителю под давлением.

Сущность изобретения: аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус, фильтровальные перегородки, внутреннюю теплообменную поверхность, технологические патрубки, штуцер для засыпки сорбента, высокопористый ячеистый металлический материал, сорбент. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. АППАРАТ ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ВОДОРОДА, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, фильтровальные перегородки, сорбент, внутреннюю теплообменную поверхность, технологические патрубки и штуцер для засыпки сорбента, отличающийся тем, что он снабжен спеченным с фильтровальными перегородками и внутренней теплообменной поверхностью высокопористым ячеистым металлическим материалом. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что фильтровальные перегородки расположены горизонтально, а их пористость меньше пористости высокопористого ячеистого металлического материала в 5 5000 раз. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что теплообменная поверхность выполнена в форме спирали Архимеда.