Автономный аккумулятор водорода Советский патент 1993 года по МПК F17C11/00 

Изобретение относится к области автономных источников энергии и может быть использовано в системах энергоснабжения подводно-технических средств.

Цель изобретения - расширение диапазона применяемых водородаккумулирую- щих веществ, снижение массргабаритных показателей и повыщение надежности автономного аккумулятора водорода. .

Работа химического теплогенератора основана на использовании тепла экзотер- мических химических реакций, Наиболее перспективными в данном случае являются реакции между некоторыми щелочными металлами или их смесями и различными гало- генсодёржащими веществами (например, между литием и шестифтористой серой),

Тепловые аккумуляторы, используемые в качестве автономного источника тепловой энергии, могут быть теплоемкостного и плавящегося типов. В качестве теплоаккумули- рующих веществ целесообразно

использовать соли и оксиды различных щелочных металлов (например, LiH, LiOH, LiF и др.). Предварительный разогрев теплоаккуму- : пирующего вещества может осуществляться посредством трубчатых электронагревателей питаемых от внешнего источника электроснаб- : жения (например,0т судна обеспечения). В дальнейшем теплота, запасенная в тепловом аккумуляторе, используется для уагрева во- . дородаккумулирующего вещества и осущест- : вления .автономного процесса десорбции водорода.

Деление каждой из капсул на отсеки позволяет рассматривать их в качестве ав- : тономных аккумуляторов водорода, объединение которых в единый модуль позволяет осущёстблять регулирование количества генерируемого водорода изменением интенсивности работы автономного источника тепловой энергии каждой из капсул, в случае применения химического теплогенератора, изменением числа одновременно

ел

с

VI чэ

00

ел ю

ы

работающих капсул, а также посредством применения регулируемых тепловых труб. Результатом такого технического решения является обеспечение широкого диапазона регулирования расхода генерируемого водорода. Кроме того, в случае выхода из строя одной или нескольких капсул обеспечивается возможность их быстрой замены и восстановления работоспособности автономного аккумулятора водорода в целом.

Применение именно регулируемых тепловых труб призвано осуществлять включение в работу автономного аккумулятора водорода с тепловым аккумулятором в качестве автономного источника тепловой энергии, а также осуществление одного из способов регулирования расхода генерируемого водорода путем изменения количества тепла подводимого к гидриду от химического теплогенератора или теплового аккумулятора.

На фиг.1 представленГпродольный разрез аккумулятора, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.Т; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Заявляемый автомобильный аккумулятор водорода выполнен в виде модуля, имеющего собственный сфероцилиндрический прочный корпус 1. Внутри сфероцилиндрического прочного корпуса 1 в слое теплоизоляции 2 размещены капсулы 3, каждая из которых, разделена на два отсека. Первый отсек 4 капсул 3 содержит водородаккумули- рующее вещество 5 с размещенными в нем .конденсационными участками регулируемых тепловых труб 6, систему сбора и отвода водорода 7 и, в зависимости от типа применяемого водородаккумулирующего вещества 5, может быть оснащен системой отвода тепла 8, выделяемого водородаккумулирующим веществом 5 при реакции гидрирования.

Во втором отсеке 9 капсул 3 расположен автономный источник тепловой энергии 10 с установленными в нем испарительными участками регулируемых тепловых труб 6.

Разделение по водороду неработающих от работающих капсул 3 осуществляется посредством регулирующей арматуры 11,включенной в состав системы сбора и отвода водорода 7.

Количество капсул и количество регулируемых тепловых труб в каждой капсуле могут быть произвольными и определяется из условия обеспечения заданных характеристик автономного аккумулятора водорода.

Рассмотрим работу автономного аккумулятора водорода с химическим теплогенератором, основанным на экзотермической химической реакции сжигания лития с шестифтористой серой.

Расположенный в заряде лития, находяидегося во втором отсеке 9 капсул 3,горящий пиротехнический материал, воспламеняемый электрической искрой, обеспечивает в течение короткого промежутка времени плавление заряда лития и его нагрев до температуры воспламенения окислителя. Одновременно с началом плавления заряда лития осуществляется подача окислителя во второй отсек 9 капсул 3, что вызывает начало экзотермической химической реакции. В

дальнейшем заряд лития и образующиеся продукты экзотермической химической реакции поддерживаются в расплавленном состоянии за счет тепла самой реакции. Подача окислителя осуществляется под избыточным давлением из емкости, входящей в состав автономного аккумулятора водорода (на фиг.1 не показано).

Тепло от автономного источника тепловой энергии 10 посредством регулируемых

тепловых труб б передается водородаккуму- лирующему веществу 5, находящемуся в первом отсеке 4 капсул 3. Выделившийся водород через регулирующую арматуру 11 работающих капсул 3 и систему сбора и. отвода водорода 7 направляется потребителям. ,.. .

Формула изобретения.

Автономный аккумулятор водорода, состоящий из прочного корпуса, внутри которого размещены, капсулы с водородаккумулирующим веществом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автономности работы, снижения массогабаритных показателей, расширения диапазона водорода ккумулиру- ющих веществ, применяемых при создании автономных аккумуляторов водорода, регулирования расхода .генерируемого водорода -и

повышения надежности, он снабжен регулируемыми тепловыми трубами, при этом каждая из капсул разделена на два отсека, в первом из которых находится водородаккуму- лирующее веществ с размещенными в нем

конденсационными участками регулируемых тепловых труб, испарительные участки которых расположены во втором отсеке капсулы, содержащем автономный источник тепловой энергии, представляющий собой

тепловой аккумулятор или химический теп- логенератор.

k-A