Аккумулятор водорода Советский патент 1993 года по МПК F17C11/00 

Изобретение относится к транспортной энергетике и может быть-использовано при создании дизельных энергоустановок, работающих с добавками водорода.

Целью изобретения является снижение массы и стоимости гидридного аккумулятора водорода.

На фиг. 1 показан предлагаемый аккумулятор; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фив. 1.

Аккумулятор водорода состоит из двух блоков 1 и 2.

Каждый блок содержит ДРЗ коаксиальных цилиндра, наружного 3, 4, заполненного высокотемпературным гидридом 5, и

внутреннего 6,7, заполненного низкотемпературным гидридом 8.

Водородный коллектор 9 внутреннего цилиндра 6 первого блока 1 соединен через обратный клапан 10 с водородным коллектором 11 наружного цилиндра 4 блока 2, а через обратный клапан 12 с ресивером 13. Водородный коллектор 14 внутреннего цилиндра 7 блока 2 соединен через обратный клапан 15 с водородным коллектором 16 наружного цилиндра 3 блока 1, а через обратный клапан 17 с ресивером 18.

В блоках 1 и 2 в газоходах 19 и 20, отделяющих внутренние цилиндры от наружных, установлены заслонки21 и22, при-, воды которых 23 и 24 своими внутренними полостями связаны с водородными коллек00

о VI

го

2

торами 9 и 14 внутренних цилиндров 6 и 7 этих блоков.

Блоки 1 и 2 имеют индивидуальные газоходы 25 и 26, которые, в свою очередь, имеют по два цилиндрических патрубка 27, 28, 29 и 30. Патрубки 28, 29 предназначены для подачи отходящих газов, а патрубки 27, 30 - для подачи наружного воздуха. Патрубки 28 и 29 связаны общим коллектором 31.

Во всех четырех патрубках 27,28,29,30 установлены заслонки 32,33,34,35 с общим приводом 36, которые ориентированы следующим образом: углы между заслонками 32, 34 и осью аккумулятора равны 90°; углы между заслонками 33, 35 и осью аккумулятора равны 180°. Зарядка водородом АВ осуществляется через клапана 37 и 38.

Аккумулятор водорода работает следующим образом.

Отходящиетазы двигателя поступают в коллектор 31. Поскольку заслонка 33 патрубка 28 открыта, а 34 закрыта, отходящие газы поступают в газоход 25 блока 1, нагревая гидриды 5 и 8 труб 3 и 6. Водород, выделившийся из низкотемпературного гидрида 8 через водородный коллектор 9 и обратный клапан 12 поступаете ресивер 13, а затем в систему питания двигателя. При превышении установленного давления в ресивере 13, привод 23 заслонки 21, установленный в газоходе 19, провернет ее, уменьшив тем самым расход отходящих газов на обогрев низкотемпературного гидрида и увеличив расход отходящих газов на обогрев высокотемпературного гидрида. Водород, выделившийся из высокотемпературного гидрида 5 через коллектор 16, обратный клапан 15 и.коллектор 14 поступает во внутреннюю трубу 7 блока 2. Гидрид 8, заполняющий трубу 6, поглощает этот водород. Теплота сорбции отводится наружным воздухом, поступающим при движении транспортного средства через открытую заслонку 35 патрубка 30 газохода 26.

При полной разрядке гидрида 8 трубы 6 привод 26 заслонок 32, 33, 34, 35 меняет их ориентацию на 90°. Таким образом, заслонки 33, 35 оказываются закрытыми, а 32, 34 - . открытыми. Отходящие газы начинают поступать через коллектор 31, патрубок 29 в газоход 26, нагревая трубы 4 и 7. Водород из трубы 7 через водородный коллектор 14 и обратный клапан 17 поступает в ресивер 18, а затем в систему питания двигателя. Водород из трубы 4 через водородный коллектор 11, обратный клапан 10, водородный коллектор 9 поступает в трубу 6 и поглощается низкотемпературным гидридом 8. Теплота, сорбции отводится наружным воздухом, поступающим через открытую заслонку 32 патрубка 27 в газоход 25. Расход отходящих газов, идущих на обогрев трубы 7, регулируется заслонкой 22 газохода 20. Зарядка аккумулятора водородом осуществляется через клапаны З7.и 38.

Таким образом, подача водорода в двигатель осуществляется из низкотемпературного гидрида, а хранение основного количества водорода осуществляется в вы0 сокотемпературном гидриде. В процессе эксплуатации аккумулятора обеспечивает одновременно разрядку низкотемпературного гидрида одного блока и зарядку водородом низкотемпературного гидрида

5 другого блока. Все это позволяет обеспечить работоспособность АВ в широком диапазоне температур отходящих газов и давлений водорода, заменив при этом значительную часть тяжелого и дорогого низко0 температурного гидрида на легкий и дешевый высокотемпературный. Формула изобретения 1. Аккумулятор водорода преимущественно транспортного средства, содержа5 щийблоки, заполненные . высокотемпературным и низкотемпературным гидридами интерметаллического сое- динения,- соединенные с водородными коллекторами, отличающийся тем, что,

0 с целью снижения массы и стоимости, он снабжен ресивером, каждый блок выполнен в виде коаксиальных цилиндров, наружный из которых заполнен высокотемпературным гидридом, а внутренний - низкотемператур5 ным, между цилиндрами и .блоками выполнены газоходы, при этом водородный коллектор внутреннего цилиндра первого блока через обратные.клапаны подключен к водородному коллектору наружного цилин0 Дра второго блока и к ресиверу, а водород- ный коллектор внутреннего цилиндра второго блока через обратные клапаны - к водородному коллектору наружного цилиндра первого блока и к ресиверу.

5 2. Аккумулятор поп. 1, отл и ч а ю щи й- с я тем, что газоходы между цилиндрами имеют заслонки с приводами, подключенными к водородным коллекторам внутренних цилиндров.

0

3. Аккумулятор по пп 1 и 2, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что газоходы между блоками снабжены первыми патрубками для подачи отходящих газов и вторыми патрубками для 5 подачи воздуха, при этом первые патрубки сообщены между собой посредством кол- лектора.

4. Аккумулятор по пп. 1-3, о т л и ч а ю: щ и и с я тем, что все патрубки имеют заслонки с общим приводом, при этом заслонка первого патрубка первого блока уста- второго блока, и оставшиеся заслонки пат- новлена параллельно заслонке второго патрубка рубков расположены перпендикулярно им.

Фиг А

Сущность изобретения: аккумулятор водорода представляет собой систему двух блоков, каждый из которых состоит из двух коаксиальных цилиндров, наружного, заполненного высокотемпературным гидридом, и внутреннего, заполненного низкотемпературным гидридом, при этом водородный коллектор внутреннего цилиндра блока соединен через обратные клапаны с водородным коллектором наружного цилиндра блока и с ресивером, а водородный коллектор внутреннего цилиндра блока соединен через обратные клапаны с водородным коллектором наружного цилиндра блока с ресивером. В каждом блоке в газоходе, отделяющем один цилиндр от другого, установлена заслонка, привод которой своей внутренней полостью связан с водородным коллектором внутреннего цилиндра этого блока. Таким образом подача водорода в двигатель осуществляется из низкотемпературного гидрида, а хранение основного количества водорода осуществляется в дешевом и легком высокотемпературном гидриде. В процессе эксплуатации гидридный аккумулятор одновременно обеспечивает разрядку низкотемпературного гидрида одного блока и зарядку водородом низкотемпературного гидрида другого блока. 3 з.п. ф-лы, 4 ил, . ел с