Аккумулятор водорода Советский патент 1993 года по МПК F17C11/00 

Изобретение относится к области водородной энергетики, в частности, к гидридно- му хранению и транспортировке водорода.

Цель изобретения - повышение эффективности аккумулятора путем увеличения скорости поглощения и выделения водорода.

Поставленная цель достигается тем, что в известном аккумуляторе водорода, содержащем механический корпус и контактирующую с ним насадку из аксиально расположенных полых трубчатых элементов, имеющих форму шестигранных призм и заполненных порошком гидрирующегося материала, трубчатые элементы имеют поверхность контакта Sk 1.731 (d + 2 (5)nl, где d-диаметр вписанной в сечение трубчатого элемента окружности; б - толщиной стенки трубчатого элемента: I - длина трубчатого элемента; п - количество трубчатых элементов; при этом d - 2.5-(0,360D - 2 d) и n 0.906 D2/(d + 2 d)2, n 7. где D - внутренний диаметр корпуса.

На фиг. 1-3 показан предлагаемый аккумулятор.

Благодаря указанным отличительным признакам стенки трубчатых элементов являются беспористыми, что позволяет увеличить радиальную теплопроводность аккумулятора, интенсифицировать теплообмен в гидридном слое в целом и, в конечном счете, повысить эффективность аккумулятора путем увеличения скорости поглощения и выделения водорода.

Предложенный аккумулятор водорода изготавливали из медного корпуса (ГОСТ 617-72) и контактирующей с ним насадки из плотноупакованных медных полых цилиндрических аксиально ориентированных трубчатых элементов с беспористыми стенками с последующим обжатием корпуса аккумулятора, в результате которого трубчатые элементы насадки приобретали форму полых шестигранных призм, контактирующих между собой и с корпусом по поверхности. Готовую конструкцию заполняли порошком гидрирующегося интерметаллида LaNis (фрак&

00

00

ел о со

цияО.1 +0,2 мм), полученного методом плавления. Внутренний диаметр корпуса D составлял 22,2 мм, толщина д и длина I трубчатого элемента соответственно равны 0,1 и 250 мм. В этом случае диаметр вписанной в сечение канала трубчатого элемента окружности d не должен превышать owe 0,360 D - 2 6 0,360 22,2 - 2 .0.1 7,8 мм.

Исследования показали, что скорость выделения водорода из предлагаемого аккумулятора значительно превышает таковую из аккумулятора - прототипа. Так, скорость выделения из аккумулятора-прото: типа с пористыми трубчатыми элементами (в 50%), имеющего внутренний диаметр корпуса 22,2 мм, с насадкой из 61 трубчатых элементов с диаметром окружности, вписанной в сечение канала трубы элемента, 2,5 мм составляла при 303 и 323 К соответственно 7,3 и 14,1. мл/г мин, а из предла: гаемого аккумулятора с теми же конструктивными параметрами п и d при тех же температурах была равной соответственно 15,0 и 26,3 мл/г мин. При этом контактная поверхность трубчатых элементов в аккумуляторе-прототипе соответствовала 356,35 см2, а в предлагаемом аккумуляторе была равной 712,7 см2.

При диаметре окружности, вписанной в сечение канала трубчатого элемента, менее 2,5 мм не удается заполнить аккумулятор дисперсным порошком LaNis. Свободное протекание порошка в трубчатые элементы затруднено из-за высокого трения между частицами и стенками трубчатого элемента, а также в связи с агломерацией дисперсного порошка LaNis.

Результаты испытания предлагаемого аккумулятора и аккумулятора-прототипа сведены в таблицу.

Таким образом, предлагаемый аккумулятор водорода, состоящий из медных корпуса с внутренним диаметром 22,2 мм и

0

5

0

5

0

5

0

контактирующей с ним насадки с аксиально ориентированными полыми беспористыми трубчатыми элементами в виде шестигранных призм с диаметром вписанных в сечение их каналов окружностей d от 2,5 до 7,8 мм, имеет большую скорость выделения водорода по сравнению с аккумулятором-про- тотипом с теми же конструктивными параметрами, Беспористость стенок трубчатых элементов обеспечивает увеличение поверхности теплового контакта и повышения радиальной теплопроводности аккумулятора в целом, что, в конечном счете, повышает эффективность аккумулятора путем увеличения скорости поглощения и выделения водорода.

Реализация изобретения позволят повысить КПД термосорбционных компрессоров и холодильных машин, работающих на основе гидрирующихся материалов, а также снизить инерционность б.ензо-водородных автомобилей.

Формула изобретения

Аккумулятор водорода, содержащий металлический корпус и контактирующую с ним насадку из аксиально расположенных полых трубчатых элементов, имеющих форму шестигранных призм и заполненных порошком гидрирующегося материала, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости поглощения и выделения водорода, трубчатые элементы имеют поверхность контакта

Sk 1,731 (d + )nl,: - где d - диаметр вписанной в сечение трубчатого элемента окружности;

д - толщина стенки трубчатого элемента;

1 - длина трубчатого элемента;

п - количество трубчатых элементов, при этом

d 2,5 - (0,3600 - 2 (5) и п 0,906D2/(d + .+ 2 д}2, п 7, где D - внутренний диаметр корпуса,

Фи г. г

В аккумуляторе водорода, содержащем металлический корпус и контактирующую с ним насадку из аксиально расположенных полых трубчатых элементов, имеющих форму шестигранных призм и заполненных порошком гидрирующего материала, трубчатые элементы имеют поверхность контакта Sk 1,731 (d + 2(5)nl, где d-диаметр вписанной в сечение трубчатого элемента окружности; п - количество трубчатых элементов; I - длина трубчатого элемента, при этом d 2,5-(0,360D - 2 d) и п 0,906 D2/(d + 2 d)2, n 7, где D - внутренний диаметр .корпуса. 3 ил., 1 табл.