氢气储存罐结构的制作方法

本申请涉及储氢设备，尤其是涉及一种氢气储存罐结构。

背景技术：

1、利用储氢合金材料实现固态储氢，不仅储量高，还具有安全性好、便于储置等特点，其原理是储氢合金在一定温度下发生吸收氢气的反应，在不同于吸氢温度的另一温度下发生释放氢气的反应，从而实现氢气的固态存储和释放使用，在吸收氢气或释放氢气的过程中储氢合金材料会吸热或放热，产生较大的热应力从而影响储氢罐服役寿命，因此，储氢合金的温度控制尤为关键。

2、现有的氢气储存罐，以导热片的方式居多，利用在储氢合金材料中埋设导热片，然后对导热片的温度进行调节，间接的实现储氢合金材料温度的控制。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：

4、仅仅通过埋设导热片进行温度调节，温度控制很不均匀，远离导热片和贴近导热片的不同区域储氢合金材料存在明显的、较大差额的温差，致使充氢过程中存在部分储氢合金材料在放氢，而在释放氢气的过程中存在部分储氢合金材料在吸氢，储氢合金材料受热不够均匀，充氢、放氢的效率较低，储存能力受到较大影响，而且储氢合金材料吸收或释放氢气时热量如果不能及时传递，还容易引起材料膨胀或收缩，进而失效缩短储氢罐服役寿命。

技术实现思路

1、本申请提供一种氢气储存罐结构，以改善以下技术问题：

2、常见氢气储存罐，在释放氢气的过程中存在部分储氢合金材料在吸氢，储氢合金材料受热不够均匀，充氢、放氢的效率较低，储存能力受到较大影响，而且储氢合金材料吸收或释放氢气时热量如果不能及时传递，还容易引起材料膨胀或收缩，进而失效缩短储氢罐服役寿命。

3、本申请提供一种氢气储存罐结构，采用如下的技术方案：

4、一种氢气储存罐结构，包括：中空罐体、氢气进出管、导热液输入管和导热液回流管；

5、所述氢气进出管安装于所述中空罐体的一端，所述导热液输入管和所述导热液回流管分别安装于所述中空罐体的两端；

6、所述中空罐体内设置有直径各不相同的多个隔筒，相邻两个所述隔筒之间和/或最小直径的所述隔筒内形成有储氢容腔，所述储氢容腔用于储存储氢合金材料，所述氢气进出管连通于所述储氢容腔；

7、所述隔筒的筒壁为中空结构且形成有夹层腔室，所述导热液输入管和所述导热液回流管之间通过所述夹层腔室连通。

8、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述隔筒具有多个，且多个所述隔筒与所述中空罐体同中心轴线布置。

9、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述中空罐体的内部还设置有两块端板，两块所述端板分别连接于所述隔筒的两端，一块所述端板与所述中空罐体的一端之间形成与所述导热液输入管相连通的进液腔，另一块所述端板与所述中空罐体的另一端之间形成与所述导热液回流管相连通的出液腔，所述端板上设置有供导热液进出所述夹层腔室的多个第一孔洞，所述端板上设置有供氢气进出所述储氢容腔的多个第二孔洞。

10、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述进液腔内还是设置有氢气连通部，所述氢气连通部具有一个进口和多个出口，所述进口与所述氢气进出管相连通，所述出口与所述第二孔洞相连通，所述氢气连通部内部设置有连通所述进口和所述出口的通道。

11、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述氢气连通部为长方体条形状，所述氢气连通部与所述导热液输入管不接触。

12、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述导热液输入管和所述氢气进出管位于所述中空罐体的同一端面，所述导热液回流管位于所述中空罐体的端部周侧壁上。

13、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述隔筒为铝、铝合金、复合塑料材质，所述隔筒与所述储氢合金材料接触的面设置有镀铬铜层和导热硅脂层，所述中空罐体为不锈钢材质或者碳纤维材质或铝内胆碳纤维缠绕结构或复合塑料材质。

14、在本申请的一种可实现的技术方案中，所述储氢合金材料为镁基储氢合金，所述镁基储氢合金的充氢温度在150℃-350℃之间，所述镁基储氢合金的放氢温度在250℃-400℃之间。

15、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

16、利用循环导热液在隔筒内部(即夹层腔室内)流通的方式，实现对隔筒的加热或散热，同时利用对储氢合金材料的温度控制，使热传导更加高效，储氢合金材料受热更加均匀，可提高充氢、放氢的效率，对储存能力也有积极影响，不易引起材料膨胀或收缩，延长了氢气储存罐结构的服役寿命。

技术特征：

1.一种氢气储存罐结构，其特征在于，包括：中空罐体(1)、氢气进出管(2)、导热液输入管(3)和导热液回流管(4)；

2.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述隔筒(5)具有多个，且多个所述隔筒(5)与所述中空罐体(1)同中心轴线布置。

3.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述中空罐体(1)的内部还设置有两块端板(7)，两块所述端板(7)分别连接于所述隔筒(5)的两端，一块所述端板(7)与所述中空罐体(1)的一端之间形成与所述导热液输入管(3)相连通的进液腔(11)，另一块所述端板(7)与所述中空罐体(1)的另一端之间形成与所述导热液回流管(4)相连通的出液腔(12)，所述端板(7)上设置有供导热液进出所述夹层腔室(51)的多个第一孔洞(71)，所述端板(7)上设置有供氢气进出所述储氢容腔的多个第二孔洞(72)。

4.根据权利要求3所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述进液腔(11)内还是设置有氢气连通部(8)，所述氢气连通部(8)具有一个进口和多个出口，所述进口与所述氢气进出管(2)相连通，所述出口与所述第二孔洞(72)相连通，所述氢气连通部(8)内部设置有连通所述进口和所述出口的通道。

5.根据权利要求4所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述氢气连通部(8)为长方体条形状，所述氢气连通部(8)与所述导热液输入管(3)不接触。

6.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述导热液输入管(3)和所述氢气进出管(2)位于所述中空罐体(1)的同一端面，所述导热液回流管(4)位于所述中空罐体(1)的端部周侧壁上。

7.根据权利要求1所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述隔筒(5)为铝、铝合金、复合塑料材质，所述隔筒(5)与所述储氢合金材料(6)接触的面设置有镀铬铜层和导热硅脂层，所述中空罐体(1)为不锈钢材质或者碳纤维材质或铝内胆碳纤维缠绕结构或复合塑料材质。

8.根据权利要求1至7任一项所述的氢气储存罐结构，其特征在于，所述储氢合金材料(6)为镁基储氢合金，所述镁基储氢合金的充氢温度在150℃-350℃之间，所述镁基储氢合金的放氢温度在250℃-400℃之间。

技术总结
本申请涉及储氢设备技术领域，尤其是涉及一种氢气储存罐结构，包括：中空罐体、氢气进出管、导热液输入管和导热液回流管；氢气进出管安装于中空罐体的一端，导热液输入管和导热液回流管分别安装于中空罐体的两端；中空罐体内设置有直径各不相同的多个隔筒，相邻两个隔筒之间和/或最小直径的隔筒内形成有储氢容腔，储氢容腔用于储存储氢合金材料，氢气进出管连通于储氢容腔；隔筒的筒壁为中空结构且形成有夹层腔室，导热液输入管和导热液回流管之间通过夹层腔室连通。本申请利用循环导热液在夹层腔室内流通的方式，实现对隔筒的加热或散热，利用对储氢合金材料的温度控制，使热传导更加高效，储氢合金材料受热更加均匀，提高充氢、放氢的效率。

技术研发人员：张剑敏,冯波,张阳,杨建宝,王志斌,周国鹏,刘思语,王浩
受保护的技术使用者：申江压力容器（武汉）有限公司
技术研发日：20230309
技术公布日：2024/1/13