专利名称：一种带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于氢能领域的储氢技术，特别涉及一种带有安全保护结构的金属氢
化物储氢装置。
技术背景 氢能作为一种极为优越的二次能源和清洁能源，其主要优点有燃烧热值高，每千 克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3. 9倍，焦炭的4. 5倍。燃烧的产物是水，是世 界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演义了 自然物质循环利用、持续发展的经典过程。同时，氢能作为"含能体能源"，具有汽油、柴油 一样的直接存储、运输、使用的特性，而克服了电能等"过程性能源"无法大量直接存储的缺 陷。 氢的贮存与输送是氢能利用中的重要环节。由于氢的易燃性、易扩散性和重量轻， 因此其贮存与输送中的安全、高效和无泄漏损失是人们在实际应用中优先考虑的问题。工 业实际应用中大致有五种贮氢方法(1)常压贮存；(2)高压容器；(3)液氢贮存；(4)金属 氢化物方式；(5)吸附贮存。其中传统的贮存方式存在体积储氢密度低，对使用容器性能要 求高，存在爆炸危险等缺陷；而金属氢化物储氢具有体积比储氢密度高，平衡压力低，使用 安全等优点，可同时用于工业和民用，从而使氢能走进我们的日常生活。 现有的金属氢化物储氢装置，内部填充有金属氢化物储氢材料，当金属氢化物储
氢材料吸氢时，其晶胞体积变大，放氢时晶胞体积收縮，储氢器也将随之发生膨胀收縮变 形，如填料不均，还将导致容器不同部位受力不均匀，而且金属氢化物储氢材料吸放氢的过
程是一个热交换的过程，过充和热膨胀都有可能使金属氢化物储氢装置局部压力过大而造 成瓶体爆破或爆炸。因此，在金属氢化物储氢装置上还需有一定的特殊结构以消除此安全 隐患。
发明内容 为了克服现有技术的不足和存在的部分安全隐患，本实用新型的目的是提供一种
新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置。该储氢装置结构简单，成本低廉，安装使
用方便，中高压水电解制氢装置产生的氢气可以直接罐充到此装置内。当装置内部气体过
充或热膨胀压力增大到预先设定的压力高限值时，多功能一体式瓶塞中的安全保护结构就
会自动感应而快速放气减压，防止瓶体破裂或爆炸，从而提高了使用过程中的安全性。 本实用新型采用如下技术方案一种新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢
装置，主要由存储容器壳体、储氢合金粉末、导热剂、防膨胀剂、氢气导流构件、多功能一体
式瓶塞、减压阀等组成，其中多功能一体式瓶塞是集开关阀、过滤器和安全保护结构为一体
的新型连接件。其特点是氢气导流构件、储氢合金粉末、导热剂和防膨胀剂置于存储容器
的壳体内，存储容器壳体、多功能一体式瓶塞、密封垫圈和减压阀采用压縮密封方式连接。
也可以将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组，以满足不同的氢气需求量。[0007] 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是存储容器壳体、多功 能一体式瓶塞均采用不锈钢材质，存储容器壳体外径为5 100mm。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是当装置内部气体过 充或热膨胀压力增大到预先设定的压力高限值(5 15MPa)时，多功能一体式瓶塞中的安 全保护结构就会自动感应而快速放气减压，防止瓶体破裂或爆炸，从而提高了使用过程中 的安全性。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是存储容器壳体、多功 能一体式瓶塞、密封垫圈和减压阀采用压縮密封方式连接。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是氢气导流构件采用 网状金属制备，其材质为钛及其合金、铝及其合金、钙及其合金、铁及其合金、镍及其合金中 的一种或几种，且有弹性。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是过滤器为片状的不 锈钢粉、铜粉等的烧结体，防止储氢合金粉末进入气路。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是金属氢化物储氢合 金粉末为稀土镧镍(AB5型)、镁系合金(A2B型)、钛铁合金(AB型)或TiV固溶体合金等合 金中的某一种。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是导热剂的材质为钙、 铝或其合金；防膨胀剂采用铝合金纤维丝。 所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特点是可根据对氢气的不 同需求量将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组。
图1为新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置的结构图。 图中，1-减压阀，2-多功能一体式瓶塞，3-过滤器，4-存储容器壳体，5-安全保护
结构，6_开关阀，7_氢气导流构件，S-填充物(包括储氢合金粉末、导热剂和防膨胀剂)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。 实施例1 本实用新型带安全保护的金属氢化物储氢装置，其内部结构和外形为不锈钢存 储容器壳体4，外径51mm，长295mm。网状氢气导流构件7是铝制作的，直径5mm，长225mm， l根，将其置于筒体内。灌充AB5型LaNi5储氢合金粉末1400g。内部装有的导热剂采用钙 铝合金制备，防膨胀剂采用铝合金纤维丝。存储容器壳体4、多功能一体式瓶塞2、密封垫圈 和减压阀l采用压縮密封方式连接。连接头装有过滤器3，过滤器为片状的不锈钢粉的烧结 体，防止储氢合金粉末进入气路。在氢气出口的连接头处装有安全保护结构5，内部压力增 大到预先设定的压力5MPa时，多功能一体式瓶塞中的安全保护结构就会自动感应而快速 放气减压，保证装置内部压力在安全范围之内。 实施例2 本实用新型带安全保护的金属氢化物储氢装置，其内部结构和外形为不锈钢存储容器壳体4，外径81mm，长335mm。网状氢气导流构件7是铝制作的，直径8mm，长255mm， l根，将其置于筒体内。灌充AB5型LaNi5储氢合金粉末3600g。内部装有的导热剂采用纯 钙制备，防膨胀剂采用铝合金纤维丝。存储容器壳体4、多功能一体式瓶塞2、密封垫圈和减 压阀1采用压縮密封方式连接。连接头装有过滤器3，过滤器为片状的不锈钢粉的烧结体， 防止储氢合金粉末进入气路。在氢气出口的连接头处装有安全保护结构5，内部压力增大到 预先设定的压力10MPa时，多功能一体式瓶塞中的安全保护结构就会自动感应而快速放气 减压，保证装置内部压力在安全范围之内。 另外，将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组，也在本专利的保护范围之 内。
权利要求一种新型的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于由存储容器壳体、储氢合金粉末、导热剂、防膨胀剂、氢气导流构件、多功能一体式瓶塞、减压阀等组成，其中多功能一体式瓶塞是集开关阀、过滤器和安全保护结构为一体的新型连接件；氢气导流构件、储氢合金粉末、导热剂和防膨胀剂置于存储容器的壳体内，存储容器壳体、多功能一体式瓶塞、密封垫圈和减压阀采用压缩密封方式连接；也可以将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组，以满足不同的氢气需求量。
2. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于存 储容器壳体、多功能一体式瓶塞均采用不锈钢材质，存储容器壳体外径为5 100mm。
3. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于当 装置内部气体过充或热膨胀压力增大到预先设定的压力高限值(5 15MPa)时，多功能一 体式瓶塞中的安全保护结构就会自动感应而快速放气减压。
4. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于存 储容器壳体、多功能一体式瓶塞、密封垫圈和减压阀采用压縮密封方式连接。
5. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于氢 气导流构件采用网状金属制备，其材质为钛及其合金、铝及其合金、钙及其合金、铁及其合 金、镍及其合金中的一种或几种，且有弹性。
6. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于过 滤器为片状的不锈钢粉、铜粉等的烧结体，防止储氢合金粉末进入气路。
7. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于金属氢化物储氢合金粉末为稀土镧镍(AB5型)、镁系合金(A2B型)、钛铁合金(AB型)或TiV 固溶体合金等合金中的某一种。
8. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于导 热剂的材质为钙、铝或其合金；防膨胀剂采用铝合金纤维丝。
9. 根据权利要求1所述的带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，其特征在于可 根据对氢气的不同需求量将此金属氢化物储氢装置通过汇流排编排成组。
专利摘要一种带有安全保护结构的金属氢化物储氢装置，由存储容器壳体、储氢合金粉末、导热剂、防膨胀剂、氢气导流构件、多功能一体式瓶塞、减压阀等组成，其中多功能一体式瓶塞是集开关阀、过滤器和安全保护结构为一体的新型连接件。此金属氢化物储氢装置可单独使用也可以将多个装置通过汇流排编排成组，以满足不同的氢气需求量。具有体积比储氢密度高，平衡压力低，使用安全等优点，可同时用于工业和民用，从而使氢能走进我们的日常生活。当装置内部气体过充或热膨胀压力增大到预先设定的压力高限值时，多功能一体式瓶塞中的安全保护结构就会自动感应而快速放气减压，防止瓶体破裂或爆炸，从而提高了使用过程中的安全性。
文档编号F17C13/00GK201487536SQ20092004541
公开日2010年5月26日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者刘振泰, 曾壎, 沈建跃 申请人:无锡尚弗能源科技有限公司