Аккумулятор водорода

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 17 С 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Цг,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4881992/26 (22) 11.11.90 (46) 30,05.93, Бюл. N 20 (71) Институт проблем материаловедения

АН УССР (72) Т.И.Братанич, В.Г.Еневич, В.Г.Затовский, Q.È.Êèðèëèøåí, В.В.Скороход, С.М.Солонин и Л.И,Тучинский (56) Патент CIA ¹4457136, кл. F 17 С 11/00.

1984. (54) АККУМУЛЯТОР ВОДОРОДА (57) В аккумуляторе водорода, содержащем металлический корпус и контактирующую с

Изобретение относится к области водородной энергетики, в частности. к гидридному 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 Як =- 1,731 (d+ 2 д)л1, где

d — диаметр вписанной в сечение трубчатого элемента окружности; д — толщиной стенки трубчатого элемента; I — длина трубчатого элемента; и — количество трубчатых элементов; при этом d =- 2,5 — (0,360D — 2 д) и n =: 0.906

О /(d + 2 д), п 7. где D — внутренний диаметр корпуса.,. Ы„„1818503 Al ним насадку из аксиально расположенных полых трубчатых элементов, имеющих форму шестигранных призм и заполненных порошком гидрирующего материала, трубчатые элементы имеют поверхность контакта $к = 1,731 (d+ 2 д)п1, где d — диаметр вписанной в сечение трубчатого элемента окружности; и — количество трубчатых элементов; I — длина трубчатого элемента, при этом d = 2,5-(0,3600 — 2 81 )и и = 0,906 D /(d +

2 д), и > 77, где 0 — внутренний диаметр

2 . корпуса. 3 ил., 1 табл.

На фиг. 1-3 показан предлагаемый аккумулятор. благодаря укаэанным 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 LaNi5 (фрак1818503

Суммарная Водородоконтактная емкость

Внутренний Пористос1 д и а м е т р трубчатпг корпуса, мм элемента

Номер опыта

Скоростьтеыделения водорода при концентрации водорода в гидриде

160 мл/г LaNiS, Mn/Ã мин

Количество трубчатых э лементов сти. ной ние ру о элемента, мм поверхность трубчатых элементов, см мл г La Щ

ЗОЗК

323К

22.2

22,2

22,2

61

19

2 з

Аккумулятор-прототип

202

197

2,5

4,65

7,8

712,7

396,8

242,З

15.0

9,5

6.1

26,3

17.5

14.9

7.3

22.2

356,35.2,5

205

14,1 ция 0,1+0,2 мм); полученного методом плавления. Внутренний диаметр корпуса 0 составлял 22,2 мм, толщина д и длина трубчатого элемента соответственно равны

0,1 и 250 мм. В этом случае диаметр вписанной в сечение канала трубчатого элемента окружности d не должен превышать ьЗмакс = 0,360 D — 2 д = 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-прототипа с пористыми трубчатыми элементами (0 =.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?,3 и 14,1 мл/г мин, а из предлагаемого аккумулятора с теми же конструктивными параметрами и 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 см, а в предлагаемом аккумуляторе была равной 712,7 см . г

При диаметре окружности, вписанной в сечение канала трубчатого элемента, менее

2,5 мм не удается заполнить аккумулятор дисперсным порошком LaNi5. 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 ай!5.

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 контактирующей с ним насадки с аксиально ориентированными полыми беспористыми трубчатыми элементами в виде шестигранных призм с диаметром вписанных в сече5 ние их каналов окружностей d от 2,5 до 7,8 мм, имеет большую скорость выделения водорода по сравнению с аккумулятором-прототипом с теми же конструктивными параметрами. Беспористость стенок трубча"0 тых 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

20 основе гидрирующихся материалов, а также снизить инерционность бензо-водородных автомобилей.

Формула изобре гения

Аккумулятор водорода, содержащий ме25 таллический корпус и контактирующую с ним насадку.из аксиально расположенных полых трубчатых элементов, имеющих фор-. му шестигранных призм и заполненных по- . рошком гидрирующегося материала, о т л и30 ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения скорости поглощения и выделения водорода, трубчатые элементы имеют поверхность контак.та

Я1г = 1,731 (d + 2 д) и1, где d — диаметр. вписанной в сечение трубчатого элемента окружности; д — толщина стенки трубчатого элемента;

1 — длина трубчатого элемента;

40 . n — количество трубчатых элементов, при этом

d = 2,5 — (0,3600 — 2 д) и и = 0,9060 /(d +

+ 2д), и 7, где D — внутренний диаметр корпуса, 1818503 .

Составитель Т.Братанич

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т.Горячева

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1932 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5