Емкость для безопасного хранения, перевозки и использования водорода

Авторы патента:

F17C1/00 - Сосуды высокого давления, например газовые баллоны, резервуары для газа, заменяемые патроны или баллончики (нагнетательная аппаратура не для целей хранения, см. соответствующие подклассы, например A62C,B05B, установленные на транспортных средствах, см. соответствующие подклассы B60- B64; сосуды высокого давления вообще F16J 12/00)

Владельцы патента RU 2792697:

Тедтоев Аслан Солтамбекович (RU)

Изобретение относится к емкостям для безопасного хранения, перевозки и использования водорода. Емкость представляет собой сосуд, содержащий корпус, который внутри состоит из двух несообщающихся групп ячеек с раздельным размещением в них водорода и кислорода в пропорции, соответствующей химической формуле воды Н₂О. При данной схеме в случае внештатной ситуации, например детонация, водород моментально смешивается с кислородом и превращается в воду либо ее пар, что исключает взрыв и тяжелые последствия от таких внештатных ситуаций, в двигателе в качестве топлива используется водород, а кислород употребляется как окислитель либо кислород забирается из окружающей среды, кислород в этом случае не расходуется. Технический результат заключается в исключении взрывов. 2 ил.

Область техники:

Двигателестроение, авиастроение, автомобилестроение, транспорт, топливная емкостная техника.

Аналогом Емкости для безопасного хранения, перевозки и использования водорода является различные баки, цистерны и газгольдеры. При этом их прототипом возможно назвать при использовании в транспортном средстве первые, а при использовании для хранения топлива - последние.

Бак - сосуд для хранения жидкости и газов. Научно-технический энциклопедический словарь [Электронный ресурс]: enc-dic.com. (дата обращения: 01.09.2021).

Цистерна - емкость обычно цилиндрической формы для перевозки и хранения жидкостей и газов. Научно-технический энциклопедический словарь [Электронный ресурс]: enc-dic.com. (дата обращения: 01.09.2021).

Газгольдер - емкость для хранения газов. Научно-технический энциклопедический словарь [Электронный ресурс]: enc-dic.com. (дата обращения: 01.09.2021).

Недостатком известных ныне баков цистерн (аналога и прототипа) является их неспособность предотвратить взрыв водорода.

Раскрытие сущности Емкости для безопасного хранения, перевозки и использования водорода

Емкость для безопасного хранения, перевозки и использования водорода представляет собой сосуд, который внутри состоит из двух несообщающихся между собой групп ячеек наподобие пчелиных сот, первая группа представляет собой сообщающееся между собой ячейки, предназначенные для помещения в них водорода, вторая группа также сообщающихся ячеек - для помещения в нее кислорода, водород закачивается с большим давлением для обеспечения большего объема, чем кислород в пропорции 2 к 1 или 0,68 к 0,32. Такая пропорция примерно соответствует соотношению молекул водорода и кислорода в формуле воды №0.

Как вариант данная пропорция может достигаться устройством ячеек для водорода с большим объемом, чем ячеек для кислорода, при данной схеме, в случае внештатной ситуации, например детонации, водород моментально смешивается с кислородом и превращается в воду, либо ее пар, что исключает взрыв и тяжелые последствия от таких внештатных ситуаций.

В двигателе на водороде, в качестве топлива используется водород, а кислород может употребляться как окислитель, в этом случае расходование водорода и кислорода осуществляется параллельно, это условие обеспечивается компьютером, либо иной системой автоматического управления, либо кислород забирается из окружающей среды, в этом случае кислород из емкости не расходуется.

В случае образования дисбаланса в соотношении водорода и кислорода, излишняя часть того или иного газа удаляется через специальные клапаны.

Закачка водорода в емкости, предназначенные для его хранения и перевозки, а также его расходование либо извлечение, могут осуществляться без удаления кислорода.

Материал, из которого изготавливаются ячейки менее прочный, чем материал для корпуса емкости, соответственно при разрушении ячеек, корпус остается целым, что исключает повреждение транспортных средств, на которых емкость установлена, либо иной вред.

Такой эффект достигается применением металла разной толщины, то есть, металл для ячеек менее тонкий, чем для корпуса, или применением иных материалов разной прочности, материал для ячеек менее прочный, чем для корпуса. В случае возникновение внештатной ситуации образовавшаяся при смешивании водорода и кислорода вода, либо пар удаляются через аварийный клапан, установленный в корпусе емкости.

При оснащении предлагаемой емкостью воздушного судна, оно может быть снабжено дополнительной резервной емкостью с топливом, соответственно при возникновении внештатной ситуации в основной емкости, топливо в резервной емкости используется для аварийной посадки. Таким же способом это может решаться на других видах транспортных средств.

Задача предполагаемого технического решения

Емкость для безопасного хранения, перевозки и использования водорода имеет назначение устранить такое негативное свойство, как взрывоопасность.

Возможность обеспечения описанного выше технического результата при осуществлении изобретения основывается на химической формуле воды Н₂O, при соединении двух молекул водорода с молекулой кислорода образуется вода.

Принципиальные схемы емкости для безопасного хранения, перевозки и использования водорода представлена на фигурах 1 и 2.

Работа емкости для безопасного хранения, перевозки и использования водорода осуществляется следующим образом. Емкость внутри состоит из двух несообщающихся между собой групп ячеек наподобие пчелиных сот, первая группа представляет собой сообщающееся ячейки и предназначена для помещения в нее водорода, вторая группа сообщающихся ячеек - для помещения в нее кислорода, соотношение объемов 2 к 1, либо 0,68 к 0,32, такая пропорция, в целом, соответствует соотношению молекул водорода и кислорода в формуле воды Н₂О. При данной схеме, в случае внештатной ситуации, например детонация, взрыв, водород моментально смешивается с кислородом и превращается в воду, либо ее пар, что исключает взрыв и тяжелые последствия от таких внештатных ситуаций.

В двигателе в качестве топлива используется водород, а кислород употребляется как окислитель. Либо кислород может забираться из окружающей среды, в этом случае кислород из емкости не расходуется. Расходование водорода с кислородом, а также их закачка в емкость, могут осуществляться параллельно. Закачка и расходование водорода из емкостей, предназначенных для его хранения и перевозки, могут осуществляться без удаления кислорода.

Краткое описание чертежей:

На фигуре №1 изображена емкость для безопасного хранения, перевозки и использования водорода с обеспечением соотношения объема водорода и кислорода 2 к 1 путем создания разности давления, в поперечном разрезе:

1) емкость;

2) система ячеек для водорода;

3) система ячеек для кислорода;

4) канал закачки водорода;

5) канал закачки кислорода;

6) канал выхода водорода;

7) канал выхода кислорода;

8) спускные клапаны;

9) аварийный клапан.

На фигуре №2 изображена емкость для безопасного хранения, перевозки и использования водорода с обеспечением соотношения водорода 2 к 1 путем устройства ячеек с различным объемом, в поперечном разрезе:

1) емкость;

2) система ячеек для водорода;

3) система ячеек для кислорода;

4) канал закачки водорода;

5) канал закачки кислорода;

6) канал выхода водорода;

7) канал выхода кислорода;

8) спускные клапаны;

9) аварийный клапан.

Осуществление емкости для безопасного хранения, перевозки и использования водорода.

Названной емкостью могут оснащаться летательные аппараты военной и гражданской авиации, а также иные транспортные средства с двигателями, работающими на водородном топливе, помимо того на основании предложенной конструкции могут выполняться цистерны и другие емкости для хранения и перевозки водородного топлива, обеспечивая достижение упоминавшихся ранее полезных свойств.

Емкость для безопасного хранения, перевозки и использования водорода, выполненная в виде сосуда, содержащего корпус, который внутри состоит из двух несообщающихся между собой групп ячеек наподобие пчелиных сот, первая группа выполнена в виде сообщающихся между собой ячеек, предназначенных для помещения в них водорода, вторая группа выполнена в виде сообщающихся ячеек, предназначенных для помещения в них кислорода, закачивание водорода осуществлено с большим давлением для обеспечения большего объема, чем кислород, в пропорции 2 к 1 или 0,68 к 0,32, причем емкость выполнена таким образом, что закачка водорода в емкости, предназначенные для его хранения, перевозки и использования, а также расходование либо извлечение могут осуществляться без удаления кислорода, при этом материал, из которого изготавливаются ячейки, менее прочный, чем материал для корпуса емкости, причем емкость содержит аварийный клапан, установленный в корпусе, через который в случае возникновение внештатной ситуации осуществляется удаление образовавшихся при смешении водорода и кислорода воды либо пара.

Похожие патенты:

Сосуд высокого давления // 2788663

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при создании сосудов высокого давления, работающих в условиях высоких внутренних давлений, температурных, радиационных и других воздействий. Сосуд выполнен из сборных предварительно напряженных элементов (1,2), состоящих из дугообразных железобетонных элементов (12,14).

Металлопластиковый баллон высокого давления и способ его изготовления // 2780907

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении многослойных баллонов высокого давления с внутренней футеровкой из коррозионно-стойкого материала, обеспечивающих надежное хранение и транспортировку коррозионно-активных жидкостей и газов. Металлопластиковый баллон высокого давления содержит стальной лейнер, выполненный в виде средней цилиндрической части и двух днищ, в которых закреплены штуцера.

Устройство для рекуперации единиц холода спг, используемого в качестве топлива в транспортных средствах // 2780032

Устройство для рекуперации единиц холода СПГ (сжиженного природного газа), используемого в качестве топлива в транспортных средствах, включающее: первый теплообменник (1), размещенный на тягаче (10) транспортного средства между баком (14) СПГ и контуром (12, 18) газификации и нагрева СПГ, при этом указанный СПГ направляют к двигателю (13) транспортного средства, второй теплообменник (2), размещенный внутри охлаждаемой кабины (11) прицепа или полуприцепа (20) транспортного средства, замкнутый промежуточный контур (15), в котором циркулирует теплопередающая текучая среда, включающий устройство (3) для перемещения теплопередающей текучей среды, системы (4, 5) для соединения и отсоединения трубопроводов промежуточного контура (15), которые установлены на тягаче (10), и трубопроводов того же промежуточного контура (15), установленных на прицепе или полуприцепе (20), и устройство для хранения и реинтеграции теплопередающей текучей среды в промежуточном контуре (15) и для поддержания флюида-теплоносителя при определенном значении давления в указанном промежуточном контуре (15).

Способ организации баллонов в пакет для хранения и транспортировки технологических сред под давлением и металлокомпозитный баллон для его осуществления // 2776932

Изобретение относится к машиностроению, в частности к металлокомпозитным баллонам высокого давления и технологиям организации пакета газовых баллонов, обеспечивающим погрузку на транспортное средство, и может быть использовано в газобаллонных установках передвижных автомобильных газовых заправщиков. Способ организации баллонов (1) в пакет для хранения и транспортировки технологических сред под давлением заключается в том, что баллоны укладывают друг на друга рядами, формируя пакет баллонов.

Способ утилизации отпарного газа из резервуара сжиженного природного газа (спг) // 2770964

Изобретение относится к области хранения сжиженного природного газа (СПГ), в частности к обеспечению утилизации отпарного газа из резервуара СПГ, и может быть использовано в криогенной газовой промышленности. Способ включает хранение сжиженного природного газа в резервуаре.

Подводное хранилище сжиженного природного газа // 2770514

Изобретение относится к шельфовым сооружениям, а именно к морским хранилищам сжиженного природного газа (СПГ), предназначенным для подводного накопления и хранения сжиженного природного газа (СПГ) в акваториях Северного Ледовитого океана. Подводное хранилище сжиженного природного газа содержит двустенный корпус в виде полусферы с плоским днищем с образованием герметичного объема, закрепленный посредством погружных свай на грунте морского дна с зазором между днищем корпуса и морским дном.

Гибридный баллон высокого давления с пластиковой гильзой // 2769416

Изобретение относится к сосудам высокого давления и может быть использовано для баллонов и резервуаров для газа и способов их изготовления. Изобретение заключается в том, что баллон высокого давления включает в себя гильзу резервуара, изготовленную из термопластичного материала, узел запорного клапана, внешний укрепляющий слой, размещенный на гильзе резервуара, защитную оболочку, выполненную с возможностью окружения резервуара, причем защитная оболочка включает в себя верхний опорный обод, образующий верхнее отверстие, при этом узел запорного клапана проходит через верхнее отверстие, а пространство между верхним опорным ободом и узлом запорного клапана образует первое отверстие для воздушного потока.

Мобильная газозаправочная станция // 2769253

Изобретение относится к специализированным транспортным средствам для перевозки сосудов высокого давления, заполненных газомоторным топливом (ГМТ). Мобильная газозаправочная станция (МГС) содержит установленную на шасси самоходного транспортного средства платформу с ложементами для крепления и транспортировки различных одиночных и/или собранных в кассеты емкостей с газомоторным топливом или буксируемым ТС прицепом с аналогичной платформой, и смонтированный на платформе ТС тросовый или рычажно-шарнирный гидравлический кран-манипулятор МГС.

Интегрированный комплекс по производству сжиженного природного газа (спг) на основании гравитационного типа (огт) // 2767575

Комплекс по производству сжиженного природного газа (СПГ) содержит основание гравитационного типа (ОГТ), на верхней плите которого расположены модули верхнего строения, включающие соединительные модули 35-38, расположенные вдоль средней линии верхней плиты 2 ОГТ, и модули оборудования, по меньшей мере часть из которых расположена в один ряд с каждой стороны от соединительных модулей 35-38.

Способ изготовления лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона и лейнер для реализации способа // 2765216

Способ изготовления лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона и лейнер для реализации способа предназначены для дыхательных аппаратов спасателей и пожарных служб МЧС. В способе формирование днищ (3) лейнера осуществляют методом горячей закатки из трубной заготовки, а перед термической обработкой в горловине (2) лейнера устанавливают пробку (5) с отверстием (6), которое соединяют с трубкой (7) для выхода паровоздушной смеси из внутренней полости лейнера.