Резервуар для аккумулирования и отбора водорода и/или тепла

Классификация по МПК: C01B

Патентная информация
Заявка на изобретение №: 
2012114595
Дата публикации: 
Воскресенье, Октябрь 27, 2013

1. Резервуар для аккумулирования и отбора водорода посредством обратимой реакции гидрирования/дегидрирования, состоящий из теплоизолированной камеры, содержащей множество аккумулирующих водород элементов (2) в виде гидридов, причем каждый имеет, по меньшей мере, одну поверхность для обмена с газообразным водородом, с одной стороны, и по меньшей мере одну поверхность теплообмена, с другой стороны, отличающийся тем, что он, кроме того, включает в себя множество теплоаккумулирующих элементов (3) для накопления и возвращения теплоты, связанной с обратимой реакцией гидрирования/дегидрирования.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что поверхность обмена между, по меньшей мере, одним из теплоаккумулирующих элементов (3) и одним из указанных аккумулирующих водород элементов (2) включает фронтальную поверхность обмена с одним из указанных аккумулирующих водород элементов (2).

3. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что тепловая энергия, необходимая для дегидрирования, обеспечивается теплоаккумулирующими элементами (3), причем резервуар не соединен ни с одним внешним средством подвода тепла, за исключением средств для компенсации тепловых потерь.

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он состоит из теплоизолированной камеры (20), содержащей, по меньшей мере, один патрон, непроницаемый для водорода, причем каждый из указанных патронов содержит множество аккумулирующих водород элементов (2), каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну фронтальную поверхность обмена с водородом, с одной стороны, и, по меньшей мере, одну фронтальную поверхность теплообмена, с другой стороны, причем указанные патроны соединены, по меньшей мере, одной трубой для циркуляции водорода.

5. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что номинальная рабочая температура превышает 280°С, и тем, что указанные теплоаккумулирующие элементы (3) содержат материал с фазовым превращением.

6. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанный материал с фазовым превращением образован металлическим сплавом.

7. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанный материал с фазовым превращением образован сплавом на основе магния и цинка.

8. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанный материал фазового превращения образован солью.

9. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанный аккумулирующий водород материал образован пластинкой гидридов, уплотненных для формирования твердого блока.

10. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из указанных тепло аккумулирующих элементов (3) заключены в оболочку из теплопроводящего материала, не пропускающего водород, стойкого к температурам и к коррозии, вызываемыми теплоаккумулирующими материалами и водородом.

11. Резервуар по предыдущему пункту, отличающийся тем, что указанные теплоаккумулирующие элементы (3) содержат распорки (43), утопленные в материале с фазовым превращением.

12. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из указанных аккумулирующих водород элементов заключены в оболочку из теплопроводящего материала, непроницаемую для водорода, и стойкую к температурам и к коррозии, вызываемыми теплоаккумулирующими материалами.

13. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что фронтальная поверхность указанной оболочки имеет выступы, образующие распорки между теплоаккумулирующим элементом и аккумулирующим водород элементом, граничащими фронтально.

14. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он содержит чередующуюся последовательность расположенных по одной оси аккумулирующих водород элементов (2) и теплоаккумулирующих элементов (3).

15. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанные теплоаккумулирующие элементы (3) и указанные аккумулирующие водород элементы (2) занимают плоский объем и имеют форму диска.

16. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанные теплоаккумулирующие элементы (3) и указанные аккумулирующие водород элементы (2) занимают плоский объем и имеют форму тора.

17. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанные теплоаккумулирующие элементы (3) и указанные аккумулирующие водород элементы (2) занимают плоский объем и имеют поперечное многоугольное сечение.

18. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанные аккумулирующие водород элементы (2) и указанные теплоаккумулирующие элементы (3) имеют трубчатую форму.

19. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что между указанными теплоаккумулирующими элементами и указанными аккумулирующими водород элементами (2) вставлены диффузоры (8) из теплопроводящего материала, имеющие проходы для подачи водорода.

20. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что аккумулирующие водород элементы (2) разделены фронтально распорками, содержащими теплоноситель, снабжаемый источником тепла, мощность которого ограничена компенсацией тепловых потерь.

21. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он состоит из множества патронов, каждый из которых содержит пакет, образованный чередованием аккумулирующих водород элементов и теплоаккумулирующих элементов, причем указанный резервуар содержит внешнюю теплоизолированную оболочку (20), и через указанную оболочку проходит единственная труба для водорода, и, причем каждый патрон запитывается по единственной трубе.

22. Резервуар по предыдущему пункту, отличающийся тем, что указанный патрон образован трубчатой камерой, имеющей отверстие для подачи водорода и ограничивающей внутренний объем циркуляции водорода, в котором находится пакет чередующихся аккумулирующих водород элементов и теплоаккумулирующих элементов, прижимаемых друг к другу, по меньшей мере, одной пружиной.

23. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он содержит модули, состоящие из, по меньшей мере, одного аккумулирующего водород элемента и по меньшей мере одной распорки, позволяющей прохождение теплоносителя, соединенные термически.

24. Резервуар по п.9, отличающийся тем, что аккумулирующие водород элементы и теплообменные элементы имеют плоскую форму и содержат, по меньшей мере, одно сквозное отверстие для прохода трубки подачи водорода.

25. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что пластинки гидрида имеют форму тора и заключены в капсулы, и между ними помещены запаянные тороидальные капсулы со сплавами с фазовым превращением, заранее сформованные путем отливки.

26. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что в капсулах тепло аккумулирующего материала образован небольшой избыточный объем, чтобы сохранить значительное давление после плавления теплоаккумулирующего материала для уравновешивания внешнего давления при гидрировании/дегидрировании.

27. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что объем теплоаккумулирующего материала подбирают таким образом, чтобы перепад давления между двумя сторонами стенок капсулы соответствовал механическим и тепловым характеристикам капсул.

28. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что к капсулам теплоаккумулирующего материала добавляют систему выпуска, позволяющую отвести расплавленный теплоаккумулирующий материал, чтобы быстро охладить пластинки гидридов, препятствуя десорбции.

29. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что пластинки гидридов являются тороидальными и заключены в капсулы, и между ними помещены запаянные тороидальные капсулы с теплоаккумулирующим материалом.