專利名稱：一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型屬于航天領(lǐng)域和氫能利用領(lǐng)域，本裝置是將液氫儲(chǔ)罐內(nèi)仲氫氣體連續(xù)地轉(zhuǎn)化為正氫，轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)吸收量周?chē)h(huán)境中的熱量，從而此轉(zhuǎn)化裝置可以作為液氫儲(chǔ)罐的冷屏，吸收環(huán)境漏熱，減少液氫儲(chǔ)存過(guò)程中的蒸發(fā)損失。
技術(shù)背景:液氫是氫氣的主要儲(chǔ)存方式之一。液氫儲(chǔ)存過(guò)程中，漏熱蒸發(fā)損失不可避免，而且比液氧液氮等其他低溫液體更為突出，因此減少液氫蒸發(fā)損失是目前儲(chǔ)存技術(shù)研究的重要課題。氫是雙原子分子，根據(jù)兩個(gè)氫原子核自旋的相對(duì)方向，氫分子可分為正氫和仲氫。通常的氫是兩種形式氫分子的混合物，不同溫度下正仲氫濃度達(dá)到穩(wěn)定平衡的氫氣稱為平衡氫。室溫以上的溫度時(shí)，含正氫75%,仲氫25%。液氫飽和溫度20.4K下,仲氫的平衡濃度為 99.82%。當(dāng)溫度降低氫氣液化時(shí)，正氫會(huì)自發(fā)的轉(zhuǎn)換為仲氫，并釋放出熱量。反之，仲氫轉(zhuǎn)化為正氫會(huì)吸收熱量，在連續(xù)轉(zhuǎn)化升溫過(guò)程中，其吸收的熱量最多可以達(dá)到不轉(zhuǎn)化升溫吸收熱量的1.6倍。但是仲正氫轉(zhuǎn)換的過(guò)程是比較緩慢的，需要采用催化劑加快仲氫轉(zhuǎn)化為正氫的過(guò)程，以便充分利用仲正氫轉(zhuǎn)化的冷量。關(guān)于仲氫轉(zhuǎn)化為正氫的冷量利用目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)涉及，本實(shí)用新型提供了一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化制冷裝置，利用液氫儲(chǔ)罐內(nèi)漏熱蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫仲氫氣體，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生冷量，作為液氫儲(chǔ)罐的冷屏，從而達(dá)到減少液氫蒸發(fā)損失的目的。
發(fā)明內(nèi)容:本實(shí)用新型在于提供一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置，主要包括液氫儲(chǔ)罐外容器、液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器、保溫層、氫氣引出管、盤(pán)管、催化劑、氫氣放空管，如圖所示。本發(fā)明的技術(shù)方案為:氫氣引出管一端與液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器上部連接，一端與盤(pán)管連接，盤(pán)管與氫氣放空管相連，盤(pán)管纏繞在液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器外壁，盤(pán)管內(nèi)裝有仲氫轉(zhuǎn)化催化劑，整個(gè)液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器和氫氣引出管、盤(pán)管外側(cè)包裹有保溫層，保溫層外側(cè)是液氫儲(chǔ)罐外容器。本仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置可將液氫儲(chǔ)罐內(nèi)蒸發(fā)的仲氫氣體轉(zhuǎn)化為正氫，并將這一轉(zhuǎn)化器繞成盤(pán)管，做成液氫儲(chǔ)罐冷屏，可比常規(guī)無(wú)轉(zhuǎn)化冷屏吸收更多的外界漏熱，從而更多地減少液氫儲(chǔ)存的蒸發(fā)損失。此裝置無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)需額外動(dòng)力，可靠性高，可在地面和空間液氫儲(chǔ)存中應(yīng)用，對(duì)于降低航天領(lǐng)域和氫能利用領(lǐng)域液氫使用成本具有重要的意義。

:附圖:仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置示意圖圖中:1.液氫儲(chǔ)罐外容器2.保溫層3.液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器4.氫氣引出管5.盤(pán)管6.催化劑7.氫氣放空管具體實(shí)施方式
:如附圖所示，本實(shí)用新型主要包括液氫儲(chǔ)罐外容器1、保溫層2、液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器
3、氫氣引出管4、盤(pán)管5、催化劑6、氫氣放空管7。氫氣引出管4 一端與液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器3上部連接，一端與盤(pán)管5連接，盤(pán)管5與氫氣放空管7相連，盤(pán)管5纏繞在液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器3外壁，盤(pán)管5內(nèi)裝有仲氫轉(zhuǎn)化催化劑6，整個(gè)液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器3和氫氣引出管4、盤(pán)管5外側(cè)包裹有保溫層2，保溫層2外側(cè)是液氫儲(chǔ)罐外容器I。本實(shí)用新型的工作原理如下:液氫在液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器3中儲(chǔ)存時(shí)，因漏熱會(huì)不斷蒸發(fā)，為確保儲(chǔ)罐安全，需要將罐內(nèi)氫氣放空。放空時(shí)，液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器3中的仲氫氣體經(jīng)氫氣引出管4后進(jìn)入到裝載有催化劑6的盤(pán)管5中，在其中仲氫連續(xù)地轉(zhuǎn)化為正氫，由于仲氫轉(zhuǎn)化為正氫需要吸收大量的熱量，因此氫氣在盤(pán)管5流動(dòng)轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)不斷的吸收通過(guò)液氫儲(chǔ)罐外容器I和保溫層2傳遞進(jìn)來(lái)的漏熱，溫度逐漸升高，從而減少了漏熱進(jìn)一步向液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器的傳遞，轉(zhuǎn)化升溫后的氫氣經(jīng)氫氣放空管7排放到外界大氣中。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型在于提供一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置，其特征在于:氫氣引出管(4)一端與液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器(3)上部連接，一端與盤(pán)管(5)連接，盤(pán)管(5)與氫氣放空管(7)相連，盤(pán)管(5)纏繞在液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器(3)外壁，盤(pán)管(5)內(nèi)裝有仲氫轉(zhuǎn)化催化劑￠)，整個(gè)液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器(3)和氫氣引出管(4)、盤(pán)管(5)外側(cè)包裹有保溫層(2)，保溫層(2)外側(cè)是液氫儲(chǔ)罐外容器(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置，其特征在于:所述的催化劑(6)為氫氧化鐵、氫氧化錳、氫氧化鉻、氫氧化鎳、氫氧化鈷或氫氧化鏑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置，其特征在于:所述的催化劑(6)外觀形狀為粉末狀、顆粒狀、塊狀、條狀或球狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置，其特征在于:所述的保溫層(2)絕熱形式為發(fā)泡絕熱、粉末堆積絕熱、單獨(dú)真空絕熱、真空多層絕熱或真空粉末絕熱?！?br> 專利摘要本實(shí)用新型提供了一種仲氫連續(xù)轉(zhuǎn)化冷量利用裝置，主要包括液氫儲(chǔ)罐外容器、液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器、保溫層、氫氣引出管、盤(pán)管、催化劑、氫氣放空管。氫氣引出管一端與液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器上部連接，一端與盤(pán)管連接，盤(pán)管與氫氣放空管相連，盤(pán)管纏繞在液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器外壁，盤(pán)管內(nèi)裝有仲氫轉(zhuǎn)化催化劑，整個(gè)液氫儲(chǔ)罐內(nèi)容器和氫氣引出管、盤(pán)管外側(cè)包裹有保溫層，保溫層外側(cè)是液氫儲(chǔ)罐外容器。本實(shí)用新型可將液氫儲(chǔ)罐排放的仲氫連續(xù)地轉(zhuǎn)化為正氫，轉(zhuǎn)化冷量作為液氫儲(chǔ)罐冷屏，從而減少液氫儲(chǔ)存的蒸發(fā)損失。此裝置無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高，可在地面和空間液氫儲(chǔ)存中廣泛應(yīng)用，降低液氫使用成本。
文檔編號(hào)F25D3/10GK203162532SQ20122063268
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者安剛, 李山峰, 凡雙玉, 胡麗榮, 王淮英, 武鵬 申請(qǐng)人:北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所