专利汇可以提供利用金属储氢材料氢能发电系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种利用金属储氢材料氢能发电系统,包括膨胀机、发 电机 、氢气缓冲罐、至少一台发电 气缸 、 蓄热器 和蓄冷器,发电机与膨胀机轴连接。缸体设有做功氢气入口、做功氢气出口、氮气进口和氮气出口,缸体内上 活塞 和下活塞将缸体分为可伸缩的上氢气腔、氮气腔和下氢气腔。上氢气腔的上部和下氢气腔的下部装有金属储氢材料。上氢气出、入口和下氢气出入口分别与蓄热器和蓄冷器循环连通。做功氢气出口连接到膨胀机入口,膨胀机出口通过氢气缓冲罐连接到做功氢气入口。本发明通过内装上、下活塞的气缸,以氢气和氮气为工作介质,利用金属储氢材料的吸放氢作用,驱动膨胀机做功发电,充分利用了大自然的 能量 ,有利于节能减排和创造经济效益。,下面是利用金属储氢材料氢能发电系统专利的具体信息内容。
1.一种利用金属储氢材料氢能发电系统,包括膨胀机(5)、发电机(13)和氢气缓冲罐(14),所述发电机与膨胀机轴连接,所述发电接连接到外部电网和/或蓄电池;其特征是:所述系统包括至少一台气缸(1)、蓄热器(19)和蓄冷器(20),所述气缸(1)包括上端盖、下端盖和缸体,所述缸体设有做功氢气入口(36)、做功氢气出口(35)、氮气进口(15)和氮气出口(8),做功氢气入口(36)、做功氢气出口(35)设有阀门(9);所述做功氢气出口(35)连接到膨胀机(5)的氢气入口,所述膨胀机的氢气出口通过氢气缓冲罐(14)连接到做功氢气入口(36);所述缸体的内部设有上活塞(3)和下活塞(4),所述上活塞(3)和下活塞(4)将缸体分为可伸缩的上氢气腔(10)、氮气腔(11)和下氢气腔(12);所述上端盖设有上氢气出口(31)和上氢气入口(32),所述下端盖设有下氢气出口(33)、下氢气入口(34);所述上氢气腔(10)的上部设有格栅(2),格栅的上部装有金属储氢材料(7),所述下氢气腔(12)的下部设有格栅(2),格栅的下部装有金属储氢材料(7);所述上氢气出口(32)分别连接到蓄热器(19)和蓄冷器(20),连接管路设有阀门,所述蓄热器(19)和蓄冷器(20)通过上氢气循环泵(6)连接到上氢气入口(32),蓄热器(19)和蓄冷器(20)出口分别设有阀门(9);所述下氢气出口(33)分别连接到蓄热器(19)和蓄冷器(20),连接管路设有阀门,蓄热器(19)和蓄冷器(20)通过下氢气循环泵(21)连接到氢气入口(34),蓄热器(19)和蓄冷器(20)出口分别设有阀门(9)。
2.根据权利要求1所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述蓄热器(19)和蓄冷器(20)替换为涡轮增压机(37),所述气缸(1)为四台;每台气缸(1)的上氢气出口(31)通过涡轮增压机(37)和氢气循环泵(38)分别连接到其余三台气缸(1)的下氢气入口(34),每台气缸(1)的下氢气出口(33)通过涡轮增压机(37)和氢气循环泵(38)分别连接到其余三台气缸(1)的上氢气入口(32)。
3.根据权利要求1所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述氮气进口(15)和氮气出口(8)与氮气循环系统连接,所述氮气循环系统设有空分设备、氮气储罐、氮气缓冲罐和氮气循环泵。
4.根据权利要求1所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述金属储氢材料包括但不限于稀土系金属储氢材料,也可以是多种物质的混合物,金属储氢材料至少应为1倍的当量(1倍的当量是指金属储氢材料在整个一个完整工序循环内单次吸氢饱和时的所需最少金属储氢材料的量),但也可以为多倍当量,以增加吸放氢的速度;允许金属储氢材料和/或包括但不限于氢气的循环介质中增加固体、液体、气体物质,起催化剂作用,从而稳定地增加吸放氢速度,或提高金属储氢材料吸氢的百分比或金属储氢材料放氢的百分比,或改变金属储氢材料的P-C-T曲线;所述气缸(1)上下金属氢化物的品种可以不一样,也可以一样。
5.根据权利要求1所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述系统设有氮气保护罩(16),所述氮气保护罩(16)设有可燃气体报警器(17)和氮气稳压罐(18);氮气保护罩(16)加装内保温或/和外保温,设备加装外保温或夹层保温,管道加装内保温或外保温或内外保温。
6.根据权利要求5所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述氮气稳压罐(18)有三种结构,分别为常规结构、水平结构和吊顶结构;采用水平结构时浮体增加包括但不限于弹簧的必要装置一方面能保证氮气稳压罐(18)内压力波动时浮体的左右自由移动,另一方面能保证浮体的左右的压力均为大气压力;采用吊顶结构时,所述氮气稳压罐(18)内的浮体增加包括但不限于弹簧的必要装置,浮体的重量全部压在弹簧上,弹簧一方面能保证氮气稳压罐(18)内压力波动时浮体的上下自由移动,另一方面能保证氮气稳压罐(18)内的内外压力均为大气压力;浮体与氮气稳压罐(18)内壁严格密封,保证内部气体无泄漏;
随着气体排出过程中浮体跟随变化,以确保氮气稳压罐(18)内压力为0.1MPa附近或高于
0.1MPa;尽可能使氮气稳压罐(18)内的浮体保持平稳,减少不必要的能量损耗。
7.根据权利要求1所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述利用金属储氢材料氢能发电系统应用于发电厂发电,也可以用于汽车发动机驱动汽车行驶,或用于手机、家用电器等设备的动力芯片,给以上设备提供动力能源,汽车使用时给汽车提供动力,供汽车行驶,汽车停在停车位时,利用金属储氢材料氢能发电系统继续工作发电,所发电通过倒充电桩发电上网;手机、家用电器使用时给手机、家用电器提供电能,供手机、家用电器使用,不使用手机、家用电器时连上电网,继续发电进行倒充电,由于安装在汽车、手机、家用电器上的利用金属储氢材料氢能发电系统能提供能量,因此在以上设备附近可以安装云计算微型站、大数据平台基站、通讯微型基站,使信息传递更快捷更方便;所述汽车具备物流和移动基站功能,汽车之间的信息传递通过光纤或车载基站实现;停车场每个汽车停车位附近跟能联网组成管廊,形成但不限于互联网、物联网,实现快递物流或各种气体,例如氢气、二氧化碳、惰性气体等的输送,管廊中设置电缆、光纤,进行能量和信息传递;能联网可以是单个管廊,管廊设置有电缆、光纤,进行能量和信息传递,将汽车和家用设备产生的电能传递出去;管廊同时设置有氢气、二氧化碳和惰性气体等的输送管路,其中氢能源可以以气氢、压缩气氢、液氢、金属储氢材料的形式进行管路输送,光纤可以输送信息系统,物流传递装置在管廊中进行包裹、信函等的传递;或管廊内只是有光缆和光纤进行简单的能量和信息传递。
8.根据权利要求1所述的利用金属储氢材料氢能发电系统,其特征是:所述金属储氢材料吸放氢时采用氢气直接进入金属储氢材料进行换热,利用氢气的流动载热进行换热,也可以在金属储氢材料内设置换热盘管,进行间壁换热;活塞每分钟往复次数根据冲程数,工序数,活塞和发电气缸的尺寸,金属储氢材料当量可以任意设置,保证活塞和发电气缸之间有效润滑并严格密封;格栅(2)能够让气体有效通过同时不让金属储氢材料散落到发电气缸内;发电气缸(1)的位置可以任意设置,包括但不限于水平、垂直和任意角度;多个发电气缸可以组合在一起,组合的位置、方式和角度均可以任意选择;整个系统允许从环境中取热,也允许向环境中散热,以满足换热时的热量匹配;允许在适当的时候,上下氢气气缸内的金属储氢材料可以被有机溶剂替代,从而使发电气缸上下都是有机溶剂,也允许在适当的时候,上氢气气缸内的金属储氢材料可以被有机溶剂替代,从而使发电气缸上部是有机溶剂,下部是金属储氢材料,也允许在适当的时候,下氢气气缸内的金属储氢材料可以被有机溶剂替代,从而使发电气缸下部是有机溶剂,上部是金属储氢材料,实施和上述类似的流程,满足发电功能,进行发电;金属储氢材料的换热既可以采用直接换热,也可以采用间壁换热;允许上下活塞采用包括但不限于铝的轻质材料制作,以减轻活塞质量,在轻质材料上允许包裹永磁铁或者是永磁铁被轻质材料包裹;允许不设置换热中心,当不设置换热中心时就需要匹配合理的发电气缸数,使各发电气缸内金属储氢材料的吸放氢的热量完全匹配,采用金属储氢材料不通过换热中心直接换热模式,即金属储氢材料吸氢放热时将热量传递给另一金属储氢材料放氢使用;这时既可以采用设置在金属储氢材料内的氢气盘管间接换热,也可以采用氢气直接进入金属储氢材料进行换热,允许在发电气缸壁上设置换热盘管,增加换热面积;如果发电气缸中的氢气有泄露,允许在氮气保护罩(16)上设置去除装置,将泄露的氢气进行去除;允许发电气缸内外壁和活塞上下表面有绝热材料,或者是发电气缸夹层或活塞夹层内有绝热材料或中空,以减少散热;允许在金属储氢材料端加装防撞弹性材料,以使活塞可以快速回弹,增加非发电工序活塞的运行速度;在吸放氢的循环氢气之外,允许有换热循环氢气存在,换热循环氢气的量根据具体工艺要求进行调整,以满足换热速率和换热效率的需要;换热循环氢气可以在间壁换热盘管中循环,也可以直接进入金属储氢材料中进行循环换热,
允许氮气被氢气、惰性气体所代替;利用了两种金属储氢材料吸放氢PCT曲线斜率不同,形成双负压,在其交汇点两侧,选择吸放氢条件形成循环,可以做成氢压机,利用大气压力使低压氢气在氢压机里形成高压,然后利用高压进行做功。
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