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一种铝、钢复合层储氢罐及其为芯的纤维缠绕增强储氢瓶
 
一种铝、钢复合层储氢罐及其为芯的纤维缠绕增强储氢瓶
  专利类型: 发明展区
  技术领域: 化工石油
  专利号: 2019105084665
  企业名称:
  通讯地址: 湖北武汉
  发明人: 杨清萍
  联系人: 杨清萍
  状态: 研发成功
  电话: 加入付费会员,推荐展示!对接企业,加速转化!
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  合作方式: 专利权转让, 技术入股, 全国独占, 区域独占, 排它许可, 普通许可, 面议
  浏览次数: 8768次
 
 
 
      专利项目介绍

本发明公开“一种铝、钢复合层储氢罐及其为芯的纤维缠绕增强储氢瓶”。


随着传统化石能源(煤、石油、天然气)储量的日益减少,以及由于使用化石能源带 来的环境污染问题,直接威胁着人类的生存和发展,重视和发展可再生、环保能源,减少CO2排放已成为各国政府的共识。


氢是无污染的清洁能源,同时氢气还是理想的能源储存介质,当前以氢燃料电池为动力的电动车研发为世人所关注,以氢燃料电池为发电站的示范项目也已经做到单机组8MW,但是氢气的储存及运输技术目前尚不够完善,已成为上述氢燃料电池动力车、氢燃料电池发电站发展的障碍,成为氢能源经济发展的障碍。


中国专利95223014 .3提供了一种“全双层中、低压力容器”,用钢材制作,是全钢材储氢容器,因氢原子是已知元素中的最小原子,在高压工作状态下,氢原子易通过钢材晶格间隙进入钢材内部,聚集在钢材内部的裂纹缺陷中,在裂纹缺陷中氢浓度增大则容易破坏钢材的晶格结构,使钢材裂纹扩大,产生氢脆现象,则钢材强度降低而使容器损坏。


中国专利200410017546 .4提供了“50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶”,该技术数据;容积50升、承压35MPa,其容积50升偏小,容积小不适合用做氢气长途运输的储气罐,及氢气加注站的固定式储氢罐;承压35MP也与国际上现已公知的车载移动式储氢罐承压70MPa技术差距大,影响氢动力车一次加注氢气后的续航能力。


本发明的目的是针对上述已公知技术缺陷,提供一种具有安全承压、储氢能力高的储氢罐、或车载式储氢瓶”。



 


为实现上述目的,本发明储氢罐内层采用具有一定壁厚的筒状铝合金构成,其两端为连续连接的半球形壳体,园筒的中轴线与球面相交的两端,设置有园柱形管接头与球面园滑过渡为一体,管接头的内孔加工有标准内螺纹,铝合金内层外表面紧密并连续贴覆一层具有一定厚度的钢材,钢材贴覆层包括园筒形、半球形、管接头处的园柱形。


筒状铝合金层的主要作用是在储氢时隔绝氢气与钢材的接触,避免钢材的氢脆发生,铝合金层的厚度可以选用已知技术t1=3 .4mm。筒状铝合金层紧密外覆的钢材层是储氢罐的主要承压结构层,当储氢罐的容积及最高承压上限确定以后,选用适宜的钢种,而覆钢层的厚度t2的具体数值可以通过已公知技术计算得到。


进一步为提高储氢罐的安全使用系数及重复使用次数,以上述铝、钢复合层储氢罐为芯模,外部全缠绕“纤维与树脂构成的增强复合材料”,其缠绕层厚度t3在缠绕结构层中始终保持一致,t3的数值也可以通过已公知技术计算(计算时应当首先确定缠绕储氢罐的容积及最高承压上限)得到。


进一步为了增强储氢罐的使用可靠性,了解储氢容器使用过程中的参数变化(容器的尺寸、工作温度、受力时材料的应变量),在所述铝、钢复合层储氢罐的外表面(即钢材层外表面)设置有贴片式压力应变传感器及贴片式温度传感器,传感器的电引线在纤维与树脂构成的增强复合材料缠绕时,引出于缠绕层之外。


上述增强复合材料中的纤维采用玻璃纤维、或芳纶纤维、或碳纤维,所述增强复合材料中的树脂为环氧树脂、或增强环氧树脂、或乙烯热固性塑料、或聚脂、或聚乙烯、或聚酰安热塑性树脂。



 


本发明的“铝、钢复合层储氢罐”从内到外,采用铝合金层为内衬防止钢材的氢脆发生,钢材作为主承压层的屈服压力可达950MPa,使其储氢时的承压上限轻易达到70MPa以上,而以“铝、钢复合层储氢罐”为芯模,外部全缠绕“纤维与树脂构成的增强复合材料”,更可使本发明的储氢罐承压上限大于1000 MPa,且铝、钢复合层储氢罐及其为芯的纤维缠绕增强储氢瓶加工容易,适合大批量生产,本发明无疑将为氢能经济的到来起到促进作用。


转让或合作该专利的PCT申请权



 

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