RU2373454C1 - System of keeping and supply of hydrogen - Google Patents

System of keeping and supply of hydrogen Download PDF

Info

Publication number
RU2373454C1
RU2373454C1 RU2008109049/06A RU2008109049A RU2373454C1 RU 2373454 C1 RU2373454 C1 RU 2373454C1 RU 2008109049/06 A RU2008109049/06 A RU 2008109049/06A RU 2008109049 A RU2008109049 A RU 2008109049A RU 2373454 C1 RU2373454 C1 RU 2373454C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
valve
package
needle valve
shut
Prior art date
Application number
RU2008109049/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008109049A (en
Inventor
Игорь Витальевич Горячев (RU)
Игорь Витальевич Горячев
Original Assignee
Игорь Витальевич Горячев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Витальевич Горячев filed Critical Игорь Витальевич Горячев
Priority to RU2008109049/06A priority Critical patent/RU2373454C1/en
Publication of RU2008109049A publication Critical patent/RU2008109049A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373454C1 publication Critical patent/RU2373454C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Abstract

FIELD: machine building, keeping liquids and gases. ^ SUBSTANCE: invention refers to hydrogen energy industry, i.e. to accumulating, keeping and releasing of hydrogen for utilisation in transport and stationary power installations. The technical result is achieved by manufacture of a package of micro-capillaries in the system of keeping and supply of hydrogen in form of a cylinder bottle-shaped figure. The package is sealed from the cylinder part end of a bigger radius and is opened at neck part located in the case of a valve point with the installed drive of a needle valve; neck-type part of the package is secured in an input channel of the valve point case wherein the needle valve is located; the needle valve is controlled with a mechanism built-in into the body of the valve point. Diametre of the neck part of micro-capillaries package from the side of their open ends is 0.05-0.10 of diametre of the cylinder part of the package, while an aspect number of micro-capillaries in neck and cylinder parts is within ranges of 0.01-0.10. ^ EFFECT: increased specific capacity of cartridge for gaseous hydrogen, reduced time of hydrogen releasing and charging cartridge with hydrogen at any ambient temperature; control over process of hydrogen releasing, increased reliability of operation of system of release and charging cartridge with hydrogen, reduced power costs for charge and release of hydrogen and elimination of hydrogen leaks from cartridges. ^ 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к водородной энергетике - аккумулированию, хранению и высвобождению водорода для использования в транспортных и стационарных энергетических экологически чистых установках, работающих на водороде.The invention relates to hydrogen energy - the accumulation, storage and release of hydrogen for use in transport and stationary energy-friendly environmentally friendly installations operating on hydrogen.

Известна емкость для хранения водорода, содержащая герметичный корпус, коллектор подачи и выпуска водорода, нагреватели и аккумулятор водорода из пористого материала. На часть внешней поверхности аккумулятора водорода, соединенной с коллектором подачи и выпуска водорода, нанесен слой материала с высокой проницаемостью для водорода, на остальную часть поверхности нанесено водородонепроницаемое покрытие (Патент Российской Федерации №2283454, МПК: F17C 11/00, 2006 г.).Known capacity for storing hydrogen, containing a sealed enclosure, a collector for supplying and discharging hydrogen, heaters and a hydrogen accumulator from a porous material. A layer of material with a high hydrogen permeability is applied to a part of the outer surface of the hydrogen accumulator connected to the collector for supplying and discharging hydrogen, and a hydrogen impermeable coating is applied to the remaining part of the surface (Patent of the Russian Federation No. 2283454, IPC: F17C 11/00, 2006).

Известен контейнер, заполненный полыми микросферами, для изменения проницаемости стенок микросфер при зарядке их водородом и высвобождении водорода из них используют облучение (Патент США №6231642, МПК: С03С 11/00, 2001 г.).A well-known container filled with hollow microspheres is used to change the permeability of the walls of the microspheres when charging them with hydrogen and releasing hydrogen from them (US Patent No. 6231642, IPC: C03C 11/00, 2001).

Общим недостатком этих систем хранения водорода является: повышенное энергопотребление на нагрев аккумулирующего материала и высокая инерционность процесса освобождения водорода; сложность их конструкции; использование дорогостоящих материалов.A common drawback of these hydrogen storage systems is: increased energy consumption for heating the storage material and high inertia of the hydrogen release process; the complexity of their design; the use of expensive materials.

Известна система хранения и подачи водорода в силовую установку автомобиля, содержащая топливный отсек с контейнерами и картриджами для водорода, коллектор, нагреватель, патрубки подачи и отвода водорода. Топливный отсек содержит группы гнезд, в которых размещены водородные картриджи с бортовым запасом водорода, каждое гнездо соединено выпускным патрубком через электроуправляемый отсечной вентиль с коллектором водорода, на выходе каждого гнезда установлен датчик давления, а внутри каждого гнезда установлен датчик температуры, нагреватель системы выполнен в виде СВЧ-излучателей и инфракрасных излучателей, гнезда выполнены из композитного материала и снабжены люками из того же материала, по внешней поверхности корпус и люк защищены металлическим экраном, внутри корпуса размещен установочный перфорированный кожух из радиопрозрачного материала, в промежутке между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью корпуса установлен СВЧ-излучатель с гермовводом для соединения с СВЧ-генератором, а в торцевой части каждого гнезда установлен инфракрасный излучатель с гермовводами для соединения с источником питания. К коллектору водорода через дополнительный отсечной вентиль подсоединен буферный баллон (Патент Российской Федерации №2315903, МПК: F17C 11/00, 2008 г. Прототип).A known system for storing and supplying hydrogen to a power plant of a vehicle, comprising a fuel compartment with containers and cartridges for hydrogen, a collector, a heater, nozzles for supplying and discharging hydrogen. The fuel compartment contains groups of sockets that contain hydrogen cartridges with an on-board hydrogen supply, each socket is connected by an exhaust pipe through an electrically operated shut-off valve with a hydrogen collector, a pressure sensor is installed at the outlet of each socket, and a temperature sensor is installed inside each socket, the system heater is made in the form Microwave emitters and infrared emitters, sockets are made of composite material and equipped with hatches of the same material, on the outer surface of the body and hatch are protected with an allic screen, an installation perforated casing of radiolucent material is placed inside the casing, a microwave emitter with a pressure gland for connecting to a microwave generator is installed in the gap between the outer surface of the casing and the inner surface of the case, and an infrared emitter with pressure glands is installed in the end part of each socket for connecting to power source. A buffer cylinder is connected to the hydrogen collector through an additional shut-off valve (Patent of the Russian Federation No. 2315903, IPC: F17C 11/00, 2008. Prototype).

Для высвобождения водорода из картриджа и зарядки картриджей водородом используют два механизма изменения диффузионной проницаемости стекла для водорода: путем СВЧ-нагрева всей массы водорода, заключенного внутри герметизированного картриджа, и путем воздействия на него инфракрасным излучением.To release hydrogen from a cartridge and charge cartridges with hydrogen, two mechanisms are used to change the diffusion permeability of glass for hydrogen: by microwave heating the entire mass of hydrogen enclosed inside a sealed cartridge and by exposing it to infrared radiation.

Недостатками систем хранения водорода являются: длительность операций зарядки контейнеров и картриджей водородом на заправочных станциях; низкий темп высвобождения водорода из-за инерционности диффузионного механизма проникновения водорода сквозь материал стенок; потери водорода за счет его диффузной утечки в процессе хранения.The disadvantages of hydrogen storage systems are: the duration of the operations of charging containers and cartridges with hydrogen at gas stations; low rate of hydrogen release due to the inertia of the diffusion mechanism of hydrogen penetration through the material of the walls; loss of hydrogen due to its diffuse leakage during storage.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки.The invention eliminates these disadvantages.

Техническим результатом изобретения является повышение удельной вместимости картриджа по газообразному водороду, сокращение времени высвобождения водорода и зарядки водородом картриджа при любой внешней температуре, управление процессом высвобождения водорода, повышение надежности работы системы высвобождения и зарядки картриджа водородом, снижение энергетических затрат на зарядку и высвобождение водорода, устранение утечки водорода из картриджей.The technical result of the invention is to increase the specific capacity of the cartridge for hydrogen gas, reduce the time of hydrogen release and charge the cartridge with hydrogen at any external temperature, control the process of hydrogen release, increase the reliability of the system for the release and charge of the cartridge with hydrogen, reduce energy costs for charging and releasing hydrogen, eliminating hydrogen leakage from cartridges.

Технический результат достигается тем, что в системе хранения и подачи водорода, содержащей топливный отсек с контейнерами и картриджами в виде пакета микрокапилляров для водорода, коллектор, нагреватель, патрубки подачи и отвода водорода, датчик давления, топливный отсек с группой гнезд, в которых размещены водородные картриджи с бортовым запасом водорода, гнезда соединены выпускным патрубком через отсечные вентили с коллектором водорода, пакет микрокапилляров выполнен в виде цилиндрической бутылкообразной фигуры, герметизирован с конца цилиндрической части большего радиуса и открыт с горловидной части, расположенной в корпусе клапанного наконечника со встроенным в него приводом игольчатого клапана, горловидная часть пакета закреплена во входном канале корпуса клапанного наконечника, имеющего цилиндрический корпус с диаметром, равным большему диаметру цилиндрической части пакета; во входном канале клапанного наконечника расположен игольчатый клапан, управляемый встроенным в тело клапанного наконечника механизмом возвратно-поступательного или вращательно-поступательного перемещения запорного клапана, выпускной патрубок гнезда топливного отсека снабжен отводом с отсечным клапаном, посредством которого внутренний объем клапанного наконечника сообщен с экономайзером, экономайзер выполнен в виде баллона с пористым материалом и снабжен устройством активации, отсечным клапаном и контроллером. Игольчатый клапан снабжен гайкой подачи игольчатого клапана, выступающей за торцовую поверхность картриджа, входящей в зацепление с муфтой электропривода, установленного с внешней стороны корпуса гнезда топливного отсека, диаметр горловидной части пакета микрокапилляров со стороны открытых их концов составляет 0,05-0,10 диаметра цилиндрической части пакета, а аспектное число микрокапилляров в горловидной и цилиндрической частях пакета лежит в пределах 0,01-0,10.The technical result is achieved in that in a hydrogen storage and supply system containing a fuel compartment with containers and cartridges in the form of a package of microcapillaries for hydrogen, a collector, a heater, hydrogen supply and discharge pipes, a pressure sensor, a fuel compartment with a group of sockets in which hydrogen cartridges with an on-board hydrogen supply, nests are connected by an exhaust pipe through shut-off valves with a hydrogen collector, the microcapillary package is made in the form of a cylindrical bottle-shaped figure, sealed to the end of the cylindrical part of a larger radius and is open from the neck-shaped part located in the valve tip body with a needle valve drive integrated in it, the neck-shaped part of the package is fixed in the inlet channel of the valve tip body having a cylindrical body with a diameter equal to the larger diameter of the cylindrical part of the package; a needle valve is located in the inlet channel of the valve tip; it is controlled by a mechanism of reciprocating or rotational translation of the shut-off valve; the outlet pipe of the fuel compartment socket is equipped with a tap with a shut-off valve, through which the internal volume of the valve tip is communicated with the economizer, the economizer is made in the form of a container with porous material and is equipped with an activation device, a shut-off valve and a controller. The needle valve is equipped with a needle valve feed nut that protrudes beyond the end surface of the cartridge, which engages with an electric drive clutch installed on the outside of the fuel compartment housing, the diameter of the neck-shaped part of the microcapillary package on the side of their open ends is 0.05-0.10 cylindrical parts of the package, and the aspect ratio of microcapillaries in the throat and cylindrical parts of the package is in the range of 0.01-0.10.

Аспектное число - это отношение толщины стенок микрокапилляров пакета к диаметру капилляра.The aspect number is the ratio of the wall thickness of the microcapillaries of the bag to the diameter of the capillary.

Сущность изобретения поясняется на чертежах 1-3.The invention is illustrated in drawings 1-3.

На фиг.1 схематично представлен картридж и гнездо топливного отсека с элементами подачи водорода, где 1 - микрокапилляры; 2 - горловидная суженная часть пакета микрокапилляров; 3 - цилиндрическая часть пакета микрокапилляров; 4 - горловидная часть пакета микрокапилляров; 5 - корпус клапанного наконечника; 6 - оболочка картриджа; 7 - ручка для извлечения и установки картриджа в гнездо топливного отсека; 8 - гнездо топливного отсека; 9 - крышка гнезда топливного отсека; 10 - пружина, фиксирующая положение картриджа в гнезде; 11 - выпускной патрубок гнезда; 12 - датчик давления в выпускном патрубке; 13 - контроллер управления приводом игольчатого клапана; 14 - отводные патрубки для сообщения с экономайзером; 15, 16, 17 - отсечные электроклапаны; 18 - баллон экономайзера; 19 - устройство активации (подогрева) экономайзера; 20 - игольчатый клапан выпуска водорода; 21 - гайка подачи игольчатого клапана; 22 - муфта сцепления электропривода с гайкой подачи игольчатого клапана; 23 - пружина муфты сцепления; 24 - электромотор; 25 - редуктор.Figure 1 schematically shows a cartridge and a socket of the fuel compartment with hydrogen supply elements, where 1 are microcapillaries; 2 - throat-shaped narrowed part of the microcapillary packet; 3 - the cylindrical part of the microcapillary package; 4 - throat portion of the microcapillary packet; 5 - valve tip body; 6 - cartridge shell; 7 - handle for removing and installing the cartridge in the socket of the fuel compartment; 8 - a socket of a fuel compartment; 9 - a cover of a socket of a fuel compartment; 10 - spring, fixing the position of the cartridge in the slot; 11 - outlet nozzle; 12 - pressure sensor in the exhaust pipe; 13 - controller control the drive of the needle valve; 14 - branch pipes for communication with the economizer; 15, 16, 17 - shut-off solenoid valves; 18 - cylinder economizer; 19 - device activation (heating) economizer; 20 - needle valve for the release of hydrogen; 21 - nut supply needle valve; 22 - a clutch for coupling an electric drive with a nut for feeding a needle valve; 23 - clutch spring; 24 - electric motor; 25 - gearbox.

На фиг.2 представлен внешний вид картриджа в сборе, где 7 - ручка для извлечения и установки картриджа в гнездо топливного отсека, 21 - гайка подачи игольчатого клапана.Figure 2 shows the appearance of the cartridge assembly, where 7 is a handle for removing and installing the cartridge in the fuel compartment, 21 is a needle valve feed nut.

На фиг.3 схематично приведено подключение элементов топливного отсека к топливной системе энергоустановки, где 8 - гнездо топливного отсека; 15, 16, 17 - отсечные электроклапаны; 26 - топливный отсек энергоустановки; 27 - картриджи в гнездах топливного отсека; 28 - форвакуумный насос; 29 - блок управления работой устройств топливного отсека; 30 - экономайзер; 31 - отсечной клапан; 32 - общий запорный клапан.Figure 3 schematically shows the connection of the elements of the fuel compartment to the fuel system of the power plant, where 8 is the socket of the fuel compartment; 15, 16, 17 - shut-off solenoid valves; 26 - fuel compartment of the power plant; 27 - cartridges in the nests of the fuel compartment; 28 - foreline pump; 29 - control unit of the operation of the fuel compartment devices; 30 - economizer; 31 - shut-off valve; 32 - common shutoff valve.

Система работает следующим образом. Водород содержат под давлением в сменных картриджах 27, размещенных в герметизируемых гнездах 8 топливного отсека транспортного средства или стационарной энергетической установки, из которых под рабочим давлением водород подают в энергогенератор. Каждое гнездо 8 снабжено выпускным патрубком 11, имеющим отсечной электроклапан 17 и датчик давления водорода 12 на выходе из гнезда 8, который посредством контроллера 13 регулирует подачу водорода из картриджей 27.The system operates as follows. Hydrogen is contained under pressure in replaceable cartridges 27 located in the pressurized sockets 8 of the fuel compartment of the vehicle or stationary power plant, of which hydrogen is supplied to the power generator under operating pressure. Each socket 8 is equipped with an outlet pipe 11 having a shut-off solenoid valve 17 and a hydrogen pressure sensor 12 at the outlet of the socket 8, which, through the controller 13, controls the flow of hydrogen from the cartridges 27.

Картридж 27 газообразного водорода выполнен в виде пакета протяженных капилляров из стекла, или кварца, или полимера, или другого прочного и легкого материала, обладающего пределом прочности в диапазоне 350-550 кг/мм2 и плотностью в диапазоне 1,30-1,60 г/см3, причем диаметр капилляров и толщина их стенок находятся в соотношении в диапазоне 0,01-0,10. Капилляры выдерживают внутреннее давление водорода в диапазоне от 1000 до 3000 бар и более. Картридж 27 представляет собой пакет плотно уложенных микрокапилляров 1, герметизированных с одного конца пакета и открытых с другого его конца, сочлененный с клапанным наконечником, и встроенным в него приводом игольчатого клапана. Пакет имеет форму суженного с одного конца цилиндра в виде цилиндрической бутылкообразной фигуры. Цилиндрическая часть пакета 3 имеет диаметр в диапазоне 4-12 см и длину от 20 до 80 см. Противоположный конец пакета выполнен в виде горловидной части 4 и содержит открытые с торцов микрокапилляры 1. Диаметр горловидной части 4 составляет 0,05-0,10 диаметра цилиндрической части пакета 3. Горловидная часть пакета 4 закреплена в равном ей по диаметру входном канале корпуса клапанного наконечника 5.Cartridge 27 of gaseous hydrogen is made in the form of a package of extended capillaries of glass, or quartz, or polymer, or other strong and lightweight material having a tensile strength in the range of 350-550 kg / mm 2 and a density in the range of 1.30-1.60 g / cm 3 , and the diameter of the capillaries and the thickness of their walls are in the ratio in the range of 0.01-0.10. Capillaries withstand the internal pressure of hydrogen in the range from 1000 to 3000 bar or more. Cartridge 27 is a package of tightly placed microcapillaries 1, sealed at one end of the package and open at the other end, articulated with a valve tip and a needle valve drive integrated into it. The bag has the shape of a cylindrical bottle-shaped figure narrowed at one end of the cylinder. The cylindrical part of the package 3 has a diameter in the range of 4-12 cm and a length of 20 to 80 cm. The opposite end of the package is made in the form of a neck-shaped part 4 and contains open microcapillaries 1. The diameter of the neck-shaped part 4 is 0.05-0.10 diameter the cylindrical part of the package 3. The neck-shaped part of the package 4 is fixed in equal in diameter to the inlet channel of the valve tip body 5.

Корпус клапанного наконечника 5 выполнен из того же материала, что и микрокапилляры 1, или другого материала, например АРМОС или КЕВЛАР, способного выдержать давление водорода во входном канале, равного максимальному давлению водорода в микрокапиллярах 1, и обладающего линейным коэффициентом теплового расширения, близким к аналогичному показателю для материала микрокапилляров 1. Горловидная часть пакета 4 соединена с корпусом клапанного наконечника 5 по всей криволинейной поверхности пакета микрокапилляров 2. Входной канал клапанного наконечника 5 сообщается с конусообразным посадочным гнездом игольчатого клапана 20 (гнездо может иметь облицовку из износостойкого металла), в который входит конусообразный запорный клапан (игла), управляемый встроенным в тело наконечника механизмом возвратно-поступательного или вращательно-поступательного перемещения запорного клапана с винтовым приводом.The valve tip body 5 is made of the same material as microcapillaries 1, or another material, for example ARMOS or KEVLAR, capable of withstanding the hydrogen pressure in the inlet channel equal to the maximum hydrogen pressure in microcapillaries 1 and having a linear coefficient of thermal expansion close to the same indicator for the material of the microcapillaries 1. The throat portion of the packet 4 is connected to the valve tip body 5 along the entire curved surface of the microcapillary packet 2. The inlet channel of the valve the tip 5 communicates with a cone-shaped seat of the needle valve 20 (the socket may have a lining made of wear-resistant metal), which includes a cone-shaped shut-off valve (needle) controlled by a reciprocating or rotational-translational movement of the shut-off valve with a screw drive integrated in the tip body.

Диаметр конусообразного гнезда игольчатого клапана составляет, как минимум, 0,05-0,10 диаметра входного канала клапанного наконечника, но не более 0,15-0,30 диаметра входного канала. Тело игольчатого клапана 20 заканчивается резьбовым ходовым винтом, который получает поступательное перемещение при вращении сочлененной с ним гайки подачи игольчатого клапана 21. Последняя имеет выступающую часть за торцовую поверхность картриджа 27, которая при размещении картриджа 27 в гнезде 8 топливного отсека входит в зацепление с муфтой сцепления 22 механизма подачи игольчатого клапана с электроприводом. Электропривод - низкооборотный электродвигатель 24 с понижающим редуктором 25 обеспечивает контролируемое управление открытием и закрытием игольчатого клапана 20 в зависимости от давления, создаваемого выходящим из картриджа 27 водородом. Работа привода игольчатого клапана 20 управляется контроллером 13 в зависимости от давления водорода на выходе из гнезда 8. Выпускной патрубок 11 гнезда 8 имеет отвод с отсечным клапаном 17. При отсечении выпускного патрубка 11 от системы подачи водорода в энергоустановку и перекрытии игольчатым клапаном 20 канала выхода водорода из пакета микрокапилляров 3 внутренний объем картриджа сообщается с баллоном экономайзера 18, который аккумулирует водород утечки, если таковая происходит при длительном хранении. Баллон экономайзера 18 содержит пористый материал, например лантан, никель, титан или их сплавы (возможно использование низкотемпературных гидридообразующих соединений), способный абсорбировать водород с образованием гидридов. Баллон экономайзера 18 снабжен устройством активации (нагрева) экономайзера 19, электроотсечными клапанами 15 и 16, контроллером 13, управляющим его работой.The diameter of the conical socket of the needle valve is at least 0.05-0.10 of the diameter of the inlet channel of the valve tip, but not more than 0.15-0.30 of the diameter of the inlet channel. The body of the needle valve 20 ends with a threaded spindle that receives translational movement by rotation of the supply nut of the needle valve 21. The latter has a protruding portion beyond the end surface of the cartridge 27, which, when the cartridge 27 is placed in the socket 8 of the fuel compartment, engages with the clutch 22 electric needle valve feeders. Electric drive - a low-speed electric motor 24 with a reduction gear 25 provides controlled control of the opening and closing of the needle valve 20 depending on the pressure created by the hydrogen leaving the cartridge 27. The operation of the actuator of the needle valve 20 is controlled by the controller 13 depending on the hydrogen pressure at the outlet of the socket 8. The outlet pipe 11 of the socket 8 has a tap with a shut-off valve 17. When the outlet pipe 11 is cut off from the hydrogen supply system to the power plant and the needle valve 20 closes the hydrogen outlet channel 20 from the package of microcapillaries 3, the internal volume of the cartridge communicates with the economizer 18 cylinder, which accumulates hydrogen leakage, if any, during prolonged storage. The economizer bottle 18 contains a porous material, for example, lanthanum, nickel, titanium or their alloys (it is possible to use low-temperature hydride-forming compounds) capable of absorbing hydrogen to form hydrides. The economizer 18 cylinder is equipped with an activation (heating) device of the economizer 19, electric shut-off valves 15 and 16, and a controller 13 that controls its operation.

В исходном положении все отсечные клапана 15, 16, 17, 31, 32 закрыты. После размещения заполненных водородом картриджей 27 в гнездах 8 топливного отсека 26 энергоустановки производят запуск устройства. По команде блока управления 23 переключают отсечные клапаны 15-17. Производят откачку воздуха из объема гнезд 8 и трубопроводов с помощью форвакуумного насоса 22 до давления, по крайней мере, 10-2 Торр.In the initial position, all shut-off valves 15, 16, 17, 31, 32 are closed. After placing the hydrogen-filled cartridges 27 in the sockets 8 of the fuel compartment 26 of the power plant, the device is started. At the command of the control unit 23, the shut-off valves 15-17 are switched. Air is evacuated from the volume of sockets 8 and pipelines using a foreline pump 22 to a pressure of at least 10 -2 Torr.

По завершении вакуумирования гнезд 8 блок управления 29 перекрывает отсечной клапан 31 и запускает контроллер 13, который открывает посредством электропривода 24 игольчатый клапан 20 первого картриджа 27, обеспечивая выход водорода и подачу его в энергоустановку; при этом контроллер 13 по сигналам от датчика давления в выпускном патрубке 12 регулирует посредством электропривода 24 и игольчатого клапана 20 давление подаваемого в энергоустановку водорода в соответствие с заданным уровнем (или следуя управляющим действиям оператора).Upon completion of the evacuation of the sockets 8, the control unit 29 closes the shut-off valve 31 and starts the controller 13, which opens by means of an electric actuator 24 the needle valve 20 of the first cartridge 27, providing hydrogen output and supplying it to the power plant; at the same time, the controller 13, by signals from the pressure sensor in the exhaust pipe 12, regulates by means of an electric actuator 24 and a needle valve 20 the pressure of the hydrogen supplied to the power plant in accordance with a predetermined level (or following the control actions of the operator).

При открывании игольчатого клапана 20 водород, находящийся под высоким давлением в микрокапиллярах первого картриджа 27, через открытые торцы пакета 4 микрокапилляров и приоткрытый игольчатым клапаном 20 канал подается на выход из гнезда 8 через выпускной патрубок 11. После расхода водорода из первого картриджа 27 начинает работать второй картридж 27 и т.д. По завершении работы энергоустановки блок управления работой устройств топливного отсека 29 переключает отсечные электроклапаны 15-17, прекращая сообщение топливного отсека 26 с энергетической установкой. Одновременно посредством патрубков 14 внутреннее пространство гнезд 8 сообщается с баллоном экономайзером 18, обеспечивая улавливание водорода утечки и удержание его хемосорбирующим материалом в объеме баллона экономайзера 18 в течение всего времени пребывания энергоустановки в неработающем режиме. В дальнейшем в период работы энергоустановки по сигналу от блока управления активируют баллон экономайзера 18 и подают водород для в энергоустановки, переключая отсечные клапаны 15-17.When the needle valve 20 is opened, hydrogen, which is under high pressure in the microcapillaries of the first cartridge 27, is fed through the open ends of the package of 4 microcapillaries and ajar by the needle valve 20 to the outlet of the socket 8 through the outlet pipe 11. After the hydrogen flow from the first cartridge 27, the second cartridge 27, etc. Upon completion of the power installation, the control unit for the operation of the devices of the fuel compartment 29 switches the shut-off solenoid valves 15-17, stopping the communication of the fuel compartment 26 with the power plant. At the same time, through the nozzles 14, the internal space of the nests 8 is in communication with the cylinder by the economizer 18, providing for the capture of hydrogen leakage and its retention by chemisorbing material in the volume of the cylinder of the economizer 18 during the entire time the power plant is inoperative. Subsequently, during the operation of the power plant, the economizer 18 cylinder is activated by a signal from the control unit and hydrogen is supplied to the power plant by switching the shut-off valves 15-17.

Claims (2)

1. Система хранения и подачи водорода, содержащая топливный отсек с контейнерами и картриджами в виде пакета микрокапилляров для водорода, коллектор, нагреватель, патрубки подачи и отвода водорода, датчик давления, топливный отсек с группой гнезд, в которых размещены водородные картриджи с бортовым запасом водорода, гнезда соединены выпускным патрубком через отсечные вентили с коллектором водорода, отличающаяся тем, что пакет микрокапилляров выполнен в виде бутылкообразной фигуры, герметизирован с конца цилиндрической части большего радиуса и открыт с горловидной части, расположенной в корпусе клапанного наконечника со встроенным в него приводом игольчатого клапана, горловидная часть пакета закреплена во входном канале корпуса клапанного наконечника, имеющего цилиндрический корпус с диаметром, равным большему диаметру цилиндрической части пакета, во входном канале клапанного наконечника расположен игольчатый клапан, управляемый встроенным в тело клапанного наконечника механизмом возвратно-поступательного или вращательно-поступательного перемещения запорного клапана, выпускной патрубок гнезда топливного отсека снабжен отводом с отсечным клапаном, посредством которого внутренний объем клапанного наконечника сообщен с экономайзером, экономайзер выполнен в виде баллона с пористым материалом и снабжен устройством активации, отсечным клапаном и контроллером.1. A hydrogen storage and supply system comprising a fuel compartment with containers and cartridges in the form of a package of microcapillaries for hydrogen, a collector, a heater, hydrogen supply and exhaust pipes, a pressure sensor, a fuel compartment with a group of sockets that contain hydrogen cartridges with an on-board hydrogen supply , the sockets are connected by an outlet pipe through shut-off valves with a hydrogen collector, characterized in that the microcapillary package is made in the form of a bottle-shaped figure, sealed from the end of the cylindrical part of the larger p the diameter and is open from the throat-like part located in the valve tip housing with the needle valve drive integrated in it, the throat-shaped part of the bag is fixed in the inlet channel of the valve-tip body having a cylindrical body with a diameter equal to the larger diameter of the cylindrical part of the bag, in the inlet channel of the valve tip needle valve controlled by a mechanism of reciprocating or rotational-translational movement of the shut-off valve integrated in the body of the valve tip valve, the outlet pipe of the fuel compartment socket is equipped with a tap with a shut-off valve, through which the internal volume of the valve tip is in communication with the economizer, the economizer is made in the form of a container with porous material and is equipped with an activation device, a shut-off valve and a controller. 2. Система хранения и подачи водорода по п.1, отличающаяся тем, что игольчатый клапан снабжен гайкой подачи игольчатого клапана, выступающей за торцовую поверхность картриджа, входящей в зацепление с муфтой электропривода, установленного с внешней стороны корпуса гнезда топливного отсека, диаметр горловидной части пакета микрокапилляров со стороны открытых их концов составляет 0,05-0,10 диаметра цилиндрической части пакета, а аспектное число микрокапилляров в горловидной и цилиндрической частях пакета лежит в пределах 0,01-0,10. 2. The hydrogen storage and supply system according to claim 1, characterized in that the needle valve is equipped with a needle valve feed nut protruding beyond the end surface of the cartridge, which engages with an electric drive clutch mounted on the outside of the fuel compartment housing, diameter of the neck section of the package microcapillaries from the side of their open ends is 0.05-0.10 of the diameter of the cylindrical part of the package, and the aspect number of microcapillaries in the throat and cylindrical parts of the package is in the range of 0.01-0.10.
RU2008109049/06A 2008-03-12 2008-03-12 System of keeping and supply of hydrogen RU2373454C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109049/06A RU2373454C1 (en) 2008-03-12 2008-03-12 System of keeping and supply of hydrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109049/06A RU2373454C1 (en) 2008-03-12 2008-03-12 System of keeping and supply of hydrogen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008109049A RU2008109049A (en) 2009-09-20
RU2373454C1 true RU2373454C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41167339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008109049/06A RU2373454C1 (en) 2008-03-12 2008-03-12 System of keeping and supply of hydrogen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373454C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667550C2 (en) * 2013-08-06 2018-09-21 Тийода Корпорейшн Hydrogen supply system and hydrogen supply method
RU2811853C1 (en) * 2021-02-03 2024-01-18 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН High pressure hydrogen tank

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667550C2 (en) * 2013-08-06 2018-09-21 Тийода Корпорейшн Hydrogen supply system and hydrogen supply method
RU2811853C1 (en) * 2021-02-03 2024-01-18 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН High pressure hydrogen tank

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008109049A (en) 2009-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1722153B1 (en) Gas cooling using a melting/solidifying medium for high pressure storage tanks for compressed natural gas or hydrogen
CA2621054C (en) Hydrogen storage device
RU2440290C2 (en) Device and cartridge for storage of compressed hydrogen gas
US4302217A (en) Hydrogen supply system
EP1717511B1 (en) Gas cooling for high pressure fuel storage tanks on vehicles powered by compressed natural gas or hydrogen
CN102345489B (en) Exhaust system with reactive heating system
CN108426169A (en) A kind of hydrogen dynamical system based on heat self-balancing type solid hydrogen source reactor
KR102243868B1 (en) Device for generating gas
US20060199064A1 (en) Boil-off compensating cryoadsorption container for liquid gas storage
RU2373454C1 (en) System of keeping and supply of hydrogen
JP2001213601A (en) Hydrogen supply system for device using hydrogen as fuel
US20130344407A1 (en) Hydrogen Generator and Method of Controlling Reaction
CN106698342A (en) Equipment for producing hydrogen by alcohol and water
US7238020B2 (en) Device for controlling hydrogen flow of hydrogen storage canister
CN101374758B (en) Thermal siphon reactor and hydrogen generator having the same
RU2361144C2 (en) Method of filling and hydrogen filling station
DK2630420T3 (en) Thermochemical system with modular CONNECTION
CA2453654C (en) Device and method for heating hydrogen storage canister
CN110546425B (en) Hydrogen storage device
CN109888334B (en) Small solid hydrogen storage-release device
CN113464839A (en) Self-heating type quick hydrogen supply device
CN209786085U (en) Small solid hydrogen storage-release device
RU2315903C1 (en) Device for storing and supplying hydrogen in power plant of vehicle
RU2382268C2 (en) Fuel tank and gas storage and supply plant
CN219530538U (en) High-pressure hydrogen storage cylinder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100313