[发明专利]采用磁制冷的氢液化装置

权利要求书

1.一种采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，包括：氢气气源；对气源氢气进行预冷的预冷系统；对预冷后的氢气进行制冷的磁制冷系统；与磁制冷系统制冷管路出口相连，对冷却后氢气进行膨胀制冷的膨胀元件；进料口与膨胀元件出口相连的液氢储罐。

2.根据权利要求1所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，所述磁制冷系统为采用多层主动磁回热工艺的磁制冷系统。

3.根据权利要求1所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，所述磁制冷系统包括：

一个或多个设有散热和制冷管路的多层磁蓄冷单元；

对多层磁蓄冷单元进行励磁的磁体；

所述多层磁蓄冷单元用于盛放磁相变材料和正仲氢催化剂。

4.根据权利要求3所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，在所述多层磁蓄冷单元中，自热端至冷端分层填充居里点温度依次递减的磁相变材料和正仲氢催化剂的混合颗粒。

5.根据权利要求3所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，所述液氢储罐还包括汽相出口，该汽相出口与所述多层磁蓄冷单元的散热管路入口相连。

6.根据权利要求5所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，还包括压缩机；所述多层磁蓄冷单元的散热管路出口与所述压缩机的低压入口相连；所述压缩机的高压出口与预冷后的氢气管路合并后与所述多层磁蓄冷单元的制冷管路入口相连。

7.根据权利要求6所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，所述压缩机为吸附式压缩机，该吸附式压缩机包括吸附压缩单元、冷却换热器和加热换热器；所述冷却换热器由所述预冷系统提供冷量；所述的加热换热器由多层磁蓄冷单元的散热管路输出的介质提供热量。

8.根据权利要求7所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，所述吸附式压缩机的低压入口和高压出口分别设有对进入和输出物料进行预冷和冷却的压缩机入流预冷换热器、压缩机出流冷却器，两者均由所述预冷系统提供冷量；所述加热换热器的出口与压缩机入流预冷换热器的预冷管路相连。

9.根据权利要求6所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，还包括混合引射器，该混合引射器的低压入口与预冷后氢气管路相连，高压入口与压缩机高压出口相连；混合引射器的出口与磁制冷系统的制冷管路入口相连。

10.根据权利要求8所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，还包括混合引射器，该混合引射器的低压入口与预冷后氢气管路相连，高压入口与压缩机出流冷却器的冷却管路出口相连；混合引射器的出口与磁制冷系统的制冷管路入口相连。

11.根据权利要求3所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，在磁制冷系统中，所述散热和制冷管路共用一条管路，通过另设的阀门进行切换使用。

12.根据权利要求8所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，所述吸附式压缩机为并联的多个。

13.根据权利要求12所述的采用磁制冷的氢液化装置，其特征在于，

针对每个吸附式压缩机，具有由减压、入流、增压和出流四个阶段依次出现的工作循环，且其冷却换热器、加热换热器的入口和出口均设有主/次两个接口；

所述冷却换热器的入口主接口均通过带有阀门的管路与预冷系统的冷媒出液管路相连，冷却换热器出口主接口均通过带有阀门的管路与预冷系统的冷媒回汽管路相连；

所述加热换热器的入口主接口均通过带有阀门的管路与多层磁蓄冷单元的散热管路出口相连，所述加热换热器的出口主接口均通过带有阀门的管路与压缩机入流预冷换热器的预冷管路的入口相连；

所述冷却换热器的入口次接口通过带有单向阀的管路与处于下一个阶段的冷却换热器的出口次接口连接；所述加热换热器的入口次接口通过带有单向阀的管路与处于下一个阶段的加热换热器的出口次接口连接。