一种便携式自动稳压制氢设备的制作方法

本实用新型涉及氢气制备技术领域，具体而言，涉及一种便携式自动稳压制氢设备。

背景技术：

近年来，随着石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，世界各国都在积极开发利用可持续性清洁能源。氢能作为一种洁净、高效、安全和可持续的二次能源，由于具有热值高、无污染、资源丰富等特点，已被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源之一，其在汽车、航空、航天、发电和燃料电池等领域的应用受到了人们越来越多的关注。

目前的制氢技术有固体金属水解制氢、电解水制氢以及甲醇裂解制氢等。其中，固体金属水解制氢具有产氢量大、产氢速率快且无需额外消耗能源的特点。通过固体金属水解制氢材料与水进行反应就能产生大量的纯净氢气，且氢气无需额外的处理即可应用于需氢设备，做到真正的即用即产，并且适用于多种环境。然而，现有的基于固体材料水解制氢技术的氢能设备，其存在结构复杂，操作繁琐，便携性差，无法满足野外、孤岛等复杂场景需求。因此，亟需一种结构简单、携带方便的固体材料水解制氢设备，以解决氢能设备的应用局限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便携式自动稳压制氢设备，该便携式自动稳压制氢设备结构简单，便于携带。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型的一方面，提供一种便携式自动稳压制氢设备，该便携式自动稳压制氢设备包括箱体、第一出气管、第二出气管以及料仓组，箱体具有容置腔，容置腔包括依次相互连通的储水区和储气区，储气区位于储水区的上方，储水区和料仓组分别用于存储液体原料和固体水解制氢材料；储水区内的液体原料可通过进水管与料仓组内的固体水解制氢材料接触，第一出气管的一端伸入至料仓组中、另一端伸入储水区内，以伸入液体原料中，以使液体原料和固体水解制氢材料反应生成的氢气自第一出气管进入储水区内，第二出气管的一端与储气区连通、另一端伸出于箱体之外，用于向需氢负载供气。该便携式自动稳压制氢设备结构简单，便于携带。

可选地，进水管上设有三通水阀，三通水阀的进水口与储水区连通、两个出水口分别与料仓组和集水仓连通。

可选地，第一出气管上连接有单向阀，用于使氢气由第一出气管向容置腔单向流动。

可选地，料仓组包括多个呈层叠设置的存储仓，每个存储仓内均设有固体水解制氢材料，且相邻两存储仓之间相互连通。

可选地，存储仓包括本体和与本体可拆卸连接的仓门，固体水解制氢材料设于本体内。

可选地，料仓组还包括液体缓冲仓，液体缓冲仓连接于存储仓靠近进水管的一端，且与存储仓相连通。

可选地，料仓组还包括气体缓冲仓，气体缓冲仓连接于存储仓远离进水管的一端，且与存储仓相连通，第一出气管的一端伸入至气体缓冲仓内。

可选地，第二出气管位于储气区的一端连接有漂浮球。

可选地，还包括减压阀，减压阀连接于第二出气管上。

可选地，还包括过滤装置，过滤装置连接于第二出气管上，用于去除氢气中的水蒸气。

本实用新型的有益效果包括：

本申请提供一种便携式自动稳压制氢设备，该便携式自动稳压制氢设备包括箱体、第一出气管、第二出气管以及料仓组，箱体具有容置腔，容置腔包括依次相互连通的储水区和储气区，储气区位于储水区的上方，储水区和料仓组分别用于存储液体原料和固体水解制氢材料。储水区内的液体原料可通过进水管与料仓组内的固体水解制氢材料接触，第一出气管的一端伸入至料仓组中、另一端伸入至储水区中，以使液体原料和固体水解制氢材料反应生成的氢气自第一出气管进入储水区内，第二出气管的一端与储气区连通、另一端伸出于箱体之外，可用于向需氢负载供气。在使用的过程中，液体原料自进气管进入至料仓组内，以与料仓组内的固体水解制氢材料发生化学反应，进而产生氢气。然后，氢气自第一出气管进入至储水区内，以穿过液体原料进行降温冷凝，然后进入至储气区内，进而再进入至第二出气管内，自第二出气管的另一端输出至需氢负载，以向需氢负载供气。本申请的便携式自动稳压制氢设备结构简单，操作方便，其只需带够固体水解制氢材料，便可以随时随地进行使用，不受外界能源的限制，提高了便携性，而且通过本申请的便携式自动稳压制氢设备制备的氢气输出稳定、安全性好，能够持续稳定地向需氢负载供给氢气。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的便携式自动稳压制氢设备的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的便携式自动稳压制氢设备的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的便携式自动稳压制氢设备的结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的便携式自动稳压制氢设备的结构示意图之四。

图标：10-箱体；11-容置腔；111-储水区；112-储气区；20-第一出气管；12-注水口；30-第二出气管；31-减压阀；32-过滤装置；40-料仓组；41-存储仓；411-本体；412-仓门；42-液体缓冲仓；43-气体缓冲仓；50-进水管；51-三通水阀；60-需氢负载；70-漂浮球；80-安全阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种便携式自动稳压制氢设备，该便携式自动稳压制氢设备包括箱体10、第一出气管20、第二出气管30以及料仓组40，箱体10具有容置腔11，容置腔11包括依次相互连通的储水区111和储气区112，储气区112位于储水区111的上方，储水区111和料仓组40分别用于存储液体原料和固体水解制氢材料。储水区111内的液体原料可通过进水管50与料仓组40内的固体水解制氢材料接触，第一出气管20的一端伸入至料仓组40中、另一端伸入至储水区111中，以使液体原料和固体水解制氢材料反应生成的氢气自第一出气管20进入储水区111内，第二出气管30的一端与储气区112连通、另一端伸出于箱体10之外，可用于向需氢负载60供气。

其中，上述容置腔11包括相互连通的储水区111和储气区112，其中储水区111用于存储本申请的液体原料(例如水)，储气区112用于存储气体(在本实施例中为氢气)，由于氢气密度低于空气密度，故储气区112位于储水区111上方。需要说明的是，储水区111内的液体原料可通过注水口12进行添加(注水口12设于箱体10的上方)。

另外，固体水解制氢材料存储于料仓组40内，为了便于液体原料和固体水解制氢材料发生接触反应，在本实施例中，上述的料仓组40和储水区111相连通。示例地，可采用进水管50连通料仓组40和储水区111。如此一来，储水区111内的液体原料便可以顺着进水管50进入料仓组40内，进而与料仓组40内的固体水解制氢材料发生化学反应，从而产生氢气。

为了便于收集氢气，在本实施例中，第一出气管20的一端伸入至料仓组40内、另一端伸入至储水区111内，以伸入至液体原料内。且第二出气管30的一端和储气区112连通、另一端伸出于箱体10之外，用于向需氢负载60供气。这样一来，液体原料和固体水解制氢材料反应生成的氢气，首先会被第一出气管20收集，以进入第一出气管20内；然后从第一出气管20进入至液体原料中；再而从液体原料中进入至储气区112；再经过与储气区112连通的第二出气管30，进入至第二出气管30内；最后从第二出气管30的另一端输出以供给需氢负载60。

需要说明的是，在本实施例中，上述的第一出气管20是用于将反应生成的氢气输送至储水区111内。由于氢气密度较低，因此，本申请的第一出气管20远离进水管50的一端应该是位于料仓组40的上部的(本申请中关于方位的描述可参见图1所示)。另外，应理解，本申请的第一出气管20伸入至液体原料中，可以使得氢气通过第一出气管20进入水箱中进行降温、冷凝，从而避免氢气通到需氢负载60(例如燃料电池)时温度较高损坏燃料电池。

除此之外，为了使得本申请的便携式自动稳压制氢设备，在无需使用时，可以保持不工作的状态，在本实施例中，应该保证液体原料不会自第一出气管20的管口进入料仓组40内。

为此，在一种实施例中，请参考图1所示，基于连通器原理，上述的第一出气管20远离进气管的管口至地面的高度应该高于储水区111的液体原料的水位高度。

在另一种实施例中，可选地，第一出气管20上还可以连接有单向阀，该单向阀用于使氢气由第一出气管20向容置腔11单向流动，进而防止液体原料进入第一出气管20内。

在又一种实施例中，可选地，还可以在第一出气管20上增设防水透气膜等，可阻止水透过而可以允许氢气通过的膜层。

另外，需要说明的是，本申请的液体原料和固体水解制氢材料反应生成的氢气是用于直接供给需氢负载60的。该需氢负载60可以是燃料电池或者其他的任一需氢设备，本申请不对需氢负载60的种类做限制。

在本实施例中，本申请提供的便携式自动稳压制氢设备还具有可自行稳压的功能。具体地，在使用时，液体原料通过进水管50进入到存储仓41内(基于连通器原理，通过液体原料的高度压差液体原料会根据气压情况进入到存储仓41中)，然后液体原料与料仓组40中的固体水解制氢材料进行反应之后产生氢气，料仓组40中的气压升高，同时水箱上方的储气区112的气压也会升高，当料仓组40内的气压过大时，此时，会在料仓组40内的压力作用下可将液体原料压回储水区111内。

随着氢气的使用，料仓组40内气压降低，储水区111内的液体原料将会继续进入料仓组40内，料仓组40内的水位会继续上升，液体原料会继续与固体水解制氢材料进行反应，料仓组40内的气压又会重新和水箱平衡，如此循环。这样一来，整个系统便能实现自动稳压。本申请通过这种气压自控的方式，将有利于提高反应率，使得固体水解制氢材料反应更完全，在一定程度上可以使得输出氢气不会出现较大的波动，因此，可使得本申请相对于现有技术而言更加安全可靠。

本申请提供一种便携式自动稳压制氢设备，该便携式自动稳压制氢设备包括箱体10、第一出气管20、第二出气管30以及料仓组40，箱体10具有容置腔11，容置腔11包括依次相互连通的储水区111和储气区112，储气区112位于储水区111的上方，储水区111和料仓组40分别用于存储液体原料和固体水解制氢材料。储水区111内的液体原料可通过进水管50与料仓组40内的固体水解制氢材料接触，第一出气管20的一端伸入至料仓组40中、另一端伸入至储水区111中，以使液体原料和固体水解制氢材料反应生成的氢气自第一出气管20进入储水区111内，第二出气管30的一端与储气区112连通、另一端伸出于箱体10之外，可用于向需氢负载60供气。在使用的过程中，液体原料自进气管进入至料仓组40内，以与料仓组40内的固体水解制氢材料发生化学反应，进而产生氢气。然后，氢气自第一出气管20进入至储水区111内，以穿过液体原料进行降温冷凝，然后进入至储气区112内，进而再进入至第二出气管30内，自第二出气管30的另一端输出至需氢负载60，以向需氢负载60供气。本申请的便携式自动稳压制氢设备结构简单，操作方便，其只需带够固体水解制氢材料，便可以随时随地进行使用，不受外界能源的限制，提高了便携性，而且通过本申请的便携式自动稳压制氢设备制备的氢气输出稳定、安全性好，能够持续稳定地向需氢负载供给氢气。

为了便于将液体原料输入至料仓组40内以与料仓组40内的固体水解制氢材料反应，可选地，在本实施例中，进水管50上设有三通水阀51，三通水阀51的进水口与储水区111连通、两个出水口分别与料仓组40和集水仓连通。

需要说明的是，其中一个出水口和料仓组40联通是为了将液体原料输入至料仓组40内以与料仓组40内的固体水解制氢材料反应，另一个吹水口与集水仓连通是为了便于将储水区111内的液体原料排出至集水仓内。

可选地，为了使得液体原料和固体水解制氢材料充分反应，在本实施例中，料仓组40包括多个呈层叠设置的存储仓41，每个存储仓41内均设有固体水解制氢材料，且相邻两存储仓41之间相互连通。

示例地，为了便于投放固体水解制氢材料，在本实施例中，请结合参照图2，上述存储仓41包括本体411和与本体411可拆卸连接的仓门412，固体水解制氢材料设于本体411内。在使用过程中，可通过打开仓门412投放固体水解制氢材料。

在一种实施例中，多个存储仓41可以共用一个仓门412(如图2所示，通过打开仓门412可以给每个存储仓41进行投放料)。再另一种实施例中，也可以是，每个存储仓41均具有一个单独的仓门412，每个仓门412可以独自控制(图未示)。

请结合参照图3和图4，示例地，相邻两存储仓41之间相互连通，可以是在上述存储仓41的本体411上开设有多个通孔(注意，此处通孔应该是开设于连接于相邻两个存储仓41之间的接触板上的，以使连接于相邻两个存储仓41之间的接触板呈多孔结构，从而使得液体原料可以快速通过避免固体水解制氢材料的料包堵塞水道)，以使相邻两个存储仓41相互连通。

需要说明的是，上述的固体水解制氢材料的料包是指将固体水解制氢原料通过无纺布、金属等材料进行包裹以形成料包，从而避免粉末的扩散。

可选地，料仓组40还包括液体缓冲仓42，液体缓冲仓42连接于存储仓41靠近进水管50的一端，且与存储仓41相连通。液体缓冲仓42里面不放置固体水解制氢材料从而避免固体水解制氢材料堵住进水口，造成安全隐患。

为了便于收集氢气，在本实施例中，可选地，料仓组40还包括气体缓冲仓43，气体缓冲仓43连接于存储仓41远离进水管50的一端，且与存储仓41相连通，第一出气管20的一端伸入至气体缓冲仓43内。气体缓冲仓43不仅可以起到氢气的缓冲作用，还可以避免固体水解制氢材料的料包堵塞第一出气管20的进气口。

进一步地，第二出气管30位于储气区112的一端连接有漂浮球70，漂浮球70的作用是保证整个便携式自动稳压制氢设备在倾斜和翻转的情况下氢气也能通过第二出气管30排出箱体10，进而进一步提高本申请的便携式自动稳压制氢设备的便捷性。

为了使得氢气通过第二出气管30供给需氢负载60时保持合适的压力，避免造成需氢负载60的损坏，可选地，本申请的便携式自动稳压制氢设备还包括减压阀31，减压阀31连接于第二出气管30上。这样一来，进入第二出气管30的氢气可以在减压阀31的作用下进行减压，减压到需氢负载60适合的压力。

可选地，本申请的便携式自动稳压制氢设备还包括过滤装置32，过滤装置32连接于第二出气管30上，用于去除氢气中的水蒸气，以提高需氢负载60的使用寿命。

为了避免箱体10内压力超过安全压力阈值，从而造成安全事故，可选地，本申请的便携式自动稳压制氢设备还包括安全阀80，安全阀80连接于箱体10上。当箱体10内压力值超过安全压力阈值时，安全阀80开启，箱体10内的压力得到缓解降压以维持安全状态。

另外，在本实施例中，箱体10具有透明观察视窗，以便于观察箱体10内的液位。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除