CN109133004B - 一种氢能源动力汽车用氢气制造设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢能源动力汽车用氢气制造设备，包括反应箱、设于所述反应箱顶部的箱盖及设于所述反应箱内的反应腔，所述箱盖与所述反应箱为可拆卸连接，所述反应箱侧壁上设有进水管，所述反应箱另一侧侧壁上设有出气管；所述反应箱底部还设有废料腔，所述废料腔侧壁上设有出料口，所述出料口处设有活动门，所述反应箱侧壁上设有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆与所述活动门固连，所述第一液压缸可驱动所述活动门做升降运动；所述活动门两侧分别设有导向块。

Description

一种氢能源动力汽车用氢气制造设备
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种氢能源动力汽车用氢气制造设备。
背景技术
氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是燃料电池的必要燃料。随着燃料电池的推广和普及，燃料电池汽车进入成熟市场，氢的消耗量也会以惊人的速度增加。用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2可得含氢量在80％以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大。在现有的水煤气制氢设备中，为了方便对焦炭燃烧后的灰烬进行处理，通常需要在设备上开设一个清理口，清料口的存在导致设备内的保温效果不佳，反应产生后的混合气体容易从清料口处泄露，造成能源的大量损耗，制氢效果不佳。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种减小能源消耗、提升制氢效果的氢能源动力汽车用氢气制造设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种氢能源动力汽车用氢气制造设备，包括反应箱、设于所述反应箱顶部的箱盖及设于所述反应箱内的反应腔，所述箱盖与所述反应箱为可拆卸连接，所述反应箱侧壁上设有进水管，所述反应箱另一侧侧壁上设有出气管；所述反应箱底部还设有废料腔，所述废料腔侧壁上设有出料口，所述出料口处设有活动门，所述反应箱侧壁上设有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆与所述活动门固连，所述第一液压缸可驱动所述活动门做升降运动；所述活动门两侧分别设有导向块；通过第一液压缸对活动门的控制，使活动门能够在第一液压缸的作用下进行上下运动，从而控制对出料口的启闭，使反应腔内进行制氢反应时通过活动门将出料口关闭，对反应箱内起到密封保温作用，避免混合气体从出料口处泄露，减少设备能源消耗，提升设备制氢效果。
作为优选，所述活动门上设有固定组件，所述反应箱侧壁上设有与所述固定组件相配合的限位槽；通过固定组件与限位槽的相互配合，增加活动门与出料口的配合效果，使活动门与出料口相互配合对出料口起到良好的密封效果，避免混合气体从出料口处泄露，对反应箱内部起到良好的保温效果，利于制氢反应的进行。
作为优选，所述活动门两侧分别设有第七连接杆，所述第七连接杆一端设有限位板；所述导向块内设有与所述第七连接杆相配合的第三滑槽，所述第三滑槽一侧设有与所述限位板相配合的第四滑槽；通过第一连接杆与第三滑槽的相互配合，对活动门运动的轨迹起限位作用，使活动门在导向块的作用下沿着竖直方向做升降运动，使活动门更好的与出料口相互配合，对出料口起到密封作用。
作为优选，所述活动门上设有安装腔，所述固定组件包括设于所述安装腔内的固定弹簧、设于所述固定弹簧一端的推块及设于所述推块上的限位块，所述限位块与所述限位槽相配合；通过固定弹簧对推块的控制，使限位块运动到限位槽位置后从安装腔内伸出进入到限位槽内，与限位槽相互配合形成固定效果，增加活动门与出料口的配合效果，使活动门对出料口起到更好的密封效果。
作为优选，所述限位槽内设有凸块；通过凸块与限位块的相互配合，在第一液压缸带动活动门往上运动时，使限位块在凸块的作用下快速的缩入到安装腔内，使限位块与限位槽脱开配合，便于第一液压缸驱动活动门与出料口脱开配合，便于对废料腔内的灰烬进行清理。
作为优选，所述反应腔内设有翻料装置，所述反应腔底部设有筛网，所述废料腔内设有与所述筛网相配合的震动组件；通过翻料装置的作用，对反应腔内的焦炭起翻转作用，将处于底部的焦炭翻至顶部，便于焦炭与水流更充分的接触，避免焦炭被浪费，提升水煤气制氢法的效果；通过震动组件和筛网的相互配合，在焦炭与水发生反应的过程中使筛网产生抖动，将焦炭燃烧后产生的灰烬从反应腔内抖落，避免灰烬附着在焦炭表面影响制氢过程的进行，使焦炭与水更充分的反应，减少原料的浪费。
作为优选，所述反应箱内设有翻折挡板，所述翻折挡板设于所述反应腔上方，所述反应箱侧壁上设有用于驱动所述翻折挡板转动的驱动件；将焦炭放入到反应箱内后，通过翻折挡板为焦炭起承接作用，使焦炭暂时存放在翻折挡板上，当反应腔内的焦炭被反应完成后，通过驱动件的作用使翻折挡板翻动，将翻折挡板上的焦炭倒入反应腔内，使反应继续进行，取代通过开启箱盖的方法加入原料，避免在箱盖开启时使反应箱内的热量从箱盖上传出，对操作人员造成伤害；通过翻折挡板的作用，对焦炭原料起导向作用，将焦炭原料准确的加入到反应腔内，避免焦炭原料掉落到反应箱底部，减少原料的浪费。
本发明具有以下优点：通过第一液压缸对活动门的控制，使活动门能够在第一液压缸的作用下进行上下运动，从而控制对出料口的启闭，使反应腔内进行制氢反应时通过活动门将出料口关闭，对反应箱内起到密封保温作用，避免混合气体从出料口处泄露，减少设备能源消耗，提升设备制氢效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖面示意图。
图3为本发明震动组件与翻料装置的爆炸示意图。
图4为本发明翻料组件的结构示意图。
图5为本发明反应腔的结构示意图。
图6为本发明翻料组件与反应腔的剖面示意图。
图7为本发明翻折挡板的结构示意图。
图8为本发明第三连接杆的结构示意图。
图9为本发明翻折挡板的剖面示意图。
图10为本发明箱盖的剖面示意图。
图11为本发明活动门与导向块的配合示意图。
图12为本发明固定组件的结构示意图。
图13为本发明限位槽的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1-13所示，一种氢能源动力汽车用氢气制造设备，包括反应箱1、设于所述反应箱1顶部的箱盖2及设于所述反应箱1内的反应腔4，反应腔为圆柱形结构，反应腔固连于反应箱内壁上；所述箱盖2与所述反应箱1为可拆卸连接，所述反应箱1侧壁上设有进水管11，所述反应箱1另一侧侧壁上设有出气管12；所述反应箱1底部还设有废料腔17，反应腔设于废料腔上方，所述废料腔17侧壁上设有出料口14，所述出料口14处设有活动门141；反应箱侧壁上设有加热模块18，加热模块与反应腔侧壁相接触，加热模块将热量输送给反应腔，使反应腔内的焦炭原料受热达到所需的反应温度；所述反应腔4内设有翻料装置，所述反应腔4底部设有筛网42，筛网为金属材质，筛网四周固连于反应腔内壁上，通过筛网对反应腔内的焦炭原料起支撑作用；所述废料腔17内设有与所述筛网42相配合的震动组件。
当进行氢气的制造时，将焦炭加入到反应箱内，焦炭掉落在反应腔内，通过加热模块对反应腔的加热作用，使反应腔内焦炭的温度逐渐升高，直至焦炭升高至反应所需温度后，通过进水管往反应箱内输送水流，使水流进入到进入到反应箱内后掉落在反应腔内，水流直接掉落在高温的焦炭上在高温下转化为水蒸气，水蒸气与焦炭在高温下反应生成氢气和一氧化碳，生成的气体从出气管处排出反应箱，对混合气体进行收集；焦炭和水蒸气在反应腔内反应时，翻料装置对焦炭起翻料作用，使焦炭在反应腔内处于活动状态，将处于反应腔底部的焦炭翻到反应腔顶部，使反应腔内的焦炭充分的与水流相接触，合理的利用焦炭原料，减少焦炭原料的浪费；震动组件与筛网相互配合，使筛网产生震动，配合翻料组件将焦炭表面的灰烬抖落，避免灰烬附着在焦炭表面阻碍焦炭与水蒸气的反应，提升焦炭与水蒸气的反应效果；通过震动组件使筛网产生震动，将掉落在筛网上的灰烬抖落，避免筛网网孔被灰烬堵塞，便于对反应腔内的灰烬进行清理。
所述反应箱1内设有翻折挡板32，翻折挡板为两块，分别设于反应箱两侧内壁上，两块翻折挡板相互配合，两块翻折挡板的截面与反应箱内部的截面相同；所述翻折挡板32设于所述反应腔4上方，所述反应箱1侧壁上设有用于驱动所述翻折挡板32转动的驱动件，所述驱动件为第二液压缸，反应箱两侧侧壁上设有第一设备箱31，第二液压缸设于第一设备箱内；所述反应箱1内壁上设有连接块15，所述翻折挡板32活动连接于所述连接块15上，所述活动连接为铰接，翻折挡板一端设有通腔323，连接块上设有第四连接杆，第四连接杆穿设于通腔323内，通过第四连接杆与通腔的连接，使翻折挡板可绕着连接块进行转动；所述翻折挡板32上设有第一滑槽324，所述第一滑槽324内壁上设有第二滑槽322，所述翻折挡板32上设有与所述第一滑槽324相配合的第二挡板321；所述第一滑槽324内设有滑块332，所述滑块332侧壁上设有与所述第二滑槽322相配合的滑杆331，滑杆为圆柱形结构，滑杆与第二滑槽相互配合，对滑块与第一滑槽起限位作用，使滑块与第一滑槽形成稳定配合，避免滑块从第一滑槽内脱出；所述滑块332上设有第三连接杆33，第三连接杆与第二液压缸的活塞杆相固连，通过第二液压缸可带动第三连接杆进行移动，从而调动滑块在第一滑槽内移动。
翻折挡板对焦炭起暂时的存放作用，当将物料放入到反应箱内时，物料被置于翻折挡板上，此时第二液压缸推动活塞杆处于伸长位置，滑块处于第一滑槽一端，使第三连接杆对翻折挡板起支撑作用，使翻折挡板处于水平位置上，当翻折挡板上的焦炭积攒到一定量后，停止往反应箱内送料，第二液压缸驱动活塞杆收缩，是活塞杆带动第三连接杆往第一设备箱一侧运动，滑块沿着第一滑槽运动到第一滑槽的另一端，此时翻折挡板的前端失去支撑力后绕着铰接点往下翻折，使翻折挡板形成斜面，翻折挡板上的焦炭沿着翻折挡板形成的斜面往下滑落，通过翻折挡板的导向作用，将焦炭导入到反应腔内，使焦炭进入到反应腔内进行加热，防止焦炭直接掉落到反应箱底部的废料腔内，减少焦炭原料的浪费；在将翻折挡板上的焦炭导入到反应腔内后，第二液压缸推动活塞杆往前运动，使翻折挡板恢复到水平位置上，继续往反应箱内放入焦炭原料，使翻折挡板上积存一定量的焦炭原料，便于在反应腔内的焦炭反应完后往反应腔内快速加料，提升制氢反应速率；通过预先将焦炭放置在翻折挡板上的方法，利用反应箱内的热量对该部分焦炭进行预热处理，使该部分焦炭在被加入到反应腔内后被快速加热，便于制氢反应的快速进行；在不开启箱盖的情况下直接对反应腔内进行加料，避免反应箱内的热量在箱盖开启时直接散发出来，对操作人员造成伤害，增加设备的安全性，避免出现人员受伤事故。
所述震动组件包括设于所述废料腔17内的转辊16、设于所述转辊16上的凸轮161及设于所述反应箱1侧壁上的震动电机13，所述震动电机13的输出轴与所述转辊16相固连；当焦炭和水蒸气在反应腔内进行反应时，震动电机驱动转辊进行转动，使转辊带动凸轮转动，凸轮在转动的过程中其凸缘间断性的与筛网底面相接触，在凸轮凸缘的作用下使筛网产生震动，将掉落在筛网上的灰烬抖散，便于焦炭燃烧后的灰烬从筛网上掉落；通过筛网的震动带动焦炭之间产生一定的空隙，便于空气的流通，防止底部的焦炭受热不均匀影响制氢效果，减少焦炭原料的浪费。
所述转辊16上设有环槽164，所述环槽164一侧内壁上设有第一传动轮162，所述环槽164另一侧内壁上设有从动轮163，所述第一传动轮162固连于所述环槽164内壁上，所述从动轮163可转动连接于所述环槽164内壁上；所述翻料装置包括设于所述反应腔4内的安装架431、设于所述安装架431上的传动轴41、设于所述传动轴41上的第一连接杆44及设于所述第一连接杆44一端的安装板45，安装板可转动的连接于第一连接杆上，所述传动轴41底部设有与所述第一传动轮162相配合的伞齿轮413；伞齿轮被置于环槽内，第一传动轮与从动轮的结构相同，伞齿轮的一端与第一传动轮相配合，另一端与从动轮相配合，通过第一传动轮与从动轮与伞齿轮的配合，使伞齿轮更好的被固定在第一传动轮和从动轮之间，便于第一传动轮带动伞齿轮转动，使震动电机在带动转辊转动的同时带动翻料装置进行转动，将震动电机的利用最大化，减少驱动原件的数量，降低设备维护成本。
所述安装板45上设有连接轴46，所述连接轴46一端设有滚齿轮461，所述反应腔4内壁上设有与所述滚齿轮461相配合的传动槽49，传动槽内设有与滚齿轮相配合的啮合齿，滚齿轮在传动槽内运动时与啮合齿相接触，在啮合齿和滚齿轮的作用下带动滚齿轮进行转动，从而带动安装板进行转动；所述传动槽49侧壁上设有第一挡板47，所述第一挡板47为两组，两组第一挡板分别设于传动槽上方侧壁和下方侧壁上，所述连接轴46穿设于所述两组第一挡板47之间，通过第一挡板对传动槽的保护作用，避免焦炭进入到传动槽内，将传动槽堵塞，使滚出轮能够顺利的沿着传动槽内壁进行运动，延长翻料组件的可靠性。
所述安装板45上设有推板451，推板为两组，分别设于安装板一侧的顶部和底部，所述传动轴41上设有与第一固定板411和第二固定板412，所述第一固定板411和所述第二固定板412分别设于所述安装架431两侧；安装架侧部上设有多个第五连接杆43，第五连接杆43与反应腔内壁相固连，通过第五连接杆对安装架起固定作用，将安装架固定在反应腔内；安装架上设有安装孔432，传动轴穿设于安装孔内，所述筛网42上设有与所述传动轴41相配合的通孔；第一固定板和第二固定板的结构相同，第一固定板为圆盘形，第一固定板的直径大于安装孔的直径，第一固定板与第二固定板之间的距离等于安装架的厚度，通过第一固定板和第二固定板将翻料组件固定在安装架上，使翻料组件被固定在反应腔内，提升焦炭与水蒸气的反应效果。
焦炭在反应腔内被加热到反应所需的温度后，往反应箱内通入水流，将水流浇灌在焦炭上使水流与焦炭发生反应，震动电机驱动转辊进行转动，使凸轮间接性的与筛网相接触，使筛网产生震动效果，转辊在转动的同时通过第一传动轮与伞齿轮的配合，带动传动轴进行转动，传动轴带动第一连接杆转动，在第一连接杆的作用下，滚齿轮沿着传动槽内壁进行移动，使滚齿轮带动安装板在传动槽内壁啮合齿的作用下进行转动，通过安装板上的推板作用，对反应腔内的焦炭起翻料作用，使处于反应腔底部的焦炭在推板的作用下被推送至反应腔顶部，反应腔内的焦炭处于运动状态，便于反应腔内的焦炭与水流充分的接触，使焦炭被反应的更加彻底，避免焦炭原料被大量的浪费；焦炭在翻转的过程中产生相互碰撞，在焦炭的碰撞中将附着在焦炭表面上的灰烬碰落，避免灰烬包裹在焦炭表面影响焦炭与水蒸气的接触使反应无法继续进行，提升制氢设备的制氢效果。
所述箱盖2上设有活动腔23，所述箱盖2上设有进料口21，所述进料口21穿设于所述活动腔23内；所述活动腔23内设有第二传动轮24，所述进料口21为两组，所述两组进料口21内分别设有第一盖板25和第二盖板26，所述第一盖板25上设有与所述第二传动轮24传动配合的第二连接杆251；箱盖上设有第二设备箱22，第二设备箱内设有驱动电机，驱动电机的输出轴与第二传动轮相固连，第二盖板上设有与第二传动轮相配合的第六连接杆261，第一盖板与第二盖板的结构相同，第二连接杆与第六连接杆分别设于第二传动轮两侧，当将焦炭放入到反应箱内时，通过驱动电机驱动第二传动轮进行转动，在第二传动轮的作用下带动第二连接杆和第六连接杆进行移动，从而使第一盖板和第二盖板从进料口处移开，使进料口处于开启状态，便于将焦炭原料放入到反应箱内，待焦炭原料放入后，在驱动电机的作用下使第二传动轮反向转动，使第一盖板和第二盖板与进料口相互配合，将进料口关闭，对反应箱内部起到保温隔热作用，使反应腔内的焦炭快速升温到反应温度，同时防止反应箱内的高温从反应箱内散出对操作人员造成伤害，防止反应后生成的气体从进料口处飘出影响氢气制造效果；通过两个进料口的设置，使焦炭被均匀的放置在翻折挡板上，避免物料全部集中在翻折挡板的边缘处对翻折挡板造成过大的压力，减少翻折挡板的负担，延长翻折挡板的使用寿命。
所述反应箱1内设有输水管111，所述输水管111为圆环形结构，所述输水管111底部设有多个喷水孔，所述进水管11与所述输水管111相连；输水管的直径与反应腔相对应，通过输水管对水流的运输，使水流准确的掉落到反应腔内与反应腔内的焦炭进行反应，避免水流掉落在反应箱底部，增加焦炭与水流的接触效果，提升制氢设备效率；通过输水管上的喷水孔的设置，使水流被均匀的泼洒在焦炭上，增加水蒸气与焦炭的接触效果，使水流在接触到高温状态下的焦炭时快速的挥发成水蒸气与焦炭产生反应，增加焦炭与水蒸气的制氢效果。
所述反应箱1侧壁上设有第一液压缸143，所述第一液压缸143的活塞杆与所述活动门141固连，所述第一液压缸143可驱动所述活动门141做升降运动；所述活动门141两侧分别设有导向块142，导向块与活动门相互配合，使活动门在第一液压缸的作用下沿竖直方向进行移动；当反应腔内进行制氢反应时，第一液压缸推动活动门往下运动，使活动门与出料口相互配合，对出料口起密封作用，对反应箱内部起到保温作用，避免混合气体从出料口处泄露；当反应腔内的制氢反应结束后通过第一液压缸驱动活动门升起，使活动门与出料口脱开配合，便于将灰烬从出料口处排出。
所述活动门141两侧分别设有第七连接杆1416，所述第七连接杆1416一端设有限位板1417；所述导向块142内设有与所述第七连接杆1416相配合的第三滑槽1422，所述第三滑槽1422一侧设有与所述限位板1417相配合的第四滑槽1421；通过限位板与第四滑槽的相互配合，对第七连接杆起固定作用，使第七连接杆固定在第第三滑槽内，使第七连接杆可沿着第三滑槽进行移动，使第一液压缸推动活动门移动时，第七连接杆在第三滑槽内移动，使第七连接杆与第三滑槽对活动门的运动起限位作用，使活动门始终沿着竖直方向进行移动，增加活动门与出料口的配合效果，使活动门对出料口起到良好的密封效果。
所述活动门141上设有固定组件，所述反应箱1侧壁上设有与所述固定组件相配合的限位槽19；所述活动门141上设有安装腔1411，所述固定组件包括设于所述安装腔1411内的固定弹簧1415、设于所述固定弹簧1415一端的推块1413及设于所述推块1413上的限位块1412，限位块顶面为圆弧形结构，所述限位块1412与所述限位槽19相配合，限位槽直径大于限位块直径；所述限位槽19内设有凸块191，凸块顶面为圆弧形结构；当活动门在第一液压缸的作用下运动到出料口处与出料口相配合时，活动门上的限位块嵌入到限位槽内，使限位块与限位槽相互配合，对活动门和出料口起到良好的固定效果，增加活动门与出料口的配件效果；凸块与限位块相互配合，使凸块将限位块压在限位槽底部，使限位槽与限位块形成更好的配合，提升活动门对出料口的密封效果；当反应腔内的制氢反应结束后，第一液压缸带动活动门往上运动，限位块在第一液压缸的作用下往上运动，与凸块相接触，凸块的圆弧形表面与限位块的圆弧形表面相接触，使限位块在凸块的作用下进入到安装腔内，从而使限位块从限位槽内脱出，使限位块与限位槽脱开配合，便于第一液压缸带动活动门移动，使活动门与出料口脱开配合，使出料口处于开启状态，便于对废料腔内的灰烬进行清理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种氢能源动力汽车用氢气制造设备，包括反应箱(1)、设于所述反应箱(1)顶部的箱盖(2)及设于所述反应箱(1)内的反应腔(4)，所述箱盖(2)与所述反应箱(1)为可拆卸连接，所述反应箱(1)侧壁上设有进水管(11)，所述反应箱(1)另一侧侧壁上设有出气管(12)；所述反应箱(1)底部还设有废料腔(17)，所述废料腔(17)侧壁上设有出料口(14)，所述出料口(14)处设有活动门(141)，其特征在于：所述反应箱(1)侧壁上设有第一液压缸(143)，所述第一液压缸(143)的活塞杆与所述活动门(141)固连，所述第一液压缸(143)可驱动所述活动门(141)做升降运动；
所述活动门(141)两侧分别设有导向块(142)；
所述活动门(141)上设有固定组件，所述反应箱(1)侧壁上设有与所述固定组件相配合的限位槽(19)；
所述活动门(141)上设有安装腔(1411)，所述固定组件包括设于所述安装腔(1411)内的固定弹簧(1415)、设于所述固定弹簧(1415)一端的推块(1413)及设于所述推块(1413)上的限位块(1412)，所述限位块(1412)与所述限位槽(19)相配合；
所述限位槽(19)内设有凸块(191)；
所述反应腔(4)内设有翻料装置，所述反应腔(4)底部设有筛网(42)，所述废料腔(17)内设有与所述筛网(42)相配合的震动组件；
所述反应箱(1)内设有翻折挡板(32)，所述翻折挡板(32)设于所述反应腔(4)上方，所述反应箱(1)侧壁上设有用于驱动所述翻折挡板(32)转动的驱动件。
2.按照权利要求1所述的一种氢能源动力汽车用氢气制造设备，其特征在于：所述活动门(141)两侧分别设有第七连接杆(1416)，所述第七连接杆(1416)一端设有限位板(1417)；
所述导向块(142)内设有与所述第七连接杆(1416)相配合的第三滑槽(1422)，所述第三滑槽(1422)一侧设有与所述限位板(1417)相配合的第四滑槽(1421)。
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