CN109723969A - 小型化移动式低压加氢站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型化移动式低压加氢站，移动式低压加氢站包括移动手车、固定支架、冷却箱和钢瓶，其中，移动手车用于提供安装位置；固定支架活动地设于移动手车上，用于固定钢瓶；冷却箱可拆卸地设于移动手车上，用于盛装冷却介质和储氢罐；钢瓶可拆卸地设于固定支架内，用于盛装氢气；钢瓶瓶口处设有减压阀来控制充氢的压力和开关。与现有技术相比，本发明实现了加氢站的移动式与小型化，能够灵活地移动到小功率氢燃料电池车所在的任意位置，进而为供氢系统加氢，降低了加氢站的建造成本，缩短了加氢站的建造周期，便于维护和操作，增大了燃料电池车的活动服务范围，供氢网络加以完善，促进氢燃料电池的产业化进程。
Description
技术领域
本发明涉及固态储氢技术领域，特别涉及一种小型化移动式低压加氢站。
背景技术
氢气是替代石油的理想能源，氢燃料电池车是未来环保车辆的发展趋势。目前，我国氢能源产业链当中，储氢作为关键环节制约着氢能的产业化，特别是氢能源汽车当中大多数以高压储氢作为氢源，加氢站等公辅设施的建设无论从资金投入和技术方面均滞后于氢能的发展。固态储氢具有单位体积储氢密度高、低压安全、无需高压加氢设施等特点，采用以固态储氢合金作为存储介质的储氢装置，存储密度大，可方便地为各种场合使用的燃料电池、高纯氢需求设备等提供安全可靠的氢源，特别是解决小功率氢燃料电池车氢源如摩托车、观光车、叉车及助力车等具有独特的优势。
推动氢燃料电池车的发展，离不开加氢站这种服务设施的支持，加氢基础设施(加氢站)的建设是必不可少的。现有技术中，通常为固定式高压加氢站，然而固定式高压加氢站投资大、选址困难、建设周期长，导致在短期内加氢站的数量较少，加氢站的覆盖范围难以形成规模化的供氢网络。当氢燃料电池车需要加氢时，需要在氢燃料用完之前行驶到加氢站进行加氢，限制了氢燃料电池车的行驶范围，不能满足氢燃料电池车的加氢需求，进而限制氢燃料电池车的推广发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化移动式低压加氢站，其改进之处在于，所述移动式低压加氢站包括移动手车、固定支架、冷却箱和钢瓶，其中，
所述移动手车用于提供安装位置；
所述固定支架活动地设于所述移动手车上，用于固定所述钢瓶；
所述冷却箱可拆卸地设于所述移动手车上，用于盛装冷却介质和储氢罐；
所述钢瓶可拆卸地设于所述固定支架内，用于盛装氢气；所述钢瓶瓶口处设有减压阀来控制充氢的压力和开关。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述移动手车包括承重板、设于所述承重板一端的推手，推动所述推手可带动所述移动手车移动；所述承重板的另一端开有矩形的凹槽，于所述凹槽的两侧边上设有安装架，所述安装架用于安装所述固定支架；
于所述推手和所述安装架之间设有支撑架，所述支撑架用于为所述固定支架倾斜时候提供支撑；
于所述推手和所述支撑架之间设置所述冷却箱。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述固定支架包括钢架框和设于所述钢架框底端的铲板；所述铲板用于承载所述钢瓶；
所述钢架框包括两个前立柱和两个后立柱，于各个所述前立柱与各个所述后立柱之间、于两个所述后立柱之间均垂直连接有位于同一水平面的侧板称为一个侧板组，且所述侧板组沿竖直方向间隔设有多个；
每一个所述侧板组内均设有U型弯板，所述U型弯板的开口端与所述侧板组的开口端方向一致；
于两个所述后立柱的下端设有安装孔用于连接所述安装架；
所述支撑架的顶端设有用于连接所述后立柱的U型槽；
于每个所述U型弯板的开口端位置均设有保护环，用于固定所述钢瓶。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述保护环的一端与所述U型弯板开口端一侧的所述侧板可转动连接，另一端具有向外弯折的钩型结构，与所述U型弯板开口端另一侧的所述侧板通过车厢扣卡合连接。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述保护环为弧形，其弧形凹面朝向所述U型弯板设置。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述安装架上开设通孔，所述通孔通过安装轴与所述安装孔活动配合连接；
所述后立柱的上端设有固定孔通过销钉活动连接所述支撑架的所述U型槽。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，于两个所述后立柱的顶端设有上延伸的弯折的把手，所述把手用于提供把持位置。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述冷却箱上设有多个圆孔，每一个所述圆孔内均设有所述储氢罐；于所述储氢罐的下端设有所述冷却介质，所述储氢罐通过氢气管道连接所述钢瓶，所述氢气管道上设有单向阀。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述储氢罐材料为固态合金，所述固态合金为稀土系AB5型、钛系AB型、钛系AB2型、钛钒固溶体型储氢合金中的一种或其任意组合。
进一步地，在上述的小型化移动式低压加氢站中，所述承重板的底端设有移动轮，所述移动轮为可刹车式移动轮。
与现有技术相比，本发明公开一种小型化移动式低压加氢站的有益效果是：实现了加氢站的移动式与小型化，小型化移动式低压加氢站能够灵活地移动到小功率氢燃料电池车所在的任意位置，进而为供氢系统加氢，降低了加氢站的建造成本，缩短了加氢站的建造周期，便于维护和操作，增大了燃料电池车的活动服务范围，供氢网络加以完善，促进氢燃料电池的产业化进程。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明提供的一种小型化移动式加氢站的结构示意图。
图2为本一种小型化移动式加氢站倾斜状态下的结构示意图。
图3为本发明提供的移动手车的结构示意图。
图4为本发明提供的固定支架的结构示意图。
图5为本发明提供的冷却箱的俯视图。.
图6为图5的A-A向剖视图。
附图标记说明：
1-钢瓶；2-固定支架；201-把手；202-侧板；203-U型弯板；204-保护环；205-车厢扣；206-铲板；207-固定孔；208-安装孔；3-移动手车；301-推手；302-销钉；303-支撑架；304-安装架；305-安装轴；306-移动轮；307-承重板；4-冷却箱；401-圆孔；402-冷却水；5-储氢罐。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1至图6所示，为本申请提供的一种小型化移动式加氢站，其中图1为本发明提供的一种小型化移动式加氢站的结构示意图；图2为小型化移动式加氢站倾斜状态下的结构示意图；图3为本发明提供的移动手车的结构示意图；图4为本发明提供的固定支架的结构示意图；图5为本发明提供的冷却箱的俯视图；图6为图5的A-A向剖视图。
如图1和图2所示，本申请提供一种小型化的可移动式低压加氢站，该加氢站包括移动手车3、固定支架2、冷却箱4、储氢罐5和钢瓶1。其中，移动手车3用于提供安装位置，且移动手车3移动即可带动上述的整个加氢站移动。固定支架2可拆卸地设于移动手车3上，固定支架2用于承载并固定储氢罐5。冷却箱4可拆卸地设于移动手车3上，用于盛装冷却介质和储氢罐5。钢瓶1可拆卸地设于固定支架2内，用于盛装氢气。
具体地，如图3所示，移动手车3包括承重板307，承重板307为具有几何形状和一定厚度的板，本申请中优选其为矩形的平板，设置于移动手车3的最低端，用于起到承重的作用，在承重板307的底端设有移动轮306，移动轮306为可刹车式移动轮，推动移动手车3到达指定位置后可将移动轮306刹车固定，以确保移动手车3固定不动，从而保证加氢过程的安全。于矩形的承重板307的一端(如图3中的右端)设有推手301，推动推手301可带动移动手车3移动。于承重板307的另一端(如图3中的左端)开有矩形的凹槽，即凹槽从承重板307的左端开始向右端凹陷形成为左端开口的矩形凹槽，于凹槽的两侧边上设有安装架304，安装架304用于安装固定支架2，将固定支架2与移动手车3固定在一起。于承重板307上、推手301和安装架304之间位置设有支撑架303，支撑架303用于为固定支架2向右倾斜时候(使用状态下)提供支撑。于承重板307上、推手301和安装架303之间的位置设置冷却箱4。
具体地，上述的安装架304为长方体型结构，且设置有两个，两个安装架304分别设于凹槽的两侧边上，于两个安装架304上的长方体的侧面对应位置均开设有长圆形的通孔，两个通孔内穿过有安装轴305，上述的固定支架2上设有安装孔208用于安装架304上的长圆形的通孔相配合，并通过安装轴305将其串接在一起，以此完成固定支架2在安装架304上的固定。
具体地，上述的支撑架303设置有两个，且与上述的两个安装架304平行设置但高于安装架304。支撑架303为长方体型结构，优选为截面为矩形的钢管。于支撑架303的矩形钢管的顶端开设有用于与固定支架2配合连接的U型槽，该U型槽的左、右和顶端(如图3中的左、右和上端)通透设置，由于支撑架303选用截面为矩形的钢管，因此U型槽的底端也是镂空的，该U型槽具有前、后两侧板上设有销钉302，U型槽用于与固定支架2上的固定孔207配合并通过销钉302串接到一起，以此为固定支架2处于倾斜状态下(钢瓶1处于工作状态时候)时提供支撑，当固定支架2需要处于直立状态时(钢瓶1从固定支架2上安装或者拆卸时候)，可将销钉302拔出，固定支架2可脱离与支撑架303连接，实现绕安装轴305转动的状态。即固定孔207与销钉302活动配合连接。
进一步地，如图4所示，为本申请的固定支架2的结构示意图。固定支架2包括钢架框和设于钢架框底端的铲板206。铲板206与钢架框固定连接，优选为焊接连接。固定支架2内用于盛放钢瓶1，而铲板206用于直接承载钢瓶1的重量。该钢架框还包括两个前立柱和两个后立柱，两个前立柱和两个后立柱共同构成矩形的钢架框结构。由两个前立柱和两个后立柱围成的钢架框的底面连接上述的铲板206，侧面则设有多个侧板组，各个侧板组平行于铲板206设置，且各个侧板组之间间隔设置。侧板组由侧板202围成，具体地，一个侧板组包括三个侧板202，分别设于两个前立柱与两个所述后立柱之间和设于两个后立柱之间的侧板202。每一个侧板组内均设有U型弯板203，U型弯板203的开口端与侧板组的开口端方向一致，U型弯板203的弧形与钢瓶1的外侧面的弧形相适配，当钢瓶1置于固定支架2内时，钢瓶1的底端与铲板206接触，钢瓶1的侧面与U型弯板203的内侧面接触，设置U型弯板203可对钢瓶1起到承重和保护的作用。于两个后立柱的下端设有安装孔208用于连接上述的安装架305，于两个后立柱的上端设有固定孔207用于连接上述的支撑架303。
进一步地，于每个U型弯板203的开口端位置均设有弧形的保护环204，用于固定钢瓶1。保护环204的一端与U型弯板203开口端一侧的侧板202(即设于前立柱与后立柱之间的两个侧板202之中的一个)可转动连接，保护环204的另一端具有向外弯折的钩型结构，该钩型结构与U型弯板203的开口端另一侧的侧板202通过车厢扣205卡合连接。保护环204的弧形凹面(内侧面)朝向U型弯板203设置且与钢瓶1的侧面相适配，当钢瓶1装入固定支架2内后转动保护环204使其向外弯折的带钩一侧转到车厢扣205一侧，并同时搬动车厢扣205其实与保护环204的钩型结构相卡合，以此完成钢瓶1的固定。设置保护环204可以防止钢瓶1从固定支架2脱落或倾斜，能够提高安全系数。
为使钢瓶1从固定支架2上装卸和工作状态下需要将固定支架2处于向后倾斜状态时操作更方便，在固定支架2的两个后立柱的顶端还设有向上延伸的弯折的把手201，把手201用于提供把持位置，可通过转动把手201实现固定支架2的倾斜或直立。
更进一步地，如图5和图6所示，为本申请的冷却箱4的结构示意图和剖视图。冷却箱4设于上述移动手车3的推手301和支撑架303之间的位置上。冷却箱4优选为矩形的箱体，冷却箱4的下侧为容纳冷却介质的空腔，用于盛装冷却介质，于冷却箱4的上侧设置有若干个圆孔401，各个圆孔401内均用于存放储氢罐5，储氢罐5与圆孔401之间接近过渡配合状态，即保证储氢罐5可以不费力的从圆孔401内装卸，还保证储氢罐5不会在圆孔401发生晃动。优选地，本申请中的冷却箱4的下侧内部装有的冷却介质为普通冷却水402，当储氢罐5置于圆孔401内后，其下端与冷却水402，以实现冷却降温作用。
更进一步地，上述的储氢罐5通过氢气管道连接钢瓶1，并于氢气管道上设有单向阀，同时在钢瓶1的瓶口处设有减压阀用来控制氢气的压力和开关。
优选地，本申请选用的储氢罐5的材料为固态合金，该固态合金为稀土系AB5型、钛系AB型、钛系AB2型、钛钒固溶体型储氢合金中的一种或其任意组合。
下面详细介绍本申请的工作过程：
如图1所示，图中钢瓶1的固定支架2为直立状态，此时进行钢瓶1的装卸，如图2中钢瓶1的固定支架2为倾斜状态，此时钢瓶1可以轻松随移动手车3进行移动，通过氢气管道连接钢瓶1和低压固态合金的储氢罐5，连接后即可开始充氢操作。充满氢气的储氢罐5可供燃料电池车等使用。
如图4所示，为固定支架2的结构示意图，固定支架2包括：把手201、侧板202、U型弯板203、保护环204、车厢扣205、铲板206、固定孔207、安装孔208。其中，把手201采用圆形钢管结构，侧板202和U型弯板203通过焊接方式焊接在钢架框上，用于起到保护以及稳固钢瓶1的作用。保护环204通过销连接于侧板202上，另一侧带钩与车厢扣205配合可以锁住，并防止钢瓶1脱落、倾斜，提高安全系数。
如图3所示，为移动手车3的结构示意图；移动手车3包括：推手301、销钉302、支撑架303、安装架304、安装轴305、移动轮306、承重板307。
其中，通过安装轴305将固定支架2与移动手车3连接起来，当钢瓶1放置在固定支架2后，锁好保护环204，倾斜固定支架2至后侧固定孔207对准支撑架303上孔，通过销钉302固定，此时可以灵活移动钢瓶1。
如图5和图6所示，为冷却箱4的结构示意图，顶部开有若干个圆孔401，放置低压固态合金储氢罐5，内部装有普通冷却水402，储氢罐通过氢气管道与钢瓶连接，管道加装单向阀，同时钢瓶瓶口加装减压阀来控制氢气的压力和开关。
本申请实现小型化移动式低压加氢，用于给小体积低压固态储氢合金储氢罐5进行充氢，整体结构设计简洁、稳固，便于运输、安装及检修，移动灵活，能够快速达到现场进行加氢；小型移动式加氢站只需携带普通15MPa工业氢气瓶，省去了氢气压缩系统，无需氢气压缩机也无需串联形成瀑布式压缩，最终实现氢气完成加注；降低了成本，安全可靠。与现有技术相比，本发明公开一种小型化移动式低压加氢站的有益效果是：实现了加氢站的移动式与小型化，小型化移动式低压加氢站能够灵活地移动到小功率氢燃料电池车所在的任意位置，进而为供氢系统加氢，降低了加氢站的建造成本，缩短了加氢站的建造周期，便于维护和操作，增大了燃料电池车的活动服务范围，供氢网络加以完善，促进氢燃料电池的产业化进程。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小型化移动式低压加氢站，其特征在于，所述移动式低压加氢站包括移动手车、固定支架、冷却箱和钢瓶，其中，
所述移动手车用于提供安装位置；
所述固定支架活动地设于所述移动手车上，用于固定所述钢瓶；
所述冷却箱可拆卸地设于所述移动手车上，用于盛装冷却介质和储氢罐；
所述钢瓶可拆卸地设于所述固定支架内，用于盛装氢气；所述钢瓶瓶口处设有减压阀来控制充氢的压力和开关。
2.根据权利要求1所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，所述移动手车包括承重板、设于所述承重板一端的推手，推动所述推手可带动所述移动手车移动；所述承重板的另一端开有矩形的凹槽，于所述凹槽的两侧边上设有安装架，所述安装架用于安装所述固定支架；
于所述推手和所述安装架之间设有支撑架，所述支撑架用于为所述固定支架倾斜时候提供支撑；
于所述推手和所述支撑架之间设置所述冷却箱。
3.根据权利要求2所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述固定支架包括钢架框和设于所述钢架框底端的铲板；所述铲板用于承载所述钢瓶；
所述钢架框包括两个前立柱和两个后立柱，于各个所述前立柱与各个所述后立柱之间、于两个所述后立柱之间均垂直连接有位于同一水平面的侧板称为一个侧板组，且所述侧板组沿竖直方向间隔设有多个；
每一个所述侧板组内均设有U型弯板，所述U型弯板的开口端与所述侧板组的开口端方向一致；
于两个所述后立柱的下端设有安装孔用于连接所述安装架；
所述支撑架的顶端设有用于连接所述后立柱的U型槽；
于每个所述U型弯板的开口端位置均设有保护环，用于固定所述钢瓶。
4.根据权利要求3所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述保护环的一端与所述U型弯板开口端一侧的所述侧板可转动连接，另一端具有向外弯折的钩型结构，与所述U型弯板开口端另一侧的所述侧板通过车厢扣卡合连接。
5.根据权利要求4所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述保护环为弧形，其弧形凹面朝向所述U型弯板设置。
6.根据权利要求3所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述安装架上开设通孔，所述通孔通过安装轴与所述安装孔活动配合连接；
所述后立柱的上端设有固定孔通过销钉活动连接所述支撑架的所述U型槽。
7.根据权利要求3所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
于两个所述后立柱的顶端设有上延伸的弯折的把手，所述把手用于提供把持位置。
8.根据权利要求2所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述冷却箱上设有多个圆孔，每一个所述圆孔内均设有所述储氢罐；于所述储氢罐的下端设有所述冷却介质，所述储氢罐通过氢气管道连接所述钢瓶，所述氢气管道上设有单向阀。
9.根据权利要求8所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述储氢罐材料为固态合金，所述固态合金为稀土系AB5型、钛系AB型、钛系AB2型、钛钒固溶体型储氢合金中的一种或其任意组合。
10.根据权利要求2所述的小型化移动式低压加氢站，其特征在于，
所述承重板的底端设有移动轮，所述移动轮为可刹车式移动轮。
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