CN112479157B - 制氢设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制氢设备，包括：壳体，其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区；一个或多个反应器，其布置于所述壳体内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口，以便在制氢过程中，使得所述液体从所述进料口进入到所述空腔内；活动盖，其与所述一个或多个反应器连接，并且用于根据所述壳体内外的压力差带动所述一个或多个反应器移动，以便控制通过所述进料口进入到所述空腔内的液体量；以及排气口，其可以布置于所述活动盖上或者所述壳体上，以便将生成的氢气向外排放。根据本发明的制氢设备，无需电源和电解槽等器件，具有结构简单、安全性高以及产物清洁等特点。

Description

制氢设备

技术领域

本发明一般地涉及制氢技术领域。更具体地，本发明涉及一种制氢设备。

背景技术

氢气在现代工业中应用越来越广泛，例如在食品、医疗、能源、化工等领域中均具有广阔的应用价值。开发便携式制氢技术能够进一步方便氢气的使用，进而提高生活用氢的范围和安全性。目前常见的制氢设备主要是基于电解水的制氢技术，这样的制氢设备中需要配备电解槽、电源等装置，不仅结构复杂而且可能存在一定的安全隐患。因此，开发易于操作、安全性更高的便携式制氢设备成为现如今的研究热点。

发明内容

鉴于上面所提到的技术问题，本发明的技术方案提供一种制氢设备，包括：壳体，其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区；一个或多个反应器，其布置于所述壳体内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口，以便在制氢过程中，使得所述液体从所述进料口进入到所述空腔内；活动盖，其与所述一个或多个反应器连接，并且用于根据所述壳体内外的压力差带动所述一个或多个反应器移动，以便控制通过所述进料口进入到所述空腔内的液体量；以及排气口，其布置于所述活动盖上或者所述壳体上，以便将生成的氢气向外排放。

根据本发明的一个实施例，所述活动盖与所述反应器之间通过反应器架连接，所述反应器架包括连接件和支撑座，其中所述支撑座用于放置所述反应器；并且所述连接件连接于所述活动盖和所述支撑座之间。

根据本发明的另一个实施例，所述连接件连接于所述支撑座的中心，所述支撑座具有用于放置所述反应器的一个或多个安装槽，且所述一个或多个安装槽围绕所述中心布置。

根据本发明的又一个实施例，其中所述连接件包括中空部，所述中空部上设置有排气孔，且所述中空部与所述活动盖上的所述排气口连通，以便将生成的氢气通过所述排气孔、所述中空部以及所述排气口向外排放。

根据本发明的一个实施例，还包括：空腔塞，其布置于所述进料口处并位于所述贮液区内，且所述空腔塞的形状和尺寸适配于所述进料口，以便在所述反应器随所述活动盖移动过程中，控制与所述进料口的塞合程度来控制进入所述空腔的液体量；以及空腔塞座，其连接于所述壳体上，并用于固定所述空腔塞，以使所述空腔塞的位置与所述进料口的位置对应。

根据本发明的另一个实施例，所述空腔塞的形状为锥形，且锥形的所述空腔塞包括窄端和宽端，其中所述窄端插入到所述空腔内，所述宽端连接于所述空腔塞座上。

根据本发明的又一个实施例，还包括限位件，其与所述活动盖固定或者可活动的连接并位于所述壳体外，以用于限制所述活动盖向所述壳体内移动时的移动范围。

根据本发明的一个实施例，所述限位件为限位圈，其与所述活动盖可转动的连接。

根据本发明的另一个实施例，还包括：壳体盖，其连接于所述壳体的顶部，且所述活动盖布置于所述壳体盖内，所述限位件布置于所述壳体盖外，以便通过所述壳体盖限制所述限位件的位置来限制所述活动盖的下降高度；密封圈，其布置于所述活动盖和所述壳体盖之间；以及底座，其与所述壳体的底部连接。

根据本发明的又一个实施例，所述壳体具有透明属性。

通过上述对本发明的技术方案及其多个实施例的描述，本领域技术人员可以理解本发明的制氢设备设置的活动盖能够根据壳体内外的压力差带动反应器移动，从而控制进入反应器的空腔内的液体量。根据本发明的制氢设备能够基于压力差控制制氢反应的进程，从而能够通过简单的操作实现对制氢速率和产氢量的有效控制。并且由于本发明的制氢设备无需电源和电解槽等器件，因此还具有结构简单、安全性更高以及产物清洁等特点。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中：

图1是总体上示出根据本发明的制氢设备的示意图；

图2是示出根据本发明实施例的制氢设备的示意图；

图3是示出根据本发明实施例的反应器架的示意图；

图4-图7是示出根据本发明实施例的制氢设备的多个示意图；以及

图8是示出根据本发明实施例的制氢设备的立体示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本发明的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本发明。如在本发明说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

本发明针对现有技术的不足，提供了一种全新的可实现的解决方案。特别的，本发明的制氢设备能够根据装置内外压力差的变化调整制氢反应的进程和产氢速率等，从而实现稳定、持续的放氢效果。通过下面的描述，本领域技术人员可以理解的是，本发明还可以通过设置空腔塞、限位件等进一步提高对制氢过程的精确控制，以满足不同的用氢需求等。下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。

图1是总体上示出根据本发明的制氢设备的示意图。如图1中所示，提供一种制氢设备100，可以包括：壳体110，其内部可以具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区111；一个或多个反应器120，其可以布置于所述壳体110内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口121，以便在制氢过程中，使得所述液体从所述进料口121进入到所述空腔内；活动盖130，其可以与所述一个或多个反应器120连接，并且用于根据所述壳体110内外的压力差带动所述一个或多个反应器120移动，以便控制通过所述进料口121进入到所述空腔内的液体量；以及排气口150，其可以布置于所述活动盖130上或者所述壳体110上，以便将生成的氢气向外排放。

上文中所述的壳体110的形状可以是正方体、长方体、圆柱体等规则或者不规则的形状。壳体110可以是由透明、或者不透明的材质构成。在一个实施例中，所述壳体110可以具有透明属性，有利于观察壳体110内的部件及制氢情况，以及能够有利于提高产品的美观性等。在另一个实施例中，壳体110可以是通过一体成形的方式加工形成。在又一个实施例中，壳体110可以是通过可拆卸的方式连接而成。壳体110的贮液区111可以根据需要用于盛放制氢所需的例如水、氯化盐溶液、或者酸溶液等液体。

如图1中所示，反应器120布置于壳体110内，其可以具有一个或多个所述空腔。空腔内可以根据需要用于放置例如基于金属氢化物(例如氢化镁、氢化铝、氢化钠等)、金属(例如镁、铝等)、硼氢化物(例如硼氢化钠等)、氢矿料等中的一种或多种形成的固体放氢材料，其中，基于金属氢化物、金属以及硼氢化物等形成的固体放氢材料可以与上述液体发生水解反应来制氢，基于氢矿料的固体放氢材料与水接触时可以对水产生微电解的作用，并且微电解产生的H⁺可以结合成为氢气逸出。固体放氢材料可以是以片剂、丸剂、胶囊剂、粉剂、颗粒状等形态存在。根据本发明的一个实施例，所述反应器120可以为管状反应器，并且所述管状反应器的形状可以为直管、弯管、蛇形管、螺旋形管、波浪形管、锥形管以及U形管等中的至少一种。反应器120的数量可以为一个或多个。当壳体110内布置有多个反应器120时，多个反应器120的形状可以设置的相同或不同。反应器120的进料口121可以设置于空腔的侧壁、顶部、底部中的至少一处上。每个反应器120上可以设置一个或多个进料口121。

根据本发明所述的活动盖130可以与壳体110可活动的连接或接触，并可以通过例如在活动盖130与壳体110之间设置密封圈的方式来实现对壳体内密封的目的。当壳体110外的压力大于壳体110内的压力时，活动盖130可以向壳体110内移动；而当壳体110内的压力大于壳体110外的压力时(例如壳体110内的制氢反应的产氢量较大或者产氢速率较快时)，活动盖130可以向壳体110外移动。在另一个实施例中，活动盖130具有一定的重量，能够依靠自身重力下移，在这种情况下，当壳体110内产生的氢气保持一定的速率和产氢量时，能够使得活动盖130在一定位置上保持相对稳定。

如图1中进一步示出的，活动盖130与反应器120之间可以直接连接，也可以间接连接，例如，在一个实施例中，活动盖130与反应器120之间可以通过反应器架连接。活动盖130与反应器120连接并带动反应器120移动，例如图中所示，活动盖130可以沿着壳体110的内外方向上移动(例如图示中的上下方向)，其可以带动反应器120在壳体110内沿图示中的上下方向移动。在另一个实施例中，当活动盖130带动反应器120移动到可移动范围内的最低位置时，可以使得反应器120的进料口121部分或者全部的没入到液体中，以便液体通过进料口121进入到空腔中；随着活动盖130带动反应器120上移的过程中，进料口121逐渐离开液面，不仅能够阻止液体继续进入空腔内，在一些实施例中还可以使得空腔中的液体从空腔中流出，从而达到减慢或者停止制氢的反应进程的效果。

根据本发明的另一个实施例，本发明的制氢设备100还可以包括排气口150，其可以布置于所述活动盖130上，也可以布置于例如壳体110上，以便将生成的氢气向外排放。在制氢的过程中，控制排气口150的开合也可以实现控制壳体110内外的压力差的效果。例如，在一个实施例中，在制氢的过程中，当用户不需要继续用氢或者有暂停氢气供应的需求时，可以将排气口150关闭，此时壳体110内产生的氢气不能及时排出使得壳体110内的压力大于壳体110外的压力，进而引起活动盖130带动反应器120向壳体110外的方向(例如图1中的向上的方向)移动，从而阻止液体进一步进入反应器120内以达到停止制氢的目的和效果。

根据本发明的又一个实施例，本发明的制氢设备100还可以包括空腔塞，其可以布置于所述进料口121处并可以位于所述贮液区111内，且所述空腔塞的形状和尺寸适配于所述进料口121，以便在所述反应器120随所述活动盖130移动过程中，能够控制与所述进料口121的塞合程度来控制进入所述空腔的液体量。空腔塞可以固定在壳体110上，当反应器120移动到预设位置时，进料口121能够与空腔塞匹配并塞合，根据这样的设置，进料口121可以无需离开液面就可以实现控制进入空腔的液体量的目的。

以上对本发明的制氢设备中的活动盖130带动反应器120移动的技术方案及其多个实施例进行了示例性的描述，本领域技术人员可以基于本发明公开的技术方案以及基于压力控制活动盖的技术思路，通过多种变形方式来实现类似的技术效果。例如设置贮液区整体为可移动区域，活动盖带动贮液区移动。还例如可以根据需要设置活动盖带动空腔塞移动，而反应器可以固定不动等。为了便于理解，以下将举例说明。

具体地，根据本发明的一个变形例，本发明的制氢设备可以包括：壳体，其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区；一个或多个反应器，其布置于所述壳体内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口，以便在制氢过程中，使得所述液体从所述进料口进入到所述空腔内；一个或多个活动塞，其适配于所述进料口，以用于塞入所述进料口来减少或者阻止液体进入所述空腔内；以及活动盖，其与所述一个或多个活动塞连接，并且根据所述壳体内外的压力差带动所述一个或多个活动塞活动，以便通过控制所述活动塞与所述进料口的塞合程度来控制制氢速率。

上面结合图1总体上对根据本发明的制氢设备进行了描述，本领域技术人员可以理解的是，以上描述是示例性的而非限制性的，例如，反应器120的数量可以不限于图示中的一个，可以根据需要设置的更多。还例如，排气口150的位置可以不限于图示中的位于壳体110上，还可以根据需要布置于活动盖130上。活动盖130与反应器120可以不限于图示中的直接连接，可以设置为间接连接。为了便于理解活动盖130和反应器120之间的间接连接方式，下面将结合图2进行示例性的描述。

图2是示出根据本发明实施例的制氢设备的示意图。如图2中所示，制氢设备100可以包括壳体110，其内部可以具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区111；一个或多个反应器120，其可以布置于所述壳体110内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口121；活动盖130，其与所述反应器120之间可以通过例如反应器架140连接，所述反应器架140可以包括连接件141和支撑座142，其中所述支撑座142可以用于放置所述反应器120；并且所述连接件141可以连接于所述活动盖130和所述支撑座142之间；以及排气口150，其可以布置于所述活动盖130上或者所述壳体110上，以便将生成的氢气向外排放。

如图2中所示，在本实施例中，进料口121可以位于反应器120的顶部。连接件141与活动盖130之间可以固定连接或者可拆卸的连接。连接件141可以位于如图示中的支撑座142的边缘，也可以根据需要设置在例如支撑座142的中心。连接件141可以设置一个或多个。多个连接件141可以对称或者不对称的布置于支撑座142上。在一个实施例中，连接件141可以是实心的。在另一个实施例中，连接件141可以是空心的。

上文中所述的支撑座142的形状可以是板状、圆柱体、正方体、长方体、圆锥体等。支撑座142上可以放置至少一个反应器120。支撑座142可以通过接触或者连接的方式固定反应器120，例如粘接、拼接、卡接、焊接、磁吸等。根据这样的设置，活动盖130可以通过带动反应器架140移动来实现带动一个或多个反应器120移动，并可以根据需要通过连接件141的设置使得活动盖130与反应器120之间保持所需的距离，在一些实施例中有利于布置其他所需部件。

为了方便理解本发明的反应器架140的实现，下面将结合图3对反应器架140的另一个具体实施例进行描述。需要说明的是，图2和图3所示的反应器架142均是示例性的而非限制性的，本领域技术人员在本公开的教导下，可以根据需要调整或者改变反应器架的结构来适应不同的应用场景，但是依然用于实现本发明所述的反应器架的功能和作用，因此其仍然落入本发明的保护范围内。

图3是示出根据本发明实施例的反应器架的示意图。如图3中所示，反应器架140可以包括连接件141和支撑座142，其中所述连接件141可以连接于所述支撑座142的中心，所述支撑座142可以具有用于放置所述反应器120的一个或多个安装槽143，且所述一个或多个安装槽143可以围绕所述中心布置。

如图3中进一步示出的，连接件141的一端可以具有螺纹结构，以便与活动盖螺纹连接。连接件141的另一端可以与支撑座142的中心连接，其可以与支撑座142的顶部的中心连接，也可以贯穿整个支撑座142中心并连接至支撑座142的底部中心。连接件141连接至支撑座142的中心可以有利于保持支撑座142的平衡和稳定，特别是在其移动过程中能够有效避免支撑座142发生倾斜可能导致的反应器滑出或者固体放氢材料流出等问题。

进一步地，支撑座142可以整体呈例如图示中的圆柱形，安装槽143也可以呈例如图示中的圆柱形，以便放置管状反应器。安装槽143的形状可以根据所需放置的反应器的形状进行调整和设置，以便适配于所需安装的反应器。在一个实施例中，安装槽143的底部还可以设置例如锁扣结构，以用于锁定反应器的位置，保证反应器的位置稳固以及避免反应器的晃动，从而提高整个装置的安全性和稳固性。

以上结合图3对根据本发明的反应器架140的一个实施例进行了描述，本领域技术人员应该理解的是，图3所示的反应器架140是示例性的而非限制性的，例如，安装槽143的数量可以不限于图示中的五个或者六个，可以根据需要设置的更多或者更少。连接件141与活动盖的连接方式可以不限于图示中的螺纹连接，还可以根据需要设置为例如卡扣连接、卡槽连接等。连接件141、支撑座142以及安装槽143的形状可以不限于图示中的圆柱形，可以根据需要设置为例如长方体或者其他形状。在另一个实施例中，连接件141可以根据需要设置为具有中空结构。以下将结合图4进行详细说明。

图4是示出根据本发明实施例的制氢设备的另一个示意图。如图4中所示，制氢设备100可以包括壳体110，其内部可以具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区111；一个或多个反应器120，其可以布置于所述壳体110内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口121；以及活动盖130，其与所述反应器120之间可以通过反应器架连接，所述反应器架可以包括连接件141和支撑座142。进一步地，根据本发明的一个实施例，制氢设备100还可以包括排气口150，其可以布置于所述活动盖130上以便将生成的氢气向外排放，并且所述连接件141可以包括中空部144，所述中空部144上可以设置有排气孔145，且所述中空部144与所述活动盖130上的所述排气口150连通，以便将生成的氢气通过所述排气孔145、所述中空部144以及所述排气口150向外排放。

如图4中所示，排气口150可以具有一定的深度。在一个实施例中，排气口150处可以连接导气管，以便将生成的氢气向外输出。本发明的制氢设备输出的氢气可以供人呼吸使用，也可以提供给燃料电池或者其他需氢设备，还可以用于制备富氢水(用于饮用、沐浴等)等应用场景中。在另一个实施例中，排气口150处可以布置气液分离器，以防止制氢设备100在倾斜或者晃动时液体从排气口150流出，从而能够保证氢气排放和使用过程中的纯度和安全性以及进一步提高用户的使用体验。

上文中所述的中空部144的长度可以不小于从连接件141与排气口150的连接处到排气孔145的距离长度，以便连通排气孔145和排气口150之间的气体通道。在一个实施例中，中空部144的长度可以与连接件141的长度相等，即整个连接件141可以呈中空结构。根据本实施例的设置，可以有利于减轻反应器架以及整个制氢设备的重量以及降低其材料成本。

如图中进一步示出的，排气孔145可以布置于高于贮液区111的中空部144上。在另一个实施例中，排气孔145可以低于连接件141与活动盖130的连接处。排气孔145的数量可以根据需要设置为一个或多个。在没有设置排气孔145的情况下，产生的氢气可以沿壳体110内各部件之间的缝隙流动到排气口150处，相比于这种情况，设置排气孔145和中空部144能够提供一个固定和更易流通的气体通路，并且能够有效地聚集氢气，从而在提高氢气的排出速率的同时，还能够实现氢气的可持续排放以及提高氢气供应的稳定性。

根据本发明的另一个实施例，制氢设备100还可以包括密封圈131或者其他密封构件，其可以布置于所述活动盖130和所述壳体110之间，以便在壳体110内形成密封空间，从而使得壳体110内外能够在一定条件下(例如壳体110内产生氢气且无法排出时)产生压力差。在一个实施例中，活动盖130还可以带动密封圈131移动。

以上结合图4对根据本发明实施例的制氢设备的另一个实施例进行了描述，本领域技术人员应该理解的是，图中所示以及上面的描述是示例性的而非限制性的。例如，反应器120的高度可以不限于图示中的高出支撑座142，也可以根据需要设置的低于支撑座142或者与支撑座142保持齐平。反应器120的数量可以不限于图示中的两个，可以根据需要设置的更多或者更少。控制通过进料口142流入空腔内的液体量的方式可以不限于通过控制反应器120的移动高度来实现，还可以通过例如设置空腔塞的方式来实现，下面将结合图5-图7所示的多个实施例进行示例性的描述。

图5是示出根据本发明实施例的包括空腔塞的制氢设备的示意图。如图5中所示，制氢设备100可以包括壳体110，其内部可以具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区111；一个或多个反应器120，其可以布置于所述壳体110内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口121；活动盖130，其与所述反应器120之间可以通过反应器架连接，所述反应器架可以包括连接件141和支撑座142；以及还可以包括排气口150。根据本发明的一个实施例，制氢设备100还可以包括：空腔塞161，其可以布置于所述进料口121处并位于所述贮液区111内，且所述空腔塞161的形状和尺寸可以适配于所述进料口121，以便在所述反应器120随所述活动盖130移动过程中，控制与所述进料口121的塞合程度来控制进入所述空腔的液体量；以及空腔塞座162，其可以连接于所述壳体110上，并用于固定所述空腔塞161，以使所述空腔塞161的位置与所述进料口121的位置对应。

上文中所述的空腔塞161的形状和尺寸适配于进料口121可以使得空腔塞161的部分或者全部塞入到进料口121内。空腔塞161的形状可以根据进料口121的形状设置。例如，空腔塞161的形状可以是圆柱形、长方体、正方体、锥形、梯形体等规则或者其他不规则的形状。空腔塞161与进料口121的塞合程度可以包括空腔塞161与进料口121的接触紧密程度，从而可以控制进入空腔的液体量。在一些场景中，当壳体110内的压力大于壳体110外的压力时，活动盖130带动反应器120上移，空腔塞161与进料口121塞合，从而减少或者阻止液体流入空腔内。在另一些场景中，当壳体110内的压力小于壳体110外的压力或者活动盖130依靠重力下移时，活动盖130带动反应器120下移，空腔塞161从进料口121全部脱离(例如图5中所示)或者部分脱离，从而使得液体流入空腔内。

进一步地，空腔塞161可以通过例如胶粘、磁吸、卡接、拼接、焊接、螺钉紧固、螺纹连接等方式与空腔塞座162连接。空腔塞座162可以固定或者可拆卸的连接于壳体110上，其可以用于固定空腔塞161，并且使得空腔塞161不会随活动盖130以及反应器120的上下移动而移动。而当反应器120随活动盖130移动并靠近空腔塞161时，空腔塞161的位置能够与进料口121一一对应并进行塞合。在本实施例中，空腔塞161的数量可以与进料口121的数量相同。另外，在另一个实施例中，空腔塞座162的设置还可以具有对活动盖130的支撑作用，并能够限制活动盖130的最大下降高度，使得活动盖130只能在空腔塞座162的上方空间移动。

根据本发明的又一个实施例，制氢设备100还可以包括限位件170，其可以与所述活动盖130固定或者可活动的连接并位于所述壳体110外，以用于限制所述活动盖130向所述壳体110内移动时的移动范围。限位件170可以固定在活动盖130上，也可以与活动盖130可活动的连接。可活动的连接有利于根据需要调整限位件170与活动盖130的相对位置。可活动的连接可以包括例如限位件170围绕活动盖130可转动的连接、限位件170相对于活动盖130可上下移动的连接等。限位件170可以与壳体110分离或接触。当限位件170与壳体110接触时，其可以卡在壳体110外，因此通过调整限位件170与活动盖130之间的位置关系可以在一定程度上限制活动盖130向壳体110内移动的距离(例如在壳体110内的下降高度)。

根据本发明的一个实施例，所述限位件170可以为限位圈，其与所述活动盖130可转动的连接。可转动的连接可以包括例如螺纹连接、卡槽连接等。在本实施例中，可以通过旋转限位圈调整限位圈在活动盖130上的位置。

以图5中所示的制氢设备100为例，在一些应用场景中，由于活动盖130根据壳体110内外的压力差带动反应器120移动的过程中，也可以同时带动限位件170移动，因此通过设置限位件170在活动盖130上的位置，使得当活动盖130下降到一定距离时，限位件170能够卡在壳体110外，这样的设置能够控制活动盖130的最大下降高度，从而避免反应器120以及反应器架的底部撞击壳体110底部造成损坏。在另一些应用场景中，例如需要暂停制氢反应时，活动盖130上移使得空腔塞161塞入进料口121内，此时可以通过旋转限位件170的操作使其卡在壳体110外并限制活动盖110下降，从而保持空腔塞161与进料口121的塞合状态以实现关停制氢设备的目的。在又一个实施例中，制氢设备100同时包括限位件170和空腔塞座162，二者可以共同作用来限制活动盖130的下降高度。

如图5中进一步示出的，制氢设备100还可以包括：壳体盖180，其可以连接于所述壳体110的顶部，且所述活动盖130可以布置于所述壳体盖180内，所述限位件170可以布置于所述壳体盖180外，以便通过所述壳体盖180限制所述限位件170的位置来限制所述活动盖130的下降高度；密封圈131，其可以布置于所述活动盖130和所述壳体盖180之间；以及底座190，其可以与所述壳体110的底部连接。

上文中所述的壳体盖180与壳体110之间可以通过例如焊接、粘接等方式固定连接或者通过例如螺纹、卡接、拼接、铆接或者磁吸等方式可拆卸的连接。活动盖130布置于壳体盖180内，如图5中所示出的，可以使得制氢设备100的外观更加美观。并且根据这样的设置，限位件170可以卡在壳体盖180外来限制活动盖130的下降高度。如图中进一步示出的，在一个实施例中，空腔塞座162可以连接于壳体110和壳体盖180之间。壳体盖180的设置不仅能够增加制氢设备100的美观度，还因便于拆卸而方便对内部部件的维护和检修。

如图5中所示，密封圈131可以布置于活动盖130和壳体盖180之间，其作用与前文中结合图4所描述的相同或相似，此处不再赘述。底座190与壳体110的底部之间可以通过例如焊接、粘接等方式固定连接，也可以通过例如螺纹、卡接、拼接、铆接或者磁吸等方式可拆卸的连接。

以上结合图5对根据本发明实施例的制氢设备进行了描述，本领域技术人员应该理解的是，图5中所示的制氢设备是示例性的而非限制性的，例如，反应器120的数量可以根据需要设置的更多或者更少。空腔塞161的形状可以不限于图中所示的形状，并且空腔塞161也可以不限于图示中的脱离进料口121，下面将结合图6进行示例性的描述。

图6是示出根据本发明实施例的制氢设备的又一个示意图。与图5相比，图6中所示的制氢设备100的区别在于，所述空腔塞161的形状可以为锥形，且锥形的所述空腔塞161包括窄端和宽端，其中所述窄端可以插入到所述空腔内，所述宽端可以连接于所述空腔塞座162上。图6中所示的制氢设备的壳体110、贮液区111、反应器120、活动盖130、连接件141、支撑座142、排气口150、壳体盖180、限位件170、底座190等与图5中所描述的相同或相似，此处不再赘述。下面将对锥形的空腔塞161的作用和效果等进行描述。

如图6中所示，本发明的锥形空腔塞161的一端为宽端，另一端为窄端，而空腔塞161上的宽端到窄端之间的部分可以设置为由宽端到窄端逐渐变窄，也可以设置为阶梯式的分段变窄。在一个实施例中，宽端连接于空腔塞座162上，窄端插入到进料口121内，在活动盖130带动反应器120移动的过程中，进料口121可以在窄端和宽端之间移动而不与空腔塞161脱离。当壳体110内压力增大使得活动盖130带动反应器120向壳体110外(例如图示中的向上移动的方向)移动时，进料口121沿空腔塞161变宽的方向移动，使得空腔塞161与进料口121之间的缝隙逐渐减小，以逐渐减少直至阻止液体流入空腔内。当壳体110外压力大于壳体110内的压力或者活动盖130依靠自身重力下移时，进料口121沿空腔塞161变窄的方向移动，使得空腔塞161与进料口121之间的缝隙逐渐增大，液体则顺着逐渐增大的缝隙流入空腔内。

以上结合图6对根据本发明实施例的制氢设备的锥形的空腔塞进行了描述，根据这样的设置，能够有效避免空腔塞161与进料口121脱离后再次塞合时可能出现的位置偏差以及对塞合效果可能产生的影响。另外，图5和图6均是示出活动盖130下降到最低程度时的制氢设备的工作状态(或称制氢状态)，即空腔塞161与进料口121脱离(如图5中所示)或者空腔塞161与进料口121之间存在能够使得液体流入的缝隙(如图6中所示)，为了便于理解活动盖130上升时的制氢设备的状态(即减慢或者停止制氢的状态)，下面将结合图7进行示例性的描述。

图7是示出根据本发明实施例的活动盖带动反应器上移的状态示意图。如图7中所示，该制氢设备100的结构与图5和图6中所示的制氢设备的结构相同或相似，此处不再赘述。区别在于，图7中的活动盖130带动反应器120上移，使得空腔塞161塞入到进料口121内并能够保持一定的紧密度，使得液体无法通过进料口121进入到空腔内，从而阻止了空腔内的固体放氢材料的进一步制氢。从图中还可以看出，该状态下的支撑座142与底座190之间的距离增大，活动盖130与空腔塞座162之间的距离增大。

如图中进一步示出的，在一个实施例中，当活动盖130上移至所需位置时，调整限位件170的位置使其能够卡在壳体盖180外，这样可以阻止活动盖130下移从而保持制氢设备100停止制氢的状态。

以上结合图5-图7对根据本发明实施例的包括空腔塞的制氢设备的多个实施例进行了描述，通过以上描述，本领域技术人员可以理解的是，空腔塞的设置能够降低对贮液区111的限制，即例如图示中的空腔塞座162与支撑座142之间可以充满液体，而无需通过控制液面高度来控制通过进料口121流入空腔的液体量。另外，限位件170可以不限于如图5-图7中所示的位置，而是可以随活动盖130向上移动并离开壳体盖180，下面将结合图8所示出的制氢设备的立体示意图进行说明。

图8是示出根据本发明实施例的制氢设备的立体示意图。如图8中所示，从制氢设备100的外部来看，可以看出制氢设备100可以包括壳体110、连接于壳体110底部的底座190、连接于壳体110顶部的壳体盖180、布置于壳体盖180内的活动盖130以及与活动盖130连接的限位件170，其中活动盖130上还可以设置有排气口150。从图8中可以看出，限位件170可以与活动盖130螺纹连接并能够沿着螺纹实现相对于活动盖130的上下移动。限位件170可以限制活动盖130的下降高度，从而防止反应器或者反应器架触碰底座190，在制氢的过程中，限位件170可以随活动盖130的移动而移动，当需要调整活动盖的下降高度时，可以通过转动限位件170来实现。

通过上面对本发明的制氢设备的技术方案以及多个实施例的描述，本领域技术人员可以理解的是，本发明的制氢设备能够根据装置内外压力差的变化自动调节制氢的进程(包括开启、停止、加速、减速)，从而满足不同的用氢需求。本发明还可以通过设置限位件等方式来锁定制氢状态(例如停止制氢)。进一步地，本发明的实施例中可以通过布置空腔塞并控制空腔塞与进料口的塞合程度，实现控制进入空腔中的液体量的目的，从而提高控制制氢进程的准确度和稳定性。在上述实施例中，本发明还可以通过排气孔、中空部以及排气口的设置，规范排气路径并能够提高氢气排出的持续性和稳定性。

另外，本发明的制氢设备可以基于液固反应制氢技术，特别是水解制氢技术，具有反应过程温和、产生的氢气纯度高、产物清洁(即水解产物可以全部溶于水，没有固体残留)等特点，且根据本发明的制氢设备无需外接电源，具有更好的安全性和可靠性。根据本发明的制氢设备还具有结构简单、易于操作等特点，有利于装置的小型化和便携性的发展需求。

虽然本发明的实施例如上，但所述内容只是为便于理解本发明而采用的实施例，并非用以限定本发明的范围和应用场景。任何本发明所述技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种制氢设备，包括：

壳体，其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区，所述壳体具有透明属性；

一个或多个反应器，其布置于所述壳体内并且具有用于放置固体放氢材料的空腔，且所述空腔上具有进料口，以便在制氢过程中，使得所述液体从所述进料口进入到所述空腔内；

活动盖，其与所述一个或多个反应器连接，并且用于根据所述壳体内外的压力差带动所述一个或多个反应器移动，以便控制通过所述进料口进入到所述空腔内的液体量；

排气口，其布置于所述活动盖上或者所述壳体上，以便将生成的氢气向外排放；

空腔塞，其布置于所述进料口处并位于所述贮液区内，且所述空腔塞的形状和尺寸适配于所述进料口，以便在所述反应器随所述活动盖移动过程中，控制与所述进料口的塞合程度来控制进入所述空腔的液体量；以及

空腔塞座，其连接于所述壳体上，并用于固定所述空腔塞，以使所述空腔塞的位置与所述进料口的位置对应。

2.根据权利要求1所述的制氢设备，其中所述活动盖与所述反应器之间通过反应器架连接，所述反应器架包括连接件和支撑座，其中

所述支撑座用于放置所述反应器；并且

所述连接件连接于所述活动盖和所述支撑座之间。

3.根据权利要求2所述的制氢设备，其中所述连接件连接于所述支撑座的中心，所述支撑座具有用于放置所述反应器的一个或多个安装槽，且所述一个或多个安装槽围绕所述中心布置。

4.根据权利要求2或3所述的制氢设备，其中所述连接件包括中空部，所述中空部上设置有排气孔，且所述中空部与所述活动盖或者所述壳体上的所述排气口连通，以便将生成的氢气通过所述排气孔、所述中空部以及所述排气口向外排放。

5.根据权利要求1所述的制氢设备，其中所述空腔塞的形状为锥形，且锥形的所述空腔塞包括窄端和宽端，其中所述窄端插入到所述空腔内，所述宽端连接于所述空腔塞座上。

6.根据权利要求1所述的制氢设备，还包括限位件，其与所述活动盖固定或者可活动的连接并位于所述壳体外，以用于限制所述活动盖向所述壳体内移动时的移动范围。

7.根据权利要求6所述的制氢设备，其中所述限位件为限位圈，其与所述活动盖可转动的连接。

8.根据权利要求6或7所述的制氢设备，还包括：

壳体盖，其连接于所述壳体的顶部，且所述活动盖布置于所述壳体盖内，所述限位件布置于所述壳体盖外，以便通过所述壳体盖限制所述限位件的位置来限制所述活动盖的下降高度；

密封圈，其布置于所述活动盖和所述壳体盖之间；以及

底座，其与所述壳体的底部连接。

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