CN115434546A - 一种新型自供电加氢罩棚 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加气站设备技术领域，具体是一种自供电加氢站罩棚，包括罩体、支撑柱、“V”型吊顶、太阳能电池板、若干无动力风球和若干通风单元；罩体设置为开口朝向地面的腔室结构，吊顶设置为与罩体适配的、开口朝向罩体的“V”型结构；无动力风球与通风单元一一对应，安装在第一腔室内；罩棚上表面安装太阳能板；本发明通过将罩棚完全设置为除通风位置外的全密闭空间，配合“V”型吊顶，加速氢气的扩散，避免氢气在罩棚内的积聚，无动力风球充分实现罩棚遮蔽空间和外界大气的连通，无需新增其他动力单元，节省加氢站维护成本，罩棚上表面安装太阳能板直流供电，提高安全防爆系数的同时，可有效利用太阳能为加氢站提供能量。
Description
技术领域
本发明属于能源设备技术领域，具体涉及到适用于加氢站的新型罩棚。
背景技术
近些年来，我国曾先后出台政策引导支持新能源的发展，要充分发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用；坚持目标导向、问题导向，全面梳理氢能在交通、电力、工业领域应用场景、技术研发、制度管理等情况，分析讨论绿电制氢、管道输氢、安全监管等重大问题，研究拓展氢能多元化示范应用的政策措施。
与传统能源相比，氢能发热值高，可以多种形态储存，运输方便，运输过程耗损少，能源利用率高，燃烧产物为水，不会对环境造成任何污染。
虽然氢能本身具有其他新能源无法比拟的优势，但作为新能源，尚有诸多的技术难题需要突破，氢能产业发展尚有很多的不确定性；虽然交通行业将是氢能使用的重要领域，但以氢能作为车用能源，使关键技术成熟、具有较高的商业价值、再到全面推广还有很长的路要走。
加氢站罩棚的建设是发展环境友好的氢能汽车不可缺少的基础设施建设，也是城镇建设的重要基础设施内容；考虑到氢气具有密度小、扩散系数大、爆炸极限宽、燃烧火焰速度快等特点，油氢合建站内存储的大量高压氢气若发生泄漏，极易形成大规模可燃气云；一经点燃便会引发剧烈的爆炸事故，对生命和财产安全构成严重威胁；因此加氢站罩棚应考虑如何快速消除氢气，最大限度避免氢气的堆积，减小爆炸可能性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种新型可高效扩散氢气的自供电加氢站罩棚，避免加气时氢气溢散在罩棚内的积聚时所造成的安全隐患，实现加氢站罩棚和外界大气的充分通风，并且无需人力和动力消耗，如图1。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种新型自供电加氢站罩棚，包括罩体、支撑柱、“V”型吊顶、太阳能电池板、若干无动力风球和若干通风单元；其特征在于将罩体设置为开口朝向地面的腔室结构，与开口朝向罩体的“V”型吊顶结构适配连接，进一步限定，“V”型结构上与腔室结构开口相对的底面自中心向外部分设置为与水平面夹角为锐角15°到30°的“V”型表面；定义由罩体和吊顶配合构成的腔室为第一腔室，第一腔室密闭；所述无动力风球安装在罩体远离地面侧，所述通风单元与无动力风球一一对应安装在第一腔室内，通风单元一端连通于无动力风球，另一端连通于吊顶靠近地面侧；通过将罩棚完全设置为除通风位置外的全密闭空间，避免小密度气体氢气的积聚，配合无动力风球使用，实现罩棚遮蔽空间和外界大气的充分连通，无需新增其他动力单元，节省加氢站维护成本，如图2。
进一步限定，罩棚钢架结构顶端处和“V”型吊顶处设置有一一对应的若干通孔，所述通风管道一端至少部分伸入“V”型吊顶处通孔内，通风管道的另一端贯穿罩棚钢架结构顶端处通孔连接于无动力风球；为确保罩棚内外气体流通顺畅，所述通孔在第“V”型吊顶面上均匀分布。
所述第一密封层沿“V”型吊顶处通孔周圈密封通风管道与吊顶安装处，所述第二密封层沿罩棚钢架结构顶端处通孔周圈密封通风管道与罩体安装处；防止气体从通风单元与罩体或吊顶配合处向罩体密闭空间溢散导致的气体积聚。
进一步的，所述支撑柱贯穿吊顶后连接于罩体，支撑柱与吊顶之间设置有第三密封层，第三密封层用于密封支撑柱与吊顶的安装空隙；所述“V”型结构的开口与腔室结构的开口连接处周圈设置有第四密封层，第四密封层用于密封“V”型结构与腔室结构的配合空隙；罩体、吊顶、第一密封层至第四密封层共同围构成密闭的第一腔室，避免氢气在罩棚内部积聚。
进一步的，“V”型结构上与腔室结构开口相对的底面自中心向外部分设置为与水平面夹角为锐角15°到30°的“V”型表面；氢气泄漏后沿轴向扩散，基于氢气密度属性，当扩散至罩棚壁面处由浮力主导，之后沿“V”型吊顶壁面扩散，氢气和空气发生卷吸使速度和浓度衰减，并沿壁面角度继续向上扩散，这种情形下氢气浓度降低速度快，利于可燃气云团消散，如图3。
进一步的，罩体远离地面侧，钢架结构上表面安装太阳能供电系统(主要由太阳能电池、铅酸蓄电池、稳压电路、充电器、电池电量监测及弱光情况技术处理等6部分组成，见图4)，太阳能电池板提供直流电，避免像传统技术那样由于采用交流电供电而导致安全防爆系数较低等问题，安全防爆级别较高；降低安全隐患的同时为加氢站提供电力支持，如图5。
进一步的，为了提高整个系统的精度，尽可能提高太阳能电池板的转换效率，扩大输入电压的范围，稳压电路采用DC-DC模块，有一点需要说明的是，DC-DC模块的开关频率比较高，会产生一些高频的噪声，在其输出可以加上小电容来进行滤波、降噪。
进一步的，为了让维护人员能够及时、准确地判断出系统电源的工作状态；在此电路设计中加入电池电量以及供电方式的检测，在这里采用了10段比较器LM3914来实现，其具体电路如图6所示。
进一步的，为了把弱光时太阳能电池转换的能量利用起来，需要提高其输出电压，可利用LTC1977宽范围电压调整模块来实现。其电路如图7。
本发明通过将罩棚完全设置为除通风位置外的全密闭空间，配合“V”型结构，使溢出的氢气，沿“V”型吊顶向两侧扩散；加速氢气扩散的同时，避免氢气在罩棚内的积聚，避免氢气在轴线方向上的堆积；同时配合无动力风球充分实现罩棚遮蔽空间和外界大气的连通，使氢气向多个方向上扩散，无需新增其他动力单元，节省加氢站维护成本，满足加氢站技术规范要求；罩棚顶端安装的太阳能电池板提供直流电，为加氢站提供稳定的电力支持的同时减少加氢站防爆区域内安全隐患。
附图说明
图1为本发明结构图；
图2为图1中A部分放大连接图；
图3为本发明侧视图；
图4为太阳能供电系统整体框架图；
图5为本发明俯视图；
图6为电池电量监测电路；
图7为弱光时电压提升电路；
图中，各标记的具体意义为：1-罩体，2-支撑柱，3-吊顶，4-无动力风球，5-通风单元，6-通风管道，7-太阳能板。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例；本公开的实施例不定义在包括本发明的所有方面；应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式；另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
基于现有技术中加氢站建设成本投入高、收益慢和具有技术瓶颈等技术问题，一般采用将现有的加油站和加气站往加氢站改建，但是现有的加油站和加气站改建时容易发生氢气溢散并积聚在罩棚内，改建的加氢站具有严重的安全隐患；本发明旨在提出一种加氢站罩棚，通过改建罩棚结构，避免溢散的氢气在罩棚内积聚，提高加氢站的安全性和经济性。
下面结合附图所示，对本发明的加氢站罩棚作进一步具体介绍。
一种新型自供电加氢站罩棚，包括罩体、支撑柱、“V”型吊顶、太阳能电池板、若干无动力风球和若干通风单元；其特征在于将罩体设置为开口朝向地面的腔室结构，与开口朝向罩体的“V”型吊顶结构适配连接，进一步限定，“V”型结构上与腔室结构开口相对的底面自中心向外部分设置为与水平面夹角为锐角15°到30°的“V”型表面；所述第一密封层沿“V”型吊顶处通孔周圈密封通风管道与吊顶安装处，所述第二密封层沿罩棚钢架结构顶端处通孔周圈密封通风管道与罩体安装处；防止气体从通风单元与罩体或吊顶配合处向罩体密闭空间溢散导致的气体积聚；所述支撑柱贯穿吊顶后连接于罩体，支撑柱与吊顶之间设置有第三密封层，第三密封层用于密封支撑柱与吊顶的安装空隙；所述“V”型结构的开口与腔室结构的开口连接处周圈设置有第四密封层，第四密封层用于密封“V”型结构与腔室结构的配合空隙；罩体、吊顶、第一密封层至第四密封层共同围构成密闭的第一腔室，避免氢气在罩棚内部积聚。
氢气泄漏后沿轴向扩散，基于氢气密度属性，当扩散至罩棚壁面处由浮力主导，之后沿“V”型吊顶壁面扩散，氢气和空气发生卷吸使速度和浓度衰减，并沿壁面角度继续向上扩散，这种情形下氢气浓度降低速度快，利于可燃气云团消散；
定义由罩体和吊顶配合构成的腔室为第一腔室，第一腔室密闭；进一步限定，罩棚钢架结构顶端处和“V”型吊顶处设置有一一对应的若干通孔，所述无动力风球安装在罩体远离地面侧，所述通风单元与无动力风球一一对应安装在第一腔室内，通风单元一端连通于无动力风球，另一端连通于吊顶靠近地面侧；所述通风管道一端至少部分伸入“V”型吊顶处通孔内，通风管道的另一端贯穿罩棚钢架结构顶端处通孔连接于无动力风球；通过将罩棚完全设置为除通风位置外的全密闭空间，避免小密度气体氢气的积聚，配合无动力风球使用，实现罩棚遮蔽空间和外界大气的充分连通，无需新增其他动力单元，节省加氢站维护成本。
将罩棚设置为密闭的腔室结构，氢气溢散时不会在罩棚腔室内积聚；即，罩棚除吊顶处预留安装的通风单元外属于全密闭空间，氢气溢散时由于其密度较小会上升至罩棚上部，进而沿壁面角度继续向上扩散，有利于可燃气云团消散；配合无动力风球作用下沿通风单元排出罩棚，实现罩棚遮蔽空间和外界大气的充分连通，完全避免氢气积聚的可能，也无需新增其他动力单元，节省加氢站维护成本。
进一步的，罩体远离地面侧，钢架结构上表面安装太阳能供电系统(主要由太阳能电池、铅酸蓄电池、稳压电路、充电器、电池电量监测及弱光情况技术处理等6部分组成，见图一)，太阳能电池板提供直流电，避免像传统技术那样由于采用交流电供电而导致安全防爆系数较低等问题，安全防爆级别较高；降低安全隐患的同时为加氢站提供电力支持。
本发明的加氢站罩棚采用“V”型结构，配合无动力风球在保障加氢站的安全性的同时，始终确保溢散的氢气在加氢站罩棚内无积聚，进一步的搭配太阳能供电系统，实现加氢站自供电，降低使用成本，节能的同时提高了能源的利用率。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明；本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰；因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种新型自供电加氢罩棚，包括罩体和支撑柱，其特征在于“V”型吊顶、太阳能板直流供电、若干无动力风球和若干通风单元。
2.根据权利要求1所述的加氢站罩棚，其特征在于，罩体设置为开口朝向地面的腔室结构，与开口朝向罩体的“V”型吊顶结构适配连接，定义由罩体和吊顶配合构成的腔室为第一腔室，第一腔室密闭；所述无动力风球安装在罩体远离地面侧，所述通风单元与无动力风球一一对应安装在第一腔室内，通风单元一端连通于无动力风球，另一端连通于吊顶靠近地面侧；将罩棚完全设置为除通风位置外的全密闭空间。
3.根据权利要求1所述的加氢站罩棚，其特征在于，所述第一密封层沿“V”型吊顶处通孔周圈密封通风管道与吊顶安装处，所述第二密封层沿罩棚钢架结构顶端处通孔周圈密封通风管道与罩体安装处；防止气体从通风单元与罩体或吊顶配合处向罩体密闭空间溢散导致的气体积聚。
4.根据权利要求1所述的加氢站罩棚，其特征在于，所述支撑柱贯穿吊顶后连接于罩体，支撑柱与吊顶之间设置有第三密封层，第三密封层用于密封支撑柱与吊顶的安装空隙；所述“V”型结构的开口与腔室结构的开口连接处周圈设置有第四密封层，第四密封层用于密封“V”型结构与腔室结构的配合空隙；罩体、吊顶、第一密封层至第四密封层共同围构成密闭的第一腔室，避免氢气在罩棚内部积聚。
5.根据权利要求2所述的加氢站罩棚，吊顶处，其特征在于，“V”型结构上与腔室结构开口相对的底面自中心向外部分设置为与水平面夹角为锐角15°到30°的“V”型表面。
6.根据权利要求1所述的加氢站罩棚，其特征在于，所述罩棚顶部安装有太阳能电池板直流供电。
7.根据权利要求2所述的加氢站罩棚，其特征在于，所述通孔在第“V”型吊顶面上均匀分布。
8.根据权利要求2所述的加氢站罩棚，其顶部安装的太阳能供电系统，其特征在于，稳压电路采用DC-DC模块。
9.根据权利要求2所述的加氢站罩棚，其顶部安装的太阳能供电系统，其特征在于，为方便维护人员能够及时、准确地判断出系统电源的工作状态，采用了10段比较器LM3914来实现电池电量以及供电方式的检测。
10.根据权利要求2所述的加氢站罩棚，其顶部安装的太阳能供电系统，其特征在于，利用LTC1977宽范围电压调整模块，来实现弱光时太阳能电池转换的能量利用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20221206 |