CN115899567A - 一种氢能储电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢能储电系统，包括电解罐、空压机、储氢罐、氢燃料电池，电解罐通过第一管子和空压机连接，空压机通过第二管子和储氢罐连接，氢燃料电池通过第三管子和储氢罐连接；储氢罐包括罐体、底板、第一支撑块、侧板、第一翻边、第二翻边、盖板、套管，套管的端部设置有连接头，罐体的两端设置有插口，连接头和插口插接，盖板的边缘包括第一边缘、第二边缘，罐体的一端的盖板设置有进气管，罐体的另一端的盖板设置有出气管，进气管上设置有第一阀门，出气管上设置有第二阀门，盖板的上侧固定连接有密封凸起；氢能储电系统还包括第一驱动装置、第二驱动装置。本发明提出一种氢能储电系统，不需要将储氢罐内的氢气排空。

Description

一种氢能储电系统

技术领域

本发明涉及储电系统技术领域，尤其涉及一种氢能储电系统。

背景技术

为了减少电能的浪费，国网目前大力推进氢能项目，即利用富余的电能通过制氢系统制成氢气储存起来，在用电高峰期，氢燃料电池利用氢气发电以供人们使用。现有的制氢系统包括电解罐、空压机、储氢罐，电解罐通过电解碱水生成氢气，氢气经过空压机的加压而送入储氢罐储存起来。现有的制氢系统在停机的时候，出于安全的考虑需要通过放散机构将储氢罐内的氢气放空，即将储氢罐内的氢气排放至大气，一方面，这会造成氢气的大量的浪费，另一方面，氢气排放至大气如果遇到明火将产生严重的爆炸。

发明内容

本发明为了解决现有的制氢系统在停机的时候，需要将储氢罐内的氢气排空的缺点，提出一种氢能储电系统，不需要将储氢罐内的氢气排空。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氢能储电系统，包括电解罐、空压机、储氢罐、氢燃料电池，电解罐通过第一管子和空压机连接，空压机通过第二管子和储氢罐连接，氢燃料电池通过第三管子和储氢罐连接；储氢罐包括罐体、设置在罐体的下方的底板、固定连接在底板和罐体之间的第一支撑块、滑动连接在底板的相对两侧的侧板、固定连接在底板的两端的向内延伸的第一翻边、固定连接在侧板的两端的向内延伸的第二翻边、贴合在罐体的两端的盖板、固定连接在盖板远离罐体的一侧的套管，套管的端部设置有连接头，罐体的两端设置有插口，连接头和插口插接，底板远离罐体的一侧呈圆弧面，侧板滑动连接在底板的外侧，盖板的边缘包括和底板贴合的第一边缘、和侧板贴合的第二边缘，罐体的一端的盖板设置有进气管，罐体的另一端的盖板设置有出气管，进气管上设置有第一阀门，出气管上设置有第二阀门，第二翻边滑动连接在第一翻边远离罐体的一侧，盖板的上侧固定连接有用于和第二翻边贴合的密封凸起，罐体的一端的套管套在第二管子上并和第二管子滑动连接，罐体的另一端的套管套在第三管子上并和第三管子滑动连接；氢能储电系统还包括用于驱动侧板绕底板的轴线转动的第一驱动装置、用于驱动套管远离罐体的第二驱动装置。

通过上述设置，本申请在停机的时候不需要将储氢罐内的氢气排空，从而减小了氢气的浪费，另外，也减小了安全的隐患。具体的，在制氢储电的时候，电网连接电解罐，电解罐电解碱水从而产生氢气，氢气经过第一管子运动至空压机，空压机加压氢气，并通过第二管子将氢气排入储氢罐储存起来，具体的，氢气经过第二管子、套管、连接头、插口进入储氢罐。在用电高峰期，储氢罐的氢气经过第三管子进入氢燃料电池，氢燃料电池发电并将电能送入电网供人们使用，具体的，氢气经过插口、连接头、套管、第三管子进入氢燃料电池。

盖板贴合在罐体的端部，从而增加盖板和罐体之间的气密性，可防止氢气从插口泄露。此时罐体的上侧暴露在空气中，从而当万一有氢气有少量泄露，可快速分散在空气中，防止保障，而侧板和底板的设置，可防止周围人员的靠近，进一步减少火源。当电解罐需要停机时，在第一驱动装置的作用下侧板沿底板的外壁向上滑动，即侧板绕底板的轴线向上转动，侧板在运动的过程中，侧板沿第二边缘向上运动，第二翻边贴合第一翻边而滑动，当两个侧板相互抵接时，侧板和底板基本形成一个筒状结构，此时盖板的边缘和筒状结构的内壁贴合，罐体的两端的盖板和筒状结构之间形成一个密闭的隔离罐，罐体设置在隔离罐内，在第二驱动装置的作用下，盖板远离罐体并向第一翻边和第二翻边运动，当盖板和第一翻边抵接时，密封凸起和第二翻边抵接，从而提高了气密性，当盖板远离罐体时，连接头和插口离开，至此隔离罐将大气和罐体隔开了，从而防止外界的火源和罐体的接触，进而防止了爆炸的发生，在第二管子和第三管子上都设置有气阀，此时需要将气阀都关闭，从而防止第二管子和第三管子内的氢气进入隔离罐，然后进气管连接氮气罐，然后打开第一阀门和第二阀门，氮气罐的氮气输入至隔离罐内并将隔离罐内的空气排出，然后关闭第一阀门和第二阀门，从而防止氮气的泄露，利用氮气包围储氢罐，从而进一步防止爆炸的发生。

当电解罐继续运行制氢时，第二驱动装置驱动盖子向罐体运动，连接头重新插入插口，然后第一驱动装置驱动侧板向下运动并重新将罐体的上侧暴露在大气中即可。

作为一种实现方式，第一驱动装置包括固定连接在侧板远离罐体的一侧的齿条、和齿条啮合的齿轮、用于驱动齿轮转动的电机。

通过上述设置，当电机驱动齿轮运动时，齿轮带动齿条运动，齿条带动侧板向上或向下运动，其中，齿条呈圆弧形，且齿条的圆心位于底板的轴线上，从而使得侧板在运动的过程中，齿条始终和齿轮啮合。

作为一种实现方式，侧板的两端均固定连接有一个齿条，侧板远离另一个侧板的一侧设置有传动轴，齿轮和传动轴固定连接，电机和传动轴连接，传动轴转动连接有支架，支架和地面固定连接。

通过上述设置，当电机通过传动轴带动传动轴的两端的齿轮转动，每个传动轴通过齿轮带动对应的侧板的两个齿条通过运动，从而使得侧板的运动的稳定性好。

作为一种实现方式，第二驱动装置包括和地面固定连接的支座、设置在支座上的气缸，气缸和套管固定连接。

通过上述设置，气缸设置在套管远离罐体的一侧，当气缸伸长时，套管向罐体运动，当气缸缩短时，套管远离罐体。

作为一种实现方式，罐体的两端设置有密封圈。

通过上述设置，当盖板贴合在罐体上时，盖板和罐体之间的气密性更好。

作为一种实现方式，插口包括固定连接在罐体的端部的插管、滑动连接在插管内的阀芯，阀芯通过弹簧和插管的底部连接，插管的一侧设置有第一气孔，插管的另一侧设置有限位槽，限位槽内滑动连接有限位块，限位块和阀芯固定连接，阀芯设置有第一气道，第一气道的一端和第一气孔连通，第一气道的另一端朝向连接头，连接头包括和盖板固定连接的插头、设置在插头上的第二气孔，插头设置在插管内，套管通过第二气孔、第一气道、第一气孔和罐体连通。

通过上述设置，当连接头和插口插接时，套管通过第二气孔、第一气道、第一气孔和罐体连通，从而使得氢气能通过空压机进入罐体，而罐体的氢气也能通过第三管子进入氢燃料电池，当盖板远离罐体而使得连接头和插口脱开时，此时插头从插管拔出，在弹簧的作用下，阀芯向插头运动，限位块运动至限位槽的另一端，第一气道和第一气孔错开，从而防止储氢罐内的氢气从插口泄露。而当插头插入插管时，则插头压缩弹簧，第一气道和第一气孔重新连通。

作为一种实现方式，进气管靠近盖板的下侧，出气管靠近盖板的上侧。

附图说明

图1为实施例的侧视图。

图2为实施例的俯视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图3的B处放大图。

图5为图4的C处放大图。

图6为图2的D-D剖视图。

图7为盖板的示意图。

图8为侧板向上转动后的示意图。

图9为盖板远离罐体的示意图。

图10为图9的E处放大图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1至图10，一种氢能储电系统，包括电解罐11、空压机12、储氢罐13、氢燃料电池14，电解罐11通过第一管子111和空压机12连接，空压机12通过第二管子121和储氢罐13连接，氢燃料电池14通过第三管子141和储氢罐13连接；储氢罐13包括罐体131、设置在罐体131的下方的底板132、固定连接在底板132和罐体131之间的第一支撑块133、滑动连接在底板132的相对两侧的侧板134、固定连接在底板132的两端的向内延伸的第一翻边1321、固定连接在侧板134的两端的向内延伸的第二翻边1341、贴合在罐体131的两端的盖板135、固定连接在盖板135远离罐体131的一侧的套管1351，套管1351的端部设置有连接头1352，罐体131的两端设置有插口1311，连接头1352和插口1311插接，底板132远离罐体131的一侧呈圆弧面，侧板134滑动连接在底板132的外侧，盖板135的边缘包括和底板132贴合的第一边缘1353、和侧板134贴合的第二边缘1354，罐体131的一端的盖板135设置有进气管1355，罐体131的另一端的盖板135设置有出气管1356，进气管1355上设置有第一阀门13551，出气管1356上设置有第二阀门13561，第二翻边1341滑动连接在第一翻边1321远离罐体131的一侧，盖板135的上侧固定连接有用于和第二翻边1341贴合的密封凸起1357，罐体131的一端的套管1351套在第二管子121上并和第二管子121滑动连接，罐体131的另一端的套管1351套在第三管子141上并和第三管子141滑动连接；氢能储电系统还包括用于驱动侧板134绕底板132的轴线转动的第一驱动装置15、用于驱动套管1351远离罐体131的第二驱动装置16。

通过上述设置，本申请在停机的时候不需要将储氢罐13内的氢气排空，从而减小了氢气的浪费，另外，也减小了安全的隐患。具体的，在制氢储电的时候，电网连接电解罐11，电解罐11电解碱水从而产生氢气，氢气经过第一管子111运动至空压机12，空压机12加压氢气，并通过第二管子121将氢气排入储氢罐13储存起来，具体的，氢气经过第二管子121、套管1351、连接头1352、插口1311进入储氢罐13。在用电高峰期，储氢罐13的氢气经过第三管子141进入氢燃料电池14，氢燃料电池14发电并将电能送入电网供人们使用，具体的，氢气经过插口1311、连接头1352、套管1351、第三管子141进入氢燃料电池14。

盖板135贴合在罐体131的端部，从而增加盖板135和罐体131之间的气密性，可防止氢气从插口1311泄露。此时罐体131的上侧暴露在空气中，从而当万一有氢气有少量泄露，可快速分散在空气中，防止保障，而侧板134和底板132的设置，可防止周围人员的靠近，进一步减少火源。当电解罐11需要停机时，在第一驱动装置15的作用下侧板134沿底板132的外壁向上滑动，即侧板134绕底板132的轴线向上转动，侧板134在运动的过程中，侧板134沿第二边缘1354向上运动，第二翻边1341贴合第一翻边1321而滑动，当两个侧板134相互抵接时，侧板134和底板132基本形成一个筒状结构，参见图8，此时盖板135的边缘和筒状结构的内壁贴合，罐体131的两端的盖板135和筒状结构之间形成一个密闭的隔离罐，罐体131设置在隔离罐内，在第二驱动装置16的作用下，盖板135远离罐体131并向第一翻边1321和第二翻边1341运动，当盖板135和第一翻边1321抵接时，密封凸起1357和第二翻边1341抵接，从而提高了气密性，参见图9，当盖板135远离罐体131时，连接头1352和插口1311离开，至此隔离罐将大气和罐体131隔开了，从而防止外界的火源和罐体131的接触，进而防止了爆炸的发生，在第二管子121和第三管子141上都设置有气阀，此时需要将气阀都关闭，从而防止第二管子121和第三管子141内的氢气进入隔离罐，然后进气管1355连接氮气罐，然后打开第一阀门13551和第二阀门13561，氮气罐的氮气输入至隔离罐内并将隔离罐内的空气排出，然后关闭第一阀门13551和第二阀门13561，从而防止氮气的泄露，利用氮气包围储氢罐13，从而进一步防止爆炸的发生。

当电解罐11继续运行制氢时，第二驱动装置16驱动盖子向罐体131运动，连接头1352重新插入插口1311，然后第一驱动装置15驱动侧板134向下运动并重新将罐体131的上侧暴露在大气中即可，参见图3。

作为一种实现方式，第一驱动装置15包括固定连接在侧板134远离罐体131的一侧的齿条151、和齿条151啮合的齿轮152、用于驱动齿轮152转动的电机153。

通过上述设置，当电机153驱动齿轮152运动时，齿轮152带动齿条151运动，齿条151带动侧板134向上或向下运动，其中，齿条151呈圆弧形，且齿条151的圆心位于底板132的轴线上，从而使得侧板134在运动的过程中，齿条151始终和齿轮152啮合。

作为一种实现方式，侧板134的两端均固定连接有一个齿条151，侧板134远离另一个侧板134的一侧设置有传动轴154，齿轮152和传动轴154固定连接，电机153和传动轴154连接，传动轴154转动连接有支架155，支架155和地面固定连接。

通过上述设置，当电机153通过传动轴154带动传动轴154的两端的齿轮152转动，每个传动轴154通过齿轮152带动对应的侧板134的两个齿条151通过运动，从而使得侧板134的运动的稳定性好。

作为一种实现方式，第二驱动装置16包括和地面固定连接的支座161、设置在支座161上的气缸162，气缸162和套管1351固定连接。

通过上述设置，气缸162设置在套管1351远离罐体131的一侧，当气缸162伸长时，套管1351向罐体131运动，当气缸162缩短时，套管1351远离罐体131。

作为一种实现方式，罐体131的两端设置有密封圈1312。

通过上述设置，当盖板135贴合在罐体131上时，盖板135和罐体131之间的气密性更好。

作为一种实现方式，插口1311包括固定连接在罐体131的端部的插管13111、滑动连接在插管13111内的阀芯13112，阀芯13112通过弹簧13113和插管13111的底部连接，插管13111的一侧设置有第一气孔13114，插管13111的另一侧设置有限位槽13115，限位槽13115内滑动连接有限位块13116，限位块13116和阀芯13112固定连接，阀芯13112设置有第一气道13117，第一气道的一端和第一气孔13114连通，第一气道的另一端朝向连接头1352，连接头1352包括和盖板135固定连接的插头13521、设置在插头13521上的第二气孔13522，插头13521设置在插管13111内，套管1351通过第二气孔13522、第一气道、第一气孔13114和罐体131连通。

通过上述设置，参见图5，当连接头1352和插口1311插接时，套管1351通过第二气孔13522、第一气道、第一气孔13114和罐体131连通，从而使得氢气能通过空压机12进入罐体131，而罐体131的氢气也能通过第三管子141进入氢燃料电池14，当盖板135远离罐体131而使得连接头1352和插口1311脱开时，参见图10，此时插头13521从插管13111拔出，在弹簧13113的作用下，阀芯13112向插头13521运动，限位块13116运动至限位槽13115的另一端，第一气道和第一气孔13114错开，从而防止储氢罐13内的氢气从插口1311泄露。而当插头13521插入插管13111时，则插头13521压缩弹簧13113，第一气道和第一气孔13114重新连通。

作为一种实现方式，进气管1355靠近盖板135的下侧，出气管1356靠近盖板135的上侧。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种氢能储电系统，其特征在于，包括电解罐、空压机、储氢罐、氢燃料电池，所述电解罐通过第一管子和所述空压机连接，所述空压机通过第二管子和所述储氢罐连接，所述氢燃料电池通过第三管子和所述储氢罐连接；

所述储氢罐包括罐体、设置在所述罐体的下方的底板、固定连接在所述底板和所述罐体之间的第一支撑块、滑动连接在所述底板的相对两侧的侧板、固定连接在所述底板的两端的向内延伸的第一翻边、固定连接在所述侧板的两端的向内延伸的第二翻边、贴合在所述罐体的两端的盖板、固定连接在所述盖板远离所述罐体的一侧的套管，所述套管的端部设置有连接头，所述罐体的两端设置有插口，所述连接头和所述插口插接，所述底板远离所述罐体的一侧呈圆弧面，所述侧板滑动连接在所述底板的外侧，所述盖板的边缘包括和所述底板贴合的第一边缘、和所述侧板贴合的第二边缘，所述罐体的一端的盖板设置有进气管，所述罐体的另一端的盖板设置有出气管，所述进气管上设置有第一阀门，所述出气管上设置有第二阀门，所述第二翻边滑动连接在所述第一翻边远离所述罐体的一侧，所述盖板的上侧固定连接有用于和所述第二翻边贴合的密封凸起，所述罐体的一端的套管套在所述第二管子上并和所述第二管子滑动连接，所述罐体的另一端的套管套在所述第三管子上并和所述第三管子滑动连接；

所述氢能储电系统还包括用于驱动所述侧板绕所述底板的轴线转动的第一驱动装置、用于驱动所述套管远离所述罐体的第二驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种氢能储电系统，其特征在于，所述第一驱动装置包括固定连接在所述侧板远离所述罐体的一侧的齿条、和所述齿条啮合的齿轮、用于驱动所述齿轮转动的电机。

3.根据权利要求2所述的一种氢能储电系统，其特征在于，所述侧板的两端均固定连接有一个所述齿条，所述侧板远离另一个所述侧板的一侧设置有传动轴，所述齿轮和所述传动轴固定连接，所述电机和所述传动轴连接，所述传动轴转动连接有支架，所述支架和地面固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种氢能储电系统，其特征在于，所述第二驱动装置包括和地面固定连接的支座、设置在所述支座上的气缸，所述气缸和所述套管固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种氢能储电系统，其特征在于，所述罐体的两端设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种氢能储电系统，其特征在于，所述插口包括固定连接在所述罐体的端部的插管、滑动连接在所述插管内的阀芯，所述阀芯通过弹簧和所述插管的底部连接，所述插管的一侧设置有第一气孔，所述插管的另一侧设置有限位槽，所述限位槽内滑动连接有限位块，所述限位块和所述阀芯固定连接，所述阀芯设置有第一气道，所述第一气道的一端和所述第一气孔连通，所述第一气道的另一端朝向连接头，所述连接头包括和所述盖板固定连接的插头、设置在所述插头上的第二气孔，所述插头设置在所述插管内，所述套管通过第二气孔、第一气道、第一气孔和所述罐体连通。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种氢能储电系统，其特征在于，所述进气管靠近所述盖板的下侧，所述出气管靠近所述盖板的上侧。

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