CN204625175U - 自控式水解制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水解制氢装置，具体为自控式水解制氢装置，反应仓与储液仓之间通过气体连通管连通，储液仓有流量控制阀，上阀座位于储液仓顶部，下阀座位于反应仓与储液仓之间隔板上；上阀座顶部有上阀盖，上阀座底部有弹簧座，塑料软管分别与上阀座顶端、弹簧座密封连接，塑料软管内的圆柱螺旋弹簧卡在弹簧座与上阀盖之间；阀杆下端固定在弹簧座的上表面，阀杆上端穿过上阀盖的限位孔；弹簧座的下表面依次连接联杆、活塞，活塞位于下阀座腔内，下阀座的侧壁上有漏液口。该装置利用圆柱螺旋弹簧弹力和装置内外压力差带动活塞移动，调节漏液口有效大小来控制液态反应物的流量，从而维持产氢速度和氢气压力，达到即时自控目的。

Description

自控式水解制氢装置

技术领域

本实用新型涉及一种水解制氢装置，具体为自控式水解制氢装置。

背景技术

氢能作为一种清洁能源和高密度能量载体备受关注，被认为是未来理想的可移动能源。现在的储氢技术如高压气瓶、金属合金储氢、纳米炭材料等均难以在常温、常压下为燃料电池提供足够的氢气。因此寻找储氢密度高、安全高效的储氢技术和制氢方法对于氢能的利用具有重要意义。

水解制氢是即时在线的氢源供给系统，其受温度、压力等条件的制约较小，更能满足目前移动氢源的要求。常见的水解制氢材料为硼氢化物，其溶液催化水解产氢量高，但其水解反应需要贵金属作为催化剂，且催化剂易失活。中国专利公开号CN101289163A、CN103787273A等公开了一些廉价的水解制氢材料，这些材料在常温、常压、无催化的条件下即可实现水解制氢。但是这些材料通常为粉末状且初始产氢速率快，不适合传统的启普发生器原理类的水解制氢装置。因此适用范围广、易控的水解制氢装置是这些材料实际应用的关键之一。

目前国内外公布了一些水解制氢的方法和装置，但仍存在装置功能单一，适用范围小，不具备即时自控制氢等问题。中国专利公开号CN102167285A公布的制氢方法和装置，虽然适用于多种固体反应物料并通过压力传感器、微型泵和控制电路组成的控制单元实现了水解制氢的安全可控，但压力传感器、微型泵和控制电路的使用不仅需要消耗电能，而且增加了装置的复杂性和制造成本。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种适用范围广且不需要消耗额外电能的水解制氢装置。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

自控式水解制氢装置，包括下部的反应仓和上部的储液仓，反应仓与储液仓之间通过气体连通管连通，储液仓顶部设有进液口、安全阀和氢气出口，储液仓还设有流量控制阀；所述的流量控制阀包括上阀座、下阀座、圆柱螺旋弹簧、塑料软管、活塞；上阀座位于储液仓顶部，下阀座位于反应仓与储液仓之间隔板上；上阀座顶部连接有上阀盖，上阀座内腔的底部有弹簧座，塑料软管上端与上阀座顶端密封连接，塑料软管下端与弹簧座密封连接，塑料软管内的圆柱螺旋弹簧卡在弹簧座与上阀盖之间；上阀盖顶部有限位孔，阀杆位于圆柱螺旋弹簧内，阀杆下端固定在弹簧座的上表面，阀杆上端穿过限位孔；弹簧座的下表面连接联杆，联杆下端连接活塞，活塞位于下阀座腔内，活塞侧壁上有密封环，下阀座底部设有活塞卡环；下阀座的侧壁上有竖直方向的漏液口。

本实用新型提供的自控式水解制氢装置，利用圆柱螺旋弹簧弹力和装置内外压力差作用，使塑料软管压缩或伸长，带动活塞在下阀座内上下移动，调节漏液口的有效大小来控制储液仓内的液态反应物的流量，从而维持恒定的产氢速度和氢气压力，达到即时自控制氢的目的。根据该装置的控制原理，反应仓中待反应物的物理形态可为固态或液态，具体地可为粉末、颗粒、块状、带状和液态，对水解制氢材料形态的适用范围广；上阀盖可以根据需求氢压的大小来调节圆柱螺旋弹簧的压力，从而满足不同外部用氢设备的需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，自控式水解制氢装置，包括下部的反应仓1和上部的储液仓2，反应仓1与储液仓2之间通过气体连通管3连通，储液仓2顶部设有进液口4、安全阀12和氢气出口13，储液仓2还设有流量控制阀；

所述的流量控制阀包括上阀座5、下阀座15、圆柱螺旋弹簧9、塑料软管10、活塞17；上阀座5位于储液仓2顶部，下阀座15位于反应仓1与储液仓2之间隔板上；

上阀座5顶部连接有上阀盖6，上阀座5内腔的底部有弹簧座11，塑料软管10上端与上阀座5顶端密封连接，塑料软管10下端与弹簧座11密封连接，塑料软管10内的圆柱螺旋弹簧9卡在弹簧座11与上阀盖6之间；上阀盖6顶部有限位孔7，阀杆8位于圆柱螺旋弹簧9内，阀杆8下端固定在弹簧座11的上表面，阀杆8上端穿过限位孔7；

弹簧座11的下表面连接联杆14，联杆14下端连接活塞17，活塞17位于下阀座15腔内，活塞17侧壁上有密封环16，下阀座15底部设有活塞卡环18；下阀座15的侧壁上有竖直方向的漏液口19。

操作时，反应仓1与储液仓2底部密封配合，反应仓1内加入待反应物21，提起阀杆8使活塞17上的密封环16高于漏液口19，阻断漏液口19，通过进液口4向储液仓2内加入液态反应物20，液态反应物20的上液面低于气体连通管3的上端口，关闭进液口4和氢气出口13。

根据外部用氢设备调节圆柱螺旋弹簧9压力。需要氢气时，打开氢气出口13，松开阀杆8，活塞17在圆柱螺旋弹簧9弹力的作用下向下运动，打开漏液口19，液态反应物20在重力作用下通过漏液口19进入反应仓1内，并与待反应物21接触产生氢气，氢气经气体连通管3、氢气出口13通往外部用氢设备。

当外部用氢设备消耗的氢气量小于发生的氢气量时，储液仓2内部的气压升高，推动弹簧座11向上运动，带动活塞17向上运动，使漏液口19的有效面积减小，从而减小了液态反应物20的流量，产氢速度减缓；当外部用氢设备的氢气消耗量大于发生的氢气量时，储液仓2内部气压降低，在圆柱螺旋弹簧9弹力作用下活塞17向下运动，使漏液口19有效面积增加，增大了液态反应物20的流量，产氢速度加快；当外部用氢设备不需要氢气时，关闭氢气出口13，储液仓2内部气压增大，使圆柱螺旋弹簧9压缩，带动活塞17高于漏液口19，将漏液口19封闭，氢气发生停止，进入待用状态。

当待反应物21消耗完时，可以打开反应仓1，将废料倒出后重新添加待反应物21使用。

Claims (1)

1.自控式水解制氢装置，其特征在于：包括下部的反应仓(1)和上部的储液仓(2)，反应仓(1)与储液仓(2)之间通过气体连通管(3)连通，储液仓(2)顶部设有进液口(4)、安全阀(12)和氢气出口(13)，储液仓(2)还设有流量控制阀；

所述的流量控制阀包括上阀座(5)、下阀座(15)、圆柱螺旋弹簧(9)、塑料软管(10)、活塞(17)；上阀座(5)位于储液仓(2)顶部，下阀座(15)位于反应仓(1)与储液仓(2)之间隔板上；

上阀座(5)顶部连接有上阀盖(6)，上阀座(5)内腔的底部有弹簧座(11)，塑料软管(10)上端与上阀座(5)顶端密封连接，塑料软管(10)下端与弹簧座(11)密封连接，塑料软管(10)内的圆柱螺旋弹簧(9)卡在弹簧座(11)与上阀盖(6)之间；上阀盖(6)顶部有限位孔(7)，阀杆(8)位于圆柱螺旋弹簧(9)内，阀杆(8)下端固定在弹簧座(11)的上表面，阀杆(8)上端穿过限位孔(7)；

弹簧座(11)的下表面连接联杆(14)，联杆(14)下端连接活塞(17)，活塞(17)位于下阀座(15)腔内，活塞(17)侧壁上有密封环(16)，下阀座(15)底部设有活塞卡环(18)；下阀座(15)的侧壁上有竖直方向的漏液口(19)。