CN207404833U - 一种加水式制氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对现有技术中缺乏便于携带的、适用于合金与水反应制氢方式的制氢装置的弊端，提供一种加水式制氢装置，包括电子控制单元、反应腔、水箱，反应腔与水箱固定连接，反应腔上能将水箱内的水喷到反应腔内的喷水装置，喷水装置与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制；所述反应腔上设有与反应腔内部连通的第一出气口，第一出气口外端连接有插入水箱内的第一出气管，所述水箱上开有与水箱内部空间上端连通的第二出气口，第二出气口外端连接有第二出气管。本实用新型适用于合金材料与水反应的制氢方式，安全性能高，能对反应产生的氢气进行过滤提升氢气纯度，本实用新型的反应腔设置在水箱内，能减小整体的体积。
Description
技术领域
本实用新型属于制氢设备技术领域，具体涉及一种加水式制氢装置。
背景技术
化石能源枯竭和环境日益恶化迫使世界各国研究者竭力研究和开发利用新的能源，氢能具有来源广泛、清洁环保、可储存、再生等优点，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。在贮氢方面，尚缺有效的贮氢方式，如使用气态储带氢，能量密度较低；如使用液态储带氢，则要求超低温，储罐成本高，且储氢罐本身笨重，难于车栽；即使储罐内充满氢，储存氢量只占储存罐质量的5%～7%，所以，采用贮氢的方式作为汽车能源必增加汽车重量，与目前汽车轻量化发展方向相矛盾。另外，在氢气运输技术方面，氢气虽然具有较好的潜在可运输性，但其极易泄漏，即使真空密封的氢燃料箱，每天泄漏率尚达2%。现有一种铝合金粉末可以直接与水产生反应直接产生氢气，无需另外加入能量，即可以一边制造氢气一边作为动力源使用，然而现在市场中缺乏适用于该种制氢方式的制氢装置。
发明内容
本实用新型针对现有技术中缺乏适用于合金与水反应制氢方式的制氢装置的弊端，提供一种加水式制氢装置，该装置适用于合金粉末与水反应制氢的方式使用。
本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种加水式制氢装置，包括电子控制单元、反应腔、水箱，反应腔与水箱固定连接，反应腔上设有能将水箱内的水喷到反应腔内的喷水装置，喷水装置与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制；所述反应腔上设有与反应腔内部连通的第一出气口，第一出气口外端连接有插入水箱内的第一出气管，所述水箱上开有与水箱内部空间上端连通的第二出气口，第二出气口外端连接有第二出气管。
作为优选，所述水箱将所述反应腔包裹，反应腔上设有能与水箱外界连通加料部位。水与合金材料发生反应时会产生热量，水箱将反应腔包裹能对反应腔起到降温的作用，同时，反应腔设置在水箱内部，也能减小本实用新型整体体积，便于安装在汽车上使用。反应腔上预留一个与水箱外界连通加料部位，是为了使与水反应的合金材料通过加料部位加注到反应腔内。
作为优选，所述反应腔内设有能检测反应腔内部温度的第一温度传感器、能检测反应腔内部气压的第一压力传感器，第一温度传感器、第一压力传感器分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。第一温度传感器能将反应腔内的温度信息传递给电子控制单元，第一压力传感器能将反应腔内的压力信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据接收到的信息控制其他部件。
作为优选，所述反应腔上设有能用于反应腔泄压的机械泄压阀。当反应腔内气压超过安全限定值时，机械泄压阀能对反应腔内部进行泄压，使反应腔内的气压保持在安全限定值内。
作为优选，所述反应腔与第一出气口之间设有初步过滤氢气用的滤网。滤网能对反应腔内刚反应生成的氢气进行初步过滤，将大部分被氢气带上来的合金粉末拦截，对氢气与合金粉末进行初步分离，提升氢气纯度。
作为优选，所述喷水装置包括喷嘴和水泵，喷嘴的出水端朝向反应腔内部，喷嘴的进水端和水泵的出水端之间通过水管连接，水泵的进水端插入水箱内，水泵与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。电子控制单元能够控制水泵对喷嘴供水，从而实现喷嘴对反应腔内喷水量的控制。
作为优选，所述水泵与喷嘴之间的水管上设有能控制所述水管流通和闭合的电磁阀以及能计算流过所述水管内水流量的第一流量计，所述电磁阀、第一流量计分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
作为优选，所述第一出气管上设有防止水箱内的水反流到反应腔内的第一单向阀，所述第二出气管上设有防止第二出气管外端的气体反流到水箱内第二单向阀。
作为优选，所述第二出气管的外端连接有储气室，所述储气室上设有第三出气管，第三出气管上设有能计算流过第三出气管内气体的第二流量计，所述第三出气管上还设有位于储气室与第二流量计之间的安全泄压阀，所述第二流量计、安全泄压阀分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
作为优选，所述储气室上设有能检测储气室内部温度的第二温度传感器、能检测储气室内部气压的第二压力传感器，第二温度传感器、第二压力传感器分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型适用于合金材料与水反应的制氢方式，安全性能高，且能对反应产生的氢气进行过滤，提升氢气纯度，便于氢气直接使用。同时，本实用新型的反应腔设置在水箱内，能减小整体的体积，使本实用新型可以安装在车辆上使用，有利于新能源汽车的发展，在使过程中，只需带够合金粉末即可，而反应所需的水随可取，便于运输使用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中标记：1、电子控制单元，2、反应腔，3、水箱，4、储气室，5、喷水装置，6、第一出气口，7、第一出气管，8、第二出气口，9、第二出气管，10、加料部位，11、第一温度传感器，12、第一压力传感器，13、机械泄压阀，14、滤网，15、喷嘴，16、水泵，17、水管，18、电磁阀，19、第一流量计，20、第一单向阀，21、第二单向阀，22、第三出气管，23、第二流量计，24、安全泄压阀，25、第二温度传感器，26、第二压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图所表示的实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例1
如图1所示，一种加水式制氢装置，包括电子控制单元1、反应腔2、水箱3、储气室4，反应腔2与水箱3固定连接，反应腔2上设有能将水箱3内的水喷到反应腔2内的喷水装置5，喷水装置5与所述电子控制单元1连接并受电子控制单元1控制；所述反应腔2上设有与反应腔2内部连通的第一出气口6，所述反应腔2与第一出气口6之间设有初步过滤氢气用的滤网14。第一出气口6外端连接有插入水箱3内的第一出气管7，所述水箱3上开有与水箱3内部空间上端连通的第二出气口8，第二出气口8外端连接有第二出气管9，所述第二出气管9与所述储气室4连通，所述储气室4上设有能检测储气室4内部温度的第二温度传感器25、能检测储气室4内部气压的第二压力传感器26，第二温度传感器25、第二压力传感器26分别与所述电子控制单元1连接并受电子控制单元1控制。所述储气室4上设有第三出气管22，第三出气管22上设有能计算流过第三出气管22内气体的第二流量计23，所述第三出气管22上还设有位于储气室4与第二流量计23之间的安全泄压阀24，所述第二流量计23、安全泄压阀24分别与所述电子控制单元1连接并受电子控制单元1控制。
在使用本实用新型内时，预先在反应腔2内加注一定量的合金材料，通过电子控制单元1控制喷水装置5对反应腔2内进行喷水，将水喷洒到合金材料上，水与合金发生反应产生的氢气依次经过滤网14、第一出气口6、第一出气管7进入水箱3，滤网14能对反应腔2内刚反应生成的氢气进行初步过滤，将大部分被氢气带上来的合金粉末拦截，对氢气与合金粉末进行初步分离，提升氢气纯度。氢气经过水箱3时，水箱3内的水能对氢气进行除尘和降温，进一步去除氢气内含有的杂质；氢气在水箱3内上浮从水箱3内部空间上端的第二出气口8进入第二出气管9，再进入储气室4进行存储。
所述第一出气管7上设有防止水箱3内的水反流到反应腔2内的第一单向阀20，第一单向阀20控制流过第一出气管7的气体只能由反应腔2内流向水箱3内，同时，第一单向阀20也能防止水箱3内的水倒流到反应腔2内影响反应腔2内部反应过程。所述第二出气管9上设有防止第二出气管9外端的气体反流到水箱3内第二单向阀21，第二单向阀21控制流过第二出气管9的气体只能由水箱3流向储气室4，同时第二单向阀21能防止储气室4内的气体回流到水箱3内。
所述喷水装置5包括喷嘴15和水泵16，喷嘴15的出水端朝向反应腔2内部，喷嘴15的进水端和水泵16的出水端之间通过水管17连接，水泵16的进水端插入水箱3内，水泵16与所述电子控制单元1连接并受电子控制单元1控制。电子控制单元1能够控制水泵16对喷嘴15供水，从而实现喷嘴15对反应腔2内喷水量的控制。所述水泵16与喷嘴15之间的水管17上设有能控制所述水管17流通和闭合的电磁阀18以及能计算流过所述水管17内水流量的第一流量计19，所述电磁阀18、第一流量计19分别与所述电子控制单元1连接并受电子控制单元1控制。
在实际设计中，需要设计成水箱3将所述反应腔2包裹，因为水与合金材料发生反应时会产生大量热量，使反应腔2内温度上升吗，过高的温度容易影响安全性能，水箱3将反应腔2包裹能对反应腔2起到降温的作用。同时，反应腔2内的合金粉末会慢慢消耗，所以需要对反应腔2内添加合金材料，因此在反应腔2上预留能与水箱3外界连通加料部位10，通过加料部位10将合金材料加注到反应腔2内。
所述反应腔2内设有能检测反应腔2内部温度的第一温度传感器11、能检测反应腔2内部气压的第一压力传感器12，第一温度传感器11、第一压力传感器12分别与所述电子控制单元1连接并受电子控制单元1控制。第一温度传感器11能将反应腔2内的温度信息传递给电子控制单元1，第一压力传感器12能将反应腔2内的压力信息传递给电子控制单元1，当电子控制单元1检测到反应腔2内温度过高或气压过大时，电子控制单元1就会控制水泵16停止工作，进而停止喷头向反应腔2内喷水，当反应腔2内剩余的水与合金材料反应过后，反应腔2内的温度会慢慢降低，生成的氢气会从第一出气口6排出，反应腔2内的气压也会回落。所述反应腔2上设有能用于反应腔2泄压的机械泄压阀13。当反应腔2内气压超过安全限定值时，机械泄压阀13能对反应腔2内部进行泄压，使反应腔2内的气压保持在安全限定值内，保证本实用新型运行时的安全性。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种加水式制氢装置，其特征在于，包括电子控制单元（1）、反应腔（2）、水箱（3），反应腔与水箱固定连接，反应腔上设有能将水箱内的水喷到反应腔内的喷水装置（5），喷水装置与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制；所述反应腔上设有与反应腔内部连通的第一出气口（6），第一出气口外端连接有插入水箱内的第一出气管（7），所述水箱上开有与水箱内部空间上端连通的第二出气口（8），第二出气口外端连接有第二出气管（9）。
2.根据权利要求1所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述水箱将所述反应腔包裹，反应腔上设有能与水箱外界连通加料部位（10）。
3.根据权利要求1所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述反应腔内设有能检测反应腔内部温度的第一温度传感器（11）、能检测反应腔内部气压的第一压力传感器（12），第一温度传感器、第一压力传感器分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
4.根据权利要求1所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述反应腔上设有能用于反应腔泄压的机械泄压阀（13）。
5.根据权利要求1所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述反应腔与第一出气口之间设有初步过滤氢气用的滤网（14）。
6.根据权利要求1所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述喷水装置包括喷嘴（15）和水泵（16），喷嘴的出水端朝向反应腔内部，喷嘴的进水端和水泵的出水端之间通过水管（17）连接，水泵的进水端插入水箱内，水泵与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
7.根据权利要求6所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述水泵与喷嘴之间的水管上设有能控制所述水管流通和闭合的电磁阀（18）以及能计算流过所述水管内水流量的第一流量计（19），所述电磁阀、第一流量计分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
8.根据权利要求1所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述第一出气管上设有防止水箱内的水反流到反应腔内的第一单向阀（20），所述第二出气管上设有防止第二出气管外端的气体反流到水箱内第二单向阀（21）。
9.根据权利要求1或8所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述第二出气管的外端连接有储气室（4），所述储气室上设有第三出气管（22），第三出气管上设有能计算流过第三出气管内气体的第二流量计（23），所述第三出气管上还设有位于储气室与第二流量计之间的安全泄压阀（24），所述第二流量计、安全泄压阀分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
10.根据权利要求9所述的一种加水式制氢装置，其特征在于，所述储气室上设有能检测储气室内部温度的第二温度传感器（25）、能检测储气室内部气压的第二压力传感器（26），第二温度传感器、第二压力传感器分别与所述电子控制单元连接并受电子控制单元控制。
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