CN210489741U - 一种产氢装置及其组成的便携式燃料电池电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种产氢装置及其组成的便携式燃料电池电源，所述产氢装置包括水箱、电动输液装置、反应器、缓冲器和除水器，所述缓冲器具有进气口和出气口，所述除水器具有进气口、出气口和排水口，所述电动输液装置的进水口与所述水箱内部连通，所述电动输液装置的出水口与所述反应器的入口连通，所述反应器的出气口与所述缓冲器的进气口连通，所述缓冲器的出气口与所述除水器的进气口连通，所述除水器的出气口输出氢气，所述除水器的排水口处设有阀门。其结构简单，由水箱储水，并由电动输液装置将电动输液装置入到反应器内进行反应生成氢气，然后再对氢气进行压力调控同时对将氢气中携带的水份清除，其产氢稳定安全。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池领域，尤其涉及一种产氢装置及其组成的便携式燃料电池电源。
背景技术
便携式燃料电池电源产品主要应用方面为电网覆盖不到的场所,要求体积小和重量轻。便携式燃料电池电源有四个主要技术:直接甲醇燃料电池(DMFC)、甲醇重整燃料电池(RMFC)、固体氧化物燃料电池 (SOFC)以及氢燃料电池。而便携式氢燃料电池产品主要组成构件有三大系统:产氢系统、燃料电池系统和电控系统。产氢系统产生氢气,氢气再经由燃料电池系统转换成电力,电控系统则逻辑控制产氢系统和燃料电池系统,使得发电输出符合外部需求。燃料电池系统可为质子交换膜燃料电池。供氢系统可为高压氢气瓶[CN104051769B]或化学储氢材料产氢[CN201072787Y][CN108075157A]。
在[CN108075157A]使用铝水解产氢,将产生的氢气通过氢气输送管道进入罐体中,并从水底向上浮起,去除反应产生的杂质和水蒸气,净化后的氢气经氢气输出口和调压阀进入燃料电池中并发电；在 [CN201072787Y]使用硼氢化钠水解产氢,产生的氢气经过过滤器后,再进入燃料电池,过滤器以发泡镍用以分散氢气泡,以吸附剂(酸性物质)吸收NaBO2和NaOH。在[CN201072787Y]和[CN108075157A]中,未考虑装置上下颠倒或快速移动时(如振动测试),液态水会通过过滤器(或净化器)进入燃料电池,造成燃料电池性能的严重下降。
产氢系统中的反应腔可参考专利说明[CN106684406B]中的叙述。化学储氢材料水解反应是放热反应, 所产生的热能,可以使水解反应持续下去,需要让热能有更好简单方式传递到其他需反应的部位。
另外,在化学储氢材料产氢系统中,燃料罐装有储氢材料,与水接触后造成水解反应产生氢气,水解反应后的储氢材料为废料,即燃料罐为一次性使用。一次性燃料罐在市用期间,量测或得知使用的残余量(剩余电量)是个问题。
另外,在化学储氢材料产氢系统中,使用水箱提供水作为水解反应用水,当便携式氢燃料电池电源产品上下颠倒或倾倒后,会有液态水会从通气口流出(通气孔目的为了不使水箱因为电动输液装置泵水而造成水箱负压)的问题。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的之一在于提供一种结构简单，适应性强，且产氢稳定的产氢装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种产氢装置，包括水箱、电动输液装置、反应器、缓冲器和除水器，所述缓冲器具有进气口和出气口，所述除水器具有进气口、出气口和排水口，所述除水器的排水口处设有阀门，所述反应器内装有储氢物质，所述储氢物质为氢化镁、硼氢化钠或二者的混合物，所述电动输液装置的进水口与所述水箱内部连通，所述电动输液装置的出水口与所述反应器的入口连通；所述反应器的出气口与所述缓冲器的进气口连通，所述缓冲器的出气口与所述除水器的进气口连通，所述除水器的出气口输出氢气，或所述反应器的出气口与所述除水器的进气口连通，所述除水器的出气口与所述缓冲器的进气口连通，所述缓冲器的出气口输出氢气。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，由水箱储水，并由电动输液装置将电动输液装置入到反应器内进行反应生成氢气，然后再对氢气进行压力调控同时对将氢气中携带的水份清除，其产氢稳定安全。
上述技术方案中还包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器具有进水口和蒸汽出口，其用以将输送至其的水蒸气反应生成氢气，所述蒸汽发生器置于所述电动输液装置与所述反应器之间，所述电动输液装置的出水口与所述蒸汽发生器的进水口连通，所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述反应器的入口连通。
上述技术方案的有益效果在于：采用蒸汽发生器将电动输液装置送来的水变为蒸汽再送入到反应器内，使得其反应更加充分迅速(蒸汽与反应器内物料接触更加充分)。
上述技术方案中所述水箱上端设有加水口，且加水口处设有可打开或关闭其的盖子，且所述水箱的上端或所述盖子上端设有贯穿其的通气孔，所述通气孔处设有止逆阀或盖设有一层第一透气阻水膜，以便于外界空气经通气孔进入到所述水箱内而避免所述水箱内的水经所述通气孔排出。
上述技术方案的有益效果在于：设置通气孔可使得电动输液装置将水箱内的电动输液装置走时水箱的内压强与大气压始终保持一致，而在通气孔处设置止逆阀或透气阻水膜可避免水箱的水因颠簸而荡出至水箱外。
上述技术方案中所述止逆阀为隔膜式单向阀。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，能通气阻水，使得外界空气能经其进入到水箱内，而水箱内的水无法经过其排出。
上述技术方案中所述电动输液装置的进水口经管道穿入至所述水箱内，且所述管道与所述水箱侧壁穿入处密封连接或固定连接，所述管道内延至靠近所述水箱内底部或所述管道位于所述水箱内的部分为柔性管，且所述柔性管的进水端设有浮球，所述浮球用以使所述柔性管的进水端始终浸没在水面下(其中，柔性管的长度需满足其进水端能到达水箱内部的任意位置，且所述柔性管为耐弯折管，如此可避免柔性管弯折而出现断流的)。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，采用柔性管并在柔性管上设置浮球使得柔性管的进水端始终处于水面下，从而避免产氢装置因倾斜或倒立而出现电动输液装置停止供水影响氢气的持续产生。
上述技术方案中所述反应器包括反应罐和导热层，所述导热层贴附在所述反应罐外侧壁上，所述导热层用以加速所述反应罐内所产生热量的排放。
上述技术方案的有益效果在于：设置导热层能加速反应罐在反应时产生的热量的排放，避免反应罐内温度过高，影响产氢装置的安全运行。
上述技术方案中所述导热层为石墨层。
上述技术方案的有益效果在于：其导热效果好,并且使得反应器各处温度更均匀。
上述技术方案中所述水箱为内孔上下贯通的环形箱或所述水箱上端向下凹设有安装槽，所述反应器置于所述水箱的环内或是安装槽内以便于所述反应器排出的热量对所述水箱内的水进行加热。
上述技术方案的有益效果在于：如此可实现利用反应器产生的热量对水箱内的水进行预加热，从而降低蒸汽发生器的能耗,并且水箱的水吸收反应器产生热量,避免产品外壳高温。
上述技术方案中所述导热层外侧敷设有一层第一隔热层，或所述水箱内环壁或安装槽内侧壁还敷设有一层第二隔热层。
上述技术方案的有益效果在于：在所述导热层外设置第一隔热层或是在水箱上设置第二隔热层均能避免对反应器产生的热量过多的影响到水箱。
上述技术方案中所述第一隔热层和第二隔热层均为陶瓷棉层或陶瓷毯层。
上述技术方案的有益效果在于：其隔热效果好。
上述技术方案中所述缓冲器包括一个缓冲腔和一些泄压阀，所述缓冲腔具有进气口和出气口，且其进气口和出气口分别构成所述缓冲器的进气口和出气口，所述缓冲腔下端安装有一个与其内部连通的泄压阀。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，设置泄压阀使得缓冲腔内压强过高时可通过泄压阀进行泄压，避免出现安全事故。
上述技术方案中所述泄压阀包括缸体、活塞和弹性件，所述活塞置于所述缸体内并与所述缸体内侧壁滑动并密封接触，所述弹性件置于所述缸体内并位于所述活塞的一端，且所述弹性件的两端分别与所述活塞和缸体相互靠近的一端相抵，所述活塞在所述弹性件的作用下与所述缸体背离所述弹性件的一端接触，所述缸体的背离所述弹性件的一端端部设有与其内部连通的入氢嘴，所述缸体的另一端端部设有与其内部连通的排气口，且所述缸体侧壁的中部设有与其内部连通的泄压口，所述入氢嘴与所述缓冲腔内部连通，在入氢嘴处的气压作用下，驱动所述活塞克服所述弹性件的弹性张力移动至靠近所述排气口以使得所述泄压口与所述入氢嘴连通以泄压。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，且安全性高。
上述技术方案中所述除水器包括壳体和第二透气阻水膜，所述第二透气阻水膜设置在所述壳体内以将所述壳体内部分割成至少两个腔室，其中，所述壳体上设有与其中一个所述腔室内连通的进气口和排水口，且所述壳体上分别设有与余下所述腔室内部连通的出气口，所述壳体上的进气口、出气口和排水口分别构成所述除水器的进气口、出气口和排水口。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，同时无论除水器的以什么角度放置，其均能实现水气分离，且利用第二透气阻水膜将缓冲器送来的氢气和水或水蒸气的混合物进行分离，使得产氢装置所产出的氢气纯度提高。
上述技术方案中所述第二透气阻水膜设有两层，两层第二透气阻水膜间隔设置在所述壳体内以将所述壳体内部依次分割成三个腔室，所述壳体上分别设有与位于两侧的两个所述腔室内部连通的出气口，同时还设有与位于中间所述腔室内部连通的进气口和排水口，所述壳体上的进气口、排水口和两个出气口分别构成所述除水器的进气口、排水口和出气口。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，同样除水器无论以什么角度放置，其均能实现水气分离，使得其分离效果更好。
上述技术方案中所述第二透气阻水膜为筒状膜，其两端分别与所述壳体内侧壁密封连接固定以将所述壳体内部分割成外环腔和内腔室，其中，所述壳体上设有与其中一个所述外环腔内连通的出气口，同时还设有与另一个所述内腔室内连通的进气口和排水口，所述壳体上的进气口、出气口和排水口分别构成所述除水器的进气口、出气口和排水口。
上述技术方案的有益效果在于：同上，除水器无论以什么角度放置，其均能实现水气分离，且能显著的提高其分离效果和分离速度。
上述技术方案中所述第一透气阻水膜和第二透气阻水膜均为PTFE多孔膜。
本实用新型的目的之二在于提供一种结构简单、可任意角度放置且运行稳定且携带方便的燃料电池。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种便携式燃料电池电源，包括电控装置、燃料电池装置和如上所述的产氢装置，所述除水器的出气口与所述燃料电池装置的氢气入口连通，且在二者连通处设有压强测量装置，所述燃料电池装置与所述电控装置电连接，所述电控装置具有蓄电池和控制器，所述所述蓄电池、蒸汽发生器和电动输液装置分别与所述控制器电连接。
上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，利用产氢装置产出氢气，并将氢气输送至燃料电池装置进行发电，而发出的电能输送至电控装置进行处理以输出电压和电流均符合需求的电能。
上述技术方案中还包括机壳，所述电控装置、燃料电池装置和产氢装置均置于所述机壳内，且所述机壳的内壁上敷设有一层第三隔热层。
上述技术方案的有益效果在于：使得整个系统为一个整体，而在机壳内设置第三隔热层可避免机壳升温过快而导致人员烫伤。
上述技术方案中还包括称重装置，所述称重装置置于所述机壳内，且所述反应器置于所述称重装置的称重端上。
上述技术方案的有益效果在于，可通过称重装置来粗略判断反应器内储氢物质的剩余量(即发电残余量)。
上述技术方案中所述阀门为电磁阀，所述压强测量装置为压强感应器，所述电磁阀和所述压强感应器均与所述控制器电连接。
上述技术方案的有益效果在于，所述阀门不仅可开启排水，而且在压强感应器测量到压强超标时可控制电磁阀开启排气降压以确保安全。
附图说明
图1为本实用新型实施例1所述产氢装置的结构图之一；
图2为本实用新型实施例1所述产氢装置的结构图之二；
图3为本实用新型实施例1所述产氢装置的结构图之三；
图4为本实用新型实施例1中所述水箱的结构简图；
图5为本实用新型实施例1中所述反应器的结构图之一；
图6为本实用新型实施例1中所述反应器与水箱的配合图之一；
图7为本实用新型实施例1中所述反应器与水箱的配合图之二；
图8为本实用新型实施例1中所述反应器与水箱的配合图之三；
图9为本实用新型实施例1中所述反应器与水箱的配合图之四；
图10为本实用新型实施例1中所述反应器与水箱的配合图之五；
图11为本实用新型实施例1中所述缓冲器的结构简图；
图12为本实用新型实施例1中所述泄压阀的结构简图；
图13为本实用新型实施例1中所述除水器的结构简图；
图14为本实用新型实施例1中所述另一种除水器的结构简图；
图15为本实用新型实施例1中所述另一种除水器的结构简图；
图16为图15中所述吹水器的侧视图；
图17为本实用新型实施例2中所述便携式燃料电池电源各装置的电连接图。
图中：1产氢装置、11水箱、111盖子、112安装槽、113第二隔热层、12电动输液装置、121管道、 1211柔性管、122浮球、13反应器、131反应罐、132导热层、133第一隔热层、14缓冲器、141缓冲腔、142泄压阀、1421缸体、14211入氢嘴、14212排气口、14213泄压口、1422活塞、1423弹性件、 15除水器、151阀门、152壳体、153第二透气阻水膜、16蒸汽发生器、2电控装置、21蓄电池、22 控制器、3燃料电池装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供了一种产氢装置，包括水箱11、电动输液装置12、反应器13、缓冲器14和除水器15，所述缓冲器14具有进气口和出气口，所述除水器15具有进气口、出气口和排水口，所述除水器15的排水口处设有阀门151，所述反应器(13)内装有储氢物质，所述储氢物质为氢化镁、硼氢化钠或二者的混合物，所述电动输液装置12的进水口与所述水箱11内部连通，所述电动输液装置12的出水口与所述反应器13的入口连通；所述反应器13的出气口与所述缓冲器14的进气口连通，所述缓冲器14的出气口与所述除水器15的进气口连通，所述除水器15的出气口输出氢气，或所述反应器13的出气口与所述除水器15的进气口连通，所述除水器15的出气口与所述缓冲器14的进气口连通，所述缓冲器14的出气口输出氢气。其结构简单，由水箱储水，并由电动输液装置将电动输液装置入到反应器内进行反应生成氢气，然后再对氢气进行压力调控同时对将氢气中携带的水份清除，其产氢稳定安全。
如图3所示，其中，上述技术方案中还包括蒸汽发生器16，所述蒸汽发生器16具有进水口和蒸汽出口，其用以将输送至其的水蒸气反应生成氢气，所述蒸汽发生器16置于所述电动输液装置12与所述反应器13之间，所述电动输液装置12的出水口与所述蒸汽发生器16的进水口连通，所述蒸汽发生器 16的蒸汽出口与所述反应器13的入口连通。采用蒸汽发生器将电动输液装置送来的水变为蒸汽再送入到反应器内，使得其反应更加充分迅速(蒸汽与反应器内物料接触更加充分)。其中，所述蒸汽发生器电能蒸汽发生器。
如图4所示，上述技术方案中所述水箱11上端设有加水口，且加水口处设有可打开或关闭其的盖子111，且所述水箱11的上端或所述盖子111上端设有贯穿其的通气孔，所述通气孔处设有止逆阀或盖设有一层第一透气阻水膜，以便于外界空气经通气孔进入到所述水箱11内而避免所述水箱11内的水经所述通气孔排出，设置通气孔可使得电动输液装置将水箱内的电动输液装置走时水箱的内压强与大气压始终保持一致，而在通气孔处设置止逆阀或透气阻水膜可避免水箱的水因颠簸而荡出至水箱外，其中第一透气阻水膜只允许气体通过而不允许水通过。
上述技术方案中所述止逆阀为隔膜式单向阀，其结构简单，能通气阻水，使得外界空气能经其进入到水箱内，而水箱内的水无法经过其排出。
其中，上述技术方案中所述电动输液装置12的进水口经管道121穿入至所述水箱11内，且所述管道121与所述水箱11侧壁穿入处密封连接或固定连接，所述管道121内延至靠近所述水箱11内底部或所述管道121位于所述水箱11内的部分为柔性管1211，且所述柔性管1211的进水端设有浮球122，所述浮球122用以使所述柔性管1211的进水端始终浸没在水面下，其中，优选的，所述浮球上的靠近所述柔性管的进水端或柔性管进水端处设有配重块，其中，配重块的作用是配合浮球使得柔性管的进水端始终位于水面下，其结构简单，采用柔性管并在柔性管上设置浮球使得柔性管的进水端始终处于水面下，从而避免产氢装置因倾斜或倒立而出现电动输液装置停止供水影响氢气的持续产生。其中，优选的，所述管道121是由水箱上端引入到水箱内，如此在电动输液装置不工作时，避免水箱内的水经管道流出。
如图5所示，上述技术方案中所述反应器13包括反应罐131和导热层132，所述导热层132贴附在所述反应罐131外侧壁上，所述导热层132用以加速所述反应罐131内所产生热量的排放,并使得反应罐各处的温度均匀，设置导热层能加速反应罐在反应时产生的热量的排放，避免反应罐内温度过高，影响产氢装置的安全运行。其中，所述反应罐为现有技术，在此不作赘述，具体可参阅文献号为 CN106684406B中所公开的反应腔一致(其中，所述反应罐内利用氢化镁与水反应生成氧化镁和氢气或硼氢化钠与水反应生成偏硼酸钠和氢气，并同时放出热量)。
上述技术方案中所述导热层132为石墨层，其导热效果好。
如图6、图7和图10所示，上述技术方案中所述水箱11为内孔上下贯通的环形箱或所述水箱11 上端向下凹设有安装槽112，所述反应器13置于所述水箱11的环内或是安装槽112内以便于所述反应器13排出的热量对所述水箱11内的水进行加热，如此可实现利用反应器产生的热量对水箱内的水进行预加热，从而降低蒸汽发生器的能耗。(其中，所述水箱也可以是多个，多个所述水箱围成一圈，且多个水箱下端相互连通，且每个水箱上端均设有一个通气孔，而反应器设置在多个所述水箱之间)。其中，所述水箱与所述导热层之间可设有间隙或紧密贴合，详见图6和图7。
如图8和图9所示，上述技术方案中所述导热层132外侧敷设有一层第一隔热层133，或所述水箱 11内环壁或安装槽112靠近槽内的一侧的外侧壁上还敷设有一层第二隔热层113，在所述导热层外设置第一隔热层或是在水箱上设置第二隔热层均能避免对反应器产生的热量过多的影响到水箱。其中，第一隔热层可贴合水箱也可与水箱之间具有间隙，而第二隔热层可贴合导热层也可与导热层之间具有间隙。
上述技术方案中所述第一隔热层133和第二隔热层113均为陶瓷棉层或陶瓷毯层，其隔热效果好。
如图11所示，上述技术方案中所述缓冲器14包括一个缓冲腔141和一些泄压阀142，所述缓冲腔 141具有进气口和出气口，且其进气口和出气口分别构成所述缓冲器14的进气口和出气口，所述缓冲腔141下端安装有一个与其内部连通的泄压阀142，其结构简单，设置泄压阀使得缓冲腔内压强过高时可通过泄压阀进行安全机械性的泄压，避免出现安全事故。
如图12所示，上述技术方案中所述泄压阀142包括缸体1421、活塞1422和弹性件1423，所述活塞1422置于所述缸体1421内并与所述缸体1421内侧壁滑动并密封接触，所述弹性件1423置于所述缸体1421内并位于所述活塞1422的一端，且所述弹性件1423的两端分别与所述活塞1422和缸体1421 相互靠近的一端相抵，所述活塞1422在所述弹性件1423的作用下与所述缸体1421背离所述弹性件1423 的一端接触，所述缸体1421的背离所述弹性件1423的一端端部设有与其内部连通的入氢嘴14211，所述缸体1421的另一端端部设有与其内部连通的排气口14212，且所述缸体1421侧壁的中部设有与其内部连通的泄压口14213，所述入氢嘴14211与所述缓冲腔141内部连通，在入氢嘴14211处的气压作用下，驱动所述活塞1422克服所述弹性件1423的弹性张力移动至靠近所述排气口14212以使得所述泄压口14213与所述入氢嘴14211连通以泄压,当压力回到正常时，则由所述弹性件1423将活塞1422推回至复位，以完成对泄压口14213的封堵，其结构简单，且进行安全机械性的泄压。
上述技术方案中所述除水器15包括壳体152和第二透气阻水膜153，所述第二透气阻水膜153设置在所述壳体152内以将所述壳体152内部分割成至少两个腔室，其中，所述壳体152上设有与其中一个所述腔室内连通的进气口和排水口，且所述壳体152上分别设有与余下所述腔室内部连通的出气口，所述壳体152上的进气口、出气口和排水口分别构成所述除水器15的进气口、出气口和排水口，其结构简单，且利用第二透气阻水膜将缓冲器送来的氢气和水或水蒸气的混合物进行分离，使得产氢装置所产出的氢气纯度提高(具体的，如图13所示，可由一张第二透气阻水膜水平将所述壳体分割成上腔室和下腔式，其中壳体上设有与所述下腔室内连通的进气口和排水口，而壳体上设有与所述上腔室内连通的出气口)。
其中，优选的，如图14所示，上述技术方案中所述第二透气阻水膜153设有两层，两层第二透气阻水膜153间隔设置在所述壳体152内以将所述壳体152内部依次分割成三个腔室，所述壳体152上分别设有与位于两侧的两个所述腔室内部连通的出气口，同时还设有与位于中间所述腔室内部连通的进气口和排水口，所述壳体152上的进气口、排水口和两个出气口分别构成所述除水器15的进气口、排水口和出气口，其结构简单，使得其分离效果更好。
进一步优选的，如图15和图16所示，上述技术方案中所述第二透气阻水膜153为筒状膜(其中，筒状膜的截面可为圆形、正多边形、椭圆形或长方形，但不仅限于此)，其两端分别与所述壳体152 内侧壁密封连接固定以将所述壳体152内部分割成外环腔和内腔室，其中，所述壳体152上设有与其中一个所述外环腔内连通的出气口，同时还设有与另一个所述内腔室内连通的进气口和排水口，所述壳体 152上的进气口、出气口和排水口分别构成所述除水器15的进气口、出气口和排水口，能显著的提高其分离效果和分离速度,同时还是的除水器无论以什么方向倾斜，其均可实现水气分离。
其中，上述技术方案中所述第一透气阻水膜和第二透气阻水膜153均为PTFE多孔膜。
其中，所述反应器或反应罐为一次性用品，反应器的入口与所述电动输液装置的出水口或蒸汽发生器的蒸汽出口可拆卸的连接并连通，同样反应器的出气口与所述缓冲器或除水器的进气口可拆卸的连接并连通，具体如何可拆卸的连接并连通属于可参阅两管道的可拆卸连接并连通，在此不作赘述。
实施例2
如图17所示，本实施例提供了一种便携式燃料电池电源，包括电控装置2、燃料电池装置3和如实施例1所述的产氢装置1，所述除水器15的出气口与所述燃料电池装置3的氢气入口连通，且在二者连通处设有压强测量装置，所述燃料电池装置3与所述电控装置2电连接，其结构简单，利用产氢装置产出氢气，并将氢气输送至燃料电池装置进行发电，而发出的电能输送至电控装置进行处理以输出电压和电流均符合需求的电能。其中，所述电控装置内具有蓄电池21和控制器22，所述蓄电池21与所述控制器22电连接，且所述控制器22与所述电动输液装置12和蒸汽发生器16电连接，其中燃料电池装置在发电时给所述蓄电池充电，而所述蓄电池给电动输液装置和蒸汽发生器供电以驱动所述产氢装置产氢，其中所述阀门151为电磁阀，且阀门151也可与所述控制器电连接，当然所述压强测量装置可采用压强传感器，且所述压强传感器可与所述控制器电连接。
上述技术方案中还包括机壳，所述电控装置2、燃料电池装置3和产氢装置1均置于所述机壳内，且所述机壳的内壁上敷设有一层第三隔热层，使得整个系统为一个整体，而在机壳内设置第三隔热层可避免机壳升温过快而导致人员烫伤。其中，所述第三隔热层为陶瓷棉层或陶瓷毯层。
其中，所述电动输液装置优选的为水泵，所述弹性件优选的为弹簧。
其中，所述电控装置和所述燃料电池装置均为现有技术，在此不作赘述。
其中，优选的，所述反应器在所述机壳内可与机壳之间具有间隙(此时间隙可便于机壳内的气流的流动，从而便于散热，如现有的燃料电池装置内具有散热风扇，所述散热风扇可增加机壳内的气流经过该间隙流动)或与机壳内侧壁贴合。
其中，还包括称重装置，所述称重装置置于所述机壳内，且所述反应器放置于所述称重装置的称重端上，如此可根据称重装置的重量变化来粗略判断反应器内储氢物质的剩余量，所述称重装置可为重量传感器，且所述重量传感器与所述电控装置2电连接。
其中，所述阀门151为电磁阀，所述压强测量装置为压强感应器，所述电磁阀和所述压强感应器均与所述控制器22电连接。
上述技术方案的有益效果在于，所述阀门不仅可开启排水，而且在压强感应器测量到压强超标时可控制电磁阀开启排气降压以确保安全。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (20)
1.一种产氢装置，其特征在于，包括水箱(11)、电动输液装置(12)、反应器(13)、缓冲器(14)和除水器(15)，所述缓冲器(14)具有进气口和出气口，所述除水器(15)具有进气口、出气口和排水口，所述除水器(15)的排水口处设有阀门(151)，所述反应器(13)内装有储氢物质，所述储氢物质为氢化镁、硼氢化钠或二者的混合物；所述电动输液装置(12)的进水口与所述水箱(11)内部连通，所述电动输液装置(12)的出水口与所述反应器(13)的入口连通；所述反应器(13)的出气口与所述缓冲器(14)的进气口连通，所述缓冲器(14)的出气口与所述除水器(15)的进气口连通，所述除水器(15)的出气口输出氢气，或所述反应器(13)的出气口与所述除水器(15)的进气口连通，所述除水器(15)的出气口与所述缓冲器(14)的进气口连通，所述缓冲器(14)的出气口输出氢气。
2.根据权利要求1所述的产氢装置，其特征在于，还包括蒸汽发生器(16)，所述蒸汽发生器(16)具有进水口和蒸汽出口，其用以将输送至其的水蒸气反应生成氢气，所述蒸汽发生器(16)置于所述电动输液装置(12)与所述反应器(13)之间，所述电动输液装置(12)的出水口与所述蒸汽发生器(16)的进水口连通，所述蒸汽发生器(16)的蒸汽出口与所述反应器(13)的入口连通。
3.根据权利要求2所述的产氢装置，其特征在于，所述水箱(11)上端设有加水口，且加水口处设有可打开或关闭其的盖子(111)，且所述水箱(11)的上端或所述盖子(111)上端设有贯穿其的通气孔，所述通气孔处设有止逆阀或盖设有一层第一透气阻水膜，以便于外界空气经通气孔进入到所述水箱(11)内而避免所述水箱(11)内的水经所述通气孔排出。
4.根据权利要求3所述的产氢装置，其特征在于，所述止逆阀为隔膜式单向阀。
5.根据权利要求3所述的产氢装置，其特征在于，所述电动输液装置(12)的进水口经管道(121)穿入至所述水箱(11)内，且所述管道(121)与所述水箱(11)侧壁穿入处密封连接或固定连接，所述管道(121)内延至靠近所述水箱(11)内底部，或所述管道(121)位于所述水箱(11)内的部分为柔性管(1211)，且所述柔性管(1211)的进水端设有浮球(122)，所述浮球(122)用以使所述柔性管(1211)的进水端始终浸没在水面下。
6.根据权利要求3-5任一项所述的产氢装置，其特征在于，所述反应器(13)包括反应罐(131)和导热层(132)，所述导热层(132)贴附在所述反应罐(131)外侧壁上，所述导热层(132)用以加速所述反应罐(131)内所产生热量的排放。
7.根据权利要求6所述的产氢装置，其特征在于，所述导热层(132)为石墨层。
8.根据权利要求6所述的产氢装置，其特征在于，所述水箱(11)为内孔上下贯通的环形箱或所述水箱(11)上端向下凹设有安装槽(112)，所述反应器(13)置于所述水箱(11)的环内或是安装槽(112)内以便于所述反应器(13)排出的热量对所述水箱(11)内的水进行加热。
9.根据权利要求8所述的产氢装置，其特征在于，所述导热层(132)外侧敷设有一层第一隔热层(133)，或所述水箱(11)内环壁或安装槽(112)内侧壁还敷设有一层第二隔热层(113)。
10.根据权利要求9所述的产氢装置，其特征在于，所述第一隔热层(133)和第二隔热层(113)均为陶瓷棉层或陶瓷毯层。
11.根据权利要求2所述的产氢装置，其特征在于，所述缓冲器(14)包括一个缓冲腔(141)和一些泄压阀(142)，所述缓冲腔(141)具有进气口和出气口，且其进气口和出气口分别构成所述缓冲器(14)的进气口和出气口，所述缓冲腔(141)下端安装有一个与其内部连通的泄压阀(142)。
12.根据权利要求11所述的产氢装置，其特征在于，所述泄压阀(142)包括缸体(1421)、活塞(1422)和弹性件(1423)，所述活塞(1422)置于所述缸体(1421)内并与所述缸体(1421)内侧壁滑动并密封接触，所述弹性件(1423)置于所述缸体(1421)内并位于所述活塞(1422)的一端，且所述弹性件(1423)的两端分别与所述活塞(1422)和缸体(1421)相互靠近的一端相抵，所述活塞(1422)在所述弹性件(1423)的作用下与所述缸体(1421)背离所述弹性件(1423)的一端接触，所述缸体(1421)背离所述弹性件(1423)的一端端部设有与其内部连通的入氢嘴(14211)，所述缸体(1421)的另一端端部设有与其内部连通的排气口(14212)，且所述缸体(1421)侧壁的中部设有与其内部连通的泄压口(14213)，所述入氢嘴(14211)与所述缓冲腔(141)内部连通，在入氢嘴(14211)处的气压作用下，驱动所述活塞(1422)克服所述弹性件(1423)的弹性张力移动至靠近所述排气口(14212)，以使得所述泄压口(14213)与所述入氢嘴(14211)连通以泄压。
13.根据权利要求3所述的产氢装置，其特征在于，所述除水器(15)包括壳体(152)和第二透气阻水膜(153)，所述第二透气阻水膜(153)设置在所述壳体(152)内以将所述壳体(152)内部分割成至少两个腔室，其中，所述壳体(152)上设有与其中一个所述腔室内连通的进气口和排水口，且所述壳体(152)上分别设有与余下所述腔室内部连通的出气口，所述壳体(152)上的进气口、出气口和排水口分别构成所述除水器(15)的进气口、出气口和排水口。
14.根据权利要求13所述的产氢装置，其特征在于，所述第二透气阻水膜(153)设有两层，两层第二透气阻水膜(153)间隔设置在所述壳体(152)内以将所述壳体(152)内部依次分割成三个腔室，所述壳体(152)上分别设有与位于两侧的两个所述腔室内部连通的出气口，同时还设有与位于中间所述腔室内部连通的进气口和排水口。
15.根据权利要求13所述的产氢装置，其特征在于，所述第二透气阻水膜(153)为筒状膜，其两端分别与所述壳体(152)内侧壁密封连接固定以将所述壳体(152)内部分割成外环腔和内腔室，其中，所述壳体(152)上设有与其中一个所述外环腔内连通的出气口，同时还设有与另一个所述内腔室内连通的进气口和排水口。
16.根据权利要求13-15任一项所述的产氢装置，其特征在于，所述第一透气阻水膜和第二透气阻水膜(153)均为PTFE多孔膜。
17.一种便携式燃料电池电源，其特征在于，包括电控装置(2)、燃料电池装置(3)和如权利要求2-16任一项所述的产氢装置(1)，所述除水器(15)的出气口与所述燃料电池装置(3)的氢气入口连通，且在二者连通处设有压强测量装置，所述燃料电池装置(3)与所述电控装置(2)电连接，所述电控装置(2)具有蓄电池(21)和控制器(22)，所述蓄电池(21)、蒸汽发生器(16)和电动输液装置(12)分别与所述控制器(22)电连接。
18.根据权利要求17所述的便携式燃料电池电源，其特征在于，还包括机壳(4)，所述电控装置(2)、燃料电池装置(3)和产氢装置(1)均置于所述机壳(4)内，且所述机壳(4)的内壁上敷设有一层第三隔热层(41)。
19.根据权利要求18所述的便携式燃料电池电源,其特征在于，还包括称重装置，所述称重装置置于所述机壳内，且所述反应器(13)置于所述称重装置的称重端上。
20.根据权利要求17所述的便携式燃料电池电源，其特征在于，所述阀门(151)为电磁阀，所述压强测量装置为压强感应器，所述电磁阀和所述压强感应器均与所述控制器(22)电连接。
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