CN211624845U

CN211624845U - 一种加氢枪及加氢机

Info

Publication number: CN211624845U
Application number: CN201922365651.1U
Authority: CN
Inventors: 司耀辉; 张金亮; 李江川; 张龙海
Original assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Current assignee: Yutong Bus Co Ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2029-12-25

Abstract

本实用新型涉及氢燃料电池汽车技术领域，特别涉及一种加氢枪及加氢机。本实用新型的加氢机包括加氢枪，加氢枪包括枪体和喷嘴，枪体包括用于与燃料电池汽车上的汽车加氢头对插的加氢插接头，喷嘴设置在枪体上，具有用于向加氢插接头喷吹防水分凝结保护气体的喷气口。在加氢枪加注高压氢气后，喷嘴向枪体上的加氢插接头喷吹防水份凝结保护气体在加氢插接头处形成气体保护氛围同时使其温度上升，空气中的水蒸气难以在加氢插接头上冷凝，可以有效改善氢气再次注入时由于氢气温度较低而导致冷凝水结冰的情况。有效的解决了现有技术中存在的由于冷凝水结冰对加氢枪和氢气管路损伤较大导致加氢枪和氢气管路密封性能降低的问题。

Description

一种加氢枪及加氢机

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池汽车技术领域，特别涉及一种加氢枪及加氢机。

背景技术

目前氢燃料电池汽车在加注氢气时，通常使用加氢机的加氢枪与氢燃料电池汽车加氢口连接，然后将高压氢气以压差的方式加注至氢燃料电池汽车内的高压储氢气瓶中。由于氢气属于低分子气体，爆炸极限范围为：4.1%~74.2%的体积浓度，极易发生爆炸，造成安全事故，因此在氢燃料电池汽车加注氢气时对加氢枪的密封可靠性要求较高。

授权公告号为CN207634977U、授权公告日为2018.07.20的中国实用新型专利公开了一种分度式氢燃料电池汽车加氢枪，包括分度联动机构与转换阀机构，分度联动机构包括手柄，分度联动机构与转换阀机构连接，转换阀机构的进排气状态受控于分度联动机构。加氢枪有加氢插接头，燃料电池汽车加氢时，燃料电池汽车上的汽车加氢头插入加氢插接头。该实用新型在加注氢气时，将加氢枪套入加氢口，其中加氢口即燃料电池汽车上的汽车加氢头，通过旋转手柄控制转换阀机构打开加气通路、关闭排气通路，进行加气，在加气完成后，还能旋转手柄控制转换阀机构打开排气通路、关闭加气通路，排出加氢枪内的残余高压氢气，安全的取下加氢枪。该实用新型专利通过设置加气密封组件、浮动密封锥套、出口密封组件、连通腔密封组件等密封件保证加氢枪的气密性结构。

氢燃料电池汽车氢气加注过程为氢气膨胀过程，氢气膨胀后放热，导致氢瓶温度上升，氢瓶温度过高会导致氢瓶强度失效，存在极大的安全隐患。为防止氢瓶温度过高，需对加注的氢气进行降温后再加注，目前采用35MPa 氢气加注时一般将氢气冷却至-10℃以下，采用70MPa 氢气加注时一般将氢气冷却至-40℃。由于加氢枪主要材质为不锈钢，冷却后的氢气经加氢枪加注过程中会对枪体进行冷却，加氢结束加氢枪拔出后，由于枪体温度低于环境温度，加氢枪暴露在空气中，枪体上供汽车加氢头插入的插接孔内会凝结出水珠，下次氢气加注过程中，凝结的水珠与过冷的氢气接触结冰，在氢气高压高流速过程中，冰块高速流动会划伤氢燃料电池汽车氢气加注管路上阀门密封面，在加氢结束加氢枪开关关闭过程中加氢枪上死角残留的冰块也存在划伤密封面风险，导致加氢枪漏气或氢燃料电池汽车氢气管路上阀门内漏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加氢枪，以解决现有技术中存在的由于冷凝水结冰对加氢枪和氢气管路损伤较大导致加氢枪和燃料电池汽车氢气管路密封性能降低的问题。本实用新型的目的在于提供一种加氢机，以解决现有技术中存在的由于冷凝水结冰对加氢枪和氢气管路损伤较大导致加氢枪和燃料电池汽车氢气管路密封性能降低的问题。

本实用新型的加氢枪采用如下技术方案：

加氢枪包括：

枪体，包括用于与燃料电池汽车上的汽车加氢头对插的加氢插接头；

喷嘴，设置在枪体上，具有喷气口，喷气口用于向加氢插接头喷吹防水分凝结保护气体，使加氢结束后的加氢插接头升温并对加氢插接头气体保护。

其有益效果为：加氢枪枪体上设有喷嘴，在加氢枪加注高压氢气后，向枪体上的加氢插接头喷吹防水分凝结保护气体，在加氢插接头处形成气体保护氛围，对加氢插接头气体保护同时使其温度上升，由于气体保护氛围的存在，加氢插接头上与汽车加氢头对插的部分上不容易结冰，随着加氢插接头的温度升高至正常温度，加氢插接头暴露到空气中时水蒸气也难以在加氢插接头上冷凝，可以有效改善氢气再次注入时由于氢气温度较低而导致冷凝水结冰的情况，减小对加氢枪和氢气管路损伤。有效的解决了现有技术中存在的由于冷凝水结冰对加氢枪和氢气管路损伤较大导致加氢枪和燃料电池汽车氢气管路密封性能降低的问题。

作为对喷嘴的进一步优化，为了使喷气更均匀，所述喷嘴为套设在枪体上的环形喷嘴，环形喷嘴上的喷气口设置多个，且至少两个喷气口沿环形喷嘴周向间隔设置。

其有益效果为：环形喷嘴套设在枪体上，至少两个喷气口沿环形喷嘴周向间隔设置，可以更均匀的向加氢插接头进行喷吹。

作为对环形喷嘴的进一步优化，为了简化结构，所述环形喷嘴包括环形喷管，喷气口设置在环形喷管上。

其有益效果为：可以通过一个环形喷管对所有的喷气口供气，不需要设置多个喷管，结构更加简单。

作为对加氢枪的进一步优化，为了使结构更简单，简化装配工艺，所述环形喷管与枪体过盈配合，以使环形喷管与枪体之间紧固连接。

其有益效果为：环形喷管与枪体过盈配合，可以直接将环形喷管固定在枪体上，不需要额外设置紧固装置，结构简单，安装也更加方便。

作为对加氢枪的进一步优化，为了提高喷嘴的喷吹效果，加氢插接头前端开口为供汽车加氢头插入的插接口，所述喷嘴设置在加氢插接头的后端，以使喷嘴自后向前向加氢插接头喷吹防水分凝结保护气体。

其有益效果为：喷嘴自后向前向加氢插接头喷吹气体，可以使喷嘴喷出的气体覆盖加氢插接头表面，喷吹效果更好。

作为对加氢枪的进一步优化，为了使喷吹的效果更好，喷气口偏向枪体中心线且喷气口中心线与枪体中心线夹角大小为5°~45°。

其有益效果为：喷气口偏向枪体中心线且喷气口中心线与枪体中心线夹角大小为5°~45°，喷出的气体向加氢插接头集中，喷吹的效果更好。

作为对加氢枪的进一步优化，为了节约气体用量，节省成本，所述喷嘴连接有电磁阀，电磁阀控制气源向喷嘴供气。

其有益效果为：通过电磁阀的控制，可以在需要供气时打开电磁阀，以使气源向喷嘴供气，不需要供气时关闭电磁阀，停止供气。相比于气源一直向喷嘴供气可以有效节约气体用量，节省成本。

本实用新型的加氢机采用如下技术方案：

加氢机包括加氢枪，加氢枪包括：

其有益效果为：加氢机的加氢枪枪体上设有喷嘴，在加氢枪加注高压氢气后，向枪体上的加氢插接头喷吹防水分凝结保护气体，在加氢插接头处形成气体保护氛围，对加氢插接头气体保护同时使其温度上升，由于气体保护氛围的存在，加氢插接头上与汽车加氢头对插的部分上不容易结冰，随着加氢插接头的温度升高至正常温度，加氢插接头暴露到空气中时水蒸气也难以在加氢插接头上冷凝，可以有效改善氢气再次注入时由于氢气温度较低而导致冷凝水结冰的情况，减小对加氢枪和氢气管路损伤。有效的解决了现有技术中存在的由于冷凝水结冰对加氢枪和氢气管路损伤较大导致加氢枪和燃料电池汽车氢气管路密封性能降低的问题。

其有益效果为：加氢插接头整体呈圆柱形，环形喷嘴套设在枪体上，至少两个喷气口沿环形喷嘴周向间隔设置，可以更均匀的向加氢插接头进行喷吹。作为对环形喷嘴的进一步优化，为了简化结构，所述环形喷嘴包括环形喷管，喷气口设置在环形喷管上。

其有益效果为：环形喷嘴包括环形喷管，喷气口设置在环形喷管上，可以通过一个环形喷管对所有的喷气口供气，不需要设置多个喷管，结构更加简单。

作为对加氢枪的进一步优化，为了使结构更简单，简化装配工艺，所述环形喷管与枪体过盈配合，以使环形喷管与枪体之间连接紧固。

作为对加氢机的进一步优化，为了节约气体用量，节省成本，所述喷嘴连接有电磁阀，电磁阀控制气源向喷嘴供气。

作为对加氢机的进一步优化，为了实现自动控制，提高效率，所述电磁阀固定在加氢机的壳体内，所述电磁阀与加氢机的控制器电连接，通过加氢机的控制器控制电磁阀的开闭。

其有益效果为：电磁阀固定在加氢机的壳体内，通过加氢机的控制器来控制电磁阀的开闭，使电磁阀在加氢枪加注完氢气后打开，使喷气口对加氢插接头喷气，在下次加氢时或达到规定时间后控制电磁阀关闭，停止喷气，实现自动控制，提高效率。

附图说明

图1是本实用新型加氢机的具体实施例1的加氢枪与电磁阀结构示意图；

图2是图1中环形喷管的结构示意图；

图3是图2中的A向视图；

图4是本实用新型加氢机的具体实施例1的结构示意图；

图中：1、加氢枪；11、枪体12、加氢插接头；13、环形喷嘴；14、手柄；131、环形喷管；132、喷气口；133、喷气入口；2、机体；3、氢气软管；4、气管；5、电磁阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的加氢机的具体实施例1：

如图1-图4所示，加氢机包括机体2、加氢枪1、氢气软管3，加氢枪1通过氢气软管3与加氢机机体2连接，如图1所示，加氢枪1包括枪体11，枪体11包括加氢插接头12和用于控制腔体内加氢气路的手柄14，枪体11上设有环形喷嘴13。

加氢插接头12前端为插接端，插接端具有供燃料电池汽车的汽车加氢头插入的插接孔，插接孔的前端开口为插接口，汽车加氢头具有加氢口，加氢插接头12与汽车加氢头对插后，操作手柄使加氢口与加氢枪内的加氢气路连通对燃料电池汽车加氢。加氢插接头12整体呈圆柱状，便于伸入氢燃料电池汽车，本实施例中涉及加氢枪枪体的结构为现有技术，具体不再赘述，比如可以是背景技术所引用的授权公告号为CN207634977U的文件中公开的加氢枪的枪体，本实用新型的加氢插接头是指枪体上用于在加氢时伸入燃料电池汽车的部分。

环形喷嘴13套设在加氢插接头12的后端，用于向加氢插接头12的前端喷吹防水分凝结保护气体，以在加氢插接头12处形成气体保护氛围，防止加氢插接头12的插接孔内水分凝结进而结冰，同时防水分凝结保护气体可以对加氢插接头12升温，使加氢插接头12尽快提升至室温。

如图1、图2所示，环形喷嘴13包括环形喷管131和喷气口132，环形喷管131套设在枪体11上，与枪体11过盈配合，以使环形喷管131与枪体11连接紧固，并且不需要额外设置紧固装置，结构简单，安装方便。如图2所示，喷气口132设置20个，各喷气口132均匀布置在环形喷管131上，与环形喷管131连通，可以均匀的对加氢插接头喷气，并且不需要设置多个喷管，结构更加简单。环形喷嘴13设置多个喷气口132且环形喷嘴13设置在加氢插接头12的后端向前喷气，能够保证环形喷嘴13喷出的气体能够覆盖加氢插接头12表面。如图3所示，喷气口132偏向枪体1中心线夹角α大小为5°~45°，喷出的气体向加氢插接头12集中，喷吹的效果更好。

加氢机还包括气管4和电磁阀5，如图1、图2所示，环形喷管131上设有喷气入口133，喷气入口133为圆管，与环形喷管131连通，环形喷管131通过喷气入口133与气管4的一端连接，气源通过气管4向环形喷管131供气。本实施例中，所使用的气体为氮气，可以直接使用加氢站内用仪表氮气气源，不需要增加气源，节省成本。为了保证喷气口132喷出的氮气中所含水分凝结，所采用氮气露点应不高于-40℃，另外，为了保证氮气供应充足，防止压力过高增加环形喷嘴13、气管4和电磁阀5的成本，氮气气源的压力应在0.3MPa~1.2Mpa之间。

如图1、图4所示，气管4的另一端设有电磁阀5，电磁阀固定在机体2内部，通过加氢机内部管道固定支架进行固定，不影响加氢机的整体外观。电磁阀5的打开或关闭能够控制气源向气管4供气或停止供气。电磁阀5与加氢机控制器电连接，通过加氢机控制器控制电磁阀5的开闭以使电磁阀5在加注完氢气后打开，使喷气口132对加氢插接头12进行持续10~30分钟的喷气，在下次加氢前或达到规定的喷气时间后控制电磁阀5关闭，停止喷气，能够节约氮气用量，节省成本，另外也可以实现自动控制，提高效率。

本实用新型的加氢机在加注氢气时，将加氢枪1的加氢插接头12与燃料电池汽车加氢头对插，使汽车加氢头插入加氢插接头12前端插接孔内，操作加氢枪1的手柄14使加氢枪1内的加氢气路与汽车加氢头的加氢口连通对燃料电池汽车加氢。加氢枪1加注完高压氢气后，向枪体1上的加氢插接头12喷吹氮气，在加氢插接头12处形成氮气保护氛围，对加氢插接头12气体保护同时使其温度上升，由于气体保护氛围的存在，加氢插接头12上与汽车加氢头对插的部分上不容易结冰，随着加氢插接头12的温度升高至正常温度，加氢插接头12暴露到空气中时水蒸气也难以在加氢插接头12上冷凝，可以有效改善氢气再次注入时由于氢气温度较低而导致冷凝水结冰的情况，减小对加氢枪1和氢气管路损伤。有效的解决了现有技术中存在的由于冷凝水结冰对加氢枪和氢气管路损伤较大导致加氢枪和燃料电池汽车氢气管路密封性能降低的问题。

本实用新型的加氢机的具体实施例2：

与实施例1的不同之处在于，喷嘴设置多个，每个喷嘴上设置一个喷气口。

本实用新型的加氢机的具体实施例3：

与实施例1的不同之处在于，喷嘴设置一个，喷嘴上设有一个喷气口，通过一个喷气口向加氢插接头喷吹气体，此时喷气口是环形喷气口，当然在其他实施例中，也可以是条形喷气口。

本实用新型的加氢机的具体实施例4：

与实施例1的不同之处在于，喷气口的数量为8个，当然，在其他实施例中，喷气口的数量也可以是其他任意值，比如是2、3、7、16等其他数量。

本实用新型的加氢机的具体实施例5：

与实施例1的不同之处在于，喷嘴不连接电磁阀，直接与气源连接，通过设置在气源出气口处的手动阀门控制气源的启闭。在其他实施例中，也可以通过气阀等其他方式控制气源向喷嘴供气或停止供气。

本实用新型的加氢机的具体实施例6：

与实施例1的不同之处在于，喷气口与枪体中心线平行。

本实用新型的加氢机的具体实施例7：

与实施例1的不同之处在于，电磁阀不与加氢机控制器电连接，通过手动的方式控制电磁阀的开启和关闭。

本实用新型的加氢机的具体实施例8：

与实施例1的不同之处在于，喷气口在喷气管上是不均匀布置的。在其他实施例中，沿喷吹管的径向也可以布置多个喷气口。

本实用新型的加氢机的具体实施例9：

与实施例1的不同之处在于，环形喷管通过胶粘的方式固定在枪体上。在其他实施例中，环形喷管可以焊接在枪体上。

本实用新型的加氢机的具体实施例10：

与实施例1的不同之处在于，电磁阀固定在加氢机机体外侧。在其他实施例中，电磁阀可以固定在气源出口处，不固定加氢机体上，此时电磁阀可不与加氢机控制器电连接。

本实用新型的加氢机的具体实施例11：

与实施例1的不同之处在于，环形喷嘴设置在加氢插接头的前端。其他实施例中，环形喷嘴也可以设置在加氢插接头的中部。

本实用新型的加氢机的具体实施例12：

与实施例1的不同之处在于，本实施例中的所使用的气体为空气。在其他实施例中，气体也可以是惰性气体。

本实用新型的加氢枪的具体实施例，本实施例中的加氢枪结构与加氢机的任意一个具体实施例中的加氢枪结构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种加氢枪，包括：

其特征在于，

2.根据权利要求1所述的加氢枪，其特征在于，所述喷嘴为套设在枪体上的环形喷嘴，环形喷嘴上的喷气口设置多个，且至少两个喷气口沿环形喷嘴周向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的加氢枪，其特征在于，所述环形喷嘴包括环形喷管，喷气口设置在环形喷管上。

4.根据权利要求3所述的加氢枪，其特征在于，所述环形喷管与枪体过盈配合，以使环形喷管与枪体之间紧固连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的加氢枪，其特征在于，加氢插接头前端开口为供汽车加氢头插入的插接口，所述喷嘴设置在加氢插接头的后端，以使喷嘴自后向前向加氢插接头喷吹防水分凝结保护气体。

6.根据权利要求5所述的加氢枪，其特征在于，喷气口偏向枪体中心线且喷气口中心线与枪体中心线夹角大小为5°~45°。

7.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的加氢枪，其特征在于，所述喷嘴连接有电磁阀，电磁阀控制气源向喷嘴供气。

8.一种加氢机，包括加氢枪，其特征在于，所述加氢枪为权利要求1-6中任意一项所述的加氢枪。

9.根据权利要求8所述的加氢机，其特征在于，所述喷嘴连接有电磁阀，电磁阀控制气源向喷嘴供气。

10.根据权利要求9所述的加氢机，其特征在于，所述电磁阀固定在加氢机的壳体内，所述电磁阀与加氢机的控制器电连接，通过加氢机的控制器控制电磁阀的开闭。