CN212198498U - 便携式制氢装置及便携式供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式制氢装置及便携式供电系统。便携式制氢装置，包括：箱体以及反应瓶，箱体分别设置有与其内部连通的出气口、出料口以及进料口，反应瓶的内部通过控制阀与出料口连通，反应瓶内用于填装第一制氢反应物，箱体内用于填装第二制氢反应物，第一制氢反应物与第二制氢反应物反应生成氢气。本实用新型的目的在于提供一种便携式制氢装置及便携式供电系统，能够方便快捷的制造氢气，并且便于携带。

Description

便携式制氢装置及便携式供电系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种便携式制氢装置及便携式供电系统。

背景技术

氢气，是目前为止公认的环保，绿色的能源，其燃烧产物为水，没有任何负面的环境影响。可以将氢气转化为电能、热能等用于人们的日常生活，尤其在野外作业中，利用氢气作为能源，使用方便并且用途广泛，例如可以用于取火、发电等。

但是目前用于制造氢气的装置相对复杂，其体积庞大，不利于人们在日常生活中，尤其是野外活动中进行使用。并且，由于储氢装置的结构复杂稳定性差，因此，在野外也很难通过携带储有氢气的储氢装置供人们使用氢气。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式制氢装置及便携式供电系统，能够方便快捷的制造氢气，并且便于携带。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种便携式制氢装置，包括：箱体以及反应瓶，箱体分别设置有与其内部连通的出气口、出料口以及进料口，反应瓶的内部通过控制阀与出料口连通，反应瓶内用于填装第一制氢反应物，箱体内用于填装第二制氢反应物，第一制氢反应物与第二制氢反应物反应生成氢气。

可选地，箱体的出气口连接有过滤阀。

可选地，箱体的出气口通过过滤阀与节流阀连接。

可选地，便携式制氢装置还包括盖体，盖体盖合于箱体的进料口。

可选地，盖体和箱体的进料口之间设置有密封圈。

可选地，反应瓶内设置有挡板，挡板用于挡住第一制氢反应物朝向靠近箱体的出料口方向的移动。

可选地，箱体的出气口和出料口分别位于箱体相对的两端。

可选地，第一制氢反应物为铝基复合材料，第二制氢反应物为水。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种便携式供电系统，包括：氢燃料电池、蓄电池、电源管理装置以及上述任一项的便携式制氢装置，氢燃料电池的进气口与便携式制氢装置的箱体的出气口连接，电源管理装置分别与氢燃料电池和蓄电池连接，用于控制氢燃料电池的电能输出，蓄电池用于存储和输出电能。

可选地，当便携式制氢装置包括过滤阀时，氢燃料电池的进气口通过过滤阀与便携式制氢装置的箱体的出气口连接；当便携式制氢装置包括过滤阀和节流阀时，氢燃料电池的进气口通过节流阀和过滤阀与便携式制氢装置的箱体的出气口连接。

可选地，当便携式制氢装置包括过滤阀时，过滤阀为丝网气液分离器。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种便携式制氢装置，包括箱体以及反应瓶。其中箱体分别设置有与其内部连通的出气口、出料口以及进料口，而反应瓶的内部通过控制阀与出料口连通。在实际使用该便携式制氢装置时，可以首先向该便携式制氢装置的反应瓶中填装第一制氢反应物，以及向该便携式制氢装置的箱体中填装第二制氢反应物；之后，当需要使用氢气时，将连接反应瓶和箱体的出料口的控制阀打开，以使箱体内的第二制氢反应物通过出料口进入到反应瓶中，从而使第一制氢反应物和第二制氢反应物能够在反应瓶中进行反应，生成氢气。反应瓶中反应生成的氢气上浮经箱体的出料口进入到箱体，从而从箱体的出气口向外输出，以供使用。该便携式制氢装置采用上述结构，体积较小，且结构相对紧凑简便，方便携带，并且能够进行氢气的随用随制，方便快捷，避免了因存储氢气而带来的危险性。

本实用新型实施例提供的便携式供电系统，包括氢燃料电池、蓄电池、电源管理装置以及上述的便携式制氢装置。其中，氢燃料电池的进气口与便携式制氢装置的箱体的出气口连接，电源管理装置分别与氢燃料电池和蓄电池连接。在实际使用中，便携式制氢装置生成的氢气，能够通过其箱体的出气口输入至氢燃料电池内，使氢燃料电池能够转化并输出电能。将电源管理装置与用电设备连接，通过电源管理装置能够控制氢燃料电池将电能输送至蓄电池以进行存储，或将电能输送至用电设备；还可以通过电源管理装置控制蓄电池向用电设备输出电能。通过该便携式供电系统，能够方便快捷的使用氢能，并且便于携带，方便在野外作业中使用电能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的便携式制氢装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的便携式供电系统的结构示意图。

图标：110-箱体；111-出气口；112-出料口；113-进料口； 120-反应瓶；130-控制阀；140-过滤阀；150-节流阀；160-盖体； 210-氢燃料电池；220-蓄电池；230-电源管理装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种便携式制氢装置，如图1所示，包括：箱体110以及反应瓶120，箱体110分别设置有与其内部连通的出气口111、出料口112以及进料口113，反应瓶120的内部通过控制阀130与出料口112连通，反应瓶120内用于填装第一制氢反应物，箱体110内用于填装第二制氢反应物，第一制氢反应物与第二制氢反应物反应生成氢气。

其中，该便携式制氢装置中连接反应瓶120和箱体110的出料口112的控制阀130，可以采用手动针阀、电磁阀等，此处不做具体限制，只要能够用于控制所述反应瓶120与所述箱体110 的出料口112之间的连通即可。

当控制阀130采用电磁阀时，该便携式制氢装置还可以设置控制器，将控制器与控制阀130信号连接，当需要使用氢气时，可以通过控制器控制控制阀130开启，以使箱体110内的第二制氢反应物能够进入反应瓶120中以与第一制氢反应物反应生成氢气。当然，在实际应用中，还可以在控制器上连接设置其他模块以扩展控制该便携式制氢装置的方式，例如，设置通信模块与控制器连接，以使控制器能够根据获取的移动客户端或远程控制端的信号对该便携式制氢装置的控制阀130进行控制，从而控制其制造氢气。

需要说明的是，该便携式制氢装置的箱体110以及反应瓶 120等部件的外表面可以涂覆隔热涂层，以避免反应瓶120内部反应生成氢气时产生的热量向外传递而烫伤使用者。当然，在本实用新型实施例中，对于是否有隔热涂层，此处不做具体限制。

其中，箱体110内可填装的第二制氢反应物可以采用氢氧化钠溶液、相应地反应瓶120内可填装的第一制氢反应物可以采用铝或硅铁。当然，此处对于第一制氢反应物和第二制氢反应物具体采用的材料不做限制，只要两者能够反应生成氢气即可。例如，第一制氢反应物和第二制氢反应物还可以对应设置为活泼金属和水、锌和稀盐酸、金属氢化物和水等。

该便携式制氢装置的反应瓶120和箱体110均可以采用一体成型设置，以提高其密封性和结构强度。并且，反应瓶120 还可以预先填装好第一制氢反应物，采用一次性环保材料设计，从而当第一制氢反应物使用完后，直接更换反应瓶120即可，避免进行填装第一制氢反应物的操作，减少使用者接触第一制氢反应物的几率。

需要说明的是，该便携式制氢装置的反应瓶120可以排列设置多个，以便于备用制取更多的氢气。

本实用新型实施例提供的一种便携式制氢装置，包括箱体 110以及反应瓶120。其中箱体110放上分别设置有与其内部连通的出气口111、出料口112以及进料口113，而反应瓶120的内部通过控制阀130与出料口112连通。在实际使用该便携式制氢装置时，可以首先向该便携式制氢装置的反应瓶120中填装第一制氢反应物，以及向该便携式制氢装置的箱体110中填装第二制氢反应物；之后，当需要使用氢气时，将连接反应瓶 120和箱体110的出料口112的控制阀130打开，以使箱体110 内的第二制氢反应物通过出料口112进入到反应瓶120中，从而使第一制氢反应物和第二制氢反应物能够在反应瓶120中进行反应，生成氢气。反应瓶120中反应生成的氢气上浮经箱体 110的出料口112进入到箱体110，从而从箱体110的出气口111 向外输出，以供使用。其中，氢气经箱体110的出料口112进入到箱体110时，第二制氢反应物将从控制阀130和出料口112 排出到箱体110，在排出前，有足量第二制氢反应物进入反应瓶 120。该便携式制氢装置采用上述结构，体积较小，且结构相对紧凑简便，方便携带，并且能够进行氢气的随用随制，方便快捷，避免了因存储高压氢气而带来的危险性。

可选地，如图1所示，箱体110的出气口111连接有过滤阀 140。

通过在箱体110的出气口111连接过滤阀140，能够使反应瓶120内反应生成的氢气经由箱体110的出气口111向外输出时利用过滤阀140进行杂质过滤(通常为未反应的第一制氢反应物或第二制氢反应物)。又例如，当第一制氢反应物和第二制氢反应物对应设置为活泼金属和水时，氢气从箱体110的出气口 111输出时，通常会夹带有水，因此还可以通过气水分离装置将水分离出来回流至箱体110，能够使最终输出的氢气更加纯净且干燥。

可选地，如图1所示，箱体110的出气口111通过过滤阀 140与节流阀150连接。

将箱体110的出气口111通过过滤阀140与节流阀150连接，能够使该便携式制氢装置生成的氢气能够经由过滤阀140和节流阀150之后向外输出。利用节流阀150可以根据实际需求来控制输出的氢气的流量，避免氢气浪费。

可选地，如图1所示，便携式制氢装置还包括盖体160，盖体160盖合于箱体110的进料口113。

需要说明的是，盖体160和箱体110的进料口113之间可以采用螺纹连接、卡接等可拆卸连接的形式进行连接。优选地，可以通过螺纹连接的形式连接盖体160和进料口113，以使盖体 160和连接口之间的连接具有良好的密闭性，防止生成的氢气泄漏或第二制氢反应物泄漏。

可选地，盖体160和箱体110的进料口113之间设置有密封圈。

通过在盖体160和箱体110的进料口113之间设置密封圈，能够提高盖体160和箱体110之间的密封效果，从而进一步的避免箱体110内的第二制氢反应物泄漏。

可选地，反应瓶120内设置有挡板，挡板用于挡住第一制氢反应物朝向靠近箱体110的出料口112方向的移动。

通过在反应瓶120内设置挡板，能够利用挡板对第一制氢反应物进行止挡，以避免其被生成的氢气或第二制氢反应物的浮力推向箱体110的出料口112而造成箱体110的出料口112 堵塞，影响氢气的输出。

其中，当第二制氢反应物为液体时，挡板可以设置为具有多个网孔的板体，使第一制氢反应物位于挡板和反应瓶120底部之间，从而挡住第一制氢反应物，但第二制氢反应物可以通过网孔进入与第一制氢反应物接触。

可选地，箱体110的出气口111和出料口112分别位于箱体 110相对的两端。

将箱体110的出气口111和出料口112分别设置于箱体110 相对的两端，在浮力作用下上升的氢气能够经由出料口112后继续上升直接从出气口111输出，使氢气向外输出的过程更加顺畅。

可选地，第一制氢反应物为铝基复合材料，第二制氢反应物为水。

需要说明的是，铝基复合材料可以通过无纺布等材料封装呈料包后填装至反应瓶120中，填装更加方便快捷。

将第一制氢反应物设置为铝基复合材料，第二制氢反应物设置为水，其反应相对温和以控制，能够提高该便携式制氢装置的安全性。并且，在使用时，箱体110中的水进入反应瓶120 中与铝基复合材料反应生成氢气后，氢气从水中上浮排出到箱体110，能够利用箱体110内未进入反应瓶120中的水对氢气降温(例如降至55摄氏度等)，使氢气最终输出的温度相对较低，更加安全。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种便携式供电系统，结合图1和图2所示，包括：氢燃料电池210、蓄电池220、电源管理装置230以及上述的便携式制氢装置，氢燃料电池210 的进气口与便携式制氢装置的箱体110的出气口111连接，电源管理装置230分别与氢燃料电池210和蓄电池220连接，用于控制氢燃料电池210的输出电压与电流，蓄电池220用于存储和输出电能。

在实际应用中，该便携式供电系统的电源管理装置230还可以设置指示灯，以指示蓄电池220的剩余电量等。还可以通过设置气压感应器等以对便携式制氢装置产生的氢气的气压进行检测，使电源管理装置230可以根据气压监测便携式制氢装置产生氢气的量，当气量不足时可以通过指示灯的形式提示使用者更换反应瓶120或打开其他反应瓶120对应的控制阀130 等，以使制氢装置继续产生足量的氢气。

需要说明的是，当便携式制氢装置包括控制器时，电源管理装置230可以与控制器连接，使电源管理装置230能够根据产生的气量、蓄电池220的余电量等向控制器发送开闭控制阀 130的指令，以使控制器能够根据用电设备的实际用电情况，和便携式制氢装置的产气情况自动控制便携式制氢装置进行氢气生产。

其中，该电源管理装置230可以优先控制蓄电池220向用电设备输出电能，当蓄电池220电量不足时，通过便携式制氢装置生产氢气以供氢燃料电池210转化电能向用电设备供电，当用电设备断开后，若便携式制氢装置还有氢气产生，则控制氢燃料电池210转化电能向蓄电池220充电。

本实用新型实施例提供的便携式供电系统，包括氢燃料电池210、蓄电池220、电源管理装置230以及上述的便携式制氢装置。其中，氢燃料电池210的进气口与便携式制氢装置的箱体110的出气口111连接，电源管理装置230分别与氢燃料电池 210和蓄电池220连接。在实际使用中，便携式制氢装置生成的氢气，能够通过其箱体110的出气口111输入至氢燃料电池210 内，使氢燃料电池210能够转化并输出电能。将电源管理装置 230与用电设备连接，通过电源管理装置230能够控制氢燃料电池210将电能输送至蓄电池220以进行存储，或将电能输送至用电设备；还可以通过电源管理装置230控制蓄电池220向用电设备输出电能。通过该便携式供电系统，能够方便快捷的使用氢能，并且便于携带，方便在野外作业中使用电能。

可选地，结合图1和图2所示，当便携式制氢装置包括过滤阀140时，氢燃料电池210的进气口通过过滤阀140与便携式制氢装置的箱体110的出气口111连接；当便携式制氢装置包括过滤阀140和节流阀150时，氢燃料电池210的进气口通过节流阀150和过滤阀140与便携式制氢装置的箱体110的出气口111连接。

通过上述设置，能够使最终输入氢燃料电池210的氢气更加纯净干燥，例如，当箱体110中的第二制氢反应物为水时，可以通过过滤阀140过滤氢气中夹带的水和水蒸气。相应地，过滤阀140可以采用丝网气液分离器等能够将氢气和水进行分离的部件或结构。还可以通过节流阀150对输入至氢燃料电池210 中的氢气的流量进行控制，以提高该便携式供电系统工作时的稳定性和适用性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式制氢装置，其特征在于，包括：箱体以及反应瓶，所述箱体分别设置有与其内部连通的出气口、出料口以及进料口，所述反应瓶的内部通过控制阀与所述出料口连通，所述反应瓶内用于填装第一制氢反应物，所述箱体内用于填装第二制氢反应物，所述第一制氢反应物与所述第二制氢反应物反应生成氢气；所述箱体的出气口连接有过滤阀，所述箱体的出气口通过所述过滤阀与节流阀连接。

2.如权利要求1所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述便携式制氢装置还包括盖体，所述盖体盖合于所述箱体的进料口。

3.如权利要求2所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述盖体和所述箱体的进料口之间设置有密封圈。

4.如权利要求1所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述反应瓶内设置有挡板，所述挡板用于挡住所述第一制氢反应物朝向靠近所述箱体的出料口方向的移动。

5.如权利要求1所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述箱体的出气口和出料口分别位于所述箱体相对的两端。

6.如权利要求1-5任一项所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述第一制氢反应物为铝基复合材料，所述第二制氢反应物为水。

7.一种便携式供电系统，其特征在于，包括：氢燃料电池、蓄电池、电源管理装置以及如权利要求1～6任一项所述的便携式制氢装置，所述氢燃料电池的进气口与所述便携式制氢装置的箱体的出气口连接，所述电源管理装置分别与所述氢燃料电池和所述蓄电池连接，用于控制所述氢燃料电池的输出电压与电流，所述蓄电池用于存储和输出电能。

8.如权利要求7所述的便携式供电系统，其特征在于，当所述便携式制氢装置包括过滤阀时，所述氢燃料电池的进气口通过所述过滤阀与所述便携式制氢装置的箱体的出气口连接；当所述便携式制氢装置包括过滤阀和节流阀时，所述氢燃料电池的进气口通过所述节流阀和所述过滤阀与所述便携式制氢装置的箱体的出气口连接。

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