CN214611517U - 制氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制氢装置,包括:第一壳体,其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区;反应器,其布置于所述第一壳体内并且具有用于放置制氢所需的固体的反应腔,所述反应器的器壁上开设有进排口,其中在制氢过程中,所述液体经由所述进排口进入到所述反应腔内与所述固体发生反应并且制得的氢气经由所述进排口排出;以及止水塞,其与所述进排口并排布置并且在所述制氢过程中根据反应程度与所述进排口形成相对移动,以便渐进式地打开或阻挡所述进排口。根据本实用新型的制氢装置,无需电源和电解槽等器件,具有结构简单、安全性高以及产物清洁等特点。
Description
技术领域
本实用新型一般地涉及制氢技术领域。更具体地,本实用新型涉及一种制氢装置。
背景技术
氢气在现代工业中应用越来越广泛,例如在食品、医疗、能源、化工等领域中均具有广阔的应用价值。开发便携式制氢技术能够进一步方便氢气的使用,进而提高生活用氢的范围和安全性。目前常见的制氢装置主要是基于电解水的制氢技术,这样的制氢装置中常需要配备电解槽、电源等装置,不仅结构复杂而且可能存在一定的安全隐患。因此,开发结构简单、安全性更高的便携式制氢装置成为现如今的研究热点。
实用新型内容
鉴于上面所提到的技术问题,本实用新型的技术方案提供一种制氢装置,包括:第一壳体,其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区;反应器,其布置于所述第一壳体内并且具有用于放置制氢所需的固体的反应腔,所述反应器的器壁上开设有进排口,其中在制氢过程中,所述液体经由所述进排口进入到所述反应腔内与所述固体发生反应并且制得的氢气经由所述进排口排出;以及止水塞,其与所述进排口并排布置并且在所述制氢过程中根据反应程度与所述进排口形成相对移动,以便渐进式地打开或阻挡所述进排口。
根据本实用新型的一个实施例,所述制氢装置还包括:气动部件,其与所述反应器或所述止水塞连接,并且在制氢过程中根据所述反应程度来辅助所述止水塞与所述进排口形成相对移动。
根据本实用新型的另一个实施例,所述气动部件包括:移动构件,其与所述反应器或所述止水塞连接,并用于辅助所述反应器或所述止水塞移动;以及可伸缩构件,其布置于所述移动构件和所述第一壳体之间,并用于在所述移动构件移动过程中对所述移动构件形成缓冲或复位。
根据本实用新型的又一个实施例,所述反应器包括:储料构件,其内部具有用于放置所述固体的所述反应腔;以及连通部,其与所述储料构件可拆卸的连接,并且开设有通向所述反应腔的所述进排口。
根据本实用新型的一个实施例,所述反应腔的内径大于所述连通部的内径。
根据本实用新型的另一个实施例,所述制氢装置还包括:止水塞架,其与所述止水塞连接,并具有与所述器壁的形状适配的镂空结构,以便在所述反应器移动过程中,使得所述反应器通过所述镂空结构来移动。
根据本实用新型的又一个实施例,所述止水塞布置于所述进排口的上方。
根据本实用新型的一个实施例,所述气动部件与所述止水塞连接,且所述止水塞布置于所述反应腔内,以便在制氢过程中,使得所述止水塞在所述反应腔与所述进排口之间移动。
根据本实用新型的另一个实施例,所述制氢装置还包括:第一排气口,其布置于所述第一壳体上以便将生成的氢气向外排放。
根据本实用新型的又一个实施例,所述制氢装置还包括:第二壳体,其连接于所述第一壳体的外部并与所述第一壳体之间存在间隙,且所述第二壳体上具有用于向外排放氢气的第二排气口,并且所述第一排气口与所述第二排气口交错布置。
通过上述对本实用新型的技术方案及其多个实施例的描述,本领域技术人员可以理解本实用新型的制氢装置通过并排布置的止水塞与进排口形成的相对移动来控制通过进排口进入反应腔的液体量,从而可以实现对制氢速率和产氢量的有效控制。并且由于本实用新型的制氢装置无需电源和电解槽等器件,因此还具有结构简单、安全性更高以及产物清洁等特点。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式,并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中:
图1是总体上示出根据本实用新型的制氢装置的示意图;
图2a和图2b是示出根据本实用新型实施例的包括气动部件的制氢装置的多个示意图;
图3是示出根据本实用新型实施例的制氢装置的另一个示意图;
图4是示出根据本实用新型实施例的止水塞架的示意图;以及
图5和图6是示出根据本实用新型实施例的制氢装置的多个示意图。
具体实施方式
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。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有做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。
应当理解,本实用新型的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,而并不意在限定本实用新型。如在本实用新型说明书和权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。在本实用新型的描述中,还需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,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。还应当进一步理解,在本实用新型说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如在本说明书和权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
本实用新型针对现有技术的不足,提供了一种全新的可实现的解决方案。特别的,本实用新型的制氢装置能够在制氢过程中根据反应程度自动地实现止水塞与进排口的相对移动,从而实现稳定、可控的制氢速率和放氢效果。通过下面的描述,本领域技术人员可以理解的是,本实用新型可以通过设置反应器相对于止水塞移动或者止水塞相对于反应器移动来实现二者的相对移动。在一些实施例中,本实用新型还可以通过设置气动部件来辅助反应器或者止水塞的移动或复位。下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
图1是总体上示出根据本实用新型的制氢装置的示意图。如图1中所示,提供一种制氢装置100,可以包括:第一壳体110,其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区111;反应器120,其布置于第一壳体110内并且具有用于放置制氢所需的固体的反应腔121,反应器120的器壁上开设有进排口122,其中在制氢过程中,液体经由进排口122进入到反应腔121内与固体发生反应并且制得的氢气经由进排口122排出;以及止水塞130,其与进排口122并排布置并且在制氢过程中根据反应程度与进排口122形成相对移动,以便渐进式地打开或阻挡该进排口122。
上文中所述的第一壳体110的形状可以是正方体、长方体、圆柱体等规则或者不规则的形状。第一壳体110可以是由透明、或者不透明的材质构成。第一壳体110可以是通过一体成形的方式加工而成,或者可以是通过可拆卸的方式连接而成。贮液区111可以根据需要用于盛放制氢所需的例如水、氯化盐溶液、或者酸溶液等液体。贮液区111贮存的液体的液位高度可以没过进排口122。根据本实用新型的另一个实施例,制氢装置100还可以包括:第一排气口,其可以布置于第一壳体110上以便将生成的氢气向外排放。
如图1中所示,反应器120可以布置于第一壳体110内,其反应腔121内可以根据需要用于放置例如基于金属氢化物(例如氢化镁、氢化铝、氢化钠等)、金属(例如镁、铝等)、硼氢化物(例如硼氢化钠等)、氢矿料等中的一种或多种形成的固体放氢材料,其中,基于金属氢化物、金属以及硼氢化物等形成的固体放氢材料可以与上述液体发生水解反应来制氢,基于氢矿料的固体放氢材料与水接触时可以对水产生微电解的作用,并且微电解产生的H+可以结合成为氢气逸出。反应腔121内放置的固体可以是以片剂、丸剂、胶囊剂、粉剂、颗粒状等形态存在。
上文中所述的反应器120的的形状可以是正方体、长方体、圆柱体等规则或者不规则的形状。反应器120的数量可以为一个或多个。当第一壳体110内布置有多个反应器120时,多个反应器120的形状可以设置的相同或不同。反应器120的器壁上可以开设一个或多个进排口122。进排口122的数量和内径尺寸可以根据需要进行设置。在制氢过程中,贮液区111的液体可以经由进排口122进入到反应腔121内与固体发生反应,并且反应制得的氢气可以经由进排口122排出。在一个实施例中,经由进排口122排气进液的过程可以形成动态平衡,使得反应产生的气体量较大时能够阻止液体的进入甚至可以排出反应腔121内的液体,而当反应产生的气体量较小时或者大量气体排出后,在反应腔121内形成的负压使得液体能够继续经由进排口122进入。
如图1中进一步示出的,制氢装置100还可以包括止水塞130,其可以与进排口122并排布置,并可以布置于反应器120内,也可以布置于反应器120外。在一个实施例中,止水塞130可以沿开设有进排口122的器壁布置。止水塞130与进排口122的并排布置使得二者可以在平行的方向上形成相对移动,并且止水塞130可以无需塞入到进排口122内就可实现控制进排口122打开程度的功能。例如,图1中所示的止水塞130可以与进排口122在上下的方向上形成相对移动,以便在二者相对移动过程中,止水塞130能够渐进式地打开或阻挡进排口122。
上文中所述的止水塞130的形状可以为正方体、长方体、球体、锥体、片状等。在一个实施例中,止水塞130布置于反应器120内,止水塞130的外径可以等于或小于反应器120的内径。在另一个实施例中,一个反应器120内可以布置一个止水塞130,以用于阻挡器壁上开设的一个或多个进排口122。在另一个实施例中,一个反应器120内可以布置多个止水塞130,以分别用于阻挡器壁上开设的多个进排口122。
可以理解的是,随着反应腔121内的制氢反应的进行,产生的氢气量会根据反应程度发生变化,从而影响反应器120内的压力,使得反应器120能够相对于止水塞130移动或者使得止水塞130能够相对于反应器120移动。例如,在一个实施例中,止水塞130可以与第一壳体110连接,使得反应器120可以相对于止水塞130移动。在另一个实施例中,反应器120可以与第一壳体110连接,使得止水塞130可以相对于反应器120移动。
进一步地,在另一个实施例中,止水塞130阻挡住整个进排口122时,止水塞130与进排口122之间可以存在一定的间隙,使得液体由于张力无法进入间隙中,而产生的氢气仍然可以从间隙中经由进排口122排出。这样的设置可以在终止进一步地制氢反应的同时还能够保证已经反应产生的氢气排出,从而有效避免因反应腔内压力过大可能造成的安全隐患。
以上结合图1总体上对根据本实用新型的制氢装置100进行了示例性的描述,本领域技术人员可以理解的是,图示中的制氢装置100的结构是示例性的而非限制性的,例如,根据本实用新型的一个实施例,止水塞130可以不限于图示中的布置于进排口122的上方,还可以根据需要布置于反应腔121内(图示中的进排口122的下方),以便在制氢过程中,使得所述止水塞130可以在所述反应腔121与所述进排口122之间移动。
在另一个实施例中,止水塞130布置于反应腔121内且止水塞130的尺寸可以适配于反应器120的内径,并且止水塞130与器壁之间可以存在间隙或者止水塞130上开设有进排通道,以便在制氢过程中,使得经由进排口122进入的液体经由止水塞130上的进排通道流入反应腔121内,以及产生的氢气可以经由进排通道排出。根据这样的设置,当产生的氢气量较大时,在反应腔121内的压力作用下可以推动止水塞130上移,以便渐进式地阻挡住进排口122;当产生的氢气量较少时,止水塞130可以在自身的重力作用下下落,从而打开进排口122。
根据本实用新型的又一个实施例,制氢装置还可以包括:气动部件,其可以与所述反应器120或所述止水塞130连接,并且在制氢过程中根据所述反应程度来辅助所述止水塞130与所述进排口122形成相对移动。为了便于理解,下面将结合图2a和图2b进行示例性的描述。
图2a和图2b是示出根据本实用新型实施例的包括气动部件的制氢装置的多个示意图。如图2a中所示,制氢装置200a可以包括第一壳体110、布置于第一壳体110内的反应器120以及止水塞130,还可以包括例如图示中的气动部件210,其可以与反应器120连接。第一壳体110、反应器120和止水塞130的形状和布置方式等已经在前文中结合图1进行了详细说明,此处不再赘述。
上文中所述的气动部件210可以是通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的部件,例如气缸、气动马达等。在一个实施例中,气动部件210可以是单作用气缸。在另一个实施例中,气动部件210可以包括:移动构件,其可以与反应器120或止水塞130连接,并用于辅助反应器120或止水塞130移动;以及可伸缩构件,其可以布置于移动构件和第一壳体110之间,并用于在移动构件移动过程中对移动构件形成缓冲或复位。
如图2a中所示,气动部件210可以与反应器120固定或者可拆卸的连接。气动部件210可以与第一壳体110一体成形或者可拆卸的连接,并可以通过例如在气动部件210与第一壳体110之间设置密封圈等方式来实现对第一壳体110内形成密封的目的。在一个实施例中,止水塞130可以与第一壳体110相对固定,并且止水塞130可以布置于进排口122的上方。
根据这样的设置,随着反应器120内的制氢反应的进行,产生的氢气可以经由进排口122排出到第一壳体110内,并在反应器120内和第一壳体110内的压力作用下,使得气动部件210带动反应器120移动(例如向上移动),以便止水塞130能够渐进式地阻挡进排口122,直至阻挡住整个进排口122使得液体无法进入到反应腔内,从而能够达到终止制氢反应的效果。
以上结合图2a对气动部件210与反应器120连接的制氢装置进行了示例性的描述,可以理解的是,在另一个实施例中,气动部件210可以与止水塞130连接,下面将结合图2b对气动部件210与止水塞130连接的制氢装置的进行示例性的描述。
如图2b中所示,制氢装置200b可以包括第一壳体110、布置于第一壳体110内的反应器120以及止水塞130,还可以包括例如图示中的气动部件210,其可以与止水塞130连接。第一壳体110、反应器120和止水塞130的形状和布置方式等已经在前文中结合图1进行了详细说明,此处不再赘述。
如图2b中进一步示出的,气动部件210可以与止水塞122直接或者间接(例如通过连接件等)的连接。根据这样的设置,通过气动部件210的辅助移动作用,能够限制止水塞130的移动路径,从而可以提高对制氢反应过程的可控性和稳定性。在一个实施例中,反应器120可以与第一壳体110相对固定(例如反应器120的底部可以与第一壳体110的底部连接),止水塞130可以布置于反应腔内。
在另一个实施例中,随着反应器120内的制氢反应的进行,产生的氢气可以经由进排口122排出到第一壳体110内,并在反应器120内和第一壳体110内的压力作用下,使得气动部件210带动止水塞130移动(例如向上移动),以便止水塞130能够渐进式地阻挡进排口122,直至阻挡住整个进排口122使得液体无法进入到反应腔内,从而能够达到终止制氢反应的效果。在又一个实施例中,止水塞130的尺寸可以适配于反应器120的内径,使得产生的氢气无法从止水塞130和反应器120的器壁之间大量的排出,根据这样的设置,随着反应器120内的制氢反应的进行,在反应腔内的压力作用下,可以推动止水塞130移动(例如向上移动),以便止水塞130能够渐进式地阻挡进排口122。
以上结合图2a和图2b对根据本实用新型实施例的包括气动部件的制氢装置的结构进行了示例性的描述,本领域技术人员可以理解的是,图示中的制氢装置的结构是示例性的而非限制性的,例如,气动部件210的结构可以不限于图示中的结构,在一个实施例中,气动部件210可以包括移动构件和可伸缩构件,以在辅助反应器或者止水塞的移动过程中实现缓冲或复位的功能。下面将结合图3进行示例性的描述。
图3是示出根据本实用新型实施例的制氢装置的另一个示意图。如图3中所示,制氢装置300可以包括:第一壳体110、布置于第一壳体110内的反应器120、止水塞130、气动部件210以及布置于第一壳体110上的用于将生成的氢气向外排放的第一排气口112等,其中止水塞130可以位于进排口122的上方,气动部件210可以包括移动构件310和可伸缩构件320,且移动构件310可以与反应器120连接,以便于辅助反应器120相对于止水塞130移动。第一壳体110、反应器120和止水塞130的形状和布置方式等已经在前文中结合图1进行了详细说明,此处不再赘述。通过下面的描述,可以理解的是,图3中所示的移动构件310和可伸缩构件320是图2a和图2b所示的气动部件210的一个具体实施方式,因此前文中关于气动部件210的描述也同样适用于图3。
上文中所述的移动构件310可以与反应器120连接,并可以布置于第一壳体110内或者第一壳体110的顶部,以用于辅助反应器120的移动。移动构件310的形状可以是板状、块状等规则或者例如倒置T型等不规则的形状。在一个实施例中,移动构件310的形状可以适配于第一壳体110内的形状,且可以通过在移动构件310和第一壳体110之间设置例如密封圈等结构使二者之间形成密封,以便于移动构件310可以根据反应程度和第一壳体110内的压力变化辅助反应器120的移动。
上文中所述的可伸缩构件320可以与移动构件310固定(例如焊接、铆接、一体成型等)或者可拆卸的连接(例如卡接、磁吸、拼接、螺纹连接等)。可伸缩构件320可以包括弹簧、具有弹性的橡胶、伸缩杆等中的一种或多种。可伸缩构件320可以布置于移动构件310和第一壳体110之间。例如,如图3中所示,可伸缩构件320可以布置于第一壳体110内。在一个实施例中,第一壳体110的顶部可以开设有第三排气口330,以便于在移动构件310压缩可伸缩构件320时,用于将气动部件210内的气体排出。
在一些应用场景中,当移动构件310因第一壳体110内压力大(即制氢反应速率快且产氢量大)而压缩可伸缩构件320时,可伸缩构件320可以对移动构件310形成缓冲作用力,以防止移动构件310移动速度过快或者碰撞第一壳体110的情况发生。在另一些应用场景中,当可伸缩构件320处于压缩状态且第一壳体110内的压力逐渐减小(即制氢反应停止或速率降低)时,在可伸缩构件320的回弹作用力下,可以使得移动构件310和反应器120复位(例如恢复到图3中所示的位置状态),此时进排口122可处于打开状态以恢复制氢反应的进程。根据这样的自动调节过程,有利于保持反应器120内的制氢速率处于相对稳定、可控的范围内。
根据本实用新型的另一个实施例,移动构件310上还可以布置有定位槽和凸起部,其中该定位槽可以用于对可伸缩构件320进行固定和限位,凸起部可以用于在移动构件310压缩可伸缩构件320的过程中,通过与第一壳体110接触来限制可伸缩构件320所能压缩的最大形变程度。根据这样的设置,既有利于保护可伸缩构件320以减少机械损伤,也可以限制反应器120与止水塞130的相对移动的位置,从而在止水塞130完全阻挡进排口122(即停止制氢反应)且第一壳体110内气体压力仍然较大时,能够有效避免可能出现的反应器120继续向上移动而导致制氢反应重新启动的情况。
如图3中进一步示出的,制氢装置300还可以包括止水塞架340,其可以与止水塞130直接连接或者间接连接(例如通过连接杆等进行连接)。止水塞架340可以固定或者可拆卸的连接于第一壳体110上。根据本实用新型的一个实施例,止水塞架340可以具有与反应器120的器壁的形状适配的镂空结构,以便在反应器120移动过程中,使得反应器120通过镂空结构来移动。为了更好的理解该实施例中所描述的止水塞架340的镂空结构,下面将结合图4进行示例性的描述。
图4是示出根据本实用新型实施例的止水塞架340的示意图。如图4中所示,止水塞架340可以与止水塞130连接,且止水塞架340上可以具有镂空结构341,该镂空结构341的形状和尺寸可以适配于反应器120的器壁的形状和厚度,使得反应器120在移动过程中能够穿过该镂空结构341,从而能够实现止水塞130位置固定而反应器120可以根据反应程度来移动的目的。
以上结合图3和图4对根据本实用新型实施例的气动部件和止水塞架的实现方式进行了示例性的描述,本领域技术人员可以理解的是,图示中的结构以及上面的描述是示例性的而非限制性的,例如,可伸缩构件320可以不限于图示中的布置于第一壳体110内,也可以根据需要布置于第一壳体110外。在一个实施例中,制氢装置还可以包括壳体盖,其可以连接于第一壳体的顶部,且可伸缩构件320可以布置于壳体盖内。还例如,移动构件310可以不限于图示中的与反应器120连接,还可以根据需要设置为与止水塞130连接,以辅助止水塞130的移动。反应器120的结构也可以不限于图中所示,以下将结合图5对反应器120的另一种实施方式进行描述。
图5是示出根据本实用新型实施例的制氢装置的又一个示意图。如图5中所示,制氢装置500可以包括:第一壳体110、反应器120、止水塞130、气动部件210以及第一排气口112等,其中气动部件210可以与止水塞130连接,以便于辅助止水塞130相对于进排口122移动。第一壳体110、止水塞130和气动部件210等的结构和布置方式等已经在前文中结合图1-图3进行了详细说明,此处不再赘述。
如图5中进一步示出的,反应器120可以包括:储料构件510,其内部可以具有用于放置固体的反应腔121;以及连通部520,其可以与储料构件510可拆卸的连接,并且开设有通向反应腔121的进排口122。可拆卸的连接可以包括例如卡接、拼接、螺纹连接、磁吸等连接方式中的至少一种。储料构件510与连通部520可拆卸的连接有利于储料构件510的装配和更换。通过更换或增添储料构件510中的固体,可以实现制氢装置500的可重复使用,从而能够延长制氢装置500的使用寿命。
进一步地,反应腔121与进排口122分别布置于两个不同的部件上,有利于根据需要设定固体的添加量,例如可以使得固体填满整个储料构件510,而不会存在固体可能从进排口122溢出的问题。根据本实用新型的一个实施例,反应腔121(或者储料构件510)的内径可以大于连通部520的内径。根据这样的设置,可以增加反应腔121内可放置的固体量,从而有利于延长制氢装置500的制氢反应时间以及提高放氢的可持续性。
根据本实用新型的另一个实施例,气动部件210可以与止水塞130连接,且止水塞130可以布置于反应腔121内,以便在制氢过程中,使得止水塞130可以在反应腔121与进排口122之间移动。如图5中所示,根据这样的设置,液体可以通过进排口122流入连通部520,接着可以沿止水塞130与反应腔121的内壁之间的缝隙流入反应腔121内与固体发生反应。随着制氢反应的进行,当制氢速率较快且产氢量较大时,大量的氢气将推动止水塞130上移,使其进入连通部520内并渐进式地阻挡进排口122,从而逐渐减慢制氢速率直至终止制氢的反应。
以上结合图5对根据本实用新型实施例的又一个制氢装置进行了示例性的描述,本领域技术人员可以理解的是,图示中的制氢装置的结构是示例性的而非限制性的,例如,气动部件210的结构可以采用图3中所示的结构。还例如,气动部件210可以不限于图示中的与止水塞130连接,还可以根据需要设置为与反应器120的连通部520连接。以下将结合图6进行说明。
图6是示出根据本实用新型实施例的制氢装置600的示意图。如图6中所示,制氢装置600可以包括:第一壳体110、反应器120、止水塞130、止水塞架340、气动部件210以及布置于第一壳体110上以便将生成的氢气向外排放的第一排气口112等,其中气动部件210可以与反应器120连接,以便于辅助止反应器120相对于进排口122移动。气动部件210可以包括移动构件310和可伸缩构件320,具体结构和布置方式可以参考前文中结合图3的描述。第一壳体110、止水塞130、止水塞架340和反应器120的结构和布置方式等已经在前文中结合图1-图5进行了详细说明,此处不再赘述。
如图6中进一步示出的,制氢装置600还可以包括:第二壳体610,其可以连接于第一壳体110的外部并与第一壳体110之间存在间隙,可以用于贮存溢出液体。在一些应用场景中,当反应器120内的制氢速率较快且短时间内产生大量氢气时,贮液区111中的液体可能会在大量氢气的作用下从第一排气口112溢出,此时溢出的液体可以流入到第一壳体110与第二壳体610之间的间隙中,从而可以有效避免溢出液体流出制氢装置600外造成的液体泄漏现象。
进一步地,第二壳体610上可以具有用于向外排放氢气的第二排气口611,并且第一排气口112与第二排气口611可以交错布置。反应器120内发生制氢反应产生的氢气可以依次经由第一排气口112、第一壳体110与第二壳体610之间的间隙以及第二排气口611排出。第一排气口112与第二排气口611交错布置可以延长第一排气口112与第二排气口611之间的流通距离,这样的设置既可以防止从第一排气口112溢出的液体直接从第二排气口611流出,也可以有效阻隔外界粉尘或污染物直接进入第一壳体110内,从而能够增强整个装置的密封性能和防尘性能。
通过上面对本实用新型的制氢装置的技术方案以及多个实施例的描述,本领域技术人员可以理解的是,本实用新型的制氢装置可以通过止水塞与进排口形成相对移动的设置,实现根据制氢反应程度自控制的打开或阻挡进排口的功能,从而提供了一种制氢速率更加可控、放氢更平稳的制氢装置。在一些实施例中,本实用新型的制氢装置可以通过气动部件连接反应器或者止水塞,实现辅助反应器和止水塞相对移动的技术效果。在另一些实施例中,本实用新型的制氢装置可以通过可伸缩构件的设置,实现对移动构件的缓冲和复位功能。在又一些实施例中,通过第二壳体的设置,既可以形成贮存溢出液体的间隙,又可以提高整个装置的密封性能和防尘性能。
另外,本实用新型的制氢装置可以基于液固制氢技术,特别是水解制氢技术,具有反应过程温和、产生的氢气纯度高、产物清洁(即水解产物可以全部溶于水,没有固体残留)等特点,且根据本实用新型的制氢装置无需外接电源,具有更好的安全性和可靠性。根据本实用新型的制氢装置还具有结构简单、易于操作等特点,有利于装置的小型化和便携性的发展需求。
虽然本实用新型的实施例如上,但所述内容只是为便于理解本实用新型而采用的实施例,并非用以限定本实用新型的范围和应用场景。任何本实用新型所述技术领域内的技术人员,在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种制氢装置,其特征在于,包括:
第一壳体,其内部具有用于贮存制氢所需的液体的贮液区;
反应器,其布置于所述第一壳体内并且具有用于放置制氢所需的固体的反应腔,所述反应器的器壁上开设有进排口,其中在制氢过程中,所述液体经由所述进排口进入到所述反应腔内与所述固体发生反应并且制得的氢气经由所述进排口排出;以及
止水塞,其与所述进排口并排布置并且在所述制氢过程中根据反应程度与所述进排口形成相对移动,以便渐进式地打开或阻挡所述进排口。
2.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,还包括:
气动部件,其与所述反应器或所述止水塞连接,并且在制氢过程中根据所述反应程度来辅助所述止水塞与所述进排口形成相对移动。
3.根据权利要求2所述的制氢装置,其特征在于,所述气动部件包括:
移动构件,其与所述反应器或所述止水塞连接,并用于辅助所述反应器或所述止水塞移动;以及
可伸缩构件,其布置于所述移动构件和所述第一壳体之间,并用于在所述移动构件移动过程中对所述移动构件形成缓冲或复位。
4.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述反应器包括:
储料构件,其内部具有用于放置所述固体的所述反应腔;以及
连通部,其与所述储料构件可拆卸的连接,并且开设有通向所述反应腔的所述进排口。
5.根据权利要求4所述的制氢装置,其特征在于,所述反应腔的内径大于所述连通部的内径。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制氢装置,其特征在于,还包括:
止水塞架,其与所述止水塞连接,并具有与所述器壁的形状适配的镂空结构,以便在所述反应器移动过程中,使得所述反应器通过所述镂空结构来移动。
7.根据权利要求6所述的制氢装置,其特征在于,所述止水塞布置于所述进排口的上方。
8.根据权利要求2或3所述的制氢装置,其特征在于,所述气动部件与所述止水塞连接,且所述止水塞布置于所述反应腔内,以便在制氢过程中,使得所述止水塞在所述反应腔与所述进排口之间移动。
9.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,还包括:
第一排气口,其布置于所述第一壳体上以便将生成的氢气向外排放。
10.根据权利要求9所述的制氢装置,其特征在于,还包括:
第二壳体,其连接于所述第一壳体的外部并与所述第一壳体之间存在间隙,且所述第二壳体上具有用于向外排放氢气的第二排气口,并且所述第一排气口与所述第二排气口交错布置。
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