CN216850012U - 一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，包括固态储氢材料放置罐，固态储氢材料放置罐的外侧设置有两组安装架，安装架的底部设置有支撑板一，支撑板一的一端设置有支撑板二；固态储氢材料放置罐的一端依次设置有电加热管路接口、冷水接头、热水接头、进气管及出气管，且进气管处依次设置有电动阀门及粉尘过滤器；出气管远离固态储氢材料放置罐的一端设置有止逆阀，止逆阀的另一端与启动氢气供应罐的进气口连接，启动氢气供应罐上连接有气压检测表；启动氢气供应罐的出气口与燃料电池连接。本实用新型实现无滞后氢气供应，且提高了固态储氢材料放置罐的安装便利性。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢能应用技术领域，具体来说，涉及一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置。
背景技术
传统的石化燃料会产生各种有毒有害的气体和粉尘，是污染坏境卫生的一大利器。氢燃料电池相比起其它传统的电池及石化燃料来说，在提供能量的时候，只会产生水和热，且氢燃料电池的能量转换率可以达到80％，更加的环保。
现有技术中的燃料电池储氢装置，例如中国专利号CN213936263U，公开了一种全天候快速响应的固态储氢燃料电池动力系统，其包括固态储氢装置、多功能储气罐、燃料电池装置，燃料电池装置包括氢气管路、燃料电池、循环水泵、冷水管路、热水管路，从而能够提高氢源的稳定性、防止固态储氢装置反向吸氢、减少罐体壁厚、提高重量储氢密度。但是固态储氢材料放置罐由于体积及重量较大，在安装时较为麻烦，消耗了很多安装人员的体力。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，具备提高了固态储氢材料放置罐的安装便利性的优点，进而解决了现有技术中固态储氢材料放置罐安装麻烦的问题。
(二)技术方案
为实现上述提高了固态储氢材料放置罐的安装便利性的优点，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，包括固态储氢材料放置罐，固态储氢材料放置罐的外侧设置有两组安装架，安装架的底部设置有支撑板一，支撑板一的一端设置有支撑板二；固态储氢材料放置罐的一端依次设置有电加热管路接口、冷水接头、热水接头、进气管及出气管，且进气管处依次设置有电动阀门及粉尘过滤器；出气管远离固态储氢材料放置罐的一端设置有止逆阀，止逆阀的另一端与启动氢气供应罐的进气口连接，启动氢气供应罐上连接有气压检测表；启动氢气供应罐的出气口与燃料电池连接。
进一步的，为了能够快速放氢以及快速吸氢，固态储氢材料放置罐内部设置有电加热部件及热控部件，且电加热部件与电加热管路接口连接，热控部件与冷水接头及热水接头连接，电加热部件均匀排列设置在固态储氢材料放置罐的内部，热控部件螺旋排列在固态储氢材料放置罐的内部。
进一步的，为了能够将固态储氢材料放置罐固定住，防止燃料电池使用时固态储氢材料放置罐发生晃动而产生危险，安装架包括设置在固态储氢材料放置罐底端的支架，支架的顶端且位于固态储氢材料放置罐的外侧设置有半圆环；支架的顶部两端及半圆环的底部两端均通过螺栓一连接。
进一步的，为了在安装固态储氢材料放置罐时，借助支撑板一及支撑板二将固态储氢材料放置罐移动到安装位置，进而提高了安装便利性，支撑板一的顶端且位于支架底端的两侧均设置有隔板，相邻的两个隔板之间形成滑槽一；支撑板二的顶端设置有两个滑槽二，且两个滑槽二与两个滑槽一相连通。
进一步的，为了能够将支撑板一与支撑板二分离，进而在安装好固态储氢材料放置罐后，能够将支撑板二拆卸掉，避免支撑板二阻挡其他部件的安装及使用，支撑板一靠近支撑板二的一端两侧均设置有螺纹孔，支撑板二靠近支撑板一的一端两侧均设置有圆孔，圆孔内设置有螺栓二，且螺栓二的螺杆端延伸至螺纹孔内。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，具备以下有益效果：
(1)本实用新型能够适应-40-60℃的大温差使用环境，并且在-40-0℃温度区间内能够实现无滞后氢气供应，确保燃料电池快速启动。
(2)本实用新型在燃料电池工作时，通过热水接头接收燃料电池排出热水作为热源为储氢合金供热，促使储氢合金快速放氢；当氢气加注时，该部件通过冷水接头接收外部提供的低温循环冷却水为储氢合金降温，确保合金能够快速吸氢。
(3)通过设置支撑板一、支撑板二、滑槽一、滑槽二等，从而在安装固态储氢材料放置罐时，借助支撑板一及支撑板二将固态储氢材料放置罐移动到安装位置，进而提高了安装便利性；通过设置圆孔、螺栓二、螺纹孔，从而在安装好固态储氢材料放置罐后，能够将支撑板二拆卸掉，避免支撑板二阻挡其他部件的安装及使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是根据本实用新型实施例的燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置的立体结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置的正视图；
图3是根据本实用新型实施例的燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置中固态储氢材料放置罐的内部示意图；
图4是根据本实用新型实施例的燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置支撑板一处的结构示意图；
图5是根据本实用新型实施例的燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置支撑板二处的结构示意图。
图中：
1、固态储氢材料放置罐；2、安装架；201、支架；202、半圆环；203、螺栓一；3、支撑板一；4、支撑板二；5、电加热管路接口；6、冷水接头；7、热水接头；8、进气管；9、出气管；10、电动阀门；11、粉尘过滤器；12、止逆阀；13、启动氢气供应罐；14、气压检测表；15、燃料电池；16、电加热部件；17、热控部件；18、隔板；19、滑槽一；20、滑槽二；21、螺纹孔；22、圆孔；23、螺栓二。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本实用新型的实施例，提供了一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1-3所示，根据本实用新型实施例的燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，包括固态储氢材料放置罐1，固态储氢材料放置罐1的外侧设置有两组安装架2，安装架2的底部设置有支撑板一3，支撑板一3的一端设置有支撑板二4；固态储氢材料放置罐1的一端依次设置有电加热管路接口5、冷水接头6、热水接头7、进气管8及出气管9，且进气管8处依次设置有电动阀门10及粉尘过滤器11(可过滤0.001μm-0.1mm的粉尘颗粒)；出气管9远离固态储氢材料放置罐1的一端设置有止逆阀12，止逆阀12的另一端与启动氢气供应罐13(容积为500ml-1.5L，所承受压力范围为0.1-50Mpa)的进气口连接，启动氢气供应罐13上连接有气压检测表14；启动氢气供应罐13的出气口与燃料电池15连接。
借助于上述方案，本实用新型实现无滞后氢气供应，且提高了固态储氢材料放置罐1的安装便利性。
如图3所示，在一个实施例中，对于上述固态储氢材料放置罐1来说，固态储氢材料放置罐1内部设置有电加热部件16及热控部件17，且电加热部件16与电加热管路接口5连接，热控部件17与冷水接头6及热水接头7连接，电加热部件16均匀排列设置在固态储氢材料放置罐1的内部，热控部件17蛇形或螺旋排列在固态储氢材料放置罐1的内部，其为采用导热材质(铜、不锈钢)制成的空心管，所用空心管盘布间距为10-50mm，管内径为3-10mm，管壁厚为1-3mm，从而能够快速放氢以及快速吸氢。
电加热部件16的外侧包覆有导热材质(铜、不锈钢)，外观可以为电加热棒、电加热丝或电加热环等，启动电加热部件16最大加热温度为80℃，所需最低功率为0.5kW，最大功率不超过所搭配燃料电池堆的10％，并且该部件再启动时由燃料电池15通过启动氢气供应罐13中的氢气工作发电后提供电能工作，所占体积为罐体内容积的10-20％。
在燃料电池15工作时，热控部件17通过热水接头7接收燃料电池15排出热水作为热源为储氢合金供热，促使储氢合金快速放氢；当氢气加注时，通过冷水接头6接收外部提供的低温循环冷却水为储氢合金降温，确保合金能够快速吸氢。且对燃料电池15提供的电流进行监测和调控，在燃料电池15启动时将电能提供给电加热部件16工作。
其中，固态储氢材料放置罐1及启动氢气供应罐13的材质为不锈钢、碳钢或高强度高分子聚合物中的一种。固态储氢材料放置罐1中用于存放金属氢化物的体积为罐体内容积的60％-80％，其余空间为热控部件所占用体积。
如图1-2所示，在一个实施例中，对于上述安装架2来说，安装架2包括设置在固态储氢材料放置罐1底端的支架201，支架201的顶端且位于固态储氢材料放置罐1的外侧设置有半圆环202；支架201的顶部两端及半圆环202的底部两端均通过螺栓一203连接，从而能够将固态储氢材料放置罐1固定住，防止燃料电池使用时固态储氢材料放置罐1发生晃动而产生危险。
如图4-5所示，在一个实施例中，对于上述支撑板一3来说，支撑板一3的顶端且位于支架201底端的两侧均设置有隔板18，相邻的两个隔板18之间形成滑槽一19；支撑板二4的顶端设置有两个滑槽二20，且两个滑槽二20与两个滑槽一19相连通；支撑板一3靠近支撑板二4的一端两侧均设置有螺纹孔21，支撑板二4靠近支撑板一3的一端两侧均设置有圆孔22，圆孔22内设置有螺栓二23，且螺栓二23的螺杆端延伸至螺纹孔21内，从而提高安装便利性，且能够将支撑板二4拆卸掉，避免支撑板二4阻挡其他部件的安装及使用。
为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时，燃料电池15启动，将电能提供给电加热部件16工作，并通过气压检测表14获取启动氢气供应罐13内气压变化来判断逻辑控制程序，当启动氢气供应罐13内气压不再降低时则将燃料电池15电能提供给外部用电设备使用，进入燃料电池系统正常工作模式；当启动氢气供应罐13内气压持续降低至低于0.15MPa时，停止燃料电池15工作，进行氢气加注提示；如在燃料电池15正常工作模式时，启动氢气供应罐13内气压降低至低于0.5MPa，则停止燃料电池15工作，进行氢气加注提示。
在安装固态储氢材料放置罐时，通过支架201及半圆环202将固态储氢材料放置罐1固定住，且使得支架201位于滑槽二20中，然后将固态储氢材料放置罐1及其连接的部件推向支撑板一3处进行安装，接着将螺栓二23卸掉，使得支撑板二4分离。
综上所述，本实用新型能够适应-40-60℃的大温差使用环境，并且在-40-0℃温度区间内能够实现无滞后氢气供应，确保燃料电池快速启动。本实用新型在燃料电池工作时，通过热水接头接收燃料电池15排出热水作为热源为储氢合金供热，促使储氢合金快速放氢；当氢气加注时，该部件通过冷水接头接收外部提供的低温循环冷却水为储氢合金降温，确保合金能够快速吸氢。通过设置支撑板一3、支撑板二4、滑槽一19、滑槽二20等，从而在安装固态储氢材料放置罐1时，借助支撑板一3及支撑板二4将固态储氢材料放置罐移动到安装位置，进而提高了安装便利性；通过设置圆孔22、螺栓二23、螺纹孔21，从而在安装好固态储氢材料放置罐1后，能够将支撑板二4拆卸掉，避免支撑板二4阻挡其他部件的安装及使用。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (7)
1.一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，包括固态储氢材料放置罐(1)，其特征在于：
所述固态储氢材料放置罐(1)的外侧设置有两组安装架(2)，所述安装架(2)的底部设置有支撑板一(3)，所述支撑板一(3)的一端设置有支撑板二(4)；
所述固态储氢材料放置罐(1)的一端依次设置有电加热管路接口(5)、冷水接头(6)、热水接头(7)、进气管(8)及出气管(9)，且所述进气管(8)处依次设置有电动阀门(10)及粉尘过滤器(11)；
所述出气管(9)远离所述固态储氢材料放置罐(1)的一端设置有止逆阀(12)，所述止逆阀(12)的另一端与启动氢气供应罐(13)的进气口连接，所述启动氢气供应罐(13)上连接有气压检测表(14)；
所述启动氢气供应罐(13)的出气口与燃料电池(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，其特征在于，所述固态储氢材料放置罐(1)内部设置有电加热部件(16)及热控部件(17)，且所述电加热部件(16)与所述电加热管路接口(5)连接，所述热控部件(17)与所述冷水接头(6)及所述热水接头(7)连接，所述电加热部件(16)均匀排列设置在所述固态储氢材料放置罐(1)的内部，所述热控部件(17)螺旋排列在所述固态储氢材料放置罐(1)的内部。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，其特征在于，所述安装架(2)包括设置在所述固态储氢材料放置罐(1)底端的支架(201)，所述支架(201)的顶端且位于所述固态储氢材料放置罐(1)的外侧设置有半圆环(202)。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，其特征在于，所述支架(201)的顶部两端及所述半圆环(202)的底部两端均通过螺栓一(203)连接。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，其特征在于，所述支撑板一(3)的顶端且位于所述支架(201)底端的两侧均设置有隔板(18)，相邻的两个所述隔板(18)之间形成滑槽一(19)。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，其特征在于，所述支撑板二(4)的顶端设置有两个滑槽二(20)，且两个所述滑槽二(20)与两个所述滑槽一(19)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池用全天候快速响应固态储氢装置，其特征在于，所述支撑板一(3)靠近所述支撑板二(4)的一端两侧均设置有螺纹孔(21)，所述支撑板二(4)靠近所述支撑板一(3)的一端两侧均设置有圆孔(22)，所述圆孔(22)内设置有螺栓二(23)，且所述螺栓二(23)的螺杆端延伸至所述螺纹孔(21)内。
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