CN217584039U - 一种超高压储氢设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高压储氢设备，包括框架以及横向放置在框架内部的多个储氢气瓶，所述框架的左右两侧和底部都安装有防护板；所述框架的底部设有供叉车使用的叉车槽，所述框架四个角均设有供吊车起吊用的起吊环；所述的储氢气瓶包括由内而外设置的无缝不锈钢内胆、碳纤维缠绕保护层和玻璃纤维缠绕层；储氢气瓶的前端瓶口和后端瓶口分别设有前瓶塞和后瓶塞，所述的后瓶塞安装有连接管路。本实用新型的超高压储氢设备，可以满足70MPa以上的加氢需求，同时能够有效的防护紫外线辐射、砾石冲击、化学物质腐蚀以及尖锐物体划伤等伤害，使气瓶的使用寿命有效的延长。

Description

一种超高压储氢设备

技术领域

本实用新型涉及储气设备领域，尤其是涉及一种超高压储氢设备。

背景技术

氢能重要的终端应用之一是燃料电池电动汽车，加氢站作为给氢燃料电池电动汽车加氢的场所，是氢能和燃料电池电动汽车发展的重要基础设施。

目前加氢站内的储氢瓶式容器的压力多为50MPa，但随着70MPa乘用车的开发，目前加氢站也逐步设有了70MPa的站内储氢及缓冲罐。随着70MPa加氢站的逐步建设，对70MPa以上的储氢容器的需求日益增加，50MPa储氢容器已逐渐不能满足需求。

如公开号为CN110553142A的中国专利文献公开了一种加氢站，加氢站设有多个储氢瓶，每个储氢瓶管路上都有压力传感器和阀，其管路以并联方式作为加氢机的进气管路，与加氢机上带有氢气质量计、压力传感器、阀、加氢枪的出气管路构成多级加注氢气系统。

现有加氢站的储氢容器主要由管路系统、支撑装置、钢制无缝气瓶三部分组成，但是，现有加氢站用的储氢容器多为固定结构，安装完后不可移动；同时，气瓶大都裸露在自然环境中，没有得到有效的防护。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超高压储氢设备，可以满足70MPa以上的加氢需求，同时能够有效的防护紫外线辐射、砾石冲击、化学物质腐蚀以及尖锐物体划伤等伤害，使气瓶的使用寿命有效的延长。

本实用新型的技术方案如下：

一种超高压储氢设备，包括框架以及横向放置在框架内部的多个储氢气瓶，所述框架的左右两侧和底部都安装有防护板；所述框架的底部设有供叉车使用的叉车槽，所述框架四个角均设有供吊车起吊用的起吊环；

所述的储氢气瓶采用100MPa的大容积无缝不锈钢内胆碳纤维全缠绕气瓶，包括由内而外设置的无缝不锈钢内胆、碳纤维缠绕保护层和玻璃纤维缠绕层；储氢气瓶的前端瓶口和后端瓶口分别设有前瓶塞和后瓶塞，所述的后瓶塞安装有连接管路。

进一步地，所述储氢气瓶的前端瓶口和后端瓶口外壁设有加强环，前端瓶口的加强环通过前端法兰与前端面板固定，后端瓶口的加强环通过后端法兰与后端面板固定。

进一步地，所述储氢气瓶的加强环与前端法兰、后端法兰之前均通过螺纹连接。

进一步地，所述框架的上端安装有篷布。通过篷布封顶，进一步保证储氢气瓶的安全运行，降低容器组的整体重量。

进一步地，所述的多个储氢气瓶为6～9个，大大提高了储氢的容积。

进一步地，所述每个储氢气瓶的后瓶塞与连接管路之间、不同储氢气瓶的连接管路之间均采用锥形密封结构。该密封结构可以减少管路的连接点及焊点的数量，漏点少，减少了运行过程中的风险。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的储氢气瓶采用100MPa的大容积无缝不锈钢内胆碳纤维全缠绕气瓶，自重轻，容积大，重容比小。

2、采用6～9支100MPa的储氢气瓶组装的储氢容器组能够储存更多的气体，同时储氢容器的自重轻，提高了运输效率。

3、框架在储氢容器组的侧面和底部都焊接了防护板，能够起到防火防水的作用，同时也能在运输的时候阻挡砂石飞溅，能够有效的保护气瓶不受损，也延长了气瓶的使用寿命。顶部则用防火、防水、防紫外线和耐腐蚀的篷布作为封顶，从顶部保证缠绕气瓶不受砂石飞溅、紫外线照射和雨水腐蚀的影响。

4、框架底部设有叉车槽，四个角设有起吊环，方便加氢站建设时整个设备的移动。

5、储氢气瓶与连接管路之间、不同储氢气瓶的连接管路之间均采用锥形密封结构，管路系统的密封性和稳定性更好，在剧烈震动的情况下能够保证不会出现裂纹、断裂、变形而导致气体泄漏。

附图说明

图1为本实用新型一种超高压储氢设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型中储氢气瓶的结构示意图；

图3为本实用新型中储氢气瓶的前端瓶口连接示意图；

图4为本实用新型中储氢气瓶的后端瓶口连接示意图。

图中：1-框架；2-储氢气瓶；3-防护板，4-前端面板；5-前瓶塞；6-前端法兰；7-面板连接角钢；8-后端法兰；9-后瓶塞；10-后端面板；11-加强环；12-玻璃纤维缠绕层；13-碳纤维缠绕保护层；14-无缝不锈钢内胆；15-叉车槽；16-起吊环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种超高压储氢设备，包括框架1以及横向放置在框架1内部的多个储氢气瓶2。框架1的左右两侧和底部都安装有防护板3；框架1的底部设有供叉车使用的叉车槽15，框架1四个角均设有供吊车起吊用的起吊环16。

如图2～4所示，储氢气瓶2采用100MPa的大容积无缝不锈钢内胆碳纤维全缠绕气瓶，包括由内而外设置的无缝不锈钢内胆14、碳纤维缠绕保护层13和玻璃纤维缠绕层12。储氢气瓶2的前端瓶口和后端瓶口分别设有前瓶塞5和后瓶塞9，后瓶塞9安装有连接管路。储氢气瓶2的前端瓶口和后端瓶口外壁均设有加强环11。

框架1的前、后两端分别设有前端面板4和后端面板10；前端瓶口的加强环11通过前端法兰6与前端面板4固定，后端瓶口的加强环通过后端法兰8与后端面板10固定。具体的，前端面板4通过面板连接角钢7和螺栓固定在框架1上，后端面板10通过焊接固定在框架1上。加强环11与前端法兰6、后端法兰8之前均通过螺纹连接。

本实施例中，框架1的上端安装有篷布，储氢气瓶2的个数为6～9个。每个储氢气瓶2的后瓶塞9与连接管路之间、不同储氢气瓶2的连接管路之间均采用锥形密封结构。

本实用新型的储氢气瓶2中，无缝不锈钢内胆14采用热旋压工艺制作，瓶口外壁设有加强环11，加强环11加工有一周坡口与瓶肩成“V”字结构，可调节缠绕材料的缠绕角度。

无缝不锈钢内胆14的表面固化有复合材料缠绕承压保护层，复合材料缠绕承压保护层由碳纤维缠绕保护层13和玻璃纤维缠绕层12组成，环氧树脂在碳纤维缠绕保护层13及玻璃纤维缠绕层12的间隙之中，其通过升温固化后，将碳纤维缠绕保护层13、玻璃纤维缠绕层12紧密结合在一起，形成一个整体。缠绕气瓶大致呈圆柱形，其具有内腔。

储氢气瓶2中，采用正交缠绕与交叉缠绕的组合缠绕工艺，使碳纤维既承受径向应力又兼顾承受轴向应力，强化合理分配缠绕中各层碳纤维之间的受力，同时碳纤维、玻璃纤维之间的空隙用环氧树脂填充，树脂固化后，使正交缠绕与交叉缠绕的碳纤维成为一个整体，使碳纤维承压层能承受超过缠绕气瓶公称工作压力的2.5倍的爆破压力。

以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超高压储氢设备，其特征在于，包括框架以及横向放置在框架内部的多个储氢气瓶，所述框架的左右两侧和底部都安装有防护板；所述框架的底部设有供叉车使用的叉车槽，所述框架四个角均设有供吊车起吊用的起吊环；

所述的储氢气瓶包括由内而外设置的无缝不锈钢内胆、碳纤维缠绕保护层和玻璃纤维缠绕层；储氢气瓶的前端瓶口和后端瓶口分别设有前瓶塞和后瓶塞，所述的后瓶塞安装有连接管路。

2.根据权利要求1所述的超高压储氢设备，其特征在于，所述框架的前、后两端分别设有前端面板和后端面板；

所述储氢气瓶的前端瓶口和后端瓶口外壁设有加强环，前端瓶口的加强环通过前端法兰与前端面板固定，后端瓶口的加强环通过后端法兰与后端面板固定。

3.根据权利要求2所述的超高压储氢设备，其特征在于，所述储氢气瓶的加强环与前端法兰、后端法兰之前均通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的超高压储氢设备，其特征在于，所述框架的上端安装有篷布。

5.根据权利要求1所述的超高压储氢设备，其特征在于，所述的多个储氢气瓶为6～9个。

6.根据权利要求1所述的超高压储氢设备，其特征在于，所述每个储氢气瓶的后瓶塞与连接管路之间、不同储氢气瓶的连接管路之间均采用锥形密封结构。

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