CN217816154U - 一种容积利用率高的储氢罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种容积利用率高的储氢罐，包括罐本体，所述罐本体的内部设置有中空可自动伸缩的气囊，所述气囊整体与罐本体之间呈密封状态，所述气囊上设有一通气管，通气管的一端与气囊内部连通，另一端与罐本体外连通。本实用新型，通过在罐本体内内置的中空且可自动伸缩的气囊，在罐本体进行充放气的过程中能够适用性的降低以及增大体积，使罐内的氢气尽可能的排出、排干净，使罐本体能够释放出来的氢气更多，降低释放量与存储量之间差值，提高储氢罐的容积利用率。

Description

一种容积利用率高的储氢罐

技术领域

本实用新型涉及储氢罐技术领域，具体涉及一种容积利用率高的储氢罐。

背景技术

氢能源作为未来新能源之一，在能量领域中，占据着极其重要的地位。在氢能汽车中，储氢罐是氢能汽车的重要组成部分。然而，储氢罐在储氢时，储氢罐内的压力变大，温度升高，而高温又使储氢罐内的气体压缩难度增大，又因储氢罐常采用保温材料制成，温度难以散去，使储氢罐内存储的气体总量与储氢罐的设计总量之间始终具有一定的差值，实际存储量难以达到设计存储量。

并且，储氢罐在释放氢气时，储氢罐内压力降低、温度降低，而低温又使得储氢罐内的压力进一步降低，储氢罐难以将所存储的氢气全部释放出来，其氢气的释放量与存储量之间差值较大，使得储氢罐内容积的有效利用率降低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种能够提高储氢罐容积的利用率的容积利用率高的储氢罐。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种容积利用率高的储氢罐，包括罐本体，所述罐本体的内部设置有中空可自动伸缩的气囊，所述气囊整体与罐本体之间呈密封状态，所述气囊上设有一通气管，通气管的一端与气囊内部连通，另一端与罐本体外连通。

进一步地，所述气囊包括可伸缩的中空的囊体，囊体的内部设置有弹性件，所述弹性件用于推动囊体伸展开来，增大气囊在罐本体内的体积。

进一步地，所述罐本体包括内罐体和套设在内罐体外的外罐体，内罐体与外罐体之间具有间隔腔，还包括泵体，所述泵体的出口端设置有第一阀体，所述泵体的入口端设置有第二阀体；

所述第一阀体具有至少两个出口，其中一个出口与间隔腔的底部连通，另有一个出口与外界环境直接连通；

所述第二阀体具有至少两个入口，其中一个入口与与间隔腔连通，另有一个入口与外界环境直接连通；

所述外罐体上设置有与间隔腔连通的连接管，所述连接管的出口端连接有第三阀体，所述第三阀体用于打开和关闭所述连接管。

进一步地，所述间隔腔内设置有气压传感器，所述气压传感器、第一阀体、第二阀体、第三阀体以及泵体接入汽车的主控系统中，所述主控系统能够根据输入的指令以及气压传感器传输过来的数值对第一阀体、第二阀体、第三阀体以及泵体进行开启和关闭。

进一步地，所述内罐体与外罐体之间设置有多个支撑块，通过支撑块使内罐体悬设在外罐体内。

进一步地，所述第三阀体的出口连通有一根导通管，所述导通管通入驾驶室内或汽车的其他需要冷却的位置。

进一步地，所述外罐体由隔热材料制成或所述外罐体上设置有隔热层。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型，通过在罐本体内内置的中空且可自动伸缩的气囊，在罐本体进行充放气的过程中能够适用性的降低以及增大体积，使罐内的氢气尽可能的排出、排干净，使罐本体能够释放出来的氢气更多，降低释放量与存储量之间差值，提高储氢罐的容积利用率。

附图说明

在附图中：

图1为本实用新型一种容积利用率高的储氢罐的立体图；

图2为本实用新型一种容积利用率高的储氢罐的半剖视图；

图3为本实用新型一种容积利用率高的储氢罐的回路示意图。

附图标记说明：

1-内罐体，2-外罐体，21-连接管，22-第三阀体，23-导通管，24-气压传感器，3-间隔腔，4-泵体，41-第一阀体，42-第二阀体，5-底座，6-支撑块，7-气囊，71-囊体，72-弹性件，73-通气管。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于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，都属于实用新型保护的范围。

需要说明，若实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在实用新型要求的保护范围之内。

参见图1至图3。

一种容积利用率高的储氢罐，包括罐本体，该罐本体的内部设置有中空可自动伸缩的气囊7，气囊7整体与罐本体之间呈不连通的密封状态，气囊7上设有一通气管73，通气管73的一端与气囊7内部连通，另一端与罐本体外连通。

具体实施中，在对罐本体进行充气时，罐内的压力增大，由于气囊7可自动伸缩，罐内的压力的挤压气囊7，使气囊7的体积压缩，减小占用罐本体内的的体积，气囊7内的气体因挤压从通气管73排出至外部空气中。当罐本体内的氢气接近完全释放时，罐本体内的压强降低，此时气囊7自动伸展开来，增大气囊7在罐本体内的体积，提高罐内的压力，使罐内的氢气尽可能的排出、排干净，使罐本体能够释放出来的氢气更多，降低释放量与存储量之间差值，提高储氢罐的容积利用率。

需要说明的是，专利申请号为202010073743.7，公开的一种注氢储氢罐，此类储氢罐虽然也采用了大致相同的原理来降低罐体内氢气的残余，但需要注意的是，其采用的结构对密封性有着较高的要求，其制作难度大、成本高、不易实现，且使用寿命低。而本申请所采用的气囊，结构简单，成本低廉，且可以多次重复使用，不易损坏，使用寿命长。

在一实施例中，该气囊7包括可伸缩的中空的囊体71，囊体71的内部设置有弹性件72，该弹性件72用于推动囊体71伸展开来，增大气囊7在罐本体内的体积。这样设计，在罐本体进行充放气时，通过内部气压对弹性件施加的压力，使气囊的体积压缩，在罐本体内部气压小于弹性件的弹力时，弹性件推动囊体伸展开来，增大囊体在内罐体内的体积，进而提高罐体内的压力，达到罐体内的氢气尽可能的排出，排干净的目的。

优选的，该弹性件72为弹簧。

在一实施例中，该罐本体包括内罐体1和套设在内罐体1外的外罐体2，内罐体1与外罐体2之间具有间隔腔3。罐本体外设有泵体4，泵体4的出口端设置有第一阀体41，该第一阀体41为换向阀具有至少两个出口，其中一个出口与间隔腔3的底部连通，另有一个出口与外界环境直接连通。该泵体4的入口端设置有第二阀体42，该第二阀体42为换向阀具有至少两个入口，其中一个入口与与间隔腔3连通，另有一个入口与外界环境直接连通。外罐体2上设置有与间隔腔3的顶部连通的连接管21，该连接管21的出口端连接有第三阀体22，该第三阀体22用于打开和关闭连接管21。

具体实施中，当给储氢罐充氢时，储氢罐的温度升高，此时泵体4开启，调整第一阀体41、第二阀体42和第三阀体22，使泵体4的入口端与外界环境直接连通，泵体4的出口端与间隔腔3连通，间隔腔3通过连接管21与外界环境直接连通。泵体4将外界空气注入间隔腔3内，注入隔腔内的空气携带储氢罐的温度从间隔腔3顶部的连接管21排出至外界环境中，以此为储氢罐降温。储氢罐温度下降，其内部气压得以进一步压缩，使储氢罐内存储的气体总量接近储氢罐的设计总量，降低两者之间的差值。

待充气完毕后，调整第一阀体41、第二阀体42和第三阀体22，使泵体4的入口端与间隔腔3连通，泵体4的出口端与外界环境直接连通，第三阀体22将连接管21封闭。泵体4继续工作，对间隔腔3进行抽真空，随后将第二阀体42和泵体4关闭。使间隔腔3内维持负压状态，能够将外界温度与内罐体1隔绝开来，延缓温度的传导，避免外界温度传导到内罐体1上，使内罐体1升温导致内罐体1内的压力过大，造成氢气外泄或对罐体造成应力损伤。

优选的，该泵体4为抽气泵。

优选的，该罐本体设置在底座5上，该底座5用于对罐本体进行固定，避免罐本体产生位移。

在一实施例中，间隔腔3内设置有气压传感器24，该气压传感器24、第一阀体41、第二阀体42、第三阀体22以及泵体4接入汽车的主控系统中。主控系统能够根据输入的指令以及气压传感器24传输过来的数值控制第一阀体41、第二阀体42、第三阀体22以及泵体4的开启和关闭。

具体实施中，当主控系统通过气压传感器24判断间隔腔3内的气压达到预设压力值时，主控系统将第二阀体42和泵体4进行关闭。同时，主控系统还能够根据相应的程序指令对第一阀体41、第二阀体42、第三阀体22以及泵体4进行开启和关闭，以提高设备整体的自动化智能化程度。

在一实施例中，内罐体1与外罐体2之间设置有多个支撑块6，通过支撑块6使内罐体1悬设在外罐体2内。这样设计，内罐体与外罐体之间的间隔腔处于近乎将内罐体包裹的状态，注入间隔腔内的气体能够更多的与内罐体接触，更好的与内罐体之间产生热交换。

在一实施例中，该第三阀体22的出口连通有一根导通管23，该导通管23通入驾驶室内或汽车的其他需要冷气的地方。

具体实施中，在汽车的启动过程中，内罐体1释放氢气，温度下降，此时调整第一阀体41和第二阀体42使泵体4的入口端与外界空气连通，泵体4的出口端与间隔腔3连通，调整第三阀体22使间隔腔3与导通管23连通。启动泵体4，泵体4将外界空气注入间隔腔3内，外界空气的热量被内罐体1吸收，温度降低，使得进入导通管23内的气流为冷气流，将该冷气流导入驾驶室，可作为驾驶室内的冷风空调使用，还可以将该冷气流导入汽车中需要进行散热降温的部件上，对其进行散热降温，更加节能环保。同时，内罐体1吸收了外界空气的热量，内罐体1的温度得以控制，不会下降太多，与原有的储氢罐相比，罐体内的气压不会因低温的原因而下降的过多，使储氢罐能够释放出来的氢气更多，降低释放量与存储量之间差值，进一步提高储氢罐的容积利用率。

在一实施例中，该外罐体2上设置有隔热层或由隔热材料制成(图中未显示)，用于降低或隔绝由外部环境传递至间隔腔3的热量。这样设计，进一步降低外界环境温度对储氢罐气压的影响，设计合理。

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、等同更换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种容积利用率高的储氢罐，其特征在于：包括罐本体，所述罐本体的内部设置有中空可自动伸缩的气囊(7)，所述气囊(7)整体与罐本体之间呈密封状态，所述气囊(7)上设有一通气管(73)，通气管(73)的一端与气囊(7)内部连通，另一端与罐本体外连通。

2.根据权利要求1所述的容积利用率高的储氢罐，其特征在于：所述气囊(7)包括可伸缩的中空的囊体(71)，囊体(71)的内部设置有弹性件(72)，所述弹性件(72)用于推动囊体(71)伸展开来，增大气囊(7)在罐本体内的体积。

3.根据权利要求1或2所述的容积利用率高的储氢罐，其特征在于：所述罐本体包括内罐体(1)和套设在内罐体(1)外的外罐体(2)，内罐体(1)与外罐体(2)之间具有间隔腔(3)，还包括泵体(4)，所述泵体(4)的出口端设置有第一阀体(41)，所述泵体(4)的入口端设置有第二阀体(42)；

所述第一阀体(41)具有至少两个出口，其中一个出口与间隔腔(3)的底部连通，另有一个出口与外界环境直接连通；

所述第二阀体(42)具有至少两个入口，其中一个入口与间隔腔(3)连通，另有一个入口与外界环境直接连通；

所述外罐体(2)上设置有与间隔腔(3)连通的连接管(21)，所述连接管(21)的出口端连接有第三阀体(22)，所述第三阀体(22)用于打开和关闭所述连接管(21)。

4.根据权利要求3所述的容积利用率高的储氢罐，其特征在于：所述间隔腔(3)内设置有气压传感器(24)，所述气压传感器(24)、第一阀体(41)、第二阀体(42)、第三阀体(22)以及泵体(4)接入汽车的主控系统中，所述主控系统能够根据输入的指令以及气压传感器(24)传输过来的数值对第一阀体(41)、第二阀体(42)、第三阀体(22)以及泵体(4)进行开启和关闭。

5.根据权利要求3所述的容积利用率高的储氢罐，其特征在于：所述内罐体(1)与外罐体(2)之间设置有多个支撑块(6)，通过支撑块(6)使内罐体(1)悬设在外罐体(2)内。

6.根据权利要求3所述的容积利用率高的储氢罐，其特征在于：所述第三阀体(22)的出口连通有一根导通管(23)，所述导通管(23)通入驾驶室内。

7.根据权利要求3所述的容积利用率高的储氢罐，其特征在于：所述外罐体(2)由隔热材料制成或所述外罐体(2)上设置有隔热层。

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