放氢装置的制作方法

1.本实用新型涉及制氢设备技术领域，具体涉及一种放氢装置。


背景技术：

2.制氢是氢能应用的基础，镁基储氢材料具有储氢密度高、反应无污染等优点，使其成为储氢材料的热点。作为固态储氢方式之一，存在一种储存氢化镁的容器，向内注入水以获取氢气。氢化镁水解制氢是在一定温度下或添加反应促进剂的情况下可与水迅速反应生成氢气并放热，然而在氢化镁水解制氢时不能有效控制产氢量大小，导致了资源浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
4.相关技术中公开了一种氢气发生器，包括反应容器和储液容器，两个容器通过管道连接，通过升降贯穿容器的电机轴来调节反应容器中的反应活塞和储液容器中的储液活塞位置来调节溶液在反应容器中的液位高度，进而控制氢气的产生速度及压力，作为各类氢燃料电池的供氢来源。然而，本技术的发明人研究发现该相关技术中的氢气发生器的反应由液位高低来进行控制，反应物的上层不易与水接触反应，导致反应物不能均匀反应，从而造成反应物的浪费。
5.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种放氢装置，能够使制氢反应物更加均匀的水解，还可控制制氢速率和制氢量。
6.根据本实用新型实施例的放氢装置包括：外筒，所述外筒内具有容纳腔；物料箱，所述物料箱与所述外筒相连，所述物料箱设在所述容纳腔内，且所述物料箱位于所述水箱的上方，所述物料箱内具有物料腔，所述物料腔用于存放所述制氢反应物，所述物料腔与所述反应腔连通；水箱，所述水箱与外筒相连，且所述水箱设在所述容纳腔内，所述水箱内具有反应腔，所述反应腔用于存放与制氢反应物反应的反应液；封板，所述封板设在所述反应腔内，所述封板相对于所述水箱可移动以便开启和关闭所述物料腔。
7.根据本实用新型实施例的放氢装置，能够使制氢反应物更加均匀的水解，还可控制制氢速率和制氢量。
8.在一些实施例中，所述物料腔内设有多个彼此独立的料仓，所述料仓用于存放所述制氢反应物，多个所述料仓在第一方向上间隔布置，所述第一方向与所述封板的移动方向平行布置，多个所述料仓分别与所述反应腔连通。
9.在一些实施例中，所述容纳腔包括第一容纳腔和第二容纳腔，所述水箱和所述物料箱分别设在第一容纳腔内，所述第二容纳腔与所述反应腔连通，所述第二容纳腔用于存储氢气。
10.在一些实施例中，所述放氢装置还包括氢气管，所述氢气管的一端与所述反应腔连通，所述氢气管的另一端与所述第二容纳腔连通。
11.在一些实施例中，所述放氢装置还包括隔板，所述隔板设在所述容纳腔内，所述隔板用于将所述容纳腔分割成所述第一容纳腔和所述第二容纳腔，所述隔板与所述水箱相连以固定所述水箱。
12.在一些实施例中，所述水箱的外壁面与所述外筒的内壁面之间设有冷却腔，所述冷却腔用于存放冷却液，所述外筒的外壁上设有冷却进口和冷却出口，所述冷却进口和冷却出口均与所述冷却腔连通。
13.在一些实施例中，所述水箱在所述第一方向上可抽出地设在所述第一容纳腔内，所述物料箱在所述第一方向上可抽出地设在所述第一容纳腔内。
14.在一些实施例中，所述放氢装置还包括密封盖，所述密封盖与所述外筒相连以便密封所述容纳腔。
15.在一些实施例中，所述放氢装置还包括驱动部件，所述驱动部件用于驱动所述封板在所述第一方向上可移动以便所述封板抽出或缩回所述反应腔内。
16.在一些实施例中，所述外筒远离所述密封盖的一侧内壁面上设有安装槽，所述水箱远离所述密封盖的一端设在所述安装槽内。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的放氢装置的剖视示意图。
18.图2是本实用新型实施例的放氢装置中隔板的结构示意图。
19.附图标记：
20.外筒1，容纳腔101，第一容纳腔1011，第二容纳腔1012，安装槽102，
21.水箱2，反应腔201，
22.物料箱3，物料腔301，料仓302，
23.封板4，氢气管5，
24.隔板6，安装部601，连接槽602，矩形通孔603，
25.冷却腔7，冷却进口8，冷却出口9，密封盖10。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.根据本实用新型实施例的放氢装置包括外筒1、水箱2、物料箱3和封板4。
28.外筒1内具有容纳腔101。
29.需要说明的是，外筒1通过支架或其他支撑结构与地面紧固连接。外筒1的材料可以选用不锈钢、不锈钢复合材料或工程塑料。
30.具体地，如图1所示，外筒1的内部具有一端开口的容纳腔101，容纳腔101的右端开口且左端密封。
31.水箱2与外筒1相连，且水箱2设在容纳腔101内，水箱2内具有反应腔201，反应腔201用于存放与制氢反应物反应的反应液。
32.具体地，如图1所示，水箱2设在容纳腔101内，水箱2的左端与外筒1的左内壁相连，
水箱2内的反应腔201上端开口。水箱2的外轮廓为矩形，外筒1的外轮廓为圆筒形，且水箱2的外部尺寸小于外筒1的内部尺寸。可以理解的是，外筒1的外轮廓也可以是矩形。
33.物料箱3与外筒1相连，物料箱3设在容纳腔101内，且物料箱3位于水箱2的上方，物料箱3内具有物料腔301，物料腔301用于存放制氢反应物，物料腔301与反应腔201连通。
34.需要说明的是，制氢反应物可以为饼状或块状的氢化镁。
35.具体地，如图1所示，物料箱3的左端与外筒1的左内壁相连，物料箱3内的物料腔301下端开口且与反应腔201连通，物料箱3的尺寸与水箱2的尺寸相同。物料箱3的下端与水箱2的上端之间设有密封件以避免反应腔201内的反应液泄漏。
36.在一些实施例中，物料箱3还可设在水箱2内，当物料箱3设在水箱2内时，物料箱3的外部尺寸等于水箱2的内部尺寸，即物料箱3的外壁与水箱2的内壁相接触，且物料箱3可抽出反应腔201，反应液设在反应腔201的下部，且反应腔201内的反应液的液位低于物料箱3的下端面至水箱2下端内壁之间的距离。
37.需要说明的是，反应腔201内反应液在上下方向上的高度大于或等于制氢反应物在上下方向上的尺寸。
38.封板4设在反应腔201内，封板4相对于水箱2可移动以便开启和关闭物料腔301。
39.具体地，如图1所示，封板4在上下方向上位于反应腔201和物料腔301之间，封板4在左右方向上可移动以便开启或关闭物料腔301。封板4的右端设有连接杆，连接杆的左端与封板4相连，连接杆的右端至少部分伸出容纳腔101。
40.需要说明的是，封板4与水箱2之间采用动密封，具体地，封板4与水箱2之间为往复式动密封。
41.根据本实用新型实施例的放氢装置，通过在水箱2的上方设置物料箱3，能够使物料腔301内的制氢反应物掉入反应腔201内，从而使制氢反应物完全浸没在反应液内，进而能够使制氢反应物更加均匀的水解，通过封板4的左右移动可以控制物料腔301开启的大小，从而控制制氢反应物掉入反应腔201内的数量，进而控制制氢速率和制氢量。
42.在一些实施例中，物料腔301内设有多个彼此独立的料仓302，料仓302用于存放制氢反应物，多个料仓302在第一方向上(如图1中所示的左右方向)间隔布置，第一方向与封板4的移动方向平行布置，多个料仓302分别与反应腔201连通。
43.具体地，如图1所示，多个料仓302在左右方向上的尺寸相同，且多个料仓302在上下方向上的尺寸也相同。料仓302用于存放块状或饼状制氢反应物。
44.本实用新型实施例的放氢装置，通过设置多个相互独立的料仓302，能够同时安装多个制氢反应物，还可通过配合封板4的移动，控制不同数量的制氢反应物掉入反应腔201内与反应液发生水解反应，并且多个料仓302将多个制氢反应物进行隔离，避免制氢反应物之间发生相互影响，提高了制氢的安全性。
45.在一些实施例中，容纳腔101包括第一容纳腔1011和第二容纳腔1012，水箱2和物料箱3分别设在第一容纳腔1011内，第二容纳腔1012与反应腔201连通，第二容纳腔1012用于存储反应腔201产生的氢气。
46.具体地，如图1所示，第二容纳腔1012设置在第一容纳腔1011的左端，第一容纳腔1011与反应腔201连通，水箱2和物料箱3分别设在第一容纳腔1011内。
47.根据本实用新型实施例的放氢装置，通过设置第一容纳腔1011和第二容纳腔
1012，可以同时实现制氢和存储氢气，节约了放氢装置的占地面积。
48.在一些实施例中，放氢装置还包括氢气管5，氢气管5的一端与反应腔201连通，氢气管5的另一端与第二容纳腔1012连通。
49.具体地，如图1所示，氢气管5的进气端与最左侧的料仓302连通，氢气管5的出气端与第二容纳腔1012连通，通过设置氢气管5，能够将反应腔201内制备出的氢气传输至第二容纳腔1012储存起来，从而能够存储氢气，节约了放氢装置的占地面积。
50.在一些实施例中，放氢装置还包括隔板6，隔板6设在容纳腔101内，隔板6用于分割容纳腔101以形成第一容纳腔1011和第二容纳腔1012，隔板6与水箱2相连以固定水箱2。
51.具体地，如图1所示，隔板6设在容纳腔101内，隔板6将容纳腔101分割成第一容纳腔1011和第二容纳腔1012，水箱2和物料箱3的右端分别与隔板6的左端相连。
52.如图2所示，外筒1的内壁上设有安装部601，安装部601由外向内延伸，隔板6包括连接部，连接部与安装部601通过螺栓连接，连接部的外壁面与外筒1的内壁面相贴合且两者之间设有密封件，连接部的右端设有向右凸出的凸起部，凸起部内设有连接槽602，水箱2的右端和物料箱3的右端均设在连接槽602内，且水箱2的右端面与连接槽602的左端面相接触，物料箱3的右端面与连接槽602的左端面相接触。
53.凸起上设设有矩形通孔603，封板4可穿过矩形通孔603在左右方向上移动。封板4与矩形通孔603连接处进行密封。
54.本实用新实施例的放氢装置，通过设置隔板6能够将容纳腔101分割成第一容纳腔1011和第二容纳腔1012，并且还可固定水箱2和物料箱3，保证制氢的稳定性和安全性。连接部的外壁面与外筒1的内壁面相贴合且两者之间设置密封件能够提高第一容纳腔1011的密封性，避免氢气由容纳腔101内的氢气泄漏。连接槽602能够更加稳定的固定水箱2和物料箱3。通过设置矩形通孔603还可在封板4左右移动时起到导向作用。
55.在一些实施例中，水箱2的外壁面与外筒1的内壁面之间设有冷却腔7，冷却腔7用于存放冷却液，外筒1的外壁上设有冷却进口8和冷却出口9，冷却进口8和冷却出口9均与冷却腔7连通。
56.具体地，如图1所示，冷却腔7位于第一容纳腔1011内，水箱2的外壁面、外筒1的内壁面及隔板6的左端面形成了冷却腔7，冷却腔7内用于存放冷却液，这里需要说明的是了，冷却液可以是冷却水或冷却油，冷却液通过冷却进口8流入冷却腔7，并通过冷却出口9排出。
57.本实用新型实施例的放氢装置，通过设置冷却腔7并在冷却腔7内通入循环的冷却液，能够控制反应腔201的温度，同时还可对氢气管5内的氢气进行降温，提高了氢气制备和存储的安全性和稳定性。
58.需要说明的是，由冷却出口9排出的冷却液由于吸收了热量，还可进行余热的二次利用，提高能源利用率。
59.在一些实施例中，水箱2在第一方向上可抽出地设在第一容纳腔1011内，物料箱3在第一方向上可抽出的设在第一容纳腔1011内。
60.需要说明的是，水箱2在左右方向上可抽出或缩回第一容纳腔1011内，物料箱3在左右方向上可抽出或第一容纳腔1011内。
61.在一些实施例中，当物料箱3设在水箱2内部时，水箱2在左右方向可抽出或缩回第
一容纳腔1011，物料箱3在左右方向上可抽出或缩回的设在反应腔201内。
62.本实用新型实施例的放氢装置，水箱2和物料箱3均可抽出或缩回第一容纳腔1011，从而便于更换反应液和制氢反应物，还可将未反应的制氢反应物进行回收利用，降低了物料浪费。
63.在一些实施例中，放氢装置还包括密封盖10，密封盖10与外筒1相连以便密封容纳腔101。
64.具体地，如图1和图1所示，密封盖10设在外筒1的右端以密封容纳腔101右端的开口，密封盖10与外筒1通过螺栓连接，且密封盖10与外筒1之间设有密封件。
65.本实用新型实施例的放氢装置，通过设置隔板6能够将容纳腔101密封，增加密封件提高了对容纳腔101的密封效果，从而避免第二容纳腔1012内的氢气发生泄漏。
66.在一些实施例中，放氢装置还包括驱动部件(未示出)，驱动部件用于驱动封板4在第一方向上可移动以便封板4抽出或缩回反应腔201内。
67.需要说明的是，驱动部件与连接杆相连，驱动部件通过连接杆带动封板4在左右方向上移动。
68.在一些实施例中，外筒1远离密封盖10的一侧内壁面上设有安装槽102，水箱2远离密封盖10的一端设在安装槽102内。
69.具体地，如图1所示，外筒1左侧的内壁面上设有回字形安装槽102，水箱2的左端设在安装槽102内，且水箱2的外壁面与安装槽102的内壁面相接触。
70.需要说明的是，当物料箱3未设在水箱2内时，物料箱3的左端同样设在安装槽102内，且物料箱3的外壁面与安装槽102的内壁面相接触。
71.本实用新型实施例的放氢装置，通过设置安装槽102可以更好的固定水箱2和物料箱3，提高制氢的稳定性和安全性。
72.下面参照图1和图2描述本实用新型实施例的放氢装置的运行原理。
73.装料时，首先拆卸密封盖10和隔板6，将物料箱3和水箱2抽出第一容纳腔1011，在水箱2内放入反应液，在物料箱3的多个料仓302内分别放入制氢反应物，随后将物料箱3和水箱2推入第一容纳腔1011内，并依次将隔板6与密封盖10与外筒1连接并密封。需要说明的是，此时封板4关闭物料腔301，即物料腔301和反应腔201隔离。
74.当需要制氢时，通过驱动部件或人工向右移动封板4使料仓302内的制氢反应物下落到反应腔201内，并与反应腔201内的反应液中反应，反应生成的氢气通过与最左侧料仓302连通的氢气管5排入第二容纳腔1012内，反应放出热量使水箱2温度升高，冷却腔7内的冷却液对水箱2和氢气管5内的氢气进行降温，并通过冷却进口8和冷却出口9实现冷却液的循环，余热排入其他设备加以利用。
75.换料时，首先停止移动封板4或将封板4推至最左侧，静置一段时间使水箱2温度下降，停止冷却液循环，并排出冷却液。依次拆除密封盖10和隔板6及，先取出物料箱3，装填制氢反应物，后取出水箱2更换反应液，随后将水箱2推回第一容纳腔1011内，并把封板4推入水箱2并完全紧贴内壁达到初始状态，最后将物料箱3推回第一容纳腔1011内，随后依次安装隔板6和密封盖10。
76.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺
时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
77.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
78.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，也可以是电连接或彼此可通讯；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。
79.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
80.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
81.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。