一种氢气过滤装置的制作方法

本实用新型涉及气体过滤装置技术领域，具体而言，涉及一种氢气过滤装置。

背景技术：

氢能是公认的清洁能源，其作为高能量密度和零碳能源正在脱颖而出。氢气燃烧产物仅为水，对环境没有任何负面影响，利用氢氧燃料电池可以将其直接转化为电能，可作为动力能源广泛应用于车载氢能源动力系统、船用氢能源动力系统及便携式氢能源电源等不同领域。

利用新兴的固体水解制氢材料可以为氢能源系统提供可靠的氢源，然而通过固体水解制氢材料水解制备的氢气，具有高湿度的特点，该特性将会对氢氧燃料电池寿命和功率产生影响，存在严重的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种氢气过滤装置，能够对高湿度的氢气进行过滤，使得氢气中携带的水蒸气减少，从而满足燃料电池的需求，避免对燃料电池的寿命和功率产生影响。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种氢气过滤装置，包括壳体、进气管以及出气管，所述壳体内设置用于过滤氢气中的水蒸气的过滤液，所述进气管的一端穿过所述壳体的顶部伸出至所述壳体外、另一端伸入所述壳体内的过滤液的液面以下，所述出气管设置于所述壳体的顶部且连通所述壳体的内部和外部。该氢气过滤装置能够对高湿度的氢气进行过滤，使得氢气中携带的水蒸气减少，从而满足燃料电池的需求，避免对燃料电池的寿命和功率产生影响。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括排液管，所述排液管的进水端设置于所述壳体的外壁面上且与所述壳体的内部连通，所述排液管的出水端朝向靠近所述壳体顶部的一侧延伸。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述排液管上设置有截止阀。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括散热盘管，所述散热盘管盘绕设置于所述壳体的内壁面上，所述散热盘管的进水端和出水端均伸出至所述壳体外，且所述散热盘管的进水端用于与水泵连通。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述壳体包括筒体和盖体，所述筒体呈具有开口的中空结构，所述盖体盖合于所述筒体的开口端。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述盖体的内壁面上设置有内螺纹，所述筒体的外壁面上设置有外螺纹，所述盖体与所述筒体螺纹连接。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述进气管和所述出气管分别设置于所述盖体上。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述筒体的外壁面上设置有多个支撑脚，多个所述支撑脚均位于所述筒体的底部。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述筒体的横截面形状为圆形，多个所述支撑脚沿所述筒体的周向均匀排布。

可选地，在本实用新型较佳的实施例中，所述筒体和所述盖体均为透明材质。

本实用新型实施例的有益效果包括：

氢气过滤装置包括壳体、进气管以及出气管，壳体内设置用于过滤氢气中的水蒸气的过滤液，进气管的一端穿过壳体的顶部伸出至壳体外、另一端伸入壳体内的过滤液的液面以下，出气管设置于壳体的顶部且连通壳体的内部和外部。在高湿度的氢气通过氢气过滤装置时，可以通过进气管的一端进入壳体内，由于进气管的另一端浸没在过滤液的液面以下，因此，高湿度的氢气会先通入过滤液内。然后在过滤液的过滤作用下，高湿度的氢气会过滤掉携带的水蒸气，又由于氢气自身具有的密度较小的特点，因此，氢气会从过滤液中不断上升，最终经由出气管排出至壳体外。综上，氢气过滤装置能够对高湿度的氢气进行过滤，使得氢气中携带的水蒸气减少，从而满足燃料电池的需求，避免对燃料电池的寿命和功率产生影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的图作简单地介绍，应当理解，以下图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些图获得其他相关的图。

图1为本实用新型实施例提供的氢气过滤装置的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的氢气过滤装置的结构示意图之二。

图标：100-氢气过滤装置；10-壳体；11-筒体；12-盖体；20-进气管；30-出气管；40-排液管；50-散热盘管；60-支撑脚。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的图，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。通常在此处图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个图中被定义，则在随后的图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

通过固体水解制氢材料水解制备的氢气，具有高湿度的特点。这里的高湿度的氢气，指的是氢气中携带有大量的水蒸气，这一特性将会对氢氧燃料电池寿命和功率产生影响，存在严重的安全隐患。为此，本实施例提供一种氢气过滤装置100，能够对高湿度的氢气进行过滤，使得氢气中携带的水蒸气减少，从而满足燃料电池的需求，避免对燃料电池的寿命和功率产生影响。

请结合参照图1和图2，氢气过滤装置100包括壳体10、进气管20以及出气管30，壳体10内设置用于过滤氢气中的水蒸气的过滤液，进气管20的一端穿过壳体10的顶部伸出至壳体10外、另一端伸入壳体10内的过滤液的液面以下，出气管30设置于壳体10的顶部且连通壳体10的内部和外部。

需要说明的是，第一，在高湿度的氢气通过氢气过滤装置100时，可以通过进气管20的一端进入壳体10内，由于进气管20的另一端浸没在过滤液的液面以下，因此，高湿度的氢气会先通入过滤液内。然后在过滤液的过滤作用下，高湿度的氢气会过滤掉携带的水蒸气，又由于氢气自身具有的密度较小的特点，因此，氢气会从过滤液中不断上升，最终经由出气管30排出至壳体10外。

第二，过滤液只需能够过滤掉高湿度的氢气中携带的水蒸气即可，这里对过滤液的选择不作具体限制，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计。示例地，过滤液可以是水、氢氧化钠溶液或氯化钙溶液等，当选用水作为过滤液时，相较于选用氢氧化钠溶液或氯化钙溶液作为过滤液，由于水的经济成本较低，因此，通过氢气过滤装置100过滤氢气的经济成本也相对较低。

如上所述，氢气过滤装置100包括壳体10、进气管20以及出气管30，壳体10内设置用于过滤氢气中的水蒸气的过滤液，进气管20的一端穿过壳体10的顶部伸出至壳体10外、另一端伸入壳体10内的过滤液的液面以下，出气管30设置于壳体10的顶部且连通壳体10的内部和外部。在高湿度的氢气通过氢气过滤装置100时，可以通过进气管20的一端进入壳体10内，由于进气管20的另一端浸没在过滤液的液面以下，因此，高湿度的氢气会先通入过滤液内。然后在过滤液的过滤作用下，高湿度的氢气会过滤掉携带的水蒸气，又由于氢气自身具有的密度较小的特点，因此，氢气会从过滤液中不断上升，最终经由出气管30排出至壳体10外。综上，氢气过滤装置100能够对高湿度的氢气进行过滤，使得氢气中携带的水蒸气减少，从而满足燃料电池的需求，避免对燃料电池的寿命和功率产生影响。

随着过滤过程的不断地进行，壳体10内被过滤液过滤掉的水蒸气会不断地积累，导致壳体10内的液位不断地上升，为了方便、及时地将多余的液体排出，在本实施例中，氢气过滤装置100还包括排液管40，排液管40的进水端设置于壳体10的外壁面上且与壳体10的内部连通，排液管40的出水端朝向靠近壳体10顶部的一侧延伸。

需要说明的是，排液管40的出水端的高度，这里不做具体限制，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，只需壳体10内的液体能够通过排液管40排出，以使壳体10内的液位保持安全，而不会发生壳体10内液体过高，甚至溢出至壳体10外的现象即可。

可选地，排液管40上设置有截止阀。

需要说明的是，当排液管40上设置有截止阀时，操作者可以先将截止阀打开，形成连通器结构，以使壳体10内的液体可以从排液管40排出，当壳体10内的液位较低时，再将截止阀关闭，避免壳体10内的液位过低，氢气过滤装置100不能起到有效过滤氢气的作用。

进一步地，为了使得阀门的开启和关闭的控制更加可靠，同时能够减轻操作者的人力劳动，可以在壳体10的内壁面上设置有用于检测液位的传感器，再在排液管40上设置电磁阀，将传感器和电磁阀分别与控制器电连接，通过控制器根据接收到的传感器测得的液位信号控制电磁阀的开启和关闭。

通过固体水解制氢材料水解制备的氢气，除了具有高湿度的特点以外，还具有高温度的特点，这一特性也会对氢氧燃料电池寿命和功率产生影响，存在严重的安全隐患，因此，在本实施例中，同时具有高湿度和高温度特性的氢气，在通过氢气过滤装置100内的过滤液时，除了能够使得氢气中携带的水蒸气减少，还能够使得氢气的温度降低，从而满足燃料电池的需求，避免对燃料电池的寿命和功率产生影响。

但是，随着过滤过程的不断地进行，壳体10内被过滤液吸收的温度会不断地积累，导致壳体10内的液体温度不断地升高，为了氢气过滤装置100能够持续可靠的对同时具有高湿度和高温度特性的氢气进行作用，需要将壳体10内的液体的温度降低，因此，在本实施例中，氢气过滤装置100还包括散热盘管50，散热盘管50盘绕设置于壳体10的内壁面上，散热盘管50的进水端和出水端均伸出至壳体10外，且散热盘管50的进水端用于与水泵连通。通过增设散热盘管50，向散热盘管50内不断地通入温度较低的水，从而将壳体10内的液体的热量带出。

另外，一般固体水解制氢材料水解制备的氢气，还可能会携带一些杂质，包括气体杂质(例如氯气、一氧化碳等)和/或固体杂质(例如活泼金属及其化合物微小粉末、沙粒等)，而氢气的纯度也会对燃料电池的寿命和功率产生影响，因此，在本实施例中，将制得的氢气通过氢气过滤装置100内的过滤液时，在过滤液的过滤作用下，不仅能够过滤掉氢气中携带的水蒸气，起到降低湿度的效果，还能够吸收氢气中携带的热量，起到降低温度的效果，还能够过滤掉氢气中携带的杂质，起到提纯氢气的效果。

值得注意的是，此时，过滤液不仅需要能够过滤掉高湿度的氢气中携带的水蒸气，还需要能够过滤掉含杂质的氢气中携带的杂质，这里对过滤液的选择不作具体限制，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计。示例地，过滤液可以是水、氢氧化钠溶液或氯化钙溶液等。

在本实施例中，壳体10包括筒体11和盖体12，筒体11呈具有开口的中空结构，盖体12盖合于筒体11的开口端。为了避免壳体10内的过滤液不小心撒漏至壳体10外，在本实施例中，盖体12的内壁面上设置有内螺纹，筒体11的外壁面上设置有外螺纹，盖体12与筒体11螺纹连接。为了便于观察壳体10内的液位，筒体11和盖体12均可以设计为透明材质，例如塑料、玻璃等。

在本实施例中，进气管20和出气管30分别设置于盖体12上。当然，在其他实施例中，出气管30还可以设置于筒体11上，或者，出气管30还可以设置于盖体12和筒体11相互贴合的侧壁面处。值得注意的是，这里与前面提到的出气管30位于壳体10的顶部并不矛盾，因为壳体10的顶部只是一个泛指，可以将高度位于壳体10的中间以上的部分均认为属于壳体10的顶部所包括的范畴。

在本实施例中，筒体11的外壁面上设置有多个支撑脚60，多个支撑脚60均位于筒体11的底部。在本实施例中，筒体11的横截面形状为圆形，多个支撑脚60沿筒体11的周向均匀排布。当然，筒体11的横截面形状还可以为矩形，此时，多个支撑脚60可以相对设置于矩形结构的对边上，以使筒体11能够保持平衡即可。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。