一种便携式氢动力包的制作方法

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种便携式氢动力包。

背景技术：

氢能是一种出现时间较长的新能源，现在仍未成为一种主流的能源形式，究其原因，在于氢能在生产、储存、运输和使用等过程中存在大量的技术难点，然而，氢能的使用率仍在缓慢上升，目前在民用方面，对氢能的利用形式主要有两种，即氢内燃机和氢燃料电池，目前的氢内燃机几乎没有单纯用氢作为燃料的，而是将氢与其他燃料混合使用，以改善燃烧效果，达到环保目的。

由于充电电池在很低的温度下性能会急剧下降，它无法单独作为多功能应急动力设备的储能部件，故而，目前市面上缺乏多用途新能源动力包。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种便携式氢动力包，以解决目前市面上缺乏多用途新能源动力包的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种便携式氢动力包，包括主箱体、储氢舱、冷涡轮机、主动力装置、取热管、电子电力箱、空气输送管、氢气输送管、三重防爆闸和冷却长管，所述储氢舱设置在主箱体内部左下部，所述冷涡轮机设置在储氢舱的右侧，所述主动力装置设置在主箱体的中上部，所述取热管设置在主动力装置的右侧上部，所述电子电力箱设置在主箱体内部左上部，所述空气输送管、氢气输送管、三重防爆闸和冷却长管分别设置在主箱体内部。

优选的，所述储氢舱包括储氢材料，所述储氢材料的表面凹陷处设置有螺旋冷却管，所述储氢材料的表面凸起处设置有波纹电热丝，所述储氢材料的右侧通道结构处设置有电控阀，储氢舱内充有压缩氢气，储氢材料储存有大量的氢气，以便提高氢气的储存量，在该便携式氢动力包使用时，电控阀开启，储氢舱内的高压氢气向右喷出。

优选的，所述冷涡轮机包括双作用泵，所述双作用泵的右侧转动连接有陀螺形涡轮，所述陀螺形涡轮向右侧出轴，所述陀螺形涡轮右侧轴的柱面设置有推力轴承，所述推力轴承的数量设置为两个，左侧所述推力轴承的内圈与陀螺形涡轮右侧轴的柱面固定连接，右侧所述推力轴承的内圈与主箱体固定连接，两个所述推力轴承之间设置有非线性弹簧，右侧所述推力轴承的右侧设置有压气机，喷出的氢气到达双作用泵，驱动双作用泵运转，冷却回路开始运转，经过双作用泵的氢气到达陀螺形涡轮，陀螺形涡轮受到氢气驱动加速旋转，带动压气机转动。

优选的，所述主动力装置包括燃烧室，所述燃烧室的内部左上部设置有动力涡轮，所述动力涡轮向上出轴，所述燃烧室的顶部安装有变速器，所述变速器的上方设置有发电机，所述发电机的顶部安装有动力输出轴，非线性弹簧在氢气流量超量时被大幅压缩，此时压气机的转子右移，压气机的进气量急剧减少，燃烧室内的氢气贫氧燃烧，阻止燃烧室内的温度继续上升，确保使用安全性。

优选的，所述燃烧室的内部底部安装有空气喷射盘，所述空气喷射盘的上方安装有氢气喷射盘，所述氢气喷射盘的上方设置有火焰稳定器，所述燃烧室的外部底部固定连接有隔热椭球，隔热椭球内部贮存少量冷却工质，既能有效隔热，又能减振降噪，所述主箱体内部中上部设置有柱槽结构，所述隔热椭球远离燃烧室的一端与柱槽结构的内表面固定连接，当压气机转动后，空气喷射盘和氢气喷射盘各自通过微孔结构向上均匀喷出空气和氢气，波纹丝带状设计的火焰稳定器的内部存在多处微小的避风腔室结构，利于燃烧稳定，火焰和高温燃气推动动力涡轮高速旋转。

优选的，所述电子电力箱包括控制器，所述控制器的左侧安装有取电接头，所述控制器的右侧设置有电池盒，当动力涡轮高速旋转时，经变速器带动发电机旋转发电，所发的电力被输往电子电力箱，变速器的其余轴功通过动力输出轴输出，电子电力箱同时向波纹电热丝供电，波纹电热丝持续发热，帮助储氢材料中储存的氢气平稳地释放出来，电子电力箱同时还向双作用泵供电，以维持冷却回路的全力运转。

优选的，所述空气输送管与压气机的左端连通，所述空气输送管远离压气机的一端与空气喷射盘的底部连通，所述氢气输送管与陀螺形涡轮所在涡轮室结构的右端连通，所述氢气输送管远离陀螺形涡轮的一端与氢气喷射盘底部连通，所述氢气输送管的中间段设置有三重防爆闸，所述三重防爆闸由盘管结构、单向气阀和同步杆共同构成，所述单向气阀的数量设置为三个，三重防爆闸的特殊设计，使得任何强度的逆行燃气最晚在盘管结构内便被截断，充分保证了该便携式氢动力包的使用安全性，所述冷却长管设置为两部分，一部分所述冷却长管从双作用泵的上侧引出，缠绕燃烧室的外壁后与螺旋冷却管的左端连通，另一部分所述冷却长管从双作用泵的下侧引出，缠绕压气机的外壁后，与螺旋冷却管的右端连通，当燃烧室外壁的温度升高后，缠绕在燃烧室外壁的冷却长管内贮存的少量冷却工质迅速吸热气化，气化的冷却工质到达储氢材料，为储氢材料的吸热放氢提供主要的热量，之后仍是气态的冷却工质继续被双作用泵泵送至压气机所在舱室结构的外壁进行大幅度冷却，同时提高压缩空气的温度，提高燃烧效率，最后，充分降温的冷却工质再次流向燃烧室的外壁处。

(三)有益效果

本发明提供了一种便携式氢动力包。具备以下有益效果：

(1)、本发明设置有特殊的储氢舱和储氢材料，储氢舱内充有压缩氢气，储氢材料储存有大量的氢气，以便提高氢气的储存量，在该便携式氢动力包使用时，电控阀开启，储氢舱内的高压氢气向右喷出，喷出的氢气到达双作用泵，驱动双作用泵运转，冷却回路开始运转，经过双作用泵的氢气到达陀螺形涡轮，陀螺形涡轮受到氢气驱动加速旋转，带动压气机转动。

(2)、本发明通过设置火焰稳定器和隔热椭球，当压气机转动后，空气喷射盘和氢气喷射盘各自通过微孔结构向上均匀喷出空气和氢气，波纹丝带状设计的火焰稳定器的内部存在多处微小的避风腔室结构，利于燃烧稳定，火焰和高温燃气推动动力涡轮高速旋转，降温降速后的火焰和高温燃气从取热管排出，隔热椭球内部贮存少量冷却工质，既能有效隔热，又能减振降噪。

(3)、本发明通过设置电子电力箱和波纹电热丝，当动力涡轮高速旋转时，经变速器带动发电机旋转发电，所发的电力被输往电子电力箱，变速器的其余轴功通过动力输出轴输出，电子电力箱同时向波纹电热丝供电，波纹电热丝持续发热，帮助储氢材料中储存的氢气平稳地释放出来，电子电力箱同时还向双作用泵供电，以维持冷却回路的全力运转。

(4)、本发明通过设置冷却长管，当燃烧室外壁的温度升高后，缠绕在燃烧室外壁的冷却长管内贮存的少量冷却工质迅速吸热气化，气化的冷却工质到达储氢材料，为储氢材料的吸热放氢提供主要的热量，之后仍是气态的冷却工质继续被双作用泵泵送至压气机所在舱室结构的外壁进行大幅度冷却，同时提高压缩空气的温度，提高燃烧效率，最后，充分降温的冷却工质再次流向燃烧室的外壁处。

(5)、本发明通过设置非线性弹簧和三重防爆闸，非线性弹簧在氢气流量超量时被大幅压缩，此时压气机的转子右移，压气机的进气量急剧减少，燃烧室内的氢气贫氧燃烧，阻止燃烧室内的温度继续上升，确保使用安全性，三重防爆闸的特殊设计，使得任何强度的逆行燃气最晚在盘管结构内便被截断，充分保证了该便携式氢动力包的使用安全性。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明各部分连接关系示意图；

图3为本发明内部结构示意图；

图4为本发明非线性弹簧处结构示意图；

图5为本发明燃烧室底部位置处结构示意图。

图中：1主箱体、2储氢舱、201储氢材料、202螺旋冷却管、203波纹电热丝、204电控阀、3冷涡轮机、301双作用泵、302陀螺形涡轮、303推力轴承、304非线性弹簧、305压气机、4主动力装置、401燃烧室、402动力涡轮、403变速器、404发电机、405动力输出轴、406空气喷射盘、407氢气喷射盘、408火焰稳定器、409隔热椭球、5取热管、6电子电力箱、601控制器、602取电接头、7空气输送管、8氢气输送管、9三重防爆闸、10冷却长管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种便携式氢动力包，包括主箱体1、储氢舱2、冷涡轮机3、主动力装置4、取热管5、电子电力箱6、空气输送管7、氢气输送管8、三重防爆闸9和冷却长管10，储氢舱2设置在主箱体1内部左下部，冷涡轮机3设置在储氢舱2的右侧，主动力装置4设置在主箱体1的中上部，取热管5设置在主动力装置4的右侧上部，电子电力箱6设置在主箱体1内部左上部，空气输送管7、氢气输送管8、三重防爆闸9和冷却长管10分别设置在主箱体1内部。

储氢舱2包括储氢材料201，储氢材料201的表面凹陷处设置有螺旋冷却管202，储氢材料201的表面凸起处设置有波纹电热丝203，储氢材料201的右侧通道结构处设置有电控阀204，储氢舱2内充有压缩氢气，储氢材料201储存有大量的氢气，以便提高氢气的储存量，在该便携式氢动力包使用时，电控阀204开启，储氢舱2内的高压氢气向右喷出。

冷涡轮机3包括双作用泵301，双作用泵301的右侧转动连接有陀螺形涡轮302，陀螺形涡轮302向右侧出轴，陀螺形涡轮302右侧轴的柱面设置有推力轴承303，推力轴承303的数量设置为两个，左侧推力轴承303的内圈与陀螺形涡轮302右侧轴的柱面固定连接，右侧推力轴承303的内圈与主箱体1固定连接，两个推力轴承303之间设置有非线性弹簧304，右侧推力轴承303的右侧设置有压气机305，喷出的氢气到达双作用泵301，驱动双作用泵301运转，冷却回路开始运转，经过双作用泵301的氢气到达陀螺形涡轮302，陀螺形涡轮302受到氢气驱动加速旋转，带动压气机305转动。

主动力装置4包括燃烧室401，燃烧室401的内部左上部设置有动力涡轮402，动力涡轮402向上出轴，燃烧室401的顶部安装有变速器403，变速器403的上方设置有发电机404，发电机404的顶部安装有动力输出轴405，非线性弹簧304在氢气流量超量时被大幅压缩，此时压气机305的转子右移，压气机305的进气量急剧减少，燃烧室401内的氢气贫氧燃烧，阻止燃烧室401内的温度继续上升，确保使用安全性。

燃烧室401的内部底部安装有空气喷射盘406，空气喷射盘406的上方安装有氢气喷射盘407，氢气喷射盘407的上方设置有火焰稳定器408，燃烧室401的外部底部固定连接有隔热椭球409，隔热椭球409内部贮存少量冷却工质，既能有效隔热，又能减振降噪，主箱体1内部中上部设置有柱槽结构，隔热椭球409远离燃烧室401的一端与柱槽结构的内表面固定连接，当压气机305转动后，空气喷射盘406和氢气喷射盘407各自通过微孔结构向上均匀喷出空气和氢气，波纹丝带状设计的火焰稳定器408的内部存在多处微小的避风腔室结构，利于燃烧稳定，火焰和高温燃气推动动力涡轮402高速旋转。

电子电力箱6包括控制器601，控制器601的左侧安装有取电接头602，控制器601的右侧设置有电池盒，当动力涡轮402高速旋转时，经变速器403带动发电机404旋转发电，所发的电力被输往电子电力箱6，变速器403的其余轴功通过动力输出轴405输出，电子电力箱6同时向波纹电热丝203供电，波纹电热丝203持续发热，帮助储氢材料201中储存的氢气平稳地释放出来，电子电力箱6同时还向双作用泵301供电，以维持冷却回路的全力运转。

空气输送管7与压气机305的左端连通，空气输送管7远离压气机305的一端与空气喷射盘406的底部连通，氢气输送管8与陀螺形涡轮302所在涡轮室结构的右端连通，氢气输送管8远离陀螺形涡轮302的一端与氢气喷射盘407底部连通，氢气输送管8的中间段设置有三重防爆闸9，三重防爆闸9由盘管结构、单向气阀和同步杆共同构成，单向气阀的数量设置为三个，三重防爆闸9的特殊设计，使得任何强度的逆行燃气最晚在盘管结构内便被截断，充分保证了该便携式氢动力包的使用安全性，冷却长管10设置为两部分，一部分冷却长管10从双作用泵301的上侧引出，缠绕燃烧室401的外壁后与螺旋冷却管202的左端连通，另一部分冷却长管10从双作用泵301的下侧引出，缠绕压气机305的外壁后，与螺旋冷却管202的右端连通，当燃烧室401外壁的温度升高后，缠绕在燃烧室401外壁的冷却长管10内贮存的少量冷却工质迅速吸热气化，气化的冷却工质到达储氢材料201，为储氢材料201的吸热放氢提供主要的热量，之后仍是气态的冷却工质继续被双作用泵301泵送至压气机305所在舱室结构的外壁进行大幅度冷却，同时提高压缩空气的温度，提高燃烧效率，最后，充分降温的冷却工质再次流向燃烧室401的外壁处。

工作原理：该便携式氢动力包的储氢舱2内充有压缩氢气，储氢材料201储存有大量的氢气，以便提高氢气的储存量，在该便携式氢动力包使用时，电控阀204开启，储氢舱2内的高压氢气向右喷出，喷出的氢气到达双作用泵301，驱动双作用泵301运转，冷却回路开始运转，经过双作用泵301的氢气到达陀螺形涡轮302，陀螺形涡轮302受到氢气驱动加速旋转，带动压气机305转动。

当压气机305转动后，压缩空气通过空气输送管7被输至空气喷射盘406，稍后经过氢气输送管8的氢气也到达氢气喷射盘407，空气喷射盘406和氢气喷射盘407各自通过微孔结构向上均匀喷出空气和氢气，空气和氢气的均匀混合气经过火焰稳定器408时，被火焰稳定器408内部的微型电火花装置点燃，波纹丝带状设计的火焰稳定器408的内部存在多处微小的避风腔室结构，利于燃烧稳定，火焰和高温燃气推动动力涡轮402高速旋转，降温降速后的火焰和高温燃气从取热管5排出，隔热椭球409内部贮存少量冷却工质，既能有效隔热，又能减振降噪。

动力涡轮402高速旋转时，经变速器403带动发电机404旋转发电，所发的电力被输往电子电力箱6，变速器403的其余轴功通过动力输出轴405输出，电子电力箱6左侧的取电接头602可以向外输电，电子电力箱6同时向波纹电热丝203供电，波纹电热丝203持续发热，帮助储氢材料201中储存的氢气平稳地释放出来，电子电力箱6同时还向双作用泵301供电，以维持冷却回路的全力运转。

当燃烧室401外壁的温度升高后，缠绕在燃烧室401外壁的冷却长管10内贮存的少量冷却工质迅速吸热气化，同时为燃烧室401降温，气化的冷却工质到达储氢材料201，为储氢材料201的吸热放氢提供主要的热量，同时冷却工质本身得到降温，之后仍是气态的冷却工质继续被双作用泵301泵送至压气机305所在舱室结构的外壁进行大幅度冷却，同时提高压缩空气的温度，提高燃烧效率，最后，充分降温的冷却工质再次流向燃烧室401的外壁处。

由于左侧推力轴承303的内圈与陀螺形涡轮302右侧轴的柱面固定连接，右侧推力轴承303的内圈与主箱体1固定连接，非线性弹簧304在氢气流量超量时被大幅压缩，此时压气机305的转子右移，压气机305的进气量急剧减少，燃烧室401内的氢气贫氧燃烧，阻止燃烧室401内的温度继续上升，确保使用安全性，三重防爆闸9的特殊设计，使得任何强度的逆行燃气最晚在盘管结构内便被截断，充分保证了该便携式氢动力包的使用安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。