一种方便更换的储氢装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种方便更换的储氢装置及其使用方法。

背景技术：

1、氢气是氢燃料电池的燃料。在燃料电池中，氢气和来自空气的氧气产生电化学反应，释放出电能。氢燃料电池的应用已经遍及重型卡车、大巴等重型载具，甚至开始渗透到乘用车领域。用于储存氢气的高压罐一般被固定在车的底盘或车顶上。当氢气耗尽时，加氢是通过对固定氢气罐加注高压氢气而完成。氢气的加注必须在专职工作人员的监管下，在符合国际标准的加氢站进行。为了满足对多辆氢车提供燃料，加氢站的规模必须与社区内所拥有的氢车数量匹配，以致于加氢站的建设规模大大超过每日加氢的需求。随之而来的是高昂的固定设备投资、管理费用、和因大量氢气储存而引发的安全关注。

2、现有加氢站的设计和建设是为了服务大型车辆，而不是小型和微型车载燃料电池设备。实质上，现有加氢站的设置不可能为小型燃料电池系统，例如自行车、摩托车、电动三轮车、快递运输车等加注氢气，这是因为加氢枪只能匹配固定式大型燃料电池上的氢瓶接口。因此目前燃料电池行业暂未发现可更换式且可反复充氢气的气罐装置，特别是应用于小型和维修车载燃料电池系统上的氢瓶，为此我们提出一种方便更换的储氢装置及其使用方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种方便更换的储氢装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种方便更换的储氢装置，包括：

3、固定机构，用以与外部支架连接，所述固定机构内侧设置有用于储氢的氢气储存机构；

4、阀件机构，设置于氢气储存机构的一端，且所述阀件机构一端设置有排气的导气管，所述阀件机构外侧套设有用于防护的瓶嘴机构，且所述瓶嘴机构的一端与氢气储存机构相配合；

5、所述阀件机构包括阀件本体、单向充气口、螺纹连接口及安全阀，所述阀件本体通过另一端的螺纹连接口旋合连接于氢气储存机构的一端，所述安全阀设置于阀件本体上，所述螺纹连接口内侧设置有用于测温的温压传感器，且所述温压传感器另一端与阀件本体固定，所述阀件本体下表面设置有单向充气口且与氢气储存机构内部连通，用以向其内侧充气。

6、优选的，所述阀件本体包括减压针阀、气道、防呆凹槽及母端接口，所述母端接口设置于阀件本体的一端，且与导气管对应，所述母端接口内侧开设有防呆凹槽，所述阀件本体内侧下端设置有与母端接口内部连通的气道，所述气道另一端贯穿阀件本体的外壁，所述阀件本体内侧上端有与母端接口及螺纹连接口连通的减压针阀。

7、优选的，所述阀件本体横截面为六边形，所述阀件本体前表面设置有与气道相配合的堵块，所述减压针阀顶端设置有阀柄。

8、优选的，所述阀件本体还包括传感器气口、进排气口及安全阀气口，所述传感器气口开设于阀件本体的一端，且传感器气口与温压传感器相对应，所述进排气口及安全阀气口均与传感器气口处于同一平面。

9、优选的，所述导气管一端设置有与母端接口相配合的导气管母端，另一端设置有与瓶嘴机构相配合的导气管公端，所述导气管母端外壁设置有与防呆凹槽相配合的防呆凸起，所述导气管母端一端设置有连接弹簧，所述连接弹簧另一端连接有弹簧轴承，所述导气端公端上设置有用于进行密封的第一密封接头，且所述第一密封接头上套设有第二密封接头。

10、优选的，所述第一密封接头内侧开设有内孔，所述内孔与导气管外径相匹配，所述第一密封接头一侧壁设置有用于提高密封的密封圈。

11、优选的，所述瓶嘴机构包括瓶嘴罩、防护壳体及维护门，所述防护壳体套设于导气管上并与氢气储存机构相配合，所述防护壳体另一端设置有瓶嘴罩，所述防护壳体上设置有用于对其内侧进行维护的维护门。

12、优选的，所述氢气储存机构包括铝胆、碳纤维缠绕层及缓冲衣，所述铝胆外表面设置有碳纤维缠绕层，所述缓冲衣固定于碳纤维缠绕层的外侧。

13、优选的，所述固定机构包括第一固定架、第二固定架、连杆、减震垫及缓冲垫，所述第一固定架与第二固定架对称设置于氢气储存机构的两端，且所述氢气储存机构的两端对应设置于用于减震的缓冲垫，所述第一固定架内侧固定有用于与第二固定架连接的连杆，所述减震垫固定于第二固定架的下表面。

14、一种方便更换的储氢装置的使用方法，包括如下步骤：

15、a、使氢气储存机构两端套设两个缓冲垫，使第一固定架及第二固定架分别套装于两个缓冲垫的外侧，根据第一固定架与第二固定架的距离调整连杆外侧螺母的位置，即可完成对氢气储存机构的固定，然后使减震垫通过螺栓装配于第一固定架及第二固定架的下表面；

16、b、使阀件本体的一端通过螺纹连接口与氢气储存机构进行配合，使导气管装配于阀件本体的另一端，这时防呆凸起与防呆凹槽相配合，使第一密封接头套设置于导气管的导气管公端上，然后使防护壳体套设于阀件机构的外侧，防护壳体的一端与氢气储存机构相接触；

17、c、使第二密封接头套设于导气管的导气管公端上，且位于瓶嘴罩的一侧并与第一密封接头相配合，对导气管与瓶嘴罩连接处进行密封；

18、d、在充气时，打开维护门，使外部氢气管道与单向充气口相配合，氢气依次通过单向充气口、进排气口进入到氢气储存机构内侧进行储存；

19、e、在使用时，可打开减压针阀，使氢气储存机构内侧的氢气通过导气管向外部使用设备进行流动，进一步可使多个氢气储存机构通过气道及连接管进行连通，使多个氢气储存机构并联组合使用。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、（1）通过高度集成的温压传感器、安全阀、单向充气口、减压针阀、快速母端接口部件及阀体腔体气道按钝角设计，所有部件在集成为一体后，无需拆卸，并可反复使用，同时为了保证氢气储存机构连接和置换过程中的安全性，本装置的母端接口进行了防呆的设计，减少误操作，阀体打开或关闭的条件是快速接头在插拔过程中旋转度，提高了产品的安全性。最后，在快速置换的同时，氢瓶设计符合氢气泄漏量小于规定的安全水平，并满足多瓶的并串联的使用需求。

22、（2）氢气储存机构通过固定机构的设计，便于快速对氢气储存机构进行固定或拆卸更换，与燃料电池系统连接或在车辆上的固定也较为便捷，本装置的氢气储存机构为三层设计，包含最外层的缓冲衣，具有很好的缓冲减震效果，此三层设计使得氢瓶可以承受更高的机械冲击，另外在氢气储存机构一端，通过设计抗冲击的瓶嘴和快门，便于提高整体防护效果，减少外部物体对内侧的阀件机构的损坏，增大安全性。

技术特征：

1.一种方便更换的储氢装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述阀件本体（61）包括减压针阀（66）、气道（67）、防呆凹槽（68）及母端接口（69），所述母端接口（69）设置于阀件本体（61）的一端，且与导气管（4）对应，所述母端接口（69）内侧开设有防呆凹槽（68），所述阀件本体（61）内侧下端设置有与母端接口（69）内部连通的气道（67），所述气道（67）另一端贯穿阀件本体（61）的外壁，所述阀件本体（61）内侧上端有与母端接口（69）及螺纹连接口（64）连通的减压针阀（66）。

3.根据权利要求2所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述阀件本体（61）横截面为六边形，所述阀件本体（61）前表面设置有与气道（67）相配合的堵块（611），所述减压针阀（66）顶端设置有阀柄。

4.根据权利要求2所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述阀件本体（61）还包括传感器气口（612）、进排气口（613）及安全阀气口（614），所述传感器气口（612）开设于阀件本体（61）的一端，且传感器气口（612）与温压传感器（610）相对应，所述进排气口（613）及安全阀气口（614）均与传感器气口（612）处于同一平面。

5.根据权利要求2所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述导气管（4）一端设置有与母端接口（69）相配合的导气管母端，另一端设置有与瓶嘴机构（3）相配合的导气管公端，所述导气管母端外壁设置有与防呆凹槽（68）相配合的防呆凸起（41），所述导气管母端一端设置有连接弹簧（43），所述连接弹簧（43）另一端连接有弹簧轴承（42），所述导气端公端上设置有用于进行密封的第一密封接头（44），且所述第一密封接头（44）上套设有第二密封接头（46）。

6.根据权利要求5所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述第一密封接头（44）内侧开设有内孔，所述内孔与导气管（4）外径相匹配，所述第一密封接头（44）一侧壁设置有用于提高密封的密封圈（45）。

7.根据权利要求1所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述瓶嘴机构（3）包括瓶嘴罩（31）、防护壳体（32）及维护门（33），所述防护壳体（32）套设于导气管（4）上并与氢气储存机构（2）相配合，所述防护壳体（32）另一端设置有瓶嘴罩（31），所述防护壳体（32）上设置有用于对其内侧进行维护的维护门（33）。

8.根据权利要求1所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述氢气储存机构（2）包括铝胆（23）、碳纤维缠绕层（22）及缓冲衣（21），所述铝胆（23）外表面设置有碳纤维缠绕层（22），所述缓冲衣（21）固定于碳纤维缠绕层（22）的外侧。

9.根据权利要求1所述的一种方便更换的储氢装置，其特征在于：所述固定机构（1）包括第一固定架（101）、第二固定架（102）、连杆（103）、减震垫（104）及缓冲垫（105），所述第一固定架（101）与第二固定架（102）对称设置于氢气储存机构（2）的两端，且所述氢气储存机构（2）的两端对应设置于用于减震的缓冲垫（105），所述第一固定架（101）内侧固定有用于与第二固定架（102）连接的连杆（103），所述减震垫（104）固定于第二固定架（102）的下表面。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种方便更换的储氢装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种方便更换的储氢装置及其使用方法，包括：固定机构，用以与外部支架连接，所述固定机构内侧设置有用于储氢的氢气储存机构；阀件机构，设置于氢气储存机构的一端，且所述阀件机构一端设置有排气的导气管，所述阀件机构外侧套设有用于防护的瓶嘴机构，且所述瓶嘴机构的一端与氢气储存机构相配合；通过高度集成的温压传感器、安全阀、单向充气口、减压针阀、快速母端接口部件及阀体腔体气道按钝角设计，所有部件在集成为一体后，无需拆卸，并可反复使用，氢气储存机构通过固定机构的设计，便于快速对氢气储存机构进行固定或拆卸更换，与燃料电池系统连接或在车辆上的固定也较为便捷。

技术研发人员：任辉辉,陈婷,陈真
受保护的技术使用者：江苏耀扬新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13