氢燃料电池供氢装置的制作方法

本实用新型涉及燃料电池。进一步地，本实用新型涉及用于向燃料电池的燃料电池堆供氢的供氢装置。

背景技术：

燃料电池是一种新型的能够将燃料的化学能转化为转化成电能的发电装置。作为近些年来快速发展的新型能源利用方式，其在最近几年逐渐走向实际使用，例如，作为机动车的动力源。燃料电池，尤其是氢燃料电池具有发电效率高、环境污染小等优点，而被人们日益重视。氢能也被认为有希望替代传统能源，如化石燃料等的新型燃料。

氢燃料电池在用于持续供能时，需要不断向氢燃料电池的电池堆提供氢燃料。然而，存储在燃料电池的氢气容器中的氢气通常都是高压气体，并不适合直接被提供给氢燃料电池的燃料电池堆，其一般需要经过减压，再被提供给燃料电池堆使用。

附图之图1所示的是一种现有能够对高压氢气进行减压处理，以提供给燃料电池的燃料电池堆的供氢装置，其包括高压压力表1P、低压压力表2P、面板3P、截止阀4P、排空阀5P、三通接头6P、箱体7P、直角接头8P、减压器9P、压力传感器10P、过滤器11P、安全泄压阀12P、过流阀13P等多个部件。氢气从氢气存储装置输送至减压模块的氢气入口，先通过一过流阀13P控制氢气的输入，防止管路中的氢气压力设计值。进一步通过管道连接至一过滤器11P，通过过滤器11P过滤氢气；进一步，为了方便后续的连接，通过一直角接头8P，转变氢气传输方向，并且将转向后的氢气传输至一三通接头6P，通过三通接头6P进行分流，一路氢气被传输至高压压力表1P以显示气体压力，另一路传输至减压器9P；进一步，通过减压器9P的减压作用后，将氢气分为两路，一路经过多次转接传输至一安全泄压阀12P、一压力传感器10P和一低压压力表2P，另一路传输至氢气出口，即传输向燃料电池，并且在氢气输出过程中设置一截止阀4P和一排空阀5P，通过该截止阀4P控制氢气向燃料电池传输氢气的通断，且当长期不工作时，通过排空阀5P排空管道内的氢气。然而，现有这种供氢装置具有诸多缺陷：首先，现有氢燃料电池供氢装置的部件较多，结构复杂，且体积很大，在安装和使用上均有诸多不便。其次，现有氢燃料电池供氢装置的减压器、压力表、三通接头等各个部件之间存在诸多连接位置，这些连接位置数目越多，越容易发生泄漏。同时，也给使用者或操作人员的安装和气密性检查带来困难。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置的各个部件的空间布局更加合理，和具有更小的体积，从而使得其更便于设置在需要电力的机器，如机动车、无人机或水面舰艇。

本实用新型的另一目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置的氢气流动方向的变化角度小，氢气流经的各个管路之间的连接位置更少，漏气风险低。

本实用新型的另一目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置采用双通道(或通路)传输氢气，一个通道用于泄压，另一通道用于向燃料电池提供氢气，以降低氢气供应通路的漏气风险和降低氢气通路的控制难度。

本实用新型的另一目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置的减压器、排气阀等被设置在同一个通道，并通过支撑件被保持在一个适当位置，从而使整个供氢装置的结构更加紧凑。

本实用新型的另一目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置的泄压阀被设置在另一通道(或通路)，且该泄压通道被设置在临近该供氢通道的空间，以合理安排供氢装置的各个部件的布局。

本实用新型的另一目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置的排气管通过一个直角接头连接在减压器，其中该直角接头的方向可以调节，以使该泄压阀被设置在不同的空间方位。换句话说，该排气管被可枢转地设置在该减压器，从而使该排气管可被设置在相对减压器的多个空间位置。

本实用新型的另一目的在于提供一种氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置结构简单、成本低廉和便于使用。

为了实现上述至少一个实用新型目的，本实用新型提供一种氢燃料电池供氢装置，其包括：

一减压器，该减压器具有一个氢气进口和至少一个氢气出口，其中该减压器的该氢气进口适于与氢源相连通；和

一供氢管，其中该供氢管具有一个与该减压器的该氢气出口相连通的连接端和一个输出端，其中该输出端适于向燃料电池的燃料电池堆供应氢气。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的供氢通路(供氢管)和泄压通路(泄压管)被并行设置。优选地，本实用新型氢燃料电池供氢装置的供氢管和泄压管相互平行。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的供氢通路(供氢管)和泄压通路(泄压管)的氢气流动方向一致。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的泄压通路(泄压管)中的氢气流动方向可调节。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的减压器具有包括一个氢气进口和至少两个氢气出口，其中该减压器的两个氢气出口分别与氢气供应通路(或供氢通路)和泄压通路相连通。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的供氢通路设置有排空阀，其中该排气阀可被用于排出供氢管内的氢气。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的减压器、排气阀和控制阀均被固定在固定板。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个支撑件，其中该支撑件包括一个被设置在该固定板的固定部和一个自该固定部延伸的支撑部，其中所述供氢管和所述泄压管均被支撑在该支撑部。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置包括排气管和排气阀，其中该排气阀通过排气管与供氢管相连通，其中该排气管被设置与该供氢管相垂直。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个固定箍，其中该固定箍被设置正对该固定板。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置的该供氢管和所述减压器的该氢气出口之间通过螺纹连接、卡套连接或过盈连接的方式连接在一起。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个直角接头，其中该泄压管通过该直角接头与该减压器的该氢气出口相连接，其中所述直角接头可枢转地设置在所述减压器。

在一些实施例，本实用新型氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个支撑件，其中该支撑件包括一个被设置在该固定板的固定部和一个自该固定部延伸的支撑部，其中所述供氢管和所述泄压管均被支撑在该支撑部。

通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和优势将得以充分体现。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1显示的是现有氢燃料电池供氢装置，其中该氢燃料电池供氢装置能够向燃料电池的燃料电池堆(或发电单元)供氢。

图2A是根据本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置的立体图。

图2B是根据本实用新型上述较佳实施例的氢燃料电池供氢装置的爆炸示意图。

图3A是根据本实用新型上述实施例的氢燃料电池供氢装置的俯视图。

图3B是根据本实用新型上述实施例的氢燃料电池供氢装置的侧视图。

图4是根据本实用新型上述实施例的氢燃料电池供氢装置的剖视图的固定板的侧视图。

图5是根据本实用新型上述实施例的氢燃料电池供氢装置的另一立体图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考说明书附图之图2至图5，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置被阐明，其中本实用新型氢燃料电池供氢装置包括一个减压器10和一个供氢管20，其中该减压器10具有一个氢气进口101和至少一个氢气出口102，该供氢管20具有一个连接端21和一个输出端22，其中该减压器10的该氢气进口101适于与氢源，如燃料电池的氢气容器等相连通(或相连接)，以对来自该氢源的高压氢气降压处理和得到具有预设气压的氢气，从而使其能够被用于燃料电池的燃料电池堆(或发电单元)使用，该减压器10的该氢气出口102其中之一适于与该供氢管20的该连接端21相连通，以使经减压器10减压后的氢气能够通过该供氢管20的该输出端22被提供给该燃料电池的燃料电池堆。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个固定板30，其中该固定板30形成一个固定槽301，其中该减压器10被设置在该固定槽301。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个泄压管41和一个与该泄压管41相连接的泄压阀42，其中该减压器10具有至少两个氢气出口102，其中该减压器10的一个氢气出口102与该供氢管20的该连接端21相连通，另一氢气出口102与该泄压管41相连通。优选地，该供氢管20和该泄压管41被设置相互平行。可以理解，当经该减压器10降压后的氢气仍具有过高气压时，为了避免燃料电池的该供氢管20的下游的部件发生损坏和/或使氢气更适于被燃料电池的燃料电池堆利用，该泄压阀42被设置能够自动(或手动)打开泄压。

值得注意的是，该减压器10、该供氢管20和该泄压管41(和该泄压阀42)形成两个氢气通路，其中该减压器10和该供氢管20形成的氢气通路适于向该燃料电池的燃料电池堆供应氢气。因此，此氢气通路可被视为供氢通路(或通道)。此外，该减压器10和该泄压管41(和该泄压阀42)形成另一氢气通路，其中该氢气通路适于在来自氢源的氢气经减压器10降压处理后，仍然具有过高气压时，将氢气排出，以在相对较短时间内对供氢通路中的氢气降压和具有适当(或预设)气压。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步包括一个直角接头43，其中该泄压管41通过该直角接头43与该减压器10相连接，从而使该泄压管41通过该直角接头43与该减压器10的该氢气出口102相连通。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个支撑件50，其中该支撑件50包括一个被设置在该固定板30的固定部51和一个自该固定部51延伸的支撑部52，其中该供氢管20和该泄压管41均被支撑在该支撑部52。优选地，该支撑部52自该固定部51水平延伸。本领域技术人员可以理解，该支撑件50的该支撑部52为板状或条状，且由刚性材料制成，以能够将该供氢管20和该泄压管41支撑和保持在一个适当位置。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个排气管61和一个排气阀62，其中该排气管61与该供氢管20相连接，该排气阀62被设置在该排气管61。换句话说，该排气阀62与该排气管61相连通，以能够在该排气阀62被打开时，排出该排气管61和该供氢管20内的氢气。对于长时间停止使用的燃料电池，尤其是被用在机动车、航空器等机器或设备时，使用者或操作人员需要排净燃料电池内的氢气，以避免长时间放置，发生氢气泄漏，导致事故发生。因此，优选地，该排气阀62的排气口与机器或设备的外部空间相连通，以便于将氢气排放至环境空间，而不是机器内部空间。更优选地，该排气管61被设置与该供氢管20相垂直。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个控制阀70，其中该控制阀70与该供氢管20相连接，且该控制阀70被设置在该排气管61和该供氢管20的该输出端22之间。可以理解，该控制阀70被设置用于控制供氢管20向该燃料电池的燃料电池堆的供氢。

因此，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置不但能够控制向该燃料电池的燃料电池堆传输氢气的通断，还可用于排空该燃料电池系统的氢气管道内的氢气，以保证整个燃料电池系统的安全、稳定工作。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置进一步地包括一个固定箍80，其中该固定箍80具有两个固定端81和一个延伸在两个固定端81之间的箍定部82，其中该固定箍80的两个固定端81分别被设置在该固定板30，该箍定部82被设置箍在该减压器10。换句话说，该固定箍80通过该箍定部82将该减压器10箍在该固定板30。优选地，该固定箍80的两个固定端81的至少一个固定端81被可拆卸地设置在该固定板30，从而使得该减压器10被可拆卸地固定在该固定板30。更优选地，该固定箍80被设置正对该固定板30的该固定槽301，以将该减压器10安全和稳固地保持在该固定板30。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置的该固定板30具有一个内侧壁311和一个外侧壁312，其中该固定槽301被形成在该固定板31的该内侧壁311，该支撑件50的该固定端51被设置在该固定板30的该内侧壁311。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置的该固定板30的该固定槽301和该固定箍80的该箍定部82均具有一个弧形剖面，且该箍定部82的弧形剖面正对该固定槽301的弧形剖面，从而使得该减压器10被该固定板30和该固定箍80相互配合环抱。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置的该固定板30进一步包括一个支托31，其中该支托31被设置在该固定槽301，且该支托31被设置自该固定板30的内侧壁311延伸，其中该减压器10被设置在该支托31，以使该减压器10被该支托31支撑在该固定槽301。

如附图之图2至图5所示，依本实用新型较佳实施例的氢燃料电池供氢装置的该供氢管20和该减压器10之间通过螺纹连接、卡套连接或过盈连接的方式连接在一起。可以理解，该供氢管20和该减压器10之间仍可通过其它合适的连接方式相连接在一起，以使该供氢管20的该连接端21能够与该减压器10的该氢气出口102相连通。

在本实用新型的一些实施例中，该固定板30进一步具有一组标识，其中该标识被设置在该固定板30的该外侧壁312，以便于使用者或操作人员识别和防止其误操作。可以理解，该标识可以是文字、图案或其它合适的可识别信息，如在该排气阀62的固定位置对应的该固定板30的外侧壁312的相应位置标记文字“排气阀”，或在该减压器10的固定位置对应的该固定板30的外侧壁312的相应位置标记文字“减压器”。

在本实用新型的另一些实施例中，该固定板30进一步具有一组安装孔302，以便于将排气阀62和该控制阀70固定在该固定板30。

值得注意的是，本实用新型氢燃料电池供氢装置极大地简化了现有供氢装置的结构，使氢燃料电池的供氢装置的各个部件在空间的分布更为合理，更方便使用者或操作人员的使用。同时，本实用新型氢燃料电池供氢装置不但能够控制向氢燃料电池堆的氢气供应，还能在实现氢气供应的同时，对氢气进行减压调节。其次，本实用新型氢燃料电池供氢装置的排气阀62和该泄压阀42，使其在燃料电池持续运行或停止工作状态时，均能保持燃料电池处于安全、稳定状态。再次，由于本实用新型氢燃料电池供氢装置的结构得到优化，整体结构占用空间更小，使得该燃料电池供氢装置更适于机动车，尤其适用于对空间要求高的燃料电池汽车。另一方面，该燃料电池供氢装置的结构集成、体积较小，更便于存储和运输，并能够减少运输过程中燃料电池的可能损坏。最后，本实用新型氢燃料电池供氢装置的部件连接位置明显减少，极大减低整体结构的氢气泄漏风险，并使检查和维修的难度降低。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。

本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。