技术领域

本发明涉及一种制氢装置，特别是涉及一种氢燃料电池可控制氢装置。

背景技术

氢燃料电池作为一种无污染、零排放的清洁新能源应用越来越广泛。氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。现有制氢方法多种多样，采用铝、镁等金属及其合金作为原料，在常温中性条件下与水反应产生氢气，具有成本低廉、携带方便、使用安全等优势，由该方法产生的氢气供给氢燃料电池，能够很好地解决偏远地区、海岛、野外作业、部队作战等电网达不到地区的用电需求。

申请号为CN201410467867.8的现有技术提供了一种基于铝合金与水反应的可控制氢装置，该装置结构简单，但是需要多个阀门进行频繁的开关动作，以控制氢气的产生量和消耗量，无法满足连续供气的需求，过多阀门的开关动作后其密封性能难以保证，存在氢气泄漏的安全隐患，该发明采用反应网承载铝合金小球，铝合金小球加入量无法精确控制，因此造成该制氢装置的可控精度较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氢燃料电池可控制氢装置，该装置结构简单、集成度高、易于维护、成本低廉，同时制氢过程自动进行，操作简单，无需人工调节，反应过程可控精度高，缓慢平稳安全，不会造成装置内压力过大。

为了解决上述技术问题，本发明提供的氢燃料电池可控制氢装置，包括反应罐1、合金存储仓2、储水箱3和耗氢装置4；所述合金存储仓2内储存有合金小球7，所述合金存储仓2下端设置反应腔6，所述反应罐1和所述储水箱3通过连通口10相连通，所述的储水箱3内装有用于自动控制进水的浮球液位阀8，所述合金存储仓2上端和所述反应罐1上端均设有氢气出口,并通过三通12连接至所述耗氢装置4。

优选的，所述的三通12与所述的耗氢装置4相连接的管道上装有干燥器5。

优选的，所述的合金小球7为镓铝合金、锂铝合金、镁铝合金、铷铝合金、铯铝合金、铟锡铝合金中的一种。

优选的，所述的反应罐1底部设有用于废液回收利用的排放阀11。

优选的，所述的反应腔6为多孔网状结构。

优选的，所述的耗氢装置4为氢燃料电池。

采用上述技术方案的氢燃料电池可控制氢装置，储水箱用于储存去离子水，合金存储仓用于储存合金小球，且为密封结构，反应罐用于合金与水发生反应制氢，耗氢装置使用产生的氢气。反应罐和合金存储仓通过三通相连通，以增加合金存储仓上端压力，促进合金小球落至反应腔内，耗氢装置与三通的连通管路上连有干燥器，用于干燥氢气中所夹带的水分，合金存储仓下端设有反应腔，反应腔根据产氢速率和氢气消耗量设计成不同大小形状的合金小球承载区。储水箱与反应罐底部通过连通口相连通，内部设有自动进水的浮球液位阀，控制反应罐内的液位刚好与反应腔合金小球位置相齐平，促使两者在反应腔内进行反应制氢。

控制原理：随着制氢反应的进行，反应腔内最下端的合金小球消耗殆尽，反应罐内压力增加，此时反应罐内的部分液体被压缩至储水箱，从而使反应罐内液位低于反应腔，实现合金与水分离停止制氢反应，并且由于合金存储仓上端压力较大，促使合金存储仓内的合金小球落至反应腔最下端的位置；随着耗氢装置内氢气的消耗，压力逐渐减小，此时，通过储水箱内的浮球液位阀控制反应罐内水位在反应腔位置，合金小球与水接触再次进行制氢反应，储水箱内消耗的水通过进水口自动补偿至指定液位，如此往复进行可精确控制制氢速率。

本发明的有益效果如下：

1）本发明的制氢装置结构简单、集成度高、易于维护、成本低廉。

2）本发明无需人工频繁开关阀门进行合金小球和水的加入，反应过程无需任何操作，即可控制合金小球的精确加入和制氢反应过程的进行。

3）本发明通过精确控制合金小球的加入数量和时间，反应过程缓慢平稳安全，不会造成装置内压力过大，整体装置更加安全可靠。

4）本发明水的加入采用U型连通管连接至储水箱，储水箱采用自动加水浮球液位阀，可以灵活控制制氢过程水的补给，同时保证氢气的密封泄漏。

附图说明

图1为本发明装置制氢过程中的结构简图；

图2为本发明装置制氢完成后的结构简图；

其中，1反应罐，2合金存储仓，3储水箱，4耗氢装置，5干燥器，6反应腔，7合金小球，8浮球液位阀，9进水口，10连通口，11排放阀，12三通。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1：

如图1和图2所示的氢燃料电池可控制氢装置，包括反应罐1、合金存储仓2、储水箱3和耗氢装置4；所述合金存储仓2内储存有合金小球7，所述合金存储仓2下端设置反应腔6，所述反应罐1和所述储水箱3通过连通口10相连通，所述的储水箱3内装有用于自动控制进水的浮球液位阀8，所述合金存储仓2上端和所述反应罐1上端均设有氢气出口,并通过三通12连接至所述耗氢装置4。

优选的，所述的三通12与所述的耗氢装置4相连接的管道上装有干燥器5。

优选的，所述的合金小球7为镓铝合金、锂铝合金、镁铝合金、铷铝合金、铯铝合金、铟锡铝合金中的一种。

优选的，所述的反应罐1底部设有用于废液回收利用的排放阀11。

优选的，所述的反应腔6为多孔网状结构。

优选的，所述的耗氢装置4为氢燃料电池。

合金存储仓2中储存的物料为铝镓合金，随着制氢反应的进行，反应腔6内的合金小球7消耗殆尽，反应罐内压力增加，此时反应罐1内的部分液体被压缩至储水箱3，从而使反应罐1内液位低于反应腔6，实现合金小球7与水分离停止制氢反应，并且由于合金存储仓2上端压力较大，促使合金存储仓2内的合金小球7落至反应腔6最下端的位置；随着耗氢装置4内氢气的消耗，反应罐内压力逐渐减小，此时，通过储水箱3内的浮球液位阀8控制反应罐1内水位在反应腔6下端位置，合金小球7与水接触再次进行制氢反应，储水箱3内消耗的水通过进水口9自动补偿至指定液位，如此往复进行可精确控制制氢速率。

实施例2：

氢燃料电池可控制氢装置和反应过程同实施例1，其主要区别在于合金存储仓2中储存的物料为镁铝合金。

实施例3：

氢燃料电池可控制氢装置和反应过程同实施例1，其主要区别在于合金存储仓2中储存的物料为铷铝合金。

实施例4：

氢燃料电池可控制氢装置和反应过程同实施例1，其主要区别在于合金存储仓2中储存的物料为铟锡铝合金。