阅读说明：本技术 一种新型便携式化学氢气燃料盒 (Novel portable chemical hydrogen fuel box ) 是由 叶龙 刘艺培 候向理 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：一种新型便携式化学氢气燃料盒,包括开设有进水口与出气口的燃料盒本体,燃料盒本体内沿氢气的运动方向依次分为：制备腔：制备腔内设置有用于制备氢气的反应装置,反应装置上开设有输水口和若干个出气孔；除水腔：除水腔一端与制备腔连通,另一端与过滤腔连通,除水腔与过滤腔间设置有阻水透气层；过滤腔：过滤腔远离所述除水腔一端处设置有干燥层,该燃料盒具有产氢迅速可控并可同时除水干燥的特点,控制简便、携带方便。(The utility model provides a novel portable chemical hydrogen fuel box, is including the fuel box body of seting up water inlet and gas outlet, this internal motion direction along hydrogen of fuel box divide into in proper order: preparing a cavity: a reaction device for preparing hydrogen is arranged in the preparation cavity, and a water delivery port and a plurality of air outlet holes are formed in the reaction device; a water removing cavity: one end of the dewatering cavity is communicated with the preparation cavity, the other end of the dewatering cavity is communicated with the filtering cavity, and a water-blocking breathable layer is arranged between the dewatering cavity and the filtering cavity; a filter chamber: the end of the filter cavity far away from the dewatering cavity is provided with the drying layer, the fuel box has the characteristics of rapid and controllable hydrogen production, dewatering and drying at the same time, simple and convenient control and convenient carrying.)

一种新型便携式化学氢气燃料盒

技术领域

本发明属于氢气制备与供应技术领域，具体涉及一种新型便携式化学氢气燃料盒。

背景技术

目前针对便携式燃料电池野外用氢困难，有几种应急供氢方案，氢瓶储氢、储氢材料储氢、甲醇重整制氢、化学制氢（硼氢化钠）等方式；由于重甲醇制氢存在设备体积重量较大，造价高昂、启动时间长等缺点，无法满足气象制氢的便携要求，如授权号为CN202808344的文件公开的一种高效制氢系统就存在上述问题；而以目前硼氢化钠制氢为主的化学制氢系统，如授权号为CN204022465的文件公开了一种便携式制氢-供氢系统，包括贮有制氢剂的储料容器、作为供制氢场所的反应器和用于过滤并生成氢气的净化装置，但是该方案制备的氢气中携带大量的水汽，且向反应器中添加反应物和倒出残留物极不方便，反应制氢效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型便携式化学氢气燃料盒，该燃料盒具有产氢过程中可同时除水干燥的特点，控制简便、携带方便。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型便携式化学氢气燃料盒，包括开设有进水口与出气口的燃料盒本体，燃料盒本体内沿氢气的运动方向依次分为：

制备腔：制备腔内设置有用于制备氢气的反应装置，反应装置上开设有输水口和若干个出气孔；

除水腔：除水腔一端与制备腔连通，另一端与过滤腔连通，除水腔与过滤腔间设置有阻水透气层；

过滤腔：过滤腔远离所述除水腔一端处设置有干燥层。

在本方案设计中，通过将燃料盒内部空间沿氢气运动的方向分为三个腔室：制备腔、除水腔、过滤腔，使得制备的气体依次经过各个腔室进行除水、干燥处理，使得制备的氢气的纯度更高，且除水、干燥的效率更高。

进一步地，除水腔内还设置有第一隔板，第一隔板上开设有连接输气管道的输气口，输气管道上安装有调速阀。

在本方案设计中，隔板的设置将除水腔中的一部分空间变成气体预存空间，气体在预存空间内富集，通过调速阀调速送入至阻水透气层处，使在阻水透气层处堆积的气体可控，有利于气体通过阻水透气层，使得除水的效率更高，同时，若气体大量在阻水透气层处堆积易产生氢气***，该设计可减少安全隐患。

进一步地，反应装置上设置有穿设过输水口的输水管，输水管位于反应装置的内部的段部上开设有若干个出水孔；或反应装置上设置有穿设通过反应装置本体的输水管，输水管位于反应装置的内部的段部上开设有若干个出水孔。

优选地，输水管与设置在燃料盒本体侧壁上的固定管可拆卸连接，优选为螺纹连接，燃料盒本体上可开设有出料口，出料口处设置有顶盖。

在本方案设计中，反应装置整体可整体拆卸，便于反应材料的添加、反应装置的检查等操作，反应装置通过输水管与固定安装在燃料盒内表壁上的固定管的可拆卸连接实现整体拆装功能。

优选地，反应装置包括第一壳体、第二壳体，以及用于固定第一壳体和第二壳体的连接处的紧固件，输水口设置在第一壳体和第二壳体的连接处。

优选地，紧固件包括第一固定件和第二固定件，第一固定件和第二固定件的连接处开设有通孔用于输水管的通过。

在本方案设计中，第一壳体和第二壳体通过固定件固定拼合成一个完整的盒体，在更换反应材料时，只需将固定件拆下即可方便添加或更换反应材料，十分方便；紧固件包括用于固定第一壳体和第二壳体在竖直方向/纵向的连接的第一固定件和用于固定第一壳体和第二壳体在水平方向/横向的连接的第二固定件，具体地，为四端都具有凸起块的“十”字型结构。

进一步地，第一固定件和第二固定件的端部设置有弹性件，弹性件包括设置在开设在第一固定件或第二固定件端部凸起块表面的固定块、设置在开设在固定块表面的固定槽内的弹性块、与弹性块连接的活动杆，活动杆通过设置在固定槽侧壁表面开设的活动槽内的固定杆在所述活动槽内移动。

进一步地，固定杆上套设有弹簧，弹簧一端与活动槽槽壁连接，另一端与活动杆连接。

优选地，燃料盒装置包含硼氢化钠与催化剂混合的主要制氢原料，其中催化剂主要用于催化硼氢化钠水解制氢，是一种以多种活性金属负载为主的催化剂。

优选地，阻水透气层的材料主要为疏水材料，如聚四氟乙烯等；干燥层主要为吸水材料，如分子筛等。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本方案设计的燃料盒具有产氢迅速可控、可同时除水干燥的特点，控制简便、携带方便，除此之外，反应装置可整体或部分拆卸，便于反应材料的添加、替换，同时，整个燃料盒相比传统的制备氢气燃料盒的安全隐患更低，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中反应装置的结构示意图。

图3为本发明中反应装置的结构示意图。

图4为本发明中紧固件的结构示意图。

图5为本发明中弹性件的结构示意图。

附图说明：制备腔a、除水腔b、过滤腔c、1燃料盒、11进水口、12出气口、13阻水透气层、14干燥层、15第一隔板、16输气管道、161调速阀、17固定管、171水泵、172外螺纹、173第一轴承、2反应装置、21输水口、22出气孔、23第一壳体、231出料口、232顶盖、24第二壳体、25输水管、251出水孔、252第二轴承、26紧固件、261第一固定件、262第二固定件、263通孔、264弹性件、264a固定块、264a-1固定槽、264a-2活动槽、264b弹性块、264b-1活动杆、264b-2连接块、264b-3固定杆、264b-4弹簧。

具体实施方式

实施例1

如附图1~3所示，一种新型便携式化学氢气燃料盒，燃料盒本体1顶部开设有出气口12，侧壁下端开设有进水口11，在燃料盒本体1内顶部设置有反应装置2，反应装置2上开设有若干个出气孔22、一个输水口21以及一个安装有顶盖232的出料口231，输水口21与输水管25连接，输水管25与安装在燃料盒1侧壁上的固定管17连接，用于向反应装置2内输水，固定管17与燃料盒1侧壁的连接处套设有第一轴承173，且固定管17上安装有可调节水量的水泵171，用于控制水的输送量，输水管25位于反应装置本体2内的端头封闭，输水管25上位于反应装置2内的管段上开设有若干个出水孔251，使得水在加入时尽量均匀与反应材料接触，使得反应更彻底。

在反应装置上依次在燃料盒本体1侧壁上安装有第一隔板15、阻水透气层13和干燥层14，第一隔板15上开设有带有调速阀161的输气管道16用于定速向上输送气体，减少氢气在阻水透气层处的堆积造成易***的隐患，具体地，第一隔板15、阻水透气层13可为倒“V”型的屋顶式结构，阻水透气层13这样设置可加强氢气与阻水透气层的接触，增加除水效率，第一隔板15这样设计有利于增加暂存腔的气体储量，同时也可让掉落在第一隔板15上的水向两侧滑落，通过设置在第一隔板15最低处的排水口排水。

在本实施例中，阻水透气层为聚四氟乙烯，干燥层为内部由分子筛填充构成的透气式干燥层。

本实施例的工作原理：

用泵将水缓缓注入反应装置内，水接触物料立刻反应制氢，氢气通过出气孔向上运动，依次通过输气管道、阻水透气层、干燥层，最后从燃料盒顶端的出气口排出，水汽聚集在阻水透气层处掉落至第一隔板处从排水口流出。

实施例2

如附图3~5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，反应装置2在水平方向上穿设通过一个输水管25，输水管25与反应装置2的连接处套设有第二轴承25，输水管25两端设置有内螺纹，固定安装在燃料盒1内侧壁上的固定管17靠近反应装置2处设置有相匹配的外螺纹，输水管25与固定管17连接以此使反应装置2固定且水通过固定管17流入输水管25内，输水管25位于反应装置2内部的管段上开设有若干个大小一致的出水孔251，使得水在加入时尽量均匀与反应材料接触，使得反应更彻底，同时由于螺纹连接，反应装置2可拆卸安装，方便反应材料的添加替换。

为了更加方便材料的更换，反应装置由上部的第一壳体23和下部的第二壳体24拼合而成，紧固件26用于第一壳体和第二壳体两端的加固连接，紧固件26分为竖直方向紧固的第一固定件261和水平方向紧固的第二紧固件，第一固定件和第二固定件中心处焊接，构成一个“十”字型紧固件，在中心处开设有通孔263用于输水管25的通过，紧固件26的四端设置有弹性件264用于进一步弹性加固，弹性件264包括设置在紧固件26端部表面的固定块264a、设置在开设在固定块表面的固定槽264a-1内的弹性块264b、与弹性块连接的连接块264b-2，与连接块264b-2连接的活动杆264b-1，活动杆264b-1上开设有通道使固定杆264b-3通过，固定杆264b-3安装在固定槽264a-1槽壁开设的活动槽264a-2内，固定杆264b-3上套设有弹簧264b-4，弹簧264b-4一端与活动槽264a-2槽壁连接，另一端与活动杆264b-1连接。

本实施例的工作原理与实施例1相同。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于，反应装置由左部的第一壳体和右部的第二壳体拼合而成（未在附图中标出），紧固件用于第一壳体和第二壳体两端的加固连接，紧固件分为纵向紧固的第一固定件和横向紧固的第二紧固件，第一固定件和第二固定件中心处焊接，构成一个“十”字型紧固件，在中心处开设有通孔用于出料口的通过。

本实施例的工作原理与实施例1相同。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。