專利名稱：車載制氫加氫站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制氫加氫站，特別是指一種車載制氫加氫站。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外的制氫加氫站最常見的形式是地面固定式制氫加氫站，其把制氫、壓縮、儲(chǔ)氫、加氫的設(shè)備分別放在建筑物里，形成固定式的加氫站，車輛要開到站內(nèi)加氫，適于車輛較多或公交單位使用，但此種加氫站投資大，占地面積大，機(jī)動(dòng)性差。
另外，還有一種地面制氫的車載加氫站，把制氫的龐大設(shè)備留在地面，建成地面制氫站或者制氫公司，把壓縮、儲(chǔ)氫和加氫設(shè)備放到專用車上，雖然機(jī)動(dòng)性有所提高，但是仍需要往返于制氫站與加氫點(diǎn)之間，持續(xù)供應(yīng)氫氣的能力有其局限性。當(dāng)加氫點(diǎn)距離加氫站越遠(yuǎn)時(shí)，這種加氫站設(shè)計(jì)不足之處就越明顯。
因此，將制氫、壓縮、儲(chǔ)氫、加氫的設(shè)備裝到載重汽車上，組成可移動(dòng)的加氫站，適用于車輛較少、附近無地面制氫站的情形。顯然，將整套制氫、壓縮、儲(chǔ)氫、加氫的設(shè)備整合到一輛載重汽車的車廂中，其設(shè)計(jì)難度也很大，不僅需要盡量壓縮各組成設(shè)備的體積、重量，以符合載重汽車的規(guī)格，還需要盡量提高輸出氫氣的壓力，以滿足氫氣使用單位的要求。
為此，由清華大學(xué)牽頭設(shè)計(jì)，由天津大陸制氫設(shè)備有限公司、北京天高隔膜壓縮機(jī)有限公司、北京科泰克科技有限責(zé)任公司、北京長空機(jī)械有限責(zé)任公司、北京汽車工業(yè)集團(tuán)公司福田歐曼專用車部和河北南星氣體設(shè)備有限公司六家單位聯(lián)合研制，成功地設(shè)計(jì)出本發(fā)明車載制氫加氫站。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種車載制氫加氫站，將整套制氫、加氫設(shè)備整合在一輛載重汽車的車廂內(nèi)，可適用于車輛較少、附近無地面制氫站的情形。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種車載制氫加氫站，其特征在于其包括專用運(yùn)輸車，所述的專用運(yùn)輸車的車廂內(nèi)設(shè)有依次連通的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)；所述的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)均與一個(gè)控制系統(tǒng)電連接；所述的專用運(yùn)輸車設(shè)有變壓器將外部電源導(dǎo)入并分配給所述的緊縮型水電解設(shè)備、專用氫氣壓縮機(jī)、氫氣售氣機(jī)以及所述的控制系統(tǒng)。
其中所述的專用運(yùn)輸車的車廂分為四室，從車頭一側(cè)到車尾一側(cè)分為依次相連的制氫室、壓縮室、儲(chǔ)氫室以及售氫室，各室之間設(shè)有隔墻。
其中所述的緊縮型水電解設(shè)備安裝在所述的制氫室內(nèi)；所述的低壓儲(chǔ)氫罐組和專用氫氣壓縮機(jī)設(shè)置在所述的壓縮室中；所述的高壓儲(chǔ)氫罐組設(shè)置在所述的儲(chǔ)氫室中；所述的售氣機(jī)設(shè)置在所述的售氫室中。
其中所述的緊縮型水電解設(shè)備設(shè)有進(jìn)水管，以供將自來水注入儲(chǔ)水設(shè)備中。
其中所述的高壓儲(chǔ)氫罐組分為第一儲(chǔ)氫罐組和第二儲(chǔ)氫罐組，所述的第一儲(chǔ)氫罐組和第二儲(chǔ)氫罐組并聯(lián)在所述的專用氫氣壓縮機(jī)與專用氫氣壓縮機(jī)之間；在第一儲(chǔ)氫罐組以及第二儲(chǔ)氫罐組與壓縮機(jī)的連接管道上設(shè)置有一個(gè)電磁閥；在第一儲(chǔ)氫罐組以及第二儲(chǔ)氫罐組與所述的售氣機(jī)之間設(shè)置有另外一個(gè)電磁閥。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是將整套制氫、加氫設(shè)備整合在一輛載重汽車的車廂內(nèi)，可適用于車輛較少、附近無地面制氫站的情形。


圖1是本發(fā)明載重汽車車廂劃分示意圖；圖2是本發(fā)明各組成部件在布置車廂中的示意圖。
附圖標(biāo)記說明1-專用運(yùn)輸車；11-制氫室；12-壓縮室；13-儲(chǔ)氫室；14-售氫室；2-緊縮型水電解設(shè)備；3-低壓儲(chǔ)氫罐組；4-專用氫氣壓縮機(jī)；5-高壓儲(chǔ)氫罐組；51-第一儲(chǔ)氫罐組；52-第二儲(chǔ)氫罐組；6-氫氣售氣機(jī)。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，是本發(fā)明車載制氫加氫站的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括專用運(yùn)輸車1、緊縮型水電解設(shè)備2、低壓儲(chǔ)氫罐組3、專用氫氣壓縮機(jī)4、高壓儲(chǔ)氫罐組5以及氫氣售氣機(jī)6，且所述的緊縮型水電解設(shè)備2、低壓儲(chǔ)氫罐組3、專用氫氣壓縮機(jī)4、中壓儲(chǔ)氫罐、高壓儲(chǔ)氫罐組5以及氫氣售氣機(jī)6均與一個(gè)控制系統(tǒng)電連接。
所述的專用運(yùn)輸車1選擇的是北汽集團(tuán)公司歐曼重型汽車改裝而成，型號(hào)為BJ1258VMJP，其載重可以滿足本發(fā)明制氫加氫站設(shè)備總重(約20噸)的需要。如圖2所示，所述的專用運(yùn)輸車1的車廂分為四室，從車頭一側(cè)到車尾一側(cè)分為依次相連的制氫室11、壓縮室12、儲(chǔ)氫室13以及售氫室14，各室之間有隔墻，以有利于安全，如果淺露氫氣不會(huì)串通，每室都有通風(fēng)設(shè)備，有微量氫氣出現(xiàn)就會(huì)通過氫氣測報(bào)儀自動(dòng)打開風(fēng)機(jī)，迅速將室內(nèi)氣體排出室外。所述的緊縮型水電解設(shè)備2安裝在所述的制氫室11內(nèi)；所述的低壓儲(chǔ)氫罐組3和專用氫氣壓縮機(jī)4設(shè)置在所述的壓縮室12中；所述的高壓儲(chǔ)氫罐組5設(shè)置在所述的儲(chǔ)氫室13中；所述的氫氣售氣機(jī)6設(shè)置在所述的售氫室14中。所述的專用運(yùn)輸車1上設(shè)有變壓器，可將3-380V交流電接入并轉(zhuǎn)為直流電，提供給制氫、壓縮、加氫設(shè)備以及控制系統(tǒng)使用。
所述的緊縮型水電解設(shè)備2是天津大陸制氫設(shè)備有限公司為本發(fā)明所特別設(shè)計(jì)的，制氫的原料是電和水，3-380V交流電接入電源的接受部分，電源能力為600KVA，所述的緊縮型水電解設(shè)備2設(shè)有進(jìn)水管以供自來水接入，供水能力115kg/h。所述的緊縮型水電解設(shè)備2整體質(zhì)量為10噸，外型尺寸為3.0×2.7×2.5米，當(dāng)其制得的氫氣壓力達(dá)到kg/cm2時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，將氫氣往所述的低壓儲(chǔ)氫罐組3輸出。
所述的低壓儲(chǔ)氫罐組3為普通氫氣儲(chǔ)罐，在本實(shí)施例中，取用3個(gè)700×2.5的普通氫氣儲(chǔ)罐。當(dāng)?shù)蛪簝?chǔ)氫罐組3內(nèi)氫氣壓力達(dá)到25kg/cm2時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，將氫氣往所述的專用氫氣壓縮機(jī)4輸送。
所述的專用氫氣壓縮機(jī)4是北京天高隔膜壓縮機(jī)有限公司為本發(fā)明所研制的專用設(shè)備，其型號(hào)為D130V150-450，整體質(zhì)量為3.7噸，外型尺寸為2.5×2.0×1.6米，其生產(chǎn)能力為110Nm3/h，進(jìn)口壓力25kg/cm2，出口壓力450kg/cm2，用水冷卻，生產(chǎn)過程自動(dòng)控制。
壓力為450kg/cm2的氫氣從專用氫氣壓縮機(jī)4中出來，輸入到高壓儲(chǔ)氫罐組5中。本發(fā)明采用的高壓儲(chǔ)氫罐是由沈陽斯林達(dá)安科新技術(shù)有限公司生產(chǎn)，可承受壓力450kg/cm2，容量為200L。
所述的高壓儲(chǔ)氫罐組5輸出端與所述的氫氣售氣機(jī)6連通。所述的氫氣售氣機(jī)6是北京長空機(jī)械有限責(zé)任公司為本發(fā)明所研制的專用設(shè)備，其型號(hào)為IYO45A-1。
在本發(fā)明實(shí)際使用時(shí)，可以將高壓儲(chǔ)氫罐組5區(qū)分為第一儲(chǔ)氫罐組51(例如3個(gè))和第二儲(chǔ)氫罐組52(例如19個(gè))，然后在第一儲(chǔ)氫罐組51以及第二儲(chǔ)氫罐組52與專用氫氣壓縮機(jī)4的連接管道上設(shè)置一個(gè)電磁閥。所述的專用氫氣壓縮機(jī)4先給第一儲(chǔ)氫罐組51充氣，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到第一儲(chǔ)氫罐內(nèi)氫氣壓力達(dá)到350kg/cm2時(shí)，自動(dòng)使用所述的電磁閥轉(zhuǎn)向第二儲(chǔ)氫罐組52充氣，只到第二儲(chǔ)氫罐組52內(nèi)氫氣壓力達(dá)到450kg/cm2時(shí)，停止工作。相應(yīng)的，第一儲(chǔ)氫罐組51以及第二儲(chǔ)氫罐組52與所述的氫氣售氣機(jī)6之間也設(shè)置有另外一個(gè)電磁閥，氫氣售氣機(jī)6首先使用第二儲(chǔ)氫罐組52內(nèi)的氫氣給購氫車輛充氣，待氣壓平衡以后，使用所述的另外一個(gè)電磁閥作切換動(dòng)作，采用第一儲(chǔ)氫罐組51給購氫車輛充氣，使其充氣氣壓達(dá)到350kg/cm2或者更高。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了制氫過程全程自動(dòng)控制，當(dāng)水電到位后電解設(shè)備開始工作，當(dāng)?shù)蛪簝?chǔ)氫罐組3壓力不足15kg/cm2時(shí)，專用氫氣壓縮機(jī)4開始起動(dòng)，達(dá)到25kg/cm2時(shí)穩(wěn)定生產(chǎn)，超過25kg/cm2時(shí)，專用氫氣壓縮機(jī)4停止工作；當(dāng)專用氫氣壓縮機(jī)4出口壓力達(dá)到450kg/cm2時(shí)，開始向高壓儲(chǔ)氫罐組5充氣，充滿后，專用氫氣壓縮機(jī)4和電源設(shè)備自動(dòng)停機(jī)。
唯一用人力手工操作的是用加氫槍給車上加氫，人力操作過程有四步一是手工取出輸氣軟管，使充氣槍插入車上的接受位置；二是手工按動(dòng)氫氣售氣機(jī)6數(shù)碼板，指示充氫容量，可同時(shí)讀出售氫價(jià)格，三是扭動(dòng)充氣槍開關(guān)自動(dòng)充氫，先由350kg/cm2的第二儲(chǔ)氫罐組52給購氫車輛上的儲(chǔ)罐充氫，達(dá)到平衡后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為450kg/cm2的第一儲(chǔ)氫罐組51補(bǔ)充加壓，購氫車輛上的儲(chǔ)罐達(dá)到350kg/cm2之后自動(dòng)停機(jī)；第四步是把充氣管和充氣槍放回原處，因充氣槍有彈簧回位裝置，消耗體力是有限的。
如此自動(dòng)化的制氫和壓縮，僅用手工去加氫，同加油站和天然氣站使用情況相同，能夠達(dá)到自動(dòng)化控制，不僅節(jié)省人力和安全，更主要是溫度、壓力、時(shí)間等所有參數(shù)準(zhǔn)確按工藝執(zhí)行。
以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求可限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車載制氫加氫站，其特征在于其包括專用運(yùn)輸車，所述的專用運(yùn)輸車的車廂內(nèi)設(shè)有依次連通的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)；所述的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)均與一個(gè)控制系統(tǒng)電連接；所述的專用運(yùn)輸車設(shè)有變壓器將外部電源導(dǎo)入并分配給所述的緊縮型水電解設(shè)備、專用氫氣壓縮機(jī)、氫氣售氣機(jī)以及所述的控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載制氫加氫站，其特征在于所述的專用運(yùn)輸車的車廂分為四室，從車頭一側(cè)到車尾一側(cè)分為依次相連的制氫室、壓縮室、儲(chǔ)氫室以及售氫室，各室之間設(shè)有隔墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載制氫加氫站，其特征在于所述的緊縮型水電解設(shè)備安裝在所述的制氫室內(nèi)；所述的低壓儲(chǔ)氫罐組和專用氫氣壓縮機(jī)設(shè)置在所述的壓縮室中；所述的高壓儲(chǔ)氫罐組設(shè)置在所述的儲(chǔ)氫室中；所述的售氣機(jī)設(shè)置在所述的售氫室中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載制氫加氫站，其特征在于所述的緊縮型水電解設(shè)備設(shè)有進(jìn)水管，以供將自來水注入儲(chǔ)水設(shè)備中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載制氫加氫站，其特征在于所述的高壓儲(chǔ)氫罐組分為第一儲(chǔ)氫罐組和第二儲(chǔ)氫罐組，所述的第一儲(chǔ)氫罐組和第二儲(chǔ)氫罐組并聯(lián)在所述的專用氫氣壓縮機(jī)與專用氫氣壓縮機(jī)之間；在第一儲(chǔ)氫罐組以及第二儲(chǔ)氫罐組與壓縮機(jī)的連接管道上設(shè)置有一個(gè)電磁閥；在第一儲(chǔ)氫罐組以及第二儲(chǔ)氫罐組與所述的售氣機(jī)之間設(shè)置有另外一個(gè)電磁閥。
全文摘要
本發(fā)明是一種車載制氫加氫站，其特征在于其包括專用運(yùn)輸車，所述的專用運(yùn)輸車的車廂內(nèi)設(shè)有依次連通的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)；所述的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)均與一個(gè)控制系統(tǒng)電連接；所述的專用運(yùn)輸車設(shè)有變壓器將外部電源導(dǎo)入并分配給所述的緊縮型水電解設(shè)備、專用氫氣壓縮機(jī)、氫氣售氣機(jī)以及所述的控制系統(tǒng)。本發(fā)明將整套制氫、售氫設(shè)備裝載在一輛載重汽車的車廂內(nèi)，極大的提高了制氫、售氫靈活性。
文檔編號(hào)B60S5/00GK101041350SQ200710098598
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者袁家楨 申請人:袁家楨