一种便携式化学制氢机的制作方法

本实用新型属于制氢设备技术领域，具体涉及一种便携式化学制氢机。

背景技术：

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，需要供氢系统为其发电提供稳定、可靠的氢气供给，目前应对燃料电池野外用氢困难，有若干种用氢方案，其中以硼氢化物水解制氢为主的的化学制氢以产氢纯度高、额外功耗少、可支持无限续航等优点引起广泛关注，而要将化学制氢应用于野外环境，则需要便携式制氢设备以便实时实地制氢。

现有的便携式制氢设备并不能很好地应用于野外燃料电池供氢，例如cn102167285a公开的便携式安全可控的水解制氢装置，为目前较为普遍的化学制氢设备，包括反应器、储水罐和管路，反应器与储水罐之间设有微型泵，反应器上设有进水口和出气口，出气口连通压力传感器和冷凝干燥器，该装置管路多，体积大，携带转移不易，而且转移过程可能会发生接口松动和管路挤压，影响制氢进程，存在安全隐患。

cn208200367u公开了一种便携式制氢供氢装置，包括储水容器和反应容器，反应容器放置于储水容器内，反应容器上连接有输水管，储水容器内储存的水经输水管输送至反应容器内，所述反应容器上设有第一出气口，所述储水容器上设有第二出气口。该装置将反应容器和储水容器一体化设计，体积大大缩小，同时省去了繁杂的管路，有效地提高了便携性，但是原料的添加不方便，需要拆卸储水容器和反应容器，费时费力，而且产氢效果不佳，氢气会携带大量水汽，无法直接使用，需要进行后续干燥处理，影响效率。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种便携式化学制氢机，具有体积小、稳定性好、携带转移方便、燃料替换简单、产氢效果好等优点。

为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种便携式化学制氢机，包括机壳，所述机壳一侧面向内凹陷，形成一用于放置燃料罐的容置部；所述容置部内设有一保护盖，所述保护盖活动连接于所述机壳，使得所述保护盖既可以隐藏于所述容置部，又可以在制氢时转移出容置部，为燃料罐提供放置空间；所述机壳内设有制氢部件，所述制氢部件包括进水管和出气管；所述保护盖包括盖壳、开口以及盖壳与开口之间的中空部；所述中空部并排设有两个固接于盖壳的快插母头，两个快插母头分别连接所述进水管和出气管；所述燃料罐的顶盖并排设有与所述快插母头插拔配合的两个快插公头；制氢时，保护盖的开口朝向燃料罐的顶盖，快插母头对应插入快插公头，使得进水管和出气管与所述燃料罐连通。

优选的，所述保护盖为一滑盖；所述滑盖的开口朝下；所述滑盖通过连接部活动连接于所述机壳，所述连接部的一端固接于所述滑盖，另一端滑动连接于所述机壳，或者所述连接部的一端固接于所述机壳，另一端滑动连接于所述滑盖，使得滑盖能于所述容置部进行升降。

优选的，所述盖壳具有与所述机壳的凹陷面契合的贴合面；所述连接部为设置在所述贴合面的一个或者多个半圆形扣，所述凹陷面设有供所述半圆形扣上下移动的滑槽；所述滑槽具有底端和顶端，当所述半圆形扣处于底端时，滑盖隐藏于容置部；当所述半圆形扣处于顶端时，开口处在高于燃料罐顶盖的位置。

优选的，所述保护盖为一翻盖；所述盖壳包括柱状部和由柱状部侧面伸出的延伸部，所述开口设于柱状部底部，所述延伸部与所述机壳之间通过一铰接件连接，使得翻盖能相对于机壳进行旋转；所述翻盖的旋转区域具有第一侧和第二侧，当翻盖处于第一侧时，所述开口朝向机壳的凹陷面，所述凹陷面上开设有供柱状部插入的接合口；当翻盖处于第二侧时，盖壳处于容置部外；制氢时，将翻盖旋转至开口朝向燃料罐顶盖的位置的同时，快插母头对应插入快插公头。

优选的，所述快插母头具有插口，所述插口上安装有用于卡合所述快插公头的卡位片；所述卡位片包括横向段以及设于所述横向段一侧的纵向段；所述横向段上开设有与所述插口连通的、直径大于所述快插公头的接口直径的通孔；所述纵向段的内侧固接有一横向设置的用于推动横向段滑动的弹簧，所述弹簧的末端固接于所述快插母头；所述通孔前端延伸出窄槽，所述窄槽内设有一用于限定卡合口大小的凸出部。

优选的，所述快插公头的接口设有与所述通孔进行卡合的环形槽。

优选的，所述纵向段的外侧设有推杆，所述推杆一端固接于所述纵向段另一端穿过保护盖的盖壳与一按压部固接。

优选的，所述制氢部件还包括风扇、温控器、设于进水管上的驱动泵、设于出气管出口的散热件、依次设于散热件后端的分水柱和干燥柱。

优选的，所述风扇安装于所述机壳上与凹陷面相对的面，所述凹陷面上设有与所述风扇相对的贯通口。

优选的，所述机壳内还设有一安装板，所述分水柱和干燥柱包括柱身以及设于柱身两侧的上套盖和下套盖,所述上套盖固接于安装板，所述柱身下端伸出机壳，所述下套盖处于所述机壳外。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过在机壳内设置制氢部件，机壳外设置可活动的保护盖实现了集成化设计，显著减小装置体积，携带转移方便，管路也得到隐藏，提高了安全性；只要将保护盖内的快插母头接上燃料罐的公头即可连通制氢管路，该结构一方面起到固定燃料罐的作用，另一方面也可以很好的保护燃料罐上的进水管和出气管，使其不受外界误触从而变形堵塞，而且燃料罐的更换极为便利，省时省力；产生的氢气在机壳内完成分水干燥，输出后可直接使用，产氢效果好，效率高。因此，在原料充足的情况下本实用新型能够保证长时间供氢，满足相应包括燃料电池等野外用氢设备的需求，具有较好的应用前景。

2、通过在快插母头设置卡位片，使快插母头和快插公头卡紧，防止进水管和出气管发生脱离，并确保密闭性；同时卡位片的设置不会影响快插母头的拔出，只要按压卡位片上的弹簧，即可将快插公头松开，操作便利。更加优化的，通过在快插公头上设置与卡位片进行卡合的环形槽，进一步提高快插母头和快插公头连接的紧密度。

3、通过将风扇正对燃料罐设置，机壳上设置贯通口，使得风扇并不仅能对机壳内部组件和环境进行散热，也能对机壳外的燃料罐进行散热，确保反应能够保持高效率；在低温环境，燃料罐的热量能通过贯通口更多地传递至机壳内，防止管路冻结。

4、通过将分水柱和干燥柱设置上、下套盖，并将下套盖设设置在机壳外，使得滤材更换和放水方便，分水管与干燥管可以设计组合成一体式，实现同时拆卸或者更换，使用更方便。

5、本实用新型制氢机可以和燃料电池发电系统适配，将温控器的温度控制以及驱动泵的信号控制都集中至发电系统控制电路板中，从而减小制氢机体积重量，提高轻量化和便携性。

附图说明

图1：实施例1所述滑盖式制氢机的立体结构图。

图2：实施例1所述滑盖式制氢机的内部组件图。

图3：图1中滑盖的结构示意图。

图4：图1中机壳的结构示意图。

图5：实施例2所述翻盖式制氢机的立体结构图。

图6：图5中翻盖的结构示意图。

图7：图5中机壳的结构示意图。

图8：实施例3所述快插母头和快插公头的结构示意图。

图9：图8中快插母头的仰视图。

图中：1-机壳，2-容置部，3-保护盖，4-燃料罐，5-驱动泵，6-散热件，7-分水柱，8-干燥柱，9-风扇，10-温控器；11-凹陷面，12-接合口，13-贯通口，14-安装板，15-滑槽，31-盖壳，32-开口，33-中空部，34-快插母头，35-连接部，36-铰接件，41-快插公头，101-温度探头；311-贴合面，312-上表面，313-柱状部，314-延伸部，341-插口，411-接口，412-环形槽；a-卡位片，a1-横向段，a2-纵向段，a3-通孔，a4-窄槽，a5-凸出部，a6-弹簧，a7-推杆，a8-按压部。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步的说明。

实施例1

一种便携式化学制氢机，如图1-4所示，为滑盖式制氢机，包括机壳1，所述机壳1内设有制氢部件，所述制氢部件包括进水管和出气管；所述机壳1一侧面向内凹陷，形成一用于放置燃料罐4的容置部2；燃料罐4中内有制氢原料如硼氢化钠、硼氢化钾、硅铁粉或者其他水解制氢的原料；所述容置部2内设有一保护盖3，本实施例中，保护盖3为一滑盖，所述滑盖包括盖壳31、开口32以及盖壳31与开口32之间的中空部33；所述盖壳31具有与所述机壳1的凹陷面11契合的贴合面311以及水平设置的上表面312；所述开口32朝下；所述滑盖通过连接部35活动连接于所述机壳1，所述连接部35为设置在所述贴合面311的两个对称分布的半圆形扣，所述凹陷面11设有供所述半圆形扣上下移动的滑槽15；所述滑槽15具有底端和顶端，当所述半圆形扣处于底端时，滑盖隐藏于容置部2，且上表面311与机壳1的上表面持平；当所述半圆形扣处于顶端时，开口32处在高于燃料罐4顶盖的位置；所述中空部33并排设有两个固接于盖壳31的快插母头34，两个快插母头34分别连接所述进水管和出气管；所述燃料罐4的顶盖并排设有与所述快插母头34插拔配合的两个快插公头41。

所述制氢部件还包括风扇9、温控器10、设于进水管上的驱动泵5、设于出气管出口的散热件6（本实施例中，散热件6为散热铝管）、依次设于散热件6后端的分水柱7和干燥柱8；所述风扇9安装于所述机壳1上与凹陷面11相对的面，所述凹陷面11上设有与所述风扇9相对的贯通口13；所述机壳1内还设有一安装板14，所述分水柱7和干燥柱8包括柱身以及设于柱身两端的上套盖和下套盖,所述上套盖固接于安装板14，所述柱身下端伸出机壳1，所述下套盖处于所述机壳1外，所述上套盖和下套盖分别与柱身可拆卸连接；所述安装板14还装有一温度探头101，所述温度探头101和所述风扇9与所述温控器10电性连接；所述进水管的入口端伸出机壳1与水袋连接。

上述滑盖式制氢机的工作原理：日常携带时，制氢机滑盖不升起，整体形状小巧，收纳携带简单方便；当需要制氢时，升起滑盖，插入燃料罐4，然后降下滑盖，使滑盖上两个快插母头34接上燃料罐的快插公头41，进而使进水管和出气管与所述燃料罐4连通；水袋的水通过驱动泵5经进水管打入燃料罐4，燃料罐4中原料与水发生化学反应产生氢气，氢气经过散热件6散热冷凝，分水柱7分水，干燥柱8干燥，最后输出；温度探头101位于燃料罐4和风扇9之间测量空气温度，当温度探头101探测温度受燃料罐化学反应产热影响提高到设定温度值时，反馈给温控器10开启风扇9进行散热。

实施例2

一种便携式化学制氢机，如图5-7所示，为翻盖式制氢机，包括机壳1，所述机壳1内设有制氢部件，所述制氢部件组成同实施例1；所述机壳1一侧面向内凹陷，形成一用于放置燃料罐4的容置部2；燃料罐4中内置制氢原料如硼氢化钠、硼氢化钾、硅铁粉或者其他水解制氢的原料；所述容置部2内设有一保护盖3，本实施例中，保护盖3为一翻盖，所述翻盖包括盖壳31、开口32以及盖壳31与开口32之间的中空部33；所述盖壳31包括柱状部313和由柱状部313侧面伸出的延伸部314，所述开口32设于柱状部313底部，所述延伸部314与所述机壳1的凹陷面11之间通过一铰接件36连接，使得翻盖能相对于机壳1进行旋转；所述翻盖的旋转区域具有第一侧和第二侧，当翻盖处于第一侧时，所述开口32朝向机壳1的凹陷面11，所述凹陷面11上开设有供柱状部313插入的接合口12；当翻盖处于第二侧时，盖壳31处于容置部2外；所述中空部33并排设有两个固接于盖壳31的快插母头34，两个快插母头34分别连接所述进水管和出气管；所述燃料罐4的顶盖并排设有与所述快插母头34插拔配合的两个快插公头41。

上述翻盖式制氢机的工作原理：日常携带时，制氢机翻盖隐藏于容置部2，整体形状小巧，收纳携带简单方便；当需要制氢时，将翻盖翻出容置部2，插入燃料罐4，然后反向旋转翻盖，开口32朝向燃料罐4顶盖位置的同时，两个快插母头34对应插入快插公头41，进水管和出气管与所述燃料罐4连通；后续制氢过程同实施例1。

实施例3

一种便携式化学制氢机，基本构造同实施例1，区别在于：本实施例对快插母头和快插公头进行了优化，如图8-9所示，所述快插母头34具有插口341，所述插口341上安装有用于卡合所述快插公头41的卡位片a；所述卡位片a包括横向段a1以及设于所述横向段a1一侧的纵向段a2；所述横向段a1上开设有与所述插口341连通的、直径大于所述快插公头41的接口411直径的通孔a3；所述纵向段a2的内侧固接有一横向设置的用于推动横向段a1滑动的弹簧a6，所述弹簧a6的末端固接于所述快插母头34；所述通孔a3前端延伸出窄槽a4，所述窄槽a4内设有一用于限定卡合口大小的凸出部a5；所述快插公头41的接口411设有与所述通孔a3进行卡合的环形槽412。

弹簧a6需要一动力件推动压缩，本实施例中，动力件为一推杆a7，设置在所述纵向段a2的外侧表面正对弹簧a6的位置，所述推杆a7一端固接于所述纵向段a2，另一端穿过保护盖3的盖壳31与一按压部a8固接。

卡位片a的操作原理：在快插母头34与快插公头41接合前，手压住按压部a8，弹簧a6压缩，通孔a6与插口341的连通面积最大，快插公头41进入通孔a3，进而进入快插母头34；当滑盖3移动与燃料罐4接合的位置，释放按压部a8，弹簧a6回复，通孔a6与插口341的连通面积变小，凸出部a5对卡位片a限位，同时环形槽412与通孔a3卡合，快插公头41被锁紧。

实施例4

一种便携式化学制氢机，基本构造同实施例2，区别在于：本实施例的快插母头34和快插公头41的结构同实施例3。

本具体实施方式仅仅是对本实用新型的解释，并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读了本实用新型的说明书之后所做的任何改变，只要在本实用新型权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。