一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池

本技术涉及，特别是涉及一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池。

背景技术：

1、海洋设备就是带着人类到海底取宝的利器，是发展海洋经济的关键。海洋工程设备涵盖了海洋风电安装和运营维护、海洋信息服务集成、海上科技装备如水下机器人、水下工程质量检测技术和装备等。

2、现有的海洋设备所采用的动力以电力为主，而海洋设备一般位于深海中工作，因此对于海洋设备的定位和充电都比较困难。

3、目前，公开号为cn114640161b的中国专利公开了一种海洋设备供电系统、控制方法，其包括浮标主控单元、电源管理单元、电池单元、发电机单元、检测单元和负载单元；电池单元包括二次锂电池组及其锂电均衡管理模块、多个超级电容组及其电容均衡管理模块和一次锂电池组，负载单元包括多个负载。

4、该种供电系统使用太阳能电池和温差能发电机，充电过程悬浮进行，实现了多种能源综合利用，提高了设备的能量密度。但存在受天气影响大，充电效率低、充电位置固定等问题，因此出现了将燃料电池与海洋设备充电装置相结合的技术。

5、燃料电池可以将化学能直接转换成电能，具有能量转换效率高、污染小、燃料多样化、噪音低、可靠性高及便于维护等优点，是公认的高效、清洁的发电技术。

6、但燃料电池在燃烧产生电能后，会产生大量的水，在深海中使用时，由于水深压强较大，这些水的排放极为不易，需要在燃料电池内增加增压设备以排出反应生成水，增加了成本，缩小了内部空间，降低了充电效率。

技术实现思路

1、本实用新型针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池。

2、为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池。

3、技术效果：在海洋设备的充电装置中设置燃料电池反应堆，通过氢气与氧气的反应生成电力，并由充电装置中携带的氧气瓶和氢气瓶提供氢气和氧气，可以根据不同海洋设备的不同需要可对氢气瓶和氧气瓶的数量进行增删；电力经过稳压模块将电压稳定在所需电压大小，为海洋设备进行充电；此外氢气和氧气的反应过程中生成的水可通过水箱容纳，最后排出水或以自动脱落的方式释放水箱。

4、本实用新型进一步限定的技术方案是：一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，包括耐压壳体，耐压壳体中设有

5、燃料电池反应堆，设于耐压壳体内，用于将化学能转化为电能；

6、原料组件，包括纯氢气瓶和纯氧气瓶，用于提供燃料电池反应所需的氢气和氧气；

7、充电组件，与燃料电池反应堆连接，用于稳定电压并为海洋小型设备充电；

8、耐压壳体底部设有连通燃料电池反应堆的水箱，用于注入并存放，水箱与耐压壳体之间通过抛弃式结构相互连接；

9、抛弃式结构包括内层连接部和外层密封部，外层密封部包括开设于耐压壳体底部外缘位置的密封槽，水箱顶部一体形成有密封环，密封环嵌设于密封槽内，并通过橡胶密封圈嵌合。

10、进一步的，耐压壳体中形成有安装空间，内层连接部包括若干个设于水箱顶面的螺栓槽，耐压壳体底面对应位置通过驱动轴转动连接有固定螺栓，驱动轴穿透耐压壳体底面延伸至安装空间中，并与耐压壳体活动密封。

11、前所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，安装空间中设有若干个微型电机，用于带动若干个驱动轴同步旋转，以实现固定螺栓与螺栓槽的同步连接或脱离；微型电机与驱动轴之间通过蜗轮蜗杆联动。

12、前所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，内层连接部包括若干个设于水箱顶部的连接环，耐压壳体底部形成有安装空间，连接环嵌设于安装空间内，安装空间中设有用于锁紧连接环的自动锁紧件。

13、前所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，自动锁紧件包括若干个开设于连接环上的锁紧孔，安装空间内滑动连接有对应锁紧孔设置的锁紧杆，安装空间内中心位置设有用于驱动若干根锁紧杆同步滑移的锁紧凸轮。

14、前所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，耐压壳体底面转动连接有锁紧轴，锁紧轴末端与锁紧凸轮同轴心固定，锁紧轴通过锁紧电机驱动，锁紧轴与锁紧电机之间通过蜗轮蜗杆联动。

15、前所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，耐压壳体底面开设有连通水箱的排水口，水箱顶部设有连通水箱内的排水管，排水管套接于排水口上；水箱顶部还设有排气管，耐压壳体底面设有排气口，耐压壳体中设置连通排气口的气体设备，排气管套接于排气口上。

16、本实用新型的有益效果是：

17、(1)本实用新型中，设置有水箱，以存放燃料电池反应中生成的水，由于在深海中水的排放较为困难，本实用新型通过两种方式处理反应生成水，第一种是在水箱中设置增压机构，即气体设备，在水箱中的水达到预设液位后可以注入压缩气体以增加水箱中的气压，便于排放反应水；第二种是直接将水箱通过抛弃式连接机构与耐压壳体连接，在水箱中注满反应水后，可以直接抛弃水箱，回收耐压壳体；

18、(2)本实用新型中，设置气体设备时，不仅可以在排水时注入压缩气体，也能够在反应水注入时，将水箱中的空气抽出，以便于反应水的注入；同时在反应完成并排放出反应水后，水箱中存在气体能够提升整个燃料电池的浮力，耐压壳体解除配重后在浮力作用下配合上方拉力即可上升，方便对耐压壳体进行回收；

19、(3)本实用新型中，设置燃料电池反应堆，通过氢气与氧气的反应生成电力，并由充电装置中携带的氧气瓶和氢气瓶提供氢气和氧气，可以根据不同海洋设备的不同需要可对氢气瓶和氧气瓶的数量进行增删；电力经过稳压模块将电压稳定在所需电压大小，为海洋设备进行充电；此外氢气和氧气的反应过程中生成的水可通过水箱容纳，最后排出水或以自动脱落的方式释放水箱，便于回收利用。

技术特征：

1.一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，包括耐压壳体(1)，其特征在于：所述耐压壳体(1)中设有

2.根据权利要求1所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，其特征在于：所述耐压壳体(1)中形成有安装空间(41)，所述内层连接部包括若干个设于所述水箱(3)顶面的螺栓槽(37)，所述耐压壳体(1)底面对应位置通过驱动轴(7)转动连接有固定螺栓(71)，所述驱动轴(7)穿透所述耐压壳体(1)底面延伸至所述安装空间(41)中，并与所述耐压壳体(1)活动密封。

3.根据权利要求2所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，其特征在于：所述安装空间(41)中设有若干个微型电机(72)，用于带动若干个所述驱动轴(7)同步旋转，以实现所述固定螺栓(71)与所述螺栓槽(37)的同步连接或脱离；所述微型电机(72)与所述驱动轴(7)之间通过蜗轮蜗杆(48)联动。

4.根据权利要求1所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，其特征在于：所述内层连接部包括若干个设于所述水箱(3)顶部的连接环(42)，所述耐压壳体(1)底部形成有安装空间(41)，所述连接环(42)嵌设于所述安装空间(41)内，所述安装空间(41)中设有用于锁紧所述连接环(42)的自动锁紧件。

5.根据权利要求4所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，其特征在于：所述自动锁紧件包括若干个开设于所述连接环(42)上的锁紧孔(43)，所述安装空间(41)内滑动连接有对应所述锁紧孔(43)设置的锁紧杆(44)，所述安装空间(41)内中心位置设有用于驱动若干根所述锁紧杆(44)同步滑移的锁紧凸轮(45)。

6.根据权利要求5所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，其特征在于：所述耐压壳体(1)底面转动连接有锁紧轴(46)，锁紧轴(46)末端与所述锁紧凸轮(45)同轴心固定，所述锁紧轴(46)通过锁紧电机(47)驱动，所述锁紧轴(46)与所述锁紧电机(47)之间通过蜗轮蜗杆(48)联动。

7.根据权利要求3或6所述的一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，其特征在于：所述耐压壳体(1)底面开设有连通所述水箱(3)的排水口(31)，所述水箱(3)顶部设有连通所述水箱(3)内的排水管(32)，所述排水管(32)套接于所述排水口(31)上；所述水箱(3)顶部还设有排气管(34)，所述耐压壳体(1)底面设有排气口(33)，所述耐压壳体(1)中设置连通所述排气口(33)的气体设备(17)，所述排气管(34)套接于所述排气口(33)上。

技术总结
本技术公开了一种用于为海洋小型设备充电的燃料电池，涉及燃料电池技术领域。该设备包括耐压壳体，耐压壳体中设置有燃料电池反应堆、纯氢气瓶、纯氧气瓶和稳压模块，在耐压壳体的顶部还设置有水密插头，稳压模块与水密插头电连接；本发明中设置燃料电池反应堆，通过氢气与氧气的反应生成电力，并由充电装置中携带的氧气瓶和氢气瓶提供氢气和氧气，可以根据不同海洋设备的不同需要可对氢气瓶和氧气瓶的数量进行增删；电力经过稳压模块将电压稳定在所需电压大小，为海洋设备进行充电；此外氢气和氧气的反应过程中生成的水可通过水箱容纳，最后排出水或以自动脱落的方式释放水箱，便于回收利用耐压壳体。

技术研发人员：陈堃,叶成淼,汪建军,吴学文,王鹏
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：20230302
技术公布日：2024/1/13