CN113280251B - 一种车用可分流泄放式氢气瓶结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用可分流泄放式氢气瓶，属于气瓶技术领域，采用通道出口设在氢气瓶凸起部分侧壁来减少氢气瓶本身的布置空间，采用氢气瓶瓶尾设置分流装置用于不同情况下氢气的泄放，包括：瓶体，瓶体两端均设有通道，瓶体两端的通道形状相异且均具有多个连通外界的出口，位于氢气瓶尾端的通道具有分叉口；分流装置，设于瓶体尾端的通道的分叉口处，且分流装置半径大于瓶体尾端的通道的截面半径，分流装置中空且具有多个开口，分流装置内设有温控开关，温控开关能够选择性地封堵瓶体尾端的出口，以使瓶体内的气流从设定出口排出。

Description

一种车用可分流泄放式氢气瓶结构

技术领域

本发明属于气瓶技术领域，具体涉及一种车用可分流泄放式氢气瓶结构。

背景技术

虽然氢气是一种易燃易爆气体，但是氢气还作为燃料电池的重要组成，因此其存储技术直接关系到氢燃料电池车的续航、成本和安全等问题。氢气通常被存放在特制的氢气瓶中，因其内部压力较大，若受环境等因素影响造成氢气瓶内温度和气压过大不能及时泄放时，往往会引起***发生安全事故。

发明人认为，当前，氢气瓶通常采用前端与单独的集成阀相连接，这种方式增加了氢气瓶在车上的布置空间，若因车辆颠簸，则存在集成阀与车身侧壁碰撞的问题；同时，氢气瓶瓶尾通过安装热熔栓，保证瓶内氢气温度过高时，热熔栓熔断使氢气从瓶尾泄放，这种方式在热熔栓熔断一次后，则需要进行替换，大大影响了氢气瓶的使用效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种车用可分流泄放式氢气瓶，实现稳定储存或泄放氢气；本发明采用通道出口设在氢气瓶凸起部分侧壁来减少氢气瓶本身的布置空间，采用氢气瓶瓶尾设置分流装置用于不同情况下氢气的泄放，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的技术方案提供了一种车用可分流泄放式氢气瓶，包括：瓶体，瓶体两端均设有通道，瓶体两端的通道形状相异且均具有多个连通外界的出口，位于氢气瓶尾端的通道具有分叉口；

分流装置，设于瓶体尾端的通道的分叉口处，且分流装置半径大于瓶体尾端的通道的截面半径，分流装置中空且具有多个开口，分流装置内设有温控开关，温控开关能够选择性地封堵瓶体尾端的出口，以使瓶体内的气流从设定出口排出。

本发明的工作原理为：

前端与尾端凸起部分内部设置有通道；氢气瓶瓶尾通道内设置有分流装置，需要手动泄放氢气时，氢气经分流装置从尾段经过连接装置排出，当氢气瓶温度过高时，氢气经分流装置从尾端另一连接装置排出。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：

1)本发明中前端与尾端凸起部分内部设置有通道，通道出口设置在凸起部分的侧壁，避免了与阀体连接占用多余的布置空间；氢气瓶瓶尾通道内设置有分流装置，需要手动泄放氢气时，氢气经下分流盖从手动泄放装置排出，当氢气瓶温度过高时，氢气经上分流盖从自动泄放装置排出。整个氢气瓶结构可实现重复储存泄放氢气，避免氢气泄放后频繁更换内部构件，具有稳定高效的特点。

2)本发明中，使用石蜡、弹簧、蜡管以及推杆作为开关，利用氢气的高温性质对石蜡的作用，改变推杆以及弹簧的位置，从而改变第一分流盖或者第二分流盖与球形壳体之间的配合，从而实现氢气在通道内流动方向的改变，整体结构精准实现自动化，无需在氢气瓶瓶尾通过安装热熔栓，评委安装的分流装置可以多次使用，大大提高了氢气瓶的使用效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的整体剖视图；

图2是图1中A处放大图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的分流装置内部开关示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的分流装置第一工作状态图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的分流装置第二工作状态图。

图中：1、自动泄放装置，2、分流装置，3、通道，31、第一通道，32、第二通道，4、瓶体，5、密封套，6、氢浓度检测仪，7、氢气瓶连接装置，8、手动泄放装置，201、悬臂，202、橡胶管，203、推杆，204、第一分流盖，205、分流连杆，206、石蜡，207、第二分流盖，208、弹簧，209、蜡管。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下实施例之间能够任意组合。

本发明的一种典型实施方式中，本实施例公开了一种车用可分流泄放式氢气瓶，包括：

瓶体4，具有突出于瓶体4端面的凸起，瓶体4两端均设有通道3，通道3出口设于瓶体4凸起处，瓶体4两端的通道3形状相异，位于氢气瓶尾端的通道3具有分叉口；

分流装置2，设于瓶体4尾端的通道3的分叉口处，且分流装置2半径大于瓶体4尾端的通道3的截面半径，分流装置2与还通道3连通。分流装置2具有中空且具有多个开口，分流装置2内设有能够通过开口与通道3连通的开关以控制通道3内的气流的方向。

更为具体的，本实施例中的氢气瓶还包括贴合于通道3表面的密封套5。

瓶体4两端的通道3均设有密封套5。

更加具体的，参阅图1～5，本实施例中瓶体4的形状与现有的氢气瓶瓶体4的形状相同，呈筒状，瓶体4的前端和瓶尾均设有突出于瓶体4端面的凸起部分，突起部用于设置一部分用于控制氢气气流的结构或装置，从而增加氢气瓶的集成度，便于氢气瓶进行的气体存取。上述的两个凸起部分内均开设通道3，通道3的横截面为圆形。

其中，前端的通道3呈“T”字形，且一个出口与瓶体4内部相通，另外两个出口开设于瓶体4凸起部分的侧壁；瓶尾的通道3呈“π”字形，且两个出口与瓶体4内部相通，另外两个出口设于瓶体4凸起部分的侧壁，瓶尾多一个通道3出口与瓶体4内部相通是为了避免瓶内压力过大，氢气泄放时分流装置2无法正常分流。

因此，通道3的一个端口连通瓶体4内部的容置腔，位于瓶体4后端的通道3的入口数量大于位于瓶体4前端的通道3的入口数量。

在又一实施例中，前端的通道3与瓶体4内部相连通的出口数量可以为多个，同时尾端的通道3与瓶体4内部相连通的出口数量始终大于前端的通道3。

为了便于描述，本实施例中定义图1中的右侧为前，左侧为后，由此瓶体4的前端和后端定义清晰，为了进一步便于描述，将设于瓶体4前端的通道3命名为第一通道31，将设于瓶体4后端的通道3命名为第二通道32，由上述关于通道3的描述可知，第一通道31和第二通道32均至少包括两段相交的子通道3。

本实施例中，在第一通道31和第二通道32内壁上均设有氢浓度检测仪6，用来实时检测通道3内的氢气浓度；通道3的表面紧密贴合有密封套5，用来保证氢气存储的密封性。

更为具体的，第一通道31包括垂直的第一子通道3和第二子通道3，第二通道32包括第三子通道3、第四子通道3和第五子通道3，其中第三子通道3和第四子通道3均垂直连接于第五子通道3。

在又一实施例中，第一子通道3和第二子通道3之间不一定是垂直的，可以有一定的倾角。

在又一实施例中，第三子通道3和第五子通道3之间、第四子通道3和第五子通道3之间也不一定是垂直的，可以有一定的倾角。

可以理解的是，本实施例中的通道3，可以通过铸造或者钻孔的方法实现。

上述的分流装置2内设有悬臂201，悬臂201连接蜡管209，蜡管209中空，橡胶管202贴合在蜡管209的中空内腔；推杆203设于蜡管209的中空部位，推杆203一端连接第一分流盖204，推杆203一端与第一分流盖204刚性连接，另一端可沿空心通道3伸入蜡管209内部；分流连杆205两端分别与第一分流盖204和第二分流盖207连接；蜡管209底部端面和第二分流盖207之间设有弹簧208。

具体的，参阅图2～5，分流装置2外部为一开设有多个孔洞的球形壳体，孔洞包括用于连通上述第三子通道3和第四子通道3的第一开孔，以及用于连通上述第五子通道3的第二开孔和第三开孔，第二开孔和第三开孔的中轴线重合。

本实施例中，上述的第二开孔和第三开孔均呈圆形。

上述的分流装置2内部包含有悬臂201、橡胶管202、推杆203、第一分流盖204、分流连杆205、石蜡206、第二分流盖207、弹簧208、蜡管209。悬臂201一端与分流装置2分流装置2内壁刚性连接，另一端与蜡管209外壁刚性连接，保证蜡管209固定在分流装置2中心位置；蜡管209内部中心设有空心通道3，空心通道3内壁上贴合有橡胶管202。蜡管209内部填装有固态石蜡206；弹簧208一端与蜡管209外底部中心位置连接，另一端与第二分流盖207内表面接触；第一分流盖204与第二分流盖207的最大圆截面半径均小于通道3截面半径，则第一分流盖204和第二分流盖207在运动过程中不会与通道3接触，且上第二分流盖207与球形壳体接合时，分流盖外壁与分流装置2外壁贴合形成完整的球面，具体如图4和图5所示。

可以理解的是，上述悬臂201、橡胶管202、推杆203、第一分流盖204、分流连杆205、石蜡206、第二分流盖207、弹簧208、蜡管209实际构成了一个的温控开关，此温控开关中，当氢气瓶内温度超越安全值时，蜡管209内的石蜡206受热融化逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管202向内收缩，对推杆203底部面产出向上的推力，推杆203沿蜡管209的空心通道3向上运动，使得第一分流盖204与球形壳体分离，第二分流盖207克服弹簧208弹力向上运动逐渐与分流装置2接合，此时氢气在通道3的流向改变，从自动泄放装置1缓慢排出瓶外。

本实施例中的分流装置2内还具有推杆203，其一端与第一分流盖204刚性连接，另一端伸入蜡管209空心通道3内，在石蜡206融化后可沿空心通道3上下移动；第一分流盖204与第二分流盖207通过分流连杆205刚性连接，为了保证结构稳定，本实施例使用两个分流连杆205进行连接，为了使得第一分流盖204和第二分流盖207能够配合于分流装置2的球形壳体，分流连杆205的长度大于球形壳体的直径；

本实施例中将壳体设置为球形，其半径大于通道3的横截面半径，使得氢气流动必须经过分流装置2，分流装置2与靠近瓶体4内部一侧的通道3相连通，用来保证氢气能经过分流装置2流向其他出口。

在又一实施例中，壳体的形状不一定为球形，还可以是正多面体状或者其他的表面具有弯曲特层的空间几何形状。

此外，氢气瓶瓶尾靠近第一分流盖204的通道3出口设置有自动泄放装置1，氢气瓶瓶尾靠近第二分流盖207的通道3出口设置有手动泄放装置8；氢气瓶前端的两侧通道3出口设有与其它氢气瓶连接装置7。

上述的自动泄放装置1和手动泄放装置8，分别为电磁阀门和手动阀门。

参阅图2～5，瓶体4前端通道3侧壁出口设有氢气瓶连接装置7，用来与其他氢气瓶进行连接；瓶体4瓶尾通道3侧壁靠近第一分流盖204的一侧出口设置有自动泄放装置1，当瓶内氢气由第一分流盖204流出时，可缓慢向外释放氢气；瓶体4瓶尾通道3侧壁靠近第二分流盖207的一侧出口设置有手动泄放装置8，当瓶内氢气由第二分流盖207流出时，打开手动泄放装置8，可缓慢向外释放氢气。

在工作时，将所需个数的瓶体4通过前端氢气瓶连接装置7进行连接，形成所需的储氢供氢***，氢浓度检测仪6将实时监测通道3内的氢气浓度；在常温状态下，石蜡206呈固态，弹簧208伸张，弹力作用于第二分流盖207，使得第二分流盖207与分流装置2分离，第一分流盖204与分流装置2接合，瓶体4瓶尾氢气在通道3中的运动轨迹为从瓶体4内部经分流装置2由第二分流盖207通往瓶体4内部形成闭环，若需要手动泄放氢气时，则打开手动泄放装置8，氢气缓慢从手动泄放装置8一端排出瓶外；当氢气瓶内温度超越安全值时，蜡管209内的石蜡206受热融化逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管202向内收缩，对推杆203底部面产出向上的推力，推杆203沿蜡管209的空心通道3向上运动，使得第一分流盖204与分流装置2分离，第二分流盖207克服弹簧208弹力向上运动逐渐与分流装置2接合，此时氢气在通道3的流向改变，从自动泄放装置1缓慢排出瓶外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，包括：

瓶体，瓶体两端均设有通道，瓶体两端的通道形状相异且均具有多个连通外界的出口，位于氢气瓶尾端的通道具有分叉口；

分流装置，设于瓶体尾端的通道的分叉口处，且分流装置半径大于瓶体尾端的通道的截面半径，分流装置中空且具有多个开口，分流装置内设有温控开关，温控开关能够选择性地封堵瓶体尾端的出口，以使瓶体内的气流从设定出口排出；

所述温控开关包括蜡管、柔性管件、推杆、弹簧、第一分流盖和第二分流盖，蜡管中空，蜡管内填充石蜡；推杆的一部分插接于柔性管件内，柔性管件设于蜡管的中空部位，石蜡能够固定柔性管件以及推杆；推杆一端连接第一分流盖；蜡管外还设有分流连杆，分流连杆两端分别与第一分流盖和第二分流盖连接；蜡管底部端面和第二分流盖之间设有弹簧。

2.如权利要求1所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，还包括贴合于通道表面的密封套。

3.如权利要求1所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述瓶体的两端分别为前端和后端，设于瓶体前端的通道为第一通道，设于瓶体后端的通道为第二通道，第一通道和第二通道均至少包括两段相交的子通道。

4.如权利要求1～3任意一项所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述通道的入口连通瓶体内部，位于瓶体后端的通道的入口数量大于位于瓶体前端的通道的入口数量。

5.如权利要求3所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述第一通道包括垂直的第一子通道和第二子通道，所述第二通道包括第三子通道、第四子通道和第五子通道，其中第三子通道和第四子通道均垂直连接于第五子通道。

6.如权利要求1所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述分流装置包括球形壳体，温控开关滑动设于球形壳体内；球形壳体设有多个能够与温控开关配合的孔洞。

7.如权利要求1所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述第一分流盖和所述第二分流盖的最大圆截面半径小于所述通道截面半径；所述第一分流盖、第二分流盖与所述分流装置接合时，外壁贴合可形成完整的球面。

8.如权利要求1所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述瓶体具有突出于瓶体端面的凸起，所述通道出口设于瓶体凸起处。

9.如权利要求1所述的车用可分流泄放式氢气瓶，其特征在于，所述位于氢气瓶尾端的通道的出口包括两个，两个出口分别连接电磁阀门和手动阀门。

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