專利名稱：氫氣發(fā)生器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫氣發(fā)生器裝置，該裝置包括第一裝置組件和第二裝置組件，所述第 一裝置組件包括用來容納適于產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)物的第一容器、反應(yīng)室和用來收集反應(yīng)廢產(chǎn) 物的第二容器，以及用來輸送制得的氫氣的輸送管，所述第一容器通過泵裝置的工作室與 所述反應(yīng)室相連，所述第二裝置組件能夠與第一裝置組件相連，包括用于泵裝置的驅(qū)動(dòng)元 件。所述氫氣發(fā)生器裝置通常用作燃料電池的氫氣源。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利第2007/0037034A1號(hào)揭示了一種流體泵和聯(lián)接器組件，其包括如上所 述的第一和第二組件?，F(xiàn)有技術(shù)的泵裝置具有與進(jìn)口和出口流體連通的撓性膜片，以及對(duì) 所述膜片進(jìn)行沖擊的往復(fù)驅(qū)動(dòng)元件。這種隔膜泵十分昂貴，不易抽吸極小體積的流體，當(dāng)采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)的時(shí)候則尤 為困難，而且這種隔膜泵采用僅能朝著一個(gè)方向引導(dǎo)流體流動(dòng)的止回閥。特別是關(guān)于止回 閥的問題對(duì)于氫氣發(fā)生裝置是非常重要的，這是因?yàn)楫?dāng)停止產(chǎn)生氫氣的時(shí)候，需要來反應(yīng) 物從反應(yīng)室發(fā)生較小的逆流，以避免反應(yīng)物發(fā)生結(jié)晶化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)。為達(dá)此目的，所述泵裝置為蠕動(dòng)泵裝置。這種泵裝置比隔膜泵裝置更為廉價(jià)，可以通過泵驅(qū)動(dòng)的低轉(zhuǎn)速操作抽吸極小體積 的流體，而且可以通過反轉(zhuǎn)攪動(dòng)方向而朝著相反的方向進(jìn)行抽吸。


結(jié)合附圖，通過以下關(guān)于優(yōu)選實(shí)施方式的描述，可以清楚地了解本發(fā)明的上述和 其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。圖1顯示了本發(fā)明的氫氣發(fā)生器裝置的示意圖，該裝置包括第一組件和第二組 件。圖2顯示了第一裝置組件的透視圖。圖3顯示了第二裝置組件的透視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)權(quán)利要求1的氫氣發(fā)生器裝置由互相獨(dú)立地相連的第一裝置組件1和第二裝 置組件2組成。組件1是一次性的組件，如果需要的話，可以是可再次裝填的組件。其包括 袋狀形式的第一容器3，其中裝有用作通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的原料的反應(yīng)物，例如硼氫化 鈉(NaBH4)的水溶液；通向反應(yīng)室5的輸送管4 ；以及袋狀形式的第二容器6，用于收集反應(yīng) 室5的產(chǎn)物。容器3和6設(shè)置在密封的筒7中，它們的塑料袋包括一些透氣性的區(qū)域8，這些區(qū)域?qū)τ谌萜髦邪囊后w是非透過性的。硼氫化物水溶液按照下式所示發(fā)生催化分解從而產(chǎn)生氫氣NaBH4+2H20 ^ NaB02+4H2在存在催化劑的條件下產(chǎn)生氫氣，在此實(shí)施例中，所述催化劑設(shè)置在反應(yīng)室5中 的用作催化劑固定床的多孔碳球的表面上，所述催化劑是元素周期表第VIH B, I B或IIB 族的過渡金屬；例如，所述催化劑可以是如下的過渡金屬鈷(Co)，鎳(Ni)，釕(Ru)，鉬 (Pt)，銥(Ir)；或者銅(Cu)，銀(Ag)；或者鋅(Zn)。反應(yīng)產(chǎn)物，即NaBO2和H2經(jīng)由反應(yīng)室的 出口逸出，進(jìn)入第二容器6，氫氣進(jìn)一步經(jīng)由容器6的區(qū)域8逸出到筒7容積之內(nèi)。在第一 容器3中發(fā)生的自分解反應(yīng)也產(chǎn)生少量的氫氣，這部分氫氣也通過相應(yīng)的區(qū)域8轉(zhuǎn)移到筒7 之中。氫氣通過氫氣輸送管9，從所述筒7輸送到燃料電池。在停機(jī)模式中，自分解產(chǎn)生的 氫氣通過壓力釋放閥10排出筒7以外。在第二容器6和反應(yīng)室5之間設(shè)置有止回閥11。本發(fā)明有用的產(chǎn)物是氫氣，其所需的流速取決于對(duì)燃料電池輸出電功率的要求。 為了控制氫氣的流速，對(duì)水溶液從第一容器3流入反應(yīng)室5的流速進(jìn)行控制。水溶液的流動(dòng)受到蠕動(dòng)泵21的驅(qū)動(dòng)和控制，所述蠕動(dòng)泵21由以下部分組成軟管 22，其為輸送管4的一部份，以圓弧形式設(shè)置；以及設(shè)置在圓筒M周邊的三個(gè)輥23，所述輥 23的軸與圓筒M的軸平行，所述圓筒M與可控的電動(dòng)機(jī)25相連。對(duì)于圖1所示的情況，輥23將軟管22壓向(quench)相對(duì)壁26，隨著圓筒M的旋 轉(zhuǎn)，施壓點(diǎn)沿著軟管22移動(dòng)，從而推動(dòng)水溶液朝著反應(yīng)室5流動(dòng)。當(dāng)停止產(chǎn)生氫氣的時(shí)候， 關(guān)閉蠕動(dòng)泵，在反應(yīng)室5中容易發(fā)生硼氫化鈉的結(jié)晶化，晶體覆蓋在催化劑上。為了避免這 種現(xiàn)象，蠕動(dòng)泵通過反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向，可以將少量的溶液抽回來。止回閥11阻止同時(shí)將廢產(chǎn) 物從第二容器6抽回反應(yīng)室5之內(nèi)。如上文所述，氫氣輸送管9與燃料電池系統(tǒng)相連。第二裝置組件2與該系統(tǒng)(圖 中未顯示)永久性相連，而第一裝置組件1是可替換的。為了連接這些組件，除了將氫氣輸 送管9與燃料電池相連以外，第二裝置組件2還以一定的方式與第一組件1相鎖定，使得由 圓筒M及其支架構(gòu)成的插入式模塊通過夾持裝置固定。為了便于描述，在圖2和3中顯示 了 χ-軸，y_軸和ζ-軸。首先沿著y軸方向?qū)⒉迦胧侥K插入圓弧中，然后通過彈簧的作用 力沿著ζ軸方向?qū)⑵鋲合蛳鄬?duì)壁沈，而軟管22設(shè)置在其間。為了使組件1和2脫離，以與 彈簧作用力相反的方向壓下插入式模塊，使其沿著ζ軸負(fù)方向離開軟管12，然后可以沿著y 軸負(fù)方向拔出。如圖2所示，在軟管22的圓弧以及相對(duì)壁沈的兩側(cè)設(shè)置著兩個(gè)導(dǎo)引狹縫27。這 些狹縫在三個(gè)方向是敞開的，在背側(cè)是閉合的，所述背側(cè)是第一裝置組件1所處的側(cè)。在χ 軸方向、沿著ζ軸正方向的側(cè)提供了固定狹縫觀，該固定狹縫觀起始于導(dǎo)引狹縫27。在圖3中顯示了組件2的示意圖，圖中未顯示電動(dòng)機(jī)25的固定。兩個(gè)可繞樞軸旋 轉(zhuǎn)的彈簧栓四從基座30伸出，安裝在導(dǎo)引狹縫27中，所述基座30是組件2的一部份。所 述彈簧栓可以沿著它們平行于ζ軸的縱軸相對(duì)于基座30移動(dòng)。在各個(gè)彈簧栓四的底部設(shè) 置有接合凸緣31 (圖3中未顯示)，在該接合凸緣31和基座30的上部部分之間卡著壓縮螺 旋彈簧32。因此，當(dāng)所述彈簧栓四沿著ζ方向(即如圖所示向上)繃緊的時(shí)候，基座30會(huì) 在彈力作用下壓向相對(duì)壁26，從而使插入式模塊也壓向所述相對(duì)壁26。所述彈簧栓四在 它們的頂端處具有凸出的翼片33，向上拉所述翼片并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可以通過所述固定狹縫28來鎖定彈簧栓。如果要將組件1和2的連接斷開，可以將上述過程以相反的次序進(jìn)行。附圖編號(hào)說明1第一裝置組件2第二裝置組件3第一容器4輸送管5反應(yīng)室6第二容器7筒8區(qū)域9氫氣輸送管10壓力釋放閥11止回閥21蠕動(dòng)泵22軟管23輥24 圓筒25電動(dòng)機(jī)26相對(duì)壁27導(dǎo)引狹縫28固定狹縫29彈簧栓30基座31接合凸緣32螺旋彈簧33翼片
權(quán)利要求
1.一種氫氣發(fā)生器裝置，其包括第一裝置組件(1)，該組件(1)包括用來容納適合 產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)物的第一容器(3)，反應(yīng)室(5)和用來收集反應(yīng)廢產(chǎn)物的第二容器(6)，以 及用來輸送制得的氫氣的氫氣輸送管(9)，所述第一容器通過泵裝置的工作室與反應(yīng)室相 連；所述氫氣發(fā)生器裝置還包括第二裝置組件0)，該組件( 可以與第一裝置組件相連， 包括用于泵裝置的驅(qū)動(dòng)元件03，對(duì)，25)，其特征是，所述泵裝置是蠕動(dòng)泵裝置01)。
2.如權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述第一裝置組件(1)是一次性 組件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述蠕動(dòng)泵裝置的工 作室是連接第一容器(3)和反應(yīng)室(5)的軟管02)的內(nèi)部，所述軟管的至少一部份以圓弧 形式設(shè)置，所述泵驅(qū)動(dòng)元件03，對(duì)，2幻包括至少一個(gè)桿，所述桿徑向設(shè)置以繞著圓弧的圓 心旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述組件連接的時(shí)候，所述桿攜帶著輥擠壓軟管(22)，還包括用來使桿旋 轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(25)，使得擠壓的位置沿著圓弧移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述桿由圓筒04)組成，輥 (23)沿著平行于圓筒的軸的方向設(shè)置在圓筒的周邊。
5.如權(quán)利要求3或4所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述第二裝置組件( 包括 插入式模塊，所述模塊通過第一軸向移動(dòng)和第二徑向移動(dòng)插入圓弧中。
6.如權(quán)利要求5所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述插入式模塊包括由彈簧栓 (29)組成的夾持部件，第一裝置組件(1)包括用來插入彈簧栓09)的導(dǎo)引狹縫07)。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述第一容器(3)和 第二容器(6)由袋子組成，袋子的壁至少部分地可以透過氣體(8)，但是不能透過液體和固 體，所述袋子位于筒(7)之內(nèi)，體積可變。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，所述反應(yīng)室(5)中裝 有固定床催化劑。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的氫氣發(fā)生器裝置，其特征在于，燃料電池裝置與所 述第二裝置組件( 物理連接，與第一裝置組件(1)的氫氣輸送管(9)連通。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種氫氣發(fā)生器裝置，該裝置包括第一裝置組件(1)和第二裝置組件(2)，所述第一裝置組件包括用來容納適于產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)物的第一容器(3)、反應(yīng)室(5)和用來收集反應(yīng)廢產(chǎn)物的第二容器(6)，以及用來輸送制得的氫氣的輸送管(9)，所述第一容器通過泵裝置的工作室與所述反應(yīng)室相連，所述第二裝置組件能夠與第一裝置組件相連，包括蠕動(dòng)泵裝置的驅(qū)動(dòng)元件(23，24，25)。
文檔編號(hào)C01B3/02GK102130352SQ201010022899
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者崔天宇, 顧志軍 申請(qǐng)人:上海清能燃料電池技術(shù)有限公司