一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶的制作方法

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1.本发明涉及一种氢气储存领域，尤其涉及一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶。

背景技术：

2.随着我国经济的发展汽车消费逐年增加，庞大数量的汽车燃烧化石能源产生的尾气对大气环境产生了严重的污染。而氢燃料电池车，以氢气为能源转化为电能驱动汽车，排除的是水，对环境无污染，氢燃料电池车是理想的新能源汽车。但是氢气储存的安全性，制约着氢燃料电池车的普及和推广。

技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，以实现氢气的高压安全储存。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，包括瓶体、瓶底、瓶上端、瓶顶、瓶顶空间、进气阀、放气阀、放气管、单向气阀；瓶底和瓶上端将瓶体密封；瓶顶将瓶上端密封；放气管一头穿过瓶顶中心位置，另一头穿过瓶上端中心位置，放气阀安装在放气管靠瓶顶一头；进气阀安装在瓶顶边缘位置。
5.可选地瓶体被分成四层环形空间，由筒一、筒二、筒三、筒四构成。
6.所述筒一、筒二、筒三、筒四为四个从大到小依次相套的同心圆的筒，筒一最大在最外层，依次是筒二、筒三、筒四，筒四最小在最内层，四个筒构成四层环形空间，分别为第一层环形空间、第二层环形空间、第三层环形空间、第四层环形空间。
7.所述筒一、筒二构成的空间为第一层环形空间。
8.所述第一层环形空间包括筒一、筒二、第一层分段环、第一层分区块、单向气阀，所述第一层环形空间位于最外层。
9.可选地，所述第一层环形空间被七个第一层分段环平分成八个段。
10.可选地，所述第一层环形空间每一段被第一层分区块平分成十二个区，所述第一层环形空间八个段一共被分成九十六个独立区。
11.所述第一层环形空间每个区的第一层分段环中心位置安装有单向气阀，通气方向朝向瓶底，第一层环形空间每个区的筒二中心位置装有单向气阀在筒二上，通气方向朝向筒四方向。
12.所述筒二、筒三构成的空间为第二层环形空间。
13.所述第二层环形空间包括筒二、筒三、第二层分段环、第二层分区块、单向气阀。
14.可选地，所述第二层环形空间被七个第二层分段环平分成八个段。
15.可选地，所述第二层环形空间每一段被第二层分区块平分成八个区，所述第二层环形空间八个段一共被分成六十四个独立区。
16.所述第二层环形空间每个区的筒三中心位置装有单向气阀在筒三上，通气方向朝向筒四方向。
17.所述筒三、筒四构成的空间为第三层环形空间。
18.所述第三层环形空间包括筒三、筒四、第三层分段环、第三层分区块、单向气阀。
19.可选地，所述第三层环形空间被七个第三层分段环平分成八个段。
20.可选地，所述第三层环形空间每一段被第三层分区块平分成四个区，所述第三层环形空间八个段一共被分成三十二个独立区。
21.所述第三层环形空间每个区的筒四中心位置装有单向气阀在筒四上，通气方向朝向筒四内部空间方向。
22.所述筒四内部构成第四层环形空间，为独立间，位于最内层。
23.所述瓶底将瓶体一端密封。
24.所述瓶上端将瓶体另一端密封。
25.所述瓶上端第一层环形空间每个区中心位置装有单向气阀在瓶上端的上面，通气方向朝瓶底方向。
26.所述瓶顶空间由瓶顶和瓶上端构成，瓶顶为圆弧形，装在瓶上端上面，并将瓶上端密封。
27.所述瓶顶边缘装有进气阀，瓶顶中心位置装有放气管，放气管一头穿过瓶顶，安装有放气阀，一头穿过瓶上端中心位置连通第四层环形空间。
28.可选的，所述氢气储存瓶储气压力为20 mpa ~75mpa。
29.上述氢气储存瓶储存氢气、放出氢气以及防爆的过程和方法，包括以下步骤。
30.s1、充气过程：进气阀具备单向气阀功能，只能进气不能放气。氢气由进气阀进入到瓶顶空间，持续充入氢气，瓶顶空间内的氢气压力增大，氢气通过瓶上端的各个单向气阀向第一层环形空间充气，氢气通过第一层环形空间各分段环上的单向气阀，将第一层环形空间充满氢气，同时第一层环形空间的氢气经装在筒二上的单向阀气阀向第二层环形空间充气，同样第二层环形空间通过单向阀向第三层环形空间充气，第三层环形空间通过单向气阀向第四层环形空间充气，直到将第四层环形空间充至额定压力。
31.s2、放气过程：放气阀具备单向气阀功能，只能放气不能进气，氢气经放气阀放出，放气阀由放气管连通第四层环形空间，放气时第四层环形空间的气压降低，第三层环形空间通过单向气阀向第四层环形空间充气，同样第二层环形空间通过单向阀向第三层环形空间充气，第一层环形空间通过单向阀向第二层环形空间充气，直到气体放完或者各层空间气压平衡完成放气过程。
32.s3、极端情况瓶体破损防爆的过程：在极端情况下瓶体破损，由于各层环形空间是独立的，各层又分成若干独立空间，用单向气阀向连，单向气阀气体流动放向是由外向内，气体只能从外层向内层流动，不能从内层向外层流动，即如果第一层环形空间破损，由于单向气阀的单向性，氢气无法通过第二层环形空间向第一层环形空间泄漏，不能通过第三层环形空间向第二层环形空间泄露，不能通过第四层环形空间向第三层环形空间泄漏，只能泄漏破损独立空间的少量氢气或者单向气阀连通方向的独立空间的氢气，通过单向气阀缓慢泄漏。即使遇到火源，泄漏的氢气只能缓慢燃烧，而且泄漏的氢气量少，燃烧起来也不会发生爆炸，从而达到防爆的目的。
33.本发明的有益效果在于，将所述氢气储存瓶分成四层独立四层环形空间，每层分成若干独立区，每层相临的空间各区用单向气阀连通，在极端碰撞情况下瓶体破损，可以避
免由于高压导致瓶体炸裂一瞬间释放瓶内全部氢气如果遇到火源产生大爆炸的情况；由于瓶体是若干独立分区构成，每个区有单向气阀限制，如果瓶体破损只能从破损的独立区域释放少量氢气即使遇到火源也只能缓慢燃烧，不会导致氢气储存瓶爆炸，起到防爆的作用。
附图说明
34.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明。
35.附图1瓶体长形剖面图。
36.附图2瓶体环形分层截面图。
37.附图3瓶体环形分区截面图。
38.附图4分段环截面图。
39.附图5瓶上端截面图。
40.图中: 瓶体100、筒一1、筒二2、筒三3、筒四4、单向气阀5、瓶底6、瓶上端7、进气阀8、放气管9、放气阀91、瓶顶10、瓶顶空间101、第一层环形空间11、第二层环形空间21、第三层环形空间31、第四层环形空间41、第一层分段环12、第二层分段环22、第三层分段环32、第一层分区块111、第二层分区块211、第三层分区块311、气体流向箭头200。
具体实施方式
41.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
42.结和附图，一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，包括瓶体100、瓶底6、瓶上端7、瓶顶10、进气阀8、放气阀91、放气管9、单向气阀5；瓶底6和瓶上端7将瓶体100密封；瓶顶10将瓶上端7密封；放气管9一头穿过瓶顶10中心位置，另一头穿过瓶上端7中心位置；放气阀91安装在放气管9靠瓶顶10一头；进气阀8安装在瓶顶10边缘位置。
43.可选地，如图2所示：瓶体100被分成四层环形空间，由筒一1、筒二2、筒三3、筒四4构成。
44.所述筒一1、筒二2、筒三3、筒四4为四个从大到小依次相套的同心圆的筒，筒一1最大在最外层，筒一1内套入筒二2、筒二2内套入筒三3、筒三3内套入筒四4，筒四4最小在最内层，四个筒构成四层环形空间，分别为第一层环形空间11、第二层环形空间21、第三层环形空间31、第四层环形空间41。
45.如图1和图3所示：所述筒一1、筒二2构成的空间为第一层环形空间11。
46.所述第一层环形空间11包括：第一层分段环12、第一层分区块111、单向气阀5，所述第一层环形空间11位于最外层。
47.如图1所示，可选地，所述第一层环形空间11被七个第一层分段环12平分成八个段。
48.如图3所示，可选地，所述第一层环形空间11每一段被第一层分区块111平分成十二个区，所述第一层环形空间11八个段一共被分成九十六个独立区。
49.如图4所示，所述第一层环形空间11每个区的第一层分段环12中心位置安装有单
向气阀5，通气方向朝向瓶底6。
50.如图1所示，所述第一层环形空间11每个区的筒二2中心位置装有单向气阀5在筒二2上，通气方向朝向筒四4方向。
51.如图1、图2、图3所示：所述筒二2、筒三3构成的空间为第二层环形空间21。
52.所述第二层环形空间21包括筒二2、筒三3、第二层分段环22、第二层分区块211、单向气阀5。
53.可选地，所述第二层环形空间21被七个第二层分段环22平分成八个段。
54.可选地，所述第二层环形空间21每一段被第二层分区块211平分成八个区，所述第二层环形空间21八个段一共被分成六十四个独立区。
55.如图1、图3所示；所述第二层环形空间21每个区的筒三3中心位置装有单向气阀5在筒三3上，通气方向朝向筒四4方向。
56.如图1、图2、图3所示所述筒三3、筒四4构成的空间为第三层环形空间31。
57.所述第三层环形空间包括筒三3、筒四4、第三层分段环32、第三层分区块311、单向气阀5。
58.可选地，所述第三层环形空间31被七个第三层分段环32平分成八个段。
59.可选地，所述第三层环形空间31每一段被第三层分区块311平分成四个区，所述第三层环形空间31八个段一共被分成三十二个独立区。
60.所述第三层环形空间31每个区的筒四4中心位置装有单向气阀5在筒四4上，通气方向朝向筒四4内部空间方向。
61.所述筒四4内部构成第四层环形空间41，为独立间，位于最内层。
62.所述瓶底6将瓶体100一端密封。
63.所述瓶上端7将瓶体100另一端密封。
64.如图5所示：所述瓶上端7第一层环形空间每个区中心位置装有单向气阀5在瓶上端7的上面，通气方向朝瓶底方向。
65.如图1所示：瓶顶空间101由瓶顶10和瓶上端7构成，所述瓶顶10为圆弧形，装在瓶上端7上面，并将瓶上端7密封。
66.所述瓶顶10边缘装有进气阀8，瓶顶10中心位置装有放气管9，放气管9一头穿过瓶顶10安装有放气阀91；一头穿过瓶上端7中心位置连通第四层环形空间41。
67.可选的，所述氢气储存瓶储气压力为20 mpa ~75mpa。
68.上述氢气储存瓶储存氢气、放出氢气以及防爆的过程和方法，包括以下步骤。
69.s1、充气过程：进气阀8具备单向气阀5功能，只能进气不能放气。氢气由进气阀8进入到瓶顶空间101，持续充入氢气，瓶顶空间101内的氢气压力增大，氢气通过瓶上端7的各个单向气阀5向第一层环形空间11充气，氢气通过第一层环形空间11各第一层分段环12上的单向气阀5，将第一层环形空间11充满氢气，同时第一层环形空间11的氢气经装在筒二2上的单向阀气阀5向第二层环形空间21充气，同样第二层环形空间21通过单向阀5向第三层环形空间31充气，第三层环形空间31通过单向气阀5向第四层环形空间41充气，直到将第四层环形空间41充至额定压力。
70.s2、放气过程：放气阀91具备单向气阀5功能，只能放气不能进气，氢气经放气阀91放出，放气阀91由放气管9连通第四层环形空间41，放气时第四层环形空间41的气压降低，
第三层环形空间31通过单向气阀5向第四层环形空间41充气，同样第二层环形空间21通过单向阀5向第三层环形空间31充气，第一层环形空间11通过单向阀5向第二层环形空间21充气，直到气体放完或者各层空间气压平衡完成放气过程。
71.s3、极端情况瓶体破损防爆的过程：在极端情况下瓶体破损，由于各层环形空间是独立的，各层又分成若干独立空间，用单向气阀5相连，单向气阀5气体流动方向是由外向内，气体只能从外层向内层流动，不能从内层向外层流动；即如果第一层环形空间11破损，由于单向气阀的单向性，氢气无法通过第二层环形空间21向第一层环形空间11泄漏，不能通过第三层环形空间31向第二层环形空间21泄露，不能通过第四层环形空间41向第三层环形空间31泄漏，只能泄漏破损独立空间的少量氢气或者单向气阀5连通方向的独立空间的氢气，通过单向气阀缓慢泄漏。即使遇到火源，泄漏的氢气只能缓慢燃烧，而且泄漏的氢气量少，燃烧起来也不会发生爆炸，从而达到防爆的目的。
72.尽管上文中已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，其特征在于包括瓶体、瓶底、瓶上端、瓶顶、瓶顶空间、进气阀、放气阀、放气管、单向气阀；瓶底和瓶上端将瓶体密封；瓶顶将瓶上端密封；放气管一头穿过瓶顶中心位置，另一头穿过瓶上端中心位置；放气阀安装在放气管靠瓶顶一头；进气阀安装在瓶顶边缘位置。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，瓶体被分成四层环形独立空间，由筒一、筒二、筒三、筒四构成，筒一在最外层，筒四在最内层；分别为第一层环形空间、第二层环形空间、第三层环形空间、第四层环形空间，各层独立空间被各层分段环分成八段，每层各段分成若干个独立的区，每层用单向阀连通。3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，其特征在于所述第一层环形空间被七个第一层分段环平分成八个段；所述第一层环形空间每一段被第一层分区块平分成十二个区，所述第一层环形空间八个段一共被分成九十六个独立区；所述第一层环形空间每个区的第一层分段环中心位置安装有单向气阀，通气方向朝向瓶底，第一层环形空间每个区的筒二中心位置装有单向气阀在筒二上，通气方向朝向筒四方向。4.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，其特征在于所述第二层环形空间被七个第二层分段环平分成八个段；所述第二层环形空间每一段被第二层分区块平分成八个区，所述第二层环形空间八个段一共被分成六十四个独立区；所述第二层环形空间每个区的筒三中心位置装有单向气阀在筒三上，通气方向朝向筒四方向。5.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，其特征在于所述第三层环形空间被七个第三层分段环平分成八个段；所述第三层环形空间每一段被第三层分区块平分成四个区，所述第三层环形空间八个段一共被分成三十二个独立区；所述第三层环形空间每个区的筒四中心位置装有单向气阀在筒四上，通气方向朝向筒四内部空间方向。6.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，其特征在于所述筒四内部构成第四层环形空间，为独立间，位于最内层。7.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，所述氢气储存瓶储气压力为20 mpa ~75mpa。

技术总结

发明名称一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶摘要本发明公开了一种氢燃料电池车防爆氢气储存瓶，包括瓶体、四个同心圆的筒筒一、筒二、筒三、筒四和瓶底、瓶上端、瓶顶、进气阀、进气管、放气阀、单向气阀、第一分段环、第二分段环、第三分段环、第一分区块、第二分区块、第三分区块；瓶体由筒一、筒二、筒三、筒四构成；瓶底和瓶上端将四个筒两端密封；瓶顶将瓶上端密封。各分段环和分区块将四个从大到小依次相套的同心圆的筒分成若干独立的空间，各层空间用单向气阀连通。本发明在极端碰撞情况下瓶体破损，由于瓶体内空间是独立分区只能从破损的独立区空间域释放少量氢气即使遇到火源也只能缓慢燃烧，不会导致氢气储存瓶爆炸，起到防爆的作用。的作用。的作用。