1.本发明涉及储氢罐,尤其是涉及一种阻尼式储氢罐。
背景技术:
2.近年来,氢燃料电池的技术逐渐成熟,并且氢燃料电池的产物是水,不会形成碳排放。
3.随着能源清洁化的推进,氢能的价值被逐渐挖掘,更多的技术人员也投入到了和氢能相关的研发中,氢的制备和应用离不开加氢站,在氢的运输过程中,需要进行储氢,虽然一些现有技术中,采用一些储氢材料来吸收氢气形成液态或者固态的形式来储存氢气,从而避免了高压情况下带来的危害,但是现有的储氢材料在脱氢时带来的能耗较大,脱氢过程复杂,因此目前仍然以高压液氢的方式为主。
4.液氢通常采用储氢罐的方式进行运输,储氢罐在汽车运输的过程中,由于高速公路的路况限制,可能会面临急刹车的情况,因此通常会在油罐车内设置挡板,将罐体内的空间分隔为多个隔间,从而降低单个隔间的长度,减小液氢波动过程中的行程,从而减小对于罐体内壁的冲力,同时为了保证各个隔间的流通,又需要在挡板的中间开孔。然而传统的这种设计,如果中孔过大,则失去了意义,而中孔过小则降低了连通性,尤其是在液氢的储量低时,容易发生质量分配不均。
技术实现要素:
5.本发明的目的就是为了提供一种阻尼式储氢罐,通过在挡板上设计多个微小通孔的方式,且小孔自下而上分布,可以在液氢流动时提高阻尼,减小对于挡板和两端的冲力的同时,提高内部流动性,避免小容量时液氢集中在部分隔间中导致质量分配不均,提高运输车辆的稳定性。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
7.一种阻尼式储氢罐,包括罐体、以及设于罐体内的挡板,所有挡板依次沿罐体的轴向布置且与罐体的轴线垂直,所述挡板上自下而上设有多排通孔,每一排通孔的中心在同一水平线上,且位于中间一排的通孔的尺寸最大,自中间一排起,各排通孔的尺寸向上下两侧递减。
8.每一排通孔中,各通孔的尺寸相同。
9.所有挡板等间隔排列。
10.所述挡板上的所有通孔的面积之和为挡板面积的10%至35%。
11.所述挡板上的所有通孔的面积之和为挡板面积的25%。
12.所有挡板的结构一致。
13.所述通孔为椭圆形,且通孔的长轴水平设置。
14.所述通孔为正六边形。
15.所述罐体的前后两端内壁设有用于检测冲力的力传感器。
16.所述挡板之间的间距为1米。
17.与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
18.1、通过在挡板上设计多个微小通孔的方式,且小孔自下而上分布,可以在液氢流动时提高阻尼,减小对于挡板和两端的冲力的同时,提高内部流动性,避免小容量时液氢集中在部分隔间中导致质量分配不均,提高运输车辆的稳定性。
19.2、所有挡板等间隔排列,挡板上的所有通孔的面积之和为挡板面积的25%,可以提供足够的流动阻尼。
20.3、通孔为椭圆形,且通孔的长轴水平设置,可以提高通孔在竖向上的离散程度。
21.4、罐体的前后两端内壁设有用于检测冲力的力传感器,可以采集两端的冲力。
附图说明
22.图1为本发明罐体的截面结构示意图;
23.图2为本发明一种实施例下的挡板的平面示意图;
24.图3为本发明另一种实施例下的挡板的平面示意图;
25.图4为冲力检测部分的电路示意图;
26.其中:1、罐体,2、挡板,3、通孔,4、力传感器,5、比较器,6、控制器,vcc、电源正极,u0、参考电压。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
28.一种阻尼式储氢罐,如图1所示,包括罐体1、以及设于罐体1内的挡板2,所有挡板2依次沿罐体1的轴向布置且与罐体1的轴线垂直,挡板2上自下而上设有多排通孔3,每一排通孔3的中心在同一水平线上,且位于中间一排的通孔3的尺寸最大,自中间一排起,各排通孔3的尺寸向上下两侧递减。
29.通过在挡板2上设计多个微小通孔3的方式,且小孔自下而上分布,因此在液氢跨越各个隔间流动时,需要钻过这些微小的通孔3,因此挡板2在在液氢流动时提高阻尼,减小对于挡板2和两端的冲力的同时,提高内部流动性,此外,由于在近罐体1的底部处也有通孔3的存在,可以避免小容量时液氢集中在部分隔间中导致质量分配不均,提高运输车辆的稳定性,进而提高了车辆运输过程中的安全性。
30.一些实施例中,每一排通孔3中,各通孔3的尺寸相同,甚至所有挡板2的结构一致,如此,加工更加方便,从而成本更低。当然,在某些优化后的实施例中,也可以每一排中,中间的通孔3最大,左右两侧的通孔3根据与中间的距离的增大而递减,如此,通过阻力的设计,将也请往中间引导,避免侧向的冲力过大导致力矩过大。
31.本实施例中,所有挡板2等间隔排列,例如,挡板2之间的间距为1米,如此,较为平整,且挡板2的质量分配更加合理,有利于提高储氢罐空载时运输车辆的稳定性。
32.在一些实施例中,挡板2上的所有通孔3的面积之和为挡板2面积的10%至35%,尤其是在某个实施例中,挡板2上的所有通孔3的面积之和为挡板2面积的25%,可以提供足够
的流动阻尼的同时,保障流动性。
33.如图2所示,在一种实施例下,通孔3为椭圆形,且通孔3的长轴水平设置,可以提高通孔3在竖向上的离散程度。
34.如图3所示,在另一种实施例中,通孔3为正六边形,阻尼效果更佳。
35.本实施例中,罐体1的前后两端内壁设有用于检测冲力的力传感器4,储氢罐还包括控制电路和报警器,控制电路主要包括比较器5和控制器6,如图4所示,比较器5的数量与力传感器4的数量一致且一一对应,力传感器4的输出端连接至比较器5的一个输入端,比较器5的另一个输入端连接至参考电压u0,所有比较器5的输出端连接至控制器6的输入端,且不同的比较器5的输出端连接至控制器6的不同输入端,控制器6的输出端连接至报警器。其中,力传感器4将冲力转换为电压信号,冲力越大,电压越高,当比较器5检测到力传感器4的输出电压大于参考电压u0时,比较器5输出高电平,此时控制器6对应的输入引脚接收到高电平,当控制器6连接各比较器5的任一输入引脚接收到高电平后,输出引脚即输出高电平,报警器工作。其中,控制器6可以采用常规的单片机,报警器可以采用蜂鸣器,报警器可以设置在驾驶室,通过线缆连接控制器6。
技术特征:
1.一种阻尼式储氢罐,包括罐体、以及设于罐体内的挡板,所有挡板依次沿罐体的轴向布置且与罐体的轴线垂直,其特征在于,所述挡板上自下而上设有多排通孔,每一排通孔的中心在同一水平线上,且位于中间一排的通孔的尺寸最大,自中间一排起,各排通孔的尺寸向上下两侧递减。2.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,每一排通孔中,各通孔的尺寸相同。3.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所有挡板等间隔排列。4.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所述挡板上的所有通孔的面积之和为挡板面积的10%至35%。5.根据权利要求4所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所述挡板上的所有通孔的面积之和为挡板面积的25%。6.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所有挡板的结构一致。7.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所述通孔为椭圆形,且通孔的长轴水平设置。8.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所述通孔为正六边形。9.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所述罐体的前后两端内壁设有用于检测冲力的力传感器。10.根据权利要求1所述的一种阻尼式储氢罐,其特征在于,所述挡板之间的间距为1米。
技术总结
本发明涉及一种阻尼式储氢罐,包括罐体、以及设于罐体内的挡板,所有挡板依次沿罐体的轴向布置且与罐体的轴线垂直,挡板上自下而上设有多排通孔,每一排通孔的中心在同一水平线上,且位于中间一排的通孔的尺寸最大,自中间一排起,各排通孔的尺寸向上下两侧递减。与现有技术相比,本发明通过在挡板上设计多个微小通孔的方式,且小孔自下而上分布,可以在液氢流动时提高阻尼,减小对于挡板和两端的冲力的同时,提高内部流动性,避免小容量时液氢集中在部分隔间中导致质量分配不均,提高运输车辆的稳定性。的稳定性。的稳定性。
技术研发人员:刘婧 潘爱强 王琛 董真 杜凤青 黄兴德 曹颖爽 唐晨凯
受保护的技术使用者:华东电力试验研究院有限公司
技术研发日:2021.11.26
技术公布日:2022/3/8