1.本發(fā)明涉及氫能利用相關(guān)的加氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加氫站氫氣加注裝置。

背景技術(shù)：

2.更多加氫站的建設(shè)，有利于氫燃料汽車(chē)的推廣普及。現(xiàn)有加氫站的氫氣加注技術(shù)一般采用壓縮機(jī)將外供氣源壓縮到氫氣存儲(chǔ)罐內(nèi)，通過(guò)存儲(chǔ)罐內(nèi)與氫燃料汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶之間的壓差，將氫氣轉(zhuǎn)移到氫燃料汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)，實(shí)現(xiàn)氫氣的加注，其核心結(jié)構(gòu)及氫氣流向?yàn)椋簹庠?壓縮機(jī)-儲(chǔ)氣罐-加氫機(jī)。這種加氫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)：

3.由于靠壓力差給氫燃料汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶加注氫氣，加注過(guò)程中，存儲(chǔ)罐與氫燃料汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶之間的壓差會(huì)逐漸減小，從而降低了加注速度，并影響整體的加注量。為了解決這一問(wèn)題，一般采用多個(gè)儲(chǔ)氣罐，加注過(guò)程中，當(dāng)一個(gè)儲(chǔ)氣罐壓力降到一定數(shù)值時(shí)就切換到下一個(gè)儲(chǔ)氣罐對(duì)氫燃料汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶加注。這雖然解決了加注速度和加注量的問(wèn)題，但增加了氫氣加注裝置的體積，不利于設(shè)備的小型化。

4.在氫氣壓縮過(guò)程中，采用的壓縮機(jī)為電驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，由于氫氣的易燃易爆性，電驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)安全隱患較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中所提出的問(wèn)題，提供一種加氫站氫氣加注裝置，在保證加氣速率的同時(shí)，有利于設(shè)備的小型化，同時(shí)從根源上提高加氫裝置的安全性。

6.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

7.首先是將增壓設(shè)備與加氫機(jī)之間的存儲(chǔ)罐去掉，增壓設(shè)備直接通過(guò)管路連接加氫槍。為了緩解去掉存儲(chǔ)罐之后氫氣加注的壓力波動(dòng)，在增壓設(shè)備之前設(shè)置匯流排，具體方案如下。

8.一種加氫站氫氣加注裝置，包括增壓加氫設(shè)備，其特征在于，

9.所述增壓設(shè)備與氣源之間設(shè)置匯流排；

10.所述增壓設(shè)備包括氣動(dòng)氣體增壓泵，所述氣動(dòng)氣體增壓泵連接所述匯流排，還連接驅(qū)動(dòng)氣體氣路提供空氣動(dòng)力源，并與加氫槍氣路連接；

11.所述氣動(dòng)氣體增壓泵不少于兩個(gè)，并聯(lián)連接，設(shè)置在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)。

12.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述匯流排包括主管路，所述主管路連接若干并聯(lián)的支管路，所述支管路中的一部分用于連接氫氣集裝格；所述支管路通過(guò)直角閥與匯流排主管路連接。

13.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述支管路中的一個(gè)支管路連接一個(gè)氮?dú)馄?，所述氮?dú)馄颗c匯流排主管路通過(guò)直角閥連接。

14.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述匯流排主管路設(shè)有放空支路，所述放空支路設(shè)置放空截止閥。

15.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)氣體氣路連接空壓機(jī)，為驅(qū)動(dòng)氣體氣路提供壓力源，驅(qū)動(dòng)氣體氣路連接所述氣動(dòng)氣體增壓泵的驅(qū)動(dòng)氣體入口。

16.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)氣體氣路設(shè)有過(guò)濾及氣水分離器，并設(shè)置驅(qū)動(dòng)氣體壓力

表以及過(guò)濾器。

17.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述加氫槍氣路包括加注支路和排空支路；

18.所述加注支路連接氣動(dòng)氣體增壓泵的高壓氣體出口，設(shè)有高壓出口葉閥，并通過(guò)高壓加注軟管連接加氫槍?zhuān)⒃O(shè)置出口安全泄壓閥；

19.所述排空支路連接所述氣動(dòng)氣體增壓泵的氣體泄漏點(diǎn)，以及所述加注支路的安全泄壓閥。

20.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述加注支路的高壓出口葉閥與高壓加注軟管直接還引出高壓放空支路，并通過(guò)高壓放空葉閥連如所述排空支路。

21.進(jìn)一步的改進(jìn)，所述加氫槍氣路在出口壓力表之前引出泄壓支路，泄壓支路設(shè)置泄壓閥。

22.本發(fā)明的有益效果是：

23.(1)本發(fā)明提供的加氫站氫氣加注裝置將增壓設(shè)備與加氫機(jī)之間的存儲(chǔ)罐去掉，增壓設(shè)備直接通過(guò)管路連接加氫槍?zhuān)谠鰤涸O(shè)備之前設(shè)置匯流排，減輕加注氣體壓力的波動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)裝備的小型化，利于移動(dòng)增壓設(shè)備及其連接的加氫槍?zhuān)梢造`活的改變加注的位置，有利于更加方便的為燃料汽車(chē)加注氫氣。

24.(2)由與采用了氣體驅(qū)動(dòng)的增壓裝置，代替電力驅(qū)動(dòng)的增壓裝置，在增壓裝置中徹底實(shí)現(xiàn)了電和氫氣的隔離，從根本上提供了增壓過(guò)程中的安全性。

25.(3)氫氣排放口設(shè)置為同一排放口，有利于同一管理，提高管理效率。

附圖說(shuō)明

26.圖1是本發(fā)明的加氫站氫氣加注裝置的主要模塊及外部連接示意圖；

27.圖2是本發(fā)明的加氫站氫氣加注裝置的匯流排的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

28.圖3是本發(fā)明的加氫站氫氣加注裝置的加壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

29.圖4-5是加壓裝置的氣動(dòng)氣體增壓泵的增壓曲線圖。

具體實(shí)施方式

30.以下將配合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本技術(shù)的實(shí)施方式，借此對(duì)本技術(shù)如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。

31.如圖1所示，展示了本實(shí)施例提供的加氫站氫氣加注裝置的主要模塊，及與外部設(shè)備的工作關(guān)系。外購(gòu)或自產(chǎn)的氫氣氣源經(jīng)過(guò)匯流排1進(jìn)入增壓裝置2，增壓裝置2利用壓縮空氣將氫氣壓縮為高壓氫氣后通過(guò)加氫槍64為燃料電池客車(chē)加注氫氣，圖中虛線線框內(nèi)部的模塊構(gòu)成本實(shí)施例的加氫站氫氣加注裝置。

32.其中，增壓裝置1是實(shí)施例的主要改進(jìn)，采用了氣動(dòng)氣體增壓泵作為加壓的主設(shè)備以提高安全性。同時(shí)為了提高加壓的穩(wěn)定，在氣動(dòng)氣體增壓泵之前設(shè)置匯流排2，保證氣源壓力穩(wěn)定提升加壓氫氣的壓力穩(wěn)定。并設(shè)置多個(gè)并聯(lián)的氣動(dòng)氣體增壓泵以提高加注效率。同時(shí)，由于加氫槍64與增壓設(shè)備之間不設(shè)置儲(chǔ)氣罐，可以將氣動(dòng)氣體增壓泵及其管路、輔助元件集成到一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，通過(guò)軟管與氫氣氣源、壓縮氣體氣源連接，有利于本裝置的靈活布置，增加加注點(diǎn)的靈活性。

33.下面對(duì)本裝置的匯流排和增壓裝置做具體的介紹。

34.如圖2所示，匯流排1包括主管路11，主管路11連接有5個(gè)并聯(lián)的支管路12，在主管路11與增壓設(shè)備的連接端設(shè)置出口截止閥17。

35.其中4個(gè)支管路用于連接氫氣集裝格，提高氫氣氣源。其中1個(gè)支管連接一個(gè)氮?dú)馄浚蕴岣甙踩浴?個(gè)支管路均采用軟管，軟管分別與主管路通過(guò)直角閥15連接，與氮?dú)馄炕驓錃饧b格的連接端設(shè)置連接接頭16。

36.匯流排的主管路11還設(shè)有放空支路13，放空支路13設(shè)置放空截止閥14。匯流排的主管路還設(shè)有匯流排壓力表18。

37.匯流排需要靠墻安裝或安裝在鋼結(jié)構(gòu)面，并接地。其中匯流排總長(zhǎng)4m，軟管中，氫氣軟管4根，單根3m長(zhǎng)，氮?dú)廛浌?根，單根3m長(zhǎng)。

38.工作參數(shù)上，匯流排的工作壓力可選20mpa。

39.如圖3所示，增壓裝置2包括三個(gè)并聯(lián)的氣動(dòng)氣體增壓泵3，每個(gè)氣動(dòng)氣體增壓泵3連接三個(gè)氣路，分別為匯流排氣路4、驅(qū)動(dòng)氣體氣路5、加氫槍氣路6。匯流排氣路4連接氣動(dòng)氣體增壓泵提供氫氣，驅(qū)動(dòng)氣體氣路5提供壓縮空氣作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)氣體增壓泵3對(duì)匯流排氣路4送來(lái)的氣體增壓，氫氣在增壓后進(jìn)入加氫槍氣路6通過(guò)加氫槍對(duì)燃料電池汽車(chē)加注氫氣。

40.其中，匯流排氣路4中，匯流排氣路進(jìn)口41連接匯流排的出口連接端，依次設(shè)置進(jìn)氣過(guò)濾器42、進(jìn)氣壓力表43、進(jìn)氣針閥44、進(jìn)氣單向閥45，然后連接氣動(dòng)氣體增壓泵3氫氣進(jìn)氣口。

41.驅(qū)動(dòng)氣體氣路5的氣體入口空氣壓縮機(jī)的出口連接，之后依次設(shè)置過(guò)濾及氣水分離器51、驅(qū)動(dòng)氣體減壓閥52、驅(qū)動(dòng)氣體壓力表53、驅(qū)動(dòng)氣路開(kāi)關(guān)54(采用驅(qū)動(dòng)球閥)，之后連接氣動(dòng)氣體增壓泵3的驅(qū)動(dòng)氣體入口。如圖3中的虛線氣路所示。

42.驅(qū)動(dòng)氣體氣路5還包括驅(qū)動(dòng)氣體氣路排空支路55，驅(qū)動(dòng)氣體氣路排空支路55從氣動(dòng)氣體增壓泵3的驅(qū)動(dòng)氣體排放口引出，并設(shè)置放空閥56進(jìn)行排空。

43.加氫槍氣路6從氣動(dòng)氣體增壓泵3的高壓氫氣出口引出，之后依次設(shè)置出口壓力表61、高壓出口針閥62，然后通過(guò)高壓加注軟管63連接高壓加氫槍64。

44.加氫槍氣路6還包括兩個(gè)安全放空支路，一條安全放空支路從高壓出口針閥62之前引出，設(shè)置出口安全液壓閥65，另外一條安全放空支路從高壓出口針閥62與高壓加注軟管63之間，并設(shè)置高壓放空針閥66。兩個(gè)安全放空支路共用一個(gè)高壓放空口67。

45.加氫槍氣路6在出口壓力表61之前引出泄壓支路68，泄壓支路68設(shè)置泄壓閥69防止加氫氣路出口壓力過(guò)高，泄壓閥69與放空閥56可以設(shè)置在一處。泄壓閥69與氫氣收集裝置連接，回收排出的氫氣。

46.工作過(guò)程：

47.驅(qū)動(dòng)氣體(空氣)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)氣體氣路5進(jìn)入驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)氣體增壓泵3，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)氣體增壓泵3對(duì)匯流排氣路4送來(lái)的氫氣進(jìn)行加壓，然后進(jìn)入氫槍氣路6，由加氫槍64給燃料電池汽車(chē)加注氫氣。

48.采用氣動(dòng)氣體增壓泵作為加壓的主設(shè)備，以代替現(xiàn)有的以電為驅(qū)動(dòng)力的增壓設(shè)備，從本質(zhì)上提高了安全性。

49.其中，氣動(dòng)氣體增壓泵可采用德國(guó)maximator的dle30-2型號(hào)，其增壓曲線如圖4-5所示。

50.實(shí)際工作中可設(shè)定的工作參數(shù)為：

51.驅(qū)動(dòng)空氣的要求：壓縮空氣，流量6nm3/min，壓力8bar。

52.設(shè)備增壓工作壓力：35mpa

53.增壓泵自動(dòng)關(guān)閉壓力值設(shè)定：35mpa

54.卸荷閥設(shè)置壓力：40mpa

55.管路連接：高壓卡套連接方式，耐壓壓力41.3mpa

56.設(shè)備增壓流量：

57.進(jìn)氣壓力150bar，驅(qū)動(dòng)壓力7bar，出口壓力350bar時(shí)，流量10.3kg/h。

58.進(jìn)氣壓力120bar，驅(qū)動(dòng)壓力7bar，出口壓力350bar時(shí)，流量7.5kg/h。

59.進(jìn)氣壓力100bar，驅(qū)動(dòng)壓力7bar，出口壓力350bar時(shí)，流量5.7kg/h。

60.最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。技術(shù)特征：

1.一種加氫站氫氣加注裝置，包括增壓加氫設(shè)備，其特征在于，所述增壓設(shè)備與氣源之間設(shè)置匯流排；所述增壓設(shè)備包括氣動(dòng)氣體增壓泵，所述氣動(dòng)氣體增壓泵連接所述匯流排，還連接驅(qū)動(dòng)氣體氣路提供空氣動(dòng)力源，并與加氫槍氣路連接；所述氣動(dòng)氣體增壓泵不少于兩個(gè)，并聯(lián)連接，設(shè)置在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述匯流排包括主管路，所述主管路連接若干并聯(lián)的支管路，所述支管路中的一部分用于連接氫氣集裝格；所述支管路通過(guò)直角閥與匯流排主管路連接。3.如權(quán)利要求2所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述支管路中的一個(gè)支管路連接一個(gè)氮?dú)馄浚龅獨(dú)馄颗c匯流排主管路通過(guò)直角閥連接。4.如權(quán)利要求3所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述匯流排主管路設(shè)有放空支路，所述放空支路設(shè)置放空截止閥。5.如權(quán)利要求2所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)氣體氣路連接空壓機(jī)，為驅(qū)動(dòng)氣體氣路提供壓力源，驅(qū)動(dòng)氣體氣路連接所述氣動(dòng)氣體增壓泵的驅(qū)動(dòng)氣體入口。6.如權(quán)利要求5所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)氣體氣路設(shè)有過(guò)濾及氣水分離器，并設(shè)置驅(qū)動(dòng)氣體壓力表以及過(guò)濾器。7.如權(quán)利要求2所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述加氫槍氣路包括加注支路和排空支路；所述加注支路連接氣動(dòng)氣體增壓泵的高壓氣體出口，設(shè)有高壓出口葉閥，并通過(guò)高壓加注軟管連接加氫槍?zhuān)⒃O(shè)置出口安全泄壓閥；所述排空支路連接所述氣動(dòng)氣體增壓泵的氣體泄漏點(diǎn)，以及所述加注支路的安全泄壓閥。8.如權(quán)利要求7所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述加注支路的高壓出口葉閥與高壓加注軟管直接還引出高壓放空支路，并通過(guò)高壓放空葉閥連如所述排空支路。9.如權(quán)利要求8所述的加氫站氫氣加注裝置，其特征在于，所述加氫槍氣路在出口壓力表之前引出泄壓支路，泄壓支路設(shè)置泄壓閥。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及氫能利用相關(guān)的加氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加氫站氫氣加注裝置，增壓加氫設(shè)備，所述增壓設(shè)備與氣源之間設(shè)置匯流排；所述增壓設(shè)備包括氣動(dòng)氣體增壓泵，所述氣動(dòng)氣體增壓泵連接所述匯流排，還連接驅(qū)動(dòng)氣體氣路提供空氣動(dòng)力源，并與加氫槍氣路連接；所述氣動(dòng)氣體增壓泵不少于兩個(gè)，并聯(lián)連接，設(shè)置在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)。由于將增壓設(shè)備與加氫機(jī)之間的存儲(chǔ)罐去掉，增壓設(shè)備直接通過(guò)管路連接加氫槍?zhuān)欣趯?shí)現(xiàn)裝備的小型化，利于移動(dòng)增壓設(shè)備及其連接的加氫槍?zhuān)梢造`活的改變加注的位置，有利于更加方便的為燃料汽車(chē)加注氫氣。采用了氣體驅(qū)動(dòng)的增壓裝置，在增壓裝置中徹底實(shí)現(xiàn)了電和氫氣的隔離，從根本上提供了增壓過(guò)程中的安全性。性。性。

技術(shù)研發(fā)人員：李軍 劉建華 廖囡囡 周昌祥 袁瑞文

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.13

技術(shù)公布日：2022/4/22