1.便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,包括制氢罐(1)、控制单元(2)、燃料电池(3)、DC/DC变换器(4)、蓄电池(5)、输出端子(6)、压力传感器(7)、第一泄压阀(8)、减压阀(9)、第二泄压阀(10)、输气管(11)、排气管(12)、键盘显示器(13)、加速度计(14)、进气格栅(15)、排气接口(16)、机壳(17);所述制氢罐(1)用于储存反应物、控制制氢速率、储存氢气、通过金属水解释放热量;所述控制单元(2)用于对整个系统进行全面控制;
所述燃料电池(3)将制氢罐(1)所产氢气进行发电,再经过DC/DC变换器(4)向蓄电池(5)充电,并为系统及外部负载供电;输出端子(6)与蓄电池(5)用于向外提供电能接口;所述制氢罐(1)通过输气管(11)向燃料电池(3)输送氢气,压力传感器(7)、第一泄压阀(8)、减压阀(9)与输气管(11)相连,并通过第二泄压阀(10)一起控制制氢罐(1)向燃料电池(3)输送氢气的压力;所述排气管(12)与第一泄压阀(8)和第二泄压阀(10)相连,用于排除多余气体;
所述键盘显示器(13)与控制单元(2)相连;所述进气格栅(15)与排气接口(16)以及所有部件均安装在机壳(17)中,其中排气接口(16)输出供热所需的加热空气。
2.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述制氢罐(1)包括第一电极(101)、第二电极(102)、金属粉(103)、水(104)、第一滤网(105)、第二滤网(106)、漏斗(107)、罐体(108)、导气管(109)、顶盖(110)、防倾洒连接头(111)、换热器(112)、出气管(113)、第一风扇(114)、外壳(115)、底盖(116)、第一温度传感器(117)、隔水透气组件(118)、加注口(119);所述防倾洒连接头(111)连接导气管(109)和换热器(112)之间,具有防止水(104)因便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置倾倒而进入换热器(112)的结构;所述隔水透气组件(118)连接出气管(113)和输气管(11)之间,能够阻止换热器(112)中的冷凝水进入输气管(11);所述加注口(119)位于罐体(108)下方,用于加注金属粉(103)和水(104)。
3.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述燃料电池(3)包括电堆(301)、第二风扇(302)、第二温度传感器(303)、进气道(304)、排气道(305)、电流传感器(306)、电压传感器(307)所述;进气道(304)向电堆(301)输入氢气,并经过排气道(305)排出废气;所述第二温度传感器(303)安装在电堆(301)用于检测其温度;所述第二风扇(302)安装在电堆(301)侧面用于冷却电堆(301);所述电流传感器(306)和电压传感器(307)用来检测电堆(301)输出的电压电流信号,并传递给控制单元(2)。
4.如权利要求2所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述防倾洒连接头(111)包括接头壳(1111)、管喉(1112)、进气口(1113)、滚珠(1114)、底托(1115);所述管喉(1112)位于接头壳(1111)的上部,内有向下的喇叭口;所述接头壳(1111)下部有中间带孔的底托(1115),将滚珠(1114)封在管喉(1112)与底托(1115)之间能够自由滚动;所述在管喉(1112)与底托(1115)之间的接头壳(1111)上开有进气口(1113);所述滚珠(1114)在防倾洒连接头(111)倾倒时,能够滚动到管喉(1112)处,将管喉(1112)封死,防止水(104)通过防倾洒连接头(111)溢出;正常竖直状态,氢气可以通过进气口(1113)流过防倾洒连接头(111)。
5.如权利要求2所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述隔水透气组件(118)包括左接头(1181)、右接头(1182)、防水透气膜(1183);所述防水透气膜(1183)安装在左接头(1181)与右接头(1182)之间,通过法兰盘固定;所述防水透气膜(1183)能够透过氢气,但能够阻止冷凝水流过。
6.如权利要求2所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述罐体(108)内部所安装的漏斗(107)将罐体(108)分为两个腔体,即下空腔(120)、上空腔(121);所述下空腔(120)的容积小于上空腔(121)的容积;罐体(108)内部所安装的导气管(109)的下端靠近漏斗(107),距离漏斗(107)的距离小于罐体(108)高度的四分之一。
7.如权利要求2所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述换热器(112)安装在罐体(108)上方与第一风扇(114)之间,使换热器(112)中的冷凝水通过防倾洒连接头(111)沿导气管(109)、漏斗(107)流回罐体(108)底部。
8.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述第一泄压阀(8)与排气管(12)相连接;所述控制单元(2)通过检测压力传感器(7)的压力信号来控制第一泄压阀(8)开启与关闭,并通过控制第一电极(101)、第二电极(102)的电流大小或者脉冲频率,最终控制所述制氢罐(1)中氢气压力稳定。
9.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所述控制单元(2)通过检测电流传感器(306)、电压传感器(307),控制第二泄压阀(10)的开启和关闭,以及控制第一电极(101)、第二电极(102)的电流大小或者脉冲频率,从而控制所述燃料电池(3)的输出功率稳定。
10.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所
述控制单元(2)控制DC/DC变换器(4)的输出电流,从而控制蓄电池(5)以及输出端子(6)输出电压的稳定。
11.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所
述进气格栅(15)位于制氢罐(1)的上方,正对第一风扇(114);第一温度传感器(117)安装在罐体(108)上;所述控制单元(2)通过检测第一温度传感器(117)的温度,控制第一风扇(114)的转速来冷却罐体(108),使罐体(108)温度小于100℃,并保持罐体(108)温度稳定。
12.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所
述控制单元(2)检测第一温度传感器(117)和第二温度传感器(303),根据所检测的罐体(108)温度和电堆(301)温度,来控制第一风扇(114)和第二风扇(302)的转速和风量,从而控制温度稳定。
13.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,施
加在第一电极(101)、第二电极(102)的电流波形有四种形式,分别为连续直流、单方向电流脉冲、双方向电流脉冲、连续交流。
14.如权利要求1所述的便携式防倾洒金属水解制氢的热电联供装置,其特征在于,所
述输气管(11)一端经压力传感器(7)连接出气管(113),另外一端经三通分别连接第一泄压阀(8)和减压阀(9),经过减压阀(9)后连接进气道(304),而第一泄压阀(8)的另外一端接排气管(12);电堆(301)的排气道(305)经过第二泄压阀(10)与排气管(12)相连;所述第一泄压阀(8)和第二泄压阀(10)均由控制单元(2)来控制其开启与闭合。