一种氢能系统展示平台 |
|||||||
| 申请号 | CN202311789056.5 | 申请日 | 2023-12-23 | 公开(公告)号 | CN117523948A | 公开(公告)日 | 2024-02-06 |
| 申请人 | 北京智扬北方国际教育科技有限公司; | 发明人 | 刘博; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种氢能系统展示平台，通过平板式展示，其包括： 背板 、元器件、气体通路和液体通路；所述气体通路包括 氧 气气体通路以及氢气气体通路；所述氧气气体通路的中空管道远离背板的一侧贴附第一灯带；所述氢气气体通路远离背板的一侧贴附第二灯带；所述液体通路包括 冷却 水 通路以及 电解 用水通路，所述冷却水通路的中空管道远离背板的一侧贴附第三灯带；所述电解用水通路远离背板的一侧贴附第四灯带；所述第一灯带、第二灯带、第三灯带以及第四灯带采用 颜色 不同的灯带；将四种不同作用的 流体 通路的气体/液体流动方向体现出来；可以动态模拟氢能系统内各部件的工作流程，实现模拟仿真氢能系统的工作原理，具有信息流原理展示效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种氢能系统展示平台，体现为平板式展示，其特征在于，包括：背板(1)、元器件、气体通路和液体通路； |
||||||
| 说明书全文 | 一种氢能系统展示平台技术领域背景技术[0002] 氢能，氢和氧进行化学反应释放出的化学能，是一种二次清洁能源，被誉为“21世纪终极能源”。氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75％，是二次能源。氢能在21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源，氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为21世纪备受关注的焦点。氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，可持续发展。 [0003] 氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氨气外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氨气经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现有的内燃机稍加改装即可使用。 [0004] 中国对氢能的研究与发展可以追溯到20世纪60年代初，中国科学家为发展本国的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、H2/O2燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发，则是从20世纪70年代开始的。为进一步开发氢能，推动氢能利用的发展，氢能技术已被列入《科技发展“十五”计划和2015年远景规划(能源领域)》。 [0005] 然而随着氢能技术的不断发展，氢能方面的人才不足逐渐成为制约氢能技术发展的瓶颈，氢能技术的普及需要更多不同层次的相关技术行业的从业者参与进来，因此氢能方面的技术想要持续发展需要进行大范围的人才培养。 [0006] 现有的氢能系统展示平台在使用的过程中存在着一些不足，氢气系统繁杂，在展示氢气的传递过程以及利用氢气产生能量的过程中无法直观展示在学员的面前，未接触氢能的学员不能直观的看到氢能系统内部的连接状态，无法学习关于氢能系统的基本知识，展示效果较差，为此我们提出一种新型的氢能系统展示平台解决上述问题。 发明内容[0007] 本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。 [0008] 鉴于现有氢能系统展示平台中存在的问题，提出了本发明。 [0009] 因此，本发明的目的是提供一种氢能系统展示平台，能够实现在使用的过程中，方便直观展示氢能系统的基本知识，易于学员的理解和学习，同时方便控制调节，提高展示效果，提高学习效率。 [0010] 为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案： [0011] 一种氢能系统展示平台，体现为平板式展示，其包括：背板、元器件、气体通路和液体通路；所述气体通路包括氧气气体通路以及氢气气体通路；所述气体通路采用中空管道制备，所述氧气气体通路的中空管道远离背板的一侧贴附第一灯带；所述氢气气体通路远离背板的一侧贴附第二灯带；所述液体通路包括冷却水通路以及电解用水通路，所述液体通路采用中空管道制备，所述冷却水通路的中空管道远离背板的一侧贴附第三灯带；所述电解用水通路远离背板的一侧贴附第四灯带；所述第一灯带、第二灯带、第三灯带以及第四灯带采用颜色不同的灯带。 [0012] 所述电解用水通路包括补水通道、第一水循环通道以及第二水循环通道；所述电解用水通路涉及的元器件包括补水箱、补水泵、氢气分离器、碱液冷却器、电解槽、氢气冷却器、第一液差装置、氧气分离器、氧气冷却器和第二液差装置；所述电解槽包括阳极电极、阴极电极； [0013] 所述补水通道利用补水泵在补水箱进行抽水作为电解用水的入口，补水泵通过中空管道与氢气分离器相连接，所述氢气分离器的下端设置有出口，所述出口与所述碱液冷却器的入口端相连接，电解用水依次通过补水箱、补水泵、氢气分离器、碱液冷却器抵达电解槽进行电解分离出氢气与氧气； [0014] 所述第一水循环通道涉及的元器件包括氢气分离器、氢气冷却器、碱液冷却器和第一液差装置；所述第二水循环通道涉及的元器件包括氧气分离器、氧气冷却器、碱液冷却器和第二液差装置； [0015] 氢气与氧气排出时，会携带水分子排出后，温度降低后，第一水循环通道里的氢气通过氢气分离器、氢气冷却器时会将携带的水分子冷凝液化，第二水循环通道氧气通过氧气分离器、氧气冷却器时会将携带的水分子冷凝液化，在氢气分离器、氢气冷却器、氧气冷却器以及氧气分离器下端设置出口端与碱液冷却器相连接，便于将液化的电解用水再次通过碱液冷却器流入电解槽； [0016] 所述第一液差装置固定连接在所述氢气分离器上，所述第一液差装置的上端与所述氢气分离器的上端相连接，所述第一液差装置的下端与所述氢气分离器的下端相连接； [0017] 所述第二液差装置固定连接在所述氧气分离器上，所述第二液差装置的上端与所述氧气分离器的上端相连接，所述第二液差装置的下端与所述氧气分离器的下端相连接； [0018] 所述冷却水通道包括第一冷却通道、第二冷却通道、第三冷却通道以及第四冷却通道；所述冷却水通道涉及的元器件包括冷却水进口、冷却水阀、冷却水出口、氧气冷却器、氢气冷却器、碱液冷却器以及纯化氢冷却瓶，第一冷却通道依次经过冷却水进口、冷却水阀、冷却水出口以及碱液冷却器；所述第二冷却通道依次经过冷却水进口、冷却水阀、冷却水出口以及氧气冷却器；所述第三冷却通道依次经过冷却水进口、冷却水阀、冷却水出口以及氢气冷却器；所述第四冷却通道依次经过冷却水进口、冷却水阀、冷却水出口以及纯化氢冷却瓶；所述氧气冷却器、氢气冷却器以及纯化氢冷却瓶的外部设置有循环管路，方便冷却水进行循环利用。 [0019] 所述氧气气体通路涉及的元器件包括氧气分离器、氧气冷却器、氧侧调节电磁阀、氧侧保压电磁阀以及氧气出口；所述氧气分离器与所述电解槽相连接，氧气分离器与氧气冷却器相连接；所述氧气冷却器的上端设置有出口，其分别与氧侧调节电磁阀、氧侧保压电磁阀相连接，氧气出口分别与氧侧调节电磁阀、氧侧保压电磁阀通过氧气气体通路连接。 [0020] 所述氢气气体通路涉及的元器件包括氢气分离器、氢气冷却器、氢侧调节电磁阀、氢侧保压电磁阀、氢气脱氧瓶、脱氧温度传感器、纯化氢冷却瓶、制氢减压电磁阀、干燥排空电磁阀、第一干燥瓶、第二干燥瓶、干燥A阀、干燥B阀、干燥C阀、干燥D阀、手动开关以及氢气出口。 [0021] 氢气自电解槽的阴极电极排出，依次经过氢气分离器、氢气冷却器后，经氢侧调节电磁阀、氢侧保压电磁阀调节电磁阀两侧的氢气压力后，氢气通往所述氢气脱氧瓶进行脱氧工作；所述氢气脱氧瓶的下端与所述纯化氢冷却瓶通过管道固定连接，氢气经纯化氢冷却瓶冷却后进入干燥环节。 [0022] 干燥环节涉及的元器件包括干燥C阀、干燥D阀、第一干燥瓶、第二干燥瓶以及手动开关；纯化氢冷却瓶一侧与干燥C阀、干燥D阀分别连接，所述干燥C阀与所述第一干燥瓶通过管路相连接；所述干燥D阀与所述第二干燥瓶通过管路相连接；纯化氢冷却瓶冷却后的氢气会经过干燥C阀进入第一干燥瓶，经过干燥D阀进入第二干燥瓶，所述第一干燥瓶与第二干燥瓶交替使用；所述第一干燥瓶与所述第一干燥瓶出口端设置有连接管道，所述连接管道上安装有手动开关，用以平衡两侧氢气压力，氢气经过第一干燥瓶与第二干燥瓶的出口端流向氢气出口，进入使用状态。 [0023] 所述氧气气体通路还包括氢气排空接口，干燥排空电磁阀设置在所述第一干燥瓶与第二干燥瓶的出口端远离氢气出口的一侧，所述干燥排空电磁阀与所述氢气排空接口相连接，用以关闭系统时，排空系统内部剩余氢气。 [0024] 所述制氢减压电磁阀一端与所述氢气脱氧瓶入口端相连接，另一端与氢气排空接口相连接；当氢侧保压电磁阀感应内部氢气压力升高时，用以减压。 [0025] 所述干燥C阀通过管道与干燥A阀相连接，所述干燥A阀与氢气排空接口相连接。 [0026] 所述干燥D阀通过管道与干燥B阀相连接，所述干燥B阀与氢气排空接口相连接。 [0027] 作为本发明所述的一种氢能系统展示平台的一种优选方案，所述氢气脱氧瓶上固定安装有脱氧温度传感器。 [0028] 作为本发明所述的一种氢能系统展示平台的一种优选方案，所述第一干燥瓶上固定设置有温度计一，所述第二干燥瓶上固定设置有温度计二。 [0029] 作为本发明所述的一种氢能系统展示平台的一种优选方案，所述背板上固定安装有四种流水灯带的开关。 [0030] 作为本发明所述的一种氢能系统展示平台的一种优选方案，所述四种不同颜色的流水灯带可单一点亮，也可同时点亮。 [0031] 作为本发明所述的一种氢能系统展示平台的一种优选方案，所述背板选用透明亚克力材质制成。 [0032] 作为本发明所述的一种氢能系统展示平台的一种优选方案，所述背板底部安装有万向轮，方便移动讲解。 [0033] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0034] 1.本发明所展示的一种氢能系统展示平台通过设置气体通路内的氧气气体通路以及氢气气体通路采用中空管道制备，所述氧气气体通路的中空管道远离背板的一侧贴附第一灯带；所述氢气气体通路远离背板的一侧贴附第二灯带；所述液体通路内的冷却水通路以及电解用水通路采用中空管道制备，所述冷却水通路的中空管道远离背板的一侧贴附第三灯带；所述电解用水通路远离背板的一侧贴附第四灯带；所述第一灯带、第二灯带、第三灯带以及第四灯带采用颜色不同的流水灯带；利用四种不同颜色的流水灯带将四种不同作用的流体通路的气体/液体流动方向体现出来；学员可以方便从其中寻找水向氢气、氧气转化的规律，帮助理解。 [0035] 2.本发明所展示的一种氢能系统展示平台通过平板式展示，将元器件平铺在所述背板表面，将元器件的种类与形状以及相互之间的管道连接，直观展示在学员面前，有利于课堂讲解。通过设置所述四种不同颜色的流水灯带可单一点亮，也可同时点亮；讲师讲解时，可选用四种不同颜色的流水灯带逐一讲解，可以动态模拟氢能系统内各部件的工作流程，实现模拟仿真氢能系统的工作原理，具有信息流原理展示效果；当参加展览等活动时，所述四种不同颜色的流水灯带可同时点亮，增加视觉效果。 [0036] 3.本发明所展示的一种氢能系统展示平台通过在氢气干燥位置设置第一干燥瓶、干燥C阀与干燥A阀作为第一套干燥设备；设置第二干燥瓶、干燥D阀与干燥B阀作为第二套干燥设备；两套干燥设备平行设置，交替使用，使得氢气出口所释放的氢气始终保持一定压力，同时可以利用电磁阀平衡两侧压力，提高安全系数。 [0037] 4.本发明所展示的一种氢能系统展示平台通过氢气气体通路内设置制氢减压电磁阀、干燥排空电磁阀、干燥A阀以及干燥B阀分别与氢气排空接口相连接，用以减轻不同部位管路的内部氢气压力，防止氢气压力过高产生危险。附图说明 [0038] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中： [0039] 图1为本发明的立体结构示意图； [0040] 图2为本发明的平面结构示意图。 [0041] 图中；1、背板；2、氧气气体通路；3、氢气气体通路；4、冷却水通路；401、第一冷却通道；402、第二冷却通道；403、第三冷却通道；404、第四冷却通道；5、电解用水通路；501、补水通道；502、第一水循环通道；503、第二水循环通道；6、补水箱；7、补水泵；8、氢气分离器；9、碱液冷却器；10、电解槽；101、阳极电极；102、阴极电极；11、氢气冷却器；12、第一液差装置；13、氧气分离器；14、氧气冷却器；15、第二液差装置；16、冷却水进口；17、冷却水出口；18、纯化氢冷却瓶；19、氧侧调节电磁阀；20、氧侧保压电磁阀；21、氧气出口；22、氢侧调节电磁阀； 23、氢侧保压电磁阀；24、氢气脱氧瓶；25、脱氧温度传感器；26、制氢减压电磁阀；27、干燥排空电磁阀；28、第一干燥瓶；29、第二干燥瓶；30、干燥A阀；31、干燥B阀；32、干燥C阀；33、干燥D阀；34、手动开关；35、氢气出口；36、开关；37、温度计一；38、温度计二；39、冷却水阀；40、氢气排空接口。 具体实施方式[0042] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。 [0043] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。 [0044] 其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。 [0045] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。 [0046] 实施例一： [0047] 本发明提供如下技术方案：一种氢能系统展示平台，在使用的过程中，方便展示，易于学员的理解和学习，同时灯带的流动效果，动态模拟氢能系统内各部件的工作流程，实现模拟仿真氢能系统的工作原理，提高了展示效果，请参阅图1至图2，体现为平板式展示，其包括：背板1、元器件、气体通路和液体通路； [0048] 所述气体通路包括氧气气体通路2以及氢气气体通路3；所述气体通路采用中空管道制备，所述氧气气体通路2的中空管道远离背板1的一侧贴附第一灯带；所述氢气气体通路3远离背板1的一侧贴附第二灯带； [0049] 所述液体通路包括冷却水通路4以及电解用水通路5，所述液体通路采用中空管道制备，所述冷却水通路4的中空管道远离背板1的一侧贴附第三灯带；所述电解用水通路5远离背板1的一侧贴附第四灯带； [0050] 所述第一灯带、第二灯带、第三灯带以及第四灯带采用颜色不同的灯带；可以动态模拟氢能系统内各部件的工作流程，实现模拟仿真氢能系统的工作原理。 [0051] 如图1所示，所述背板1上固定安装有四种流水灯带的开关36；所述四种不同颜色的流水灯带可单一点亮，也可同时点亮。 [0052] 所述背板1选用透明亚克力材质制成；如图2所示，所述背板1底部安装有万向轮，方便移动讲解。 [0053] 如图1所示，所述电解用水通路5包括补水通道501、第一水循环通道502以及第二水循环通道503；所述补水通道501利用补水泵7在补水箱6进行抽水作为电解用水的入口，补水泵7通过中空管道与氢气分离器8相连接，所述氢气分离器8的下端设置有出口，电解用水进入氢气分离器8可将其底部的碱液以及水带入碱液冷却器9，所述出口与所述碱液冷却器9的入口端相连接，电解用水依次通过补水箱6、补水泵7、氢气分离器8、碱液冷却器9抵达电解槽10进行电解分离出氢气与氧气； [0054] 所述第一水循环通道502所涉及的元器件氢气分离器8、氢气冷却器11、碱液冷却器9和第一液差装置12；所述第二水循环通道503所涉及的元器件氧气分离器13、氧气冷却器14、碱液冷却器9和第二液差装置15； [0055] 氢气与氧气排出时，会携带水分子排出后，温度降低后，第一水循环通道502里的氢气通过氢气分离器8、氢气冷却器11时会将携带的水分子冷凝液化，第二水循环通道503氧气通过氧气分离器13、氧气冷却器14时会将携带的水分子冷凝液化，在氢气分离器8、氢气冷却器11、氧气冷却器14以及氧气分离器13下端设置出口端与碱液冷却器9相连接，便于将液化的电解用水再次进入碱液冷却器9混合流入电解槽10；从而实现了氢气与氧气的除湿。 [0056] 如图1所示，所述电解槽10包括阳极电极101、阴极电极102；氢气自阴极电极102产生，氧气自阳极电极101产生；所述电解槽10与所述碱液冷却器9的出口端相连接，当电解用水与碱液混合后，进入电解槽10进行电解反应。 [0057] 如图2所示，所述第一液差装置12的上端与所述氢气分离器8的上端相连接，所述第一液差装置12的下端与所述氢气分离器8的下端相连接，用以测量氢气分离器8内的液体与气体储存量；所述第二液差装置15的上端与所述氧气分离器13的上端相连接，所述第二液差装置15的下端与所述氧气分离器13的下端相连接，用以测量氧气分离器13内的液体与气体储存量； [0058] 如图1所示，所述冷却水通道包括第一冷却通道401、第二冷却通道402、第三冷却通道403以及第四冷却通道404；所述第一冷却通道401依次经过冷却水进口16、冷却水阀39、冷却水出口17以及碱液冷却器9；所述第二冷却通道402依次经过冷却水进口16、冷却水阀39、冷却水出口17以及氧气冷却器14；所述第三冷却通道403依次经过冷却水进口16、冷却水阀39、冷却水出口17以及氢气冷却器11；所述第四冷却通道403依次经过冷却水进口 16、冷却水阀39、冷却水出口17以及纯化氢冷却瓶18；所述氧气冷却器14、氢气冷却器11以及纯化氢冷却瓶18的外部设置有循环管路，方便冷却水进行多次循环使用；冷却水阀39控制冷却水的进入。 [0059] 如图2所示，所述氧气气体通路2涉及的元器件包括氧气分离器13、氧气冷却器14、氧侧调节电磁阀19、氧侧保压电磁阀20以及氧气出口21；氧气自电解槽10的阳极电极101排出，依次经过氧气分离器13、氧气冷却器14后，经氧侧调节电磁阀19、氧侧保压电磁阀20调节电磁阀两侧的氧气压力后，经氧气出口21排出。 [0060] 如图2所示，所述氢气气体通路3涉及的元器件包括氢气分离器8、氢气冷却器11、氢侧调节电磁阀22、氢侧保压电磁阀23、氢气脱氧瓶24、脱氧温度传感器25、纯化氢冷却瓶18、制氢减压电磁阀26、干燥排空电磁阀27、第一干燥瓶28、第二干燥瓶29、干燥A阀30、干燥B阀31、干燥C阀32、干燥D阀33、手动开关3634以及氢气出口35。 [0061] 氢气自电解槽10的阴极电极102排出，依次经过氢气分离器8、氢气冷却器11后，经氢侧调节电磁阀22、氢侧保压电磁阀23调节电磁阀两侧的氢气压力后，氢气通往所述氢气脱氧瓶24进行脱氧工作；所述氢气脱氧瓶24的下端与所述纯化氢冷却瓶18通过管道固定连接，氢气经纯化氢冷却瓶18冷却后进入干燥环节。 [0062] 所述氢气脱氧瓶24上固定安装有脱氧温度传感器25，检测氢气脱氧瓶24内部的温度。 [0063] 干燥环节涉及的元器件包括干燥C阀32、干燥D阀33、第一干燥瓶28、第二干燥瓶29以及手动开关34；纯化氢冷却瓶一侧与干燥C阀32、干燥D阀33分别连接，所述干燥C阀32与所述第一干燥瓶28通过管路相连接；所述干燥D阀33与所述第二干燥瓶29通过管路相连接；纯化氢冷却瓶冷却后的氢气会经过干燥C阀32进入第一干燥瓶28，经过干燥D阀33进入第二干燥瓶29，所述第一干燥瓶28与第二干燥瓶29交替使用；所述第一干燥瓶28与所述第一干燥瓶28出口端设置有连接管道，所述连接管道上安装有手动开关3634，用以平衡两侧氢气压力，氢气经过第一干燥瓶28与第二干燥瓶29的出口端流向氢气出口35，进入使用状态。 [0064] 所述第一干燥瓶上固定设置有温度计一37，用以监测第一干燥瓶28内部温度；所述第二干燥瓶上固定设置有温度计二38，用以监测第二干燥瓶29内部温度。 [0065] 所述氧气气体通路还包括氢气排空接口40，干燥排空电磁阀27设置在所述第一干燥瓶28与第二干燥瓶29的出口端远离氢气出口35的一侧，所述干燥排空电磁阀27与所述氢气排空接口40相连接，用以关闭系统时，排空系统内部剩余氢气。 [0066] 所述制氢减压电磁阀26一端与所述氢气脱氧瓶24入口端相连接，另一端与氢气排空接口40相连接；当氢侧保压电磁阀23感应内部氢气压力升高时，用以减压。 [0067] 所述干燥C阀32通过管道与干燥A阀30相连接，所述干燥A阀30与氢气排空接口40相连接；当第一干燥瓶28压力升高时，打开干燥A阀30，将氢气通过干燥A阀30排出以降低第一干燥瓶28内氢气压力。 [0068] 所述干燥D阀33通过管道与干燥B阀31相连接，所述干燥B阀31与氢气排空接口40相连接；当第二干燥瓶29压力升高时，打开干燥B阀31，将氢气通过干燥B阀31排出以降低第二干燥瓶29内氢气压力。 [0069] 虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈