一种氢燃料直驱集成动力推进装置的制作方法

1.本发明属于清洁能源动力设备领域，具体涉及一种氢燃料直驱集成动力推进装置。


背景技术：

2.氢是一种无色的气体，燃烧一克氢能释放出72千焦尔的热量，是汽油发热量的3 倍。氢氧结合燃烧反应的产物是水，没有其他金属元素和卤族元素的参与，所以不会产生灰渣和废气，突出特点是无污染、效率高、可循环利用，对环境保护相对友好，氢作为燃料在近代越来越被广泛使用，被认为将会成为21世纪最理想的能源。
3.现在使用氢燃料作为应用能源的动力推进装置一般直接将气液混合状态的纯净氢燃料直接向燃烧腔供给，将热能转换为电能储存在氢燃料电池内，再通过电池放电驱动动力装置持续推进。现有公告号为cn206734080u的实用新型专利：一种氢燃料动力系统及氢燃料动力有轨电车，包括设于氢燃料动力有轨电车内的氢燃料动力系统，所述氢燃料动力系统包括氢气发生器、氢气储存器、氢燃料电池、电压放大器、逆变器、电动机与驱动桥，所述氢燃料电池一端连接氢气发生器与空气泵，所述氢燃料电池另一端连接热水收集槽，所述氢燃料动力有轨电车顶部设有多个集雨槽，所述集雨槽底部通过水管连接氢燃料电池，所述氢燃料电池一端电性连接电压放大器，该氢燃料动力系统及氢燃料动力有轨电车使用了氢燃料电池为氢燃料动力有轨电车供电，并驱动电动机使有轨电车运行，集雨槽收集雨水，提供给氢燃料电池作为冷却水使用，氢燃料电池产生的热水可提供给车内乘客直接饮用，清洁环保。该专利利用雨水收集作为氢燃料的制作原料体现了就地取材的环保特性，但是作为设备运行产生的废弃物中存在的氢原料其并未纳入考虑范围。
4.因此，针对上述氢燃料驱动系统没有针对设备运行污染物进行合理资源转化的情况，开发一种新型氢燃料驱动装置，利用设备自身运行或附属设施产生的污染物提取氢燃料原材。


技术实现要素：

5.（1）要解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氢燃料直驱集成动力推进装置，该动力推进装置旨在解决现在的氢燃料驱动装置没有针对设备运行产生的废料作出合理有效的资源再配置的技术问题。
6.（2）技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种氢燃料直驱集成动力推进装置，该动力推进装置包括动力系统、设置于所述动力系统左侧的水冷系统、设置于所述水冷系统后侧的循环污水箱，所述动力系统与所述水冷系统左右平行分布，所述水冷系统与所述循环污水箱之间固定安装有循环主管，所述循环污水箱内侧对角安装有格栅系统，所述循环污水箱内侧水平安装有过滤系统，所述过滤系统设置于所述格栅系统后侧，所述循环污
水箱内侧安装有氢气发生器，所述氢气发生器设置于所述过滤系统后侧，所述氢气发生器右侧安装有空气泵，所述空气泵右侧设置有氢气储存器，所述氢气储存器两侧安装有压缩机，所述氢气储存器右侧安装有稳压阀，所述稳压阀右侧安装有热能反应堆，所述热能反应堆右端固定分布有热电转换器，所述热电转换器前端固定连接有氢燃料电池，所述氢燃料电池前端固定安装有电压放大器，所述电压放大器前端固定连接有逆变器，所述动力系统内侧安装有驱动油缸，所述逆变器固定连接于所述驱动油缸后端，所述驱动油缸前端活动连接有一级动力模块和二级动力模块，所述二级动力模块设置于所述一级动力模块右侧。
7.使用本技术方案的一种氢燃料直驱集成动力推进装置时，水冷系统将冷却水供入动力系统内，对其进行降温，然后将受到污染后的冷却水回收入循环污水箱内，利用格栅系统和过滤系统分级对污水进行过滤除杂，然后通过氢气发生器对过滤水进行解离生成氢气，再经过空气泵将氢气泵入氢气储存器内，送入热能反应堆进行燃烧反应后再经过热电转换器将化学热转化为电能储存入氢燃料电池内，受到电压放大器和逆变器的二次处理将电能供给驱动油缸驱动一级动力模块和二级动力模块分别开始工作。
8.优选的，所述动力系统与所述水冷系统之间水平前后对称连接有两组循环副管，所述水冷系统上端固定安装有供水箱。供水箱为水冷系统提供稳定的水流来源，可以采用工业生产中产生的轻度污染废水，也可以采用纯净水。
9.优选的，所述水冷系统内侧固定安装有制冷机，所述制冷机前端固定安装有冷却管，所述循环副管外侧安装有给水泵机。给水泵机将被冷却管冷却后的水泵入动力系统，对驱动油缸的表面进行接触式的降温。
10.优选的，所述动力系统内侧设置有隔离腔，所述一级动力模块和所述二级动力模块均设置于所述隔离腔内侧，所述驱动油缸外侧设置有水冷通道。隔离腔将冷却水隔离在外，防止水流进入驱动油缸内，影响驱动油缸的工作稳定。
11.优选的，所述循环副管外侧安装有排水泵机，所述水冷系统内侧设置有负压空腔，所述负压空腔内侧安装有复合膜处理系统。排水泵机将冷却升温后的水从动力系统中泵出，经过复合膜处理系统对内部的油污等进行截留，然后将水泵入循环污水箱内准备进行二次利用。
12.优选的，所述循环污水箱左右两侧均固定安装有空气泵，所述增压泵连通于所述空气泵，所述增压泵外端安装有排污系统。空气泵外接增压泵，通过二级加压的方式，将颗粒较大的污染物通过排污系统从循环污水箱内泵出。
13.优选的，所述循环污水箱右侧下端安装有一级再利用系统，所述循环污水箱左侧下端安装有二级再利用系统，所述一级再利用系统和所述二级再利用系统均设置于所述排污系统下方。按照污染物粒径的不同，颗粒较大的污染物进入一级再利用系统，颗粒较小的污染物进入二级再利用系统，方便分别处理。
14.优选的，所述氢气发生器、空气泵、氢气储存器和热能反应堆均以气体为介质相互连通，所述热能反应堆、热电转换器、氢燃料电池、电压放大器和逆变器之间均为电控连接。氢气发生器对水解离后生成的氢气依次通过空气泵和氢气储存器，最终抵达热能反应堆进行燃烧放热，然后通过热电转换器和氢燃料电池将燃烧热转化为电能储存，最后通过电压放大器和逆变器对电能做标准化处理，使其可以为驱动油缸供电。
15.（3）有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的一种氢燃料直驱集成动力推进装置采用水冷系统和循环系统的配合工作，将为动力系统进行冷却的用水重复回收再利用，充分利用工业生产产生的废弃物进行清洁能源发电，极大的促进产业环保，降低企业的排污成本，通过多级过滤留存下来的污染物，在经过氢能源制备装置中的压力泵送机构配合增压泵的使用快速泵出回收，经过相应的处理，可以再次作为工业废料重复使用在工程建筑领域。
附图说明
16.为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明一种氢燃料直驱集成动力推进装置具体实施方式的装置分布组装结构示意图；图2为本发明一种氢燃料直驱集成动力推进装置具体实施方式的系统结构示意图图3为本发明一种氢燃料直驱集成动力推进装置具体实施方式的动力系统结构示意图；图4为本发明一种氢燃料直驱集成动力推进装置具体实施方式的水冷系统结构示意图。
18.附图中的标记为：1、动力系统；2、水冷系统；3、循环主管；4、循环污水箱；5、格栅系统；6、过滤系统；7、氢气发生器；8、空气泵；9、氢气储存器；10、压缩机；11、稳压阀；12、热能反应堆；13、热电转换器；14、氢燃料电池；15、电压放大器；16、逆变器；17、驱动油缸；18、一级动力模块；19、二级动力模块；20、循环副管；21、供水箱；22、制冷机；23、冷却管；24、给水泵机；25、隔离腔；26、水冷通道；27、排水泵机；28、负压空腔；29、复合膜处理系统；30、增压泵；31、排污系统；32、一级再利用系统；33、二级再利用系统。
具体实施方式
19.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
20.实施例1本具体实施方式是用于一种氢燃料直驱集成动力推进装置，其装置分布组装结构示意图如图1所示，系统结构示意图如图2所示，动力系统1结构示意图如图3所示，水冷系统2结构示意图如图4所示，该动力推进装置包括动力系统1、设置于所述动力系统1左侧的水冷系统2、设置于所述水冷系统2后侧的循环污水箱4，所述动力系统1与所述水冷系统2左右平行分布，所述水冷系统2与所述循环污水箱4之间固定安装有循环主管3，所述循环污水箱4内侧对角安装有格栅系统5，所述循环污水箱4内侧水平安装有过滤系统6，所述过滤系统6设置于所述格栅系统5后侧，所述循环污水箱4内侧安装有氢气发生器7，所述氢气发生器7设置于所述过滤系统6后侧，所述氢气发生器7右侧安装有空气泵8，所述空气泵8右侧设置
有氢气储存器9，所述氢气储存器9两侧安装有压缩机10，所述氢气储存器9右侧安装有稳压阀11，所述稳压阀11右侧安装有热能反应堆12，所述热能反应堆12右端固定分布有热电转换器13，所述热电转换器13前端固定连接有氢燃料电池14，所述氢燃料电池14前端固定安装有电压放大器15，所述电压放大器15前端固定连接有逆变器16，所述动力系统1内侧安装有驱动油缸17，所述逆变器16固定连接于所述驱动油缸17后端，所述驱动油缸17前端活动连接有一级动力模块18和二级动力模块19，所述二级动力模块19设置于所述一级动力模块18右侧，所述氢气发生器7、空气泵8、氢气储存器9和热能反应堆12均以气体为介质相互连通，所述热能反应堆12、热电转换器13、氢燃料电池14、电压放大器15和逆变器16之间均为电控连接。氢气发生器7对水解离后生成的氢气依次通过空气泵8和氢气储存器9，最终抵达热能反应堆12进行燃烧放热，然后通过热电转换器13和氢燃料电池14将燃烧热转化为电能储存，最后通过电压放大器15和逆变器16对电能做标准化处理，使其可以为驱动油缸17供电。
21.针对本具体实施方式，一级动力模块18和二级动力模块19为驱动方式相同，结构组成不同的模块化应力传动构件，利用驱动油缸17可以分别控制一级动力模块18和二级动力模块19同步或交错工作，形成动力集成的推进装置。
22.其中，所述动力系统1与所述水冷系统2之间水平前后对称连接有两组循环副管20，所述水冷系统2上端固定安装有供水箱21，所述水冷系统2内侧固定安装有制冷机22，所述制冷机22前端固定安装有冷却管23，所述循环副管20外侧安装有给水泵机24，所述动力系统1内侧设置有隔离腔25，所述一级动力模块18和所述二级动力模块19均设置于所述隔离腔25内侧，所述驱动油缸17外侧设置有水冷通道26。供水箱21为水冷系统2提供稳定的水流来源，可以采用工业生产中产生的轻度污染废水，也可以采用纯净水，给水泵机24将被冷却管23冷却后的水泵入动力系统1，对驱动油缸17的表面进行接触式的降温，隔离腔25将冷却水隔离在外，防止水流进入驱动油缸17内，影响驱动油缸17的工作稳定同时，所述循环副管20外侧安装有排水泵机27，所述水冷系统2内侧设置有负压空腔28，所述负压空腔28内侧安装有复合膜处理系统29。排水泵机27将冷却升温后的水从动力系统1中泵出，经过复合膜处理系统29对内部的油污等进行截留，然后将水泵入循环污水箱4内准备进行二次利用。
23.另外，所述循环污水箱4左右两侧均固定安装有空气泵8，所述增压泵30连通于所述空气泵8，所述增压泵30外端安装有排污系统31，所述循环污水箱4右侧下端安装有一级再利用系统32，所述循环污水箱4左侧下端安装有二级再利用系统33，所述一级再利用系统32和所述二级再利用系统33均设置于所述排污系统31下方。空气泵8外接增压泵30，通过二级加压的方式，将颗粒较大的污染物通过排污系统31从循环污水箱4内泵出，按照污染物粒径的不同，颗粒较大的污染物进入一级再利用系统32，颗粒较小的污染物进入二级再利用系统33，方便分别处理。
24.使用本技术方案的一种氢燃料直驱集成动力推进装置时，供水箱21将净水送入水冷系统2内，经过制冷机22和冷却管23的配合工作将水进行冷却，并经过给水泵机24和其所连接的一组循环副管20供入动力系统1内，沿水冷通道26对内部的驱动油缸17进行降温，利用隔离腔25防止水流进入驱动油缸17内部造成电路短路，然后将受到污染后的冷却水通过排水泵机27和其连接的另一组循环副管20经过循环主管3回收入循环污水箱4内，依次利用
格栅系统5和过滤系统6分级对污水进行过滤除杂，进过处理的水进入氢气发生器7的工作区域，然后氢气发生器7对过滤水进行解离生成氢气，再经过空气泵8将氢气泵入氢气储存器9内，同时开启压缩机10将氢气进行压缩，令氢气储存器9可以存纳更多的氢气，存储的氢气通过稳压阀11稳定的送入热能反应堆12进行燃烧反应，然后后再经过热电转换器13将氢气燃烧产生的化学热能转化为电能储存入氢燃料电池14内，受到电压放大器15和逆变器16的二次处理将电能供给驱动油缸17驱动一级动力模块18和二级动力模块19分别开始工作，从动力系统1中向外连续推进，另一边，增压泵30转接空气泵8将留存在循环污水箱4内的污染物吸出，分别进入一级再利用系统32和二级再利用系统33，经过再加工利用在工业领域。
25.以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
26.此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。