[发明专利]便携式自冷却高压氢气增压装置及方法

权利要求书

1.一种便携式自冷却高压氢气增压装置，包括氢气增压单元；其特征在于，还包括空气驱动单元和氢气冷却单元；其中，氢气增压单元包括入口单向阀、气驱氢气增压器和出口单向阀；空气驱动单元包括压缩空气源、过滤器、减压阀和换向阀；氢气冷却单元包括冷却套管和消音器；

氢气增压单元中的气驱氢气增压器是活塞式增压器，其活塞的驱动侧通过管路接至空气驱动单元的换向阀；入口单向阀分别与氢气源单元和气驱氢气增压器的增压缸入口相连，出口单向阀分别与气驱氢气增压器的增压缸出口和氢气管路相连，氢气管路的另一端则用于连接车载储氢气瓶；所述冷却套管设于氢气管路的外侧，设于气驱氢气增压器上的空气出口连接至冷却套管的末端，位于冷却套管始端的排出口处设消音器；

所述气驱氢气增压器共有两个且为并联安装方式，是具有自冷却功能的双驱动双作用氢气增压器：内设双向双作用活塞，活塞两端均设增压缸；在增压缸外壁设有换热夹套，活塞缸的空气排出口与换热夹套相接；换热夹套的出口与气驱氢气增压器上的空气出口相连；与此相配合，所述换向阀是二位四通阀。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氢气源单元包括氢气瓶、减压阀、压力表、截止阀和过滤器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述设于氢气管路外侧的冷却套管是翅片式冷却套管。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氢气管路上设有压力表和截止阀；安全泄压管路和气控泄压阀接于该氢气管路，安全泄压管路上设有截止阀。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，气控泄压阀的气控部件与所述空气驱动单元相接。

6.基于权利要求1所述装置的自冷却高压氢气增压方法，其特征在于，是在充氢的时候，由气驱氢气增压器的氢气输出流量、试验气瓶的公称工作压力及其容积确定气驱氢气增压器的增压时间，进而根据应用氢气进行试验的时间安排决定选择两台或单台气驱氢气增压器工作，以在满足充氢速度要求的前提下降低能耗；

所述气驱氢气增压器的增压时间根据公式（1）确定：

t=P1V1ρQ(RT+αRP1)---(1)]]>

式中，t为气驱氢气增压器的增压时间，单位min；P₁为试验气瓶的公称工作压力压力，单位Pa；V₁为试验气瓶的容积，单位m³；ρ为标准状况下氢气的密度，其值为0.08988kg/m³；，Q为气驱氢气增压器的氢气输出流量，单位Nm³/min；R为气体常数，其值为4.157×10³J/kg·K；T为充氢时的环境温度，单位K；α为常数，其值为1.9155×10^-6K/Pa。