專利名稱：氫燃料電池新能源應(yīng)用在采棉機(jī)上的動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氫燃料電池新能源應(yīng)用在采棉機(jī)上的動力裝置，屬于新能源 應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2010年，上海的高溫日達(dá)到29個，8月19日前后，上海連續(xù)出現(xiàn)4天39°C高溫天 氣，8月19日浦東最高氣溫高達(dá)40°C，上海外灘實測地表溫度接近50°C，碰上百年未遇的高 溫天氣，上海人熱得有些吃不消。一百多年來，人類大量燃燒煤炭和石油，向大氣中排放大 量的二氧化碳，造成了氣候變化，產(chǎn)生了溫室效應(yīng)，出現(xiàn)了全球氣候變暖，人類如果不改變 現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，高溫天氣今后就難以減少。上海、江蘇、浙江兩省一市在30多年前大量種植棉花，本項專利的發(fā)明人繆同春 親自種植棉花十年，曾經(jīng)到江蘇省啟東市和浙江省慈溪市參觀過棉花高產(chǎn)試驗田，然而，由 于工業(yè)的發(fā)展，酸雨的增多，影響了棉花的品質(zhì)，江浙滬產(chǎn)棉區(qū)的棉花種植面積大幅減少。 酸雨增加的原因是人類大量燃燒含有硫化合物的煤炭和石油，產(chǎn)生大量的二氧化硫氣體， 二氧化硫溶解在雨水中，產(chǎn)生亞硫酸，雨水便呈酸性，降落到地面上，會破壞農(nóng)作物的生長 發(fā)育，對棉纖維的質(zhì)量影響很大。近二十年來，華北地區(qū)、華東地區(qū)種植棉花少了，新疆自治區(qū)種植棉花多了 ；采摘 棉花是一項繁重的體力勞動，發(fā)明人繆同春在國營農(nóng)場工作時，曾經(jīng)身背采棉大口布袋，彎 腰在棉田里挑選已吐絮的開裂棉桃，用手摘取雪白的帶籽棉瓣，丟進(jìn)采棉大口布袋內(nèi)；繆同 春身背裝有十多斤重的籽棉的采棉大口布袋步行三里多路，到曬花場上將籽棉從采棉大口 布袋內(nèi)抖落到曬花竹簾上，由工人一邊翻曬棉花，一邊按等級分揀棉花，將三級棉花、四級 棉花、五級棉花分開曬花，并檢出沾在棉瓣上的碎棉葉及雜質(zhì)?？娡禾嶂盏牟擅薮罂诓?袋下班時，摸著被堅硬的棉鈴殼劃破的傷口，已是精疲力竭。新疆產(chǎn)棉區(qū)面積大、勞動力少，主要靠采棉機(jī)采摘棉花，美國和印度的產(chǎn)棉區(qū)大量 使用采棉機(jī)摘棉。全世界的采棉機(jī)目前全部依靠柴油機(jī)或汽油機(jī)提供動力，柴油機(jī)和汽油 機(jī)工作時，排氣管中不斷冒出帶有黑色細(xì)碳顆粒的黑煙，不停的排放二氧化碳和二氧化硫， 污染了棉田的空氣，使?jié)嵃椎拿蘩w維沾上了細(xì)小的黑色顆粒，影響了棉花的品質(zhì)，降低了棉 花的等級和市場價格。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種氫燃料電池電動采棉機(jī)，為 減少棉田化學(xué)污染，提高棉花品質(zhì)、增加棉花產(chǎn)值開辟一條新的途徑。中國政府為了發(fā)展清潔能源，保護(hù)地球上的生態(tài)環(huán)境，決心大力發(fā)展可再生的新 能源。國務(wù)院在2009年年底提出的目標(biāo)是到2020年，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重 達(dá)到15%左右。專家預(yù)測到2020年，中國能源需求總量可能高達(dá)45億噸標(biāo)煤；要達(dá)到非 化石能源占一次能源消費(fèi)比重15%的目標(biāo)，發(fā)展非化石的新能源已成當(dāng)務(wù)之急，太陽能、風(fēng)能、氫能等清潔能源，都應(yīng)該加快發(fā)展和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。曾擔(dān)任中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會能源動力 學(xué)會理事的本發(fā)明人繆同春應(yīng)該挺身而出，為創(chuàng)造有中國特色的新能源農(nóng)業(yè)機(jī)械作出新的貝獻(xiàn)。在新能源中，氫能的開發(fā)利用對保護(hù)地球上的生態(tài)環(huán)境最為有利。人類用氫能代 替目前所用的煤炭和石油是不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，也不會造成環(huán)境污染的科學(xué)方法。地球上 氫的資源十分豐富，含氫最豐富的物質(zhì)是水。國內(nèi)外已經(jīng)研究出許多制氫方法，如電解 水制氫、礦物燃料制氫、生物質(zhì)制氫、太陽能制氫、風(fēng)能制氫、光化學(xué)制氫、用氧化亞銅做催 化劑從水中制取氫氣、用新型的鉬化合物從水中制氫、用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射把水 完全分解制氫、用細(xì)菌制取氫、用微生物提取酶制氫、甲烷制氫氣、用綠藻生產(chǎn)氫、用甲酸制 造氫氣，人類不斷發(fā)現(xiàn)并掌握了越來越多的制氫技術(shù)，并研制了氫氣的純化技術(shù)，已制造成 功燃?xì)淦?，氫能汽車不排放二氧化碳和二氧化硫，排放物是潔凈的水，其工作過程十分清 潔。為了生產(chǎn)高品質(zhì)的純白棉花，提高棉花的等級，減少棉田的化學(xué)污染，用氫能作為采棉 機(jī)的動力是十分理想的。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的氫燃料電池電動采棉機(jī)21包括扶導(dǎo)器1、采棉室2、輸送籽棉裝置3、駕駛室4、 進(jìn)棉口 5、籽棉儲存箱6、軋棉裝置7，棉籽輸送裝置8、棉籽儲存箱9、皮棉儲存箱10、出棉口 11、后行走輪12、前行走輪13、氫燃料容器14、氫燃料輸送管15、氫燃料電池16、導(dǎo)電線17、 電動機(jī)18、動力輸出軸19、機(jī)械傳動裝置20、氫燃料電池電動采棉機(jī)動力裝置22 ；氫燃料電 池電動采棉機(jī)動力裝置22包括氫燃料容器14、氫燃料輸送管15、氫燃料電池16、導(dǎo)電線 17、電動機(jī)18、動力輸出軸19、機(jī)械傳動裝置20 ；從氫燃料容器14輸出的氫燃料通過氫燃 料輸送管15輸入氫燃料電池16、在氫燃料電池16的內(nèi)部利用氫燃料和氧直接經(jīng)過電化學(xué) 反應(yīng)產(chǎn)生電能，并排放水；電流通過導(dǎo)電線17輸入電動機(jī)18，在電動機(jī)18內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成 機(jī)械能，由動力輸出軸19輸送機(jī)械能到機(jī)械傳動裝置20，機(jī)械傳動裝置20驅(qū)動前行走輪 13和后行走輪12向前或向后轉(zhuǎn)動，在氫燃料電池電動采棉機(jī)21向前進(jìn)的過程中，扶導(dǎo)器1 將棉株扶持導(dǎo)入采棉室2，采摘吐絮棉瓣進(jìn)入輸送籽棉裝置3，成熟的棉瓣通過進(jìn)棉口 5輸 入籽棉儲存箱6臨時儲存，接著通過軋棉裝置7將皮棉與棉籽分離，棉籽通過棉籽輸送裝置 8輸入棉籽儲存箱9儲存；皮棉輸入皮棉儲存箱10，皮棉從出棉口 11運(yùn)出皮棉儲存箱10 ； 駕駛員坐在駕駛室4內(nèi)的座位上操縱氫燃料電池電動采棉機(jī)21各相關(guān)部件共同完成棉花 的采摘、輸送、軋花、儲存作業(yè)以及采棉機(jī)前行走輪13和后行走輪12的轉(zhuǎn)動。氫燃料容器14是壓縮氣體氫儲存容器或液體氫儲存容器或固體氫化物儲存容
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圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述從氫燃料容器中輸出的氫燃料、通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池，在氫燃料電 池內(nèi)部利用氫燃料和氧直接經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，并排放水。電流通過導(dǎo)電線輸入電
4動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由動力輸出軸輸送機(jī)械能到機(jī)械傳動裝置，機(jī)械傳 動裝置驅(qū)動‘氫燃料電池電動采棉機(jī)’的扶導(dǎo)器、采棉室、輸送籽棉裝置、進(jìn)棉口、籽棉儲存 箱、軋棉裝置，棉籽輸送裝置、棉籽儲存箱、皮棉儲存箱、出棉口共同完成棉花的采摘、輸送、 軋花、儲存作業(yè)以及采棉機(jī)前行走輪和后行走輪的轉(zhuǎn)動。人類將氫能用到采棉機(jī)上，首先要解決好儲氫、供氫難題。采棉機(jī)邊行駛邊采棉 時，要求儲氫系統(tǒng)多供應(yīng)氫氣，當(dāng)采棉機(jī)停止工作時，則要求儲氫系統(tǒng)停止供氫。氫是地球 上最輕的化學(xué)元素，其密度為0. 0899g/L，是水的密度的萬分之一；在-252. 7°C時，氫成為 液體，密度為70g/L，也只有水的十五分之一；美國能源部提出的儲氫目標(biāo)是單位質(zhì)量儲 氫密度達(dá)6. 5%、單位體積儲氫密度達(dá)62kg/m3。中國生產(chǎn)的車用輕質(zhì)高壓儲氫罐可以用作 為采棉機(jī)上的壓縮氣體氫儲存容器，氣態(tài)高壓儲氫是最普通和最直接的儲氫方式，通過減 壓閥的調(diào)節(jié)就可以直接向采棉機(jī)內(nèi)部的氫燃料電池供氫，提供氫能。液體氫儲罐的結(jié)構(gòu)比 氣體氫儲罐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液體氫系統(tǒng)的儲氫密度一般為40kg/m3，中國已能生產(chǎn)液氫，已成 功地用于航空航天事業(yè)，在采棉機(jī)上使用液體氫儲存容器，可以使質(zhì)量儲氫密度高達(dá)5 %， 儲存相同質(zhì)量的氫，液體氫儲罐的體積比高壓氣體氫儲罐要小。固體氫化物儲存容器的內(nèi) 部由某些金屬大量‘吸收’氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物儲氫，其優(yōu)點(diǎn)是有較大的儲氫容量，缺 點(diǎn)是質(zhì)量儲氫密度低，目前采用固體氫儲存容器并不多。在北京公共交通公司和上海世博 會上已出現(xiàn)環(huán)保的氫燃料電池汽車，并已建成向氫燃料電池汽車供電的加氫站。所以，在產(chǎn) 棉區(qū)建立加氫站，推廣使用氫燃料電池電動采棉機(jī)，既能保證向采棉機(jī)提供可再生的清潔 能源，又能顯著提升棉花的品質(zhì)和等級，為棉紡織工業(yè)提供高級棉花原料?，F(xiàn)舉出實施例如下實施例一從壓縮氣體氫儲存容器輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池、在氫燃 料電池的內(nèi)部利用氫燃料和氧直接經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，并排放潔凈的水；電流通過 導(dǎo)電線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由動力輸出軸輸送機(jī)械能到機(jī)械傳 動裝置，機(jī)械傳動裝置驅(qū)動前行走輪和后行走輪向前或向后轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動氫燃料電池電 動采棉機(jī)的各有關(guān)部件共同完成棉花的采摘、輸送、軋花、儲存作業(yè)。實施例二從液體氫儲存容器輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池、在氫燃料電 池的內(nèi)部利用氫燃料和氧直接經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，并排放潔凈的水；電流通過導(dǎo)電 線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由動力輸出軸輸送機(jī)械能到機(jī)械傳動裝 置，機(jī)械傳動裝置驅(qū)動前行走輪和后行走輪向前或向后轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動氫燃料電池電動采 棉機(jī)的各有關(guān)部件共同完成棉花的采摘、輸送、軋花、儲存作業(yè)。
權(quán)利要求一種氫燃料電池新能源應(yīng)用在采棉機(jī)上的動力裝置，其特征是，氫燃料電池電動采棉機(jī)(21)包括扶導(dǎo)器(1)、采棉室(2)、輸送籽棉裝置(3)、駕駛室(4)、進(jìn)棉口(5)、籽棉儲存箱(6)、軋棉裝置(7)，棉籽輸送裝置(8)、棉籽儲存箱(9)、皮棉儲存箱(10)、出棉口(11)、后行走輪(12)、前行走輪(13)、氫燃料容器(14)、氫燃料輸送管(15)、氫燃料電池(16)、導(dǎo)電線(17)、電動機(jī)(18)、動力輸出軸(19)、機(jī)械傳動裝置(20)、氫燃料電池電動采棉機(jī)動力裝置(22)；氫燃料電池電動采棉機(jī)動力裝置(22)包括氫燃料容器(14)、氫燃料輸送管(15)、氫燃料電池(16)、導(dǎo)電線(17)、電動機(jī)(18)、動力輸出軸(19)、機(jī)械傳動裝置(20)；從氫燃料容器(14)輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管(15)輸入氫燃料電池(16)、在氫燃料電池(16)的內(nèi)部利用氫燃料和氧直接經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，并排放水；電流通過導(dǎo)電線(17)輸入電動機(jī)(18)，在電動機(jī)(18)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由動力輸出軸(19)輸送機(jī)械能到機(jī)械傳動裝置(20)，機(jī)械傳動裝置(20)驅(qū)動前行走輪(13)和后行走輪(12)向前或向后轉(zhuǎn)動，在氫燃料電池電動采棉機(jī)(21)向前進(jìn)的過程中，扶導(dǎo)器(1)將棉株扶持導(dǎo)入采棉室(2)，采摘吐絮棉瓣進(jìn)入輸送籽棉裝置(3)，成熟的棉瓣通過進(jìn)棉口(5)輸入籽棉儲存箱(6)臨時儲存，接著通過軋棉裝置(7)將皮棉與棉籽分離，棉籽通過棉籽輸送裝置(8)輸入棉籽儲存箱(9)儲存；皮棉輸入皮棉儲存箱(10)，皮棉從出棉口(11)運(yùn)出皮棉儲存箱(10)；駕駛員坐在駕駛室(4)內(nèi)的座位上操縱氫燃料電池電動采棉機(jī)(21)各相關(guān)部件共同完成棉花的采摘、輸送、軋花、儲存作業(yè)以及采棉機(jī)前行走輪(13)和后行走輪(12)的轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池新能源應(yīng)用在采棉機(jī)上的動力裝置，其特征是， 所述的氫燃料容器(14)是壓縮氣體氫儲存容器或液體氫儲存容器或固體氫化物儲存容ο
專利摘要本實用新型涉及氫燃料電池新能源應(yīng)用在采棉機(jī)上的動力裝置，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。從氫燃料容器中輸出的氫燃料、通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池，在氫燃料電池內(nèi)部利用氫燃料和氧直接經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，并排放水。電流通過導(dǎo)電線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由動力輸出軸輸送機(jī)械能到機(jī)械傳動裝置，機(jī)械傳動裝置驅(qū)動‘氫燃料電池電動采棉機(jī)’的扶導(dǎo)器、采棉室、輸送籽棉裝置、進(jìn)棉口、籽棉儲存箱、軋棉裝置，棉籽輸送裝置、棉籽儲存箱、皮棉儲存箱、出棉口共同完成棉花的采摘、輸送、軋花、儲存作業(yè)以及采棉機(jī)前行走輪和后行走輪的轉(zhuǎn)動。
文檔編號A01D69/02GK201758582SQ2010205196
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司