CN101784138A - 燃料电池测试系统中的溶液加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了燃料电池测试系统中的溶液加热装置，包括一试管状的双层石英玻璃管，双层石英玻璃管外壁的顶部和底部边缘分别设置入口管和出口管与内壁和外壁间的腔体连通，红外加热棒插于双层石英玻璃管内。其红外加热棒直接插入双层石英玻璃管的内孔中，通过红外辐射对双层石英玻璃管内壁和内、外壁间的溶液进行加热，可有效防止加热热量辐射损失，从而提高加热效率，节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池测试系统中，用于加热测试用的强酸强碱溶液的装置。
背景技术
在燃料电池测试系统中，需要对传输中的强酸强碱溶液进行实时加热，针对强酸强碱等腐蚀性溶液的传输中加热，目前虽然有多种的不同的方案，但都存在不同的缺陷。
在现有方案中，最普遍被采用的方案是在不锈钢钢管内部传输溶液，外部包围发热装置，比如发热丝、发热带、发热环等，通过对这些发热装置通电达到对不锈钢管内部溶液的加热效果。但在这种方案中，有以下几个缺点：(1)所谓的不锈钢，其实在遇到强酸强碱的时候，也是一样会生锈的，即使是目前耐酸碱性能最好的316材质的不锈钢，也不能够完全的耐强酸强碱腐蚀，因此如果用这种不锈钢管作为加热和传输通道，每隔几个月就必须更换不锈钢管，否则就会有由于腐蚀导致漏液的危险，轻则污染环境，重则产生电线短路导致火灾。(2)即使不更换不锈钢管，它的内壁也会因为生锈腐蚀而有大量的杂质脱落，这些脱落的杂种混到酸碱溶液中，会影响测试的精度，对于需要高纯度溶液要求的DAFC燃料电池测试系统，是根本无法接受的。(3)发热装置包裹在不锈钢管外部，发热装置的热量会因对外辐射而损失，不但加热效率较低，而且大大浪费了电力能源。
另外一种方案是采用耐酸碱的塑料或塑胶导管进行传输，最常用的是采用聚四氟乙烯材质导管，这种材质导管耐酸碱性能非常良好，是一种强酸强碱溶液存储和传输的很好的一种材质。但是由于这本身是一种塑料，耐酸碱性能固然是非常良好，但是耐高温性能却达不到要求。如果按前述方式进行加热，聚四氟乙烯导管外部包围发热丝、发热带、发热环等高温部件，塑料导管很快就会被溶化，从而导致溶液泄漏，甚至导致电线短路发生火灾。因此这种材质只能够用于强酸碱溶液低温存储或传输，而不能用于直接加热。
发明内容
本发明旨在给出一种既能抵抗强酸强碱腐蚀，又能耐高温，能够承受高温加热，且加热效率高，节约能源的燃料电池测试系统中的溶液加热装置。
燃料电池测试系统中的溶液加热装置，包括试管状的双层石英玻璃管，双层石英玻璃管外壁的顶部和底部边缘分别设置入口管和出口管与内壁和外壁间的腔体连通，红外加热棒插于双层石英玻璃管内。
本发明所述的燃料电池测试系统中的溶液加热装置，加热时，测试用的强酸强碱溶液从双层石英玻璃管底部边缘入口管流入内、外壁面间的腔体内后，经插于双层石英玻璃管内的红外加热棒加热后，再由顶部的出口管送出。由于石英玻璃是一种既耐高温又耐酸碱的材质，加热过程中，其不存在生锈和腐蚀的问题，加热装置不需要经常更换，耐久性好；且不会因锈穿而引起故障，安全性也更高。此外，其也不存在因锈蚀脱落的杂质影响测试精度的问题，性能也更可靠。另外，本发明的燃料电池测试系统中的溶液加热装置，红外加热棒直接插入双层石英玻璃管的内孔中，通过红外辐射对双层石英玻璃管内壁和内、外壁间的溶液进行加热，可有效防止加热热量辐射损失，从而提高加热效率，节省能源。
附图说明
图1为一种燃料电池测试系统中的溶液加热装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1，如图1，一种燃料电池测试系统中的溶液加热装置，包括一试管状的双层石英玻璃管1，双层石英玻璃管外壁2的顶部设置有入口管3，入口管3与双层石英玻璃管内壁4和外壁2面间的腔体6连通，双层石英玻璃管外壁2的底部边缘设置有出口管5，出口管5同样与内壁4和外壁2间的腔体6连通，红外加热棒7插入在双层石英玻璃管内。
测试用的强酸强碱溶液从双层石英玻璃管底部边缘入口管流入内、外壁面间的腔体内，在腔体内，由插在双层石英玻璃管内的红外加热棒通过红外辐射的方式加热，加热到所需温度后再由顶部的出口管送出。其红外加热棒直接插入双层石英玻璃管的内孔中，红外加热棒被双层石英玻璃管和溶液包围，其辐射的热量基本被完全被吸收利用，加热热量辐射损失小，能源利用率高。
红外加热棒底端安装有绝缘隔热塞8，通过绝缘隔热塞塞于双层石英玻璃内，其能够进一步减少红外加热棒的辐射损失，进一步的提高能源利用率。
为了更进一步的提高，能源的利用率，避免红外加热棒透过双层石英玻璃管的内、外管壁和管壁间的溶液后，再向外辐射损失热量，也降低被加热的溶液向外辐射而损失的热量，双层石英玻璃管的外壁面可涂上黑色的遮光层或者包裹保温材料。
Claims (4)
1.燃料电池测试系统中的溶液加热装置，其特征在于：包括试管状的双层石英玻璃管，双层石英玻璃管外壁的顶部和底部边缘分别设置入口管和出口管与内壁和外壁间的腔体连通，红外加热棒插于双层石英玻璃管内。
2.根据权利要求1所述的燃料电池测试系统中的溶液加热装置，其特征在于：红外加热棒底端安装有绝缘隔热塞，通过绝缘隔热塞塞于双层石英玻璃内。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池测试系统中的溶液加热装置，其特征在于：双层石英玻璃管的外壁面涂有黑色的遮光层。
4.根据权利要求1或2所述的燃料电池测试系统中的溶液加热装置，其特征在于：双层石英玻璃管的外壁面包裹保温材料。
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