CN109103482B - 进氢集成歧块及其应用的燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种进氢集成歧块及其应用的燃料电池，包括歧块、截止阀、比例调节阀、压力传感器、进氢接头、氢气循环泵接头和出氢接头，其中歧块里面设置有供氢气流通的第一流道、第二流道和第三流道，以歧块作为安装载体集成了截止阀、比例调节阀、压力传感器、进氢接头、氢气循环泵接头和出氢接头等多个分散的零件，形成一个模块化的部件，整体性强，体积小、制造成本低，安装制造简便，便于进行质量的控制。

Description

进氢集成歧块及其应用的燃料电池

技术领域：

本发明涉及进氢集成歧块及其应用的燃料电池。

背景技术：

现有的氢能源燃料电池一般包括箱体、箱盖、电堆模块(即燃料电池堆-- 即串联多个独立的单个燃料电池组成)、进氢阀门组件、电堆出气口阀门组、氢气循环泵、空气气路系统和冷却系统，其中电堆模块、进氢阀门组件、电堆出气口阀门组都安装在箱体内空气气路系统、冷却系统、氢气循环泵安装在箱体外面。

进氢阀门组件的主要功能有：1)作为燃料电池系统燃料供给接收装置，为系统提供足够的反应氢气；2)作为燃料电池系统燃料分配调节装置，维持足够的压力降，为系统提供需求压力的反应氢气；3)压力监控和信号输出。

目前进氢阀门组件包括很多零件：如截止阀、比例调节阀、压力传感器、限流阀、进氢接头、氢气循环泵接头、管道和出氢接头，其中：截止阀用于控制氢气通断；比例调节阀用于调节燃料电池模组内的氢气压力。压力传感器用于检测进入系统的氢气压力并输出信号。这些零件件都不是模块化，而是分散设置，这种布局安排存在如下的技术问题：1)零件数目多，安装连接麻烦；2) 非模块化，体积大，成本高，整体性差，质量难以控制，可靠性变差；3)制造成本高。

发明内容：

本发明的目的是提供进氢集成歧块及其应用的燃料电池，以解决上述背景技术中进氢阀门组件的零件数目多且分散、安装麻烦成本高，体积占用空腔大，整体性和可靠差，质量难以把控的技术问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种进氢集成歧块,包括歧块、截止阀、比例调节阀、压力传感器、进氢接头、氢气循环泵接头和出氢接头，其中歧块里面设置有供氢气流通的第一流道、第二流道和第三流道，第一流道的第一入口安装进氢接头，第一流道的第一出口与第二流道的第二入口通过截止阀连接，第二流道的第二出口通过比例调节阀与第三流道的第三入口连接，第三流道的第三出口安装出氢接头，第三流道中部与一压力检测通道贯通，压力检测通道的端部安装压力传感器，第三流道中部还与一氢气循环通道贯通，氢气循环通道的端部安装氢气循环泵接头。

上述所述的进氢接头里面安装有限流块，限流块中间设置限流孔。

上述所述的歧块的侧面上开有工艺孔，工艺孔与第二流道贯通，工艺孔上安装堵头进行封闭。

上述所述的歧块在进氢接头一侧的前侧面上设置凹槽，凹槽里面安装密封圈，密封圈围在进氢接头的外周。

上述所述的歧块上设置有接地孔，所述接地孔上连接有接地引线，所述接地引线的一端通过螺钉锁紧在接地孔上。

上述所述的歧块是一个扁平的块状体，包括上端面、下端面，前侧面、后侧面、左侧面和右侧面，进氢接头位于前侧面上，比例调节阀和压力传感器安装在上端面上，出氢接头位于后侧面上，压力传感器和堵头位于左侧面上，氢气循环泵接头位于右侧面上。

一种燃料电池，包括,包括箱体、箱盖、电堆模块、进氢集成歧块、电堆出气口阀门组、氢气循环泵、空气气路系统、冷却系统和低压控制系统，其中电堆模块、低压控制系统、进氢集成歧块、电堆出气口阀门组都安装在箱体内，其特征在于：所述的进氢集成歧块是上述所述的进氢集成歧块，压力传感器检测的压力信号送到低压控制系统，低压控制系统控制截止阀和比例调节阀的打开或者关闭，外部提供的氢气经过进氢集成歧块送到电堆模块，电堆模块里面的残余氢气经过电堆出气口阀门组送到氢气循环泵的入口，氢气循环泵的出口连接到进氢集成歧块的氢气循环泵接头，残余的氢气通过氢气循环泵、进氢集成歧块再次送到电堆模块。

上述所述的歧块在进氢接头一侧的前侧面上设置凹槽，凹槽里面安装密封圈，密封圈围在进氢接头的外周，箱体侧壁开有通孔，进氢接头穿过通孔伸出到箱体外部，在通孔周围设置若干个安装孔，若干螺钉穿过安装孔拧紧在歧块前侧面上，前侧面靠向箱体侧壁，且在前侧面与箱体侧壁之间有密封圈密封。

上述所述的歧块上设置有接地孔，所述接地孔上连接有接地引线，所述接地引线的一端通过螺钉锁紧在接地孔上，接地引线的另一端连接到箱体上。

本发明与现有技术相比，具有如下效果：

1)本发明的以歧块作为安装载体集成了截止阀、比例调节阀、压力传感器、进氢接头、氢气循环泵接头和出氢接头等多个分散的零件，形成一个模块化的部件，整体性强，体积小、制造成本低，安装制造简便，便于进行质量的控制；

2)进氢接头里面安装有限流块，限流块中间设置限流孔。限流孔安装在进氢接头内，为燃料电池模组提供氢气入口，限流孔在比例阀和截止阀失效的情况下，对氢气限流，避免经气瓶过来的氢气直接进入对电堆模块组造成损害；

3)上述所述的歧块的侧面上开有工艺孔，工艺孔与第二流道贯通，工艺孔上安装堵头进行封闭，工艺孔设置于比例调节阀与电堆模块入口之间，用于系统气密性检漏时作为气体入口，便于质量监控；

4)歧块在进氢接头一侧的前侧面上设置凹槽，凹槽里面安装密封圈，密封圈围在进氢接头的外周，箱体侧壁开有通孔，进氢接头穿过通孔伸出到箱体外部，在通孔周围设置若干个安装孔，若干螺钉穿过安装孔拧紧在歧块前侧面上，前侧面靠向箱体侧壁，且在前侧面与箱体侧壁之间有密封圈密封，安装方便，且气密性得到保证；

5)歧块上设置有接地孔，所述接地孔上连接有接地引线，所述接地引线的一端通过螺钉锁紧在接地孔上，接地引线的另一端连接到箱体上，安装方便，有效消除静电；

6)歧块是一个扁平的块状体，包括上端面、下端面，前侧面、后侧面、左侧面和右侧面，进氢接头位于前侧面上，比例调节阀和压力传感器安装在上端面上，出氢接头位于后侧面上，压力传感器和堵头位于左侧面上，氢气循环泵接头位于右侧面上，布局合理，结构紧凑，安装方便。

附图说明：

图1是本发明进氢集成歧块的立体图；

图2是本发明进氢集成歧块的正视图；

图3是图2中A-A的剖视图；

图4是本发明进氢集成歧块的俯视图；

图5是图4中B-B的剖视图；

图6是图4中C-C的剖视图；

图7是本发明进氢集成歧块局部结构的立体图；

图8是本发明进氢集成歧块局部结构的另一角度立体图；

图9是燃料电池的结构示意图；

图10是燃料电池的局部结构示意图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一：

如图1至图6所示，本实施例提供的是一种进氢集成歧块,包括歧块1、截止阀2、比例调节阀3、压力传感器4、进氢接头5、氢气循环泵接头6和出氢接头7，歧块1里面设置有供氢气流通的第一流道11、第二流道12和第三流道 13，第一流道11的第一入口111安装进氢接头5，第一流道11的第一出口112 与第二流道12的第二入口121通过截止阀2连接，第二流道12的第二出口122 通过比例调节阀3与第三流道13的第三入口131连接，第三流道13的第三出口132安装出氢接头7，第三流道13中部与一压力检测通道40贯通，压力检测通道40的端部安装压力传感器4，第三流道13中部还与一氢气循环通道60贯通，氢气循环通道60的端部安装氢气循环泵接头6。

如图3所示，所述的进氢接头5里面安装有限流块8，限流块8中间设置限流孔81。

如图3和图7所示，所述的歧块1的侧面上开有工艺孔14，工艺孔14与第二流道12贯通，工艺孔14上安装堵头9进行封闭。

如图3和图8所示，所述的歧块1在进氢接头5一侧的前侧面183上设置凹槽15，凹槽15里面安装密封圈151，密封圈151围在进氢接头5的外周。

如图1和图7所示，所述的歧块1上上设置有接地孔16，所述接地孔16上连接有接地引线17，所述接地引线17的一端通过螺钉200锁紧在接地孔16上。

如图1、图2、图3、图7和图8所示，所述的歧块1是一个扁平的块状体，包括上端面181、下端面182，前侧面183、后侧面184、左侧面185和右侧面 186，进氢接头5位于前侧面183上，比例调节阀3和压力传感器4安装在上端面181上，出氢接头7位于后侧面184上，压力传感器4和堵头9位于左侧面 185上，氢气循环泵接头6位于右侧面186上。

实施例二：

如图9和图10所示，一种燃料电池，包括箱体101、箱盖102、电堆模块 103、进氢集成歧块10、电堆出气口阀门组104、氢气循环泵105、空气气路系统106、冷却系统107和低压控制系统108，其中电堆模块103、低压控制系统 108、进氢集成歧块10、电堆出气口阀门组104都安装在箱体101内，所述的进氢集成歧块10是上述实施例一所述的任意一项进氢集成歧块10，压力传感器检测的压力信号送到低压控制系统，低压控制系统108控制截止阀2和比例调节阀3的打开或者关闭，外部提供的氢气经过进氢集成歧块10送到电堆模块103，电堆模块103里面的残余氢气经过电堆出气口阀门组104送到氢气循环泵105 的入口，氢气循环泵105的出口连接到进氢集成歧块10的氢气循环泵接头6，残余的氢气通过氢气循环泵105、进氢集成歧块10再次送到电堆模块103。

如图3、图8和图9所示所述的歧块1在进氢接头5一侧的前侧面183上设置凹槽15，凹槽15里面安装密封圈151，密封圈151围在进氢接头5的外周，箱体101侧壁开有通孔1011，进氢接头5穿过通孔1011伸出到箱体101外部，在通孔1011周围设置若干个安装孔1012，若干螺钉穿过安装孔1012拧紧在歧块1前侧面183上，前侧面183靠向箱体101侧壁，且在前侧面183与箱体101 侧壁之间有密封圈151密封。

如图1、图7和图9所示，所述的歧块1上设置有接地孔16，所述接地孔 16上连接有接地引线17，所述接地引线17的一端通过螺钉200锁紧在接地孔 16上，接地引线17的另一端连接到箱体101上。

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种进氢集成岐块,包括岐块(1)、截止阀(2)、比例调节阀(3)、压力传感器(4)、进氢接头(5)、氢气循环泵接头(6)和出氢接头(7)，其特征在于：岐块(1)里面设置有供氢气流通的第一流道(11)、第二流道(12)和第三流道(13)，第一流道(11)的第一入口(111)安装进氢接头(5)，第一流道(11)的第一出口(112)与第二流道(12)的第二入口(121)通过截止阀(2)连接，第二流道(12)的第二出口(122)通过比例调节阀(3)与第三流道(13)的第三入口(131)连接，第三流道(13)的第三出口(132)安装出氢接头(7)，第三流道(13)中部与一压力检测通道(40)贯通，压力检测通道(40)的端部安装压力传感器(4)，第三流道(13)中部还与一氢气循环通道(60)贯通，氢气循环通道(60)的端部安装氢气循环泵接头(6)；

所述的进氢接头(5)里面安装有限流块(8)，限流块(8)中间设置限流孔(81)；

所述的岐块(1)的侧面上开有工艺孔(14)，工艺孔(14)与第二流道(12)贯通，工艺孔(14)上安装堵头(9)进行封闭；

所述的岐块(1)上设置有接地孔(16)，所述接地孔(16)上连接有接地引线(17)，所述接地引线(17)的一端通过螺钉(200)锁紧在接地孔(16)上；

所述的岐块(1)在进氢接头(5)一侧的前侧面(183)上设置凹槽(15)，凹槽(15)里面安装密封圈(151)，密封圈(151)围在进氢接头(5)的外周。

2.根据权利要求1所述的一种进氢集成岐块，其特征在于：所述的岐块(1)是一个扁平的块状体，包括上端面(181)、下端面(182)，前侧面(183)、后侧面(184)、左侧面(185)和右侧面(186)，进氢接头(5)位于前侧面(183)上，比例调节阀(3)和截止阀(2)安装在上端面(181)上，出氢接头(7)位于后侧面(184)上，压力传感器(4)和堵头(9)位于左侧面(185)上，氢气循环泵接头(6)位于右侧面(186)上。

3.一种燃料电池，包括箱体(101)、箱盖(102)、电堆模块(103)、进氢集成岐块(10)、电堆出气口阀门组(104)、氢气循环泵(105)、空气气路系统(106)、冷却系统(107)和低压控制系统(108)，其中电堆模块(103)、低压控制系统(108)、进氢集成岐块(10)、电堆出气口阀门组(104)都安装在箱体(101)内，其特征在于：所述的进氢集成岐块(10)是上述权利要求1至权利要求2所述的任意一项进氢集成岐块(10)，压力传感器检测的压力信号送到低压控制系统，低压控制系统(108)控制截止阀(2)和比例调节阀(3)的打开或者关闭，外部提供的氢气经过进氢集成岐块(10)送到电堆模块(103)，电堆模块(103)里面的残余氢气经过电堆出气口阀门组(104)送到氢气循环泵(105)的入口，氢气循环泵(105)的出口连接到进氢集成岐块(10)的氢气循环泵接头(6)，残余的氢气通过氢气循环泵(105)、进氢集成岐块(10)再次送到电堆模块(103)。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池，其特征在于：所述的岐块(1)在进氢接头(5)一侧的前侧面(183)上设置凹槽(15)，凹槽(15)里面安装密封圈(151)，密封圈(151)围在进氢接头(5)的外周，箱体(101)侧壁开有通孔(1011)，进氢接头(5)穿过通孔(1011)伸出到箱体(101)外部，在通孔(1011)周围设置若干个安装孔(1012)，若干螺钉穿过安装孔(1012)拧紧在岐块(1)前侧面(183)上，前侧面(183)靠向箱体(101)侧壁，且在前侧面(183)与箱体(101)侧壁之间有密封圈(151)密封。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池，其特征在于：所述的岐块(1)上设置有接地孔(16)，所述接地孔(16)上连接有接地引线(17)，所述接地引线(17)的一端通过螺钉(200)锁紧在接地孔(16)上，接地引线(17)的另一端连接到箱体(101)上。