CN114883589A - 氢燃料电池动力船余热回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料电池动力船余热回收利用装置，该装置包括注有冷水的余热回收箱，以及保温箱；该余热回收箱内设有匀热机构、动力单元和注有冷却剂的弯管；匀热机构包括两个匀热单元；匀热单元之间通过连接杆连接；匀热单元包括旋转组件、套筒、气缸、卡盘、滑轨、搅拌板、侧板和转板；气缸带动卡盘移动进而带动搅拌板在滑轨内滑动；搅拌板和侧板之间通过转板连接；旋转组件包括电机和齿轮组；气缸密封嵌装在套筒内；齿轮组在电机的作用下通过套筒带动搅拌板旋转。本发明通过有效对氢燃料电池余热利用，并对冷水均匀、高效加热，降低了能耗，解决了现有的氢燃料电池动力船不能有效利用氢燃料电池余热，造成大量资源、能源浪费的问题。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池动力船，尤其涉及一种氢燃料电池动力船余热回收利用装置。
背景技术
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。
燃料电池对环境无污染，燃料电池是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式导致燃烧时释放如COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。燃料电池只会产生水和热。
由于氢燃料电池在运行时会放热且产物是水，基于氢燃料电池的工作原理，在氢燃料电池的工作过程中，会因电堆内的化学反应产生大量的热能。如果不能及时有效地将氢燃料电池产生的热能转移，将极大地影响氢燃料电池的工作性能和使用寿命，对于氢燃料电池的散热这是亟待解决的问题。
同时，在现有技术中，普遍也通过水对氢燃料电池进行降温，但是充当冷却剂的水内的余热通常不能被有效利用，由于是应用于船舶的氢燃料电池，而船舶在海洋航行时物资难以随时得到补给，因此对于这部分余热的浪费，也是严重浪费了资源。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种氢燃料电池动力船余热回收利用装置，通过有效地对氢燃料电池余热利用，并对冷水均匀加热，降低了能耗，提高了资源利用率，解决了现有的氢燃料电池动力船不能有效利用氢燃料电池余热，造成大量资源、能源浪费的问题。
技术方案：本发明氢燃料电池动力船余热回收利用装置包括注有冷水的余热回收箱，以及保温箱；
该余热回收箱内设有匀热机构、动力单元和注有冷却剂的弯管；
匀热机构包括两个匀热单元；匀热单元之间通过连接杆连接；
匀热单元包括旋转组件、套筒、气缸、卡盘、滑轨、搅拌板、侧板和转板；气缸带动卡盘移动进而带动搅拌板在滑轨内滑动；搅拌板和侧板之间通过转板连接；
旋转组件包括电机和齿轮组；气缸密封嵌装在套筒内；齿轮组在电机的作用下通过套筒带动搅拌板旋转。
齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合进而带动套筒转动。
滑轨内设有限位滑块，该限位滑块固定在搅拌板两侧。
弯管的进口端和出口端分别延伸在余热回收箱的外侧。
余热回收箱和保温箱之间通过联通阀连接。
弯管通过管卡固定在余热回收箱内。
该弯管在余热回收箱内呈S形设置，进而增大与余热回收箱内水的接触面积。
余热回收箱的侧壁安装有安装座，套筒通过轴承在安装座内转动。
卡盘为方形卡盘。
滑轨分布在卡盘侧面。
工作原理：本发明将对氢燃料电池进行冷却的弯管通过管卡安装在余热回收箱内的下侧，且在余热回收箱内S型设置，进而通过进水口向余热回收箱内注入冷水，进而吸收弯管中作为冷却剂的水中的热量。当余热回收箱内的水温上升到设定值后，通过联通阀将水倒流至保温箱内进行保温，而保温箱后侧设置的排水口将其内保温的热水排出利用，进而利用氢燃料电池的余热对水进行加热，避免船用热水单独加热对搭载有限能源的消耗。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过将对氢燃料电池进行冷却的冷却管通过管卡安装在余热回收箱内的下侧，且在余热回收箱内S型设置，通过进水口向余热回收箱内注入冷水，进而有效的吸收弯管中作为冷却剂的水中的热量；当余热回收箱内的水温上升到设定温度后，通过联通阀将水倒流至保温箱内进行保温，而保温箱后侧设置的排水口将其内保温的热水进行排出利用，进而利用氢燃料电池的余热对水进行加热，避免船用热水单独加热对搭载有限能源的消耗。
(2)本发明通过电机箱内嵌装的电机的输出端固定连接的第一齿轮与第二齿轮啮合连接，进而带动套筒转动，通过两侧的电动气缸同步伸缩带动两侧的方形卡盘互相靠近，同时使得转板带动搅拌板在滑轨内滑动；也可以通过控制一侧的电动气缸伸缩，而带动一侧的方形卡盘向另一侧移动，在此过程中通过电机带动套筒转动，而带动搅拌板在余热回收箱内转动，将下侧靠近弯管首先受热的水与上侧的水搅拌均匀，以及两侧方形卡盘互相靠近或者向一侧靠近，进而将余热回收向内左右两侧的水进行翻动，而保证整个余热回收箱内的水温均匀，保证高效的吸收弯管中的余热。
(3)本发明在水温达到设定值时，将余热回收箱内热水排放至保温箱内，然后有进水口放入冷水进行新一轮余热利用的加热。
附图说明
图1为本发明氢燃料电池动力船余热回收利用装置的结构示意图；
图2为氢燃料电池动力船余热回收利用装置的仰视结构的剖视图；
图3为氢燃料电池动力船余热回收利用装置的俯视结构的剖视图；
图4为氢燃料电池动力船余热回收利用装置的结构的方形卡盘处局部结构的剖视图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明氢燃料电池动力船余热回收利用装置包括注有冷水的余热回收箱1以及保温箱2；该余热回收箱1内设有匀热机构、动力单元和注有冷却剂的弯管7。
该匀热机构包括两个匀热单元；该匀热单元之间通过连接杆21连接；
匀热单元包括旋转组件、套筒11、气缸16、卡盘17、滑轨18、搅拌板19、限位滑块20、侧板22和转板23；其中，气缸16带动卡盘17移动进而带动搅拌板19在滑轨18内滑动；搅拌板19和侧板22之间通过转板23连接。
旋转组件包括电机14和齿轮组；气缸16密封嵌装在套筒11内；齿轮组在电机14的作用下通过套筒11带动搅拌板19旋转。
齿轮组包括第一齿轮15和第二齿轮12，第一齿轮15和第二齿轮12啮合进而带动套筒11转动。
本发明的具体结构为，余热回收箱1的下侧内壁通过管卡6固定连接有弯管7，且弯管7的两端分别为进口端8与出口端9。余热回收箱1的两侧内壁均安装有安装座10，且安装座10内均转动套装有套筒11，套筒11的外侧面固定套装有第二齿轮12。
余热回收箱1的两侧安装有电机箱13，且电机箱13内安装有电机14，两侧的电机14互相靠近一侧的延伸端均延伸在余热回收箱1内，并在延伸端固定连接有第一齿轮15，第一齿轮15与第二齿轮12啮合连接。
套筒11内嵌装有电动气缸16。保温箱2固定连接在余热回收箱1的后侧，且保温箱2内设置有保温层24。保温箱2与余热回收箱1之间通过联通阀3连接。余热回收箱1的上端设置有进水口4，保温箱2的后侧设置有排水口5。
如图2所示，匀热机构中，两侧的电动气缸16互相靠近的一端固定连接有方形卡盘17，方形卡盘17的两端连接有滑轨18，且滑轨18内滑动设置有搅拌板19，搅拌板19的两侧固定连接有限位滑块20。
两侧的方形卡盘17之间设置有连接杆21，且连接杆21的两端固定连接有侧板22，每个侧板22与各自一侧的各个搅拌板19之间均转动连接有转板23，弯管7两端的进口端8与出口端9分别延伸在余热回收箱1的两外侧，弯管7在余热回收箱1的下侧，弯管7在余热回收箱1内呈S型设置。
本实施例中，通过将对氢燃料电池进行冷却的弯管7通过管卡6安装在余热回收箱1内的下侧，且该弯管7在余热回收箱1内S型设置，进而通过进水口4向余热回收箱1内注入冷水，有效的吸收弯管7中作为冷却剂的水中的热量。当余热回收箱1内的水温上升到设定值后，通过联通阀3将水倒流至保温箱2内进行保温，而保温箱2后侧设置的排水口5将其内保温的热水进行排出利用，进而有效的利用氢燃料电池的余热对水进行加热，避免船用热水单独加热对搭载有限能源的消耗。
搅拌板19两侧固定连接的限位滑块20滑动设置在滑轨18内，两侧的安装座10与套筒11之间通过轴承连接。套筒11内密封嵌装有电动气缸16，且电动气缸16的输出端延伸在套筒11外，两侧的侧板22互相远离一侧面的每一侧缘均与各自一侧的搅拌板19之间转动连接有转板23。
本实施例中，通过在余热回收箱1两侧内壁设置安装座10与电机箱13，套筒11的外侧面固定套装有第二齿轮12，以及电机箱13内嵌装的电机14的输出端固定连接的第一齿轮15与第二齿轮12啮合连接，进而带动套筒11转动。两侧电动气缸16互相靠近一端均固定连接有方形卡盘17，且方形卡盘17的外侧面阵列固定有滑轨18，滑轨18内滑动设置的搅拌板19的两侧固定连接的限位滑块20在滑轨18内滑动，进一步稳定了搅拌板19在滑轨18内的滑动。同时两侧的方形卡盘17之间设置有连接杆21，且连接杆21的两端固定连接的侧板22分别与各个搅拌板19之间转动连接有转板23，进而通过两侧的电动气缸16同步伸缩带动两侧的方形卡盘17互相靠近，使得转板23带动搅拌板19在滑轨18内滑动。也可以通过控制一侧的电动气缸16伸缩，而带动一侧的方形卡盘17向另一侧移动，在此过程中通过电机14带动套筒11转动，进而带动搅拌板19在余热回收箱1内转动，将下侧靠近弯管7首先受热的水与上侧的水搅拌均匀，以及两侧的方形卡盘17互相靠近或者向一侧靠近，进而将余热回收向内左右两侧的水翻动，而保证整个余热回收箱1内的水温均匀。通过高效的吸收弯管7中的余热，在温度达到设定值时，将余热回收箱1内热水排放至保温箱2内，然后有进水口4放入冷水进行新一轮余热利用的加热。
Claims (10)
1.一种氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：包括注有冷水的余热回收箱(1)，以及保温箱(2)；
所述余热回收箱(1)内设有匀热机构、动力单元和注有冷却剂的弯管(7)；
所述匀热机构包括两个匀热单元；所述匀热单元之间通过连接杆(21)连接；
所述匀热单元包括旋转组件、套筒(11)、气缸(16)、卡盘(17)、滑轨(18)、搅拌板(19)、侧板(22)和转板(23)；所述气缸(16)带动卡盘(17)移动进而带动搅拌板(19)在滑轨(18)内滑动；所述搅拌板(19)和侧板(22)之间通过转板(23)连接；
所述旋转组件包括电机(14)和齿轮组；所述气缸(16)密封嵌装在套筒(11)内；所述齿轮组在电机(14)的作用下通过套筒(11)带动搅拌板(19)旋转。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述齿轮组包括第一齿轮(15)和第二齿轮(12)，所述第一齿轮(15)和第二齿轮(12)啮合进而带动套筒(11)转动。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述滑轨(18)内设有限位滑块(20)，所述限位滑块(20)固定在搅拌板(19)两侧。
4.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述弯管(7)的进口端(8)和出口端(9)延伸在余热回收箱(1)的外侧。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述余热回收箱(1)和保温箱(2)之间通过联通阀(3)连接。
6.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述弯管(7)通过管卡(6)固定在余热回收箱(1)内。
7.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述弯管(7)在余热回收箱内呈S形设置。
8.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述余热回收箱(1)的侧壁安装有安装座(10)，所述套筒(11)通过轴承在安装座(10)内转动。
9.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述卡盘(17)为方形卡盘。
10.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力船余热回收利用装置，其特征在于：所述滑轨(18)分布在所述卡盘(17)侧面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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