CN115763913A - 一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，包括电池发动机本体，电池发动机本体上连接有检测机构，检测机构包括主输气管，主输气管与电池发动机本体相连接，主输气管上安装有尾气检测仪和电磁阀，主输气管远离电池发动机本体的一端连接有过滤机构，过滤机构包括保护外壳，保护外壳内设有分散管，分散管上设有多个喷头，保护外壳与分散管之间连接有一对支撑连接杆。本发明通过对现有的氢燃料电池发动机增加相应过滤装置，使氢燃料在使用过程中产生的尾气可以得到有效的处理，避免了有害物质的排放，降低对环境的污染，从而提高居民的生活环境，并且可以有效的利用排放尾气中的热能，避免资源的浪费。

Description

一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机

技术领域

本发明属于氢燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机。

背景技术

氢燃料电池发动机是将氢和氧经过电化学反应将化学能转变成电能的发动机系统，一般包括燃料电池堆、气体输配和回收系统、散热和加湿系统、监测和控制系统、氢气安全系统、辅助电源、电能输出系统。可用于车辆、航空航天和水下等装置的驱动动力电源和辅助动力。

氢燃料电池发动机在使用过程中，虽然氢气具有环保特性，但燃料中还含有其他化学成分，所以依然会对环境产生一定程度污染，而现有的氢燃料电池发动机缺乏相应的过滤装置，使得发动机在使用过程中还是会排放一些有害物质，加深了城市污染，降低居民的生活环境，并且排放的尾气温度较高，含有较多的热能，直接排放会导致能源流失，造成资源的浪费。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，以解决上述现有的氢燃料电池发动机在使用时会排放有害物质，降低城市居民生活环境和造成资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，包括电池发动机本体，所述电池发动机本体上设有控制箱，所述控制箱内设有过滤检测系统，所述过滤检测系统包括尾气设置系统和检测控制系统；

所述电池发动机本体上连接有检测机构，所述检测机构包括主输气管，所述主输气管与电池发动机本体相连接，所述主输气管上安装有尾气检测仪和电磁阀，所述主输气管远离电池发动机本体的一端连接有过滤机构，所述过滤机构包括保护外壳，所述保护外壳内设有分散管，所述分散管上设有多个喷头，所述保护外壳与分散管之间连接有一对支撑连接杆。

进一步地，所述尾气设置系统包括尾气信息设置模块、筛分参数设置模块、控制开关路径设置模块和尾气信息传输模块，所述尾气信息设置模块用于使用者对需要检测的尾气信息设置调整，便于尾气检测仪检测到尾气有害物质使，控制箱可以控制相应机构启动，所述筛分参数设置模块用于对不同有害物质的区分，使尾气检测仪检测更加准确，降低误差，从而增加装置的灵敏度，所述控制开关路径设置模块用于控制多种机构，使不同状态下的尾气被排出时，相应的机构会随之启动，从而使不需要过滤的气体可以直接流通，减小不必要的步骤，所述尾气信息传输模块用于对设置参数的更改，便于使用者及时对参数进行调整，从而增加实用性。

进一步地，所述检测控制系统包括信号接收模块、信号检测对比模块、控制驱动模块和尾气处理记录模块，所述信号接收模块用于接收相应的参数信息，通过接受检查数据来启动后续需要的机构，所述信号检测对比模块用于对比检测数据来判断尾气中是否还有有害物质，通过接受检查数据来判断排出的尾气是否需要进行过滤处理，所述控制驱动模块用于根据传输的数据来启动相应的机构，对尾气进行处理，所述尾气处理记录模块用于记录当前传输数据，用于使用者后续针对记录数据做出相应的调整。

进一步地，所述喷头远离分散管的一侧依次设有过滤件和隔板，过滤件用于净化水流，使与尾气接触后水流中杂质可以被阻挡下来，避免水流向下流动，从而使净化后的水可以重复使用，降低资源的浪费，为使用者减少损失，隔板用于阻挡水流，减少水流在移动过程中波动空间，所述隔板上开凿有多个均匀分布的水孔，用于过滤件净化完的水流可以向下流动。

进一步地，所述保护外壳的一侧设有水泵，用于将水流抽出，并通过输水管进行输送，所述水泵上连接有输水管，用于将水流运输到分散管，避免水流在输送过程中洒落，所述输水管贯穿保护外壳设置，所述输水管设于保护外壳内的一端与分散管相连接，使水流可以通过喷头进行喷洒。

进一步地，所述保护外壳靠近输水管的一端连接有排气管，用于将过滤完的气体排出，并且输送到支撑管内，所述排气管远离保护外壳的一端连接有支撑管，用于连通一对排气支管，使排气管内的气体可以分散进入到一对排气支管内，所述排气管与支撑管之间连接有单向阀，用于阻挡气体回流，从而使气体只能从排气管输送到支撑管内。

进一步地，所述支撑管远离排气管的一端连接有一对排气支管，用于将排气管内的气体分散排出，并且不会对主输气管产生影响。

进一步地，所述保护外壳上设有加热机构，所述加热机构包括保温外壳，用于支撑保温防火棉，使保温防火棉不会掉落，所述输水管贯穿保温外壳设置，所述保温外壳内设有导热块，用于支撑一对发热管，并且会将发热管产生的热量快速传递到输水管上，从而使输水管内的水流温度可以快速升高。

进一步地，所述导热块内安装有一对发热管，用于对输水管内的水流加热，从而使装置初始运转时喷头喷出的为热水，进而不会降低尾气原有的温度，一对所述发热管关于输水管对称设置，增加加热效果，使输水管内的水流温度可以快速升高，所述导热块与保温外壳之间形成有保温腔，所述保温腔内填充有保温防火棉，避免发热管产生的热量快速流失，从而降低热能损失，提高加热效率。

进一步地，所述尾气检测仪、电磁阀、水泵和发热管均与控制箱电性连接，通过尾气检测仪与控制箱的电性连接，便于将尾气检测仪检测的数据快速传递到控制箱内，从而使控制箱可以控制相应机构的触发，通过电磁阀与控制箱的电性连接，使控制箱可以根据尾气检测仪传输的数据来开启相应通道，通过水泵与控制箱电性连接，使尾气检测仪检测到尾气需要进行过滤时，控制箱可以控制水泵启动，从而将水流抽出进行喷洒，通过发热管与控制箱电性连接，使控制箱可以控制发热管先行运转，从而使初始尾气也可以得到高温热水的净化，并且当水泵抽出的为热水时，控制箱可以控制发热管停止工作，从而减少资源浪费。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过对现有的氢燃料电池发动机增加相应过滤装置，使氢燃料在使用过程中产生的尾气可以得到有效的处理，避免了有害物质的排放，降低对环境的污染，从而提高居民的生活环境，并且可以有效的利用排放尾气中的热能，避免资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机的立体图；

图2为本发明一实施例中图1中A处结构示意图；

图3为本发明一实施例中过滤检测系统的功能图；

图4为本发明一实施例中一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机的部分剖面图；

图5为本发明一实施例中图4中B处结构示意图；

图6为本发明一实施例中图4中C处结构示意图；

图7为本发明一实施例中图4中D处结构示意图；

图8为本发明一实施例中图4中E处结构示意图；

图9为本发明一实施例中图4中F处结构示意图。

图中：1.电池发动机本体、101.控制箱、2.检测机构、201.主输气管、202.尾气检测仪、203.电磁阀、3.过滤机构、301.保护外壳、302.分散管、303.喷头、304.支撑连接杆、305.过滤件、306.隔板、307.水孔、308.水泵、309.输水管、310.排气管、311.支撑管、312.单向阀、313.排气支管、4.加热机构、401.保温外壳、402.导热块、403.发热管、404.保温防火棉、5.支撑底座、501.支撑连接管、502.副输气管、503.加热气管、504.排气孔。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明公开了一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，参图1-图9所示，包括电池发动机本体1，电池发动机本体1上设有控制箱101，控制箱101内设有过滤检测系统，过滤检测系统包括尾气设置系统和检测控制系统，电池发动机本体1上连接有检测机构2，检测机构2包括主输气管201，用于输送电池发动机本体1中产生的气体，主输气管201与电池发动机本体1相连接，主输气管201上安装有尾气检测仪202和电磁阀203，尾气检测仪202用于检测尾气中的有害物质，从而反馈数据给控制箱101，使控制箱101可以控制部分机构启动，电磁阀203用于连通副输气管502，使不同性质的尾气可以向不同的管道流通，从而起到筛分功能。

参图5所示，主输气管201远离电池发动机本体1的一端连接有过滤机构3，过滤机构3包括保护外壳301，用于保护净化完的气体不会泄露，保护外壳301内设有分散管302，用于将排气管310输送来的净化水流分散到多个喷头303上，从而增加尾气与水流的接触面积，增加过滤效果，分散管302上设有多个喷头303，喷洒水流，使水流雾化，从而进一步的增加与尾气的接触面积，保护外壳301与分散管302之间连接有一对支撑连接杆304，用于增加分散管302的稳定性，避免喷洒水流过程中出现晃动的情况。

其中，保护外壳301底部连接有支撑底座5，用于支撑保护外壳301，并且用于存放净化水，支撑底座5上设有支撑连接管501，用于将排气支管313和副输气管502输送过来的气体分散输送到多个加热气管503内，从而增加对支撑底座5内的水流加热效果，一对排气支管313与支撑连接管501相连接，电磁阀203与支撑连接管501之间连接有副输气管502，使气体可以通入支撑连接管501内，支撑连接管501上连接有多个加热气管503，多个加热气管503均缠绕于支撑底座5上，使加热气管503内的高温气体流通时可以对支撑底座5内的水流进行加热，加热气管503远离支撑连接管501的一端开凿有多个均匀分布的排气孔504，用于将气体排出。

参图3所示，尾气设置系统包括尾气信息设置模块、筛分参数设置模块、控制开关路径设置模块和尾气信息传输模块，尾气信息设置模块用于使用者对需要检测的尾气信息设置调整，便于尾气检测仪202检测到尾气有害物质使，控制箱101可以控制相应机构启动，筛分参数设置模块用于对不同有害物质的区分，使尾气检测仪202检测更加准确，降低误差，从而增加装置的灵敏度，控制开关路径设置模块用于控制多种机构，使不同状态下的尾气被排出时，相应的机构会随之启动，从而使不需要过滤的气体可以直接流通，减小不必要的步骤，尾气信息传输模块用于对设置参数的更改，便于使用者及时对参数进行调整，从而增加实用性。

参图3所示，检测控制系统包括信号接收模块、信号检测对比模块、控制驱动模块和尾气处理记录模块，信号接收模块用于接收相应的参数信息，通过接受检查数据来启动后续需要的机构，信号检测对比模块用于对比检测数据来判断尾气中是否还有有害物质，通过接受检查数据来判断排出的尾气是否需要进行过滤处理，控制驱动模块用于根据传输的数据来启动相应的机构，对尾气进行处理，尾气处理记录模块用于记录当前传输数据，用于使用者后续针对记录数据做出相应的调整。

参图6所示，喷头303远离分散管302的一侧依次设有过滤件305和隔板306，过滤件305用于净化水流，使与尾气接触后水流中杂质可以被阻挡下来，避免杂质向下流动，从而使净化后的水可以重复使用，降低资源的浪费，为使用者减少损失，隔板306用于阻挡水流，减少水流在移动过程中波动空间，从而使水流不会被颠簸再次与过滤件305接触，隔板306上开凿有多个均匀分布的水孔307，用于过滤件305净化完的水流可以向下流动。

参图4所示，保护外壳301的一侧设有水泵308，水泵308上连接有吸水管，吸水管插设于支撑底座5内，用于将水流抽出，并通过输水管309进行输送，水泵308上连接有输水管309，用于将水流运输到分散管302内，避免水流在输送过程中洒落，输水管309贯穿保护外壳301设置，输水管309设于保护外壳301内的一端与分散管302相连接，使水流可以通过喷头303进行喷洒，增大与尾气接触面积，从而增加对尾气的净化效果。

参图7所示，保护外壳301靠近输水管309的一端连接有排气管310，用于将过滤完的气体排出，并且输送到支撑管311内，排气管310远离保护外壳301的一端连接有支撑管311，用于连通一对排气支管313，使排气管310内的气体可以分散进入到一对排气支管313内，排气管310与支撑管311之间连接有单向阀312，用于阻挡气体回流，从而使气体只能从排气管310输送到支撑管311内，支撑管311远离排气管310的一端连接有一对排气支管313，用于将排气管310内的气体输送到支撑连接管501，一对排气支管313关于主输气管201对称设置，使一对排气支管313不会对主输气管201产生影响。

参图8所示，保护外壳301上设有加热机构4，加热机构4包括保温外壳401，用于支撑保温防火棉404，使保温防火棉404不会掉落，输水管309贯穿保温外壳401设置，保温外壳401内设有导热块402，用于支撑一对发热管403，并且会将发热管403产生的热量快速传递到输水管309上，从而使输水管309内的水流温度可以快速升高，导热块402内安装有一对发热管403，用于对输水管309内的水流加热，从而使装置初始运转时喷头303喷出的为热水，进而不会降低尾气原有的温度，一对发热管403关于输水管309对称设置，增加加热效果，使输水管309内的水流温度可以快速升高，导热块402与保温外壳401之间形成有保温腔，保温腔内填充有保温防火棉404，避免发热管403产生的热量快速流失，从而降低热能损失，提高加热效率。

参图1-图9所示，尾气检测仪202、电磁阀203、水泵308和发热管403均与控制箱101电性连接，通过尾气检测仪202与控制箱101的电性连接，便于将尾气检测仪202检测的数据快速传递到控制箱101内，从而使控制箱101可以控制相应机构的触发，通过电磁阀203与控制箱101的电性连接，使控制箱101可以根据尾气检测仪202传输的数据来开启相应通道，通过水泵308与控制箱101电性连接，使尾气检测仪202检测到尾气需要进行过滤时，控制箱101可以控制水泵308启动，从而将水流抽出进行喷洒，通过发热管403与控制箱101电性连接，使控制箱101可以控制发热管403先行运转，从而使初始尾气也可以得到高温热水的净化，并且当水泵308抽出的为热水时，控制箱101可以控制发热管403停止工作，从而减少资源浪费。

具体使用时，当使用者在启动前先启动发热管403，发热管403在工作后会通过导热块402对输水管309进行热传递，发热管403工作一段时间后，启动电池发动机本体1和水泵308，电池发动机本体1工作产生的尾气通过主输气管201排出，尾气进过尾气检测仪202时，尾气检测仪202检测数据并传输到控制箱101内，控制箱101通过比对数据控制电磁阀203，当尾气中的不含有有害物质时，控制箱101会控制电磁阀203关闭主输气管201，开启副输气管502，这时气体会通过副输气管502进入到支撑连接管501中，然后分散进入到加热气管503在中，最后通过排气孔504排出，并且在加热气管503中流通时会对支撑底座5内的水流加热；

当尾气中含有有害物质时，控制箱101会控制电磁阀203关闭副输气管502，开启主输气管201，这时尾气通过主输气管201进入到保护外壳301中，并且这时喷头303中会喷洒出高温水流，高温水流与尾气接触，高温水流会对尾气进行净化，净化后的气体通过排气管310进入到支撑管311中，然后再通过排气支管313进入到支撑连接管501中，最后通过排气孔504进行排放，并且在加热气管503内流通时也会对支撑底座5内的水流进行加热，而保护外壳301内与尾气接触后的水流会下落到过滤件305上，过滤件305会将水流中的杂质出去，从而使水流可以再次使用，最后水流流入到支撑底座5内。

由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明通过对现有的氢燃料电池发动机增加相应过滤装置，使氢燃料在使用过程中产生的尾气可以得到有效的处理，避免了有害物质的排放，降低对环境的污染，从而提高居民的生活环境，并且可以有效的利用排放尾气中的热能，避免资源的浪费。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，包括电池发动机本体（1），其特征在于，所述电池发动机本体（1）上设有控制箱（101），所述控制箱（101）内设有过滤检测系统，所述过滤检测系统包括尾气设置系统和检测控制系统；

所述电池发动机本体（1）上连接有检测机构（2），所述检测机构（2）包括主输气管（201），所述主输气管（201）与电池发动机本体（1）相连接，所述主输气管（201）上安装有尾气检测仪（202）和电磁阀（203），所述主输气管（201）远离电池发动机本体（1）的一端连接有过滤机构（3），所述过滤机构（3）包括保护外壳（301），所述保护外壳（301）内设有分散管（302），所述分散管（302）上设有多个喷头（303），所述保护外壳（301）与分散管（302）之间连接有一对支撑连接杆（304）。

2.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述尾气设置系统包括尾气信息设置模块、筛分参数设置模块、控制开关路径设置模块和尾气信息传输模块，所述尾气信息设置模块用于使用者对需要检测的尾气信息设置调整，所述筛分参数设置模块用于对不同有害物质的区分，所述控制开关路径设置模块用于控制多种机构，使不同状态下的尾气被排出时，相应的机构会随之启动，所述尾气信息传输模块用于对设置参数的更改。

3.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述检测控制系统包括信号接收模块、信号检测对比模块、控制驱动模块和尾气处理记录模块，所述信号接收模块用于接收相应的参数信息，所述信号检测对比模块用于对比检测数据来判断尾气中是否还有有害物质，所述控制驱动模块用于根据传输的数据来启动相应的机构，所述尾气处理记录模块用于记录当前传输数据。

4.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述喷头（303）远离分散管（302）的一侧依次设有过滤件（305）和隔板（306），所述隔板（306）上开凿有多个均匀分布的水孔（307）。

5.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述保护外壳（301）的一侧设有水泵（308），所述水泵（308）上连接有输水管（309），所述输水管（309）贯穿保护外壳（301）设置，所述输水管（309）设于保护外壳（301）内的一端与分散管（302）相连接。

6.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述保护外壳（301）靠近输水管（309）的一端连接有排气管（310），所述排气管（310）远离保护外壳（301）的一端连接有支撑管（311），所述排气管（310）与支撑管（311）之间连接有单向阀（312）。

7.根据权利要求6所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述支撑管（311）远离排气管（310）的一端连接有一对排气支管（313）。

8.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述保护外壳（301）上设有加热机构（4），所述加热机构（4）包括保温外壳（401），所述输水管（309）贯穿保温外壳（401）设置，所述保温外壳（401）内设有导热块（402）。

9.根据权利要求8所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述导热块（402）内安装有一对发热管（403），一对所述发热管（403）关于输水管（309）对称设置，所述导热块（402）与保温外壳（401）之间形成有保温腔，所述保温腔内填充有保温防火棉（404）。

10.根据权利要求1所述的一种高性能低排放低污染的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述尾气检测仪（202）、电磁阀（203）、水泵（308）和发热管（403）均与控制箱（101）电性连接。

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