CN117154153B - 一种氢能燃料电池备用系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢能燃料电池备用系统，涉及氢能燃料电池技术领域，包括备用机构，所述备用机构上设置有处理机构，所述处理机构包括水泵、风机和矩形块，所述矩形块的顶部靠近另一侧位置开设有矩形槽，所述储料槽的内部设置有吸附层，所述出水管的输出端安装有第一单向阀，所述第一安装孔的内部安装有第二单向阀，所述第二安装孔的顶部开口处安装有空调阀，所述第二密封盖的外表面靠近底部位置安装有密封环。通过设置处理机构，可以对氢能燃料电池使用过程中因氢气和氧气未充分反应时可能产生的有害气体和液体进行处理，从而有效的提高了氢能燃料电池备用系统的使用效果，继而提高了氢能燃料电池备用系统的使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及氢能燃料电池技术领域，具体为一种氢能燃料电池备用系统及其使用方法。
背景技术
氢能燃料电池是一种将氢气和氧气通过化学反应产生电能的装置，氢能燃料电池备用系统，氢能燃料电池备用系统是一种用于提供紧急备用电力的系统，它的作用是在主要电源故障或紧急情况下，为关键设备或系统提供持续稳定的电力供应。
现有的氢能燃料电池备用系统在实际使用过程中，虽然可以在主要电源发生故障或紧急情况下为关键设备或系统提供电力支持，但是不能对氢能燃料电池使用过程中因氢气和氧气未充分反应时可能产生的有害气体和液体进行处理，从而降低氢能燃料电池备用系统的使用效果，继而降低氢能燃料电池备用系统的使用效率。
所以我们提出了一种氢能燃料电池备用系统及其使用方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢能燃料电池备用系统及其使用方法，以解决上述背景技术提出的现有的氢能燃料电池备用系统不能对氢能燃料电池使用过程中因氢气和氧气未充分反应时产生的有害气体和液体进行处理，从而降低氢能燃料电池备用系统的使用效果，继而降低氢能燃料电池备用系统使用效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢能燃料电池备用系统，包括备用机构，所述备用机构上设置有处理机构；
所述处理机构包括水泵、风机和矩形块，所述水泵的输入端安装有进水管，所述水泵的输出端安装有出水管，所述风机的输入端安装有进气管，所述风机的输出端安装有连接管，所述连接管的输出端安装有出气管，所述矩形块的顶部靠近一侧位置开设有储料槽，所述矩形块的顶部靠近另一侧位置开设有矩形槽，所述储料槽的内部设置有吸附层，所述出气管的输出端安装有输气管，所述出水管的输出端安装有第一单向阀，所述第一单向阀的输出端安装有导水管，所述储料槽的内壁开设有第一安装孔，所述第一安装孔的内部安装有第二单向阀，所述第二单向阀的输出端安装有导气管，所述储料槽的槽口安装有第一密封盖，所述矩形槽的槽口安装有第二密封盖，所述第二密封盖的顶部开设有第二安装孔，所述第二安装孔的顶部开口处安装有空调阀，所述矩形槽的内壁靠近顶部位置开设有第一圆柱孔，所述储料槽的内壁靠近顶部位置开设有第二圆柱孔，所述第二密封盖的外表面靠近底部位置安装有密封环。
优选的，所述输气管的输出端处于储料槽的内部底部位置，所述输气管的输出端处于吸附层的内部，所述导水管的外表面靠近输入端位置固定套接在第一圆柱孔的内部，所述输气管的外表面靠近输入端位置固定套接在第二圆柱孔的内部，所述密封环的外壁与矩形槽的内壁相接触。
优选的，所述备用机构包括放置架，所述水泵安装在放置架的顶部，所述风机安装在放置架的顶部。
优选的，所述矩形块的底部与放置架的顶部相固定，所述放置架的顶部固定有两个支撑架，两个所述支撑架的顶部均开设有限位孔，其中一个所述限位孔的内部设置有第一储气罐。
优选的，另一个所述限位孔的内部设置有第二储气罐，所述第一储气罐的顶部手动阀门输出端和第二储气罐的顶部手动阀门输出端均安装有电动阀，其中一个所述电动阀的输出端安装有第一软管。
优选的，另一个所述电动阀的输出端安装有第二软管，所述放置架的顶部安装有燃料电池堆，所述第一软管的输出端安装有第一气体流量控制阀，所述第二软管的输出端安装有第二气体流量控制阀。
优选的，所述放置架的顶部安装有控制箱，所述放置架的顶部安装有转换器，所述放置架的顶部开设有两个圆柱槽，所述第一储气罐的底部和第二储气罐的底部分别处于两个圆柱槽的内部。
优选的，所述第一气体流量控制阀的输出端与燃料电池堆的氢气进气端相连接，所述第二气体流量控制阀的输出端与燃料电池堆的氧气进气端相连接，所述进气管的输入端与燃料电池堆的排气端相连接。
优选的，所述进水管的输入端与燃料电池堆的排水端相连接，两个所述电动阀、燃料电池堆、第一气体流量控制阀、转换器、第二气体流量控制阀、水泵、风机和空调阀均与控制箱电性连接，所述放置架的顶部靠近四角位置均开设有弧形孔。
一种氢能燃料电池备用系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、当主要电源不能为使用系统或使用设备供电时，此时在控制箱、外接蓄电池和电动阀配合下，让第一储气罐内部的气体和第二储气罐内部的气体释放出来，随后在第一气体流量控制阀、第二气体流量控制阀、第一软管和第二软管的配合下，让等量的氢气和等量的氧气一起进入燃料电池堆中；
S2、接着在燃料电池堆、控制箱和转换器的配合下，将燃料电池堆产生的直流电给转换成交流电，随后为使用设备或使用系统及时供电；
S3、当需要燃料电池堆排气端和排水端排出的气体和液体进行处理时，此时可以先利用水泵、进水管、出水管、第一单向阀和导水管的配合，将燃料电池堆排出的液体给输送到矩形槽的内部进行收集储存，随后在利用风机、进气管、出气管、输气管和吸附层的配合，将燃料电池堆排出的气体给抽走，并将有害气体中的氮氧化物气体给吸附去除；
S4、接着在第二单向阀、导气管和矩形槽内部先前收集储存的液体的配合下，让气体和液体反应，将有害气体、过氧化氢液体和氢气去除。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过设置处理机构，可以对氢能燃料电池使用过程中因氢气和氧气未充分反应时可能产生的有害气体和液体进行处理，从而有效的提高了氢能燃料电池备用系统的使用效果，继而提高了氢能燃料电池备用系统的使用效率，当需要燃料电池堆排气端和排水端排出的气体和液体给处理掉时，此时先利用水泵、进水管、出水管、第一单向阀和导水管的配合，即可实现将燃料电池堆排出的液体给抽出，并输送到矩形槽的内部；
2、通过在风机、进气管、出气管、输气管和吸附层的配合下，即可实现将从燃料电池堆排出的气体给抽走，并输送到吸附层的内部进行氮氧化物吸附去除，随后在第二单向阀和导气管的配合下，即可实现将去除氮氧化物气体的其他气体给输送到矩形槽内部的储存的液体中，即通过液体和气体之间的反应，即可将有害气体、过氧化氢液体和氢气给反应去除，即在不使用别的资源的情况下，还可以生产出新的物质；
3、通过设置备用机构，可以在主要电源不能为使用系统或使用设备供电时，及时为使用系统或使用设备供电，当主要电源不能为使用系统和使用设备时，此时在外接蓄电池、控制箱、电动阀、第一气体流量控制阀、第二气体流量控制阀、第一软管和第二软管的配合下，即可实现将第一储气罐内部气体和第二储气罐内部气体等量输送到燃料电池堆的内部，随后在燃料电池堆、控制箱和转换器的配合下，即可实现将燃料电池堆产生的直流电给转换成交流电，供使用设备或使用系统进行使用。
附图说明
图1为本发明一种氢能燃料电池备用系统的立体图；
图2为本发明一种氢能燃料电池备用系统的另一角度部分立体图；
图3为本发明一种氢能燃料电池备用系统的处理机构部分剖视立体图；
图4为本发明一种氢能燃料电池备用系统的处理机构部分立体图；
图5为本发明一种氢能燃料电池备用系统的处理机构仰视角度部分剖视立体图；
图6为本发明一种氢能燃料电池备用系统的另一角度立体图；
图7为本发明一种氢能燃料电池备用系统的图1中A处放大立体图；
图8为本发明一种氢能燃料电池备用系统的支撑架和限位孔的立体结构示意图。
图中：
1、备用机构；101、放置架；102、支撑架；103、限位孔；104、第一储气罐；105、第二储气罐；106、电动阀；107、第一软管；108、燃料电池堆；109、第一气体流量控制阀；110、控制箱；111、转换器；112、圆柱槽；113、第二软管；114、第二气体流量控制阀；2、处理机构；201、水泵；202、风机；203、进水管；204、出水管；205、进气管；206、出气管；207、矩形块；208、储料槽；209、矩形槽；210、吸附层；211、输气管；212、第一单向阀；213、导水管；214、第二单向阀；215、导气管；216、第一密封盖；217、第二密封盖；218、第一安装孔；219、第二安装孔；220、空调阀；221、第一圆柱孔；222、第二圆柱孔；223、密封环；224、连接管；3、弧形孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-图8所示：一种氢能燃料电池备用系统，包括备用机构1，备用机构1上设置有处理机构2，处理机构2包括水泵201、风机202和矩形块207，水泵201的输入端安装有进水管203，水泵201的输出端安装有出水管204，风机202的输入端安装有进气管205，风机202的输出端安装有连接管224，连接管224的输出端安装有出气管206，矩形块207的顶部靠近一侧位置开设有储料槽208，矩形块207的顶部靠近另一侧位置开设有矩形槽209，储料槽208的内部设置有吸附层210，出气管206的输出端安装有输气管211，出水管204的输出端安装有第一单向阀212，第一单向阀212的输出端安装有导水管213，储料槽208的内壁开设有第一安装孔218，第一安装孔218的内部安装有第二单向阀214，第二单向阀214的输出端安装有导气管215，储料槽208的槽口安装有第一密封盖216，矩形槽209的槽口安装有第二密封盖217，第二密封盖217的顶部开设有第二安装孔219，第二安装孔219的顶部开口处安装有空调阀220，矩形槽209的内壁靠近顶部位置开设有第一圆柱孔221，储料槽208的内壁靠近顶部位置开设有第二圆柱孔222，第二密封盖217的外表面靠近底部位置安装有密封环223。
如图3、图4和图5所示，输气管211的输出端处于储料槽208的内部底部位置，输气管211的输出端处于吸附层210的内部，导水管213的外表面靠近输入端位置固定套接在第一圆柱孔221的内部，输气管211的外表面靠近输入端位置固定套接在第二圆柱孔222的内部，密封环223的外壁与矩形槽209的内壁相接触，方便在密封环223的作用下，可以提高第二密封盖217与矩形槽209槽口之间的密封性，同时在吸附层210的作用下，可以将有害气体中的氮氧化物气体给吸附去除掉。
如图1、图2、图6和图7所示，备用机构1包括放置架101，水泵201安装在放置架101的顶部，风机202安装在放置架101的顶部，方便在风机202和进气管205的配合下，可以将燃料电池堆108排气端排出的气体给抽走，同时在水泵201和进水管203的配合下，可以将燃料电池堆108排水端排出的液体给抽出。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图8所示，矩形块207的底部与放置架101的顶部相固定，放置架101的顶部固定有两个支撑架102，两个支撑架102的顶部均开设有限位孔103，其中一个限位孔103的内部设置有第一储气罐104，方便在第一储气罐104和第二储气罐105配合下，可以为燃料电池堆108产生电能提供氢气和氧气。
如图1、图6、图7和图8所示，另一个限位孔103的内部设置有第二储气罐105，第一储气罐104的顶部手动阀门输出端和第二储气罐105的顶部手动阀门输出端均安装有电动阀106，其中一个电动阀106的输出端安装有第一软管107，可以在电动阀106的作用下，控制第一储气罐104内部的气体和第二储气罐105内部的气体是否被释放出来。
如图1、图2、图6和图7所示，另一个电动阀106的输出端安装有第二软管113，放置架101的顶部安装有燃料电池堆108，第一软管107的输出端安装有第一气体流量控制阀109，第二软管113的输出端安装有第二气体流量控制阀114，可以在第一气体流量控制阀109和第二气体流量控制阀114的配合下，控制氢气和氧气进入燃料电池堆108的量。
如图1、图2和图6所示，放置架101的顶部安装有控制箱110，放置架101的顶部安装有转换器111，放置架101的顶部开设有两个圆柱槽112，第一储气罐104的底部和第二储气罐105的底部分别处于两个圆柱槽112的内部，可以在圆柱槽112的作用下，提高第一储气罐104和第二储气罐105在放置架101上的稳定性。
如图1、图2、图6和图7所示，第一气体流量控制阀109的输出端与燃料电池堆108的氢气进气端相连接，第二气体流量控制阀114的输出端与燃料电池堆108的氧气进气端相连接，进气管205的输入端与燃料电池堆108的排气端相连接，方便在燃料电池堆108的作用下，可以将进入燃料电池堆108中的氢气和氧气进行反应，产生电能。
如图1、图2、图3、图6和图7所示，进水管203的输入端与燃料电池堆108的排水端相连接，两个电动阀106、燃料电池堆108、第一气体流量控制阀109、转换器111、第二气体流量控制阀114、水泵201、风机202和空调阀220均与控制箱110电性连接，放置架101的顶部靠近四角位置均开设有弧形孔3，方便在弧形孔3和工作人员准备的固定螺栓配合下，可以将整个氢能燃料电池备用系统安装在使用系统或关键设备的周围，同时在控制箱110的作用下，可以控制与控制箱110电性连接的任意一个或多个部件进行启闭操作。
本发明中，当需要使用氢能燃料电池备用系统为关键设备或系统提供备用电力支持时，此时先利用弧形孔3和工作人员准备的固定螺栓配合，将整个氢能燃料电池备用系统安装在使用系统或关键设备的周围，其次将控制箱110和转换器111均与使用系统或关键设备连接在一起，同时将控制箱110与外接蓄电池连接在一起，随后设置好使用程序，接着利用控制箱110控制第一气体流量控制阀109和第二气体流量控制阀114的流量，之后将第一密封盖216从储料槽208的槽口取下，再接着向储料槽208的内部放入由铜铝氧化物分子筛颗粒组成的吸附层210，同时在完成吸附层210放置操作后，将第一密封盖216复位安装回初始位置，在之后打开第一储气罐104(储存氢气)上的手动阀门，最后打开第二储气罐105(储存氧气)上的手动阀门，当一切准备好，且使用系统或关键设备得不到主要电源的供电操作时，此时控制箱110会直接同步打开两个电动阀106、燃料电池堆108、风机202、水泵201和转换器111，当两个电动阀106打开时，此时第一储气罐104的内部气体和第二储气罐105的内部气体会同步从所在罐体内部喷出，接着从第一储气罐104喷出的气体和第二储气罐105喷出的气体会直接被输送到所对应的第一软管107和第二软管113，之后进入第一软管107内部的氢气和第二软管113的氧气会直接同步分别进入与之连接的第一气体流量控制阀109内部和第二气体流量控制阀114内部，再接着直接从第一气体流量控制阀109的输出端和第二气体流量控制阀114的输出端排出，一起注入燃料电池堆108中，当氢气和氧气均注入燃料电池堆108的内部时，此时燃料电池堆108会直接促进氢气和氧气反应，并生成水，从燃料电池堆108的排水端排出，当氢气和氧气未完全反应时，此时燃料电池堆108的排气端会排出未完全反应的氢气、氧气和有害气体(硫氧化物SOx、氮氧化物NOx)，同时燃料电池堆108的排水端会排出水和过氧化氢液体组成的混合物，这时启动的水泵201会直接通过进水管203的配合，将燃料电池堆108排水端排出的混合物给输送到出水管204的内部，随后输送到第一单向阀212的内部，接着输送到导水管213的内部，之后输送到矩形槽209的内部，与此同时，启动的风机202会直接通过进气管205的配合，将燃料电池堆108排气端排出的氢气、氧气和有害气体给输送到出气管206的内部，随后输送到输气管211的内部，接着从输气管211输出端排出的氢气、氧气和有害气体会直接被输送排到储料槽208内部储存的吸附层210的内部，当氢气、氧气和有害气体接触到吸附层210时，此时吸附层210会直接将有害气体中的氮氧化物NOx给吸附去除掉，而未被处理的氧气、氢气和硫氧化物SOx会直接进入第二单向阀214的内部，随后直接输送到导气管215的内部，接着输送到由水和过氧化氢液体组成混合物中，当氢气接触到过氧化氢液体时，此时过氧化氢液体会直接与氢气反应，生成氧气和水，并放出热量和电能，同时过氧化氢液体也会与硫氧化物SOx反应，并在氢气过氧化氢液体反应时产生的热量的配合下，加速反应生产硫酸液体，随后生成的硫酸液体会被水稀释，而产生的氧气和先前输送过来的氧气会直接从稀释的硫酸液体中排出，当矩形槽209内部气体和液体反应一段时间后，此时直接利用控制箱110打开空调阀220，当空调阀220打开时，这时矩形槽209先前输送进来的氧气和反应生产的氧气即可从得到的稀释后的硫酸液体中冒出，随后进入空调阀220的内部，接着从空调阀220的输出端排出，而得到的稀释后的硫酸液体新物质会留在矩形槽209的内部，当需要取出得到的新物质时，此时直接将矩形槽209槽口处的第二密封盖217取下，随后利用工具将其取出即可，即有效的提高了氢能燃料电池备用系统的使用效率，当燃料电池堆108产生电能时，此时燃料电池堆108会直接将产生的电能给输送控制箱110的内部，随后输送到到转换器111的内部，当电能输送到转换器111的内部时，此时转换器111会直接将产生的直流电给转换成交流电，接着转换成的交流电即可对使用系统和使用设备提供供电支持。
其中，燃料电池堆108、第一气体流量控制阀109、第二气体流量控制阀114、转换器111、电动阀106、控制箱110、水泵201、风机202、吸附层210和空调阀220均为现有技术，在这里不做过多的解释。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种氢能燃料电池备用系统，其特征在于：包括备用机构（1），所述备用机构（1）上设置有处理机构（2）；
所述处理机构（2）包括水泵（201）、风机（202）和矩形块（207），所述水泵（201）的输入端安装有进水管（203），所述水泵（201）的输出端安装有出水管（204），所述风机（202）的输入端安装有进气管（205），所述风机（202）的输出端安装有连接管（224），所述连接管（224）的输出端安装有出气管（206），所述矩形块（207）的顶部靠近一侧位置开设有储料槽（208），所述矩形块（207）的顶部靠近另一侧位置开设有矩形槽（209），所述储料槽（208）的内部设置有吸附层（210），所述出气管（206）的输出端安装有输气管（211），所述出水管（204）的输出端安装有第一单向阀（212），所述第一单向阀（212）的输出端安装有导水管（213），所述储料槽（208）的内壁开设有第一安装孔（218），所述第一安装孔（218）的内部安装有第二单向阀（214），所述第二单向阀（214）的输出端安装有导气管（215），所述储料槽（208）的槽口安装有第一密封盖（216），所述矩形槽（209）的槽口安装有第二密封盖（217），所述第二密封盖（217）的顶部开设有第二安装孔（219），所述第二安装孔（219）的顶部开口处安装有空调阀（220），所述矩形槽（209）的内壁靠近顶部位置开设有第一圆柱孔（221），所述储料槽（208）的内壁靠近顶部位置开设有第二圆柱孔（222），所述第二密封盖（217）的外表面靠近底部位置安装有密封环（223），所述输气管（211）的输出端处于储料槽（208）的内部底部位置，所述输气管（211）的输出端处于吸附层（210）的内部，所述导水管（213）的外表面靠近输入端位置固定套接在第一圆柱孔（221）的内部，所述输气管（211）的外表面靠近输入端位置固定套接在第二圆柱孔（222）的内部，所述密封环（223）的外壁与矩形槽（209）的内壁相接触；
所述备用机构（1）包括放置架（101），所述水泵（201）安装在放置架（101）的顶部，所述风机（202）安装在放置架（101）的顶部，所述矩形块（207）的底部与放置架（101）的顶部相固定，所述放置架（101）的顶部固定有两个支撑架（102），两个所述支撑架（102）的顶部均开设有限位孔（103），其中一个所述限位孔（103）的内部设置有第一储气罐（104），另一个所述限位孔（103）的内部设置有第二储气罐（105），所述第一储气罐（104）的顶部手动阀门输出端和第二储气罐（105）的顶部手动阀门输出端均安装有电动阀（106），其中一个所述电动阀（106）的输出端安装有第一软管（107），另一个所述电动阀（106）的输出端安装有第二软管（113），所述放置架（101）的顶部安装有燃料电池堆（108），所述第一软管（107）的输出端安装有第一气体流量控制阀（109），所述第二软管（113）的输出端安装有第二气体流量控制阀（114），所述放置架（101）的顶部安装有控制箱（110），所述放置架（101）的顶部安装有转换器（111），所述放置架（101）的顶部开设有两个圆柱槽（112），所述第一储气罐（104）的底部和第二储气罐（105）的底部分别处于两个圆柱槽（112）的内部，所述第一气体流量控制阀（109）的输出端与燃料电池堆（108）的氢气进气端相连接，所述第二气体流量控制阀（114）的输出端与燃料电池堆（108）的氧气进气端相连接，所述进气管（205）的输入端与燃料电池堆（108）的排气端相连接，所述进水管（203）的输入端与燃料电池堆（108）的排水端相连接，两个所述电动阀（106）、燃料电池堆（108）、第一气体流量控制阀（109）、转换器（111）、第二气体流量控制阀（114）、水泵（201）、风机（202）和空调阀（220）均与控制箱（110）电性连接，所述放置架（101）的顶部靠近四角位置均开设有弧形孔（3）；
包括以下步骤：
S1、当主要电源不能为使用系统或使用设备供电时，此时在控制箱（110）、外接蓄电池和电动阀（106）配合下，让第一储气罐（104）内部的气体和第二储气罐（105）内部的气体释放出来，随后在第一气体流量控制阀（109）、第二气体流量控制阀（114）、第一软管（107）和第二软管（113）的配合下，让等量的氢气和等量的氧气一起进入燃料电池堆（108）中；
S2、接着在燃料电池堆（108）、控制箱（110）和转换器（111）的配合下，将燃料电池堆（108）产生的直流电给转换成交流电，随后为使用设备或使用系统及时供电；
S3、当需要燃料电池堆（108）排气端和排水端排出的气体和液体进行处理时，此时可以先利用水泵（201）、进水管（203）、出水管（204）、第一单向阀（212）和导水管（213）的配合，将燃料电池堆（108）排出的液体给输送到矩形槽（209）的内部进行收集储存，随后在利用风机（202）、进气管（205）、出气管（206）、输气管（211）和吸附层（210）的配合，将燃料电池堆（108）排出的气体给抽走，并将有害气体中的氮氧化物气体给吸附去除；
S4、接着在第二单向阀（214）、导气管（215）和矩形槽（209）内部先前收集储存的液体的配合下，让气体和液体反应，将有害气体、过氧化氢液体和氢气去除。
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