CN203950874U - 一种燃料电池氢氧闭式全循环系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃料电池氢氧闭式全循环系统，包括电堆、氢气循环进气系统及氧气循环进气系统；所述氢气循环进气系统包括减压阀A、进气管路A、出气管路A、汽水分离器A及冷凝器A；所述氢气循环进气系统还包括一脉冲系统，包括脉冲管路A、脉冲管路B、截止阀A、截止阀B及脉冲电机；所述氧气循环进气系统包括减压阀B、进气管路B、出气管路B、汽水分离器B及冷凝器B。本实用新型的优点在于：增加冷凝器，对经过汽水分离器分离后的气体进行冷凝，将气体中含有的水蒸汽冷凝，保证了气体的纯度；对于氢气循环系统中的脉冲单支路来说，形成一个间歇性脉冲气流，带动整个内循环系统，提高氢气的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃料电池，特别涉及一种燃料电池氢氧闭式全循环系统。
背景技术
燃料电池涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说，燃料电池具有以下特点：能量转化效率高；它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。安装地点灵活；燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电站，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适。负荷响应快，运行质量高；燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率。
在氢氧反应时，氢气与氧气是需要先进行预热的，同时也需要加入一定量的水，而在反应时，氢氧反应有一定得背压，产生水，氢氧反应的水与反应前加入的水都是需要间歇性的排放，而在排放的过程中，有一大部分的氢气与氧气会随着水而被排放出去。排放的氢气对控制线路会有一定的腐蚀作用，而且氢气随意排放会污染环境，同时氢气与氧气易燃烧，也存在着一定的安全隐患，同时氢气的利用率也不高，浪费成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高气体利用率、避免未反应的氢气与氧气直接排放的燃料电池氢氧闭式全循环系统。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种燃料电池氢氧闭式全循环系统，其创新点在于：包括电堆、氢气循环进气系统及氧气循环进气系统；
所述氢气循环进气系统包括减压阀A、进气管路A、出气管路A、汽水分离器A及冷凝器A，在进气管路A的进气口处安装有减压阀A，所述进气管路A上设置有三通接头A，进气管路A与电堆的进气口相连接，出气管路A与电堆的出气口相连接，在出气管路A上安装有一汽水分离器A，所述汽水分离器A的出气口与冷凝器A相连接，冷凝器A的出气口与三通接头A相连接，所述三通接头A、进气管路A、电堆、出气管路A、汽水分离器A及冷凝器A形成一循环系统；
所述氢气循环进气系统还包括一脉冲系统，包括脉冲管路A、脉冲管路B、截止阀A、截止阀B及脉冲电机，所述脉冲管路A与脉冲管路B并联连接在冷凝器A的出气口上，在脉冲管路A与冷凝器A之间安装有截止阀A，在脉冲管路B与冷凝器A之间安装有截止阀B，在脉冲管路A上还安装有脉冲电机；
所述氧气循环进气系统包括减压阀B、进气管路B、出气管路B、汽水分离器B及冷凝器B，在进气管路B的进气口处安装有减压阀B，所述进气管路B上设置有三通接头B，进气管路B与电堆的进气口相连接，出气管路B与电堆的出气口相连接，在出气管路B上安装有汽水分离器B，所述汽水分离器B的出气口上连接有冷凝器B，冷凝器B的出气口与三通接头B相连接，所述三通接头B、进气管路B、电堆、出气管路B、汽水分离器B及冷凝器B形成一循环系统。
进一步的，所述汽水分离器A与冷凝器A可以采用分体式结构，也可以采用一体式结构。
进一步的，所述汽水分离器B与冷凝器B可以采用分体式结构，也可以采用一体式结构。
进一步的，所述汽水分离器A的出水管路上还安装有排水阀A，在汽水分离器B的出水管路上还安装有排水阀B。
本实用新型的优点在于：利用汽水分离器将氢气与氧气和水分离，将分离后的氢气与氧气送入文丘里管里继续送入电堆里进行反应，避免了氢气与氧气直接的排放对线路造成的腐蚀以及对环境造成的污染，通过增加冷凝器，对经过汽水分离器分离后的气体进行冷凝，进一步的将气体中含有的水蒸汽冷凝，保证了气体的纯度；对于氢气循环系统中的脉冲单支路来说，形成一个间歇性脉冲气流，带动整个内循环系统，使得氢气的利用率达到100%；利用压差，使氢气能够快速、顺利的进入反应堆，提高效率。
附图说明
图1为本实用新型的燃料电池氢氧闭式全循环系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示的示意图可知，本实用新型的燃料电池氢氧闭式全循环系统包括电堆、氢气循环进气系统及氧气循环进气系统。
氢气循环进气系统包括减压阀A1、进气管路A3、出气管路A16、汽水分离器A15及冷凝器A14，在进气管路A3的进气口处安装有减压阀A1，在进气管路A3上设置有三通接头A2，进气管路A3与电堆4的进气口相连接，出气管路A16与电堆4的出气口相连接，在出气管路A16上安装有一汽水分离器A15，在出气管路A16上位于三通接头A2与冷凝器A14之间还安装有一单向阀A8，汽水分离器A15的出气口与冷凝器A14相连接，冷凝器A14的出气口与三通接头A2相连接，三通接头A2、进气管路A3、电堆4、出气管路A16、汽水分离器A15及冷凝器A14形成一循环系统，汽水分离器A15的出水口与出水管路A17相连接，在出水管路A17上安装有排水阀A18，在汽水分离器A15上安装有一对汽水分离器A15内的压力进行检测的压力变送器A25，压力变送器A25通过控制器调节减压阀A1的启闭。在本实施例中，汽水分离器A15与冷凝器A14可以采用分体式结构，也可以采用一体式结构。
氢气循环进气系统还包括一脉冲系统，包括脉冲管路A10、脉冲管路B12、截止阀A11、截止阀B13及脉冲电机9，脉冲管路A10与脉冲管路B12并联连接在冷凝器A14的出气口上，在脉冲管路A10与冷凝器A14之间安装有截止阀A11，在脉冲管路B13与冷凝器A14之间安装有截止阀B13，在脉冲管路A10上还安装有脉冲电机9。
氧气循环进气系统包括减压阀B7、进气管路B5、出气管路B24、汽水分离器B21及冷凝器B22，在进气管路B5的进气口处安装有减压阀B7，在进气管路B5上设置有三通接头B6，进气管路B5与电堆4的进气口相连接，出气管路B24与电堆4的出气口相连接，在出气管路B24上安装有汽水分离器B21，在出气管路B24上位于三通接头B6与冷凝器B22之间还安装有一单向阀B23，汽水分离器B21的出气口上连接有冷凝器B22，冷凝器B22的出气口与三通接头B6相连接，三通接头B6、进气管路B5、电堆4、出气管路B24、汽水分离器B21及冷凝器B22形成一循环系统，汽水分离器B21的出水口与出水管路B20相连接，在出水管路B20上安装有排水阀B19，在汽水分离器B21上安装有一对汽水分离器B21内的压力进行检测的压力变送器B26，压力变送器B26通过控制器调节减压阀B7的启闭。在本实施例中，汽水分离器B21与冷凝器B22可以采用分体式结构，也可以采用一体式结构。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种燃料电池氢氧闭式全循环系统，其特征在于：包括电堆、氢气循环进气系统及氧气循环进气系统；
所述氢气循环进气系统包括减压阀A、进气管路A、出气管路A、汽水分离器A及冷凝器A，在进气管路A的进气口处安装有减压阀A，所述进气管路A上设置有三通接头A，进气管路A与电堆的进气口相连接，出气管路A与电堆的出气口相连接，在出气管路A上安装有一汽水分离器A，所述汽水分离器A的出气口与冷凝器A相连接，冷凝器A的出气口与三通接头A相连接，所述三通接头A、进气管路A、电堆、出气管路A、汽水分离器A及冷凝器A形成一循环系统；
所述氢气循环进气系统还包括一脉冲系统，包括脉冲管路A、脉冲管路B、截止阀A、截止阀B及脉冲电机，所述脉冲管路A与脉冲管路B并联连接在冷凝器A的出气口上，在脉冲管路A与冷凝器A之间安装有截止阀A，在脉冲管路B与冷凝器A之间安装有截止阀B，在脉冲管路A上还安装有脉冲电机；
所述氧气循环进气系统包括减压阀B、进气管路B、出气管路B、汽水分离器B及冷凝器B，在进气管路B的进气口处安装有减压阀B，所述进气管路B上设置有三通接头B，进气管路B与电堆的进气口相连接，出气管路B与电堆的出气口相连接，在出气管路B上安装有汽水分离器B，所述汽水分离器B的出气口上连接有冷凝器B，冷凝器B的出气口与三通接头B相连接，所述三通接头B、进气管路B、电堆、出气管路B、汽水分离器B及冷凝器B形成一循环系统。
2.根据权利要求1所述的燃料电池氢氧闭式全循环系统，其特征在于：所述汽水分离器A与冷凝器A可以采用分体式结构，也可以采用一体式结构。
3.根据权利要求1所述的燃料电池氢氧闭式全循环系统，其特征在于：所述汽水分离器B与冷凝器B可以采用分体式结构，也可以采用一体式结构。
4.根据权利要求1所述的燃料电池氢氧闭式全循环系统，其特征在于：所述汽水分离器A的出水管路上还安装有排水阀A，在汽水分离器B的出水管路上还安装有排水阀B。
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|---|---|---|---|---|
| CN109728326A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-05-07 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种燃料电池的燃料气系统及车辆 |
| CN114183694A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-15 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种气路压力调节装置 |
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| CN109728326B (zh) * | 2017-10-26 | 2020-09-01 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种燃料电池的燃料气系统及车辆 |
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