CN205211851U - 一种燃料电池氢气吹扫系统 - Google Patents

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亚努士·布拉扎克
陈焕光
高勇
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Shunfeng Hengjin hydrogen energy development (Shanghai) Co., Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池氢气吹扫系统，包括受控阀、空气压缩机和用于储存吹扫氢气的容量可变容器，可变容器的输入端通过受控阀与燃料电池阳极端连接，输出端与空气压缩机的输入端连接，空气压缩机的输入端还与外界空气连接，且输出端与燃料电池的阴极端连接。与现有技术相比，本实用新型不受当前技术限制，可应用于任何室内与室外环境条件。

Description

一种燃料电池氢气吹扫系统
技术领域
本实用新型涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种燃料电池氢气吹扫系统。
背景技术
目前，通常采用使用吹扫的方式消除氢燃料电池系统残留的氢气，例如中国专利CN100483819C公开了一种提高燃料电池运行寿命的氢气系统，包括燃料电池堆、氢气供给部分、氢气回流部分，还包括氢气吹扫部分，氢气吹扫部分由装有吹扫气体的高压吹扫气瓶、与吹扫气瓶连接的吹扫气体控制电磁阀、与吹扫气体控制电磁阀连通的减压阀、以及连接在吹扫气瓶上的单向阀组成。经过氢气吹扫部分的吹扫，使燃料电池堆内的氢腔及氢气通道内的残留氢气被清除。
然而，该氢气系统以及其他目前常规的吹扫方案存在以下缺点，直接对大气排放氢气势必造成：
1)用户对安全与产品外观的担忧(氢气吹扫管可燃物质的定期排放显而易见会引起用户的注意)；
2)危险性(严重等级第三级)；
3)产品应用类型的局限性(仅限于“户外”使用)；
4)产品应用气候的局限性(仅限于特定气候区)。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池氢气吹扫系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种燃料电池氢气吹扫系统，包括受控阀、空气压缩机和用于储存吹扫氢气的容量可变容器，所述可变容器的输入端通过受控阀与燃料电池阳极端连接，输出端与空气压缩机的输入端连接，所述空气压缩机的输入端还与外界空气连接，且输出端与燃料电池的阴极端连接。
所述可变容器和空气压缩机之间设有用于控制吹扫氢气和空气混合比例的校准孔口。
所述氢气吹扫系统还包括汽水分离器，所述可变容器的输出端通过汽水分离器与校准孔口连接。
所述容量可变容器为气球、鼓风器或活塞式圆柱瓶。
所述鼓风器上设有弹簧。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)通过关闭受控阀长时间，之后敞开来控制氢气短时间“爆发”现象，吹扫出的氢气与空气进行混合后进入空气压缩机，并最终在催化层的帮助下，就与来自燃料电池阴极端的空气进行反应，而其反应生成的水，同时就与燃料电池常规反应生成的水一同离开燃料电池，不受当前技术限制，可应用于任何室内与室外环境条件。
2)校准孔口可以精确控制混合比例，进而实现最小的废气排放。
3)汽水分离器可以除去吹扫气体中混有的液态水。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中：1、受控阀，2、鼓风器，3、空气压缩机，4、汽水分离器，5、校准孔口，6、弹簧，7、燃料电池，8、外界空气。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
一种燃料电池氢气吹扫系统，该吹扫系统采用内部吹扫的方式，从而消除了氢气向大气环境排放的现象。如图1所示，吹扫系统包括受控阀1、空气压缩机3和用于储存吹扫氢气的容量可变容器，可变容器的输入端通过受控阀1与燃料电池7阳极端连接，输出端与空气压缩机3的输入端连接，空气压缩机3的输入端还与外界空气8连接，且输出端与燃料电池7的阴极端连接。
燃料电池7电堆正常运行中要求定期吹扫(释放)氢气。通过关闭受控阀1长时间，之后敞开来控制氢气短时间“爆发”现象。“短时间”是以“秒”为单位的个位数时间段，而“长时间”则是指几十秒或几分钟的时间段。
可变容器和空气压缩机3之间设有用于控制吹扫氢气和空气混合比例的校准孔口5。氢气吹扫系统还包括汽水分离器4，可变容器的输出端通过汽水分离器4与校准孔口5连接。
容量可变容器优选为鼓风器2，且鼓风器2上设有弹簧6。然而事实上，在建议的本方案中，容量可变容器也可以为气球、活塞式圆柱瓶或类似的设备。在吹扫过程结束后，将所收集到的气体，以符合安全混合所要求的慢速节奏缓慢释放至空气压缩机3的空气流道(即输入端)中。具体的该容器受外力作用，并在校准孔口5的配合下，控制着氢气释放速率(通常是氢气流动速率应低于空气流动速率的1％)，外力可来至富有弹性的气球壁、推动活塞的弹簧6、活塞重力、推动鼓风器的弹簧6或作用在鼓风器的重力等。容器上的压力等级应高于大气压力的若干kPa。
吹扫出的氢气被释放至燃料电池7空气供应系统中的空气压缩机3入口。这样，在催化层的帮助下，空气流道中的少量氢气(体积容量少于1％)，就与来自燃料电池7阴极端的空气进行反应。而其反应生成的水，同时就与燃料电池7常规反应生成的水一同离开燃料电池7。

Claims (5)

1.一种燃料电池氢气吹扫系统，特征在于，包括受控阀(1)、空气压缩机(3)和用于储存吹扫氢气的容量可变容器，所述可变容器的输入端通过受控阀(1)与燃料电池(7)阳极端连接，输出端与空气压缩机(3)的输入端连接，所述空气压缩机(3)的输入端还与外界空气连接，且输出端与燃料电池(7)的阴极端连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气吹扫系统，其特征在于，所述可变容器和空气压缩机(3)之间设有用于控制吹扫氢气和空气混合比例的校准孔口(5)。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池氢气吹扫系统，其特征在于，所述氢气吹扫系统还包括汽水分离器(4)，所述可变容器的输出端通过汽水分离器(4)与校准孔口(5)连接。
4.根据权利要求1-3中任一条所述的一种燃料电池氢气吹扫系统，其特征在于，所述容量可变容器为气球、鼓风器(2)或活塞式圆柱瓶。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池氢气吹扫系统，其特征在于，所述鼓风器(2)上设有弹簧(6)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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