CN205319241U - 一种燃料电池氢回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种燃料电池氢回收系统，包括：控制器、至少两个燃料电池模块、总氢气进口、氢气进口管道、氢气出口管道、缓存容器、氢气泵、排水管道、总空气出口；每个所述燃料电池模块包括：氢气进口和氢气出口；所述控制器与每个所述燃料电池模块电连接；所述总氢气进口通过所述氢气进口管道与每个所述燃料电池模块的氢气进口连接；每个所述燃料电池模块的氢气出口通过所述氢气出口管道与所述缓存容器的第一口连接；所述缓存容器的第一口还与所述氢气泵的入口连接；所述氢气泵的出口与所述氢气进口管道连接；所述缓存容器的第二口通过排水管道与所述总空气出口连接。本实用新型实施例公开的燃料电池氢回收系统结构简单、成本较低。

Description

一种燃料电池氢回收系统

技术领域

本实用新型实施例涉及新能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池氢回收系统。

背景技术

燃料电池作为一种新型的环保发电产品，具有无噪声、无污染、体积小、寿命长、能量转换率高、便于维护和成本低等特点，非常适合在一些非常规场合所用，例如：野外、户外或安静的写字楼等。采用氢气作为燃料，含有氧气的空气作为氧化剂的质子交换膜燃料电池是现有技术中常用的一种燃料电池。

上述以氢气作为燃料、以含有氧气的空气作为氧化剂的质子交换膜燃料电池在运行过程中，会伴随着大量产物水的生成。为了保证燃料电池的运行及性能，需要在燃料电池的运行过程中将运行过程中产生的水排出。

现有技术中，燃料电池在吹扫排水时直接将大量氢气排出系统，或在模块内部安装氢回收装置，这使得结构复杂、成本较高。

实用新型内容

本实用新型实施例提出一种燃料电池氢回收系统，通过模块共用氢回收系统的办法以解决现有的燃料电池结构复杂、成本较高的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种燃料电池氢回收系统，包括：控制器、至少两个燃料电池模块、总氢气进口、氢气进口管道、氢气出口管道、缓存容器、氢气泵、排水管道、总空气出口；

每个所述燃料电池模块包括：氢气进口和氢气出口；

所述控制器与每个所述燃料电池模块电连接；所述总氢气进口通过所述氢气进口管道与每个所述燃料电池模块的氢气进口连接；每个所述燃料电池模块的氢气出口通过所述氢气出口管道与所述缓存容器的第一口连接；所述缓存容器的第一口还与所述氢气泵的入口连接；所述氢气泵的出口与所述氢气进口管道连接；所述缓存容器的第二口通过排水管道与所述总空气出口连接。

进一步地，所述控制器还与所述氢气泵电连接。

进一步地，还包括：排水阀；

所述排水阀设置于所述排水管道上；

所述控制器还与所述排水阀电连接。

进一步地，所述排水阀为电磁阀、电动阀或者隔膜阀。

进一步地，所述氢气泵为活塞氢气泵或者蠕动氢气泵。

进一步地，还包括：截止阀；

所述截止阀的入口与所述氢气泵的出口连接；所述截止阀的出口与所述氢气进口管道连接。

进一步地，所述截止阀为单向阀或者电控阀。

进一步地，每个所述燃料电池模块还包括：氢气出口阀；

所述氢气出口阀与所述氢气出口连接。

进一步地，所述氢气出口阀为电控阀。

进一步地，还包括：空气出口管道；

每个所述燃料电池模块还包括：空气产生装置、散热装置、模块控制器、电堆和空气出口；

每个所述燃料电池模块的空气出口通过所述空气出口管道与所述总空气口连接。

本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统，控制器控制每个燃料电池模块运行后，氢气经氢气进口进入燃料电池模块中；由于氢气进口中的氢气有一定的压力，因此，在上述压力的作用下，燃料电池模块运行过程中产生的水以及燃料电池模块中的部分氢气经氢气出口进入缓存容器中；缓存容器中的氢气经氢气泵进入氢气进口管道中重复利用，缓存容器中的水由总空气出口排出。经由上述方案，至少两个燃料电池模块共用一套装置将水排出，从而结构简单、成本较高。此外，本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统结构紧凑，适合批量生产；排水效果较好，且不会造成氢气的浪费。

附图说明

为了更加清楚地说明本实用新型示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本实用新型所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

图1是本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统包括：控制器101、至少两个燃料电池模块102、总氢气进口103、氢气进口管道104、氢气出口管道107、缓存容器108、氢气泵109、排水管道110、总空气出口111；其中，每个燃料电池模块102包括：氢气进口105和氢气出口106。

控制器101与每个燃料电池模块102电连接(图中未示出)。控制器101用于控制每个燃料电池模块102的工作状态(即：控制每个燃料电池模块102处于运行状态还是非运行状态)。

总氢气进口103通过氢气进口管道104与每个燃料电池模块102的氢气进口105连接。氢气供应装置(图中未示出)通过总氢气进口103，经氢气进口管道104，通过氢气进口105为相应的燃料电池模块102提供氢气，以作为燃料。

每个燃料电池模块102的氢气出口106通过氢气出口管道107与缓存容器108的第一口连接。每个燃料电池模块102运行状态中产生的水通过氢气出口106，经氢气出口管道107进入缓存容器108中，在水进入缓存容器108的过程中，不可避免地，会有部分氢气进入缓存容器108中，因此，缓存容器108中存储的是水和氢气的混合物。

缓存容器108的第一口还与氢气泵109的入口连接；氢气泵109的出口与氢气进口管道104连接。由于缓存容器108中存储有水和氢气的混合物，因此，当氢气泵109打开(即：处于工作状态)时，缓存容器108中存储的氢气经氢气泵109进入氢气进口管道104，从而能够经氢气进口管道104和氢气进口105进入相应的燃料电池模块102中，实现了缓存容器108中存储的氢气的重复利用，从而能够节省资源。

缓存容器108的第二口通过排水管道110与总空气出口111连接。由于缓存容器108中存储有水和氢气的混合物，因此，缓存容器108中存储的水能够通过排水管道110，经总空气出口111排出。

本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统，控制器101控制每个燃料电池模块102运行后，氢气经氢气进口105进入燃料电池模块102中；由于氢气进口105中的氢气有一定的压力，因此，在上述压力的作用下，燃料电池模块102运行过程中产生的水以及燃料电池模块102中的部分氢气经氢气出口106进入缓存容器108中；缓存容器108中的氢气经氢气泵109进入氢气进口管道104中重复利用，缓存容器108中的水由总空气出口111排出。经由上述方案，至少两个燃料电池模块102共用一套装置将水排出，从而结构简单、成本较高。此外，本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统结构紧凑，适合批量生产；排水效果较好，且不会造成氢气的浪费。

图1中仅示出了燃料电池模块102的数量为3的燃料电池氢回收系统的结构图。需要说明的是，燃料电池模块102的数量可以为任意的正整数，例如：5。图1中用线的粗细来表示不同类别的管道，但是，并不用来限定相应管道的粗细。图1中用箭头的方向来表示氢气或者水的流向。

控制器101可以与氢气泵109电连接(图中未示出)。控制器101用于控制氢气泵109的工作状态(即：氢气泵109是处于工作状态还是非工作状态)。当控制器101控制氢气泵109处于工作状态时，缓存容器108中的氢气能够经氢气泵109进入氢气进口管道104；当控制器101控制氢气泵109处于非工作状态时，缓存容器108中的氢气不能进入氢气进口管道104。控制器101可以每第一时间段(如：2分钟)控制氢气泵109处于工作状态；氢气泵109处于工作状态的时间段可以是第二时间段(如：2秒)。需要说明的是，第一时间段和第二时间段的长短可以根据实际需要进行设置，第一时间段和第二时间段的长度可以是任意的数，在本实用新型实施例中不做限定。此外，氢气泵109不需要持续工作，能够降低氢气泵109的功耗。

如图1所示，本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统还可以包括：排水阀112，排水阀112设置于排水管道110上。排水阀112可以控制水是否经总空气出口111排出。控制器101可以与排水阀112电连接(图中未示出)，控制器101用于控制排水阀112的工作状态(即：排水阀112是处于打开状态还是关闭状态)。当排水阀112处于打开状态时，缓存容器108中存储的水能够通过排水管道110，经总空气出口111排出；当排水阀112处于关闭状态时，缓存容器108中存储的水不能排出。此外，当排水阀112处于关闭状态时，缓存容器108中存储的氢气也不会经总空气出口111泄露。控制器101可以每第三时间段(如：2分钟)控制排水阀112处于打开状态；排水阀112处于打开状态的时间段可以是第四时间段(如：2秒)。需要说明的是，第三时间段和第四时间段的长短可以根据实际需要进行设置，第三时间段和第四时间段的长度可以是任意的数，在本实用新型实施例中不做限定。排水阀112可以是电磁阀、电动阀或者隔膜阀等电控阀。

氢气泵109可以具有截止功能。此种结构设置能够阻止氢气进口管道104中的氢气经氢气泵109进入缓存容器108中，以免造成氢气的浪费。氢气泵109可以是活塞氢气泵或者蠕动氢气泵等气泵。

如图1所示，本实用新型实施例提供的燃料电池氢回收系统还可以包括：截止阀113。截止阀113用于阻止氢气进口管道104中的氢气经氢气泵109进入缓存容器108中，以免造成氢气的浪费。截止阀113可以是单向阀，也可以是电控阀。

每个燃料电池模块102中还可以包括：氢气出口阀(图中未示出)；氢气出口阀与氢气出口106连接。氢气出口阀用于控制氢气出口106的工作状态(即：氢气出口106处于打开状态还是关闭状态)。当氢气出口106处于打开状态时，燃料电池模块102运行状态中产生的水能够通过氢气出口106进入缓存容器108；当氢气出口106处于关闭状态时，燃料电池模块102运行状态中产生的水不能进入缓存容器108。燃料电池模块102可以每第五时间段(如：2分钟)控制氢气出口阀处于工作状态；氢气出口阀处于工作状态的时间段可以是第六时间段(如：2秒)。需要说明的是，第五时间段和第六时间段的长短可以根据实际需要进行设置，第五时间段和第六时间段的长度可以是任意的数，在本实用新型实施例中不做限定。此种结构设置，使得燃料电池模块102运行状态中产生的水不会每时每刻都经氢气出口106进入缓存容器108，从而氢气出口106进入缓存容器108的氢气的量较少，从而不会造成氢气的浪费。氢气出口阀可以为电控阀。

每个燃料电池模块102中还可以包括：空气产生装置、散热装置、模块控制器和电堆(图中未示出)。空气产生装置用于为燃料电池模块102提供含有氧气的空气，以作为氧化剂。

如图1所示，每个燃料电池模块102中还可以包括：空气出口114，空气出口114通过燃料电池系统的空气出口管道115与总空气口111连接。燃料电池模块102中多余的空气能够经空气出口114，通过空气出口管道115，由总空气口111排出。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由权利要求的范围决定。

Claims (10)

1.一种燃料电池氢回收系统，其特征在于，包括：控制器、至少两个燃料电池模块、总氢气进口、氢气进口管道、氢气出口管道、缓存容器、氢气泵、排水管道、总空气出口；

每个所述燃料电池模块包括：氢气进口和氢气出口；

所述控制器与每个所述燃料电池模块电连接；所述总氢气进口通过所述氢气进口管道与每个所述燃料电池模块的氢气进口连接；每个所述燃料电池模块的氢气出口通过所述氢气出口管道与所述缓存容器的第一口连接；所述缓存容器的第一口还与所述氢气泵的入口连接；所述氢气泵的出口与所述氢气进口管道连接；所述缓存容器的第二口通过排水管道与所述总空气出口连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，所述控制器还与所述氢气泵电连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，还包括：排水阀；

所述排水阀设置于所述排水管道上；

所述控制器还与所述排水阀电连接。

4.根据权利要求3所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，所述排水阀为电磁阀、电动阀或者隔膜阀。

5.根据权利要求1所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，所述氢气泵为活塞氢气泵或者蠕动氢气泵。

6.根据权利要求1所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，还包括：截止阀；

所述截止阀的入口与所述氢气泵的出口连接；所述截止阀的出口与所述氢气进口管道连接。

7.根据权利要求6所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，所述截止阀为单向阀或者电控阀。

8.根据权利要求1所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，每个所述燃料电池模块还包括：氢气出口阀；

所述氢气出口阀与所述氢气出口连接。

9.根据权利要求8所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，所述氢气出口阀为电控阀。

10.根据权利要求1所述的燃料电池氢回收系统，其特征在于，还包括：空气出口管道；

每个所述燃料电池模块还包括：空气产生装置、散热装置、模块控制器、电堆和空气出口；

每个所述燃料电池模块的空气出口通过所述空气出口管道与所述总空气口连接。