CN208400954U - 尾气回收装置及具有其的氢燃料电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尾气回收装置及氢燃料电池，其中，尾气回收装置包括：尾气回收管路，尾气回收管路的一端与氢燃料电池的氢反应堆的排气口连通，尾气回收管路的另一端与氢燃料电池的氢反应堆的进气口连通；过滤罐，安装在尾气回收管路上，用于对尾气进行过滤以减少尾气中的水分，过滤罐内盛装的过滤液为水；增压泵，安装在尾气回收管路上并位于过滤罐和进气口之间。过滤罐将尾气中的水分进行过滤，经增压泵增压后将尾气通入氢反应堆重复利用，该尾气回收装置成本低，避免了尾气直接外排造成的浪费；并且过滤后的尾气中仍然含有一定量的水分，将其通入进气口可增加氢气燃料的湿度，进而提高氢燃料电池的效率。

Description

尾气回收装置及具有其的氢燃料电池

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，具体涉及一种氢燃料电池的尾气回收装置及具有其的氢燃料电池。

背景技术

氢燃料电池是一种无污染新型的发电设备，具有噪音小、无污染、能效高、重量轻、危险系数低、燃料成本低、维护成本低、易运输、使用范围广等优点，非常适合于各种应急场所。

氢燃料电池在运行的时候，氢气与空气中的氧气反应会有大量的水产生，如果生成的水一直保留在氢燃料电池的内部没有排除，将会使氢堆的性能下降，影响氢燃料电池的寿命，因此，需要用氢气把内部的水带出来。

用氢气把氢堆中的水带出堆外会产生大量的尾气。目前，氢燃料电池的尾气一般都是排放到大气当中，造成了能源的浪费；并且，尾气中含有大量的氢气，如果在通风效果不好的环境当中氢气将滞留，这是极其危险的。若要对尾气进行回收需要出去尾气中的大量水分，现有的方法成本较高，难于产业应用。此外，若通入氢燃料电池的氢气中具有适量的水分，可使进入的氢气具有合适的湿度，这样，能够提高氢燃料电池的效率；为了提高电池效率，现有氢燃料电池通常采用在进气端设置增湿装置来提高氢气的湿度，设置额外的增湿装置不仅增加了设备成本，而且使氢燃料电池的结构更加复杂，占用空间更大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种尾气回收装置及具有其的氢燃料电池，以解决现有技术中氢燃料电池的尾气回收成本高、直接排放造成浪费以及需要设置额外的增湿装置来提高氢气湿度的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的一个方面，提供了一种氢燃料电池的尾气回收装置，尾气回收装置包括：尾气回收管路，尾气回收管路的一端与氢燃料电池的氢反应堆的排气口连通，尾气回收管路的另一端与氢燃料电池的氢反应堆的进气口连通；过滤罐，安装在尾气回收管路上，用于对氢反应堆产生的尾气进行过滤以减少尾气中的水分，过滤罐内盛装的过滤液为水；增压泵，安装在尾气回收管路上并位于过滤罐和进气口之间，用于将过滤后的尾气输送至所述进气口。

进一步地，尾气回收管路上于连接排气口和连接过滤罐之间安装一尾气单向阀。

进一步地，水的盛装量不超过过滤罐容积的八分之一。

本实用新型的另一方面，提供了一种氢燃料电池，包括：氢反应堆，氢反应堆具有一进气口和一排气口；尾气回收装置，尾气回收装置包括尾气回收管路、过滤罐和增压泵，尾气回收管路的一端与所述氢燃料电池的氢反应堆的排气口连通，尾气回收管路的另一端与氢燃料电池的氢反应堆的进气口连通；过滤罐安装在尾气回收管路上，用于对尾气进行过滤以减少尾气中的水分，过滤罐内盛装的过滤液为水；增压泵安装在尾气回收管路上并位于过滤罐和进气口之间，用于将过滤后的尾气输送至进气口；氢气进气装置，氢气进气装置包括氢气源和氢气进气管，氢气进气管的一端与氢气源连通，其另一端与进气口连通。

进一步地，尾气回收管路上于连接排气口和连接过滤罐之间安装一尾气单向阀。

进一步地，水的盛装量不超过过滤罐容积的八分之一。

进一步地，氢气进气管上从连接氢气源的一端至连接进气口的一端依次安装有三通阀和进气单向阀，尾气回收管路的一端与三通阀的一个端口连通。

应用本实用新型技术方案的尾气回收装置及氢燃料电池，将尾气回收管路的一端与氢反应堆的排气口连通，另一端与氢反应堆的进气口连通，并在尾气回收管路上设置过滤罐和增压泵，通过过滤罐将尾气中的水分进行过滤，然后经增压泵增压后将过滤后的尾气通入氢反应堆进行重复利用，该尾气回收装置成本低，避免了尾气直接外排造成的浪费；并且采用水作为过滤液经过过滤后的尾气中仍然含有一定量的水分，将其通入进气口可增加氢气燃料的湿度，进而提高氢燃料电池的效率，无需设置额外的增湿装置，降低了设备成本，使氢燃料电池的结构更加简单紧凑。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型氢燃料电池的结构示意简图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、尾气回收管路；20、过滤罐；30、增压泵；40、尾气单向阀；60、氢反应堆；61、进气口；62、排气口；70、氢气源；80、氢气进气管；90、三通阀；110、进气单向阀。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

如图1所示，一种本实用新型实施例的尾气回收装置，该尾气回收装置包括：尾气回收管路10，尾气回收管路10的一端与氢燃料电池的氢反应堆60的排气口62连通，尾气回收管路10的另一端与氢燃料电池的氢反应堆60的进气口61连通；过滤罐20，安装在尾气回收管路10上，用于对氢反应堆60产生的尾气进行过滤以减少尾气中的水分，过滤罐20内盛装的过滤液为水，过滤罐20内的进气管伸入到液面以下；增压泵30，安装在尾气回收管路10上并位于过滤罐20和进气口之间，用于将过滤后的尾气输送至进气口。

应用上述技术方案的尾气回收装置，将尾气回收管路10的一端与氢反应堆60的排气口62连通，另一端与氢反应堆60的进气口61连通，并在尾气回收管路10上设置过滤罐20和增压泵30，通过过滤罐20将尾气中的水分进行过滤，然后经增压泵30增压后将过滤后的氢气通入氢反应堆60进行重复利用，该尾气回收装置成本低，避免了尾气直接外排造成的浪费；并且采用水作为过滤液，经过过滤后的尾气中仍然含有一定量的水分，将其通入进气口可增加氢气燃料的湿度，进而提高氢燃料电池的效率，无需设置额外的增湿装置，降低了设备成本，使氢燃料电池的结构更加简单紧凑。

参见图1，在本实施例中，尾气回收管路10上于连接排气口62和连接过滤罐20之间安装有一个尾气单向阀40。该尾气回收装置工作时过滤罐20内的过滤液以及空气有可能发生倒吸，通过安装尾气单向阀40可防止过滤液和水的倒吸。

为了进一步避免过滤液的倒吸，在本实施例中，过滤罐20内水的盛装量不超过过滤罐20容积的八分之一。

参见图1，一种本实用新型实施例的氢燃料电池，该氢燃料电池包括：氢反应堆60、尾气回收装置和氢气进气装置。其中，氢反应堆60具有一个进气口61和一个排气口62；尾气回收装置包括尾气回收管路10、过滤罐20和增压泵30，尾气回收管路10的一端与氢燃料电池的氢反应堆60的排气口62连通，尾气回收管路10的另一端与氢燃料电池的氢反应堆60的进气口61连通；过滤罐20安装在尾气回收管路10上，用于对氢反应堆60产生的尾气进行过滤以减少尾气中的水分，过滤罐20内盛装的过滤液为水；增压泵30安装在尾气回收管路10上并位于过滤罐20和进气口61之间，用于将过滤后的尾气输送至进气口61；氢气进气装置包括氢气源70和氢气进气管80，氢气进气管80的一端与氢气源70连通，其另一端与进气口61连通。

应用上述技术方案的氢燃料电池，通过过滤罐20将尾气中的大部分水分和滤掉，过滤罐20中采用的过滤液为水，经过滤后的尾气中仍然含有少量水分，通过增压泵30将过滤后的尾气通入氢反应堆60的进气口61，实现了尾气的回收利用，并且增加了氢气燃料的湿度，进而提高了氢燃料电池的效率，无需设置额外的增湿装置，降低了设备成本，并使氢燃料电池的结构更加简单紧凑。

参见图1，在本实施例中，尾气回收管路10上于连接排气口62和连接过滤罐20之间安装一个尾气单向阀40。通过安装尾气单向阀40可防止过滤液和水的倒吸。

具体地，过滤罐20中水的盛装量不超过过滤罐20容积的八分之一。这样，可进一步避免水的倒吸。

参见图1，在本实施例中，氢气进气管80上从连接氢气源70的一端至连接进气口61的一端依次安装有三通阀90和进气单向阀110，尾气回收管路10的一端与三通阀90的一个端口连通。三通阀90的另外两个端口分别连接氢气进气管80和氢气源70，通过该三通阀90可控制尾气进入氢气进气管80。通过进气单向阀110可避免氢气倒流。

该氢燃料电池的工作原理及应用方法如下：打开氢气源70，将氢气燃料通入氢燃料电池的氢反应堆60内，氢燃料电池立马就会工作，此时可通过进气电磁阀(常开)来开关氢气，氢反应堆60运行一段时间后可以通过控制尾气电磁阀50(常闭)把氢反应堆60产生的水和尾气排入过滤罐20中，然后立马关闭尾气电磁阀50，尾气通入过滤罐20内进行过滤，经过滤后的尾气进入增压泵30内进行增压，然后通过三通阀90进入进气口61中作为氢气燃料回收利用，如此反复循环。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种尾气回收装置，其特征在于，所述尾气回收装置包括：

尾气回收管路(10)，所述尾气回收管路(10)的一端与氢燃料电池的氢反应堆(60)的排气口(62)连通，所述尾气回收管路(10)的另一端与氢燃料电池的氢反应堆(60)的进气口(61)连通；

过滤罐(20)，安装在所述尾气回收管路(10)上，用于对所述氢反应堆(60)产生的尾气进行过滤以减少尾气中的水分，所述过滤罐(20)内盛装的过滤液为水；

增压泵(30)，安装在所述尾气回收管路(10)上并位于所述过滤罐(20)和所述进气口之间，用于将过滤后的尾气输送至所述进气口。

2.根据权利要求1所述的尾气回收装置，其特征在于，所述尾气回收管路(10)上于连接所述排气口和连接所述过滤罐(20)之间安装一尾气单向阀(40)。

3.根据权利要求1所述的尾气回收装置，其特征在于，所述水的盛装量不超过所述过滤罐(20)容积的八分之一。

4.一种氢燃料电池，其特征在于，所述氢燃料电池包括：

氢反应堆(60)，所述氢反应堆(60)具有一进气口(61)和一排气口(62)；

尾气回收装置，所述尾气回收装置包括尾气回收管路(10)、过滤罐(20)和增压泵(30)，所述尾气回收管路(10)的一端与所述氢燃料电池的氢反应堆(60)的排气口(62)连通，所述尾气回收管路(10)的另一端与所述氢燃料电池的氢反应堆(60)的进气口(61)连通；所述过滤罐(20)安装在所述尾气回收管路(10)上，用于对尾气进行过滤以减少尾气中的水分，所述过滤罐(20)内盛装的过滤液为水；所述增压泵(30)安装在所述尾气回收管路(10)上并位于所述过滤罐(20)和所述进气口(61)之间，用于将过滤后的尾气输送至所述进气口(61)；

氢气进气装置，所述氢气进气装置包括氢气源(70)和氢气进气管(80)，所述氢气进气管(80)的一端与所述氢气源(70)连通，其另一端与所述进气口(61)连通。

5.根据权利要求4所述的氢燃料电池，其特征在于，所述尾气回收管路(10)上于连接所述排气口(62)和连接所述过滤罐(20)之间安装一尾气单向阀(40)。

6.根据权利要求4所述的氢燃料电池，其特征在于，所述水的盛装量不超过所述过滤罐(20)容积的八分之一。

7.根据权利要求4所述的氢燃料电池，其特征在于，所述氢气进气管(80)上从连接所述氢气源(70)的一端至连接所述进气口(61)的一端依次安装有三通阀(90)和进气单向阀(110)，所述尾气回收管路(10)的一端与所述三通阀(90)的一个端口连通。