CN208674272U - 一种燃料电池的尾排氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种燃料电池的尾排氢装置，包括一密闭壳体，其内设置有氢燃料电池，与所述氢燃料电池分别连接设置有尾排氢管路和尾排空气管路，二者通过三通阀分别与排气管路连通设置，所述排气管路的出口位于所述壳体外；还包括设置于所述壳体内顶部的氢气传感器和排风扇、设置于所述壳体外的报警器及控制单元，所述控制单元分别与所述氢气传感器、所述排风扇、所述报警器及设置于所述氢燃料电池的供氢管路末端的供氢电磁阀电连接。本实用新型的装置可确保当氢气传感器的测量值不小于其设定的报警值时控制单元可以关闭供氢电磁阀并开启报警器和排风扇，从而及时将氢气排出壳体，消除壳体内的氢累积，减少安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的尾排氢装置。
背景技术
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC) 是以氢气为燃料，以氧气为氧化剂的电化学发电装置，又称为氢燃料电池。由于其环境友好性，能量转换率高和快速响应等优点，被认为是最清洁和高效的新能源发电装置。
通常情况下，一个氢燃料电池系统包括空气供给系统、氢气供给系统以及冷却系统，其中，空气供给系统主要由空压机、加湿器及空气尾排装置等组成，氢气供给系统主要由减压装置、报警器及氢尾排装置等组成。就目前的氢燃料电池技术而言，氢气的利用率一般控制在不超过95％的范围内，其余部分则以近似纯氢的形式被排放掉，那么在氢排放瞬间若遇明火或电火花则很可能会引起爆炸，威胁人类的生命安全。因此为安全起见，氢燃料电池中的空气尾排管路常与氢尾排管路汇流到一起并一同排出，一方面可避免氢气在电池模块中的累积，另一方面还可通过空气稀释氢气的浓度，降低安全隐患。
然而，在氢燃料电池的正常工作情况下不可避免地会出现一定量的氢泄漏，尽管泄漏量很少，但密闭环境中的长时间工作可能会造成氢累积。另外，在氢燃料电池系统发生异常如管路老化、断裂或地震等极端情况下，会导致氢气持续泄漏，从而带来巨大的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有的氢燃料电池所存在的氢积累现象，进而提供一种可消除氢累积、降低安全风险的燃料电池的尾排氢装置。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种燃料电池的尾排氢装置，包括一密闭壳体，在所述壳体内设置有氢燃料电池，与所述氢燃料电池的阳极连接设置有尾排氢管路，与所述氢燃料电池的阴极连接设置有尾排空气管路，所述尾排氢管路和所述尾排空气管路通过三通阀分别与排气管路连通设置，所述排气管路的出口位于所述壳体外；
还包括：
氢气传感器和排风扇，均设置于所述壳体内的顶部；
报警器，设置于所述壳体的外部；
供氢电磁阀，设置于所述氢燃料电池的供氢管路的末端；
控制单元，分别与所述氢气传感器、所述排风扇、所述报警器及所述供氢电磁阀电连接，以确保当所述氢气传感器的测量值不小于其设定的报警值时所述控制单元关闭所述供氢电磁阀并开启所述报警器和所述排风扇，或者，当所述氢气传感器的测量值小于其设定的报警值时所述控制单元关闭所述报警器并控制所述排风扇进入关闭或间歇工作模式同时开启所述供氢电磁阀。
优选地，所述供氢管路上设置有减压阀，在所述供氢管路的始端设置第一压力传感器，在所述供氢管路的末端还设置有第二压力传感器，以确保当第一压力传感器的测量值正常而第二压力传感器的测量值突降时控制单元可关闭供氢电磁阀同时开启报警器。
进一步地，所述供氢管路上还设置有压力开关，当第一压力传感器和/ 或第二压力传感器的测量值大于设定值时压力开关断开以切断供氢管路。
在所述储氢罐的出口处还设置有阻火阀和单向阀。
在所述尾排氢管路上还设置有排氢电磁阀和止回阀。
与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下优点：
1、本实用新型提供的燃料电池的尾排氢装置，通过在氢燃料电池的供氢管路末端设置供氢电磁阀，同时在壳体内的顶部设置氢气传感器和排风扇，并设置报警器及分别与上述氢气传感器、排风扇、报警器和供氢电磁阀电连接的控制单元，以确保当氢气传感器的测量值不小于其设定的报警值时控制单元可以关闭供氢电磁阀并开启报警器和排风扇，从而及时将氢气排出壳体，消除壳体内的氢累积；而后当氢气传感器的测量值降低至小于其设定的报警值时控制单元还可再次开启供氢电磁阀、关闭报警器并控制排风扇进入关闭或间歇工作模式。
2、本实用新型提供的燃料电池的尾排氢装置，考虑到在氢气发生了泄漏但并未出现大量积累的情况下由于氢泄漏会影响燃料电池的用氢压力，导致燃料电池工作电压迅速降低，也即是当供氢压力降低而储氢罐的氢气充足时可判定为供气管路发生泄漏，应切断供气，故而在供氢管路的始端设置第一压力传感器并在供氢管路的末端设置第二压力传感器，以确保当第一压力传感器的测量值正常而第二压力传感器的测量值突降时控制单元可关闭供氢电磁阀同时开启报警器。
3、本实用新型提供的燃料电池的尾排氢装置，进一步地在供氢管路上设置压力开关，这样当第一压力传感器和/或第二压力传感器的测量值大于设定值时压力开关断开以切断供氢管路。
4、本实用新型提供的燃料电池的尾排氢装置，为进一步确保安全，可以在储氢罐的出口处设置阻火阀和单向阀和/或在尾排氢管路上设置排氢电磁阀和止回阀。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1提供的燃料电池的尾排氢装置的结构图；
其中，附图标记说明如下：
1-壳体；2-氢燃料电池；3-尾排氢管路；4-尾排空气管路；5-三通阀； 6-排气管路；7-氢气传感器；8-排风扇；9-报警器；10-控制单元；11-供氢管路；12-供氢电磁阀；13-储氢罐；14-排氢电磁阀；15-止回阀；16-第一压力传感器；17-第二压力传感器；18-压力开关；19-减压阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本实施例所述的燃料电池的尾排氢装置包括：
一密闭壳体1，在所述壳体1内设置有氢燃料电池2，所述氢燃料电池 2的供氢管路11的末端设置有供氢电磁阀12，与所述氢燃料电池2的阳极连接设置有尾排氢管路3，在所述尾排氢管路3上还设置有排氢电磁阀14 和止回阀15，与所述氢燃料电池2的阴极连接设置有尾排空气管路4，所述尾排氢管路3和所述尾排空气管路4通过三通阀5分别与排气管路6连通设置，所述排气管路6的出口位于所述壳体1外；
氢气传感器7和排风扇8，二者均设置于所述壳体1内的顶部；
报警器9，设置于所述壳体1的外部；
控制单元10，分别与所述氢气传感器7、所述排风扇8、所述报警器9 及所述供氢电磁阀12电连接，以确保当氢气传感器的测量值不小于其设定的报警值时控制单元可以关闭供氢电磁阀并开启报警器和排风扇，从而及时将氢气排出壳体，消除壳体内的氢累积；而后当氢气传感器的测量值降低至小于其设定的报警值时控制单元还可再次开启供氢电磁阀、关闭报警器并控制排风扇进入关闭或间歇工作模式；
所述供氢管路11上设置有减压阀19，同时在所述供氢管路11的始端设置第一压力传感器16，在所述供氢管路11的末端还设置有第二压力传感器17，以确保当第一压力传感器的测量值正常(3MPa左右)而第二压力传感器的测量值突降时控制单元可关闭供氢电磁阀同时开启报警器；另外在所述供氢管路11上还设置有压力开关18，这样当第一压力传感器和/或第二压力传感器的测量值大于设定值时压力开关断开以切断供氢管路；
储氢罐13，通过所述供氢管路11连接所述氢燃料电池2，在所述储氢罐13的出口处还设置有阻火阀和单向阀；在所述尾排氢管路3上还设置有排氢电磁阀14和止回阀15，以进一步提高电池的安全性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种燃料电池的尾排氢装置，包括一密闭壳体，在所述壳体内设置有氢燃料电池，与所述氢燃料电池的阳极连接设置有尾排氢管路，与所述氢燃料电池的阴极连接设置有尾排空气管路，所述尾排氢管路和所述尾排空气管路通过三通阀分别与排气管路连通设置，所述排气管路的出口位于所述壳体外；
其特征在于，还包括：
氢气传感器和排风扇，均设置于所述壳体内的顶部；
报警器，设置于所述壳体的外部；
供氢电磁阀，设置于所述氢燃料电池的供氢管路的末端；
控制单元，分别与所述氢气传感器、所述排风扇、所述报警器及所述供氢电磁阀电连接。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的尾排氢装置，其特征在于，所述供氢管路上设置有减压阀，在所述供氢管路的始端设置第一压力传感器，在所述供氢管路的末端还设置有第二压力传感器。
3.根据权利要求1所述的燃料电池的尾排氢装置，其特征在于，所述供氢管路上还设置有压力开关。
4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池的尾排氢装置，其特征在于，所述氢燃料电池通过所述供氢管路连接储氢罐，在所述储氢罐的出口处还设置有阻火阀和单向阀。
5.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池的尾排氢装置，其特征在于，在所述尾排氢管路上还设置有排氢电磁阀和止回阀。
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