CN210429976U - 燃料电池排气排水装置 - Google Patents

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陈伟
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刘超
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Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池排气排水装置,涉及燃料电池领域,该装置包括安装筒、旋转扇和至少两个消音环,安装筒的一端封闭,安装筒的另一端开放,安装筒封闭的一端连接有进气管,安装筒的侧壁上具有排水口,各个消音环和旋转扇均同轴安装在安装筒内,消音环位于进气管和旋转扇之间。由于消音环具有一段呈锥状的内壁,且每个消音环的内径较大的一端较靠近旋转扇,相邻的消音环中,较靠近旋转扇的消音环的最小内径小于较靠近进气管的消音环的最大内径,使得声波在相邻的两个消音环之间多次反射,只有一部分频率的噪声可以进入到下一个消音环,这样就通过消音环将部分频率的噪声滤除,从而降低排放水蒸气和气体时的噪声。

Description

燃料电池排气排水装置
技术领域
本实用新型涉及燃料电池领域,特别涉及一种燃料电池排气排水装置。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,属于电化学发电,电化学发电是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。
燃料电池在运行过程中会产生水,产生的水以水蒸气的形式与未参与反应的气体一起被排出燃料电池。
水蒸气和气体通常是通过燃料电池的排气排水装置进行排放,排放时由于压力较高,会产生较大的噪声,形成噪声污染。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种燃料电池排气排水装置,能够降低排放水蒸气和气体时的噪声。所述技术方案如下:
本实用新型实施例提供了一种燃料电池排气排水装置,包括安装筒、旋转扇和至少两个消音环,所述安装筒的一端封闭,所述安装筒的另一端开放,所述安装筒封闭的一端连接有进气管,所述安装筒的侧壁上具有排水口,各个所述消音环和所述旋转扇均同轴安装在所述安装筒内,所述消音环位于所述进气管和所述旋转扇之间,所述消音环具有一段呈锥状的内壁,所述消音环呈锥状的内壁的内径较大的一端较靠近所述旋转扇,相邻的所述消音环中,较靠近所述旋转扇的所述消音环的最小内径小于较靠近所述进气管的所述消音环的最大内径。
可选地,相邻的所述消音环中,较靠近所述旋转扇的所述消音环的最小内径小于较靠近所述进气管的所述消音环的最小内径。
可选地,所述消音环上周向分布有连通所述消音环的内侧壁和外侧壁的多个通孔。
可选地,所述消音环的外侧壁上具有与所述消音环同轴的环状凹槽,所述多个通孔均位于所述环状凹槽中。
可选地,相邻的所述消音环通过止口可拆卸连接。
可选地,所述安装筒的内壁具有环状定位凸缘,各个所述消音环中最靠近所述进气管的一个消音环上具有与所述环状定位凸缘匹配的止口。
可选地,还包括集流环,所述集流环的内壁具有环状导流槽,所述集流环具有连通所述环状导流槽和所述集流环的外壁的集流孔,所述集流环同轴置于所述安装筒中,所述旋转扇安装在所述集流环内。
可选地,所述集流环的两端分别安装有风扇安装架,两个所述风扇安装架之间连接有安装轴,所述旋转扇可转动地安装在所述安装轴上。
可选地,所述风扇安装架包括环形框和多根辐条,所述多根辐条的一端相连,所述多根辐条的另一端均连接在所述环形框上。
可选地,还包括集水槽,所述集水槽与所述安装筒的外侧壁连接,所述集水槽的水槽开口与所述排水口连通。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:通过在安装筒的一端设置进气管,水蒸气和气体可以由进气管进入到安装筒内,通过在安装筒内同轴设置至少两个消音环和旋转扇,由于消音环具有一段呈锥状的内壁,消音环呈锥状的内壁的内径较大的一端较靠近旋转扇,相邻的消音环中,较靠近旋转扇的消音环的最小内径小于较靠近进气管的消音环的最大内径,使得相邻的消音环之间形成一个呈锥形的空间,声波从锥形的空间的顶部进入,在锥形空间的底部形成反射,反射的声波再次在锥状的内壁上反射,从而使声波在相邻的两个消音环之间多次反射而被吸收,只有一部分频率的噪声可以进入到下一个消音环,这样就通过消音环将部分频率的噪声滤除,从而降低排放水蒸气和气体时的噪声。水蒸气和气体通过多个消音环后再推动旋转扇做功,使得温度降低,水蒸气液化成水附着到扇叶上,并在离心力的作用下甩离扇叶,最终通过安装筒的排水口排出,气体则在通过旋转扇后从安装筒的另一端排出。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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是本实用新型实施例提供的一种燃料电池排气排水装置的分解示意图;
图2是本实用新型实施例提供的一种安装筒的结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的一种消音环的局部结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的一种集流环的局部结构示意图;
图5是本实用新型实施例提供的另一种燃料电池排气排水装置的分解示意图。
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,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
图1是本实用新型实施例提供的一种燃料电池排气排水装置的分解示意图。如图1所示,该燃料电池排气排水装置包括安装筒10、旋转扇20和四个消音环30。
图2是本实用新型实施例提供的一种安装筒的结构示意图。如图2所示,安装筒10的一端封闭,安装筒10的另一端开放,安装筒10封闭的一端连接有进气管11,安装筒10的侧壁上具有排水口10a。各个消音环30和旋转扇20均同轴安装在安装筒10内,多个消音环30位于进气管11和旋转扇20之间。
图3是本实用新型实施例提供的一种消音环的局部结构示意图。图3中示出了图1中最靠近安装筒10的两个消音环,图中的虚线为两个消音环的轴线。如图3所示,消音环30具有一段呈锥状的内壁。消音环30呈锥状的内壁的内径较大的一端较靠近旋转扇20。相邻的消音环30中,较靠近旋转扇20的消音环30的最小内径小于较靠近进气管11的消音环30的最大内径。例如图3中,右侧的消音环较靠近旋转扇20,左侧的消音环较靠近进气管11,右侧的消音环的最小内径d2小于左侧的消音环的最大内径d1
这里的消音环30的最小内径均指的是消音环30的呈锥状的内壁的内径较小的一端的内径,而消音环30的最大内径均指的是消音环30的呈锥状的内壁的内径较大的一端的内径。
通过在安装筒的一端设置进气管,水蒸气和气体可以由进气管进入到安装筒内,通过在安装筒内同轴设置至少两个消音环和旋转扇,由于消音环具有一段呈锥状的内壁,消音环呈锥状的内壁的内径较大的一端较靠近旋转扇,相邻的消音环中,较靠近旋转扇的消音环的最小内径小于较靠近进气管的消音环的最大内径,使得相邻的消音环之间形成一个呈锥形的空间,声波从锥形的空间的顶部(即锥形的空间较小的一端)进入,在锥形空间的底部形成反射,反射的声波再次在锥状的内壁上反射(图3中的虚线箭头示意性地示出了声波的两次反射,实际反射次数并非仅为两次),从而使声波在相邻的两个消音环之间多次反射,并最终消失,只有一部分频率的噪声可以进入到下一个消音环,这样就通过消音环将部分频率的噪声滤除,从而降低排放水蒸气和气体时的噪声。水蒸气和气体通过多个消音环后再推动旋转扇做功,使得温度降低,水蒸气液化成水附着到扇叶上,并在离心力的作用下甩离扇叶,最终通过安装筒的排水口排出,气体则在通过旋转扇后从安装筒的另一端排出。
如图2所示,进气管11可以与安装筒10同轴,这样可以使气体沿安装筒10的轴线进入到燃料电池排气排水装置,使气体更好地通过消音环30。
燃料电池排气排水装置在使用时,安装筒10水平,排水口10a位于安装筒10的最低处。如图2所示,排水口10a可以呈条状,排水口10a沿安装筒10的长度方向延伸,能够使水尽快从排水口10a排出。
如图2所示,安装筒10的内壁可以具有环状定位凸缘12。各个消音环30中最靠近进气管11的一个消音环30上具有与环状定位凸缘12匹配的止口30c。在将最靠近进气管11的消音环30装入安装筒10时,消音环30上的止口30c可以卡到环状定位凸缘12上,便于消音环30的安装,并且还可以防止气体进入消音环30的外壁和安装筒10的内壁之间,使气体都进入到消音环30中。
环状定位凸缘12可以位于安装筒10的封闭的一端,例如图2中,环状定位凸缘12位于安装筒10封闭的一端的端部。
可选地,相邻的消音环30可以通过止口可拆卸连接。如图3所示,每个消音环30的内径较小的一端均可以具有止口30c,止口30c可以与消音环30的内径较大的一端相匹配,在将多个消音环30装配到安装筒10中时,多个消音环30之间通过止口30c卡接在一起,便于将多个消音环30整体装入安装筒10。
对于不同的燃料电池排气排水装置,可以设置不同数量的消音环30,例如在本实施例中设置有4个消音环30,在其他实施例中也可以只设置2个、3个或是更多数量的消音环。将多个消音环30设置成通过止口可拆卸连接的方式可以便于将不同数量的消音环30进行组装。
此外,多个消音环30之间也可以采用固定连接的方式连接,例如焊接、粘接、热熔连接等。
消音环30的最大内径可以与环状定位凸缘12的内径相同,这样消音环30上的止口30c可以同时满足与环状定位凸缘12和消音环30匹配的要求,在装配时,无论先装入哪一个消音环30,消音环30都可以通过环状定位凸缘12定位,并且相邻的消音环30之间也可以顺利相连,使得多个消音环30可以以任意的先后顺序装入安装筒10。
可选地,多个消音环30的最小内径可以不同。相邻的消音环30之间形成的锥形的空间对于频率在该锥形的空间的固有频率附近的噪声影响较小,这部分频率的噪声在通过消音环30时降低的程度很小,将每个消音环30的最小内径设置的不同,可以使得每个锥形的空间大小不同,每个锥形的空间的固有频率也就不同,这样就可以将较宽频率范围的噪声都吸收,从而提高降低噪声的效果。
如图3所示,相邻的消音环30中,较靠近旋转扇20的消音环30的最小内径小于较靠近进气管11的消音环30的最小内径,如图3中位于右侧的消音环30的最小内径d1小于位于左侧的消音环30的最小内径d3。采用这样的顺序布置多个消音环30,使越靠近旋转扇20的消音环30的最小内径越小,能够对气流起到加速的作用,气流在到达旋转扇20时可以具有较高的流速,使旋转扇20的转速较高,从而能够甩落附着在扇叶上的水。
如图3所示,消音环30上可以周向分布有连通消音环30的内侧壁和外侧壁的多个通孔30a。水蒸气和气体在通过消音环30时,根据微孔消声的原理,通孔30a可以将一部分频率较低的噪声转换为超出人耳听觉范围的频率较高的噪声,从而进一步降低噪声。并且水蒸气在进入消音环30后,会有一部分冷凝为水附着在消音环30内壁上,这部分水可以通过通孔30a排到消音环30外,并通过排水口10a排出。
可选地,消音环30的外侧壁上还可以具有与消音环30同轴的环状凹槽30b,多个通孔30a均位于环状凹槽30b中。这样从多个通孔30a中排出的水会沿环状凹槽30b流动,方便排水。
消音环30可以与安装筒10过盈配合,可以降低气体通过消音环30时消音环30的振动。
参照图1,该燃料电池排气排水装置还可以包括集流环40。图4是本实用新型实施例提供的一种集流环的局部结构示意图。如图4所示,集流环40的内壁具有环状导流槽40a,集流环40具有连通环状导流槽40a和集流环40的外壁的集流孔40b,集流环40同轴置于安装筒10中,旋转扇20安装在集流环40内。在组装燃料电池排气排水装置时,就可以先将旋转扇20安装在集流环40内,再将集流环40安装到安装筒10中,方便旋转扇20的安装,而且从旋转扇20的扇叶上甩下的水可以进入到环状导流槽40a中,并顺着环状导流槽40a进入集流孔40b,可以使集流环40内的水及时排出。
参照图1,集流环40的两端可以分别安装有风扇安装架50。两个风扇安装架50之间连接有安装轴21,旋转扇20可转动地安装在安装轴21上。通过设置风扇安装架50,可以方便将旋转扇20安装到集流环40上。
可选地,风扇安装架50可以包括环形框51和多根辐条52。多根辐条52的一端相连,多根辐条52的另一端均连接在环形框51上。将多根辐条52相连,就可以共同支撑旋转扇20的安装轴21。设置辐条52可以减小对气流的阻挡。示例性地,每个风扇安装架50可以包括3~4根辐条52,多根辐条52可以沿环形框51的周向等角度布置,这样能使安装轴21更平稳,减小旋转扇20、风扇安装架50的振动。
在本实用新型实施例的另一种实现方式中,风扇安装架50也可以只包括辐条52,辐条52的一端连接在集流环40的内壁上,辐条52的另一端相连。
图5是本实用新型实施例提供的另一种燃料电池排气排水装置的分解示意图。如图5所示,该燃料电池排气排水装置还可以包括集水槽60。所述集水槽60与所述安装筒10的外侧壁连接,所述集水槽60的水槽开口60a与所述排水口10a连通,所述集水槽60上连接有排水管61。集水槽60可以作为底座支撑安装筒10,同时还可以收集从排水口10a中排出的水,并集中通过排水管61排出。
集水槽60可以与安装筒10固定连接,例如可以通过螺栓相连。
可选地,该燃料电池排气排水装置还可以包括环形端盖70,环形端盖70可拆卸连接于安装筒10的开放的一端。通过环形端盖70可以将多个消音环30、旋转扇20限制在安装筒10内。环形端盖70与安装筒10可以是螺纹连接,也可以通过螺栓连接。
燃料电池排气排水装置中的各个结构,例如安装筒10、消音环30、旋转扇20,均可以是密度较高的硬质结构件,例如可以是金属结构件,也可以是塑料结构件。制作材料密度较高可以有利于减小各结构自身的振动,避免燃料电池排气排水装置自身发出较大的噪声。由于进入燃料电池排气排水装置中的气体温度高湿度大,因此采用金属结构件时,应采用耐锈蚀的金属,例如不锈钢等,以避免锈蚀。
以上仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,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 (10)

1.一种燃料电池排气排水装置,其特征在于,包括安装筒(10)、旋转扇(20)和至少两个消音环(30),所述安装筒(10)的一端封闭,所述安装筒(10)的另一端开放,所述安装筒(10)封闭的一端连接有进气管(11),所述安装筒(10)的侧壁上具有排水口(10a),各个所述消音环(30)和所述旋转扇(20)均同轴安装在所述安装筒(10)内,所述消音环(30)位于所述进气管(11)和所述旋转扇(20)之间,所述消音环(30)具有一段呈锥状的内壁,所述消音环(30)呈锥状的内壁的内径较大的一端较靠近所述旋转扇(20),相邻的所述消音环(30)中,较靠近所述旋转扇(20)的所述消音环(30)的最小内径小于较靠近所述进气管(11)的所述消音环(30)的最大内径。
2.根据权利要求1所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,相邻的所述消音环(30)中,较靠近所述旋转扇(20)的所述消音环(30)的最小内径小于较靠近所述进气管(11)的所述消音环(30)的最小内径。
3.根据权利要求1所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,所述消音环(30)上周向分布有连通所述消音环(30)的内侧壁和外侧壁的多个通孔(30a)。
4.根据权利要求3所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,所述消音环(30)的外侧壁上具有与所述消音环(30)同轴的环状凹槽(30b),所述多个通孔(30a)均位于所述环状凹槽(30b)中。
5.根据权利要求1所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,相邻的所述消音环(30)通过止口可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,所述安装筒(10)的内壁具有环状定位凸缘(12),各个所述消音环(30)中最靠近所述进气管(11)的一个消音环(30)上具有与所述环状定位凸缘(12)匹配的止口(30c)。
7.根据权利要求1~6任一项所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,还包括集流环(40),所述集流环(40)的内壁具有环状导流槽(40a),所述集流环(40)具有连通所述环状导流槽(40a)和所述集流环(40)的外壁的集流孔(40b),所述集流环(40)同轴置于所述安装筒(10)中,所述旋转扇(20)安装在所述集流环(40)内。
8.根据权利要求7所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,所述集流环(40)的两端分别安装有风扇安装架(50),两个所述风扇安装架(50)之间连接有安装轴(21),所述旋转扇(20)可转动地安装在所述安装轴(21)上。
9.根据权利要求8所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,所述风扇安装架(50)包括环形框(51)和多根辐条(52),所述多根辐条(52)的一端相连,所述多根辐条(52)的另一端均连接在所述环形框(51)上。
10.根据权利要求1~6任一项所述的燃料电池排气排水装置,其特征在于,还包括集水槽(60),所述集水槽(60)与所述安装筒(10)的外侧壁连接,所述集水槽(60)的水槽开口(60a)与所述排水口(10a)连通。
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Pledgor: Grove Hydrogen Energy Technology Group Co.,Ltd.

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