CN211314321U - 尾气降温除水装置及sofc汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种尾气降温除水装置，包括对尾气中水分进行冷却分离的水气分离筒；连通水气分离筒内外，输入尾气的尾气进气管；和将输入水气分离筒内的尾气导出的尾气出气管，尾气出气管沿竖直方向伸入水气分离筒的底部；水气分离筒的底部还设置有对尾气的冷却水进行收集和排出的水分接收装置。通过水气分离筒对进入其内的尾气冷却除水，尾气与水气分离筒内壁充分接触，去除水分同时降低了尾气的温度，排出的尾气可进行尾气成分分析或直接排出，提高了SOFC排气安全。本实用新型还提供了一种SOFC汽车。

Description

尾气降温除水装置及SOFC汽车
技术领域
本实用新型涉及SOFC技术领域，更具体地说，涉及一种尾气降温除水装置及SOFC汽车。
背景技术
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。
SOFC应用于新能源汽车，SOFC排出尾气经发动机排气管路排出，发动机尾气温度高达500℃，并含有大量水分，进行尾气成分分析前必须降温。发动机尾气降温会产生大量水分，如果进入气体分析设备，会对气体分析设备造成损坏，所以进行尾气成分分析前要去除水分。
因此，如何有效去除SOFC发动机尾气中的水分，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种尾气降温除水装置，以有效去除SOFC 发动机尾气中的水分；本实用新型还提供了一种SOFC汽车。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种尾气降温除水装置，包括对尾气中水分进行冷却分离的水气分离筒；
连通所述水气分离筒内外，输入所述尾气的尾气进气管；和将输入所述水气分离筒内的所述尾气导出的尾气出气管，所述尾气出气管沿竖直方向伸入所述水气分离筒的底部；
所述水气分离筒的底部还设置有对所述尾气的冷却水进行收集和排出的水分接收装置。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述水气分离筒的轴向沿竖直方向布置，所述尾气出气管同轴架装于所述水气分离筒的内部。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述水气分离筒包括对所述尾气进行流通导向和冷却除水的风道内筒，和环绕所述风道内筒，容置冷却液的水冷外筒；
所述水冷外筒上开设有导入和导出冷却液的冷却液导入口和冷却液导出口。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述尾气进气管设置于所述水气分离筒的顶部，所述尾气进气管的进气方向沿所述水气分离筒的切向布置。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述水气分离筒内设置有与所述尾气进气管的进气方向相接，对所述尾气的进气方向进行螺旋导向的螺旋导向结构。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述螺旋导向结构为架装于所述水气分离筒的内部，并沿其轴向伸出的螺旋导风叶片。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述冷却液导入口设置于所述水冷外筒的顶部，所述冷却液导出口设置于所述水冷外筒的底部。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述水分接收装置包括连通所述水气分离筒的接水筒，和设置于所述接水筒的底部的排水管路；所述排水管路上设置有控制其开闭的开关阀。
优选地，在上述尾气降温除水装置中，所述接水筒上还设置有对其最高液位和最低液位进行监测的高液位传感器和低液位传感器，所述开关阀为由所述高液位传感器和所述低液位传感器控制开闭的放水电磁阀。
一种SOFC汽车，其内设置有SOFC系统和对所述SOFC系统的尾气进行排出的尾气排放管路，所述SOFC系统和所述尾气排放管路之间设置有如上任意一项所述的尾气降温除水装置。
本实用新型提供的尾气降温除水装置，包括对尾气中水分进行冷却分离的水气分离筒；连通水气分离筒内外，输入尾气的尾气进气管；和将输入水气分离筒内的尾气导出的尾气出气管，尾气出气管沿竖直方向伸入水气分离筒的底部；水气分离筒的底部还设置有对尾气的冷却水进行收集和排出的水分接收装置。高温尾气经尾气进气管送入水气分离筒，与水气分离筒的内壁接触冷却，尾气中的水分冷凝流向水气分离筒的底部，尾气出气管伸入水气分离筒的底部，随尾气的持续输入，尾气由尾气出气管伸入水气分离筒底部的进气口进入导出，水分接收装置将流向水气分离筒底部的水分进行接收和排出，实现尾气的水气分离。通过水气分离筒对进入其内的尾气冷却除水，尾气与水气分离筒内壁充分接触，去除水分同时降低了尾气的温度，排出的尾气可进行尾气成分分析或直接排出，提高了SOFC排气安全。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本实用新型提供的尾气降温除水装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种尾气降温除水装置，有效的去除SOFC发动机尾气中的水分；本实用新型还提供了一种SOFC汽车。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1所示，图1为本实用新型提供的尾气降温除水装置的结构示意图。
本实施例提供了一种尾气降温除水装置，包括对尾气中水分进行冷却分离的水气分离筒1；连通水气分离筒1内外，输入尾气的尾气进气管2；和将输入水气分离筒1内的尾气导出的尾气出气管3，尾气出气管3沿竖直方向伸入水气分离筒1的底部；水气分离筒1的底部还设置有对尾气的冷却水进行收集和排出的水分接收装置。高温尾气经尾气进气管2送入水气分离筒1，与水气分离筒1的内壁接触冷却，尾气中的水分冷凝流向水气分离筒1的底部，尾气出气管3伸入水气分离筒1的底部，随尾气的持续输入，尾气由尾气出气管3伸入水气分离筒1底部的进气口进入导出，水分接收装置将流向水气分离筒底部的水分进行接收和排出，实现尾气的水气分离。通过水气分离筒1对进入其内的尾气冷却除水，尾气与水气分离筒1内壁充分接触，去除水分同时降低了尾气的温度，排出的尾气可进行尾气成分分析或直接排出，提高了SOFC排气安全。
在本案一具体实施例中，水气分离筒1的轴向沿竖直方向布置，尾气出气管3同轴架装于水气分离筒1的内部。水气分离筒1采用轴向竖直方向布置结构，尾气输入后充满水气分离筒1的内部并经伸入其底部的尾气出气管3 排出，尾气出气管3与水气分离筒1同轴布置，则尾气在水气分离筒1内流通时，尾气与水气分离筒1的内壁之间流速均匀，尾气可充分冷却，水气分离筒内尾气冷却状态一致。
在本案一具体实施例中，水气分离筒1包括对尾气进行流通导向和冷却除水的风道内筒11，和环绕风道内筒11，容置冷却液的水冷外筒12；水冷外筒12上开设有导入和导出冷却液的冷却液导入口4和冷却液导出口5。水气分离筒1为由内外布置的风道内筒11和水冷外筒12组成的双层筒结构，内层风道内筒11用于尾气的通入，外层水冷外筒12对风道内筒11进行冷却，通过冷却液的流通，实现风道内筒的持续冷却，对尾气实现持续冷凝除水。水冷外筒12由冷却液导入口4和冷却液导出口5输送冷却液，冷却液可设置为冷却水，由冷却液导入口4和冷却液导出口5连通整车冷却系统，保证水气分离筒1的持续冷却功能。
在本案一具体实施例中，尾气进气管2设置于水气分离筒1的顶部，尾气进气管2的进气方向沿水气分离筒1的切向布置。尾气为高温气体，送入水气分离筒1内高温尾气集中筒体顶部，冷却后尾气下沉，经尾气出气管3 导出。将尾气进气管2设置于水气分离筒1的顶部，高温尾气在水气分离筒1 内由上方至下方流通，高温尾气由上向下流通过程中持续冷却，实现最大尾气中水分排出量。
在本案一具体实施例中，水气分离筒1内设置有与尾气进气管3的进气方向相接，对尾气的进气方向进行螺旋导向的螺旋导向结构6。高温尾气通入水气分离筒1内，与水气分离筒1的内壁充分接触冷凝除水，为实现尾气与水气分离筒1的内壁充分接触，设置水气分离筒1内螺旋导向结构，尾气进气管2的进气方向沿水气分离筒1的切向通入，使得尾气流通呈螺旋导入结构，实现尾气螺旋下降，进一步实现尾气与水气分离筒内壁的充分接触。
在本案一具体实施例中，螺旋导向结构6为架装于水气分离筒1的内部，并沿其轴向伸出的螺旋导风叶片。螺旋导向结构6可以将水气分离筒1的内壁设置为螺旋导向风道，本实施例优选将螺旋导向结构设置为螺旋导风叶片，螺旋导风叶片架撑于水气分离筒的中部，并与水气分离筒同轴布置，则尾气螺旋通入过程中，可由螺旋导风叶片对尾气进行导向的同时进行分割，尾气流通过程中由水气分离筒的内壁和螺旋导风叶片实现二次导向，进一步实现尾气与水气分离筒的充分接触。
在本案一具体实施例中，冷却液导入口4设置于水冷外筒12的顶部，冷却液导出口5设置于水冷外筒12的底部。冷却液的流通方向为由水气分离筒 1的顶部向下部流通，冷却液导入口4和冷却液导出口5在流通方向上位于水气分离筒1径向的两端，冷却液由水气分离筒1顶部向下流通，适应水气分离筒1顶部的高温尾气结构，可实现水气分离筒1在其轴向方向上，尾气可冷却至同一温度，保证温度一致性。
在本案一具体实施例中，水分接收装置包括连通水气分离筒1的接水筒 71，和设置于接水筒71的底部的排水管路72；排水管路72上设置有控制其开闭的开关阀73。水分接收装置位于水气分离筒1底部，优选设置为与水气分离筒1同轴布置的接水筒71结构，便于水气分离筒1的制备，接水筒71 的底部设置排水管路72，由开关阀73控制排水管路72的开闭，以在接水筒 71内冷却水接满后及时排除，保证尾气冷却安全。
优选地，接水筒71上还设置有对其最高液位和最低液位进行监测的高液位传感器81和低液位传感器82，开关阀73为由高液位传感器81和低液位传感器82控制开闭的放水电磁阀。为实现水气分离筒的自动化控制，由高液位传感器和低液位传感器与防水电磁阀对接水筒排水进行自动控制，便于接入整车控制系统。
基于上述实施例中提供的尾气降温除水装置，本实用新型还提供了一种 SOFC汽车，其内设置有SOFC系统和对SOFC系统的尾气进行排出的尾气排放管路，该SOFC系统和尾气排放管路之间设置有如上述实施例中提供的尾气降温除水装置。
由于该SOFC汽车采用了上述实施例的尾气降温除水装置，所以该SOFC 汽车由尾气降温除水装置带来的有益效果请参考上述实施例。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种尾气降温除水装置，其特征在于，包括对尾气中水分进行冷却分离的水气分离筒；
连通所述水气分离筒内外，输入所述尾气的尾气进气管；和将输入所述水气分离筒内的所述尾气导出的尾气出气管，所述尾气出气管沿竖直方向伸入所述水气分离筒的底部；
所述水气分离筒的底部还设置有对所述尾气的冷却水进行收集和排出的水分接收装置。
2.根据权利要求1所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述水气分离筒的轴向沿竖直方向布置，所述尾气出气管同轴架装于所述水气分离筒的内部。
3.根据权利要求2所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述水气分离筒包括对所述尾气进行流通导向和冷却除水的风道内筒，和环绕所述风道内筒，容置冷却液的水冷外筒；
所述水冷外筒上开设有导入和导出冷却液的冷却液导入口和冷却液导出口。
4.根据权利要求2所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述尾气进气管设置于所述水气分离筒的顶部，所述尾气进气管的进气方向沿所述水气分离筒的切向布置。
5.根据权利要求4所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述水气分离筒内设置有与所述尾气进气管的进气方向相接，对所述尾气的进气方向进行螺旋导向的螺旋导向结构。
6.根据权利要求5所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述螺旋导向结构为架装于所述水气分离筒的内部，并沿其轴向伸出的螺旋导风叶片。
7.根据权利要求3所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述冷却液导入口设置于所述水冷外筒的顶部，所述冷却液导出口设置于所述水冷外筒的底部。
8.根据权利要求1所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述水分接收装置包括连通所述水气分离筒的接水筒，和设置于所述接水筒的底部的排水管路；所述排水管路上设置有控制其开闭的开关阀。
9.根据权利要求8所述的尾气降温除水装置，其特征在于，所述接水筒上还设置有对其最高液位和最低液位进行监测的高液位传感器和低液位传感器，所述开关阀为由所述高液位传感器和所述低液位传感器控制开闭的放水电磁阀。
10.一种SOFC汽车，其内设置有SOFC系统和对所述SOFC系统的尾气进行排出的尾气排放管路，其特征在于，所述SOFC系统和所述尾气排放管路之间设置有如权利要求1-9中任意一项所述的尾气降温除水装置。
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