CN212113902U - 一种燃料电池尾排器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池尾排器，包括尾排水收集装置、加热循环装置；尾排水收集装置包括收集器，收集器上设有阴极尾排入口、阳极尾排入口、尾排消声器排水入口、排气口和排水口，收集器上安装有液位传感器，收集器内上部设置有扰流穿孔板；加热循环装置包括壳体，壳体固定在收集器的外侧，壳体上设有加热循环冷却液入口、加热循环冷却液出口。该燃料电池尾排器，使得燃料电池在阴极和阳极尾排中的水分能够很好的凝结收集的同时，阳极废气和阴极尾排空气能够进行充分混合后排放，而且能够避免低温环境下尾排器中的水结冰，失去储水功能，还能够在一定程度上起到削弱气动噪音效果。结构紧凑、整体体积小、气密性好、成本低且装配简单。

Description

一种燃料电池尾排器

技术领域

本实用新型涉及氢能源发动机领域，具体涉及一种燃料电池尾排器。

背景技术

质子交换膜燃料电池的燃料氢气不是通过燃烧，而是利用电化学反应将氢气的化学能直接转换为电能输出给电机驱动车辆和其它电气设备。传统内燃机的效率在30-40％，燃料电池的发电效率可达50％，作为一种高效清洁的能源，氢燃料电池发展已经逐步完善和推广。燃料氢气和氧化剂空气通入到燃料电池内，输出电能和阴极产物水，而且阳极也会有少量的尾排水。水作为一种无毒无害的液体，可直接排出到车辆外部的环境中，但是当环境温度在零下时，水会凝结成冰，凝结在道路表面的冰块会严重影响车辆的行驶安全。因此需要在燃料电池尾排管路上增加收集尾排水的尾排器，定期排放燃料电池的产物水，避免燃料电池排放的水结冰引起的车辆安全隐患。

现有尾排管路一般未设置有尾排水收集器或只有阴极尾排收集器。其中阴极尾排水收集器一般结构为双腔室，第一腔室通入阴极尾排空气，第二腔室储水，定期排放尾排水。这种尾排收集器主要存在以下缺点：

1、分为两个腔室，尾排收集器整体体积较大；

2、收集器内气动噪音不能有效削弱；

3、收集器内的水在低温环境下存在结冰的现象，失去功能。

实用新型内容

本实用新型提供一种燃料电池尾排器，有效地解决了燃料电池尾排水结冰的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种燃料电池尾排器，包括尾排水收集装置、加热循环装置；

所述尾排水收集装置包括收集器，所述收集器上设有阴极尾排入口、阳极尾排入口、尾排消声器排水入口、排气口和排水口，收集器上安装有液位传感器，收集器内部形成收集腔，收集器内上部设置有扰流穿孔板；

所述加热循环装置包括壳体，壳体固定在收集器的外侧，壳体上设有加热循环冷却液入口、加热循环冷却液出口，壳体内部形成燃料电池冷却液循环流道。

作为上述方案的优选，所述收集器的顶面为水平面，底面为圆弧凸面。

作为上述方案的优选，所述壳体的上表面设有与收集器圆弧底面相对应的凹面。

作为上述方案的优选，所述壳体呈U形，包裹在收集器外侧下部。

作为上述方案的优选，所述阴极尾排入口和排气口设于收集器顶部，阴极尾排入口用于连接燃料电池尾排消声器的出口；所述阳极尾排入口和尾排消声器排水入口设于收集器的同一侧面，阳极尾排入口用于连接燃料电池阳极废气废水出口，尾排消声器排水入口用于连接燃料电池尾排消声器下侧的排水口；所述排水口设于收集器的底部。

作为上述方案的优选，所述扰流穿孔板设有三块，合围形成等腰三角形结构，其中一块扰流穿孔板与收集器顶面平行设置，其两端分别与收集器内壁固定连接。

作为上述方案的优选，所述加热循环冷却液入口位于加热循环冷却液出口的上方，用于与燃料电池系统的冷却液回路相连。

由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：

1、本申请的燃料电池尾排器，将排气和集水腔设置为单腔(收集腔)，使得燃料电池在阴极和阳极尾排中的水分能够很好的凝结收集的同时，阳极废气和阴极尾排空气能够进行充分混合后排放，既能够收集燃料电池尾排水，又能够避免最终排放物中氢气浓度超标；

2、本申请的燃料电池尾排器，通过扰流穿孔板的设置，使得收集器腔体内上部允许尾排气流动，下部收集尾排水，尾排气经过扰流穿孔板时由于扰流和流速的变化，尾排气中的水蒸气凝结为水滴，避免水分直接排放在车辆外部，造成路面结冰引起安全隐患；而且扰流穿孔板之间的膨胀腔能够起到一定的削弱气动噪音作用，同时阴极空气通过扰流穿孔板的喷射对阳极尾排入口也起到一定的引流作用；

3、本申请的燃料电池尾排器，在收集器外部设置有燃料电池冷却液循环流道，通入温度较高的冷却液给尾排水加热，避免了低温环境下尾排器中的水结冰，失去储水功能；

4、本申请的燃料电池尾排器，通过收集器上液位传感器的设置，实时监测储水量，当储水量接近尾排器储水上限时，控制程序能够通过中控台提醒司机进行尾排水排放；

5、本申请的燃料电池尾排器，结构紧凑、整体体积小、成本低且装配简单，整体结构采用不锈钢组合焊接，气密性好。

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。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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、图2所示，本实施例提供一种燃料电池尾排器，包括尾排水收集装置、加热循环装置；

所述尾排水收集装置包括收集器1，所述收集器1上设有阴极尾排入口11、阳极尾排入口12、尾排消声器排水入口13、排气口14和排水口15，收集器1上安装有液位传感器16，收集器1内部形成收集腔，收集器1内上部设置有扰流穿孔板17；

所述加热循环装置包括壳体2，壳体2固定在收集器1的外侧，壳体2上设有加热循环冷却液入口21、加热循环冷却液出口22，壳体2内部形成燃料电池冷却液循环流道。

其中，所述收集器1的顶面为水平面，底面为圆弧凸面。所述壳体2的上表面设有与收集器1圆弧底面相对应的凹面。

在本实施例中，所述壳体2呈U形，包裹在收集器1外侧下部。

所述阴极尾排入口11和排气口14设于收集器1顶部，阴极尾排入口11用于连接燃料电池尾排消声器的出口；阴极排出高温高湿的混合气体和液态水滴，进入到尾排器内。液态水直接收集在下部储液装置，高温高湿的气体通过扰流穿孔板17时，流速和流向的变化，使气体压力降低，水蒸气凝结为水滴收集在尾排器下部。另外气体多次通过扰流穿孔板17，在扰流穿孔板17之间的膨胀腔产生共振能够起到一定的消声作用。阴极空气通过扰流穿孔板的喷射对阳极尾排入口12也起到一定的引流作用。

所述阳极尾排入口12和尾排消声器排水入口13设于收集器1的同一侧面，阳极尾排入口12用于连接燃料电池阳极废气废水出口，水直接收集在尾排器下部，阳极废气通过与阴极空气充分混合后从排气口14进行排放，避免最终排放尾气中的氢气浓度超标。

所述尾排消声器排水入口13用于连接燃料电池尾排消声器下侧的排水口15，收集燃料电池阴极产物水。

所述排水口15设于收集器1的底部，尾排器下部收集的水通过排水口15进行排放。一般排水口15与手动阀或电磁阀以及尾排加热管相连，避免排水管路结冰。收集的水存储在收集器1下部，通过液位传感器16监测储水量，当储水量接近尾排器储水上限时，控制程序通过中控台提醒司机进行尾排水排放。

在本实施例中，所述扰流穿孔板17设有三块，合围形成等腰三角形结构，其中一块扰流穿孔板17与收集器1顶面平行设置，其两端分别与收集器1内壁固定连接。

在本实施例中，所述加热循环冷却液入口21位于加热循环冷却液出口22的上方，用于与燃料电池系统的冷却液回路相连，通过温度较高的冷却液给尾排器内存储的水加热，避免尾排水在低温环境下结冰。加热循环的冷却液流向一般与尾排气体流向相反。

在本实施例中，整体结构采用不锈钢组合焊接，结构紧凑，气密性好。

本实施例的燃料电池尾排器，将排气和集水腔设置为单腔(收集腔)，使得燃料电池在阴极和阳极尾排中的水分能够很好的凝结收集的同时，阳极废气和阴极尾排空气能够进行充分混合后排放，既能够收集燃料电池尾排水，又能够避免最终排放物中氢气浓度超标；

本实施例的燃料电池尾排器，通过扰流穿孔板17的设置，使得收集器腔体内上部允许尾排气流动，下部收集尾排水，尾排气经过扰流穿孔板时由于扰流和流速的变化，尾排气中的水蒸气凝结为水滴，避免水分直接排放在车辆外部，造成路面结冰引起安全隐患；而且扰流穿孔板17之间的膨胀腔能够起到一定的削弱气动噪音作用，同时阴极空气通过扰流穿孔板17的喷射对阳极尾排入口也起到一定的引流作用；

本实施例的燃料电池尾排器，在收集器1外部设置有燃料电池冷却液循环流道，通入温度较高的冷却液给尾排水加热，避免了低温环境下尾排器中的水结冰，失去储水功能；

本实施例的燃料电池尾排器，结构紧凑、整体体积小、成本低且装配简单，适于推广。

以上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)

1.一种燃料电池尾排器，其特征在于：包括尾排水收集装置、加热循环装置；

所述尾排水收集装置包括收集器，所述收集器上设有阴极尾排入口、阳极尾排入口、尾排消声器排水入口、排气口和排水口，收集器上安装有液位传感器，收集器内部形成收集腔，收集器内上部设置有扰流穿孔板；

所述加热循环装置包括壳体，壳体固定在收集器的外侧，壳体上设有加热循环冷却液入口、加热循环冷却液出口，壳体内部形成燃料电池冷却液循环流道。

2.根据权利要求1所述的燃料电池尾排器，其特征在于：所述收集器的顶面为水平面，底面为圆弧凸面。

3.根据权利要求2所述的燃料电池尾排器，其特征在于：所述壳体的上表面设有与收集器圆弧底面相对应的凹面。

4.根据权利要求3所述的燃料电池尾排器，其特征在于：所述壳体呈U形，包裹在收集器外侧下部。

5.根据权利要求1所述的燃料电池尾排器，其特征在于：所述阴极尾排入口和排气口设于收集器顶部，阴极尾排入口用于连接燃料电池尾排消声器的出口；所述阳极尾排入口和尾排消声器排水入口设于收集器的同一侧，阳极尾排入口用于连接燃料电池阳极废气废水出口，尾排消声器排水入口用于连接燃料电池尾排消声器下侧的排水口；所述排水口设于收集器的底部。

6.根据权利要求1所述的燃料电池尾排器，其特征在于：所述扰流穿孔板设有三块，合围形成等腰三角形结构，其中一块扰流穿孔板与收集器顶面平行设置，其两端分别与收集器内壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的燃料电池尾排器，其特征在于：所述加热循环冷却液入口位于加热循环冷却液出口的上方，用于与燃料电池系统的冷却液回路相连。

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