CN213546369U - 一种燃料电池回氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池回氢装置，其包括引射器、水气分离器、蓄水腔，引射器设有第一入口、第一出口和回氢引射口，水气分离器设有第二入口和第二出口，回氢引射口和第二出口连通，蓄水腔的上部通过进水阀与水气分离器连接，蓄水腔的下部设有排水阀，回氢从第二入口进入水气分离器，经过水气分离后由回氢引射口和第二出口进入引射器，并与从第一入口进入引射器的氢气混合后从第一出口进入电堆，从回氢中分离出的水由水气分离器进入蓄水腔；当需要排水时，进水阀关闭，排水阀打开，蓄水腔的液体从排水阀排出。本实用新型的燃料电池回氢装置设计合理，可以在排水时保证气液分离器内的压力稳定，从而提高回氢的利用率，减少氢气排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池回氢装置。
背景技术
质子交换膜燃料电池通过氢气与氧气反应产生电能与水，因其具有无污染、高效率、低噪音、运行稳定等优点而广泛应用于汽车、备用电源、军工等领域。燃料电池在运行时，需要通入过量的氢气将电堆反应生成的水汽排出，从而保证燃料电池的运行稳定以及功率输出，因此燃料电池在运行时有大量的残余氢气，为了提高氢气的利用率，需要将未参与反应的氢气进行回收利用。
目前，燃料电池阳极出口氢气经过气液分离器将氢气与液态水进行分离，通过氢气循环装置进行回收再利用，氢气循环装置主要有氢气循环泵、氢气引射器等装置，循环泵主要通过电机驱动泵头转动形成真空，从而将出口氢气抽回进行循环利用，引射器通过利用高速高能流形成真空环境，将阳极出口氢气抽回进行循环利用。而气液分离器内分离的液态水主要通过排水电磁阀脉冲排放的方式排出，这种排水方式容易导致气液分离器内氢气压力波动大，产生氢气利用率低等问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种设计合理、提高回氢利用率的燃料电池回氢装置。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种燃料电池回氢装置，其包括引射器、水气分离器、蓄水腔，所述引射器设有第一入口、第一出口和回氢引射口，所述水气分离器设有第二入口和第二出口，所述回氢引射口和第二出口连通，所述蓄水腔的上部通过进水阀与水气分离器连接，所述蓄水腔的下部设有排水阀，回氢从所述第二入口进入所述水气分离器，经过水气分离后由所述回氢引射口和第二出口进入所述引射器，并与从所述第一入口进入所述引射器的氢气混合后从所述第一出口进入电堆，从回氢中分离出的水由所述水气分离器进入蓄水腔；
当需要排水时，所述进水阀关闭，所述排水阀打开，所述蓄水腔的液体从所述排水阀排出，保证排水时所述水气分离器内的压力稳定。
作为本实用新型的进一步改进，所述蓄水腔设于所述水气分离器的底部，所述蓄水腔通过第一管路与水气分离器连接，所述进水阀设于所述第一管路上。
作为本实用新型的进一步改进，所述蓄水腔底部设有第二管路，所述排水阀设于所述第二管路上。
作为本实用新型的进一步改进，所述水气分离器上设有用于检测水气分离器内液体的液位的液位计，当所述液位计检测到液位达到预设值时，开始排水。
作为本实用新型的进一步改进，所述水气分离器为迷宫式水气分离器。
作为本实用新型的进一步改进，所述迷宫式水气分离器内设于多个交错设置的导向板。
作为本实用新型的进一步改进，所述导向板的末端向下倾斜设置。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一出口设有压力传感器。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一入口通过比例阀与氢气气源连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述回氢引射口和第二出口集成为一体形成连通口。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的燃料电池回氢装置设计合理，可以在排水时保证气液分离器内的压力稳定，从而提高回氢的利用率，减少氢气排放。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例中燃料电池回氢装置的结构示意图。
标记说明：1、第三管路；2、比例阀；3、喷嘴；4、引射器；5、压力传感器；6、连通口；7、水气分离器；8、第二入口；9、液位计；10、进水阀；11、蓄水腔；12、排水阀；13、第一管路；14、第二管路；15、导向板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，为本实用新型优选实施例中的燃料电池回氢装置，该燃料电池回氢装置包括引射器4、水气分离器7、蓄水腔11，引射器4设有第一入口、第一出口和回氢引射口，引射器4的喷嘴3设于第一入口处，水气分离器7设有第二入口8和第二出口，回氢引射口和第二出口连通，蓄水腔11的上部通过进水阀10与水气分离器7连接，蓄水腔11的下部设有排水阀12。
回氢从第二入口8进入水气分离器7，经过水气分离后由回氢引射口和第二出口进入引射器4，并与从第一入口进入引射器4的氢气混合后从第一出口进入电堆，从回氢中分离出的水由水气分离器7进入蓄水腔11。
当需要蓄水时，进水阀10打开，排水阀12关闭，从回氢中分离出的水由水气分离器7进入蓄水腔11。
当需要排水时，进水阀10关闭，排水阀12打开，蓄水腔11的液体从排水阀12排出，保证排水时水气分离器内的压力稳定。
工作时，回氢从第二入口8进入水气分离器7，氢气气源内的高压氢气通过第一入口进入喷嘴3，通过喷嘴3在引射器4内形成高速气流，将水气分离器7中经过水气分离后的回氢吸入引射器4内，混合后从引射器4的第一出口进入电堆，从回氢中分离出的水由水气分离器7进入蓄水腔11。当需要对蓄水腔11进行排水时，将进水阀10关闭，将排水阀12打开，蓄水腔11的液体从排水阀12排出，保证排水时水气分离器7内的压力稳定无波动，从而提高回氢的利用率，减少氢气排放，并提升电堆性能。
在其中一实施例中，蓄水腔11设于水气分离器7的底部，蓄水腔11通过第一管路13与水气分离器7连接，进水阀10设于第一管路13上。回氢中分离的液体直接通过第一管路13流入蓄水腔11中。进一步的，蓄水腔11底部设有第二管路14，排水阀12设于第二管路14上，当排水阀12打开后，蓄水腔11中的液体在重力作用下直接通过第二管路14排出。
在其中一实施例中，水气分离器7上设有用于检测水气分离器7内液体的液位的液位计9，当液位计9检测到液位达到预设值一时，开始排水，当液位计8检测到液位低于预设值二时(预设值二小于预设值一)，进水阀10打开，排水阀12关闭，开始蓄水。
在其中一实施例中，水气分离器7为迷宫式水气分离器7，迷宫式水气分离器7内设于多个交错设置的导向板15，可以增加回氢的行程，通过反复改变流道走向，回氢中的液体在惯性力下被甩至水气分离器7的内壁以及导向板15上，并流向水气分离器7的底部，最终聚集至蓄水腔11中。进一步的，导向板15的末端向下倾斜设置，便于液体在重力作用下向下聚集。
在其中一实施例中，引射器4的第一出口设有压力传感器5，用于检测引射器4内的压力，提升安全性。进一步的，引射器4的第一入口通过比例阀2与氢气气源连接，比例阀2用于对氢气流量和压力进行调节。具体的，当压力传感器5监测到压力值过大时，通过比例阀2减少氢气流量以降低引射器4内压力。
在其中一实施例中，回氢引射口和第二出口集成为一体形成连通口6。使得装置的整体体积缩减，方便系统布局，并减少管路损失，从而提升回氢装置的性能。
相比于脉冲排水方案，通过本实用新型的排水方式可以保证燃料电池运行过程中电堆的氢气压力稳定，且无气体排出，从而提高氢气利用率，提升电堆性能，特别的，由于这种排水方式可以实现了无气体驱动下的液态水排除，可以应用于密闭环境等特殊场景需求。
以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种燃料电池回氢装置，其特征在于，包括引射器、水气分离器、蓄水腔，所述引射器设有第一入口、第一出口和回氢引射口，所述水气分离器设有第二入口和第二出口，所述回氢引射口和第二出口连通，所述蓄水腔的上部通过进水阀与水气分离器连接，所述蓄水腔的下部设有排水阀，回氢从所述第二入口进入所述水气分离器，经过水气分离后由所述回氢引射口和第二出口进入所述引射器，并与从所述第一入口进入所述引射器的氢气混合后从所述第一出口进入电堆，从回氢中分离出的水由所述水气分离器进入蓄水腔；
当需要排水时，所述进水阀关闭，所述排水阀打开，所述蓄水腔的液体从所述排水阀排出，保证排水时所述水气分离器内的压力稳定。
2.如权利要求1所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述蓄水腔设于所述水气分离器的底部，所述蓄水腔通过第一管路与水气分离器连接，所述进水阀设于所述第一管路上。
3.如权利要求2所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述蓄水腔底部设有第二管路，所述排水阀设于所述第二管路上。
4.如权利要求1所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述水气分离器上设有用于检测水气分离器内液体的液位的液位计，当所述液位计检测到液位达到预设值一时，开始排水，当所述液位计检测到液位小于预设值二时，开始蓄水。
5.如权利要求1所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述水气分离器为迷宫式水气分离器。
6.如权利要求5所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述迷宫式水气分离器内设于多个交错设置的导向板。
7.如权利要求6所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述导向板的末端向下倾斜设置。
8.如权利要求1所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述第一出口设有压力传感器。
9.如权利要求1所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述第一入口通过比例阀与氢气气源连接。
10.如权利要求1所述的燃料电池回氢装置，其特征在于，所述回氢引射口和第二出口集成为一体形成连通口。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022506039.4U CN213546369U (zh) | 2020-11-03 | 2020-11-03 | 一种燃料电池回氢装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022506039.4U CN213546369U (zh) | 2020-11-03 | 2020-11-03 | 一种燃料电池回氢装置 |
Publications (1)
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| CN213546369U true CN213546369U (zh) | 2021-06-25 |
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| CN202022506039.4U Active CN213546369U (zh) | 2020-11-03 | 2020-11-03 | 一种燃料电池回氢装置 |
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| CN (1) | CN213546369U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112331886A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 | 一种燃料电池回氢装置 |
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2020
- 2020-11-03 CN CN202022506039.4U patent/CN213546369U/zh active Active
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