CN214167617U - 一种燃料电池系统内部水净化装置 - Google Patents

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韦世慧
谢峰
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Abstract

本实用新型属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池系统内部水净化装置。装置包括两端开口的腔体，腔体两端可拆卸固定有多孔筛板，腔体内放置离子交换树脂，腔体内靠近多孔筛板一侧放置有滤芯；装置还包括1或2个缩颈，缩颈可拆卸固定于腔体开口处。该装置可以内置或外置于水箱中，内置时，将腔体一端与电堆入口相连，另一端朝向水箱内部；外置时，腔体一端缩颈与循环水箱出水口相连，另一端与电堆入口相连。本实用新型使燃料电池的循环水经过该净化装置进行循环，从而达到净化效果。

Description

一种燃料电池系统内部水净化装置
技术领域
本实用新型属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池系统内部水净化装置。
背景技术
燃料电池具有高能效、比功率大、零碳排放等特点。燃料电池在正常运行时，其具有冷却或排水功能的水腔由于制备材料的原因，长时间运行会有一定量的金属离子或固体颗粒脱落进入水腔，并随着循环在水箱中积累，导致内部循环水电导率增大，对质子交换摸的性能带来不利影响，不仅会使燃料电池性能下降，更严重会导致电堆内部短路，发生失火。通常在运行一段时间后需要更换内部循环水，不仅耗时又费力还不能保证完全置换干净，留下安全隐患。目前通常采用提高循环水纯度的方法减缓此类问题的发生，但不解决根本问题，需要在电堆系统内部设置在线水纯化装置，方能从根本上解决此类问题。
实用新型内容
为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种燃料电池系统内部水净化装置。
为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种燃料电池系统内部水净化装置，所述装置包括两端开口的腔体，所述腔体两端可拆卸固定有多孔筛板，所述腔体内放置离子交换树脂，所述腔体内靠近多孔筛板一侧放置有滤芯；
所述装置还包括1或2个缩颈，所述缩颈可拆卸固定于腔体开口处。
上述技术方案中，进一步地，所述装置位于燃料电池水箱内部时，在腔体一端设置缩颈，设置缩颈的一端是出水口；所述装置位于燃料电池水箱外部时，在腔体的两端均设置缩颈，连接水箱的一端缩颈是进水口，另外一端缩颈是出水口。
上述技术方案中，进一步地，所述缩颈为圆锥体结构；圆锥形变径管大流量下不易产生气泡。
上述技术方案中，进一步地，所述多孔筛板的筛网孔规格为50-100目，所述多孔筛板的孔径为0.5～3mm。
上述技术方案中，进一步地，所述腔体的壁厚为1～4mm；所述多孔筛板的板厚为1～4mm。
上述技术方案中，进一步地，所述离子交换树脂为磺酸型离子交换树脂。
上述技术方案中，进一步地，所述滤芯为pp棉。
上述技术方案中，进一步地，所述腔体、多孔筛板和缩颈的材料为不锈钢或聚四氟乙烯。
本发明还提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括上述净化装置，当所述净化装置位于燃料电池系统的水箱外部时，净化装置的进水口与水箱出口连接，出水口与燃料电池电堆入口连接；当所述装置位于燃料电池系统的水箱内部时，净化装置的进水口直接浸入水箱，出水口与燃料电池电堆入口连接。
有益效果
1.本申请的净化装置体积小，易生产，更换方便，净化效果明显。
2.本申请的净化装置中多孔筛板可为内部pp棉及离子交换树脂提供有效支撑及足够的过水量。
3.本申请的净化装置中pp棉可有效过滤燃料电池电堆内部由于长期运行而脱落的石墨颗粒。
4.本申请的净化装置中的离子交换树脂可长时间循环过滤水中的金属离子。
5.本申请的净化装置可有效过滤杂质，保持系统内循环水长时间运行维持在低电导水平。
6.本申请的净化装置设置于水箱内时，由于没有缩颈，通过性及过滤好，适用于长时间运行的燃料电池系统，置于水箱外时，由于方便拆卸，适用于短期评价。
附图说明
图1本实用新型结构示意图；a.一端带有缩颈，b.两端带有缩颈；
图2本实用新型外接系统装配简图；a.水箱外部，b.水箱内部；
图3本实用新型结构剖面图；a.一端带有缩颈，b.两端带有缩颈；
图中，1.腔体，2多孔筛板，3.离子交换树脂，4.滤芯，5.缩颈。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。
本申请燃料电池系统内部水净化装置，包括两端开口的腔体1，腔体两端可拆卸固定有多孔筛板2，多孔筛板的筛网孔规格为50-100目，多孔筛板的孔径为0.5～3mm。腔体的壁厚为1～4mm；多孔筛板2的板厚为1～4mm。腔体内放置离子交换树脂3，离子交换树脂可以是磺酸型离子交换树脂。腔体内靠近多孔筛板一侧放置有滤芯4，滤芯可以是pp棉；装置还包括1或2个缩颈5，缩颈可拆卸固定于腔体开口处，缩颈为圆锥体结构，圆锥形变径管大流量下不易产生气泡。当净化装置位于燃料电池水箱内部时，在腔体一端设置缩颈，设置缩颈的一端是出水口；当净化装置位于燃料电池水箱外部时，在腔体两端均设置缩颈，连接水箱的一端缩颈是进水口，另外一端缩颈是出水口。腔体、多孔筛板和缩颈的材料为不锈钢或聚四氟乙烯。
实施例1
取外孔径为50mm，壁厚为2mm，长度为100mm的聚四氟乙烯管作为腔体，在腔体两端加工螺纹和密封圈槽，再取两段外径为50mm，长度为30mm的聚四氟乙烯管，加工成两个壁厚为2mm可与上述腔体相匹配的锥状缩颈，缩颈一端与腔体螺纹连接，缩颈另一端与燃料电池系统水箱出水口相连通，或者缩颈另一端与燃料电池电堆入口连通；再用厚度为2mm的聚四氟乙烯板材，加工成两片与腔体内径相匹配的圆形多孔筛板，将离子交换树脂倒入腔体，两端塞入pp棉塞，再用多孔筛板夹紧，上好密封圈；当本装置置于水箱外部时，将腔体两端的外接缩颈拧紧，腔体一端的缩颈与水箱出水口连通，腔体另一端缩颈与燃料电池电堆入口连通，水箱内部的水经本申请装置循环净化；当本装置置于水箱内部时，只需在腔体一端拧紧缩颈，缩颈与燃料电池电堆入口连通，腔体另一端作为水箱进水口，水箱内部的水经本申请装置循环净化。
将该装置分别内接或外接入到燃料电池系统中，运行系统，每隔50小时抽测水箱电导率(见表1)，发现电导率几乎不变，且运行过程中电池性能稳定，仔细观察发现pp棉表面存有少量固体颗粒，由此可见本装置可以对燃料电池系统内部循环水的净化。
10h 20h 30h 40h 50h
内接电导率(μS/cm) 0 0 0 1 1
外接电导率(μS/cm) 0 0 0 0 1
未加装电导率(μS/cm) 5 5 10 20 30
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述装置包括两端开口的腔体(1)，所述腔体两端可拆卸固定有多孔筛板(2)，所述腔体内放置离子交换树脂(3)，所述腔体内靠近多孔筛板一侧放置有滤芯(4)；
所述装置还包括1或2个缩颈(5)，所述缩颈可拆卸固定于腔体开口处。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，
所述装置位于燃料电池水箱内部时，在腔体一端设置缩颈，设置缩颈的一端是出水口；
所述装置位于燃料电池水箱外部时，在腔体的两端均设置缩颈，连接水箱的一端缩颈是进水口，另外一端缩颈是出水口。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述缩颈为圆锥体结构。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述多孔筛板(2)的筛网孔规格为50-100目，所述多孔筛板的孔径为0.5～3mm。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述腔体的壁厚为1～4mm；所述多孔筛板的板厚为1～4mm。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述离子交换树脂为磺酸型离子交换树脂。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述滤芯为pp棉。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统内部水净化装置，其特征在于，所述腔体、多孔筛板和缩颈的材料为不锈钢或聚四氟乙烯。
9.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括权利要求1-7任意一项所述的净化装置，当所述净化装置位于燃料电池系统的水箱外部时，净化装置的进水口与水箱出口连接，出水口与燃料电池电堆入口连接；当所述装置位于燃料电池系统的水箱内部时，净化装置的进水口直接浸入水箱，出水口与燃料电池电堆入口连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116251628A (zh) * 2023-04-12 2023-06-13 中国船舶集团有限公司第七一八研究所 一种离子交换树脂柱及spe电解水系统

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