CN215680737U - 一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，包含方舱体及设在方舱体内部的燃料电池系统、风道机构、储氢罐装置；储氢罐装置通过管道与燃料电池系统连接，为燃料电池系统提供氢燃料；风道机构包含通过若干风道连通的第一进气口、第二进气口、热源出风口、热风收集罩壳、冷热风混合中和区、排气口、风机；风机设在排气口，为空气在风道机构内的流动提供动力。本实用新型提供的一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构可以控制方舱体内部工作温度，保护燃料电池系统；保证排出舱外的气体温度和外界环境温度的温度差值不大于10℃，从而保证隐蔽，隐身，反侦察功能。

Description

一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构

技术领域

本实用新型涉及特种后备电源、固定化储能电站领域、特种车辆领域、离网电源固定化电站应用等，主要涉及一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构

背景技术

在军事应用中，在高集成度有限的方舱空间体积内，内部的燃料电池反应堆工作迅速产生的热量快速排出舱体外，如果从舱内排出气体温度过高或没有经过风道混合降温处理，温度差太大，红外监测仪很容易识别和监视设备所在地的具体位置，容易暴露目标，不利于隐蔽和反侦察。

另外，现有发电设备大多使用常规燃油能源。该能源不仅不环保，不利于减少碳排放，而且运行过程中噪声较大。因此考虑使用氢燃料电池替代常规燃油能源，但是同样要解决新能源技术设备产品工作时候产生的大量的热量，设备内部一直高温不能长时间运行，高温对内部器件损坏等问题，也要保证设备内部和外界环境温度的温度差不能过大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，以使排放口温度和外界环境温度相差不大于10摄氏度。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，包含方舱体及设在方舱体内部的燃料电池系统、风道机构、储氢罐装置；

所述的储氢罐装置通过管道与燃料电池系统连接，为燃料电池系统提供氢燃料；

所述的风道机构包含通过若干风道连通的第一进气口、第二进气口、热源出风口、热风收集罩壳、冷热风混合中和区、排气口、风机；所述的风机设在排气口，为空气在风道机构内的流动提供动力；

工作状态下，一路空气通过第一进气口进入到冷热风混合中和区，用于热交换；另一路空气通过第二进气口进入所述的燃料电池系统形成热风，该热风经所述的热源出风口被所述的热风收集罩壳收集，再输送至冷热风混合中和区，用于热交换；热交换后的空气通过所述的排气口排出。

较佳地，所述的第一进气口设在所述的方舱体的两个对侧面的壁面上，所述的第二进气口设在与第一进气口不同的另外两个侧面的壁面上。

较佳地，所述的方舱体的内部还设有逆变控制系统，所述的逆变控制系统连接所述的燃料电池系统，对燃料电池系统实现电压变换和交、直流电的变换。

较佳地，所述的方舱体的内部还设有辅助锂电电池系统，所述辅助锂电电池系统连接所述的逆变控制系统和燃料电池系统，作为燃料电池系统的后备电源和启动电源。

较佳地，所述的方舱体分为上、中、下三层架构；燃料电池系统、第一进气口、第二进气口设在上层，逆变控制系统和储氢罐装置及热源出风口和热风收集罩壳设在中层，辅助锂电电池系统和排气口设在下层。

较佳地，所述的方舱体的外表面设有面板界面单元，面板界面单元设有开关、补氢口、显示屏、通讯调试接口，交直流输出接插排口。

较佳地，所述的第一进气口和第二进气口均设有进气口栅，所述的排气口设有排气口栅，用于防止大颗粒物进入风道机构，也用于防水防雨。

较佳地，所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构还包含可移动托盘，所述的可移动托盘设有轮子。

较佳地，所述的方舱体的壁面分为内壁和外壁，在内壁和外壁之间设有隔层，用于隔热、降噪。

本实用新型的技术效果包含：

(1)控制方舱体内部工作温度，保护燃料电池系统；

(2)保证排出舱外的气体温度和外界环境温度的温度差值不大于10℃，从而保证隐蔽，隐身，反侦察功能；

(3)辅助锂电电池系统保证了该柜体机构启动时的瞬时高功率要求，在燃料电池系统从启动到稳定的期间，稳定输出电压；

(4)方舱体表面设有隔层，可用于隔热降噪；

(5)氢燃料电池工作时候的噪音比燃油机组的噪音小，没有发动机的轰鸣，而且不会排尾气产生浓烟。

附图说明

图1为本实用新型的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构的整体结构透视剖面图；

图2为本实用新型的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构的整体外观结构图；

附图标记：1-方舱体；2-燃料电池系统；3-风道机构；31-第一进气口；32-热源出风口；33-热风收集罩壳；34-冷热风混合中和区；35-排气口；36-进气口栅；37-排气口栅；38-第二进气口；39-风机；4-逆变控制系统；5-辅助锂电电池系统；6-储氢罐装置；7-面板界面单元；8-可移动托盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，如图1、图2所示，包含：方舱体1、燃料电池系统2、风道机构3、储氢罐装置6，所述的燃料电池系统2、风道机构3、储氢罐装置6都设在方舱体1的内部。所述的方舱体1的壁面分为内壁和外壁(图中未示)，在内壁和外壁之间设有隔层(图中未示)，用于隔热、降噪；隔层材料优选阻燃岩棉。所述的储氢罐装置6通过管道与燃料电池系统2连接，为燃料电池系统2提供氢燃料。

出于对方舱体1内部空间和风阻的考虑，本实用新型提供的柜体机构设有分别用于冷空气和热空气流动的风道。所述的风道机构3包含通过若干风道连接的第一进气口31、第二进气口38、热风收集罩壳33、冷热风混合中和区34、排气口35、热源出风口32、风机39。

所述的风机39设在排气口35，为空气在风道机构3内的流动提供动力，工作状态下，所述的燃料电池系统2为所述的风机39提供能量。当燃料电池系统2工作时，外部空气分为第一路空气和第二路空气，在风机39的运转下，第一路空气从第一进气口31吸入风道机构3，到达冷热风混合中和区34。进一步地，风机39的最大功率需要足够大，以保证方舱体1的内部能够及时散热，并保证外界空气与从排气口35流出的空气的温度差不大于10℃。所述的第一进气口31设在方舱体1的两个对侧的壁面上。也可以通过对风道机构3的管径的设计，增大第一路空气的流量，使中和后的气体温度更低。

第二路空气从第二进气口38进入该柜体机构，流经燃料电池系统2的工作区域并吸收燃料电池系统2放出的热量，产生热风，该热风通过热源出风口32排出到热风收集罩壳33，然后到达冷热风混合中和区34，与第一路空气混合后发生热交换。较佳地，所述的第二进气口38设在与第一进气口31不同的另外两个侧面上，更有效地利用方舱体1的表面积。所述的热风收集罩壳33用于吸收第二路空气，防止第二路空气受热后随意流动，对方舱体1内部的其他器件造成影响。

所述的第一路空气与第二路空气在冷热风混合中和区34混合后沿着风道继续流动，从排气口35流出。

所述的方舱体1还包含面板界面单元7，所述的面板界面单元7设有开关、补氢口，供操作人员使用。所述的开关用于控制电源的开启，补氢口用于从外部补充氢气。进一步地，所述的面板界面单元7还设有显示屏、通讯调试接口，交直流输出接插排口。

一些实施例中，所述的方舱体1的内部还设有逆变控制系统4，所述逆变控制系统4连接所述燃料电池系统2，把燃料电池系统2的直流电通过DC/DC、DC/AC模块进行转换，实现电压变换和交、直流的变换，经过逆变控制系统4转换交、直流电输出给负载。

一些实施例中，所述的方舱体1的内部还设有辅助锂电电池系统5，所述辅助锂电电池系统5分别连接所述逆变控制系统4和燃料电池系统2，作为燃料电池系统2的一个后备电源和启动电源，在燃料电池系统2未启动或启动缓冲到平稳期前一小段时间内，经过逆变控制系统4转换为交、直流输出，顶替燃料电池系统2的电能输出给负载供电，待燃料电池系统2工作稳定后停止工作，且燃料电池系统2还可以一边供电给负载、一边给辅助锂电电池系统5补电，使辅助锂电电池系统5能够循环利用。

一些实施例中，所述的方舱体1分为上、中、下三层架构，上层为燃料电池系统2的和顶层的第一进气口31和第二进气口38，中间层为逆变控制系统4和储氢罐装置6及热源出风口32和热风收集罩壳33，下层为辅助锂电电池系统5和排气口35。所述的三层架构可以降低风道结构3的复杂度，提高能量利用效率。

一些实施例中，所述的第一进气口31和第二进气口38均设有进气口栅36，所述的排气口35设有排气口栅37，用于防止大颗粒物进入风道机构3，也可用于防水防雨。

一些实施例中，所述的柜体机构还包含可移动托盘8，所述的可移动托盘8设有轮子，便于柜体机构的移动。可移动托盘8和方舱体1可拆卸连接。拆卸后，可将方舱体1通过吊装，安装到固定装配位。

综上所述，本实用新型提供的一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构可以控制方舱体内部工作温度，保护燃料电池系统；保证排出舱外的气体温度和外界环境温度的温度差值不大于10℃，从而保证隐蔽，隐身，反侦察功能；并且更加环保，产生噪音小，且不排放废气。所述的柜体机构还可以应用于后备电源电站、偏远离网地区和特种车辆领域。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：包含方舱体及设在方舱体内部的燃料电池系统、风道机构、储氢罐装置；

所述的储氢罐装置通过管道与燃料电池系统连接，为燃料电池系统提供氢燃料；

所述的风道机构包含通过若干风道连通的第一进气口、热源出风口、热风收集罩壳、冷热风混合中和区、排气口、风机；所述的风机设在排气口，为空气在风道机构内的流动提供动力；

工作状态下，空气通过第一进气口进入到冷热风混合中和区，用于热交换；另一路空气通过第二进气口进入所述的燃料电池系统形成热风，该热风经所述的热源出风口被所述的热风收集罩壳收集，再输送至冷热风混合中和区，用于热交换；热交换后的空气通过所述的排气口排出。

2.如权利要求1所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的第一进气口设在所述的方舱体的两个对侧面的壁面上，所述的第二进气口设在与第一进气口不同的另外两个侧面的壁面上。

3.如权利要求1所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的方舱体的内部还设有逆变控制系统，所述的逆变控制系统连接所述的燃料电池系统，对燃料电池系统实现电压变换和交、直流电的变换。

4.如权利要求3所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的方舱体的内部还设有辅助锂电电池系统，所述辅助锂电电池系统连接所述的逆变控制系统和燃料电池系统，作为燃料电池系统的后备电源和启动电源。

5.如权利要求4所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的方舱体分为上、中、下三层架构；燃料电池系统、第一进气口、第二进气口设在上层，逆变控制系统和储氢罐装置及热源出风口和热风收集罩壳设在中层，辅助锂电电池系统和排气口设在下层。

6.如权利要求1所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的方舱体的外表面设有面板界面单元，面板界面单元设有开关、补氢口、显示屏、通讯调试接口，交直流输出接插排口。

7.如权利要求1所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的第一进气口和第二进气口均设有进气口栅，所述的排气口设有排气口栅，用于防止大颗粒物进入风道机构，也用于防水防雨。

8.如权利要求1所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构还包含可移动托盘，所述的可移动托盘设有轮子。

9.如权利要求1所述的冷热气体交换物理中和处理后排放的发电舱柜体机构，其特征在于：所述的方舱体的壁面分为内壁和外壁，在内壁和外壁之间设有隔层，用于隔热、降噪。

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