CN215869483U - 一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成，包括：气水分离器；与所述气水分离器连通的排水阀、排气阀和泄压阀；用于检测所述气水分离器中液位的液位传感器；以及与所述排水阀、排气阀、泄压阀和液位传感器连接的控制器。本实用新型能够解决现有技术中气水分离器只能定时排水排气、安全性不够高的问题。

Description

一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成

技术领域

本实用新型涉及加热设备领域，尤其涉及一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成。

背景技术

近年来，新能源产业持续快速发展，氢燃料电池及其系统以其零排放、燃料加注时间短、应用广泛等优点逐渐被大众认可。氢燃料电池持续稳定的工作，需要一套可靠的供氢系统。现有的供氢系统通常包括引射器、气水分离器、排气阀、排水阀，引射器输出端与燃料电池输入端连通，燃料电池输出端连接有气水分离器，气水分离器输出端分别与排气阀输入端、排水阀输入端相连通，排气阀输入端同时与引射器输出端相连通。在燃料电池运行过程中，由引射器产生引射实现燃料电池内部的氢气循环，循环过程中带出的水由气水分离器收集并排出，保证了循环的氢气中不再有液态水再次进入循环系统。然而，现有的气水分离器只能定时排水排气，无法应对燃料电池运行或存放过程中发生的紧急情况，安全性不够高。

实用新型内容

针对现有技术气水分离器只能定时排水排气、安全性不够高的问题，本实用新型提供一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成，包括：

气水分离器；

与所述气水分离器连通的排水阀、排气阀和泄压阀；

用于测量所述气水分离器中压力液位传感器；以及

与所述排水阀、排气阀、泄压阀、压力传感器和液位传感器连接的控制器。

在一个优选实施例中，所述气水分离器总成还包括：

与所述控制器连接的温度传感器；以及

与所述控制器连接并用于加热所述排水阀、排气阀、泄压阀和/或气水分离器的加热系统。

在一个优选实施例中，所述加热系统包括若干PTC加热器。

在一个优选实施例中，所述若干PTC加热器紧贴所述排水阀、排气阀、泄压阀和/或气水分离器的一侧、两侧或四周设置。

在一个优选实施例中，所述PTC加热器包括导热壳体以及设置于所述导热壳体内的PTC加热片。

在一个优选实施例中，所述导热壳体的两端设置有防潮元件。

在一个优选实施例中，所述PTC加热片的两端设有灌胶层。

在一个优选实施例中，所述排水阀与外部的排污接口连通，所述排气阀与外部的排气接口连通。

在一个优选实施例中，所述气水分离器总成还包括：用于测量所述气水分离器中压力的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接。

通过采用上述方案，本实用新型具有如下有益效果：

当燃料电池运行或存放过程中出现零部件失控导致分水分离器内压力升高至超过预定压力阈值时，泄压阀启动泄压，以将气水分离器内的压力控制在正常水平；同时，通过液位传感器可以实时侦测气水分离器中的水量，在极端情况下水量突然增多时，控制器可以根据液位传感器采集的实时数据控制排水阀工作，进行紧急排水。从而，本实用新型能够避免气水分离器和燃料电池受到损伤，提高了安全性。

附图说明

图1为本实用新型用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成的结构示意图；

图2为本实用新型用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成的电路原理图；

图3为本实用新型中PTC加热片的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。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。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本实用新型提供一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成，如图1和2所示，该气水分离器总成包括：气水分离器1；与所述气水分离器1连通的排水阀2、排气阀3和泄压阀4；用于检测所述气水分离器1中压力和液位的压力传感器5和液位传感器6；以及与所述排水阀2、排气阀3、泄压阀4、压力传感器5和液位传感器6连接的控制器7。其中，所述排水阀2与外部的排污接口10连通，所述排气阀3与外部的排气接口20连通。

在燃料电池(未示出)运行过程中，为了保持供氢系统内氢气的纯度，由气水分离器1进行气水分离，由排气阀3根据不同功率定期排气，并由排水阀2定期排出燃料电池反应产生的水。此外，通过压力传感器5可以实时采集气水离器内的压力并传递到控制器7，当燃料电池运行或存放过程中出现零部件失控导致分水分离器内压力升高时，控制器7可以根据压力传感器5采集的实时数据控制泄压阀4工作，以将气水分离器1内的压力控制在正常水平；同时，通过液位传感器6可以实时侦测气水分离器1中的水量，在极端情况下水量突然增多时，控制器7可以根据液位传感器6采集的实时数据控制排水阀2工作，进行紧急排水。可见，本实用新型能够避免气水分离器1和燃料电池受到损伤，提高了安全性。此外，还可以根据压力传感器5采集的数据对燃料电池供氢系统的进气流量进行调节，从而实现对供氢系统进气流量的闭环控制。

需要说明的是，泄压阀4的启停除了可以由控制器7根据压力传感器5采集的数据进行控制以外，还可以根据其内部设定的压力阈值进行自动启停。当泄压阀4自动启停时，无需压力传感器5。

此外，当供氢系统停止运行后其内部会残留液体，在0摄氏度以下，电磁阀和气水分离器1会很快结冰冻住，导致不能正常启动。对此，本实用新型的气水分离器总成还设计为包括：与所述控制器7连接的温度传感器8；以及与所述控制器7连接并用于加热所述排水阀2、排气阀3、泄压阀4和/或气水分离器1的加热系统9。

在本实用新型中，温度传感器8用于测量气水分离器所处的环境温度。当温度传感器8采集的温度低于预设值时，控制器7将控制加热系统9对排水阀2、排气阀3、泄压阀4和/或气水分离器1进行加热，使得这些部件快速解冻以实现低温启动。

优选地，所述加热系统9包括若干PTC(Positive Temperature CoefficientHeater，正温度系数)加热器，如图3所示，所述PTC加热器包括导热壳体91以及设置于所述导热壳体91内的PTC加热片92。在本实用新型中，所述若干PTC加热器可以紧贴所述排水阀、排气阀、泄压阀和/或气水分离器的一侧、两侧或四周设置。

进一步优选地，为了避免PTC加热片两端受到潮湿空气的影响，在所述导热壳体的两端还设置有防潮元件93(例如防潮胶垫等)。此外，还可以在所述PTC加热片的两端通过灌胶封装的方式封装有灌胶层(未示出)，以满足防潮要求。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于燃料电池供氢系统中的气水分离器总成，其特征在于，包括：

气水分离器；

与所述气水分离器连通的排水阀、排气阀和泄压阀；

用于测量所述气水分离器中液位的液位传感器；以及

与所述排水阀、排气阀、泄压阀、压力传感器和液位传感器连接的控制器。

2.如权利要求1所述的气水分离器总成，其特征在于，所述气水分离器总成还包括：

与所述控制器连接的温度传感器；以及

与所述控制器连接并用于加热所述排水阀、排气阀、泄压阀和/或气水分离器的加热系统。

3.如权利要求2所述的气水分离器总成，其特征在于，所述加热系统包括若干PTC加热器。

4.如权利要求3所述的气水分离器总成，其特征在于，所述若干PTC加热器紧贴所述排水阀、排气阀、泄压阀和/或气水分离器的一侧、两侧或四周设置。

5.如权利要求3所述的气水分离器总成，其特征在于，所述PTC加热器包括导热壳体以及设置于所述导热壳体内的PTC加热片。

6.如权利要求5所述的气水分离器总成，其特征在于，所述导热壳体的两端设置有防潮元件。

7.如权利要求5所述的气水分离器总成，其特征在于，所述PTC加热片的两端设有灌胶层。

8.如权利要求1所述的气水分离器总成，其特征在于，所述排水阀与外部的排污接口连通，所述排气阀与外部的排气接口连通。

9.如权利要求1所述的气水分离器总成，其特征在于，所述气水分离器总成还包括：用于测量所述气水分离器中压力的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接。

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