CN216350624U - 用于燃料电池的样气处理系统以及气体成分分析设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于燃料电池的样气处理系统以及气体成分分析设备，该样气处理系统包括：样气管路，样气管路与气体成分分析设备连通且用于将样气输送至气体成分分析设备；气液分离装置，气液分离装置设于样气管路，气液分离装置用于分离出样气管路内样气中的液体。由此，通过在样气管路上设置气液分离装置，气液分离装置可以将样气中的液体分离，可以降低样气的湿度，可以使样气保持干燥，并且，这种方式不受人为因素的干扰，从而可以保证气体成分分析设备对样气进行成分分析的准确度。

Description

用于燃料电池的样气处理系统以及气体成分分析设备

技术领域

本实用新型涉及分析设备技术领域，特别涉及一种用于燃料电池的样气处理系统以及具有该用于燃料电池的样气处理系统的气体成分分析设备。

背景技术

相关技术中，气体成分分析设备用于对样气进行成分分析，例如，气体成分分析设备可以用于对氢燃料电池阴极处的样气、阳极处的样气以及氢燃料电池排放的样气进行分析，以对氢燃料电池的可靠性、耐久性、燃料经济性以及排气安全性等性能进行研究。

然而，氢燃料电池在运行时，阴极处的气体、阳极处的气体以及氢燃料电池排放的样气的湿度不稳定(有时气体湿度较高)，样气湿度较高会导致气体成分分析设备对样气进行成分分析的准确度不佳，从而会影响对氢燃料电池的可靠性、耐久性、燃料经济性以及排气安全性等性能的研究。

若通过将气体管路设置为透明管路，则可以通过观察透明管路的管壁上是否有水珠凝结以判断样气湿度是否较高，例如，当透明管路的管壁上有水珠凝结时，则表明样气湿度较高，此时，可以通过暂停试验，将气体管路切换至排水管路将水分排走，并向气体管路通入氮气或者其他气体以对气体管路进行吹扫，然后重新将气体管路与气体成分分析设备接通。这种处理方法受人为因素干扰较大，容易出现人员处理不及时的情况，从而会影响分析的准确度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于燃料电池的样气处理系统，该用于燃料电池的样气处理系统可以降低样气的湿度，可以使样气保持干燥，并且，这种方式不受人为因素的干扰，从而可以保证气体成分分析设备对样气进行成分分析的准确度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于燃料电池的样气处理系统，包括：样气管路，所述样气管路与气体成分分析设备连通且用于将样气输送至所述气体成分分析设备；气液分离装置，所述气液分离装置设于所述样气管路，所述气液分离装置用于分离出所述样气管路内所述样气中的液体。

在本实用新型的一些示例中，所述的用于燃料电池的样气处理系统还包括：调压装置，所述调压装置设于所述样气管路，且所述调压装置用于调节所述样气管路内的所述样气压力。

在本实用新型的一些示例中，在所述样气流动方向，所述调压装置位于所述气液分离装置下游侧。

在本实用新型的一些示例中，所述的用于燃料电池的样气处理系统还包括：流量调节装置，所述流量调节装置设于所述样气管路，所述流量调节装置用于控制流入所述气体成分分析设备内的样气流量。

在本实用新型的一些示例中，在所述样气流动方向，所述流量调节装置位于所述气液分离装置下游侧，且所述调压装置位于所述流量调节装置和所述气液分离装置之间。

在本实用新型的一些示例中，所述的用于燃料电池的样气处理系统还包括：排液装置，所述排液装置与所述气液分离装置连通。

在本实用新型的一些示例中，所述的用于燃料电池的样气处理系统还包括：尾气处理装置，所述尾气处理装置适于与所述调压装置和/或所述流量调节装置连通。

在本实用新型的一些示例中，所述调压装置为调压阀。

在本实用新型的一些示例中，所述流量调节装置为流量调节阀。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于燃料电池的样气处理系统具有以下优势：

根据本实用新型的用于燃料电池的样气处理系统，通过在样气管路上设置气液分离装置，气液分离装置可以将样气中的液体分离，可以降低样气的湿度，可以使样气保持干燥，并且，这种方式不受人为因素的干扰，从而可以保证气体成分分析设备对样气进行成分分析的准确度。

本实用新型的另一目的在于提出一种气体成分分析设备。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种气体成分分析设备，包括上述的用于燃料电池的样气处理系统。

所述气体成分分析设备与上述用于燃料电池的样气处理系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的样气处理系统和气体成分分析设备的示意图。

附图标记说明：

样气处理系统100；气体成分分析设备200；

样气管路10；气液分离装置20；调压装置30；调压阀31；流量调节装置40；流量调节阀41；排液装置50；第二管路51；尾气处理装置60；第三管路62；第四管路63。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，根据本实用新型实施例的用于燃料电池的样气处理系统100包括：样气管路10和气液分离装置20。

其中，样气管路10与气体成分分析设备200连通设置，并且样气管路10用于将样气输送至气体成分分析设备200，气液分离装置20设置在样气管路10上，气液分离装置20用于分离出样气管路10内样气中的液体，气体成分分析设备200用于对样气进行成分分析。

下面以本申请所述的气体成分分析设备200用于对氢燃料电池阴极处的样气、阳极处的样气以及氢燃料电池排放的样气进行分析，本申请所述的样气处理系统100用于对氢燃料电池阴极处的样气、阳极处的样气以及氢燃料电池排放的样气进行处理为例进行说明。

可选地，样气管路10的一端可以与氢燃料电池连通，样气管路10的另一端可以与气体成分分析设备200连通，样气管路10适于将氢燃料电池运行时所产生的各类样气(例如氢燃料电池阴极处的样气，或者氢燃料电池阳极处的样气，或者氢燃料电池排放的尾气样气)输送至气体成分分析设备200，气液分离装置20可以用于将样气管路10内样气中的液体分离出样气，以降低样气的湿度，以使样气保持干燥。

现有技术中，氢燃料电池在运行时，阴极处的气体、阳极处的气体以及氢燃料电池排放的样气的湿度不稳定(有时气体湿度较高)，样气湿度较高会导致气体成分分析设备对样气进行成分分析的准确度不佳，从而会影响对氢燃料电池的可靠性、耐久性、燃料经济性以及排气安全性等性能的研究。

若通过将气体管路设置为透明管路，则可以通过观察透明管路的管壁上是否有水珠凝结以判断样气湿度是否较高，例如，当透明管路的管壁上有水珠凝结时，则表明样气湿度较高，此时，可以通过暂停试验，将气体管路切换至排水管路将水分排走，并向气体管路通入氮气或者其他气体以对气体管路进行吹扫，然后重新将气体管路与气体成分分析设备接通。这种处理方法受人为因素干扰较大，容易出现人员处理不及时的情况，从而会影响分析的准确度。

而在本申请中，通过在样气管路10上设置气液分离装置20，当氢燃料电池运行时所产生的样气通过样气管路10输送至气体成分分析设备200时，气液分离装置20能够将样气中的液体分离出样气，可以降低样气的湿度，可以使比较干燥的样气进入气体成分分析设备200，可以使气体成分分析设备200不受水分的干扰，可以保证气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度，从而可以确保分析数据的准确性，可以保证对氢燃料电池的可靠性、耐久性、燃料经济性以及排气安全性等性能研究的准确性。

此外，气液分离装置20能够自动将样气中的液体分离出样气，不需要工作人员对样气管路10进行观察，也不需要工作人员对样气管路10进行吹扫处理，从而可以避免受人为因素的干扰，可以保证气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度，还可以保证分析效率。

由此，通过在样气管路10上设置气液分离装置20，气液分离装置20可以将样气中的液体分离，可以降低样气的湿度，可以使样气保持干燥，并且，这种方式不受人为因素的干扰，从而可以保证气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，样气处理系统100还可以包括：调压装置30，调压装置30可以设置于样气管路10，并且调压装置30可以用于调节样气管路10内的样气压力。

需要理解的是，氢燃料电池在运行时，随着氢燃料电池功率的变化，氢燃料电池所产生的样气的压力不稳定，样气的压力不稳定也会导致气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度不佳。通过在样气管路10上设置调压装置30，调压装置30可以将样气管路10内的样气压力调整为恒定的预设压力值，其中，可以通过对调压装置30进行调整以改变预设压力值的大小。

如此设置可以对样气管路10内的样气进行稳压处理，可以使样气管路10内的样气压力值恒定，从而可以进一步保证气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，在样气流动方向，调压装置30可以设置于气液分离装置20的下游侧。可以理解的是，样气流动方向即为图1所示的左右方向，样气可以从图1所示的左侧向右侧流动，以流至气体成分分析设备200。调压装置30可以设置在气液分离装置20的右侧，样气在流动过程中会先通过气液分离装置20，然后通过调压装置30，这样设置可以使调压装置30和气液分离装置20的设置顺序合理，可以保证样气处理系统100的工作可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，样气处理系统100还可以包括：流量调节装置40，流量调节装置40可以设置于样气管路10，并且流量调节装置40可以用于控制流入气体成分分析设备200内的样气流量。

需要理解的是，氢燃料电池在运行时，随着氢燃料电池功率的变化，氢燃料电池所产生的样气的流量不稳定，样气的流量不稳定也会导致气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度不佳。通过在样气管路10上设置流量调节装置40，流量调节装置40可以将流入气体成分分析设备200内的样气流量调整为恒定的预设流量，其中，可以通过对流量调节装置40进行调整以改变预设流量的大小。

如此设置可以控制流入气体成分分析设备200内的样气流量，可以使流入气体成分分析设备200内的样气流量满足气体成分分析设备200对样气流量的需求，从而可以更进一步地保证气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，在样气流动方向，流量调节装置40可以设置于气液分离装置20下游侧，并且调压装置30可以设置在流量调节装置40和气液分离装置20之间。可以理解的是，样气流动方向即为图1所示的左右方向，样气可以从图1所示的左侧向右侧流动，以流至气体成分分析设备200。流量调节装置40可以设置在气液分离装置20的右侧，并且，调压装置30可以设置在流量调节装置40和气液分离装置20之间，样气在流动过程中可以依次通过气液分离装置20、调压装置30、流量调节装置40。

这样设置可以使调压装置30、气液分离装置20和流量调节装置40的设置顺序合理，并且，通过将流量调节装置40设置在样气处理系统100的最下游，可以使流入气体成分分析设备200内的样气流量满足气体成分分析设备200对样气流量的需求，可以保证样气处理系统100的工作可靠性。

作为本实用新型的另一种实施例，气液分离装置20可以设置在调压装置30的下游侧，流量调节装置40可以设置在气液分离装置20的下游侧，并且，气液分离装置20可以设置在流量调节装置40和调压装置30之间，即在图1所示的左右方向，调压装置30、气液分离装置20和流量调节装置40从左至右依次排布设置，样气在流动过程中可以依次通过调压装置30、气液分离装置20、流量调节装置40。如此设置可以使样气处理系统100具有多种布置形式，从而可以便于布置样气处理系统100。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，样气处理系统100还可以包括：排液装置50，排液装置50可以与气液分离装置20连通设置，可选地，排液装置50可以通过第二管路51与气液分离装置20连通设置，气液分离装置20可以将样气中的液体分离，分离出的液体可以通过第二管路51流至排液装置50。

可选地，对于氢燃料电池来说，样气中的液体仅为水，此时可以将排液装置50设置为接水桶，但如果样气中的液体含有有害物质，则可以将排液装置50设置为净水装置，以过滤掉液体中的有害物质。这样设置可以将从样气分离出的液体排出，并且，可以对液体中的有害物质进行过滤，可以避免环境受到污染。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，样气处理系统100还可以包括：尾气处理装置60，尾气处理装置60可以与调压装置30连通设置，或者尾气处理装置60可以与流量调节装置40连通设置，或者尾气处理装置60可以与调压装置30和流量调节装置40连通设置，优选地，尾气处理装置60与调压装置30和流量调节装置40连通设置。

可选地，尾气处理装置60可以通过第三管路62与调压装置30连通设置，尾气处理装置60还可以通过第四管路63与流量调节装置40连通设置，并且，第三管路62和第四管路63可以并联设置。当样气经过调压装置30时，多余的样气可以通过第三管路62进入尾气处理装置60，当样气经过流量调节装置40时，多余的样气可以通过第四管路63进入尾气处理装置60，尾气处理装置60可以对进入其的样气进行过滤，以避免环境中的空气受到污染。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，调压装置30可以构造为调压阀31，进一步地，调压装置30可以构造为电控调压阀31，通过将调压装置30构造为电控调压阀31，当需要改变样气管路10内的样气压力时，可以方便的对调压装置30进行调整，从而不需要将调压装置30从样气管路10上拆卸下来，也不需要手动对调压装置30进行调整，可以保证对样气进行成分分析的效率。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，流量调节装置40可以构造为流量调节阀41，进一步地，流量调节装置40可以构造为电控流量调节阀41，通过将流量调节装置40构造为电控流量调节阀41，当需要改变流入气体成分分析设备200内的样气流量时，可以方便的对流量调节装置40进行调整，从而不需要将流量调节装置40从样气管路10上拆卸下来，也不需要手动对流量调节装置40进行调整，可以进一步保证对样气进行成分分析的效率。

根据本实用新型实施例的气体成分分析设备200，包括上述实施例的样气处理系统100，通过在样气管路10上设置气液分离装置20，气液分离装置20可以将样气中的液体分离，可以降低样气的湿度，可以使样气保持干燥，并且，这种方式不受人为因素的干扰，从而可以保证气体成分分析设备200对样气进行成分分析的准确度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，包括：

样气管路(10)，所述样气管路(10)与气体成分分析设备(200)连通且用于将样气输送至所述气体成分分析设备(200)；

气液分离装置(20)，所述气液分离装置(20)设于所述样气管路(10)，所述气液分离装置(20)用于分离出所述样气管路(10)内所述样气中的液体。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，还包括：调压装置(30)，所述调压装置(30)设于所述样气管路(10)，且所述调压装置(30)用于调节所述样气管路(10)内的所述样气的压力。

3.根据权利要求2所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，在所述样气流动方向，所述调压装置(30)位于所述气液分离装置(20)下游侧。

4.根据权利要求2所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，还包括：流量调节装置(40)，所述流量调节装置(40)设于所述样气管路(10)，所述流量调节装置(40)用于控制流入所述气体成分分析设备(200)内的样气流量。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，在所述样气流动方向，所述流量调节装置(40)位于所述气液分离装置(20)下游侧，且所述调压装置(30)位于所述流量调节装置(40)和所述气液分离装置(20)之间。

6.根据权利要求1所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，还包括：排液装置(50)，所述排液装置(50)与所述气液分离装置(20)连通。

7.根据权利要求4所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，还包括：尾气处理装置(60)，所述尾气处理装置(60)适于与所述调压装置(30)和/或所述流量调节装置(40)连通。

8.根据权利要求2所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，所述调压装置(30)为调压阀(31)。

9.根据权利要求4所述的用于燃料电池的样气处理系统，其特征在于，所述流量调节装置(40)为流量调节阀(41)。

10.一种气体成分分析设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于燃料电池的样气处理系统(100)。

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