CN217405480U - 一种分水组合件及采用上述分水组合件的燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分水组合件及采用上述分水组合件的燃料电池系统，属于燃料电池技术领域。它解决了现有燃料电池系统冷凝液态水存在进入电堆风险等问题。本分水组合件，包括分水件本体、排水阀和排气阀，排水阀和排气阀分别设置在分水件本体上，所述的分水件本体内还具有板换腔室和分水腔室，板换腔室上设置有高压氢气进口、高压氢气出口、冷却液进口和冷却液出口，所述的分水件本体上还开设有回流氢气进口和回流氢气出口。本实用新型具有稳定性好的优点。

Description

一种分水组合件及采用上述分水组合件的燃料电池系统

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种分水组合件及采用上述分水组合件的燃料电池系统。

背景技术

现有技术一般为高压氢气经氢喷后在引射器喷嘴处高速喷出与已分离液态水的湿氢气汇流，进入电堆，此处氢气压力已达到入堆目标压力。

当前的燃料电池系统设计，燃料电池阳极出堆口位置设有分水结构用以分离燃料电池阳极出堆混合物中携带的液态水。但即使燃料电池阳极出堆时已很好分离出液态水，仍难以避免下游混合气体析出冷凝水进入电堆。干氢气侧：高压氢气经过氢喷、引射器喷嘴和混合过程压力持续降低气体一直对外做功，导致汇流处干氢气温度降低。湿氢气侧：随燃料电池出堆混合气出分水件后在回流路流动过程中会经壁面向环境散热，气态水蒸气会有部分冷凝为液态水。在混流混合室内湿气压力升高，混合气体也会进一步析出冷凝水。

因此需提供一种分水组合件及采用上述分水组合件的燃料电池系统以解决上述冷凝液态水进入电堆的风险的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种分水组合件及采用上述分水组合件的燃料电池系统，解决了现有燃料电池系统冷凝液态水存在进入电堆风险的问题。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种分水组合件，包括分水件本体、排水阀和排气阀，排水阀和排气阀分别设置在分水件本体上，其特征在于，所述的分水件本体内还具有板换腔室和分水腔室，板换腔室上设置有高压氢气进口、高压氢气出口、冷却液进口和冷却液出口，所述的分水件本体上还开设有回流氢气进口和回流氢气出口。

采用以上结构，高压氢气通过高压氢气进口进入板换腔室，经换热后又经高压氢气出口进入截止阀，系统冷却液经冷却液进口进入板换腔室，在板换腔室与高压氢气和回流氢气换热后经冷却液出口流出。

所述的回流氢气进口、回流氢气出口均和分水腔室相连通。

所述的分水腔室内还设置有若干阻挡条，阻档条固定在分水件本体上。

如上所述的一种含有分水组合件的燃料电池系统，包括电堆和高压氢气，电堆具有电堆氢气入口和电堆氢气出口，高压氢气通过分水组合件后分别通过主氢路、旁氢路与电堆氢气入口相连通，所述的主氢路包括主氢喷、加热喷嘴和引射器，所述的旁氢路包括旁路氢喷。

所述的电堆氢气出口通过分水组合件与引射器相连通。

所述的电堆氢气入口处设置有安全阀和入堆压力传感器。

所述的分水组合件与引射器之间设置有回流压力传感器。

所述的分水组合件与主氢喷之间设置有截止阀和氢喷前压力传感器。

采用以上结构，电堆反应产生后湿氢气通过回流氢气进口进入分水腔室，经过分水过滤掉液态水，一部分经回流氢气出口进入引射器，一部分经排气阀排出分水腔室；分水腔室收集到的液态水经排水阀排出分水腔室。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、利用电堆出堆冷却液相对较高的温度给板换换热，板换在分水件内部，不与环境空气直接接触，降低了热量交换，提升干氢气温度。

2、反应后的湿氢气出堆后在进入分水件的管路内冷凝，经分水件分水后直接进入引射器，且板换在分水过程中还对湿氢气起到加热作用，提升湿氢气温度。

附图说明

图1是本实用新型的分水组合件的剖面结构示意图。

图2是本实用新型的含有分水组合件的燃料电池系统的示意图。

图中，21、排水阀；22、排气阀；23、板换腔室；231、冷却液进口；232、冷却液出口；233、高压氢气进口；234、高压氢气出口；24、分水腔室；241、回流氢气进口；242、回流氢气出口。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1-2所示，本分水组合件，包括分水件本体、排水阀21和排气阀22，排水阀21和排气阀22分别设置在分水件本体上，分水件本体内还具有板换腔室23和分水腔室24，板换腔室23上设置有高压氢气进口233、高压氢气出口234、冷却液进口231和冷却液出口232，分水件本体上还开设有回流氢气进口241和回流氢气出口242。

采用以上结构，高压氢气通过高压氢气进口233进入板换腔室23，经换热后又经高压氢气出口234进入截止阀，系统冷却液经冷却液进口231进入板换腔室23，在板换腔室23与高压氢气和回流氢气换热后经冷却液出口232流出。

回流氢气进口241、回流氢气出口242均和分水腔室24相连通。

分水腔室24内还设置有若干阻挡条，阻档条固定在分水件本体上。

如图1-2所示，本含有分水组合件的燃料电池系统，包括电堆和高压氢气，电堆具有电堆氢气入口和电堆氢气出口，高压氢气通过分水组合件后分别通过主氢路、旁氢路与电堆氢气入口相连通，主氢路包括主氢喷、加热喷嘴和引射器，旁氢路包括旁路氢喷。

电堆氢气出口通过分水组合件与引射器相连通。

电堆氢气入口处设置有安全阀和入堆压力传感器。

分水组合件与引射器之间设置有回流压力传感器。

分水组合件与主氢喷之间设置有截止阀和氢喷前压力传感器。

采用以上结构，电堆反应产生后湿氢气通过回流氢气进口241进入分水腔室24，经过分水过滤掉液态水，一部分经回流氢气出口242进入引射器，一部分经排气阀22排出分水腔室24；分水腔室24收集到的液态水经排水阀21排出分水腔室24。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种分水组合件，包括分水件本体、排水阀(21)和排气阀(22)，排水阀(21)和排气阀(22)分别设置在分水件本体上，其特征在于，所述的分水件本体内还具有板换腔室(23)和分水腔室(24)，板换腔室(23)上设置有高压氢气进口(233)、高压氢气出口(234)、冷却液进口(231)和冷却液出口(232)，所述的分水件本体上还开设有回流氢气进口(241)和回流氢气出口(242)。

2.根据权利要求1所述的分水组合件，其特征在于，所述的回流氢气进口(241)、回流氢气出口(242)均和分水腔室(24)相连通。

3.根据权利要求2所述的分水组合件，其特征在于，所述的分水腔室(24)内还设置有若干阻挡条，阻档条固定在分水件本体上。

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