CN217822894U - 燃料电池尾排装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池尾排装置及汽车，涉及燃料电池的技术领域。燃料电池尾排装置包括壳体、叶轮、发电机和锥形滤水罩；壳体的一端开设有能够与燃料电池系统的尾排口连接的进口，另一端开设有排气口和排水口，排水口位于排气口的下方；发电机密封设置在壳体内，叶轮的转轴与发电机连接；锥形滤水罩设置在壳体内，叶轮设置在进口处，锥形滤水罩位于叶轮与发电机之间，且锥形滤水罩的罩口朝向叶轮。汽车包括燃料电池系统和燃料电池尾排装置；燃料电池系统的尾排口与燃料电池尾排装置的进口连接。达到了回收尾排能量的技术效果。

Description

燃料电池尾排装置及汽车

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及燃料电池尾排装置及汽车。

背景技术

氢燃料电池系统是一种通过消耗氢气与空气中的氧气反应而发电的设备。氢气与氧气在燃料电池系统中产生电能，释放热量，反应产物仅有水，无其他环境不友好的产物产出。氢燃料电池汽车是一种氢燃料电池系统作为动力总成，通过电力以驱动整车行驶的一种车辆。氢燃料电池汽车目前行驶过程中产生的水分均是直接通过汽车的尾排系统排放至道路上。

氢燃料电池系统尾排排出的成分主要包括以下几种成分：反应产生的水、未反应完全的氢气、未反应完全的氧气、空气中除氧气之外的气体成分、以及极少量的氮氧化合物。目前主流的氢燃料电池系统的空压机转速最高可达20万转每分钟，尾排每秒可排气110g以上。

但是，在现有技术中氢燃料电池汽车尾气排放过程携带的能量无回收渠道。

因此，提供一种燃料电池尾排装置及汽车成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池尾排装置及汽车，以缓解现有技术中尾排能量未回收的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种燃料电池尾排装置，包括壳体、叶轮、发电机和锥形滤水罩；

所述壳体的一端开设有能够与燃料电池系统的尾排口连接的进口，另一端开设有排气口和排水口，所述排水口位于所述排气口的下方；

所述发电机密封设置在所述壳体内，所述叶轮设置在所述进口处，所述叶轮的转轴与所述发电机连接；

所述锥形滤水罩设置在所述壳体内，所述锥形滤水罩位于所述叶轮与所述发电机之间，且所述锥形滤水罩的罩口朝向所述叶轮。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体包括壳体本体和密封壳，所述密封壳位于所述壳体本体内，所述密封壳的一端与所述壳体上开设所述排气口的一端连接；

所述发电机位于所述密封壳内；

所述壳体本体的底部设置存储液体的储液腔，所述储液腔位于所述密封壳的下方，所述储液腔与所述排水口连通；

所述进口、所述排气口和所述排水口均开设在所述壳体本体上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述锥形滤水罩的罩口的边缘密封设置在所述壳体本体内，且所述罩口位于所述进口处。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述锥形滤水罩上具有多个用于气液分离的通孔；

所述锥形滤水罩上开设有多个透水孔，且所述透水孔靠近所述壳体的底部布置，所述透水孔的孔径大于所述通孔的孔径；

所述锥形滤水罩的远离所述罩口的一端开设有连通孔，以使所述转轴穿过所述连通孔与所述发电机连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体还包括叶轮罩，所述叶轮罩设置在所述壳体本体的进口处，所述叶轮位于所述叶轮罩内。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述排气口采用弧形缝；

所述排水口处安装有排水阀。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体上位于所述排气口处设置有氢浓度传感器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体的端部设置有与所述发电机相连的导电插件，所述导电插件位于所述排水口的上方。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体内设置有液位传感器。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种汽车，包括燃料电池系统和所述燃料电池尾排装置；

所述燃料电池系统的尾排口与所述燃料电池尾排装置的进口连接。

有益效果：

本实用新型提供了一种燃料电池尾排装置，包括壳体、叶轮、发电机和锥形滤水罩；壳体的一端开设有能够与燃料电池系统的尾排口连接的进口，另一端开设有排气口和排水口，排水口位于排气口的下方；发电机密封设置在壳体内，叶轮设置在进口处，叶轮的转轴与发电机连接；锥形滤水罩设置在壳体内，锥形滤水罩位于叶轮与发电机之间，且锥形滤水罩的罩口朝向叶轮。

具体的，当汽车行驶时，燃料电池系统排出的尾气能够从进口进入到壳体内，尾气能够驱动叶轮转动，叶轮能够驱动发电机工作，从而进行发电，实现对尾排的能量回收，另外，尾排驱动叶轮后会吹向锥形滤水罩，尾气通过锥形滤水罩能够完成气液分离，气体能够从排气口排除，液体能够从排水口排出。

本实用新型提供了一种汽车，包括燃料电池系统和燃料电池尾排装置；燃料电池系统的尾排口与燃料电池尾排装置的进口连接。汽车与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的燃料电池尾排装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃料电池尾排装置的斜视图；

图3为本实用新型实施例提供的燃料电池尾排装置的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的燃料电池尾排装置的爆炸图；

图5为本实用新型实施例提供的燃料电池尾排装置中叶轮罩和锥形滤水罩的示意图。

图标：

100-壳体；101-进口；102-排气口；103-排水口；104-储液腔；105-排水阀；110-壳体本体；120-密封壳；130-叶轮罩；140-氢浓度传感器；150-液位传感器；

200-叶轮；210-转轴；

300-发电机；310-导电插件；

400-锥形滤水罩；401-通孔；402-连通孔；403-透水孔；410-罩口。

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。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地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，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型实施例提供了一种燃料电池尾排装置，包括壳体100、叶轮200、发电机300和锥形滤水罩400；壳体100的一端开设有能够与燃料电池系统的尾排口连接的进口101，另一端开设有排气口102和排水口103，排水口103位于排气口102的下方；发电机300密封设置在壳体100内，叶轮200设置在进口101处，叶轮200的转轴210与发电机300连接；锥形滤水罩400设置在壳体100内，锥形滤水罩400位于叶轮200与发电机300之间，且锥形滤水罩400的罩口410朝向叶轮200。

具体的，当汽车行驶时，燃料电池系统排出的尾气能够从进口101进入到壳体100内，尾气能够驱动叶轮200转动，叶轮200能够驱动发电机300工作，从而进行发电，实现对尾排的能量回收，另外，尾排驱动叶轮200后会吹向锥形滤水罩400，尾气通过锥形滤水罩400能够完成气液分离，气体能够从排气口102排除，液体能够从排水口103排出。

其中，发电机300进行发电后，能够通过导电插件310将电传导出去，可用于车内低压小功率零部件耗能需求。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，壳体100包括壳体本体110和密封壳120，密封壳120位于壳体本体110内，密封壳120的一端与壳体100开设排气口102的一端连接，且密封壳120的轴线与壳体100的轴线重合；发电机300位于密封壳120内；壳体本体110的底部设存储液体的储液腔104，储液腔104位于密封壳120的下方，储液腔104与排水口103连通；进口101、排气口102和排水口103均开设在壳体本体110上。

具体的，发电机300位于密封壳120内，密封壳120位于壳体本体110内，从而使得壳体本体110内的液体不会进入到密封壳120内对发电机300造成损害。并且，密封壳120上设置有与叶轮200的转轴210适配的密封轴承。

另外，在实际使用时，壳体本体110平放，即壳体100的两端的连线与水平面平行，此时壳体本体110的储水腔位于壳体本体110的底部，从而能够存储液体。

其中，在排水口103处设置有排水阀105，通过排水阀105的设置，能够避免液体从储液腔104内流出，从而在冬季行车时能够避免尾排管排出液体造成路面结冰。

其中，在汽车行驶至停车场等安全区域时，用户可以控制排水阀105打开进行排水工作。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，锥形滤水罩400的罩口410的边缘密封设置在壳体本体110内，且罩口410位于所述进口101处。

具体的，锥形滤水罩400设置在密封壳120上，并且锥形滤水罩400的罩口410的边缘与壳体本体110的内壁密封连接，从而能够对全部的尾气进行作业，使得尾气内的液体和气体分离开。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，锥形滤水罩400上具有多个用于气液分离的通孔401，多个通孔401均匀分布在锥形滤水罩400上；锥形滤水罩400上开设有多个透水孔403，且透水孔403靠近壳体100的底部布置，透水孔403的孔径大于通孔401的孔径；锥形滤水罩400的远离罩口410的一端开设有连通孔402，以使转轴210穿过连通孔402与发电机300连接。

具体的，锥形滤水罩400上布满通孔401，且通孔401均匀分布在锥形滤水罩400上，尾气通过通孔401时能够完成气液分离。

其中，连通孔402位于锥形滤水罩400的远离罩口410的一端，能够使转轴210穿过连通孔402与发电机300连接，从而使得锥形滤水罩400不会影响叶轮200的转轴210工作。

另外，在锥形滤水罩400的底部开设有多个孔径大于通孔401的透水孔403，并且透水孔403靠近罩口410布置，使得锥形滤水罩400上的液体能够从透水孔403掉落在下方的104储液腔内。

需要指出的是，罩口410的孔径大于连通孔402的孔径。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，壳体100还包括叶轮罩130，叶轮罩130设置在壳体本体110的进口101处，叶轮200位于叶轮罩130内。

具体的，在壳体本体110的进口101处设置有叶轮罩130，叶轮200位于叶轮罩130内，保证叶轮200的正常工作。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，排气口102采用弧形缝。

具体的，排气口102采用弧形缝的形式，能够在保证排气的同时避免异物从排气口102排出。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，壳体100上位于排气口102处设置有氢浓度传感器140。

具体的，在壳体100上位于排气口102处设置有氢浓度传感器140，通过氢浓度传感器140的设置能够监测氢气浓度，当氢气浓度超标时会进行报警。

参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的可选方案中，壳体100内设置有液位传感器150。

具体的，在壳体100内设置有液位传感器150，通过液位传感器150对壳体100内的液位进行监测，当液面高度超过设定值时，排水阀105会打开进行排水，避免液体对其他部件造成损害。

本实施例提供了一种汽车，包括燃料电池系统和燃料电池尾排装置；燃料电池系统的尾排口与燃料电池尾排装置的进口101连接。

具体的，本实施提供过的汽车与现有技术相比具有上述燃料电池尾排装置的优势，在此不再进行赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池尾排装置，其特征在于，包括：壳体(100)、叶轮(200)、发电机(300)和锥形滤水罩(400)；

所述壳体(100)的一端开设有能够与燃料电池系统的尾排口连接的进口(101)，另一端开设有排气口(102)和排水口(103)，所述排水口(103)位于所述排气口(102)的下方；

所述发电机(300)密封设置在所述壳体(100)内，所述叶轮(200)设置在所述进口(101)处，所述叶轮(200)的转轴(210)与所述发电机(300)连接；

所述锥形滤水罩(400)设置在所述壳体(100)内，所述锥形滤水罩(400)位于所述叶轮(200)与所述发电机(300)之间，且所述锥形滤水罩(400)的罩口(410)朝向所述叶轮(200)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述壳体(100)包括壳体本体(110)和密封壳(120)，所述密封壳(120)位于所述壳体本体(110)内，所述密封壳(120)的一端与所述壳体(100)上开设所述排气口(102)的一端连接；

所述发电机(300)位于所述密封壳(120)内；

所述壳体本体(110)的底部设置存储液体的储液腔(104)，所述储液腔(104)位于所述密封壳(120)的下方，所述储液腔(104)与所述排水口(103)连通；

所述进口(101)、所述排气口(102)和所述排水口(103)均开设在所述壳体本体(110)上。

3.根据权利要求2所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述锥形滤水罩(400)的罩口(410)的边缘密封设置在所述壳体本体(110)内，且所述罩口(410)位于所述进口(101)处。

4.根据权利要求1所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述锥形滤水罩(400)上具有多个用于气液分离的通孔(401)；

所述锥形滤水罩(400)上开设有多个透水孔(403)，且所述透水孔(403)靠近所述壳体(100)的底部布置，所述透水孔(403)的孔径大于所述通孔(401)的孔径；

所述锥形滤水罩(400)的远离所述罩口(410)的一端开设有连通孔(402)，以使所述转轴(210)穿过所述连通孔(402)与所述发电机(300)连接。

5.根据权利要求2所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述壳体(100)还包括叶轮罩(130)，所述叶轮罩(130)设置在所述壳体本体(110)的进口(101)处，所述叶轮(200)位于所述叶轮罩(130)内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述排气口(102)采用弧形缝；

所述排水口(103)处安装有排水阀(105)。

7.根据权利要求6所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述壳体(100)上位于所述排气口(102)处设置有氢浓度传感器(140)。

8.根据权利要求6所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述壳体(100)的端部设置有与所述发电机(300)相连的导电插件(310)，所述导电插件(310)位于所述排水口(103)的上方。

9.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池尾排装置，其特征在于，所述壳体(100)内设置有液位传感器(150)。

10.一种汽车，其特征在于，包括燃料电池系统和权利要求1-9任一项所述的燃料电池尾排装置；

所述燃料电池系统的尾排口与所述燃料电池尾排装置的进口(101)连接。

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