CN218939742U - 一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于氢燃料电池技术领域，公开了一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置，分为气液分离舱和储水舱上下两部分，气液分离舱与储水舱之间设有导水板，在气液分离舱与尾排装置盒盖之间加密封垫，通过紧固螺栓进行固定，尾排装置盒盖上设置液位传感器，气液分离舱通过尾排阀与增湿器连接，气液分离舱的一个侧面设有氢气泄压口和氢气尾排口，另一个侧面设有混合气排口，储水舱在混合气排口的同侧设有排水阀，储水舱内设置液位传感器浮标。本尾排装置集成了气水分离及储水部分，在正常尾排的基础上进行了气水分离与储水功能的一体化设计，不仅使得排出的尾气相对比较干燥，分离出来的水也可以大量储存并满足集中排放的要求。

Description

一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池技术领域，具体涉及一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置。

背景技术

燃料电池是将化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置，具有效率高、功率大、供电时间长、寿命长、可靠性高、噪声低及不产生有害排放物等特点，随着新能源行业的不断兴起，低碳化、信息化、智能化成了发展趋势，氢氧燃料电池在新能源领域逐渐占据主导地位，在各个领域发挥着巨大的作用。氢燃料电池在工作时，空气中的氧气和氢气进入燃料电池发生电化学反应生成水，生成的尾气包括水，空气，水蒸气及反应不完全的氢气。

相对于大功率的氢燃料电池可以直接将尾排设备面向大气排放，小功率的燃料电池的部分使用场景对尾排水有集中排放的需求。这就使得小功率氢燃料电池在空间布置方面有较高的要求，需要在有限的空间内将功能部件设置及摆放齐全，其中就需要布置储水装置。然而现有的燃料电池储水盒的设计造型复杂、结构繁琐、储水量少、加工成本高，不能很好的满足客户的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型在兼顾燃料电池电堆系统气体排放功能的同时，通过在装置中尾气排出的路径上增加碰撞壁，以分离尾气中的水和水蒸气，并导入下方集水槽进行收集。当储水舱中的水积累到一定量后，触发液位传感器信号，液位传感器将信号传导至系统控制器，再由控制器根据控制策略或客户要求，适时的将排水信号发送给排水阀，从而控制排水。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置，分为气液分离舱和储水舱上下两部分，气液分离舱与储水舱之间设有导水板，在气液分离舱与尾排装置盒盖之间加密封垫，通过紧固螺栓进行固定，尾排装置盒盖上设置液位传感器，气液分离舱通过尾排阀与增湿器连接，气液分离舱的一个侧面设有氢气泄压口和氢气尾排口，另一个侧面设有混合气排口，储水舱在混合气排口的同侧设有排水阀，储水舱内设置液位传感器浮标。

进一步的，所述气液分离舱内设有碰撞壁，碰撞壁的数量可根据实际需要进行调整。

进一步的，所述储水舱底部设有长圆孔。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.本尾排装置相对于正常的尾排管路及排水设备集成了气水分离及储水部分，在正常尾排的基础上进行了气水分离与储水功能的一体化设计，不仅使得排出的尾气相对比较干燥，分离出来的水也可以大量储存并满足集中排放的要求。

2.本尾排装置加入了液位传感器及排水阀，可以对储水舱中的储水量及排水进行精确控制。

3.本尾排装置整体采用316不锈钢焊接结构，密封防锈，加工成本低，结构简单，安装方便，储水量大，能很好的满足用户的要求。

附图说明

图1是本实用新型尾排装置右轴测图；

图2是本实用新型尾排装置左轴测图；

图3是本实用新型尾排装置侧剖面图；

图4是本实用新型液位传感器原理图。

图中：1.储水舱；2.尾排装置盒盖；3.液位传感器；4.氢气泄压口；5.氢气尾排口；6.增湿器；7.尾排阀；8.混合排气口；9.排水阀；10.导水板；11.碰撞壁；12.密封垫；13.紧固螺栓；14.液位传感器浮标；15.气液分离舱。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本实用新型的保护范围。如无特殊说明，本实用新型所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。

本实用新型可以根据空间及要求改变尾排装置的容量；可以根据需要增加或更换各种传感器或阀体的接口；可以根据安装需要改变安装结构和位置，以增加适用的环境及布置的位置，也可用于氢燃料电池系统以外的结构中。

实施例1

储水舱1底部设置长圆孔，使得尾排装置可以调整固定位置。

尾排装置盒盖2上设置液位传感器3，通过液位传感器浮标14的移动形成通断电信号，发送给控制器来判断储水盒蓄水舱的水位高度，如图4所示，低水位时浮标里的弹簧开关处于打开状态，线路断开形成断信号，高水位时弹簧开关闭合，线路接通形成通信号。在气液分离舱15与尾排装置盒盖2之间加密封垫12，通过紧固螺栓13进行固定，可有效防止储水盒舱内的混合气体和水汽的外漏。

工作原理：

如图1所示，氢气泄压口4与氢气入堆管路相连接，氢气尾排口5与电堆氢排口相连接，用来排出尾排装置中多余的氢气，在气液分离舱15中通过与增湿器6排出的尾排空气混合，来降低排出气体中氢气的浓度，以满足向大气中排放的要求。

从电池堆里出来的空气通过增湿器6及尾排阀7进入尾排装置，如图2所示，通过尾排装置里设置的碰撞壁11，如图3所示，收集气体中的水分，并通过气液分离舱15与储水舱1之间的导水板10上的开口将水导入到尾排装置下部的储水舱1进行收集储存，收集来的水通过导水板10与上部气液分离舱15隔开，气液、分离后的空气与少量氢气的混合气体通过混合排气口8排出系统外，尾排装置收集的水在达到一定水位后，液位传感器3信号接通，系统控制器收到信号后，控制器根据控制策略控制排水阀9进行排水。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置，其特征是，分为气液分离舱(15)和储水舱(1)上下两部分，气液分离舱(15)与储水舱(1)之间设有导水板(10)，在气液分离舱(15)与尾排装置盒盖(2)之间加密封垫(12)，通过紧固螺栓(13)进行固定，尾排装置盒盖(2)上设置液位传感器(3)，气液分离舱(15)通过尾排阀(7)与增湿器(6)连接，气液分离舱(15)的一个侧面设有氢气泄压口(4)和氢气尾排口(5)，另一个侧面设有混合气排口(8)，储水舱(1)在混合气排口(8)的同侧设有排水阀(9)，储水舱(1)内设置液位传感器浮标(14)。

2.如权利要求1所述的一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置，其特征是，所述气液分离舱(15)内设有碰撞壁(11)。

3.如权利要求1所述的一种气液分离及自动排水一体化设计的氢燃料电池尾排装置，其特征是，所述储水舱(1)底部设有长圆孔。

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