CN219226326U - 氢燃料电池发动机废水收集加湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，涉及汽车设计与制造的技术领域。本实用新型的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统包括湿度传感器、增湿器、电堆、排气管、气水分离器、空气出口、储水箱、水泵和水喷射器；湿度传感器设置在增湿器的管路上，水喷射器固定在增湿器的管路上，电堆的废水废气排放端与排气管连接；排气管与气水分离器的入口连接，气水分离器的排气端与空气出口连接，气水分离器的出水端与储水箱的进水端连接，储水箱的出水端与水泵连接，水泵与水喷射器连接。本实施例的加湿系统使废水得以循环利用避免浪费，水喷射法增湿器有利于提高燃料电池发动机冷启动时间，适用性高。

Description

氢燃料电池发动机废水收集加湿系统

技术领域

本实用新型涉及汽车设计与制造的技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种氢燃料电池发动机废水收集加湿系统。

背景技术

现有技术中，氢燃料电池发动机反应原理为空气和氢气进入电堆，氢质子透过电堆质子交换膜，电子经由外部电路与氢质子及空气汇合反应生成水排出电堆，因满足电堆反应条件需对空气进行加湿及增压，所以空气系统配备增湿器；现有技术中电堆反应后气体及废水直接排出车外，在冬季废水排于路面使路面结冰影响行车安全，路面结冰体积膨胀造成路面损坏寿命降低；电堆废水直排外部也造成资源浪费。

现有技术中，采用中空纤维增湿法，利用电堆反应后湿润气体进入增湿器利用浓差对空气进行加湿，中空纤维增湿法增湿器增湿效率低，且在氢燃料电池低温冷启动时由于电堆反应缓慢且自身反应需要水，电堆反应后气体湿度低，经过增湿器加湿时加湿效率更低或无作用，此结构电堆冷启困难或时间较长。

上述系统存在以下技术问题：

1.电堆废水直排外部，造成资源浪费；

2.电堆废水排于路面，冬季易结冰影响行车安全；

3.电堆废水排于路面，由于水结冰体积膨胀造成路面损坏，造成路面寿命降低；

4.中空纤维法增湿器加湿效率低，且氢燃料电池冷启动时加湿效率更低或无作用导致冷启动时间过长。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种氢燃料电池发动机废水收集加湿系统。

本实用新型的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，包括湿度传感器、增湿器、电堆、排气管、气水分离器、空气出口、储水箱、水泵和水喷射器；所述湿度传感器设置在所述增湿器的管路上，所述水喷射器固定在所述增湿器的管路上，所述电堆的废水废气排放端与所述排气管连接；所述排气管与所述气水分离器的入口连接，而所述气水分离器的排气端与所述空气出口连接，而所述气水分离器的出水端与所述储水箱的进水端连接，所述储水箱的出水端与所述水泵连接，所述水泵与所述水喷射器连接。

其中，所述加湿系统包括空气流量控制器，所述空气流量控制器设置在所述增湿器与所述电堆之间。

其中，所述水喷射器通过紧固螺栓固定在所述增湿器的管路上。

其中，所述电堆的废水废气排放端通过节气门与所述排气管连接

其中，所述加湿系统还包括空气进口、空气压缩机、安全阀和中冷器，所述空气进口与所述空气压缩机连接，所述空气压缩机的第一出口通过安全阀与所述排气管连接，所述空气压缩机的第二出口与所述中冷器连接，所述中冷器与所述增湿器连接。

其中，所述加湿系统还包括空气滤清器，所述空气进口通过空气滤清器与所述空气压缩机连接。

其中，所述空气滤清器与所述空气压缩机之间设置有空气流量计。

其中，所述中冷器与所述增湿器之间设置有压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统具有以下有益效果：

1.氢燃料电池系统电堆反应后尾水收集利用；

2.避免电堆反应后尾水直排的浪费，同时也保护路面及驾乘安全；

3.增湿器采用水喷射法进行空气加湿，空气湿度控制更精准容易；

4.避免氢燃料电池冷启动时空气加湿能力不足，提高氢燃料电池冷启动时间。

附图说明

图1为实施例1的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统的结构框图；

图2为实施例1的废水收集加湿系统中的加湿器的结构示意图；

图3为图2沿着轴线方向的剖视图；

图4为图2沿着湿度传感器方向的剖视图；

图5为实施例1中的湿度传感器的剖视图；

图6为实施例1中的水喷射器的剖视图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1

如图1-6所示，本实施例的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统包括空气流量计1、空气滤清器2、空气进口3、空气压缩机4、安全阀5、中冷器6、压力传感器7、湿度传感器8、增湿器9、空气流量控制器10、电堆11、节气门12、排气管13、气水分离器14、空气出口15、储水箱16、水泵17和水喷射器18。所述空气流量控制器10设置在所述增湿器9与所述电堆11之间，而所述湿度传感器8设置在所述增湿器9的管路上，而所述水喷射器18通过紧固螺栓19固定在所述增湿器9的管路上。所述电堆11的废水废气排放端通过节气门12与所述排气管13连接。所述排气管13与所述气水分离器14的入口连接，而所述气水分离器14的排气端与所述空气出口15连接，而所述气水分离器14的出水端与所述储水箱16的进水端连接，所述储水箱16的出水端与所述水泵17连接，而所述水泵17与所述水喷射器18连接。所述空气进口3通过空气滤清器2与所述空气压缩机4连接，所述空气滤清器2与所述空气压缩机4之间设置有空气流量计1。所述空气压缩机4的第一出口通过安全阀5与所述排气管13连接，所述空气压缩机4的第二出口与所述中冷器6连接，所述中冷器6与所述增湿器9连接，而所述中冷器6与所述增湿器9之间设置有压力传感器7。

在本实施例中，电堆11反应后的废水废气经节气门12、排气管13到达气水分离器14进行气水分离，废气经空气出口15直排大气，废水流入储水箱16进行储存，储水箱16引出流入水泵17进行增压处理，增压后的废水进入水喷射器18，水喷射器在空气管路内进行喷水加湿，同时水喷射器18与湿度传感器8形成反馈共同控制电堆反应前的空气湿度，此加湿方案中储水箱16为加湿器水的来源，水泵17为水提供动力，水喷射法加湿器加湿效果强，控制方式简单，反应更迅速，并且不受外部的影响，有利于减少氢燃料电池发动机冷启动时的时间，提高氢燃料电池发动机的反应效率等。

本实施例的方法加湿效率高且湿度易于控制，在氢燃料电池低温冷启动时加湿效率不受影响，有利于提高氢燃料电池冷启动时间，电堆尾水收集有利于保护路面及行车安全等。本实施例的加湿系统可用于质子交换膜氢燃料电池发动机系统中，根据实际情况将相关零件布置于燃料电池发动机系统中，使废水得以循环利用避免浪费，水喷射法增湿器有利于提高燃料电池发动机冷启动时间，适用性高。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思及技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：包括湿度传感器、增湿器、电堆、排气管、气水分离器、空气出口、储水箱、水泵和水喷射器；所述湿度传感器设置在所述增湿器的管路上，所述水喷射器固定在所述增湿器的管路上，所述电堆的废水废气排放端与所述排气管连接；所述排气管与所述气水分离器的入口连接，而所述气水分离器的排气端与所述空气出口连接，而所述气水分离器的出水端与所述储水箱的进水端连接，所述储水箱的出水端与所述水泵连接，所述水泵与所述水喷射器连接。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述加湿系统包括空气流量控制器，所述空气流量控制器设置在所述增湿器与所述电堆之间。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述水喷射器通过紧固螺栓固定在所述增湿器的管路上。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述电堆的废水废气排放端通过节气门与所述排气管连接。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述加湿系统还包括空气进口、空气压缩机、安全阀和中冷器，所述空气进口与所述空气压缩机连接，所述空气压缩机的第一出口通过安全阀与所述排气管连接，所述空气压缩机的第二出口与所述中冷器连接，所述中冷器与所述增湿器连接。

6.根据权利要求5所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述加湿系统还包括空气滤清器，所述空气进口通过空气滤清器与所述空气压缩机连接。

7.根据权利要求6所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述空气滤清器与所述空气压缩机之间设置有空气流量计。

8.根据权利要求5所述的氢燃料电池发动机废水收集加湿系统，其特征在于：所述中冷器与所述增湿器之间设置有压力传感器。

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