CN220086101U - 一种燃料电池氢气供应及循环系统 - Google Patents
一种燃料电池氢气供应及循环系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220086101U CN220086101U CN202321572760.0U CN202321572760U CN220086101U CN 220086101 U CN220086101 U CN 220086101U CN 202321572760 U CN202321572760 U CN 202321572760U CN 220086101 U CN220086101 U CN 220086101U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- pipeline
- valve
- fuel cell
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 205
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 205
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 201
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池氢气供应及循环系统。本实用新型燃料电池氢气供应及循环系统通过在设有循环泵的第一回氢管路上设置第一单向阀，使得第一回氢管路只能由第一回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，防止系统在低电密点的时候氢气从进氢气管路直接到第一回氢管路逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。通过在第二回氢管路上设有第二单向阀，使得第二回氢管路只能由第二回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，同样防止氢气逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池氢气供应及循环系统。
背景技术
燃料电池系统作为一种车载发动机，它是将氢气和氧气通过电化学反应凡事电能的发电装置，产物仅为电、水和热，真正的做到了零污染、零排放，在交通等领域有着较好的应用场景，因此燃料电池系统的研究也具有重要意义。氢气系统作为燃料电池系统的重要组成部分，为整个燃料电池系统提供了氢气的供应及循环，其中氢气系统的引射器总成及循环泵作为氢气系统供应及循环氢气的重要零部件，对氢气系统的性能、氢气利用率、氢气消耗量有着重要影响，对其探索及研究有着重要意义。
燃料电池系统分为大功率系统及小功率燃料电池系统。而大功率燃料电池系统对氢气的供应和循环都有着更高的要求；同时，燃料电池氢气系统的高度集成及设计也影响着整个系统的体积和重量。因此，大功率燃料电池氢气系统的原理设计对燃料电池氢气的供应和循环效果、氢气利用率、燃电系统体积及重量都有着较大的影响。
同时，氢气价格昂贵，氢气的浪费会大大提高整个燃料电池系统的成本；氢气的尾排浓度过高也会带来一定的安全隐患。氢气系统设计方案也影响着系统的体积、重量。因此，通过设计提高进氢气的回收、循环、再利用及提高系统的功率密度非常必要。
现有技术中，尾排氢气经过回氢管路重新进入引射器进行循环利用时，系统可能会在低电密点的时候，氢气会从引射器的回流口直接到排气口导致氢气浪费，降低了利用率。
比如，公开号为CN115763890A的发明申请公开了一种燃料电池系统中的氢气循环量控制系统及方法，其中燃料电池系统中的氢气循环量控制系统包括：燃料电池电堆、氢气喷射引射器、分水器以及氢气循环泵。氢气喷射引射器的出口通过第一管路与燃料电池电堆的冷却液腔的出口相连接。分水器的出口通过第二管路与氢气喷射引射器的回流口相连接，且分水器的入口通过第三管路与燃料电池电堆的阳极腔出口相连接。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种燃料电池氢气供应及循环系统。通过在回氢管路上设置单向阀来防止氢气逆向运转。
一种燃料电池氢气供应及循环系统，包括燃料电池电堆、用于向燃料电池电堆进氢气的进氢气管路、用于从燃料电池电堆排出剩余氢气和混入水分的出氢气管路，所述进氢气管路上设有引射器总成，所述出氢气管路上设有水气分离器，所述水气分离器具有进气口、出气口和排水口，所述出氢气管路与水气分离器的进气口连接，所述水气分离器的出气口与位于引射器总成下游侧的所述进氢气管路之间设有第一回氢管路，所述第一回氢管路上设有循环泵以及位于循环泵下游侧的第一单向阀；
所述引射器总成包括引射器本体，引射器本体具有入口端和出口端，所述水气分离器的出气口与引射器本体的入口端之间设有第二回氢管路，所述第二回氢管路上设有第二单向阀。
优选的，所述引射器总成还包括位于引射器本体入口端的第一比例阀和第二比例阀，第一比例阀和第二比例阀并联接入所述进氢气管路上；
所述进氢气管路上位于所述第一比例阀和第二比例阀的上游还设有截止阀。
更优选的，所述进氢气管路上位于所述截止阀的上游还设有氢气过滤器，氢气过滤器的上游还设有板式换热器。
更优选的，所述进氢气管路上位于与所述第一回氢管路连通位置的下游设有安全阀。
更优选的，所述进氢气管路上位于氢气过滤器与截止阀之间设有第一压力传感器，所述进氢气管路上位于引射器本体出口端设有第二压力传感器。
优选的，所述水气分离器的出气口还连通有排气阀，排水口还连通有排水阀，所述排气阀和排水阀均具有加热功能。
本实用新型燃料电池氢气供应及循环系统通过在设有循环泵的第一回氢管路上设置第一单向阀，使得第一回氢管路只能由第一回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，防止系统在低电密点的时候氢气从进氢气管路直接到第一回氢管路逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。通过在第二回氢管路上设有第二单向阀，使得第二回氢管路只能由第二回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，同样防止氢气逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。
附图说明
图1为本实用新型燃料电池氢气供应及循环系统的结构示意图。
图2为水气分离器与排气阀、排水阀的集成结构示意图。
附图标记：板式换热器1，氢气过滤器2，第一压力传感器3，截止阀4，第一比例阀5，第二比例阀6，引射器本体7，第二压力传感器8，安全阀9，水气分离器10，进气口101，回氢口102，排气阀11，出气口111，排水阀12，排水口121，循环泵13，第一单向阀14，第二单向阀15，燃料电池电堆16。
具体实施方式
如图1所示，一种燃料电池氢气供应及循环系统，包括燃料电池电堆16、用于向燃料电池电堆16进氢气的进氢气管路、用于从燃料电池电堆排出剩余氢气和混入水分的出氢气管路。本申请中描述方向时，以氢气等流体流动方向来区分上游和下游，流体从上游向下游流动。
进氢气管路从上游端到下游端依次设有板式换热器1、氢气过滤器2、第一压力传感器3、截止阀4、引射器总成、第二压力传感器8和安全阀9。
其中，板式换热器1用于为进堆的氢气加热，实现进堆氢气的预热，降低与循环后的高湿氢气混合后产生冷凝水的风险。从氢气源出来的氢气经板式换热器1加热后，经过氢气过滤器2进行过滤，去除可能的杂质。第一压力传感器3用于监测氢气过滤器2下游侧的气压。截止阀4可以用于控制是否向引射器总成进氢气，以及进气的流量。
引射器总成包括引射器本体7，引射器本体7具有入口端和出口端，氢气从入口端进，从出口端出。引射器总成还包括位于引射器本体7入口端的第一比例阀5和第二比例阀6，第一比例阀5和第二比例阀6并联接入进氢气管路上。两个比例阀的功能是，小功率段采用单个比例阀控制氢气流量和压力，大功率段单个比例阀无法满足系统要求的流量值，所以需要两个比例阀共同调节并供给氢气。
第二压力传感器8用于检测从射器本体7出口端出来的氢气的气压，此时气压较第一压力传感器3处要小。进氢气管路上在第二压力传感器8下游还设有安全阀9。安全阀9的作用是保护前面氢气压力过高，超过燃料电池电堆16承受范围时及时起跳，释放压力，起到安全保护的作用。
出氢气管路上设有水气分离器10，水气分离器10具有进气口101、出气口和排水口，出氢气管路与水气分离器10的进气口101连接，水气分离器10的出气口与位于引射器总成下游侧的进氢气管路之间设有第一回氢管路，第一回氢管路上设有循环泵13以及位于循环泵13下游侧的第一单向阀14。第一单向阀14的设置使得第一回氢管路只能由第一回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，防止系统在低电密点的时候氢气从进氢气管路直接到第一回氢管路逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。
水气分离器10的出气口与引射器本体7的回氢口之间设有第二回氢管路，第二回氢管路上设有第二单向阀15。通过在第二回氢管路上设有第二单向阀，使得第二回氢管路只能由第二回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，同样防止氢气逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。
水气分离器10的出气口还连通有排气阀11，排水口还连通有排水阀12，排气阀11和排水阀12均为电磁阀，可以实现自动控制开闭，并且均具有加热功能。排气阀具有加热功能，可以防止电堆停机后吹扫不彻底，含有残留的水汽，在气温低时结冰，导致排气阀冰冻，无法工作。同样的，排水阀具有加热功能也可以避免排水阀的结冰。
如图2所示，本申请中水气分离器10与排气阀11、排水阀12集成组装在一起(购自ASCO公司)，从燃料电池电堆16出来的尾排氢气通过出氢气管路从进气口101进入到水气分离器10内，水气分离器10中水与气在重力作用下分离，水汇聚在底部，并通过排水阀12定期排出，排水阀12具有排水口121，分离出的氢气则一部分通过回氢口102进入到第一回氢管路和第二回氢管路直接进行回氢利用，多余部分氢气则进入到排气阀11排出，排气阀11具有出气口111。
本实用新型燃料电池氢气供应及循环系统通过在设有循环泵的第一回氢管路上设置第一单向阀，使得第一回氢管路只能由第一回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，防止系统在低电密点的时候氢气从进氢气管路直接到第一回氢管路逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。通过在第二回氢管路上设有第二单向阀，使得第二回氢管路只能由第二回氢管路向进氢气管路方向回用氢气，同样防止氢气逆向运转，导致氢气浪费并降低了氢气的利用率。
Claims (6)
1.一种燃料电池氢气供应及循环系统，包括燃料电池电堆、用于向燃料电池电堆进氢气的进氢气管路、用于从燃料电池电堆排出剩余氢气和混入水分的出氢气管路，所述进氢气管路上设有引射器总成，所述出氢气管路上设有水气分离器，所述水气分离器具有进气口、出气口和排水口，所述出氢气管路与水气分离器的进气口连接，其特征在于，所述水气分离器的出气口与位于引射器总成下游侧的所述进氢气管路之间设有第一回氢管路，所述第一回氢管路上设有循环泵以及位于循环泵下游侧的第一单向阀；
所述引射器总成包括引射器本体，引射器本体具有入口端和出口端，所述水气分离器的出气口与引射器本体的入口端之间设有第二回氢管路，所述第二回氢管路上设有第二单向阀。
2.根据权利要求1所述的燃料电池氢气供应及循环系统，其特征在于，所述引射器总成还包括位于引射器本体入口端的第一比例阀和第二比例阀，第一比例阀和第二比例阀并联接入所述进氢气管路上；
所述进氢气管路上位于所述第一比例阀和第二比例阀的上游还设有截止阀。
3.根据权利要求2所述的燃料电池氢气供应及循环系统，其特征在于，所述进氢气管路上位于所述截止阀的上游还设有氢气过滤器，氢气过滤器的上游还设有板式换热器。
4.根据权利要求3所述的燃料电池氢气供应及循环系统，其特征在于，所述进氢气管路上位于与所述第一回氢管路连通位置的下游设有安全阀。
5.根据权利要求4所述的燃料电池氢气供应及循环系统，其特征在于，所述进氢气管路上位于氢气过滤器与截止阀之间设有第一压力传感器，所述进氢气管路上位于引射器本体出口端设有第二压力传感器。
6.根据权利要求1所述的燃料电池氢气供应及循环系统，其特征在于，所述水气分离器的出气口还连通有排气阀，排水口还连通有排水阀，所述排气阀和排水阀均具有加热功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321572760.0U CN220086101U (zh) | 2023-06-19 | 2023-06-19 | 一种燃料电池氢气供应及循环系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321572760.0U CN220086101U (zh) | 2023-06-19 | 2023-06-19 | 一种燃料电池氢气供应及循环系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220086101U true CN220086101U (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=88818252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321572760.0U Active CN220086101U (zh) | 2023-06-19 | 2023-06-19 | 一种燃料电池氢气供应及循环系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220086101U (zh) |
-
2023
- 2023-06-19 CN CN202321572760.0U patent/CN220086101U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109411784B (zh) | 一种商用车燃料电池发动机供气系统 | |
| CN100502120C (zh) | 燃料电池系统 | |
| CN207705315U (zh) | 一种商用车燃料电池热管理系统 | |
| CN101459248B (zh) | 用于燃料电池系统的多级直列式燃料管喷射器 | |
| CN105594041B (zh) | 燃料电池堆中的阳极排放控制 | |
| CN110247080B (zh) | 一种燃料电池动力系统的氢气循环系统 | |
| CN209029485U (zh) | 一种商用车燃料电池发动机供气系统 | |
| CN107078325A (zh) | 燃料电池系统以及用于关停燃料电池堆栈的方法 | |
| CN212485377U (zh) | 一种燃料电池氢气循环系统 | |
| CN111697254B (zh) | 一种氢气循环装置系统及其调控方法和燃料电池装置系统 | |
| CN213366636U (zh) | 采用孪生引射器的氢燃料电池供氢及氢气循环装置 | |
| CN113745579A (zh) | 一种燃料电池集成式供氢系统 | |
| CN112701324A (zh) | 一种带有比例阀的燃料电池引射装置的控制方法 | |
| CN113113640A (zh) | 一种用于燃料电池的供氢系统及方法 | |
| CN115472885A (zh) | 一种高集成的燃料电池发动机系统 | |
| CN215418247U (zh) | 一种带有比例阀的燃料电池系统 | |
| CN215496804U (zh) | 一种用于燃料电池的供氢系统 | |
| CN220086101U (zh) | 一种燃料电池氢气供应及循环系统 | |
| CN213304186U (zh) | 一种燃料电池系统 | |
| CN109962266B (zh) | 一种燃料电池氢气供应子系统及燃料电池系统 | |
| CN116387561B (zh) | 一种解决燃料电池氢系统中混合液态水的装置及方法 | |
| CN215869486U (zh) | 一种气水分离器与引射器集成结构 | |
| CN110649292B (zh) | 一种冷启动辅助装置与一种燃料电池发动机 | |
| CN116190709A (zh) | 燃料电池供氢循环系统 | |
| CN218182264U (zh) | 一种燃料电池系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |