CN220233241U - 一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置 - Google Patents

一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,包括:固定板和设置在所述固定板上表面缓冲冷却组件,以及设置在所述固定板上表面的搅拌冷却组件;所述缓冲冷却组件包括:固定在所述固定板顶部的第一冷却箱。通过在固定板的顶部设置缓冲冷却组件和搅拌冷却组件,冷凝管在反应电极板内将热量带出后,冷却水在第一冷却箱内通过缓冲板落在漏板上,通过漏孔落入第一冷却箱的底部时,可以加大带冷却水与空气的接触面积,进行预冷却,冷却水进入第二冷却箱时,通过动力组件带动螺旋叶片旋转,可以让第二冷却箱内的冷却水保持流动,加大与空气的接触,同时启动第二冷却箱顶部的排风扇将冷却水换热后的空气排出,加快散热速度,提高冷却效率。

Description

一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域,尤其涉及一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置。
背景技术
燃料电池是一种将燃料的化学能直接转换为电能的发电装置,其中以质子交换膜燃料电池运用最为广泛。质子交换膜燃料电池具有高效、清洁、环境友好特点,可用于电动汽车、分布式发电站、航空、军工、民用等各个领域,具有十分广阔的应用的前景。质子交换膜燃料电池在发电过程中会产生与电能相当的热能,如果不能及时有效的排除产生的热能将会导致电堆温度升高,高温虽然能够提高电极反应,提高催化活性,但是过高的温度会导致质子交换膜干燥,降低膜的性能,从而降低质子交换膜燃料电池的输出特性和使用寿命,所以在反应电堆进行反应时,需要对其进行降温散热。
现有的降温装置对通入反应电堆的冷却水往往不能够根据降温需求进行调整,冷凝降温的温度多数为恒定的,当降温过高或过低时,都会对反应的效果产生影响,导致质子交换膜燃料电池反应时的效果降低。
发明内容
本实用新型克服了现有技术的不足,提供一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案为:一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,包括:固定板和设置在所述固定板上表面缓冲冷却组件,以及设置在所述固定板上表面的搅拌冷却组件;
所述缓冲冷却组件包括:固定在所述固定板顶部的第一冷却箱,和设置在所述第一冷却箱内侧顶部的缓冲板,以及设置在所述缓冲板底部的漏板;所述漏板的表面开设有若干漏孔,所述第一冷却箱的一侧设置有第一连接管;
所述搅拌冷却组件包括:固定在所述固定板顶部的第二冷却箱,和设置在所述第二冷却箱内侧的转动杆,以及设置在所述转动杆侧面的螺旋叶片;所述第二冷却箱的顶部内侧固定连接有支撑架,所述支撑架的内侧设置有电动马达,所述电动马达的输出端设置有排风扇;
所述固定板的一侧设置有反应电极板,所述反应电极板的内部设置有冷凝管,所述冷凝管的一端通过法兰与所述第一连接管相连通。
本实用新型一个较佳实施例中,所述第二冷却箱的一侧设置有动力组件,所述动力组件包括:设置在所述固定板顶部的固定架,和固定在所述固定架内侧的电机,以及设置在所述固定架两侧的固定螺栓;所述电机的输出端与所述转动杆的一端固定连接。
本实用新型一个较佳实施例中,所述固定螺栓的侧面与所述固定板的内侧螺纹连接。
本实用新型一个较佳实施例中,所述固定板的上表面固定连接有第一水泵,所述第一水泵的输入端设置有第一抽水管,所述第一抽水管的一端贯通至所述第一冷却箱的内部,所述第一水泵的输出端设置有第一送水管,所述第一送水管的一端贯通至所述第二冷却箱的内部。
本实用新型一个较佳实施例中,所述缓冲板在所述第一冷却箱的内侧倾斜设置,所述第一连接管的一端设置在所述缓冲板和所述漏板之间。
本实用新型一个较佳实施例中,所述转动杆的两端通过轴承与所述第二冷却箱的内侧转动连接。
本实用新型一个较佳实施例中,所述冷凝管在所述反应电极板的内部呈蛇形状分布。
本实用新型一个较佳实施例中,所述固定板的上表面固定连接有第二水泵,所述第二水泵的输入端设置有第二抽水管,所述第二抽水管的一端设置有第一三通连接管,所述第一三通连接管的一端设置有第二连接管,所述第二连接管的一端与所述第二冷却箱一侧固定连接,所述第二水泵的输出端设置有第二送水管,所述第二送水管的一端设置有第二三通连接管,所述第二三通连接管的一端设置有第三连接管,所述第三连接管的一端通过法兰与所述冷凝管的一端相连通。
本实用新型一个较佳实施例中,所述第二连接管的一端贯通至所述第二冷却箱的内侧底部。
本实用新型一个较佳实施例中,所述固定板的上表面固定连接有制冷压缩机,所述制冷压缩机的输入端设置有第三抽水管,所述第三抽水管的一端与所述第一三通连接管相连通,所述制冷压缩机的输出端设置有第三送水管,所述第三送水管的一端与所述第二三通连接管相连通。
本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷,本实用新型具备以下有益效果:
(1)本实用新型提供了一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,通过在反应电极板的一侧设置固定板,且在固定板的顶部设置缓冲冷却组件和搅拌冷却组件,冷凝管在反应电极板内将热量带出后,冷却水在第一冷却箱内通过缓冲板落在漏板上,通过漏孔落入第一冷却箱的底部时,可以加大带冷却水与空气的接触面积,进行预冷却,冷却水进入第二冷却箱时,通过动力组件带动螺旋叶片旋转,可以让第二冷却箱内的冷却水保持流动,加大与空气的接触,同时启动第二冷却箱顶部的排风扇将冷却水换热后的空气排出,加快散热速度,提高冷却效率。
(2)本实用新型中,通过缓冲冷却组件和搅拌冷却组件换热后,使冷却水在管道内进行循环对反应电极板降温,当反应产生的温度更高需要降温幅度更大时,通过在循环管道中设置第一三通连接管和第二三通连接管,关闭循环管道中的第二水泵,启动制冷压缩机,通过缓冲冷却组件和搅拌冷却组件处理后的冷却水会进入制冷压缩机,通过制冷压缩机更进一步的降温后,然后进入冷凝管内对反应电极板降温,进一步提高冷却效率,可以根据降温需求进行调整,提高了装置的灵活性和实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明;
图1是本实用新型的优选实施例的立体结构图;
图2是本实用新型的优选实施例的第一冷却箱半剖结构图;
图3是本实用新型的优选实施例的第二冷却箱半剖结构及局部示意图;
图4是本实用新型的优选实施例的反应电极板半剖俯视结构图;
图中:1、固定板;2、反应电极板;21、冷凝管;3、第一冷却箱;31、缓冲板;32、漏板;33、漏孔;34、第一连接管;4、第二冷却箱;41、转动杆;42、螺旋叶片;43、支撑架;44、电动马达;45、排风扇;5、固定架;51、电机;52、固定螺栓;6、第一水泵;61、第一抽水管;62、第一送水管;7、第二水泵;71、第二抽水管;72、第一三通连接管;73、第二连接管;74、第二送水管;75、第二三通连接管;76、第三连接管;8、制冷压缩机;81、第三抽水管;82、第三送水管。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示,一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,包括:固定板1和设置在固定板1上表面缓冲冷却组件,以及设置在固定板1上表面的搅拌冷却组件。
固定板1的一侧设置有反应电极板2,反应电极板2的内部设置有冷凝管21,冷凝管21的一端通过法兰与第一连接管34相连通,通过冷凝管21的一端与第一连接管34连通,冷却水在冷凝管21内将热量吸收带出后,通过第一连接管34可以进入第一冷却箱3内进行冷却处理。
如图2所示,缓冲冷却组件包括:固定在固定板1顶部的第一冷却箱3,和设置在第一冷却箱3内侧顶部的缓冲板31,以及设置在缓冲板31底部的漏板32;漏板32的表面开设有若干漏孔33,第一冷却箱3的一侧设置有第一连接管34。
缓冲板31在第一冷却箱3的内侧倾斜设置,第一连接管34的一端设置在缓冲板31和漏板32之间,冷却水通过第一连接管34进入第一冷却箱3,通过缓冲板31落在漏板32上,通过漏板32表面的漏孔33落入第一冷却箱3的底部,在下落时,可以加大带冷却水与空气的接触面积,从而进行预冷却。
如图3所示,搅拌冷却组件包括:固定在固定板1顶部的第二冷却箱4,和设置在第二冷却箱4内侧的转动杆41,以及设置在转动杆41侧面的螺旋叶片42;第二冷却箱4的顶部内侧固定连接有支撑架43,支撑架43的内侧设置有电动马达44,电动马达44的输出端设置有排风扇45。
转动杆41的两端通过轴承与第二冷却箱4的内侧转动连接,冷却水进入第二冷却箱4时,通过转动杆41的旋转带动螺旋叶片42旋转,可以让第二冷却箱4内的冷却水保持流动,加大与空气的接触,同时启动第二冷却箱4顶部内侧设置的电动马达44,电动马达44会带动排风扇45旋转,进而将冷却水换热后的空气排出,加快散热速度,提高冷却效率。
如图4所示,第二冷却箱4的一侧设置有动力组件,动力组件包括:设置在固定板1顶部的固定架5,和固定在固定架5内侧的电机51,以及设置在固定架5两侧的固定螺栓52;电机51的输出端与转动杆41的一端固定连接。
固定螺栓52的侧面与固定板1的内侧螺纹连接,通过固定螺栓52与固定板1的内侧螺纹连接,可以将电机51固定在固定板1的上表面,通过启动电机51,可以带动转动杆41旋转,从而为转动杆41提供动力。
固定板1的上表面固定连接有第一水泵6,第一水泵6的输入端设置有第一抽水管61,第一抽水管61的一端贯通至第一冷却箱3的内部,第一水泵6的输出端设置有第一送水管62,第一送水管62的一端贯通至第二冷却箱4的内部,启动第一水泵6,输入端通过第一抽水管61,可以将预冷却的冷却水从第一冷却箱3内部抽出,输出端通过第一送水管62,可以将冷却水输送至第二冷却箱4内进行再次处理。
冷凝管21在反应电极板2的内部呈蛇形状分布,通过将冷凝管21在反应电极板2内部呈蛇形状分布,可以增大对反应电极板2的冷却面积。
固定板1的上表面固定连接有第二水泵7,第二水泵7的输入端设置有第二抽水管71,第二抽水管71的一端设置有第一三通连接管72,第一三通连接管72的一端设置有第二连接管73,第二连接管73的一端与第二冷却箱4一侧固定连接,第二水泵7的输出端设置有第二送水管74,第二送水管74的一端设置有第二三通连接管75,第二三通连接管75的一端设置有第三连接管76,第三连接管76的一端通过法兰与冷凝管21的一端相连通,第二冷却箱4依次通过第二连接管73、第一三通连接管72、第二抽水管71、第二水泵7、第二送水管74、第二三通连接管75和第三连接管通76过法兰与冷凝管21的一端相连通,从而完成冷却水循环的回路。
第二连接管73的一端贯通至第二冷却箱4的内侧底部,通过第二连接管73的一端贯通至第二冷却箱4的内侧底部,可以将降温后的冷却水进行排出。
固定板1的上表面固定连接有制冷压缩机8,制冷压缩机8的输入端设置有第三抽水管81,第三抽水管81的一端与第一三通连接管72相连通,制冷压缩机8的输出端设置有第三送水管82,第三送水管82的一端与第二三通连接管75相连通,当反应产生的温度更高需要降温幅度更大时,通过设置的第一三通连接管72和第二三通连接管75,关闭循环管道中的第二水泵7,启动制冷压缩机8,冷却水会进入制冷压缩机8,通过制冷压缩机8更进一步的降温后,然后进入冷凝管21内对反应电极板2降温,进一步提高冷却效率,可以根据降温需求进行调整,提高了装置的灵活性和实用性。
本实用新型使用时,冷却水在冷凝管21内将热量吸收带出后,冷却水通过第一连接管34进入第一冷却箱3,通过缓冲板31落在漏板32上,通过漏板32表面的漏孔33落入第一冷却箱3的底部,在下落时,可以加大带冷却水与空气的接触面积,从而进行预冷却,启动第一水泵6,输入端通过第一抽水管61,可以将预冷却的冷却水从第一冷却箱3内部抽出,输出端通过第一送水管62,可以将冷却水输送至第二冷却箱4内,通过启动电机51,可以带动转动杆41旋转,通过转动杆41的旋转带动螺旋叶片42旋转,可以让第二冷却箱4内的冷却水保持流动,加大与空气的接触,同时启动第二冷却箱4顶部内侧设置的电动马达44,电动马达44会带动排风扇45旋转,进而将冷却水换热后的空气排出,加快散热速度,提高冷却效率,第二冷却箱4依次通过第二连接管73、第一三通连接管72、第二抽水管71、第二水泵7、第二送水管74、第二三通连接管75和第三连接管通76过法兰与冷凝管21的一端相连通,从而完成冷却水循环的回路,当反应产生的温度更高需要降温幅度更大时,通过设置的第一三通连接管72和第二三通连接管75,关闭循环管道中的第二水泵7,启动制冷压缩机8,冷却水会进入制冷压缩机8,通过制冷压缩机8更进一步的降温后,然后进入冷凝管21内对反应电极板2降温,进一步提高冷却效率,可以根据降温需求进行调整,提高了装置的灵活性和实用性。
以上依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于,包括:固定板(1)和设置在所述固定板(1)上表面缓冲冷却组件,以及设置在所述固定板(1)上表面的搅拌冷却组件;
所述缓冲冷却组件包括:固定在所述固定板(1)顶部的第一冷却箱(3),和设置在所述第一冷却箱(3)内侧顶部的缓冲板(31),以及设置在所述缓冲板(31)底部的漏板(32);所述漏板(32)的表面开设有若干漏孔(33),所述第一冷却箱(3)的一侧设置有第一连接管(34);
所述搅拌冷却组件包括:固定在所述固定板(1)顶部的第二冷却箱(4),和设置在所述第二冷却箱(4)内侧的转动杆(41),以及设置在所述转动杆(41)侧面的螺旋叶片(42);所述第二冷却箱(4)的顶部内侧固定连接有支撑架(43),所述支撑架(43)的内侧设置有电动马达(44),所述电动马达(44)的输出端设置有排风扇(45);
所述固定板(1)的一侧设置有反应电极板(2),所述反应电极板(2)的内部设置有冷凝管(21),所述冷凝管(21)的一端通过法兰与所述第一连接管(34)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述第二冷却箱(4)的一侧设置有动力组件,所述动力组件包括:设置在所述固定板(1)顶部的固定架(5),和固定在所述固定架(5)内侧的电机(51),以及设置在所述固定架(5)两侧的固定螺栓(52);所述电机(51)的输出端与所述转动杆(41)的一端固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述固定螺栓(52)的侧面与所述固定板(1)的内侧螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述固定板(1)的上表面固定连接有第一水泵(6),所述第一水泵(6)的输入端设置有第一抽水管(61),所述第一抽水管(61)的一端贯通至所述第一冷却箱(3)的内部,所述第一水泵(6)的输出端设置有第一送水管(62),所述第一送水管(62)的一端贯通至所述第二冷却箱(4)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述缓冲板(31)在所述第一冷却箱(3)的内侧倾斜设置,所述第一连接管(34)的一端设置在所述缓冲板(31)和所述漏板(32)之间。
6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述转动杆(41)的两端通过轴承与所述第二冷却箱(4)的内侧转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述冷凝管(21)在所述反应电极板(2)的内部呈蛇形状分布。
8.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述固定板(1)的上表面固定连接有第二水泵(7),所述第二水泵(7)的输入端设置有第二抽水管(71),所述第二抽水管(71)的一端设置有第一三通连接管(72),所述第一三通连接管(72)的一端设置有第二连接管(73),所述第二连接管(73)的一端与所述第二冷却箱(4)一侧固定连接,所述第二水泵(7)的输出端设置有第二送水管(74),所述第二送水管(74)的一端设置有第二三通连接管(75),所述第二三通连接管(75)的一端设置有第三连接管(76),所述第三连接管(76)的一端通过法兰与所述冷凝管(21)的一端相连通。
9.根据权利要求8所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述第二连接管(73)的一端贯通至所述第二冷却箱(4)的内侧底部。
10.根据权利要求8所述的一种质子交换膜燃料电池冷却水循环装置,其特征在于:所述固定板(1)的上表面固定连接有制冷压缩机(8),所述制冷压缩机(8)的输入端设置有第三抽水管(81),所述第三抽水管(81)的一端与所述第一三通连接管(72)相连通,所述制冷压缩机(8)的输出端设置有第三送水管(82),所述第三送水管(82)的一端与所述第二三通连接管(75)相连通。
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