CN220250711U - 尾排冷凝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开尾排冷凝装置，包括冷凝管道、套管、排水总成，所述冷凝管道的底部包括尾气进口、冷凝水出口，所述冷凝水出口与所述排水总成连接，所述冷凝管道的顶端为尾气出口，所述套管套接在所述冷凝管道外部并与冷凝管道之间形成冷却水通道；所述套管包括与冷却水通道相通的冷却水进口、冷却水出口。本实用新型的有益效果：采用套管与冷凝管道相结合，套管内部引入流动的冷却水，大大提高了尾排气体冷凝效率，冷凝更加充分，冷凝效果好，有利于燃料电池系统的正常运行；且与冷凝板换相比，体积小结构简单，便于后期安装和维护，制造成本低，性价比高。

Description

尾排冷凝装置

技术领域

本实用新型涉及一种氢燃料电池测试领域，尤其涉及的是一尾排冷凝装置。

背景技术

氢燃料电池是一种以氢氧为原始燃料，将化学能转变为电能的装置。燃料电池具有高的能量转化率，零污染等有点，因此具有广泛的应用前景。燃料电池测试系统主要为燃料电池提供一个稳定、安全、便捷的测试平台。在测试过程中，燃料电池的阴阳极均按照一定的过量系数向其中通入氢气和空气，参与反应的氢气和空气中的氧气发生化学反应产生电能，未参与反应的气体伴随过程中产生的高温水蒸气一同从燃料电池的尾排端排出，对此燃料电池测试系统需要将燃料电池尾排端的高湿气体进行冷凝除湿，其中气体通过气体尾排管道集中排放，冷凝后的液态水同样通过液体尾排管道集中排放。

现有的燃料电池测试系统中尾排冷凝除湿主要是通过管道管壁自身冷凝和尾排冷凝板换进行冷凝，通过管道管壁自身冷凝，冷凝效果不佳，尾排混合气体中的气态水无法完全冷凝，导致气体尾排管路中仍有大量水蒸气；使用尾排冷凝板换进行冷凝，虽然冷凝效果较好，但是其成本较高，并且冷凝板换体积较大，增加了燃料电池测试台架的成本和体积。

公告号CN205903769U公开了一种用于燃料电池测试的尾排冷凝装置，具体分为罐体，罐体的顶部设置有顶盖，顶盖上设置有尾气进口和尾气出口，罐体的侧面设置有玻璃联通管，罐体的侧面还设置有溢流管，但是此尾排冷凝装置靠自身管壁和罐体进行冷凝，冷凝效果不佳，尾排气体中的水蒸气无法完全冷凝。

公告号CN215654620U公开了一种燃料电池测试系统用的水汽分离装置，具体分为换热器、集水装置和排气管通过换热器与排气管的配合设置，实现水气的二次分离，提高了燃料电池测试系统的水气分离效果，但是尾排冷凝板换成本较高，体积较大，增加了尾排冷凝结构的体积，安装比较复杂，不利于在测试台架中安装以及后期维护。

现有的尾排冷凝装置不能完全满足要求，主要存在以下问题：一方面，目前氢燃料电池的尾排除湿方式大多数靠自身管壁进行冷凝，虽然其结构简单，但是冷凝效果差，尾排气体中高湿高热的水蒸气无法完全冷凝，这种水气混合物直接排放至大气中，在冬季气温较低时，这种水蒸气极易冷凝，外围施工尾排管道若走线过长，管道内壁易于结冰，将会导致整条管道闭塞，不利于燃料电池系统正常测试运行。另一方面，依靠板式换热器进行冷凝除湿，虽然提升了除湿效率，但是增加了整个台架的设计成本，并且增加了尾排冷凝结构的体积，不利于在测试台架中安装以及后期的拆卸维护。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术尾排冷凝效果差，成本高的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

尾排冷凝装置，包括冷凝管道、套管、排水总成，所述冷凝管道的底部包括尾气进口、冷凝水出口，所述冷凝水出口与所述排水总成连接，所述冷凝管道的顶端为尾气出口，所述套管套接在所述冷凝管道外部并与冷凝管道之间形成冷却水通道；所述套管包括与冷却水通道相通的冷却水进口、冷却水出口。

本实用新型工作时，来自燃料电池尾排管道内大量高湿高热的尾气进入冷凝管道，此时打开冷却水，冷却水在套管内部开始循环，大幅度降低燃料电池尾排气体的温度，会形成大量的冷凝水，冷凝水沿着冷凝管道2的管壁向下端流去进入排水总成。本实用新型采用套管与冷凝管道相结合，套管内部引入流动的冷却水，大大提高了尾排气体冷凝效率，冷凝更加充分，冷凝效果好，省去了冬季气温低冷凝水结冰堵塞尾排管道的问题，有利于燃料电池系统的正常运行。且与冷凝板换相比，套管和冷凝管道体积小结构简单，便于后期安装和维护，且制造成本远低于冷凝板换，性价比高。

优选的，还包括第一接头、第二接头，所述第一接头与所述冷却水进口连接，所述第二接头与所述冷却水出口连接。

通过第一接头与第二接头可以实现冷却水的开关、流量的调节。

优选的，所述冷凝管道竖直布置，所述冷却水进口位于所述套管的底部，所述冷却水出口位于所述套管的顶部。

冷凝管道竖向布置，使得高湿高热的尾气在冷凝管道内冷却后依靠自身重量向下流，便于收集冷凝水。

优选的，所述套管与所述冷凝管道焊接。

优选的，所述排水总成包括液位计、排水电磁阀，所述液位计与所述冷凝管道的冷凝水出口连接，所述排水电磁阀与所述液位计连接。

优选的，所述排水总成还包括弯管，所述弯管的一端与所述冷凝管道的冷凝水出口连接，另一端与所述液位计的入口连接。

优选的，所述排水总成还包括排水手阀，所述排水手阀连接所述液位计的底部。

当液位计达到高液位时，打开排水电磁阀进行排水，当排水电磁阀失效时，可以手动打开排水手阀进行排水，保证了设备的正常工作。

优选的，所述液位计的顶端连接接线盒。

优选的，所述弯管与所述冷凝水出口通过卡盘连接。

优选的，所述冷凝管道的尾气出口与燃料电池尾排管道连接。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型工作时，来自燃料电池尾排管道内大量高湿高热的尾气进入冷凝管道，此时打开冷却水，冷却水在套管内部开始循环，大幅度降低燃料电池尾排气体的温度，会形成大量的冷凝水，冷凝水沿着冷凝管道的管壁向下端流去进入排水总成。本实用新型采用套管与冷凝管道相结合，套管内部引入流动的冷却水，大大提高了尾排气体冷凝效率，冷凝更加充分，冷凝效果好，省去了冬季气温低冷凝水结冰堵塞尾排管道的问题，有利于燃料电池系统的正常运行。且与冷凝板换相比，套管和冷凝管道体积小结构简单，便于后期安装和维护，且制造成本远低于冷凝板换，性价比高；

(2)通过第一接头与第二接头可以实现冷却水的开关、流量的调节；

(3)冷凝管道竖向布置，使得高湿高热的尾气在冷凝管道内冷却后依靠自身重量向下流，便于收集冷凝水；

(4)当液位计达到高液位时，打开排水电磁阀进行排水，当排水电磁阀失效时，可以手动打开排水手阀进行排水，保证了设备的正常工作。

附图说明

图1是本实用新型实施例尾排冷凝装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例尾排冷凝装置中套管和冷凝管道剖面图；

图3是本实用新型实施例尾排冷凝装置中冷凝管道结构示意图；

图4是本实用新型实施例尾排冷凝装置中套管结构示意图；

图5是本实用新型实施例尾排冷凝装置中冷凝管道进出口结构局部放大图；

图6是本实用新型实施例尾排冷凝装置中液位计结构局部放大图；

图中标号：

1、冷凝管道；11、尾气进口；12、冷凝水出口；13、尾气出口；2、套管；21、冷却水进口；22、冷却水出口；3、排水总成；31、液位计；32、排水电磁阀；33、弯管；34、排水手阀；35、接线盒；4、第一接头；5、第二接头；6、燃料电池尾排管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中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作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。

实施例一：

如图1所示，尾排冷凝装置，包括冷凝管道1、套管2、排水总成3、第一接头4、第二接头5。

如图3所示，所述冷凝管道1为管道，其底部包括尾气进口11、冷凝水出口12，如图1、图5所示，尾气进口11与燃料电池尾排管道6通过卡盘或法兰连接，所述冷凝水出口12与所述排水总成3连接，所述冷凝管道1的顶端为尾气出口13。

如图2所示，所述套管2套接在所述冷凝管道1外部并与冷凝管道1之间形成冷却水通道；所述套管2为筒状结构，其顶端与底部具有环形片，环形片的内孔与冷凝管道1的外径相同，套管2套接在所述冷凝管道1后通过焊接实现连接。如图4所示，所述套管2包括与冷却水通道相通的冷却水进口21、冷却水出口22；所述第一接头4与所述冷却水进口21连接，所述第二接头5与所述冷却水出口22连接。通过第一接头4与第二接头5可以实现冷却水的开关、流量的调节。第一接头4与第二接头5分别与冷却水进口21、冷却水出口22通过螺纹连接。

本实施例根据实际需要设置套管2的容积，并根据换热情况调节第一接头4与第二接头5的流量以达到最优的冷却效果。

本实施例中，所述冷凝管道1为竖直布置，所述冷却水进口21位于所述套管2的底部，所述冷却水出口22位于所述套管2的顶部。冷凝管道1竖向布置，使得高湿高热的尾气在冷凝管道1内冷却后依靠自身重量向下流，便于收集冷凝水。

如图1所示，本实施例工作时，当氢燃料电池开始工作时，燃料电池尾排管道6中大量高湿高热的尾气进入冷凝管道1，此时打开冷却水，冷却水在套管2内部开始循环，大幅度降低燃料电池尾排气体的温度，会形成大量的冷凝水，冷凝水沿着冷凝管道1的管壁向下端流去进入排水总成3进行排水。

本实施例采用套管2与冷凝管道1相结合，套管2内部引入流动的冷却水，大大提高了尾排气体冷凝效率，冷凝更加充分，冷凝效果好，省去了冬季气温低冷凝水结冰堵塞尾排管道的问题，有利于燃料电池系统的正常运行。且与冷凝板换相比，套管2和冷凝管道1体积小结构简单，便于后期安装和维护，且制造成本远低于冷凝板换，性价比高。

实施例二：

如图1、图6所示，本实施例在实施例一的基础上，所述排水总成3包括液位计31、排水电磁阀32、弯管33、排水手阀34、接线盒35；

参考图5所示，所述弯管33的顶端与所述冷凝管道1的冷凝水出口12通过卡盘或法兰连接，图6所示，另一端与所述液位计31的入口连接，所述排水电磁阀32与所述液位计31连接，所述排水手阀34连接所述液位计31的底部。所述液位计31的顶端连接接线盒35。

本实施例工作时，当氢燃料电池开始工作时，燃料电池尾排管道6中大量高湿高热的尾气进入冷凝管道1，此时打开冷却水，冷却水在套管2内部开始循环，大幅度降低燃料电池尾排气体的温度，会形成大量的冷凝水，冷凝水沿着冷凝管道1的管壁向下端流去，经过弯管33，流入磁翻板液位计中，当磁翻板液位计达到高液位时，打开排水电磁阀32进行排水，当排水电磁阀32失效时，可以手动打开排水手阀34进行排水，保证了设备的正常工作，液位计31可选用磁翻板液位计，通过接线盒35与外部电性连接，实现工作的开启。

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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.尾排冷凝装置，其特征在于，包括冷凝管道、套管、排水总成，所述冷凝管道的底部包括尾气进口、冷凝水出口，所述冷凝水出口与所述排水总成连接，所述冷凝管道的顶端为尾气出口，所述套管套接在所述冷凝管道外部并与冷凝管道之间形成冷却水通道；所述套管包括与冷却水通道相通的冷却水进口、冷却水出口。

2.根据权利要求1所述的尾排冷凝装置，其特征在于，还包括第一接头、第二接头，所述第一接头与所述冷却水进口连接，所述第二接头与所述冷却水出口连接。

3.根据权利要求1所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述冷凝管道竖直布置，所述冷却水进口位于所述套管的底部，所述冷却水出口位于所述套管的顶部。

4.根据权利要求1所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述套管与所述冷凝管道焊接。

5.根据权利要求1所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述排水总成包括液位计、排水电磁阀，所述液位计与所述冷凝管道的冷凝水出口连接，所述排水电磁阀与所述液位计连接。

6.根据权利要求5所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述排水总成还包括弯管，所述弯管的一端与所述冷凝管道的冷凝水出口连接，另一端与所述液位计的入口连接。

7.根据权利要求5所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述排水总成还包括排水手阀，所述排水手阀连接所述液位计的底部。

8.根据权利要求5所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述液位计的顶端连接接线盒。

9.根据权利要求6所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述弯管与所述冷凝水出口通过卡盘连接。

10.根据权利要求1所述的尾排冷凝装置，其特征在于，所述冷凝管道的尾气出口与燃料电池尾排管道连接。