一种燃料电池系统氢气回收装置制造方法及图纸

一种燃料电池系统氢气回收装置，包括：涡轮驱动装置，设置有空气输入口；氢气压缩装置，与涡轮驱动装置驱动连接，其设置有氢气进口和氢气出口；燃料电池，设置有氢气的输入端、氢气的输出端和空气的输入端、空气的输出端，其中，燃料电池的氢气的输入端连通至氢气压缩装置的氢气出口，燃料电池的氢气输出端连通至氢气压缩装置的氢气进口，燃料电池的空气输出端连通至涡轮驱动装置的空气输入口。采用这样的燃料电池系统氢气回收装置，减少了燃料电池发动机自耗电，增加了燃料电池发动机系统的功率密度，和燃料电池净功率输出。

A hydrogen recovery device for fuel cell system

A hydrogen recovery device of a fuel cell system includes: a turbine drive device, which is provided with an air input port; a hydrogen compression device, which is connected with the turbine drive device, which is provided with a hydrogen inlet and a hydrogen outlet; a fuel cell, which is provided with an input end of hydrogen, an output end of hydrogen, an input end of air and an output end of air, wherein, the hydrogen input of the fuel cell The end is connected to the hydrogen outlet of the hydrogen compression device, the hydrogen output end of the fuel cell is connected to the hydrogen inlet of the hydrogen compression device, and the air output end of the fuel cell is connected to the air input port of the turbine drive device. The hydrogen recovery device of the fuel cell system reduces the self consumption of the fuel cell engine, increases the power density of the fuel cell engine system and the net power output of the fuel cell.

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统氢气回收装置
本专利技术涉及氢气回收
，尤其涉及燃料一种燃料电池系统氢气回收装置。
技术介绍
氢燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池。氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。氢燃料电池发动机系统在工作过程中，会对排出的剩余氢气进行回收，进行二次循环使用，现有技术中是使用高速电机驱动的压缩装置进行回收，功率在400-1000W，会增加燃料电池系统的自消耗功率，降低燃料电池发动机的功率密度，减少燃料电池的净功率输出，并且电机与压缩机之间的动密封原件易损坏，存在氢气泄露和润滑介质泄露危险，遇明火燃烧或者爆炸的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用燃料电池空气尾气排放能量驱动的燃料电池系统氢气回收装置。为解决上述问题，本专利技术提供了一种燃料电池系统氢气回收装置，包括：涡轮驱动装置，设置有空气输入口；氢气压缩装置，与所述涡轮驱动装置驱动连接，其设置有氢气进口和氢气出口；燃料电池，设置有氢气的输入端、氢气的输出端和空气的输出端，其中，所述氢气的输入端连通至所述氢气出口，所述氢气的输出端连通至所述氢气进口，所述空气的输出端连通至所述空气输入口。进一步的，还包括连接装置；所述连接装置的一端连接至所述涡轮驱动装置的叶轮的中心，另一端连接至氢气压缩装置的叶轮的中心，以使所述涡轮驱动装置带动所述氢气压缩装置转动。进一步的，所述涡轮驱动装置还包括空气输出口，所述空气输出口将所述涡轮驱动装置内的空气输出至大气中。进一步的，还包括永磁驱动装置，设置在将所述涡轮驱动装置与所述氢气压缩装置之间；所述永磁驱动装置包括：第一连接杆、内磁转子、隔离套、外磁转子和第二连接杆；其中，所述第一连接杆的一端连接至所述氢气压缩装置的叶轮的中心，另一端连接所述内磁转子；所述隔离套套设所述内磁转子外部；所述外磁转子的一端内嵌有所述第二连接杆的一端，另一端套设在所述隔离套的外部，且与所述隔离套设有间隙，并与所述内磁转子对应设置；所述第二连接杆的另一端连接至所述涡轮驱动装置的叶轮的中心，使所述外磁转子转动的同时通过磁力带动所述内磁转子转动。进一步的，所述永磁驱动装置还包括：永磁电磁耦合磁浮轴承，设置在所述氢气压缩装置与所述涡轮驱动装置之间，套设在所述第一连接杆外；和/或，所述永磁电磁耦合磁浮轴承套设在第二连接杆外。进一步的，所述永磁驱动装置设置有四个所述永磁电磁耦合磁浮轴承；两个所述永磁电磁耦合磁浮轴承套设在第一连接杆外，分别设置在所述氢气压缩装置的叶轮的两侧；两个所述永磁电磁耦合磁浮轴承套设在第二连接杆外，分别设置在所述涡轮驱动装置的叶轮的两侧。进一步的，所述氢气压缩装置的所述氢气出口处与所述氢气进口处的氢气压比为0.2-2倍。进一步的，所述涡轮驱动装置为涡轮膨胀机；和/或，所述氢气压缩装置为离心式氢气压缩机。进一步的，所述永磁驱动装置还包括：密封圈，设置在所述隔离套与所述氢气压缩装置的壳体之间。进一步的，所述氢气压缩装置底部设置有冷凝水排放口，所述冷凝水排放口与外接的自动排水器连通，将所述氢气压缩装置产生的水排出。本专利技术还提供一种燃料电池发动系统，包括权利要求1-9任一所述的燃料电池系统氢气回收装置和燃料电池发动机；所述燃料电池系统氢气回收装置将所述燃料电池发动机排放的含水、水蒸气的氢气回收至燃料电池的氢气入口，且满足所述氢气入口压力的要求。本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：采用来自燃料电池空气尾气排放能量驱动涡轮驱动装置，减少了燃料电池的自消耗功率，增加了燃料电池发动机系统的功率密度，和燃料电池净功率输出。附图说明图1是本实施方式提供的一种燃料电池系统氢气回收装置组合图；图2是本实施方式提供的一种燃料电池系统氢气回收装置爆炸图。附图标记：1：涡轮驱动装置；11：空气输入口；12：空气输出口；2：氢气压缩装置；21：氢气进口；22：氢气出口；23：氢气压缩装置的壳体；3：永磁驱动装置；31：第一连接杆；32：内磁转子；33：隔离套；34：外磁转子；35：永磁电磁耦合磁浮轴承；36：密封圈。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。图1是本实施方式提供的一种燃料电池系统氢气回收装置组合图。图2是本实施方式提供的一种燃料电池系统氢气回收装置爆炸图。如图1-2所示，本实施方式提供一种燃料电池系统氢气回收装置，包括燃料电池，涡轮驱动装置1，氢气压缩装置2和永磁驱动装置3。具体如下：燃料电池分别与涡轮驱动装置1和氢气压缩装置2连通。燃料电池上设置有氢气的输入端、氢气的输出端和空气的输出端，涡轮驱动装置1上设置有空气输入口11和空气输出口12。燃料电池的空气的输出端与涡轮驱动装置1的空气输入口11连通，将其剩余的空气输入涡轮驱动装置1；涡轮驱动装置1的空气输出口12与大气连通，将涡轮驱动装置1内的空气输出至大气中。燃料电池输入至涡轮驱动装置1的空气压强大于大气压强，产生压强差，从而使涡轮驱动装置1的叶轮转动。涡轮驱动装置1与氢气压缩装置2通过永磁驱动装置3驱动连接。永磁驱动装置3的一端连接至涡轮驱动装置1的叶轮的中心，另一端连接至氢气压缩装置2的叶轮的中心，使涡轮驱动装置1带动氢气压缩装置2转动。氢气压缩装置2设置有氢气进口21和氢气出口22。燃料电池的氢气的输入端与氢气压缩装置2的氢气出口22连通，氢气的输出端与氢气进口21连通。燃料电池将没有消耗掉的氢气输入至氢气压缩装置2，氢气压缩装置2的叶轮快速转动，将这些氢气升压后，重回输回燃料电池发动机继续使用。涡轮驱动装置1可以采用涡轮膨胀机，和/或，氢气压缩装置2可以采用离心式氢气压缩机，在这里并不做限制。在另一个实施例中，还设置有永磁驱动装置3，该永磁驱动装设置在将所述涡轮驱动装置1与所述氢气压缩装置2之间；永磁驱动装置3包括：第一连接杆31、内磁转子32、隔离套33、外磁转子34和第二连接杆。第一连接杆31的一端连接至氢气压缩装置2的叶轮的中心，其另一端连接内磁转子32；隔离套33套设所述内磁转子32外部。内磁转子32为内空的圆筒形结构，第一连接杆31设置在其中间位置。圆筒形结构的外表面设置有一个或多个与圆筒形结构轴向相同的永磁条。隔离套33同样为圆筒形结构，内磁转子32包裹在隔离套33的内部。外磁转子34的两端分别为圆筒形结构。外磁转子34的一端内嵌有第二连接杆的一端，第二连接杆的另一端连接至涡轮驱动装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，包括：/n涡轮驱动装置(1)，设置有空气输入口(11)；/n氢气压缩装置(2)，与所述涡轮驱动装置(1)驱动连接，其设置有氢气进口(21)和氢气出口(22)；/n燃料电池，设置有氢气的输入端、氢气的输出端和空气的输出端，其中，所述氢气的输入端连通至所述氢气出口(22)，所述氢气的输出端连通至所述氢气进口(21)，所述空气的输出端连通至所述空气输入口(11)。/n

【技术特征摘要】
20190826 CN 20191079180361.一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，包括：
涡轮驱动装置(1)，设置有空气输入口(11)；
氢气压缩装置(2)，与所述涡轮驱动装置(1)驱动连接，其设置有氢气进口(21)和氢气出口(22)；
燃料电池，设置有氢气的输入端、氢气的输出端和空气的输出端，其中，所述氢气的输入端连通至所述氢气出口(22)，所述氢气的输出端连通至所述氢气进口(21)，所述空气的输出端连通至所述空气输入口(11)。


2.根据权利要求1所述燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述涡轮驱动装置(1)还包括空气输出口(12)，
所述空气输出口(12)将所述涡轮驱动装置(1)内的空气输出至大气中。


3.根据权利要求1所述的燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，还包括永磁驱动装置(3)，设置在将所述涡轮驱动装置(1)与所述氢气压缩装置(2)之间；
所述永磁驱动装置(3)包括：第一连接杆(31)、内磁转子(32)、隔离套(33)、外磁转子(34)和第二连接杆；其中，
所述第一连接杆(31)的一端连接至所述氢气压缩装置(2)的叶轮的中心，另一端连接所述内磁转子(32)；
所述隔离套(33)套设所述内磁转子(32)外部；
所述外磁转子(34)的一端内嵌有所述第二连接杆的一端，另一端套设在所述隔离套(33)的外部，且与所述隔离套(33)设有间隙，并与所述内磁转子(32)对应设置；所述第二连接杆的另一端连接至所述涡轮驱动装置(1)的叶轮的中心；使所述外磁转子(34)转动的同时通过磁力带动所述内磁转子(32)转动。


4.根据权利要求3所述的燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述永磁驱动装置(3)还包括：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，张立芳，孙柏刚，王凤平，
申请(专利权)人：北京久安通氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11