用于离心鼓风机系统的进气组件和包括该进气组件的燃料电池技术方案

一种用于离心鼓风机的进气组件，所述离心鼓风机具有：具有轴向入口和径向出口的壳体；叶轮，布置在壳体内，用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口并将处于更高的第二压力的气态介质通过径向出口排出；以及用于驱动叶轮的马达，所述进气组件包括：进气组件壳体，具有空气入口和空气出口和空气出口，所述空气出口可连接至离心鼓风机的鼓风机壳体的轴向入口；和止回阀，安装在进气组件壳体内，该止回阀定位成允许空气从空气入口通过进气组件壳体流向空气出口，并阻止空气从空气出口通过进气组件壳体流向空气入口。

Air intake assembly for centrifugal blower system and fuel cell including the air intake assembly

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于离心鼓风机系统的进气组件和包括该进气组件的燃料电池
本专利技术涉及离心鼓风机和包括该离心鼓风机的燃料电池，更特别地，涉及一种用于离心鼓风机的进气组件。
技术介绍
离心鼓风机或离心风扇是用于提供气态介质的流动或运动的公知类型的装置。一种普通类型的离心鼓风机包括：具有轴向指向的气体入口和径向指向的气体出口的壳体；布置在壳体内的叶轮，用于将处于第一压力的气体吸入入口中，并将处于第二较高压力的气体通过出口排出；和用于驱动(即旋转)叶轮的马达。这种通用类型的离心鼓风机的变型在例如美国专利No.4,917,572；5,839,879；6,877,954；7,061,758；7,351,031；7,887,290；7,891,942和U.S.2006/0051203中公开，其全部内容通过引用并入本文。已经公开了呈单个单元和多个独立单元配置的离心鼓风机，作为用于计算机、服务器和其他发热电子和电子装置和设备的冷却系统的部件。参见，例如，美国专利No.6,525,935；7,184,265；7,744,341；7,802,617；7,864,525；7,885,068；7,948,750；7,902,617；和7,885,068，其全部内容通过引用并入本文。已经公开了上述通用类型的离心鼓风机作为聚电解质膜(PEM)和固体氧化物燃料电池(SOFC)类型的燃料电池以及化学重整器(chemicalreformer)的部件，其中它们以一种或多种能力起作用，例如，将含氧化剂的气体(例如空气)流提供给燃料电池组件的阴极元件和/或将气态或蒸汽化燃料流提供给其阳极元件，将未消耗的燃料再循环到燃料电池组件的阳极元件，提供用于冷却燃料电池组件的冷空气流，或在燃料的外部或内部重整之前提供用于蒸发液体燃料的热气流，以提供用于燃料电池组件的操作的氢。具有一个或多个离心鼓风机的燃料电池鼓风机组件在例如美国专利No.6,497,971；6,830,842；7,314,679和7,943,260中有描述，其全部内容通过引用并入本文。在正常操作期间，燃料电池组件加热到范围为从350℃到超过900℃的温度。燃料电池组件的部件设计成在起动和正常操作模式期间保持其机械、化学和/或电气整体性。在冷却期间，无论过渡到低功率模式还是电源休眠程序，都可能会出现问题。例如，当系统冷却下来时，燃料电池组件内部的空气会凝结并在燃料电池组件中产生真空，该真空将继续通过空气入口吸入外部空气，或者也可能将废气以及可能的外部空气通过燃料电池组件的排气口吸回。燃料电池组件暴露于这种额外的空气或废气中可能导致破坏燃料电池堆的氧化。许多燃料电池组件和重整器利用环境空气作为氧源，以进行其中的电和化学反应以及单元内的温度控制。环境空气通常包括微粒(例如，污垢/灰尘)、污染物(例如，硫，碳氢化合物)和/或湿气，它们中的每一种都会损坏燃料电池和重整单元。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种离心鼓风机进气设备，其包括鼓风机单元和进气组件，该鼓风机单元包括：鼓风机壳体，具有轴向入口和径向出口；叶轮，设置在壳体内，用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口中，并将处于更高的第二压力的气态介质通过径向出口排出；以及用于驱动叶轮的马达，该进气组件包括：进气组件壳体，具有空气入口和空气出口，该空气出口连接至鼓风机单元的鼓风机壳体的轴向入口；和止回阀，安装在壳体内，该止回阀定位成允许空气从空气入口流动通过到空气出口，并阻止空气从空气出口流动通过到空气入口。此外，根据本专利技术，提供了一种用于离心鼓风机系统的进气组件，包括：一系列鼓风机单元、管道和进气组件，该系列中的每个鼓风机单元包括具有轴向入口和径向出口的鼓风机单元壳体，设置在鼓风机单元壳体内以用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口并将处于更高的第二压力的气态介质通过径向出口排出的叶轮，以及用于驱动叶轮的马达，该管道将所述一系列鼓风机单元中的至少一个鼓风机单元的径向出口与所述一系列鼓风机单元中的至少另一个鼓风机单元的轴向入口连接，该进气组件包括：具有空气入口和空气出口的进气组件壳体，所述空气出口可连接至所述一系列鼓风机单元中的第一鼓风机单元的鼓风机单元壳体的轴向入口；以及止回阀，安装在进气组件壳体内，被定位成允许空气从空气入口流动通过到空气出口，并阻止空气从空气出口流动通过到空气入口。此外，根据本专利技术，提供了一种用于离心鼓风机的进气组件，所述离心鼓风机具有：具有轴向入口和径向出口的壳体；叶轮，布置在壳体内，用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口并将处于更高的第二压力的气态介质通过径向出口排出；以及用于驱动叶轮的马达，该进气组件包括：进气组件壳体，具有空气入口和空气出口，该空气出口可连接至离心鼓风机的鼓风机壳体的轴向入口；止回阀，安装在进气组件壳体内，该止回阀定位成允许空气从空气入口通过进气组件壳体流向空气出口，并阻止空气从空气出口通过进气组件壳体流向空气入口。本文中用于离心鼓风机系统的进气组件提供了现有技术离心鼓风机的多个优点，特别是当结合在燃料电池或燃料重整器中以管理其中的气态介质的流动时。止回阀之前的进入空气的过滤可以用于过滤来自环境的颗粒物、挥发性化合物、潜在的含硫化合物，和过滤用于减少水分的干燥剂。止回阀之后的进入空气的过滤可用于过滤来自环境的颗粒、挥发性化合物、潜在的含硫化合物，和过滤用于减少水分的干燥剂。止回阀可防止零流量条件由风扇和其他过程空气发生回流。在高温下，这可能会因氧化而损坏固体氧化物燃料电池(SOFC)和催化剂。本专利技术可以防止这种情况的发生。过滤器可以是某种形式的网状泡沫(低压降)，并可能掺杂有特定材料以执行上述任务。止回阀可以是软的弹性体，其导致用于打开的很小的压降，并使用材料的轻微固有刚度和弹簧常数来关闭和密封。利用本专利技术的多鼓风机系统以满足燃料电池的气流要求，使得该系统既可以受益于用于控制的低惯性叶轮，又受益于用于提供所需的气体流量和压力的低驱动马达转速和功率消耗。因此，在其相比于具有相当气体流动能力的单个离心鼓风机而固有地具有更小的惯性力的多个离心鼓风机的集成或互连的布置中，本文的离心鼓风机系统提供了改进的响应时间，并相比于单个离心鼓风机单元，对较宽范围的气体压力和气体流量要求进行控制。具有多个离心鼓风机的这种布置的燃料电池鼓风机组件在例如美国专利No.9,017,893；9,593,686和9,512,846中描述，其全部内容通过引用并入本文。以这种具有多个离心鼓风机的布置为特征的另外的燃料电池鼓风机组件在例如2015年3月16日提交的国际申请No.PCT/US2012/020707和2016年9月22日公开的国际公开No.WO/2016/148681中进行了描述，其全部内容通过引用并入本文。根据以下详细描述和附图，本专利技术的这些和其他新颖的特征和优点将变得更加明显。附图说明图1A示出了双鼓风机系统的透视图，其中管道的一部分被切开，以示出第二鼓风机单元的入口和叶轮的一部分，根据本公开的进气组件可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心鼓风机进气设备，包括：/n鼓风机单元，包括：/n鼓风机壳体，其具有轴向入口和径向出口；/n叶轮，其设置在壳体内，用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口中，并将处于较高的第二压力的气态介质通过径向出口排出；和/n用于驱动叶轮的马达；和/n进气组件，包括：/n进气组件壳体，其具有空气入口和空气出口，所述空气出口连接至鼓风机单元的鼓风机壳体的轴向入口；和/n安装在壳体内的止回阀，其定位成允许空气从所述空气入口流动通过到所述空气出口，并阻止空气从所述空气出口流动通过到所述空气入口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 US 62/558,0051.一种离心鼓风机进气设备，包括：
鼓风机单元，包括：
鼓风机壳体，其具有轴向入口和径向出口；
叶轮，其设置在壳体内，用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口中，并将处于较高的第二压力的气态介质通过径向出口排出；和
用于驱动叶轮的马达；和
进气组件，包括：
进气组件壳体，其具有空气入口和空气出口，所述空气出口连接至鼓风机单元的鼓风机壳体的轴向入口；和
安装在壳体内的止回阀，其定位成允许空气从所述空气入口流动通过到所述空气出口，并阻止空气从所述空气出口流动通过到所述空气入口。


2.根据权利要求1所述的离心鼓风机进气设备，其中，所述止回阀包括柔性膜片，所述柔性膜片附接到所述进气组件壳体的入口。


3.根据权利要求1和2所述的离心鼓风机进气设备，其中，所述进气组件还包括定位于所述空气入口和所述空气出口中的至少一个处的至少一个空气过滤单元。


4.根据权利要求1至3所述的离心鼓风机进气设备，其中，所述空气过滤单元包括硫捕集器或干燥剂中的至少一种。


5.根据权利要求1至4所述的离心鼓风机进气设备，其中，所述进气组件壳体和所述鼓风机壳体是单件形成的或彼此可分离的中的至少一种情况。


6.一种固体氧化物燃料电池组件，其包括根据权利要求1所述的离心鼓风机进气设备。


7.一种用于离心鼓风机系统的进气组件，包括：
一系列鼓风机单元，所述系列中的每个鼓风机单元包括：具有轴向入口和径向出口的鼓风机单元壳体；设置在该鼓风机单元壳体内的叶轮，用于将处于第一压力的气态介质吸入轴向入口并将处于较高的第二压力的气态介质通过径向出口排出；以及用于驱动叶轮的马达；
管道，其将所述一系列鼓风机单元中的至少一个鼓风机单元的径向出口与所述一系列鼓风机单元中的至少另一个鼓风机单元的轴向入口连接；和
进气组件，包括：进气组件壳体，具有空气入口和空气出口，所述空气出口连接至所述一系列鼓风机单元中的第一鼓风机单元的鼓风机单元壳体的轴向入口；以及安装在所述进气组件壳体中的止回阀，其被定位成允许空气从所述空气入口流动通过到所述空气出口，并阻止空...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM芬纳蒂，P德瓦尔德，
申请(专利权)人：瓦特燃料电池公司，
类型：发明
国别省市：美国;US