本发明专利技术公开了一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置，该空气压缩装置旨在解决现在的氢燃料电池因为空气压缩机输送氧气不及时造成电堆反应不充分，使电池能耗大大增高的技术问题。该空气压缩装置包括压缩腔、安装于所述压缩腔前端的水平驱动电机、设置于所述水平驱动电机右侧的垂直驱动电机、设置于所述压缩腔前侧中间的中壁板。该空气压缩装置采用一号气腔和二号气腔分离设置，分别控制氧气和无氧空气之间交互流动，在二号气腔内通过垂直混合排扇将氧气与无氧空气充分混合，利用压缩机控制氧气的输入量来控制混合气体的浓度，与氢燃料接触时，可以使氢燃料充分反应，提高氢燃料的有效利用率，降低电池的单位时间能耗。位时间能耗。位时间能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置
[0001]本专利技术属于环保电池附属设备领域，具体涉及一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置。
技术介绍
[0002]氢燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应，转换成电能的装置，排出的废弃物只有水和热量，因为没有碳的排放，因此被认为是目前最有发展前途的一种能源，而氢作为能量来源就需要使用到空压机提供特定压力，为电堆反应提供必需流量的氧气。
[0003]空气压缩机向电堆输送氧气与氢燃料发生反应提供电池能量，氧气作为反应的催化剂，当单位反应时间内氧气供应量不足或不及时情况发生后，氢燃料无法充分与氧气接触反应，能量释放被大大削减，单位体积的氢原料有效利用率大大下降，造成电池的单位能耗增加。现有公开号：CN108666597A的专利技术专利，燃料电池系统，阴极气体冷却装置具备热交换器，该热交换器具有供阴极气体流入的第内部流路和被供给从燃料电池排出的水的第内部流路，并且利用在第内部流路中流动的水的汽化潜热对在第内部流路中流动的阴极气体进行冷却。第内部流路以及第内部流路在热交换器的内部成为各自独立的流路，由此使得因与在第内部流路中流动的阴极气体进行热交换而产生于第内部流路内的水蒸气不流入第内部流路，通过高效地进行阴极气体的冷却，又抑制燃料电池系统整体的冷却性能的降低，来控制电堆反应的稳定进行，降低电池能耗，但是该专利并未在燃料电池的氧气供应和空压机的排风效率方面做出改进。
[0004]因此，针对上述氢燃料电池空压机氧气输送不稳定造成电池能耗增高的情况，开发一种新型空压机排风结构，利用高速离心式的涡轮机构加强氧气输送的效率，提高氢燃料的有效利用率，降低电池的使用能耗。
技术实现思路
[0005]（1）要解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置，该空气压缩装置旨在解决现在的氢燃料电池因为空气压缩机输送氧气不及时造成电堆反应不充分，使电池能耗大大增高的技术问题。
[0006]（2）技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了这样一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置，该空气压缩装置包括压缩腔、安装于所述压缩腔前端的水平驱动电机、设置于所述水平驱动电机右侧的垂直驱动电机、设置于所述压缩腔前侧中间的中壁板，所述压缩腔后端固定安装有压缩机，所述压缩腔后端左侧固定安装有氧气供应腔，所述压缩腔后端右侧固定安装有无氧气体供应腔，所述压缩腔前端左侧设置有氧气供应口，所述压缩腔前端右侧设置有无氧气体供应口，所述压缩腔前端水平安装有一号气腔和二号气腔，所述一号气腔设置于所述二号气腔左侧，所述水平驱动电机前端活动连接有水平加速
排扇，所述压缩腔前端固定连接有安装台，所述垂直驱动电机水平等距分布于所述安装台上端，所述垂直驱动电机上端活动连接有垂直混合排扇，所述水平加速排扇设置于所述垂直混合排扇左侧，所述一号气腔与所述二号气腔之间连接有固定环，所述中壁板安装于所述固定环内侧，所述二号气腔内侧安装有双端直驱风机，所述二号气腔前端安装有前置风叶，所述前置风叶活动连接于所述双端直驱风机前端，所述双端直驱风机后端活动连接有后置风叶，所述一号气腔前端固定安装有制冷机，所述制冷机后端固定安装有冷却管，所述冷却管设置于所述一号气腔内侧。
[0007]使用本技术方案的一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置时，压缩机将氧气在压缩腔内压缩并通过氧气供应口排入一号气腔，同时无氧空气进入二号气腔内，在水平加速排扇的高速旋转下带动氧气通过中壁板流入二号气腔，与空气接触后再通过垂直混合排扇高速旋转充分混合达到最佳的反应浓度，再通过双端直驱风机带动前置风叶和后置风叶加强氧气混合气体的排出速率，与氢燃料充分反应，降低电池能耗。
[0008]优选的，所述压缩腔上端横向开设有滤网槽，所述滤网槽内侧安装有过滤网，所述压缩腔内侧中间安装有一号隔板，所述一号隔板垂直于所述过滤网前侧，所述一号隔板设置于所述氧气供应口与所述无氧气体供应口之间。过滤网将进入压缩腔内的氧气和无氧空气内含有的杂质去除，防止最终形成的混合气体内的杂质在反应的过程中生产坚硬的固定颗粒物，不易清理，造成电池内部的结构损伤。
[0009]优选的，所述一号气腔后端设置有一号对接口和一号通口，所述氧气供应口活动于所述一号对接口内侧，所述水平驱动电机活动于所述一号通口内侧，所述水平加速排扇设置于所述一号气腔内侧。水平驱动电机带动水平加速排扇高速旋转，利用外侧均匀设置的片状翼板结构加速一号气腔内氧气的流动，令氧气单位时间内流入二号气腔的量增大。
[0010]优选的，所述二号气腔后端设置有二号对接口和二号通口，所述无氧气体供应口活动于所述二号对接口内侧，所述安装台活动于所述二号通口内侧，所述垂直驱动电机和所述垂直混合排扇设置于所述二号气腔内侧。垂直驱动电机带动垂直混合排扇高速旋转，令氧气与无氧空气的混合更加均匀，在与氢燃料接触反应时可以提高燃料的有效利用率，节少氢燃料的浪费。
[0011]优选的，所述一号气腔内侧下端开设有导排口，所述导排口设置于所述冷却管下方，所述导排口下端固定连接有L型密封排水腔，所述密封排水腔下端设置于所述一号气腔左侧。氧气内含有的水蒸气在接触到冷却管时生成冷凝水沿冷却管表面流入导排口并最终通过密封排水腔排出，密封排水腔的L型弯折结构防止杂质气体进入一号气腔。
[0012]优选的，所述二号气腔内侧下端横向连接有导向支座，所述导向支座内侧滑动连接有L型二号隔板，所述二号隔板设置于所述双端直驱风机后侧，所述后置风叶安装于所述二号隔板内侧。双端直驱风机前后两端的驱动机构同时带动前置风叶和后置风叶高速转动，在两组风叶之间形成低压环境，加速二号气腔内混合气体的流入速度，使单位时间内混合气体与氢燃料的接触量增大。
[0013]优选的，所述二号气腔前端固定连接有密封圈，所述密封圈设置于所述前置风叶外侧。二号气腔的前端与电池内的氢燃料反应腔对接，通过密封圈将对接部位密封，防止混合气体外泄引起安全问题。
[0014]优选的，所述固定环左右两端均开设有卡扣槽，所述中壁板左右两端均固定连接
有卡扣头，所述卡扣头卡扣连接于所述卡扣槽内侧，所述中壁板右端竖向分布有开口倾斜向上的定向排气口。中壁板通过卡扣槽和卡扣头的卡扣连接，方便安拆更换，定向排气口的倾斜向上结构令氧气进入二号气腔时处于结构的上半部分，利用压缩冷却氧气的自重自然下沉到结构下部，过程中与无氧空气充分混合。
[0015]（3）有益效果与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置采用一号气腔和二号气腔分离设置，分别控制氧气和无氧空气之间交互流动，在一号气腔内通过水平加速排扇加大氧气的单位之间通过量，并在二号气腔内通过垂直混合排扇将氧气与无氧空气充分混合，利用压缩机控制氧气的输入量来控制混合气体的浓度，使其达到最佳的反应浓度，与氢燃料接触时，可以使氢燃料充分反应，提高氢燃料的有效利用率，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置，该空气压缩装置包括压缩腔（1）、安装于所述压缩腔（1）前端的水平驱动电机（9）、设置于所述水平驱动电机（9）右侧的垂直驱动电机（12）、设置于所述压缩腔（1）前侧中间的中壁板（15）；其特征在于，所述压缩腔（1）后端固定安装有压缩机（2），所述压缩腔（1）后端左侧固定安装有氧气供应腔（3），所述压缩腔（1）后端右侧固定安装有无氧气体供应腔（4），所述压缩腔（1）前端左侧设置有氧气供应口（5），所述压缩腔（1）前端右侧设置有无氧气体供应口（6），所述压缩腔（1）前端水平安装有一号气腔（7）和二号气腔（8），所述一号气腔（7）设置于所述二号气腔（8）左侧，所述水平驱动电机（9）前端活动连接有水平加速排扇（10），所述压缩腔（1）前端固定连接有安装台（11），所述垂直驱动电机（12）水平等距分布于所述安装台（11）上端，所述垂直驱动电机（12）上端活动连接有垂直混合排扇（13），所述水平加速排扇（10）设置于所述垂直混合排扇（13）左侧，所述一号气腔（7）与所述二号气腔（8）之间连接有固定环（14），所述中壁板（15）安装于所述固定环（14）内侧，所述二号气腔（8）内侧安装有双端直驱风机（16），所述二号气腔（8）前端安装有前置风叶（17），所述前置风叶（17）活动连接于所述双端直驱风机（16）前端，所述双端直驱风机（16）后端活动连接有后置风叶（18），所述一号气腔（7）前端固定安装有制冷机（19），所述制冷机（19）后端固定安装有冷却管（20），所述冷却管（20）设置于所述一号气腔（7）内侧。2.根据权利要求1所述的一种低能耗的氢燃料电池专用直驱高速离心式空气压缩装置，其特征在于，所述压缩腔（1）上端横向开设有滤网槽（21），所述滤网槽（21）内侧安装有过滤网（22），所述压缩腔（1）内侧中间安装有一号隔板（23），所述一号隔板（23）垂直于所述过滤网（22）前侧，所述一号隔板（23）设置于所述氧气供应口（5）与所述无氧气体供应口（6）之间。3.根据权利要求1所述的一种低能耗...
【专利技术属性】
技术研发人员：温鲜慧，王爱玲，代克金，潘剑飞，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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