本发明专利技术公开一种缓冲扩散汽水分离器、试验室及燃料电池尾气排放装置，涉及燃料电池技术领域，缓冲扩散汽水分离器包括壳体、气体入口、混合气体出口、多个折流板和多个肋加强板，气体入口和混合气体出口分别设置于壳体的两端，多个折流板交错设置于壳体内壁上，气体流通方向与折流板相垂直，气体入口用于通入压缩气体和尾气。缓冲扩散汽水分离器可以应用于试验室尾气排放装置和燃料电池尾气排放装置中，通过在壳体内部设置折流板实现尾气(含脉冲Purge排放的氢气)和新增空气的缓冲扩散和汽水分离，将扩散稀释器和汽水分离器集成在一起，结构集成简化，体积大幅降低，取消了冷却水系统，大幅度降低了设备的投资和运行成本。大幅度降低了设备的投资和运行成本。大幅度降低了设备的投资和运行成本。
【技术实现步骤摘要】
缓冲扩散汽水分离器、试验室及燃料电池尾气排放装置
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种缓冲扩散汽水分离器、试 验室及燃料电池尾气排放装置。
技术介绍
[0002]氢燃料电池电动汽车相比燃油汽车具有零排放、无污染、高效节能、噪声 低，相比传统电动汽车具有续驶里程长、加氢快，具有明显的优势。氢燃料电 池是氢气在催化剂作用下与氧气化学反应生成水，直接将化学能转化为电能， 作为氢燃料电池电动汽车的主要动力源。在燃料电池系统中，进入电堆中的氢 气有很大一部分并未参与氢氧化学反应，为了提高氢气的利用率,这部分氢气 在引射器和氢气循环泵的作用下通过循环回路进入电堆阳极入口前的引射器 中，并与储氢罐排出的氢气混合后进入电堆中；随着运行时间延续，电堆阳极 中的氢气不可避免进入或产生杂质，同时阳极侧由于氢气进气加湿冷凝、阴极 化学反应生成的水渗透、出口毛细作用倒吸等原因导致电堆内部堵水，影响电 堆性能。
[0003]目前，一般通过定期排放氢气，利用压力排氢带出多余的水分，又称作 Purge排氢，由此带来问题是尾气排放气体中氢气浓度骤增。另外，氢燃料电 池电动车辆的储氢瓶或氢气管道中的氢气在超温超压(氢气压力大于设定标 准)时，氢气泄压阀会自动打开以保证系统安全。当泄压阀打开时，会有高纯 度的氢气排出。氢气高浓度排放可能发生氢气火灾或爆炸的安全风险，综上可 知，燃料电池系统及测试试验室、车辆及测试试验室的排放尾气不能直接排放 到大气中，需要对尾气进行处理，符合标准后排放。
[0004]如图4所示，现有试验室尾气排放技术中一般采用扩散稀释器27对排放 的尾气与新鲜空气的混合以减低可能的超标氢气浓度，再通过换热汽水分离器 28实现液态水的和混合气体的分别排放。燃料电池系统或车辆排放的尾气， 经橡胶软管30、尾气入口进入扩散稀释器27，由试验室压缩空气提供的新鲜 空气经管道及压缩空气入口也同时进入扩散稀释器27，该两股气体进入后立 即缓冲扩散混合，降低氢气浓度。
[0005]混合气体经扩散稀释器27出来再进入换热汽水分离器28，在扩散稀释器 27和换热汽水分离器28之间连接的管道上安装有氢气传感器10＇实时监测氢 气浓度，氢气传感器10＇信号输出到压缩空气管道电磁阀11＇，当氢气传感器 10＇浓度高于限值时，压缩空气管道电磁阀11＇开度加大，增加稀释用的新 鲜空气流量，降低混合后的气体中氢气浓度直至低于限值。稀释后的混合气体 在换热汽水分离器28内经过冷却水系统换热冷却，实现汽水分离。经汽水分 离后的混合气体再经阻火器13＇进入试验室屋顶的防爆风机14＇后排出到室 外的大气中，保障试验室安全。混合气体冷却分离的液态水沉积到换热汽水分 离器28底部，通过排水阀29定时打开排出多余的水分。
[0006]现有的尾气排放装置结构复杂，体积大，造价高。排放尾气与压缩空气在 扩散稀释器27中进行缓冲扩散、稀释，然后再进入换热汽水分离器28中进行 汽水分离，投资和运行成本高。传统方案采用柜式半密闭装置散热不好，另外 燃料电池电动车辆排放出来的尾气温度大约70℃-80℃，为实现汽水分离，增 加汽水分离器(管程或板式换热器)，需增加冷
却水系统实现降温，进一步增 加了造价，同时也增加了能耗、装置的投资和运行成本。
技术实现思路
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种缓冲扩散汽水分离器、试验室及燃 料电池尾气排放装置，结构集成简化，体积大幅降低，降低了设备的投资和运 行成本。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]本专利技术提供一种缓冲扩散汽水分离器，包括壳体、气体入口、混合气体出 口、多个折流板和多个肋加强板，所述气体入口和所述混合气体出口分别设置 于所述壳体的两端，多个所述折流板交错设置于所述壳体内壁上，所述气体流 通方向与所述折流板相垂直，所述气体入口用于通入压缩气体和尾气；各所述 折流板上均固定有一个所述肋加强板，所述肋加强板的侧面固定于所述壳体内 壁上，所述肋加强板设置于远离所述气体入口的一侧。
[0010]本专利技术还提供一种试验室尾气排放装置，包括缓冲扩散汽水分离器、压缩 空气输送管、压缩空气管道电磁阀、气体输出管、氢气传感器和控制器，所述 壳体竖直设置，所述混合气体出口位于所述壳体顶部，所述气体输出管与所述 混合气体出口连接，所述氢气传感器设置于所述混合气体出口处，所述气体入 口包括位于所述壳体底部的压缩空气入口和尾气入口，所述压缩空气输送管与 所述压缩空气入口连接，所述压缩空气管道电磁阀设置于所述压缩空气输送管 上，所述氢气传感器和所述压缩空气管道电磁阀均与所述控制器连接。
[0011]优选地，还包括液位传感器和设置于所述壳体底部的排水管，所述排水管 上设置有排水电磁阀，所述液位传感器设置于所述壳体内壁的下部，所述液位 传感器和所述排水电磁阀均与所述控制器连接。
[0012]优选地，还包括金属波纹管，所述金属波纹管一端用于通入尾气，所述金 属波纹管另一端与所述尾气入口连接。
[0013]优选地，还包括阻火器和防爆风机，所述气体输出管穿过试验室屋顶并伸 至试验室外部，所述阻火器和所述防爆风机均设置于所述气体输出管上且位于 试验室屋顶外部。
[0014]本专利技术还提供一种燃料电池尾气排放装置，包括缓冲扩散汽水分离器、燃 料电池系统、氢气浓度传感器、消声器和整车控制器，所述壳体水平设置，所 述氢气浓度传感器设置于所述混合气体出口上，所述气体入口内侧设置有所述 消声器，所述燃料电池系统包括氢燃料电池阳极、氢燃料电池阴极、第一阳极 管路、第二阳极管路、第三阳极管路、减压阀、供氢电磁阀、氢喷射器、氢循 环泵、排氢电磁阀、第一阴极管路、第二阴极管路、第三阴极管路、空压机、 中冷器和三通电磁阀，所述第一阳极管路一端与所述氢燃料电池阳极的入口连 接，所述第一阳极管路另一端用于与储氢系统连接，所述减压阀、所述供氢电 磁阀和所述氢喷射器由外至内依次设置于所述第一阳极管路上，所述第二阳极 管路的两端分别与所述氢燃料电池阳极的出口和所述第一阳极管路连接，所述 第二阳极管路设置于所述供氢电磁阀和所述氢喷射器之间，所述氢循环泵设置 于所述第二阳极管路上，所述第三阳极管路的两端分别与所述氢燃料电池阳极 的出口和所述气体入口连接，所述排氢电磁阀设置于所述第三阳极管路上，所 述第一阴极管路与所述氢燃料电池阴极的入口连接，所述空压机、所述中冷器 和所述三通电磁阀由外至内依次设置于所述第一阴极管路上，所述三通电磁阀 的另一端口与所述第二阴极管路的一端连接，所述第二阴极管路的另一端与所 述
气体入口连接，所述第三阴极管路的两端分别与所述氢燃料电池阴极的出口 和所述第二阴极管路连接，所述氢气浓度传感器、所述供氢电磁阀和所述三通 电磁阀均与所述整车控制器连接。
[0015]优选地，所述折流板上设置有多个消声孔。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术提供的缓冲扩散汽水分离器、试验室及燃料电池尾气排放装置，缓本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种缓冲扩散汽水分离器，其特征在于，包括壳体、气体入口、混合气体出口、多个折流板和多个肋加强板，所述气体入口和所述混合气体出口分别设置于所述壳体的两端，多个所述折流板交错设置于所述壳体内壁上，所述气体流通方向与所述折流板相垂直，所述气体入口用于通入压缩气体和尾气；各所述折流板上均固定有一个所述肋加强板，所述肋加强板的侧面固定于所述壳体内壁上，所述肋加强板设置于远离所述气体入口的一侧。2.一种试验室尾气排放装置，其特征在于，包括如权利要求1中所述的缓冲扩散汽水分离器、压缩空气输送管、压缩空气管道电磁阀、气体输出管、氢气传感器和控制器，所述壳体竖直设置，所述混合气体出口位于所述壳体顶部，所述气体输出管与所述混合气体出口连接，所述氢气传感器设置于所述混合气体出口处，所述气体入口包括位于所述壳体底部的压缩空气入口和尾气入口，所述压缩空气输送管与所述压缩空气入口连接，所述压缩空气管道电磁阀设置于所述压缩空气输送管上，所述氢气传感器和所述压缩空气管道电磁阀均与所述控制器连接。3.根据权利要求2所述的试验室尾气排放装置，其特征在于，还包括液位传感器和设置于所述壳体底部的排水管，所述排水管上设置有排水电磁阀，所述液位传感器设置于所述壳体内壁的下部，所述液位传感器和所述排水电磁阀均与所述控制器连接。4.根据权利要求2所述的试验室尾气排放装置，其特征在于，还包括金属波纹管，所述金属波纹管一端用于通入尾气，所述金属波纹管另一端与所述尾气入口连接。5.根据权利要求2所述的试验室尾气排放装置，其特征在于，还包括阻火器和防爆风机，所述气体输出管穿过试验室屋顶并伸至试验室外部，所述阻火器和所述防爆风机均设置于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋增友，王大威，张磊，于曙光，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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