燃料电池供氢循环系统技术方案

技术编号:40388407 阅读:4 留言:0更新日期:2024-02-20 22:21
本技术公开了一种燃料电池用供氢循环系统,包括:反应电堆、氢气源、温压一体传感器、汽水分离器、串联连接的引射器和氢气循环泵。氢气进入到反应电堆反应之前需经过中压传感器、过滤器、氮气吹扫阀、截止阀、比例阀、引射器和温压一体传感器。反应完成后,反应电堆生成的液态水和氢气的混合物会经过与反应电堆出口连接的汽水分离器,分离出的氢气经过排气阀进入氢气循环泵回到引射器被重新利用。引射器和氢气循环泵串联的方式,在提升燃料电池反应电堆过量氢气的回收利用率的同时,还可以为进入反应电堆的氢气加湿。氢气循环泵中还加入了降流阻设计,使得流阻小,回流比大,减少了燃料电池启动破冰风险。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于燃料电池,具体涉及一种燃料电池供氢循环系统


技术介绍

1、燃料电池是一种高效率、高功率密度、零排放的发电系统,已广泛的应用在各个领域中。燃料电池是一种非燃烧过程的电化学能转换装置,将氢气和氧气的化学能连续不断地转换为电能。与传统电池最大不同之处是燃料电池是发电设备而不是储能设备。

2、由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高。另外,燃料电池用氢气和氧气作为原料,同时没有机械传动部件,故排放出的有害气体极少,使用寿命长。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术。

3、燃料电池一般包含供氢循环系统、空气供给系统、水热管理系统、加热系统等多个子系统。燃料电池的每个子系统自成一体,相对独立的完成各自的任务,又互有联系。

4、对于供氢循环系统而言,其作用就是实现整个燃料电池的氢气用量需求。现有的燃料电池供氢循环系统,氢气循环泵和引射器一般采用并联连接的方式,氢气循环泵的氢气与比例阀的氢力会合后从引射器的入口一起进入到引射器进行循环利用,使氢气利用率维持在95%以上,有效控制过量氢气排放。

5、燃料电池反应电堆对于氢气流量的稳定输送以及快速响应流量需求变化有较高要求,而且供给系统中循环换系统的设计可以有效的改善氢燃料利用效率,因而对燃料电池供氢循环系统的改进设计对燃料电池具有重要意义。


技术实现思路

1、本技术针对现有技术的燃料电池反应电堆过量氢气的回收利用率低、无法为进入电堆的氢气加湿的技术问题,目的在于提供一种燃料电池供氢循环系统。

2、所述燃料电池用供氢循环系统,包括:

3、一反应电堆;

4、一氢气源,位于所述反应电堆入口的上游;

5、一引射器,位于所述反应电堆入口的上游,连接在所述氢气源与所述反应电堆入口之间;

6、一汽水分离器,所述汽水分离器的入口连接在所述反应电堆的出口;

7、一氢气循环泵,所述氢气循环泵的入口与所述汽水分离器的出气口连接,其特征在于,所述氢气循环泵与所述引射器串联连接。

8、较佳地是,所述氢气循环泵的出口与所述引射器的回流口连接以实现串联。

9、较佳地是,所述氢气循环泵为旋涡式氢气循环泵。

10、较佳地是,所述旋涡式氢气循环泵为降流阻的旋涡式氢气循环泵。

11、较佳地是,燃料电池用供氢循环系统还包括:一中压传感器、一过滤器、一氮气吹扫阀、一截止阀和/或一比例阀,连接在所述氢气源与所述引射器的入口之间。

12、较佳地是,所述中压传感器、所述过滤器、所述氮气吹扫阀、所述截止阀和所述比例阀依次连接在所述氢气源与所述引射器的入口之间。

13、较佳地是,所述燃料电池用供氢循环系统还包括一温压一体传感器,分别与所述引射器的出口和所述反应电堆的入口连接。

14、较佳地是,所述汽水分离器的出气口处连接有一排气阀,所述氢气循环泵的入口通过所述排气阀与所述汽水分离器的出气口连接。

15、较佳地是,所述汽水分离器的出水口处连接有一排水阀,所述排水阀的出口与一尾排管连接,所述排气阀还与所述尾排管连接,所述尾排管的出口还连接有尾排消音器。

16、较佳地是,所述燃料电池用供氢循环系统还包括一泄压阀,所述泄压阀的一端连接在所述排水阀尾排管上,另一端连接在所述比例阀和所述引射器之间。

17、本技术的积极进步效果在于:

18、1)本技术的燃料电池供氢循环系统采用引射器和氢气循环泵串联的方式,可以有效保证燃料电池反应电堆的氢气回收利用率的同时降低燃料电池反应电堆的功耗。

19、2)本技术的燃料电池供氢循环系统采用引射器和氢气循环泵串联的方式,燃料电池反应电堆过量未反应完全的氢气进行回收利用的同时,引射器和氢气循环泵回流的湿氢气与经过比例阀的干氢气混合,为可以调节进入反应电堆的氢气加湿的湿度。

20、3)本技术的燃料电池供氢循环系统采用引射器和氢气循环泵串联的方式,且在氢气循环泵为降流阻的氢气循环泵,使得流阻小,回流比大,减少了燃料电池启动破冰风险。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池供氢循环系统,包括:

2.如权利要求1所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述氢气循环泵的出口与所述引射器的回流口连接以实现串联。

3.如权利要求1所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述燃料电池用供氢循环系统还包括:一中压传感器、一过滤器、一氮气吹扫阀、一截止阀和/或一比例阀,连接在所述氢气源与所述引射器的入口之间。

4.如权利要求3所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述中压传感器、所述过滤器、所述氮气吹扫阀、所述截止阀和所述比例阀依次连接在所述氢气源与所述引射器的入口之间。

5.如权利要求1所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述燃料电池用供氢循环系统还包括一温压一体传感器,分别与所述引射器的出口和所述反应电堆的入口连接。

6.如权利要求3所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述汽水分离器的出气口处连接有一排气阀,所述氢气循环泵的入口通过所述排气阀与所述汽水分离器的出气口连接。

7.如权利要求6所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述汽水分离器的出水口处连接有一排水阀,所述排水阀的出口与一尾排管连接,所述排气阀还与所述尾排管连接,所述尾排管的出口还连接有尾排消音器。

8.如权利要求7所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述燃料电池用供氢循环系统还包括一泄压阀,所述泄压阀的一端连接在所述排水阀尾排管上,另一端连接在所述比例阀和所述引射器之间。

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【技术特征摘要】

1.一种燃料电池供氢循环系统,包括:

2.如权利要求1所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述氢气循环泵的出口与所述引射器的回流口连接以实现串联。

3.如权利要求1所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述燃料电池用供氢循环系统还包括:一中压传感器、一过滤器、一氮气吹扫阀、一截止阀和/或一比例阀,连接在所述氢气源与所述引射器的入口之间。

4.如权利要求3所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述中压传感器、所述过滤器、所述氮气吹扫阀、所述截止阀和所述比例阀依次连接在所述氢气源与所述引射器的入口之间。

5.如权利要求1所述的燃料电池供氢循环系统,其特征在于所述燃料电池用供氢循环系统还包...

【专利技术属性】
技术研发人员:王志斌
申请(专利权)人:氢通上海新能源科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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