专利名称：燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及调节装置，特别是一种用于调节燃料电池系统压力的燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置。
背景技术：
燃料电池按电化学原理将化学能转化为电能，其在工作时，必须不断地向电池内部送入燃料与氧化剂(如氢气和氧气)，与此同时，还要排出等摩尔的反应产物水。其中氧化剂的供给一般采用纯氧或空气，当采用空气作氧化剂时，空气的供给方式有两种，一种是采用风机或风扇常压供气，另一种是采用加压的空压机供气，一般燃料电池系统操作方式为恒压操作方式和变压操作方式。
无论是恒压操作，还是变压操作，一般在控制上采用燃料电池系统内的空气压力为主动，燃料氢气跟动空气压力，所以在空气出口的总管上都需要有调节阀来控制燃料电池系统尾气压力来控制燃料电池系统内的空气压力，调节阀的作用为改变管路的局部阻力系数。一般调节阀门根据控制方式有气动调节阀、电动调节阀、电磁式调节阀等，但阀门仍采用一些成品阀门，成品阀门一般最低承压6bar，目前燃料电池系统的操作压力分为常压操作与加压操作，加压操作压力一般为2bar左右，由于成品低压钢制阀门材质为铸造，连接方式为焊接、法兰联接或螺纹联接，不仅增加了系统的重量，而且为了方便检修还增加了一些管件如法兰或管接头，再加上气动或电动头，结果使燃料电池系统体积变大，从而降低了燃料电池系统的质量比功率及体积比功率的指标。如果采用气动控制，燃料电池系统上还需增加额外的仪表气源，当采用传统的电动、电磁式调节阀时，相对燃料系统控制其反应速度过慢。
实用新型内容为了解决上述的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种根据空气气量的变化，从而调整燃料电池系统内空气压力的燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置。
本实用新型的内容是通过以下技术方案来实现的本实用新型包括直管、上端盖及下端盖，直管的两端分别连接上端盖及下端盖，直管内设有管状橡胶隔膜，其两端分别连接在上端盖及下端盖上，上端盖及下端盖上均连接有法兰，法兰上设有接管；直管的侧壁上开有第三管口。
其中在管状橡胶隔膜与上端盖及下端盖的连接处，加设有内端环；在法兰与上端盖及下端盖的连接处，加设有“O”型圈。
本实用新型的优点与积极效果为1.结构紧凑。本实用新型接在燃料电池空气出口上，由管状橡胶隔膜分为内、外腔，根据空气气量的变化作用在管状橡胶隔膜压力的不同，隔膜随之压缩或膨胀，管径变小或变大，改变管路的局部阻力系数，从而调整燃料电池系统内的空气压力，结构紧凑。
2.重量轻。本实用新型只通过管状橡胶隔膜的变化来调整燃料电池系统内的空气压力，与现有的成品阀门调节相比省去了联接件的重量，使燃料电池系统的重量减轻了许多。
3.操作方便。本实用新型在外腔预充一定压力的气体，通过内、外腔的压力变化调整燃料电池系统内的空气压力，操作方便。
图1为本实用新型的整体结构示意图；图2为本实用新型的使用状态图之一；图3为本实用新型的使用状态图之二。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1所示，本实用新型连接在燃料电池空气出口上，根据空气气量的变化作用在管状橡胶隔膜9压力的不同，管状橡胶隔膜9随之压缩或膨胀，管径变小或变大，改变管路的局部阻力系数，从而调整燃料电池系统内空气压力。
本实用新型由直管1、上端盖2及下端盖14组成一密封筒体。直管1内设有管状橡胶隔膜9，其两端分别由内端环4密封固定在上端盖2及下端盖14上，带有接管6的法兰8分别用螺栓7固定在上端盖2及下端盖14上，在法兰与上端盖2及下端盖14的连接处，分别用“O”型圈3密封，直管1的侧壁上开有第三管口13。
直管1由管状橡胶隔膜9分成内腔10及外腔11，内腔10为电池出口空气通道，第一管口5与电池出口相连，第二管口12直通大气，外腔11内预先由第三管口13充有空气或惰性气体或空气，充气后将第三管口13堵住。由于内腔10的压力小于外腔11的压力，管状橡胶隔膜9被压缩，管状橡胶隔膜9的状态如图2所示。
当空气流量增大时，流速增大，通过系统的气体阻力增大，系统压力升高，气流作用在管状橡胶隔膜9上，外腔11的压力与内腔10的压力之差逐渐减小，管状橡胶隔膜9被逐渐回复，管径增大，局部阻力系数减小，这时系统压力下降，管状橡胶隔膜9的状态如图3所示。当空气流量继续增大时，内腔10与外腔11的压力相等，管状橡胶隔膜9的状态又恢复到如图1所示，管径达到最大，管路局部阻力系数为最小。反之，空气流量减小时，流速减小，通过系统的气体阻力减小，系统压力下降，外腔11的压力与内腔10的压力之差逐渐增大，管状橡胶隔膜9被逐渐压缩，管径减小，局部阻力系数增大，阻力增大，这时系统压力回升，整个过程中，通过综合平衡流速与局部阻力系数对电池出口管路的影响，使系统空气维持在恒定压力而实现恒压操作。通过更换不同的管状橡胶隔膜9或改变外腔11的容积，也可使系统压力随着管径的增加而连续增加，实现变压操作。
权利要求1.一种燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置，为密封筒体，其特征在于包括直管(1)、上端盖(2)及下端盖(14)，直管(1)的两端分别连接上端盖(2)及下端盖(14)，直管(1)内设有管状橡胶隔膜(9)，其两端分别连接在上端盖(2)及下端盖(14)上，上端盖(2)及下端盖(14)上均连接有法兰(8)，法兰(8)上设有接管(6)；直管(1)的侧壁上开有第三管口(13)。
2.按权利要求1所述的燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置，其特征在于在管状橡胶隔膜(9)与上端盖(2)及下端盖(14)的连接处，加设有内端环(4)。
3.按权利要求1所述的燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置，其特征在于在法兰与上端盖(2)及下端盖(14)的连接处，加设有“O”型圈(3)。
专利摘要本实用新型涉及调节装置，特别是一种用于调节燃料电池系统压力的燃料电池发动机系统机械式尾气自动调节装置，包括直管、上端盖及下端盖，直管的两端分别连接上端盖及下端盖，直管内设有管状橡胶隔膜，其两端分别连接在上端盖及下端盖上，上端盖及下端盖上均连接有法兰，法兰上设有接管；直管的侧壁上开有第三管口；在管状橡胶隔膜与上端盖及下端盖的连接处，加设有内端环；在法兰与上端盖及下端盖的连接处，加设有“O”型圈。本实用新型接在燃料电池空气出口上，根据空气气量的变化作用在管状橡胶隔膜压力的不同，隔膜随之压缩或膨胀，改变管路的局部阻力系数，从而调整燃料电池系统内的空气压力，结构紧凑、重量轻、操作方便。
文档编号H01M8/00GK2765335SQ20052008899
公开日2006年3月15日 申请日期2005年1月19日 优先权日2005年1月19日
发明者钱翠莲, 李相一, 刘景开, 明平文, 衣宝廉 申请人:中国科学院大连化学物理研究所