一种燃料电池尾排稀释和储水装置的制作方法

本实用新型属于燃料电池辅助设备技术领域，涉及一种燃料电池尾排稀释和储水装置。

背景技术：

燃料电池运行时氢气路通过间歇式排放，排出瞬间气体中含有氢气、氮气(电堆内部浓差阶梯原因从空气路渗透而来)、气态水和液态水。空气路则通过背压长排，尾排还有空气、气态水和液态水。

氢气在排放时，一般通过尾排空气与尾排氢气进行混合稀释，降低排放时氢气的浓度。由于氢气是间歇式排放，混合气中氢气的浓度也是间歇式高低不同，混合后若直接排放到大气，氢气间歇排放瞬间容易引起氢气超标，因此，需要对氢气和空气进行充分混合，再进行排放。

燃料电池在发电的同时产生水，氢气和空气的尾排中含有大量液态水，在车用燃料电池领域，液态水直接排放至车辆尾排管中，随着车辆行驶，液态水直接流到地面。在零下低温环境下，路面液态水结冰会造成一定危害。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池尾排稀释和储水装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池尾排稀释和储水装置，包括壳体，在壳体的内部设有封闭并依次接通的第一腔室和第二腔室，其中，第一腔室的前端连接设置有空气入口连接管和氢气入口连接管，第二腔室的底部低于第一腔室并形成储水槽，在储水槽的后端顶部连接布置有尾排出口管，后端底部安装有连接所述尾排出口管的底部排水管，所述第一腔室的内部侧壁上还安装有气体导流板，并在第一腔室内形成S型气体流道。

进一步的，所述的气体导流板在第一腔室的内部两侧壁上间隔交叉设有多块，每块气体导流板的上下两端与第一腔室的顶部和底部密封连接，左右两侧中的其中一侧与第一腔室的两侧壁中的其中一个密封连接，另一侧与第一腔室的两侧壁的另一个间隔设置，并形成供气体通过的缺口。

进一步的，在储水槽后端位于底部排水管的上方位置还设有浮球节流孔，在浮球节流孔与尾排出口管之间还设有连通两者的浮球排水管，所述储水槽内还设有可开闭式封住所述浮球节流孔的浮球结构，并满足：当储水槽中液态水量超过设定警戒线时，浮球结构即打开浮球节流孔，使得水经浮球排水管排入尾排出口管中。

更进一步的，所述的浮球结构包括位于储水槽底部的杠杆支架、中间位置转动安装在所述杠杆支架顶端的浮球杠杆，设置在浮球杠杆一端的排水浮球，以及铰接浮球杠杆另一端并沿储水槽壁面上下移动的盖板。

更进一步优选的，沿盖板移动途径，所述储水槽后端壁面上还设有位于浮球节流孔上方的限位块。

进一步的，所述的底部排水管上还设有电磁排水阀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)通过在第一腔室内设置气体导流板，引导氢气与空气呈水平的S型流动，可以使得氢气稀释更加充分。

(2)设计第二腔室的底部低于第一腔室，进而形成储水槽，从而可以在第二腔室内利用重力分离尾排气体中的液态水，装置内的电磁排水阀控制液态水的排放，浮球结构则保证液态水储存过量时，可通过浮球节流孔排出液态水。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为本实用新型的透视结构示意图；

图3为本实用新型的浮球结构的示意图；

图中标记说明：

1-空气入口连接管，2-壳体，3-氢气入口连接管，4-气体导流板，5-浮球结构，51-杠杆支架，52-浮球杠杆，53-排水浮球，54-盖板，55-限位块，6-储水槽，7-浮球节流孔，8-浮球排水管，9-电磁排水阀，10-尾排出口管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种燃料电池尾排稀释和储水装置，其结构参见图1和图2所示，包括壳体2，在壳体2的内部设有封闭并依次接通的第一腔室和第二腔室，其中，第一腔室的前端连接设置有空气入口连接管1和氢气入口连接管3，第二腔室的底部低于第一腔室并形成储水槽6，在储水槽6的后端顶部连接布置有尾排出口管10，后端底部安装有连接尾排出口管10的底部排水管，第一腔室的内部侧壁上还安装有气体导流板4，并在第一腔室内形成S型气体流道。

在本实用新型的一个具体的实施例中，请参见图2所示，气体导流板4在第一腔室的内部两侧壁上间隔交叉设有多块(本实施例优选采用四块，两侧壁上分别设有两块)，每块气体导流板4的上下两端与第一腔室的顶部和底部密封连接，左右两侧中的其中一侧与第一腔室的两侧壁中的其中一个密封连接，另一侧与第一腔室的两侧壁的另一个间隔设置，并形成供气体通过的缺口。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，请参见图2所示，在储水槽6后端位于底部排水管的上方位置还设有浮球节流孔7，在浮球节流孔7与尾排出口管10之间还设有连通两者的浮球排水管8，储水槽6内还设有可开闭式封住浮球节流孔7的浮球结构5，并满足：当储水槽6中液态水量超过设定警戒线时，浮球结构5即打开浮球节流孔7，使得水经浮球排水管8排入尾排出口管10中。进一步具体的实施例中，参见图3所示，浮球结构5包括位于储水槽6底部的杠杆支架51、中间位置转动安装在杠杆支架51顶端的浮球杠杆52，设置在浮球杠杆52一端的排水浮球53，以及铰接浮球杠杆52另一端并被限制在仅可沿储水槽6壁面上下移动的盖板54，为了配合实现上述功能，盖板54与储水槽6壁面可以采用滑槽式结构配合连接。更进一步具体的实施例中，沿盖板54移动途径，储水槽6后端壁面上还设有位于浮球节流孔7上方的限位块55，请再参见图3所示。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，请再参见图2所示，底部排水管上还设有电磁排水阀9。

本实用新型上述各实施例的装置在具体工作时，通过空气入口连接管1与燃料电池系统空气尾排相连，通过氢气入口连接管3与燃料电池系统氢气尾排相连，这样，即可以实现间歇式排放的氢气与空气在装置前端(即第一腔室)混合，通过气体导流板4时，进行S型流动和再混合，此时，氢气已充分稀释，进而降低了氢气间歇排放的瞬间浓度。而当进入装置后半段(即第二腔室)时，由于重力作用，液态水与混合气分离，进入储水槽6中，混合气则直接进入尾排出口管10。储水槽6中装有电磁排水阀9，既可在燃料电池运行过程中通过控制器控制阀的开启时长和频次来引导液态水排放，也可增加按钮开关，在停机时通过按钮手动排水。由于电磁排水阀9安装在储水槽6底部，由于重力，液态水直接进入尾排出口管10，排出装置外。当储水槽6内液态水到达一定量时，浮球结构5将被托举向上，打开浮球节流孔7，液态水通过浮球排水管8进入装置的尾排出口管10，排出装置外。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。