一种带进气旁通的燃料电池用中冷器的制作方法

文档序号:29511096发布日期:2022-04-06 19:47阅读:207来源:国知局

1.本实用新型属于燃料电池领域,特别涉及一种带进气旁通的燃料电池用中冷器。


背景技术:

2.现有技术中,燃料电池电堆工作时,氢气和空气分别由不同的进口引入,空气需要依次经过空滤、空压机、中冷器和加湿器才能进入电堆,空滤可以过滤掉灰尘以及硫的化合物;为提高发电功率需要空压机给气体增压;而根据理想气体状态方程:pv=nrt,气体常数不变、体积不变,压力增大后气体的温度会升高,所以需要设置中冷器,因为中冷器的作用就是将气体冷却到电堆所需温度,加湿器的作用是对气体加湿;氢气从另一进口直接进入电堆;氧气和氢气进入电堆后再与催化剂进行电化学反应。其不足之处在于:燃料电池电堆达到工作温度后其工作效率才能提高,当燃料电池的进气达不到工作温度时,如果还是通过中冷器进行冷却的话,会导致燃料电池电堆的工作效率进一步降低。


技术实现要素:

3.本实用新型的目的是提供一种带进气旁通的燃料电池用中冷器,能够提高燃料电池电堆的工作效率,避免燃料电池的进气达不到工作温度时还进入中冷器进行冷却。
4.本实用新型的目的是这样实现的:一种带进气旁通的燃料电池用中冷器,包括壳体,壳体内部设置有散热芯体,所述散热芯体上开设有若干条气体通道和液体通道,气体通道和液体通道的长度方向相互垂直,各气体通道和液体通道依次交替设置,壳体的前后两侧分别设置有进气室和出气室,各气体通道连通进气室和出气室,所述进气室的下侧设置有连接法兰,连接法兰的法兰孔与进气室内部相连通,连接法兰呈矩形,连接法兰上设置有至少四个连接孔,连接法兰上开设有环形密封槽,环形密封槽的内径大于法兰孔的孔径,所述进气室的右侧设置有进气管,出气室的后侧设置有出气管,所述壳体的左右两侧均设置有一水室,各液体通道连通两个水室,所述水室上设置有进液管和出液管;壳体上设置有若干安装支架。
5.本实用新型工作时,燃料电池的进气需要达到保持一定的温度才能保证工作效率,将中冷器的连接法兰与节气阀相连接,当燃料电池的进气量小、温度低于燃料电池电堆的工作温度时,节气阀关闭,进气管进入进气室后通过节气阀直接进入加湿器再进电堆;当进气管的增压空气的进气温度高于电堆工作温度需要冷却的时候,节气阀关闭,增压空气进入气体通道后再进入出气室,从出气管排出,同时进液管的冷却液通过液体通道从出液管排出,散热芯体中冷却液对增压空气降温。与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:能够提高燃料电池电堆的工作效率,避免燃料电池的进气达不到工作温度时还进入中冷器进行冷却,使得燃料电池电堆的进气温度可以快速达到工作温度。
6.作为本实用新型的进一步改进,所述连接法兰与节气阀相连接,环形密封槽内设置有密封圈;法兰孔的轴线与连接法兰的中心线相错开2mm设置。密封圈可以提高中冷器与节气阀之间的连接密封性。
7.作为本实用新型的进一步改进,所述进液管和出液管均设置在右侧的水室上,进液管靠近进气管设置。
8.作为本实用新型的进一步改进,所述散热芯体包括前后对应的芯体一和芯体二,芯体一和芯体二的结构相同,芯体一和芯体二均为板翅式,芯体一上开设有若干条纵向的气体通道一和横向的液体通道一,各气体通道一和液体通道一依次交替设置,芯体二上开设有若干条纵向的气体通道二和横向的液体通道二,各气体通道二和液体通道二依次交替设置,右侧的水室内部设置有隔板,右侧的水室内部经隔板分为进液区和出液区,各液体通道一连通左侧的水室和进液区,各液体通道二连通左侧的水室和出液区,各气体通道一连通进气室,各气体通道一和各气体通道二相互对应连通设置,各气体通道二连通出气室。增压空气依次通过各气体通道一、各气体通道二设置,冷却液依次通过右侧的水室进液区、各液体通道一、左侧的水室、各液体通道二,最后进入右侧的水室出液区;增压空气与冷却液进行换热。
9.作为本实用新型的进一步改进,右侧的所述水室上设置有与出液区相连通的排液管,进气室上设置有排气管。通过排液管、排气管分别可以排液、排气。
10.为了便于安装,所述进气室、左侧水室和右侧水室的边缘均设置有一个安装支架。
附图说明
11.图1为本实用新型的底部结构示意图。
12.图2为本实用新型的右侧结构示意图。
13.图3为本实用新型的左侧结构示意图。
14.图4为本实用新型的后侧结构示意图。
15.图5为散热芯体的俯视图。
16.图6为散热芯体一在竖直方向的剖视图。
17.图7为连接法兰的剖视图。
18.图8为连接法兰的侧视图。
19.其中, 1壳体,2进气室,3出气室,4连接法兰,4a法兰孔,5连接孔,6密封槽,7进气管,8出气管,9水室,10进液管,11出液管,12安装支架,13芯体一,14芯体二,15气体通道一,16液体通道一,17隔板,18进液区,19出液区,20排液管,21排气管。
具体实施方式
20.如图1-8所示,为一种带进气旁通的燃料电池用中冷器,包括壳体1,壳体1内部设置有散热芯体,所述散热芯体上开设有若干条气体通道和液体通道,气体通道和液体通道的长度方向相互垂直,各气体通道和液体通道依次交替设置,壳体1的前后两侧分别设置有进气室2和出气室3,各气体通道连通进气室2和出气室3,进气室2的下侧设置有连接法兰4,连接法兰4的法兰孔4a与进气室2内部相连通,连接法兰4呈矩形,连接法兰4上设置有至少四个连接孔5,连接法兰4上开设有环形密封槽6,环形密封槽6的内径大于法兰孔4a的孔径,进气室2的右侧设置有进气管7,出气室3的后侧设置有出气管8,壳体1的左右两侧均设置有一水室9,各液体通道连通两个水室9,水室9上设置有进液管10和出液管11;壳体1上设置有若干安装支架12。
21.为了保证中冷器与节气阀连接时密封可靠,连接法兰4与节气阀相连接,环形密封槽6内设置有密封圈;法兰孔4a的轴线与连接法兰4的中心线相错开2mm设置。密封圈可以提高中冷器与节气阀之间的连接密封性。
22.进液管10和出液管11均设置在右侧的水室9上,进液管10靠近进气管7设置。为了增多增压空气与冷却液的接触面积和接触时间,所述散热芯体包括前后对应的芯体一13和芯体二14,芯体一13和芯体二14的结构相同,芯体一13和芯体二14均为板翅式,芯体一13上开设有若干条纵向的气体通道一15和横向的液体通道一16,各气体通道一15和液体通道一16依次交替设置,芯体二14上开设有若干条纵向的气体通道二和横向的液体通道二,各气体通道二和液体通道二依次交替设置,右侧的水室9内部设置有隔板17,右侧的水室9内部经隔板17分为进液区18和出液区19,各液体通道一16连通左侧的水室9和进液区18,各液体通道二连通左侧的水室9和出液区19,各气体通道一15连通进气室2,各气体通道一15和各气体通道二相互对应连通设置,各气体通道二连通出气室3。增压空气依次通过各气体通道一15、各气体通道二设置,冷却液依次通过右侧的水室9进液区18、各液体通道一16、左侧的水室9、各液体通道二,最后进入右侧的水室9出液区19;增压空气与冷却液进行换热。
23.为了便于排冷却液和排气,右侧的水室9上设置有与出液区19相连通的排液管20,进气室2上设置有排气管21。通过排液管20、排气管21分别可以排液、排气。
24.为了便于安装,进气室2、左侧水室9和右侧水室9的边缘均设置有一个安装支架12。
25.本实用新型工作时,燃料电池的进气需要达到保持一定的温度才能保证工作效率,将中冷器的连接法兰4与节气阀相连接,当燃料电池的进气量小、温度低于燃料电池电堆的工作温度时,节气阀关闭,进气管7进入进气室2后通过节气阀直接进入加湿器再进电堆;当进气管7的增压空气的进气温度高于电堆工作温度需要冷却的时候,节气阀关闭,增压空气依次通过各气体通道一15、各气体通道二设置,冷却液从进液管10依次通过右侧的水室9进液区18、各液体通道一16、左侧的水室9、各液体通道二,最后进入右侧的水室9出液区19并通过排液管20排出;增压空气与冷却液进行换热,散热芯体中冷却液对增压空气降温。本实用新型的优点在于:能够提高燃料电池电堆的工作效率,避免燃料电池的进气达不到工作温度时还进入中冷器进行冷却,使得燃料电池电堆的进气温度可以快速达到工作温度。
26.本实用新型并不局限于上述实施例,在本实用新型公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。
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