CN103236554A - 燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统，包括与氮气瓶连接的单向阀，一手动排空阀与高压减压阀分别与该单向阀连接，一高压表和中压表分别与该高压减压阀连接后，再由该高压减压阀通过管路连接到低压减压阀，一低压表通过该低压减压阀后通过管路先后与电磁阀和快速接头连接。该系统不仅可针对燃料电池备用电源氢气管路进行氮气吹扫，更能起到快速插拔、方便、快捷的操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备氮气吹扫功能的供氢系统，尤其是燃料电池备用电源供氢汇流排系统。
背景技术
当今全球能源紧张，油价高涨，寻找新能源作为化石燃料的替代品是当务之急。燃料电池被认为是继水力、火力和原子能发电后的第四代发电技术，它通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能，是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。其中的质子交换膜燃料电池因其具有效率高、能量密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而在地面发电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。燃料电池内部主要由质子交换膜、电化学反应催化剂、扩散层和双极板组成。当燃料电池工作时，其内部发生下述反应过程：反应气体在扩散层内扩散，当反应气体到达催化层时，在催化层内被催化剂吸附并发生电催化反应；阳极反应生成的质子通过质子交换膜内传递到阴极侧，电子经外电路到达阴极，同氧分子反应结合成水，同时放出热量。电极反应为：
阳极(负极)：H2→2H++2e
阴极(正极)：1/2O2+2H++2e→H2O
电池反应：H2+1/2O2→H2O
备用电源主要是为了防止数码产品在长时间使用过程中发生断电或是没电的条件下所备用的电源。常规备用电源是以铅酸电池为燃料，但铅酸电池本身对环境污染，而且3年必须更换，成本也将大幅度提高。目前社会都在提倡环保，寻找新能源来代替。所以新能源燃料电池产生。燃料电池原理是以氢气和氧气为原料，通过电化学反应直接产生电能。由于氢气燃料本身无色无味，并且具有较低的着燃点，所以在氢安全使用显得至关重要。为保障燃料电池备用电源氢气安全供给，必须有一套和燃料电池相匹配的氢安全供氢系统。
目前市面上的供氢系统比较简易，在更换氢瓶及管路维修后并没有对管路中的空气进行吹扫，使得氢气与管路中的空气混合引起安全隐患，故目前的供氢汇流排不适合于燃料电池备用电源氢气供应系统应用。
在专利号200720015229提高燃料电池寿命的氮气吹扫装置是在燃料电池上加装氮气吹扫装置。其结构在于氮气吹扫装置是由氮气电磁阀和装有氮气的瓶体所组成。瓶体的出口经氮气电磁阀连接到燃料电池的阳极进气口。氮气吹扫装置在燃料电池启动前，把阳极腔中渗入的空气排出；在燃料电池工作停止时，把阳极腔中残留的氢气排出。有效防止了阳极腔中氢气与空气接触反应，从而提高了电池的使用寿命。本专利提到氮气吹扫只针对燃料电池管路进行吹扫，未对供氢汇流排及整管路进行氮气吹扫，不适用于燃料电池备用电源。
在专利号200710157420保护燃料电池汽车发动机的自生成氮气吹扫系统，包括燃料电池及其空气供给系统和氢气供给系统，自生成氮气吹扫系统中还包括一个空气脱氧罐，空气脱氧罐分别与氢气供给系统、空气供给系统和燃料电池相连接，本发明的有益效果是：当燃料电池停止工作是，燃料电池堆的氢气气室内的残留氢气被氮气置换，防止了燃料电池被腐蚀，提高了质子交换膜燃料电池的使用寿命；实现了在线制备氮气和吹扫的自动化；利用燃料电池尾排氢气对空气脱氧罐的脱氧剂进行再生，实现了能源的有效利用，成本低；吹扫系统的结构简单，操作方便，效率高，寿命长，适用性广，可广泛应用于质子交换膜燃料电池汽车发动机。本专利提到自生成氮气吹扫系统只针对燃料电池电堆氢气气室内的残留氢气被氮气置换，但无法对供氢汇流排管路进行吹扫，不适用于燃料电池备用电源。
发明内容
由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统，其是一种可用于燃料电池备用电源的安全可靠的供氢系统。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以解决：
一种燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统，包括与氮气瓶连接的单向阀，一手动排空阀与高压减压阀分别与该单向阀连接，一高压表和中压表分别与该高压减压阀连接后，再由该高压减压阀通过管路连接到低压减压阀，一低压表通过该低压减压阀后通过管路先后与电磁阀和快速接头连接。
作为本发明的进一步特征，还包括一与高压减压阀连接的压力传感器。
作为本发明的进一步特征，所述管路为3/8不锈钢管路。
由于采用以上技术方案，本发明的燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统，是一种可用于燃料电池备用电源的安全可靠的供氢系统，该系统不仅可针对燃料电池备用电源氢气管路进行氮气吹扫，更能起到快速插拔、方便、快捷的操作。
附图说明
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
图1是燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫原理图。
图中：1，单向阀；2，手动排空阀；3，高压压力表；4，中压压力表；5，高压压力传感器P1；6，高压减压阀；7，低压压力表；8，低压减压阀；9，电磁阀；10，快插接头
具体实施方式
如图1所示，本发明的燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统由3/8”不锈钢管、3/8”排空管、压力传感器P15、单向阀1、高压表3、中压表4、低压表7、高压减压阀6、低压减压阀8、电磁阀9、手动排空阀2、快速接头10、氮气瓶、钢瓶固定支架等组成。高压表3与中压表4安装在高压减压阀6，再由高压减压阀6通过3/8”不锈钢管路连接到低压减压阀8，低压表7安装在低压减压阀8后通过3/8”不锈钢管路依次与电磁阀9、快速接头10连接，每个连接方式都是以卡套形式连接，其目的是更有效的防止气体外泄；压力传感器5与高压减压阀6连接。
将氮气快速接入接口，通过高压减压阀6减至中压，再通过二级减压阀8减至低压通入管路。当管路内充满氮气时，开启手动阀2将管路内气体排出，反复开关手动阀2来降低管路内空气及杂质。系统运行时，将氢气瓶阀打开，由于氢瓶处于高压，需将高压减至中压然后再减至低压通入燃料电池。打开空压机将空气通过增湿器进入燃料电池，由于氢气及空气中的氧气在质子交换膜的作用下产生能量而发电。整个发电的热量由外部循环水通过散热风扇来降低。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
Claims (3)
1.一种燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统，其特征在于：包括与氮气瓶连接的单向阀，一手动排空阀与高压减压阀分别与该单向阀连接，一高压表和中压表分别与该高压减压阀连接后，再由该高压减压阀通过管路连接到低压减压阀，一低压表通过该低压减压阀后通过管路先后与电磁阀和快速接头连接。
2.根据权利要求1所述的氮气吹扫系统，其特征在于：还包括一与高压减压阀连接的压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的氮气吹扫系统，其特征在于：所述管路为3/8不锈钢管路。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130807 |