[发明专利]利用加压储存的氢气的空气供应装置及空气供应系统

说明书

技术领域

本发明涉及空气供应装置和空气供应系统，尤其涉及利用加压储存的氢气的空气压缩供应装置和空气供应系统。

背景技术

目前随着油价的飙升，消费者对环境的关注度上升，需要开发能够代替内燃机汽车的燃料效率高、使用环保能源的汽车。为了满足这种需求，很多汽车公司都在开发着采用替代能源的汽车。

这些采用替代能源的汽车中，以氢气为燃料，燃料化学反应后的产物只有氧气和水的燃料电池汽车，被认为是最有实效的替代方案。这种燃料电池汽车是一种利用电力转动电动机，以驱动的电动汽车。

如图1及图2为显示适用本发明的燃料电池系统的结构图。

如图1所示，本发明的燃料电池系统大体包括：氢气供应系统30、空气供应系统20、热气及水管理系统40、排气系统17及燃料处理驱动部(Fuel processing driver)7，其中燃料处理驱动部通过控制各种阀和氢气再循环鼓风机9，以在非正常情况下采取安全动作。

其中，空气供应系统20向燃料电池的堆(stack)10供应空气，用于与氢气反应。

尤其，所述空气供应系统20由空气压缩机1及串联于所述空气压缩机1的空气加湿器2构成，使所述空气压缩机1的空气通过所述空气加湿器2，供应至所述堆(stack)10。

并且，其中热气及水管理系统40的作用是保持向燃料电池的堆(stack)10供应的冷却水的均衡，使所述堆(stack)10的热保持适当的温度。

进一步说明热气及水管理系统40，其具备冷却水泵12，以循环堆(stack)10的冷却水；以及温度调节器13，其调节来自所述冷却水泵12的冷却水的温度。并且，冷却装置14连接于所述温度调节器13，对冷却水进行冷却。并且，三向阀15连接于所述冷却装置14或温度调节器13，根据循环于堆(stack)10的冷却水的温度变更流路。并且，离子过滤器16连接于所述三向阀15，去除向堆(stack)10供应的冷却水中的离子。

另外，氢气供应系统30向所述堆(stack)10供应氢气。

在氢气供应系统30，储存氢气的罐，即氢气气缸3连接减压装置4，对高压压缩的氢气减压。并且，所述减压装置4连接氢气切断阀5，用于在非正常情况时切断氢气供应。并且，所述氢气切断阀5连接氢气供应阀6，使得能够控制调节供应于堆(stack)10的氢气的压力。并且，具备喷射器8，其混合通过所述氢气供应阀6供应的氢气和经再循环的氢气，并供应给堆(stack)10。并且，具备氢气再循环鼓风机9，其连接于氢气加湿器11，将剩余的燃料再循环给所述喷射器8，其中所述氢气加湿器11连接于堆(stack)10，以加湿从所述堆(stack)10排出并再循环的氢气。

并且，包括燃料处理驱动器7，其控制所述氢气供应阀6、氢气再循环鼓风机9及排气系统17，在非正常情况下采取安全动作。

旨在向这种堆(stack)持续供应空气的空气压缩机1，为了堆(stack)中的反应充分，将空气加压至0.3bar左右，或通过加压系统加压至0.6bar左右并供应，利用连接于电力驱动电机的叶轮，吸入/空气压缩后供应给堆(stack)。

图3a及3b显示用作空气压缩机的一般形态的涡轮鼓风机200及其构成要素，即叶轮210。

这种空气压缩机，其问题点是具有包括叶轮210在内的众多构成部件，导致了系统复杂化及非经济性；高速旋转的叶轮210由于质量不均衡且旋转不对称，轴承的影响等，引起极大噪音和震动，从而导致了驾驶员噪音震动(NVH,noise,vibration,harshness)感性品质的下降；由于适用了使用高电压的电机，因此导致了电力消耗，并且需要用于控制压缩机的电机速度的控制器。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决如上所述问题，提供一种利用减压装置减压之前的加压储存的氢气的新型空气供应装置及其空气供应系统。

技术方案

本发明提供一种空气压缩装置，其包括：气缸，其具有被分离带分隔的氢气室及空气室；活塞，其能够相对于所述分离带移动；氢气吸入部，其向气缸的氢气室供应氢气；氢气排出部，其排出氢气室内的氢气；空气吸入部，其向所述空气室供应空气；以及空气排出部，其排出所述空气室内的空气。

另外，根据本发明，氢气吸入部上可以附加连接氢气供应阀。

另外，根据本发明，供应至氢气供应阀的高压氢气，由减压装置减压之前的氢气气缸供应。

另外，根据本发明，所述活塞可以具备两侧表面，两侧表面通过弹簧连接，两侧表面在分离带停止动作。