[实用新型]质子交换膜燃料电池发动机氢气系统的并联回流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及质子交换膜燃料电池发动机领域，更具体地说，是涉及车、船用质子交换膜燃料电池发动机氢气系统的并联回流装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池发动机系统是一种发电装置，它通过电化学反应将燃料(通常是氢气或甲醇)中的化学能直接转换成电能。同传统的发电装置不同，它不需将燃料中的化学能先转换成热能，然后再转换成电能。因此，与传统的发电装置相比燃料电池具有能量转换效率高，无污染物排放的显著优点。

研究表明，对氢气适当增湿可显著提高质子交换膜燃料电池的性能及寿命，但阳极过量含水也会导致电堆的性能及耐久性下降。阴极、阳极的水管理始终是质子交换膜燃料电池研发的关键课题。燃料电池运行时阴极生成的水会向阳极扩散，一段时间后由于水及杂质的积累电堆的性能会下降，这就需要一个“吹扫”的操作，利用较高的气体流速将杂质及液态水瞬间排出电堆，同时大量的氢气也一并排出，造成氢气浪费及安全隐患。另一方面，由于氢气的特殊性，目前对质子交换膜燃料电池尤其是车、船用燃料电池的氢气的增湿还没有较有效的解决办法。

目前，质子交换膜燃料电池发动机尤其是车、船用燃料电池发动机系统采用的回流装置普遍采用电动回流泵。现有技术的回流装置不足之处在于：

1)电动回流泵由电机驱动，需要消耗电能，影响系统效率；

2)电动回流泵的运行需要控制电机转速，结构复杂，影响可靠性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种质子交换膜燃料电池发动机氢气系统的并联回流装置，能够改善燃料电池发动机氢气路的增湿情况，提高燃料电池发动机系统寿命、安全性及燃料的利用。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种质子交换膜燃料电池发动机氢气系统的并联回流装置，设于电堆模块前，包括若干组喷射机构，其中，各组喷射机构的入口采用共轨结构，各组喷射机构的出口采用共轨结构，各组喷射机构的回流口采用共轨结构并形成一回流接口；所述回流接口与所述电堆模块中的电堆氢气路出口相连。

所述喷射机构包括入口电磁阀、回流电磁阀以及喷射器，所述入口电磁阀的输出端与所述喷射器的入口端相连，所述回流电磁阀的输出端与所述喷射器的回流入口端相连。

所述并联回流装置采用不锈钢或工程塑料。

与现有技术相比，采用本实用新型的一种质子交换膜燃料电池发动机氢气系统的并联回流装置，通过控制不同喷射机构中的入口电磁阀与回流电磁阀的开关，形成多种组合，满足不同工况要求。

总之，本实用新型的并联回流装置能够改善电堆氢气路的增湿情况，提高氢气利用率及系统安全性。此装置可以实现全工况覆盖、结构简单、安全可靠等优点。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的结构示意图；

图2是图1中的喷射机构的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

请参阅图1、图2所示的一种质子交换膜燃料电池发动机氢气系统的并联回流装置，布置于如图3所示的质子交换膜燃料电池发动机系统的电堆模块前。由2组喷射机构采用并联方式集合而成，喷射机构主要由入口电磁阀1、回流电磁阀2、喷射器3组成，可采用金属或工程塑料制作而成。2组喷射机构组成的装置其入口、出口及回流口均采用共轨方式集成，与外部的接口仅有入口、出口及回流口各一个；流体方向为单向，该并联回流装置的安装位置及角度无任何限制。

本实用新型的并联回流装置的运行通过控制入口电磁阀1与回流电磁阀2实现。2组喷射机构组成的回流装置运行时，通过控制不同喷射机构中的入口电磁阀1与回流电磁阀2的开关，形成多种组合，满足不同工况要求。

需要说明的是，2组喷射机构组成的回流装置中，不同喷射机构的喷射器可以为同一规格或不同规格。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。