[发明专利]用于燃料电池净化的具有延伸管的清除阀

说明书

技术领域

本公开涉及车用燃料电池堆的清除阀(knock-out valve)。

背景技术

在燃料电池运行期间，诸如产物水和氮的副产物以及未耗尽的氢会形成在燃料电池堆的阳极侧。在某些已知的系统中，控制产物水和氮的积聚，试图避免燃料电池的性能降低和/或避免燃料电池系统停止运行。一个已知的途径是经由燃料电池堆下游的通道来释放水和氮。使用这种途径，将通道与阀连接以使水和氮从燃料电池堆可控地释放。燃料电池在寒冷气候运行期间，当水可能在通道或阀或者燃料电池的具有小的横截面面积的其它区域中凝固时，这种途径导致出现问题的潜在可能。所发生的冻结成冰会引起通道的至少一部分堵塞，并且阻碍流体流动(例如，水和氮的去除)，这会抑制燃料电池系统的功能。

发明内容

一种用于燃料电池净化管路的清除组件包括分离器、阀以及管。所述分离器具有流体地连接到主体的排水道，所述主体附连到燃料电池的阳极。所述阀具有附连到所述排水道并与所述排水道流体地连通的第一入口。所述管设置在所述排水道和第一入口内，并被构造为延伸远离所述排水道并延伸到所述主体中。

一种燃料电池系统包括燃料电池堆和与所述燃料电池堆流体地连通的清除组件。所述清除组件包括分离器，所述分离器具有主体以及分别流体地连接到阀的第一入口和第二入口的第一排水道和第二排水道，其中，第一入口和第一排水道包括设置在其中并被构造为延伸远离第一排水道并延伸到所述主体中的管。

一种用于燃料电池净化管路的清除组件包括分离器、第一阀、第二阀以及管。所述分离器具有流体地连接到主体的第一排水道和第二排水道，所述主体附连到燃料电池的阳极。第一阀具有附连到第一排水道并与第一排水道流体地连通的第一入口。第二阀具有附连到第二排水道并与第二排水道流体地连通的第二入口。所述管在第一排水道和第一入口之间延伸，使得一旦第二入口堵塞，所述管便限定从所述主体经所述第一排水道进入第一阀的流体通道。

附图说明

图1是位于倾斜的表面上的具有燃料电池系统的车辆的透视图；

图2是车用燃料电池系统的净化管路组件的清除组件关于水平轴线的侧视图；

图3是使用由多个支承(support)支撑的管来与阀入口相互连接的清除排水道的截面图；

图4是根据进一步的实施例的车用燃料电池系统的净化管路组件的清除组件的侧视图；

图5是车用燃料电池系统的净化管路组件的清除组件的侧视图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为示例，其它实施例可采取多种可替代形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，此处所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。

参照图1，总体上示出了具有燃料电池系统12的车辆10。燃料电池系统12可包括燃料电池堆14和清除组件16。清除组件包括位于燃料电池堆14下游并经由通道20与燃料电池堆14流体地连通的分离器18以及阀22。如下面将更详细地描述的，阀22位于下游并附连到分离器18。在燃料电池系统运行期间，产物水、氮和残留的氢可经由通道20从燃料电池堆14流动到分离器18中。在分离器18中，产物水与残留的氢以及氮分离。产物水通过通道20离开分离器18。在某些情况下，分离出的氢可经由氢返回通道19返回到燃料电池堆14。

为了确保燃料电池系统有效运行，可从分离器18经由阀22来净化产物水。在寒冷天气运行期间，产物水可能会在分离器18中凝固，造成阀22的堵塞并妨碍燃料电池系统12的净化。具体地，寒冷天气运行或凝固的状况可包括使燃料电池系统12经受产物水、氮以及残留的氢的凝固点以下的温度。寒冷天气运行或凝固的状况还可包括使燃料电池系统12经受积聚在分离器18中的任何其他可能的副产物的凝固点以下的温度。例如，当在这里描述时，寒冷天气运行和凝固的状况可包括燃料电池系统12在等于或小于32°F、0℃或273°K的温度下运行。