[实用新型]垂直式燃料电池氢气与空气混合及液相存储器

说明书

本实用新型提供了一种垂直式燃料电池氢气与空气混合及液相存储器，它解决了燃料电池尾气处理等问题，其包括气水分离器，其中氢气入口通过第一电磁阀和废气氢气入口端相连，空气入口通过第二电磁阀和残余空气入口端相连，且气水分离器的排气口通过过滤器和尾气排空端相连，排水口和储液罐的进液口相连，储液罐的出液口通过第三电磁阀和排放端相连，且在储液罐内具有液位监测单元和/或温度检测单元，且液位监测单元与温度检测单元均与控制系统相连，且第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制系统相连，气水分离器包括具有内腔的分离壳体，分离壳体内设有静态混合单元。本实用新型具有尾气无害化处理、液体定点排放等优点。

技术领域

本实用新型属于燃料电池尾气处理技术领域，具体涉及一种垂直式燃料电池氢气与空气混合及液相存储器。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。目前氢燃料电池主要应用于汽车动力领域，也就是以氢作为能源的汽车，使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，由电动机推动车辆。使用氢为能源的最大好处是它跟空气中的氧反应，仅产生水蒸气排出，有效减少了传统汽油车造成的空气污染问题。但在实际的运用中，残余氢气不需循环进入电堆时，亦需要作为尾气及时排放。依据氢气的理化性质，需要对其进行无害化处理；除此之外，燃料电池产生的水虽然无环境污染，但是在极寒天气时，若随意排放，易造成地面结冰及湿滑，引起安全隐患。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种燃料电池汽车尾气处理装置[201610339287.X]，其包括氢气管道、空气管道、尾气混合排气管、筒体；氢气管道的一端为氢气进气口，氢气进气口设置于筒体外；另一端设有氢气排气口，氢气排气口设置于筒体内；空气管道的一端为空气进气口，另一端设有空气排气口；氢气管道、空气管道设置于筒体的第一端，尾气混合排气管设置于筒体的第二端；尾气混合排气管的第一端为混合气体进气口，混合气体进气口设置于筒体内；混合气体进气口距离筒体第二端设定距离；尾气混合排气管的第二端设有混合气体排气口，混合气体排气口设置于筒体外。

上述方案在一定程度上解决了氢燃料电池尾气无害化处理的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如处理后产生的水不便集中排放等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，集中排水的垂直式燃料电池氢气与空气混合及液相存储器。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本垂直式燃料电池氢气与空气混合及液相存储器，包括气水分离器，气水分离器上分别具有氢气入口、空气入口、排气口以及排水口，氢气入口通过第一电磁阀和废气氢气入口端相连，空气入口通过第二电磁阀和残余空气入口端相连，且气水分离器的排气口通过过滤器和尾气排空端相连，气水分离器的排水口和储液罐的进液口相连，储液罐的出液口通过第三电磁阀和排放端相连，且在储液罐内具有液位监测单元和/或温度检测单元，且液位监测单元与温度检测单元均与控制系统相连，且第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制系统相连，气水分离器包括具有内腔且呈竖直设置的筒状结构的分离壳体，分离壳体内设有能将内腔分隔呈上腔体和下腔体的静态混合单元，且氢气入口和空气入口分别设置在分离壳体下端一侧且与下腔体相连通，排气口设置在分离壳体上端且与上腔体相连通，排水口设置在分离壳体下端且与下腔体下方形成的临时储液室相连通。通过气水分离器将尾气中未完全反应的氢气与空气混合，同时将产生水分离储存，然后集中处理，避免随意排放导致的道路湿滑。

在上述的垂直式燃料电池氢气与空气混合及液相存储器中，温度检测单元为设置在储液罐内的温度传感器，温度传感器和控制系统相连，且控制系统连接有设置在储液罐内的伴热装置。通过伴热装置对储液罐内的水加热，避免寒冷天气结冰堵塞。