本实用新型涉及氢燃料电池发动机系统领域。更具体地说,本实用新型涉及一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置。
背景技术:
氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。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。燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。
在氢燃料电池发动机系统中,控制空路、水路、氢路的温度对提升燃料电池的发电效率有重要意义。在氢燃料电池发动机系统空气路中,加装有空气压缩机,空气通过压缩机后温度可达到60-70度;水路在冷态环境通过水路加热装置来达到所需温度,正常工作状态通过散热器控制温度;而在氢路中,通常采用氢气循环的方法,来提高氢气的温度,氢气循环的目的是提高氢气利用率,而不是为了提高氢气温度。
现有技术的缺陷和不足:
氢燃料电池发动机需要空气来提供氧气,空气经加装在空气路中的空压机装置后温度可达到设定的温度范围,水路经过水路中的加热装置和散热装置后温度值也可控制在设定范围内,唯独对氢路中的氢气无温度控制措施,在温度较低的自然环境环境下不利于燃料电池的功率的提升。
技术实现要素:
本实用新型的目的是提供一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其具有结构简单、运行可靠、无污染等优点。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,包括换热管和氢气管道,所述换热管内部中空,其侧壁的两端分别设有尾排气进口和尾排气出口,所述氢气管道沿所述换热管的长度方向设置在所述换热管内,且其两端分别穿出所述换热管的两端。
优选的是,所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置中,所述尾排气进口和尾排气出口处分别设有进气接头和出气接头。
优选的是,所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置中,所述氢气管道由螺纹管和两根直管组成,所述螺纹管沿所述换热管的长度方向设置在所述换热管内,两根所述直管的一端分别与所述螺纹管的两端开口连接,其另一端分别穿过穿出所述换热管的两端。
优选的是,所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置中,所述氢气管道由所述螺纹管和两根所述直管一体加工而成。
优选的是,所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置中,所述换热管由非金属材料制成。
优选的是,所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置中,所述氢气管道由金属材料制成。
本实用新型的氢路加热装置无机械移动部件,无电子元件,具有结构简单、运行可靠、无污染等优点,完全利用发动机尾排热气提供氢路加热能量来提升燃料电池发动机发电功率,而且能够避免产生寄生功率等优点。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型所述的氢路加热装置的结构示意图;
图2为本实用新型所述的氢路加热装置的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
图1-图2为本实用新型实施例提供的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,包括换热管1和氢气管道,所述换热管1内部中空,其侧壁的两端分别设有尾排气进口2和尾排气出口3,所述氢气管道沿所述换热管1的长度方向设置在所述换热管1内,且其两端分别穿出所述换热管1的两端。
该实施例中,在氢燃料电池发动机系统中,氢气存储在高压储氢瓶中,从高压储氢瓶中出来的氢气虽然具有很高的压力,但氢气的温度等同于自然环境温度,本实施例中,将换热管1接入发动机空气尾排管路中,发动机尾气从尾排气进口2进入到换热管1内,然后从尾排气出口3排到发动机空气尾排管路中,同时在换热管1内设置氢气管道,氢气管道的两端分别穿出换热管1的两端并与换热管1的两端密封连接,再将氢气管道的两端接入氢路中,通过高温的发动机尾气对换热管1内部的氢气管道进行加热,从而对流经氢气管道的氢气进行加热,加热后的氢气不断流入电堆中可提升氢燃料电池发动机系统的发电效率,即增大输出功率。
优选地,作为本实用新型另外一个实施例,所述尾排气进口2和尾排气出口3处分别设有进气接头4和出气接头5。
该实施例中,尾排气进口2和尾排气出口3处分别设有进气接头4和出气接头5,便于
优选地,作为本实用新型另外一个实施例,所述氢气管道由螺纹管6和两根直管7组成,所述螺纹管6沿所述换热管1的长度方向设置在所述换热管1内,两根所述直管7的一端分别与所述螺纹管6的两端开口连接,其另一端分别穿过穿出所述换热管1的两端;所述氢气管道由所述螺纹管6和两根所述直管7一体加工而成。
优选地,作为本实用新型另外一个实施例,所述换热管1由非金属材料制成,所述氢气管道由金属材料制成。
该实施例中,换热管1采用导热性一般的非金属材料制作,可以减少换热管1的吸热,氢气管道采用导热性较好的金属材料制作,可以增强对氢气管道内氢气的加热效果。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
1.一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其特征在于,包括换热管(1)和氢气管道,所述换热管(1)内部中空,其侧壁的两端分别设有尾排气进口(2)和尾排气出口(3),所述氢气管道沿所述换热管(1)的长度方向设置在所述换热管(1)内,且其两端分别穿出所述换热管(1)的两端。
2.如权利要求1所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其特征在于,所述尾排气进口(2)和尾排气出口(3)处分别设有进气接头(4)和出气接头(5)。
3.如权利要求1所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其特征在于,所述氢气管道由螺纹管(6)和两根直管(7)组成,所述螺纹管(6)沿所述换热管(1)的长度方向设置在所述换热管(1)内,两根所述直管(7)的一端分别与所述螺纹管(6)的两端开口连接,其另一端分别穿过穿出所述换热管(1)的两端。
4.如权利要求3所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其特征在于,所述氢气管道由所述螺纹管(6)和两根所述直管(7)一体加工而成。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其特征在于,所述换热管(1)由非金属材料制成。
6.如权利要求5所述的一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置,其特征在于,所述氢气管道由金属材料制成。
技术总结