燃料电池水分回收再利用结构的制作方法

本申请涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池水分回收再利用结构。

背景技术：

1、燃料电池是一种以氢气和氧气作为反应原料，经过电化学反应产生电能和热量的设施。

2、现有的风冷燃料电池在工作时，阳极的氢气和阴极的氧气通过电化学反应释放电能和热能，同时生成水。一般情况下，生成的水以水蒸气和液态水混合物的状态随着未完全反应的气体一并从尾排排放到外界环境，这在一定程度上造成了水资源的浪费。

3、因此，需要一种水分回收结构，能够回收风冷燃料电池工作过程中产生的水资源，减少了水资源的浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种燃料电池水分回收再利用结构，能够回收风冷燃料电池在工作过程中产生的水资源，以减少水资源的浪费。

2、本说明书实施例提供以下技术方案：

3、本说明书实施例提供一种燃料电池水分回收再利用结构，包括气水分离器本体，所述气水分离器本体设置有容纳腔、与容纳腔连通的进气端、排气端及供液端；

4、所述进气端用于连接燃料电池系统的尾排，以供燃料电池系统在运行过程中产生的水分及气体进入到容纳腔；

5、所述排气端设置于容纳腔的上方，所述排气端与气水分离器本体的外部连通，用于将燃料电池系统导入到容纳腔内的气体导出；

6、所述供液端设置有阀门，所述阀门用于控制供液端的通断。

7、通过上述技术方案，将燃料电池系统的尾排与气水分离器本体上的进气端连通，燃料电池系统在运行过程中产生的水分以及气体通过进气端导入到容纳腔，其中，水分可以在容纳腔内回收，并且可以作为非饮用水直接投入使用，或者经过净化后作为饮用水使用，从而有效的利用了燃料电池系统在运行过程中产生的水资源，再者，进气端进入的气体能够通过排气端从容纳腔上方排出，不会于容纳腔上方大量堆积，没有较大的安全隐患。

8、优选的，所述进气端为设置在气水分离器本体上的进气管道；

9、所述进气管道的首端用于连接燃料电池系统的尾排，所述进气管道的尾端伸入容纳腔并与容纳腔连通；

10、所述进气管道上安装有单向阀，所述单向阀由进气管道的首端至进气管道的尾端单向导通。

11、通过上述技术方案，在进气管道上设置单向阀，使得尾排排出的水分及气体在进气管道内呈单向流动，避免出现容纳腔内气体和水倒灌至尾排的情况发生，提高水资源回收利用过程的可靠性。

12、优选的，所述进气管道伸入容纳腔的一段为连续弯折结构，所述连续弯折结构中至少有一段呈竖直向下设置，用于限制容纳腔内的水和气体回流。

13、通过上述技术方案，设置进气管道伸入容纳腔的一段为连续弯折结构，和单向阀一同限制容纳腔内水和气体的回流，进一步提高水资源回收利用过程的可靠性。

14、优选的，所述容纳腔内设有防冲击挡板，所述防冲击挡板至少有部分区域正对于所述进气管道的尾端。

15、通过上述技术方案，设置防冲击挡板，减少进气管道内进入的水和气体对容纳腔内的积聚水所造成的扰动。

16、优选的，所述容纳腔的上部区域为锥形导流结构，所述锥形导流结构的上方为气体汇聚端，所述气体汇聚端与排气端连通。

17、通过上述技术方案，设置锥形导流结构，将进入容纳腔内的气体引导至气体汇聚端，再通过气体汇聚端从排气端排出，提高气体的导出效率。

18、优选的，所述排气端为设置在气水分离器本体上的排气管道；

19、所述排气管道的首端连通于气体汇聚端，所述排气管道的尾端与气水分离器本体的外部连通；

20、所述容纳腔的上方区域还设置有滤网，所述滤网位于锥形导流结构的下方；

21、所述排气管道内设置有排风扇，用于引导容纳腔内的气体从排气管道排出及降低滤网和积聚水的温度。

22、通过上述技术方案，设置排风扇，提高容纳腔内的气体排出效率，同时，排风扇还能对容纳腔内的积聚水和滤网进行冷却，以提高两者对水蒸气的冷凝效果。

23、优选的，所述排气管道内设置有阻火器。

24、通过上述技术方案，设置阻火器，避免氢气着火的情况出现，提高运行过程中的安全可靠性。

25、所述容纳腔的上方区域设置有滤网，所述滤网位于锥形导流结构的下方。

26、通过上述技术方案，设置滤网，水蒸气在容纳腔内向上排出过程中，会有一部分挂在滤网上冷凝，变成液态后重新落入容纳腔内进行回收，提高了水资源的回收效率。

27、优选的，所述容纳腔的上方区域设置有氢气浓度报警器；

28、所述气水分离器本体的上部还设有防雨弯，所述防雨弯设于排气端的上方，以限制雨水通过排气端倒灌进入容纳腔内部。

29、通过上述技术方案，设置氢气浓度报警器和防雨弯，其中，氢气浓度报警器可以有效的监控容纳腔内的氢气浓度，一旦容纳腔内的氢气浓度过高，会及时发出警报，以便于工作人员及时干预，确保水资源回收过程的安全性；防雨弯主要是为了限制雨水倒灌，以免影响水资源回收过程中的气体排出和污染容纳腔内的积聚水。

30、优选的，所述容纳腔内设置有上下依次分布的高液位传感器和低液位传感器，所述阀门为电磁阀；

31、当所述容纳腔内水位达到高液位传感器位置时，所述高液位传感器发送电信号至电磁阀，所述电磁阀打开，使得供液端导通；

32、当所述容纳腔内水位下降至低液位传感器位置时，所述低液位传感器发送电信号至电磁阀，所述电磁阀关闭，使得供液端关闭。

33、通过上述技术方案，设置电磁阀、高液位传感器及低液位传感器，对容纳腔内的积聚水水位形成自动监测和控制，及时排出或者及时关闭供液端进行储水。

34、优选的，所述供液端为设置在气水分离器本体上的供液管道；

35、所述供液管道与容纳腔内部连通，且所述阀门设置于供液管道上；

36、所述供液管道上还安装有净水器。

37、通过上述技术方案，设置净水器，对容纳腔内通过供液端导出的积聚水进行过滤净化，使得积聚水能够成为可饮用的饮用水。

38、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

39、通过将燃料电池系统的尾排与气水分离器本体上的进气端连通，使得燃料电池系统在运行过程中产生的水分以及气体能够通过进气端导入到容纳腔，其中，水分可以在容纳腔内回收，并且可以作为非饮用水直接投入使用，或者经过净化后作为饮用水使用，从而有效的利用了燃料电池系统在运行过程中产生的水资源，再者，进气端进入的气体能够通过排气端从容纳腔上方排出，不会于容纳腔上方大量堆积，没有较大的安全隐患。

技术特征：

1.一种燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，包括气水分离器本体(1)，所述气水分离器本体(1)设置有容纳腔(2)、与容纳腔(2)连通的进气端、排气端及供液端；

2.根据权利要求1所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述进气端为设置在气水分离器本体(1)上的进气管道(3)；

3.根据权利要求2所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述进气管道(3)伸入容纳腔(2)的一段为连续弯折结构，所述连续弯折结构中至少有一段呈竖直向下设置，用于限制容纳腔(2)内的水和气体回流。

4.根据权利要求2所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述容纳腔(2)内设有防冲击挡板(7)，所述防冲击挡板(7)至少有部分区域正对于所述进气管道(3)的尾端。

5.根据权利要求1所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述容纳腔(2)的上部区域为锥形导流结构(8)，所述锥形导流结构(8)的上方为气体汇聚端(9)，所述气体汇聚端(9)与排气端连通。

6.根据权利要求5所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述排气端为设置在气水分离器本体(1)上的排气管道(4)；

7.根据权利要求6所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述排气管道(4)内设置有阻火器(11)。

8.根据权利要求1-7中任一所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述容纳腔(2)的上方区域设置有氢气浓度报警器(13)；

9.根据权利要求1-7中任一所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述容纳腔(2)内设置有上下依次分布的高液位传感器(16)和低液位传感器(17)，所述阀门(15)为电磁阀；

10.根据权利要求1-7中任一所述的燃料电池水分回收再利用结构，其特征在于，所述供液端为设置在气水分离器本体(1)上的供液管道(5)；

技术总结
本申请提供一种燃料电池水分回收再利用结构，涉及燃料电池领域，其包括气水分离器本体，气水分离器本体设有容纳腔、进气端、排气端及供液端；进气端用于连接燃料电池系统的尾排，以供燃料电池系统在运行过程中产生的水分及气体进入到容纳腔；排气端设置于容纳腔的上方，排气端与气水分离器本体的外部连通，用于将燃料电池系统导入到容纳腔内的气体导出；供液端设置有阀门，阀门用于控制供液端的通断。通过将燃料电池系统的尾排与气水分离器本体上的进气端连通，在实际应用中，能够将燃料电池系统运行时产生的水分回收，作为非饮用水直接使用，或者，经过净化后作为饮用水使用，从而有效的利用了燃料电池系统在运行过程中产生的水资源。

技术研发人员：陈锐,李斯琳,祝磊
受保护的技术使用者：上海氢洋科技有限公司
技术研发日：20230602
技术公布日：2024/1/15