[实用新型]一种用于氢燃料电池的气体混配装置

说明书

本实用新型公开了一种用于氢燃料电池的气体混配装置，包括由上端盖、罐体和下端盖形成的圆柱形混配罐，上端盖内侧设置有用于混配气体过滤的过滤器，上端盖外侧依次设置有压力传感器、氧气浓度传感器和超压排空阀，所述的罐体一边侧壁沿切线方向设置有空气进气道和氧气进气道，一边侧壁沿切线方向设置有燃料电池电堆尾气进气道，所述的下端盖上设置有集液器，所述的集液器上设置有液位开关和电磁阀。本实用新型采用多功能一体化设计和气体旋转混配技术，有效实现对混配气体压力和浓度监测、气体增湿、气液分离和气体过滤，且具有结构简单、技术难度低、安装运输方便、制造和维护成本低，适于规模化生产等优点。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种用于氢燃料电池的气体混配装置。

背景技术

氢燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，具有高能量转换效率、高能量密度、低振动噪声、零排放等优点。因此，氢燃料电池被视为21世纪清洁、高效的理想动力装置，是解决资源匮乏和污染恶化这两大问题重要的途径，在新能源汽车、绿色船舶领域具有广阔发展和应用前景。

燃料电池电堆作为燃料电池发电装置的核心部件，其高发电效率的指标一直是人们所追求的。目前，国内外专家学者采取的主要技术途径是改进燃料电池电堆本体，如双极板结构优化、膜电极材料优化等，但是这对设计人员的专业素质、工艺设备精度、材料的先进性要求较高，且技术难度较大。基于此，本实用新型提出采用气体混配供气技术，即通过氧气与空气混配，增加供给燃料电池电堆阴极气体中氧气浓度，从而实现燃料电池电堆的发电效率的提升。

公告号为CN109316987A、名称为“气体混配方法及气体混配系统”的中国实用新型专利公开了一种气体混配方法及气体混配系统，其混气装置包括混配罐和真空泵，且混配灌上设置有压力控制器，实现气体接收、混合和压力实时监测。公告号为CN202921183U、名称为“一种氧气和氩气自动混气设备”的中国实用新型专利公开了一种气体自动混配设备，其混气装置为气体混配器，且其出气管道设置氧气分析仪，实现对氧气浓度的监测。

上述气体混配装置可实现对混配气体压力和浓度的监测，满足一般用户的使用需求，但对于对混配气体性能要求严格的燃料电池电堆来说，还不能满足使用需求：燃料电池电堆不仅需要对阴极气体的压力和浓度监测，还需要对阴极气体湿度、水分和质量有严格要求。

实用新型内容

基于此，本实用新型设计了一种用于氢燃料电池的气体混配装置，该系统能够实现对空气/氧气混配气体压力和浓度监测、气体增湿、气液分离和气体过滤，有效提升燃料电池电堆的发电效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于氢燃料电池的气体混配装置，包括由上端盖、罐体和下端盖通过螺栓依次连接形成的圆柱形混配罐，所述的上端盖内侧设置有用于混配气体过滤的过滤器，上端盖外侧依次设置有压力传感器、氧气浓度传感器和超压排空阀，所述的罐体一边侧壁沿切线方向设置有空气进气道和氧气进气道，一边侧壁沿切线方向设置有燃料电池电堆尾气进气道，所述的下端盖上设置有集液器，所述的集液器上设置有液位开关和电磁阀。

所述的一种用于氢燃料电池的气体混配装置，其混配罐材质为316不锈钢。

所述的一种用于氢燃料电池的气体混配装置，其过滤器材质为316不锈钢，过滤层微孔直径为2um，通过螺栓与混配灌上端盖连接。

所述的一种用于氢燃料电池的气体混配装置，其压力传感器和氧气浓度传感器通过螺纹与上端盖连接，且设置在过滤器通径内，用于混配气体压力和浓度监测；所述的超压排空阀类型为机械阀，通过螺纹与上端盖连接，用于混配气体超压自动排空。

所述的一种用于氢燃料电池的气体混配装置，其集液器材质为316不锈钢，通过螺栓与下端盖连接。