[发明专利]一种循环泵、循环装置及燃料电池系统

说明书

本发明公开了一种循环泵、循环装置及燃料电池系统，涉及燃料电池技术领域，该循环泵包括：循环泵泵头；涡轮驱动组件，与循环泵泵头相连接，能够驱动循环泵泵头运转，涡轮驱动组件包括：壳体；涡轮，转动设置于壳体内，能够在气流的驱动下旋转，涡轮通过传动轴与循环泵泵头相连接；气流入口和气流出口，开设在壳体上；该循环泵利用涡轮驱动组件代替电机为循环泵泵头提供动力，节约电能并降低成本。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种循环泵、循环装置及燃料电池系统。

背景技术

氢燃料电池在实际的应用过程中，必须与其他系统辅件共同组成燃料电池系统才能实现对外的功率输出，大功率的燃料电池系统一般包括供氢系统、氢循环系统、空气系统、冷却系统等。其中，氢循环系统的主要原理如图1所示，阳极端的氢气从供氢系统经过比例阀101供入电堆102；流出电堆的废气仍含有大量未反应的氢气，此时若废气直接排放，不仅会造成氢气的浪费，也会因高含氢量导致安全等其他问题；因此，燃料电池系统，尤其是大功率燃料电池系统中通常利用循环泵103将阳极流出的气体重新引回阴极入口端，构成氢循环系统。同时，将高含湿量的阳极出口气倒回入口侧，也有利于对入口气体进行增湿。

氢循环方案中，最常用的有氢气循环泵和引射器两种方案，氢气循环泵方案是指在系统中引入氢气循环泵，通过循环泵的循环作用将阳极出口气体泵回阳极入口；引射器方案是指在阳极入口处引入引射器，根据文丘里效应借助从供氢系统中供入新鲜氢气的动能带动阳极出口气体进行循环。两种方案比较来看，采用氢气循环泵可以覆盖所有工况下循环量的需求，且循环气体压力更稳定，但氢气循环泵需要外接电机进行驱动，消耗电堆发出的功率，降低系统输出效率；引射器方案不需要消耗额外功率，结构简单，但小流量下引射效果不佳，不能覆盖全部工况。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中氢气循环泵需要外接电机进行驱动，消耗电堆发出的功率，降低系统输出效率的缺点，提供一种循环泵、循环装置及燃料电池系统，该循环泵利用涡轮驱动组件代替电机为循环泵泵头提供动力，节约电能并降低成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种循环泵，包括：

循环泵泵头；

涡轮驱动组件，与所述循环泵泵头相连接，能够驱动所述循环泵泵头运转，所述涡轮驱动组件包括：

壳体；

涡轮，转动设置于所述壳体内，能够在气流的驱动下旋转，所述涡轮通过传动轴与所述循环泵泵头相连接；

气流入口和气流出口，开设在所述壳体上。

可选地，所述循环泵泵头为离心式循环泵泵头。

可选地，所述循环泵泵头上设置有入口和出口。

本发明还提供一种循环装置，包括：

上述的循环泵，所述循环泵泵头上设置有入口和出口；

输出管线，一端与所述出口相连接；

回流管线，一端与所述入口相连接；

第一气流管线，一端与所述气流入口相连接；

第二气流管线，一端与所述气流出口相连接。

可选地，所述第一气流管线上设置有第一控制阀。

可选地，所述第二气流管线上设置有截止阀。

可选地，还包括旁路管线，一端与所述第一气流管线相连接，另一端与所述第二气流管线相连接，所述旁路管线上设置有第二控制阀，所述第一控制阀和所述截止阀相对于所述旁路管线与所述第一气流管线和所述第二气流管线的连接处更靠近所述涡轮驱动组件。

本发明还提供一种燃料电池系统，包括：