【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氫燃料電池，尤其涉及一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置及其方法。
技術介紹
1、氫燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的發電裝置，具有高能量轉換效率、高能量密度、低振動噪聲、零排放等優點。因此，氫燃料電池被視為21世紀清潔、高效的理想動力裝置，是解決資源匱乏和污染惡化這兩大問題重要的途徑，在新能源汽車、綠色船舶領域具有廣闊發展和應用前景；
2、燃料電池電堆不可避免的會向外界泄漏少量的氫氣，氫氣的積累可能引起起火、爆炸等危險，大部分的現存的技術方案是將電堆封裝在保護罩中，采取強制通風的方式將保護罩中的氫氣稀釋釋放，電堆反應過程中氫氣也需要一定尾排，帶出氫氣中惰性氣體與水，同時電堆氫側也會有部分生成水，通過氣水分離器分離后需要向外界排放，電堆空氣側電化學反應后殘余空氣也需要排放；
3、武漢船用電力推進裝置研究所申請的《一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置》（申請號202110910027.4）提出了一種尾氣排放結構，該結構采用引射泵的原理，實現無動力負壓通風吹掃電堆泄漏的氫氣，再配合三元催化器從而對泄露氫氣進行完全的消除，該結構雖然達到了對氫氣完全消除的目的，但是由于泄露是不可避免的，這樣就導致的氫燃料電池發動機整體的能耗上升，增加了其使用成本，因此本專利技術提出一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置及其方法以解決現有技術中存在的問題。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術提出一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置及
2、為實現本專利技術的目的，本專利技術通過以下技術方案實現：一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，包括外殼體、尾氣分離機構、氫氣回收機構、氫氣輔助排放機構、支撐機構和排液管，所述氫氣回收機構位于尾氣分離機構的上方，所述氫氣回收機構和尾氣分離機構均通過支撐機構固定在外殼體的內部，所述外殼體的底部連通有排液管，所述排液管的排放端設有對氫氣進行稀釋的稀釋機構；
3、所述尾氣分離機構包括外筒、頂板、底板、固定軸和分離件，所述外筒的頂部設有頂板，所述頂板與氫氣回收機構連接，所述外筒的底部設有底板，所述底板上設有多組通孔，所述頂板和底板的中心位置處連接有固定軸，所述固定軸上螺旋纏繞有對清理和水進行輔助分離的分離件，所述分離件下端一側的外筒上設有尾氣進管，所述尾氣進管的另一端貫穿外殼體與電堆排氣端連通；
4、所述頂板底部的一側設有氫氣輔助排放機構，所述氫氣輔助排放機構的排放端通過排氣管貫穿外筒和外殼體后與稀釋機構聯通。
5、進一步改進在于：所述底板的下方設有集液盤，所述集液盤的外壁與外筒的內壁固定連接，所述集液盤呈漏斗狀，所述排液管內位于稀釋機構前側的位置處還設有封堵塊，所述封堵塊與排液管的底部內壁之間設有供液體流過的縫隙。
6、進一步改進在于：所述分離件的表面上等間距分布有多組分離條，所述分離條的界面呈矩形。
7、進一步改進在于：所述氫氣回收機構包括氫氣循環泵和氫氣回管，所述氫氣循環泵位于頂板的上方，所述氫氣循環泵的一側設有氫氣回管，所述氫氣回管的一端貫穿外筒以及外殼體與電堆的氫氣側連通，所述氫氣循環泵與外筒之間設有連接組件。
8、進一步改進在于：所述連接組件包括主連接管和輔連接管，所述主連接管的上端與氫氣循環泵連通，所述主連接管下端的外側壁上設有三組輔連接管，三組所述輔連接管的下端均貫穿頂板并插入外筒內部。
9、進一步改進在于：所述氫氣輔助排放機構包括腔體座、氣球、氣桿、復位件、排放管和連接孔，所述腔體座固定在頂板的底部，所述頂板位于腔體座正上方的位置處設有氣球，所述氣球通過氣桿與腔體座內部的氣腔相連通，所述腔體座的氣腔內設有復位件，所述復位件的外端裸露在外筒內部，所述腔體座的底部設有排放管，所述復位件的下方設有與排放管連接的連接孔，所述腔體座位于復位件裸露端的位置處呈環形陣列分布有多組對復位件進行限位的限位板。
10、進一步改進在于：所述稀釋機構包括氫氣輸送管、氫氣排放座、空氣收集座、空氣輸送管和空氣排放座，所述氫氣輸送管位于排液管的內部，所述氫氣輸送管的一端與排氣管連通，所述氫氣輸送管的另一端與氫氣排放座連通，所述氫氣排放座的輸出端朝上，所述排液管的底部設有空氣收集座，所述空氣收集座的一端設有空氣輸送管，所述空氣輸送管的一端與空氣排放座連通，所述空氣排放座位于氫氣排放座的正上方，所述空氣排放座的輸出端朝向氫氣排放座的輸出端。
11、進一步改進在于：所述支撐機構包括支撐桿，所述氫氣循環泵與外筒的外壁上均對稱設有支撐桿，所述支撐桿的一端與外殼體的內壁固定連接。
12、進一步改進在于：所述排液管靠近輸出端一側的底部設有液體回收孔，所述排液管底部外壁上位于液體回收孔下方的位置設有過濾倉，所述過濾倉的下端設有回收連接管口。
13、采用上述尾氣排放裝置，排放方法包括以下步驟；
14、s1、當電堆進行尾排時，通過尾氣進管將尾氣送入尾氣分離機構內，因為尾氣包括的是氫氣和水，因此在尾氣分離機構內，氫氣上升，水則通過底板上的通孔排出，上升的氫氣則通過氫氣循環泵再送入電堆氫氣側；
15、s2、同時尾排中分離出分水通過通孔送入集液盤內，同時排液管的內部設置封堵塊對水的排出速率進行限定，使水的排出速率小于尾排中水的分離速率，從而使集液盤內能夠集聚水，從而形成水密封，防止氫氣從排液管處泄漏，進一步增加對氫氣的回收速率；
16、s3、當氫氣循環泵出現故障時，此時無法再對尾排中的氫氣進行回收，此時隨著外筒內部氫氣濃度的增加，當氫氣完全充滿外筒內部的分離空間后，配合底部的水封，氫氣推動復位件移動，隨著復位件的移動連接孔打開，從而將多余的氫氣從排放管排出，排放管排出的空氣通過排氣管將氫氣送入排液管內部并經由氫氣排放座排出，而與氫氣排放座對向的空氣排放座則排出空氣，從而對氫氣進行稀釋，最后再由排液管將稀釋后的空氣排出；
17、s4、空氣排放座排出的空氣體積要大于氫氣排放座排出的氫氣體積，從而對氫氣進行充分的稀釋，同時考慮到氫氣的上升，將氫氣排放座位于空氣排放座的下方，從而形成氣體的對流，進一步增加對氫氣的稀釋效果；
18、s5、尾排水在排出時，通過液體回收管對尾排水進行收集，再通過過濾倉進行過濾后再通過回收連接管口與汽車的冷卻機構連接，從而對尾排水進行回收利用。
19、本專利技術的有益效果為：本專利技術通過將尾氣進管與氫燃料電池的電堆排放口連通，從而將尾氣送入外筒內，此時氫氣上升，而水則經由底板上的通孔送入排液管內，氫氣在上升的過程中經過分離件進一步對氫氣上吸附的水進行分本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：包括外殼體（1）、尾氣分離機構、氫氣回收機構、氫氣輔助排放機構、支撐機構和排液管（2），所述氫氣回收機構位于尾氣分離機構的上方，所述氫氣回收機構和尾氣分離機構均通過支撐機構固定在外殼體（1）的內部，所述外殼體（1）的底部連通有排液管（2），所述排液管（2）的排放端設有對氫氣進行稀釋的稀釋機構；
2.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述底板（5）的下方設有集液盤（9），所述集液盤（9）的外壁與外筒（3）的內壁固定連接，所述集液盤（9）呈漏斗狀，所述排液管（2）內位于稀釋機構前側的位置處還設有封堵塊（10），所述封堵塊（10）與排液管（2）的底部內壁之間設有供液體流過的縫隙。
3.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述分離件（7）的表面上等間距分布有多組分離條（11），所述分離條（11）的界面呈矩形。
4.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述氫氣回收機構包括氫氣循環泵（12）和氫氣回管（13）
5.根據權利要求4所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述連接組件包括主連接管（14）和輔連接管（15），所述主連接管（14）的上端與氫氣循環泵（12）連通，所述主連接管（14）下端的外側壁上設有三組輔連接管（15），三組所述輔連接管（15）的下端均貫穿頂板（4）并插入外筒（3）內部。
6.根據權利要求5所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述氫氣輔助排放機構包括腔體座（16）、氣球（17）、氣桿（18）、復位件（19）、排放管（20）和連接孔（21），所述腔體座（16）固定在頂板（4）的底部，所述頂板（4）位于腔體座（16）正上方的位置處設有氣球（17），所述氣球（17）通過氣桿（18）與腔體座（16）內部的氣腔相連通，所述腔體座（16）的氣腔內設有復位件（19），所述復位件（19）的外端裸露在外筒（3）內部，所述腔體座（16）的底部設有排放管（20），所述復位件（19）的下方設有與排放管（20）連接的連接孔（21），所述腔體座（16）位于復位件（19）裸露端的位置處呈環形陣列分布有多組對復位件（19）進行限位的限位板（32）。
7.根據權利要求6所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述稀釋機構包括氫氣輸送管（22）、氫氣排放座（23）、空氣收集座（24）、空氣輸送管（25）和空氣排放座（26），所述氫氣輸送管（22）位于排液管（2）的內部，所述氫氣輸送管（22）的一端與排氣管（27）連通，所述氫氣輸送管（22）的另一端與氫氣排放座（23）連通，所述氫氣排放座（23）的輸出端朝上，所述排液管（2）的底部設有空氣收集座（24），所述空氣收集座（24）的一端設有空氣輸送管（25），所述空氣輸送管（25）的一端與空氣排放座（26）連通，所述空氣排放座（26）位于氫氣排放座（23）的正上方，所述空氣排放座（26）的輸出端朝向氫氣排放座（23）的輸出端。
8.根據權利要求4所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述支撐機構包括支撐桿（28），所述氫氣循環泵（12）與外筒（3）的外壁上均對稱設有支撐桿（28），所述支撐桿（28）的一端與外殼體（1）的內壁固定連接。
9.根據權利要求7所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述排液管（2）靠近輸出端一側的底部設有液體回收孔（29），所述排液管（2）底部外壁上位于液體回收孔（29）下方的位置設有過濾倉（30），所述過濾倉（30）的下端設有回收連接管口（31）。
10.一組根據權利要求1-9任意一項所述的氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置的排放方法，其特征在于：包括以下步驟；
...【技術特征摘要】
1.一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：包括外殼體（1）、尾氣分離機構、氫氣回收機構、氫氣輔助排放機構、支撐機構和排液管（2），所述氫氣回收機構位于尾氣分離機構的上方，所述氫氣回收機構和尾氣分離機構均通過支撐機構固定在外殼體（1）的內部，所述外殼體（1）的底部連通有排液管（2），所述排液管（2）的排放端設有對氫氣進行稀釋的稀釋機構；
2.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述底板（5）的下方設有集液盤（9），所述集液盤（9）的外壁與外筒（3）的內壁固定連接，所述集液盤（9）呈漏斗狀，所述排液管（2）內位于稀釋機構前側的位置處還設有封堵塊（10），所述封堵塊（10）與排液管（2）的底部內壁之間設有供液體流過的縫隙。
3.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述分離件（7）的表面上等間距分布有多組分離條（11），所述分離條（11）的界面呈矩形。
4.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述氫氣回收機構包括氫氣循環泵（12）和氫氣回管（13），所述氫氣循環泵（12）位于頂板（4）的上方，所述氫氣循環泵（12）的一側設有氫氣回管（13），所述氫氣回管（13）的一端貫穿外筒（3）以及外殼體（1）與電堆的氫氣側連通，所述氫氣循環泵（12）與外筒（3）之間設有連接組件。
5.根據權利要求4所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述連接組件包括主連接管（14）和輔連接管（15），所述主連接管（14）的上端與氫氣循環泵（12）連通，所述主連接管（14）下端的外側壁上設有三組輔連接管（15），三組所述輔連接管（15）的下端均貫穿頂板（4）并插入外筒（3）內部。
6.根據權利要求5所述的一種氫燃料電池發動機的尾氣排放裝置，其特征在于：所述氫氣輔助排放機構包括腔體座（16）、氣球（17）、氣桿（18）、復位件（19）、排放管（20）和連接孔（21），所述腔體座（16）固定...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王志強，張凱，
申請(專利權)人：江蘇新氫動力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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