CN114673644A - 一种燃料电池水热管理系统用水泵 - Google Patents
一种燃料电池水热管理系统用水泵 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114673644A CN114673644A CN202210347286.5A CN202210347286A CN114673644A CN 114673644 A CN114673644 A CN 114673644A CN 202210347286 A CN202210347286 A CN 202210347286A CN 114673644 A CN114673644 A CN 114673644A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water pump
- fuel cell
- pump shell
- hydrothermal
- liquid storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 117
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 36
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 36
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 36
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005213 imbibition Methods 0.000 claims 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
- F04B19/02—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00 having movable cylinders
- F04B19/027—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00 having movable cylinders cylinders oscillating around an axis perpendicular to their own axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种燃料电池水热管理系统用水泵，包括水泵外壳、连接杆、伸缩杆、驱动轴、转盘和水热收集模块，所述水热收集模块固定设于水泵外壳内且靠近燃料电池堆工作进水口设置，所述水泵外壳侧壁内设有环形限位槽，所述转盘可旋转卡接设于环形限位槽内，所述驱动轴可旋转贯穿水泵外壳侧壁与连接杆一端相连，所述驱动轴另一端与水热收集模块固定相连，所述连接杆另一端与伸缩杆顶端铰接，所述转盘上设有贯通的储液槽，所述伸缩杆底部可滑动卡接设于储液槽内。本发明属于燃料电池技术领域，具体是指一种对燃料电池堆工作过程中产生的水就行热量回收，并转化为电能和水泵驱动能源的燃料电池水热管理系统用水泵。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，具体是指一种燃料电池水热管理系统用水泵。
背景技术
氢能作为21世纪清洁能源，其燃料应用效率高、环境污染少。其中以氢能作为能源供给的燃料电池被认为潜力最大的发电装置。近年来，大量的科研学者投入对氢燃料电池的研究，随着燃料电池技术的发展，对燃料电池堆的效率、风扇控制系统、成本等要求越来越高，各个系统控制器要求也越来越高。
燃料电池的水热管理系统的性能，直接影响燃料电池的工作效率、使用寿命等。相关技术中，燃料电池堆工作过程中产生的水随意排放，直接排放水的过程中会带走大量的热能，导致资源浪费。
发明内容
为了解决上述难题，本发明提供了一种对燃料电池堆工作过程中产生的水就行热量回收，并转化为电能和水泵驱动能源的燃料电池水热管理系统用水泵。
为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种燃料电池水热管理系统用水泵，包括水泵外壳、连接杆、伸缩杆、驱动轴、转盘和水热收集模块，所述水泵外壳为中空腔体结构设置，所述水泵外壳底部分别固定设有燃料电池堆工作进水口和燃料电池堆工作出水口，所述水热收集模块固定设于水泵外壳内且靠近燃料电池堆工作进水口设置，所述水泵外壳侧壁内设有环形限位槽，所述转盘可旋转卡接设于环形限位槽内，所述驱动轴可旋转贯穿水泵外壳侧壁与连接杆一端相连，所述驱动轴另一端与水热收集模块固定相连，所述连接杆另一端与伸缩杆顶端铰接，所述转盘上设有贯通的储液槽，所述伸缩杆底部可滑动卡接设于储液槽内，所述环形限位槽底部分别与燃料电池堆工作进水口与燃料电池堆工作出水口相连，燃料电池堆工作用水通过燃料电池堆工作进水口进入水泵外壳，水热收集模块吸收燃料电池堆工作用水中余热，并将其转化为动能和电能，水热收集模块带动驱动轴旋转，通过连接杆的传动作用使伸缩杆沿储液槽伸缩，同时带动转盘摆动，控制燃料电池堆工作用水通过燃料电池堆工作出水口排出。
进一步地，所述水热收集模块包括换热器、叶轮、、烃类储液仓、导流回流管、发电机、导线和蓄电池，所述换热器固定设于水泵外壳内且靠近燃料电池堆工作进水口设置，所述烃类储液仓固定设于换热器顶部，所述水泵外壳内固定设有换热仓，所述导流回流管两端分别与烃类储液仓和换热仓固定相连，所述驱动轴可旋转贯穿换热仓与叶轮固定相连，所述发电机与驱动轴固定相连，所述蓄电池固定设于水泵外壳内，所述发电机和蓄电池通过导线连接，换热器将燃料电池堆工作用水热量吸收转移烃类储液仓内，烃类储液仓有相对分子质量较小的，易被气化的烃类液体，烃类液体受热汽化后通过导流回流管进入换热仓，带动叶轮旋转，叶轮带动驱动轴旋转一方面带动连接杆运动，另一方面将烃类气体中能量通过发电机转化成电能储存在蓄电池内，烃类放热后液化并通过导流回流管回流至烃类储液仓，从而实现对燃料电池堆工作用水中余热的回收再利用。
进一步地，所述换热器包括管壳和吸液芯，所述管壳固定设于水泵外壳内，所述管壳为中空腔体结构设置，所述吸液芯沿管壳内壁分布且沿从换热器到烃类储液仓方向延伸，所述吸液芯上设有贯通的通孔，所述导热液设于通孔内，所述管壳腔体内设有导热液，换热器靠近燃料电池堆工作进水口一端受热，吸液芯中的导热液蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向换热器靠近烃类储液仓一端，蒸汽放出热量凝结成液体，液体再沿通孔毛细力的作用流回换热器靠近燃料电池堆工作进水口一端，如此循环不己，热量由换热器的一端传至另一端。
作为优选地，所述烃类储液仓沿烃类储液仓矩形阵列设有若干组。
作为优选地，所述水泵外壳为高保温材料制成。
本发明采取上述结构取得有益效果如下：本发明提供的燃料电池水热管理系统用水泵，操作简单，结构紧凑，设计合理，水热收集模块吸收燃料电池堆工作用水中余热，并将其转化为动能和电能，控制燃料电池堆工作用水通过燃料电池堆工作出水口排出，从而实现对燃料电池堆工作用水中余热的回收再利用，解决了现有技术中燃料电池堆工作过程中产生的水随意排放，直接排放水的过程中会带走大量的热能，导致资源浪费的问题。
附图说明
图1为本发明提供的燃料电池水热管理系统用水泵的主视剖面图；
图2为本发明提供的燃料电池水热管理系统用水泵的后视剖面图；
图3为本发明提供的燃料电池水热管理系统用水泵的换热器的主视剖面图。
其中，1、水泵外壳，2、连接杆，3、伸缩杆，4、驱动轴，5、转盘，6、水热收集模块，7、换热器，8、烃类储液仓，9、导流回流管，10、发电机，11、导线，12、蓄电池，13、管壳，14、吸液芯，15、燃料电池堆工作进水口，16、燃料电池堆工作出水口，17、环形限位槽，18、储液槽，19、换热仓，20、叶轮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，而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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的燃料电池水热管理系统用水泵，包括水泵外壳1、连接杆2、伸缩杆3、驱动轴4、转盘5和水热收集模块6，水泵外壳1为中空腔体结构设置，水泵外壳1底部分别固定设有燃料电池堆工作进水口15和燃料电池堆工作出水口16，水热收集模块6固定设于水泵外壳1内且靠近燃料电池堆工作进水口15设置，水泵外壳1侧壁内设有环形限位槽17，转盘5可旋转卡接设于环形限位槽17内，驱动轴4可旋转贯穿水泵外壳1侧壁与连接杆2一端相连，驱动轴4另一端与水热收集模块6固定相连，连接杆2另一端与伸缩杆3顶端铰接，转盘5上设有贯通的储液槽18，伸缩杆3底部可滑动卡接设于储液槽18内，环形限位槽17底部分别与燃料电池堆工作进水口15与燃料电池堆工作出水口16相连，水泵外壳1为高保温材料制成。
如图2所示，水热收集模块6包括换热器7、叶轮20、烃类储液仓8、导流回流管9、发电机10、导线11和蓄电池12，换热器7固定设于水泵外壳1内且靠近燃料电池堆工作进水口15设置，烃类储液仓8固定设于换热器7顶部，水泵外壳1内固定设有换热仓19，导流回流管9两端分别与烃类储液仓8和换热仓19固定相连，驱动轴4可旋转贯穿换热仓19与叶轮20固定相连，发电机10与驱动轴4固定相连，蓄电池12固定设于水泵外壳1内，发电机10和蓄电池12通过导线11连接，烃类储液仓8沿烃类储液仓8矩形阵列设有若干组。
如图3所示，换热器7包括管壳13和吸液芯14，管壳13固定设于水泵外壳1内，管壳13为中空腔体结构设置，吸液芯14沿管壳13内壁分布且沿从换热器7到烃类储液仓8方向延伸，吸液芯14上设有贯通的通孔，导热液设于通孔内，管壳13腔体内设有导热液。
具体使用时，燃料电池堆工作用水通过燃料电池堆工作进水口15进入水泵外壳1，换热器7靠近燃料电池堆工作进水口15一端受热，吸液芯14中的导热液蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向换热器7靠近烃类储液仓8一端，蒸汽放出热量凝结成液体，液体再沿通孔毛细力的作用流回换热器7靠近燃料电池堆工作进水口15一端，如此循环不己，将燃料电池堆工作用水热量吸收转移烃类储液仓8内，烃类储液仓8有相对分子质量较小的，易被气化的烃类液体，烃类液体受热汽化后通过导流回流管9进入换热仓19，带动叶轮20旋转，叶轮20带动驱动轴4旋转一方面带动连接杆2运动，另一方面将烃类气体中能量通过发电机10转化成电能储存在蓄电池12内，烃类放热后液化并通过导流回流管9回流至烃类储液仓8，从而实现对燃料电池堆工作用水中余热的回收再利用，水热收集模块6带动驱动轴4旋转，通过连接杆2的传动作用使伸缩杆3沿储液槽18伸缩，同时带动转盘5摆动，控制燃料电池堆工作用水通过燃料电池堆工作出水口16排出。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种燃料电池水热管理系统用水泵，其特征在于：包括水泵外壳、连接杆、伸缩杆、驱动轴、转盘和水热收集模块，所述水泵外壳为中空腔体结构设置，所述水泵外壳底部分别固定设有燃料电池堆工作进水口和燃料电池堆工作出水口，所述水热收集模块固定设于水泵外壳内且靠近燃料电池堆工作进水口设置，所述水泵外壳侧壁内设有环形限位槽，所述转盘可旋转卡接设于环形限位槽内，所述驱动轴可旋转贯穿水泵外壳侧壁与连接杆一端相连，所述驱动轴另一端与水热收集模块固定相连，所述连接杆另一端与伸缩杆顶端铰接，所述转盘上设有贯通的储液槽，所述伸缩杆底部可滑动卡接设于储液槽内，所述环形限位槽底部分别与燃料电池堆工作进水口与燃料电池堆工作出水口相连。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池水热管理系统用水泵，其特征在于：所述水热收集模块包括换热器、叶轮、烃类储液仓、导流回流管、发电机、导线和蓄电池，所述换热器固定设于水泵外壳内且靠近燃料电池堆工作进水口设置，所述烃类储液仓固定设于换热器顶部，所述水泵外壳内固定设有换热仓，所述导流回流管两端分别与烃类储液仓和换热仓固定相连，所述驱动轴可旋转贯穿换热仓与叶轮固定相连，所述发电机与驱动轴固定相连，所述蓄电池固定设于水泵外壳内，所述发电机和蓄电池通过导线连接。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池水热管理系统用水泵，其特征在于：所述换热器包括管壳和吸液芯，所述管壳固定设于水泵外壳内，所述管壳为中空腔体结构设置，所述吸液芯沿管壳内壁分布且沿从换热器到烃类储液仓方向延伸，所述吸液芯上设有贯通的通孔，所述导热液设于通孔内，所述管壳腔体内设有导热液。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池水热管理系统用水泵，其特征在于：所述烃类储液仓沿烃类储液仓矩形阵列设有若干组。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池水热管理系统用水泵，其特征在于：所述水泵外壳为高保温材料制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210347286.5A CN114673644A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种燃料电池水热管理系统用水泵 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210347286.5A CN114673644A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种燃料电池水热管理系统用水泵 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114673644A true CN114673644A (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=82076101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210347286.5A Pending CN114673644A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种燃料电池水热管理系统用水泵 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114673644A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115911461A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-04-04 | 四川能投氢能产业投资有限公司 | 一种氢燃料电池汽车排水装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004060550A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Takeo Saito | 燃料電池／ランキンエンジンシステム |
| KR20150071872A (ko) * | 2013-12-19 | 2015-06-29 | 포스코에너지 주식회사 | 연료전지 하이브리드 시스템 |
| CN104794966A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-22 | 上海理工大学 | 一种有机朗肯循环系统实验装置 |
| CN109755609A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-14 | 武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司 | 一种燃料电池水热管理系统 |
| CN214986232U (zh) * | 2021-05-06 | 2021-12-03 | 广州市三湾机械设备有限公司 | 一种灌装机上料用换向装置 |
-
2022
- 2022-04-01 CN CN202210347286.5A patent/CN114673644A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004060550A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Takeo Saito | 燃料電池／ランキンエンジンシステム |
| KR20150071872A (ko) * | 2013-12-19 | 2015-06-29 | 포스코에너지 주식회사 | 연료전지 하이브리드 시스템 |
| CN104794966A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-22 | 上海理工大学 | 一种有机朗肯循环系统实验装置 |
| CN109755609A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-14 | 武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司 | 一种燃料电池水热管理系统 |
| CN214986232U (zh) * | 2021-05-06 | 2021-12-03 | 广州市三湾机械设备有限公司 | 一种灌装机上料用换向装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李娜，敖广红，王志红: "中温固体氧化物燃料电池双钙钛矿结构阴极材料的性能研究与改进", 哈尔滨工业大学出版社, pages: 4 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115911461A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-04-04 | 四川能投氢能产业投资有限公司 | 一种氢燃料电池汽车排水装置及方法 |
| CN115911461B (zh) * | 2023-02-16 | 2023-05-05 | 四川能投氢能产业投资有限公司 | 一种氢燃料电池汽车排水装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111692624B (zh) | 一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统 | |
| CN101608606A (zh) | 太阳能低温热发电与光伏发电复合系统 | |
| CN216668001U (zh) | 一种基于纳米流体分频的光伏发电甲醇裂解一体化系统 | |
| CN107956660A (zh) | 一种循环相变腔体旋转式热电转换装置 | |
| CN100429397C (zh) | 簇式储热太阳能光热发电装置 | |
| CN114673644A (zh) | 一种燃料电池水热管理系统用水泵 | |
| CN106685315A (zh) | 光伏光热互补发电系统以及发电方法 | |
| CN101054957A (zh) | 太阳能动力机 | |
| CN220342043U (zh) | 一种储热供电装置 | |
| CN116292200B (zh) | 光热、压缩空气、有机朗肯循环综合能源系统 | |
| CN203214256U (zh) | 地置式热能发电机 | |
| CN115435381B (zh) | 一种独立储热供热装置 | |
| CN201740267U (zh) | 线塔式太阳能聚光集热系统 | |
| CN206113374U (zh) | 高效太阳能集热器 | |
| CN210486142U (zh) | 腔体式气液两相吸热器 | |
| CN221223459U (zh) | 一种压缩空气储能换热装置 | |
| CN215808532U (zh) | 新能源焚烧热力回收设备 | |
| CN201656860U (zh) | 一种催化燃烧温差发电结构 | |
| CN112146289A (zh) | 小型太阳能热能发电装置 | |
| CN110567175A (zh) | 腔体式气液两相吸热器 | |
| CN214063222U (zh) | 一种中高温太阳能纳米流体光热发电系统 | |
| CN219980440U (zh) | 储能系统 | |
| CN2937543Y (zh) | 太阳能磁动力装置 | |
| CN220935141U (zh) | 一种太阳能光伏余热利用装置 | |
| CN209731137U (zh) | 一种储能集成系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220628 |