一种燃料电池尾排水汽化装置及其组成的车辆

技术领域

本发明属于氢能燃料车领域，具体涉及一种燃料电池尾排水汽化装置及其组成的车辆。

背景技术

现有的氢燃料电堆的尾气出口和空气出口处的水汽温度通常较高，排出口容易造成烫伤事故或是液化边运行边排水，而导致地面积水。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的一个目的是为了提供一种可对氢燃料电堆的阴极和阳极排出的水分进行回收汽化处理的燃料电池尾排水汽化装置。

本发明实现上述目的的技术方案如下：一种燃料电池尾排水汽化装置，包括尾气气液分离装置、空气气液分离装置和储水汽化器；

所述尾气气液分离装置包括尾气入口、气体出口和排水口，所述空气气液分离装置包括空气入口、空气出口和排水口，所述储水汽化器包括进水口和蒸汽出口；

所述尾气气液分离装置的尾气入口用于与燃料电池堆的尾气出口连通，所述空气气液分离装置的空气入口用于与燃料电池堆出口后端的节气门或背压阀连通，所述尾气气液分离装置的排水口和空气气液分离装置的排水口均匀所述储水汽化器的入水口连通，所述储水汽化器用于将排入其内的水经汽化后排出。

优选的，上述方案中还包括加热器和电磁阀，所述加热器具有进水口和出水口，所述加热器的进水口与所述尾气气液分离装置的排水口连通，所述加热器的出水口与所述储水汽化器的进水口连通，且在二者的连通处设有所述电磁阀，或还包括自加热电磁阀，所述自加热电磁阀设置在所述尾气气液分离装置的出水口与储水汽化器的入水口的连通处。

优选的，上述方案中所述尾气气液分离装置包括第一壳体，所述第一壳体内竖直设有一个所述隔板，且所述隔板的下端与所述第一壳体的内底部之间具有间距，所述隔板将所述第一壳体内部分割成两个横向分布且下端相互连通的腔室，所述第一壳体的设有与其内部连通的第一接口，所述第一接口即为所述尾气气液分离装置的排水口，所述第一壳体的侧壁或上端设有与其中一个腔室内部连通的第二接口，所述第二接口即为所述尾气气液分离装置的尾气出口，所述第一壳体的上端设有与另一个所述腔室内部连通的第三接口，所述第三接口即为所述尾气气液分离装置的气体出口。

优选的，上述方案中所述空气气液分离装置包括第二壳体，所述第二壳体的下端设有与其内部连通的第四接口，所述第四接口即为所述空气气液分离装置的排水口，所述第二壳体的侧壁上设有两个与其内部连通的第五接口，其中一个所述第五接口即为所述空气气液分离装置的空气入口，另一个所述第五接口即为所述空气气液分离装置的空气出口，所述第二壳体内底部填充有填充层，所述填充层用于凝结空气中的水分，且所述填充层的上端面高于两个所述第五接口的水平高度。

优选的，上述方案中所述填充层为凝液棉层或金属丝球层。

优选的，上述方案中所述储水汽化器包括第三壳体和雾化片，所述第三壳体的上端设有一个第六接口，且所述雾化片嵌装在所述第六接口处，所述第六接口即为所述储水汽化器的蒸汽出口，所述第三壳体的侧壁上设有第七接口，所述第七接口即为所述储水汽化器的进水口，所述第三壳体内填充有吸水层。

优选的，上述方案中所述第七接口设有两个，其中一个所述第七接口与所述尾气气液分离装置的排水口连通，另一个所述第七接口与所述空气气液分离装置的排水口连通。

优选的，上述方案中所述吸水层为吸水棉层。

本发明的另一个目的是为了提供了一种包括如上所述燃料电池尾排水汽化装置的车辆。

本发明的优点在于：该燃料电池尾排水汽化装置可以将燃料电池电堆的阳极和阴极水分汇总收集，并集中汽化处理，避免燃料电堆的排水的尾气和空气因温度过高而烫伤人员，也可燃料电堆在室内边运行边排水，打湿室内作业地面。

附图说明

图1为本发明所述燃料电池尾排水汽化装置的结构简图；

图2为本发明所述燃料电池尾排水汽化装置的另一个方案的结构简图。

图中：100、尾气气液分离装置；110、第一壳体；120、隔板；200、空气气液分离装置；210、第二壳体；220、填充层；300、储水汽化器；310、第三壳体；320、雾化片；330、吸水层；410、加热器；420、电磁阀；430、自加热电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“两端”、“一端”、“另一端”、“水平”、“竖向”、“横向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2，本实施例其中一个实施例提供了一种燃料电池尾排水汽化装置，包括尾气气液分离装置、空气气液分离装置和储水汽化器；

所述尾气气液分离装置包括尾气入口、气体出口和排水口，所述空气气液分离装置包括空气入口、空气出口和排水口，所述储水汽化器包括进水口和蒸汽出口；

所述尾气气液分离装置的尾气入口用于与燃料电池堆的尾气出口连通，所述空气气液分离装置的空气入口用于与燃料电池堆出口后端的节气门或背压阀连通，所述尾气气液分离装置的排水口和空气气液分离装置的排水口均匀所述储水汽化器的入水口连通，所述储水汽化器用于将排入其内的水经汽化后排出；

其中还包括加热器和电磁阀，所述加热器具有进水口和出水口，所述加热器的进水口与所述尾气气液分离装置的排水口连通，所述加热器的出水口与所述储水汽化器的进水口连通，且在二者的连通处设有所述电磁阀，或上述方案中还包括自加热电磁阀，所述自加热电磁阀设置在所述尾气气液分离装置的出水口与储水汽化器的入水口的连通处，其中自加热电磁阀可等同于视为由加热器和电磁阀组合而成，其中，自加热电磁阀的开闭度及开闭周期可根据燃料电堆不同工况及功率进行调节及匹配，在低温环境下，可启动加热电磁阀加热功能来融化尾气气液分离装置排水口处凝固的冰块或冰渣。

其中，上述方案中所述尾气气液分离装置包括第一壳体，所述第一壳体内竖直设有一个所述隔板，且所述隔板的下端与所述第一壳体的内底部之间具有间距，所述隔板将所述第一壳体内部分割成两个横向分布且下端相互连通的腔室，所述第一壳体的设有与其内部连通的第一接口，所述第一接口即为所述尾气气液分离装置的排水口，所述第一壳体的侧壁或上端设有与其中一个腔室内部连通的第二接口，所述第二接口即为所述尾气气液分离装置的尾气出口，所述第一壳体的上端设有与另一个所述腔室内部连通的第三接口，所述第三接口即为所述尾气气液分离装置的气体出口。其中，所述尾气入口要高于所述隔板的下端，如此尾气进入第一壳体内经过隔板的阻挡后并经隔板的下端进入到另一个腔室，这样可以增大尾气在第一壳体内的行程，使得尾气中的水汽液化后经尾气气液分离装置的排水口排出。

其中，上述方案中所述空气气液分离装置包括第二壳体，所述第二壳体的下端设有与其内部连通的第四接口，所述第四接口即为所述空气气液分离装置的排水口，所述第二壳体的侧壁上设有两个与其内部连通的第五接口，其中一个所述第五接口即为所述空气气液分离装置的空气入口，另一个所述第五接口即为所述空气气液分离装置的空气出口，所述第二壳体内底部填充有填充层，所述填充层用于凝结第二壳体内空气中的水分，且所述填充层的上端面与两个所述第五接口的水平高度相当(高于或持平，其目的是为了避免两个第五接口不经过填充层而直接对流导致空气中的水分液化不充分)，所述填充层为凝液棉层或金属丝球层。

优选的，上述方案中所述储水汽化器包括第三壳体和雾化片，所述第三壳体的上端设有一个第六接口，且所述雾化片嵌装在所述第六接口处，所述第六接口即为所述储水汽化器的蒸汽出口，所述第三壳体的侧壁上设有第七接口，所述第七接口即为所述储水汽化器的进水口，所述第三壳体内填充有吸水层，所述吸水层为吸水棉层，且所述吸水层需要雾化片接触，如此源源不断的向雾化片供水。所述雾化片属于现有产品，其用于将液体经超声波雾化处理。

优选的，上述方案中所述第七接口设有两个，其中一个所述第七接口与所述尾气气液分离装置的排水口连通，另一个所述第七接口与所述空气气液分离装置的排水口连通。

本发明的另一个实施例提供了一种包括如上所述燃料电池尾排水汽化装置的车辆(即为氢能源汽车)。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。