一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115241495A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210865282.6(22)申请日2022.07.21(71)申请人无锡市惠山区同惠新能源汽车创新研究院地址214000江苏省无锡市惠山区创惠路3号(72)发明人明平文李治龙潘相敏侯峻(74)专利代理机构上海领匠知识产权代理有限公司31404专利代理师黄利群(51)Int.Cl.H01M8/04111(2016.01)H01M8/04746(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置(57)摘要本发明公开了一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，包括燃料电池、燃烧室、涡轮和空压机，燃料电池包括壳体和设置在壳体内的质子交换膜，质子交换膜将壳体内的空间分为阳极室和阴极室，阳极室设置有进氢口和排氢口，燃料电池和空压机电连接，空压机和阴极室连接并用于向阴极室输送空气，阳极室设置有用于将阳极室内的废氢排向燃烧室的排氢装置，燃烧室设置有用于将废氢点燃的点火器，涡轮设置在燃烧室内并和空压机连接。本发明提出一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，可利用废氢对空压机进行辅助供能，一方面将废气中的氢气燃烧掉，增加了安全性，另一方面提高了氢气的利用率。CN115241495ACN115241495A权利要求书1/1页1.一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，其特征在于，包括燃料电池、涡轮增压器和空压机，所述燃料电池包括壳体和设置在所述壳体内的质子交换膜，所述质子交换膜将所述壳体内的空间分为阳极室和阴极室，所述阳极室设置有进氢口和排氢口，所述燃料电池和所述空压机电连接，所述空压机和阴极室连接并用于向阴极室输送空气，所述涡轮增压器包括燃烧室和涡轮，所述阳极室设置有用于将阳极室内的废氢排向燃烧室的排氢装置，所述燃烧室设置有用于将废氢点燃的点火器，所述涡轮设置在所述燃烧室内并和空压机连接。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，其特征在于，所述空压机包括压气机和电机，所述电机和所述燃料电池电连接，所述压气机设置有进气口和出气口，所述进气口和大气连通，所述出气口和所述阳极室连通，所述电机和所述压气机连接并用于驱动所述压气机将大气中的空气经过所述进气口和所述出气口排向所述阴极室，所述电机包括机体和穿过所述机体的转轴，所述转轴的一端和所述压气机连接，所述转轴的另一端通过单向轴承和所述涡轮连接。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，其特征在于，所述涡轮固定连接有传动轴，所述传动轴和所述转轴同轴并通过所述单向轴承和所述转轴连接，所述电机远离所述压气机的一侧设置有开口背向所述电机的缸体，所述缸体的内部形成所述燃烧室，所述传动轴转动连接在所述缸体内，所述缸体的一侧设置有喷口朝向所述燃烧室的喷嘴，所述喷嘴包括和所述缸体固定连接的输出管，所述输出管远离所述缸体的一端设置有输入管，所述排氢装置为设置在所述输入管上的阀门，所述输出管包括第一输出口和第一输入口，所述第一输出口和所述燃烧室连通，所述输入管包括第二输入口和第二输出口，所述第二输入口和所述排氢口连通，所述第二输出口朝向所述第一输入口，且所述第二输出口的横截面积在所述第二输出口至所述输出管方向逐渐减小，所述第二输出口至所述第一输入口之间设置有气孔，所述气孔的一端和大气连通，所述气孔的另一端朝向所述第一输入口。4.根据权利要求3所述的一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，其特征在于，所述排氢口设置在所述阳极室的上端，所述进氢口设置在所述阳极室的下端。5.根据权利要求3所述的一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，其特征在于，所述阀门设置为电磁阀。2CN115241495A说明书1/3页一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置技术领域[0001]本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置。背景技术[0002]质子交换膜燃料电池系统在氢气循环的运行过程中，阴极侧空气中的氮气和水会穿过质子交换膜渗透到阳极并逐渐积累，降低阳极的氢气浓度，影响燃料电池系统的发电性能。所以氢气浓度低于一定的阈值（不同品牌型号阈值不同，但一般不低于70%）之后，需要把电堆里的废氢排出，目前的做法一般是直接将混合气排放到空气中。但是直接排放将导致两个问题：一是会造成氢气的浪费，由于氢气轻，衰减慢，爬的高，很容易到达大气层最外层，并永久“逃离”地球，造成地球氢资源的永久损失；二是氢气排出后有一定的几率会产生聚集，有爆燃的风险。发明内容[0003]本发明为了解决现有技术上述缺点，提出一种燃料电池系统废氢涡轮增压装置，可利用废氢对空压机进行辅助供能，一方面将废气中的氢气燃烧掉，提高了安全性，另一方面提高了氢气的利用率。[0004]为实现