一种冷却排气装置和燃料电池发动机的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种冷却排气装置和燃料电池发动机。


背景技术：

2.为了减少发动机废气排放对环境造成的污染，越来越多的新能源的发动机投入使用。其中，氢燃料电池发动机是一种将氢气与空气通过电堆反应产生电能的发动机，在氢燃料电池发动机工作的过程中需要利用循环的冷却水对电堆进行降温。在燃料电池发动机启用时，加入冷却液后受到水流、压力的影响，水管内的压缩空气会顺着管路移动、附着在管壁、阀门等处，降低冷却效率，使得电堆散热的效率下降，从而增加了电堆温度控制的难度和风险。
3.因此，需要一种冷却排气装置和燃料电池发动机来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种冷却排气装置和燃料电池发动机，能够对电堆进行循环冷却的同时，可以将管路中的空气顺利排出，从而保证电堆的冷却散热效率。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种冷却排气装置，包括：
7.存水罐，所述存水罐具有中空的容置腔，且所述存水罐的上端开设有与所述容置腔连通的开口；
8.进水管，所述进水管与所述存水罐连通；
9.出水管，所述出水管与所述存水罐连通；
10.浮子，设置在所述存水罐中，且漂浮在液面上，能够随着液面的变化而起伏以封堵或者打开所述开口；
11.导向件，一端设置在所述存水罐上，另一端设置在所述浮子上，使得所述浮子只能上下运动。
12.进一步地，所述存水罐的所述开口处设置有排气管，所述浮子通过所述导向件设置在所述排气管上，所述浮子能够沿所述排气管的轴向上下运动以封堵或者打开所述开口。
13.进一步地，所述浮子包括相互连接的浮子本体和导向杆，所述浮子本体位于所述容置腔中，所述导向杆位于所述排气管中，所述导向件的一端设置在所述导向杆上，另一端设置在所述排气管上。
14.进一步地，所述浮子本体呈圆台形或者球形。
15.进一步地，所述浮子本体的外周面上设置有密封层，用于封堵所述开口时保证所述浮子本体与所述存水罐之间的气密性。
16.进一步地，所述排气管上开设有导向槽，所述导向件的一端与所述导向杆连接，另
一端滑动设置在所述导向槽中。
17.进一步地，沿所述导向杆的周向间隔设置有多个所述导向件。
18.进一步地，所述存水罐的上端设置有与所述容置腔连通的补水管。
19.进一步地，所述补水管上设置有开关阀。
20.一种燃料电池发动机，包括如上所述的冷却排气装置和电堆，所述进水管与所述电堆的出水口连通，所述出水管与所述电堆的进水口连通。
21.本实用新型的有益效果：
22.本实用新型所提供的一种冷却排气装置，通过进水管、出水管和存水罐与电堆形成冷却水循环管路对电堆进行循环冷却，在存水罐上开设有与外界连通的开口，使得经过进水管进入集存到存水罐中的空气通过开口排出，在存水罐中设置有浮子，用于在液位较高时封堵开口，防止冷却水从开口溢出，当存水罐中的空气压力较大时，气压作用在冷却水上使得冷却水快速排入到电堆中，液面下降，浮子相对开口打开，使得冷却水从开口迅速排出，通过设置导向件可以对浮子的运动进行限制，从而使得浮子有效封堵或者打开开口。通过上述设置，能够对电堆进行循环冷却的同时，可以将管路中的空气顺利排出，从而保证电堆的冷却散热效率。
23.本实用新型所提供的燃料电池发动机，包括如上所述的冷却排气装置，能够对电堆进行循环冷却的同时，可以将管路中的空气顺利排出，从而保证电堆的冷却散热效率。
附图说明
24.图1是本实用新型一种冷却排气装置的示意图。
25.图中：
26.1、存水罐；11、排气管；12、补水管；121、开关阀；2、进水管；3、出水管；4、浮子；41、浮子本体；42、导向杆；5、导向件。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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实用新型中的具体含义。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.在燃料电池发动机中，对电池的电堆的冷却至关重要，电堆的冷却效率决定了燃料电池的性能和安全，为了能够对电堆进行循环冷却的同时，可以将管路中的空气顺利排出，从而保证电堆的冷却散热效率，如图1所示，本实用新型提供一种冷却排气装置。本冷却排气装置包括：存水罐1、进水管2、出水管3、浮子4和导向件5。
31.其中，存水罐1具有中空的容置腔，且存水罐1的上端开设有与容置腔连通的开口；进水管2的一端与电堆的出水口连通，另一端与存水罐1连通；出水管3的一端与存水罐1连通，另一端与电堆的进水口连通；浮子4设置在存水罐1中，且漂浮在液面上，能够随着液面的变化而起伏以封堵或者打开开口；导向件5一端设置在存水罐1上，另一端设置在浮子4上，使得浮子4只能上下运动。
32.通过进水管2、出水管3和存水罐1与电堆形成冷却水循环管路对电堆进行循环冷却，在存水罐1上开设有与外界连通的开口，使得经过进水管2进入集存到存水罐1中的空气通过开口排出，在存水罐1中设置有浮子4，用于在液位较高时封堵开口，防止冷却水从开口溢出，当存水罐1中的空气压力较大时，气压作用在冷却水上使得冷却水快速排入到电堆中，液面下降，浮子4相对开口打开，使得冷却水从开口迅速排出，通过设置导向件5可以对浮子4的运动进行限制，从而使得浮子4有效封堵或者打开开口。
33.进一步地，存水罐1的开口处设置有排气管11，浮子4通过导向件5设置在排气管11上，浮子4能够沿排气管11的轴向上下运动以封堵或者打开开口。通过设置排气管11便于设置导向件5，从而便于限定浮子4的运动方向，从而保证浮子4有效封堵开口。
34.进一步地，浮子4包括相互连接的浮子本体41和导向杆42，浮子本体41位于容置腔中，导向杆42位于排气管11中，导向件5的一端设置在导向杆42上，另一端设置在排气管11上。通过导向杆42与导向件5的相互配合，使得浮子4只能够沿排气管11轴向上下运动，从而保证浮子本体41能够有效封堵开口。具体地，排气管11上开设有导向槽，导向件5的一端与导向杆42连接，另一端滑动设置在导向槽中。在浮力的作用下，浮子本体41带动导向杆42从而带动着导向件5沿排气管11的轴向上下运动，导向件5对浮子4的运动进行导向。
35.进一步地，沿导向杆42的周向间隔设置有多个导向件5。通过设置多个导向件5，保证导向件5对浮子4运动进行有效导向，保证浮子4上下运动的流畅性。
36.进一步地，在本实施中，浮子本体41呈圆台形或者球形。采用圆台形可以利用楔形的楔紧原理，使得浮子本体41封堵开口后，保证冷却水不会通过浮子本体41与开口处的间隙溢出，采用球形也可以保证有效封堵开口。在其他实施例中，也可以根据开口的形状进行相应地设计浮子本体41的形状，在此对浮子本体41的形状不做过多限制。
37.进一步地，浮子本体41的外周面上设置有密封层，用于封堵开口时保证浮子本体41与存水罐1之间的气密性。具体地，在本实施例中，密封层的材料为橡胶或者硅胶，在浮子本体41封堵开口时，浮子本体41在浮力的作用下与存水罐1之间产生挤压，在挤压力的作用下，密封层产生弹性变形，从而封堵浮子本体41与存水罐1之间在开口处的缝隙，保证冷却水不会溢出。
38.在电堆保养的过程中，需将冷却水排出，在再次使用时，需要重新注入冷却水，为了加快注水的速度，进一步地，存水罐1的上端设置有与容置腔连通的补水管12。通过设置补水管12，可以快速进行注水，在燃料电池运行的过程中，也可以根据需要进行补水，使得存水罐1中的液位保持在合适的高度，满足冷却循环的需要。
39.进一步地，补水管12上设置有开关阀121。通过设置开关阀121，在需要进行补水时打开，在补水完成后关闭。
40.本实施例还提供了一种燃料电池发动机，包括如上的冷却排气装置和电堆，进水管2与电堆的出水口连通，出水管3与电堆的进水口连通。能够对电堆进行循环冷却的同时，可以将管路中的空气顺利排出，从而保证电堆的冷却散热效率。
41.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。