CN107403937A - 电解液吸入装置及包含其的电解液储罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解液吸入装置及包含其的电解液储罐。该电解液吸入装置包括：总管；多根分管，多根分管垂直地连接于总管并与总管连通，多根分管的与总管相反的表面设有多个吸入孔。该电解液吸入装置可以通过分管上的多个吸入孔抽吸储罐底部的电解液，上层的电解液在重力作用下向储罐底部层移，改善了储罐内部电解液在重力方向上的流动性，同时，电解液通过多个吸入孔进入分管的过程中，在吸入孔的周边形成一定的流体扰动，增强了储罐内电解液水平方向上的流动性。电解液储罐采用了该电解液吸入装置，其内部电解液的流动性增强。

Description

电解液吸入装置及包含其的电解液储罐
技术领域
本发明涉及一种电解液吸入装置及包含其的电解液储罐。
背景技术
全钒液流电池是一种技术较为年轻的新型绿色储能电池，利用不同价态的钒离子对的氧化还原反应以实现电能与化学能的相互转换，特别适用于大容量储能的场合。钒电池储能***主要由电堆***、电源负载***和电解液输送***组成。钒电池以电解液中不同价态的钒离子作为正、负极活性物质，分别装在2个电解液储罐中，通过外接输送泵分别送入电堆的正极和负极反应区域，在电堆内部发生电化学反应后，回流至相应的储罐。如此不断循环，以完成电能与化学能的转换。钒电池储能***的功率大小取决于单电池的数量和电极反应面积，容量大小取决于电解液的体积和浓度，故***的功率和容量可分开独立设计，具有极大的灵活性，可通过调整串(并)联电堆个数改变***功率，或通过改变电解液的存储量调整***容量，以满足不同的需求。
钒电池储能***的规模可以用功率(kW)和容量(kWh)两个参数表征，容量与功率的比值即为***设计工况下的储(释)能时间(h)。对于需要长时间储能的应用场合，需要大量的电解液以存储电能，此时电解液储罐的体积很大，但现有的技术一般直接将外接泵的主管***储液罐内部靠近底面的区域，作为电解液吸入口。
将单一的外接泵的主管***电解液储罐内部，作为电解液吸入口，当储罐容积超过一定体积时，无法保证罐内电解液的充分循环，甚至存在流动死区，此时将造成下述两种不良后果，影响***的经济性和可靠性。
其一，***运行时，罐内流动死区内的电解液在储罐内部循环，未及时输送至电堆参与反应，即流动死区内的电解液未得到(充分)利用，从而使电解液的利用率降低；
其二、储罐内的电解液流动性差，混合不均，电解液荷电状态(SOC)检测点不具备代表性，影响***充(放)电程度的准确判断。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术储罐中存在电解液流动死区的缺陷，提供一种能够有效改善电解液的流动性，提高电解液利用率的电解液吸入装置及包含其的电解液储罐。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电解液吸入装置，其包括：
总管；
多根分管，多根分管垂直地连接于总管并与总管连通，多根分管的与总管相反的表面设有多个吸入孔。
优选地，电解液吸入装置还包括一连接管，连接管垂直地连接于总管并连通于总管，多根分管连接于连接管并与连接管连通。
优选地，多根分管设于连接管的两侧。
优选地，分管的一端连接于连接管，分管的另一端封闭。
优选地，连接管的与总管相反的表面设有多个吸入孔。
优选地，总管连接于连接管的中心，连接管的两端封闭。
优选地，分管焊接于连接管，连接管焊接于总管。
一种电解液储罐，电解液储罐包括罐体、外接泵主管和如上所述的电解液吸入装置，电解液吸入装置设于罐体内部，总管连通于外接泵主管。
优选地，电解液吸入装置距离罐体的内部底面100-200毫米，并距离罐体的内部侧面100毫米。
优选地，分管形成的平面形状适配于储罐的横截面形状。
优选地，电解液储罐内部还设有一支架，该支架设于电解液储罐的内部底面并支撑于电解液吸入装置。
本发明的积极进步效果在于：该电解液吸入装置可以通过分管上的多个吸入孔抽吸储罐底部的电解液，上层的电解液在重力作用下向储罐底部层移，改善了储罐内部电解液在重力方向上的流动性，同时，电解液通过多个吸入孔进入分管的过程中，在吸入孔的周边形成一定的流体扰动，增强了储罐内电解液水平方向上的流动性。电解液储罐采用了该电解液吸入装置，其内部电解液的流动性增强。
附图说明
图1为根据本发明的优选实施例的立体结构示意图。
附图标记说明：
10 电解液吸入装置
20 总管
30 连接管
40 分管
41 吸入孔
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，电解液吸入装置10包括：总管20、连接管30和多根分管40。
总管20用于与下述的电解液储罐的外接泵主管相连。
连接管30垂直地连接于总管20并连通于总管20，多根分管40连接于连接管30并与连接管30连通，并布置在垂直于总管20的平面上。
可选择地，也可以不设置连接管30，而是多根分管40直接垂直地连接于总管20并与总管20连通。
多根分管40设于连接管30的两侧。分管40的一端连接于连接管30，分管40的另一端封闭。
总管20连接于连接管30的中心，连接管30的两端封闭。
在本实施例中，多根分管40的与总管20相反的表面设有多个吸入孔41，且连接管30的与总管20相反的表面也设有多个吸入孔41。电解液可以从这些吸入孔41进入。
可选择地，也可以不在连接管30上设置吸入孔41。
连接管30的直径大于分管40的直径，以便固定多根分管40。连接管30的两端是封闭的，从而电解液被吸入时不会优先从连接管30的两端吸入，而导致分管40下方的电解液不被吸入造成电解液的流动性不足。
电解液吸入装置10优选由pp材料制成。当然，也可以根据需要选取其他合适的材料。
分管40焊接于连接管30，连接管30焊接于总管20。各个管路直接采用焊接连接可以保证连接的可靠性。
可选择地，也可以根据需要，采用螺纹连接或卡接等方式连接分管40、连接管30和总管20。
该电解液吸入装置10应用于电解液储罐中。电解液储罐一般包括罐体、外接泵主管和电解液吸入装置10。电解液吸入装置10设于罐体内部，总管20连通于外接泵主管。外接泵主管连接外接泵，外接泵将电解液从电解液储罐中抽出。
电解液吸入装置10距离罐体的内部底面优选为100-200毫米，并距离罐体的内部侧面优选为100毫米左右。
分管40形成的平面形状适配于储罐的横截面形状。如图1所示，分管40形成的平面形状为圆形，该形状适配于横截面形状为圆形的储罐，以确保能抽吸储罐的大致整个底面区域的电解液又不至于触碰储罐的侧壁。当储罐的横截面形状为方形或其他形状时，也可以通过调整分管40的长度，使其吸入孔覆盖区域与储罐的横截面形状相适配，以确保分管40上的吸入孔41能够抽吸储罐的大致整个底面区域的电解液。
可选择地，还可以在储罐的内部底面上设置支架，以支撑该电解液吸入装置10。
总管20、连接管30和分管40的各个尺寸可根据所选择的电解液储罐进行设置。以200kW/400kWh钒电池储能***为例，电解液储罐为立式圆柱形PP储罐，储罐内径2m，高度4.5m。吸入装置选材为PP，装置各部件之间通过焊接连接。总管20公称外径90mm，安装高度540mm，连接管30公称外径160mm，长度1.8m，连接管30两侧对称分布分管40，共计18根分管40。分管40公称外径63mm，单侧长度分别为：330mm、590mm、730mm、800mm、820mm、800mm、730mm、590mm、330mm，形成圆形的平面形状。吸入孔41直径6mm，开孔数共计266个。试验证明，***长期运行，电解液流动性良好。
该电解液吸入装置10可以通过分管40上的多个吸入孔41抽吸储罐底部的电解液，上层的电解液在重力作用下向储罐底部层移，改善了储罐内部电解液在重力方向上的流动性，同时，电解液通过多个吸入孔41进入分管40的过程中，在吸入孔41的周边形成一定的流体扰动，增强了储罐内电解液水平方向上的流动性。电解液储罐采用了该电解液吸入装置10，其内部电解液的流动性增强。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电解液吸入装置，其特征在于，其包括：
总管；
多根分管，多根所述分管垂直地连接于所述总管并与所述总管连通，多根所述分管的与所述总管相反的表面设有多个吸入孔。
2.如权利要求1所述的电解液吸入装置，其特征在于，所述电解液吸入装置还包括一连接管，所述连接管垂直地连接于所述总管并连通于所述总管，多根所述分管连接于所述连接管并与所述连接管连通。
3.如权利要求2所述的电解液吸入装置，其特征在于，多根所述分管设于所述连接管的两侧。
4.如权利要求2所述的电解液吸入装置，其特征在于，所述分管的一端连接于所述连接管，所述分管的另一端封闭。
5.如权利要求2所述的电解液吸入装置，其特征在于，所述连接管的与所述总管相反的表面设有多个吸入孔。
6.如权利要求2所述的电解液吸入装置，其特征在于，所述总管连接于所述连接管的中心，所述连接管的两端封闭。
7.如权利要求2所述的电解液吸入装置，其特征在于，所述分管焊接于所述连接管，所述连接管焊接于所述总管。
8.一种电解液储罐，其特征在于，所述电解液储罐包括罐体、外接泵主管和如权利要求1-7中任一项所述的电解液吸入装置，所述电解液吸入装置设于所述罐体内部，所述总管连通于所述外接泵主管。
9.如权利要求8所述的电解液储罐，其特征在于，所述电解液吸入装置距离所述罐体的内部底面100-200毫米，并距离所述罐体的内部侧面100毫米。
10.如权利要求8所述的电解液储罐，其特征在于，所述分管形成的平面形状适配于所述储罐的横截面形状。
11.如权利要求8所述的电解液储罐，其特征在于，所述电解液储罐内部还设有一支架，所述支架设于所述电解液储罐的内部底面并支撑于所述电解液吸入装置。
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