CN108336379A - 一种加热装置及燃料电池冷却*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种加热装置及燃料电池冷却***，加热装置包括管体和加热管组件，管体的一端设有安装孔，管体靠近安装孔的一端设有进水口，管体的另一端设有出水口；加热管组件包括加热管以及与加热管连接的控制器，加热管穿过安装孔并容置在管体内，控制器靠近加热管的一端与安装孔连接。通过使加热管容置在管体内，同时在管体的一端设置进水口，并在管体的另一端设置出水口，使得从进水口流入管体内的结冰颗粒能够受热变成液体后，再从出水口流出，最后流入燃料电池反应堆中参与冷却循环，从而有效地避免了由于冷却液中存在结冰颗粒，导致燃料电池在工作的过程中受到损坏的问题，进而确保了燃料电池的正常工作。

Description

一种加热装置及燃料电池冷却***

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种加热装置及燃料电池冷却***。

背景技术

质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种，其是通过氢气和氧气的电化学反应将化学能直接转换成电能的一种发电装置，因此，质子交换膜燃料电池在发电的过程中不产生污染，此外，其具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单和操作方便等优点，因此，质子交换膜被公认为电动汽车、发电站等的首选能源。

通常，质子交换膜燃料电池的运行需要一系列的辅助设备与之共同构成燃料电池***，其中，冷却***是统燃料电池***中的重要组成部分之一。在燃料电池工作的过程中，必然会产生热量，使得燃料电池的温度升高，因此，通常会采用冷却***为燃料电池提供冷却液，以将产生的多余的热量带走，从而确保质子交换膜燃料电池工作的稳定性。但是，当燃料电池***在低温的环境下长时间处于停机的状态时，冷却***中的冷却液可能会结冰，使得冷却液中存在结冰颗粒，此时，若启动燃料电池***，结冰颗粒会流入燃料电池反应堆中，从而导致燃料电池受到损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种加热装置及燃料电池冷却***，以解决当现有冷却***中的冷却液存在结冰颗粒时，容易导致燃料电池在工作的过程中受到损坏的技术问题，以确保燃料电池的正常工作。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种加热装置，包括管体和加热管组件，所述管体的一端设有安装孔，所述管体靠近所述安装孔的一端设有进水口，所述管体的另一端设有出水口；所述加热管组件包括加热管以及与所述加热管连接的控制器，所述加热管穿过所述安装孔并容置在所述管体内，所述控制器靠近所述加热管的一端与所述安装孔连接。

作为优选方案，所述控制器包括第一本体以及连接在所述第一本体上的底座，所述加热管连接在所述底座远离所述第一本体的一端。

作为优选方案，所述加热装置还包括卡盘，所述卡盘上设有贯穿其左右表面的第一安装腔，所述第一安装腔的内侧壁上设有环形卡槽；所述底座远离所述第一本体的一端的边缘四周设有沿远离所述底座的中心轴线的方向延伸的第一凸缘，所述安装孔的边缘四周设有沿远离所述安装孔的中心轴线的方向延伸的第二凸缘；在所述控制器与所述安装孔连接时，所述第一凸缘和所述第二凸缘分别伸入所述第一安装腔内，且所述第一凸缘和所述第二凸缘至少部分容置并卡接在所述环形卡槽内。

作为优选方案，所述第一凸缘和所述第二凸缘之间设有密封圈，所述密封圈的一端抵靠在所述第一凸缘上，所述第二凸缘抵靠在所述密封圈的另一端上。

作为优选方案，所述卡盘包括锁紧环以及用于调节所述锁紧环的大小的调节件，所述锁紧环包括第二本体和卡接件，所述调节件与所述第二本体的一端的外侧连接，且所述调节件和所述第二本体之间形成第二安装腔，所述第二本体的另一端穿过所述第二安装腔，并与所述第二安装腔连接；所述卡接件连接在所述第二本体的内侧，所述卡接件呈U型，且所述第二本体和所述卡接件之间形成所述环形卡槽。

作为优选方案，所述卡接件为3个，且3个所述卡接件均布于所述第二本体的内侧。

作为优选方案，所述加热装置还包括进水管和出水管，所述进水管与所述进水口连通，所述出水管与所述出水口连通。

作为优选方案，所述加热装置还包括设于所述出水管上的温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述控制器的第一输入端电连接。

作为优选方案，所述管体、所述进水管和所述出水管的材料均为不锈钢或铝。

为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种燃料电池冷却***，包括冷却液供给装置以及上述的加热装置，所述冷却液供给装置的输出端与所述进水口连通。

本发明提供一种加热装置，包括管体和加热管组件，所述管体的一端设有安装孔，所述管体靠近所述安装孔的一端设有进水口，所述管体的另一端设有出水口；所述加热管组件包括加热管以及与所述加热管连接的控制器，所述加热管穿过所述安装孔并容置在所述管体内，所述控制器靠近所述加热管的一端与所述安装孔连接。通过在所述管体上设置安装孔，并使所述加热管穿过所述安装孔并容置在所述管体内，同时在所述管体靠近所述安装孔的一端设置所述进水口，并在所述管体的另一端设置所述出水口，使得当冷却液中存在结冰颗粒时，从所述进水口流入所述管体内的结冰颗粒能够通过所述加热管进行加热，使得结冰颗粒变成液体后，再从所述出水口流入到燃料电池反应堆中参与冷却循环，从而有效地避免了由于冷却液中存在结冰颗粒，导致燃料电池在工作的过程中受到损坏的问题，进而确保了燃料电池的正常工作。此外，所述加热装置的结构简单，在燃料电池***中使用所述加热装置时，只需使冷却液输出端与所述进水口连通，并使所述出水口与燃料电池连通，就能够实现对流入所述加热装置内的冷却液进行加热，以使冷却液中的结冰颗粒受热变成液体后，再流入到燃料电池反应堆中，因此，所述加热装置具有安装和维护便捷的特点。

附图说明

图1是本发明实施例中的加热装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的加热装置的***图；

图3是本发明实施例中的管体的结构示意图；

图4是本发明实施例中的加热管组件的结构示意图；

图5是本发明实施例中的卡盘的结构示意图。

其中，1、管体；11、安装孔；111、第二凸缘；12、进水口；13、出水口；2、加热管组件；21、加热管；22、控制器；221、第一本体；222、底座；2221、第一凸缘；3、卡盘；31、第一安装腔；311、环形卡槽；32、锁紧环；321、第二本体；322、卡接件；33、调节件；4、密封圈；5、进水管；6、出水管；7、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的说明中，上、下、左、右、前和后等方位的描述都是针对图1进行限定的，当所述加热装置的放置方式发生改变时，其相应的方位的描述也将根据放置方式的改变而改变，本发明在此不做赘述。

结合图1至图3所示，本发明优选实施例的一种加热装置，包括管体1和加热管组件2，所述管体1的一端设有安装孔11，所述管体1靠近所述安装孔11的一端设有进水口12，所述管体1的另一端设有出水口13；所述加热管组件2包括加热管21以及与所述加热管21连接的控制器22，所述加热管21穿过所述安装孔11并容置在所述管体1内，所述控制器22靠近所述加热管21的一端与所述安装孔11连接。

在本发明实施例中，通过在所述管体1上设置安装孔11，并使所述加热管21穿过所述安装孔11并容置在所述管体1内，同时在所述管体1靠近所述安装孔11的一端设置所述进水口12，并在所述管体1的另一端设置所述出水口13，使得当冷却液中存在结冰颗粒时，从所述进水口12流入所述管体1内的结冰颗粒能够通过所述加热管21进行加热，使得结冰颗粒变成液体后，再从所述出水口13流到燃料电池反应堆中，并参与冷却循环，从而有效地避免了由于冷却液中存在结冰颗粒，导致燃料电池在工作的过程中受到损坏的问题，进而确保了燃料电池的正常工作。此外，所述加热装置的结构简单，在燃料电池***中使用所述加热装置时，只需使冷却液输出端与所述进水口12连通，并使所述出水口13与燃料电池连通，就能够实现对流入所述加热装置内的冷却液进行加热，以使冷却液中的结冰颗粒受热变成液体后，再流入到燃料电池反应堆中，因此，所述加热装置具有安装和维护便捷的特点。

如图4所示，为了便于所述加热管21与所述控制器22连接，本实施例中所述控制器22包括第一本体221以及连接在所述第一本体221上的底座222，所述加热管21连接在所述底座222远离所述第一本体221的一端。通过在所述第一本体221上连接所述底座222，并使所述加热管21连接在所述底座222远离所述第一本体221的一端，以确保能够为所述加热管21与所述控制器22的连接提供连接面，从而便于所述加热管21与所述控制器22连接。

结合图2至图4所示，为了实现所述控制器22靠近所述加热管21的一端与所述安装孔11连接，本实施例中所述加热装置还包括卡盘3，所述卡盘3上设有贯穿其左右表面的第一安装腔31，所述第一安装腔31的内侧壁上设有环形卡槽311；所述底座222远离所述第一本体221的一端的边缘四周设有沿远离所述底座的中心轴线的方向延伸的第一凸缘2221，所述安装孔11的边缘四周设有沿远离所述安装孔11的中心轴线的方向延伸的第二凸缘111；在所述控制器22与所述安装孔11连接时，所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111分别伸入所述第一安装腔31内，且所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111至少部分容置并卡接在所述环形卡槽311内。通过在所述底座222上设置所述第一凸缘2221，同时在所述安装孔11上设置所述第二凸缘111，并使所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111至少部分容置并卡接在所述环形卡槽311内，以实现所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111的连接，从而实现所述控制器22靠近所述加热管21的一端与所述安装孔11的连接。

在本发明实施例中，为了避免所述管体1内的液体从所述安装孔11与所述控制器22的连接处流出，以确保所述加热装置具有良好的密封效果，本实施例中所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111之间设有密封圈4，且所述密封圈4的一端抵靠在所述第一凸缘2221上，所述第二凸缘111抵靠在所述密封圈4的另一端上。通过在所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111之间设置所述密封圈4，并使所述密封圈4的一端抵靠在所述第一凸缘2221上，同时使所述第二凸缘111抵靠在所述密封圈4的另一端上，从而有效地避免了在所述控制器22与所述安装孔11连接时，所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111之间产生间隙，进而在确保所述控制器22与所述安装孔11牢靠地连接的同时，有效地避免了所述管体1内的液体从所述安装孔11与所述控制器22的连接处流出，以确保所述加热装置具有良好的密封效果，因此，确保了所述加热装置的可靠性。

如图5所示，为了使所述卡盘3具有调节自身大小的功能，以便于将所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111卡接在所述环形卡槽311内，本实施例中所述卡盘3包括锁紧环32以及用于调节所述锁紧环32的大小的调节件33，所述锁紧环32包括第二本体321和卡接件322，所述调节件33与所述第二本体321的一端的外侧连接，且所述调节件33和所述第二本体321之间形成第二安装腔(图中未示出)，所述第二本体321的另一端穿过所述第二安装腔，并与所述第二安装腔连接；所述卡接件322连接在所述第二本体321的内侧，所述卡接件322呈U型，且所述第二本体321和所述卡接件322之间形成所述环形卡槽311。通过使所述调节件33与所述第二本体321的一端的外侧连接，并使所述调节件33和所述第二本体321之间形成所述第二安装腔，同时使所述第二本体321的另一端穿过所述第二安装腔，并与所述第二安装腔连接，以实现通过所述调节件33调节所述第二本体321的大小，同时通过将所述卡接件322连接在所述第二本体321的内侧，以使所述第二本体321和所述卡接件322之间形成所述环形卡槽311，从而实现通过所述调节件33调节所述卡盘3的大小，以便于将所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111卡接在所述环形卡槽311内，进而便于所述底座222与所述水管1设有所述安装孔11的一端连接。

在本发明实施例中，需要说明的是，所述卡接件322包括第三本体，所述第三本体的一端设有沿所述第一安装腔31的中心轴线的方向弯折的第一折弯部，所述第三本体的另一端设有沿所述第一安装腔31的中心轴线的方向弯折的第二折弯部，所述第一折弯部与所述第二折弯部相对设置，所述第三本体连接在所述第二本体321的内侧上，在所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111容置在所述环形卡槽311内时，所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111卡接在所述第一折弯部、所述第二折弯部和所述第三本体之间。此外，所述第一折弯部远离所述第三本体的一端设有沿远离所述环形卡槽311的方向弯折的第三折弯部，所述第二折弯部远离所述第三本体的一端设有沿远离所述环形卡槽311的方向弯折的第四折弯部。通过在所述第一折弯部上设置所述第三折弯部，并在所述第二折弯部上设置所述第四折弯部，以增强所述卡接件322的强度，从而确保能够将所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111牢靠地卡接在所述第一折弯部、所述第二折弯部和所述第三本体之间。

在本发明实施例中，所述卡接件322的数量可以根据实际使用情况设置，只需满确保能够将所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111卡接在所述环形卡槽311内即可。为了使设计和结构简单化，以降低成本，本实施例中所述卡接件322为3个，且3个所述卡接件322均布于所述第二本体321的内侧。通过使3个所述卡接件322均布于所述第二本体321的内侧，从而确保所述第二本体321和所述卡接件322之间形成的所述环形卡槽311，能够牢靠地卡接所述第一凸缘2221和所述第二凸缘111，进而确保所述控制器22能够牢靠地连接在所述安装孔11上。

在本发明实施例中，为了提高所述加热装置使用的便利性，本实施例中所述加热装置还包括进水管5和出水管6，所述进水管5与所述进水口12连通，所述出水管6与所述出水口13连通。通过设置所述进水管5和所述出水管6，并使所述进水管5与所述进水口12连通，以便于冷却液通过所述进水管5流入所述管体1内，同时使所述出水管6与所述出水口13连通，以便于从所述出水口13流出的液体经所述出水管6流入燃料电池反应堆中，从而提高了所述加热装置使用的便利性。

在本发明实施例中，为了控制从所述加热装置流出的液体的温度，以确保流入所述加热装置内的冷却液中的结冰颗粒能够充分受热变成液体后再流出，本实施例中所述加热装置还包括设于所述出水管6上的温度传感器7，所述温度传感器7的输出端与所述控制器22的第一输入端电连接。通过在所述出水管6上设置所述温度传感器7，并使所述温度传感器7的输出端与所述控制器22的第一输入端电连接，以实现所述温度传感器7与所述控制器22之间的信息传递，具体地，所述温度传感器7实时检测从所述出水管6流出的液体的温度，并将检测到的液体的温度信息反馈给所述控制器22，所述控制器22根据所述温度传感器7检测到的液体温度信息控制所述加热管21的加热功率，从而实现控制从所述加热装置中流出的液体的温度，以确保流入所述加热装置内的冷却液中的结冰颗粒能够充分受热变成液体后再流出，进而确保能够避免由于冷却液中存在结冰颗粒，导致燃料电池电堆在工作的过程中受到损坏的问题，以确保燃料电池的正常工作。此外，通过设置所述温度传感器7，使得所述加热装置具有自动调节所述管体1内的液体的温度的功能，从而提高了所述加热装置的实用性。

在本发明实施例中，所述管体1、所述进水管5和所述出水管6的材料可以根据实际使用情况设置，如不锈钢、铝、铁材、木材等。为了使设计和结构简单化，以降低成本，本实施例中所述管体1、所述进水管5和所述出水管6的材料均为不锈钢或铝。

在本发明实施例中，所述管体1的横截面形状可以根据实际使用情况设置，如圆形、椭圆形和多边形等。为了进一步使设计和结构简单化，本实施例中所述管体1的横截面形状为圆形。

在本发明实施例中，所述发热管21的形状也可以根据实际使用情况设置，如U型、圆柱形和螺旋状等，只需满足确保容置在所述管体1内的所述加热管21能够对所述管体1内的液体进行加热即可。为了更进一步使设计和结构简单化，以降低成本，本实施例中所述加热管21的形状为圆柱形。此外，为了进一步确保所述加热管21能够对流入所述管体1内的液体进行充分地加热，以确保流入所述加热装置内的冷却液中的结冰颗粒能够完全变成液体后再流出，本实施例中所述加热管21远离所述控制器的一端与所述出水口13相对设置。

为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种燃料电池冷却***，包括冷却液供给装置以及上述的加热装置，所述冷却液供给装置的输出端与所述进水口12连通。

综上，本发明提供一种加热装置及燃料电池冷却***，加热装置包括管体1和加热管组件2，所述管体1的一端设有安装孔11，所述管体1靠近所述安装孔11的一端设有进水口12，所述管体1的另一端设有出水口13；所述加热管组件2包括加热管21以及与所述加热管21连接的控制器22，所述加热管21穿过所述安装孔11并容置在所述管体1内，所述控制器22靠近所述加热管21的一端与所述安装孔11连接。通过在所述管体1上设置安装孔11，并使所述加热管21穿过所述安装孔11并容置在所述管体1内，同时在所述管体1靠近所述安装孔11的一端设置所述进水口12，并在所述管体1的另一端设置所述出水口13，使得当冷却液中存在结冰颗粒时，从所述进水口12流入所述管体1内的结冰颗粒能够通过所述加热管21进行加热，使得结冰颗粒变成液体后，再从所述出水口13流出，最后流入燃料电池反应堆中参与冷却循环，从而有效地避免了由于冷却液中存在结冰颗粒，导致燃料电池在工作的过程中受到损坏的问题，进而确保了燃料电池的正常工作。此外，所述加热装置的结构简单，在燃料电池***中使用所述加热装置时，只需使冷却液输出端与所述进水口连通，并使所述出水口与燃料电池连通，就能够实现对流入所述加热装置内的冷却液进行加热，以使冷却液中的结冰颗粒受热变成液体后，再流入到燃料电池反应堆中，因此，所述加热装置具有安装和维护便捷的特点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种加热装置，其特征在于，包括管体和加热管组件，所述管体的一端设有安装孔，所述管体靠近所述安装孔的一端设有进水口，所述管体的另一端设有出水口；所述加热管组件包括加热管以及与所述加热管连接的控制器，所述加热管穿过所述安装孔并容置在所述管体内，所述控制器靠近所述加热管的一端与所述安装孔连接。

2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述控制器包括第一本体以及连接在所述第一本体上的底座，所述加热管连接在所述底座远离所述第一本体的一端。

3.如权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括卡盘，所述卡盘上设有贯穿其左右表面的第一安装腔，所述第一安装腔的内侧壁上设有环形卡槽；所述底座远离所述第一本体的一端的边缘四周设有沿远离所述底座的中心轴线的方向延伸的第一凸缘，所述安装孔的边缘四周设有沿远离所述安装孔的中心轴线的方向延伸的第二凸缘；在所述控制器与所述安装孔连接时，所述第一凸缘和所述第二凸缘分别伸入所述第一安装腔内，且所述第一凸缘和所述第二凸缘均至少部分容置并卡接在所述环形卡槽内。

4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述第一凸缘和所述第二凸缘之间设有密封圈，且所述密封圈的一端抵靠在所述第一凸缘上，所述第二凸缘抵靠在所述密封圈的另一端上。

5.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述卡盘包括锁紧环以及用于调节所述锁紧环的大小的调节件，所述锁紧环包括第二本体和卡接件，所述调节件与所述第二本体的一端的外侧连接，且所述调节件和所述第二本体之间形成第二安装腔，所述第二本体的另一端穿过所述第二安装腔，并与所述第二安装腔连接；所述卡接件连接在所述第二本体的内侧，所述卡接件呈U型，且所述第二本体和所述卡接件之间形成所述环形卡槽。

6.如权利要求5所述的加热装置，其特征在于，所述卡接件为3个，且3个所述卡接件均布于所述第二本体的内侧。

7.如权利要求1－6任一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括进水管和出水管，所述进水管与所述进水口连通，所述出水管与所述出水口连通。

8.如权利要求7所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括设于所述出水管上的温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述控制器的第一输入端电连接。

9.如权利要求7所述的加热装置，其特征在于，所述管体、所述进水管和所述出水管的材料均为不锈钢或铝。

10.一种燃料电池冷却***，其特征在于，包括冷却液供给装置以及如权利要求1－9任一项所述的加热装置，所述冷却液供给装置的输出端与所述进水口连通。