CN217004897U - 氢气加热器和氢气加热组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气加热器和氢气加热组件，所述氢气加热器设置有进氢口和出氢口，且具有用于与所述汇流板贴合相连的安装面；氢气流道，所述氢气流道形成于所述氢气加热器内，且所述氢气流道分别与所述进氢口和所述出氢口连通；第一流道，所述第一流道形成于所述氢气加热器内且用于与所述氢气流道换热，且所述氢气加热器在所述安装面上设置有与所述第一流道连通的第一进口和第一出口。本实用新型的氢气加热器，该氢气加热器与汇流板采用端面连接配合，利于降低氢气加热器与汇流板的连接密封要求，且安装后的整体结构较为紧凑，节省安装空间，便于加工，装配方便，且利于降低设置成本。

Description

氢气加热器和氢气加热组件

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池发动机制造技术领域，尤其是涉及一种氢气加热器和具有该氢气加热器的氢气加热组件。

背景技术

通常在氢气加热器内设有两个可相互进行热交换的内部流道，一个内部流道用于流通氢气，另一个内部流道用于流通高温换热介质。其中，氢气加热器与汇流板相连以使汇流板中的高温换热介质进入到氢气加热器的内部流道中实现与氢气的换热作用。相关技术中，汇流板通过外接管路与氢气加热器连接，外接管路的密封要求高，加工和装配较为复杂，存在改进的空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种氢气加热器，该氢气加热器可与汇流板直接对接安装，不需外设管路连接，结构紧凑且加工和装配简单，密封要求较低。

根据本实用新型实施例的氢气加热器，包括：所述氢气加热器设置有进氢口和出氢口，且具有用于与所述汇流板贴合相连的安装面；氢气流道，所述氢气流道形成于所述氢气加热器内，且所述氢气流道分别与所述进氢口和所述出氢口连通；第一流道，所述第一流道形成于所述氢气加热器内且用于与所述氢气流道换热，且所述氢气加热器在所述安装面上设置有与所述第一流道连通的第一进口和第一出口。

根据本实用新型实施例的氢气加热器，该氢气加热器与汇流板采用端面连接配合，不需设置管路连接，利于降低氢气加热器与汇流板的连接密封要求，且安装后的整体结构较为紧凑，节省安装空间，便于加工，装配方便，且利于降低设置成本。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热器，所述氢气加热器包括加热器主体和环绕所述加热器主体的连接翻边，所述连接翻边用于与所述汇流板通过紧固件可拆卸地相连。

本实用新型还提出了一种氢气加热组件。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，包括上述任一种实施例所述的氢气加热器，还包括：汇流排，所述汇流板设有第二进口和第二出口，所述第二出口与所述第一进口相连，所述第一出口与所述第二进口相连；进氢管，所述进氢管与所述出氢口连通。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述氢气加热器在所述进氢口处连接有进口管且在所述出氢口处连接有出口管，所述进口管用于与气源相连，所述出口管与所述进氢管可拆卸地相连。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述进氢管设有第一连接支座，所述出口管设有与所述第一连接支座可拆卸地相连的第二连接支座；其中，所述进氢管的进口端与所述出口管的连接处设有径向密封的第二密封件。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述进氢管的进口端伸至所述出口管内，所述第二密封件套设于所述进氢管的进口端外且与所述出口管的内周壁弹性相抵。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述进氢管的出口端连接有氢气阀门座，所述氢气阀门座设有进口接头，所述进氢管设有第三连接支座，所述进口接头设有与所述第三连接支座可拆卸地相连的第四连接支座；其中所述进氢管的出口端与所述进口接头的连接处设有径向密封的第三密封件。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述进氢管的出口端伸至所述进口接头内，所述第三密封件套设于所述进氢管的出口端外且与所述进口接头的内周壁弹性相抵。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述第二出口与所述第一进口的连接处和/或所述第一出口与所述第二进口的连接处设有第一密封件。

根据本实用新型一些实施例的氢气加热组件，所述氢气加热器和/或所述汇流板设有密封槽，所述第一密封件设于所述密封槽内；其中，所述第一密封件的轴向长度大于所述密封槽的轴向深度，以使所述第一密封件弹性抵压于所述氢气加热器与所述汇流板之间。

所述氢气加热组件和上述的氢气加热器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的氢气加热组件的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的氢气加热组件的截面图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是根据本实用新型实施例的氢气加热组件的***图；

图5是根据本实用新型实施例的氢气加热组件的氢气加热器的结构示意图；

图6是根据本实用新型实施例的氢气加热组件的氢气加热器的结构示意图(另一个视角)；

图7是根据本实用新型实施例的氢气加热组件的进氢管的结构示意图(局部剖)。

附图标记：

氢气加热组件100，

汇流板1，第二进口11，第二出口12，密封槽13，

氢气加热器2，加热器主体21，进口管211，出口管212，第二连接支座213，第一进口214，第一出口215，连接翻边22，

进氢管3，环形槽31，第一连接支座32，第三连接支座33，

氢气阀门座4，进口接头41，第四连接支座42，

第一密封件51，第二密封件52，第三密封件53，

螺栓61，连接孔62。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图7描述根据本实用新型实施例的氢气加热器2以及具有该氢气加热器的氢气加热组件100，该氢气加热器2与汇流片1的连接结构简单，不需在汇流板1和氢气加热器2之间增设单独的外接管路，减少了连接件的数量，降低安装成本，氢气加热器2与汇流板1的连接方式紧凑，采用端面密封，集成度较高，且安装简单，利于降低密封要求。

如图1-图7所示，根据本实用新型实施例的氢气加热器2，该氢气加热器2用于与汇流板1相连。

氢气加热器2与汇流板1相连，如氢气加热器2与汇流板1可通过多个紧固件相连，以使汇流板1和氢气加热器2能够灵活地拆卸，便于将氢气加热器2和汇流板1分别更换和维修。如图2所示，氢气加热器2与汇流板1朝向彼此的侧面均构造为平面，氢气加热器2朝向汇流排1的表面为安装面，即在将氢气加热器2与汇流板1进行连接固定时，二者采用端面接触配合，氢气加热器2的安装面与汇流板1贴合相连，利于增大氢气加热器2与汇流板1之间的连接面积，从而利于降低氢气加热器2与汇流板1的连接密封要求。如仅在接口的对接处设置环形密封件即可实现有效密封。由此，氢气加热器2与汇流板1进行连接固定后，二者安装的整体结构较为紧凑，便于加工，装配方便，且利于降低设置成本。

氢气加热器2具有第一流道，汇流板1具有第二流道，第一流道为换热介质流道，且第二流道也为换热介质流道，第一流道用于与第二流道连通，以使第二流道内的换热介质流通至第一流道内。具体地，如图6所示，第一流道连通有第一进口214和第一出口215，第一进口214和第一出口215均设于氢气加热器2的安装面。第二流道连通有第二进口11和第二出口12，如图4所示，第二进口11和第二出口12均朝向氢气加热器2敞开。在氢气加热器2的安装面与汇流板1贴合相连后，第二出口12与第一进口214密封连接，第一出口215与第二进口11密封连接，以使第二流道内的换热介质可流至通过第二出口12流向第一进口214进而流至第一流道内，且从第一流道内通过第一出口215流向第二进口11，进而回流至第二流道内。由此，通过设置第二出口12与第一进口214对接、第一出口215与第二进口11对接可使得第二流道与第一流道均串联于换热水路中。

氢气加热器2内还具有与第一流道换热的氢气流道，如第一流道位于氢气加热器2内靠近汇流板1的一侧，且氢气流道位于氢气加热器2内远离汇流板1的一侧，以使第一流道与氢气流道平行间隔开分布于氢气加热器2内，且使得第一流道与氢气流道之间具有较大的换热行程，提高换热效率。

根据本实用新型实施例的氢气加热器2，该氢气加热器2与汇流板1采用端面连接配合，利于降低氢气加热器2与汇流板1的连接密封要求，且安装后的整体结构较为紧凑，节省安装空间，便于加工，装配方便，且利于降低设置成本。

在一些实施例中，氢气加热器2包括加热器主体21和连接翻边22，连接翻边22环绕加热器主体21设置，如图4和图5所示，加热器主体21构造为矩形块状，连接翻边22构造为矩形环状，连接翻边22在加热器主体21的周向上设置，且如图5和图6所示，在连接翻边22的周向上的多个位置处均设置有连接孔62，连接孔62为通孔，同时在汇流板1朝向氢气加热器2的表面也设置有多个连接孔62，且汇流板1的多个连接孔62与连接翻边22上的多个连接孔62一一对应地安装，且通过多个螺栓61进行连接固定。

由此，可保证氢气加热器2与汇流板1稳定有效地连接，且将螺栓61在加热器主体21的周向上分布，使得氢气加热器2所受的连接力较为均衡，同时保证第一连接件的受力密封效果。

本实用新型还提出了一种氢气加热组件100，包括汇流板1、进氢管3和上述任一种实施例的氢气加热器2。

其中，汇流板1具有第二流道，第二流道连通有第二进口11和第二出口12，如图4所示，第二进口11和第二出口12均朝向氢气加热器2敞开。在氢气加热器2的安装面与汇流板1贴合相连后，第二出口12与第一进口214密封连接，第一出口215与第二进口11密封连接，以使第二流道内的换热介质可流至通过第二出口12流向第一进口214进而流至第一流道内，且从第一流道内通过第一出口215流向第二进口11，进而回流至第二流道内。由此，通过设置第二出口12与第一进口214对接、第一出口215与第二进口11对接可使得第二流道与第一流道均串联于换热水路中。以及，进氢管3与出氢口连通，以使得氢气加热器2在对氢气进行加热后输出。

在一些实施例中，氢气加热器2与汇流板1相连可拆卸地相连，即可将氢气加热器2与汇流板1能够灵活地分离。如氢气加热器2与汇流板1通过多个螺栓61进行连接固定，便于后续拆卸和更换。

在一些实施例中，氢气加热器2在进氢口处连接有进口管211以及在出氢口处连接有出口管212，以使进口管211和出口管212分别与氢气流道流通，进口管211用于与气源相连。由此，外部气源可从进口管211处朝向氢气加热器2处进行氢气供应，且氢气从进口管211进入后，在氢气流道内与第一流道内的换热，且在实现对氢气的加热之后再从出口管212流出。

出口管212与进氢管3可拆卸地相连，其中，需要说明的是，如图1和图4所示，进氢管3的一端与氢气加热器2的出口管212相连，另一端用于与氢气阀门座4相连，氢气阀门座4用于与用气***的管路连接。这样，可使得通入到氢气加热器2中的氢气在进行加热之后，可依次由进氢管3、氢气阀门座4流向用气***中，保证氢气的温度状态能够满足用气***的实际需求。

在一些实施例中，如图2所示，进氢管3设有第一连接支座32，出口管212设有第二连接支座213，第二连接支座213与第一连接支座32可拆卸地相连，如图5所示，进氢管3的靠近其进口端的位置处设置有第一连接支座32，第一连接支座32设有连接孔62，出口管212的外周壁设置有第二连接支座213，第一连接支座32与第二连接支座213的形状构造相同，以使第一连接支座32与第二连接支座213能够贴合连接，且通过贯穿连接孔62的螺栓61相连。

进氢管3的进口端与出口管212的连接处设有径向密封的第二密封件52，即在将进氢管3的进口端与出口管212连接之后可通过第二密封件52实现径向密封，从而避免进氢管3与出口管212处气流泄漏的问题。其中，第二密封件52可构造为密封圈。

在一些实施例中，进氢管3的进口端伸至出口管212内，第二密封件52套设于进氢管3的进口端外且与出口管212的内周壁弹性相抵。也就是说，在实际安装时，进氢管3的进口端的外周壁的径向尺寸小于出口管212的内周壁的径向尺寸，同时，如图7所示，可在进氢管3的进口端的外周壁设置环形槽31，环形槽31用于安装第二密封件52，即第二密封件52环绕套设于环形槽31内以与进氢管3的进口端安装配合，进而使得第二密封件52随着进氢管3的进口端伸至出口管212内，且第二密封件52的外周缘与出口管212的内周壁弹性抵压，从而实现径向密封配合，避免出口管212处的气流轴向移动从与进氢管3的配合位置处流出。

其中，如图7所示，可通过在进氢管3的进口端设置多个环形槽31，以使多个环形槽31可分别对应安装多个第二密封件52，以增大进氢管3的进口端与出口管212的密封效果。

在一些实施例中，如图2所示，进氢管3的出口端连接有氢气阀门座4，氢气阀门座4设有进口接头41。进氢管3设有第三连接支座33，进口接头41设有第四连接支座42，第四连接支座42与第三连接支座33可拆卸地相连，进氢管3的靠近其出口端的位置处设置有第三连接支座33，第三连接支座33设有连接孔62，进口接头41的外周壁设置有第四连接支座42，第三连接支座33与第四连接支座42的形状构造相同，以使第三连接支座33与第四连接支座42能够贴合连接，且通过贯穿连接孔62的螺栓61相连。

进氢管3的出口端与进口接头41的连接处设有径向密封的第三密封件53，即在将进氢管3的出口端与进口接头41连接之后可通过第三密封件53实现径向密封，从而避免进氢管3与进口接头41处气流泄漏的问题。其中，第三密封件53可构造为密封圈。

在一些实施例中，进氢管3的出口端伸至进口接头41内，第三密封件53套设于进氢管3的出口端外且与进口接头41的内周壁弹性相抵。也就是说，在实际安装时，进氢管3的出口端的外周壁的径向尺寸小于进口接头41的内周壁的径向尺寸，同时，如图7所示，可在进氢管3的出口端的外周壁设置环形槽31，环形槽31用于安装第三密封件53，即第三密封件53环绕套设于环形槽31内以与进氢管3的出口端安装配合，进而使得第三密封件53随着进氢管3的出口端伸至进口接头41内，且第三密封件53的外周缘与进口接头41的内周壁弹性抵压，从而实现径向密封配合，避免进口接头41处的气流轴向移动从与进氢管3的配合位置处流出。

本实用新型中的氢气加热组件100，通过设置汇流板1与氢气加热器2采用端面连接配合，且密封槽13的直径比换热介质的进出口的内径大，使得在端面配合时，即使第二流道与第一流道的进出口对接时存在偏差，但对换热介质的流动影响不大，即端面密封装配可吸收装配误差，由此，可保证整个氢气加热组件100密封的可靠性，且整个氢气加热组件100的结构紧凑，便于加工，装配方便。

以及，将进氢管3通过径向密封的配合方式实现与氢气加热器2与氢气阀门座4的连接配合，每个连接处设置两个密封圈，可保证密封的可靠性，且每个连接处设置一个螺栓61即可满足固定需求，利于节省加工和装配作业的成本。其中，进氢管3的管身部分，选用标准规格钢管，通过折弯剪切的方式加工，材料和加工成本都比较低，接头与管身加工好后，通过焊接的方式做成整体，通过使用工装，可以获得较高的加工精度。且在实际设计时，如图3所示，本实用新型中的连接孔62的孔径构造为大于螺栓61的外径，即在连接孔62的内周壁与螺栓61的外周壁之间预留活动间隙，以用于吸收两个连接件之间的装配公差，降低装配的精度要求，便于快速安装。

氢气加热器2与汇流板1之间安装有第一密封件51，第一密封件51弹性抵压于氢气加热器2与汇流板1之间，以在氢气加热器2与汇流板1之间起到弹性密封的作用。其中，第二出口12与第一进口214的连接处和/或第一出口215与第二进口11的连接处套设有第一密封件51。也就是说，可在第二出口12与第一进口214的连接处套设第一密封件51，实现第一流道的进口端的密封性，避免出现第一流道进水泄漏的问题；以及可在第一出口215与第二进口11的连接处套设有第一密封件51，实现第一流道的出口端的密封性，避免出现第一流道出水泄漏的问题，保证氢气加热器2与汇流板1之间的密封性。

其中，第一密封件51为环形件，在具体安装时，如图4所示，第一密封件51设置为两个，可将一个第一密封件51套设于第二出口12与第一进口214的连接处，同时将另一个第一密封件51套设于第一出口215与第二进口11的连接处，再将汇流板1与氢气加热器2通过螺栓61逐渐地紧固，从而使得第一密封件51在汇流板1与氢气加热器2之间受压起到密封作用，保证第一流道的进水和出水均得到有效地密封，如此设置，极大地降低了密封的要求，即在汇流板1与氢气加热器2连接紧固的过程中可实现密封作用。其中，第一密封件51可构造为密封圈。

在一些实施例中，氢气加热器2和/或汇流板1设有密封槽，如氢气加热器2与汇流板1中的一个设有朝向另一个敞开的密封槽13，第一密封件51安装于密封槽13内。也就是说，可在氢气加热器2朝向汇流板1的表面设置密封槽13，并将第一密封件51设置于密封槽13内以与汇流板1相抵，或者如图2所示，在汇流板1朝向氢气加热器2的表面设置密封槽13，并将第一密封件51设置于密封槽13内以与氢气加热器2相抵，从而实现第一密封件51的安装与密封作用。

当然，在具体设计时，也可同时在氢气加热器2和汇流板1朝向彼此的表面均设置密封槽13，以使第一密封件51的一部分位于氢气加热器2的密封槽13内且另一部分位于汇流板1的密封槽13内，使得第一密封件51的安装更加稳定。

在一些实施例中，第一密封件51的轴向长度大于密封槽13的轴向深度，即在将第一密封件51安装于密封槽13内时，第一密封件51弹性抵压于氢气加热器2与汇流板1之间。

如图2所示，密封槽13设于汇流板1，且第一密封件51安装于汇流板1朝向氢气加热器2的表面，且第一密封件51的至少部分朝右伸出以与位于右侧的氢气加热器2相抵，由此，在汇流板1与氢气加热器2连接固定后，第一密封件51利用自身的弹性变形使得二者之间的密封效果更佳，避免出现换热介质泄漏的情况。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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。

在本实用新型的描述中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种氢气加热器(2)，其特征在于，包括：

所述氢气加热器(2)设置有进氢口和出氢口，且具有用于与所述汇流板(1)贴合相连的安装面；

氢气流道，所述氢气流道形成于所述氢气加热器(2)内，且所述氢气流道分别与所述进氢口和所述出氢口连通；

第一流道，所述第一流道形成于所述氢气加热器(2)内且用于与所述氢气流道换热，且所述氢气加热器(2)在所述安装面上设置有与所述第一流道连通的第一进口(214)和第一出口(215)。

2.根据权利要求1所述的氢气加热器(2)，其特征在于，所述氢气加热器(2)包括加热器主体(21)和环绕所述加热器主体(21)的连接翻边(22)，所述连接翻边(22)用于与所述汇流板(1)通过紧固件可拆卸地相连。

3.一种包括如权利要求1或2所述的氢气加热器(2)的氢气加热组件(100)，其特征在于，还包括：

汇流板(1)，所述汇流板(1)设有第二进口(11)和第二出口(12)，所述第二出口(12)与所述第一进口(214)相连，所述第一出口(215)与所述第二进口(11)相连；

进氢管(3)，所述进氢管(3)与所述出氢口连通。

4.根据权利要求3所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述氢气加热器(2)在所述进氢口处连接有进口管(211)且在所述出氢口处连接有出口管(212)，所述进口管(211)用于与气源相连，所述出口管(212)与所述进氢管(3)可拆卸地相连。

5.根据权利要求4所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述进氢管(3)设有第一连接支座(32)，所述出口管(212)设有与所述第一连接支座(32)可拆卸地相连的第二连接支座(213)；其中，

所述进氢管(3)的进口端与所述出口管(212)的连接处设有径向密封的第二密封件(52)。

6.根据权利要求5所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述进氢管(3)的进口端伸至所述出口管(212)内，所述第二密封件(52)套设于所述进氢管(3)的进口端外且与所述出口管(212)的内周壁弹性相抵。

7.根据权利要求3所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述进氢管(3)的出口端连接有氢气阀门座(4)，所述氢气阀门座(4)设有进口接头(41)，所述进氢管(3)设有第三连接支座(33)，所述进口接头(41)设有与所述第三连接支座(33)可拆卸地相连的第四连接支座(42)；其中

所述进氢管(3)的出口端与所述进口接头(41)的连接处设有径向密封的第三密封件(53)。

8.根据权利要求7所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述进氢管(3)的出口端伸至所述进口接头(41)内，所述第三密封件(53)套设于所述进氢管(3)的出口端外且与所述进口接头(41)的内周壁弹性相抵。

9.根据权利要求3所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述第二出口(12)与所述第一进口(214)的连接处和/或所述第一出口(215)与所述第二进口(11)的连接处设有第一密封件(51)。

10.根据权利要求9所述的氢气加热组件(100)，其特征在于，所述氢气加热器(2)和/或所述汇流板(1)设有密封槽，所述第一密封件(51)设于所述密封槽内；其中，

所述第一密封件(51)的轴向长度大于所述密封槽(13)的轴向深度，以使所述第一密封件(51)弹性抵压于所述氢气加热器(2)与所述汇流板(1)之间。

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