CN217738680U - 一种分布式微流道涉氢环境测试舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式微流道涉氢环境测试舱，所述涉氢环境试验舱包括通过管道依次连接的新风空气源、空气冷却装置、送风风机和涉氢环境试验舱。通过微流道板的应用改善舱内循环风流场，以解决现有涉氢环境试验舱内温湿度紊乱和氢气局部聚集的问题，其能够控制温度、湿度分布均匀性和避免氢气局部集聚现象；通过空气冷却装置对进入送风风机的空气进行调温，并通过涉氢环境试验舱内部的循环风***促进温度、湿度和氢气在试验舱内部循环流动，获得均匀和准确的试验环境，消除涉氢环境试验舱内温场紊乱，有效控制舱内温湿度均匀稳定，消除舱内死角造成的氢气局部聚集。

Description

一种分布式微流道涉氢环境测试舱

技术领域

本实用新型涉及一种环境模拟测试装置技术领域，更具体地说，它涉及一种分布式微流道涉氢环境测试舱。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，新能源汽车得到了快速发展的机遇，其中氢燃料电池汽车作为终极清洁能源，在载货汽车、大型载客汽车应用方面有其独特的技术和环保优势，是未来新能源汽车发展的主要方向之一。

涉氢环境试验舱因其涉氢安全要求高、发热量大、新风需求量大等因素，受现有技术的制约，当前常规使用的传统环境试验舱无法满足燃料电池***测试需要，无法支持燃料电池***大功率持续运行。

当前现有的环境试验舱存在的缺陷：

1、传统环境试验舱采用舱内对流流场方式的空气循环，舱内容易产生局部涡流，进而导致舱内空气局部温差大，进而导致舱内温度和湿度紊乱，使试验工作无法进行。

2、传统环境试验舱在进行试验过程的时候，因为氢气密度相对于空气较轻，容易在舱内死角处造成氢气的局部汇集而不能顺利排出。

3、传统环境试验舱中温度、湿度、氢气浓度等参数相互关联，不易实现每个参数的单独控制。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种分布式微流道涉氢环境测试舱，以解决现有涉氢环境试验舱内温湿度紊乱和氢气局部聚集的问题，其能够控制温度、湿度分布均匀性和避免氢气局部集聚现象；通过空气冷却装置对进入送风风机的空气进行调温，并通过涉氢环境试验舱内部的循环风***促进温度、湿度和氢气在试验舱内部循环流动，获得均匀和准确的试验环境，消除涉氢环境试验舱内温场紊乱，有效控制舱内温湿度均匀稳定，消除舱内死角造成的氢气局部聚集。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种分布式微流道涉氢环境测试舱，包括通过管道依次连接的新风过滤器、空气冷却装置、送风风机和涉氢环境试验舱；其中，所述涉氢环境试验舱包括保温库板和微流道板，所述微流道板上还设置有温度传感器、湿度传感器和氢浓度传感器，所述微流道板上均布多个连通微流道板内部和外部的通孔，在保温库板和微流道板之间设置有循环风***。

本实用新型进一步设置为：所述循环风***包括冷却器、加热器、加湿器、第一循环风机及第二循环风机，且冷却器、加热器、加湿器、循环风机可单独控制；

所述第一循环风机与第二循环风机同时顺向或逆向出风。

本实用新型进一步设置为：所述涉氢环境试验舱内部划分为多个子区域，且在这些子区域中分别设置有温度传感器、湿度传感器和氢浓度传感器，以检测涉氢环境试验舱内部不同区域中的温度、湿度和氢气浓度。

本实用新型进一步设置为：所述涉氢环境试验舱还设置有泄压阀，当试验舱内压力过大而超过设定阈值时，所述泄压阀自动打开进行泄压。

本实用新型进一步设置为：所述空气冷却装置包括安装在管道上的气液换热器，所述气液换热器带有冷却液进口和冷却液出口，且冷却液进口相比于冷却液出口远离新风空气源，使得冷却液的运行方向和管道内空气的运行方向相反。

本实用新型进一步设置为：所述空气冷却装置中的冷凝水由积水盘收集，通过排水口排出。

本实用新型进一步设置为：在微流道板中间舱体内设置有用于安装试件的试件安装板。

本实用新型的优点，通过涉氢环境试验舱内部的循环风***促进，氢气在试验舱内部循环流动，获得均匀和准确的试验环境，消除涉氢环境试验舱内温场紊乱，有效控制舱内温湿度均匀稳定，可消除舱内死角造成的氢气局部聚集，各组成设备结构分散，可分别进行制作，加工方便，便于替换维护，维修方便。

附图说明

图1为分布式微流道涉氢环境测试舱的连接示意图；

图2为涉氢环境试验舱的结构示意图；

图3为空气冷却装置结构示意图。

图中：1、新风过滤器；2、送风管道；3、空气冷却装置；4、送风风机；5、涉氢环境试验舱；6、保温库板；7、微流道板；8、温度传感器；9、试件安装板；10、新风口；11、泄压阀；12、排气口；13、第一循环风风机；14、加热器；15、冷却器；16、加湿器；17、第二循环风机；18、冷却液出口；19、冷却液进口；20、空气冷却装置外壳；21、气液换热器； 22、积水盘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

根据图1所示，一种分布式微流道涉氢环境测试舱，包括通过管道依次连接的新风空气源、空气冷却装置3、送风风机4和涉氢环境试验舱5。新风过滤器1为不锈钢过滤器或袋式过滤器，用于过滤空气中的粉尘等颗粒物，新风空气源通过管道将新风空气通至环境试验舱，保证舱内燃料电池试件的正常吸气及氢气浓度可控，送风风机4用于促进新鲜空气进入试验舱，解决在试验舱内外压力平衡问题。

根据图2所示，涉氢环境试验舱5包括外部保温库板6和内部微流道板7，在保温库板6 和微流道板7之间设置有循环风***，循环风机在保温库板6和微流道板7之间的通道内在一个方向上送风，促进温度、湿气在试验舱内部循环流动，并进入微流道板7，使舱内流场更加均匀，从而获得准确的试验环境。循环风***包括冷却器15、加热器14、加湿器16、循环风机，循环风***用于对试验舱内部进行冷却、加热、加湿调节，保障温湿度稳定在设定值；在微流道板7上还设置有温度传感器8、湿度传感器和氢浓度传感器，上述传感器用于对试验舱内部的温度、湿度和氢气浓度进行监控。

接续图2所示，微流道板7与保温库板6间隔平行设置，表面均布多个贯穿微流道板7 连通微流道板7内部和外部的通孔，可以允许中心舱内气体进出微流道板7，从而构造出一个环境相对稳定的内部试验环境空间。其中，冷却器15、加热器14、加湿器16、循环风机可单独控制，在试验舱内温度高于设定值时冷却器15使试验舱降温，当温度达到设定值时停止冷却；在试验舱内温度低于设定值时加热器14使试验舱升温，当温度达到设定值时停止加热；在试验舱内湿度低于设定值时加湿器16给试验舱加湿，当湿度达到设定值时停止加湿。

优选的，涉氢环境试验舱5内部划分为多个子区域，且在这些子区域中分别设置有温度传感器8、湿度传感器和氢浓度传感器，以检测涉氢环境试验舱5内部不同区域中的温度、湿度和氢气浓度，保证试验环境中上述参数测量的准确性和均匀性。以温度测量为例，可以将待测区域按一定方式划分成多个子温区，在每个测量周期内，同时监控各个温度传感器8 的测量值，即可测量出温度场各个子温区的实时温度，在保证各个温度场区域温度一致的条件下进行例如跑机试验，保证了试验温度的均匀性和准确性。

温度传感器8可以使用PT100温度传感器8、热敏电阻温度传感器8、热电偶温度传感器 8等；湿度传感器可以使用电阻式湿度传感器，电容式湿度传感器；也可以使用现有技术中结合的温湿度传感器，例如霍尼韦尔(Honeywell)HIH9000系列传感器、维萨拉(Vaisala) HMT120系列传感器。氢浓度传感器可以使用接触燃烧式氢浓度传感器，气体热导式氢浓度传感器，半导体式氢浓度传感器等；例如日本NEMOTO NIS系列传感器。

在一个实施方案中，循环风***包括两个循环风机，分为第一循环风机和第二循环风机 17，第一循环风机和第二循环风机17在库板和微流道板7之间的环形通道内布置，同时顺向或逆向出风，从而提高内部风循环效率，避免由于单一风机故障而使循环风***无法工作的问题。

进一步的，在微流道板7中设置有用于安装试件的试件安装板9，试件安装板9可用于安装各种试件进行试验和测试。

进一步的，涉氢环境试验舱5还设置有泄压阀11，当试验舱内压力过大而超过设定阈值时，泄压阀11自动打开进行泄压，避免由于内外压力差过大而导致舱体变形，并能够保护试验舱安全运行。

进一步的，涉氢环境试验舱5还设置有舱门，且舱门上设置有观察窗，舱门用于操作人员进出，进行试件设置、维护；观察窗用于在试件运行时直观观察工作情况。

进一步的，涉氢环境试验舱5还设置有排气口12，且排气口12带有减压阀门。排气口 12具有能自动检测舱内压力的功能，防止试验舱内压力太大。

根据图3所示，空气冷却装置3用于对进入送风风机4的空气进行调温。由于燃料电池试件工作时会消耗空气中的氧气，因此需要不断补充新风空气，且新风空气需要根据舱内温度工况进行温度调节，过热的空气会影响试验舱内温度的精确控制，因此在送风风机4和新风空气源之间的管道间加装有空气冷却装置3，以舱内试件正常工作运行，尽量减少空气热量对试验舱内温度的精确控制造成影响。

进一步的，空气冷却装置3包括安装在管道上的气液换热器21，气液换热器21带有冷却液进口19和冷却液出口18，且冷却液进口19相比于冷却液出口18远离新风空气源，使得冷却液的运行方向和管道内空气的运行方向相反，从而提高换热效率，促进空气冷却装置 3有效运行。

进一步的，空气冷却装置3中的冷凝水由积水盘22收集，通过排水口排出。显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：包括通过管道依次连接的新风过滤器(1)、空气冷却装置(3)、送风风机(4)和涉氢环境试验舱(5)；其中，所述涉氢环境试验舱(5)包括保温库板(6)和微流道板(7)，所述微流道板(7)上还设置有温度传感器(8)、湿度传感器和氢浓度传感器，所述微流道板(7)上均布多个连通微流道板(7)内部和外部的通孔，在保温库板(6)和微流道板(7)之间设置有循环风***。

2.根据权利要求1所述的分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：所述循环风***包括冷却器(15)、加热器(14)、加湿器(16)、第一循环风机及第二循环风机(17)，且冷却器(15)、加热器(14)、加湿器(16)、循环风机可单独控制；

所述第一循环风机与第二循环风机(17)同时顺向或逆向出风。

3.根据权利要求1所述的分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：所述涉氢环境试验舱(5)内部划分为多个子区域，且在这些子区域中分别设置有温度传感器(8)、湿度传感器和氢浓度传感器，以检测涉氢环境试验舱(5)内部不同区域中的温度、湿度和氢气浓度。

4.根据权利要求1所述的分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：所述涉氢环境试验舱(5)还设置有泄压阀(11)，当试验舱内压力过大而超过设定阈值时，所述泄压阀(11)自动打开进行泄压。

5.根据权利要求1所述的分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：所述空气冷却装置(3)包括安装在管道上的气液换热器(21)，所述气液换热器(21)带有冷却液进口(19)和冷却液出口(18)，且冷却液进口(19)相比于冷却液出口(18)远离新风空气源，使得冷却液的运行方向和管道内空气的运行方向相反。

6.根据权利要求5所述的分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：所述空气冷却装置(3)中的冷凝水由积水盘(22)收集，通过排水口排出。

7.根据权利要求6所述的分布式微流道涉氢环境测试舱，其特征是：在微流道板(7)中间舱体内设置有用于安装试件的试件安装板(9)。

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