CN220933404U - 一种燃料电池集成式温控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃料电池集成式温控装置，其用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，该装置包括：焊接底框；安装于焊接底框底部的水泵；底部出水口与所述水泵通过管路连接的汽水分离罐；安装于焊接底框底部另一端的加热器；以及板式换热器，其包括可相互换热的气体管道与液体管道，所述气体管道连接燃料电池测试设备并用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，所述液体管道分别连接汽水分离罐和加热器并用于提供加热控温源，所述气体管道形成于所述液体管道上。本实用新型制造成本低、可快速拆卸安装且控温效果好。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池温控技术领域，尤其是涉及一种燃料电池集成式温控装置。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。
燃料电池发动机应用在整车之前，需要经过各种严密繁琐的测试，由于燃料电池测试设备一般都在放置在相关实验室中，而实验室场地有严格的要求，一般小功率测试台内部空间紧凑，现有控温装置多安装在测试台内部完成加热及控温功能，其加热及控温效果不佳，结构紧凑便安装和后期测试台维护保养难。后期对测试台的维修需停工停产，间接造成一部分经济损失。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池集成式温控装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
本实用新型提供了一种燃料电池集成式温控装置，其用于供给燃料电池的气体加热控温，该装置包括：
焊接底框；
安装于焊接底框底部的水泵；
底部出水口与所述水泵通过管路连接的汽水分离罐；
安装于焊接底框底部另一端的加热器；
以及板式换热器，其包括可相互换热的气体管道与液体管道，所述气体管道连接燃料电池测试设备并用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，所述液体管道分别连接汽水分离罐和加热器并用于提供加热控温源，所述气体管道形成于所述液体管道上。
进一步地，所述板式换热器并排设置若干个，且通过板式换热器固定支架固定于加热器上方，其中该板式换热器优选设置2个。
进一步地，所述板式换热器内有若干个板，其以在内侧形成液体管道的方式层叠，所述气体管道形成于若干个板之间并与液体管道重合。
进一步地，所述气体管道还包括至少一个接收燃料电池测试设备气体的气体进入管道口、以及至少一个输出气体到燃料电池测试设备的气体输出管道口；所述液体管道还包括液与加热器连接的液体进入管道口、以及与汽水分离罐连接的液体进入管道口。
由上所述，气体进入管道口与液体进入管道口不在同一位置，气体输出管道口与液体输出管道口不在同一位置，气体管路位于液体管路中，即液体管路形成于板式换热器的相邻板之间，气体管路形成于板式换热器的相邻板之间。
进一步地，所述汽水分离罐外部安装于用于加水的开口，该开口用于外部加水到汽水分离罐。
进一步地，所述汽水分离罐安装于水泵的上方，该汽水分离罐接收板式换热器的水并由水泵循环输送到加热器中，该汽水分离罐也可以将从板式换热器液体输出管道口输出的气体送回板式换热器，而液体则会从出水口进入水泵进行循环。
进一步地，所述加热器包括加热罐体、以及位于加热罐体内部的加热棒，所述加热棒加热水泵输送的水，所述加热罐体用于储存水并输送到板式换热器中，设置加热器可以与板式换热器连用更好地对气体进行控温加热，使得液体在循环地时候热量散发不会过多。
进一步地，所述焊接底框底部上还设有固定板，加热器和水泵固定于固定板上，固定板的设置是为了让处于焊接底框底部上的加热器和水泵不会晃动，从而影响到整个温控装置的运行。
进一步地，所述焊接底框为长方体框架结构，其内安装所述集成式温控装置。
更进一步地，所述焊接底框外部包围可拆卸的***散热隔板，该隔板也可以防止热量的相关散失。
本装置可以直接外挂在燃料电池测试台外部或独立放置在燃料电池测试台旁边，连接其管路可实现测试台加热、控温等功能，后期该装置维修操作简便、快捷。
本装置的具体工作流程如下：
往汽水分离罐内加水，汽水分离罐内的水流入到水泵中，启动水泵，将水输送到加热器中，加热器工作对水进行加热，加热罐内的水满后在水泵输水的作用下，将加热罐体内的水输送到板式换热器中，板式换热器工作，将板式换热器上的气体进入管道、气体输出管道与外部设备连接，板式换热器对水进行加热控温并通过加热水对输入进来的气体加热，气体经加热后在气体输出管道内流出，板式换热器与汽水分离罐连接并将流经板式换热器的加热水再输送到汽水分离罐中，达成水的循环。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)由于本实用新型采用的是集成式加热、控温，减少了测试台内部空间，降低了设备的制造成本；
(2)本实用新型的温控装置具有独立性，可以快速拆卸或者安装，可以应用于任何小功率燃料电池的电堆测试台，设备的领用率也大大提高。
(3)本实用新型在设备需要检修的时候可直接检修，在场地狭小的空间内也可以直接检修，不需要对测试台进行停工停产，减少了维修保养成本。
(4)本实用新型通过加热器和板式换热器对水进行精准控温，再通过加热水对气体进行加热，并实现了水的循环，能够精准恒温对气体进行加热。
附图说明
图1为实施例1中本燃料电池集成式温控装置的内部结构示意图。
图2为实施例1中本燃料电池集成式温控装置的外部结构示意图。
图中标号：
1-汽水分离罐，2-板式换热器，3-板式换热器固定支架，4-加热器，5-固定板，6-水泵，7-焊接底框，8-***散热隔板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。
为了实现温控装置的方便维修，快速拆卸以及对气体进行精准加热，本实用新型提供了一种燃料电池集成式温控装置，其结构请参见图1和图2所示，包括：
焊接底框7；
安装于焊接底框7底部的水泵6；
底部出水口与所述水泵6通过管路连接的汽水分离罐1；
安装于焊接底框底部另一端的加热器4；
以及板式换热器2，其包括可相互换热的气体管道与液体管道，所述气体管道连接燃料电池测试设备并用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，所述液体管道分别连接汽水分离罐1和加热器4并用于提供加热控温源，所述气体管道形成于所述液体管道上。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，为了让液体在板式换热器2中的温度控制更加准确，热量损失更少，所述板式换热器2并排设置若干个，且通过板式换热器固定支架3固定于加热器4上方。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，所述板式换热器2内有若干个板，其以在内侧形成液体管道的方式层叠，所述气体管道形成于若干个板之间并与液体管道重合。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，所述气体管道还包括至少一个接收燃料电池测试设备气体的气体进入管道口、以及至少一个输出气体到燃料电池测试设备的气体输出管道口；所述液体管道还包括液与加热器4连接的液体进入管道口、以及与汽水分离罐1连接的液体进入管道口。
气体进入管道口与液体进入管道口不在同一位置，气体输出管道口与液体输出管道口不在同一位置，气体管路位于液体管路中，即液体管路形成于板式换热器的相邻板之间，气体管路形成于板式换热器的相邻板之间。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，为了让水可以更好地加入到整个温控装置中，所述汽水分离罐1外部安装于用于加水的开口。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，考虑到气体可能会从板式换热器2液体输出管道口输出到汽水分离罐1，设置汽水分离罐1对气体和液体进行分离，所述汽水分离罐1安装于水泵6的上方，该汽水分离罐1接收板式换热器2的水并由水泵6循环输送到加热器4中。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，考虑到单纯设置板式换热器2的控温效果不够明显，以及最开始进入到板式换热器2中的气体热量不足，设置加热器4进行协同控温，所述加热器4包括加热罐体、以及位于加热罐体内部的加热棒，所述加热棒加热水泵6输送的水，所述加热罐体用于储存水并输送到板式换热器2中。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，考虑到整个温控装置如何在燃料电池测试设备旁进行稳定，设置固定板5进行固定，所述焊接底框7底部上还设有固定板5，加热器4和水泵6固定于固定板5上。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，所述焊接底框7为长方体框架结构，其内安装所述集成式温控装置。
在一些具体地实施方式，请再参见图1所示，考虑到整个温控装置在运行地时候热量可能有所损失，以及为了工作人员安全问题，设置***散热隔板8进行防护保温，所述焊接底框7外部包围可拆卸的***散热隔板8。
本装置的具体工作流程如下：
往汽水分离罐1内加水，汽水分离罐1内的水流入到水泵6中，启动水泵6，将水输送到加热器4中，加热器4工作对水进行加热，加热罐体内的水满后在水泵6输水的作用下，将加热罐体内的水输送到板式换热器2中，板式换热器2工作，将板式换热器2上的气体进入管道、气体输出管道与外部设备连接，板式换热器2对水进行加热控温并通过加热水对输入进来的气体加热，气体经加热后在气体输出管道内流出，板式换热器与汽水分离罐1连接并将流经板式换热器的加热水再输送到汽水分离罐1中，达成水的循环。
以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。
实施例1
为了实现温控装置的方便维修，快速拆卸以及对气体进行精准加热，本实用新型提供了一种燃料电池集成式温控装置，本装置可以直接外挂在燃料电池测试台外部或独立放置在燃料电池测试台旁边，其结构请参见图1和图2所示，包括：
焊接底框7；
安装于焊接底框7底部的水泵6；
底部出水口与水泵6通过管路连接的汽水分离罐1；
安装于焊接底框底部另一端的加热器4；
以及板式换热器2，其包括可相互换热的气体管道与液体管道，气体管道连接燃料电池测试设备并用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，液体管道分别连接汽水分离罐1和加热器4并用于提供加热控温源，气体管道形成于液体管道上。
请再参见图1所示，为了让液体在板式换热器2中的温度控制更加准确，热量损失更少，板式换热器2并排设置2个，且通过板式换热器固定支架3固定于加热器4上方。
请再参见图1所示，所述板式换热器2内有若干个板，其以在内侧形成液体管道的方式层叠，所述气体管道形成于若干个板之间并与液体管道重合。
请再参见图1所示，所述气体管道还包括至少一个接收燃料电池测试设备气体的气体进入管道口、以及至少一个输出气体到燃料电池测试设备的气体输出管道口；所述液体管道还包括液与加热器4连接的液体进入管道口、以及与汽水分离罐1连接的液体进入管道口。
气体进入管道口与液体进入管道口不在同一位置，气体输出管道口与液体输出管道口不在同一位置，气体管路位于液体管路中，即液体管路形成于板式换热器的相邻板之间，气体管路形成于板式换热器的相邻板之间。
请再参见图1所示，为了让水可以更好地加入到整个温控装置中，汽水分离罐1外部安装于用于加水的开口。
请再参见图1所示，考虑到气体可能会从板式换热器2液体输出管道口输出到汽水分离罐1，设置汽水分离罐1对气体和液体进行分离，汽水分离罐1安装于水泵6的上方，该汽水分离罐1接收板式换热器2的水并由水泵6循环输送到加热器4中。
请再参见图1所示，考虑到单纯设置板式换热器2的控温效果不够明显，以及最开始进入到板式换热器2中的气体热量不足，设置加热器4进行协同控温，加热器4包括加热罐体、以及位于加热罐体内部的加热棒，加热棒加热水泵6输送的水，加热罐体用于储存水并输送到板式换热器2中。
请再参见图1所示，考虑到整个温控装置如何在燃料电池测试设备旁进行稳定，设置固定板5进行固定，焊接底框7底部上还设有固定板5，加热器4和水泵6固定于固定板5上。
请再参见图1所示，焊接底框7为长方体框架结构，其内安装集成式温控装置。
请再参见图1所示，考虑到整个温控装置在运行地时候热量可能有所损失，以及为了工作人员安全问题，设置***散热隔板8进行防护保温，焊接底框7外部包围可拆卸的***散热隔板8。
本装置的具体工作流程如下：
往汽水分离罐1内加水，汽水分离罐1内的水流入到水泵6中，启动水泵6，将水输送到加热器4中，加热器4工作对水进行加热，加热罐体内的水满后在水泵6输水的作用下，将加热罐体内的水输送到板式换热器2中，板式换热器2工作，将板式换热器2上的气体进入管道、气体输出管道与外部设备连接，板式换热器2对水进行加热控温并通过加热水对输入进来的气体加热，气体经加热后在气体输出管道内流出，板式换热器与汽水分离罐1连接并将流经板式换热器的加热水再输送到汽水分离罐1中，达成水的循环。
本装置的安装过程如下：
先将固定板5安装到焊接底框7，再将加热器4、水泵6固定在固定板4，依次安装板式换热器2及板式换热器固定支架3，最后将汽水分离罐1固定在水泵6上方。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池集成式温控装置，其用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，其特征在于，该装置包括：
焊接底框(7)；
安装于焊接底框(7)底部的水泵(6)；
底部出水口与所述水泵(6)通过管路连接的汽水分离罐(1)；
安装于焊接底框(7)底部另一端的加热器(4)；
以及板式换热器(2)，其包括可相互换热的气体管道与液体管道，所述气体管道连接燃料电池测试设备并用于对供给至燃料电池测试设备的气体进行加热控温，所述液体管道分别连接汽水分离罐(1)和加热器并用于提供加热控温源，所述气体管道形成于所述液体管道上。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述板式换热器(2)并排设置若干个，且通过板式换热器固定支架(3)固定于加热器(4)上方。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述板式换热器(2)内有若干个板，其以在内侧形成液体管道的方式层叠，所述气体管道形成于若干个板之间并与液体管道重合。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述气体管道还包括至少一个接收燃料电池测试设备气体的气体进入管道口、以及至少一个输出气体到燃料电池测试设备的气体输出管道口；所述液体管道还包括液与加热器(4)连接的液体进入管道口、以及与汽水分离罐(1)连接的液体进入管道口。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述汽水分离罐(1)外部安装于用于加水的开口。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述汽水分离罐(1)安装于水泵(6)的上方，该汽水分离罐(1)接收板式换热器(2)的水并由水泵(6)循环输送到加热器(4)中。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述加热器(4)包括加热罐体、以及位于加热罐体内部的加热棒，所述加热棒加热水泵(6)输送的水，所述加热罐体用于储存水并输送到板式换热器(2)中。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述焊接底框(7)底部上还设有固定板(5)，加热器(4)和水泵(6)固定于固定板(5)上。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述焊接底框(7)为长方体框架结构，其内安装所述集成式温控装置。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池集成式温控装置，其特征在于，所述焊接底框(7)外部包围可拆卸的***散热隔板(8)。
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