[實(shí)用新型]一種焓輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320039888.0
• 申請(qǐng)日: 2013-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203056021U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鳳強(qiáng);林業(yè)發(fā);馬原蔚;胡軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海新源動(dòng)力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/04
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，更具體地說(shuō)，是涉及一種用于車(chē)船質(zhì)子交換膜燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的焓輪。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)是一種發(fā)電裝置，它通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)將燃料（通常是氫氣或甲醇）中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。與傳統(tǒng)的發(fā)電裝置相比，其發(fā)電過(guò)程不涉及氫氧燃燒，不受卡諾循環(huán)的限制，且反應(yīng)產(chǎn)物為水，因此，具有效率高，零污染等優(yōu)點(diǎn)。

在質(zhì)子交換膜燃料電池中，為了防止加載情況下燃料電池質(zhì)子交換膜脫水，需要用到空氣增濕裝置即焓輪，焓輪是一種利用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)排出的廢氣中的水分和熱量來(lái)給進(jìn)入燃料電池的氣體增濕的裝置。這個(gè)裝置需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)，目前，車(chē)、船用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)焓輪普遍采用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，如圖1所示，圖中11為減速電機(jī)、12為焓輪本體，它的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定，但不足之處在于：1）電機(jī)占用一部分空間，使焓輪體積增大；2）電機(jī)自身重量使焓輪整體重量增加；3）電機(jī)運(yùn)行消耗系統(tǒng)能量。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種焓輪。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種焓輪，設(shè)于空壓機(jī)的空氣排出口以及電堆的空氣排出口之間，包括水平設(shè)置的外筒、端板、焓輪軸、陶瓷芯以及氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述端板分別設(shè)于外筒的兩端，所述焓輪軸沿外筒的軸線(xiàn)貫穿外筒的兩端，所述陶瓷芯設(shè)于外筒內(nèi)并套設(shè)在焓輪軸上；所述氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與空壓機(jī)的空氣排出口或/和電堆的空氣排出口位置相對(duì)，所述氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與端板固定連接，氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還與焓輪軸的端部相連。

所述氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣罩、葉輪、齒輪以及管接頭，所述葉輪、齒輪以及焓輪軸的端部設(shè)于氣罩內(nèi)，所述氣罩的進(jìn)氣口正對(duì)空壓機(jī)的空氣輸出口或/和電堆的濕氣輸出口，所述齒輪包括主動(dòng)齒輪以及從動(dòng)齒輪，所述葉輪與主動(dòng)齒輪剛性聯(lián)接，所述從動(dòng)齒輪與焓輪軸的端部鍵聯(lián)接，所述葉輪與氣罩進(jìn)氣口的位置相對(duì)應(yīng)；所述管接頭設(shè)于與氣罩相對(duì)應(yīng)的另一端的端板上。

所述陶瓷芯內(nèi)設(shè)有與焓輪軸相互平行的若干個(gè)通道，所述陶瓷芯的橫截面為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

所述陶瓷芯采用多孔吸水的陶瓷材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型的一種焓輪，具有如下有益的技術(shù)效果：本實(shí)用新型的焓輪由進(jìn)入其內(nèi)部的空氣驅(qū)動(dòng)焓輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此不需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)，故其結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間且質(zhì)量小，無(wú)需外加動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，降低載運(yùn)工具動(dòng)力系統(tǒng)能量。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中焓輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的一種焓輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中陶瓷芯的橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

請(qǐng)參閱圖2所示的一種焓輪，設(shè)于空壓機(jī)的空氣排出口以及電堆的空氣排出口之間，包括水平設(shè)置的外筒5、端板4、焓輪軸3、陶瓷芯6以及氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，端板4分別設(shè)于外筒5的兩端，焓輪軸3沿外筒的軸線(xiàn)貫穿外筒5的兩端，陶瓷芯6設(shè)于外筒5內(nèi)并套設(shè)在焓輪軸3上；氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與空壓機(jī)的空氣排出口以及電堆的空氣排出口位置相對(duì)，氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與端板固定連接，氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還與焓輪軸的端部相連。

氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣罩8、葉輪1、齒輪2以及管接頭7，葉輪1、齒輪2以及焓輪軸3的端部設(shè)于氣罩8內(nèi)，氣罩的進(jìn)氣口正對(duì)空壓機(jī)的空氣輸出口以及電堆的濕氣輸出口，齒輪2包括主動(dòng)齒輪以及從動(dòng)齒輪，葉輪1與主動(dòng)齒輪剛性聯(lián)接，從動(dòng)齒輪與焓輪軸3的端部鍵聯(lián)接，葉輪與氣罩進(jìn)氣口的位置相對(duì)應(yīng)；所述管接頭設(shè)于與氣罩相對(duì)應(yīng)的另一端的端板上。

陶瓷芯內(nèi)設(shè)有與焓輪軸相互平行的若干個(gè)通道，所述陶瓷芯的橫截面為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具體參見(jiàn)圖3所示，陶瓷芯采用多孔吸水的陶瓷材料。

本實(shí)用新型的工作原理為：由空壓機(jī)輸出的干空氣沿a向從氣罩的進(jìn)氣口進(jìn)入焓輪，并驅(qū)動(dòng)葉輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪外部的主動(dòng)齒輪與葉輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與之嚙合的從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)焓輪軸3轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)焓輪。干空氣進(jìn)入陶瓷芯6上半部分，攜帶陶瓷芯6內(nèi)部的水分，變?yōu)闈窨諝庥晒芙宇^7沿b向進(jìn)入電堆；電堆排出來(lái)的濕空氣沿c向從氣罩的進(jìn)氣口進(jìn)入焓輪，驅(qū)動(dòng)葉輪與齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)焓輪運(yùn)行（此過(guò)程與上述的一致），此時(shí)，由干空氣帶走水分的上半部陶瓷芯6已經(jīng)轉(zhuǎn)至下半部，這樣，從氣罩的進(jìn)氣口進(jìn)來(lái)的濕空氣的水分便留在陶瓷芯6中，最后被吸走水分的空氣由管接頭7沿d向排出。這樣往復(fù)循環(huán)，以達(dá)到增濕效果。也就是說(shuō)，是兩側(cè)進(jìn)入焓輪的氣體分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)葉輪與齒輪進(jìn)行組合轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)帶動(dòng)同一根焓輪軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使焓輪運(yùn)行。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的目的，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。