[發明專利]動態清掃腔

有效

• 申請號: 201680075623.2
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108474126B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: A·希爾勒;D·拉度;G·施奈德;U·本茨;K·施羅德;Z·阿布爾-埃拉
• 申請（專利權）人: HPS家庭電源解決方案有限公司
• 主分類號: C25B15/08
• 分類號: C25B15/08;C25B1/044;H01M8/04082;F24F11/89;H01M8/04223;H01M8/0662
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及一種沖掃布置系統(100)，用于在燃料電池單元的陽極側(200A)沖掃(清掃)燃料電池單元(200)和/或在電解單元的陰極側(300K)沖掃電解單元(300)。所述沖掃布置系統(100)具有沖掃通道(20、21)，所述沖掃通道具有第一沖掃通道部段(20)和第二沖掃通道部段(21)，所述第一沖掃通道部段和第二沖掃通道部段能通過沖掃布置系統(100)的放氣閥(10)相互流體連通，并且所述沖掃布置系統還具有與沖掃通道(20、21)流體連通并且設置在放氣閥(10)下游的緩沖存儲器(30)，所述緩沖存儲器具有存儲腔(31)，所述存儲腔設定為用于臨時存儲脈沖式地利用沖掃質量流(M1)從燃料電池單元(200)和/或電解單元(300)中沖掃出來的流體物質，而所述流體物質能隨小于沖掃質量流(M1)的排放質量流(M2)從與第二沖掃通道部段(21)流體連通的流出元件(40)中排出。

本發明涉及一種沖掃布置系統，用于在燃料電池單元的陽極側沖掃(清掃)燃料電池單元和/或在電解單元的陰極的沖掃電解單元。本發明還涉及一種家用能源中心以及一種用于運行家用能源中心的方法。

用于在燃料電池單元的陽極側沖掃燃料電池單元和/或在電解單元的陰極的沖掃電解單元的布置系統原理上是由現有技術已知的。為了將可能影響燃料電池和/或電解池的工作能力和使用壽命的不希望的外來氣體成分以及局部地在電池結構中積聚的液態水導出，進行沖掃是必要的。

本發明的目的是，給出一種在H₂安全性、運行特性和相關物料流的設計方面有所改進的沖掃布置系統、一種具有沖掃布置系統的家用能源中心以及一種用于運行家用能源中心的方法。

在沖掃布置系統方面，所述目的通過一種沖掃布置系統來實現，所述沖掃布置系統用于在燃料電池單元的陽極側沖掃(清掃)燃料電池單元和/或在電解單元的陰極側沖掃(清掃)電解單元，所述沖掃布置系統具有沖掃通道，所述沖掃通道具有第一沖掃通道部段和第二沖掃通道部段，所述第一沖掃通道部段和第二沖掃通道部段能通過沖掃布置系統的放氣閥相互流體連通，并且所述沖掃布置系統還具有與沖掃通道流體連通并且設置在放氣閥下游的緩沖存儲器，所述緩沖存儲器具有存儲腔，所述存儲腔設定為用于臨時存儲要脈沖式地利用沖掃質量流從燃料電池單元和/或電解單元中沖掃出來的流體物質，使得所述流體物質能夠以小于沖掃質量流的排放質量流從與第二沖掃通道部段流體連通的流出元件中排出。通常大部分由H₂組成的排放質量流可以混合到空氣質量流中，從而所形成的氣體混合物的H₂濃度在所有運行狀態下都明顯低于H₂在空氣中的點燃下限。通過這種稀釋效應可以實現設備更為安全的運行。

流出元件可以構造成孔板、節流閥、噴嘴、噴射泵、文杜里噴嘴或復合器。緩沖存儲器可以由第二沖掃通道部段分支出來。第二沖掃通道部段可以至少局部地延伸通過緩沖存儲器。

本發明包含這樣的認知，即在根據現有技術進行沖掃時，所述沖掃脈沖式地用沖掃質量流來進行，通常在幾分之一秒內就將較大量的氫氣從燃料電池單元和/或電解單元中沖掃出。緊接著這種脈沖式的沖掃之后，有較長時間不再釋放氫氣。由此可以在混入排風時，可能局部以及暫時地出現危險的高氫氣濃度、特別是還可能出現高于點燃下限的濃度，這種濃度可能導致危險的爆鳴氣反應。因此，至少在具有高沖掃質量流(量)的所述脈沖期間要提高排風質量流(量)，以便確保充分的稀釋效應。

由于根據本發明在放氣閥的下游設置了帶有存儲腔的緩沖存儲器，脈沖式地隨沖掃質量流排出的流體物質可以與小于所述沖掃質量流的排放質量流一起排出。由此，可以有利地得到對脈沖式沖掃質量流的平緩作用，這有利地在排風質量流較小的同時實現了避免出現臨界的氫氣濃度。