專利名稱：氫空氣燃料電池的排氫氣裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池，特別涉及氫空氣燃料電池的排氫氣裝置及方法。
背景技術：
由于氫是一種易燃易爆的可燃性氣體，因此燃料電池在使用氫作燃料時，除了要保證電池的密封無泄露外，還必須在電池開始運行前、停止運行后把電池的殘留氫氣清除掉，以免爆炸起火等事故的發(fā)生。目前國內外的通用方法是用氮氣吹掃，用一套充氮的專用設備向電池內充氮以把電池的殘留氫氣清除掉。這種方法雖然安全可靠，但需要每個電池增加了一套充氮的專用設備，增加了電池的成本，同時在使用上也多了2道工序。另外，在傳統(tǒng)的氮掃除氫氣的方法中，電池剛停止運行時，電池溫度仍在50℃以上，經(jīng)過氮氣吹掃，電池很快變?yōu)楦蓱B(tài)，而當再次使用時，又馬上處于高濕狀態(tài)，這樣干濕交替會影響電池的使用壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、易操作的氫空氣燃料電池的排氫氣裝置，以去掉現(xiàn)有燃料電池的專用充氮設備，降低電池成本。
本發(fā)明的另一目的是提供一種氫空氣燃料電池的排氫氣方法。
為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術方案包括儲水槽、增濕水槽、進水閥、放水閥、排水管、電池、進氣管、尾氣管、水位傳感器等，增濕水槽設于電池的下部，儲水槽設于電池的上部，儲水槽經(jīng)進水閥與電池上端的排氣罩相連，尾氣管連接于電池上的排氣罩與增濕水槽之間，進氣管的一端插入增濕水槽中，另一端管路上設有氣壓表、壓力調節(jié)閥、進氣閥，增濕水槽經(jīng)放水閥、排水管與儲水槽相連，增濕水槽與電池下端的進氣罩相連，增濕水槽上設有水位傳感器。
本氫空氣燃料電池的排氫氣方法是用水充滿電池將停止運行后電池內的殘余氫氣排出去。
上述的氫空氣燃料電池的排氫氣方法中，所用水為循環(huán)水。
本發(fā)明的優(yōu)點1)在電池中附加自動充放水裝置來自動清除電池運行前、停止運行后的殘留氫氣，去掉了電池的專用充氮設備，降低了電池的成本，使用電池的操作更加簡單。2)由于燃料電池必須在濕度大于80％的環(huán)境中才能正常工作，本發(fā)明在電池存放和使用前，都在電池內充滿水，這樣可滿足燃料電池的濕度要求，解決了傳統(tǒng)的氮掃除氫氣的方法中，電池經(jīng)常受干濕變化所帶來的危害，縮短電池使用壽命的問題。
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的原理作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
參見圖1，本發(fā)明由儲水槽1、溢水管2、尾氣管3、排水管4、增濕水槽5、皮球6、進水閥7、放水閥8、進氣罩9、排氣罩10、水位傳感器11、氣壓表12、進氣閥13、冒氣球14、壓力調節(jié)閥15、電池16、進氣管17組成，增濕水槽1位于電池16的下部，儲水槽1設于電池16的上部，儲水槽1經(jīng)進水閥7與電池16上端的排氣罩9相連，尾氣管3連接于電池16上的排氣罩10與增濕水槽5之間，進氣管17的一端插入增濕水槽5中，其端頭設有冒氣球14，另一端管路上設有氣壓表12、壓力調節(jié)閥15、進氣閥13，增濕水槽5經(jīng)放水閥8、排水管4與儲水槽1相連，增濕水槽5與電池16下端的進氣罩9相連，增濕水槽5上設有水位傳感器11、皮球6。
本發(fā)明的工作過程如下一、電池在裝配完成及檢驗合格后，首先在儲水槽1內裝滿經(jīng)檢驗合格的去離子水。
二、手動打開進水閥7，此時水槽1中的水，將在重力作用下流向電池的各個部分，電池內的氣體同時也通過進水閥7，以冒泡的形式溢向空間，直至槽內不冒泡后，關閉水閥。此時電池內已全部充滿水，并要求在儲運時及使用前一直保持此狀態(tài)。
三、電池的運行1、首先打開空氣側的進氣閥13，同時調節(jié)壓力調節(jié)閥15，使壓力表12指示為0.2MPa，同時接通24V工作電源。這時由于電池內充滿了水，水位傳感球將觸點a、b處于閉合狀態(tài)。此時放水閥8自動打開，由于壓力的關系電池內的水被壓回至儲水槽，當水位下降至設定位置時，水位傳感球脫開觸點a、b，放水閥自動關閉。
2、與此同時氫氣側的進氣閥13自動開啟，調節(jié)壓力調節(jié)閥15，使氫氣的輸入壓力保持為0.2MPa，此時放水閥8也自動打開，電池內的水一方面被壓回儲水槽，一方面將皮球6充滿水脹至圓形，當水位下降至設定水位時，水位傳感球脫開觸點a、b，放水閥8自動關閉。電池處于正常運行狀態(tài)。不管是空氣側還是氫氣側，只要水位漲至設定位置，水位傳感球都會將觸點a、b接通，自動打開放水閥8，將水壓回至儲水槽。同樣，當水位下降至設定值時，水位傳感球離開a、b觸點，放水閥8也將自動關閉。
四、電池的停止運行1、電池停止運行前先關閉氫氣閥13，此時電池內的余氣仍在工作，但氫氣越來越少，當電池內氫氣的壓力變?yōu)樨搲簳r，皮球則受外界壓力的作用將水壓回電池填補氫氣造成的空間。當電壓測量裝置測得電壓為零時，說明電池內的氫氣基本耗盡了。立即發(fā)出指令，打開放水閥，將電池灌滿水，殘留的一點氣體將以冒泡的形式被趕出電池。由于其量很小，遠達不到與空氣混合時的爆炸下限(12.5％)，并達到設定的時間后，關閉放水閥7。
2、為了保持電池在停止運行后，兩面維持相同的壓力和濕潤性，在電壓測量裝置測得電壓為零時，即發(fā)出指令關閉空氣進氣閥13，打開放水閥7，直至電池被充滿水后，自動關閉放水閥7。至此全部運行和停止程序即告結束。
權利要求
1.一種氫空氣燃料電池的排氫氣裝置，其特征在于包括儲水槽、增濕水槽、進水閥、放水閥、排水管、電池、進氣管、尾氣管、水位傳感器等，增濕水槽設于電池的下部，儲水槽設于電池的上部，儲水槽經(jīng)進水閥與電池上端的排氣罩相連，尾氣管連接于電池上的排氣罩與增濕水槽之間，進氣管的一端插入增濕水槽中，另一端管路上設有氣壓表、壓力調節(jié)閥、進氣閥，增濕水槽經(jīng)放水閥、排水管與儲水槽相連，增濕水槽與電池下端的進氣罩相連，增濕水槽上設有水位傳感器。
2.根據(jù)權利要求1所述的氫空氣燃料電池的排氫氣裝置，其特征在于所述的增濕水槽上設有皮球。
3.一種氫空氣燃料電池的排氫氣方法，包括以下步驟用水充滿電池將停止運行后電池內的殘余氫氣排出去。
4.根據(jù)權利要求3所述的氫空氣燃料電池的排氫氣方法，其特征在于所用水為循環(huán)水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氫空氣燃料電池的排氫氣裝置，包括儲水槽、增濕水槽、進水閥、放水閥、排水管、電池、進氣管、尾氣管、水位傳感器等，增濕水槽設于電池的下部，儲水槽設于電池的上部，儲水槽經(jīng)進水閥與電池上端的排氣罩相連，尾氣管連接于電池上的排氣罩與增濕水槽之間，進氣管的一端插入增濕水槽中，另一端管路上設有氣壓表、壓力調節(jié)閥、進氣閥，增濕水槽經(jīng)放水閥、排水管與儲水槽相連，增濕水槽與電池下端的進氣罩相連，增濕水槽上設有水位傳感器。這種氫空氣燃料電池的排氫氣裝置以去掉現(xiàn)有燃料電池的專用充氮設備，降低電池成本，并解決了干濕變化影響電池使用壽命的問題。
文檔編號H01M8/02GK1601794SQ20041004664
公開日2005年3月30日 申請日期2004年8月10日 優(yōu)先權日2004年8月10日
發(fā)明者諶冠卿 申請人:長沙豐日電氣集團有限公司