本實(shí)用新型涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及燃料電池水回收裝置。

背景技術(shù)：

在沙漠、海島等地，如何獲取淡水是一個(gè)重要課題。在某些場(chǎng)合，燃料的儲(chǔ)備充足，但是淡水的供應(yīng)緊缺，因此，考慮回收燃料電池反應(yīng)后的水來制取淡水具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種回收燃料電池反應(yīng)后的水，并制取純凈水的燃料電池水回收裝置。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供燃料電池水回收裝置,包括質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)內(nèi)陽極通入的氫氣和陰極通入的空氣反應(yīng)生成直流電，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)參與反應(yīng)后的空氣乏氣排到水蒸氣冷凝器中，所述空氣乏氣冷凝為汽水混合物，所述汽水混合物通過汽水分離器分離為液態(tài)水和濕空氣，所述液態(tài)水從汽水分離器的底部流出，并排入水處理系統(tǒng)的集水盤中，所述集水盤的上方設(shè)有一紫外發(fā)生裝置，所述紫外發(fā)生裝置與集水盤相互平行，所述紫外發(fā)生裝置的尺寸與集水盤的尺寸相適配，排入集水盤中的液態(tài)水通過紫外發(fā)生裝置殺菌處理，所述濕空氣從汽水分離器的頂部流出，并排入空氣中。

進(jìn)一步，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)包括氫氣供應(yīng)回路、空氣供應(yīng)回路和質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，所述氫氣供應(yīng)回路和空氣供應(yīng)回路均連接質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，所述氫氣供應(yīng)回路供應(yīng)氫氣，所述空氣供應(yīng)回路供應(yīng)空氣，氫氣和空氣中的氧氣在質(zhì)子交換膜燃料電池電堆中發(fā)生反應(yīng)生成直流電，反應(yīng)后剩余的微量氫氣經(jīng)第一電磁閥排出到空氣中，反應(yīng)后的空氣乏氣排到水蒸氣冷凝器中。

進(jìn)一步，所述氫氣供應(yīng)回路包括高壓儲(chǔ)氫容器、減壓閥、單向閥、手動(dòng)截止閥和防爆電磁閥，所述高壓儲(chǔ)氫容器、減壓閥、單向閥、手動(dòng)截止閥和防爆電磁閥依次連接，氫氣從高壓儲(chǔ)氫容器出來，依次經(jīng)過減壓閥、單向閥、手動(dòng)截止閥和防爆電磁閥進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的陽極。

進(jìn)一步，所述空氣供應(yīng)回路包括空氣過濾器和空氣增壓裝置，所述空氣過濾器和空氣增壓裝置依次連接，空氣經(jīng)過空氣過濾器處理后進(jìn)入空氣增壓裝置，所述空氣增壓裝置將空氣升壓，并送入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的陰極。

進(jìn)一步，所述汽水分離器為旋風(fēng)式分離器，所述汽水混合物從旋風(fēng)式分離器的頂部圓周的切向流入，所述汽水混合物在旋風(fēng)分離器氣流的作用下高速旋轉(zhuǎn)，密度大的液態(tài)水在離心力作用下被甩向筒壁，并在重力作用下沿筒壁下落流至旋風(fēng)分離器的底部流出，密度小的濕空氣，其中含有微量的未能完全冷凝下來的水蒸氣以及未能完全分離的液態(tài)水滴，在旋風(fēng)分離器的內(nèi)部收縮并向中心流動(dòng)，向上形成二次渦流，從旋風(fēng)分離器的頂部排出。

進(jìn)一步，所述水處理系統(tǒng)還包括水過濾器和取水閥，所述集水盤的底部連通水管，所述水管上設(shè)有水過濾器和取水閥，所述汽水混合物通過汽水分離器分離得到的水流入集水盤中，經(jīng)紫外線發(fā)生裝置殺菌處理，再通過水管流至水過濾器進(jìn)行過濾處理，即得到純凈水，所述取水閥控制純凈水的流出。

進(jìn)一步，所述燃料電池水回收裝置還包括散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)、水蒸氣冷凝器和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)依次連通構(gòu)成冷卻水回路，所述散熱系統(tǒng)為水蒸氣冷凝器和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)提供冷卻水，所述冷卻水在水蒸氣冷凝器和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)中吸熱，吸熱后的冷卻水再流回散熱系統(tǒng)，并在散熱系統(tǒng)中得到冷卻后循環(huán)供應(yīng)給水蒸氣冷凝器和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述散熱系統(tǒng)包括散熱器、散熱風(fēng)機(jī)和水泵，所述水泵連通水蒸氣冷凝器，并泵入水蒸氣冷凝器中吸熱，再進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)中吸熱，吸熱后的冷卻水流回散熱器，并通過散熱風(fēng)機(jī)加速散熱器外部空氣的對(duì)流實(shí)現(xiàn)冷卻。

進(jìn)一步，所述散熱系統(tǒng)還包括膨脹水箱，所述膨脹水箱連通散熱器，所述膨脹水箱為散熱器提供冷卻水并提供冷卻水的水溫變化時(shí)所需的體積膨脹空間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型將燃料電池排放的空氣乏氣中的水蒸氣冷凝為液態(tài)水，進(jìn)而獲取淡水，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，在缺乏飲用水的情況下，可以提供干凈的飲用水，可廣泛應(yīng)用于沙漠、海島等缺乏淡水的地區(qū)，尤其是對(duì)于沙漠、海島地區(qū)的軍事設(shè)施來說具有一定的應(yīng)用價(jià)值；同時(shí)，本實(shí)用新型可在水源被嚴(yán)重污染的地區(qū)作為緊急淡水來源使用；在遠(yuǎn)洋LNG(液化天然氣)運(yùn)輸船上，本實(shí)用新型所述技術(shù)方案也可以作為一種緊急情況下的淡水供應(yīng)措施,同時(shí)，通過與集水盤平行設(shè)置的紫外線發(fā)生裝置對(duì)回收的水進(jìn)行殺菌處理，能有效提高殺菌效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的組成示意圖。

圖2是圖1中汽水分離器的立體圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。

請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了燃料電池水回收裝置,包括質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1，質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1包括氫氣供應(yīng)回路11、空氣供應(yīng)回路12和質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13，氫氣供應(yīng)回路11和空氣供應(yīng)回路12均連接質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13。

氫氣供應(yīng)回路11供應(yīng)氫氣，氫氣供應(yīng)回路11包括高壓儲(chǔ)氫容器111、減壓閥112、單向閥113、手動(dòng)截止閥114和防爆電磁閥115，高壓儲(chǔ)氫容器111、減壓閥112、單向閥113、手動(dòng)截止閥114和防爆電磁閥115依次連接，氫氣從高壓儲(chǔ)氫容器111出來，依次經(jīng)過減壓閥112、單向閥113、手動(dòng)截止閥114和防爆電磁閥115進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13的陽極。

空氣供應(yīng)回路12供應(yīng)空氣，空氣供應(yīng)回路12包括空氣過濾器121和空氣增壓裝置122，空氣過濾器121和空氣增壓裝置122依次連接，空氣經(jīng)過空氣過濾器處理121后進(jìn)入空氣增壓裝置122，空氣增壓裝置122將空氣升壓，并送入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13的陰極。

質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)13內(nèi)陽極通入的氫氣和陰極通入的空氣反應(yīng)生成直流電，在一實(shí)施例中，氫氣和空氣中的氧氣在質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13中發(fā)生反應(yīng)生成直流電。

質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)13生成直流電后剩余的微量氫氣經(jīng)第一電磁閥116排出到空氣中，反應(yīng)后的空氣乏氣排到水蒸氣冷凝器2中，空氣乏氣冷凝為汽水混合物，汽水混合物通過汽水分離器3分離為液態(tài)水和濕空氣，在一實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖2，汽水分離器3為旋風(fēng)式分離器，汽水混合物從旋風(fēng)式分離器的頂部圓周的切向流入，汽水混合物在旋風(fēng)分離器氣流的作用下高速旋轉(zhuǎn)，密度大的液態(tài)水在離心力作用下被甩向筒壁，并在重力作用下沿筒壁下落流至旋風(fēng)分離器的底部流出，并排入水處理系統(tǒng)4的集水盤41中，密度小的濕空氣在旋風(fēng)分離器的內(nèi)部收縮并向中心流動(dòng)，向上形成二次渦流，從旋風(fēng)分離器的頂部排出，并排入空氣中。

水處理系統(tǒng)4包括集水盤41、紫外線發(fā)生裝置42、水過濾器43和取水閥44，集水盤41的上方設(shè)有一紫外發(fā)生裝置42，紫外發(fā)生裝置42與集水盤41相互平行，紫外發(fā)生裝置42的尺寸與集水盤41的尺寸相適配，保證對(duì)進(jìn)入集水盤41中的液態(tài)水進(jìn)行充分殺菌，集水盤41的底部連通水管45，水管45上設(shè)有水過濾器43和取水閥44，汽水混合物通過汽水分離器3分離得到的液態(tài)水流入集水盤41中，流入集水盤41中的液態(tài)水通過紫外線發(fā)生裝置42殺菌處理，再通過水管45流至水過濾器43進(jìn)行過濾處理，即得到純凈水，取水閥44控制純凈水的流出。

燃料電池水回收裝置還包括散熱系統(tǒng)5，散熱系統(tǒng)5、水蒸氣冷凝器2和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1依次連通構(gòu)成冷卻水回路，散熱系統(tǒng)5為水蒸氣冷凝器2和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1提供冷卻水，冷卻水在水蒸氣冷凝器2和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1中吸熱，吸熱后的冷卻水再流回散熱系統(tǒng)5，并在散熱系統(tǒng)5中得到冷卻后循環(huán)供應(yīng)給水蒸氣冷凝器2和質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1。

在一實(shí)施例中，散熱系統(tǒng)5包括散熱器51、散熱風(fēng)機(jī)52和水泵53，水泵53連通水蒸氣冷凝器2，并泵入水蒸氣冷凝器2中吸熱，再進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)1中吸熱，吸熱后的冷卻水流回散熱器51，并通過散熱風(fēng)機(jī)52加速散熱器51外部空氣的對(duì)流實(shí)現(xiàn)冷卻。散熱系統(tǒng)5還包括膨脹水箱54，膨脹水箱54連通散熱器51，膨脹水箱54為散熱器提51供冷卻水并提供冷卻水的水溫變化時(shí)所需的體積膨脹空間。

工作過程：氫氣和空氣分別通過氫氣供應(yīng)回路11和空氣供應(yīng)回路12進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13，氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)生成直流電，空氣中的氧氣參與反應(yīng)，被消耗掉，而不能反應(yīng)的乏氣則排到水蒸氣冷凝器2中，并冷凝為汽水混合物，汽水混合物通過汽水分離器3分離為液態(tài)水和濕空氣，濕空氣排入空氣中，液態(tài)水則流入集水盤41中，并經(jīng)過紫外線發(fā)生裝置42和水過濾器43處理后變?yōu)榧儍羲?，可取用?/p>

同時(shí)，反應(yīng)過程中，散熱系統(tǒng)5向水蒸氣冷凝器2和質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13循環(huán)供應(yīng)冷卻水吸收水蒸氣冷凝器2的放熱和質(zhì)子交換膜燃料電池電堆13中產(chǎn)生的反應(yīng)熱。

本實(shí)用新型將燃料電池反應(yīng)后的乏氣回收制取純凈水，可供取用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，可廣泛應(yīng)用于缺水地區(qū)，同時(shí)，通過與集水盤平行設(shè)置的紫外線發(fā)生裝置對(duì)回收的水進(jìn)行殺菌處理，能有效提高殺菌效果。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達(dá)技術(shù)方案的清楚及方便。應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的范圍。

在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。