本实用新型专利技术提供一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，包括燃料电池系统；氮气发生单元，包括空压机和变压吸附装置，空压机通过空气进气管路与变压吸附装置的进气端相连接，变压吸附装置内填装有在高压条件下能够吸附空气中氮气分子的分子筛；变压吸附装置的出气端连接一主出气管路，主出气管路的出气端与第一排气管路及第二排气管路连接，第一排气管路上设有第一通断阀，第二排气管路上设有第二通断阀，第二排气管路与燃料电池系统的阳极腔的进气端相连通，阳极腔的出气端还设有第一尾气排放管路，第一尾气排放管路上设有第三通断阀。该装置能够有效延长燃料电池运行使用寿命、且不用对氮气源进行频繁补充，可以满足燃料电池的全生命周期的吹扫需求。生命周期的吹扫需求。生命周期的吹扫需求。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池的氮气吹扫保护装置
[0001]本技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池的氮气吹扫保护装置。
技术介绍
[0002]燃料电池系统是一种将燃料与氧化剂直接转化成电能的装置。燃料电池系统在较长时间停机后，空气会进入到的燃料电池的阳极，在燃料电池的阴极和阳极都充有空气时启动(简称空空启动)，会对燃料电池的寿命产生影响。而目前，现有技术中主要是通过设置额外的氮气源(例如氮气瓶)来对燃料电池进行吹扫。如专利号为ZL20202197452.4的中国技术专利，公开了一种燃料电池的氮气吹扫系统包括燃料电池本体、氮气瓶和三通阀，所述氮气瓶通过所述三通阀分别与所述燃料电池本体的阴极和阳极连通。此种方式，在日常使用过程中，需要定期频繁补充氮气或对氮气瓶进行更换，比较费心费力。
技术实现思路
[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，用于解决现有技术中所存在的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，包括燃料电池系统；氮气发生单元，包括空压机和变压吸附装置，其中，所述空压机通过空气进气管路与所述变压吸附装置的进气端相连接、用于向所述变压吸附装置提供空气气体，所述变压吸附装置内填装有在高压条件下能够吸附空气中氮气分子的的分子筛；
[0005]所述变压吸附装置的出气端连接有一主出气管路，所述主出气管路的出气端与一第一排气管路及一第二排气管路相连接，其中，所述第一排气管路上设有第一通断阀，所述第二排气管路上设有第二通断阀，且所述第二排气管路与所述燃料电池系统的阳极腔的进气端相连通，所述阳极腔的出气端还设有一第一尾气排放管路，所述第一尾气排放管路上设有第三通断阀。
[0006]优选的，所述空气进气管路包括第一进气管路和第二进气管路；所述变压吸附装置包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔的的进气端通过所述第一进气管路与所述空压机相连接，所述第二吸附塔的进气端通过所述第二进气管路与所述空压机相连接；所述第一吸附塔的出气端通过第一出气管路与所述主出气管路相连接，所述第二吸附塔通过第二出气管路与所述主出气管路相连接；所述第一进气管路上设有第四通断阀，所述第二进气管路上设有第五通断阀，所述第一出气管路上设有第六通断阀，所述第二出气管路上设有第七通断阀。
[0007]优选的，包括氮气输送管路，所述第二排气管路通过第一三通阀与所述氮气输送管路连接，所述第一三通阀的第一出气端与所述燃料电池系统的阳极腔的进气端相连通，所述第一三通阀第二出气端与所述燃料电池系统的阴极腔的进气端相连通；所述阴极腔的出气端设有第二尾气排放管路，所述第二尾气排放管路上设有第八通断阀。
[0008]优选的，所述氮气输送管路上还设有第二三通阀，所述第二三通阀的进气端与所述第一三通阀的第二出气端相连接，所述第二三通阀的第一出气端与所述燃料电池系统的阴极腔的进气端相连通，所述第二三通阀的第二出气端与所述燃料电池系统的壳体相连通；所述燃料电池系统的壳体上还设有第三尾气排放管路，所述第三尾气排放管路上设有第九通断阀。
[0009]优选的，所述第二排气管路上还设有氮气流量计和/或压力计。
[0010]优选的，所述第一进气管路与所述第二进气管路通过一进气主管路与所述空压机相连接，且所述进气主管路上设有一中冷器。
[0011]优选的，所述燃料电池系统包括燃料电池本体、供氢装置和供气管路，其中，所述供氢装置通过一供氢管路与所述燃料电池本体的阳极腔相连接，且所述供氢管路上还设有一氢气循环泵；所述供气管路的一端与所述空压机相连接、另一端与所述燃料电池本体的阴极腔相连接，且所述供气管路上还设有第十通断阀。
[0012]优选的，所述燃料电池系统还包括冷却装置，所述冷却装置通过冷却管路与燃料电池本体相连接，用于对所述燃料电池本体进行冷却。
[0013]优选的，所述第一排气管路的出气端与所述燃料电池系统的阴极腔相连接。
[0014]优选的，所述第一通断阀、所述第二通断阀和所述第三通断阀均为单通电磁阀。
[0015]如上所述，本技术的一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，具有以下有益效果：燃料电池系统要启动时，首先通过氮气发生单元产生氮气对燃料电池系统的阳极腔进行吹扫，即先通过空压机向变压吸附装置中通入空气气体，空气气体中的氮气分子在一定的压力下被变压吸附装置中的分子筛吸附，而在压力较低时又被解吸出来，从而通过变压吸附的原理将空气中的氮气与氧气分离，在变压吸附装置中没有被吸附的氧气先通过第一排气管路排出，待变压吸附装置中的压力降低到一定程度时，分子筛中的氮气被解吸出来，然后通过第二排气管路将解吸出来的氮气通入到燃料电池的阳极腔中以将阳极腔中的空气吹扫出来，然后再启动燃料电池系统，进而能够有效地的延长燃料电池的运行使用寿命。同时，本技术的燃料电池的氮气吹扫保护装置结构简单，控制方便，且不需要额外增设氮气源，不用频繁地对氮气源进行补充或更换，比较省心省力，该燃料电池的氮气吹扫保护装置可以满足燃料电池的全生命周期的吹扫需求。
附图说明
[0016]图1为本技术所提供的燃料电池的氮气吹扫保护装置的结构示意图。
[0017]附图标记说明：
[0018]21
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空压机
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40
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主出气管路
[0019]41
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第一排气管路
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42
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第二排气管路
[0020]410
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第一通断阀
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420
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第二通断阀
[0021]51
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第一尾气排放管路
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52
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第二尾气排放管路
[0022]53
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第三尾气排放管路
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510
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第三通断阀
[0023]520
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第八通断阀
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530
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第九通断阀
[0024]221
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第一吸附塔
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222
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第二吸附塔
[0025]31
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第一进气管路
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32
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第二进气管路
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，其特征在于，包括：燃料电池系统；氮气发生单元，包括空压机和变压吸附装置，其中，所述空压机通过空气进气管路与所述变压吸附装置的进气端相连接、用于向所述变压吸附装置提供空气气体，所述变压吸附装置内填装有在高压条件下能够吸附空气中氮气分子的分子筛；所述变压吸附装置的出气端连接有一主出气管路，所述主出气管路的出气端与一第一排气管路及一第二排气管路相连接，其中，所述第一排气管路上设有第一通断阀，所述第二排气管路上设有第二通断阀，且所述第二排气管路与所述燃料电池系统的阳极腔的进气端相连通，所述阳极腔的出气端还设有一第一尾气排放管路，所述第一尾气排放管路上设有第三通断阀。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，其特征在于，所述空气进气管路包括第一进气管路和第二进气管路；所述变压吸附装置包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔的进气端通过所述第一进气管路与所述空压机相连接，所述第二吸附塔的进气端通过所述第二进气管路与所述空压机相连接；所述第一吸附塔的出气端通过第一出气管路与所述主出气管路相连接，所述第二吸附塔通过第二出气管路与所述主出气管路相连接；所述第一进气管路上设有第四通断阀，所述第二进气管路上设有第五通断阀，所述第一出气管路上设有第六通断阀，所述第二出气管路上设有第七通断阀。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池的氮气吹扫保护装置，其特征在于，包括氮气输送管路，所述第二排气管路通过第一三通阀与所述氮气输送管路连接，所述第一三通阀的第一出气端与所述燃料电池系统的阳极腔的进气端相连通，所述第一三通阀第二出气端与所述燃料电池系统的阴极腔的进气端相连通；所述阴极腔的出气端设有第二尾气排放管路，所述第二尾气排放管路上设...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘嘉裕，戴添翼，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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