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专利号: 2019111973638
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:包括供氧系统(1)、供氢系统(2)、燃料电池(3)、控制单元(24)和二次燃烧尾气处理装置,所述供氧系统(1)和供氢系统(2)均与燃料电池(3)相连接,燃料电池(3)的排气口与二次燃烧尾气处理装置的排气通道连通,二次燃烧尾气处理装置与控制单元(24)连接;

所述二次燃烧尾气处理装置的外壳(33)为内外两层中空桶状结构,且桶状尾部设有与空气连通的出口,外壳(33)内层为阳极排气通道(28),外壳(33)外层为阴极排气通道(27);

外壳(33)内层固定有增压器轴(26),增压器轴(26)两端分别通过轴承与矮直板固定,两矮直板固定在外壳(33)内层中;增压器轴(26)从进气口到出气口依次安装有进气泵轮(15)、第一排气涡轮(18)和第二排气涡轮(23);所述矮直板包括第一矮直板(16)和第二矮直板(21),第一矮直板(16)位于进气泵轮(15)和第一排气涡轮(18)之间,第二矮直板(21)位于第一排气涡轮(18)和第二排气涡轮(23)之间;第一矮直板(16)和第一排气涡轮(18)之间为第一燃烧室(30),第二矮直板(21)和第二排气涡轮(23)之间为第二燃烧室(32);第一燃烧室(30)和第二燃烧室(32)中分别设有第一氧气出口(29)、第二氧气出口(31),第一燃烧室(30)中安装第一点火器(17),第一氧气出口(29)和第一点火器(17)之间安装燃烧电磁阀(20);第一排气涡轮(18)和第二矮直板(21)之间安装有第二氢气流量传感器(19),第二燃烧室(32)中安装第二点火器(22)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:所述燃料电池(3)的排气口包括阴极排气口(5)和阳极排气口(6)。

3.根据权利要求2所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:所述阴极排气口(5)通过管道与二次燃烧尾气处理装置连通,且管道中依次设置阴极电磁阀(7)、阴极氧气流量传感器(9)和阴极湿敏流量传感器(11)。

4.根据权利要求2所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:所述阳极排气口(6)通过管道与二次燃烧尾气处理装置连通,且管道中依次设置阳极电磁阀(8)、第一氢气流量传感器(10)和阳极湿敏流量传感器(12)。

5.根据权利要求3-4任意一项权利要求所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:所述阴极电磁阀(7)、阳极电磁阀(8)、阴极氧气流量传感器(9)、第一氢气流量传感器(10)、阴极湿敏流量传感器(11)、阳极湿敏流量传感器(12)、第一点火器(17)、第二氢气流量传感器(19)、燃烧电磁阀(20)以及第二点火器(22)均与控制单元(24)相连接。

6.根据权利要求1所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:所述矮直板沿圆周方向均布多个第一通孔(25)。

7.根据权利要求1所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:所述燃烧电磁阀(20)由两个圆环固定而成,其中一个圆环固定在壳体(33)外层上,两圆环沿圆周方向均布多个通孔。

8.根据权利要求1所述的燃料电池燃烧式尾气处理装置,其特征在于:还包括与燃料电池(3)相连接的冷却系统(4)。

9.一种燃料电池燃烧式尾气处理装置的控制方法,其特征在于:控制单元(24)获取燃料电池(3)阴极、阳极排气口中的氢气、氧气和水蒸气含量,由氢气安全燃烧条件,控制阳极电磁阀(8)和阴极电磁阀(7)的开度,从而控制二次燃烧尾气处理装置中混合气的各成分含量,氢气氧气混合在第一燃烧室(31)中燃烧;第二氢气流量传感器(19)检测燃烧后尾气中氢气的含量,如果没有氢气存在,关闭燃烧电磁阀(20),燃烧产生尾气推动第一排气涡轮(18)旋转,对阳极进气进行增压,将尾气排入空气中;如果有氢气存在,开启燃烧电磁阀(20),剩余氢气和氧气混合在第二燃烧室燃烧,燃烧产生尾气推动第二排气涡轮(23)旋转,对阳极进气进行增压,将尾气排入空气中。