燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置的製作方法
2023-10-09 13:55:04
專利名稱：燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及燃料電池測試系統中，用於加熱測試用的強酸強鹼溶液的裝置。
背景技術：
在燃料電池測試系統中，需要對傳輸中的強酸強鹼溶液進行實時加熱，針對強酸 強鹼等腐蝕性溶液的傳輸中加熱，目前雖然有多種的不同的方案，但都存在不同的缺陷。
在現有方案中，最普遍被採用的方案是在不鏽鋼鋼管內部傳輸溶液，外部包圍發 熱裝置，比如發熱絲、發熱帶、發熱環等，通過對這些發熱裝置通電達到對不鏽鋼管內部溶 液的加熱效果。但在這種方案中，有以下幾個缺點(l)所謂的不鏽鋼，其實在遇到強酸強 鹼的時候，也是一樣會生鏽的，即使是目前耐酸鹼性能最好的316材質的不鏽鋼，也不能夠 完全的耐強酸強鹼腐蝕，因此如果用這種不鏽鋼管作為加熱和傳輸通道，每隔幾個月就必 須更換不鏽鋼管，否則就會有由於腐蝕導致漏液的危險，輕則汙染環境，重則產生電線短路 導致火災。(2)即使不更換不鏽鋼管，它的內壁也會因為生鏽腐蝕而有大量的雜質脫落，這 些脫落的雜種混到酸鹼溶液中，會影響測試的精度，對於需要高純度溶液要求的DAFC燃料 電池測試系統，是根本無法接受的。(3)發熱裝置包裹在不鏽鋼管外部，發熱裝置的熱量會 因對外輻射而損失，不但加熱效率較低，而且大大浪費了電力能源。 另外一種方案是採用耐酸鹼的塑料或塑膠導管進行傳輸，最常用的是採用聚四氟 乙烯材質導管，這種材質導管耐酸鹼性能非常良好，是一種強酸強鹼溶液存儲和傳輸的很 好的一種材質。但是由於這本身是一種塑料，耐酸鹼性能固然是非常良好，但是耐高溫性 能卻達不到要求。如果按前述方式進行加熱，聚四氟乙烯導管外部包圍發熱絲、發熱帶、發 熱環等高溫部件，塑料導管很快就會被溶化，從而導致溶液洩漏，甚至導致電線短路發生火 災。因此這種材質只能夠用於強酸鹼溶液低溫存儲或傳輸，而不能用於直接加熱。
發明內容
本發明旨在給出一種既能抵抗強酸強鹼腐蝕，又能耐高溫，能夠承受高溫加熱，且 加熱效率高，節約能源的燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置。 燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，包括試管狀的雙層石英玻璃管，雙層石英 玻璃管外壁的頂部和底部邊緣分別設置入口管和出口管與內壁和外壁間的腔體連通，紅外 加熱棒插於雙層石英玻璃管內。 本發明所述的燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，加熱時，測試用的強酸強鹼 溶液從雙層石英玻璃管底部邊緣入口管流入內、外壁面間的腔體內後，經插於雙層石英玻 璃管內的紅外加熱棒加熱後，再由頂部的出口管送出。由於石英玻璃是一種既耐高溫又耐 酸鹼的材質，加熱過程中，其不存在生鏽和腐蝕的問題，加熱裝置不需要經常更換，耐久性 好；且不會因鏽穿而引起故障，安全性也更高。此外，其也不存在因鏽蝕脫落的雜質影響測 試精度的問題，性能也更可靠。另外，本發明的燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，紅外 加熱棒直接插入雙層石英玻璃管的內孔中，通過紅外輻射對雙層石英玻璃管內壁和內、外壁間的溶液進行加熱，可有效防止加熱熱量輻射損失，從而提高加熱效率，節省能源。
圖1為一種燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例l，如圖l，一種燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，包括一試管狀的雙 層石英玻璃管l，雙層石英玻璃管外壁2的頂部設置有入口管3，入口管3與雙層石英玻璃 管內壁4和外壁2面間的腔體6連通，雙層石英玻璃管外壁2的底部邊緣設置有出口管5， 出口管5同樣與內壁4和外壁2間的腔體6連通，紅外加熱棒7插入在雙層石英玻璃管內。
測試用的強酸強鹼溶液從雙層石英玻璃管底部邊緣入口管流入內、外壁面間的腔 體內，在腔體內，由插在雙層石英玻璃管內的紅外加熱棒通過紅外輻射的方式加熱，加熱到 所需溫度後再由頂部的出口管送出。其紅外加熱棒直接插入雙層石英玻璃管的內孔中，紅 外加熱棒被雙層石英玻璃管和溶液包圍，其輻射的熱量基本被完全被吸收利用，加熱熱量 輻射損失小，能源利用率高。 紅外加熱棒底端安裝有絕緣隔熱塞8，通過絕緣隔熱塞塞於雙層石英玻璃內，其能 夠進一步減少紅外加熱棒的輻射損失，進一步的提高能源利用率。 為了更進一步的提高，能源的利用率，避免紅外加熱棒透過雙層石英玻璃管的內、 外管壁和管壁間的溶液後，再向外輻射損失熱量，也降低被加熱的溶液向外輻射而損失的 熱量，雙層石英玻璃管的外壁面可塗上黑色的遮光層或者包裹保溫材料。
權利要求
燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，其特徵在於包括試管狀的雙層石英玻璃管，雙層石英玻璃管外壁的頂部和底部邊緣分別設置入口管和出口管與內壁和外壁間的腔體連通，紅外加熱棒插於雙層石英玻璃管內。
2. 根據權利要求1所述的燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，其特徵在於紅外加 熱棒底端安裝有絕緣隔熱塞，通過絕緣隔熱塞塞於雙層石英玻璃內。
3. 根據權利要求1或2所述的燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，其特徵在於雙 層石英玻璃管的外壁面塗有黑色的遮光層。
4. 根據權利要求1或2所述的燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，其特徵在於雙 層石英玻璃管的外壁面包裹保溫材料。
全文摘要
本發明公開了燃料電池測試系統中的溶液加熱裝置，包括一試管狀的雙層石英玻璃管，雙層石英玻璃管外壁的頂部和底部邊緣分別設置入口管和出口管與內壁和外壁間的腔體連通，紅外加熱棒插於雙層石英玻璃管內。其紅外加熱棒直接插入雙層石英玻璃管的內孔中，通過紅外輻射對雙層石英玻璃管內壁和內、外壁間的溶液進行加熱，可有效防止加熱熱量輻射損失，從而提高加熱效率，節省能源。
文檔編號G01R31/36GK101784138SQ201010114938
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月11日 優先權日2010年2月11日
發明者張煥文, 王德浩 申請人:廣東省電子技術研究所