[發(fā)明專利]分水器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911333543.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111082102B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何一凡;姜洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海重塑能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04119
• 分類號(hào): H01M8/04119
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 吳海燕

本發(fā)明提供一種分水器，其包括帶內(nèi)腔的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有分水件，所述分水件包括支撐軸以及繞所述支撐軸設(shè)置呈螺旋狀的氣流通道，所述支撐軸與所述殼體頂部?jī)?nèi)壁相固定。本發(fā)明提高了分水器的分水效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燃料電池系統(tǒng)用的分水器。

背景技術(shù)

燃料電池是將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物是水，零排放無(wú)污染，噪音低，轉(zhuǎn)化效率高。工作溫度可在低溫環(huán)境下運(yùn)行，是移動(dòng)電源和基站電源和固定電源的首選。

燃料電池陽(yáng)極系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有產(chǎn)生高濕氣體在陽(yáng)極管路中循環(huán)流動(dòng)，并由于高濕氣體飽和析出與冷凝作用而產(chǎn)生液態(tài)水，所以燃料電池系統(tǒng)會(huì)在陽(yáng)極管路中設(shè)計(jì)分水器。其中分水器的作用，是將從燃料電池堆內(nèi)部出來(lái)的尾氣中的水蒸氣分離出來(lái)，使未反應(yīng)的氣體進(jìn)入到氣體回收利用裝置(回流泵或循環(huán)噴射器)中，并重新進(jìn)入燃料電池堆。在目前的技術(shù)條件下，氣體回收利用裝置對(duì)進(jìn)入該設(shè)備的氣體濕度非常敏感，只要有水分進(jìn)入這類設(shè)備，就會(huì)對(duì)該設(shè)備的使用壽命造成影響。這一問(wèn)題也是目前燃料電池市場(chǎng)化進(jìn)展較慢的原因之一。

為了解決這一問(wèn)題，在燃料電池堆的尾氣出口和氣體回收利用裝置之間布置一分水器是比較普遍被采用的方案，但傳統(tǒng)的分水器的存在以下缺點(diǎn)：1、分水效果差，不能有效地把尾氣中的水分分離出來(lái)，仍然會(huì)造成氣體回收利用裝置等壽命衰減嚴(yán)重；2、分水器使用時(shí)，難以確保排水閥壽命滿足燃料電池系統(tǒng)全生命周期，整車大坡度運(yùn)行時(shí)正常排水功能的保障等。

因此，需要提供一種液態(tài)水分離效果高、安全保障高的分水器。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種分水器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中分水器的液態(tài)水分離效果較差的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種分水器，其包括帶內(nèi)腔的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有分水件，所述分水件包括支撐軸以及繞所述支撐軸設(shè)置呈螺旋狀的氣流通道，所述支撐軸與所述殼體頂部?jī)?nèi)壁相固定。

優(yōu)選的，所述氣流通道由繞所述支撐軸設(shè)置的螺旋葉片圍成。

優(yōu)選的，所述螺旋葉片的外周與所述殼體內(nèi)壁間具有空隙。

優(yōu)選的，所述螺旋葉片的半徑由殼體的底部向殼體的頂部方向逐漸增大。

優(yōu)選的，所述氣流通道由繞所述支撐軸高低錯(cuò)位設(shè)置的多個(gè)弧狀板圍成。

優(yōu)選的，所述殼體的頂部設(shè)有出氣口，殼體的底部設(shè)有排水口以及安裝在排水口處的排水閥，所述殼體的周向側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)氣口以及液位傳感器，所述排水閥、液位傳感器均與控制器相連。

優(yōu)選的，所述液位傳感器所處的軸向截面和所述進(jìn)氣口所處的軸向截面將所述殼體的內(nèi)腔沿軸向分成三段，所述液位傳感器所處的軸向截面與殼體的底部間形成殼體內(nèi)的第一腔段，所述第一腔段的容積不小于V1，所述V1＝q1*f/n，其中，q1為燃料電池系統(tǒng)最大功率時(shí)的陽(yáng)極產(chǎn)水率，n為排水閥的全生命開(kāi)關(guān)次數(shù)，f為燃料電池系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的壽命。

優(yōu)選的，所述進(jìn)氣口所處的軸向截面所處位置高于一預(yù)設(shè)高度，所述預(yù)設(shè)高度為：所述殼體內(nèi)置滿一定容量的液態(tài)水，所述液態(tài)水的體積為所述V1，將所述殼體軸向傾斜預(yù)設(shè)角度后所獲得的最高液面處，預(yù)設(shè)角度小于等于30°。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)角度為30°。

優(yōu)選的，所述分水件下方與所述進(jìn)氣口所處的軸向截面間形成殼體內(nèi)的第三腔段，所述第三腔段的容積不小于V3，所述V3＝q2*t，其中，q2為燃料電池系統(tǒng)關(guān)機(jī)過(guò)程中的最大陽(yáng)極產(chǎn)水率，t為關(guān)機(jī)所需最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)。

如上所述，本發(fā)明的分水器，具有以下有益效果：其內(nèi)分水件具有螺旋狀的氣流通道，增加高濕氣體在分水器內(nèi)所碰撞的路徑，使高濕氣體中的水分可與氣流通道的腔壁接觸形成水滴下落，提高水分分離效率。