分水器制造技术

本发明专利技术提供一种分水器，其包括带内腔的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴以及绕所述支撑轴设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴与所述壳体顶部内壁相固定。本发明专利技术提高了分水器的分水效果。

Water separator

【技术实现步骤摘要】
分水器
本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池系统用的分水器。
技术介绍
燃料电池是将氢气的化学能转化为电能的装置，其优点是产物是水，零排放无污染，噪音低，转化效率高。工作温度可在低温环境下运行，是移动电源和基站电源和固定电源的首选。燃料电池阳极系统在运行过程中会有产生高湿气体在阳极管路中循环流动，并由于高湿气体饱和析出与冷凝作用而产生液态水，所以燃料电池系统会在阳极管路中设计分水器。其中分水器的作用，是将从燃料电池堆内部出来的尾气中的水蒸气分离出来，使未反应的气体进入到气体回收利用装置(回流泵或循环喷射器)中，并重新进入燃料电池堆。在目前的技术条件下，气体回收利用装置对进入该设备的气体湿度非常敏感，只要有水分进入这类设备，就会对该设备的使用寿命造成影响。这一问题也是目前燃料电池市场化进展较慢的原因之一。为了解决这一问题，在燃料电池堆的尾气出口和气体回收利用装置之间布置一分水器是比较普遍被采用的方案，但传统的分水器的存在以下缺点：1、分水效果差，不能有效地把尾气中的水分分离出来，仍然会造成气体回收利用装置等寿命衰减严重；2、分水器使用时，难以确保排水阀寿命满足燃料电池系统全生命周期，整车大坡度运行时正常排水功能的保障等。因此，需要提供一种液态水分离效果高、安全保障高的分水器。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种分水器，用于解决现有技术中分水器的液态水分离效果较差的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种分水器，其包括带内腔的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴以及绕所述支撑轴设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴与所述壳体顶部内壁相固定。优选的，所述气流通道由绕所述支撑轴设置的螺旋叶片围成。优选的，所述螺旋叶片的外周与所述壳体内壁间具有空隙。优选的，所述螺旋叶片的半径由壳体的底部向壳体的顶部方向逐渐增大。优选的，所述气流通道由绕所述支撑轴高低错位设置的多个弧状板围成。优选的，所述壳体的顶部设有出气口，壳体的底部设有排水口以及安装在排水口处的排水阀，所述壳体的周向侧壁上设有进气口以及液位传感器，所述排水阀、液位传感器均与控制器相连。优选的，所述液位传感器所处的轴向截面和所述进气口所处的轴向截面将所述壳体的内腔沿轴向分成三段，所述液位传感器所处的轴向截面与壳体的底部间形成壳体内的第一腔段，所述第一腔段的容积不小于V1，所述V1＝q1*f/n，其中，q1为燃料电池系统最大功率时的阳极产水率，n为排水阀的全生命开关次数，f为燃料电池系统所设计的寿命。优选的，所述进气口所处的轴向截面所处位置高于一预设高度，所述预设高度为：所述壳体内置满一定容量的液态水，所述液态水的体积为所述V1，将所述壳体轴向倾斜预设角度后所获得的最高液面处，预设角度小于等于30°。优选的，所述预设角度为30°。优选的，所述分水件下方与所述进气口所处的轴向截面间形成壳体内的第三腔段，所述第三腔段的容积不小于V3，所述V3＝q2*t，其中，q2为燃料电池系统关机过程中的最大阳极产水率，t为关机所需最长时长。如上所述，本专利技术的分水器，具有以下有益效果：其内分水件具有螺旋状的气流通道，增加高湿气体在分水器内所碰撞的路径，使高湿气体中的水分可与气流通道的腔壁接触形成水滴下落，提高水分分离效率。附图说明图1显示为本专利技术的燃料电池阳极系统示意图。图2显示为本专利技术的分水器示意图。图3显示为本专利技术的分水器的内腔分段示意图。图4显示为本专利技术的分水器的一实施例倾斜状态示意图。图5显示为本专利技术的分水器的另一实施例倾斜状态示意图。图6显示为本专利技术的分水件的一实施例图。图7显示为本专利技术的分水件的另一实施例图。元件标号说明1高压瓶2调压阀3压力传感器4燃料电池堆5分水器6循环泵7出气口8排气阀9压力传感器10排水阀11内腔12液位传感器13进气口14分水件15支撑轴16螺旋叶片17弧状板具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图1所示，本专利技术提供一种燃料电池阳极系统，所述燃料电池阳极系统主要包括燃料电池堆4，其工作过程为：高压瓶1中的氢气通过调压阀2基于压力传感器3调压后、与循环泵6循环气体汇流混合后进入燃料电池堆4，经过燃料电池堆4反应后残余气体通过分水器5分水后进入循环泵6压缩增压回到氢气汇流点。本实施例在燃料电池堆4的出口与循环泵6的入口间串设分水器5。本专利技术主要涉及分水器5的结构改进，见图2至图7所示，其包括带有内腔11的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴15以及绕所述支撑轴15设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴15与所述壳体顶部内壁相固定。本专利技术的分水件具有螺旋状的气流通道，增加了高湿气体在分水器内所碰撞的路径，使高湿气体中的水分可与气流通道的腔壁接触形成水滴下落，提高水分分离效率为提高分水效率，作为分水件14的一实施例，见图6所示，本实施例中上述分水件14包括支撑轴15以及绕所述支撑轴15设置的螺旋叶片16，螺旋叶片16间构成螺旋状的气流通道，所述支撑轴15与所述壳体顶部内壁相固定。本实施例通过螺旋状的气流通道，增加气体通过分水器时所碰撞的路径，使气体中的水分可与螺旋叶片16接触形成水滴下落，提高水分分离效率。更进一步的，上述螺旋叶片16的外周与所述壳体内壁间具有空隙，使高湿气体在通过螺旋状的气流通道向出气口处流通时，不仅与螺旋叶片碰撞，还与所述壳体内壁碰撞，打散气体流向，增加碰撞路径，以此再度提高水分分离效率。一般的，所述螺旋叶片16间的间距为1cm-3cm。优选的，所述螺旋叶片16间的间距为2cm。见图6所示，所述螺旋叶片16的半径r由壳体的底部向壳体的顶部方向逐渐增大。半径逐渐增大的设计其可便于气流从进气口13进入内腔11后上升，降低气体流动所受到的阻力，又螺旋设置提高水分分离效果。所有圆形叶片16的半径r其也可相同，也可具有其他变径方式。作为分水件14的另一实施例，见图7所示，本实施例中分水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分水器，其特征在于，包括带内腔的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴以及绕所述支撑轴设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴与所述壳体顶部内壁相固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种分水器，其特征在于，包括带内腔的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴以及绕所述支撑轴设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴与所述壳体顶部内壁相固定。


2.根据权利要求1所述的分水器，其特征在于：所述气流通道由绕所述支撑轴设置的螺旋叶片围成。


3.根据权利要求2所述的分水器，其特征在于：所述螺旋叶片的外周与所述壳体内壁间具有空隙。


4.根据权利要求2所述的分水器，其特征在于：所述螺旋叶片的半径由壳体的底部向壳体的顶部方向逐渐增大。


5.根据权利要求1所述的分水器，其特征在于：所述气流通道由绕所述支撑轴高低错位设置的多个弧状板围成。


6.根据权利要求1所述的分水器，其特征在于：所述壳体的顶部设有出气口，壳体的底部设有排水口以及安装在排水口处的排水阀，所述壳体的周向侧壁上设有进气口以及液位传感器，所述排水阀、液位传感器均与控制器相连。


7.根据权利要求6所述的分水器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何一凡，姜洋，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31