气水分离器以及燃料电池装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种气水分离器以及燃料电池装置，气水分离器包括水分离器腔体、加热排水电磁阀及保温材料；气水分离器腔体包括内腔体、外腔体及空腔；所述空腔设置于内腔体与外腔体之间，空腔填充保温材料；内腔体底部具有储液室；外腔体设有与内腔体相连的氢进口、回氢出口及排水出口；所述内腔体设有一级挡板与二级挡板；水分离器腔体底端设有连接孔壳安装加热排水电磁阀，加热排水电磁阀进口与连接孔相接，加热排水电磁阀具有定时排水、排气及高效加热功能。本实用新型专利技术提出的气水分离器以及燃料电池装置，可提高分离效率，减小流体压力损失。体压力损失。体压力损失。

【技术实现步骤摘要】
气水分离器以及燃料电池装置


[0001]本技术属于新能源
，涉及一种燃料电池，尤其涉及一种燃料电池气水分离器。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机是将氢气和氧气在电堆内部反应的化学能直接转换成电能的发电装置。为了提高燃料电池系统氢气利用率，目前主流的方式是采用氢气闭端循环模式。这种方式不仅可以提高氢气的利用率，同时可以保证阳极侧氢气分布均匀。
[0003]现有回氢装置不能有效的将未参加反应剩余的氢气与水分离，导致大量水进入电堆而产生水淹，造成电堆功率下降。同时电堆内部发生电化学反应时要求阳极与阴极的流体具有一定的温度，保证燃料电池系统具有稳定性能；而且停机后水分会在低温环境下结冰堵住气水分离器排水口，导致燃料电池系统低温启动异常。
[0004]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的燃料电池气水分离器，以便克服现有气水分离器存在的上述至少部分缺陷。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种气水分离器以及燃料电池装置，可提高分离效率，减小流体压力损失。
[0006]为解决上述技术问题，根据本技术的一个方面，采用如下技术方案：
[0007]一种气水分离器，所述气水分离器包括：水分离器腔体、加热排水电磁阀、高分子保温泡沫材料；
[0008]所述水分离器腔体包括外腔体、内腔体、空腔；所述空腔设置于外腔体与内腔体之间，空腔填充高分子保温泡沫材料；在气水分离器空腔填充高分子保温泡沫材料能避免低温情况下的大量热量散失，实现保温；
[0009]所述水分离器腔体设有氢进口、回氢口、排水口、连接孔、储液室、一级挡板及二级挡板；
[0010]所述外腔体顶部设有回氢口，侧面设有氢进口，底部设有排水口与连接孔；所述氢进口、回氢口及排水口与内腔体连接；
[0011]所述内腔体底部设有储液室；内腔体设有一级挡板与二级挡板，一级挡板位置靠近外腔体氢进口，二级挡板位置靠近外腔体的回氢口；
[0012]密封胶垫位于内腔体上端与盖板下端；密封胶垫位于外腔体上端与盖板下端；
[0013]电堆阳极未参加反应氢气与水的气液混合物，从氢进口进入气水分离器的内腔体，气液混合物经过一级挡板利用旋转分离原理进行第一次气液分离，一级挡板与弧形壁面形成回旋气流增加液滴的碰撞概率，促使小液滴增大为大液滴，大液滴冷凝聚集后沿壁面流入到储液室；
[0014]所述一级挡板第一次分离剩余气液混合物再次经二级挡板阻挡，所述二级挡板能
使气流沿着弧面向下，液滴聚集并受重力作用向下滴落到储液室；分离后的氢气因自身密度较小，随气流向上从回氢口返回至电堆中进行反应；
[0015]所述一级挡板设有第一姿态调节机构，用以调节一级挡板在内腔体内的姿态；所述二级挡板设有第二姿态调节机构，用以调节二级挡板在内腔体内的姿态；
[0016]所述水分离器腔体内设有介质流量检测模块，用以检测水分离器腔体内流体状况；所述第一姿态调节机构用以根据所述水分离器腔体检测的流体状况调整一级挡板在内腔体内的姿态，第二姿态调节机构用以根据所述水分离器腔体检测的流体状况调整二级挡板在内腔体内的姿态；
[0017]所述流体状况包括流体的温度、压强、流量、湿度中的至少一个；所述姿态包括对应挡板在设定区域的位置、弧面弧度中的至少一个；
[0018]所述水分离器腔体底端设有连接孔，所述加热排水电磁阀通过连接孔与水分离器腔体连接；所述加热排水电磁阀设有加热排水电磁阀进口，加热排水电磁阀进口与连接孔连接，储液室存储液态水通过水流道流入加热排水电磁阀进口；所述加热排水电磁阀具有定时排水、排气及自加热功能；
[0019]所述加热排水电磁阀具有排水口，加热排水电磁阀由控制装置控制而开启排水口，从而将储液室中的水及时排出；
[0020]所述加热排水电磁阀还具有加热功能，当环境温度低于0摄氏度时储液室中水具有结冰风险，加热排水电磁阀由控制装置控制而开启加热功能解决掉燃料电池系统在低温下冷启动问题；
[0021]所述水分离器腔体为注塑件；内腔体与第一盖板之间设有第一密封胶垫；第一密封胶垫高出安装凹槽0.5mm；安装第一密封胶垫完成后维持氮气2bar保压10min且无压降；空腔注入高分子保温泡沫材料；外腔体与第二盖板之间设有第二密封胶垫；第二密封胶垫厚度为1mm；安装第二密封胶垫完成后维持氮气2bar保压10min且无压降。
[0022]根据本技术的另一个方面，采用如下技术方案：一种气水分离器，所述气水分离器包括：水分离器腔体、加热排水电磁阀及保温材料；
[0023]所述水分离器腔体包括内腔体、外腔体及空腔；所述空腔设置于内腔体与外腔体之间，所述空腔填充保温材料；
[0024]所述内腔体底部具有储液室；外腔体设有与内腔体相连的氢进口、回氢口及排水口；所述内腔体设有一级挡板与二级挡板；
[0025]所述水分离器腔体底端设有连接孔壳安装加热排水电磁阀，加热排水电磁阀进口与连接孔相接，加热排水电磁阀具有定时排水、排气及高效加热功能。
[0026]作为本技术的一种实施方式，所述水分离器腔体为疏水性塑料注塑件。
[0027]作为本技术的一种实施方式，所述水分离器内腔体与外腔体之间填充高分子保温泡沫材料具有低导热系数；较大使用温度范围；变形量小且耐腐蚀不易老化。
[0028]作为本技术的一种实施方式，所述一级挡板位置靠近外腔体氢进口；二级挡板位置靠近外腔体回氢口。
[0029]作为本技术的一种实施方式，所述水分离器外腔体底部设有连接孔安装加热排水电磁阀。
[0030]作为本技术的一种实施方式，所述水分离器腔体为注塑件；内腔体与第一盖
板之间设有第一密封胶垫；第一密封胶垫高出安装凹槽0.5mm；安装第一密封胶垫完成后维持氮气 2bar保压10min且无压降；空腔注入高分子保温泡沫材料；外腔体与第二盖板之间设有第二密封胶垫；第二密封胶垫厚度为1mm；安装第二密封胶垫完成后维持氮气2bar保压10min且无压降。
[0031]作为本技术的一种实施方式，所述一级挡板设有第一姿态调节机构，用以调节一级挡板在内腔体内的姿态；所述二级挡板设有第二姿态调节机构，用以调节二级挡板在内腔体内的姿态；
[0032]所述水分离器腔体内设有介质流量检测模块，用以检测水分离器腔体内流体状况；所述第一姿态调节机构用以根据所述水分离器腔体检测的流体状况调整一级挡板在内腔体内的姿态，第二姿态调节机构用以根据所述水分离器腔体检测的流体状况调整二级挡板在内腔体内的姿态；
[0033]所述流体状况包括流体的温度、压强、流量、湿度中的至少一个；所述姿态包括对应挡板在设定区域的位置、弧面弧度中的至少一个。
[0034]根据本技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种燃料电池装置，所述燃料电池装置包括上述的燃料电池气水分离器。
[0035]本技术的有益效果在于：本技术提出的气水分离器以及燃料电池装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气水分离器，其特征在于，所述气水分离器包括：水分离器腔体(1)、加热排水电磁阀(6)、高分子保温泡沫材料；所述水分离器腔体(1)包括外腔体(12)、内腔体(13)、空腔(14)；所述空腔(14)设置于外腔体(12)与内腔体(13)之间，空腔(14)填充高分子保温泡沫材料；在气水分离器的空腔(14)填充高分子保温泡沫材料能避免低温情况下的大量热量散失，实现保温；所述水分离器腔体(1)设有氢进口(8)、回氢口(7)、排水口(9)、连接孔(10)、储液室(15)、一级挡板(16)及二级挡板(17)；所述外腔体(12)顶部设有回氢口(7)，侧面设有氢进口(8)，底部设有排水口(9)与连接孔(10)；所述氢进口(8)、回氢口(7)及排水口(9)与内腔体(13)连接；所述内腔体(13)底部设有储液室(15)；内腔体(13)设有一级挡板(16)与二级挡板(17)，一级挡板(16)位置靠近外腔体(12)氢进口(8)，二级挡板(17)位置靠近外腔体(12)的回氢口(7)；密封胶垫位于内腔体(13)上端与盖板下端；密封胶垫(2)位于外腔体(12)上端与盖板(25)下端；电堆阳极未参加反应氢气与反应生成液态水形成气液混合物，从氢进口(8)进入水分离器腔体(1)的内腔体(13)，气液混合物经过一级挡板(16)发生流场变化，减小液滴向前的动能；一级挡板(16)与弧形壁面形成回旋气流增加小液滴与弧形壁面碰撞概率，促使小液滴聚集形成大液滴并沿弧形壁面流入到储液室(15)；所述一级挡板(16)第一次分离剩余气液混合物再次经二级挡板(17)阻挡，所述二级挡板(17)能使气流沿着弧面向下，液滴聚集并受重力作用向下滴落到储液室(15)；分离后的氢气因自身密度较小，随气流向上从回氢口(7)返回至电堆中进行反应；所述一级挡板(16)设有第一姿态调节机构，用以调节一级挡板(16)在内腔体(13)内的姿态；所述二级挡板(17)设有第二姿态调节机构，用以调节二级挡板(17)在内腔体(13)内的姿态；所述水分离器腔体(1)内设有介质流量检测模块，用以检测水分离器腔体(1)内流体状况；所述第一姿态调节机构用以根据所述水分离器腔体(1)检测的流体流量调整一级挡板(16)在内腔体(13)内的姿态，第二姿态调节机构用以根据所述水分离器腔体(1)检测的流体流量调整二级挡板(17)在内腔体(13)内的姿态；所述流体状况包括流体的温度、压强、流量、湿度中的至少一个；所述姿态包括对应挡板在设定区域的位置、弧面弧度中的至少一个；所述水分离器腔体(1)底端设有连接孔(10)，所述加热排水电磁阀(6)通过连接孔(10)与水分离器腔体(1)连接；所述加热排水电磁阀(6)设有加热排水电磁阀进口(11)，加热排水电磁阀进口(11)与连接孔连接，储液室(15)存储液态水通过水流道流入加热排水电磁阀进口(11)；所述加热排水电磁阀(6)具有排水口(9)，加热排水电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪淮生，刘洋，刘超，詹剑，
申请(专利权)人：上海燃锐新能源汽车技术有限公司，
类型：新型
国别省市：