一种汽水分离器及其燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽水分离器及其燃料电池系统，其特征在于：包括壳体，壳体里面设置汽液分离空腔，壳体的顶部设置有进气口、出气口，进气口和出气口与汽液分离空腔连通，汽液分离空腔内设有若干流道挡板，在进气口与出气口之间的气体流道内的若干流道挡板形成特斯拉阀流道，通过特斯拉阀流道的原理，使汽水分离器实现具有单向阀的功能，结构布置合理、紧凑，减少零部件的布置，节省空间，提高生产效率，节约成本，还能保证引射器氢气循环系统的可靠性。还能保证引射器氢气循环系统的可靠性。还能保证引射器氢气循环系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽水分离器及其燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及一种汽水分离器及其燃料电池系统。

技术介绍

[0002]新能源汽车被认为是能源转型的重要环节，而质子交换膜燃料电池汽车被认为目前新能源汽车产电量最为成熟的代表。它是以氢气与空气中的氧气发生化学反应产生电能，从而推动汽车前进，它具有结构简单、对大气没有污染、节能高效等一系列优点。燃料电池汽车基本不产生二氧化碳，作为新一代新能源汽车，系统的优化及关键零部件的设计与开发能够让燃料电池动力系统寿命更长久。
[0003]如图1所示，现有的燃料电池系统中，氢气循环系统是燃料电池动力模块的重要单元，用于向燃料电池堆输送氢气，并对氢气尾气进行净化后循环利用。部分氢燃料电池系统采用引射器作为氢气循环装置，引射器不需要额外增加功耗，但是循环系统中还要配置两个功能装置，分别是汽水分离器用于分离电堆模块的氢气出口排出的液态水后排出，提高电堆性能及保护电堆；单向阀用于在低功率阶段，由于引射器引射能力不足，防止电堆模块的氢气出口倒流造成液态水无法正常排出而损坏电堆模块。
[0004]US9373855专利引射器应用中设置有一个单向阀用于防止电堆模块的氢气出口的尾气倒流，及其它常规引射器应用专利都设置有水汽分离器；如上所述，单向阀与汽水分离器中的每个都单独地设置，因此元件的数量增加，并且产品的装配时间增加。相应地，生产率降低，制造成本增加，浪费系统空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种汽水分离器及其燃料电池系统，能解决现有技术中的单向阀与汽水分离器中的每个都单独地设置，因此元件的数量增加，并且产品的装配时间增加，生产率降低，制造成本增加，浪费系统空间的技术问题。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0007]本专利技术的目的是提供一种汽水分离器，其特征在于：包括壳体，壳体里面设置汽液分离空腔，壳体的顶部设置有进气口、出气口，进气口和出气口与汽液分离空腔连通，汽液分离空腔内设有若干流道挡板，在进气口与出气口之间的气体流道内的若干流道挡板形成特斯拉阀流道。
[0008]上述所述的若干流道挡板是流线型。
[0009]上述所述的若干流道挡板包括第一挡板，第一挡板从汽液分离空腔的顶壁往下延伸到中部，第一挡板的底端形成一个由下往上伸展的弧形导流弯板。
[0010]上述所述的若干流道挡板还包括一第二流道挡板，第二流道挡板从下往上延伸到中部，第一挡板和第二流道挡板将汽液分离空腔分隔成左右两部分，第二流道挡板的顶端与弧形导流弯板组成特斯拉阀流道第一个闸口。
[0011]上述所述的若干流道挡板还包括一第三流道挡板，第三流道挡板位于右侧部分的
汽液分离空腔，且第三流道挡板从汽液分离空腔的右侧壁开始弧形往上弯起，出气口位于第三流道挡板正上方，第三流道挡板与第一挡板的底端由下往上伸展的弧形导流弯板组成特斯拉阀流道第二个闸口。
[0012]上述所述的第三流道挡板与第一挡板顶部之间组成特斯拉阀流道第三个闸口。
[0013]上述所述的在左侧的一部分汽液分离空腔里面设置弧形导流板，弧形导流板将从进气口进入的气体导向第一个闸口。
[0014]上述所述的弧形导流板有2组，2组弧形导流板上下间隔布局。
[0015]上述所述的每组弧形导流板由2块弧形单板组成，2块弧形单板之间间隔分布。
[0016]上述所述的壳体内还设有储水室，储水室位于汽液分离空腔的下方并由隔板分隔，隔板上位于第二流道挡板与汽液分离空腔的左侧壁之间设置第一排水孔以连通汽液分离空腔和储水室，底部储水室通过排水口来排水，第二流道挡板从隔板往上延伸到中部。
[0017]上述所述的弧形导流弯板与隔板之间连接至少一块导水条，导水条的底部靠近第一排水孔。
[0018]上述所述的弧形导流弯板的底部设有第二排水孔，导水条的顶部靠近第二排水孔。
[0019]上述所述的导水条设有两条，两条导水条倾斜布置在汽液分离空腔的前侧壁和后侧壁上。
[0020]上述所述的隔板上位于第二流道挡板与汽液分离空腔的右侧壁之间设置第三排水孔；第三流道挡板的底部设有第四排水孔。
[0021]上述所述的排水口安装有排水阀，进气口位于壳体的左侧顶部，出气口位于壳体的上方，排水口位于壳体的右侧底部。
[0022]上述所述的壳体为一体铸造成型的。
[0023]一种燃料电池系统，包括电堆模块、燃料电池系统控制器、供氢系统、空气供应系统和冷却系统，其中：供氢系统的输出端连接到电堆模块的氢气入口为电堆模块提供氢气；空气供应系统的输出端连接到电堆模块的空气入口为电堆模块提供空气；电堆模块的设置出氢口输出反应后的混合气体，出氢口连接汽水分离器；其特征在于：所述的汽水分离器是上述所述的汽水分离器。
[0024]上述所述的供氢系统包括氢气瓶、截止阀、减压阀和引射器，氢气瓶的氢气经过截止阀、减压阀和引射器进入电堆模块的氢气入口，电堆模块的氢气出口将反应后的高温氢气和水气混合气体输送到汽水分离器，从汽水分离器的进气口进入至汽液分离空腔，经过汽水分离器分离出水分后的氢气从出气口排出输送到引射器的回氢引射口，分离出来的液态从汽水分离器排出；当燃料电池系统处于低功率时，引射器形成的引射能力不足，部分氢气从汽水分离器的出气口逆流到壳体内流向进气口处，由于从出气口逆流的氢气经过设置在进气口与出气口之间的气体流道内的若干流道挡板形成特斯拉阀流道，根据特斯拉阀的原理，使逆流的氢气流动阻力大，从而无法逆流到进气口就被从电堆模块的氢气出口顺流的反应后的高温氢气和水气混合气体推回出气口输送到引射器的回氢引射口。
[0025]本专利技术与现有技术相比，具有如下效果：1）一种汽水分离器，其特征在于：包括壳体，壳体里面设置汽液分离空腔，壳体的
顶部设置有进气口、出气口，进气口和出气口与汽液分离空腔连通，汽液分离空腔内设有若干流道挡板，在进气口与出气口之间的气体流道内的若干流道挡板形成特斯拉阀流道，通过特斯拉阀流道的原理，使汽水分离器实现具有单向阀的功能，结构布置合理、紧凑，减少零部件的布置，节省空间，提高生产效率，节约成本，还能保证引射器氢气循环系统的可靠性；2）本专利技术的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明
[0026]图1是现有技术的原理示意图；图2是本专利技术实施例一提供的立体图；图3是本专利技术实施例一提供的结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的俯视图；图5是图4中A
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A的剖视图；图6是本专利技术实施例一提供的汽水分离器顺流流体流线示意图；图7是本专利技术实施例一提供的汽水分离器逆流流体流线示意图；图8是本专利技术实施例一提供的正视图；图9是图8中B
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B的剖视图；图10是本专利技术实施例二提供的原理图；图11是本专利技术实施例二提供的控制原理图。
具体实施方式
[0027]下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。
[0028]实施例一：如图2至图9所示，本实施例提供的是一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽水分离器，其特征在于：包括壳体（1），壳体（1）里面设置汽液分离空腔（11），壳体（1）的顶部设置有进气口（14）、出气口（15），进气口（14）和出气口（15）与汽液分离空腔（11）连通，汽液分离空腔（11）内设有若干流道挡板（3），在进气口（14）与出气口（15）之间的气体流道内的若干流道挡板（3）形成特斯拉阀流道。2.根据权利要求1所述的一种汽水分离器，其特征在于：若干流道挡板（3）是流线型。3.根据权利要求2所述的一种汽水分离器，其特征在于：若干流道挡板（3）包括第一挡板（31），第一挡板（31）从汽液分离空腔（11）的顶壁往下延伸到中部，第一挡板（31）的底端形成一个由下往上伸展的弧形导流弯板（311）。4.根据权利要求3所述的一种汽水分离器，其特征在于：若干流道挡板（3）还包括一第二流道挡板（32），第二流道挡板（32）从下往上延伸到中部，第一挡板（31）和第二流道挡板（32）将汽液分离空腔（11）分隔成左右两部分，第二流道挡板（32）的顶端与弧形导流弯板（311）组成特斯拉阀流道第一个闸口（34）。5.根据权利要求4所述的一种汽水分离器，其特征在于：若干流道挡板（3）还包括一第三流道挡板（33），第三流道挡板（33）位于右侧部分的汽液分离空腔（11），且第三流道挡板（33）从汽液分离空腔（11）的右侧壁（111）开始弧形往上弯起，出气口（15）位于第三流道挡板（33）正上方，第三流道挡板（33）与第一挡板（31）的底端由下往上伸展的弧形导流弯板（311）组成特斯拉阀流道第二个闸口（35）。6.根据权利要求5所述的一种汽水分离器，其特征在于：第三流道挡板（33）与第一挡板（31）顶部之间组成特斯拉阀流道第三个闸口（36）。7.根据权利要求3或4或5或6所述的一种汽水分离器，其特征在于：在左侧的一部分汽液分离空腔（11）里面设置弧形导流板（17），弧形导流板（17）将从进气口（14）进入的气体导向第一个闸口（34）。8.根据权利要求7所述的一种汽水分离器，其特征在于：弧形导流板（17）有2组，2组弧形导流板（17）上下间隔布局。9.根据权利要求8所述的一种汽水分离器，其特征在于：每组弧形导流板（17）由2块弧形单板（171）组成，2块弧形单板（171）之间间隔分布。10.根据权利要求9所述的一种汽水分离器，其特征在于：壳体（1）内还设有储水室（12），储水室（12）位于汽液分离空腔（11）的下方并由隔板（13）分隔，隔板（13）上位于第二流道挡板（32）与汽液分离空腔（11）的左侧壁（114）之间设置第一排水孔（131）以连通汽液分离空腔（11）和储水室（12），底部储水室（12）通过排水口（16）来排水，第二流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，孔庆军，
申请(专利权)人：中山大洋电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：