一种气流可视的气液分离装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种气流可视的气液分离装置，属于燃料电池技术领域，解决了现有气液分离装置难以观测气液变化的问题。该装置包括控制器和具有透明盖板的密封腔室。密封腔室内设有进气腔、出气腔和储液腔；进气腔、出气腔分别设于密封腔室的上部两侧，二者之间通过挡板结构隔离；所述储液腔设于密封腔室的下部，其透明盖板的内表面设有多个均匀分布的固定点和沿每一固定点均匀排布的可随气流摆动的着色丝线；着色丝线所在区域构成气流可视区。控制器，用于识别液滴聚集区在所述气流可视区中的具体位置；以及，根据所述具体位置判断气液分离效果；以及，获取所述气流可视区的图片，结合所述着色丝线的起始位置，得出进入气液分离装置内的气体流量和流速。置内的气体流量和流速。置内的气体流量和流速。

【技术实现步骤摘要】
一种气流可视的气液分离装置


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种气流可视的气液分离装置。

技术介绍

[0002]燃料电池中，作为反应物的氢气、氧气均为无色气体。因此，在空气、氢气子系统的零部件及管路中，即使增加透明窗口，气体流动状态也难以直接观测。
[0003]此外，气液两相流的流动状态也难以捕捉。以氢气侧分水为例，为提高氢气利用率，燃料电池通常采用氢气回流的方式，即在循环泵或者引射器的驱动下，电堆出堆气液混合物与来自氢瓶的新鲜氢气混合，重新供给至电堆反应。出堆气液混合物包括未反应的氢气、水蒸气、氮气以及液态水，由于液态水与气体密度差异巨大，当进入电堆后会堵塞气体通道，造成电堆性能恶化。因此，需要在出堆管路上设置气液分离器，将大量液态水分离，并排出。
[0004]相较于离心式、滤芯式气液分离器，挡板式气液分离其具有流阻小、集成度高和加工简单的优势，但由于液滴、盖板均呈无色，且盖板面一般为磨砂状，清晰度下降，因此难以清晰看清气液变化。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种气流可视的气液分离装置，用以解决现有气液分离装置难以观测气液变化的问题。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种气流可视的气液分离装置，包括控制器和具有透明盖板的密封腔室；其中，密封腔室内设有进气腔、出气腔和储液腔；进气腔、出气腔分别设于密封腔室的上部两侧，二者之间通过挡板结构隔离；所述储液腔设于密封腔室的下部，其透明盖板的内表面设有多个均匀分布的固定点和沿每一固定点均匀排布的可随气流摆动的着色丝线；着色丝线所在区域构成气流可视区；控制器，用于识别液滴聚集区在所述气流可视区中的具体位置；以及，根据所述具体位置判断气液分离效果；以及，获取所述气流可视区的图片，结合所述着色丝线的起始位置，得出进入气液分离装置内的气体流量和流速。
[0007]上述技术方案的有益效果如下：通过在透明盖板上布置着色丝线区，根据气流、气液流动状态，对应着色丝线呈现位置、液滴聚集等视觉差异，提高了透明盖板的分辨率，使得气液分离装置的气体流动、气液变化状态清晰可视。
[0008]基于上述装置的进一步改进，所述着色丝线采用彩色丝线，沿竖直方向分多段设置；并且，所述透明盖板的透明区域覆盖整个气流可视区；该气流可视区包括密封腔室内的气液分离区，但不包括密封腔室底部的液体流动区。
[0009]进一步，所述控制器进一步包括依次连接的：
数据采集单元，用于采集气流可视区的图像，以及进气腔的进气口处、出气腔的出气口处的液滴聚集程度，发送至数据识别与处理单元；数据识别与处理单元，用于根据上述图像识别液滴聚集区在所述气流可视区内的具体位置；以及，根据所述具体位置，结合进气腔的进气口处、出气腔的出气口处的液滴聚集程度判断气液分离效果；以及，根据上述图像识别所述着色丝线的起始位置、每隔固定时刻的位置，进而得出进入气液分离装置内的气体流量和流速。
[0010]进一步，所述数据采集单元进一步包括：摄像机，设于透明盖板的外侧，用于采集气流可视区的图像；湿度传感器，设于进气腔的进气口处、出气腔的出气口处，用于采集布设位置处的湿度，作为判断进气腔的进气口处、出气腔的出气口处液滴聚集程度的指标。
[0011]进一步，所述摄像头布设于气流可视区的正前方，并带有光源。
[0012]进一步，所述数据识别与处理单元执行如下程序：对气流可视区的图像进行目标识别，确定所有液滴聚集区；识别每一液滴聚集区在所述气流可视区内的具体位置，判断其属于靠近进气腔侧，靠近出气腔侧，还是属于进气腔、出气腔之间；根据上述判断的结果，结合湿度传感器当前时刻采集的湿度，得出气液分离装置的气液分离效果；当靠近进气腔侧区域的液滴聚集数量最多，靠近出气腔侧区域的液滴聚集数量次之，进气腔、出气腔之间区域的液滴聚集数量最少，且出气口湿度低于设定值，无明显液滴聚集，则判定气液分离效果良好，否则，判定气液分离效果不良；进一步识别每一着色丝线可动端点的起始位置、每隔固定时刻的位置，输入事先训练好的深度学习网络，得出进入气液分离装置内的气体流量和流速。
[0013]进一步，所述挡板结构包括竖直折板；所述竖直折板设于靠近密封腔室的进气口处，使得所述进气腔的腔体体积小于出气腔的腔体体积。
[0014]进一步，所述出气腔内设置有至少一级折流板，所述折流板使出气腔形成折返的出气通路。
[0015]进一步，所述出气腔内的折流板为多级折流板时，每一折流板的一端悬空，另一端交替式地与出气腔的内壁面或竖直折板连接，形成连续式折返的出气通路；其中，靠近出气口的折流板的一端与出气腔的内壁面连接，相邻折流板之间的高度差不小于密封腔室的出气口宽度。
[0016]进一步，所述多级折流板中，相邻折流板在水平方向上的投影具有重叠部分；并且，所述折流板设置为向密封腔室的底部方向倾斜，倾斜角为0
‑
180
°
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：1、提出一种集可视化、智能化于一体的气流流动监测方案，可用于观测气流、气液两相流的流动状态。
[0018]2、通过在透明盖板上布置彩色丝线区，根据气流、气液流动状态，对应彩色丝线呈现明显的视觉差异，提高了透明盖板的分辨率。
[0019]3、将监测画面进行成像捕捉，通过液滴聚集位置判断气液分离效果。
[0020]4、实施方案简单有效。
[0021]提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
[0022]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0023]图1示出了实施例1气流可视的气液分离装置组成示意图；图2示出了实施例2着色丝线布设示意图；图3示出了实施例2着色丝线表示的分离效果示意图。
[0024]附图标记：1
‑ꢀ
进气口；2
‑ꢀ
挡板结构；3
‑ꢀ
气体流动迹线；4
‑ꢀ
分离后的液态水；5
‑ꢀ
气液分离区；6
‑ꢀ
出气口；5a
‑ꢀ
靠近进气腔侧的液滴聚集区域位置；5b
‑ꢀ
进气腔、出气腔之间的液滴聚集区域位置；5c
‑ꢀ
靠近出气腔侧的液滴聚集区域位置；7a
‑ꢀ
固定点；7b
‑
彩色丝线。
具体实施方式
[0025]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气流可视的气液分离装置，其特征在于，包括控制器和具有透明盖板的密封腔室；其中，密封腔室内设有进气腔、出气腔和储液腔；进气腔、出气腔分别设于密封腔室的上部两侧，二者之间通过挡板结构隔离；所述储液腔设于密封腔室的下部，其透明盖板的内表面设有多个均匀分布的固定点和沿每一固定点均匀排布的可随气流摆动的着色丝线；着色丝线所在区域构成气流可视区；控制器，用于识别液滴聚集区在所述气流可视区中的具体位置；以及，根据所述具体位置判断气液分离效果；以及，获取所述气流可视区的图片，结合所述着色丝线的起始位置，得出进入气液分离装置内的气体流量和流速。2.根据权利要求1所述的气流可视的气液分离装置，其特征在于，所述着色丝线采用彩色丝线，沿竖直方向分多段设置；并且，所述透明盖板的透明区域覆盖整个气流可视区；该气流可视区包括密封腔室内的气液分离区，但不包括密封腔室底部的液体流动区。3.根据权利要求1或2所述的气流可视的气液分离装置，其特征在于，所述控制器进一步包括依次连接的：数据采集单元，用于采集气流可视区的图像，以及进气腔的进气口处、出气腔的出气口处的液滴聚集程度，发送至数据识别与处理单元；数据识别与处理单元，用于根据上述图像识别液滴聚集区在所述气流可视区内的具体位置；以及，根据所述具体位置，结合进气腔的进气口处、出气腔的出气口处的液滴聚集程度判断气液分离效果；以及，根据上述图像识别所述着色丝线的起始位置、每隔固定时刻的位置，进而得出进入气液分离装置内的气体流量和流速。4.根据权利要求3所述的气流可视的气液分离装置，其特征在于，所述数据采集单元进一步包括：摄像机，设于透明盖板的外侧，用于采集气流可视区的图像；湿度传感器，设于进气腔的进气口处、出气腔的出气口处，用于采集布设位置处的湿度，作为判断进气腔的进气口处、出气腔的出气口处液滴聚集程度的指标。5.根据权利要求4所述的气流可视的气液分离装置，其特征在于，所述摄像头布设于气流可视区的正前方，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闪念，丁铁新，方川，李飞强，高云庆，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：