一种燃料电池阴极出口分水器制造技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池阴极出口分水器，包括分水器上盖、分水器主体、小旋风和排水电磁阀，分水器上盖和分水器主体连接并形成一个内腔，小旋风圆柱状的第一段和圆台状的第二段，第一段的半径与第二段上底面的半径一致，且第一段的一个底面与第二段的上底面同轴连接，第一段的侧面上设有多个倾斜布置的翅片，多个翅片依次均匀布置，且相邻翅片在第一段的底面所在平面上的投影存在重合段，小旋风设于内腔内，且其第一段的另一个底面连接分水器上盖，分水器上盖上还设有氢气入口，排水电磁阀连接分水器主体。与现有技术相比，本发明专利技术采用小旋风以及小旋风上的翅片设计，结合氢气入口，两次离心分离大幅提升分水器的分水效率且分水器内部流阻较小。分水器内部流阻较小。分水器内部流阻较小。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池阴极出口分水器


[0001]本专利技术涉及一种分水器，尤其是涉及一种燃料电池阴极出口分水器。

技术介绍

[0002]燃料电池在电化学反应时会生成水，一部分生成的水会通过微孔层和扩散层进入阴极流道，也会有一部分水会渗透到膜的阳极一侧，当电化学反应时阳极侧氢离子的运动会从阳极将部分水拖拽至阴极，此外系统还会控制燃料电池反应气体的进气湿度和水的排出。
[0003]故现有技术中通常会在电堆阴极出口处安装气水分离器，但目前现有的燃料电池用气水分离器分水效率不高且在整车运行过程中分水效果不稳定，导致过多水流回电堆内部，产生以下问题：1)回流的气体携带部分液态水，导致整体的氢气路流阻过大，对于氢气循环泵，可能需要更大的功率，对于引射器，可能引射器引射比比预想的低；2)后端使用循环泵，循环泵内部可能积水过多，导致积水进入循环泵电机处，可能造成氢气循环泵故障；3)过多的液态水回流导致电堆发生水淹，对电堆造成不可逆转的损伤；降低电堆的寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种燃料电池阴极出口分水器，采用小旋风以及小旋风上的翅片设计，结合氢气入口，两次离心分离大幅提升分水器的分水效率且分水器内部流阻较小。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种燃料电池阴极出口分水器，包括分水器上盖、分水器主体、小旋风和排水电磁阀，所述分水器上盖和分水器主体连接并形成一个内腔，所述小旋风圆柱状的第一段和圆台状的第二段，所述第一段的半径与第二段上底面的半径一致，且所述第一段的一个底面与第二段的上底面同轴连接，所述第一段的侧面上设有多个倾斜布置的翅片，多个翅片依次均匀布置，且相邻翅片在第一段的底面所在平面上的投影存在重合段，所述小旋风设于所述内腔内，且其第一段的另一个底面连接分水器上盖，所述分水器上盖上还设有氢气入口，所述排水电磁阀连接分水器主体。
[0007]所述氢气入口的轴线与分水器上盖相切设置。
[0008]所述分水器还包括防液位翻滚阻尼板、限位螺杆和限位螺母，所述限位螺杆设于分水器主体中并与分水器主体的轴线平行，所述防液位翻滚阻尼板套设于限位螺杆上并由所述限位螺母限位，所述防液位翻滚阻尼板上设有多个排水孔，防液位翻滚阻尼板将分水器主体内的空间分隔为两个腔体。
[0009]所述限位螺杆的设于分水器主体的中心处。
[0010]所述防液位翻滚阻尼板的边缘处朝向小旋风方向倾斜。
[0011]所述排水电磁阀为加热排水电磁阀。
[0012]所述小旋风上设置的翅片的数量为6个。
[0013]所述分水器上盖和分水器主体还设有密封圈。
[0014]所述重合段的长度为单个翅片在第一段的底面所在平面上的投影长度的20％以上。
[0015]所述分水器上盖的顶部设有分水器出口。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]1、采用小旋风以及小旋风上的翅片设计，结合氢气入口，两次离心分离大幅提升分水器的分水效率且分水器内部流阻较小。
[0018]2、通过改变小旋风大小、分水器进出口大小和分水器主体体积即可适用于不同功率的燃料电池系统。
[0019]3、氢气入口的轴线与分水器上盖相切设置，可以减小流阻。
[0020]4、通过设置防液位翻滚阻尼板，使液体在颠簸工况下能更平稳地排出，进一步提高了分水效率，可以适用于更恶劣的工况，
[0021]5、可调整阻尼板的高度，增加储水量，从而减少电磁阀的开关频率，提高氢气利用率，增加汽水分离器的寿命。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构示意图；
[0023]图2为本燃料电池阴极出口分水器设计装置结构截面图；
[0024]图3为分水器小旋风件结构示意图；
[0025]图4为分水器防液位翻滚阻尼板结构示意图；
[0026]其中：1、分水器上盖，2、分水器主体，3、小旋风，4、防液位翻滚阻尼板，5、限位螺杆，6、限位螺母7、加热排水电磁阀，8密封圈，11分水器出口，12氢气入口，41、排水口，71加热排水电磁阀出口。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0028]一种燃料电池阴极出口分水器，如图1所示，包括分水器上盖1、分水器主体2、小旋风3和排水电磁阀7，分水器上盖1和分水器主体2连接并形成一个内腔，小旋风3圆柱状的第一段和圆台状的第二段，第一段的半径与第二段上底面的半径一致，且第一段的一个底面与第二段的上底面同轴连接，第一段的侧面上设有多个倾斜布置的翅片，多个翅片依次均匀布置，且相邻翅片在第一段的底面所在平面上的投影存在重合段，小旋风3设于内腔内，且其第一段的另一个底面连接分水器上盖1，分水器上盖1上还设有氢气入口12，排水电磁阀7连接分水器主体2。
[0029]采用小旋风3以及小旋风3上的翅片设计，结合氢气入口12，两次离心分离大幅提升分水器的分水效率且分水器内部流阻较小。
[0030]此外，通过改变小旋风3大小、分水器进出口大小和分水器主体2体积即可适用于不同功率的燃料电池系统。
[0031]本实施例中，氢气入口12的轴线与分水器上盖1相切设置，可以减小流阻。
[0032]本实施例中，小旋风3通过螺纹与分水器上盖1进行连接。
[0033]本实施例中，分水器还包括防液位翻滚阻尼板4、限位螺杆5和限位螺母6，限位螺杆5设于分水器主体2中并与分水器主体2的轴线平行，防液位翻滚阻尼板4套设于限位螺杆5上并由限位螺母6限位，防液位翻滚阻尼板4上设有多个排水孔41，防液位翻滚阻尼板4将分水器主体2内的空间分隔为两个腔体。通过设置防液位翻滚阻尼板4，使液体在颠簸工况下能更平稳地排出，进一步提高了分水效率，可以适用于更恶劣的工况，
[0034]可调整防液位翻滚阻尼板4的高度，增加储水量，从而减少电磁阀的开关频率，提高氢气利用率，增加汽水分离器的寿命。
[0035]限位螺杆5的设于分水器主体2的中心处。
[0036]防液位翻滚阻尼板4的边缘处朝向小旋风3方向倾斜。
[0037]排水电磁阀7为加热排水电磁阀。
[0038]具体翅片数量的选择，需要平衡流阻和分水效率，随着翅片的数量增加，分数效率提高但是流阻也增大，其中分水效率的增长率随翅片数量增大为递减函数，而流阻则为递增函数，因此需要寻找两者增长率的最接近的临界点作为最优点，本实施例中，小旋风3上设置的翅片的数量为6个，主要是调整增加气体的流速及调整气体流动的方向。
[0039]分水器上盖1和分水器主体2还设有密封圈8，分水器上盖1的顶部设有分水器出口11。
[0040]重合段的长度为单个翅片在第一段的底面所在平面上的投影长度的20％以上。
[0041]防液位翻滚阻尼板4套入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池阴极出口分水器，其特征在于，包括分水器上盖(1)、分水器主体(2)、小旋风(3)和排水电磁阀(7)，所述分水器上盖(1)和分水器主体(2)连接并形成一个内腔，所述小旋风(3)圆柱状的第一段和圆台状的第二段，所述第一段的半径与第二段上底面的半径一致，且所述第一段的一个底面与第二段的上底面同轴连接，所述第一段的侧面上设有多个倾斜布置的翅片，多个翅片依次均匀布置，且相邻翅片在第一段的底面所在平面上的投影存在重合段，所述小旋风(3)设于所述内腔内，且其第一段的另一个底面连接分水器上盖(1)，所述分水器上盖(1)上还设有氢气入口(12)，所述排水电磁阀(7)连接分水器主体(2)。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极出口分水器，其特征在于，所述氢气入口(12)的轴线与分水器上盖(1)相切设置。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极出口分水器，其特征在于，所述分水器还包括防液位翻滚阻尼板(4)、限位螺杆(5)和限位螺母(6)，所述限位螺杆(5)设于分水器主体(2)中并与分水器主体(2)的轴线平行，所述防液位翻滚阻尼板(4)套设于限位螺杆(5)上并由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭增琪，吴文艳，梅逸凡，袁昆，
申请(专利权)人：上海澄朴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：