一种质子交换膜燃料电池用分水器制造技术

本发明专利技术公开了一种质子交换膜燃料电池用分水器，属于燃料电池领域。本发明专利技术包括壳体，所述壳体的顶部设有封头，所述壳体内设有分气盘，所述分气盘由轴承和套设在所述轴承的外壁的斜槽盘组成，所述轴承的内圈通过管状滤芯与托盘相连，所述托盘设置在所述轴承的下方，所述轴承的内圈与所述封头相连，所述封头设有第一通道和第二通道，所述第一通道的一端与含水气体口相连，所述第一通道的另一端与所述斜槽盘的上表面相连，所述第二通道的一端与所述轴承的中心孔相连，所述第二通道的另一端与排气口相连；所述托盘的下方还设有电子液位计，所述电子液位计与设置在所述壳体的排水口的电动截止阀电连接。本发明专利技术的分水器阻力小、分水效率高、可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池用分水器


[0001]本专利技术属于燃料电池领域，适用于质子交换膜燃料电池系统用分水器。

技术介绍

[0002]随着石油等传统能源的日益枯竭，新能源的使用与开发受到了社会广泛的关注，尤其是质子交换膜燃料电池，它作为新一代的能源动力，具有静音、环保、比功率和比能量高，寿命长等诸多优点，可广泛应用于汽车、电站，移动电源等，被视作人类下一代的主要动力能源之一。
[0003]质子交换膜燃料电池依靠氢气和氧气发生化学反应生成水来发电，生成的水会混合氢气和氧气通过各自通道排出燃料电池，行业内普遍采用分水器来实现气水分离功能，常规的分水器或利用重力分水、或利用导水膜分水，分水效率低下，且利用浮力开关直接排水经常因为气密性失效而导致可靠性差，不利于燃料电池系统的分水效果和可靠性。
[0004]如何研发一种高效分水，自动排水，且阻力小，可靠性好的分水器，在质子交换膜燃料电池系统领域内具有迫切的需求。

技术实现思路

[0005]基于以上背景，本专利技术提供一种质子交换膜燃料电池用分水器，阻力小、分水效率高、可靠性高。具体采用分气盘和轴承利用离心力原理将气体和液态水在分水器内部进行分离，应用电子液位计配合电动截止阀进行排水控制，可不需上位机而实现自控制，保证了可靠性，能够实现自动排水。
[0006]本专利技术提供了一种质子交换膜燃料电池用分水器，包括壳体，所述壳体的顶部设有封头，所述壳体内设有分气盘，所述分气盘由轴承和套设在所述轴承的外壁的斜槽盘组成，所述斜槽盘能同所述轴承的外圈一起转动，所述轴承的内圈通过管状滤芯与托盘相连，所述托盘设置在所述轴承的下方，所述轴承的内圈与所述封头相连，所述封头设有第一通道和第二通道，所述第一通道的一端与含水气体口相连，所述第一通道的另一端与所述斜槽盘的上表面相连，所述含水气体口排出的第一气体能推动所述斜槽盘绕所述轴承的内圈转动，所述第二通道的一端与所述轴承的中心孔相连，所述第二通道的另一端与排气口相连；
[0007]所述托盘的下方还设有电子液位计，所述电子液位计与设置在所述壳体的排水口的电动截止阀电连接。
[0008]进一步地，还设有固定螺钉，所述固定螺钉穿过所述托盘与所述封头相连。
[0009]进一步地，所述斜槽盘上的斜槽角度为斜向下30
‑
60
°
，优选为45
°
，使水能从所述斜槽盘排出。
[0010]进一步地，所述托盘的直径小于所述壳体的直径；所述托盘为具有至少两个叶片的中心对称状结构。
[0011]进一步地，所述滤芯材质为透气不透水的复合材料。
[0012]进一步地，所述滤芯材质为微孔聚四氟乙烯材质。
[0013]进一步地，所述壳体与所述封头通过固定螺栓可拆卸连接，能更换不同的封头。
[0014]基于以上技术方案，优选的，所述电子液位计包括但不限于依靠浮球或光感手段实现的具有自动测量液位功能的液位计。
[0015]基于以上技术方案，优选的，所述电动截止阀包括但不限于电磁阀在内的具有电动截止功能的截止阀。
[0016]基于以上技术方案，优选的，所述滤芯为上下均开口的中空桶状结构其材质包括但不限于微孔聚四氟乙烯在内的透气不透水类复合材料。
[0017]基于以上技术方案，优选的，所述分气盘沿中心周向均匀分布斜槽，斜槽角度为45
°
，且中心有轴承，当气水混合物撞击分气盘斜槽时，可以带动轴承继而使分气盘发生旋转，旋转过程中会增加气水混合物的离心力，提高气水分离效果。
[0018]基于以上技术方案，优选的，所述电子液位计和电动截止阀通过电路进行直连，通过电子液位计电信号直接控制电动截止阀的开闭功能。
[0019]基于以上技术方案，优选的，托盘底部与滤芯固定，托盘底部的小于托盘顶部直径，使托盘固定于滤芯下方时，外侧为倾斜结构，更有利于汽水分离，且托盘顶部的直径小于筒体的内径，保证托盘与筒体之间存在间隙。
[0020]有益效果：
[0021](1)本专利技术采用的排水结构，电动截止阀不通过上位机而由电子液位计直控，响应更快，能够实现自动排水。
[0022](2)本专利技术采用离心式分水结构，相比于传统的微通道膜分水器，过气量更大，气体流阻更小。
[0023](3)采用轴承式分气盘，可以通过旋转增加离心力，进而提高气水分离效率。
[0024](4)采用分气盘、滤芯、托盘等多种结构，可以实现气水多级分离效果，效率更高。
[0025](5)采用电动截止阀作为排水阀门，气密性好，可靠性高。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一个实施例中质子交换膜燃料电池用分水器的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术一个实施例中分气盘的主视图；
[0028]图3为图2的俯视图。
[0029]图4本专利技术一个实施例中托盘的俯视图。
[0030]图中：1、封头，2、分气盘，21、轴承，22、斜槽盘，3、滤芯，4、筒体，5、电子液位计，6、电动截止阀，7、托盘，8、固定螺栓，9、固定螺钉，10、第一通道，11、第二通道。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]参考图1～4，一种质子交换膜燃料电池用分水器，包括壳体4，壳体4的形状为有底圆筒状，壳体4的顶部设有封头1，壳体4内设有分气盘2，分气盘2由轴承21和套设在轴承21的外壁的斜槽盘22组成，斜槽盘22能同轴承21的外圈一起转动，轴承21的内圈通过管状滤芯3与托盘7相连，托盘7设置在轴承21的下方，轴承21的内圈与封头1相连，封头1设有第一通道10和第二通道11，第一通道11的一端与含水气体口相连，第一通道11的另一端与斜槽盘22的上表面相连，含水气体口排出的第一气体能推动斜槽盘22绕轴承21的内圈转动，水能从斜槽盘22上的斜槽排出至壳体4底部；第二通道11的一端与轴承21的中心孔相连，第二通道11的另一端与排气口相连；
[0034]托盘7的下方还设有电子液位计5，电子液位计5包括但不限于依靠浮球或光感手段实现的具有自动测量液位功能的液位计，电子液位计5与设置在壳体4的排水口的电动截止阀6电连接，其中，排水口优选设置于壳体4的侧面靠近底面的位置，电动截止阀6包括但不限于电磁阀在内的具有电动截止功能的截止阀。电子液位计5通过电信号直接控制电动截止阀6的开闭功能。
[0035]在一个具体实施例中，还设有固定螺钉9，固定螺钉9穿过托盘7与封头1相连。通过固定螺钉9能增加斜槽盘22转动的稳定性，使水快速甩出。
[0036]参考图2～3，在一个具体实施例中，斜槽盘22上的斜槽角度为斜向下45
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池用分水器，其特征在于，包括壳体(4)，所述壳体(4)的顶部设有封头(1)，所述壳体(4)内设有分气盘(2)，所述分气盘(2)由轴承(21)和套设在所述轴承(21)的外壁的斜槽盘(22)组成，所述斜槽盘(22)能同所述轴承(21)的外圈一起转动，所述轴承(21)的内圈通过管状滤芯(3)与托盘(7)相连，所述托盘(7)设置在所述轴承(21)的下方，所述轴承(21)的内圈与所述封头(1)相连，所述封头(1)设有第一通道(10)和第二通道(11)，所述第一通道(11)的一端与含水气体口相连，所述第一通道(11)的另一端与所述斜槽盘(22)的上表面相连，所述含水气体口排出的第一气体能推动所述斜槽盘(22)绕所述轴承(21)的内圈转动，所述第二通道(11)的一端与所述轴承(21)的中心孔相连，所述第二通道(11)的另一端与排气口相连；所述托盘(7)的下方设有电子液位计(5)，所述电子液位计(5)与设置在所述壳体(4)的排水口的电动截止阀(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志刚，陶铁男，李博，栾承霖，林永俐，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：