[发明专利]组合式气水分离装置

说明书

本发明提供一种组合式气水分离装置，具备：上部开口且下部设有排水口的壳体，安装于排水口上的电磁阀，覆盖壳体的上部开口、且形成有相互独立的出气口和蜗壳进气口、与蜗壳进气口相连的蜗壳旋转室的上盖，与壳体同轴地位于壳体内部、且以与出气口连通的形式安装于上盖的套筒，和与壳体同轴地安装于套筒的下部的滤芯。根据本发明的组合式气水分离装置集成了旋风分离器及滤芯过滤器的功能，无需安装导流叶片，具有结构小巧、压降低、水分离效果好、安装灵活等有益效果。

技术领域

本发明涉及汽车动力系统，一种组合式气水分离装置。

背景技术

目前，我国燃料电池汽车相关系统技术和产业链尚未成熟，多种零部件有待开发优化。在燃料电池系统中，供应氢气的计量比大于1，未反应的氢气形成循环气路，封闭的循环使管路中存在燃料电池电堆反应产生的液态水，需将其定期排出。因此在燃料电池系统中需使用结构小巧，具有一定储水能力，且高效的气水分离装置分离管道中的液态水，以保证燃料电池较高的工作性能。

现有的车用气水分离器主要采用滤芯过滤，借鉴空气压缩机所使用的气水分离器，滤芯顶部安装有导流叶片，但导流叶片的导流作用十分有限，并不能形成充分的旋转气流促进液滴从气体中的分离。且在不同工况下，气体流量改变时，尤其是增大气体流量时，分离效果不稳定或有所降低，使氢气管路中仍存在一定的液态水，影响燃料电池电堆工作性能。

发明内容

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能通过小巧简单的结构避免气水分离不彻底、分离效果不稳定的组合式气水分离装置。

解决问题的技术手段：

本发明提供一种组合式气水分离装置，具备：

上部开口且下部设有排水口的壳体，

安装于所述排水口上的电磁阀，

覆盖所述壳体的上部开口、且形成有相互独立的出气口和蜗壳进气口、与所述蜗壳进气口相连的蜗壳旋转室的上盖，

与所述壳体同轴地位于所述壳体内部、且以与所述出气口连通的形式安装于所述上盖的套筒，和

与所述壳体同轴地安装于所述套筒的下部的滤芯。

根据本发明，由于在上盖形成有蜗壳旋转室，因而能在上盖内部促进进气形成高速旋转气流，分离效率高。而上盖附近处安装有套筒，其具有稳定气体旋流的作用，因而在无需安装导流叶片的条件下形成更强的旋流效果。同时通过滤芯进一步强化过滤效果，可实现高效气水分离。蜗壳进气口与壳体内的套筒的组合相比于导流叶片可显著提高气体旋流效果，使燃料电池在工况范围内具有稳定高效的气水分离效果。因此，本发明的组合式气水分离装置集成了旋风分离器及滤芯过滤器的功能，无需安装导流叶片，具有结构小巧、压降低、水分离效果好、安装灵活等有益效果。

也可以是，本发明中，还包括与所述壳体同轴地安装于所述滤芯的下部、且与所述壳体下方内部形成储水腔的伞形挡板。由此，伞形挡板可防止中心向上旋转气流夹带液态水进入出气口影响分离效果。

也可以是，本发明中，所述伞形挡板顶部设有固定所述滤芯的卡槽。由此，可进一步夹紧固定滤芯。

也可以是，本发明中，所述上盖中面向壳体的一侧上形成有带螺纹的环形隔板。由此，可通过环形隔板连接固定套筒。

也可以是，本发明中，所述上盖的中央顶部固定有沿所述壳体的中心轴线延伸至所述壳体内部的螺柱，所述伞形挡板中心设有供所述螺柱穿过的中心孔。由此，螺柱的一端穿过伞形挡板的中心孔而另一端固定于所述上盖的中心处，从而可将伞形挡板、滤芯与壳体更稳定地同轴固定。