[发明专利]分水器

说明书

本发明公开了一种分水器，该分水器中通过两个挡板构成曲线流路，即可对由气液分离进气口进入气液分离腔内的混合流体进行气液分离。该曲线流路能够对混合流体实现局部阻流、局部回旋等扰流效果，从而有利于加长混合流体在气液分离腔内的流动路径，提高气液分离效果。而且，该分水器相对现有技术中设置有导流叶片或挡板结构或螺旋形流道或滤芯或波纹板等结构的分水装置来说，体积较小，便于制造加工和安装。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种分水器。

背景技术

燃料电池是将氢气的化学能转化为电能的装置，其优点是产物是水，零排放无污染，噪音低，转化效率高。工作温度可在低温环境下运行，是移动电源和基站电源和固定电源的首选。

燃料电池阳极系统在运行过程中会有产生高湿气体在阳极管路中循环流动，并由于高湿气体饱和析出与冷凝作用而产生液态水，所以燃料电池系统会在阳极管路中设计分水器。其中分水器的作用，是将从燃料电池堆内部出来的尾气中的水蒸气分离出来，使未反应的气体进入到气体回收利用装置(回流泵或循环喷射器)中，并重新进入燃料电池堆。在目前的技术条件下，气体回收利用装置对进入该设备的气体湿度非常敏感，只要有水分进入这类设备，就会对该设备的使用寿命造成影响。这一问题也是目前燃料电池市场化进展较慢的原因之一。

为了解决这一问题，在燃料电池堆的尾气出口和气体回收利用装置之间布置一分水器是比较普遍被采用的方案。

现有燃料电池用分水器从基本原理上可分为两类：

(1)利用离心力分离液滴，在分水器中设置导流叶片、或挡板结构、或采用螺旋形流道，诱导气液混合物进行高速旋转，液滴在离心力作用下被甩至分水器内壁并顺流而下，达到与气体分离的目的；

(2)利用液滴粘附作用，采用滤芯或波纹板等结构，增大液滴与周边壁面的接触面积，使液滴粘附在壁面上，达到与气体分离的目的。

针对第一类型的分水器装置，考虑到分水效率，气液混合物需形成足够大的漩涡和离心力，故分水器尺寸相对固定且体积较大，不利于提升分水装置的布置集成适用性及系统体积功率密度。针对第二类型的装置，流阻过大，导致对循环装置的性能要求提高；在长时间气体冲刷作用下，内部材料可能脱落，堵塞流道，严重影响燃料电池性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分水效率较高且结构简单、体积较小的分水器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分水器，所述分水器内设置有气液分离腔，其中：

所述气液分离腔的一端外侧设置有与其连通的气液分离进气口和气液分离出气口，所述气液分离腔的另一端外侧设置有与其连通的排水口；

所述气液分离腔内设置有第一挡板、第二挡板和过滤用填料，所述填料通过填料仓结构固定在所述气液分离进气口的内侧，所述气液分离腔内通过所述第一挡板和所述第二挡板构成曲线流路。

在上述分水器中，所述气液分离腔的截面外轮廓为矩形轮廓，所述矩形轮廓包括依次收尾相接的第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，其中：

所述气液分离进气口和所述气液分离出气口设置在所述第一侧边上；

所述第一挡板的两端分别为第一连接端和第一自由端，所述第一连接端与所述填料仓结构相接，所述第一自由端向所述第三侧边和第四侧边相接的夹角处延伸；

所述第二挡板的两端分别为第二连接端和第二自由端，所述第二连接端与所述第四侧边相接，所述第二自由端向所述第二侧边和第三侧边相接的夹角处延伸，并且，所述第二自由端和所述第一自由端之间的间隙构成所述曲线流路中的流通口。

在上述分水器中，所述流通口的朝向偏离所述气液分离出气口所在的位置。