[发明专利]一种燃料电池阴极出口分水器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及一种分水器，尤其是涉及一种燃料电池阴极出口分水器。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

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。

所述氢气入口的轴线与分水器上盖相切设置。

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。

所述限位螺杆的设于分水器主体的中心处。

所述防液位翻滚阻尼板的边缘处朝向小旋风方向倾斜。

所述排水电磁阀为加热排水电磁阀。

所述小旋风上设置的翅片的数量为6个。

所述分水器上盖和分水器主体还设有密封圈。

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。

所述分水器上盖的顶部设有分水器出口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

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。

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。