[实用新型]一种集成分水器的燃料电池空压机

说明书

一种集成分水器的燃料电池空压机，包括压缩机、驱动电机和涡轮机，所述压缩机和涡轮机分别位于驱动电机的两侧，并且压缩机和涡轮机与驱动电机同轴转动；其中，所述涡轮机壳体的进气入口位置处设置有分水器，所述分水器可将涡轮机进气端中的液态水分离出来。本实用新型的集成分水器的燃料电池空压机，在涡轮机入口集成分水器，可以分离涡轮机入口气体中的液态水，同时可以及时排出涡轮机壳体内部的积水，提高涡轮机的性能和可靠性；同时在涡轮机壳体重力方向最低位置设计排水孔，适时排水，可以分离进入涡轮机气体中的液态水，提高涡轮机可靠性，同时可以及时排掉涡轮机壳体内析出的液态水，以免对涡轮机性能造成影响。

技术领域

本实用新型属于燃料电池空压机技术领域，具体地，涉及一种集成分水器的燃料电池空压机。

背景技术

质子交换膜式的燃料电池系统是一种高效清洁的新能源动力系统，空气压缩机将空气压缩，然后送入燃料电池阴极，空气中的氧气与阳极的氢气进行电化学反应，生成的产物是电和水，还有部分热量随着多余的空气排放到大气中，除此外没有其他对环境有污染的产物，所以燃料电池非常的清洁环保，目前各国都在大力推动氢燃料电池动力系统的开发推广。

燃料电池专用的空气压缩机是氢燃料电池动力系统里面非常重要的一个零部件，其作用是为燃料电池的阴极提供一定压力和一定流量的压缩空气，满足燃料电池反应对于空气中氧气的需求。目前燃料电池空压机有单级压缩的，也有两级压缩的。单级压缩即一个电机驱动一个压轮，而两级压缩就是一个电机驱动两个压轮，一个是低压级，另一个是高压级，高压级和低压级是串联的，空气经过低压级压缩后再进入高压级进行第二次压缩，所以两级压缩机比单级压缩机获得的空气压力和流量要高，可适用的燃料电池功率范围更大。其中进入燃料电池电堆的压缩空气仅有一部分氧气参与反应，其余压缩空气会被排出到大气中，被燃料电池排出的压缩空气仍然有很高的压力，所以这部分高压空气直接排放到大气中的话，高压气体所携带的能量也就被浪费掉了。

为了回收利用燃料电池高压废气中的能量，目前已经出现了带有涡轮机的空气压缩机，即涡轮机回收废气能力，辅助电机驱动压缩机，这样可以降低电机的电耗，显著提高燃料电池系统的效率。

由前述所述可知，燃料电池是氢气与氧气化学反应生成电和水，其中生成的水会随着未反应的空气排出电堆，电堆内生成的水是以水蒸气的状态存在，在排除电堆过程中，随着压力和温度下降，水蒸气会逐步凝结成液态水。如果生成的液态水直接随空气进入到涡轮机，液滴可能会对高速旋转的涡轮造成损伤，甚至完全失效。另外废气在涡轮机内膨胀做功，压力和温度会进一步降低，水蒸气在涡轮机内会进一步析出液态水。如果析出的液态水没有及时排出涡轮机，在涡轮机涡轮机壳体内堆积的话，会导致涡轮机性能下降。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种集成分水器的燃料电池空压机，解决了现有技术中的涡轮机进气中的液态水可能会造成涡轮失效；涡轮机没有排水孔，涡轮进气中的水蒸气在涡轮机壳体内会膨胀做功，压力和温度进一步降低，从而会析出液态水，液态水不能及时排出涡轮机的话，会对涡轮机性能和可靠性造成影响两方面问题。

技术方案：本实用新型提供了一种集成分水器的燃料电池空压机，包括压缩机、驱动电机和涡轮机，所述压缩机和涡轮机分别位于驱动电机的两侧，并且压缩机和涡轮机与驱动电机同轴转动；其中，所述涡轮机壳体的进气入口位置处设置有分水器，所述分水器可将涡轮机进气端中的液态水分离出来。本实用新型的集成分水器的燃料电池空压机，在涡轮机入口集成分水器，可以分离涡轮机入口气体中的液态水，同时可以及时排出涡轮机壳体内部的积水，提高涡轮机的性能和可靠性；同时在涡轮机壳体重力方向最低位置设计排水孔，与分水器分离的液态水一起汇总到储水盒内，并由电控排水阀控制适时排水。该设计可以分离进入涡轮机气体中的液态水，提高涡轮机可靠性，同时可以及时排掉涡轮机壳体内析出的液态水，以免对涡轮机性能造成影响。

进一步的，上述的集成分水器的燃料电池空压机，所述驱动电机可驱动压缩机把空气压缩成高压空气。