[实用新型]一种车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器

说明书

技术领域

本实用新型涉及质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及车、船用质子交换膜燃料电池系统的高效分水器。

背景技术

燃料电池中的水来自反应气体加湿或阴极反应。理想的状态下，这些生成的水应该能够保证电解质正常水化的要求。实际操作过程中，需对燃料电池中的水进行管理，做到使聚合物电解质中含有足够的水分，因为电解质的质子传导能力与含水量成正比，但含水量又不能过高，否则会引起电解质淹没，并导致与其相连的电极或气体扩散中的孔道被堵。因此需要保证一个良好的水平衡关系。

现有技术中，燃料电池的水管理大部分通过湿焓转换装置、分水器、氢气尾排和空气尾排来完成。目前车、船使用的质子交换摸燃料电池的空气系统分水器，普遍采用箱体式分水器，把分水器设在燃料电池堆的入口处。现有技术的空气系统分水器的不足是：

(1)新鲜空气增湿后，湿气较大，并且含有部分液态水，容易腐蚀空气供给装置，并且由于液态水的存在，使空气供给装置功耗增加。

(2)箱体式分水器的分水效果较差，容易使液态水直接进入电池，从而破坏电解质的水平衡，引起电极、气体扩散衬底或气体流道的淹没，从而阻止反应物向各个催化点的扩散，将增大扩散过电压，影响发电效率，降低电池寿命。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，并根据质子交换摸燃料电池自身特点及车、船使用条件，提供一种结构简单，分水效率高，寿命长，维护成本低，适用范围广的车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器，包括分水器盒体和盒体内的填料，分水器盒体上设有入气口、出气口和出水口，其特征在于所述分水器盒体内设有一道反‘Z’字型的隔栅，将分水器盒体内分隔为上下两个腔，反‘Z’字型隔栅的上平面和竖立面为不透气面，下平面是透气面，所述填料置于反‘Z’字型隔栅下平面的透气面上，填料平行于反‘Z’字型隔栅下平面置放至反‘Z’字型隔栅的上平面处，所述入气口设在分水器盒体的下腔所对应的盒体壁上，所述出气口设在分水器盒体的上腔所对应的盒体壁上，所述出水口设在分水器盒体的底面上。

本实用新型所述的车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器，其特征在于所述入气口的接口位置可根据实际需要在分水器盒体的下腔所对应的盒体壁的任意位置上。

本实用新型所述的车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器，其特征在于所述分水器盒体内的反‘Z’字型隔栅的上平面是水平面，下平面是倾斜面，由反‘Z’字型隔栅的竖立面向分水器盒体竖壁倾斜。

本实用新型所述的车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器，其特征在于所述分水器盒体内的反‘Z’字型隔栅的下平面的倾斜角度在5～15°。

本实用新型具有如下优点：

1、当被增湿的空气进入分水器后，由于分水的效率高，降低了液态水进入电池堆的机率，避免淹堆。

2、由于本部件的结构简单便于安装和维修，大大提高了生产效率。

3、将分离出的液态水回收或从尾排将其排出，改善系统水平衡，使整个系统运作更平稳，延长整个燃料电池的寿命。

附图说明

本实用新型共有附图二幅，其中

图1是本实用新型的分水器的主视示意图

图2是本实用新型的分水器的内部结构剖视示意图。图中的箭头的方向表示气体走向。

附图中，1、入气口，2、分水盒，3、出水口，4、填料，5、出气口，6、反‘Z’字型隔栅的上平面，7、反‘Z’字型隔栅的竖立面，8、反‘Z’字型隔栅的下平面。

具体实施方式

以下结合附图给成的实施例对本实用新型作进一步描述。

本实施例是燃料电池氢气入口的分水器。分水器由盒体和盒体内的填料组成，分水器盒体内设有一道反‘Z’字型的隔栅，将分水器盒体内分隔为上下两个腔，反‘Z’字型隔栅的上平面6和竖立面7用薄板制作，固定密封在分水器盒体的竖壁上，下平面8是网状板，网状板固定在分水器盒体的竖壁和反‘Z’字型隔栅的竖立面7上，填料4置于反‘Z’字型隔栅下平面8的透气面上，填料4平行于反‘Z’字型隔栅下平面8置放至反‘Z’字型隔栅的上平面6处，即置于附图2中下平面8之上的双点划线之间。入气口1设在分水器盒体的下腔所对应的盒体竖壁的下部，出气口5设在分水器盒体的上腔的顶壁上，出水口3设在分水器盒体的底面上。分水器盒体内的反‘Z’字型隔栅的上平面6是水平面，下平面8是倾斜面，由反‘Z’字型隔栅的竖立面7向分水器盒体竖壁倾斜，倾斜角度为15°。

使用时，将分水器盒体上的出气口5于燃料电池的氢气入口连接，入气口1与经过加湿的氢气的供给口连接。