[发明专利]无源弯曲路径排水器

说明书

一种用于从外壳引导流体流动的无源弯曲路径排水器，包括具有正面和背面的排水器主体。正面限定弯曲沟槽通道，该弯曲沟槽通道具有第一弯曲通道端和第二弯曲通道端。正面还限定第二沟槽通道。排水器主体限定至少一个出口开口，出口开口与第二沟槽通道流体连通。第一弯曲通道端和第二弯曲通道端与第二沟槽通道流体连通。典型地，排水器适合于在外壳中邻近排水开口定位，使得流体从排水开口流动到弯曲沟槽通道，并且随后流动到第二沟槽通道，通过出口开口排出。

技术领域

在至少一个方面，本发明涉及用于从电子器件外壳除去水的装置，并且更具体地涉及从容纳燃料电池堆的电子器件外壳除去水的装置。

背景技术

在许多应用中燃料电池被用作电源。特别是，建议在汽车中使用燃料电池来替代内燃机。普遍使用的燃料电池设计使用固体聚合物电解质(“SPE”)膜或质子交换膜(“PEM”)，以在负极和正极之间提供离子传输。

在质子交换膜类型燃料电池中，向负极供应氢作为燃料，而向正极供应氧作为氧化剂。氧可以呈纯态(O2)或者为空气(O2和N2的混合物)。PEM燃料电池通常具有膜电极组件(“MEA”)，其中固体聚合物膜(即，离子传导膜)在一面上具有负极催化剂，而在相对面上具有正极催化剂。典型PEM燃料电池的负极和正极层由多孔导电材料形成，比如编织石墨、石墨化薄片或复写纸，以使燃料能够分散在面向燃料供电电极的膜的表面上。每个电极具有精细分开的催化剂颗粒(例如，铂微粒)，其承载在碳颗粒上以促进负极处氢的氧化和正极处氧的还原。质子通过离子导电聚合物膜从负极流动到正极，在正极处它们与氧结合形成水，水从电池排出。MEA夹在一对多孔气体扩散层(“GDL”)之间，它们继而被夹在一对无孔导电流场板之间。板用作负极和正极的集流体，并且含有形成在其中的适当的通道和开口，以用于将液体冷却剂和燃料电池的气态反应物散布在相应负极和正极催化剂的表面上。为了有效地发电，PEM燃料电池的聚合物电解质膜必须是较薄、化学稳定、可质子传导、非导电且不透气的。在典型应用中，燃料电池设置在许多单独的燃料电池堆的阵列中，以便提供高电平的电力。

在燃料电池操作期间，水趋向于在容纳此类燃料电池堆的外壳的底部处积聚(即，湿端)。需要除去这样的水以便燃料电池堆可以继续正确地操作。一些针对这种水积聚的现有技术解决方案使用有源排水器来除去水。有源排水器系统是昂贵的并且需要阀和水传感器来操作。而且，通常这些系统仅允许在一个位置处排水。然而，汽车燃料电池系统需要在多个位置处排水以便当车辆倾斜时有效地排水。其他现有技术的排水系统使用无源排水阀(例如，伞形、贝氏、鸭嘴形)，其需要对壳体进行精确的机械加工以正常运行。而且，这些无源排水阀需要压头敞开(达到50mm)。这些要求可能导致冻结问题。

因此，仍需要简单而廉价的系统，以用于从容纳燃料电池堆的外壳除去水，同时仍然保持环境密封能力。

发明内容

在至少一个实施例中，本发明通过提供无源弯曲路径排水器来从电子器件外壳除去流体(例如，水)解决了现有技术的一个或多个问题，此类外壳容纳燃料电池堆。无源弯曲路径排水器包括具有正面和背面的排水器主体。正面限定弯曲沟槽通道，该弯曲沟槽通道具有第一弯曲通道端和第二弯曲通道端。正面还限定第二沟槽通道。排水器主体限定至少一个出口开口，其与第二沟槽通道流体连通。第一弯曲通道端和第二弯曲通道端与第二沟槽通道流体连通。典型地，排水器适合于在外壳中邻近排水开口定位，使得流体从排水开口流动到弯曲沟槽通道，并且随后流动到第二沟槽通道，通过出口开口排出。

在另一实施例中，提供了一种电子系统，其包括本文所阐述的无源弯曲路径排水器。该电子系统包括电子部件、容纳电子部件的外壳；以及无源弯曲路径排水器。

附图说明

图1A是无源弯曲路径排水器的前透视图；

图1B是图1A的无源弯曲路径排水器的后透视图；

图2A是无源弯曲路径排水器的前透视图，显示了水遵循该路径从电子部件外壳排出；