[发明专利]分水器

说明书

本发明提供一种分水器，其包括带内腔的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴以及绕所述支撑轴设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴与所述壳体顶部内壁相固定。本发明提高了分水器的分水效果。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池系统用的分水器。

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，但传统的分水器的存在以下缺点：1、分水效果差，不能有效地把尾气中的水分分离出来，仍然会造成气体回收利用装置等寿命衰减严重；2、分水器使用时，难以确保排水阀寿命满足燃料电池系统全生命周期，整车大坡度运行时正常排水功能的保障等。

因此，需要提供一种液态水分离效果高、安全保障高的分水器。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种分水器，用于解决现有技术中分水器的液态水分离效果较差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种分水器，其包括带内腔的壳体，壳体内设有分水件，所述分水件包括支撑轴以及绕所述支撑轴设置呈螺旋状的气流通道，所述支撑轴与所述壳体顶部内壁相固定。

优选的，所述气流通道由绕所述支撑轴设置的螺旋叶片围成。

优选的，所述螺旋叶片的外周与所述壳体内壁间具有空隙。

优选的，所述螺旋叶片的半径由壳体的底部向壳体的顶部方向逐渐增大。

优选的，所述气流通道由绕所述支撑轴高低错位设置的多个弧状板围成。

优选的，所述壳体的顶部设有出气口，壳体的底部设有排水口以及安装在排水口处的排水阀，所述壳体的周向侧壁上设有进气口以及液位传感器，所述排水阀、液位传感器均与控制器相连。

优选的，所述液位传感器所处的轴向截面和所述进气口所处的轴向截面将所述壳体的内腔沿轴向分成三段，所述液位传感器所处的轴向截面与壳体的底部间形成壳体内的第一腔段，所述第一腔段的容积不小于V1，所述V1＝q1*f/n，其中，q1为燃料电池系统最大功率时的阳极产水率，n为排水阀的全生命开关次数，f为燃料电池系统所设计的寿命。

优选的，所述进气口所处的轴向截面所处位置高于一预设高度，所述预设高度为：所述壳体内置满一定容量的液态水，所述液态水的体积为所述V1，将所述壳体轴向倾斜预设角度后所获得的最高液面处，预设角度小于等于30°。

优选的，所述预设角度为30°。

优选的，所述分水件下方与所述进气口所处的轴向截面间形成壳体内的第三腔段，所述第三腔段的容积不小于V3，所述V3＝q2*t，其中，q2为燃料电池系统关机过程中的最大阳极产水率，t为关机所需最长时长。

如上所述，本发明的分水器，具有以下有益效果：其内分水件具有螺旋状的气流通道，增加高湿气体在分水器内所碰撞的路径，使高湿气体中的水分可与气流通道的腔壁接触形成水滴下落，提高水分分离效率。