[实用新型]一种适用于低温启动的燃料电池的专用气水分离器

说明书

本实用新型公开了一种适用于低温启动的燃料电池的专用气水分离器，包括分离器入口、排气口、挡板、电磁阀、排水口，挡板的下侧设置有储液腔，挡板的上侧设置有回旋腔室，使得从分离器入口进入的尾气能够回旋碰撞从而水气分离，气体上升从排气口排出分离器，水下落在挡板上通过缺口进入储液腔内，挡板设置有储气板，储气板向下倾斜插入储液腔内，当储液腔内的液面上升越过储气板的最低端时，储气板液面低的一侧设置有电磁阀、排水口。本实用新型采用多级挡板，分别利用了旋转分离以及单板的壁面的阻力效应来分离液态水，并且增加导流片引导气流流向减少阻力。利用储气挡板可将一部分气体封闭在储气室中，防止电磁阀流道中积聚液体。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种适用于低温启动的燃料电池的专用气水分离器。

背景技术

燃料电池发动机是一种依靠氢氧反应将化学能转换成电能的设备，可应用于乘用车或商用车等应用场景，但目前燃料电池发动机在零下环境中，其反应生成物水会因低温而冻结，造成燃料电池性能下降。

燃料电池分为阴阳两侧流道，阴极侧通入空气气量较大管道较粗不易冻结，阳极侧通入氢气，管径较小，在低温环境下如出口侧的反应生成水不能有效分离进入循环回路，会造成冷凝及结冰阻塞管路，造成循环不畅，影响电堆性能，并且如汽水分离器设计不合理，排水口可因低温导致堵塞无法排水，会导致系统停机。因此在冷启动过程中，需要有防结冰功能，目前多使用加热电磁阀解冻流道，但加热时间较为温和，耗时较长。

现有的燃料电池系统在运行过程中，需要分离阳极侧出口的液态水，保证循环气体中液态水的含量达到标准，且具备在低温冷启动时不被冻住，对于大功率系统产水量较大时，分离器的气水分离效率要求较高，需满足大功率分离水量的需求，同时，排水量也需要根据水位的变化调控。

因此气水分离器有效分离阳极生成液态水并且在运行过程中电磁阀排水通道内无液态水聚集十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于低温启动的燃料电池的专用气水分离器，采用多级挡板，分别利用了旋转分离以及单板的壁面的阻力效应来分离液态水，并且增加导流片引导气流流向减少阻力。利用储气挡板可将一部分气体封闭在储气室中，防止电磁阀流道中积聚液体。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种适用于低温启动的燃料电池的专用气水分离器，包括分离器入口、排气口、挡板、电磁阀、排水口，所述挡板的三个侧面分别与分离器的三个侧壁固接，所述挡板的另一个侧面与分离器的另一个侧壁之间设置缺口，所述缺口的位置最低，所述挡板的下侧设置有储液腔，所述挡板的上侧设置有回旋腔室，使得从所述分离器入口进入的尾气能够回旋碰撞从而水气分离，气体上升从所述排气口排出分离器，水下落在所述挡板上通过所述缺口进入所述储液腔内，所述挡板设置有储气板，所述储气板向下倾斜插入所述储液腔内，当所述储液腔内的液面上升越过所述储气板的最低端时，所述储气板液面低的一侧设置有所述电磁阀、所述排水口。

进一步的，所述分离器入口位于分离器的右上角，所述分离器入口内的尾气流向与重力方向呈45°角进入所述分离器，所述排气口位于分离器的上方且远离所述分离器入口。

进一步的，所述回旋腔室包括第一回旋腔室、第二回旋腔室，所述第一回旋腔室位于所述分离器入口处，所述第二回旋腔室位于所述排气口的下方，所述第一回旋腔室的出口连接所述第二回旋腔室的入口。

进一步的，所述分离器入口的上侧设置有第一回旋板，所述第一回旋板包括第一回旋部、连接部，所述连接部上端与分离器的顶部内壁固接，所述连接部的另一端延伸出第一回旋部，所述分离器入口的下侧设置有第二回旋部，所述第一回旋部与所述第二回旋部相对设置从而围成所述第一回旋腔室，所述第一回旋部的末端不与所述挡板接触从而形成所述第一回旋腔室的出口。

进一步的，所述第一回旋部、所述第二回旋部的结构均为圆弧形，所述第一回旋腔室的出口处设置有第一导流件，用以调整气流的流向。