CN110336056A - 汽水分离器及其燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种汽水分离器及其燃料电池系统，所述分离器包括壳体以及上盖，壳体上端盖装有上盖，壳体下端密封，共同构成一密封腔，上盖上分别设置有进气口、出气口，壳体下端设置有排水口，进气口、出气口、排水口分别密封腔连通，且在密封腔内设置有过滤器，过滤器覆盖安装在出气口上；所述壳体内设置有双螺旋水道，所述上盖上还分别设置有冷却水进口、冷却水出口，冷却水进口、冷却水出口分别连通双螺旋水道两端；所述燃料电池系统包括上述分离器。设计合理，结构简单，加热、保温效果好，且以利用燃料电池系统冷却水进行加热、保温，实现燃料电池系统余热再利用。

Description

汽水分离器及其燃料电池系统
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体设计一种汽水分离器及其燃料电池系统。
背景技术
在燃料电池中一般采用汽水分离其对湿气进行干燥以满足系统需求，但在冬季时，因外部环境温度低，易造成汽水分离器内部结冰，堵塞，进而影响汽水分离器正常工作；
进一步为解决上述问题，在汽水分离器上设置有电加热装置，来保证汽水分离器内部问题，防止结冰现象。
发明内容
本发明提出一种汽水分离器及其燃料电池系统。
本发明的技术方案：
一种汽水分离器，所述分离器包括壳体以及上盖，壳体上端盖装有上盖，壳体下端密封，共同构成一密封腔，上盖上分别设置有进气口、出气口，壳体下端设置有排水口，进气口、出气口、排水口分别密封腔连通，且在密封腔内设置有过滤器，过滤器覆盖安装在出气口上；所述壳体内设置有双螺旋水道，所述上盖上还分别设置有冷却水进口、冷却水出口，冷却水进口、冷却水出口分别连通双螺旋水道两端；所述密封腔内还竖直设置一段螺旋管，螺旋管上端与进气口连接，下端伸入密封腔下部；高压湿气由进气口高速通过螺旋管，形成旋流。
利用冷却水在双螺旋水道中循环流动，达到加热保温的作用，从而能够有效防止汽水分离器内部结冰；且采用双螺旋结构，有效节约水流道空间，水流均匀；使热效换工作能高效完成；高压湿气旋转产生离心力，并在离心力的作用下将湿气中的液滴甩至螺旋管管壁上，甩干，液滴沿着螺旋管管壁下落至密封腔内，并最终有排水口，甩干后的气体进入密封腔并最终上升经过滤器滤水，滤干，后由出气口排出，供燃料电池系统使用；二次干燥处理，汽水分离器更加高效，满足燃料电池系统；同时，气体旋转进入密封腔，避免气流直接冲击汽水分离器底部积水，使得积水飞溅湿润已经甩干的气体，进而影响汽水分离器干燥效果。
进一步，所述壳体包括壳主体以及外罩，壳主体为柱状，其上端开口，下端密封，壳主体外周两条水槽，水槽贯穿壳主体下端，且成双螺旋分布，所述外罩罩装在壳主体上，外罩与两个水槽密封接触，且与壳主体下端之间留有间隙，共同构成所述双螺旋水道；所述壳主体上端分别设置有进口、出口，进口、出口分别连通双螺旋水道，构成双螺旋水道的进口端、出口端；冷却水进口连通进口端，冷却水出口连通出口端；所述排水口设置在壳主体下端，并穿过外罩伸出。
进一步，所述上盖内设置有环形水道，环形水道分别连通冷却水进口与进口端；实现汽水分离器全覆盖加热、保温，效果更佳。
进一步，上盖包括盖主体与盖底板，所述盖主体下侧面设置有环槽，盖底板覆盖安装在盖主体，与环槽密封接触，共同构成环形水道；所述进气口、出气口、冷却水进口、冷却水出口均设置设置在盖主体上，进气口、出气口、冷却水出口分别贯穿盖底板。
一种燃料电池系统，它包括电堆、加热装置、散热装置、冷却水泵、回收泵以及汽水分离器，所述汽水分离器为上述汽水分离器；电堆依次通过加热装置、散热装置、冷却水泵连接汽水分离器的冷却水进口，汽水分离器的冷却水出口连接电堆，构成一冷却水回路；电堆连接汽水分离器的进气口，汽水分离器的出气口通过回收泵连接电堆；所述汽水分离器的排水口上设置有电磁阀；
在冬季时，汽水分离器易结冰；在燃料电池工作开始时，加热装置起动对冷却水进行快速加温，满足燃料电池工作需求，燃料电池正常运行后，产生一定热量，加热装置停止工作，经过燃料电池的冷却水维持温度，满足汽水分离器加热需求；利用原燃料电池系统中的冷却水作为汽水分离器加热水源，避免热量浪费。
本发明优点是，设计合理，结构简单，加热、保温效果好，且以利用燃料电池系统冷却水进行加热、保温，实现燃料电池系统余热再利用。
附图说明
图1是燃料电池系统连接示意图。
图2是燃料电池系统流动示意图。
图3是汽水分离器结构示意图。
图4是汽水分离器剖面示意图。
图5是壳主体示意图。
图6是盖主体示意图。
图中 汽水分离器1 壳体1-1 上盖1-2 壳主体1-1-1 外罩1-1-2 双螺旋水道1-1-3 上盖1-2 盖主体1-2-1 盖底板1-2-2 环形水道1-2-3 密封腔1-3 进气口1-5 出气口1-6排水口1-7 冷却水进口1-8 冷却水出口1-9 电堆2 加热装置3 散热装置4 冷却水泵5 回收泵6 电磁阀7。
具体实施方式
如图1-6所示，一种燃料电池系统，它包括电堆2、加热装置3、散热装置4、冷却水泵5、回收泵6以及汽水分离器1，所述分离器1包括壳体1-1以及上盖1-2，所述壳体1-1包括壳主体1-1-1以及外罩1-1-2，壳主体1-1-1为柱状，其上端开口，下端密封，壳主体1-1-1外周两条水槽，水槽贯穿壳主体1-1-1下端，且成双螺旋分布，所述外罩1-1-2罩装在壳主体1-1-1上，外罩1-1-2与两个水槽密封接触，且与壳主体下端之间留有间隙，共同构成所述双螺旋水道1-1-3，所述壳主体1-1-1上端分别设置有进口、出口，进口、出口分别连通双螺旋水道1-1-3，构成双螺旋水道1-1-3的进口端、出口端；所述上盖1-2包括盖主体1-2-1与盖底板1-2-2，所述盖主体1-2-1下侧面设置有环槽，盖底板1-2-2覆盖安装在盖主体1-2-1上，与环槽密封接触，共同构成环形水道1-2-3；所述上盖1-2盖装在壳体1-1上端，盖底板1-2-2与壳主体1-1-1密封接触构成密封腔1-3；所述盖主体1-2-1上设置有进气口1-5、出气口1-6、冷却水进口1-8、冷却水出口1-9，进气口1-5、出气口1-6分别贯穿盖底板1-2-2并与密封腔1-3连通；冷却水进口1-8与环形水道1-2-3连通并通过环形水道1-2-3连通双螺旋水道1-1-3进口端；冷却水出口1-8贯穿盖板1-2-2连通双螺旋水道1-1-3出口端；所述壳主体1-1-1下端设置有排水口1-7，排水口1-7连通密封腔1-3，并穿过外罩1-1-2伸出；密封腔1-3内设置有过滤器1-4，过滤器1-4覆盖安装在出气口1-6上；所述密封腔1-3内还竖直设置一段螺旋管1-10，螺旋管1-10上端与进气口1-6连接，下端伸入密封腔1-3下部；高压湿气由进气口1-6高速通过螺旋管1-10，形成旋流；电堆2依次通过加热装置3、散热装置4、冷却水泵5连接汽水分离器的冷却水进口1-8，汽水分离器的冷却水出口19连接电堆2，构成一冷却水回路；电堆2连接汽水分离器的进气口1-5，汽水分离器的出气口1-6通过回收泵6连接电堆2；所述汽水分离器的排水口1-7上设置有电磁阀7。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种汽水分离器，所述分离器包括壳体以及上盖，壳体上端盖装有上盖，壳体下端密封，共同构成一密封腔，上盖上分别设置有进气口、出气口，壳体下端设置有排水口，进气口、出气口、排水口分别密封腔连通，且在密封腔内设置有过滤器，过滤器覆盖安装在出气口上；其特征在于，所述壳体内设置有双螺旋水道，所述上盖上还分别设置有冷却水进口、冷却水出口，冷却水进口、冷却水出口分别连通双螺旋水道两端；所述密封腔内还竖直设置一段螺旋管，螺旋管上端与进气口连接，下端伸入密封腔下部；高压湿气由进气口高速通过螺旋管，形成旋流。
2.根据权利要求1所述的一种汽水分离器，其特征在于，所述壳体包括壳主体以及外罩，壳主体为柱状，其上端开口，下端密封，壳主体外周两条水槽，水槽贯穿壳主体下端，且成双螺旋分布，所述外罩罩装在壳主体上，外罩与两个水槽密封接触，且与壳主体下端之间留有间隙，共同构成所述双螺旋水道；所述壳主体上端分别设置有进口、出口，进口、出口分别连通双螺旋水道，构成双螺旋水道的进口端、出口端；冷却水进口连通进口端，冷却水出口连通出口端；所述排水口设置在壳主体下端，并穿过外罩伸出。
3.根据权利要求1所述的一种汽水分离器，其特征在于，所述上盖内设置有环形水道，环形水道分别连通冷却水进口与进口端。
4.根据权利要求3所述的一种汽水分离器，其特征在于，上盖包括盖主体与盖底板，所述盖主体下侧面设置有环槽，盖底板覆盖安装在盖主体，与环槽密封接触，共同构成环形水道；所述进气口、出气口、冷却水进口、冷却水出口均设置设置在盖主体上，进气口、出气口、冷却水出口分别贯穿盖底板。
5.一种燃料电池系统，它包括电堆、加热装置、散热装置、冷却水泵、回收泵以及汽水分离器，其特征在于，所述汽水分离器为权利要求1-4中任意一权利要求所述的汽水分离器；电堆依次通过加热装置、散热装置、冷却水泵连接汽水分离器的冷却水进口，汽水分离器的冷却水出口连接电堆，构成一冷却水回路；电堆连接汽水分离器的进气口，汽水分离器的出气口通过回收泵连接电堆；所述汽水分离器的排水口上设置有电磁阀。
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