CN111628191A - 一种氢燃料电池中氢气与水的分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，包括罐体和设置于罐体上方的顶盖，所述罐体与顶盖之间设置有密封件并且通过紧固件相连接，所述顶盖上设置有进气口和出气口，所述罐体的内部设置滤芯，所述罐体的内腔内壁与滤芯之间设置有导流片，所述导流片的边缘四周分布有呈倾斜状的导流槽，氢气依次经过进气口、导流槽和滤芯后由出气口流出，所述滤芯的底部中心位置开设有用于排出滤芯内部积水的渗水槽，所述罐体的内腔底部一侧设置有与罐体的内腔相连通的加热电磁阀。本发明通过将循环氢气中的水分分离出来，提高氢气利用率。

Description

一种氢燃料电池中氢气与水的分离器
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体涉及一种氢燃料电池中氢气与水的分离器。
背景技术
在氢燃料电池领域，从氢气中分离水分的分离器可以为氢燃料电池提高循环氢气的利用率，并有利于改善提高燃料电池低温冷启动性能；循环氢气中的水分会影响氢气用量计量，产生实际用氢量低的情况，导致燃料电池性能下降或损伤，因此大量循环氢气被大量排放，造成浪费，同时停机后氢气中的水分在寒冷环境中会结冰，影响氢燃料电池低温冷启动。
发明内容
本发明提供一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其可以有效解决背景技术中所提到的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，包括罐体和设置于罐体上方的顶盖，所述罐体与顶盖之间设置有密封件并且通过紧固件相连接，所述顶盖上设置有进气口和出气口，所述罐体的内部设置滤芯，所述罐体的内腔内壁与滤芯之间设置有导流片，所述导流片的边缘四周分布有呈倾斜状的导流槽，氢气依次经过进气口、导流槽和滤芯后由出气口流出，所述滤芯的底部中心位置开设有用于排出滤芯内部积水的渗水槽，所述罐体的内腔底部一侧设置有与罐体的内腔相连通的加热电磁阀。
优选地，所述罐体的下部外侧壁上设有用于对罐体进行加热的加热套。
优选地，所述罐体的侧壁上安设有用于检测罐体的内腔里面水位的水位传感器，当罐体的内腔里面水位达到设定的高度时，所述水位传感器感应到信号并控制所述加热电磁阀开启。
优选地，所述顶盖上安设有用于检测流出的氢气压力的压力传感器。
优选地，所述渗水槽为沿竖直方向设置的排水孔。
优选地，所述导流槽在导流片的边缘四周均匀分布，所述导流槽开口方向与导流片轴向的夹角为10°-80°。
优选地，所述加热套由硅胶与加热丝模压成型。
优选地，所述罐体的表壁涂覆有防腐层。
优选地，所述罐体由不锈钢材料制成。
优选地，所述顶盖上安设有用于排放氢气的电磁阀以及用于检测流出氢气浓度的氢气浓度传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
含有水分的循环氢气通过进气口进入该分离器内部，气流在通过导流片时，其流向受到导向片边缘四周的导流槽影响，在罐体的内腔中形成旋流，从而将氢气中的液态水分脱除，气流继续通过滤芯时，滤芯对氢气中残留的水分再进行二次分离，使得该分离器具有高效脱除液态水的功能；同时加热套和加热电磁阀可以在停开机时对该分离器的罐体和加热电磁阀的阀口加热，以避免停机前水蒸气过早凝结在渗水槽中而导致滤芯积水，并在开机时加速罐体和加热电磁阀阀口消冰，防止结冰堵塞通道，提高燃料电池低温冷启动性能。
附图说明
图1是本发明中一种氢燃料电池中氢气与水的分离器的主视图；
图2是本发明中一种氢燃料电池中氢气与水的分离器的俯视图；
图3是本发明的滤芯结构示意图。
图4是本发明的导流片结构示意图。
图5是图4中I部的局部放大示意图。
附图标记：1、加热电磁阀，2、罐体，3、滤芯，4、加热套，5、密封件，6、导流片，7、顶盖，8、压力传感器，9、水位传感器，10、紧固件，11、导流槽，12、渗水槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，包括罐体2和设置于罐体2上方的顶盖7，所述罐体2与顶盖7之间设置有密封件5并且通过紧固件10相连接，顶盖7与罐体2通过密封件5和紧固件10形成密闭空间，所述顶盖7上设置有进气口和出气口，所述罐体2的内部设置滤芯3，所述罐体2的内腔内壁与滤芯3之间设置有导流片6，所述导流片6可以采用工程塑料注塑或由不锈钢浇注或冲压或机加工方式来制造成型，或由铝合金压铸或机加工制造成型，所述导流片6的边缘四周分布有呈倾斜状的导流槽11，氢气依次经过进气口、导流槽11和滤芯3后由出气口流出，所述滤芯3的底部中心位置开设有用于排出滤芯3内部积水的渗水槽12，所述罐体2的内腔底部一侧设置有与罐体2的内腔相连通的加热电磁阀1。
所述罐体2的下部外侧壁上设有用于对罐体2进行加热的加热套4，所述罐体2的侧壁上安设有用于检测罐体2的内腔里面水位的水位传感器9，当罐体2的内腔里面水位达到设定的高度时，所述水位传感器9感应到信号并控制所述加热电磁阀1开启，所述顶盖7上安设有用于检测流出的氢气压力的压力传感器8以便于调节回氢量，所述渗水槽12为沿竖直方向设置的排水孔，所述导流槽11在导流片6的边缘四周均匀分布，所述导流槽11开口方向与圆形的导流片6的轴向之间的夹角β为10°-80°，所述加热套4由硅胶与加热丝模压成型，所述罐体2的表壁涂覆有防腐层，所述顶盖7上安设有用于排放氢气的电磁阀以及用于检测流出氢气浓度的氢气浓度传感器。
含有水分的循环氢气通过进气口进入该分离器内部，气流在通过导流片6时，其流向受到导向片6边缘四周的导流槽11影响，气流在罐体2的内腔中形成旋流，从而将氢气中的液态水分脱除，气流继续通过滤芯3时，滤芯3对氢气中残留的水分再进行二次分离，使得该分离器具有高效脱除液态水的功能；同时加热套4和加热电磁阀1可以分别在停开机时对该分离器的罐体2和加热电磁阀1的阀口加热，以避免停机前水蒸气过早凝结在渗水槽12中而导致滤芯3积水，并在开机时加速罐体2和加热电磁阀1的阀口消冰，防止结冰堵塞通道，提高燃料电池低温冷启动性能。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，包括罐体和设置于罐体上方的顶盖，所述罐体与顶盖之间设置有密封件并且通过紧固件相连接，其特征在于：所述顶盖上设置有进气口和出气口，所述罐体的内部设置滤芯，所述罐体的内腔内壁与滤芯之间设置有导流片，所述导流片的边缘四周分布有呈倾斜状的导流槽，氢气依次经过进气口、导流槽和滤芯后由出气口流出，所述滤芯的底部中心位置开设有用于排出滤芯内部积水的渗水槽，所述罐体的内腔底部一侧设置有与罐体的内腔相连通的加热电磁阀。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述罐体的下部外侧壁上设有用于对罐体进行加热的加热套。
3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述罐体的侧壁上安设有用于检测罐体的内腔里面水位的水位传感器，当罐体的内腔里面水位达到设定的高度时，所述水位传感器感应到信号并控制所述加热电磁阀开启。
4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述顶盖上安设有用于检测流出的氢气压力的压力传感器。
5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述渗水槽为沿竖直方向设置的排水孔。
6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述导流槽在导流片的边缘四周均匀分布，所述导流槽开口方向与导流片轴向的夹角为10°-80°。
7.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述加热套由硅胶与加热丝模压成型。
8.根据权利要求7所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述罐体的表壁涂覆有防腐层。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述罐体由不锈钢材料制成。
10.根据权利要求9所述的一种氢燃料电池中氢气与水的分离器，其特征在于：所述顶盖上安设有用于排放氢气的电磁阀以及用于检测流出氢气浓度的氢气浓度传感器。
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