CN114259799B

CN114259799B - 一种用于燃料电池的汽水分离器

Info

Publication number: CN114259799B
Application number: CN202111447822.0A
Authority: CN
Inventors: 马帅; 郝义国; 张江龙; 饶博; 汪江
Original assignee: Wuhan Grove Hydrogen Energy Automobile Co Ltd
Current assignee: Wuhan Grove Hydrogen Energy Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2041-11-30
Also published as: CN114259799A

Abstract

本发明提供一种用于燃料电池的汽水分离器，涉及汽水分离器领域；汽水分离器包括：分离器壳体、端盖和储水容器；分离器壳体的外侧设置有进气接头；进气接头与分离器壳体的侧壁相切设置；分离器壳体的下端内侧设置有多块长条状引流板；长条状引流板沿分离器壳体的周向分布；分离器壳体的下端内部设置有挡风板；挡风板的边缘与引流板固定连接，使得分离器壳体内的液态水能够通过挡风板、分离器壳体和引流板之间的空隙流入储水容器中；端盖盖设在分离器的顶部；端盖上设置有与分离器壳体内部连通的排气接头；储水容器与分离器壳体的底部连通；储水容器的底部设置有排水接头；本发明能够有效地分离燃料电池氢气中夹杂的液态水。

Description

一种用于燃料电池的汽水分离器

技术领域

本发明涉及汽水分离器领域，尤其涉及一种用于燃料电池的汽水分离器。

背景技术

汽水分离器在维持燃料电池氢气供给系统的正常工作方面起着重要的作用。汽水分离器可以分离出燃料电池电堆燃料气中夹杂的液态水，减少液态水对燃料气供给系统零部件的影响。常规的汽液分离器有离心式和挡板式；但是体积较大，在整车的实际运动工况中，分离效果欠佳。

发明内容

本发明旨在提出一种用于燃料电池的汽水分离器，能够有效地分离燃料电池燃料气中夹杂的液态水。

本发明提供一种用于燃料电池的汽水分离器，包括：分离器壳体、端盖和储水容器；

所述分离器壳体的外侧设置有进气接头；所述进气接头与所述分离器壳体的侧壁相切设置；所述分离器壳体的下端内侧设置有多块长条状引流板；所述长条状引流板沿所述分离器壳体的周向分布；所述分离器壳体的下端内部设置有挡风板；所述挡风板的边缘与所述长条状引流板固定连接，使得所述分离器壳体内的液态水能够通过所述挡风板、所述分离器壳体和所述长条状引流板之间的空隙流入所述储水容器中；

所述端盖盖设在所述分离器壳体的顶部；所述端盖上设置有与所述分离器壳体内部连通的排气接头；

所述储水容器与所述分离器壳体的底部连通；所述储水容器的底部设置有排水接头。

进一步地，所述挡风板呈圆台形或者圆锥形，且为底部开口的中空结构。

进一步地，所述长条状引流板的上端设置有弯折部；所述弯折部的弯折方向与进入所述分离器壳体的气流的方向相反。

进一步地，所述长条状引流板均匀分布在所述分离器壳体的内侧。

进一步地，所述端盖包括第一圆台部、第二圆台部和环形连接部；所述第一圆台部和所述第二圆台部均为上下开口的中空结构；所述环形连接部设置在所述第一圆台部的底部，用于与所述分离器壳体连接；所述第一圆台部倒立设置在所述分离器壳体内；所述第二圆台部的底部与所述第一圆台部的顶部连接，且位于所述第二圆台部内；所述排气接头竖直设置在所述第二圆台部的顶部，并与所述第二圆台部连通；所述端盖的底部低于所述进气接头的管口的中心。

进一步地，所述环形连接部与所述分离器壳体之间设置有环形密封圈。

进一步地，所述储水容器内竖直设置有液体稳定板。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例中用于燃料电池的汽水分离器包括分离器壳体、端盖和储水容器；所述分离器壳体的外侧设置有进气接头；所述进气接头与所述分离器壳体的侧壁相切设置；所述分离器壳体的下端内侧设置有多块长条状引流板；所述长条状引流板沿所述分离器壳体的周向分布；所述分离器壳体的下端内部设置有挡风板；所述挡风板的边缘与所述长条状引流板固定连接，使得所述分离器壳体内的液态水能够通过所述挡风板、所述分离器壳体和所述长条状引流板之间的空隙流入所述储水容器中；所述端盖盖设在所述分离器壳体的顶部；所述端盖上设置有与所述分离器壳体内部连通的排气接头；所述储水容器与所述分离器壳体的底部连通；所述储水容器的底部设置有排水接头；通过在所述分离器壳体内的下端设置所述长条状引流板和挡风板，使得所述分离器壳体内部分离的液态水顺着所述长条状引流板之间的流道顺利的向下流动，并通过所述挡风板、所述分离器壳体和所述长条状引流板之间的空隙流入所述储水容器中，减少所述分离器壳体内气流对所述液态水的流向的影响，从而方便液态水往下流动至所述储水容器中，实现所述液态水的有效分离；另外，通过设置所述挡风板，可以防止所述分离器壳体中高速旋转的气流对所述挡风板下方的液态水产生扰动影响，避免因高速旋转的气流对所述液态水产生扰动影响，而导致所述液态水不能顺利的下流至所述储水容器中。

附图说明

图1为本发明某一实施例中用于燃料电池的汽水分离器的立体结构示意图；

图2为图1中用于燃料电池的汽水分离器的侧视图；

图3为图2用于燃料电池的汽水分离器中A-A方向的剖面结构示意图；

图4为图1用于燃料电池的汽水分离器中端盖1的立体结构示意图；

图5为图1用于燃料电池的汽水分离器中分离器壳体2的立体结构示意图；

图6为图5中分离器壳体2的俯视图；

图7为图1用于燃料电池的汽水分离器中储水容器3的立体结构示意图；

图8为图7中储水容器3的俯视图；

其中，1、端盖；101、排气接头；102、第二圆台部；103、第一圆台部；104、环形连接部；2、分离器壳体；201、长条状引流板；202、弯折部；203、挡风板；204、进气接头；3、储水容器；301、排水接头；302、液体稳定板；4、环形密封圈。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参考图1至图6，本发明的实施例提供了一种用于燃料电池的汽水分离器，包括：分离器壳体2、端盖1和储水容器3；

分离器壳体2的外侧设置有进气接头204；进气接头204与分离器壳体2的侧壁相切设置；分离器壳体2的下端内侧设置有多块长条状引流板201；长条状引流板201沿分离器壳体2的周向分布；分离器壳体2的下端内部设置有挡风板203；挡风板203的边缘与长条状引流板201固定连接，使得分离器壳体2内的液态水能够通过挡风板203、分离器壳体2和长条状引流板201之间的空隙流入储水容器3中；

端盖1盖设在分离器壳体2的顶部；端盖1上设置有与分离器壳体2内部连通的排气接头101；

储水容器3与分离器壳体2的底部连通；储水容器3的底部竖直设置有排水接头301；使用时，可以在排水接头301的下端设置排水电磁阀；当储水容器3中收集到一定的液态水后，通过开启所述排水电磁阀将储水容器3中的液态水排出至外部。

通过在分离器壳体2内的下端设置长条状引流板201和挡风板203，使得分离器壳体2内部分离的液态水顺着长条状引流板201之间的流道顺利的向下流动，并通过挡风板203、分离器壳体2和长条状引流板201之间的空隙流入储水容器3中，减少分离器壳体2内气流对液态水的流向的影响，从而方便液态水往下流动至储水容器3中，实现液态水的有效分离；另外，通过设置挡风板203，可以防止分离器壳体2中高速旋转的气流对挡风板203下方的液态水产生扰动影响，避免因高速旋转的气流对所述液态水产生扰动影响，而导致所述液态水不能顺利的下流至储水容器3中。

示例性地，在本实施例中，分离器壳体2的上端呈圆柱形，下端呈倒立设置的圆台形；进气接头204设置在分离器壳体2的上端。

具体地，参考图3，挡风板203呈圆台形或者圆锥形，且为底部开口的中空结构；通过将挡风板203设置呈圆台形，可以将分离器壳体2内高速旋转的气流引流至长条状引流板201、分离器壳体2和挡风板203之间的空隙，从而将空隙处的液态水吹扫至储水容器3中。

示例性地，在本实施例中，挡风板203呈圆台形；挡风板203水平设置在分离器壳体2的内部，挡风板203的边缘与长条状引流板201连接。

参考图3、图5和图6，长条状引流板201的上端设置有弯折部202；弯折部202的弯折方向与进入分离器壳体2的气流的方向相反，能够进一步增加对液态水的引流效果。

示例性，在本实施例中，长条状引流板201均匀分布在分离器壳体2的内侧。

具体地，参考图4，端盖1包括第一圆台部103、第二圆台部102和环形连接部104；第一圆台部103和第二圆台部102均为上下开口的中空结构；环形连接部104设置在第一圆台部103的底部，用于与分离器壳体2连接；第一圆台部103倒立设置在分离器壳体2内；第二圆台部102的底部与第一圆台部103的顶部连接，且位于第二圆台部102内；排气接头101竖直设置在第二圆台部102的顶部，并与第二圆台部102连通；端盖1的底部低于进气接头204的管口的中心；通过端盖1来连接排气接头101，可以增大气体流通面积，减小径向速度；气体向上运动的过程中可以增加周向速度，能够强化气液分离效果，避免因液体的表面张力造成的“沿壁流动”，减少液体沿壁流进排气接头101的概率。

示例性地，在本实施例中，环形连接部104、第一圆台部103和第二圆台部102采用一体成型连接。

参考图3，为了提高端盖1与分离器壳体2之间的密封性能，环形连接部104与分离器壳体2之间设置有环形密封圈4。

示例性地，在本实施例中端盖1与分离器壳体2焊接。

参考图7和图8，储水容器3内竖直设置有液体稳定板302。

示例性地，在本实施例中，储水容器3呈圆筒状；液体稳定板302呈十字形分布在储水容器3内；将储水容器3分割成四个相连的小腔体，可以减少车辆行驶过程中液面随车身颠簸而起伏，便于储水容器3内液面高度的精准检测，当在储水容器3的内部设置液位传感器时，可以提高所述液位传感器检测的准确性。

本发明实施例中用于燃料电池的汽水分离器的工作原理如下：

携带有液态水的混合燃料气从进气接头204进入到分离器壳体2中，混合燃料气在分离器壳体2中做向心旋转运动；混合燃料气在向心运动过程中，液态水密度大，受离心力影响而被甩到分离器壳体2的内侧壁上，并受重力影响沿分离器壳体2的内侧壁和长条状引流板201向下流动，并通过挡风板203、分离器壳体2和长条状引流板201之间的空隙流入储水容器3中；燃料气则继续向心且向上运动，经过端盖1和排气接头101流出。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于燃料电池的汽水分离器，其特征在于，包括：分离器壳体、端盖和储水容器；

所述储水容器与所述分离器壳体的底部连通；所述储水容器的底部设置有排水接头；

所述长条状引流板的上端设置有弯折部；所述弯折部的弯折方向与进入所述分离器壳体的气流的方向相反；

所述端盖包括第一圆台部、第二圆台部和环形连接部；所述第一圆台部和所述第二圆台部均为上下开口的中空结构；所述环形连接部设置在所述第一圆台部的底部，用于与所述分离器壳体连接；所述第一圆台部倒立设置在所述分离器壳体内；所述第二圆台部的底部与所述第一圆台部的顶部连接，且位于所述第二圆台部内；所述排气接头竖直设置在所述第二圆台部的顶部，并与所述第二圆台部连通；所述端盖的底部低于所述进气接头的管口的中心。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的汽水分离器，其特征在于，所述挡风板呈圆台形或者圆锥形，且为底部开口的中空结构。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的汽水分离器，其特征在于，所述长条状引流板均匀分布在所述分离器壳体的内侧。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的汽水分离器，其特征在于，所述环形连接部与所述分离器壳体之间设置有环形密封圈。

5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的汽水分离器，其特征在述储水容器内竖直设置有液体稳定板。