CN209691860U - 一种燃料电池发动机集成氢水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃料电池发动机技术领域，具体为一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，包括氢水分离器壳体，设置在所述氢水分离器壳体底部的排水流道板，设置在所述氢水分离器壳体左侧的排氢流道板，所述排水流道板底部连接有排水对接口、右侧连接有排水电磁阀，所述排氢流道板底部连接有排氢电磁阀、左侧连接有排氢对接口。通过排水流道板和排氢流道板可减少氢水分离器壳体与排水电磁阀、排氢电磁阀之间的管路设置，从而减小了氢水分离装置的整体体积，同时降低了漏氢的风险；且在低温工作状态下，当液态水被冻结时，液态水中的氢气杂质可以通过排氢电磁阀的定时开关及时排出，避免造成排氢失效。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池发动机技术领域，具体为一种燃料电池发动机集成氢水分离装置。
背景技术
燃料电池发动机利用氧气和氢气在电堆内部发生电化学反应产生电能，为了提高氢气的利用率，可将未反应的氢气回流至电堆内部。但是，氢气尾气中带有大量的液态水和氢气杂质，若不将其去除，直接回流至电堆会导致燃料电池中质子交换膜堵水或水淹，使燃料电池发动机工作效率大大降低。
氢水分离装置中分离出的液态水和氢气杂质需要及时排出，否则将会和回流的氢气混合在一起回到电堆中。现有的燃料电池系统，氢气杂质随液态水通过排水口排出。累积在氢水分离装置中的液态水只有依靠氢气吹扫才能及时从排水口排出，而氢气吹扫需要消耗大量的氢气。为了提高氢气的利用率，需要在氢水分离装置的排水口安装一个排水电磁阀，通过控制排水电磁阀的开合定时将累积在氢水分离装置中的液态水及氢气杂质排到外部环境中。
而目前的燃料电池系统，氢水分离装置与排水电磁阀是分开布置的，中间通过硅胶管或者不锈钢管连接。氢水分离装置与排水电磁阀分开布置，不仅会额外占据本就狭小的汽车前舱或后舱的紧凑空间；而且在低温工况下可能造成氢水分离装置与排水电磁阀之间的管路结冰造成排氢失效；且两个零部件之间的连接方式存在漏氢的风险。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的问题，提出了一种燃料电池发动机集成氢水分离装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，包括氢水分离器壳体，设置在所述氢水分离器壳体底部的排水流道板，设置在所述氢水分离器壳体左侧的排氢流道板，所述排水流道板底部连接有排水对接口、右侧连接有排水电磁阀，所述排氢流道板底部连接有排氢电磁阀、左侧连接有排氢对接口。
作为优选，所述排水流道板设有两螺纹连接孔，所述螺纹连接孔与所述排水电磁阀的壳体通过螺栓连接。
作为优选，所述排水流道板还设有钻孔一和钻孔二，所述钻孔一一端与所述排水电磁阀的流道对接、另一端与所述氢水分离器壳体内部对接，所述钻孔二一端与所述排水电磁阀的流道对接、另一端与所述排水对接口对接。
作为优选，所述钻孔一与所述氢水分离器壳体内部最低处对接。
作为优选，所述排氢流道板设有两螺纹连接孔，所述螺纹连接孔与所述排氢电磁阀的壳体通过螺栓连接。
作为优选，所述排氢流道板还设有钻孔三和钻孔四，所述钻孔三一端与所述排氢电磁阀的流道对接、另一端与所述氢水分离器壳体内部对接，所述钻孔四一端与所述氢水电磁阀的流道对接、另一端与所述排氢对接口对接。
作为优选，所述氢水分离器壳体内部设有半圆形挡板和弧形挡板，所述半圆形挡板及所述弧形挡板与所述氢水分离器壳体一体成型。
作为优选，所述排水对接口为宝塔型接口，所述排氢对接口为宝塔型接口。
作为优选，所述氢水分离器壳体顶部设有回氢对接口、右侧设有进气对接口。
作为优选，所述回氢对接口及所述进气对接口均为宝塔型接口。
本实用新型的有益效果是，通过排水流道板和排氢流道板可减少氢水分离器壳体与排水电磁阀、排氢电磁阀之间的管路设置，从而减小了氢水分离装置的整体体积，同时降低了漏氢的风险；且在低温工作状态下，当液态水被冻结时，液态水中的氢气杂质可以通过排氢电磁阀的定时开关及时排出，避免造成排氢失效。
附图说明
图1为本实用新型一种燃料电池发动机集成氢水分离装置的结构示意图；
图2为排水流道板的结构示意图；
其中，1、氢水分离器壳体,2、排水流道板,21、螺纹连接孔,22、钻孔一,23、钻孔二，3、排氢流道板,4、排水对接口,5、排水电磁阀,6、排氢电磁阀,7、排氢对接口，81、回氢对接口,82、进气对接口,91、半圆形挡板,92、弧形挡板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
如图1、图2所示，一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，包括氢水分离器壳体1，设置在所述氢水分离器壳体1底部的排水流道板2，设置在所述氢水分离器壳体1左侧的排氢流道板3，所述排水流道板2底部连接有排水对接口4、右侧连接有排水电磁阀5，所述排氢流道板3底部连接有排氢电磁阀6、左侧连接有排氢对接口7。
所述氢水分离器壳体1顶部设有回氢对接口81、右侧设有进气对接口82，所述氢水分离器壳体1内部设有半圆形挡板91和弧形挡板92，所述半圆形挡板91及所述弧形挡板92与所述氢水分离器壳体1一体成型。
电堆排出的含有水的带压氢气从进气对接口82进入氢水分离器壳体1内部时，瞬间被扩容，并以不同的角度分散开，氢气及水分向前运动碰撞氢水分离器壳体1内部的半圆形挡板91和弧形挡板92，气体中所夹带液体的液滴与壳体内部的挡板碰撞，然后利用液滴自重沉降下来，如此重复几个步骤，从而将气液混合物分离成以气体为主和以液体为主的两个部分，液体靠重力作用汇集在壳体底部，通过控制排水电磁阀5的开关，定期将壳体底部的液态水及氢气杂质排出，气体则聚集在壳体上端，通过回氢对接口81再次回到电堆内。
所述排水流道板2设有两螺纹连接孔21，所述螺纹连接孔21与所述排水电磁阀5的壳体通过螺栓连接。所述排水流道板2还设有钻孔一22和钻孔二23，所述钻孔一22一端与所述排水电磁阀5的流道对接、另一端与所述氢水分离器壳体1内部对接，所述钻孔二23一端与所述排水电磁阀5的流道对接、另一端与所述排水对接口4对接。所述钻孔一22与所述氢水分离器壳体1内部最低处对接。
即带有氢气杂质的液态水先通由氢水分离器壳体1内部最低处流入钻孔一22，再由钻孔一22流入排水电磁阀5的流道，接着由排水电磁阀5的流道流入钻孔二23，最后由钻孔二23流至排水对接口4排出。通过排水电磁阀5的定时开关可将壳体底部的液态水及时排出，提高了氢气的利用率。通过排水流道板2可减少氢水分离器壳体1与排水电磁阀5之间的管路设置，从而减小了氢水分离装置的整体体积，同时降低了漏氢的风险。
所述排氢流道板3设有两螺纹连接孔，所述螺纹连接孔与所述排氢电磁阀6的壳体通过螺栓连接。所述排氢流道板3还设有钻孔三和钻孔四，所述钻孔三一端与所述排氢电磁阀6的流道对接、另一端与所述氢水分离器壳体1内部对接，所述钻孔四一端与所述氢水电磁阀6的流道对接、另一端与所述排氢对接口7对接。
在低温工作状态下，氢水分离器壳体1内底部的液态水很容易被冻结，当液态水被冻结时，液态水中的氢气杂质可以通过排氢电磁阀6的定时开关及时排出，避免造成排氢失效。且排氢流道板3与排水流道板2的结构相同，具有减小整体体积，降低漏氢风险的作用。
所述排水对接口4为宝塔型接口，所述排氢对接口7为宝塔型接口，所述回氢对接口81及所述进气对接口82均为宝塔型接口，宝塔型接口具有装卸方便，性能可靠的优点。
上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：包括氢水分离器壳体（1），设置在所述氢水分离器壳体（1）底部的排水流道板（2），设置在所述氢水分离器壳体（1）左侧的排氢流道板（3），所述排水流道板（2）底部连接有排水对接口（4）、右侧连接有排水电磁阀（5），所述排氢流道板（3）底部连接有排氢电磁阀（6）、左侧连接有排氢对接口（7）。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述排水流道板（2）设有两螺纹连接孔（21），所述螺纹连接孔（21）与所述排水电磁阀（5）的壳体通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述排水流道板（2）还设有钻孔一（22）和钻孔二（23），所述钻孔一（22）一端与所述排水电磁阀（5）的流道对接、另一端与所述氢水分离器壳体（1）内部对接，所述钻孔二（23）一端与所述排水电磁阀（5）的流道对接、另一端与所述排水对接口（4）对接。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述钻孔一（22）与所述氢水分离器壳体（1）内部最低处对接。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述排氢流道板（3）设有两螺纹连接孔，所述螺纹连接孔与所述排氢电磁阀（6）的壳体通过螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述排氢流道板（3）还设有钻孔三和钻孔四，所述钻孔三一端与所述排氢电磁阀（6）的流道对接、另一端与所述氢水分离器壳体（1）内部对接，所述钻孔四一端与所述排氢电磁阀（6）的流道对接、另一端与所述排氢对接口（7）对接。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述氢水分离器壳体（1）内部设有半圆形挡板（91）和弧形挡板（92），所述半圆形挡板（91）及所述弧形挡板（92）与所述氢水分离器壳体（1）一体成型。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述排水对接口（4）为宝塔型接口，所述排氢对接口（7）为宝塔型接口。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述氢水分离器壳体（1）顶部设有回氢对接口（81）、右侧设有进气对接口（82）。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池发动机集成氢水分离装置，其特征在于：所述回氢对接口（81）及所述进气对接口（82）均为宝塔型接口。
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|---|---|---|---|---|
| CN111048803A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-21 | 同济大学 | 一种可调节流量的燃料电池发动机氢气子系统 |
| CN112103547A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池电堆歧管总成 |
| CN114784329A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-07-22 | 武汉众宇动力系统科技有限公司 | 燃料电池氢气循环系统及其气水分离器和排水排氢方法 |
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