一种用于车船燃料电池发动机的分水器的制作方法

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种用于车/船燃料电池发动机的新型分水器。

背景技术：

相比传统动力装置，燃料电池发动机具有能量转化效率高、振动噪声低、零排放无污染等优势，是新能源汽车和绿色船舶的理想动力装备，具有广阔市场前景。

燃料电池发动机中分水器通常安装于燃料电池电堆与氢气循环泵之间，用于实现水气分离，降低液态水进入氢气循环泵的机率，从而降低循环泵功耗和延长寿命。目前，分水器普遍采用集成自动排水功能的旋风式分水器。

申请号为cn200820232027.3的实用新型专利“一种用于燃料电池氢气系统的分水器”公开了其分水器设有水位高度检测装置和电磁排水阀，水位高度检测装置用信号线与控制装置连接，控制装置用信号线与电磁阀连接，从而实现分水器高效自动排水。申请号为cn201521100348.4的实用新型专利“一种质子交换膜燃料电池用分水器”公开了其分水器设有液位传感器和排水电磁阀，液位传感器和电磁阀通过控制器和控制线连接，实现排水自动操作。

然而，针对汽车和船舶燃料电池发动机，现有分水器存在的明显不足是：汽车和船舶的加速、减速、转弯、上下破、紧急制动等工况，导致燃料电池发动机中分水器的液位倾斜、摇摆晃动，引起错误液位信号发出使电磁阀频繁开启，降低电磁阀寿命，更为严重的存在导致气体泄漏的风险；分水器的分水效果较差，容易使液体水进入氢气循环泵，导致氢气循环泵的功耗增加和因轴承腐蚀带来的寿命降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种用于车/船燃料电池发动机的新型分水器，具有技术难度低、安全可靠、维护成本低制造和维护成本低等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于车船燃料电池发动机的分水器，包括气水分离单元和自动排水单元；所述的气水分离单元包括一个顶部具有进气口和出气口、底部具有排水口的壳体，所述的壳体内分别设置有进行一级气水分离的漩涡分离器、通过导气管连接漩涡分离器的挡水板以及设置在挡水板下方的稳水板，所述的导气管具有螺旋形通道，用于进行二级气水分离，所述的挡水板表面设置有导水孔，所述的稳水板上设置有回形槽；所述的自动排水单元包括设置在稳水板上的液位开关以及设置在排水口处的排水阀，所述的排水阀通过控制器和控制线连接液位开关，用于实现自动排水。

所述的一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其挡水板外沿紧贴壳体内壁面。

所述的一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其液位开关为浮球液位开关。

所述的一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其排水阀为电磁阀。

本实用新型的积极有益效果：

1，本实用新型位于壳体底部的稳水板采用回形槽结构设计，有效地降低了车/船加减速、转弯、紧急制动等工况引起分水器错误液位信号产生的机率，从而避免电磁阀频繁开启和气体泄漏的风险；

2，本实用新型位于漩涡分离器下方的导气管采用螺旋形结构，位于导气管下方的挡水板外沿贴壳体内壁且留导水孔设计，有效地提高分水器的分水效率，从而降低循环泵功耗和寿命降低的风险；

3，本实用新型技术难度低、安全可靠、操作方便、制造和维护成本低，适于规模化生产。

附图说明

图1是为本实用新型的结构示意图。

图中标记对应的构件名称为：1-1—漩涡分离器，1-2—挡水板，1-3—稳水板，1-4—导气管，1-5—壳体，2-1—液位开关，2-2—排水阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明，实施例如下：

如图1所示，本实用新型公开了一种用于车/船燃料电池发动机的新型分水器，包括气水分离单元和自动排水单元。所述的气水分离单元包括漩涡分离器1-1、挡水板1-2、稳水板1-3、导气管1-4和顶部具有进气口和出气口、底部具有排水口的壳体1-5。所述的自动排水单元包括液位开关2-1和排水阀2-2。导气管1-4采用螺旋形设计，用于气体的二次分水处理提高分水器的分水效率。挡水板1-2采取外沿贴壳体1-5内壁且留导水孔设计，用于最大程度阻止分离后液态水飞溅与气体混合。稳水板1-3采用采用回形设计，用于降低车/船加减速、转弯、紧急制动等工况引起分水器错误液位信号产生的机率。液位开关2-1为浮球液位开关，排水阀2-2为电磁阀，通过控制器和控制线连接，用于实现自动排水。

结合本实用新型的系统结构，对本实用新型的技术原理作如下说明：

工作状态下，燃料电池电堆的尾气从分水器的进气口进，经漩涡分离器1-1进行一级气水分离，分离气体经螺旋形设计的导气管1-4进行二级气水分离，最后从分水器的出气口出，进入氢气循环泵。二级气水分离设计能够有效地提高分水器的分水效率。

当汽车和船舶处于加速、减速、转弯、上下破、紧急制动等工况时，燃料电池发动机中分水器的液位大幅倾斜、摇摆晃动，外沿紧贴壳体1-5内壁且留导水孔的挡水板1-2有效地阻挡了底部液态水飞溅与气体混合，一定程度上降低液态水进入氢气循环泵的机率，从而降低循环泵功耗并延长其寿命；设置有回形槽的稳水板1-3有效地阻止了浮球液位开关2-1周边水位晃动而引起分水器错误液位信号产生的机率，从而避免电磁阀频繁开启和气体泄漏的风险。

经二级气水分离后的液态水沉积在壳体1-5底部，通过稳水板1-3上的液位开关2-1向壳体1-5外的排水阀2-2发出开关信号，从而实现排水自动操作。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其特征在于：包括气水分离单元和自动排水单元；所述的气水分离单元包括一个顶部具有进气口和出气口、底部具有排水口的壳体（1-5），所述的壳体（1-5）内分别设置有分离气水的漩涡分离器（1-1）、通过导气管（1-4）连接漩涡分离器（1-1）的挡水板（1-2）以及设置在挡水板（1-2）下方的稳水板（1-3），所述的导气管（1-4）具有螺旋形通道，用于进行二级气水分离，所述的挡水板（1-2）表面设置有导水孔，所述的稳水板（1-3）上设置有回形槽；所述的自动排水单元包括设置在稳水板（1-3）上的液位开关（2-1）以及设置在排水口处的排水阀（2-2），所述的排水阀（2-2）通过控制线连接液位开关（2-1），用于实现自动排水。

2.根据权利要求1所述的一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其特征在于，所述的挡水板（1-2）外沿紧贴壳体（1-5）内壁面。

3.根据权利要求1所述的一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其特征在于，所述的液位开关（2-1）为浮球液位开关。

4.根据权利要求1所述的一种用于车船燃料电池发动机的分水器，其特征在于，所述的排水阀（2-2）为电磁阀。

技术总结
本实用新型公开了一种用于车船燃料电池发动机的分水器，包括气水分离单元和自动排水单元，气水分离单元包括漩涡分离器、挡水板、稳水板、导气管和壳体，自动排水单元包括液位开关和排水阀；本实用新型采用回形稳水板设计，有效地降低了车/船加减速、转弯、紧急制动等工况引起分水器错误液位信号产生的机率，从而避免电磁阀频繁开启和气体泄漏的风险，采用挡水板外沿贴壳体内壁且留导水孔设计和螺旋形导气管，有效地提高分水器的分水效率，从而降低循环泵功耗和寿命降低的风险。此外，本实用新型具有技术难度低、安全可靠和经济效益良好等优点。

技术研发人员：吴鹏飞;卢凯发;孙成;刘捷;谢小进
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所)
技术研发日：2020.05.09
技术公布日：2021.01.08