一种燃料电池用气水分离器及具有该气水分离器的燃料电池总成的制作方法

本发明涉及气水分离器领域，具体来说是一种燃料电池用气水分离器及具有该气水分离器的燃料电池总成。

背景技术：

1、随着全球变暖，碳中和的要求尤为迫切，传统燃油动力已经开始逐步过渡至纯电和混动动力以减少排放污染问题，但由于纯电和混动动力的主要来源仍是以火力发电为主，仍有二氧化碳生成。

2、而氢燃料电池是以氢气与氧气电化学反应产生电和水，达到零排放；而氢燃料电池反应物是纯氢和空气中的氧气通过质子交换膜进行反应生成，电和水，但由于反应过程中，为保证反应效率氢气有一定过量系数，导致实际氢气反应并不充分，部分氢气会带着生成物水一起排出，如此部分的氢气不加以利用，会造成极大的浪费。

3、然而该部分氢气虽然可以正常利用，但是因为水含量较高，如果直接利用，容易造成电堆水淹，现有技术一般是选用一个气水分离器对该部分氢气进行处理，降低该部分氢气含水量，但是传统气水分离器多为一个挡板式分离器，挡板式气水分离器虽然具有一定的气水分离作用，但是如果为了保证分离效率以及分离质量，挡板式分离器整体尺寸较大，并且单独板件布置较多氢气流阻较大，且不利于优化集成。

4、例如专利：202210367621.8-一种气水分离器、燃料电池水管理系统及方法公开的内容。

5、所以为了改善或解决上述至少一个问题，就需要对现有气水分离器进行优化设计。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种分离效率高的气水分离器。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种燃料电池用气水分离器，包括气水分离器本体；所述气水分离器本体上设有气水分离器盖板；

4、所述气水分离器本体上设有氢气进口、氢气出口以及排水口；氢气进口、氢气出口以及排水口在气水分离器本体上呈间隔错位分布；

5、所述气水分离器本体内设有分水结构；

6、所述分水结构包括漩涡分水机构以及挡板分水机构；

7、燃料电池中电堆外排氢气氢气进口进入气水分离器本体内部，再通过漩涡分水机构以及挡板分水机构进行气水分离。

8、进入气水分离器本体内的氢气先与漩涡分水机构相接触进行气水分离，再进入挡板分水机构进行再次气水分离。

9、所述漩涡分水机构包括多个漩涡分水挡板，多个所述漩涡分水挡板呈间隔环形分布。

10、所述漩涡分水挡板上设有漩涡导水槽；每个所述漩涡导水槽设置对应漩涡分水挡板远离氢气进口一端。

11、所述挡板分水机构包括底部挡水板，所述底部挡水板上设有侧向挡水板；所述侧向挡水板包括第一侧向板以及第二侧向板，所述第一侧向板与第二侧向板均呈倾斜设置；所述第一侧向板、第二侧向板以及底部挡水板围成挡水区；所述挡水区呈喇叭口状。

12、所述底部挡水板呈弧形；所述底部挡水板向漩涡分水机构一侧凸起；所述底部挡水板端部设有底部漏水槽；所述第二侧向板靠近底部挡水板一端设有侧向导水槽。

13、所述挡板分水机构还包括横向挡水板，所述横向挡水板布置在氢气出口处；所述横向挡水板上设有横向导水槽。

14、所述气水分离器还包括外板罩体；所述外板罩体罩设在漩涡挡水机构上；

15、所述外板罩体包括弯折板，所述弯折板与气水分离器本体围成一个用于布置漩涡分水机构的存放空间；所述弯折板上设有上连通孔。

16、所述外板罩体还包括延伸板；所述弯折板与延伸板相连接，所述延伸板一端与气水分离器本体相连接，另一端自由延伸；所述延伸板自由端端部与气水分离器本体内部呈间隔分布；所述氢气进口与漩涡分水机构分布在延伸板相对两侧；所述延伸板上设有外板导流槽；所述漩涡分水机构中的漩涡分水挡板分布在延伸板、弯折板以及气水分离器本体内壁上。

17、所述气水分离器盖板上设有隔断板，所述隔断板与弯折板相对设置，所述隔断板与弯折板把气水分离器本体中内腔隔断；所述隔断板上设有贯穿孔。

18、一种燃料电池总成，包括岐管机构，所述岐管机构连接有所述气水分离器。

19、本发明的优点在于：

20、本发明公开了一种燃料电池用气水分离器及具有该气水分离器的燃料电池总成。

21、本发明通过漩涡分水机构以及挡板分水机构的配合使用，可以对氢燃料电池的未反应氢气进行水蒸气、氮气与氢气的分离，以完成后续氢气的回收利用；同时，本发明公开的漩涡分水机构相当于采用离心力的方式实现气水分离，保证了前期气水分离效率，同时再通过挡板分水机构延长氢气流动路径，增加撞击几率，从而能够实现再次进行带水氢气的气水分离，通过漩涡分水机构以及挡板分水机构的配合使用，能够更好的降低氢气湿度，并且提高后续回收氢气浓度。

技术特征：

1.一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，包括气水分离器本体；所述气水分离器本体上设有气水分离器盖板；

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，进入气水分离器本体内的氢气先与漩涡分水机构相接触进行气水分离，再进入挡板分水机构进行再次气水分离。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述漩涡分水机构包括多个漩涡分水挡板，多个所述漩涡分水挡板呈间隔环形分布。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述漩涡分水挡板上设有漩涡导水槽；每个所述漩涡导水槽设置对应漩涡分水挡板远离氢气进口一端。

5.根据权利要求1-2任一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述挡板分水机构包括底部挡水板，所述底部挡水板上设有侧向挡水板；所述侧向挡水板包括第一侧向板以及第二侧向板，所述第一侧向板与第二侧向板均呈倾斜设置；所述第一侧向板、第二侧向板以及底部挡水板围成挡水区；

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述挡板分水机构还包括横向挡水板，所述横向挡水板布置在氢气出口处；所述横向挡水板上设有横向导水槽。

7.根据权利要求3所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述气水分离器还包括外板罩体；所述外板罩体罩设在漩涡挡水机构上；

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述外板罩体还包括延伸板；所述弯折板与延伸板相连接，所述延伸板一端与气水分离器本体相连接，另一端自由延伸；所述延伸板自由端端部与气水分离器本体内部呈间隔分布；所述氢气进口与漩涡分水机构分布在延伸板相对两侧；所述延伸板上设有外板导流槽；所述漩涡分水机构中的漩涡分水挡板分布在延伸板、弯折板以及气水分离器本体内壁上。

9.根据权利要求7所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，所述气水分离器盖板上设有隔断板，所述隔断板与弯折板相对设置，所述隔断板与折弯板把气水分离器本体中内腔隔断；所述隔断板上设有贯穿孔。

10.一种燃料电池总成，其特征在于，包括岐管机构，所述岐管机构连接有如权利要求1-9任一项所述气水分离器。

技术总结
本发明涉及气水分离器领域，具体来说是一种燃料电池用气水分离器及具有该气水分离器的燃料电池总成，包括气水分离器本体；所述气水分离器本体上设有气水分离器盖板；所述气水分离器本体内设有分水结构；所述分水结构包括漩涡分水机构以及挡板分水机构；燃料电池中电堆外排氢气氢气进口进入气水分离器本体内部，再通过漩涡分水机构以及挡板分水机构进行气水分离；本发明公开的漩涡分水机构相当于采用离心力的方式实现气水分离，保证了前期气水分离效率，同时再通过挡板分水机构延长氢气流动路径，增加撞击几率，从而能够实现再次进行带水氢气的气水分离，通过漩涡分水机构以及挡板分水机构的配合使用，能够更好的降低氢气湿度，提高氢气浓度。

技术研发人员：潘陈兵,李浩,孙友焓
受保护的技术使用者：安徽瑞氢动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23