一种氢燃料电池用气液分离器制造技术

本实用新型专利技术涉及气液分离器技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池用气液分离器。包括上筒体203和下筒体204，其中，上筒体203上设置有出口管接头201和入口管215；下筒体204的底部设置有排水管228；所述气液分离器中还包括：所述上筒体203和下筒体204之间还设置有漏液层207；所述下筒体204的底部还设置有液位传感器205，其中，所述液位传感器205的信号输出端与控制排水管228导通/阻塞的排液电磁阀42相关联，用于触发所述排液电磁阀42完成导通或者阻塞。本实用新型专利技术实现了气液分离器的排液精确控制，提升氢气利用率，延长电磁阀使用寿命；提升气液分离器的环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池用气液分离器
本技术涉及气液分离器
，尤其涉及一种氢燃料电池用气液分离器。
技术介绍
燃料电池动力系统中氢气侧一般采用闭式系统，即氢气出口是封闭的，只会间隔的向外界排放少量尾气，上游供气系统在燃料电池电堆中氢气被电化学反应消耗后会及时补充氢气以确保氢气侧压力的稳定。为了改善燃料电池电堆的阳极侧水管理效果，往往会设置氢气循环泵或者引射器来对阳极侧氢气进行循环。燃料电池反应生成的水在阴极侧产生，由于浓度差的原因会渗透到阳极侧。反应过程生成的水一部分会以气态形式存在，当反应气体处于饱和状态后，一部分反应生成水会以液态形式存在。当氢气被循环至电堆入口时，如果存在过多的液态水，严重时会引起阳极水淹，影响电堆性能。另外，对于引射器、氢气循环泵，过多的液态水也会影响它们正常工作。因此，需要在氢气循环系统中加入氢气气液分离器。氢燃料电池用氢气汽液分离器需要兼顾分离效率、流动阻力、适用流量范围大、材质兼容性等因素，离心式和挡板式气液分离器最能兼顾上述诉求。
技术实现思路
本技术的目的之一在于克服现有技术中气液分离器无法做到精确排水，只能通过时间间隔，定期排液，很容易将氢气也排出系统，降低氢气利用率，影响氢气利用率；多排除的氢气也会造成系统危气浓度过高，影响运行安全性；频繁的开关排液阀，还会减少电磁阀的寿命，影响可靠性的问题。本技术是这样实现的：本技术提供了一种氢燃料电池用气液分离器，包括上筒体203和下筒体204，其中，上筒体203上设置有出口管接头201和入口管215；下筒体204的底部设置有排水管228；所述气液分离器中还包括：所述上筒体203和下筒体204之间还设置有漏液层207；所述下筒体204的底部还设置有液位传感器205，其中，所述液位传感器205的信号输出端与控制排水管228导通/阻塞的排液电磁阀42相关联，用于触发所述排液电磁阀42完成导通或者阻塞。优选的，所述液位传感器205包括导杆226和浮子227；其中，所述导杆226固定在下筒体204的底部，导杆226内部设置有干簧管229，导杆226与下筒体204固定的底部侧设置有与所述干簧管229相连的检测信号输出接口230；所述浮子227嵌套在所述导杆226上。优选的，所述浮子227由永磁体2271和高分子材料组合而成，其等效密度为0.5g/cm3～0.8g/cm3。优选的，浮子227和导杆226的间隙控制在0.5mm～1.5mm之间。优选的，所述液位传感器205的信号输出端与控制排水管228导通/闭合的排液电磁阀42相关联，具体包括：干簧管229的输出端与氢燃料电池氢气回路系统中的氢燃料电池控制器FCCU的I/O口相连；所述氢燃料电池控制器FCCU还与控制排水管228导通/闭合的排液电磁阀42相连；其中，当液位逐渐升高时，浮子227随液面上浮，当浮子227抵达指定高度时，导杆226的内部干簧管229导通，氢燃料电池控制器FCCU识别由干簧管229导通产生的信号后，控制排液电磁阀42导通。优选的，还包括中间管206，所述中间管206位于所述上筒体203上，且与所述出口管接头201相耦合；其中，所述中间管206与所述漏液层207的表面距离h，以及中间管内径d之间满足0.5d≤h≤2d。优选的，所述漏液层207由中间实心区域223和围绕所述中间实心区域223均布漏液孔213组成。优选的，所述漏液层207包括第一漏液层2071和第二漏液层2072，所述第一漏液层2071上的漏液孔和第二漏液层2072上的漏液孔上下错开设置，并且，位于第一漏液层2071上的漏液孔和第二漏液层2072上的与之相邻的漏液孔之间设置有过渡槽224，以便从第一漏液层2071上的漏液孔漏下的液体能够经由所述过渡槽224，传递到与之相邻的所述第二漏液层2072的漏液孔中。优选的，漏液孔213直径d1设置范围为3mm≤d1≤8mm。优选的，所述触发所述排液电磁阀42完成导通时间t，根据排水容积vL、燃料电池氢气输出端的压力传感器61测量值p1和电磁阀的流通能力kv计算得到。本技术相比较现有技术能够取得以下有益效果：本技术实现了气液分离器的排液精确控制，提升氢气利用率，延长电磁阀使用寿命；提升气液分离器的环境适应性。其中，尤其在优选实现方案中，提出了两层结构的漏液层设计，从而提高了本技术所提出的气液分离器所能适用的燃料电池出气压强不同场景需求，并且，保证了上筒体中入气气流对下筒体中液位传感器的检测精度影响。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术实施例提供的一种氢燃料电池氢气回路示意图；图2为本技术实施例提供的一种气液分离器的结构组成；图3为本技术实施例提供的一种气液分离器的工作原理示意；图4为本技术实施例提供的一种液位传感器工作原理初始状态示意图；图5为本技术实施例提供的一种液位传感器工作原理闭合状态示意图；图6为本技术实施例提供的一种上筒体结构示意；图7为本技术实施例提供的一种新型漏液层结构示意图；图8为本技术实施例提供的一种新型漏液层结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。经过专利技术人的研究确认气液分离思路可包括如下几种：①重力沉降分离：由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向。②折流分离：由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，最终附着在阻挡壁面上，在重力的作用向下汇集。③离心分离：由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起旋转流动时，液体受到的离心力大于气体，所以液体有离心分离的倾向，液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集。④丝网分离：由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，气体通过了，而液体会被拦截而留在丝网上，并在重力的作用向下汇集。⑤微孔过滤分离：由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，气体可以通过，而液体被拦截而留在微孔过滤器上，并在重力的作用汇集。本技术提出的氢燃料电池用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池用气液分离器，其特征在于，包括上筒体(203)和下筒体(204)，其中，上筒体(203)上设置有出口管接头(201)和入口管(215)；下筒体(204)的底部设置有排水管(228)；所述气液分离器中还包括：/n所述上筒体(203)和下筒体(204)之间还设置有漏液层(207)；/n所述下筒体(204)的底部还设置有液位传感器(205)，其中，所述液位传感器(205)的信号输出端与控制排水管(228)导通/阻塞的排液电磁阀(42)相关联，用于触发所述排液电磁阀(42)完成导通或者阻塞。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池用气液分离器，其特征在于，包括上筒体(203)和下筒体(204)，其中，上筒体(203)上设置有出口管接头(201)和入口管(215)；下筒体(204)的底部设置有排水管(228)；所述气液分离器中还包括：
所述上筒体(203)和下筒体(204)之间还设置有漏液层(207)；
所述下筒体(204)的底部还设置有液位传感器(205)，其中，所述液位传感器(205)的信号输出端与控制排水管(228)导通/阻塞的排液电磁阀(42)相关联，用于触发所述排液电磁阀(42)完成导通或者阻塞。


2.根据权利要求1所述的氢燃料电池用气液分离器，其特征在于，所述液位传感器(205)包括导杆(226)和浮子(227)；
其中，所述导杆(226)固定在下筒体(204)的底部，导杆(226)内部设置有干簧管(229)，导杆(226)与下筒体(204)固定的底部侧设置有与所述干簧管(229)相连的检测信号输出接口(230)；
所述浮子(227)嵌套在所述导杆(226)上。


3.根据权利要求2所述的氢燃料电池用气液分离器，其特征在于，所述浮子(227)由永磁体(2271)和高分子材料组合而成，其等效密度为0.5g/cm3～0.8g/cm3。


4.根据权利要求1所述的氢燃料电池用气液分离器，其特征在于，浮子(227)和导杆(226)的间隙控制在0.5mm～1.5mm之间。


5.根据权利要求2所述的氢燃料电池用气液分离器，其特征在于，所述液位传感器(205)的信号输出端与控制排水管(228)导通/闭合的排液电磁阀(42)相关联，具体包括：
干簧管(229)的输出端与氢燃料电池氢气回路系统中的氢燃料电池控制器FCCU的I/O口相连；所述氢燃料电池控制器FCCU还与控制排水管(228)导通/...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，陶喜军，唐生态，李骁，
申请(专利权)人：武汉众宇动力系统科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42