折流式气液分离器和燃料电池发动机系统技术方案

本申请涉及一种折流式气液分离器和燃料电池发动机系统，本申请的折流式气液分离器包括：外壳、分水挡板和多个折流板，分水挡板将外壳的内部容腔分为第一腔体和第二腔体，分水挡板与外壳的内表面之间留有第一空隙，第一空隙用于连通第一腔体和第二腔体；每个折流板具有第一端和第二端，第一端连接至第一腔体的内表面，第二端与第一腔体的内表面间隔设置；相邻两个折流板的第一端的安装位置在第一腔体的周向方向错开；其中，折流板沿厚度方向的截面为波纹形结构。本申请的折流板为错开设置的，从而能够延长待分离流体在外壳内的流动路径，且本申请的折流板为波纹形结构，从而能够增大待分离流体与折流板的接触面积，故本申请的分离效果较好。离效果较好。离效果较好。

【技术实现步骤摘要】
折流式气液分离器和燃料电池发动机系统


[0001]本申请涉及燃料电池的
，具体而言，涉及一种折流式气液分离器和燃料电池发动机系统。

技术介绍

[0002]氢燃料电池发动机是一种将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。其中，氢气和氧气的总反应式为2H2+O2＝2H2O。
[0003]现有技术中，氢燃料电池发动机一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料，工作时向负极供给燃料(氢气)，向正极供给氧化剂(氧气)，氢在负极上的催化剂的作用下分解成正氢离子H
+
和电子e
‑
。氢离子进入质子交换膜中，而电子则沿外部电路移向正极，用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同质子交换膜中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。
[0004]因此，大功率氢燃料电池系统在产生电流的过程中，会产生较多的水。水汽连通反应剩余的氢气和其它残留气体形成混合气体，混合气体从反应堆的出氢口排出，伴随着反应剩余气体，这些气体不能直接排出大气中，而是要通过循环泵或引射器重新吸收回到入氢口，按一定的比例混合再次进入负极参与反应。在回流到与纯氢混合前，需要将大量的液态水与混合气体分离，若不能较好地分离液态水与混合气体则会影响反应堆内部的反应效率，使得氢燃料电池发动机功率下降，甚至发生永久性损坏。
[0005]因此如何提高液态水与混合气体分离效果，成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供一种折流式气液分离器和燃料电池发动机系统，其能够提高分离效果。
[0007]为了实现上述目的，
[0008]第一方面，本申请提供一种折流式气液分离器，包括：外壳、分水挡板和多个折流板，所述外壳具有进管和出管；所述分水挡板设于所述外壳内，且将所述外壳的内部容腔分为第一腔体和第二腔体，所述分水挡板与所述外壳的内表面之间留有第一空隙，所述第一空隙用于连通所述第一腔体和所述第二腔体；每个所述折流板具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述第一腔体的内表面，所述第二端与所述第一腔体的内表面间隔设置；相邻两个所述折流板的所述第一端的安装位置在所述第一腔体的周向方向错开；其中，所述进管和所述出管均与所述第一腔体相通，且多个所述折流板均设于所述进管和所述出管之间；所述折流板沿厚度方向的截面为波纹形结构。
[0009]于一实施例中，每个所述折流板在自身的所述第一端上设有至少一个第一贯穿孔。
[0010]于一实施例中，所述进管的轴线和所述出管的轴线成垂直设置，所述进管的轴线与所述折流板成相交设置，当待分离的流体从进管进入时，流体能与所述折流板的外表面
发生接触。
[0011]于一实施例中，所述第一腔体的内表面上设有多个用于安装所述折流板的安装座。
[0012]于一实施例中，所述折流式气液分离器还包括：第一控制阀，所述外壳上设有与所述第一腔体相通的第一排管，所述第一控制阀设于所述第一排管。
[0013]于一实施例中，所述折流式气液分离器还包括：第二控制阀，所述外壳上设有与所述第二腔体相通的第二排管，所述第二控制阀设于所述第二排管。
[0014]于一实施例中，所述折流式气液分离器还包括：液位传感器，所述液位传感器设于所述外壳上，用于检测所述第二腔体内的液位。
[0015]于一实施例中，所述外壳包括相互连接的上壳体和下壳体，所述出管、所述进管和所述第一排管均设于所述上壳体；所述分水挡板和所述第二排管设于所述下壳体。
[0016]于一实施例中，在所述上壳体和所述下壳体的连接处设有密封圈。
[0017]于一实施例中，所述下壳体的内底面开设有第一凹槽，在所述第一凹槽的内底面上开设有第二凹槽，所述分水挡板的一端部固定在所述下壳体的内表面，另一端为悬空设置，且所述分水挡板设于所述第一凹槽和所述第二凹槽的上方。
[0018]于一实施例中，在所述第一凹槽的内底面上设有安装凸柱，所述安装凸柱与所述分水挡板相连，用以支撑所述分水挡板。
[0019]于一实施例中，在所述分水挡板上设有至少一个第二贯穿孔，且所述第二贯穿孔设于所述第一凹槽的上方，所述第一空隙设于所述第二凹槽的上方。
[0020]于一实施例中，所述第二排管贯穿所述第二凹槽的内侧面，在所述第二凹槽的内底面上开设有与所述第二排管相通的引流槽。
[0021]于一实施例中，在所述第一凹槽的内底面上凸设有指向所述第二凹槽的引流凸条。
[0022]第二方面，本申请提供一种燃料电池发动机系统，包括：发动机本体以及如前述实施方式任一项所述的折流式气液分离器。
[0023]本申请与现有技术相比的有益效果是：
[0024]本申请通过在外壳内设置分水挡板和多个波纹形结构的折流板，且相邻两个折流板的第一端的安装位置在第一腔体的周向方向错开，则当待分离的流体从进管进入时，待分离流体能与折流板的外表面发生接触，从而能使待分离的流体通过折流板产生折流沉降进行分离。且本申请的折流板为错开设置的，从而能够延长待分离流体在外壳内的流动路径，减小流动阻力，且本申请的折流板为波纹形结构，从而能够增大待分离流体与折流板的接触面积，故本申请的分离效果较好。
[0025]而且由于本申请通过设置第一控制阀来控制第一排管的开关，且通过第二控制阀和液位传感器来控制第二排管的开关，使得位于外壳上方的第一排管具有自动排气功能，第二排管具有自动排液功能，本申请自动化程度高，利于控制且具有集成优势。
[0026]另外，第二排管位于外壳储液区的侧面而不位于储液区下方，使得本申请具有快速低温启动防冻结功能。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
[0028]图1为本申请一实施例示出的燃料电池发动机系统的结构示意图。
[0029]图2为本申请一实施例示出的折流式气液分离器的结构示意图。
[0030]图3为本申请一实施例示出的折流式气液分离器的俯视图。
[0031]图4为本申请一实施例示出的图3的A
‑
A方向剖视图。
[0032]图5为本申请一实施例示出的折流式气液分离器的液体流向示意图。
[0033]图6为本申请一实施例示出的折流式气液分离器的爆炸示意图。
[0034]图标：100
‑
燃料电池发动机系统；110
‑
发动机本体；111
‑
反应堆；112
‑
氢气循环模块；120
‑
折流式气液分离器；200
‑
外壳；210
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上壳体；220
‑
下壳体；221
‑
下壳体的内底面；222
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种折流式气液分离器，其特征在于，包括：外壳，具有进管和出管；分水挡板，设于所述外壳内，且将所述外壳的内部容腔分为第一腔体和第二腔体，所述分水挡板与所述外壳的内表面之间留有第一空隙，所述第一空隙用于连通所述第一腔体和所述第二腔体；以及多个折流板，每个所述折流板具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述第一腔体的内表面，所述第二端与所述第一腔体的内表面间隔设置；相邻两个所述折流板的所述第一端的安装位置在所述第一腔体的周向方向错开；其中，所述进管和所述出管均与所述第一腔体相通，且多个所述折流板均设于所述进管和所述出管之间；所述折流板沿厚度方向的截面为波纹形结构。2.根据权利要求1所述的折流式气液分离器，其特征在于，每个所述折流板在自身的所述第一端上设有至少一个第一贯穿孔。3.根据权利要求1所述的折流式气液分离器，其特征在于，所述第一腔体的内表面上设有多个用于安装所述折流板的安装座。4.根据权利要求1至3任一项所述的折流式气液分离器，其特征在于，还包括：第一控制阀，所述外壳上设有与所述第一腔体相通的第一排管，所述第一控制阀设于所述第一排管；第二控制阀，所述外壳上设有与所述第二腔体相通的第二排管，所述第二控制阀设于所述第二排管；以及液位传感器，设于所述外壳上，用于检测所述第二腔体内的液位。5.根据权利要求4所述的折流式气...

【专利技术属性】
技术研发人员：支明照，沈伟达，
申请(专利权)人：宁波赛轲动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：