一种燃料电池阴极端水气分离器制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池的技术领域，尤其涉及一种燃料电池阴极端水气分离器；包括分离器壳体，旋涡发生器，进气通道和出气通道，所述分离器壳体内腔为圆柱形中空结构；所述进气通道和所述出气通道开设在分离器上盖上，所述分离器上盖固定在所述分离器壳体上方；所述进气通道由所述分离器壳体外方向开设的进气通道入口、所述分离器壳体内方向开设的进气通道出口以及两者间的垂直通道组成；所述进气通道出口位置对应所述旋涡发生器的旋涡柱的背面空间，所述旋涡柱下端外侧环绕排列设置有旋涡叶片组；所述分离器壳体内还设置有回返腔，达到可以分离燃料电池尾排中存在的液态水，防止膨胀机出现动平衡问题的效果。现动平衡问题的效果。现动平衡问题的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池阴极端水气分离器


[0001]本专利技术涉及燃料电池的
，尤其涉及一种燃料电池阴极端水气分离器。

技术介绍

[0002]氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂(铂)分解成电子和氢离子(质子)。其中质子通过质子交换膜(Proton Exchange Membrane)到达负极和氧气反应变成水和热量。
[0003]如果无法有效地将燃料电池在运行过程中产生的水蒸气分离并排出系统，就有可能出现液态水进入尾排的情况。液态水的进入可能是由于凝结、冷凝或系统设计不合理等原因引起的。膨胀机在高转速运转时，其旋转部件(如轴和叶轮)会产生离心力，当尾排的水气中的液态水滴进入膨胀机后，它们会附着在旋转部件表面，形成不均匀的质量分布。这将导致膨胀机产生不平衡的质量分布，引发振动和动平衡问题。不平衡的质量分布会导致膨胀机的振动增加，甚至可能引发机械故障和损坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种燃料电池阴极端水气分离器及工艺，达到可以分离燃料电池尾排中存在的液态水，防止膨胀机出现动平衡问题的效果。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种燃料电池阴极端水气分离器，包括分离器壳体，旋涡发生器，进气通道和出气通道，所述分离器壳体内腔为圆柱形中空结构；所述进气通道和所述出气通道开设在分离器上盖上，所述分离器上盖固定在所述分离器壳体上方；所述进气通道由所述分离器壳体外方向开设的进气通道入口、所述分离器壳体内方向开设的进气通道出口以及两者间的垂直通道组成；所述进气通道出口位置对应所述旋涡发生器的旋涡柱的背面空间，所述旋涡柱下端外侧环绕排列设置有旋涡叶片组；所述分离器壳体内还设置有回返腔，所述回返腔位于所述旋涡发生器下方，所述回返腔设置有一个逐渐收紧的锥形边界，所述回返腔的上开口与所述旋涡柱内的回返通道位置对应；所述分离器壳体下方还设置有出液通道，所述出液通道与所述回返腔下开合位置相适应。
[0007]进一步地，所述旋涡叶片组由若干个叶片组成，所述旋涡叶片组与所述旋涡发生器内的调整器组及控制器相连接，所述调整器组及控制器内设置有若干个调整器，所述调整器与所述叶片一一对应连接；所述进气通道入口位置设置有第一感应圈，所述第一感应圈上环绕设置有若干个感应器，所述第一感应圈与所述调整器组及控制器信号连接；所述分离器壳体内的所述旋涡发生器的外侧设置有第二感应组，所述第二感应组包括第二感应圈和矩形感应阵，所述第二感应圈和所述矩形感应阵环绕设置有若干个感应器，所述第二感应组与所述调整器组及控制器信号连接。
[0008]进一步地，所述调整器组及控制器根据所述第一感应圈和所述第二感应组感应气
体流量的变化并调整所述叶片的角度。
[0009]进一步地，确定角度变化量通过以下公式计算：
[0010]Δθ＝(Qg
‑
Qg_ref)*K；
[0011]其中：
[0012]Δθ是叶片角度的变化量单位：弧度；
[0013]Qg是当前气体流量单位：m^3/s；
[0014]Qg_ref是参考气体流量单位：m^3/s；
[0015]K是一个调整系数；
[0016]计算新的叶片角度：
[0017]θ_new＝θ_ref+Δθ；
[0018]其中：
[0019]θ_new是新的叶片角度单位：弧度；
[0020]θ_ref是参考叶片角度。
[0021]进一步地，参考气体流量Qg_ref在设计或运行初期预先设定，作为系统的基准值或参考点；调整系数K根据系统需求和设计进行调整。
[0022]进一步地，所述出气通道处还设置有第三感应圈，所述第三感应圈上环绕设置有若干个感应器，所述第三感应圈与所述调整器组及控制器信号连接。
[0023]进一步地，所述出气通道外还设置有出气外接头。
[0024]进一步地，所述分离器上盖内还设置有第一密封圈。
[0025]进一步地，所述分离器上盖内还设置有第二密封圈。
[0026]进一步地，所述第一感应圈、所述第二感应组、所述第三感应圈外均设置有密封层。
[0027]通过本专利技术的技术方案，可实现以下技术效果：
[0028]通过包括分离器壳体，旋涡发生器，进气通道和出气通道，所述分离器壳体内腔为圆柱形中空结构；所述进气通道和所述出气通道开设在分离器上盖上，所述分离器上盖固定在所述分离器壳体上方；所述进气通道由所述分离器壳体外方向开设的进气通道入口、所述分离器壳体内方向开设的进气通道出口以及两者间的垂直通道组成；所述进气通道出口位置对应所述旋涡发生器的旋涡柱的背面空间，所述旋涡柱下端外侧环绕排列设置有旋涡叶片组；所述分离器壳体内还设置有回返腔，所述回返腔位于所述旋涡发生器下方，所述回返腔设置有一个逐渐收紧的锥形边界，所述回返腔的上开口与所述旋涡柱内的回返通道位置对应；所述分离器壳体下方还设置有出液通道，所述出液通道与所述回返腔下开合位置相适应的结构，达到可以分离燃料电池尾排中存在的液态水，防止膨胀机出现动平衡问题的效果。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利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专利技术中记载的一些实施例，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他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例中燃料电池阴极端水气分离器的示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例中燃料电池阴极端水气分离器的爆炸图；
[0032]图3为本专利技术实施例中分离器上盖的示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例中燃料电池阴极端水气分离器的剖视图；
[0034]图5为本专利技术实施例中燃料电池阴极端水气分离器的主视图；
[0035]图6为本专利技术实施例中另一视角的剖视图；
[0036]图7为本专利技术实施例中另一视角的剖视图；
[0037]附图标记：分离器壳体1、分离器上盖1
‑
1、第一密封圈1
‑1‑
1、第二密封圈1
‑1‑
2、旋涡发生器2，旋涡柱2
‑
1、回返通道2
‑1‑
1、旋涡叶片组2
‑
2、叶片2
‑2‑
1、调整器组及控制器2
‑
3、进气通道3、进气通道入口3
‑
1、进气通道出口3
‑
2、垂直通道3
‑
3、出气通道4、出气外接头4
‑
1、回返腔5、锥形边界5
‑
1、第一感应圈6、第二感应组7、第二感应圈7
‑
1、矩形感应阵7
‑
2、出液通道8、第三感应圈9。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池阴极端水气分离器，其特征在于：包括分离器壳体(1)，旋涡发生器(2)，进气通道(3)和出气通道(4)，所述分离器壳体(1)内腔为圆柱形中空结构；所述进气通道(3)和所述出气通道(4)开设在分离器上盖(1
‑
1)上，所述分离器上盖(1
‑
1)固定在所述分离器壳体(1)上方；所述进气通道(3)由所述分离器壳体(1)外方向开设的进气通道入口(3
‑
1)、所述分离器壳体(1)内方向开设的进气通道出口(3
‑
2)以及两者间的垂直通道(3
‑
3)组成；所述进气通道出口(3
‑
2)位置对应所述旋涡发生器(2)的旋涡柱(2
‑
1)的背面空间，所述旋涡柱(2
‑
1)下端外侧环绕排列设置有旋涡叶片组(2
‑
2)；所述分离器壳体(1)内还设置有回返腔(5)，所述回返腔(5)位于所述旋涡发生器(2)下方，所述回返腔(5)设置有一个逐渐收紧的锥形边界(5
‑
1)，所述回返腔(5)的上开口与所述旋涡柱(2
‑
1)内的回返通道(2
‑1‑
1)位置对应；所述分离器壳体(1)下方还设置有出液通道(8)，所述出液通道(8)与所述回返腔(5)下开合位置相适应。2.根据权利要求1所述的燃料电池阴极端水气分离器，其特征在于，所述旋涡叶片组(2
‑
2)由若干个叶片(2
‑2‑
1)组成，所述旋涡叶片组(2
‑
2)与所述旋涡发生器(2)内的调整器组及控制器(2
‑
3)相连接，所述调整器组及控制器(2
‑
3)内设置有若干个调整器(2
‑3‑
1)，所述调整器(2
‑3‑
1)与所述叶片(2
‑2‑
1)一一对应连接；所述进气通道入口(3
‑
1)位置设置有第一感应圈(6)，所述第一感应圈(6)上环绕设置有若干个感应器，所述第一感应圈(6)与所述调整器组及控制器(2
‑
3)信号连接；所述分离器壳体(1)内的所述旋涡发生器(2)的外侧设置有第二感应组(7)，所述第二感应组...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐楠，林茹，李长海，
申请(专利权)人：江苏申氢宸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：