一种适配大功率燃电系统的紧凑型分水器的制作方法

本发明属于燃料电池，具体涉及一种适配大功率燃电系统的紧凑型分水器。

背景技术：

1、现有技术中，通用型燃料电池分水器普遍采用分离区、导流区、储水区、回氢区四区独立结构，普遍存在体积大、重量高的缺陷，无法适配高比功率大功率燃电系统的集成化需求。

2、比如，授权公告号为cn223066203u的实用新型公开了一种燃料电池系统用的气水分离器，包括气水分离器本体，所述气水分离器本体具有用于气水分离的内腔，所述气水分离器本体还具有用于向所述内腔进阳极尾排混合气的进口、用于排出分离后氢气的出氢口、用于排出分离后水分的排水口；所述气水分离器本体的内腔具有竖向分布的分隔板，分隔板将所述内腔分隔为分离区和回氢区，所述进口位于分离区的上部，所述出氢口位于回氢区的上部，所述分隔板的底部与所述内腔的底面之间留有供分离后的氢气和水通过的缺口，所述内腔在所述回氢区的下方具有储水区，所述排水口位于所述储水区的底面。

3、再比如，授权公告号为cn219186189u的实用新型公开了一种燃料电池用气水分离器，包括：外壳，其一端设有进气口、另一端设有出气口；以及设置于所述外壳内的多个隔板，各所述隔板间隔设置于所述进气口与所述出气口之间，且所述隔板一一上下相对错开设置以形成多次弯折的气体流道，所述隔板的表面设有倾斜的排水沟槽。还包括导流板，所述导流板上设有滤孔，所述导流板一端朝向所述隔板延伸、另一端朝向所述进气口延伸，以使所述导流板之下形成储水槽。

4、然而，高比功率大功率燃电系统（如功率300kw、比功率900w/kg的燃电系统），由于空压机、中冷器，加湿器、水泵和配气歧管等零部件占用空间大。传统的分水器存在体积大、重量高的缺陷，无法适配高比功率大功率燃电系统的集成化需求。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种适配大功率燃电系统的紧凑型分水器。

2、一种适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，包括分水器本体和回氢管，所述分水器本体的内腔作为储水腔，所述分水器本体上具有混合气入口和排水口，所述回氢管具有入口端、作为回氢出口的出口端以及内部的回氢腔，回氢管的入口端伸入到所述分水器本体的内腔中且设有发泡滤网，所述发泡滤网为金属丝团经压缩成型的多孔滤芯。

3、优选的，所述发泡滤网的孔隙率为30%~40%。优选的，所述发泡滤网制备时金属丝团中金属丝的粗细为直径0.05~0.3mm。优选的，所述发泡滤网的厚度至少为5mm。更优选发泡滤网的厚度为5~6mm。

4、优先的，所述回氢管在入口端具有内径扩大形成的安装段，所述发泡滤网装入所述安装段，所述回氢管的入口端还设有对发泡滤网限位、避免发泡滤网掉出的固定板，所述固定板上设有避让孔。安装时，将发泡滤网装配到所述回氢管的安装段内，由于安装段内径扩大，所以安装段的内侧一端就形成了一个台阶结构，发泡滤网就能被台阶结构限位。而另一端由于设置了固定板，同样对发泡滤网进行限位。固定板与回氢管之间可以通过固定结构进行固定，比如，固定结构可以是卡扣固定连接结构，比如回氢管上设有扣孔，固定板上相应设有扣点；固定结构也可以是固定用的螺丝或螺栓等。优选固定结构使用螺丝或螺栓等能够起到紧固作用的。

5、从流体的角度来看，圆滑过渡性的结构是最好的，流体顺着路径流动，不会有多余的空位，造成体积臃肿。优选的，所述分水器本体的内腔主体形状为圆柱形、椭圆柱形、圆台形、倒置的圆台形、椭圆台形或倒置的椭圆台形。优选为圆柱形。当然，方形等形状也可以使用，只是相对来说在流体流动过程中会产生多余的空位，会在一定程度上造成体积臃肿。

6、优选的，所述回氢管从所述分水器本体的顶面伸入，所述混合气入口开设于所述分水器本体的侧壁且高度高于所述回氢管的入口端。

7、更优选的，所述分水器本体的顶面开口设置，所述回氢管的侧壁凸设有一圈盖板，所述回氢管与所述分水器本体装配后，所述盖板密封所述分水器本体的顶面开口位于所述回氢管外的部分。

8、进一步优选的，所述盖板下表面具有塞子部，所述分水器本体的顶面开口边缘设有台阶结构，所述塞子部与台阶结构之间盖合且通过密封圈密封；所述盖板与所述分水器本体之间还具有固定机构。

9、优选的，所述排水口位于所述内腔的底面，所述分水器本体上还设有控制所述排水口开闭的排水阀。

10、本申请有益效果：

11、本申请将原有导流区与储水区合并为一体化储水腔（即分水器本体的内腔），分离区与回氢区合并为一体化回氢腔，通过结构整合大幅压缩了分水器整体体积，结构紧凑。

12、本申请的气水分离流程为：气水混合气进入储水腔后，首先通过旋涡效应与重力作用完成一级气水分离，液态水留存于储水腔内，带液湿气经过发泡滤网完成二级深度分离，分离后干燥氢气直接进入燃电系统氢气入口回流利用，分离出的液态水回落至储水腔存储。

13、本申请所采用的发泡滤网兼具分离与阻隔特性，既能够实现气水的高效深度分离，又从结构上避免了已经分离的气态氢气与液态水重新结合，保障了分离效率。本申请分水器结构可根据系统集成需求做针对性灵活调整，能够最大化节省安装空间，对高度集成化的燃电系统适配性极佳，可应用于如300kw燃电系统中，为高比功率燃电系统提供了全新的分水解决方案。

1.一种适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，包括分水器本体和回氢管，分水器本体的内腔作为储水腔，所述分水器本体上具有混合气入口和排水口；

2.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述发泡滤网的孔隙率为30%~40%。

3.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述发泡滤网制备时金属丝团中金属丝的粗细为直径0.05~0.3mm。

4.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述发泡滤网的厚度至少为5mm。

5.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述回氢管在入口端具有内径扩大形成的安装段，所述发泡滤网装入所述安装段，所述回氢管的入口端还设有对发泡滤网限位、避免发泡滤网掉出的固定板，所述固定板上设有避让孔。

6.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述分水器本体的内腔主体形状为圆柱形、椭圆柱形、圆台形、倒置的圆台形、椭圆台形或倒置的椭圆台形。

7.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述回氢管从所述分水器本体的顶面伸入，所述混合气入口开设于所述分水器本体的侧壁且高度高于所述回氢管的入口端。

8.根据权利要求7所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述分水器本体的顶面开口设置，所述回氢管的侧壁凸设有一圈盖板，所述回氢管与所述分水器本体装配后，所述盖板密封所述分水器本体的顶面开口位于所述回氢管外的部分。

9.根据权利要求8所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述盖板下表面具有塞子部，所述分水器本体的顶面开口边缘设有台阶结构，所述塞子部与台阶结构之间盖合且通过密封圈密封；所述盖板与所述分水器本体之间还具有固定机构。

10.根据权利要求1所述适配大功率燃电系统的紧凑型分水器，其特征在于，所述排水口位于所述内腔的底面，所述分水器本体上还设有控制所述排水口开闭的排水阀。