專利名稱：一種車、船用質子交換膜燃料電池系統的分水器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于質子交換膜燃料電池技術領域，尤其涉及車、船用質子交換膜燃 料電池系統的高效分水器。
背景技術：
燃料電池中的水來自反應氣體加濕或陰極反應。理想的狀態下，這些生成的水應 該能夠保證電解質正常水化的要求。實際操作過程中，需對燃料電池中的水進行管理，做到 使聚合物電解質中含有足夠的水分，因為電解質的質子傳導能力與含水量成正比，但含水 量又不能過高，否則會引起電解質淹沒，并導致與其相連的電極或氣體擴散中的孔道被堵。 因此需要保證一個良好的水平衡關系。現有技術中，燃料電池的水管理大部分通過濕焓轉換裝置、分水器、氫氣尾排和空 氣尾排來完成。目前車、船使用的質子交換摸燃料電池的空氣系統分水器，普遍采用箱體式 分水器，把分水器設在燃料電池堆的入口處。現有技術的空氣系統分水器的不足是(1)新鮮空氣增濕后，濕氣較大，并且含有部分液態水，容易腐蝕空氣供給裝置，并 且由于液態水的存在，使空氣供給裝置功耗增加。(2)箱體式分水器的分水效果較差，容易使液態水直接進入電池，從而破壞電解質 的水平衡，引起電極、氣體擴散襯底或氣體流道的淹沒，從而阻止反應物向各個催化點的擴 散，將增大擴散過電壓，影響發電效率，降低電池壽命。
發明內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，并根據質子交換摸燃 料電池自身特點及車、船使用條件，提供一種結構簡單，分水效率高，壽命長，維護成本低， 適用范圍廣的車、船用質子交換膜燃料電池系統的分水器。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種車、船用質子交換膜燃料電池 系統的分水器，包括分水器盒體和濾芯，分水器盒體的一個側面上設有入氣口、頂面設有 出氣口、底面設有出水口，其特征在于所述分水器的盒體內部設有翅片擋板，翅片擋板是V 型的立板，V型立板前表面鑲有傾斜角度為a的小翅片，傾斜角度a為45° < a < 90°，翅 片擋板的頂部固定安裝在分水器入氣口處的分水器盒體的頂面，翅片擋板的帶有翅片的面 與入氣口氣體進入的方向垂直；所述濾芯是橢圓形柱體濾芯，橢圓形柱體濾芯的上端與分 水器盒體上的出氣口固定連接，橢圓形柱體濾芯在分水器盒體內傾斜安裝，傾斜角度為與 水平面呈5 15°夾角，夾角的頂點是橢圓形柱體濾芯的下端與水平面的交點。2、根據權利要求1所述的一種車、船用質子交換膜燃料電池系統的分水器，其特 征在于所述橢圓形柱體濾芯是外層包裹著過濾填料的空心濾芯。本實用新型的分水原理是；盒體內部的翅片擋板和橢圓形柱體濾芯對進入的氣體 進行兩次分水，濕空氣進入分水器經過翅片擋板進行第一次分水，同時改變空氣運動方向， 使空氣繞過翅片擋板，進入橢圓形柱體濾芯進行第二次過濾式的氣液分離。[0010]本實用新型具有如下優點1、當被增濕的空氣進入分水器后，由于分水的效率高，降低了液態水進入電池堆 的機率，避免淹堆。2、結構簡單，便于安裝和維修，大大提高了生產效率。3、將分離出的液態水回收或從尾排將其排出，改善系統水平衡，使整個系統運作 更平穩，延長整個燃料電池的壽命。
本實用新型共有附圖四幅，其中圖1是本實用新型的分水器的主視示意圖，圖2是本實用新型的分水器的內部結構剖視示意圖，圖3是本實用新型的分水器的翅片擋板O)結構主視示意圖，圖4是本實用新型的分水器的翅片擋板(2)俯視示意圖，附圖中，1、分水盒，2、翅片擋板，3、入氣口，4、出水口，5、橢圓形柱體濾芯6、出氣□。
具體實施方式
以下結合附圖給成的實施例對本實用新型作進一步描述。本實施例是燃料電池氫氣入口的分水器。包括包括分水器盒體1和濾芯5，分水器 盒體的一個側面上設有入氣口 3、頂面設有出氣口 6、底面設有出水口 4，分水器的盒體內部 設有翅片擋板2，翅片擋板2是V型的立板，V型立板前表面鑲有傾斜角度為a的小翅片，傾 斜角度a為45° <a<90°，翅片擋板2的頂部固定安裝在分水器入氣口 3處的分水器盒 體的頂面，翅片擋板2的帶有翅片的面與入氣口 3氣體進入的方向垂直；所述濾芯是橢圓形 柱體濾芯5，橢圓形柱體濾芯5的上端與分水器盒體上的出氣口 6固定連接，橢圓形柱體濾 芯5在分水器盒體1內傾斜安裝，傾斜角度為與水平面呈5 15°夾角，夾角的頂點是橢圓 形柱體濾芯5的下端與水平面的交點。橢圓形柱體濾芯5是外層包裹著過濾填料的空心濾芯。使用時，將分水器盒體上的出氣口 6于燃料電池的氫氣入口連接，入氣口 3與經過 加濕的氫氣的供給口連接。
權利要求1.一種車、船用質子交換膜燃料電池系統的分水器，包括分水器盒體(1)和濾芯(5)， 分水器盒體的一個側面上設有入氣口(3)、頂面設有出氣口(6)、底面設有出水口 ，其特 征在于所述分水器的盒體內部設有翅片擋板O)，翅片擋板( 是V型的立板，V型立板前 表面鑲有傾斜角度為a的小翅片，傾斜角度a為45° < a < 90°，翅片擋板O)的頂部固 定安裝在分水器入氣口( 處的分水器盒體的頂面，翅片擋板O)的帶有翅片的面與入氣 口(3)氣體進入的方向垂直；所述濾芯是橢圓形柱體濾芯(5)，橢圓形柱體濾芯(5)的上端 與分水器盒體上的出氣口(6)固定連接，橢圓形柱體濾芯( 在分水器盒體(1)內傾斜安 裝，傾斜角度為與水平面呈5 15°夾角，夾角的頂點是橢圓形柱體濾芯( 的下端與水平 面的交點。
2.根據權利要求1所述的一種車、船用質子交換膜燃料電池系統的分水器，其特征在 于所述橢圓形柱體濾芯(5)是外層包裹著過濾填料的空心濾芯。
專利摘要一種車、船用質子交換膜燃料電池系統的分水器，包括分水器盒體和濾芯，分水器盒體上設有入氣口、出氣口、出水口，分水器的盒體內部設有翅片擋板，翅片擋板的頂部固定安裝在分水器入氣口處的分水器盒體的頂面，翅片擋板的帶有翅片的面與入氣口氣體進入的方向垂直；濾芯是橢圓形柱體濾芯，橢圓形柱體濾芯的上端與分水器盒體上的出氣口固定連接，橢圓形柱體濾芯在分水器盒體內傾斜安裝，傾斜角度為與水平面呈5～15°夾角。本實用新型的優點是分水的效率高，降低了液態水進入電池堆的機率，避免淹堆；結構簡單，便于安裝和維修，大大提高了生產效率。改善系統水平衡，使整個系統運作更平穩，延長整個燃料電池的壽命。
文檔編號H01M8/04GK201918460SQ20112001732
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者侯中軍, 李秋紅, 王克勇, 趙金 申請人:新源動力股份有限公司