CN205488355U - 一种质子交换膜燃料电池用高效分水器 - Google Patents

Abstract

一种质子交换膜燃料电池用高效分水器，分水器设有液位计和保温外套，液位计探头伸入分水器下部储水区；保温外套是设有换热水入口和换热水出口的封闭夹层，换热水入口和换热水出口连接在质子交换膜燃料电池***的电堆循环冷却水的管路中，分水器出水口处设有出水口电磁阀，液位计和出水口电磁阀通过控制线与控制器相连。有益效果是：降低了液态水进入电池堆的机率，改善***水平衡，延长燃料电池的寿命；结构简单，便于安装和维修，液位传感器和出水口电磁阀自动控制水位，实现自动操作。保温外套内的循环水利用了电堆余热，减少能源损耗，同时使分水器在与电堆温度相同的环境下分水，更适于质子交换膜燃料电池***。

Description

一种质子交换膜燃料电池用高效分水器

技术领域

本实用新型属于质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及车、船用质子交换膜燃料电池***的分水器。

背景技术

燃料电池中在阴极反应过程中产生水，同时，反应气在进入燃料电池前需对自反应气体加湿，也带有水。理想的状态下，这些水能够保证电解质正常水化的要求。实际操作过程中，需对燃料电池中的水进行管理，做到使聚合物电解质中含有足够的水分，因为电解质的质子传导能力与含水量成正比，但含水量又不能过高，否则会引起电解质淹没，导致与其相连的电极或气体扩散中的孔道被堵。因此需要保证一个良好的水平衡关系。

现有技术中，燃料电池的水管理大部分通过湿焓转换装置、分水器、氢气尾排和空气尾排来完成。目前车、船使用的质子交换摸燃料电池的空气***分水器，普遍采用箱体式分水器，把分水器设在燃料电池堆的空气入口处。

现有技术的分水器的不足是：

(1)新鲜空气增湿后，湿气较大，并且含有部分液态水，容易腐蚀气体供给装置，并且由于液态水的存在，使气体供给装置功耗增加。

(2)箱体式分水器的分水效果较差，容易使液态水直接进入电池，从而破坏电解质的水平衡，引起电极、气体扩散衬底或气体流道的淹没，从而阻止反应物向各个催化点的扩散，将增大扩散过电压，影响发电效率，降低电池寿命。

(3)常规分水器没有保温，随着温度降低，水的露点降低，将大量的水带入电堆。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，并根据质子交换摸燃料电池自身特点及车、船使用条件，提供一种结构简单，分水效率高，寿命长，维护成本低，适用范围广的车、船用质子交换膜燃料电池*** 的分水器。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种质子交换膜燃料电池用高效分水器，包括分水器壳体和壳体内隔水板，分水器壳体上设入气口、出气口和出水口，其特征在于；所述分水器还设有液位计和保温外套，所述液位计安装在分水器壳体的上盖上，液位计探头伸入分水器下部储水区；所述保温外套设置在分水器储水区上部，是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳，保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层，封闭夹层设有换热水入口和换热水出口，换热水入口和换热水出口连接在质子交换膜燃料电池***的电堆循环冷却水的管路中，换热水入口与电堆循环冷却水管路的出口端连接，换热水出口与电堆循环冷却水管路的入口端连接；所述分水器出水口处设有出水口电磁阀，液位计和出水口电磁阀通过控制线与控制器相连。

本发明所述一种质子交换膜燃料电池用高效分水器，其特征在于；所述液位计设有液位计保护套，液位计保护套套装在液位计上。

本实用新型使用方法是：将反应气气体管路与分水器的入气口相连，分水器的出气口与电堆的入气口连接，气体进入分水器分水后，液态水流入分水器下部的储水区，气体由出气口进入电堆。分水器上的液位传感器对储水区水位进行监控，当达到一定高度时，控制器控制电磁阀打开排水，属脉冲式排水。

本实用新型的有益效果是：

1、降低了液态水进入电池堆的机率，避免淹堆。

2、结构简单，便于安装和维修，生产效率高。

3、将分离出的液态水回收或从尾排将其排出，改善***水平衡，使整个***运作更平稳，延长燃料电池的寿命。

4、液位传感器带有液位计保护套，可缩小液体晃动范围，降低液体晃动对液位计滴影响，通过液位传感器和出水口电磁阀自动控制水位，实现自动操作。

5、保温外套内的循环水是质子交换膜燃料电池***的电堆循环冷却水，利用了电堆余热，减少能源损耗，同时使分水器在与电堆温度相同的环境下 分水，更适于质子交换膜燃料电池***。

附图说明

图1是本实用新型的分水器的主视示意图，

图2是本实用新型的分水器的内部结构剖视示意图，

图中：1、入气口，2、保温外套，3、分水器壳体，4、出气口，5、换热水入口，6、换热水出口，7、液位计保护套，8、液位计，9、隔水板，10、出水口电磁阀，11、出水口。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实施例是燃料电池氢气入口的分水器。包括分水器壳体3和壳体内隔水板9，分水器壳体3上设入气口1、出气口4和出水口11，分水器壳体3的上盖上安装有液位计8，液位计8设有液位计保护套7，液位计保护套7套装在液位计8上，液位计8探头伸入分水器下部储水区；分水器储水区上部设有保温外套2，保温外套2沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置，保温外套2是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳，保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层，保温外壳上设有换热水入口5和换热水出口6，换热水入口5和换热水出口6与夹层连通，换热水入口5和换热水出口6连接在质子交换膜燃料电池***的电堆循环冷却水的管路中，换热水入口5与电堆循环冷却水管路的出口端连接，换热水出口6与电堆循环冷却水管路的入口端连接；分水器出水口11处设有出水口电磁阀10，液位计8和出水口电磁阀10通过控制线与控制器相连。

使用时，将分水器盒体上的入气口1与氢气口连接，出气口4与电堆的氢气入口连接，换热水入口5与电堆循环冷却水出口连接，换热水出口6与电堆循环冷却水入口连接。

Claims (2)

1.一种质子交换膜燃料电池用高效分水器，包括分水器壳体(3)和壳体内隔水板(9)，分水器壳体(3)上设入气口(1)、出气口(4)和出水口(11)，其特征在于；所述分水器还设有液位计(8)和保温外套(2)，所述液位计(8)安装在分水器壳体(3)的上盖上，液位计(8)探头伸入分水器下部储水区；所述保温外套(2)设置在分水器储水区上部，是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳，保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层，封闭夹层设有换热水入口(5)和换热水出口(6)，换热水入口(5)和换热水出口(6)连接在质子交换膜燃料电池***的电堆循环冷却水的管路中，换热水入口(5)与电堆循环冷却水管路的出口端连接，换热水出口(6)与电堆循环冷却水管路的入口端连接；所述分水器出水口(11)处设有出水口电磁阀(10)，液位计(8)和出水口电磁阀(10)通过控制线与控制器相连。

2.如权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池用高效分水器，其特征在于；所述液位计(8)设有液位计保护套(7)，液位计保护套(7)套装在液位计(8)上。