一种水气分离装置及燃料电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及水气分离技术领域，尤其是涉及一种水气分离装置及燃料电池系统。


背景技术：

2.目前氢燃料电池发展迅速，燃料电池反应过程中，反应产物为水，同时排出的气体中也带了大量水，为了氢气的循环利用，必须去除氢气中的水。
3.目前，水气分离不彻底。
4.因此，如何提高水气分离度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种水气分离装置，能够提高水气分离度。
6.本实用新型的第二个目的是提供一种燃料电池系统。
7.为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：
8.一种水气分离装置，包括腔体、安装轴和螺旋叶片；
9.所述安装轴沿着所述腔体的轴向可转动安装在所述腔体内，所述螺旋叶片螺旋安装在所述安装轴上，且所述螺旋叶片、所述安装轴及所述腔体形成气体通道；
10.所述腔体的外侧壁上开设有排水口、排气口和水气混合气进口，所述水气混合气进口位于所述排气口和所述排水口之间，所述排气口位于所述排水口的上方；
11.所述安装轴上开设有沟槽，所述沟槽沿着所述安装轴的顶端到所述安装轴的底端延伸。
12.在一个具体的实施方案中，所述腔体的内腔呈圆柱状，且所述沟槽与所述安装轴的轴心线平行设置。
13.在另一个具体的实施方案中，所述排水口开设在所述腔体的侧壁底端。
14.在另一个具体的实施方案中，所述水气分离装置还包括排水阀；
15.所述排水阀安装在所述排水口处，用于控制所述排水口的通断。
16.在另一个具体的实施方案中，所述水气分离装置还包括液位传感器；
17.所述液位传感器用于检测所述腔体内的液体的液位；
18.当所述液位传感器检测到的液体的液位超过预设高度时，所述排水阀打开，排放液体。
19.在另一个具体的实施方案中，所述液位传感器、所述排水阀均分别与燃料电池系统ecu信号连接。
20.在另一个具体的实施方案中，所述腔体包括腔主体和上盖板；
21.所述上盖板密封安装在所述腔主体的顶端。
22.在另一个具体的实施方案中，所述上盖板与所述腔主体可拆卸连接。
23.在另一个具体的实施方案中，所述上盖板与所述腔主体通过螺栓连接。
24.根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。
25.使用本实用新型提供的水气分离装置时，向水气混合气进口内通入水气混合气，水气混合气进入腔体内腔，在螺旋叶片导向下，气体从气体出口流出，水气混合气在螺旋流道流通中，由于水的重力作用与气体产生分离，并通过安装轴上的沟槽流到腔体内底端，可避免上层液体再次与气体大面积混合，水从排水口排出，螺旋叶片增加了混合气的流通路线，可以使水气分离效果增加，提高了水气分离度。
26.为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下方案：
27.一种燃料电池系统，包括如上述任意一项所述的水气分离装置。
28.由于本实用新型公开的燃料电池系统包括上述任意一项中的水气分离装置，因此，水气分离装置所具有的有益效果均是本实用新型公开的燃料电池系统所包含的。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型提供的水气分离装置的剖视结构示意图；
31.图2为本实用新型提供的水气分离装置的俯视剖视结构示意图。
32.其中，图1
‑
2中：
33.腔体1、安装轴2、螺旋叶片3、沟槽201、排水阀4、液位传感器5、腔主体101、上盖板102、水气混合气进气管103、排气管104。
具体实施方式
34.为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1
‑
2和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
35.如图1
‑
2所示，本实用新型提供了一种水气分离装置，其中，水气分离装置包括腔体1、安装轴2和螺旋叶片3。
36.安装轴2沿着腔体1的轴向可转动安装在腔体1内，具体地，腔体1呈圆柱状，或者方形腔体1等规则形状，便于气体导向。
37.螺旋叶片3螺旋安装在安装轴2上，螺旋叶片3与腔体1内壁具有一定的间隙，且螺旋叶片3、安装轴2及腔体1形成气体通道。
38.腔体1的外侧壁上开设有排水口、排气口和水气混合气进口，水气混合气进口位于排气口和排水口之间，排气口位于排水口的上方。为了便于水气混合气进口与供混合气管路连接，本实用新型公开了水气混合气进口处设置有水气混合气进气管103。为了便于排气口与排气管104路连接，本实用新型公开了排气口处设置有排气管104。
39.为了便于排水口排出腔体1内的液体，可以设置腔体1内底壁为倾斜面，排水口位于倾斜面的最低点。
40.安装轴2上开设有沟槽201，沟槽201沿着安装轴2的顶端到安装轴2的底端延伸。具体地，沟槽201可以是直线沟槽，也可以是螺旋沟槽，沟槽201还可以呈其它轨迹。
41.沟槽201的横截面可以是矩形，也可以是弧形或者梯形等。
42.使用本实用新型提供的水气分离装置时，向水气混合气进口内通入水气混合气，水气混合气进入腔体1内腔，在螺旋叶片3导向下，气体从气体出口流出，水气混合气在螺旋流道流通中，由于水的重力作用与气体产生分离，并通过安装轴2上的沟槽201流到腔体1内底端，可避免上层液体再次与气体大面积混合，水从排水口排出，螺旋叶片3增加了混合气的流通路线，可以使水气分离效果增加，提高了水气分离度。
43.在其中一些实施例中，腔体1的内腔呈圆柱状，且沟槽201与安装轴2的轴心线平行设置。
44.为了便于腔体1内的液体排出，本实用新型公开了排水口开设在腔体1的侧壁底端。排水口的形状不限，可以是矩形孔或者圆形孔等。
45.在其中一些实施例中，本实用新型公开了水气分离装置还包括排水阀4，排水阀4安装在排水口处，用于控制排水口的通断。
46.进一步地，本实用新型公开了水气分离装置还包括液位传感器5，液位传感器5用于检测腔体1内的液体的液位，当液位传感器5检测到的液体的液位超过预设高度时，排水阀4打开，排放液体。预设高度具体很据需要进行设定即可。
47.进一步地，本实用新型公开了液位传感器5、排水阀4均分别与燃料电池系统ecu信号连接。水气混合气从水气混合气进口进入腔体1，在螺旋叶片3导向下，气体从气体出口流出，水气混合气在螺旋流道流通中，由于水的重力作用与水产生分离，并通过安装轴2的沟槽201流到腔体1底部，当液位传感器5检测到水位达到设定高度时，液位传感器5发送信息给燃料电池系统ecu，ecu发出指令，打开排水阀4，排出腔体1内的液体。
48.在其中一些实施例中，本实用新型公开了腔体1包括腔主体101和上盖板102，上盖板102密封安装在腔主体101的顶端。水气混合气进口、排气口及排水口均开设在腔主体101上，且水气混合气进气管103及排气管104均与腔主体101一体成型连接。
49.进一步地，本实用新型公开了上盖板102与腔主体101可拆卸连接。具体地，上盖板102与腔主体101通过螺栓连接。需要说明的是，上盖板102也可以与腔主体101卡扣连接等。
50.本实用新型另一方面提供了一种燃料电池系统，包括如上述任意一项实施例中的水气分离装置。
51.由于本实用新型公开的燃料电池系统包括上述任意一项中的水气分离装置，因此，水气分离装置所具有的有益效果均是本实用新型公开的燃料电池系统所包含的。
52.需要说明的是，本文中表示方位的词，均是以图1的方向进行的设定，仅为了描述的方便，不具有其它特定含义。
53.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品
或者设备中还存在另外的相同要素。
54.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。