本发明涉及气水分离器，特别涉及一种双腔形式的燃料电池分水器。
背景技术：
1、燃料电池是一种将氢燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的装置，其具有高效率、低排放、安装维护简单、可靠性好、低污染以及环境适应性强等优势。燃料电池发动机系统由空气供应系统、氢气供应系统、冷却系统和电力辅助系统构成。燃料电池的反应物为氢和氧，产物仅为水。
2、随着燃料电池系统阴极侧压力越来越高，空压机的功耗也会越来越大，针对现有状况，空压机研发带有膨胀机的结构，可以利用阴极尾排的动能来驱动膨胀机，从而降低空压机的功率损耗。但阴极尾排中含有大量的液态水，直接进入到空压机的膨胀机中，对膨胀机的叶轮可能产生冲蚀损伤，对空压机的寿命会有影响，因此，需要利用气水分离器将阴极尾排中的液态水分离出去，将处理后的阴极尾排气体驱动膨胀机。
3、阳极分水器虽然作为一个已经相对成熟的零部件，但是在实际应用中，阳极分水器仍然无法有效满足以下要求：能有效分离液态水，但是还要最大限度的保留气体内的水蒸气。如果水蒸气冷凝，使得分水器出口的湿度较低，再叠加供氢系统过来的干氢气，会导致进堆的氢气湿度偏低。尤其在系统低功率运行时，过低的氢气湿度，导致质子交换膜偏干，降低质子交换膜的使用寿命。
4、因此目前亟待提出一种燃料电池分水器，在能有效去除阳极流体中液态水的同时，还能防止阳极流体内水蒸气遇低温壁面冷凝，维持阳极流体的高湿状态，并且同时能同时有效去除阴极流体中的液态水。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种双腔形式的燃料电池分水器，以解决上述现有技术存在的问题，能有效去除阳极流体中液态水的同时，还能防止阳极流体内水蒸气遇低温壁面冷凝，维持阳极流体的高湿状态，并且能有效去除阴极流体中的液态水，而且采用了集成化的设计，整体的体积更小，使用更加灵活方便。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：提供一种双腔形式的燃料电池分水器，包括阳极除水腔和套设在所述阳极除水腔外侧的阴极除水腔；
3、所述阳极除水腔的顶壁上设有竖向设置的第一出气管，所述第一出气管的外侧套设有第一进气管，所述第一进气管与所述第一出气管之间形成环形进气间隙，所述环形进气间隙与所述阳极除水腔连通，所述环形进气间隙内设有用于形成旋流的旋风构件；所述阳极除水腔具有底壁，所述底壁上设有阳极排水管，所述底壁在阳极除水腔侧壁与所述阳极排水管之间具有旋流触底区域，所述阳极排水管贯穿所述阴极除水腔的外壁与外界连通；
4、所述阴极除水腔的内壁面与所述阳极除水腔的外壁面之间具有气体流通间隙，所述阴极除水腔上开设有第二进气管和第二出气管，所述气体流通间隙位于气体由所述第二进气管至所述第二出气管流通的路径上，所述阴极除水腔上设置有阴极排水管。
5、优选的，所述阳极除水腔包括阳极除水腔主体和第一锥形导流段，所述第一锥形导流段位于所述阳极除水腔远离第一出气管的一侧，所述第一锥形导流段朝向所述阳极排水管逐渐收缩，所述阳极排水管与所述第一锥形导流段连通。
6、优选的，所述阳极除水腔竖向设置，所述第一出气管与所述阳极除水腔同轴，所述第一进气管同轴套设在所述第一出气管的外侧。
7、优选的，所述第一进气管上设置有第一进气口，所述第一进气口的轴线与所述第一进气管的轴线垂直，所述第一进气口位于所述旋风构件的上方。
8、优选的，所述第一锥形导流段的外侧壁靠近所述阴极除水腔的内壁，所述第一锥形导流段与所述阴极除水腔之间形成位于所述气体流通间隙中的锥形除水区域，所述第二进气管面向所述锥形除水区域。
9、优选的，所述阴极排水管位于所述锥形除水区域远离所述第二进气管的一侧。
10、优选的，所述阴极除水腔包括阴极除水腔侧壁和位于所述阴极除水腔侧壁底端的第二锥形导流段，所述第二锥形导流段靠近所述第一锥形导流段，所述锥形除水区域位于所述第二锥形导流段与所述第一锥形导流段之间，所述第二锥形导流段朝向所述阴极排水管逐渐收缩。
11、优选的，所述第二进气管和所述第二出气管位于所述阳极除水腔的同侧，所述第二出气管的轴线与所述第一出气管的轴线平行，所述第二出气管位于所述阴极除水腔的顶部。
12、优选的，包括用于将所述气体流通间隙分隔的分隔板，所述分隔板的一端与所述阳极除水腔的外壁密封连接，所述分隔板的另一端与所述阴极除水腔的内壁密封连接，所述分隔板位于所述第二进气管与所述第二出气管之间。
13、优选的，所述阳极排水管和所述阴极排水管上均设置有电磁阀。
14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
15、本发明将阳极分水器和阴极分水器集成设置为一体式结构，形成双腔形式的燃料电池分水器，并且引入了旋风构件，能高效去除阳极流体中液态水的同时，还能防止阳极流体内水蒸气遇低温壁面冷凝，维持阳极流体的高湿状态，阴极除水腔的体积较大，保证在阴极除水腔内具有较大的流量，同时能有效去除阴极流体中的液态水，而且采用了集成化的设计，整体的体积更小，使用更加灵活方便。并且能够提高燃料电池系统集成的便利性和美观性，还可以有效提高燃料电池系统的体积比功率。
1.一种双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，包括阳极除水腔(1)和套设在所述阳极除水腔(1)外侧的阴极除水腔(2)；
2.根据权利要求1所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述阳极除水腔(1)包括阳极除水腔(1)主体和第一锥形导流段(15)，所述第一锥形导流段(15)位于所述阳极除水腔(1)远离第一出气管(3)的一侧，所述第一锥形导流段(15)朝向所述阳极排水管(8)逐渐收缩，所述阳极排水管(8)与所述第一锥形导流段(15)连通。
3.根据权利要求2所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述阳极除水腔(1)竖向设置，所述第一出气管(3)与所述阳极除水腔(1)同轴，所述第一进气管(4)同轴套设在所述第一出气管(3)的外侧。
4.根据权利要求3所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述第一进气管(4)上设置有第一进气口(16)，所述第一进气口(16)的轴线与所述第一进气管(4)的轴线垂直，所述第一进气口(16)位于所述旋风构件(6)的上方。
5.根据权利要求2所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述第一锥形导流段(15)的外侧壁靠近所述阴极除水腔(2)的内壁，所述第一锥形导流段(15)与所述阴极除水腔(2)之间形成位于所述气体流通间隙(11)中的锥形除水区域(17)，所述第二进气管(12)面向所述锥形除水区域(17)。
6.根据权利要求5所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述阴极排水管(14)位于所述锥形除水区域(17)远离所述第二进气管(12)的一侧。
7.根据权利要求6所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述阴极除水腔(2)包括阴极除水腔(2)侧壁和位于所述阴极除水腔(2)侧壁底端的第二锥形导流段(18)，所述第二锥形导流段(18)靠近所述第一锥形导流段(15)，所述锥形除水区域(17)位于所述第二锥形导流段(18)与所述第一锥形导流段(15)之间，所述第二锥形导流段(18)朝向所述阴极排水管(14)逐渐收缩。
8.根据权利要求5所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述第二进气管(12)和所述第二出气管(13)位于所述阳极除水腔(1)的同侧，所述第二出气管(13)的轴线与所述第一出气管(3)的轴线平行，所述第二出气管(13)位于所述阴极除水腔(2)的顶部。
9.根据权利要求8所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，包括用于将所述气体流通间隙(11)分隔的分隔板(19)，所述分隔板(19)的一端与所述阳极除水腔(1)的外壁密封连接，所述分隔板(19)的另一端与所述阴极除水腔(2)的内壁密封连接，所述分隔板(19)位于所述第二进气管(12)与所述第二出气管(13)之间。
10.根据权利要求1所述的双腔形式的燃料电池分水器，其特征在于，所述阳极排水管(8)和所述阴极排水管(14)上均设置有电磁阀。
