1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种分水装置及燃料电池系统。
背景技术：2.在燃料电池发动机中，阳极腔的氢气在阳极催化剂的作用下失去电子变为质子，质子通过质子交换膜到达阴极，在阴极催化剂的作用下得到电子并与阴极腔的氧气结合生成水，阴极电化学反应的水绝大多数通过空气出口排出，空气侧为了更好的发挥排水作用，可以设计分水结构。
3.另外仍有一部分水分通过质子膜反扩散至阳极，通过阳极出口排出电堆，因为氢气路需要再循环进入电堆，因此对水含量提出了更高的控制要求，在燃料电池阳极设计和使用了水汽分离器。
4.现有的分水结构主要有：挡板迷宫式，利用气体的碰壁，将液态水分离；旋流式结构设计，离心分离作用通过气流将液体被甩到容器壁上分离；冷凝式，利用气液冷凝分离原理在分离罐中实现。现有结构的缺点主要有：分离效率低，主要依赖气流流速进行碰撞分离，分离效率上限较低，同时，如果结构设计复杂，分离效率会高，但会造成压阻大。
5.因此，亟需提供一种分水装置及燃料电池系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供一种分水装置及燃料电池系统，该装置能够提高分水效率，使得经过分离后的气体水含量更低。
7.为实现上述目的，提供以下技术方案：本发明提供了一种分水装置，包括壳体、驱动器以及设置在所述壳体内的：吸水材料，所述吸水材料设置在所述壳体的侧壁面上；进气管，所述进气管自所述壳体的顶端伸入所述壳体内；转轴，所述转轴的一端自所述壳体的底端伸入所述壳体内并伸入所述进气管的出口端，另一端连接在所述驱动器的驱动轴上；出气管，所述出气管开设在所述壳体的顶端且与所述进气管间隔设置；叶轮，所述叶轮连接在所述转轴伸入所述壳体内的一端且与所述进气管的出口端间隔5-10mm。
8.可选地，所述叶轮的上下端通过止推结构连接在所述转轴上。
9.可选地，所述止推结构为垫片。
10.可选地，所述壳体的底端穿入所述转轴处设有轴承，以固定所述转轴。
11.可选地，所述壳体的底端还开设有出水口，所述出水口与所述转轴间隔设置。
12.可选地，所述出水口连接有排水阀。
13.可选地，所述叶轮连接在所述转轴伸入所述壳体内的一端且与所述进气管的出口
端间隔5-10mm。
14.可选地，所述吸水材料为棉布，和/或所述驱动器为电机、涡轮或者空压机。
15.可选地，所述叶轮为矩形结构或者自所述转轴向外侧呈弯曲向下的弧形结构。
16.本发明还提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统的阳极空气出口端，和/或阴极空气出口端设置有如上述任一项技术方案所述的分水装置。
17.与现有技术相比，本发明提供的分水装置及燃料电池系统，其在转轴上设置叶轮，叶轮与进气管间隔微小，壳体侧壁面安装有吸水材料，使得携带液态水汽的气体由进气管进入分水器室，叶轮在驱动器的作用下高速旋转，气体在叶轮的旋转力下，气体流速比之前更快，由于液态水汽质量较大，在受到离心力的作用下，加速碰撞到吸水材料上，吸水材料的吸水性能强，但保水能力差，这样液态水被吸水材料收集，并沿着壳体留到壳体底部累积，气体则沿着分水器室上方，在出气管口处汇集，排出分水器。本发明能够根据燃料电池的产水量，驱动器的转速可实现动态标定，即对分水效率要求越高，驱动器的转速越高。
18.提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
19.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
20.图1示出了本发明实施方式的分水装置的结构示意图；图2示出了本发明实施方式的燃料电池系统的结构示意图。
21.附图标记：10-电堆；20-引射器；30-氢喷；40-分水装置；50-排气阀；60-排水阀；70-安全阀；41-壳体；42-吸水材料；43-叶轮；44-转轴；45-驱动器；46-进气管；47-出气管；48-止推结构；49-轴承。
具体实施方式
22.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
23.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
24.如图1所示，本实施例提供了一种分水装置40及燃料电池系统，该装置能够提高分
水效率，使得经过分离后的气体水含量更低。
25.为实现上述目的，提供以下技术方案：本发明提供了一种分水装置40，包括壳体41、驱动器45以及设置在壳体41内的：吸水材料42、进气管46、转轴44、出气管47和叶轮43，吸水材料42设置在壳体41的侧壁面上；进气管46自壳体41的顶端伸入壳体41内；转轴44的一端自壳体41的底端伸入壳体41内并伸入进气管46的出口端，另一端连接在驱动器45的驱动轴上；出气管47开设在壳体41的顶端且与进气管46间隔设置；叶轮43连接在转轴44伸入壳体41内的一端且与进气管46的出口端间隔设置。
26.优选地，叶轮43的上下端通过止推结构48连接在转轴44上。进一步地，本实施方式的止推结构48为垫片，在转轴44上位于叶轮43的上方和下方分别设置一垫片，两个垫片使得叶轮43固定于转轴44上。
27.可选地，壳体41的底端穿入转轴44处设有轴承49，以固定转轴44。
28.进一步地，壳体41的底端还开设有出水口，出水口与转轴44间隔设置，这样沿壳体41侧壁流到壳体41底部的水能够经排水口排出。优选地，出水口连接有排水阀60，流到壳体41底部的水累积到一定量时，打开排水阀60能够将水排出。
29.可选地，为了使得进气管46通入壳体41内的含水汽的空气充分经过叶轮43的分离，叶轮43连接在转轴44伸入壳体41内的一端且与进气管46的出口端间隔5-10mm，能够达到理想的充分分离空气中水汽的效果。
30.优选地，吸水材料42为棉布，棉布的吸水性好但保水性差，能够很快的将水沿壳体41侧壁排出流下。
31.可选地，本实施方式的驱动器45为电机、涡轮或者空压机，能够给转轴44提供可靠稳定的动力。本实施方式的驱动器45优选为电机，根据燃料电池的产水量，电机转速可实现动态标定，即对分水效率要求越高，电机转速越高。
32.进一步地，叶轮43为矩形结构或者自转轴44向外侧呈弯曲向下的弧形结构。该种结构的叶轮43能够更好的导流，以在离心力的作用下将液态水甩至壳体41底部或侧壁，且该种弧形结构更符合气体的流线特效，对于气体的阻力小，气流更顺畅，且噪音小。
33.如图2所示，本实施方式还提供了一种燃料电池系统，燃料电池系统的阳极空气出口端，和/或阴极空气出口端设置有上述的分水装置40。本实施方式的分水装置40可以用于燃料电池的阳极空气出口端，也可以用于阴极空气出口端，对排出电堆10的空气进行水汽分离，提高分水效率，使得经过分离后的气体水含量更低。
34.进一步地，本实施方式的燃料电池系统还包括电堆10、引射器20、氢喷30和排气阀50，氢喷30入口与储氢装置连接，另一端与引射器20的第一进口连接，引射器20的出口与电堆10的阳极入口连接，电堆10的阳极空气出口端与分水装置40的进气管46连接，分水装置40的出液管与引射器20的第二进口连接，分水装置40的出气管47与排气阀50连接，分水装置40的壳体41底端的出水口与排水阀60连接。
35.可选地，为了保证电堆10的阳极入口进气安全，在引射器20的出口与电堆10的阳极入口之间连接有安全阀70，以随时监测管路中的气压情况，确保管路内气压安全可靠。
36.与现有技术相比，本实施方式提供的分水装置40及燃料电池系统，其在转轴44上设置叶轮43，叶轮43与进气管46间隔微小，壳体41侧壁面安装有吸水材料42。本实施方式的
分水结构使得携带液态水汽的气体由进气管46进入分水器室，叶轮43在驱动器45的作用下高速旋转，气体在叶轮43的旋转力下，气体流速比之前更快，由于液态水汽质量较大，在受到离心力的作用下，加速碰撞到吸水材料42上，吸水材料42的吸水性能强，但保水能力差，这样液态水被吸水材料42收集，并沿着壳体41留到壳体41底部累积，当累积到一定量，排水阀60开启进行排水，气体则沿着分水器室上方，在出气管47口处汇集，排出分水器。本实施方式能够根据燃料电池的产水量，驱动器45的转速可实现动态标定，即对分水效率要求越高，驱动器45的转速越高。
37.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
